DE102012217047A1

DE102012217047A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012217047A1
Application number: DE201210217047
Authority: DE
Inventors: Rainer Mittermeier; Mario Nagelstrasser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-05-28

Abstract

Aus der DE 10 2004 057 322 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem im Bereich eines Gesichtsfeldes einer Kamera auf der Windschutzscheibe eine Beschlagschicht und zusätzlich ein beheizter Bereich vorgesehen sein kann. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Bildverarbeitungssystem zu schaffen, bei dem in einem Bereich einer Fensterscheibe innerhalb eines Gesichtsfelds der jeweiligen Kamera des Bildverarbeitungssystems ein Feuchtigkeitsbeschlag vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, dass in dem jeweiligen Gehäuse (6, 9) Mittel vorgesehen sind, durch die die von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (7) erzeugte Wärme des Kamerasystems zur Bildverarbeitung direkt oder indirekt an die jeweils vorhandene Streulichtblende (12, 13) wärmegeleitet wird, dass die jeweilige Streulichtblende aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff besteht und dass die jeweilige Streulichtblende die in dem jeweiligen Gehäuse (6, 9) von den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme in Richtung auf einen jeweiligen Bereich einer Innenfläche (21) der Fensterscheibe (5) abgibt, die der jeweiligen Streulichtblende (12, 13) gegenüberliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 19 176 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem im Fahrzeuginnenraum hinter einer Windschutzscheibe eine Kamera angeordnet ist. Ein Kamerabaustein der Kamera ist über eine thermisch gut leitende Anbindung mit einem extern am Gehäuse gelegenen Kühlkörper verbunden. Der Kühlkörper wird von einer Luftströmung angeströmt, die dem Luftstrom der Klimaanlage und/oder der Lüftung entlang der Windschutzscheibe zur Ableitung und Abfuhr der beim Betrieb der Kamera entstehenden Wärme entnommen wird.
Aus der DE 10 2004 057 322 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Kamera hinter einer Windschutzscheibe vorgesehen ist. Auf der zum Fahrzeuginnenraum hin zeigenden Innenfläche der Windschutzscheibe ist im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera eine Antibeschlagschicht aufgebraucht. Zusätzlich kann ein beheizter Bereich, beispielsweise in Form einer Schichtheizung oder einer Drahtheizung, im Bereich des Gesichtsfelds der Kamera vorgesehen sein.
Aus der DE 10 2010 052 472 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Bilderfassungsgerät in einem Fahrzeuginnenraum vor einer Windschutzscheibe angeordnet ist. Das Bilderfassungsgerät weist eine Streulichtblende auf, die an einem Trägerteil angeordnet ist. Auf der Streulichtblende ist eine elektrisch betriebene Heizeinrichtung angeordnet.
Bekannt ist auch eine Heatpipe oder ein Wärmeleitrohr (Wikipedia), mit dem Wärme sehr effizient von einem Ort zu einem anderen transportiert werden kann. Ein Heatpipe ist ein Hohlkörper der z. B. aus einem wärmeleitenden Werkstoff wie Kupfer besteht und der mit einer Flüssigkeit wie Wasser gefüllt ist. Durch ein Heatpipe kann eine um 2 bis 3 Größenordnungen (100 bis 1000 mal) höhere Wärmemenge transportiert werden als durch ein Bauteil gleicher geometrischer Abmessungen aus massivem Kupfer. Die Heatpipe nutzt den physikalischen Effekt, dass beim Verdampfen und Kondensieren einer Flüssigkeit sehr hohe Energiemengen umgesetzt werden. Bekannt ist dieser physikalische Vorgang auch als Thermosyphon. Eine Heatpipe besteht in einer Ausführungsform aus hochreinem Kupfer und hat als Arbeitsmedium Wasser. Es handelt sich um mehrfach destilliertes, vollentgastes und entmineralisiertes Wasser. Beispielsweise kann durch ein Heatpipe die Verlustleistung eines Mikroprozessors in einem Computer oder Notebook effektiv auf kleinstem Bauraum abgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Bildverarbeitungssystem zu schaffen, bei dem in einem Bereich einer Fensterscheibe innerhalb eines Gesichtsfelds der jeweiligen Kamera des Bildverarbeitungssystems ein Feuchtigkeitsbeschlag vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist ein Kamerasystem zur Bildverarbeitung vorgesehen, wobei das Kamerasystem im Fahrzeuginnenraum im Bereich einer Fensterscheibe angeordnet ist. Das Kamerasystem weist mindestens ein Gehäuse auf, in dem elektrische und elektronische Bauteile, wie Steuergeräte und Chips und dergleichen, angeordnet sind. Ferner ist mindestens eine Kameralinse vorgesehen, die in einer Durchgangsöffnung des betreffenden Gehäuses angeordnet ist. Vor der jeweiligen Kameralinse ist jeweils eine Streulichtblende angeordnet. Die jeweilige Streulichtblende umgibt einen Raum zwischen einer Innenfläche der Fensterscheibe und dem Fahrzeuginnenraum, so dass vom Fahrzeuginnenraum keine Lichtstörungen in die jeweilige Kameralinse dringen können.
