DE112015002735B4

DE112015002735B4 - Klimatisierung einer Fahrerassistenzkameraumgebung durch einen Kühlventilator

Info

Publication number: DE112015002735B4
Application number: DE112015002735.1T
Authority: DE
Inventors: Daniel D. Carlson
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: DE112015002735T5; CN106457965A; US9910343B2; WO2015191550A1; US20170184945A1

Abstract

System (100; 300) zum Klimatisieren der Umgebung einer Fahrerassistenzkamera (340) eines Fahrzeugs, welches Folgendes aufweist:eine Kamera (340), die in einem Gehäuse (102) montiert ist, wobei das Gehäuse (102) ausgebildet ist, um an einem Fenster des Fahrzeugs angebracht zu werden;einen Temperatursensor (330), der in dem Gehäuse (102) montiert ist;einen Ventilator (124; 310), der mit dem Gehäuse (102) so verbunden ist, dass er zwangsweise einen Luftfluss (116) durch das Gehäuse (102) leitet, um die Umgebung zu klimatisieren; undeine elektronische Steuereinheit (320) zum Steuern einer Aktivierung des Ventilators (124; 310),wobei die die elektronische Steuereinheit (320) mit dem Temperatursensor (330) verbunden und eingerichtet ist,- mittels des Temperatursensors (330) eine Temperatur innerhalb des Gehäuses (102) abzufühlen und ein Signal zu liefern, welches diese anzeigt;- das abgefühlte Temperatursignal mit mindestens einem Schwellenwert zu vergleichen; und- den Ventilator (124; 310) basierend auf dem Vergleich zu aktivieren.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein System zum Klimatisieren der Umgebung um eine Fahrerassistenzkamera bzw. DAS-Kamera („DAS“ = driver assist), die in einem Gehäuse montiert ist, durch Verwendung eines Kühlventilators gerichtet.
Hintergrund
Fahrerassistenz- bzw. DAS-Kameras sind in einer Fahrzeugplattform vorgesehen, um zusätzliche Informationen für intelligente Fahrzeugsicherheitssysteme vorzusehen, um dem Fahrer zu helfen. Die Kamera kann nahe der oder an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs montiert sein, um ein maximales Sichtfeld sicherzustellen. Als ein Ergebnis kann die Kamera direktem Sonnenlicht für längere Zeitperioden ausgesetzt sein, was einen beträchtlichen Aufbau von Wärme zur Folge hat. Die Kamera ist während des Winters auch extremer Kälte und variablen Graden von Feuchtigkeit unterworfen.
EP 2 246 219 A1 offenbart eine Halterung für einen lichtsensitiven Sensor hinter einer durchsichtigen Scheibe, und genauer für eine elektronische Kamera, mit einer inneren Gehäusewand, die mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden Material aus schwarzen Moltonfasern gegenüber der Scheibe bedeckt ist, das auch Licht absorbiert. Das Gehäuse weist Lüftungsschlitze und einen Lüfter auf.
JP 2002 - 341 432 A offenbart eine Bildgebungsvorrichtung mit einer abnehmbaren Kamera zur Aufnahme von Bildmaterial durch eine Fensteroberfläche unter Verhinderung von Taukondensation an der Innenfläche des Fensters.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Klimatisieren der Umgebung einer Fahrerassistenzkamera eines Fahrzeugs und wird durch ein System nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung. Insbesondere wird ein System zum Klimatisieren der Umgebung um eine Fahrerassistenzkamera („DAS-Kamera“), die in einem Gehäuse montiert ist, unter Verwendung eines Ventilators vorgesehen, um eine Zwangsbelüftung direkt durch ein DAS-Kameragehäuseabteil zu ermöglichen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches ein System zum Klimatisieren der Umgebung um eine Fahrerassistenzkamera gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine Darstellung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3 ist eine Abbildung, die ein System zum Klimatisieren bzw. Verringern der Temperatur einer Fahrerassistenzkamera gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung sieht ein System zum Klimatisieren der Umgebung um eine DAS- bzw. Fahrerassistenzkamera vor, die in einem Gehäuse montiert ist. Ein Ventilator in enger Nähe zur Kamera zwingt stehende Luft dazu, beim Start des Fahrzeugs aus einem Kameraverkleidungsgehäuse herauszuströmen, und er ersetzt sie schnell mit Luft