-
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend mindestens eine Kamera zur Aufnahme von Bildern des Fahrzeugumfeldes.
-
Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit Kameras ausgestattet, die Bilder des Fahrzeugumfeldes aufnehmen. Diese stellen dem Fahrer Informationen über schwer einzusehende Bereiche zur Verfügung. Zudem werden die Bilder häufig Bildverarbeitungsvorrichtungen zugeführt, die diese Kamerabilder verarbeiten, um Sicherheits- oder Komfortfunktionen zur Verfügung zu stellen.
-
Da mit diesen Kameras der Außenbereich abgebildet wird, sind entweder die Kamera selbst oder transparente Elemente, die die Kamera schützen, den Außenbedingungen ausgesetzt. Daher kommt es häufig zu Verschmutzungen, die sich als Flecken oder Unschärfe in den Bildern der Kamera auswirken. Dem Fahrer des Fahrzeuges geht somit potentiell Information verloren, und bildverarbeitende Systeme können nicht mehr zuverlässig arbeiten. Bisherige Kraftfahrzeuge erfordern dann eine manuelle Reinigung des entsprechenden Fahrzeugbereiches. Dafür muss das Fahrzeug jedoch stehen, die Reinigung kann nicht vom Innenraum aus erfolgen.
-
Insbesondere bei der Verwendung der Kamerabilder in Sicherheitssystemen ist dies problematisch. Ist die Bildqualität nicht mehr ausreichend für ein zuverlässiges Funktionieren des Sicherheitssystems, muss der Fahrer aufgefordert werden, die entsprechende Fahrzeugstelle zu reinigen. Häufig wird dies von den Fahrern nicht zeitnah durchgeführt, was zu einer nicht vollständigen Nutzbarkeit der Sicherheitssysteme führt.
-
In
DE 102 51 661 A1 ist die Anordnung einer Kameraoptik an einem Scheibenwischer beschrieben. Am Wischerarm des Scheibenwischers ist ein Reinigungselement wie ein Wischerblatt, eine Bürste oder dergleichen angeordnet, das bei einer Bewegung des Wischerarms über die Abdeckung der Kameraoptik wischt.
-
In
DE 10 2005 021 670 A1 ist eine Schutzvorrichtung für eine Kamera eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Die Schutzfunktion wird durch eine kontinuierliche Bewegung der Schutzvorrichtung gegenüber dem Objektiv der Kamera bereitgestellt. Die Schutzvorrichtung kann als Ventilator ausgeführt sein, dessen Ventilatorblätter sich vor dem Objektiv bewegen, alternativ auch als bewegliches Schutzgitter, das ein mechanisches Reinigungsmittel aufweist, das bei einer Bewegung des Schutzgitters das Objektiv wischt.
-
In
DE 1 630 943 A ist schließlich eine Seheinrichtung für Kraftfahrzeuge zur Verbesserung der Sichtverhältnisse bei schlechtem Wetter beschrieben, wobei auch dort der Kamera eine Schutzvorrichtung zugeordnet ist. Diese kann als drehbare Glasscheibe oder als kragenförmiger Ring aus durchsichtigem Material ausgeführt sein.
-
Der Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde ein demgegenüber verbessertes Fahrzeug anzugeben.
-
Zur Lösung des Problems ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kamera eine Reinigungsvorrichtung umfassend mindestens ein automatisch bewegtes Reinigungselement zugeordnet ist, das über eine mechanische Verbindung mit einem Aktor gekoppelt ist, der der Bewegung eines Seitenspiegels, einer Scheinwerferreinigungsvorrichtung, einer Heckklappe oder einer Motorhaube dient.
-
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug beruht auf der Idee, dass in einem modernen Kraftfahrzeug bereits zahlreiche Aktoren vorhanden sind, die der Erwirkung von Stellbewegungen dienen. Diese mögliche Bewegung bzw. der Stellbetrieb wird nun erfindungsgemäß genutzt, um ein Reinigungselement für die Kamera zu bewegen. Von einer vorhandenen Bewegung wird folglich eine weitere Bewegung abgeleitet. Das bewegte Reinigungselement erlaubt eine Reinigung der Linse oder anderer transparenter Fahrzeugelemente im Blickfeld der Kamera, welche z. B. zum Schutz der Linse dienen können. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass keine zusätzlichen Aktoren verwendet werden müssen, und damit auch keine zusätzlichen Steuervorrichtungen notwendig sind.
