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Stand der Technik
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Es ist bereits ein Verfahren zu einer Reinigung zumindest eines Fahrassistenzsensors in einem autonom oder teilautonom betriebenen Fahrzeug mit zumindest einer Umweltsensoreinheit vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einer Reinigung zumindest eines Fahrassistenzsensors, insbesondere eines LiDAR-Sensors, eines Kamerasensors, eines Radarsensors oder dergleichen, in einem autonom oder teilautonom betriebenen Fahrzeug mit zumindest einer, insbesondere von dem Fahrassistenzsensor beabstandet angeordneten, Umweltsensoreinheit.
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Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Reinigungsprogramm aus einer Mehrzahl, insbesondere vordefinierten, vorzugsweise unterschiedlichen, Reinigungsprogrammen für die Reinigung des Fahrassistenzsensors, insbesondere zumindest einer Sensorfeldoberfläche des Fahrassistenzsensors, zumindest in Abhängigkeit von zumindest einem Messparameter der Umweltsensoreinheit, ausgewählt und/oder eingestellt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens zur Reinigung kann vorteilhaft eine Konstruktion mit geringen Kosten bereitgestellt werden, da insbesondere eine Reinigung einer Vielzahl an Fahrassistenzsensoren abhängig von zumindest einem Messparameter weniger oder nur einer einzigen Umweltsensoreinheit durchgeführt werden kann. Vorteilhaft kann eine geringe Montagekomplexität bereitgestellt werden, da insbesondere nur wenige oder nur eine einzelne Umweltsensoreinheit im Fahrzeug verbaut werden muss, um das Reinigungsprogramm für jeden der Fahrassistenzsensoren auszuwählen. Vorteilhaft kann eine hohe Reinigungseffizienz erreicht werden, da insbesondere das Reinigungsprogramm zumindest in Abhängigkeit des einen Messparameters der Umweltsensoreinheit optimal ausgewählt werden kann. Vorteilhaft kann ein Verschleiß und/oder Waschwasserverbrauch reduziert werden, da insbesondere der zumindest eine Fahrassistenzsensor nur im Bedarfsfall gereinigt und/oder zu der Reinigung des zumindest einen Fahrassistenzsensors Waschwasser nur im Bedarfsfall appliziert/verbraucht wird.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine, bevorzugt optische, Fahrassistenzsensor und/oder die zumindest eine, bevorzugt optische, Umweltsensoreinheit in oder an dem Fahrzeug angeordnet. Insbesondere ist der zumindest eine Fahrassistenzsensor beabstandet von dem zumindest einen Umweltsensor angeordnet. Insbesondere sind der zumindest eine, bevorzugt alle, Fahrassistenzsensoren und die zumindest eine Umweltsensoreinheit in unterschiedlichen Bereichen des Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Dachbereich, einem Frontbereich, einem Heckbereich, einem Seitenbereich einem Unterbodenbereich oder dergleichen angeordnet. Vorzugsweise weist das Fahrzeug eine Vielzahl an Fahrassistenzsensoren auf. Insbesondere weisen unterschiedliche Bereiche des Fahrzeugs jeweils zumindest einen Fahrassistenzsensor auf. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein Auto und/oder Lastwagen und/oder Schiff und/oder Flugzeug und/oder Drohne ausgebildet.
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Vorzugsweise wird eine autonome und/oder teilautonome Fahrfunktion des Fahrzeugs von dem zumindest einen Fahrassistenzsensor ermöglicht. Unter einem „optischen Fahrassistenzsensor“ soll dabei insbesondere ein Sensor verstanden werden, welcher eine Umgebung des Fahrzeugs überwacht und an ein Steuergerät des Fahrzeugs übermittelt. Das Steuergerät des Fahrzeugs kann basierend auf den Sensordaten Steuerbefehle, Warnungen, Hinweise oder Vorschläge für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs berechnen und/oder ausgeben. Vorzugsweise basiert ein Messprinzip des Fahrassistenzsensors auf einem Empfang und/oder Aussenden von elektromagnetischen Strahlen. Insbesondere passieren die elektromagnetischen Strahlen vor dem Empfang das Sensorfeld, insbesondere die Fahrzeugscheibe und/oder eine Schutzabdeckung des Sensors. Insbesondere passieren die elektromagnetischen Strahlen nach einem Aussenden das Sensorfeld, insbesondere die Fahrzeugscheibe und/oder eine Schutzabdeckung des Sensors. Es ist denkbar, dass der Sensor zu einer hochfrequenten Abstands- und Geschwindigkeitsmessung zu einer Objekterkennung und/oder Kollisionsvermeidung vorgesehen ist. Der Sensor kann beispielsweise zu einer Steuerung und Regelung von autonomen, und/oder computergestützten Betrieb von Fahrzeugen oder zu einer Unterstützung eines manuellen Fahrbetriebs, z.B. durch einen Spurhalteassistent, einen Parkassistent, einen Abstandswarner, ein Gefahren-Erkennungssystem, u.v.m. eingesetzt werden. Es ist auch denkbar, dass der Sensor, insbesondere einer der Sensoren, als Radarsensor ausgebildet ist.