Vorteilhafterweise sind in dem jeweiligen Gehäuse Mittel vorgesehen, durch die die von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme des Kamerasystems zur Bildverarbeitung direkt oder indirekt an die jeweils vorhandene Streulichtblende wärmegeleitet wird. Die jeweilige Streulichtblende besteht aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff. Die jeweilige Streulichtblende ist so angeordnet, dass die jeweilige Streulichtblende die in dem jeweiligen Gehäuse von den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme in Richtung auf einen jeweiligen Bereich einer Innenfläche der Fensterscheibe abgibt, der der jeweiligen Streulichtblende gegenüberliegt.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass die (Ab-)Wärme, die im Inneren der Kamera bzw. durch die angelagerte Elektronik frei wird, über die jeweilige Streulichtblende auf die Windschutzscheibe transportiert wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das in dem jeweiligen Gehäuse vorhandene Mittel zur Weiterleitung der durch die von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme des Kamerasystems zur Bildverarbeitung eine wärmeleitende Schicht, wobei die wärmeleitende Schicht direkt oder indirekt mit der jeweils vorhandenen Streulichtblende wärmeleitend verbunden ist.
Die in dem jeweiligen Gehäuse mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen in Verbindung stehende wärmeleitfähige Schicht ist vorteilhafterweise eine wärmeleitende Paste und/oder ein wärmeleitendes metallisches Bauteil.
Das wärmeleitende metallische Bauteil ist in einer vorteilhaften Ausführungsform eine wärmeleitende Metallleitung und/oder eine wärmeleitende Metallfolie und/oder ein Wärmeleitrohr (Heatpipe).
Vorteilhafterweise besteht die jeweilige Streulichtblende aus einem wärmeleitfähigen Metall.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das wärmeleitende Metall für die jeweilige Streulichtblende und/oder das wärmeleitende metallische Bauteil aus Kupfer und/oder einer Kupferlegierung.
Die Fensterscheibe ist vorteilhafterweise die Frontscheibe oder Windschutzscheibe und/oder die Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges.
Die zu erwärmende Innenfläche der Fensterscheibe weist in einer vorteilhaften Ausführungsform eine wärmeabsorbierende Beschichtung auf und/oder in einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist in der Fensterscheibe eine wärmeabsorbierende Schicht integriert.
Vorteilhafterweise ist die Farbe der jeweils vorhandenen Streulichtblende so gestaltet, dass eine maximale Erwärmung an der Scheibe erreicht wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Farbe der jeweils vorhandenen Streulichtblende schwarz oder dunkel, um eine Erwärmung der jeweils vorhandenen Streulichtblende zu erreichen.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Farbe der jeweils vorhandenen Streulichtblende weiß oder hell, um eine maximale Wärmeabstrahlung zu erreichen, wenn in der Fensterscheibe eine wärmeabsorbierende Schicht integriert ist oder die Fensterscheibe eine wärmeabsorbierende Beschichtung aufweist.
