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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückfahrkameraeinrichtung für Kraftfahrzeuge, und insbesondere eine Rückfahrkameraeinrichtung, deren Kameraoptik zwischen einer Ruhestellung und einer Aufnahmestellung bewegbar ist.
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Rückfahrkameraeinrichtungen werden bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um einem Fahrer eine verbesserte Einsicht in einen ansonsten schwer einsehbaren Bereich, beispielsweise hinter dem Heck des Kraftfahrzeuges, zu ermöglichen. Die Rückfahrkameraeinrichtung ist üblicherweise mit einer Monitoreinrichtung gekoppelt, die im Cockpit des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Die Rückfahrkameraeinrichtung selber ist bei dem einzusehenden Bereich des Kraftfahrzeuges entweder ortsfest, ggf. verdeckt durch eine aufklappbare Abdeckung, oder zwischen einer Ruhestellung und einer Aufnahmestellung verfahrbar, angeordnet.
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Bei Rückfahrkameraeinrichtungen, die zwischen einer Ruhestellung und einer Aufnahmestellung verfahrbar sind, sind gemäß dem Stand der Technik mehrere Lageerfassungssensoren verbaut, mittels welcher eine Steuereinrichtung der Rückfahrkameraeinrichtung erkennt, ob sich die eigentliche Kameraoptik der Rückfahrkameraeinrichtung in der Ruhe- oder der Aufnahmestellung befindet. Ein Ergebnis der Verwendung mehrerer Lageerfassungssensoren ist, dass die Rückfahrkameraeinrichtungen gemäß dem Stand der Technik komplex aufgebaut sind und einen erheblichen Aufnahmeraum in dem zugeordneten Fahrzeugteil, beispielsweise einer Heckklappe, benötigen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte, lediglich einen geringen Aufnahmeraum benötigende, zwischen einer Ruhestellung und einer Aufnahmestellung verfahrbare Rückfahrkameraeinrichtung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Rückfahrkameraeinrichtung gemäß Patentanspruch 1. Die erfindungsgemäße Rückfahrkameraeinrichtung umfasst eine Trägerbaugruppe, die an einem zumeist bewegbaren Fahrzeugteil des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Die Trägerbaugruppe bildet das Grundgerüst für die erfindungsgemäße Rückfahrkameraeinrichtung, an welchem die weiteren Bauteile der Rückfahrkameraeinrichtung positioniert und befestigt sind.
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Die Rückfahrkameraeinrichtung umfasst ferner einen Motor mit einer Antriebswelle und eine benachbart zu dem Motor angeordnete Platine mit einer Steuereinrichtung und einem Drehwinkelerfasser, wobei die Steuereinrichtung mit dem Motor und dem Drehwinkelerfasser gekoppelt ist.
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Die Rückfahrkameraeinrichtung umfasst ferner eine mit der Trägerbaugruppe gekoppelte Kameraeinheit mit einer bewegbaren Kameraoptik und einem drehbaren, mit der Kameraoptik gekoppelten Antriebsmittel, welches wiederrum mit der Antriebswelle gekoppelt ist, wobei über eine Rotation des Antriebsmittels die Kameraoptik in eine Ruhestellung und in eine Aufnahmestellung, bei der von der Kameraoptik ein Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges erfassbar ist, bewegbar ist.
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Erfindungsgemäß weist das Antriebsmittel bei einer dem Motor zugewandten Stirnseite bzw. -fläche einen koaxialen Drehwinkelgeber auf, der derart ausgebildet und mit dem Drehwinkelerfasser zusammenwirkt, dass der Drehwinkelerfasser bei unterschiedlichen Drehwinkeln des Antriebsmittels aktiviert bzw. deaktiviert ist.
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Unter dem Begriff der „Zusammenwirken“ sei im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung verstanden, dass der Drehwinkelerfasser derart mit dem Drehwinkelgeber zusammenwirkt bzw. mit diesem gekoppelt ist, dass in Abschnitten des Drehwinkelgebers eine Betätigung des Drehwinkelerfassers und in anderen Abschnitten keine Betätigung vorliegt. Dabei kann der Drehwinkelerfasser direkt mit dem Drehwinkelgeber zusammenwirken, es können aber auch Hilfsmittel zwischengeschaltet sein, die dann das eigentliche Zusammenwirken leisten.
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Durch die koaxiale Ausgestaltung des Drehwinkelgebers bewirkt eine Drehung des Antriebsmittels (über die Kopplung mit der Antriebswelle des Motors), dass der Drehwinkelerfasser im Laufe dieser Drehung zwischen unterschiedlichen Modi (aktiviert bzw. betätigt, passiv bzw. nicht betätigt) schaltet, wobei die Häufigkeit des Modiwechsels von der genauen Ausgestaltung des Drehwinkelgebers abhängt.