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Insbesondere weist der Fahrassistenzsensor zumindest eine Reinigungseinheit auf. Vorzugsweise weist das Fahrzeug die Reinigungseinheit des Fahrassistenzsensors auf. Dabei ist denkbar, dass das Fahrzeug mehrere Reinigungseinheiten aufweist, welche jeweils unterschiedlichen Fahrassistenzsensoren zugeordnet sind. Insbesondere ist die Reinigungseinheit zur Reinigung des jeweiligen zugeordneten Fahrassistenzsensors eingerichtet. Dabei kann die Reinigungseinheit über verschiedene Reinigungsprogramme verfügen, welche z.B. unterschiedliche Reinigungsintensitäten besitzen können. Vorzugsweise wird zu einer Reinigung des Fahrassistenzsensor eine Sensorwischereinheit des Fahrassistenzsensors, insbesondere kontaktierend über die Sensorfeldoberfläche des Sensors geführt. Insbesondere wird in dem Verfahren zur Reinigung des Fahrassistenzsensors eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder ein Reinigungsintervall der Sensorwischereinheit festgelegt. Insbesondere wird in dem Verfahren zur Reinigung des Fahrassistenzsensors eine Waschwassermenge und/oder ein Waschwasserintervall und/oder ein Waschwasserdruck und/oder ein weiterer Reinigungsparameter zu einer Waschwasserbenetzung der Sensorfeldoberfläche des zu reinigenden Sensors festgelegt. Unter einem „Reinigungsprogramm“ sollen dabei insbesondere vordefinierte Reinigungsparameter, wie beispielsweise ein Reinigungsintervall und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Sensorwischereinheit und/oder ein Druck, eine Menge, und/oder ein Intervall einer Waschwasserzufuhr, verstanden werden. Insbesondere wird durch die Auswahl des Reinigungsprogramms in dem Verfahrensschritt die jeweilige Reinigungsintensität und/oder das jeweilige Reinigungsverfahren festgelegt, welches bei einer momentanen Aktivierung der jeweiligen Reinigungseinheit von der Reinigungseinheit ausgeführt wird. Unter „ausgewählt“ soll dabei insbesondere eine Zuordnung eines Programms und/oder eines Bereichs verstanden werden. Unter „eingestellt“ soll dabei insbesondere eine Aktivierung eines ausgewählten und/oder zugeordneten und/oder festgelegten Programms verstanden werden. Unter „eingerichtet“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion eingerichtet und/oder vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere ist die Umweltsensoreinheit zu einer Messung zumindest eines als Umweltparameter ausgebildeten Messparameters, insbesondere einer Umgebung des Fahrzeugs, vorgesehen. Es ist denkbar, dass die Umweltsensoreinheit einen einzelnen Umweltsensor oder eine Mehrzahl an Umweltsensoren, welche vorzugsweise jeweils unterschiedliche Umweltparameter detektieren, aufweist. Vorzugsweise sind die Umweltsensoren der Umweltsensoreinheit kollokiert.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt ein Reinigungsprogramm aus der Mehrzahl an, insbesondere vordefinierten, Reinigungsprogrammen für die Reinigung eines weiteren Fahrassistenzsensors des autonom oder teilautonom betriebenen Fahrzeugs, insbesondere zumindest einer Sensorfeldoberfläche des weiteren Fahrassistenzsensors, zumindest in Abhängigkeit von zumindest einem Messparameter der Umweltsensoreinheit, vorzugsweise dem in dem Verfahrensschritt herangezogenen Messparameter der Umweltsensoreinheit, ausgewählt und/oder eingestellt wird. Vorteilhaft kann eine Konstruktion mit geringen Kosten bereitgestellt werden, da insbesondere eine Reinigung des Fahrassistenzsensors, des weiteren Fahrassistenzsensors und/oder zusätzlicher weiterer Fahrassistenzsensoren des Fahrzeugs abhängig von zumindest einem Messparameter einer einzigen Umweltsensoreinheit durchgeführt werden kann. Vorteilhaft kann eine geringe Montagekomplexität bereitgestellt werden, da insbesondere nur wenige Umweltsensoreinheiten im Fahrzeug verbaut werden müssen, um das Reinigungsprogramm für den Fahrassistenzsensor, den weiteren Fahrassistenzsensor und/oder weitere zusätzliche Fahrassistenzsensoren auszuwählen. Vorteilhaft kann eine hohe Reinigungseffizienz erreicht werden, da insbesondere das Reinigungsprogramm zumindest in Abhängigkeit des einen Messparameters der Umweltsensoreinheit optimal ausgewählt werden kann. Es ist denkbar, dass an oder in dem Fahrzeug zu dem Fahrassistenzsensor und dem weiteren Fahrassistenzsensor eine Vielzahl an weiteren zusätzlichen Fahrassistenzsensoren angeordnet sind. Vorzugsweise wird für den Fahrassistenzsensor und/oder den weiteren Fahrassistenzsensor und/oder weitere zusätzliche Fahrassistenzsensoren individuell das Reinigungsprogramm aus der Mehrzahl an, insbesondere vordefinierten, Reinigungsprogrammen ausgewählt. Es ist denkbar, dass für den Fahrassistenzsensor und/oder den weiteren Fahrassistenzsensor und/oder für weitere zusätzliche Fahrassistenzsensoren die gleichen Reinigungsprogramme oder eine unterschiedliche individuelle Reinigungsprogrammauswahl verfügbar ist. Vorzugsweise wird für den Fahrassistenzsensor, den weiteren Fahrassistenzsensor und/oder für einen oder mehrere weitere zusätzliche Fahrassistenzsensoren unabhängig von den übrigen Fahrassistenzsensoren ein Reinigungsprogramm ausgewählt. Es ist denkbar, dass für den Fahrassistenzsensor, den weiteren Fahrassistenzsensor und/der einen oder mehrere weitere zusätzliche Fahrassistenzsensoren in zumindest einem Betriebszustand das gleiche Reinigungsprogramm ausgewählt wird. Vorzugsweise werden die Reinigungsprogramme für die Fahrassistenzsensoren anhand des gleichen Messparameters der Umweltsensoreinheit ausgewählt. Alternativ könnten die Reinigungsprogramme für unterschiedliche Fahrassistenzsensoren oder Gruppen mehrerer Fahrassistenzsensoren von verschiedenen Messparametern der einen Umweltsensoreinheit ausgewählt werden.