Die wärmeleitende Beschichtung an der zu erwärmenden Innenfläche der Fensterscheibe ist vorteilhafterweise eine wärmeleitende Folie oder in einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist eine partielle Bedruckung in Form eines Schwarzdruckes vorgesehen.
Vorteilhafterweise ist auf die aufzuwärmende Innenfläche der Fensterscheibe eine Antibeschlagschicht aufgebracht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die auf der aufzuwärmenden Innenfläche der Fensterscheibe aufgebrachte Antibeschlagschicht eine Kunststofffolie.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines oberen, mittleren Bereichs einer Windschutzscheibe in Höhe eines Rückspiegels, an dem ein Gehäuse mit zwei Kameras angeordnet ist und
2 eine perspektivische Ansicht des in der 1 gezeigten Gehäuses, das vor jeweils einer Kameralinse eine in der Draufsicht dreieckförmige Streulichtblende aufweist.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines oberen Randes 4 einer Frontscheibe oder Windschutzscheibe 5 eines Kraftfahrzeuges 1. Der Rand 4 der Windschutzscheibe 5 grenzt an einen Dachabschnitt 3 einer Karosserie 2 eines Kraftfahrzeuges 1 an. Unterhalb des Dachabschnittes 3 ist ein erstes, hinteres Gehäuse 6 für Steuergeräte 7 eines Antriebes für ein Schiebedach angeordnet.
An der Windschutzscheibe 5 ist ein zweites, vorderes Gehäuse 9 angeordnet, in dem zwei Kameralinsen 10 und 11 eines Kamerasystems 8 zur Bildverarbeitung angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse 9 auch an einer Heckscheibe 5 eines Kraftfahrzeuges 1 angeordnet sein.
Die Kameralinsen 10 und 11 am Gehäuse 9 sind in Fahrzeuglängsrichtung x auf eine nicht dargestellte Fahrbahn gerichtet. An dem vorderen Gehäuse 9 ist zur Anordnung von jeweils einer Streulichtblende 12, 13 vor der jeweiligen Kameralinsen 10 und 11 jeweils ein Freiraum 14, 15 ausgebildet.
In der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die Streulichtblenden 12, 13 dreidimensional ausgebildet. Die Streulichtblenden 12, 13 weisen jeweils zwei gegenüberliegende, in der Seitenansicht dreieckförmige Seitenwände 16, 17 und eine die beiden Seitenwände 16, 17 verbindende dreieckförmige Bodenwand 18 auf.
Die jeweilige Streulichtblende 12, 13 besteht ganz oder teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material, wie beispielsweise Metall. Die Farbe der Streulichtblenden 12, 13 ist so gestaltet, dass eine maximale Erwärmung an der Scheibe erreicht wird. Beispielsweise wird eine schwarze oder dunkle Farbe gewählt, um eine maximale Erwärmung des Luftvolumens zu erhalten. Eine weiße oder helle Farbe wird gewählt, um eine maximale Abstrahlung zu erreichen, wenn in der Windschutzscheibe 5 selbst eine wärmeabsorbierende Schicht, z. B. durch Metallisierung der Windschutzscheibe 5 integriert wurde.
Eine Metallisierung der Windschutzscheibe 5 kann durch eine Bedampfung mit einem wärmeleitfähigen Material, z. B. Silber, erfolgen. Die Ausbildung einer wärmeabsorbierende Schicht in der Windschutzscheibe 5 kann dann erforderlich sein, wenn der Abstand der Streulichtblenden 12, 13 zur Windschutzscheibe 5 zu groß ist und über Wärmestrahlung die notwendige Wärme erzeugt werden muss.
Die jeweilige Streulichtblende 12, 13 weist einen dreieckförmigen Außenrand 19, 20 auf. Im montierten Zustand des Gehäuses 9 ist der dreieckförmige Außenrand 19, 20 in Richtung auf eine Innenfläche 21 der Windschutzscheibe 5 gerichtet.
Der jeweilige dreieckförmige Außenrand 19, 20 der Streulichtblenden 12, 13 kann an der Innenfläche 21 der Windschutzscheibe 5 anliegen oder in einem vorgegebenen Abstand t von der Innenfläche 21 der Windschutzscheibe 5 angeordnet sein. Der Abstand t liegt beispielsweise bei t ≤ 3 mm.