-
Zweckmäßigerweise wird das Reinigungselement direkt mit dem Aktor über die mechanische Verbindung gekoppelt oder das Reinigungselement wird mit einem Stellmechanismus, über den der Aktor mit dem Drittgegenstand verbunden ist, gekoppelt. Hier sollen möglichst wenige und einfache Kopplungselemente genutzt werden. Ist der Aktor beispielsweise ein zum Reinigungselement benachbarter, rotierender Motor, so kann das Drehmoment der Aktorabtriebswelle beispielsweise durch eine Welle auf das Reinigungselement übertragen werden. Es ist in diesem Fall eine Rotation des ganzen Reinigungselements möglich, aber auch eine schwingende Bewegung, z. B. durch Verwendung eines Kurbelmechanismus oder dergleichen. Zudem ist natürlich ein Auf- bzw. Abrollen des auf einer Welle aufgewickelten Reinigungselementes möglich. Die Aktorbewegung kann auch über- oder untersetzt werden, beispielsweise durch ein Zahnradgetriebe. Die Rotation der Aktorabtriebswelle kann auch, z. B. durch Paarung eines Zahnrades mit einer Zahnstange in eine Linearbewegung des Reinigungselementes überführt werden. Zudem ist es möglich, dass der Aktor grundsätzlich eine lineare Bewegung erzeugt. Hier kann das Reinigungselement über ein fest oder gelenkig verbundenes Gestänge, unter Umständen unter Verwendung von Gleitlagern, mit dem Aktor verbunden werden. Wird ein Drehmoment zur Bewegung des Reinigungselementes benötigt kann wiederum eine Paarung eines Zahnrades mit einer Zahnstange genutzt werden. Ist der Stellmechanismus, über den der Aktor mit dem Drittgegenstand verbunden ist, benachbart zur Kamera, so kann die Kopplung mit den gleichen Mitteln auch zu diesem erfolgen. Es kann beispielsweise ausreichend sein, das Reinigungselement starr mit einem Teil des Stellmechanismus zu verbinden. Eine Kopplung an benachbarte Elemente ist vorteilhaft, da weniger zusätzliche bewegte Bauteile benötigt werden. Die genannten Kopplungen sind ausschließlich beispielhaft.
-
Beispielsweise kann das Reinigungselement ein Reinigungsband sein. Ein Reinigungsband ist flexibel. Daher ist ein Auf- und Abrollen des auf einer Welle aufgewickelten Reinigungsbandes möglich, aber auch eine Befestigung zwischen z. B. einem starren und einen einem beweglichen Element des Kraftfahrzeugs. Bewegt sich das bewegliche Element, so führt das Reinigungsband eine Wischbewegung aus. Es ist auch vorstellbar, dass das Reinigungsband oder dessen Aufhängung eine gewisse Elastizität aufweist. Dies ist vor allem vorteilhaft, wenn das Reinigungsband zwischen einem linear bewegten und einem feststehenden Element des Kraftfahrzeugs befestigt ist.
-
Dabei ist es vorteilhaft wenn das Reinigungsband transparent ist. In diesem Fall kann es vor der Linse verbleiben, was beispielsweise eine lineare Bewegung über die Linse ermöglicht.
-
Ist die Kamera zu einer Einrichtung benachbart, die Reinigungsflüssigkeit verwendet, ist es zweckmäßig, wenn dem Reinigungselement Reinigungsflüssigkeit zuführbar ist. Dies kann z. B. durch Zuleitungen erfolgen, die ein dochtartiges Material des Reinigungselementes mit der Reinigungsflüssigkeit in Berührung bringen. Besonders vorteilhaft ist jedoch ein Ansprühen des Reinigungselementes oder des zu reinigenden Elementes. Zu diesem Zweck sind ausschließlich zusätzliche Düsen und Rohrleitungen erforderlich. Der Sprühvorgang wird zweckmäßigerweise mit einem Sprühvorgang der benachbarten Einrichtung, welche Reinigungsflüssigkeit benötigt, gekoppelt. Die Verwendung von Reinigungsflüssigkeit kann zu deutlich besseren Reinigungsergebnissen führen.
