传感器清洁装置、传感器及车辆的制作方法

本发明涉及一种传感器清洁装置。

背景技术：

1、已经存在用于清洁车辆的激光雷达传感器的传感器清洁装置，具有至少一个刮水器驱动壳体，具有至少一个至少部分地布置在刮水器驱动壳体外部的刮水器，刮水器设立用于通过刮水运动来清洁传感器场，并且具有至少一个刮水器容纳元件，用于将驱动运动从刮水器驱动单元传递至刮水器。已知的激光雷达传感器通常布置在车辆的挡风玻璃后面，这些车辆已经具有用于清洁驾驶员的视野的区域中的挡风玻璃的玻璃刮水器。位于车辆的挡风玻璃外部的激光雷达传感器需要自己专门设置用于激光雷达传感器的传感器清洁装置。为了确保功能，激光雷达传感器需要始终干净的视野，该视野不受颗粒和液滴污染。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于清洁车辆的传感器、特别是激光雷达传感器的传感器场的传感器清洁装置，具有至少一个刮水器驱动壳体，至少一个刮水器驱动壳体至少在很大程度上包围至少一个刮水器驱动单元，具有至少一个至少部分地布置在刮水器驱动壳体外部的刮水器，刮水器设立用于通过特别是仅仅平移的刮水运动来清洁传感器场，并且具有至少一个刮水器容纳元件，用于将驱动运动从刮水器驱动单元传递至刮水器。

2、建议一种传感器清洁装置，包括至少设立用于至少防水地、特别是液密地、优选流体密封刮水器驱动壳体的密封单元，该密封单元具有用于刮水器容纳元件和/或用于刮水器的至少一个可移动的通道开口。通过根据本发明的设计方案可以有利地确保刮水器传感器清洁系统、特别是具有刮水喷射单元的刮水器传感器清洁系统的高鲁棒性和/或高可靠性。有利地可以使用特别是与旋转刮水器系统相比有利地紧凑的、平移移动的刮水器，用于清洁传感器场。可以有利地获得具有平移移动的刮水器的特别有利地紧凑的传感器清洁装置，该传感器清洁装置具有防液体进入的高密封性。

3、传感器、特别是激光雷达(光检测和测距)传感器设立用于检测和/或扫描其所分配的车辆的环境的至少一部分。优选地，传感器构造为用于车辆或者用于全自动驾驶的车辆的驾驶辅助传感器，其驾驶运行至少部分地由驾驶辅助系统支持。尤其传感器检测从传感器发出的传感器视场内的车辆的周围环境。传感器的传感器场尤其由穿过传感器的传感器视场的横截面形成，特别是在传感器的传感器盖或传感器壳体的区域中。传感器壳体可以与刮水器驱动壳体分离或一体地构造。传感器场优选地至少部分地由传感器的传感器壳体形成。传感器场、特别是传感器场的区域中的传感器的传感器壳体的表面在此可以平坦或弯曲地构造。然而，传感器场优选平坦地构造。尤其传感器场在传感器壳体的水平总周边的小于50％上延伸。“设置”和/或“设立”应当理解为尤其是指专门编程、设计和/或装备。对象设置用于特定功能尤其应理解为该对象在至少一个应用和/或运行状态下实现和/或实施该特定功能。

4、车辆可以构造为陆地车辆、例如公路车辆或轨道车辆，构造为船只、例如轮船或水陆两用车辆，或者构造为飞行器、例如飞机、飞艇或无人机。刮水器驱动单元包括至少一个电动机，该电动机可以构造为主轴驱动器、旋转驱动器或线性驱动器。电动机优选地构造为可以有利地特别紧凑构造和/或特别低磨损的电换向直流电动机。另外可以想到的是，刮水器驱动单元包括设置在电动机的输出器与刮水器之间的变速器。“大部分”尤其应理解为51％、优选66％、优选75％、有利地85％并且特别优选95％。特别地可以想到的是，刮水器驱动壳体完全包围刮水器驱动单元。特别地可以想到的是，传感器壳体完全包围传感器。替代地同样可以想到的是，传感器壳体仅仅形成传感器盖，该传感器盖向外覆盖传感器的传感器视场。尤其传感器壳体和/或刮水器驱动壳体至少基本上是防水地、特别是液密地、优选是液密地构造。此外传感器壳体优选是防尘的。

