清洁装置、顶部模块以及清洁机动车的观察区的方法与流程

本发明涉及根据权利要求1的序言的用于清洁机动车、特别是乘用车的至少一个观察区的清洁装置。此外，本发明还涉及一种具有至少一个此类清洁装置的顶部模块。本发明还涉及根据权利要求13的序言所述的清洁观察区的方法。

背景技术：

1、通用清洁装置例如用于机动车和这种机动车的顶部模块中，以便清洁观察区、例如挡风玻璃和/或后窗和/或环境传感器的观察区。

2、通用的顶部模块在汽车制造中被广泛使用，因为这些顶部模块可以作为独立的功能模块被预制，并且可以在组装车辆时被运送到装配线上。顶部模块在其外表面至少形成了车辆顶部的顶部覆层的一部分，顶部覆层防止湿气和气流进入车辆内部。顶部覆层由一个或多个面板构件组成，这些面板构件可以由稳定的材料制成、例如由涂漆的金属或涂漆的或纯色的塑料制成。顶部模块可以是固定车辆顶部的一部分，也可以是可开启的顶部子组件的一部分。

3、此外，车辆制造方面的发展越来越注重自动和半自动驾驶的机动车。为了使车辆控制器能够自动或半自动地控制机动车，采用了多个环境传感器(例如激光雷达传感器、雷达传感器、(多)相机、包括其它(电气)构件的传感器等)，这些传感器例如集成在顶部模块中，它们测绘机动车周围的环境，并从获得的环境数据中确定例如当前的交通状况。配备有多个环境传感器的顶部模块也被称为顶部传感器模块(rsm)。已知的环境传感器发射和/或接收电磁信号、例如激光束或雷达束，允许通过信号评估生成车辆环境的数据模型并用于控制车辆。

4、用于监测和测绘车辆环境图的环境传感器通常安装在车辆顶部上，因为车辆顶部通常是车辆的最高点，从那里很容易观察到车辆环境。环境传感器通常作为附件被放置在顶部模块的面板构件上，该面板构件构成顶部覆层。在环境传感器的使用过程中，由于环境的影响(例如风化)，存在着使对环境传感器透明或部分透明的观察区变脏的风险，环境信号的获取也会因此受到阻碍，或者在最坏的情况下，观察区不再对环境传感器透明。

5、为了清洁观察区，使用上述的通用清洁装置是已知的。类似于挡风玻璃或头灯雨刷系统的喷嘴，这些清洁装置放置在顶部模块的在相应的观察区之前的区域。例如，可以喷洒含水的肥皂溶液或压缩气体、例如加压空气作为清洁流体；相对于含水的肥皂溶液，用加压空气进行清洁，其优点是在清洁后无需将清洁水从被清洁的表面和/或顶部模块上转移。

6、在现有技术中，用于清洁观察区的清洁过程通常由车辆乘员主动控制，这在清洁挡风玻璃和/或后窗和/或前灯时也是已知的。车辆乘员激活清洁装置、例如通过杠杆和/或控制元件手动激活，由此开始清洁过程。在大多数情况下，清洁过程一直持续到乘员松开控制元件和/或预定的时间段过后。人们还知道，由于确定的污染等级，有必要对某个观察区进行清洁，这样，使用者作为回应就可以激活清洁过程。人们还知道，根据确定的观察区的污染等级自动激活清洁，这类似于已经知道的激活挡风玻璃雨刷的规则。

7、已知的清洁装置的自动和手动激活都有一个缺点，即清洁都不能在所有的环境条件下以最佳方式进行，这意味着根据环境条件和/或驾驶情况，不能实现最佳的清洁效果。因此，在目前的技术状况下，特别是在不同的环境条件下，有可能在进行了清洁过程后，污物残留在相应的观察区。这使得有必要重复清洁过程，这可能导致所需清洁流体的数量过度增加。这反过来又增加了清洁的成本。此外，不充分的清洁对有关环境传感器的可用性有负面影响，因此，车辆安全也会受到负面影响。

8、由于上述缺点，本发明的目的在于提出一种清洁装置和/或顶部模块和/或用于清洁机动车观察区的方法，通过其中的任何一种，可以减少上述技术现状的缺点，特别是可以对观察区进行优化清洁。

