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Die Erfindung betrifft eine Rückfahrkameraeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Trägergehäuse, das an einem bewegbaren Fahrzeugteil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, ein Kameramodul, welches eine Antriebseinheit und eine Kameraeinheit umfasst, wobei die Kameraeinheit mittels der Antriebseinheit zwischen einer in dem Trägergehäuse zurückgezogenen Ruhestellung und einer aus dem Trägergehäuse hervorstehenden Ausfahrstellung bewegbar ausgebildet ist.
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Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Heckklappensystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine verriegelbare und aufschwenkbare Heckklappe, die mittels eines Antriebs drehbar am Kraftfahrzeug angebracht ist, und eine Rückfahrkameraeinrichtung mit einem Trägergehäuse, welches an der relativ zum Kraftfahrzeug verschwenkbaren Heckklappe angebracht ist, und einem Kameramodul, welches eine Antriebseinheit und eine Kameraeinheit umfasst und in dem Trägergehäuse untergebracht ist, wobei die Kameraeinheit mittels der Antriebseinheit zwischen einer in dem Trägergehäuse zurückgezogenen Ruhestellung und einer aus dem Trägergehäuse hervorstehenden Ausfahrstellung bewegbar ausgebildet ist.
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Im Allgemeinen werden Rückfahrkameras an Kraftfahrzeugen eingesetzt, um dem Fahrer eine verbesserte Einsicht für einen Bereich hinter dem Heck des Fahrzeuges zu bieten. Dafür steht eine Monitoreinrichtung im Cockpit des Fahrzeuges zur Verfügung, wobei eine Kameraoptik entweder ortsfest oder zwischen einer Ruheposition und einer Ausfahrstellung verfahrbar im Heckbereich des Fahrzeuges angeordnet ist.
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Eine Rückfahrkameraeinrichtung der Eingangs bezeichneten Art ist zum Beispiel aus der
EP 2 054 572 bekannt. Dort ist die Kamera zeitweise in einer abgedeckten Ruheposition hinter einem Fahrzeugemblem aufgenommen und kann aus dieser Ruheposition in eine Ausfahrstellung ausgefahren werden, wobei sie eine Schwenkbewegung und translatorische Bewegung vollzieht. Die Kamera der genannten Art weist eine Kameraeinheit auf, die bewegbar mit einem Trägergehäuse gekoppelt ist. Das Trägergehäuse ist ferner an der Karosserie festlegbar, wobei eine Antriebseinheit mit der Kameraeinheit und mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist, so dass die Kameraeinheit gegenüber dem Trägergehäuse unter Steuerung der Steuereinrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer Ausfahrstellung verstellbar bzw. bewegbar ist. Das Trägergehäuse ist bei dem genannten Beispiel an einem bewegbaren Fahrzeugteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Heckklappe des Kraftfahrzeuges, angeordnet. Das Trägergehäuse wird bei Öffnung der Heckklappe zusammen mit der Kameraeinheit gegenüber dem übrigen Fahrzeug verschwenkt.
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Neben der zuvor beschriebenen Rückfahrkameraeinrichtung sind ferner aus dem Stand der Technik Heckklappensysteme bekannt, die eine solche Rückfahrkameraeinrichtung aufweisen. Um eine ausreichende Zugänglichkeit zu einem von der Heckklappe abgedeckten Raum, wie zum Beispiel einen Kofferraum, zu gewährleisten, sind die Heckklappen dieser Heckklappensysteme so gestaltet, dass sie im geöffneten Zustand über die Fahrzeugaußenkonturen, insbesondere über die Fahrzeugoberkante, überstehen. Diese Heckklappen sind darüber hinaus oftmals mit Federelementen versehen, die bewirken, dass nach der Entriegelung der Heckklappe diese in ihre geöffnete Stellung selbsttätig aufspringt. Dabei kann es passieren, dass beim Aufspringen in die Öffnungsstellung die Heckklappe gegen Hindernisse springt, wie beispielsweise in einer Garage an deren Decke, so dass die Außenhaut der Heckklappe beschädigt wird. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass die Heckklappe entriegelt wurde und beim Aufspringen gegen eine davor stehende Person schwingen könnte, was zu unerwünschten Verletzungen führen kann.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise und kostengünstig eine verbesserte Rückfahrkameraeinrichtung und ein verbessertes Heckklappensystem bereitstellt, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeiden. Insbesondere soll mit Hilfe der Erfindung vermieden werden, dass sich die Heckklappe beim Öffnungsvorgang unerwünschter Weise gegen ein Hindernis bewegt.
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Bei einer Rückfahrkameraeinrichtung der Eingangs bezeichneten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kameraeinheit zumindest während einer Bewegung des Fahrzeugteils in der Ausfahrstellung angeordnet ist und dass das Kameramodul wenigstens ein einen Abstand zwischen dem Fahrzeugteil und einem im Bewegungsweg des Fahrzeugteils angeordneten Hindernis ermittelndes Abstandserfassungsmittel aufweist.
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Ebenso wird bei einem Heckklappensystem der Eingangs bezeichneten Art die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Rückfahrkameraeinrichtung der gemäß der Ansprüche 1 bis 9 und dadurch gelöst, dass die Kameraeinheit zumindest während einer Öffnungsbewegung der Heckklappe in der Ausfahrstellung angeordnet ist und dass das Kameramodul wenigstens das den Abstand zwischen der Heckklappe und einem im Bewegungsweg der verschwenkbaren Heckklappe angeordneten Hindernis ermittelnde Abstandserfassungsmittel aufweist.
