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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Cabriolet,
mit einem Überwachungsraum,
insbesondere einem Laderaum, und mindestens einer Sensoranordnung
zur Detektion eines im Überwachungsraum
befindlichen Gegenstands, wobei die Sensoranordnung zumindest eine
optische Sendeeinrichtung und mindestens einen räumlich dicht benachbart dazu
angeordneten optischen Empfänger
aufweist, der mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist.
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Ein
derartiges Cabriolet mit einem in einen Laderaum automatisch versenkbaren
Verdeck ist aus
DE
102 48 762 B4 bekannt. Zur Überwachung des Bewegungsraums
eines Verdeckmechanismus hat das Cabriolet mehrere Sensoranordnungen,
die jeweils eine optische Sendeeinrichtung mit einem Laser als Strahlungsquelle
aufweisen. Im Strahlengang der einzelnen Laser ist jeweils ein verschwenkbarer Ablenkspiegel
angeordnet, mit dessen Hilfe der Laserstrahl entsprechend einer
Scanbewegung in einer Ebene verschwenkt wird. Die Ebenen der einzelnen Sendeeinrichtungen
sind so angeordnet, dass sie den zu überwachenden Bewegungsraum
umgrenzen. Mit Hilfe der Lasers werden jeweils Lichtimpulse ausgesendet,
die von einem Linsensystem in ein Lichtbündel mit definierter Strahldivergenz
fokussiert und auf einen in dem Überwachungsraum
zu detektierenden Gegenstand projiziert werden. Die verursachte
Lichtfleckgröße von diffus
reflektiertem Licht auf dem Gegenstand ist vom Abstand des Gegenstands
zum Laser abhängig
und wird durch das Linsensystem auf ein photoempfindliches Halbleiterarray
abgebildet und in eine abstandsabhängige elektrische Spannung
umgewandelt. Auf diese Weise werden für eine Vielzahl von Winkellagen
des Ablenkspiegels Abstandsmesswerte erfasst, um den Gegenstand
zu detektieren. Zusätzlich
weist das Cabriolet weitere Sensoren zur Detektion des Gegenstands
auf, die nach anderen Messprinzipien arbeiten. Beim Detektieren
des Gegenstands wird die Verdeckbewegung in einem Sicherheitsmodus
mit reduzierter Geschwindigkeit und Kraft fortgesetzt oder stillgelegt
oder reversiert. Die Sensorik des Cabriolets ist jedoch relativ
aufwändig
und teuer.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem die Sensoranordnung einen einfachen und kostengünstigen
Aufbau ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Sendeeinrichtung zur Aussendung eines flächigen Strahlungsbündels ausgebildet
ist, dass die Sensoranordnung zum Umlenken der von der Sendeeinrichtung
ausgesandten Strahlung auf den Empfänger einen Retroreflektor aufweist,
der sich etwa entlang einer in der Ebene des flächigen Strahlungsbündels verlaufenden
Linie erstreckt, und dass der Überwachungsraum
zwischen dem Retroreflektor einerseits und der Sendeeinrichtung
sowie dem Empfänger
andererseits angeordnet ist.
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In
vorteilhafter Weise kann dadurch ein teurer und empfindlicher Scanner
eingespart werden. Wenn in dem Überwachungsraum
kein Gegenstand angeordnet ist, wird das von der Sendeeinrichtung
in Richtung des Retroreflektors ausgesandte flächige Lichtbündel nach
dem Durchtritt durch den Überwachungsraum
an dem Retroreflektor linienförmig
reflektiert, durchdringt dann erneut den Überwachungsraum und trifft
schließlich
auf den dicht zu der Sendeeinrichtung benachbarten Empfänger auf. Wenn
in dem Überwachungsraum
ein die optische Strahlung absorbierender Gegenstand oder ein Hindernis
angeordnet ist, verändert
sich die auf den Empfänger
auftreffende, von der Sendeeinrichtung ausgesandte Strahlung entsprechend.
Somit lässt sich
an Hand des Messsignals des Empfängers
auf einfache Weise feststellen, ob in dem Überwachungsraum ein Gegenstand
angeordnet ist und ob z.B. ein Verdeck ohne das Auftreten einer
Kollision mit dem Gegenstand in den Überwachungsraum verfahren werden
kann.