In der gezeigten Ausführungsform schließt sich an einem gehäuseseitigen Ende 22, 23 der jeweiligen Streulichtblende 12, 13 die jeweilige Kameralinse 10, 11 an. Am gehäuseseitigen Ende 22, 23 der jeweiligen Streulichtblende 12, 13 ist jeweils eine Durchgangsöffnung 24, 25 gegenüber der jeweiligen Kameralinse 10, 11 ausgebildet.
Die jeweilige Streulichtblende 12, 13 liegt in der gezeigten Ausführungsform über die jeweilige dreieckförmige Bodenwand 18 an der Außenfläche 26, 27 des jeweiligen Freiraumes 14, 15 des Gehäuses 9 auf. An der Auflagefläche der jeweiligen dreieckförmige Bodenwand 18 der jeweiligen Streulichtblende 12, 13 erfolgt eine wärmeleitende Verbindung mit einem Innenraum des Gehäuses 9.
Im Innenraum des Gehäuses 9 wird die von den in dem Gehäuse 9 angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme an eine wärmeleitende Schicht abgegeben. Die wärmeleitende Schicht kann eine wärmeleitfähige Paste und/oder eine wärmeleitende Folie, beispielsweise eine Kupferfolie, sein.
Die von den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme wird direkt oder über eine wärmeleitende Verbindung an die jeweilige dreieckförmige Bodenwand 18 der jeweiliger Streulichtblende 12, 13 weitergeleitet.
Die Wärmeleitung zwischen der im Gehäuse 9 befindlichen wärmeleitenden Schicht zu der jeweiligen Streulichtblende 12, 13 erfolgt beispielsweise über eine wärmeleitende Metallleitung oder über eine wärmeleitende Metallfolie. Das wärmeleitende Metall oder die wärmeleitende Metallfolie kann aus Kupfer und/oder Kupferlegierungen bestehen.
Durch die Erwärmung der beiden Streulichtblenden 12, 13 erfolgt eine ausreichende partielle Beheizung oder Erwärmung des dazu gegenüberliegenden Bereiches der Innenfläche 21 der Windschutzscheibe 5.
In einer Ausführungsform weist die zu erwärmende Innenfläche 21 der Windschutzscheibe 5 eine wärmeleitende und/oder wärmeabsorbierende Beschichtung auf.
Die wärmeleitende Beschichtung ist beispielsweise eine wärmeleitende Folie oder eine partielle Bedruckung in Form eines Schwarzdruckes.
An der aufzuwärmenden Innenfläche 21 der Fensterscheibe 5 ist in einer Ausführungsform eine Antibeschlagschicht aufgebracht ist. Die auf der aufzuwärmenden Innenfläche 21 der Fensterscheibe 5 aufgebrachte Antibeschlagschicht ist beispielsweise eine Kunststofffolie.
Die frei werdende (Ab-)Wärme wird auch auf das jeweilige Objektiv oder die jeweilige Linse 10, 11 der Kamera übertragen, so dass die jeweilige Linse 10, 11 auch heiß wird. Die Erwärmung der jeweiligen Linse 10, 11 der Kamera erfolgt in einer Ausführungsform durch Wärmeabstrahlung eines unter der jeweiligen Linse 10, 11 der Kamera angeordneten (Imager-)Chips. Über ein die jeweilige Linse 10, 11 umgebendes Gehäuse 28, 29 aus einem wärmeleitenden Material kann die frei werdende (Ab-)Wärme auf die jeweilige Streulichtblende 12, 13 übertragen werden.