5、尤其该刮水器构造为类似于现有技术中已知的用于车窗的玻璃刮水器。尤其刮水器包括刮水橡皮，其在传感器场上刮水以清洁传感器场。尤其刮水器设立用于传感器场的物理的、特别是与传感器场/传感器壳体接触的清洁。刮水器优选地包括至少一个刮水片，尤其通过其夹持刮水橡胶。刮水器优选地包括至少一个刮水臂，该刮水臂设立用于在刮水片和刮水器驱动单元之间建立连接。尤其刮水器容纳元件形成刮水臂。尤其刮水器容纳元件构造为刮水片容纳元件。尤其刮水器容纳元件设立用于安装刮水片。然而替代地，刮水器容纳元件也可以与刮水臂不同地构造和/或刮水器构造成没有能够称为刮水臂的单独的构件。例如刮水片可以与刮水器容纳元件一体或整体地构造。“一体”尤其应理解为材料配合地连接，例如通过焊接工艺和/或粘合工艺等，并且特别有利地模制，例如通过由一铸件生产和/或通过以单组分或多组分注塑工艺生产。尤其刮水臂容纳元件设立用于跟随特别是平移的刮水器运动和/或将特别是平移的刮水器运动从刮水器驱动壳体内部传递至刮水器驱动壳体外部的刮水片。尤其驱动运动大致对应于刮水运动。

6、尤其刮水片处于预张力下，借助该预张力刮水橡胶被压到传感器场/传感器壳体上。优选地刮水器设置用于至少在很大程度上、优选地几乎完全地清洁传感器场。当实施刮水运动时，刮水器优选地几乎完全或完全扫过形成传感器的传感器场的传感器壳体的表面。“几乎完全”尤其应理解为至少90％、优选至少95％并且优选至少98％。如果传感器场/传感器壳体具有弯曲表面，则刮水器在刮水运动时遵循曲率。优选地，平移的刮水运动至少基本上通过刮水器的水平或竖直的往复运动(相对于相关车辆的设置的竖立方向来看)来实现。然而，在不同于水平面和竖直面的平面中的平移运动同样是可以想到的。刮水运动优选地仅在彼此相反的方向上平移。替代地，还可以想到的是，特别是除了平移运动之外刮水器实施枢转运动。此外可以想到的是，传感器清洁装置具有刮水喷射单元，该刮水喷射单元设立用于用刮水润湿传感器场以进行清洗。刮水喷射单元在此可以集成到刮水器中，或者可以与刮水器分开构造。

7、尤其密封单元至少设立用于刮水器驱动壳体相对于外部的防水的、优选至少液密的密封。密封单元设立用于“刮水器驱动壳体的防水密封”应当特别理解为刮水器驱动壳体至少在密封单元的区域中承受至少500mm、优选至少800mm、有利地至少1500mm、优选至少3000mm并且特别优选至少10000mm的水柱(以mh2o为单位)。尤其密封单元的通道开口至少在两个相对侧上围绕刮水器容纳元件。尤其刮水器容纳元件通过通道开口从刮水器驱动壳体的内部引导至刮水器驱动壳体的外部。尤其通道开口至少相对于刮水器驱动壳体和/或相对于传感器可移动地、特别是在运行时可移动地构造。通道开口完全穿透观察单元。在没有刮水器容纳元件的情况下，通道开口形成从刮水器驱动壳体的外部到内部的通道。尤其密封单元还设立用于刮水器驱动壳体与外部的防尘密封。

8、此外建议，密封单元包括至少一个可移动地支承的密封元件。由此，在传感器清洁装置的运行期间、特别是在刮水器的刮水运行中也能够有利地实现高度的密封性。可以有利地实现传感器清洁装置以及因此还有传感器的高度紧凑性，特别是与枢转的刮水器相比。密封元件的至少一部分优选平移可移动地被支承。

9、如果可移动的通道开口和/或可移动支承的密封元件设立用于在刮水器的刮水运行时跟随刮水运动，特别是刮水器的刮水片的运动，则高度的密封性也可以有利地在传感器清洁装置的运行中、特别是在刮水器的刮水运行中实现。可以有利地实现传感器清洁装置以及因此还有传感器的高度紧凑性，特别是与枢转的刮水器相比。在此可以想到的是，例如通过在刮水器容纳元件/刮水器移动期间推动和/或拉动通道开口和/或密封元件而产生通道开口和/或密封元件的运动。然而，替代地还可以想到的是，通道开口和/或密封元件至少部分地以自驱动的方式移动，例如通过刮水器驱动单元或通过另一单独的驱动单元。