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Die erfindungsgemäße Rückfahrkameraeinrichtung umfasst also, anders als dies gemäß dem Stand der Technik üblich ist, lediglich eine Einrichtung zur Erfassung der Lage, nämlich eine Kombination aus einem Drehwinkelgeber und einem Drehwinkelerfasser (nachfolgend Lageerfassungseinrichtung). Die Position bzw. Stellung der Kameraoptik wird erfindungsgemäß nicht bei der Kameraoptik selber erfasst, sondern über das Antriebsmittel, bei dessen Rotation eine Bewegung der Kameraoptik zwischen Ruhe- und Aufnahmestellung bewirkt wird, wobei der Zusammenhang zwischen Drehwinkel des Antriebsmittels und Anordnung der Kameraoptik in Ruhestellung, Aufnahmestellung oder in einem Zwischenbereich eine Lageerfassung mittels der Kombination Drehwinkelgeber/Drehwinkelerfasser ermöglicht. Die Lageerfassung bei dem Antriebsmittel sowie die Verwendung lediglich einer Lageerfassungseinrichtung erlaubt es, dass die Rückfahrkameraeinrichtung kompakt aufgebaut ist, so dass die gesamte Rückfahrkameraeinrichtung selber lediglich einen geringen Bauraum einnimmt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung ist es vorgesehen, dass die Platine als Ebene ausgebildet und parallel zu der Drehachse des Motors angeordnet ist. Dies ermöglicht es, dass der Motor unmittelbar an der Platine befestigt ist, was zu einer weiteren Reduzierung des benötigten Bauraumes beiträgt.
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Die Platine der Rückfahrkameraeinrichtung ist, u. a. zur Stromversorgung und Signalübertragung, mit dem zentralen Kabelbaum des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Zur Vermeidung überflüssiger Leitungen innerhalb der Rückfahrkameraeinrichtung ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Platine eine Mehrzahl von Anschlüssen aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist es also vorgesehen, dass ein Anschluss der Platine direkt bei der Platine selber stattfindet, so dass auf weitere Leitungen innerhalb der Rückfahrkameraeinrichtung verzichtet werden kann.
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Das Antriebsmittel der Kameraeinheit ist mit der Antriebswelle des Motors gekoppelt. In Abhängigkeit von der Lage des Motors und des Antriebsmittels zueinander kann eine direkte Kraftübertragung von der Antriebswelle auf das Antriebsmittel erfolgen. Sind die beiden vorgenannten Bauteile weiter voneinander beabstandet, kann es notwendig sein, dass beispielsweise eine Hilfswelle zur Kraftübertragung von der Antriebswelle zu dem Antriebsmittel verwendet wird. Unabhängig davon, ob eine solche Hilfswelle verwendet wird, oder ob eine direkte Kraftübertragung von der Antriebswelle auf das Antriebsmittel stattfindet, ist es in jedem Fall bevorzugt, dass die Drehachse des Antriebsmittels parallel zu der Drehachse des Motors angeordnet ist, da so eine einfache geometrische Ausgestaltung der Antriebswelle sowie des Antriebsmittels möglich ist.
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Wie bereits ausgeführt, wirkt der Drehwinkelgeber mit dem Drehwinkelerfasser zusammen, und über eine spezielle Ausgestaltung des Drehwinkelgebers kann dieser, in Zusammenspiel mit dem Drehwinkelerfasser, Informationen über den gerade vorherrschenden Drehwinkel des Antriebsmittels (damit die Lage der Kameraoptik) liefern.
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Die Lageerfassungseinrichtung, also bei der vorliegenden Anmeldung die Kombination Drehwinkelgeber/Drehwinkelerfasser), kann die Funktionalität eines sogenannten Näherungsschalters haben, wobei in diesem Fall der Drehwinkelerfasser die Annäherung des Drehwinkelgebers oder zumindest eines Abschnittes des Drehwinkelgebers erfasst. Denkbar sind beispielsweise induktive, kapazitive, magnetische und optische Näherungsschalter.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es beispielsweise vorgesehen, dass der Drehwinkelerfasser als Gabellichtschranke und der Drehwinkelgeber als Unterbrechereinrichtung ausgebildet ist, wobei die Unterbrechereinrichtung einen Aktiv-Unterbrecher und einen Passiv-Unterbrecher aufweist, die als zu der Drehachse des Antriebsmittels koaxiale Vorsprünge bei der dem Motor zugewandten Stirnfläche des Antriebsmittels ausgebildet sind, wobei der Passiv-Unterbrecher der Ruhestellung und der Aktiv-Unterbrecher der Aufnahmestellung der Kameraoptik zugeordnet ist. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und auch kostengünstig zu bauen, Gabellichtschranken sind in großer Stückzahl kostengünstig beziehbar. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Ausgestaltung des Drehwinkelgebers.
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Die oben angesprochenen Näherungsschalter funktionieren berührungslos. Bei einer alternativen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Drehwinkelerfasser als ein Mikroschalter mit einem Taster und der Drehwinkelgeber als eine zu der Drehachse des Antriebsmittels koaxiale Vertiefung in der dem Motor zugewandten Stirnfläche des Antriebsmittels ausgebildet ist, wobei die Vertiefung Abschnitte mit unterschiedlicher Tiefe aufweist. Eine entsprechende Ausführungsform ist besonders robust und fehlerunanfällig und kann daher auch bei Anwendungen mit hoher Belastung verbaut werden.