-
Es ist zweckmäßig, wenn der Reinigungsvorgang fahrerseitig durch Betätigung eines Bedienelementes auslösbar ist. Im einfachsten Fall kann dies ein separates Bedienelement sein, dessen Betätigung die Reinigung einzelner oder aller Kameras auslöst. Im Sinne einer übersichtlichen Gestaltung der Bedienelemente kann es allerdings sinnvoll sein, ein vorhandenes menübasiertes Bediensystem, beispielsweise ein Display mit durch ein Bedienelement, beispielsweise einem Drehdrücksteller, auswählbaren Funktionen, für das Auslösen eines Reinigungsvorgangs zu nutzen. Ein solches System kann auch genutzt werden, um den Fahrer auf eine nötige Reinigung hinzuweisen. Dies kann entweder in festen Intervallen, abhängig beispielsweise von verstrichener Zeit, Fahrzeit oder Fahrentfernung erfolgen, aber auch abhängig von einem Steuerimpuls der bildverarbeitenden Systeme im Kraftfahrzeug. Es ist vorstellbar, das ein solcher Hinweis auch eine direktes Auslösen der Reinigung oder einen Sprung in den passenden Teil des menübasierten Steuerungssystems erlaubt.
-
Es ist dann jedoch sinnvoll, den Reinigungsvorgang nur oder erst auszuführen, wenn der allgemeine Fahrzeugzustand es, vor allem unter Sicherheitsaspekten, erlaubt. Im einfachsten Fall wird eine Reinigung nur unter fest vorgegebenen Bedingungen ausgeführt, z. B. bei Langsamfahrt, Stillstand des Fahrzeuges oder beim Abstellen des Motors. Es ist auch möglich, dass eine einmal gewünschte Reinigung solange zurückgestellt wird, bis die entsprechenden Bedingungen erfüllt sind. Zuletzt ist es auch möglich, dass dem Reinigungsvorgang eine Dringlichkeit zugewiesen wird, und die Bedingungen zur Ausführung der Reinigung von der Dringlichkeit abhängig sind.
-
Vorteilhafterweise kann auch eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die die Kamerabilder verarbeitet, zur automatischen Auslösung eines Reinigungsvorgangs ausgebildet sein. Stellt eine solche Bildverarbeitungsvorrichtung beispielsweise fest, dass die Schärfe eines Bildes nachlässt, oder das Bild von starker Fleckigkeit gekennzeichnet ist, so kann diese Bildverarbeitungsvorrichtung einen Reinigungsvorgang starten. Hier ist die erwähnte Möglichkeit, eine Dringlichkeit der Reinigung festzulegen besonders vorteilhaft. Somit kann einerseits beispielsweise eine langsam zunehmende Verschmutzung frühzeitig erkannt und beim Abschalten des Motors ein Reinigungsprozess gestartet werden. Andererseits können plötzliche auftretende Verschmutzungen, die direkt Sicherheitssysteme betreffen, aber schon während der Fahrt behoben werden.
-
Kameras an Kraftfahrzeugen sind in vielen Fällen an einem tragenden Element des Seitenspiegels angebracht. Das Reinigungselement kann dann beispielsweise über eine mechanische Verbindung zu einem Aktor bewegt werden, der der Bewegung eines Seitenspiegels dient. Dies kann ein Aktor sein, der beispielsweise die Stellung des Seitenspiegels ändert, oder der dem Anklappen des Seitenspiegels dient.
-
Für Kameras an der Vorderseite des Fahrzeugs ist eine Kopplung zu einem Aktor, der der Bewegung einer Scheinwerferreinigungsanlage dient, besonders vorteilhaft. Handelt es sich bei der Scheinwerferreinigungsanlage beispielsweise um ausfahrbare Düsen, so sind bereits linear bewegte Elemente vorhanden. Diese Bewegung kann durch eine entsprechende Bewegungskopplung mit genutzt werden. Zudem kann in diesem Fall einfach eine zusätzliche Düse verwendet werden, um der der Kamera zugeordneten Reinigungseinrichtung Reinigungsflüssigkeit zuzuführen. Wird der Scheinwerfer beispielsweise mechanisch durch Wischbewegungen gereinigt, so kann auch diese Bewegung durch eine entsprechende Kopplung mitbenutzt werden.
-
Für Kameras im Front- oder Heckbereich ist auch eine mechanische Verbindung mit einem Aktor möglich, der der Bewegung einer Heckklappe oder einer Motorhaube dient. Besonders vorteilhaft sind hier Aktoren, die der Ver- und Entriegelung zugeordnet sind.