10、还建议，刮水器容纳元件和/或刮水器特别是至少在通道开口的区域中至少防水地、优选至少流体密封地与密封单元、特别是密封元件连接。由此，在传感器清洁装置的运行中，特别是在刮水器的刮水运行中也能够有利实现高度的密封性。例如密封元件可以牢固且防水地压到刮水器容纳元件上。例如，密封元件可以与刮水器容纳元件连接、例如附接、胶合等。尤其刮水器容纳元件至少防尘地与密封单元连接，特别是与密封元件连接。

11、此外建议，密封单元、尤其是密封元件构造为柔性带。由此可以有利地实现高度的密封性。可以有利地实现特别简单和/或成本有效的构造。尤其柔性带构造为平带。尤其柔性带构造为以环的形式封闭的带，特别是除了通道开口之外。在此通道开口可以在周围由柔性带界定或者可以完全切穿柔性带。在柔性带被通道开口完全切穿的情况下，刮水器容纳元件与柔性带的材料连接可能是必要的。然而，优选地通道开口在柔性带中形成孔，该孔在通道开口的周向方向上的周围由柔性带界定。由此可以有利地确保刮水器容纳元件在所有方向上的良好密封。尤其通道开口在两个平坦侧之间穿过构造为平带的柔性带。尤其柔性带类似于已知的家用橡皮筋构造。尤其构造为平带的柔性带的平坦侧至少基本上垂直于刮水器的刮水平面和/或传感器场对准。术语“基本上垂直”在此特别地应该限定一方向相对于参考方向的对准，其中该方向和参考方向，特别是在投影平面中观察，围成90°的角度并且该角度具有特别是小于8°、有利地小于5°并且特别有利地小于2°的最大偏差。尤其柔性带是整体的，优选地由单一材料形成。尤其柔性带由具有小的或极小的液体吸收性的材料形成。尤其柔性带由特别是相对表面活性剂或醇具有高化学耐受性的材料形成。尤其柔性带由具有低表面摩擦的材料形成。尤其柔性带由具有高耐热性的材料形成。尤其柔性带由具有低可燃性的材料形成。尤其柔性带由具有特别良好的老化和/或磨损特性的材料形成。有利地，柔性带由乙烯丙烯二烯(单体)橡胶形成。替代地柔性带可由乙烯聚合物、硅树脂或聚乙烯形成。当然同样可以想到柔性带的不同于柔性带的上述设计方案的设计方案，其特别是不同于平带形状。尤其柔性带邻近传感器场的一侧。尤其柔性带的长度是传感器场的水平延伸和/或传感器场的竖直延伸的至少两倍。尤其柔性带的长度是刮水器容纳元件和/或通道开口在保持相同的方向上的最大行进路径的至少两倍。尤其柔性带在至少基本上椭圆形的路径上延伸。尤其柔性带在张紧状态/处于拉紧的状态中安装。

12、此外建议，密封单元包括前面板，该前面板将密封元件朝向前侧、特别是传感器清洁装置、优选传感器壳体密封。由此可以有利地确保高度的密封性，特别是当车辆在驾驶运行时。此外，可以有利地确保具有柔性带的设计方案的高度密封性。尤其前侧是传感器视场从传感器壳体出现的一侧。前面板优选地至少基本上平行于传感器场对准。前面板优选地布置在传感器场的上方或侧面，特别是在车辆的竖立方向上。尤其前面板在垂直于平带的平坦侧布置的侧表面上与构造为平带的柔性带接触。

13、尤其作为柔性带的替代方案建议，密封单元包括链状构造的密封载体元件，该密封载体元件承载在密封载体元件的多个链元件上延伸的至少一个柔性的密封元件。由此，可以有利地实现密封单元的特别可靠的设计方案，其优选地对柔性材料的老化影响特别不敏感。尤其密封元件固定到多个链元件中的链元件上，例如材料配合和/或形状配合地固定。“材料配合的固定”尤其应理解为质量部件通过原子力或分子力保持在一起，例如在钎焊、焊接、胶合和/或硫化时。“形状配合”尤其应理解为以形状配合的方式彼此连接的构件的彼此抵靠的表面在彼此上施加沿表面的法线方向作用的保持力。尤其这些构件彼此几何接合。尤其密封承载元件在相对侧上分别承载柔性的密封元件。尤其密封载体元件包括短侧和平坦侧。尤其密封载体元件在短侧上承载柔性的密封元件。尤其密封载体元件的平坦侧没有密封元件。