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Vorteilhaft
ist, wenn der Retroreflektor ein retroreflektierender Folienstreifen
ist, der vorzugsweise auf eine Seitenbegrenzungswand des Überwachungsraums
aufgebracht ist. Der Folienstreifen kann dann auf einfache Weise
beispielsweise an einer Seitenbegrenzungswand eines KFZ-Laderaums angeklebt
oder aufgeschweißt
werden, wobei sich der Folienstreifen an die jeweilige Kontur der
Seitenbegrenzungswand anpasst. Der retroreflektierende Folienstreifen
kann ein ansich bekannter Retroreflektor vom Typ I, II oder III
sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Überwachungsraum
einen etwa rechteckigen Grundriss mit diametral einander gegenüberliegenden
Eckbereichen auf, wobei die Sendeeinrichtung und der Empfänger in
einem dieser Eckbereiche mit seiner Hauptdetektionsrichtung etwa
zu dem gegenüberliegenden
Eckbereich des Überwachungsraums
weisend angeordnet sind. Die Sendeeinrichtung und der Empfänger können dann unauffällig in
dem Überwachungsraum
untergebracht werden. Der Retroreflektor ist vorzugsweise an mindestens
einer an den zuletzt genannten Eckbereich angrenzenden Seitenbegrenzungswand
des Überwachungsraums
angeordnet.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung zum
Vergleichen des Empfängersignals
mit eine vorgegebenen Sollwertbereich aufweist, und wenn die Vergleichseinrichtung derart
mit einem Antrieb für
ein in eine Offen- und eine Schließstellung verstellbares Verschlusselement
einer Fahrzeugöffnung
in Steuerverbindung steht, dass dieses bei einer Abweichung des
Empfängersignals
von dem Sollwertbereich reversiert, angehalten und/oder gesperrt
wird. Beim Betätigen des
Verdecks (z.B. Faltdach oder Hardtop) wird dadurch eine Kollision
mit einem in dem Laderaum befindlichen Gegenstand zuverlässig vermieden.
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Der Überwachungsraum
an einer Fahrzeugöffnung
angeordnet sein, wobei die Ebene des flächigen Strahlungsbündels in
oder parallel zu der von der Fahrzeugöffnung aufgespannten Ebene
verläuft.
Die Sensoranordnung kann dabei Teil eines Einklemmschutzes für das Verschlusselement,
wie z.B. eine Fensterscheibe oder ein Schiebedach, sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Sendeeinrichtung zum Modulieren der optischen
Strahlung mit einer Modulationseinrichtung und der Empfänger mit
einer zur der Modulationseinrichtung passenden Demodulationseinrichtung
verbunden ist. Dabei kommt vorzugsweise das unter der Bezeichnung
HALIOS® (High
Ambient Light Independent Optical System) bekannte Modulationsverfahren
zum Einsatz. Die Sensoranordnung ist dann gegen Störstrahlung,
wie z.B. Sonneneinstrahlung und/oder das Licht einer Gepäckraumbeleuchtung
weitestgehend unempfindlich.
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Zweckmäßigerweise
sind die Sendeeinrichtung und der Empfänger in ein gemeinsames Sensorgehäuse integriert.
Dabei ist es sogar möglich,
dass der Sender der Sendeeinrichtung, der z.B. eine Leuchtdiode,
insbesondere eine Infrarot-Leuchtdiode sein kann, die Modulationseinrichtung,
die Demodulationseinrichtung und der Empfänger auf derselben Leiterplatte
angeordnet sind. Somit ergibt sich eine kompakte, kostengünstig aufgebaute
Sensoreinheit, bei der mit Ausnahme des Retroreflektors alle Komponenten
der Sensoranordnung in ein einziges Sensorgehäuse integriert sind.
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Vorteilhaft
ist, wenn das Kraftfahrzeug mindestens zwei der Sensoranordnungen
aufweist, und wenn diese mit ihren Hauptdetektionsrichtungen in unterschiedliche,
vorzugsweise etwa horizontale Richtungen weisen. Der Überwachungsraum
kann dann noch besser auf das Vorhandensein des Gegenstands überwacht
werden.
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Vorzugsweise
sind mindestens zwei der Sensoranordnungen mit ihren Hauptdetektionsrichtungen
in zueinander entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Sensoranordnungen
sind in diesem Fall beidseits des Überwachugsraums angeordnet.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind den Sensoranordnungen
unterschiedliche Modulationseinrichtungen zugeordnet, die sich vorzugsweise
bezüglich
ihrer Taktfrequenzen voneinander unterscheiden und/oder derart ausgestaltet sind,
dass sie die Sensoranordnungen in unterschiedlichen Zeitfenstern
ansteuern. Dabei können die
erste Modulationseinrichtung mit einer Grundfrequenz und eine zweite
Modulationseinrichtung z.B. mit einem geradzahligen Vielfachfachen
der Grundfrequenz getaktet sein. Zwischen den einzelnen Sensoranordnungen
ergibt sich dann eine hohe Übersprechdämpfung.