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Überdies wird vorgeschlagen, dass der Fahrassistenzsensor und der weitere Fahrassistenzsensor unterschiedlich ausgerichtete Sichtfelder aufweisen. Vorteilhaft kann eine Komplexität reduziert werden, da insbesondere mit einem und/oder wenigen Umweltsensoreinheiten alle Fahrassistenzsensoren mit unterschiedlich ausgerichteten Sichtfeldern effizient gereinigt werden können. Vorzugsweise sind die Sichtfelder des Fahrassistenzsensors und des weiteren Fahrassistenzsensors überlappungsfrei zueinander. Beispielsweise könnte einer der Fahrassistenzsensoren in Fahrtrichtung ausgerichtet sein und der andere entgegen der Fahrtrichtung. Beispielsweise könnte einer der Fahrassistenzsensoren in Fahrtrichtung ausgerichtet sein und der andere angewinkelt zur Fahrtrichtung. Beispielsweise könnte einer der Fahrassistenzsensoren in einem ersten Winkel zur Fahrtrichtung ausgerichtet sein und der andere in einem von dem ersten Winkel verschiedenen zweiten Winkel zur Fahrtrichtung. Es ist jedoch auch denkbar, dass sich die Sichtfelder von zwei Fahrassistenzsensoren zumindest teilweise überlappen. Unter einem „Sichtfeld“ (engl.: field of view) soll dabei insbesondere ein Bildwinkel einer optischen Einrichtung, innerhalb dessen Ereignisse oder Veränderungen detektiert und/oder aufgezeichnet werden, verstanden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Umweltsensoreinheit durch eine Sensoreinheit zur Steuerung und/oder Aktivierung eines Scheibenwischers, insbesondere des Frontscheibenwischers, des Fahrzeugs ausgebildet ist. Vorteilhaft kann eine geringe Montagekomplexität bereitgestellt werden, da insbesondere der Umweltsensor und die Sensoreinheit zur Steuerung und/oder Aktivierung des Scheibenwischers als ein Bauteil ausgebildet sind. Vorteilhaft kann ein Zusatznutzen für die Daten der Sensoreinheit zur Steuerung und/oder Aktivierung des Scheibenwischers ermöglicht werden. Beispielsweise ist die, die Umweltsensoreinheit ausbildende, Sensoreinheit in einem Rückspiegelfußbereich, insbesondere außerhalb eines Sichtbereichs eines Fahrers, in einem Fahrzeuginnenraum, vorzugsweise die Frontscheibe kontaktierend angeordnet. Insbesondere ist die Sensoreinheit zumindest im Wesentlichen innerhalb einer von dem Frontscheibenwischer überstrichenen Fläche der Frontscheibe angeordnet. Insbesondere ist die Umweltsensoreinheit durch einen Regen-Licht-Klima-Sensor, wie er beispielsweise aus Scheibenwischersteuerungen bekannt ist, ausgebildet.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Messparameter als ein Benetzungsgrad ausgebildet ist. Vorteilhaft kann eine hohe Betriebssicherheit bereitgestellt werden, da insbesondere der Benetzungsgrad einen präzisen und zuverlässigen Kennwert zu einer Detektion von Regen und/oder Verschmutzung darstellt. Vorteilhaft kann die Auswahl des Reinigungsprogramms von einer bereits auf dem Sensor vorhandenen Flüssigkeitsmenge abhängig gemacht werden. Beispielsweise könnte eine versprühte Reinigungsflüssigkeitsmenge reduziert werden, wenn es sowieso bereits regnet. Vorzugsweise wird der Benetzungsgrad durchgehend und/oder regelmäßig von der Umweltsensoreinheit überwacht. Vorzugsweise wird der Benetzungsgrad auf einer Messfläche bestimmt. Es ist denkbar, dass die Messfläche zur Bestimmung des Benetzungsgrads als ein Teil der Frontscheibe ausgebildet ist. Unter einem „Benetzungsgrad“ soll dabei insbesondere ein relativer, bevorzugt prozentualer, Anteil, welcher als eine von einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Regenwasser, Wischwasser oder dergleichen, und/oder einem Feststoff, wie beispielsweise Schmutz, Staub, Salz, Blütenpollen, Schlamm oder dergleichen, benetzte/bedeckte Fläche der Messfläche, bezogen auf die gesamte Messfläche des Umweltsensors, verstanden werden. Insbesondere ist der Benetzungsgrad dazu eingerichtet, einen Wert von 0 bis 1 anzunehmen. Beispielsweise kann der Benetzungsgrad durch einen Anteil eines reflektierten Lichts eines von der Umweltsensoreinheit ausgesandten Lichtsignals ermittelt werden.