技术实现思路

1、由于上述缺点，本发明的目的在于提出一种清洁装置和/或顶部模块和/或用于清洁机动车观察区的方法，通过其中的任何一种，可以减少上述技术现状的缺点，特别是可以对观察区进行优化清洁。

2、该目的是由根据权利要求1教导的清洁装置来实现的。此外，该目的是通过根据权利要求11所述的顶部模块来实现。此外，该目的是通过根据权利要求13所述的方法来实现。

3、本发明的有利实施例是附属权利要求的主题。此外，在说明书、权利要求和/或附图中披露的至少两个特征的任何和所有组合都属于本发明的范围。自然地，根据本发明，与清洁装置有关的解释等同于与顶部模块和/或机动车有关，反之亦然，不需要在其上下文中单独提及。同样地，与清洁装置相关的所有特征和示例性实施例的披露都与根据本发明的方法相关，尽管不是逐字逐句的说明。特别是，语言上常见的改写和/或普通语言实践范围内的相应术语的类似替换，特别是使用公认的语言学文献所支持的同义词，当然包括本技术披露的内容中，而不需要明确提及每一种变化。

4、根据本发明，用于清洁机动车的至少一个观察区的清洁装置包括至少一个清洁喷嘴以及评估和控制装置。该清洁装置的特征在于，评估和控制设备配置为能够：接收至少一个传感器信号，该传感器信号包括关于车辆环境条件和/或机动车参数的至少一条信息；以这种方式评估该信息以确定操作情况；根据该信息从多个预定义和/或预设和/或先前使用的清洁配置中选择预定的清洁配置；以及根据选定的清洁配置控制至少一个清洁喷嘴来清洁至少一个观察区。

5、在另一方面，本发明涉及一种用于形成机动车的车辆顶部的顶部模块，该顶部模块具有面板构件，该面板构件形成车辆顶部的顶部覆层的至少一部分，该顶部覆层用作顶部模块的外密封表面。该机动车具有至少一个环境传感器，该环境传感器配置为通过观察区发射和/或接收电磁信号来测绘车辆环境，机动车还具有至少一个根据本发明的任何实施例的清洁装置，该清洁装置配置为能够清洁观察区。

6、本发明还涉及一种机动车，该机动车具有车辆车架和至少一个上述顶部模块，该顶部模块作为结构单元配置在车辆车架上、特别是粘附到车辆车架。

7、在另一方面，本发明涉及一种用于清洁机动车的至少一个观察区的方法，该方法包括以下步骤：接收至少一个传感器信号，该传感器信号包括关于机动车环境条件和/或机动车参数的至少一条信息；评估至少一个传感器信号以确定车辆情况；根据确定的操作情况从多个预定义的清洁配置中选择预定的清洁配置；以及根据选定的清洁配置控制至少一个清洁喷嘴来清洁至少一个观察区。

8、根据本发明，由于是根据确定的操作情况选择基于操作情况的清洁配置，所以用于清洁观察区的清洁过程是独立地、特别是适应性地适配的。这样就可以根据情况对观察区进行优化清洁，特别是不再需要因清洁性能不足而需要进行第二次清洁。这可以节省大量所需的清洁流体。这导致了清洁成本的降低，特别是提高了环境传感器和/或其它电气和/或电子和/或电磁构件的可靠性，这些构件都可以通过待清洁的观察区传输和/或接收电磁信号。换句话说，相应的清洁过程、特别是清洁顺序是适应实际操作和/或环境条件的，以实现最佳的清洁过程。根据本发明，特别优选的是，信号和/或传感器信号由机动车中用于此目的的传感器记录，并传输给评估和控制装置和/或由其接收。然后，评估和控制装置确定相应的操作情况图像，其中有关车辆内部和/或外部的信息被处理。基于该操作情况图像，选择清洁配置。基于该清洁配置，清洁过程被控制为使相应的清洁顺序适应相应的操作情况。另外，本发明允许根据情况最佳地使用已用过的清洁流体、特别是水和/或水基肥皂溶液和/或特别是加压气体。因此，可以实现最佳使用，特别是减少清洁介质的用量。这导致了保养周期的延长，特别是重新填充清洁介质和/或清洁流体的周期的延长。