-
Es ist auch bei nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen die Nutzung anderer Aktoren möglich. So ist beispielsweise die Kopplung des Reinigungselements an die schwingende Bewegung von Scheibenwischern besonders vorteilhaft. Hier ist häufig nur ein kurzes, zusätzliches Gestänge zur Kopplung erforderlich. Für weitere Kameras im Türbereich des Kraftfahrzeugs kann die mechanische Verbindung beispielsweise zu einem Aktor gegeben sein, der der Bewegung von Fensterscheiben dient. Die Auf- und Abwärtsbewegung der Fensterscheiben kann z. B. durch eine entsprechende Kopplung eines Reinigungsbands an ein Element des Fensterhebers, dazu genutzt werden, das Reinigungsband über eine Kamera zu führen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen, sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine Prinzipzeichnung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges,
-
2 eine Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Nutzung eines Aktors des Schließmechanismus des Schlosses der Heckklappe zur Reinigung einer Kamera,
-
3 eine Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Nutzung des Aktors zur Bewegung der Scheinwerferreinigungsvorrichtung zur Reinigung einer Schutzscheibe vor einer Kamera,
-
4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Linse erfindungsgemäß durch den Anklappmechanismus des Außenspiegels gereinigt wird.
-
1 zeigt eine Prinzipzeichnung eines Kraftfahrzeuges 1. Insgesamt sind 3 Kameras zur Aufnahme des Fahrzeugumfeldes abgebildet.
-
Der im Frontbereich angebrachten Kamera 4 ist als Reinigungselement eine Gummilippe 8 zugeordnet, die an den Aktor 7 der Scheinwerferreinigungsvorrichtung 6 zur Reinigung des Scheinwerfers 5 gekoppelt ist. Die Kamera ist durch eine Schutzscheibe 16 geschützt, die mit der Gummilippe gereinigt wird. Wird die Scheinwerferreinigungsvorrichtung ausgefahren, so wird automatisch die Gummilippe nach unten bewegt. Die Kopplung selbst, sowie die Zuführung von Reinigungsflüssigkeit werden in 3 dargestellt.
-
Der am Seitenspiegel 9 angebrachten Kamera 10 ist als Reinigungselement ein, im Bild nicht sichtbares, Reinigungsband zugeordnet, das an den Aktor 11, der zum Anklappen des Seitenspiegels ausgebildet ist, gekoppelt ist. Diese Kopplung wird in 4 gezeigt.
-
Der im Heckbereich angebrachten Kamera 14 ist als Reinigungsmittel ein Reinigungsband 22 zugeordnet, das an den Aktor 13, der zur Ver- und Entriegelung des Schlosses 12 der Heckklappe 37 ausgebildet ist, gekoppelt ist. Das transparente Reinigungsband ist elastisch durch eine Feder 17 mit einem feststehenden Fahrzeugteil 24 des Kraftfahrzeuges verbunden. Bei einer Bewegung des Schließbolzens des Schlosses wird ein Zug auf das Reinigungsband ausgeübt. Dadurch wird es an der Linse 15 der Kamera vorbeigeführt. Ist dieser Zug nicht mehr vorhanden, so wird das Reinigungsband durch die Rückstellkraft der Feder wieder in seine ursprüngliche Position gebracht. Die Kopplung ist in 2 dargestellt.
-
Zudem sind schematisch eine Bildverarbeitungseinrichtung 3 sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Linsenreinigung 2 gezeigt. Die Kopplungen zwischen Aktoren und Reinigungselementen sind hier nur angedeutet.
-
2 zeigt eine Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Nutzung eines Aktors des Schließmechanismus des Schlosses der Heckklappe zur Reinigung einer Kamera. Die Linse 15 der Kamera 14 am Heck des Kraftfahrzeugs wird durch das transparente Reinigungsband 22 gereinigt. Das Reinigungsband ist an einem Ende beweglich, aber unter Spannung gelagert, hier durch die Feder 23, die an dem feststehenden Fahrzeugteil 24 befestigt ist. Das andere Ende des Reinigungsbandes ist fest mit einer Rolle 19 verbunden, die mit dem Aktor zum Ver- und Entriegeln des Schlosses der Heckklappe verbunden ist. Der Aktor, selbst im Bild nicht zu sehen, dreht die Achse 20. Die Achse 20 ist fest mit dem Zahnrad 18 und der Rolle, an der das Reinigungsband befestigt ist, verbunden. Ein Drehen des Aktors führt somit zum einen zum Drehen des Zahnrades und damit zu einer Bewegung der Zahnstange 21, die das Schloss 12 ver- oder entriegelt. Zum anderen wird die Rolle gedreht. Ein Drehen im Uhrzeigersinn, was einer Aufwärtsbewegung der Zahnstange entspricht, führt dazu, dass ein Zug auf das Reinigungsband ausgeübt wird und sich dieses reibend aufwärts an der Linse vorbeibewegt und diese reinigt. Umgekehrt reduziert eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn die Spannung des Reinigungsbandes. Somit wird das Reinigungsband durch die Feder, an der Linse der Kamera reibend, nach unten bewegt. Ein Ver- und Entriegeln des Schlosses führt also zugleich zu einer mechanischen Reinigung der Linse der Kamera.