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Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Durch die Erfindung werden eine Rückfahrkameraeinrichtung sowie ein Heckklappensystem zur Verfügung gestellt, welche sich durch eine funktionsgerechte Konstruktion auszeichnen und einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweisen. Erfindungsgemäß weist das Kameramodul der Rückfahrkameraeinrichtung das wenigstens eine Abstandserfassungsmittel auf, wodurch ein kompakter und bauraumsparender Aufbau des Heckklappensystems bzw. der Rückfahrkameraeinrichtung gegeben ist. Das wenigstens eine Abstandserfassungsmittel ist zur Erfassung von Objekten zumindest bei der Öffnungsbewegung der Heckklappe ausgebildet, wobei das Abstandserfassungsmittel den Bewegungsweg der Heckklappe aus ihrer geschlossenen Position in die geöffnete Position überwacht. Tritt bei diesem Öffnungsvorgang ein Hindernis auf, kann der Schwenkvorgang der Heckklappe unterbrochen und gestoppt werden. Dadurch wird wirksam vermieden, dass beim Öffnungsvorgang die Heckklappe gegen ein Hindernis stößt und der Außenbereich der Heckklappe beschädigt wird.
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In Ausgestaltung der Erfindung lässt sich ein besonders kompaktes Kameramodul dadurch erzielen, indem das Abstandserfassungsmittel die Kameraeinheit selbst ist. Mittels geeigneter Software können die von der Kameraeinheit aufgenommenen Sequenzen ausgewertet und dahingehend überprüft werden, ob sich Hindernisse im Bewegungsweg der Heckklappe bei deren Aufschwenken befinden.
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Die Erfindung sieht in alternativer Ausgestaltung vor, dass das Abstandserfassungsmittel wenigstens eine Infrarotsensoreinheit oder Ultraschallsensoreinheit aufweist. Es wird folglich nicht die Kameraeinheit sondern ein extra dafür vorgesehenes Bauteil verwendet, welches Ultraschallwellen aussendet, die von einem Hindernis nach Art eines Echos reflektiert und von der Ultraschallsensoreinheit empfangen werden. Entweder wird das empfangene Signal direkt in der Ultraschallsensoreinheit ausgewertet oder aber es ist zur Auswertung eine mit der Ultraschallsensoreinheit gekoppelte Auswerteeinrichtung vorgesehen.
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In Ausgestaltung der Alternative sieht die Erfindung in vorteilhafterweise vor, dass die wenigstens eine Ultraschallsensoreinheit in einem Gehäuse der Kameraeinheit untergebracht ist. Da die Rückfahrkamera über einen Verstellmechanismus verfügt, durch den die Kameraeinheit auf den zu erfassenden Bereich bei Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist, kann dieser vorhandene Verstellmechanismus zur Ausrichtung der Ultraschallsensoreinheit genutzt werden, so dass auf einen zusätzlichen Antrieb zur Ausrichtung bzw. Verstellung der Ultrasensoreinheit verzichtet werden kann.
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Als Abwandlung der vorstehenden Ausgestaltung der Alternative ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass die wenigstens eine Ultraschallsensoreinheit in einem Gehäuse der Antriebseinheit untergebracht ist. Auch auf diese Weise kann auf platz- bzw. bauraumsparende Weise die Ultraschallsensoreinheit in bestehende Komponenten und Bauteile der Rückfahrkameraeinrichtung integriert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Kameraeinheit um eine mit der Antriebseinheit gekoppelte Verstellachse gegenüber dem Trägergehäuse drehbar gelagert ist und durch Rotation um die Verstellachse zwischen der Ruhestellung und der Ausfahrstellung bewegbar ist, wobei mit der Verstellachse ein Exzenterbauteil bewegungsgekoppelt ist, welches sich an einem Stützmittel des Trägergehäuses abstützt, so dass eine Drehung des Exzenterbauteils den Abstand von der Verstellachse zu dem Stützmittel derart verändert, dass die Kameraeinheit in die Ausfahrstellung bewegbar ist, in welcher die Kameraeinheit aus dem Trägergehäuse hervorsteht. Dadurch, dass die Bewegung der Kameraeinheit aus der Ruhestellung in eine Aufnahmestellung eine Rotation um die Verstellachse ist, ist ein kompakter Aufbau mit geringem Einbauraum für die erfindungsgemäße Rückfahrkameraeinrichtung gegeben, insbesondere weil keine langen Ausfahrwege notwendig sind, um die Kameraeinheit zu aktivieren und aus der Ruheposition in die Ausfahrstellung zu bewegen. Darüber hinaus ermöglicht die Rückfahrkameraeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, dass verschiedene Ausrichtungen der Kameraoptik möglich sind, denn durch unterschiedliche Drehwinkel bzw. Rotationswinkel um die Verstellachse sind unterschiedliche Umgebungsbereiche erfassbar, so dass der Fahrer durch Festlegung des Rotationswinkels gewünschte Umgebungsbereiche erfassen kann. Zusätzlich ist die Kameraeinheit durch schnelle und einfache Rotation wieder in die Ruhestellung überführbar, wo sie geschützt und gegenüber dem Umgebungsbereich abgeschirmt in dem Trägergehäuse angeordnet ist. Zur weiteren Vergrößerung des Sichtbereiches dient das Exzenterbauteil, welches die Ausfahr- bzw. Ausstellbewegung der Verstellachse und damit des Kameramoduls aus dem Trägergehäuse bewirkt, wodurch die Variabilität in der Erfassung des Umgebungsbereiches sowie der Erfassungsbereich selbst erhöht werden.