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Die Abschnitte unterschiedlicher Tiefe geben unterschiedliche Informationen an den Taster bzw. den Mikroschalter weiter, so dass unterschiedliche Tiefen des Lageerfassungsbereiches beispielsweise für die Ruhestellung, die Aufnahmestellung oder eine Zwischenposition stehen können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Vertiefung bei ihren Endabschnitten tiefer ausgebildet ist als in dem Zwischenabschnitt zwischen den Endabschnitten. Bei den tiefer ausgebildeten Endabschnitten ist der Schalter unbetätigt bzw. passiv, lediglich in dem Zwischenabschnitt findet aufgrund der geringeren Vertiefung eine Betätigung des Mikroschalters über den Taster statt. Bei den beiden üblichen Positionen der Kameraoptik, sprich der Ruhestellung und der Aufnahmestellung, ist der Schalter also kontaktlos, was die Abnutzung des Mikroschalters samt Taster vermindert.
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Um eine sehr kompakte Rückfahrkameraeinrichtung realisieren zu können ist es bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Motor, ein Abschnitt der Antriebswelle sowie der Mikroschalter unter der Platine angeordnet bzw. positioniert sind, wobei der Mikroschalter in dem Bereich über der Antriebswelle an der Platine angeordnet ist. Eine entsprechend verschachtelte Konfiguration der vorgenannten Bauteile erlaubt die platzsparendste Anordnung dieser Bauteile.
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Bei speziellen Anwendungen kann es erwünscht sein, die Funktionalität der Rückfahrkameraeinrichtung mit der einer Griffmulde zum Öffnen und/oder Betätigen der Heckklappe zu kombinieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Trägerbaugruppe der Rückfahrkameraeinrichtung eine Griffmuldeneinrichtung umfasst, wobei diese Griffmuldeneinrichtung vorzugsweise einen Taster aufweist, welcher mit der Steuereinrichtung der Platine verbunden sein kann. Die Griffmuldeneinrichtung selber ist derart geformt, dass eine einem Benutzer haptisch ansprechende Griffmulde bereitgestellt ist.
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Im Nachfolgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in welcher:
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1a, 1b Schrägansichten der ersten und zweiten Ausführungsform mit Kameraoptik in Ruhestellung zeigen;
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2a, 2b weitere Ansichten der ersten Ausführungsform zeigen, wobei innere Bauteile verdeckende Gehäuseteile fortgelassen sind;
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3a–3c Detailansichten der Kontaktkopplung zwischen Drehwinkelgeber und Drehwinkelerfasser bei der ersten Ausführungsform zeigen;
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4a, 4b Schrägansichten der ersten Ausführungsform mit Kameraoptik in Aufnahmestellung zeigen, wobei bei 4b Gehäuseteile fortgelassen sind;
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5a, 5b Detailansichten der Kontaktkopplung der ersten Ausführungsform zeigen;
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6a und 6b Schnittansichten der ersten und zweiten Ausführungsform bei Kameraoptik in Ruhe- und Aufnahmestellung zeigen;
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7a, 7b Schnittansichten der ersten Ausführungsform bei Kameraoptik in Ruhe- und Aufnahmestellung zeigen; und
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8 verschiedene Zustände bei der Bewegung der Kameraoptik zwischen den einzelnen Positionen darstellt;
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9a, 9b Detailansicht der zweiten Ausführungsform zeigen, und
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10a–10c weitere Detailansichten der zweiten Ausführungsform zeigen.
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1a und 1b zeigen Schrägansichten der ersten und zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung (die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich durch in den 1a und 1b nicht sichtbare Bauteile). Die Rückfahrkameraeinrichtung 1 umfasst eine Trägerbaugruppe 5, auf der die weiteren Bauteile der Rückfahrkameraeinrichtung angeordnet und befestigt sind. Auf der „linken“ Seite ist eine Kameraeinheit 20 mit einem Außengehäuse 21 angeordnet, auf der „rechten“ Seite ist eine Antriebseinheit 10 mit einem Außengehäuse 11 und einer Steckeraufnahme 12 angeordnet. Bei der „linken“ Seite mit der Kameraeinheit kann man unten eine Kameraabdeckklappe 6a erkennen, welche in der Aufnahmestellung zum Freigeben der Kameraoptik aufgeklappt ist, wie dies in nachfolgenden Figuren dargestellt ist.