9、根据本发明的清洁装置当按要求使用时可以特别优选地用于清洁挡风玻璃和/或后窗和/或前灯和/或环境传感器和/或布置在机动车上或集成在机动车中的任何其它电气和/或电子和/或电磁构件的观察区。优选的是，机动车包括多个根据本发明的清洁装置。

10、所确定的操作情况优选地包括关于多个机动车环境条件和/或多个机动车参数的多条信息。优选地，相应的确定的操作情况可以理解为由传感器记录并由评估和控制装置接收的参数的独立参数群。关于至少一个机动车环境状况的至少一条信息优选地与机动车外的物理区域、即车辆环境有关。关于至少一个机动车参数的信息涉及机动车本身和/或相应的操作状态和/或机动车的操作模式。优选地，，由评估和控制装置至少在预定的时间间隔内、特别是优选地实时地确定操作情况，这意味着清洁能够适应当前操作情况。

11、清洁配置优选包括至少一个、特别地优选多个控制命令，通过这些命令启用对至少一个清洁喷嘴的特别是个性化的控制。清洁配置也可以是清洁序列，特别是用于控制至少一个清洁喷嘴的连续控制命令的时间序列。特别优选的是，根据本发明的清洁装置和/或根据本发明的顶部模块和/或机动车包括多个清洁喷嘴，这些喷嘴优选地可以特别是通过根据本发明的评估和控制装置单独地控制，并且可以通过根据本发明的方法控制。

12、以何种方式向评估和控制装置提供传感器信号通常是任意的。例如，至少一个传感器信号可以通过一个或多个电缆或无线方式传输到评估和控制设备。优选的是，至少一个传感器信号还可以包括关于相应检测参数的多通道信息，以便优选地通过评估和控制装置实现检测参数的多维评估。优选地，评估和控制装置包括至少一个处理器和/或临时存储器和/或非易失性存储器和/或图形处理装置和/或至少处理电路，通过它们可以处理电和/或电磁信号。

13、一般来说，观察区可以是窗和/或透镜和/或前灯壳体和/或窗格(例如在挡风玻璃和/或后窗周围)，它被放置在机动车上并且例如对于预定的电磁辐射是至少部分透明或完全透明。该观察区优选地是由塑料或玻璃或任何其它至少部分透明的工作材料制成。一般来说，有可能是插入到根据本发明的顶部模块的面板构件的开口中作为窗口透镜，例如，至少一个环境传感器通过窗或透镜观察，以便测绘车辆环境。替代地或附加地，也可以将观察区整体地形成在这种面板构件中。

14、在一个优选的实施例中，至少一个传感器信号包括关于环境温度和/或环境湿度和/或环境地形、例如环境坡度的信息，和/或风速和/或风向和/或太阳辐射强度和/或气溶胶浓度和/或污垢等级(机动车环境条件的示例)和/或地理位置和/或机动车速度和/或机动车加速度(机动车参数的示例)的至少一条信息。优选的是，通常可以影响清洁过程和/或观察区的清洁结果的机动车环境条件被检测。特别优选的是，在机动车和/或顶部模块中布置了多个传感器以用于检测这些参数。例如，可以实施温度传感器和/或湿度传感器和/或倾角传感器和/或gps传感器和/或空气速度指示器和/或太阳能传感器、特别是光传感器和/或粒子传感器和/或速度传感器和/或陀螺仪传感器和/或任何其它传感器。根据本发明，可以检测未明确列出的、可能影响清洁观察区的车辆环境的其它环境参数。