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Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Messparameter als eine Lichtintensität, insbesondere eines reflektierten Sensorsignals der Umweltsensoreinheit, ausgebildet ist. Vorteilhaft kann die Auswahl des Reinigungsprogramms von einer Verschmutzungsart abhängig gemacht werden. Beispielsweise könnte bei einer starken Reduktion der gemessenen Lichtintensität auf eine Festkörper-Verschmutzung, z.B. durch Salz, Staub, etc. des Fahrassistenzsensors geschlossen werden, so dass z.B. eine Menge oder eine Art der verwendeten Reinigungsflüssigkeit darauf angepasst werden könnte. Insbesondere ist das Sensorsignal, als eine und/oder mehrere, insbesondere als gerichtete, elektromagnetische Wellen, wie beispielsweise ein Laserstrahl oder vergleichbarer Lichtstrahl ausgebildet. Vorzugsweise wird das Sensorsignal zumindest im Wesentlichen von der benetzten und/oder verschmutzten Scheibe reflektiert, wobei das Sensorsignal von einer, insbesondere unbenetzten und/oder unbeschmutzten, zumindest im Wesentlichen transparenten Messfläche der Umweltsensoreinheit transmittiert wird. Vorzugsweise weist die Umweltsensoreinheit zumindest eine Detektionseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, das reflektierte Sensorsignal zu erfassen. Insbesondere ist der Benetzungsgrad proportional zu der Lichtintensität des reflektierten Sensorsignals ausgebildet.
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Überdies wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Messparameter als ein Klimaparameter, beispielsweise eine Temperatur und/oder eine relative Luftfeuchtigkeit, ausgebildet ist. Vorteilhaft kann eine hohe Betriebssicherheit bereitgestellt werden, da insbesondere durch eine Berücksichtigung des Klimaparameters bei der Auswahl des Reinigungsprogramms eine hohe Reinigungsleistung und eine hohe Zuverlässigkeit bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise ist der Klimaparameter als eine Temperatur und/oder eine, insbesondere relative, Luftfeuchtigkeit und/oder ein Luftdruck und/oder ein CO2-Gehalt oder dergleichen ausgebildet. Alternativ könnten die Messparameter zumindest teilweise aus externen Sensoreinheiten bereitgestellt und/oder aus dem Steuergerät ausgelesen werden.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt das Reinigungsprogramm für die Reinigung des Fahrassistenzsensors/der Fahrassistenzsensoren zusätzlich zumindest in Abhängigkeit von einer Ausrichtung eines Sichtfelds des jeweiligen Fahrassistenzsensors relativ zu einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit einer Position des jeweiligen Fahrassistenzsensors in dem Fahrzeug, ausgewählt und/oder eingestellt wird. Vorteilhaft kann eine besonders hohe Reinigungseffizienz bereitgestellt werden, da insbesondere ein Reinigungsprogramm abhängig von der Ausrichtung und Position des Fahrassistenzsensors ausgewählt wird. Unter einer „Vorwärtsrichtung“ soll dabei insbesondere eine Bewegungsrichtung, welche bei einer Normfahrt des Fahrzeugs überwiegend vorherrscht, verstanden werden. Insbesondere ist die Vorwärtsrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung des Fahrzeugs angeordnet. Vorzugsweise ist die Vorwärtsrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer, auf eine von den Fahrzeuginsassen entgegengesetzten Seite der Frontscheibe zubewegende Position gerichtete, Richtung angeordnet. Insbesondere ist die Vorwärtsrichtung zumindest im Wesentlichen und/oder zu einem Großteil parallel zu einer Blickrichtung, insbesondere Hauptblickrichtung, der Umweltsensoreinheit angeordnet. Unter einer „Hauptblickrichtung“ soll dabei insbesondere eine mittlere Richtung, welche, insbesondere durch Mittelwertbildung, aus einem Blickwinkel ermittelt wird, verstanden werden.
