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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer hinter einem Kühlergrill angeordneten Kamera für ein Nachtsichtsystem zur Erfassung des Vorfeldes des Kraftfahrzeugs.
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Aus der
EP 0 758 834 B1 und der
WO 02/05013 A2 sind derartige Kraftfahrzeuge mit einer so genannten Night-Vision-Kamera für ein Nachtsichtsystem bekannt. Die hinter dem Kühlergrill und damit vergleichsweise weit oben angeordnete Kamera erhöht im Vergleich zu Nachtsichtsystemen, bei denen die Kamera im Bereich des Stoßfängers angeordnet ist, die Genauigkeit, mit der Personen und Tiere auf der Fahrbahn und am Fahrbahnrand erkannt werden können. Außerdem bietet die Anordnung hinter dem Kühlergrill Schutz vor Beschädigung und Verschmutzung. Nachteilig bei den bekannten Kraftfahrzeugen ist jedoch, dass die Kamera eine vergleichsweise große lichte Weite zwischen den Stäben des Kühlergrills benötigt, damit ein ausreichend großer Durchlass für die zu erfassende Infrarotstrahlung gegeben ist.
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Ferner ist aus der
DE 102 35 337 A1 eine Abdeckvorrichtung für ein Radarsystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, die in ihrer Form und/oder Position veränderbar ist. Die Veränderung erfolgt dabei in Abhängigkeit der erkannten Witterungsverhältnisse.
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Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen aufzuzeigen, mit denen der Nachteil der großen lichten Weite zwischen den Stäben des Kühlergrills bekannter Kraftfahrzeuge vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Kerngedanke ist es hierbei, den Stab oder die Stäbe des Kühlergrills, der bzw. die sich vor dem Lichteinlass der Kamera befinden, verlagerbar auszugestalten und eine Verstelleinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe der Stab verlagert werden kann bzw. die Stäbe verlagert werden können. Damit können im Vergleich zu bekannten Kraftfahrzeugen die Stäbe des Kühlergrills grundsätzlich mit geringeren Abständen zueinander angeordnet werden, wodurch ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild des Kühlergrills erreicht wird. Bei aktiviertem Kamerasystem kann erfindungsgemäß wenigstens ein Stab des Kühlergrills so verlagert werden, dass eine ausreichend große Eintrittsöffnung für das einfallende Licht bereitgestellt wird, indem wenigstens ein Stab aus dem Bereich vor der Kamera weg verlagert wird.
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Die Erfindung bietet für ein Nachtsichtsystem große Vorteile. Da die Fahranteile eines Kraftfahrzeugs überwiegen, in denen das Nachtsichtsystem nicht aktiv ist (Tagfahrten, Nachtfahrten in beleuchteten Ortschaften etc.), kommt dem Erscheinungsbild des Kühlergrills bei deaktiviertem Nachtsichtsystem eine besonders hohe Bedeutung zu. Demgegenüber fallen die bei aktiviertem Nachtsichtsystem unterschiedlichen Abstände der Stäbe des erfindungsgemäßen Kühlergrills weniger auf, da das Kraftfahrzeug bei Nachtfahrten entlang unbeleuchteter Straßen von anderen Verkehrsteilnehmern nur in eingeschränktem Maße wahrgenommen wird. Somit ist durch die Erfindung das „normale“ Erscheinungsbild eines Kühlergrills bei Tagfahrten gewährleistet, während für die selteneren Nachtfahrten eine Verstellung wenigstens eines Stabes vor der Kamera vorgenommen wird.
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In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung der Begriff „Stab“ verwendet. Unter „Stab“ ist jedes Element eines Kühlergrills zu verstehen, das den Kühlergrill vertikal oder horizontal oder schräg verlaufend unterteilt. Die „Stäbe“ eines Kühlergrills sind bevorzugt lamellenartig ausgebildet, mit einer Erstreckung der Lamellen etwa in einer Ebene parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Die „Stäbe“ können jedoch auch von der Lamellenform abweichend gestaltet sein.
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Die „Stäbe“ können auch im Sinn eines Gitters angeordnet sein, sich also kreuzen. Ein derartiges Gitter kann beispielsweise aus horizontal und vertikal verlaufenden „Stäben“ zusammengesetzt sein, so dass sich rechteckige Felder ausbilden, die von den „Stäben“ begrenzt werden. In Analogie zur Vergrößerung des Abstands benachbarter Stäbe kann ein derartiges Feld, das sich im Bereich vor einer Kamera befindet, durch eine Verstelleinrichtung in zwei Raumrichtungen vergrößert werden, um einen ausreichend großen Durchlass für das einfallende Licht bereit zu stellen.