15、在一个优选的实施例中，评估和控制装置配置为能够接收多个传感器信号，将这些信号相互比较和/或相互权衡和/或与相应的预定阈值和/或极限区间比较，以确定操作情况。优选地，评估和控制装置配置为将检测到的至少一个传感器信号与至少一个预定的阈值和/或至少一个极限区间进行比较，该阈值和/或极限区间是针对相应的传感器信号或其中的物理参数预先确定的。优选的是，各个传感器信号被评估和控制装置处理为使得发生关于重要性和/或对待确定的操作情况的影响的特定信息权衡。换句话说，根据本发明，优选地是权衡一个或多个传感器信号与其它检测到的传感器信号相比是否更重要，由于它们对操作情况和/或操作情况下的清洁有更大影响。这种评估优选以清洁为重点进行，即在确定操作情况时，优选对清洁和/或清洁过程和/或清洁结果有更大影响的传感器信号和/或参数被赋予更高的权重。例如，各个参数的这种权衡可以是预先确定的和/或基于经验值的。替代地或附加地，也可以使用用于映射人工智能的算法、特别是用于映射人工神经网络、例如卷积神经网络(cnn)的算法，用于评估和控制装置对检测到的传感器信号的这种权衡和/或包含和/或考虑。在此，例如可以使用这样的算法，该算法通过标记的数据集来学习所获得的传感器信号的权衡和/或包含和/或考虑，这些数据集已经由技术人员事先评估过。根据本发明，机器学习领域的其它方法、例如强化学习也是可以想象的。换句话说，评估和控制装置优选地被设计成人工智能引擎，它使用机器学习算法从检测到的至少一个传感器信号确定相应的操作情况。

16、在一个优选的实施例中，评估和控制设备配置为能够：将所确定的操作情况与多个预定的和/或先前确定的操作情况进行比较，对于所述多个预定的和/或先前确定的操作情况中的每一个，都预定义和/或关联和/或创建了特定的独立清洁配置；并且优选地选择多个预定的和/或先前确定的操作情况中与所确定的操作情况有最轻微偏差的那个清洁配置。多个预定和/或先前确定的操作情况优选地与相应的预定和/或相关的和/或创建的清洁配置一起存储在数据库中。例如，该数据库包括多个操作情况的列表，其中每个操作情况都具有清洁配置，该清洁配置优选地是与操作情况相适应的。

17、例如，操作情况可以描述由多个参数组成的参数群，该多个参数例如是第一参数x(例如逆风速度)、第二参数y(例如太阳辐射)和第三参数y(例如驾驶速度)。评估和控制装置可以配置为例如将x、y和z的值、特别是数值与至少一个预定的阈值xgrenz、ygrenz、zgrenz和/或极限区间相比较，如果必要的话，将参数(例如x、y和z)相互权衡，以检测当前操作情况faktuell(x,y,z)。之后，评估和控制装置优选地将该操作情况与其它操作情况f1，...，fn进行比较，以检测这种操作情况、特别是这种参数组合、例如x、y、z是否已经被先前检测到和/或预定义和/或记录。如果已经检测到这样的参数情况、即已作为条目存在于数据库中，则评估和控制装置选择为已经存在于数据库中的这种操作情况而存储的和/或与之相关的和/或预定的清洁配置，以基于此通过至少一个清洁喷嘴来控制观察区的清洁。如果确定的操作情况或参数组合在比较数据库中不存在，评估和控制装置优选地确定与当前确定的操作情况最相似的操作情况或参数组合，特别是考虑到各个参数的权衡。从数学上讲，例如通过搜索n维矢量空间中两点之间的最短矢量距离可以找到与当前驾驶情况最相似的操作情况，其中，n优选地限定操作情况中包括的检测参数的数量。在这种情况下，选择分配给被确定为最相似的操作情况的清洁配置，以基于此通过至少一个清洁喷嘴控制观察区的清洁。

18、在一个优选的实施例中，至少一个清洁程序包括至少一个控制指令，通过该指令可控制至少一个清洁喷嘴的排放时间和/或排放压力和/或排放量和/或排放速度和/或运动顺序和/或排放方向和/或使用的清洁流体的类型和/或清洁流体排放的时间和/或清洁流体排放的脉冲。清洁配置优选地也被理解为是清洁程序序列。一般来说，其它的清洁参数、例如开关阀门可以通过控制命令进行个性化设置。这种清洁程序序列优选地包括多个控制命令，这些命令优选地按照时间顺序一个接一个地执行，并根据相应的控制命令来命令至少一个清洁喷嘴清洁观察区。通常，这种清洁配置在时间上限制了清洁过程并限定了预定数量的清洁参数，这意味着每个清洁配置能够单独清洁观察区。个性化的清洁配置也能对观察区进行个性化的清洁，特别是取决于操作情况来进行个性化的清洁。