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Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt das Reinigungsprogramm für die Reinigung des Fahrassistenzsensors/der Fahrassistenzsensoren zusätzlich zumindest in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einem weiteren aus einem Steuergerät des Fahrzeugs auslesbaren Betriebsparameter des Fahrzeugs, wie zum Beispiel ein Verkehrsaufkommen in einer Umgebung des Fahrzeugs oder einem Reinigungsmittelfüllstand eines Reinigungssystems des Fahrzeugs, ausgewählt und/oder eingestellt wird. Vorteilhaft kann eine hohe Reinigungsleistung und/oder Reinigungseffizienz bereitgestellt werden, da insbesondere durch eine Berücksichtigung der Betriebsparameter des Fahrzeugs das Reinigungsprogramm präziser ausgewählt werden kann. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die weiteren Betriebsparameter des Fahrzeugs aus dem Steuergerät des Fahrzeugs ausgelesen. Alternativ ist denkbar, dass die Umweltsensoreinheit und/oder weitere Sensoreinheiten die Geschwindigkeit und/oder die weiteren Betriebsparameter direkt, insbesondere unabhängig von dem Steuergerät, bereitstellt. Insbesondere ist der Betriebsparameter des Fahrzeugs als eine Durchschnittsgeschwindigkeit, eine Fahrtdauer, ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder dergleichen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte der zumindest eine Betriebsparameter auch aus einem Navigationsgerät des Fahrzeugs und/oder aus extern bereitgestellten Daten, wie beispielsweise einer Verkehrsmeldung und/oder Smartphonedaten und/oder cloudbasierte Informationsdaten oder dergleichen bereitgestellt werden. Unter einem „Steuergerät“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Fahrzeugs zumindest teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu eingerichtet ist, zumindest einen Betrieb des Fahrzeugs zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst das Steuergerät eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt aus zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei oder mehr als drei, Parametern, insbesondere Messparametern und/oder weiteren zur Auswahl des Reinigungsprogramms heranziehbaren Parametern, ein Gesamtfaktor gebildet wird, anhand dem das Reinigungsprogramm für die Reinigung zumindest des Fahrassistenzsensors ausgewählt und/oder eingestellt wird. Vorteilhaft kann eine hohe Betriebssicherheit und/oder Reinigungseffizienz bereitgestellt werden, da insbesondere viele Parameter mit unterschiedlichen Informationen in die Bewertung einfließen. Vorzugsweise wird ein Gesamtfaktor durch ein Aufsummieren der einzelnen Parameter bestimmt. Alternativ könnte der Gesamtfaktor auch durch eine Multiplikation oder eine vergleichbare Rechenoperation ermittelt werden. Es ist denkbar, dass das Reinigungsprogramm durch ein Bewertungssystem, insbesondere durch eine Gewichtung und/oder Gruppierung der Parameter, abgeschätzt wird.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Reinigungsbedarf für den Fahrassistenzsensor ermittelt wird, beispielsweise anhand eines Ablaufs eines Zeitintervalls und/oder anhand eines detektierten Verschmutzungsgrads des Fahrassistenzsensors, und dass bei einem positiven Feststellen des Reinigungsbedarfs das in dem Verfahrensschritt ausgewählte und/oder eingestellte Reinigungsprogramm gestartet wird. Vorteilhaft kann eine hohe Reinigungseffizienz bereitgestellt werden, da insbesondere eine Auswahl des Reinigungsprogramms und Reinigung des Fahrassistenzsensors nur dann erfolgt, wenn ein Reinigungsbedarf festgestellt wird. Vorzugsweise wird der Reinigungsbedarf des Fahrassistenzsensors anhand eines Verschmutzungsgrads und/oder eines Benetzungsgrads der Sensorfeldoberfläche des Fahrassistenzsensors, welcher von einer Reinigungsbedarfskontrolleinheit des Fahrassistenzsensors ermittelt wird, bestimmt. Vorzugsweise ist das Zeitintervall einstellbar ausgebildet.
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Überdies wird eine Reinigungsvorrichtung zu einer Reinigung zumindest des Fahrassistenzsensors in dem autonom oder teilautonom betriebenen Fahrzeug mit zumindest der Umweltsensoreinheit vorgeschlagen, wobei die Reinigungsvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, welche zumindest dazu eingerichtet ist, ein Reinigungsprogramm aus einer Mehrzahl, insbesondere vordefinierter, Reinigungsprogramme für die Reinigung des Fahrassistenzsensors, insbesondere zumindest einer Sensorfeldoberfläche des Fahrassistenzsensors, zumindest in Abhängigkeit von zumindest einem Messparameter der Umweltsensoreinheit, auszuwählen und/oder einzustellen. Vorteilhaft kann eine Betriebsfunktion bereitgestellt werden, da insbesondere die Steuer- und/oder Regeleinheit Messparameter und/oder Parameter verarbeiten und das optimale Reinigungsprogramm auswählen kann. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden.