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Bei der in 1b dargestellten Schrägansicht von unten ist die Kameraabdeckklappe 6a auf der rechten Seite zu erkennen. Es ist ferner zu erkennen, dass die Kameraabdeckklappe 6a mit einem Scharnier 6b an der Trägerbaugruppe 5 festgelegt ist. Auf der linken Seite ist zu erkennen, dass die Antriebseinheit 10 eine Griffmulde 8 umfasst, die bei der gezeigten Ausführungsform einen Taster 7 zum Betätigen eines Fahrzeugteiles, beispielsweise einer Heckklappe, aufweist. Die Mulde selber wird von einer Griffmuldeneinrichtung bereitgestellt, die Teil der Trägerbaugruppe sein kann, alternativ aber auch ein eigenständiges Bauteil sein kann.
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Die 2a und 2b zeigen weitere Ansichten der ersten Ausführungsform, wobei 2a eine Schrägansicht und 2b eine Seitenansicht zeigt. Bei beiden Ansichten sind Außengehäuse der Kameraeinheit und der Antriebseinheit fortgelassen, um die Bauteile im Inneren der Rückfahrkameraeinrichtung zu veranschaulichen. Wie es in den 2a und 2b zu erkennen ist, umfasst die Kameraeinheit im Inneren ein Innengehäuse 23 und eine schwenkbare Kameraaufnahme 25, welche die eigentliche Kameraoptik, die bei den 2a, 2b nicht zu erkennen ist, trägt. Die Kameraaufnahme 25 ist über zwei Schwenkarme 51, 50 mit einem Antriebsmittel 40 der Kameraeinheit derart gekoppelt, dass eine Rotation des bei dieser Ausführungsform als eine Art Zahnrad ausgebildeten Antriebsmittels 40 ein Verschwenken der Schwenkarme 50, 51 bewirkt, was wiederum eine Bewegung der Kameraaufnahme (und damit der Kameraoptik) zwischen Ruhestellung und Aufnahmestellung bewirkt, was unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren näher beschrieben ist.
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Das Antriebsmittel 40 ist über eine Hilfswelle 9 mit einer Antriebswelle 14 eines Motors 13 der Antriebseinheit gekoppelt, wie dies insbesondere in 2b zu erkennen ist. Eine Drehbewegung der Antriebswelle 14 wird über die Hilfswelle 9 auf das Antriebsmittel 40 übertragen und in eine Rotationsbewegung des Antriebsmittels umgesetzt, wozu die Antriebswelle, die Hilfswelle und das Antriebsmittel entsprechende Außenkonturen aufweisen. Bei alternativen Ausführungsformen kann es auch vorgesehen sein, dass die Antriebswelle des Motors direkt mit dem Antriebsmittel der Kameraeinheit gekoppelt ist.
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Der Motor 13, der Teil der Antriebseinheit ist, ist bei der gezeigten Ausführungsform direkt an und unter einer Platine 30 befestigt, die schräg bezüglich der unteren Ebene der Trägerbaugruppe in der Rückfahrkameraeinrichtung angeordnet ist, und zwar derart, dass der Motor in dem Bauraum positioniert ist, der durch die Griffmulde freigegeben ist.
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Die bisherigen unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschriebenen baulichen Einzelheiten sind so auch bei der zweiten Ausführungsform verwirklicht und werden daher nachfolgend nicht mehr im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform dargelegt. Allgemein gilt, dass sich die erste und die zweite Ausführungsform lediglich durch die genaue Ausgestaltung des Drehwinkelgebers und des Drehwinkelerfassers unterscheiden, so dass die übrigen Details der Figurenbeschreibung regelmäßig für beide Ausführungsformen gelten.
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Direkt an der Platine 30 ist an deren Unterseite ein Drehwinkelerfasser angeordnet, der bei der ersten Ausführungsform als Mikroschalter 32 mit (in 2b angedeutetem) Taster 33 ausgebildet ist, der mit einem als eine Vertiefung 42, 43a, 43b (siehe auch 3a, 3b) ausgebildetem Drehwinkelgeber kontaktgekoppelt ist. Diese Vertiefung 42, 43a, 43b ist in der dem Motor zugewandten Stirnseite bzw. Stirnfläche des Antriebsmittels 40 ausgebildet und wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren näher beschrieben.
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Wie dies in 2a zu erkennen ist, sind direkt auf der Platine 30 eine Mehrzahl von Anschlüssen 31 vorgesehen, über welche die Platine, und damit die Rückfahrkameraeinrichtung, mit dem zentralen Kabelbaum des Kraftfahrzeuges verbunden werden kann. Insbesondere die Anordnung des Motors, der Antriebswelle, des Mikroschalters sowie der Platine sowie die Positionierung der vorgenannten Bauteile in Bezug auf das Antriebsmittel bewirken eine sehr kompakte Bauweise der Rückfahrkameraeinrichtung, so dass diese lediglich einen geringen Bauraum in dem zugeordneten Kraftfahrzeugteil benötigt.