14、此外如果密封载体元件由至少防水、优选至少流体密封、并且特别是至少防尘的、彼此连接、特别是彼此夹住、至少可相对于彼此旋转的链元件形成时，可以有利地实现高形状稳定性，同时具有高密封效果和可变形性。可以有利地使得对不同类型的传感器清洁装置的简单长度调节成为可能。尤其链元件可至少围绕至少基本上平行于密封载体元件的平坦侧延伸的轴线旋转。“基本上平行”在此尤其应理解为一方向相对于参考方向的对准，尤其是在平面中，其中该方向相对于参考方向具有特别是小于8°、有利地小于5°并且特别有利地小于2°的偏差。“密封载体元件防水地彼此连接”尤其应理解为至少密封载体元件的连接承受至少500mm、优选至少800mm、有利地至少1500mm、优选至少3000mm并且特别优选至少10000mm的水柱(以mh2o为单位)。有利的是，无需工具即可将链元件彼此连接。尤其密封载体元件的链元件以卷帘门(“tambour door”)类型构造和/或彼此连接。

15、此外如果密封载体元件构造为环形链，则可以有利地实现特别高的密封性。相反，如果密封载体元件构造为开链，则材料使用和/或成本可以有利地保持得低。尤其布置在密封承载元件上的密封元件同样是环形的或开放的，就像相关联的密封承载元件一样。尤其在开链的情况下，在刮水器的反转点处可能需要额外的密封。

16、尤其特别是被引导穿过链状构造的密封载体元件的刮水器容纳元件可以以与链元件彼此连接相同的方式与相邻的链元件连接。为此，刮水器容纳元件分别在相对侧上包括夹子元件(形状配合元件)，借助该夹子元件可以将刮水器容纳元件夹入到相邻的链元件中。尤其密封元件在通道开口的区域中不被链状构造的密封载体元件中断地构造。尤其密封元件在通道开口的区域中通过链状构造的密封承载元件来密封引导穿过通道开口的刮水器容纳元件。与密封载体元件连接的密封元件可以由上述构造为柔性带的密封元件相同的材料形成，或者由具有相同上述特性的材料形成。替代地与密封载体元件连接的密封元件可构造为小刷子/鬃毛或泡沫(材料)密封件。此外，密封元件还可以由例如在紧轨中引导的铝形成，或者由各种橡胶材料形成。密封载体元件的链元件可以由塑料或金属、例如铝形成。

17、此外建议，密封元件具有至少一个用于引导密封元件的运动的引导元件，该引导元件设立用于与刮水器驱动壳体的相应的引导元件接合。由此，可以有利地实现特别高的密封性，特别是还在刮水器的运行中。可以通过引导件、特别是包括链元件的密封单元有利地避免故障，例如密封单元跳出规定的安装空间。例如刮水器驱动壳体的相应的引导元件可以构造为凹槽，密封元件、尤其是密封元件的引导元件形状配合地接合到该凹槽中。当然，相反的实施方案同样是可以想到的。

18、此外，建议了具有传感器场和具有传感器清洁装置的传感器、特别是激光雷达传感器，以及具有该传感器的车辆、特别是飞行器、船只和/或陆地车辆。通过根据本发明的设计方案可以有利地确保车辆的传感器系统的高鲁棒性和/或高可靠性。该车辆在此尤其可以构造为自动驾驶车辆或具有驾驶辅助系统的驾驶员控制的车辆。

19、根据本发明的传感器清洁装置、根据本发明的传感器和根据本发明的方法在此不应限于上述应用和实施方式。尤其根据本发明的传感器清洁装置、根据本发明的传感器和根据本发明的方法为了实现本文描述的功能可以具有与在此所述的数量不同数量的单独的元件、构件和单元以及方法步骤。此外在本公开中规定的值范围内，位于所述限度内的值也应当被认为是公开的并且可以任意使用。