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Anstelle eines kompletten Stabes kann auch nur ein Abschnitt eines Stabes verlagerbar ausgeführt sein, ohne dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeweils im Einzelnen hierauf hingewiesen wird.
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In weiterer sprachlicher Vereinfachung sind die Begriffe „Kamera“ und „Licht“ in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stellvertretend für jede Art von „Sensorik“ und „Eingangssignal für die Sensorik“ verwendet, umfassen also jegliche Art von Vorrichtungen zur Erfassung der Umgebung im Vorfeld des Kraftfahrzeugs. Damit sollen Ausgangssignale insbesondere für Fahrerassistenzsysteme, wie zum Beispiel das bereits oben erwähnte Nachtsichtsystem, erzeugt werden. Beispielsweise kann hierzu anstelle einer Kamera ein Sender und/oder Empfänger eines Radarsystems vorgesehen sein. Die Anordnung der Sensoren hinter dem Kühlergrill bietet neben dem bereits eingangs genannten Vorteil der erhöhten Anordnung auch die Möglichkeit, Einlässe im Bereich der Fahrzeugfront von derartigen Sensoren freizuhalten und somit den Einlassquerschnitt für den Eintritt von Kühlluft für das Antriebsaggregat, die Bremsen etc. in voller Größe zu erhalten. Außerdem ist die Sensorik hinter dem Kühlergrill unter stilistischen Gesichtspunkten einfacher zu integrieren als in einem Einlass.
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Je nach Ausgestaltung des Kühlergrills kann es ausreichend sein, nur einen einzigen Stab zu verstellen. Dadurch wird der Abstand zu einem benachbarten Stab so weit vergrößert, dass ein ausreichend großer Durchlass im Bereich vor der Kamera entsteht. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zumindest die zur Linse der Kamera nächstgelegenen beiden Stäbe des Kühlergrills gegensinnig bewegt, um einen ausreichend großen Durchlass vor der Linse der Kamera bereitzustellen. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine größere Anzahl von Stäben, die benachbart zur Linse der Kamera angeordnet sind, bei Inbetriebnahme des Kamerasystems zu verstellen.
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Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist wenigstens ein Stab oder ein Abschnitt eines Stabs des Kühlergrills verschwenkbar, verschiebbar oder verbiegbar ausgestaltet. Die Verlagerung des Stabes kann parallel oder senkrecht zu seiner Längserstreckung erfolgen. Bei einer „parallelen Verlagerung“ wird der Stab, bezogen auf den Kühlergrill, bevorzugt nach oben oder unten, also aus dem Kühlergrill heraus verstellt, während der Stab bei einer „senkrechten Verlagerung“ in Richtung auf einen benachbarten Stab zu bewegt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abdeckung für die Kamera vorgesehen, zum Schutz der Linse der Kamera vor Beschädigung (beispielsweise Steinschlag) und Verschmutzung. Da die Kamera während der überwiegenden Zeit der Fahrzeugnutzung nicht in Betrieb ist, ist eine derartige Abdeckung besonders sinnvoll und wirkungsvoll. Die Abdeckung schützt beispielsweise im Fall einer Kamera für ein Nachtsichtsystem die Linse vor Verunreinigungen und Benetzung mit Wasser während Fahrten mit hoher Geschwindigkeit und/oder beim Waschen des Fahrzeugs.
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Eine besonders einfache Ausführung einer solchen Abdeckung ergibt sich, wenn die Bewegung der Abdeckung an die Verstellung des Stabes oder der Stäbe unmittelbar gekoppelt ist. Beispielsweise kann die Abdeckung direkt an einen oder mehrere Stäbe des Kühlergrills angeformt sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Kamera zwischen einer Gebrauchslage, in der sich die Linse der Kamera unmittelbar hinter dem Kühlergrill befindet, und einer Nichtgebrauchslage, in der die Kamera aus dem unmittelbaren Bereich des Kühlergrills herausverlagert ist, verstellt werden. Beispielsweise kann die Kamera in eine geschützte Nichtgebrauchslage hinter einen Querträger im Frontbereich des Kraftfahrzeugs verschwenkt werden. Ebenso kann die Kamera aus einer Gebrauchslage, in der ihre Linse dem Kühlergrill zugewandt ist, in eine um 90 ° verschwenkte, „auf dem Kopf stehende“ Nichtgebrauchslage verschwenkt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Reinigungseinrichtung vorgesehen sein, die die Linse der Kamera von Verschmutzungen befreit. Bevorzugt ist eine derartige Reinigungseinrichtung hinter dem Kühlergrill in einer von außerhalb des Kraftfahrzeugs nicht ohne Weiteres sichtbaren Position angeordnet.
