Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines transparenten Elements einer optischen oder optoelektronischen Vorrichtung, insbesondere einer Kameralinse, sowie ein optisches Erfassungssystem zur Anordnung in einem Fahrzeug, umfassend eine oder mehrere Reinigungsvorrichtungen mit optischen oder optoelektronischen Vorrichtungen. Bei Kraftfahrzeugen sind heutzutage zunehmend Assistenzsysteme mit Sensoren eingebaut, die den Fahrzeugnutzer beim Fahren des Fahrzeuges unterstützen und dabei die Umgebung des Fahrzeugs jederzeit zuverlässig erfassen und überwachen sollen.

Derartige Assistenzsysteme beinhalten hierfür optischen oder optoelektronischen Vorrichtungen wie insbesondere Kameras, jedoch auch laserbasierten oder Infrarotsensoren, die im Außenbereich am Fahrzeug angebracht sind. Die grundlegenden Funktionen von derartigen Vorrichtungen sind vielfältig und beinhalten von einfachen Hilfsfunktionen wie beispielsweise Darstellung vom Fahrzeug verdeckter Bereiche auf einem Display und Parkunterstützung bis hin zu Lieferung von Eingangsdaten für autonome und vollautomatisierte Fahrfunktionen.

Derartige Vorrichtungen verfügen über transparente Elemente wie Linsen oder Abdeckungen, welche das Licht je nach Anwendungsfall uneingeschränkt oder in einem bestimmten eingeschränkten

Wellenbereich durchlassen. Derartige transpatente Elemente sind oft nach Außen konvex beziehungsweise gewölbt ausgebildet um beispielsweise einen besonders breiten Erfassungsbereich für eine Kamera zu ermöglichen wie beispielsweise sogenannten Fisheye Kameralinsen . Des Weiteren sind derartigen transpatenten Elemente funktionsbedingt im Außenbereich des Fahrzeugs an ^¬ geordnet und daher Verschmutzung und äußeren Witterungsein- flüssen ausgesetzt und müssen zur Funktionsgewährleistung bei Bedarf gereinigt werden.

Aus DE 10 2015217 546 B3 ist beispielsweise eine gattungsgemäße Reinigungsvorrichtung bekannt. Bei der transparenten Abdeckung handelt es sich hierbei um die Linse einer Digitalkamera. Die Linse wird quer zu ihrer optischen Achse aus drei am Umfang verteilten, als Pralldüsen ausgebildeten Düsen mit flüssigen Reinigungsmittel angestrahlt.

Häufige Reinigungsintervalle verursachen einen entsprechend großen Verbrauch von Reinigungsflüssigkeit aus einem begrenzten, mitzuführenden Vorrat . Um Nachfüllinterwale zu verlängern müssen große Vorratsbehälter vorgesehen werden, mit Nachteilen für die Raumausnutzung, Gewicht und Kosten.

Neben Verschmutzung können unerwünschte optische Verzerrungen des Kamerabildes auch durch einfache Wassertropfen auf der Kameralinse verursacht werden.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Reinigungsvorrichtung bereitzustellen, die die es ermöglicht, die Verfügbarkeit und Funktionsgewährleistung der verwendeten optischen oder optoelektronischen Vorrichtungen bei allen Wetterbedingungen und Betriebszuständen zu erhöhen und möglichst jederzeit sowie bei einem reduzierten Einsatz von Reinigungsflüssigkeit sicherzustellen .

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weiterbildungen und verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und Figuren.

Die Erfindung sieht vor, dass der Fluidzulauf zum Durchströmen mit einer Reinigungsflüssigkeit aus einem Hydraulikkanal und mit Druckluft aus einem Pneumatikkanal eingerichtet ist. Dabei weisen der Hydraulikkanal ein hydraulisches Rückschlagventil und der Pneumatikkanal ein pneumatisches Rückschlagventil auf, welche die Kanäle in Richtung Düse öffnen und in die entge ^¬ gengesetzte Richtung sperren.