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Des Weiteren wird ein teilautonomes oder vollautonomes Fahrzeug mit zumindest einem Fahrassistenzsensor, und mit zumindest einer Umweltsensoreinheit vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug zu einer Durchführung des Verfahrens zu einer Reinigung eingerichtet ist und/oder wobei das Fahrzeug die Reinigungsvorrichtung aufweist. Vorteilhaft kann eine hohe Betriebssicherheit bereitgestellt werden, da insbesondere eine hohe Reinigungseffizienz und/oder Reinigungsleistung bereitgestellt werden kann. Vorteilhaft kann ein Verschleiß und/oder Waschwasserverbrauch reduziert werden, da insbesondere nur im Bedarfsfall gereinigt und/oder Waschwasser verbraucht wird. Vorteilhaft kann eine hohe Zuverlässigkeit eines Fahrzeugbetriebs bereitgestellt werden, da insbesondere durch die Reinigungsvorrichtung eine hohe Reinigungsleistung bereitgestellt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung, die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung, die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit mehreren Fahrassistenzsensoren und einer Umweltsensoreinheit,
- 2 eine schematische Darstellung von einem der Fahrassistenzsensoren mit einer Sensorfeldoberfläche und Reinigungsvorrichtung,
- 3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem Feststellen eines Reinigungsbedarfs der Fahrassistenzsensoren und
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Auswahl eines Reinigungsprogramms zu einer Reinigung des Fahrassistenzsensors.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 ist als ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug 10 ausgebildet. Das Fahrzeug 10 ist als ein PKW ausgebildet. Das Fahrzeug 10 könnte auch als Nutzkraftfahrzeug ausgebildet sein. Das Fahrzeug 10 weist ein Steuergerät 26 auf. Das Steuergerät 26 ist zu einer Steuerung des Fahrzeugs 10 eingerichtet. Das Fahrzeug 10 weist eine Frontscheibe 48 auf. Die Frontscheibe 48 begrenzt einen Fahrgastinnenraum 46 des Fahrzeugs 10 teilweise. Das Fahrzeug 10 weist einen Scheibenwischer 24 auf. Der Scheibenwischer 24 ist als ein Frontscheibenwischer ausgebildet. Der Scheibenwischer 24 kontaktiert die Frontscheibe 48 auf einer zu dem Fahrgastinnenraum 46 entgegengesetzten Seite der Frontscheibe 48. Das Fahrzeug 10 weist ein Reinigungssystem 28 auf. Das Reinigungssystem 28 umfasst beispielsweise einen Waschwassertank und/oder Waschwasserfüllstandsensoren und/oder Waschwasserleitungen und/oder dergleichen. Das Fahrzeug 10 weist eine Umweltsensoreinheit 14 auf. Die Umweltsensoreinheit 14 ist in einem Rückspiegelfußbereich in einem Fahrgastinnenraum 46 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Die Umweltsensoreinheit 14 ist als eine Sensoreinheit 22 zu einer Steuerung des Frontscheibenwischers 24 des Fahrzeugs 10 ausgebildet. Die Umweltsensoreinheit 14 könnte auch in einem Frontbereich 54 des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. Das Fahrzeug 10 weist einen Fahrassistenzsensor 12 auf. Der Fahrassistenzsensor 12 weist eine Sensorfeldoberfläche 16 auf. Der Fahrassistenzsensor 12 ist auf einem Dach des Fahrzeugs 10 angeordnet. Der Fahrassistenzsensor 12 ist in einem Nahbereich der Frontscheibe 48 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Der Fahrassistenzsensor 12 ist als ein LiDAR-Sensor ausgebildet. Das Fahrzeug 10 weist einen weiteren Fahrassistenzsensor 18 auf. Der weitere Fahrassistenzsensor 18 weist eine weitere Sensorfeldoberfläche 20 auf. Der weitere Fahrassistenzsensor 18 ist auf einem Dach des Fahrzeugs 10 angeordnet. Der weitere Fahrassistenzsensor 18 ist in einem Nahbereich einer Heckscheibe 50 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Der Fahrassistenzsensor 18 ist als ein LiDAR-Sensor ausgebildet. Das Fahrzeug 10 weist einen zusätzlichen weiteren Fahrassistenzsensor 44 auf. Der zusätzliche weitere Fahrassistenzsensor 44 ist in dem Frontbereich 54 des Fahrzeugs angeordnet. Der zusätzliche weitere Fahrassistenzsensor 44 ist in einem Nahbereich eines Untergrunds 52, auf dem das Fahrzeug 10 steht, angeordnet. Der zusätzliche weitere Fahrassistenzsensor 44 ist als ein LiDAR-Sensor ausgebildet. Das Fahrzeug 10 weist eine Reinigungsvorrichtung zu einer Reinigung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 auf. Das Fahrzeug 10 weist eine Steuer und/oder Regeleinheit 30 auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu eingerichtet, ein Reinigungsprogramm aus einer Mehrzahl vordefinierter Reinigungsprogramme für die Reinigung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 in Abhängigkeit von einem Messparameter der Umweltsensoreinheit 14 auszuwählen und einzustellen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 könnte auch als das Steuergerät 26 des Fahrzeugs 10 ausgebildet sein. Der Fahrassistenzsensor 12, 18, 44 könnte auch als ein Kamerasensor oder ein Radarsensor oder ein vergleichbarer optischer Sensor ausgebildet sein. Der Fahrassistenzsensor 12, 18, 44 ist von der Umweltsensoreinheit 14 beabstandet angeordnet. Der Fahrassistenzsensor 12 und der weitere Fahrassistenzsensor 18 weisen unterschiedlich ausgerichtete Sichtfelder 74 auf. Alternativ könnte zumindest einer der Fahrassistenzsensoren 12, 18, 44 neben der Umweltsensoreinheit 14 angeordnet oder in die Umweltsensoreinheit 14 integriert sein.
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Die 2 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung des Fahrassistenzsensors 12. Der Fahrassistenzsensor 12 weist ein Sensorgehäuse 76 auf. Der Fahrassistenzsensor 12 weist ein Sensorelement 80 auf. Der Sensorelement 80 ist in dem Sensorgehäuse 76 angeordnet. Der Sensorelement 80 ist als ein LiDAR-Sensor ausgebildet. Der Fahrassistenzsensor 12 weist eine Sensorfeldoberfläche 16 auf. Die Sensorfeldoberfläche 16 ist transparent ausgebildet. Die Sensorfeldoberfläche 16 definiert eine Ausrichtung des Sichtfelds 74 des Fahrassistenzsensors 12. Der Fahrassistenzsensor 12 weist eine Reinigungsvorrichtung 82 auf. Die Reinigungsvorrichtung 82 ist Teil des Reinigungssystems 28 des Fahrzeugs 10. Die Reinigungsvorrichtung 82 umfasst einen Sensorwischer 78. Der Sensorwischer 78 kontaktiert die Sensorfeldoberfläche 16. Der Sensorwischer 78 wird über die Sensorfeldoberfläche 16 bewegt. Der Fahrassistenzsensor 12 weist eine Waschwasserdüse 84 auf. Die Waschwasserdüse 84 ist dazu eingerichtet, ein Waschwasser des Reinigungssystems 28 auf die Sensorfeldoberfläche 16 aufzubringen.