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Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, dass die Verstellachse über wenigstens einen Schwenkarm mit dem Trägergehäuse gekoppelt ist, wobei die Kameraeinheit über die Verstellachse und den wenigstens einen Schwenkarm gegenüber dem Trägergehäuse in die Ausfahrstellung schwenkbar ist. Die Verstellachse verläuft durch einen Schwenkarm des Trägergehäuses und ist selbst zusammen mit dem Schwenkarm gegenüber dem Trägergehäuse schwenkbar. In dieser Gestaltung der Erfindung ist also das Trägergehäuse an dem bewegbaren Fahrzeugteil, zum Beispiel der Heckklappe, montiert. Ein Schwenkarm bildet einen Teil des Trägergehäuses und dieser Schwenkarm ist gegenüber dem am Fahrzeug festgelegten Teil des Trägergehäuses schwenkbar. An dem Schwenkarm selbst ist die Kameraeinheit drehbar angeordnet, so dass sowohl eine Schwenkbewegung der Kameraeinheit als auch eine Drehbewegung der Kameraeinheit möglich ist. Die Kopplung der Kameraeinheit über einen Schwenkarm mit dem Trägergehäuse ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise eine zweite Bewegungsform der Kameraeinheit gegenüber dem Trägergehäuse möglich ist, indem der Schwenkarm gegenüber dem Trägergehäuse ausgeschwenkt wird. Die Kameraeinheit kann also beispielsweise in einen inaktiven Zustand in dem Trägergehäuse in beweglichen Fahrzeugteilen ruhen und beim Wunsch der Aufnahme über den Schwenkarm ein Stück von der Außenwandung des Trägergehäuses und des tragenden Bauteils ausgeschwenkt werden, um ein größeres Sichtfeld im Heckbereich des Fahrzeuges zu erfassen. Zusätzlich kann die Kamera gedreht werden, um abhängig von der Lage des tragenden Bauteils optimal ausgerichtet zu werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es besonders bevorzugt, wenn der wenigstens eine Schwenkarm mit elastischen Rückstellmitteln derart gegen das Trägergehäuse vorgespannt ist, dass der wenigstens eine Schwenkarm die Kameraeinheit in die Ruhestellung drängt. Mit anderen Worten weist der wenigstens eine Schwenkarm, mit dem die Kameraoptik gegenüber dem Trägergehäuse ausschwenkbar ist, elastische Rückstellmittel auf. Mit diesen elastischen Rückstellmitteln ist der Schwenkarm derart gegen das Trägergehäuse verspannt, dass der Schwenkarm mitsamt der Kameraeinheit in Anlage zu dem Trägergehäuse gedrängt wird. Die Spann- oder Rückstellmittel dienen also einer Rückstellung des Schwenkarmes mit der Kameraeinheit in eine Ruhestellung innerhalb eines Aufnahmebereichs des Trägergehäuses. Das Ausschwenken aus dieser Stellung muss entgegen der Spannwirkung beispielsweise durch eine Antriebseinheit erfolgen.
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Schließlich sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass in der Verstellachse außerdem die Antriebseinheit des Kameramoduls angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit zusammen mit der Kameraeinheit über den wenigstes einen Schwenkarm aus der Ruhestellung heraus in die Ausfahrstellung und zurück verschwenkbar ist. Auf diese Weise ist eine besonders kompakte Bauweise möglich. Die Antriebseinheit wird zusammen mit dem Schwenkarm vom Trägergehäuse ausgeschwenkt und treibt die Kamera an. Wenn in diesem Zusammenhang von Antrieb die Rede ist, umfasst dieser Begriff auch Antriebe, die ein Getriebe aufweisen, so dass die Drehbewegung eines Motors in einer Übersetzung auf die Kameraeinheit einwirkt. Somit wird der Drehmotor sowohl zum Drehen der Kameraeinheit als auch zum Ausschwenken des Schwenkarmes verwendet. Zum Zweck des Ausschwenkens ist neben der Kameraeinheit auch das Exzenterbauteil mit der Motorwelle gekoppelt, welches sich an einem Stützmittel des Trägergehäuses abstützt. Je nach Drehwinkel des Exzenterbauteiles entfernt sich die Verstellachse von dem Stützmittel und der Schwenkarm wird zusammen mit der Kameraoptik und dem Motor bzw. Antriebseinheit von dem Trägergehäuse entgegen der Rückstellkraft weggedrückt.