aus der Fahrzeugkabine. Lufttemperaturen aus einer klimatisierten Kabine sind günstiger für den Betrieb der Kamera als extrem heiße oder kalte Luft. Die vom Ventilator angetriebene Luft kann eine obere an einer Windschutzscheibe montierte Kamera schneller kühlen oder erwärmen als andere Systeme. Beispielsweise beruhen andere Systeme auf Konvektionswärmeübertragung vom Kameragehäuse ohne die Verwendung von angetriebener bzw. unter Druck stehender Luft. Ein solches System würde eine verzögerte Kühlung zur Folge haben, was einen ordnungsgemäßen Betrieb des Kamerasystems verhindern würde oder einen Schaden an der Kamera verursachen würde. Für Kameras, die nahe dem oberen Bereich des Fahrzeuginnenraums montiert sind, kann ein Zwangsluftfluss weiter an dem optischen Pfad der Kameralinse vorbeigeleitet werden. Diese Luft kann verwendet werden, um das Windschutzscheibenglas von Beschlag oder Frost zu befreien, um die Linsen von Beschlag oder Frost zu befreien oder um Staub aus dem optischen Pfad der Kamera zu entfernen.
1 veranschaulicht ein System 100 zum Klimatisieren der Umgebung einer Fahrerassistenzkamera, die in einem Verkleidungsgehäuse 112 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. In dem Beispiel der 1 ist das Verkleidungsgehäuse 112 an dem Befestigungsbügel 110 angebracht. Das Verkleidungsgehäuse 112 umschließt ein Kameragehäuse 102, welches die Fahrerassistenzkamera enthält, und ist konfiguriert, um an dem Fahrzeug durch einen Befestigungsbügel 110 angebracht zu werden. Das Kameragehäuse 102 kann konfiguriert sein, um weiter dabei zu helfen, die Temperatur der Kamera zu verringern bzw. zu klimatisieren, indem es aus einem Material aufgebaut ist, welches für eine Wärmeübertragung geeignet ist. Beispielsweise kann das Kameragehäuse 102 aus einem stark wärmeleitenden Metall gemacht sein und könnte Wärmesenkenfinnen aufweisen, die sich in den Pfad des Luftflusses 116 erstrecken, was eine Wärmeübertragungsvorrichtung zur Folge hat.
Ein oder mehrere Steuerdrähte 108 sind mit dem Kameragehäuse 102 verbunden und sind durch ein oder mehrere Drahthalterungen 126 gesichert. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Steuerdrähte 108 mit einer elektronischen Steuereinheit („ECU“ = electronic control unit) des Fahrzeugs kommunizieren, die programmiert ist, um ein Steuerverfahren einschließlich eines oder mehrerer Befehle auszuführen. Der Fachmann wird erkennen, dass die Steuerfunktionen der elektronischen Steuereinheit unter Verwendung von diskreten Schaltungen, einer Kombination von unterschiedlichen Arten von Schaltungen oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung („ASIC“ = application specific integrated circuit) ausgeführt werden können und entweder in analoger oder digitaler Weise verkörpert sein können. Steuerungen speziell für die Fahrerassistenzkamera können einen Temperatursensor und einen Feuchtigkeitssensor aufweisen.
Der Befestigungsbügel 110 kann beispielsweise an dem Fahrzeug durch die Windschutzscheibe 114 befestigt sein, und zwar unter Verwendung irgendeines geeigneten Verfahrens und/oder einer geeigneten Komponente. Beispielsweise können ein Klebemittel, eine Klickverbindung usw. verwendet werden, um den Befestigungsbügel 110 an der Windschutzscheibe 114 zu sichern. Darüber hinaus kann der Befestigungsbügel 110 an dem Verkleidungsgehäuse 112 angebracht sein oder kann unabhängig an dem Fahrzeug befestigt sein.
Ein Ventilator 124 liefert einen Zwangsluftfluss bzw. unter Druck stehenden Luftfluss 116 in das Innere des Verkleidungsgehäuses 112. Der Ventilator 124 kann an einem Endpunkt des Verkleidungsgehäuses 112 angeordnet sein, um einen Unterdruck in dem Gehäuse 112 zu erzeugen, was Luft 116 von der Fahrzeugkabine dazu veranlasst, in das Gehäuse 112 durch die Öffnung 122 einzutreten und was bewirkt, dass verbrauchte Luft 116' aus dem Gehäuse beim Ventilator 124 austritt. Durch diesen Vorgang leitet der Ventilator 124 zwangsweise klimatisierte Luft 116 aus der Fahrzeugkabine an der Kamera vorbei. Ansprechend auf eine geringe Umgebungslufttemperatur kann beispielsweise aufgeheizte Luft an der Kamera zwangsweise vorbeigeleitet werden, um die Kameralinse oder eine Innenfläche der Windschutzscheibe von Beschlag oder Frost zu befreien. In einer Umgebung mit erhöhten Umgebungstemperaturen kann gekühlte Luft die Temperatur der Fahrerassistenzkamera und assoziierter Komponenten verringern, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Der Fluss der Luft 116 kann außerdem so geleitet werden, dass die Komponenten innerhalb des optischen Pfades des Sichtfeldes 118 von Staub und anderem Schmutz zwischen der Kameralinse und der Windschutzscheibe 114 befreit werden.