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Vorteilhaft
ist, wenn das Kraftfahrzeug mindestens vier der Sensoranordnungen
aufweist, und wenn die Sendeeinrichtungen und die Empfänger der einzelnen
Sensoranordnungen in den vier Eckbereichen des Überwachungsraums und die Retroreflektoren
jeweils an einer von dem betreffenden Eckbereich beabstandeten Seitenbegrenzungswand
des Überwachungsraums
angeordnet sind. Dabei ist es sogar möglich, dass die Detektionsbereiche
der Sensoranordnungen unterschiedliche Teile des Überwachungsraums
abdecken, so dass es mit Hilfe der Sensoran ordnungen die Lage des
Gegenstands in dem Überwachungsraum
bestimmt werden kann.
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Nachfolgend
sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert: Es zeigen:
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1 einen
Laderaum eines Kraftfahrzeugs, das eine Sensoranordnung zur Detektion
eines im Laderaum befindlichen Gegenstands aufweist,
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2 eine
graphische Darstellung eines Sensorsignals der Sensoranordnung,
wobei auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Amplitude
A des Sensorsignals aufgetragen sind, und
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3 eine
Aufsicht auf den Laderaum eines Kraftfahrzeugs.
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Ein
in 1 im Ganzen mit 1 bezeichnetes, als Cabriolet
ausgebildetes Kraftfahrzeug hat eine in eine Offen- und eine Schließstellung
verschwenkbare Heckklappe 2, die einen Zugang zu einem
Laderaum 3 bildet In dem Laderaum können mit dem Kraftfahrzeug 1 zu
transportierende Gegenstände 4 abgestellt
werden.
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Ferner
hat das Kraftfahrzeug 1 ein Fahrzeugdach 5, wie
z.B. ein Faltverdeck oder ein Hardtop, das mittels eines in der
Zeichnung nicht näher
dargestellten, motorisch antreibbaren Verstellmechanismus zwischen
einer Schließstellung
und einer Offenstellung verstellbar ist. In der Schließstellung überdeckt
das Fahrzeugdach 5 einen Fahrzeuginnenraum und in der Offenstellung
ist das Fahrzeugdach 5 in den Laderaum 3 abgesenkt.
Das Ein- und Ausfahren des Fahrzeugdachs 5 erfolgt automatisch
und wird von einem Steuergerät
gesteuert.
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Zum Öffnen des
Fahrzeugdachs 5 in den Laderaum 3 wird zunächst die
Heckklappe 2 in die Offenstellung gebracht, dann wird das
Fahrzeugdach 5 mittels des bereits erwähnten Verstellmechanismus unter
der Heckklappe 2 hindurch in den Laderaum 3 abgesenkt
und danach wird die Heckklappe 2 wieder geschlossen. In
entsprechender Weise wird beim Schließen des Fahrzeugdachs 5 zunächst die
Heckklappe 2 geöffnet,
dann wird das Fahrzeugdach 5 unter der Heckklappe 2 hindurch
bewegt, über
dem Fahrzeuginnenraum positioniert und danach wird die Heckklappe 2 wieder
geschlossen. Der Verstellvorgang für das Fahrzeugdach 5 kann
vom Fahrzeuginnenraum aus, beispielsweise mittels eines am Armaturenbrett
angeordneten elektrischen Schalters, und/oder mittels einer Fernbedienung
ausgelöst
werden.
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Damit
das Fahrzeugdach 5 beim Öffnen nicht mit einem in dem
Laderaum 3 abgestellten Gegenstand 4 kollidieren
kann und dabei das Fahrzeugdach 5 und/oder der Gegenstand 4 beschädigt werden,
weist das Kraftfahrzeug 1 eine Sensoranordnung 6 zur
Detektion des Gegenstands 4 auf. Die Sensoranordnung 6 steht
mit dem Steuergerät
für das
verstellbare Fahrzeugdach 5 derart in Steuerverbindung,
dass das Verstellen des Fahrzeugdachs 5 reversiert, angehalten
und/oder gesperrt wird, wenn in dem Laderaum 2 ein Gegenstand 4 detektiert
wird.
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In 1 ist
erkennbar, dass die Sensoranordnung 6 eine einzige optische
Sendeeinrichtung 7a aufweist, die eine optische Strahlungsquelle,
wie z.B. eine Leuchtdiode, und eine im Abstrahlbereich der Strahlungsquelle
angeordnete Optik 16a hat. Die Optik 16a ist derart
auf die Strahlungsquelle abgestimmt, dass die Optik 16a die
von der Strahlungsquelle ausgesandte optische Strahlung zu einem
flächigen,
im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordneten Strahlungsbündels 8 formt.