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3a–3c zeigen Detailansichten bezüglich der Kontaktkopplung zwischen dem Taster 33 des Mikroschalters 32 und der Vertiefung 42, 43a, 43b des Antriebsmittels. Wie den 3a und 3b zu entnehmen ist, ist die Vertiefung koaxial zu der Drehachse bzw. einer Welle 45 ausgebildet, auf welcher das Antriebsmittel 40 gelagert ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Vertiefung derart konturiert ist, dass diese zwei tiefere Endabschnitte 43a, 43b und einen weniger tiefen Zwischenabschnitt 42 aufweist. Die beiden Endabschnitte sind der Ruhestellung (Endabschnitt 43b) sowie der Aufnahmestellung (Endabschnitt 43a) der Kameraoptik zugeordnet, und bei der gezeigten Ausführungsform ist in diesen Abschnitten aufgrund der Tiefe dieser Abschnitte der Schalter bzw. der Taster nicht betätigt, d. h. der Taster ist im Hinblick auf den Boden der Endabschnitte kontaktlos. Bei beiden Figuren kann man erkennen, dass das Antriebsmittel derart gedreht ist, dass der der Ruhestellung zugeordnete Endabschnitt 43b zu dem Taster 33 gedreht ist, d. h. der Taster berührungslos in den Freiraum, den der Endabschnitt 43b bereitstellt, ragt.
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Der Zwischenabschnitt 42 zwischen den beiden Endabschnitten 43a, 43b ist weniger tief ausgebildet, so dass in diesem Abschnitt der Mikroschalter über den Taster betätigt ist, d. h. ein Kontakt zwischen dem Taster und dem Bodenbereich stattfindet. Der Übergangsbereich zwischen dem Zwischenabschnitt und den Endabschnitten ist sanft ansteigend bzw. abfallend ausgebildet, um einen leichten Übergang des Tasters bzw. ein leichtes Wegdrehen des Lageerfassungsbereiches unter dem Taster zu ermöglichen, und zwar ohne eine zu starke Beanspruchung des Tasters selber.
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3c zeigt eine Detail-Draufsicht, bei welcher gut zu erkennen ist, wie der Taster 33 in die Vertiefung eines Endabschnittes eingreift. Bei 3c ist ferner die Steuereinrichtung 34 der Platine 30 angedeutet. Diese Steuereinrichtung ist mit dem Motor und dem Mikroschalter sowie (über die Anschlüsse) mit dem zentralen Kabelbaum des Kraftfahrzeuges gekoppelt.
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Die bei den vorherigen Figuren verwendete Ausgestaltung Drehwinkelgebers trägt ebenfalls zu der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung bei, da der Taster zum Ermitteln der Lage der Kameraoptik in das Antriebsmittel eingreift. Alternativ könnte ein Drehwinkelgeber auch derart gestaltet sein, dass beispielsweise Endabschnitte des koaxial ausgebildeten Drehwinkelgebers im Hinblick auf einen Zwischenabschnitt erhöht ausgebildet sind und somit bei den Endabschnitten eine Betätigung des Drehwinkelerfassers vorliegt.
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4a und 4b zeigen zwei Schrägansichten, wobei 4a beide Ausführungsformen wiedergibt, 4b jedoch Details der ersten Ausführungsform wiedergibt (im Hinblick auf die Lageerfassungseinrichtung). Bei beiden Ansichten ist die Kameraoptik in die Aufnahmestellung bewegt. Wie es insbesondere bei 4a zu erkennen ist, ist die Kameraabdeckklappe 6a geöffnet, und die eigentliche Kameraoptik 24 kann über die freigegebene Öffnung eine Aufnahme des zu überwachenden Bereiches liefern. Die Kameraoptik 24 ist in der Kameraaufnahme 25 gehaltert und über (die hier nicht zu erkennenden) Schwenkarme von der Ruhestellung in die Aufnahmestellung bewegt. Bei der Bewegung der Kamera in die Aufnahmestellung wird gleichzeitig die Kameraabdeckklappe geöffnet.
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4b zeigt das Antriebsmittel 40 in der der Aufnahmestellung zugeordneten Stellung, wobei bei einem Vergleich mit 2a zu erkennen ist, dass das Antriebsmittel zum Bewegen der Kameraaufnahme 25 bzw. der Kameraoptik 24 nach „links“ gedreht wurde.
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5a und 5b zeigen Detailansichten der ersten Ausführungsform, und zwar der Kopplung zwischen Mikroschalter 32 bzw. Taster 33 und der Vertiefung 42, 43a, 43b. 5a zeigt die Stellung des Antriebsmittels in Aufnahmestellung; bei einem Vergleich mit 3b ist zu erkennen, dass das Antriebsmittel nach „links“ verdreht ist. Entsprechend befindet sich der der Aufnahmestellung zugeordnete Endabschnitt 43a bei dem Taster bzw. dem Mikroschalter.
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5b zeigt eine Detailschnittansicht, wobei bei dieser Ansicht die Ruhestellung wiedergegeben ist, was man an der unterschiedlichen Drehung des Antriebsmittels und damit der unterschiedlichen Lage der Vertiefung entnehmen kann. Wie man der Ansicht entnehmen kann, ist in der dargestellten Ruhestellung der Mikroschalter 32 unbetätigt, d. h. es besteht kein Kontakt zwischen dem Taster 33 und dem Boden des Endabschnitts 43b.