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In Ausgestaltung des Heckklappensystems ist weiterhin vorgesehen, dass das wenigstens eine Abstandserfassungsmittel mit einer zumindest den ermittelten Abstand mit einem vorgegebenen Sicherheitsabstand vergleichenden Auswerteeinheit gekoppelt ist, die bei Unterschreitung des Sicherheitsabstandes ein Signal an den Antrieb zum Stoppen der Bewegung der Heckklappe ausgebend ausgebildet ist. Entweder handelt es sich hierbei um ein akustisches Signal, welches den Fahrzeugführer dazu veranlasst, die Bewegung der Heckklappe augenblicklich zu stoppen, oder aber um ein Signal, welches eine Steuereinrichtung dazu veranlasst, die Öffnungsbewegung der Heckklappe zu stoppen, indem ein entsprechender, mit der Öffnungsbewegung verbundener Antrieb entsprechend gesteuert wird.
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Schließlich sieht die Erfindung in Ausgestaltung des Heckklappensystems vor, dass die Kameraeinheit des Kameramoduls spätestens dann in der Ausfahrstellung angeordnet ist, wenn während der Öffnungsbewegung das bewegbare Fahrzeugteil bzw. die Heckklappe um maximal 5° um einen Drehpunkt am Kraftfahrzeug verschwenkt ist. Durch diese Maßnahme wird der Energieverbrauch des Kameramoduls auf ein Mindestmaß reduziert, da erst bei einer ernstgemeinten Öffnungsbewegung die Kameraeinheit in die Ausfahrstellung bewegt wird.
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Im Sinne der Erfindung ist unter dem Begriff „Heckklappe“ der Kofferraumdeckel von Stufenhecklimousinen oder Fließhecklimousinen, aber auch die Heckklappe von Kombis oder Vans, ebenso wie auch die hinteren Ladetüren von Transportern und Lastkraftwagen zu verstehen.
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Es versteht sich ferner, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der beispielhafte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung,
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2 eine perspektivische Ansicht auf eine Heckklappe mit der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung,
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3 eine weitere perspektivische Ansicht auf die Heckklappe aus 2 unter Auslassung von Bauteilen,
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4 eine Perspektivansicht auf die erfindungsgemäße Rückfahrkameraeinrichtung,
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5 eine perspektivische Einzelteilansicht der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung aus 4,
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6 eine perspektivische, seitliche Schnittansicht der Rückfahrkameraeinrichtung mit einer Kameraeinheit in Ruhestellung,
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7 eine perspektivische, seitliche Schnittansicht der Rückfahrkameraeinrichtung mit der Kameraeinheit in Ausfahrstellung,
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8 eine Perspektivansicht auf die Kameraeinheit mit einem Abstandserfassungsmittel gemäß einer ersten Ausführungsform,
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9 eine Perspektivansicht auf die Kameraeinheit mit einem Abstandserfassungsmittel gemäß einer zweiten Ausführungsform,
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10 eine Perspektivansicht auf die Kameraeinheit mit einem Abstandserfassungsmittel gemäß einer dritte Ausführungsform,
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11 eine Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Heckklappensystem mit dem Kameramodul in Ruhestellung und bei verriegelter und geschlossener Heckklappe,
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12 eine Seitenansicht auf das erfindungsgemäße Heckklappensystem mit dem Kameramodul in Ausfahrstellung und bei entriegelter Heckklappe, die etwa um 5° aus der verriegelten Position aufgeschwenkt ist,
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13 eine Seitenansicht auf das erfindungsgemäße Heckklappensystem mit dem Kameramodul in Ausfahrstellung und bei aufgeschwenkter Heckklappe, die etwa um 90° aus der verriegelten Position aufgeschwenkt ist und
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14 eine Seitenansicht auf das erfindungsgemäße Heckklappensystem mit dem Kameramodul in Ausfahrstellung und bei aufgeschwenkter Heckklappe, die weniger als 90° aus der verriegelten Position aufgeschwenkt ist und in deren Bewegungsweg ein Hindernis angeordnet ist.
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In 1 ist ein Fahrzeug 1 in Form eines PKWs exemplarisch dargestellt, welches in dem Beispiel über ein bewegbares Fahrzeugteil bzw. eine Heckklappe 2 verfügt, an der eine Rückfahrkameraeinrichtung 3 gemäß der Erfindung angebracht ist. Die Rückfahrkameraeinrichtung 3 ist in der Außenverkleidung des Fahrzeugs 1 angeordnet und dort abschnittsweise verborgen befestigt, wie insbesondere die 2 und 3 zeigen. In 3 ist ein Verkleidungsteil, welches in 2 noch gezeigt ist und dort die Rückfahrkameraeinrichtung 3 teilweise überdeckt, ausgelassen, um einen Blick auf die Rückfahrkameraeinrichtung 3 zu ermöglichen. Die Rückfahrkameraeinrichtung 3 gehört zusätzlich zu der Heckklappe 2 zu einem Heckklappensystem 4 des Fahrzeugs 1 (siehe zum Beispiel 1), wobei die Heckklappe 2 mittels eines in 1 schematisch angedeuteten Antriebs 5 drehbar am Kraftfahrzeug 1 angebracht ist, so dass die Heckklappe 2 automatisch mechanisch (beispielsweise durch ein Federsystem, welches die Heckklappe 2 nach Entriegelung aufschwenkt) und/oder motorisch aus einer Schließstellung, in welcher sie wie in 1 gezeigt angeordnet und verriegelt ist, in eine Offenstellung, in welcher sie entriegelt und aufgeschwenkt ist, bewegbar ist.