In 1 ist erkennbar, dass das Strahlungsbündel 8 divergent ist
und einen Öffnungswinkel
von mindestens 90° aufweist.
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Zum
Reflektieren der von der Sendeeinrichtung 7a ausgesandten
Strahlung ist an einem von einem von der Sendeeinrichtung 7a entfernten
Randbereich des Laderaums 3 ein Retroreflektor 9a angeordnet,
der sich etwa entlang einer in der Ebene des flächigen Strahlungsbündels 8 verlaufenden
Linie erstreckt. An dem Retroreflektror 9 wird die von
der Sendeeinrichtung 7a ausgesandte optische Strahlung
zu einem optischer Empfänger 10a umgelenkt, der
räumlich
dicht benachbart zu der Sendeeinrichtung 7a angeordnet
ist. Der Laderaum 3 ist zwischen dem Retroreflektor 9a einerseits
und der Sendeeinrichtung 7a sowie dem Empfänger 10a andererseits angeordnet
und wird von der von der Sendeeinrichtung 7a ausgesandten
optischen Strahlung durchleuchtet.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
der Retroreflektor 9a eine retroreflektierende Folie, die
auf die beiden der Sensoranordnung diametral gegenüberlie genden
Seitenbegrenzungswände 11 des
Laderaums 3 aufgeklebt ist. Die Folie ist bandförmig ausgestaltet
und verläuft
in Höhe
eines Laderaumbodens 12 oder dicht darüber.
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Der
Empfänger 10a ist
mit einer Auswerteeinrichtung 13 verbunden, die eine in
der Zeichnung nicht näher
dargestellte Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Empfängersignals 14 mit
einem vorgegebenen Sollwertbereich aufweist. In 2 ist
erkennbar, dass der Sollwertbereich nach unten durch einen Schwellwert 15 begrenzt
wird. Wenn das Empfängersignal
kleiner ist als der Schwellwert 15, wird ein Gegenstand 4 in
dem Laderaum detektiert. In 2 wird der
Gegenstand 4 zum Zeitpunkt t1 in
den Laderaum 3 eingebracht. Deutlich ist dies an einem stufenförmigen Signalabfall
des Empfängersignals 14 erkennbar.
In 1 ist schematisch angedeutet, dass die Auswerteeinrichtung 13 zum
Sperren der Schließbewegung
des Fahrzeugdachs 5 bei Detektieren eines Gegenstands 4 mit
dem Steuergerät
des Fahrzeugdachs 5 verbunden ist.
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Die
Sendeeinrichtung 7a mit der Strahlungsquelle und der Optik 16a sowie
der Empfänger 10a sind
in ein gemeinsames Sensorgehäuse
integriert. Dieses ist in einem heckseitigen Eckbereich des Laderaums 3 angeordnet.
Die Sendeeinrichtung 7a weist mit ihrer Hauptabstrahlrichtung
etwa zu einem diesem Eckbereich diametral gegenüberliegenden weiteren Eckbereich
des Laderaums 3, der eine etwa rechteckige Grundfläche aufweist.
Der Empfänger 10a ist
mit seiner Hauptdetektionsrichtung etwa parallel zur Hauptabstrahlrichtung
der Sendeeinrichtung 7a ausgerichtet.
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Bei
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in dem
Laderaum 3 mindestens vier Sensoranordnungen 6 vorgesehen.
Die Sendeeinrichtungen 7a, 7b, 7c, 7d und
die Empfänger 10a, 10b, 10c, 10d der
einzelnen Sensoranordnungen 6 sind in den vier Eckbereichen
des eine etwa rechteckige Grundfläche aufweisenden Überwachungsraums
am Laderaumboden 12 angeordnet. Die Retroreflektoren 9a, 9b, 9c, 9d der
einzelnen Sensoranordnungen 6 sind jeweils an einer dem
betreffenden Eckbereich gegenüberliegenden
Seitenbegrenzungswand 11 des Laderaums 3 angeordnet.
In 3 ist erkennbar, dass der Laderaum 3 rahmenförmig von
den Retroreflektoren 9a, 9b, 9c, 9d umgrenzt
ist. Die von den Sendeeinrichtungen 7a, 7b, 7c, 7d ausgesandten
Strahlungsbündel
haben jeweils einen Öffnungswinkel
von etwa 45°.
Die Empfänger
von jeweils zwei diametral einander gegenüberliegenden Sensoranordnungen 6 weisen
mit ihren Hauptdetektionsrichtungen etwa in zueinander entgegengesetzte
Richtungen.
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Erwähnt werden
soll noch, dass die Sensoranordnung 6 auch zum Überwachen
einer Tür-,
Schiebedach- und/oder Fensteröffnung
eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein kann, um einen Einklemmschutz
zu realisieren.