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6a und 6b zeigen Schnittansichten, die für beide Ausführungsformen Gültigkeit haben, wobei 6a eine Schnittansicht durch die Kameraeinheit in Ruhestellung und 6b einen Schnitt durch die Kameraeinheit in Aufnahmestellung zeigt (diese Bereiche unterscheiden sich bei den Ausführungsformen nicht). Wie es bei den 6a und 6b zu erkennen ist, ist die Kameraaufnahme 25, in der die Kameraoptik 24 gelagert ist, über die Schwenkarme 50, 51 mit dem Antriebsmittel 40, welches hier „von hinten“ dargestellt ist, gekoppelt. Der Schwenkarm 50 ist mit dem Antriebsmittel 40 gekoppelt und an einer Schwenkachse 52 verschwenkbar, und der Schwenkarm 51 ist, wie dies insbesondere in 6b zu erkennen ist, mit dem Schwenkarm 50 gekoppelt und an einer Schwenkachse 53 verschwenkbar. Der Schwenkarm 51 ist ferner an einem Befestigungsabschnitt der Kameraaufnahme 25 befestigt. Eine Rotation des Antriebsmittels nach (entsprechend Draufsicht) „rechts“ bedingt eine Abwärtsbewegung des Schwenkarmes 50, was wiederum ein Verschwenken des Schwenkarmes 51 bedingt, wobei durch die Schwenkbewegungen der Schwenkarme die Kameraaufnahme, und damit die Kameraoptik, aus der in 6a dargestellten Ruhestellung in die in 6b dargestellte Aufnahmestellung bewegt wird. Bei dieser Bewegung wird die Kameraabdeckklappe 6a an dem Gelenk 6b geöffnet bzw. aufgeschwenkt.
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Die 7a und 7b zeigen ebenfalls zwei Schnittansichten durch die Rückfahrkameraeinrichtung, und zwar im Bereich der Antriebseinheit, wobei bei 7a die Ruhestellung und bei 7b die Aufnahmestellung dargestellt ist. Bei den 7a und 7b sind Details der ersten Ausführungsform wiedergegeben.
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Zur Bewegung der Kameraaufnahme bzw. Kameraoptik aus der Ruhe- in die Aufnahmestellung wird das Antriebsmittel 40 nach „links“ gedreht, wobei sich die Vertiefung unter dem Taster wegdreht. Bei dieser Drehbewegung ist zu Beginn der in 7a nicht erkennbare Endabschnitt 43b dem Taster zugeordnet, dann der Zwischenabschnitt 42 und bei Erreichen der Aufnahmestellung der Endabschnitt 43a.
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Bei der erfindungsgemäßen Rückfahrkameraeinrichtung wird lediglich ein Mikroschalter zur Lagebestimmung der Kameraoptik bzw. der Kameraaufnahme verwendet, wobei dieser Mikroschalter bei den beiden tieferen Endabschnitten des Lageerfassungsbereiches nicht betätigt ist, wohl aber bei dem zwischen den Endabschnitten angeordneten höheren Zwischenabschnitt.
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Funktionsweise der Rückfahrkameraeinrichtung bei Ansteuerung erläutert, wobei dazu die erste Ausführungsform herangezogen ist. Die Details lassen sich aber aufgrund des gleichen Wirkprinzips zwischen Drehwinkelerfasser und Drehwinkelgeber auch auf die zweite Ausführungsform übertragen, die im Anschluss detailliert beschrieben wird.
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Üblicherweise befindet sich die Rückfahrkameraeinrichtung in der Ruhestellung, in welcher der Mikroschalter aufgrund der Stellung des Antriebsmittels und der Ausgestaltung der Vertiefung bei der hier beschriebenen Ausführungsform nicht betätigt ist. In dieser Ruhestellung (oder Ruhemodus) „wartet“ die Rückfahrkameraeinrichtung auf ein über die Anschlüsse übermitteltes Steuersignal zum Ausfahren der Kameraoptik (vergleichbar mit einem „Wecksignal“), d. h. zum Bewegen der Kameraoptik aus der Ruhe- und in die Aufnahmestellung.
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Dazu wird der mit der Steuereinrichtung gekoppelte Motor aktiviert, und über eine Drehbewegung der Antriebswelle des Motors wird das Antriebsmittel der Kameraeinheit gedreht, wobei diese Drehbewegung durch die Schwenkarme in eine Bewegung der Kameraaufnahme bzw. der Kameraoptik umgewandelt wird. Bei der Drehbewegung des Antriebsmittels wird der Schalter aufgrund der Konturierung der Vertiefung (und in Abhängigkeit von der genauen Ausgestaltung der Konturierung) nach einem Zeitintervall t1 betätigt, was der Steuereinrichtung mitteilt, dass das Antriebsmittel aus dem Endabschnitt in der Zwischenzeit zu dem Zwischenabschnitt gedreht wurde. Über die Steuereinrichtung wird der Motor solange weiter angesteuert, und damit das Antriebsmittel solange weiter gedreht, bis der der Aufnahmestellung zugeordnete Endabschnitt der Vertiefung zu dem Taster bzw. Mikroschalter gedreht wurde, wobei dann der Schalter nicht mehr betätigt ist, wodurch der Steuereinrichtung aufgezeigt ist, dass die Kameraoptik bzw. die Kameraaufnahme in die Aufnahmestellung bewegt ist.