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Die 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem Feststellen eines Reinigungsbedarfs der Fahrassistenzsensoren 12, 18, 44. In einem Verfahrensschritt 56 wird ein Fahrzeugbetrieb gestartet. Beispielsweise wird der Fahrzeugbetrieb gestartet, indem ein Motor des Fahrzeugs 10 eingeschaltet wird. In einem weiteren Verfahrensschritt 58 wird festgestellt, ob das Fahrzeug 10 in einem autonomen Fahrmodus betrieben wird. Wenn das Fahrzeug 10 nicht in einem autonomen oder teilautonomen Fahrmodus betrieben wird, wird der weitere Verfahrensschritt 58 erneut ausgewählt. Wenn das Fahrzeug 10 im autonomen oder teilautonomen Fahrmodus betrieben wird, wird ein weiterer Verfahrensschritt 42 ausgewählt. In dem weiteren Verfahrensschritt 42 wird ein Reinigungsbedarf der Fahrassistenzsensoren 12, 14, 44 überprüft. Der Reinigungsbedarf wird durch Ablauf eines Zeitintervalls festgestellt. Beispielsweise könnte nach Ablauf von 5 Minuten oder einem vergleichbaren Zeitintervall eine Reinigung veranlasst werden. Alternativ oder zusätzlich wird ein positiver Reinigungsbedarf durch den Fahrassistenzsensor 12, 18, 44 festgestellt, indem von dem Fahrassistenzsensor 12, 18, 44 eine Verschmutzung detektiert und/oder ein Reinigungsbedarf angefordert wird. Wenn in dem weiteren Verfahrensschritt 42 ein negativer Reinigungsbedarf festgestellt wird, wird der weitere Verfahrensschritt 58 ausgewählt. Wenn in dem weiteren Verfahrensschritt 42 ein positiver Reinigungsbedarf festgestellt wird, wird ein weiterer Verfahrensschritt 72 ausgewählt. In dem weiteren Verfahrensschritt 72 wird das Reinigungsprogramm aktiviert. Durch die Aktivierung des Reinigungsprogramms wird das Reinigungsprogramm gestartet.
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Die
4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zu einer Auswahl eines Reinigungsprogramms zu einer Reinigung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44. In einem Verfahrensschritt 66 wird der Messparameter der Umweltsensoreinheit 14 ermittelt. Der Messparameter ist als ein Benetzungsgrad ausgebildet ist. Der Messparameter ist als eine Lichtintensität eines reflektierten Sensorsignals der Umweltsensoreinheit 14 ausgebildet. Anhand der Lichtintensität des reflektierten Sensorsignals wird der Benetzungsgrad bestimmt. Der Benetzungsgrad wird als ein Wert zwischen 0 % und 100 % ausgegeben. Jedem Benetzungsgrad wird in einem weiteren Verfahrensschritt 60 ein Benetzungsfaktor zugeordnet. In nachfolgender Tabelle ist beispielhaft jedem Benetzungsgrad ein Benetzungsfaktor zugeordnet.
| Benetzungsgrad/ reflektiertes Licht des Regen-Licht-Klima-Sensors [%] | Benetzungsfaktor |
| 0 | 1 |
| 50 | 0,5 |
| ... | ... |
| 100 | 0,2 |
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Alternativ könnten weitere Unterteilungen des Messparameters eingerichtet werden. Alternativ könnte der Messparameter auch als ein Klimaparameter ausgebildet sein. Der Klimaparameter könnte beispielsweise als eine Temperatur und/oder eine relative Luftfeuchtigkeit und/oder ein Umgebungsdruck und/oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ könnte das Reinigungsprogramm auch in Abhängigkeit von zwei oder mehr als zwei Messparametern der Umweltsensoreinheit 14 ausgewählt werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 68 wird eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 aus dem Steuergerät 26 des Fahrzeugs 10 ausgelesen. Alternativ könnte die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 auch aus GPS-Daten eines Navigationssystems oder Smartphone oder dergleichen ermittelt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt 62 wird jeder Fahrzeuggeschwindigkeit ein Geschwindigkeitsfaktor zugeordnet. In nachfolgender Tabelle ist beispielhaft jeder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 ein Geschwindigkeitsfaktor zugeordnet.
| Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h] | Geschwindigkeitsfaktor |
| 0 | 1 |
| 50 | 0,5 |
| 100 | 0,25 |
| ... | ... |
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In einem weiteren Verfahrensschritt 70 könnten Betriebsparameter, wie beispielsweise ein Verkehrsaufkommen in einer Umgebung des Fahrzeugs 10 und/oder ein Reinigungsmittelfüllstand des Reinigungssystems 28 des Fahrzeugs 10 oder eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 oder dergleichen aus dem Steuergerät 26 oder einem Smartphone oder einer Cloud oder dergleichen ausgelesen werden. In einem weiteren Verfahrensschritt 64 könnte jedem der Betriebsparameter ein Betriebsfaktor zugeordnet werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 36 wird eine Ausrichtung eines Sichtfelds 74 des jeweiligen Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 relativ zu einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 10 berücksichtigt. Beispielsweise könnte der Ausrichtung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 ein Richtungsfaktor zugeordnet werden. Bei einer Ausrichtung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 in Vorwärtsrichtung könnte dem Richtungsfaktor ein Wert von 1 zugeordnet werden. Bei einer Ausrichtung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 in eine entgegengesetzte Richtung zu der Vorwärtsrichtung könnte dem Richtungsfaktor ein Wert von 0,2 zugeordnet werden. Jeder beliebigen Ausrichtung zwischen der Vorwärtsrichtung und der entgegengesetzten Vorwärtsrichtung könnte ein weiterer Wert zwischen 1 und 0,2 zugeordnet werden. Ferner wird eine Position der Fahrassistenzsensoren 12, 18, 44 an dem Fahrzeug berücksichtigt. Jedem Fahrassistenzsensor wird ein Positionsfaktor zugeordnet. Der Positionsfaktor berücksichtigt in dieser Ausführung die Position und die Ausrichtung jedes Fahrassistenzsensors 12, 18, 44. Jedem Fahrassistenzsensor 12, 18, 44 wird abhängig von Position und Ausrichtung ein individueller Positionsfaktor zugeordnet. In nachfolgender Tabelle ist für verschiedene Positionen des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 beispielhaft ein Positionsfaktor zugeordnet.
| Fahrassistenzsensor | Positionsfaktor |
| In einem Bereich hinter der Frontscheibe | 1 |
| In einem Stoßfängerbereich | 0,8 |
| In einem Außenspiegelbereich | 0,5 |
| In einem Heckbereich einer Finne | 0,2 |
| ... | ... |
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Alternativ könnte ein separater Richtungsfaktor berücksichtigt werden. Ein Richtungsfaktor wäre beispielsweise sinnvoll, wenn die Ausrichtung der Fahrassistenzsensoren 12, 18, 44 einstellbar ausgebildet ist. Durch die Zuordnung des Positionsfaktors wird für jeden Fahrassistenzsensor 12, 18, 44 individuell ein Reinigungsprogramm aus den vordefinierten Reinigungsprogrammen ausgewählt und eingestellt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 40 wird aus den Messparametern und den weiteren zur Auswahl des Reinigungsprogramms heranziehbaren Parametern/Betriebsparametern ein Gesamtfaktor gebildet. Der Gesamtfaktor wird aus einer Addition des Benetzungsfaktors und des Geschwindigkeitsfaktors und des Positionsfaktors und weiterer möglicher Faktoren ermittelt. Anhand nachfolgender Formel wird der Gesamtfaktor berechnet.
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Alternativ könnte der Gesamtfaktor auch aus einer Multiplikation der Parameter ermittelt werden. Alternativ könnten in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Fahrzeugs 10 und/oder der Umweltsensoreinheit 14 einzelne oder alle Messparameter und/oder Parameter zur Ermittlung des Gesamtfaktors gewichtet und/oder ausgewählt werden.
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In einem Verfahrensschritt 32 wird ein Reinigungsprogramm aus einer Mehrzahl an vordefinierten Reinigungsprogrammen für die Reinigung der Sensorfeldoberfläche 16 des Fahrassistenzsensors 12 ausgewählt. Hierzu wird jedem Wert des Gesamtfaktors ein Reinigungsprogramm zugeordnet. In nachfolgender Tabelle ist beispielhaft jedem Reinigungsprogramm ein Bereich des Gesamtfaktors zugeordnet.
| Reinigungsprogramm | Gesamtfaktor |
| 1 | ≥ 1 |
| 2 | ≥ 1,5 |
| 3 | ≥ 0,5 |
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In einem weiteren Verfahrensschritt 34 wird ein Reinigungsprogramm aus der Mehrzahl an vordefinierten Reinigungsprogrammen für die Reinigung der Sensorfeldoberfläche 20 des weiteren Fahrassistenzsensors 18 ausgewählt. Das Reinigungsprogramm wird in Abhängigkeit von dem im Verfahrensschritt 32 herangezogenen Messparameter der Umweltsensoreinheit 14 ausgewählt. Um das Reinigungsprogramm zur Reinigung des Fahrassistenzsensors 12, des weiteren Fahrassistenzsensors 18 und allen zusätzlichen weiteren Fahrassistenzsensoren 44 auszuwählen, wird der gleiche Messparameter der Umweltsensoreinheit 14 und die gleiche Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 herangezogen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 38 wird das Reinigungsprogramm für die Reinigung des Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 in Abhängigkeit von dem Benetzungsgrad und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und der Position des jeweiligen Fahrassistenzsensors 12, 18, 44 eingestellt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 72` wird das in dem vorhergehenden weiteren Verfahrensschritt 32, 34, 36, 38 ausgewählte und eingestellte Reinigungsprogramm gestartet. Alternativ könnte das Reinigungsprogramm von dem im vorhergehenden Verfahrensdurchlauf ausgewählte und eingestellte Reinigungsprogramm in dem Verfahrensschritt 72 gestartet werden.