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Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Vorderansicht eines Kühlergrills, mit Kennzeichnung des Anbringungsortes einer Kamera,
- 2 den Kühlergrill von 1 im schematischen Querschnitt, bei deaktivierter Kamera,
- 3 eine der 2 entsprechende Darstellung, bei aktivierter Kamera und mit verschwenkten Stäben des Kühlergrills,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Kühlergrill mit verschiebbaren Stäben,
- 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Kühlergrill mit verbiegbaren Stäben,
- 6 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit einer ausschnittsweisen Darstellung eines Kühlergrills, der einen Stab aufweist, von dem ein Abschnitt entlang der Längserstreckung des Stabes verlagerbar ist, in der Ausgangslage des verlagerbaren Abschnitts, und
- 7 eine perspektivische Darstellung des Kühlergrills von 6, mit verlagertem Abschnitt.
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Die 1 bis 3 zeigen einen Kühlergrill 1 eines Kraftfahrzeuges mit einer Mehrzahl von vertikal angeordneten Stäben 2. Am unteren Randbereich des Kühlergrills 1 ist im Bereich der Längsmittenebene M des Kraftfahrzeugs der Anbringungsort 3 einer Kamera 4 durch einen strichlierten Kreis symbolisiert. Der Kühlergrill 1 endet oberhalb eines Stoßfängers 5 des Kraftfahrzeuges. Die Kamera 4 erfasst Infrarotstrahlung im Vorfeld des Kraftfahrzeugs und ist Bestandteil eines nicht dargestellten Nachtsichtsystems.
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Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, sind die Stäbe 2 des Kühlergrills 1 unter einem Winkel α zur Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges angestellt, symmetrisch zur Längsmittenebene M des Kraftfahrzeuges. Hinter den Stäben 2 des Kühlergrills 1 befindet sich in der Längsmittenebene M die bereits oben erwähnte Kamera 4. Die beiden unmittelbar benachbart zur Längsmittenebene M angeordneten Stäbe 2 des Kühlergrills 1 sind an ihrer der Kamera 4 zugewandten Innenseite jeweils mit einer Abdeckung (Blende 6) versehen. Durch die beiden Blenden 6 ist die Kamera 4 von außen nicht sichtbar. Außerdem wird die Linse 4a der Kamera 4 durch die Blenden 6 vor Beschädigung und Verschmutzung geschützt.
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Zu beiden Seiten der Längsmittenebene M sind jeweils die beiden inneren Stäbe 2 an ihrem hinteren Endabschnitt in Schwenkachsen 7 drehbar gelagert. Um bei aktivierter Kamera einen Durchlass D für einfallende Infrarotstrahlung IR zu schaffen, können die Stäbe 2 über ihre Schwenkachsen 7 durch eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung in Richtung der Pfeile 8 zu beiden Seiten der Längsmittenebene M gegensinnig verschwenkt werden. Hierbei nehmen die beiden innersten Stäbe 2 eine Position etwa parallel zur Fahrtrichtung FR ein. Bei den beiden weiter außen liegenden verdrehbaren Stäben 2 verbleibt ein kleiner Anstellwinkel gegenüber der Fahrtrichtung FR.
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Bei Aktivierung der Kamera 4 werden die unmittelbar zur Längsmittenebene M benachbarten Stäbe 2 des Kühlergrills 1 so weit verschwenkt, dass im Bereich der Blenden 6 ein für die Linse 4a der Kamera 4 ausreichend großer Durchlass D zum Eintritt der Infrarotstrahlung IR entsteht. Hierbei werden die beiden benachbarten, weiter außen liegenden Stäbe 2 ebenfalls verschwenkt, um einen Freiraum für die Schwenkbewegung der innen liegenden Stäbe 2 bereitzustellen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, ausschließlich die beiden innersten Stäbe 2 zu verschwenken.