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In dieser Aufnahmestellung verbleibt die Rückfahrkameraeinrichtung solange, wie das entsprechende Steuersignal empfangen wird. Unterbleibt das Signal, wird die Kameraoptik bzw. Kameraaufnahme wieder in die Ruhestellung bewegt, wobei die Steuereinrichtung wieder den Übergang zu dem Zwischenabschnitt durch Betätigung des Mikroschalters wahrnimmt. Sobald die Ruhestellung erreicht ist, was durch erneute Nicht-Betätigung des Mikroschalters angezeigt wird, schaltet die Rückfahrkameraeinrichtung in den Ruhemodus und wartet auf das nächste Steuersignal zum Ausfahren der Kamera.
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Wie bei sämtlichen elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug kann es bei der Rückfahrkameraeinrichtung passieren, dass diese aufgrund eines Fehlers von der Stromversorgung abgeschnitten wird.
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In einem solchen Fall fällt die Rückfahrkameraeinrichtung in einen mit dem Ruhemodus vergleichbaren Zustand, mit dem Unterschied, dass die Steuereinrichtung nicht weiß, in welcher Position sich die Kameraoptik bzw. Kameraaufnahme befindet. Wird die Rückfahrkameraeinrichtung dann erneut mit Strom versorgt, stellt sich folglich das Problem, dass die Steuereinrichtung die Position der Kameraoptik bzw. -aufnahme nicht kennt, es muss also zunächst die Position bestimmt werden.
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Wenn der Mikroschalter aktiv ist, ist die aktuelle Position der Kameraoptik bzw. Kameraaufnahme die Zwischenposition. In einem solchen Fall wird die Kameraoptik in Richtung Ruhestellung bewegt, bis die Nicht-Betätigung des Mikroschalters ermittelt ist. Sobald diese Position erreicht ist, wird die Rückfahrkameraeinrichtung wie oben beschrieben in die Aufnahmestellung gefahren.
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Wenn alternativ der Mikroschalter nicht betätigt ist, ist die Rückfahrkameraeinrichtung entweder in der Ruhe- oder der Aufnahmestellung. Auch in diesem Fall wird die Kameraoptik in Richtung Ruhestellung bewegt. Wenn nach einer gewissen Zeitspanne tx die Betätigung des Mikroschalters realisiert wird, war die Kameraoptik in der Aufnahmestellung, wenn über einen Zeitraum tx lediglich eine Nicht-Betätigung ermittelt wird, befindet sich die Kameraoptik bereits in der Ruhestellung.
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8 soll die verschiedenen Vorgänge bei der Bewegung der Kameraoptik bzw. der Kameraaufnahme zwischen Ruhe- und Aufnahmestellung veranschaulichen. Bei A ist die eigentliche Position der Kameraoptik dargestellt, wobei A1 die Ruhestellung und A2 die Aufnahmestellung darstellt. Bei B ist der Drehwinkel des Antriebsmittels veranschaulicht, wobei B1 einen Drehwinkel von 0° und B2 einen Drehwinkel von 180° zeigt (wobei 0° als Drehwinkel bei Ruhestellung definiert ist).
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Bei C ist das Signal des Mikroschalters bei Durchlaufen der Vertiefung dargestellt. In Abschnitt C1 (Endabschnitt 43b, Ruhestellung) empfängt der Mikroschalter kein Signal, der Schalter ist aufgrund der Konturierung der Vertiefung nicht aktiv. Bei Abschnitt C2 (Zwischenabschnitt) ist der Taster betätigt, entsprechend erzeugt der Mikroschalter ein Signal. In Abschnitt C3 schließlich ist der Schalter wieder nicht betätigt, das Antriebsmittel ist in die der Aufnahmestellung entsprechende Winkelstellung gedreht, dem Taster ist der entsprechende Endabschnitt 43a, Aufnahmestellung, zugeordnet.
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Wie man dem Signalverlauf entnehmen kann, sind bei der gezeigten Ausführungsform Abschnitte C1 und C3 nicht identisch, vielmehr erstreckt sich der Abschnitt C1 über einen Winkelbereich von 40° und der Winkelabschnitt C3 über einen Winkelbereich von 30°. Bei entsprechender Ausgestaltung der Steuereinrichtung sowie des Motors (z. B. Schrittmotor) kann die damit verbundene unterschiedliche Ausgestaltung der Endabschnitte zur Positionserkennung nach Stromausfall genutzt werden. Die verwendeten Winkelabschnitte sind lediglich der Anschauung halber verwendet; abweichende Winkelabschnitte können verwendet werden. So können insbesondere die tieferen Abschnitte kleiner ausgebildet sein, so dass nach Erreichen eines Bereichs keine oder nur eine geringe Weiterdrehung zum Erreichen der Endlage notwendig ist. Wie (und ob) genau nach Erreichen eines Endabschnittes weitergedreht wird hängt von der genauen Ausgestaltung der Rückfahrkameraeinrichtung ab; bei Verwendung eines Schrittmotors kann beispielsweise noch eine vordefinierte Anzahl von Schritten weitergedreht werden.