-
3 zeigt eine Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Nutzung des Aktors zur Bewegung der Scheinwerferreinigungsvorrichtung 6 zur Reinigung einer Schutzscheibe 16 vor einer Kamera 4 im Frontbereich des Kraftfahrzeugs. Die Kamera ist hier durch die transparente Schutzscheibe geschützt. Die Reinigung erfolgt durch eine Gummilippe 8. Zusätzlich kann über eine zusätzliche Düse 36 Reinigungsflüssigkeit auf die Schutzscheibe gesprüht werden. Die Bewegung der Scheinwerferreinigungsvorrichtung erfolgt durch ein rotierendes Zahnrad 27, das in eine Zahnstange 29, an der die Scheinwerferreinigungsanlage befestigt ist, eingreift. Der Aktor dreht die Achse dieses Zahnrades. Die Achse 39 eines zweiten Zahnrades 28, das in die Zahnstange 30, an der das Reinigungselement befestigt ist, eingreift, ist über einen Riemen 25 mit der Achse des ersten Zahnrades gekoppelt. Damit bewegen sich die beiden Zahnräder immer gleichläufig. Dies führt zu einer gegenläufigen Bewegung der Scheinwerferreinigungsvorrichtung und des Reinigungselements. Fährt diese also aus, so wird die Gummilippe nach unten bewegt und umgekehrt. Ein Reinigungsvorgang kann beispielsweise aus einem Ausfahren der Scheinwerferreinigungsvorrichtung und damit einer Abwärtsbewegung der Gummilippe, einem Ansprühen des Scheinwerfers, und damit über die zweite Düse auch der Schutzscheibe vor der Kamera, und einem Einfahren der Scheinwerferreinigungsvorrichtung mit damit verbundener Aufwärtsbewegung der Gummilippe bestehen.
-
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Linse erfindungsgemäß durch den Anklappmechanismus des Außenspiegels gereinigt wird. Hier wird von einem Aktor 11 ein Zahnrad 40 gedreht, welches mit einem Zahnrad 41 gekoppelt ist, das starr mit einer Achse 53 verbunden ist, die starr mit dem Seitenspiegel 9, der den Spiegel 42 trägt, verbunden ist. Dies führt zu einer Rotation der Achse und damit zu einem Klappen des Seitenspiegels. Die weiteren Erläuterung soll im Bezugssystem des Spiegels erfolgen. In diesem System rotiert die Zahnung 44 mit dem Spiegelhalter 43. Dieses Rotation wird mit einem Zahnrad 45 und einer Welle 51 auf ein Kegelradgetriebe 46 übertragen, wo sie auf eine weitere Welle 52 übertragen wird. Diese Rotation wird über ein zweites Kegelradgetriebe 47 auf eine Zahnstange 48 übertragen, die somit aufwärts bzw. abwärts bewegt wird. Das Kegelradgetriebe 47 ist genau so aufgebaut, dass das Reinigungsband beim Anklappen des Spiegels nach unten, also vor die Linse der Kamera bewegt wird und beim Aufklappen wieder nach oben in den Innenraum des Spiegels gezogen wird. Somit muss das Reinigungsband in diesem Ausführungsbeispiel nicht notwendigerweise durchsichtig sein.
-
Die gezeigten Abbildungen und Erläuterungen dienen nur als Beispiele. Ebenso gut kann beispielsweise die mechanische Verbindung des Reinigungselements zu einem Aktor gegeben sein, der der Bewegung der Heckklappe oder Motorhaube, der Bewegung mindestens eines Scheibenwischers oder der Bewegung einer Fensterscheibe dient.
-
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug kann beispielsweise vier Kameras umfassen, die zur Aufnahme von Bildern des Fahrzeugumfeldes dienen. Diesen ist jeweils eine Reinigungseinrichtung zugeordnet, wobei die Bewegung des Reinigungselementes jeweils durch eine Kopplung an einen Aktor erfolgt, der der Bewegung eines fahrzeugseitig vorgegebenen Drittgegenstandes dient. Im Beispiel soll dies für zwei der Reinigungselemente ein Aktor sein, der der Bewegung der Seitenspiegel dient und für zwei der Reinigungselemente ein Aktor, der für das Öffnen der Heckklappe bzw. Motorhaube eingesetzt wird.