Ein wärmeleitendes Material für das Gehäuse 28, 29 kann z. B. Aluminium sein. Somit trägt auch die jeweilige Linse 10, 11 der Kamera zur Erwärmung der Windschutzscheibe 5 bei, so dass ein Feuchtigkeitsbeschlag der Windschutzscheibe 5 in dem erwärmten Bereich vermieden wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10319176 A1 [0002]
DE 102004057322 A1 [0003]
DE 102010052472 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Kamerasystem zur Bildverarbeitung, wobei das Kamerasystem im Fahrzeuginnenraum im Bereich einer Fensterscheibe angeordnet ist, wobei das Kamerasystem mindestens ein Gehäuse aufweist, in dem elektrische und elektronische Bauteile, wie Steuergeräte und Chips und dergleichen, angeordnet sind, mit mindestens einer Kameralinse, die in einer Durchgangsöffnung des Gehäuses angeordnet ist, mit jeweils einer Streulichtblende vor der jeweiligen Kameralinse, wobei die jeweilige Streulichtblende einen Raum zwischen einer Innenfläche der Fensterscheibe und dem Fahrzeuginnenraum umgibt, so dass vom Fahrzeuginnenraum keine Lichtstörungen in die jeweilige Kameralinse dringen können, dadurch gekennzeichnet, dass in dem jeweiligen Gehäuse (6, 9) Mittel vorgesehen sind, durch die die von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (7) erzeugte Wärme des Kamerasystems zur Bildverarbeitung direkt oder indirekt an die jeweils vorhandene Streulichtblende (12, 13) wärmegeleitet wird, dass die jeweilige Streulichtblende aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff besteht und dass die jeweilige Streulichtblende die in dem jeweiligen Gehäuse (6, 9) von den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen erzeugte Wärme in Richtung auf einen jeweiligen Bereich einer Innenfläche (21) der Fensterscheibe (5) abgibt, der der jeweiligen Streulichtblende (12, 13) gegenüberliegt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem jeweiligen Gehäuse (6, 9) vorhandene Mittel zur Weiterleitung der durch die von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (7) erzeugte Wärme des Kamerasystems zur Bildverarbeitung eine wärmeleitende Schicht ist und dass die wärmeleitende Schicht direkt oder indirekt mit der jeweils vorhandenen Streulichtblende (12, 13) wärmeleitend verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem jeweiligen Gehäuse (6, 9) mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (7) in Verbindung stehende wärmeleitfähige Schicht eine wärmeleitende Paste und/oder ein wärmeleitendes metallisches Bauteil ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeleitende metallische Bauteil eine wärmeleitende Metallleitung und/oder eine wärmeleitende Metallfolie und/oder ein Wärmeleitrohr (Heatpipe) ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Streulichtblende (12, 13) aus einem wärmeleitfähigen Metall besteht.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeleitende Metall für die jeweilige Streulichtblende (12, 13) und/oder das wärmeleitende metallische Bauteil aus Kupfer und/oder einer Kupferlegierung besteht.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fensterscheibe (5) die Frontscheibe oder Windschutzscheibe und/oder die Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges (1) ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erwärmende Innenfläche (21) der Fensterscheibe (5) eine wärmeabsorbierende Beschichtung aufweist und/oder in der Fensterscheibe (5) eine wärmeabsorbierende Schicht integriert ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe der jeweils vorhandenen Streulichtblende (12, 13) so gestaltet ist, dass eine maximale Erwärmung an der Fensterscheibe (5) erreicht wird.
Kraftfahrzeug nach ein Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe der jeweils vorhandenen Streulichtblende (12, 13) schwarz oder dunkel ist, um eine Erwärmung der jeweils vorhandenen Streulichtblende (12, 13) zu erreichen.
Kraftfahrzeug nach ein Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe der jeweils vorhandenen Streulichtblende (12, 13) weiß oder hell ist, um eine maximale Wärmeabstrahlung zu erreichen, wenn in der Fensterscheibe (5) eine wärmeabsorbierende Schicht integriert ist oder die Fensterscheibe (5) eine wärmeabsorbierende Beschichtung aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Beschichtung an der zu erwärmenden Innenfläche (21) der Fensterscheibe (5) eine wärmeleitende Folie oder eine partielle Bedruckung in Form eines Schwarzdruckes vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die aufzuwärmende Innenfläche (21) der Fensterscheibe (5) eine Antibeschlagschicht aufgebracht ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der aufzuwärmenden Innenfläche (21) der Fensterscheibe (5) aufgebrachte Antibeschlagschicht eine Kunststofffolie ist.