Der Betrieb des Ventilators 124 kann ansprechend auf eine Steuerung geschehen, die speziell für das Fahrerassistenzkamerasystem vorgesehen ist, wie beispielsweise, wenn der Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht. Somit kann der Ventilator 124 aktiv werden, um einen Luftfluss 116 durch das Gehäuse vorzusehen, wie hier beschrieben. Alternativ kann der Ventilator 124 mit einer oder mehreren Steuerungen verbunden sein, die mit dem Fahrzeug assoziiert sind. In einem Beispiel kann der Ventilator 124 beim Einschalten eines Zündschalters aktiv werden (beispielsweise beim Einschalten des Fahrzeugs). Zusätzlich oder alternativ kann der Ventilator 124 mit dem HVAC- bzw. Klimatisierungssystem des Fahrzeugs gesteuert werden, so dass, wenn das Klimatisierungssystem eingeschaltet ist, der Ventilator 124 aktiv wird, um einen Luftfluss 116 zwangsweise durch das Verkleidungsgehäuse 112 zu leiten.
Obwohl 1 zeigt, dass der Ventilator 124 an dem zum Dachhimmel benachbarten Ende des Verkleidungsgehäuses 112 angeordnet ist, wobei er einen Luftfluss 116 aus der Kabine unten in die Öffnung 122 zieht, kann die Anordnung des Ventilators 124 und der Öffnung 122 umgekehrt werden. Beispielsweise kann der Ventilator 124 einen Luftfluss 116 zwangsweise in das Verkleidungsgehäuse 112 leiten und verbrauchte Luft 116' durch die Öffnung 122 drücken. Alternativ kann die Richtung der Luftbewegung des Ventilators 124 umgekehrt werden, so dass ein Luftfluss 116 in das Verkleidungsgehäuse an der Stelle des Ventilators 124 eingeleitet wird, d.h., die Ventilatorrichtung kann umgedreht werden.
2 sieht ein Verfahren zum Klimatisieren der Umgebung um eine Fahrerassistenzkamera eines Fahrzeugs vor, wobei die hier beschriebenen Systeme eingesetzt werden. In einem Schritt 200 wird eine Temperatur bei einem Temperatursensor abgefühlt, der in einem Gehäuse angeordnet ist, welches an einem Fenster des Fahrzeugs angebracht ist, welches die Fahrerassistenzkamera aufnimmt. In einem Schritt 210 wird ein Signal entsprechend der abgefühlten Temperatur zu einer elektronischen Steuereinheit geliefert. Im Schritt 220 wird das Signal mit einem oder mehreren vorbestimmten Schwellenwerten verglichen, die mit dem Temperatursensor assoziiert sind. Beispielsweise kann eine Schwelle am oberen Ende des akzeptablen Betriebsbereiches der Temperatur für die Fahrerassistenzkamera eingestellt werden. Weiterhin kann eine zweite Schwelle an einem unteren Ende des akzeptablen Betriebsbereiches eingestellt werden. In einem Schritt 230 kann ein Ventilator, der mit dem Gehäuse verbunden ist, aktiviert werden, um einen Luftfluss zwangsweise durch das Gehäuse zu leiten, um so die Umgebung zu klimatisieren, und zwar basierend auf dem Vergleich des abgefühlten Wertes und der Schwellenwerte.
3 veranschaulicht ein System 300 zum Klimatisieren der Umgebung um eine Fahrerassistenzkamera 340, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. In dem Beispiel der 3 weist das System 300 einen Sensor 330 in Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit 320 auf, wie sie hier beschrieben wurde. Die elektronische Steuereinheit 320 verarbeitet Signale vom Sensor, um einen Ventilator 310 zu steuern, um einen Luftfluss zwangsweise in die Umgebung um die Kamera 340 zu leiten.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden dem Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen klar werden. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb der üblichen Kenntnis sollen von der vorliegenden Erfindung mit abgedeckt werden.