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Der Vergleich der 2 und 3 zeigt, dass bei deaktivierter Kamera 4 gleichmäßig kleine Abstände d zwischen den einzelnen Stäben 2 des Kühlergrills 1 vorliegen, mit einer gewollten Unregelmäßigkeit im Bereich der Längsmittenebene M, wo der Abstand zwischen den Stäben 2 auf das Maß m reduziert ist. Im aktivierten Zustand der Kamera 4 sind die Abstände der Stäbe 2 des Kühlergrills 1 ungleichmäßig. Im Bereich der Längsmittenebene M ist der Abstand a zwischen den beiden innersten Stäben 2 sehr groß, um den Durchlass D für die einfallende Infrarotstrahlung IR zu schaffen. Der Abstand a der beiden innersten Stäbe 2 beträgt etwa das Dreifache des regulären Abstandes d der Stäbe 2.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dargestellt ist eine Hälfte eines zweigeteilten Kühlergrills 1, bei der der vierte und der fünfte Stab 2 des Kühlergrills 1 beweglich gestaltet sind. Im deaktivierten Zustand der Kamera 4 haben alle Stäbe 2 des Kühlergrills 1 den gleichen Abstand d zueinander. Dieser Abstand d ist nicht groß genug, um für die Kamera 4 einen ausreichend großen Durchlass D für einfallende Infrarotstrahlung IR zur Verfügung zu stellen. Um bei aktivierter Kamera 4 den Durchlass D vergrößern zu können, ist eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung vorgesehen, mit der der vierte und der fünfte Stab 2 des Kühlergrills 1 nach links bzw. nach rechts verschoben werden können, entsprechend den Pfeilen 10 und 11. Die Position, die die Stäbe 2 nach dem Verschieben einnehmen, ist mit strichlierten Linien 2' dargestellt. Durch das Verschieben der beiden Stäbe 2 wird eine Asymmetrie innerhalb der Aufteilung der Stäbe 2 des Kühlergrills 1 geschaffen, die eine lichte Weite a schafft, die den Betrieb der Kamera 4 ermöglicht.
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In der Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 ist wiederum eine Hälfte eines zweigeteilten Kühlergrills 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind ebenfalls der vierte und der fünfte Stab 2 des Kühlergrills 1, hinter denen sich eine schematisch dargestellte Kamera 4 befindet, beweglich gestaltet. An der Unterseite des Kühlergrills 1 ist eine Verstelleinrichtung 15 zum Aufspreizen der Stäbe 2 vorgesehen, die eine Bewegung der Stäbe 2 entsprechend der Pfeile 12 und 13 bewirkt. Im Ausgangszustand weisen alle Stäbe 2 des Kühlergrills 1 zueinander einen einheitlichen Abstand d auf. Die Position, die die Stäbe 2 nach dem Verbiegen einnehmen, ist mit strichlierten Linien 2' dargestellt. Durch das Aufspreizen der Stäbe 2 an ihren unteren Endabschnitten entsteht in der unteren Hälfte der Stäbe 2 eine ausreichend große lichte Weite a, um einen genügend großen Durchlass D für die einfallende Infrarotstrahlung IR zu schaffen. Die Elastizität der Stäbe 2 ist entsprechend den Anforderungen für ein reproduzierbares Aufspreizen und Rückverformen der Stäbe 2 bemessen.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den 6 und 7 ist ein Stab 2 des Kühlergrills 1 in einen verlagerbaren Abschnitt 2a und einen feststehenden Abschnitt 2b unterteilt. In der in 6 dargestellten Ausgangslage grenzen die beiden Abschnitte 2a und 2b des Stabs 2 unmittelbar aneinander. Der Spalt 20 zwischen den Abschnitten 2a und 2b ist nur bei genauer Betrachtung wahrnehmbar. 7 zeigt den Abschnitt 2a in seiner nach oben, entlang der Längserstreckung des Stabs 2 verlagerten Position, in der der Abschnitt 2a einen Durchlass für eine dahinter angeordnete Kamera 4 freigibt.