Damit kann eine auf eine besonders einfache Weise den jeweiligen Betriebs- und Umweltzustände optimal angepasste Reinigungs ^¬ strategie mit ausschließlich Druckluft, Reinigungsflüssigkeit oder einem Gemisch der beiden realisiert werden. Durch den Einsatz von unbegrenzt weil aus der Atmosphäre frei beziehbaren Luft als Reinigungsfluid werden Reinigungszyklen mit Reini- gungsflüssigkeit wesentlich seltener, können je nach Einbaulage im Fahrzeug gar gänzlich überflüssig werden. Der Verbrauch von Reinigungsflüssigkeit wird insgesamt reduziert. Bauraum, Ge ^¬ wicht und Kosten werden durch kleinere Reinigungsflüssig- keits-Vorratsbehälter eingespart . Hierbei kann die Reinigungsvorrichtung zusammen mit der optischen oder optoelektronischen Vorrichtung, den Kanälen und Sperrventilen als eine integrierte, universell an unter ^¬ schiedliche Einbaupositionen im Fahrzeug einsetzbare Baueinheit ausgeführt werden. Logistik und Endmontage am Fahrzeug werden vereinfacht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das transparente Element nach Außen gewölbt ausgebildet. Der Reinigungsmittelstrahl wird dabei zwecks Ausnutzung von Co- andä-Effekt im Wesentlichen auf einen radialen Außenrand des transparenten Elements ausgerichtet. Dabei ist es besonders vorteilhaft wenn der Reinigungsmittelstrahl als ein Flachstrahl ausgebildet ist, welches sich im Wesentlichen in einer zu der optischen Achse orthogonalen Ebene ausbreitet.

Dadurch wird die gesamte Oberfläche des transparenten Elements bei vergleichsweise niedrigen Druck und reduzierten Fluidbedarf effektiv umspült und gereinigt. Die Düse kann als eine besonders einfache und flache Pralldüse ausgebildet werden. Neben einer Vereinfachung der Konstruktion werden die die Optik von Außenflächen am Fahrzeug und Haptik - beispielsweise beim Einbau in einen Tür- oder Heckklappenggriff - wenig beeinflusst. Der Verbrauch von Reinigungsfluid wird ebenfalls reduziert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der

Betriebsdruck der Reinigungsflüssigkeit in dem Hydraulikkanal größer als ein Betriebsdruck von Druckluft in dem Pneumatikkanal vorgesehen .

Durch den vergleichsweise höheren Druck der Reinigungsflüs- sigkeit kann bei Bedarf der Druckluft durch einfaches Freigeben des Hydraulikkanals jederzeit übersteuert werden, wenn bei ^¬ spielsweise der Reinigungseffekt mit Druckluft nicht ausreicht. Der begrenzte Reinigungsflüssigkeitsvorrat kann dadurch be ^¬ sonders sparsam verbraucht werden. Auf zusätzliche Sperr- und Steuerungsvorrichtungen kann verzichtet werden.

Bevorzugt kann der Betriebsdruck von Druckluft in dem Pneumatikkanal in einem Bereich zwischen 0,8 bar und 1,2 bar, insbesondere bei etwa 1 bar vorgesehen sein. Dadurch kann ein optimales Kompromiss zwischen effektiven und kostengünstigen Drucklufterzeugung, einfachen Werkstoffen für Pneumatikkanäle und Leitungen und einem guten Reinigungsergebnis realisiert werden .

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann insbesondere das pneumatisches Rückschlagventil für eine ge- zielte Steuerung eines Durchflusses von Luftstrom elektrisch gesteuert ausgebildet sein.

Damit kann beispielsweise die Luftversorgung besonders effektiv bedarfsgerecht für einzelne Reinigungsvorrichtung innerhalb eines verbundenen, mehrere Reinigungsvorrichtungen enthaltenden Reinigungssystems mit einem einzigen gemeinsamen Druckluf ^¬ terzeuger angepasst werden. Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann in dem Pneumatikkanal ein Dosierventil zum gesteuerten Variieren einer in den Fluidzulauf eintretenden Druckluftmenge vorgesehen sein, um eine besonders feinfüllige, bedarfsgerechte vom Be- triebszustand des Drucklufterzeuger unabhängige Modulierung von Luftstrom zu ermöglichen.

Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass die Druckluft kontinuierlich strömend in den Fluidzulauf eingespeist wird. Durch die damit bewirkbare permanente Luftspülung kann der Kontamination des transparenten Elements vorgebeugt werden. Auf seine Oberfläche gelangt grundsätzlich weniger Staub, kleine Schmutzpartikel und Wassertropfen werden sofort entfernt.

Dadurch werden weniger Reinigungsintervalle mit Reinigungs ^¬ flüssigkeit benötigt, das Volumen von Vorratsbehälter kann reduziert werden.

Ebenso sieht die Erfindung vor, dass die Druckluft gepulst stoßartig in den Fluidzulauf eingespeist werden kann. Mit den damit erzeugbaren Luftstößen können Wassertropfen und größere Schmutzpartikeln ohne Reinigungsflüssigkeitseinsatz entfernt werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Erfassungssystem zur Anordnung in einem Fahrzeug, umfassend wenigstens eine und vorzugsweise mehrere erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtungen.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand in der Fig.l zusammengefasst dargestellten Ausführungsbei ^¬ spielen einer erfindungsgemäß verbesserten Reinigungsvorrichtung für eine Kameralinse näher erläutert.

Eine als Kamera mit einem als Kameralinse ausgebildeten transparenten Element 2 ausgeführte optische Vorrichtung 3 ist in einem Gehäuse 4 der Reinigungsvorrichtung 1 angeordnet. Eine elektrische Schnittstelle 16 dient zum Anschluss der Vor- ,

b richtung 3 an eine oder mehrere hier nicht gezeigten elektrische Versorgungseinrichtungen und elektronische Steuereinheiten. Das transparente Element 2 ist nach Außen gewölbt und besitzt eine optische Achse 9.

Ein Fluidzulauf 5 dient zur Versorgung einer einzelnen Düse 7 mit Reinigungsfluid . Innerhalb der Erfindung bleibt die Verwendung mehrerer Düsen 7 jederzeit zulässig.

Die Düse 7 ist als ein Deflektor beziehungsweise Pralldüse ausgebildet. Sie formt einen flachen Reinigungsmittelstrahl 6, der sich quer zu der optischen Achse 9, in eine zu dieser im Wesentlichen orthogonalen Ebene ausbreitet. Der Reinigungs ^¬ mittelstrahl 6 ist dabei derart ausgerichtet, dass er das transparente Element 2 annähernd an seinem radialen Außenrand 13 trifft. Hierbei wird eine in der Strömungslehre als Coandä-Effekt bekannte Eigenschaft von fluiden Strömungen ausgenutzt, dem Verlauf einer konvexen Oberfläche zu folgen. Aufgrund von Coandä-Effekt umschmiegt der Reinigungsmittelstrahl 6 die gewölbte Oberfläche des transparenten Elements 2 und reinigt diese vollständig, statt sich davon abzulösen oder abzuprallen.

An seinem der Düse 7 entgegengesetztem Ende ist der Fluidzu- laufs 5 mit einem Hydraulikkanal 8 und einem Pneumatikkanal 10 verbunden .

Aus dem Hydraulikkanal 8 wird der Fluidzulauf 5 mit einer Reinigungsflüssigkeit versorgt , welche aus einem nicht gezeigten Vorratsbehälter durch eine elektrisch angetriebene Pumpe 17 gefördert wird.

Aus dem Pneumatikkanal 10 wird der Fluidzulauf 5 mit Druckluft versorgt, welches, je nach erfindungsgemäßen Ausführung, entweder wie dargestellt in einem gesondert zugeordneten

Drucklufterzeuger 18 erzeugt, oder von einer anderen bestehenden Quelle wie beispielsweise Fahrzeuglüftungsanlage, Druckluft- behälter, Federungssystem-Kompressor und Dergleichen abgegriffen wird.

Je nach Betriebszustand kann der Fluidzulauf 5 exklusiv mit Reinigungsflüssigkeit exklusiv mit Druckluft oder mit einem Gemisch aus beiden durchströmt werden.