Claims

System (100; 300) zum Klimatisieren der Umgebung einer Fahrerassistenzkamera (340) eines Fahrzeugs, welches Folgendes aufweist: eine Kamera (340), die in einem Gehäuse (102) montiert ist, wobei das Gehäuse (102) ausgebildet ist, um an einem Fenster des Fahrzeugs angebracht zu werden; einen Temperatursensor (330), der in dem Gehäuse (102) montiert ist; einen Ventilator (124; 310), der mit dem Gehäuse (102) so verbunden ist, dass er zwangsweise einen Luftfluss (116) durch das Gehäuse (102) leitet, um die Umgebung zu klimatisieren; und eine elektronische Steuereinheit (320) zum Steuern einer Aktivierung des Ventilators (124; 310), wobei die die elektronische Steuereinheit (320) mit dem Temperatursensor (330) verbunden und eingerichtet ist, - mittels des Temperatursensors (330) eine Temperatur innerhalb des Gehäuses (102) abzufühlen und ein Signal zu liefern, welches diese anzeigt; - das abgefühlte Temperatursignal mit mindestens einem Schwellenwert zu vergleichen; und - den Ventilator (124; 310) basierend auf dem Vergleich zu aktivieren.
System (100; 300) nach Anspruch 1, welches weiterhin Folgendes aufweist: einen Feuchtigkeitssensor (330); wobei auch der Feuchtigkeitssensor (330) in dem Gehäuse montiert und mit der elektronischen Steuereinheit (320) verbunden ist.
System (100; 300) nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit (320) zusätzlich ein Signal von dem Feuchtigkeitssensor (330) aufnimmt, welches die Feuchtigkeit in dem Gehäuse (102) anzeigt, wobei die elektronische Steuereinheit (320) ein oder mehrere Schwellenwerte auf das empfangene Signal anwenden kann, so dass, wenn einer der Feuchtigkeitswerte eine assoziierte Schwelle überschreitet, die elektronische Steuereinheit (320) den Ventilator (124; 310) aktiviert, um einen Luftfluss (116) zwangsweise durch das Gehäuse zu leiten.
System (100; 300) nach Anspruch 1, wobei der Ventilator (124) konfiguriert ist, um den Luftfluss (116) zu einer Stelle des Fensters zu leiten, die in der Nähe der Kamera (340) ist.
Verfahren zum Klimatisieren der Umgebung einer Fahrerassistenzkamera (340) eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Abfühlen (200) einer Temperatur innerhalb eines Gehäuses (102), das an einem Fenster des Fahrzeugs angebracht ist, und Liefern (210) eines Signals, welches diese anzeigt; Vergleichen (220) des abgefühlten Temperatursignals mit mindestens einem Schwellenwert; und Aktivieren (230) eines Ventilators (124) basierend auf dem Vergleich, um zwangsweise einen Luftfluss (116) durch das Gehäuse (102) zu leiten, um die Umgebung zu klimatisieren.
Verfahren nach Anspruch 5, welches weiter folgende Schritte aufweist: Abfühlen einer Feuchtigkeit innerhalb des Gehäuses (102) und Liefern eines Signals, welches diese anzeigt; Vergleichen des abgefühlten Feuchtigkeitssignals mit mindestens einem Schwellenwert; und Aktivieren des Ventilators (124) basierend auf dem Vergleich der abgefühlten Feuchtigkeit.