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Mit Bezug auf die 4 bis 14 sind nähere Details der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung 3 gezeigt, die nachstehend erläutert werden. Die Rückfahrkameraeinrichtung 3 umfasst ein Trägergehäuse 6, das an der Heckklappe bzw. an dem bewegbaren Fahrzeugteil 2 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet und dort befestigt ist, so dass es zusammen mit der Heckklappe 2 relativ zum Kraftfahrzeug 1 verschwenkbar ist. Das Trägergehäuse 6 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst einen Deckel, der mit einem Unterteil laserverschweißt ist. Ferner umfasst die Rückfahrkameraeinrichtung 3 ein Kameramodul 7, welches selbst relativ zu dem Trägergehäuse 6 bewegbar ist. Das Kameramodul 7 weist eine Antriebseinheit 8 und eine Kameraeinheit 9 mit einer Kameraoptik 10 auf. Dabei ist die Kameraeinheit 9 mit Hilfe der Antriebseinheit 8 in eine Ruhestellung (siehe 6), in welcher sie in dem Trägergehäuse 6 zurückgezogenen und geschützt angeordnet ist, und in eine Ausfahrstellung (siehe 7), in welcher sie aus dem Trägergehäuse 6 hervorstehend angeordnet ist, bewegbar. Denkbar gemäß einer alternativen Abwandlung ist es, dass auch nur die Kameraeinheit 9 in Ruhestellung und Ausfahrstellung bewegbar ist, wohingegen die Antriebseinheit 8 ortsfest und unbeweglich in Bezug auf das Trägergehäuse 6 angeordnet ist. Das Trägergehäuse 6 wird also am Kraftfahrzeug 1 an dem bewegbaren Fahrzeugteil 2 festgelegt und verändert seine Stellung in Bezug auf dieses Fahrzeugteil 2 nicht, sondern vollzieht dessen Bewegungen mit.
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In dem Trägergehäuse 6 ist die Kameraeinheit 9 mit der Kameraoptik 10 axial zu der Antriebseinheit 8 angeordnet. Sowohl die Kameraeinheit 9 als auch die Antriebseinheit 8 sind an Schwenkarmen 14a, 14b angekoppelt und zwischen den Schwenkarmen 14a, 14b angeordnet. Die Schwenkarme 14a, 14b sind an ihren unteren Enden an dem Trägergehäuse 6 angelenkt. Außerdem sind die Schwenkarme 14a, 14b mit Federelementen bzw. elastischen Rückstellmitteln 15a, 15b mit dem Trägergehäuse 6 verspannt, so dass die Schwenkarme 14a, 14b die Kameraeinheit 9 bzw. das Kameramodul 7 in die Ruhestellung gemäß 6 drängen. In der Ruhestellung liegen die Kameraeinheit 9 und die Antriebseinheit 8 zumindest abschnittweise in einem Aufnahmeraum 16 des Trägergehäuses 6 (siehe zum Beispiel 6). Wie insbesondere der 4 zu entnehmen ist, ist das Kameraeinheit 9 rohrförmig ausgebildet, wobei auch die Antriebseinheit 8 ein rohrförmiges Gehäuse aufweist. Die Kameraeinheit 9 und die Antriebseinheit 8 bilden somit eine rohrförmige Baugruppe, die sich zwischen den Schwenkarmen 14a, 14b erstreckt und gemeinsam mittels der Schwenkarme 14a, 14b aus dem Trägergehäuse 6 ausgeschwenkt werden kann. In der Ruhestellung weist das Kameramodul 7 und insbesondere die Kameraoptik 10 zum Fahrzeuginneren bzw. zum Inneren des Trägergehäuses 6 hin und ist vor äußeren Einflüssen geschützt angeordnet. Außerdem ist ein an dem Trägergehäuse 6 angebrachter Steg 6a sichtbar, der auch als Stützmittel 6a bezeichnet wird. Die Funktion des Steges 6a wird im Folgenden erläutert.
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Die 6 und 7 verdeutlichen die Bewegbarkeit des Kameramoduls 7 zwischen der Ruhestellung (6) und der Ausfahrstellung (7). Es ist erkennbar, dass sowohl die Kameraeinheit 9 als auch die Antriebseinheit 8 mittels der Schwenkarme 14a, 14b gegenüber dem Trägergehäuse 6 ausgeschwenkt angeordnet sind. Ferner ist erkennbar, dass das Kameramodul 7 aus der Ruhestellung in die Ausfahrstellung zusätzlich zu dem Ausschwenken gedreht worden ist. In der Ausfahrstellung ist es der Kameraoptik 10 möglich, im Gegensatz zu der Ruhestellung einen besseren Sichtbereich einzunehmen.