Für die Erfindung ist es hierbei unerheblich ob die beiden Kanäle 8,10 nebeneinander in einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet oder als einzelne separate Leitungen über ein geeignetes Anschlussstück 15 - beispielsweise ein Y-Stück - an den Flu- idzulauf 5 angeschlossen sind. Besonders vorteilhaft und

Montageeffizient ist es jedoch wenn die beiden Rückschlag ^¬ ventile 11,12 zusammen mit benachbarten Abschnitten der Kanäle 8,10 und dem Fluidzulauf 5 in das Gehäuse 4 integriert vorgesehen sind. In dem Hydraulikkanal 8 und dem Pneumatikkanal 10 ist j eweils ein Rückschlagventil 11,12 derart eingebaut, dass der jeweilige Kanal gegen die Durchflussrichtung 19,19 ^λ sperrbar ist.

Die Rückschlagventile 11,12 können je nach erfindungsgemäßen Ausführungsform entweder als einfache oder als elektrisch beziehungsweise elektromagnetisch steuerbare Rückschlagventile ausgebildet sein, welche über eine zugeordnete Ansteuerlei ^¬ tung 20, 20 ^λ angesteuert werden können und dadurch der jeweiligen Reinigungsflüssigkeits- oder Luftstrom gezielt moduliert werden kann . Optional kann in dem Pneumatikkanal 10 ein Dosierventil 17 eingesetzt werden, mit dem der in den Fluidzulauf einfließender Luftstrom zusätzlich zum oder anstatt des steuerbaren Rückschlagventils 12 modulierbar wäre. Das Dosierventil 17 kann dabei beispielsweise als ein elektrisch steuerbares Absperr- oder Drosselventil ausgebildet sein.

Bei einer gezielten Unterbrechung der Versorgung mit Reinigungsflüssigkeit und Öffnung des pneumatischen Rückschlag- ₀

o ventils 12 wird der Fluidzulauf exklusiv mit Druckluft durchströmt. Ein Luftdruck in einem Druckbereich zwischen etwa 0,8 und 1,2 bar, vorzugsweise ~1 bar erweist sich dabei für den angestrebten Einsatzzweck als besonders geeignet. Die Ein- grenzung des Drucks kann durch entsprechende Auslegung von

Drucklufterzeuger 18 und des pneumatischen Rückschlagventils 12 erfolgen .

Der Luftstrom kann dabei je nach Bedarf auf unterschiedliche Art, beispielsweise kontinuierlich oder stoßweise pulsierend oder anders moduliert abgegeben werden. Die Modulierung kann je nach Ausführungsform entweder durch Ansteuerung von Drucklifterzeuger 18, des pneumatischen Rückschlagventils 12 oder des Dosierventils 17 erfolgen.

Bei einer kontinuierlichen Abgabe von Druckluft wird das transparente Element 2 permanent mit Luftstrom umspült, bei gepulsten Abgabe mit einzelnen Luftstößen angeblasen.

Der Druck von Reinigungsflüssigkeit in dem Hydraulikkanal 8 ist erfindungsgemäß höher als der Luftdruck im Pneumatikkanal 10 auszulegen, beispielsweise durch entsprechende Auslegung der Pumpe 17. Dadurch kann die Versorgung der Düse 7 mit Reinigungsflüssigkeit jederzeit durch Ansteuerung der Pumpe 17 oder gesteuertes Öffnen des hydraulischen Rückschlagventils 11 stattfinden. Der Luftstrom wird dabei aufgrund vom geringeren Eigendruck einfach überlagert beziehungsweise übersteuert. Das Rückschlagventil 12 wird hierbei geschlossen das Eindringen von Reinigungsflüssigkeit in den Pneumatikkanal 10 dadurch ver ^¬ hindert . Bezugszeichenliste

1 Reinigungsvorrichtung

2 Transparentes Element

3 Optische oder optoelektronische Vorrichtung

4 Gehäuse

5 Fluidzulauf

6 Reinigungsmittelstrahl

7 Düse

8 Hydraulikkanal

9 Optische Achse

10 Pneumatikkanal

11 Hydraulisches Rückschlagventil

12 Pneumatisches Rückschlagventil

13 Außenrand

14 Dosierventil

15 Anschlussstück

16 Elektrische Schnittstelle

17 Pumpe

18 Drucklufterzeuger

19 Durchflussrichtung

20 Ansteuerleitung