19、在一个优选的实施例中，评估和/或控制设备配置为能够将确定的操作情况与选定的清洁配置一起存储为数据库条目，只要确定的操作情况不包括在多个预定的和/或先前确定的操作情况中。特别优选的是，当现有的数据库中没有相应的参数组合时，确定的操作情况被存储，通过该参数组合优选地能明确地描述操作情况。以这种方式，能够将清洁配置与相应的操作情况联系起来的数据库可以不断地扩展，这意味着根据本发明的清洁装置的每次使用都可以产生更多和更广泛的数据集。这使得清洁工作能够越来越精确地适应当前的操作情况，因此，最终可以从数据库中为任何操作情况检索出最佳的清洁配置。

20、在一个优选的实施例中，评估和/或控制装置配置为能够：接收至少一个检查传感器信号；确定观察区的特别是部分选择性的清洁的质量等级；并根据确定的质量等级决定基于为确定的操作情况选择的清洁配置的清洁是否有效；并且在清洁无效的情况下，修改为确定的操作情况选择的清洁配置并将其指定为检查后的清洁配置，以在未来检测相同或类似的操作情况时基于修改后的清洁配置实施清洁。换句话说，评估和控制装置优选地配置为在进行清洁后检查清洁质量、即质量等级，以便获得关于用特别是从数据库中为确定的操作情况选择的清洁配置是否可以实现令人满意的清洁效果的信息，或者在执行选定的清洁配置或清洁程序后污物是否留在观察区上。特别优选的是，检查传感器信号由传感器通过待清洁的观察区观察而被检测，并特别通过一个或多个电缆或无线方式传送到评估和控制装置。特别优选的是，质量等级可以针对相应传感器视场中的各个部分单独确定，以确定清洁后是否有残留的污物，以及如果有的话在哪个部分有残留的污物。例如，如果确定残留的污物仅部分地留在观察区上，则可以调整先前选择的清洁配置，例如，通过向先前选择的清洁配置添加控制命令，用于控制驱动机构，通过该驱动机构可以移动至少一个清洁喷嘴，该控制命令使至少一个清洁喷嘴在再次执行清洁配置时向观察区的该部分方向喷射更多的清洁流体。

21、在一个优选的实施例中，评估和控制设备配置为能够基于检测传感器信号有选择地检测至少一个观察区的预定区域的质量等级。例如，有可能只在(环境)传感器的主视场中检测质量等级或清洁质量，而在检测期间省略视场的特定边缘区域。这特别是在计算和评估速度方面具有优势，因为不需要对环境传感器的整个视场进行检查来发现任何残留的污垢。特别优选的是，如果可能的话，在清洁发生后直接检查清洁质量，特别是在选定的清洁配置结束后，这样就不会因为新的污染而错误地检测到干扰变量。换句话说，优选地是通过检查传感器信号的评估来检查清洁效果，以便自适应地、特别是迭代地为每个操作情况创建最佳序列或最佳清洁配置，并且优选地在操作情况以相同或类似的方式重新出现的情况下存储该清洁效果。

22、在一个优选的实施例中，评估和控制装置配置为能够用不同的预定的清洁配置取代选定的清洁配置和/或修改选定的清洁配置的至少一个参数，以获得修改后的清洁配置。换句话说，例如当基于所选清洁配置的清洁没有达到满意的清洁结果时，先前根据确定的操作情况选择的清洁配置在清洁发生后的质量控制之后被修改，或者被在数据库中已经可用的不同的清洁配置取代。换句话说，存储在数据库中的用于相应操作情况的清洁配置被修改和/或替换和/或覆盖。通过这种方式，可以对未来的清洁顺序进行自动优化，特别是可以进行适应性清洁。例如，在重新检测到类似或相同的操作情况的情况下，特别是从修改后和/或覆盖的数据库中选择优化的清洁配置，通过它可以对观察区进行满意的清洁。根据本发明，多次实施检查和修改也是可能的。这种自动优化和/或自我检查优选地可以通过使用机器学习的算法在根据本发明的评估和控制装置中实现。在这种情况下，关于机器学习的更多信息请参考上面的描述。

23、当然，上面提到的和下面将要讨论的实施例和示例性实施例不仅可以单独实现，而且可以彼此任意组合而不脱离本发明范围。此外，任何和所有的实施例和示例性实施例也以等同或至少类似的方式涉及根据本发明的顶部模块，而不必在每个方面都明确提及。