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Gemäß den 6 und 7 sind die Abschnitte 2a und 2b des Stabs 2 mit einer Abdeckung (Blende 6) zu einer Klappe 21 verbunden. Die Blende 6 füllt den Raum zwischen den beiden zum unterteilten Stab 2 benachbarten Stäben 2 (vom Rand des Kühlergrills 1 aus betrachtet sind dies der erste und der der dritte Stab 2) vollständig aus. Entsprechend der Unterteilung des Stabs 2 in die beiden Abschnitte 2a und 2b ist auch die Blende 6 in einen oberen, zusammen mit dem Abschnitt 2a verlagerbaren Abschnitt 6a sowie in einen unteren feststehenden Abschnitt 6b unterteilt. Die Blende 6a schützt in ihrer in 6 dargestellten Ausgangslage die dahinter angeordnete Kamera 4 vor Verschmutzung und Beschädigung.
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In der in 7 dargestellten verlagerten Position der Klappe 21 und damit der Blende 6a ist die Kamera 4 freigegeben. Aus Gründen eines einheitlichen äußeren Erscheinungsbildes setzt die Blende 6b die Blende 6a nach unten fort, so dass der gesamte Raum zwischen dem ersten und dem dritten Stab 2 von der Blende 6 ausgefüllt ist und die Blende 6 somit insgesamt optisch in den Hintergrund tritt. Die Wahrnehmbarkeit der Blende 6 kann durch geeignete Gestaltung weiter verringert werden, indem beispielsweise die Blende 6 und die Seitenflächen der Stäbe 2 in einem mattem dunklen Farbton gehalten sind, während die stegartigen Vorderseiten der Stäbe 2 verchromt sind.
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Wie bereits oben ausgeführt, sind der Abschnitt 2a des Stabs 2 und die Blende 6a zu einer Klappe 21 zusammengefasst. Von der Rückseite der Klappe 21 stehen abgewinkelte Arme 22 ab, die die Kamera 4 übergreifen und zu einer etwa horizontal ausgerichteten Schwenkachse 23 führen. Die Schwenkachse 23 ist in nach hinten vom Kühlergrill 1 abstehenden Laschen 24 gelagert. Über eine in 7 nicht dargestellte Verstelleinrichtung, die beispielsweise direkt an der Schwenkachse 23 angreift, kann die Klappe 21 verschwenkt werden, wodurch die Linse 4a der hinter der Klappe 21 angeordneten Kamera 4 freigegeben wird.
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Selbstverständlich kann die Blende 6 auch entfallen, so dass lediglich der Abschnitt 2a des Stabs 2 verlagert wird. Für diesen Fall wird die Kamera 4 nur in geringem Umfang durch den Stab 2 geschützt, so dass gegebenenfalls zusätzliche Maßnahmen zum Schutz der Kamera 4 zu treffen sind.
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Hierzu kann die Kamera 4 beispielsweise schwenkbar am Kraftfahrzeug angeordnet sein und zwischen der in 7 dargestellten Gebrauchslage und einer nicht dargestellten Ruhelage verschwenkt werden. In dieser Ruhelage, zum Beispiel in einer um etwa 90 ° nach oben oder nach unten oder nach links oder nach rechts verschwenkten Position, ist die Linse 4a der Kamera 4 ausreichend vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt. Selbstverständlich kann auch eine Verschwenkung der Kamera 4 um bis zu 180 ° erfolgen.
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Anstelle eines in zwei (oder mehr) Abschnitte 2a und 2b unterteilten Stabes 2 kann auch der gesamte Stab 2 nach oben oder unten verlagert werden, um einen Durchlass vor der Linse 41 der Kamera 4 zu schaffen.
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Die Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden: Ein Kraftfahrzeug mit einem Nachtsichtsystem weist eine Kamera 4 auf, die hinter einem Kühlergrill 1 angeordnet ist. Die Stäbe 2 des Kühlergrills 1 sind bei deaktiviertem Nachtsichtsystem mit gleichen Abständen d zueinander angeordnet. Erfindungsgemäß können die Stäbe 2 des Kühlergrills 1 bei aktiviertem Nachtsichtsystem so verstellt werden, dass vor der Linse 4a der Kamera 4 eine lichte Weite a zwischen zwei Stäben 2 geschaffen wird, die einen ausreichend großen Durchlass D für die einfallende Infrarotstrahlung IR bereitstellt. Durch die Erfindung kann bei einem Kraftfahrzeug mit einem Nachtsichtsystem dasselbe äußere Erscheinungsbild des Kühlergrills 1 wie bei einem Kraftfahrzeug ohne Nachtsichtsystem erreicht werden.