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Die Zusammenschau der 4 bis 7 zeigt, dass die Kameraeinheit 9 axial mit der Antriebseinheit 8 an den Schwenkarmen 14a, 14b angeordnet ist. Auch sind die Lager der Schwenkarme 14a, 14b mit der Federvorspannung der Rückstellmittel 15a, 15b im unteren Bereich der Schwenkarme 14a, 14b in den 6 und 7 zu erkennen. Die Antriebseinheit 8 weist eine rohrförmige Verkleidung bzw. ein rohrförmiges Gehäuse 17 auf, in welchem ein Motor und eine Getriebeeinheit untergebracht sind, die in den Figuren nicht näher dargestellt sind. Es sei angemerkt, dass der Motor die Kameraeinheit 9 mit einer Getriebeuntersetzung antreibt. In den 6 und 7 ist außerdem ein Exzenterbauteil 18 erkennbar, welches in montierter Anordnung in Wechselwirkung mit dem Steg 6a tritt, wie weiter unten beschrieben wird. Das Exzenterbauteil 18 wird also zusammen mit der Kameraeinheit 9 verdreht und stützt sich an dem Steg 6a ab, um die in 7 gezeigte Ausschwenkung der Kameraeinheit 9 in die Ausfahrstellung zu bewirken. Der Antrieb und das Getriebe sorgen also sowohl für die Drehbewegung der Kameraeinheit um eine Verstellachse 19 als auch für das Ausschwenken der Schwenkarme 14a, 14b gegenüber dem Trägergehäuse 6.
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Neben der in 6 gezeigten Ruhestellung, bei der die Kameraeinheit 9 so gedreht ist, dass die Kameraoptik 10 zur Innenseite des Trägergehäuses 6 orientiert ist und gegenüber Außeneinflüssen geschützt ist, gibt es für die erfindungsgemäße Rückfahrkameraeinrichtung 3 wenigstens die in 7 gezeigte Ausfahrstellung. Die Ruhestellung der Kameraeinheit 9 wird angesteuert, wenn die Kameraoptik 10 nicht benötigt wird. Dies kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn das Kraftfahrzeug 1 bei höheren Geschwindigkeiten im Vorwärtsfahrbetrieb genutzt wird. Aufgrund der Rotierbarkeit der Kameraeinheit 9 sind verschiedene Aufnahmestellungen denkbar, so dass ggf. der Fahrer die Stellung der Kameraoptik 10 variabel oder in Abhängigkeit der Position des bewegbaren Fahrzeugteils 2 wählen kann, wenn sich die Kameraeinheit 9 in der Ausfahrstellung befindet. In dieser Ausfahrstellung des Kameramoduls 7 bzw. der Kameraeinheit 9 ist die Kameraoptik 10 und die Antriebseinheit 8 aus dem Aufnahmeraum 16 des Trägergehäuses 6 wenigstens abschnittsweise ausgeschwenkt. Die 6 und 7 zeigen jeweils einen Schnitt durch die Anordnung, die in 4 gezeigt ist. Aus der jeweiligen Schnittdarstellung wird ersichtlich, dass sich das Exzenterbauteil 18 an dem Stützmittel 6a des Trägergehäuses 6 abstützt. Gegenüber der Ruhestellung, bei welcher das Exzenterbauteil 18 so gedreht ist, dass der Umfangsbereich des Exzenterbauteils 18 mit minimalem Radius an dem Steg 6a des Trägergehäuses 6 anliegt, ist bei der in 7 gezeigten Ausfahrstellung des Kameramoduls 7 das Exzenterbauteil 18 um etwa 180° gedreht.
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Mit Bezug auf die Schnittansichten der 6 und 7 ist das Exzenterbauteil 18 über die Verstellachse 19 mit einer Drehwelle des Motors der Antriebseinheit 8 bewegungsgekoppelt, wobei auch die Kameraeinheit 9 über die Verstellachse 19 mit der Drehwelle gekoppelt ist. Um die Verstellachse 19 kann ferner das Exzenterbauteil 18 gedreht werden. Somit kann die Drehwelle direkt mit der Verstellachse 19 oder alternativ über ein Getriebe mit der Verstellachse 19 bewegungsgekoppelt sein. Wichtig ist, dass Drehwelle und Verstellachse 19 dafür sorgen, dass sowohl die Kameraeinheit 9 als auch das Exzenterbauteil 18 um die Verstellachse 19 rotiert werden können. Es ist ersichtlich, dass bei Drehung des Exzenterbauteils 18 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel eine unterschiedliche Abstützung und Beabstandung der Verstellachse 19 von dem Stützmittel 6a erfolgt. Bei Drehung des Exzenterbauteils 18 gelangt – ausgehend von der Ruhestellung – ein Abschnitt des äußeren Umfangs des Exzenterbauteils 18 mit großer radialer Beabstandung von der Verstellachse 19 in Anlage mit dem Stützmittel 6a. Dieses Wegdrücken des Exzenterbauteils 18 mit der Verstellachse 19 von dem Stützmittel 6a bewirkt die Verschwenkung der Schwenkarme 14a, 14b relativ zu dem Trägergehäuse 6. Auf diese Weise wird durch die Antriebseinheit 8, welche die Verstellachse 19 antreibt, die Ausfahrbewegung des Kameramoduls 7, zumindest aber der Kameraeinheit 9 in synchronisierter Weise bewirkt. Über Einwirkung des Exzenterbauteils 18 kann also bei Ansteuerung der Kameraeinheit 9 zur Drehung ein gleichzeitiges Ausschwenken bewirkt werden. Zu jeder Drehposition der Kameraeinheit 9 ist ein durch die Exzentergeometrie vorgegebenes Ausschwenken zugeordnet, wobei die Kameraoptik 10 einen Drehbereich von etwa 200° aufweisen kann.