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Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf die 9a, 9b und 10a–10c die zweite Ausführungsform beschrieben, wobei lediglich der Bereich beschrieben wird, der sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet, und zwar die Kombination Drehwinkelgeber / Drehwinkelerfasser.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist der Drehwinkelerfasser als Gabellichtschranke 35 ausgebildet, die auf einer Platine 30 befestigt ist. Die Gabellichtschranke ist (über nicht dargestellt Leitungen) mit einer Steuereinrichtung 34 verbunden. Die Gabellichtquelle umfasst zwei Signalarme 36a, 36b, die zu einer einem Motor 13 zugewandten Stirnfläche 41 eines Antriebsmittels 40 weisen. Die 9a und 9b zeigen das Antriebsmittel mit einem (definierten) Drehwinkel von 0°, wobei dieser der Ausgangslage und der Ruhestellung zugeordnet ist. Der Drehwinkelgeber ist als Unterbrechereinrichtung ausgebildet, wobei die Unterbrechereinrichtung einen Aktiv-Unterbrecher 61 und einen Passiv-Unterbrecher 62 aufweist, die als zu der Drehachse des Antriebsmittels 40 koaxiale Vorsprünge bei der dem Motor zugewandten Stirnfläche 41 des Antriebsmittels 40 ausgebildet sind.
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Wie man den Figuren entnehmen kann, ist ein von einem Signalarm der Gabellichtschranke ausgesandter (nicht dargestellter) Lichtstrahl durch den Passiv-Unterbrecher 62 unterbrochen, und die Gabellichtschranke 35 erzeugt ein entsprechendes Signal, welches an die Steuereinrichtung 34 weitergeben wird. Dieses Signal zeigt an, dass das Antriebsmittel bzw. das Kameraoptik sich in der Ruhestellung befindet (vorausgesetzt, dass die Steuereinrichtung die Position kennt und nicht ggf. durch einen Stromausfall diese Position unbekannt ist).
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Die 10a–10c zeigen drei weitere Stellungen des Antriebsmittels, wobei diese den Drehwinkeln 40°, 150° und 180° zugeordnet sind. Bei 10b (40°) ist der Lichtstrahl noch unterbrochen, dieser Winkel ist also noch der Ruhestellung zugeordnet. Bei weiterer Drehung des Antriebsmittels dreht sich der Passiv-Unterbrecher 62 nach links aus der Lichtschranke, der Lichtstrahl wird nicht mehr unterbrochen, so dass die Gabellichtschranke 35 ein anderes Signal erzeugt, welches einen Zwischenbereich (entspricht C2 in 8) zwischen Ruhestellung und Aufnahmestellung kennzeichnet. Bei 10b (150°) wird der Lichtstrahl durch den Aktiv-Unterbrecher 61 unterbrochen, das durch die Gabellichtschranke 35 erzeugte Signal ändert sich wieder (siehe 8; C3) und der Steuereinrichtung 34 wird dadurch angezeigt, dass der Beginn der Aufnahmestellung bzw. der Beginn des Bereichs der Aufnahmestellung erreicht ist. Nach Erreichen dieses Beginns (150°) wird die Aufnahme, wie dies in 10c zu erkennen ist, noch um 30° weiter gedreht, bis die Endlage der Aufnahmestellung erreicht ist.
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Wie dieses Weiterdrehen im Einzelnen gesteuert wird ist abhängig von der genauen Ausgestaltung der Rückfahrkameraeinrichtung. Bei Verwendung eines Schrittmotors (als Motor 13) ist es beispielsweise denkbar, nach Erreichen des Beginns des Bereichs der Aufnahmestellung noch eine vordefinierte Anzahl an Schritten weiterzudrehen. Alternativ wäre es denkbar, dass man (bei Verwendung andere Drehwinkelbereiche oder anderer Unterbrecher) so lange weiterdreht, bis die Lichtschranke wieder freigegeben ist, was dann das Ende des Bereichs der Aufnahmestellung kennzeichnet. Ferner wäre es denkbar, den von den Unterbrechern abgedeckten Winkel der entsprechenden Kreisabschnittssegmente so klein zu halten, dass kein Bereich, sondern ein „Punkt“ die Aufnahme- und die Ruhestellung kennzeichnet. Entsprechend würde sofort bei Unterbrechung mit der Drehbewegung gestoppt (die Bereiche C1–C3 würden bei den vorgenannten Alternativen entsprechend anders gestaltet sein oder es würden weitere Hinzutreten).