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Die gezeigte Ausgestaltung in den 2 bis 7 ist lediglich eine bevorzugte Gestaltung, bei der mit Hilfe einer einzigen Antriebseinheit 8 sowohl die Drehung der Kameraoptik 10 zur Verbesserung der Aufnahmestellung als auch eine Ausfahrbewegung aus der Ruheposition in die Ausfahrposition, also einer Bereitschaftsposition, realisiert sind. Gemäß der Erfindung ist dementsprechend die Kameraeinheit 9 um die mit der Antriebseinheit 8 gekoppelte Verstellachse 19 gegenüber dem Trägergehäuse 6 drehbar gelagert und durch Rotation um die Verstellachse 19 zwischen der Ruhestellung und der Ausfahrstellung bewegbar. Dabei ist das Exzenterbauteil 18 mit der Verstellachse 19 bewegungsgekoppelt. Das Exzenterbauteil 18 stützt sich an dem Stützmittel 6a des Trägergehäuses 6 ab, so dass eine Drehung des Exzenterbauteils 19 den Abstand 20 von der Verstellachse 19 zu dem Stützmittel 6a derart verändert, dass die Kameraeinheit 9 in die Ausfahrstellung bewegbar ist, in welcher die Kameraeinheit 9 aus dem Trägergehäuse 6 hervorsteht. Es versteht sich, dass die Verstellachse 19 über wenigstens einen Schwenkarm 14a oder 14b mit dem Trägergehäuse 6 gekoppelt sein kann, wobei die Kameraeinheit 9 über die Verstellachse 19 und den wenigstens einen Schwenkarm 14a oder 14b gegenüber dem Trägergehäuse 6 in die Ausfahrstellung schwenkbar ist. Ebenso versteht es sich, dass der wenigstens eine Schwenkarm 14a, 14b mit elastischen Rückstellmitteln 15a, 15b derart gegen das Trägergehäuse 6 vorgespannt ist, dass der wenigstens eine Schwenkarm 14a, 14b die Kameraeinheit 9 in die Ruhestellung drängt. Ferner ist in der Verstellachse 19 außerdem die Antriebseinheit 8 des Kameramoduls 9 angeordnet, wobei die Antriebseinheit 8 zusammen mit der Kameraeinheit 9 über den wenigstens einen Schwenkarm 14a, 14b aus der Ruhestellung heraus in die Ausfahrstellung und zurück verschwenkbar ist.
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Für die Erfindung ist es charakteristisch, dass das Kameramodul 6 oder alternativ auch nur die Kameraeinheit 9 zumindest während einer Öffnungsbewegung der Heckklappe 2 in der Ausfahrstellung angeordnet ist. In der Ausfahrstellung wird mit Hilfe des Kameramoduls 7 überprüft, ob ein Hindernis 12 im Bewegungsweg 11 der Heckklappe 2 angeordnet ist und die Gefahr einer Kollision der Heckklappe 2 mit dem Hindernis 12 besteht (siehe zum Beispiel die 11 bis 14). Hinsichtlich dieser Funktion des Kameramoduls 7 sieht die Erfindung vor, dass das Kameramodul 7 wenigstens ein Abstandserfassungsmittel 21 aufweist. Das Abstandserfassungsmittel 21 ermittelt einen Abstand 22 (siehe zum Beispiel 13 und 14) zwischen der Heckklappe 2 und einem im Bewegungsweg 29 der verschwenkbaren Heckklappe 2 angeordneten Hindernis 12, was beispielsweise eine Person oder die Decke einer Garage sein kann.
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Die 8 bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Abstandserfassungsmittels 21. In den 8 und 9 ist das Abstandserfassungsmittel 21 als Infrarotsensoreinheit oder Ultraschallsensoreinheit 23 ausgebildet, von der Ultraschallwellen ausgesendet werden. Treffen diese Ultraschallwellen 24 (siehe zum Beispiel 13 und 14) auf ein Hindernis, so wird durch das Hindernis ein Echo erzeugt, welches von der Infrarotsensoreinheit oder Ultraschallsensoreinheit 23 wiederum empfangen wird. Über das sogenannte Echo-Laufzeit-Verfahren wird dann die Distanz zwischen Sensor und Hindernis ermittelt. Die ermittelte Distanz kann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 mittels eines akustischen und/oder optischen Signals angezeigt werden, wobei dieses Signal auch nur dann angezeigt werden kann, wenn vorgegebener Sicherheitsabstand unterschritten wird. Bei der in 8 gezeigten Ausführungsform ist das als Ultraschallsensoreinheit 23 ausgebildete Abstandserfassungsmittel 21 in dem Gehäuse 17 der Antriebseinheit 8 untergebracht. Das Gehäuse 17 besitzt einen ausreichend Platz, um neben dem Motor und ggf. dem Getriebe noch die Ultraschallsensoreinheit 23 aufzunehmen. Die 9 zeigt eine alternative Anordnung der Ultraschallsensoreinheit 23, die hier in dem Gehäuse 25 der Kameraeinheit 9 untergebracht ist. Alternativ ist die Verwendung von wenigstens zwei Ultraschallsensoreinheiten 23 denkbar, von denen eine in dem Gehäuse 17 der Antriebseinheit 8 und die andere in dem Gehäuse 25 der Kameraeinheit 9 untergebracht ist. Ebenso ist es vorstellbar, dass eine Ultraschallsensoreinheit 23 weder in dem Gehäuse 17 noch in dem Gehäuse 25 sondern vielmehr in einem eigens dafür vorgesehenen Gehäuse untergebracht ist, welches an der Verstellachse 19 gelagert ist. Auch können mehrere Ultraschallsensoreinheiten 23 als Abstandserfassungsmittel 21 verwendet werden.
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Gemäß der in 10 gezeigten Ausführungsform ist es auch denkbar, dass das Abstandserfassungsmittel 21 die Kameraoptik 10 der Kameraeinheit 9 ist. Die von der Kameraoptik 10 aufgenommenen Bilder im Sichtbereich (siehe gestrichelte Linien in den 11 bis 14) müssen dabei entsprechend ausgewertet werden, um ein in dem Bewegungsweg der Heckklappe 2 angeordnetes Hindernis 2 zu sensieren, wenn die Heckklappe 2 aufgeschwenkt wird.
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Soweit bei den Ausführungsformen der 8 bis 10 gleiche Bezugszeichen verwendet werden, betreffen diese jeweils identische oder gleiche Elemente oder Bauteile.
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Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Abstandserfassungsmittels 21 ist es erforderlich, dass das Abstandserfassungsmittel 21 mit einer den ermittelten Abstand 22 mit einem vorgegebenen Sicherheitsabstand 26 (siehe 13 und 14) vergleichenden Auswerteeinheit 27 (siehe zum Beispiel 1) gekoppelt ist, die derart ausgebildet ist, dass sie bei Unterschreitung des Sicherheitsabstandes 26 ein Signal an den Antrieb 5 zum Stoppen der Bewegung der Heckklappe 2 ausgibt. Die 11 bis 14 zeigen verschiedene Situation für die Heckklappe 2 mit dem erfindungsgemäßen Kameramodul 7, welches das Abstandserfassungsmittel 21 aufweist. Dabei ist es für die Darstellungen in den 11 bis 14 unerheblich, ob das Abstandserfassungsmittel 21 die Kameraeinheit 9 ist oder als Ultraschallsensoreinheit 23 ausgebildet ist, da die Funktionsweise für beide Ausgestaltungen identisch ist. Ebenso unerheblich ist es, ob die Ultraschallsensoreinheit 23 in dem Gehäuse 17 der Antriebseinheit 8 oder in dem Gehäuse 25 der Kameraeinheit 9 untergebracht ist. In 11 befindet sich das Kameramodul 7 in Ruhestellung, denn die Heckklappe 2 des Kraftfahrzeugs 1 ist verriegelt bzw. geschlossen. Demgegenüber findet in 12 eine Öffnungsbewegung der Heckklappe 2 statt, wobei zuvor die Heckklappe 2 entriegelt wurde. Das Abstandserfassungsmittel 21 ermittelt kein Hindernis 12, denn das Hindernis befindet sich nicht im Bewegungsweg 29 der Heckklappe 2. In 12 ist die Heckklappe 2 um etwa 5° aufgeschwenkt und das Kameramodul 7 befindet sich in der Ausfahrstellung. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Kameraeinheit 9 des Kameramoduls 7 spätestens dann in der Ausfahrstellung angeordnet ist, wenn während der Öffnungsbewegung das bewegbare Fahrzeugteil bzw. die Heckklappe 2 um maximal 5° um einen Drehpunkt 28 am Kraftfahrzeug 1 verschwenkt ist. Weder die Kameraoptik 10 noch das Abstandserfassungsmittel 21 ermitteln und sensieren in den 11 und 12 ein Hindernis 12, welches aktuell in dem Bewegungsweg 29 der Heckklappe 2 angeordnet ist und sich in einem Abstand zur Heckklappe 2 befindet, der einen vorgegebenen Sicherheitsabstand 26 unterschreitet. In 13 hingegen ist die Heckklappe 2 um bis zu 90° verschwenkt und vollständig geöffnet. Das Abstandserfassungsmittel 21 ermittelt in dieser Position zwar ein Hindernis 12, welches jedoch in einem Abstand 22 zur Heckklappe 2 angeordnet ist, der größer als der vorgegebene Sicherheitsabstand 26 ist. Hingegen zeigt 14 eine Situation, in welcher sich ein Hindernis 12 in einem Abstand 22 zur Heckklappe 2 befindet, der den vorgegebenen Sicherheitsabstand 26 unterschreitet. In der in 14 dargestellten Situation besteht die Gefahr, dass die Heckklappe 2 gegen das Hindernis 12 (eine Decke einer Garage) anstößt. In dieser Situation ist die Heckklappe 2 zwar geöffnet, jedoch ist sie um weniger als 90° um den Drehpunkt 28 verschwenkt. Vielmehr ist dafür gesorgt, dass die Schwenkbewegung der Heckklappe 2 sofort unterbunden und blockiert wird, wenn der vorgegebene Sicherheitsabstand 26 unterschritten wird, wie es in 14 gezeigt ist. Beispielsweise wird der Antrieb 5 blockiert, damit die Heckklappe 2 nicht noch weiter aufgeschwenkt wird. Auf diese Weise wird sicher verhindert, dass die Heckklappe 2 gegen das Hindernis 2 stößt und beschädigt wird.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Es ist ersichtlich, dass an den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen zahlreiche, dem Fachmann entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der Bereich der Erfindung verlassen wird. Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten und/oder in der Zeichnung dargestellt ist, einschließlich dessen, was abweichend von den konkreten Ausführungsbeispielen für den Fachmann naheliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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