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Die
Erfindung betrifft ein Dachmodul für ein Kraftfahrzeug mit mindestens
einem Sensor, einem Aktor oder einem sonstigen mechanischen oder
elektrischen Bauelement, wobei das Dachmodul zur Befestigung im
Innenraum am Dach des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
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Ein
derartiges Dachmodul ist von im Handel befindlichen Kraftfahrzeugen
bekannt. Dort ist in dem Dachmodul beispielsweise ein Regensensor
enthalten, der mit einer automatischen Scheibenwischanlage gekoppelt
ist.
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Aus
der US 2003/081123 A1 ist ein Kameraüberwachungssystem bekannt geworden,
das im Dachbereich eines öffentlichen Fahrzeugs,
beispielsweise eines öffentlichen
Busses angebracht ist. Das Kameraüberwachungssystem weist einen
Bildschirm auf und ist deshalb über
dem Fahrersitz oder über dem
Beifahrersitz des Fahrzeugs angebracht. Damit kann der Fahrer oder
der Beifahrer durch ein einfaches Anheben des Kopfes den Bildschirm
einsehen. Diese Kameraüberwachungssystem
ist dazu vorgesehen, das öffentliche
Fahrzeug insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit des Fahrers
zu überwachen.
So ist beispielsweise die Kamera, die ein Bestandteil des Kameraüberwachungssystem
ist, auf den Innenraum des Fahrzeugs gerichtet. Der Fahrer des öffentlichen
Fahrzeugs kann somit laufend diesen Innenraum an dem über ihm
angeordneten Bildschirm überwachen.
Weiterhin ist in dem genannten Dokument beschrieben, dass weitere
Kameras vorgesehen sein können,
deren Aufzeichnungen ebenfalls auf dem Bildschirm zur Anzeige kommen
können.
Derartige weitere Kameras können
beispielsweise auf die Türbereiche
des öffentlichen
Fahrzeugs ausgerichtet sein.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene, bekannte Dachmodul
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Dachmodul mit den Merkmalen des Anspruchs
gelöst.
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Bei
der Erfindung ist also in dem Dachmodul nicht nur ein Sensor oder
ein Aktor, sondern auch eine Steuereinheit vorgesehen. Diese Steuereinheit ist
erfindungsgemäß nicht
nur mit den Sensoren und Aktoren des Dachmoduls verbunden, sondern
auch mit Sensoren und Aktoren, die sich außerhalb des Dachmoduls befinden.
Mit Hilfe all dieser Sensoren und Aktoren führt die Steuereinheit dann
eine Mehrzahl von Funktionen des Kraftfahrzeugs aus.
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Die
Erfindung konzentriert somit die genannte Mehrzahl von Funktionen
in der Steuereinheit des Dachmoduls unter Verwendung von Sensoren
und Aktoren innerhalb und außerhalb
des Dachmoduls. Diese Konzentration in einen zentralen Knoten bringt wesentliche
Einsparungen mit sich.
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Ebenfalls
hat diese Konzentration den Vorteil, dass die von den angeschlossenen
Sensoren und Aktoren gelieferten Daten in einfacher Weise zwischen
den unterschiedlichen Funktionen ausgetauscht bzw. vernetzt werden
können.
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Die
Anordnung der Steuereinheit als zentraler Knoten führt auch
zu einem einfacheren Aufbau der gesamten Einrichtung, die zweckmäßigerweise auch
modulartig ausgebildet sein kann. Damit werden wiederum die Kosten
gesenkt und die Wartbarkeit vereinfacht.
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw.
in der Zeichnung.
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1 zeigt
eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Dachmoduls für
ein Kraftfahrzeug in einem nicht-montierten Zustand, 2 zeigt
eine schematische dreidimensionale Ansicht des Dachmoduls der 1 in
einem im Innenraum am Dach des Kraftfahrzeugs montierten Zustand,
gesehen aus Richtung des Innenraums des Kraftfahrzeugs, 3 zeigt
eine schematische dreidimensionale Ansicht des Dachmoduls der 2 von
außerhalb
des Kraftfahrzeugs gesehen, 4 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung des Dachmoduls der 2 und 3,
und 5 zeigt eine schematische Blockdarstellung von Funktionen
des Dachmoduls der 1 bis 4.
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In
der 1 ist ein Dachmodul 10 dargestellt, das
zur Aufnahme von Sensoren, Aktoren und/oder sonstigen mechanischen
oder elektrischen Bauelementen sowie zur Aufnahme einer elektronischen
Steuereinheit vorgesehen ist.
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Das
Dachmodul 10 stellt ein Gehäuse dar, das nachfolgend zum
Zwecke der Beschreibung in drei Gehäuseteile 11, 12, 13 aufgeteilt
wird. Es wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass diese drei Gehäuseteile 11, 12, 13 aus
sachlicher Sicht jedoch allein aufgrund ihrer fließenden Übergänge kaum voneinander
trennbar bzw. unterscheidbar sind.
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Das
erste Gehäuseteil 11 ist
als rechteckförmiger
Quader ausgebildet und weist das größte Volumen der drei Gehäuseteile 11, 12, 13 auf.
Das erste Gehäuseteil 11 ist
derart ausgebildet, dass es im Innenraum eines Kraftfahrzeugs an
dessen Dach befestigt werden kann. Das zweite Gehäuseteil 12 ist kanal-
oder brückenförmig ausgebildet
und stellt einen Übergang
zu dem dritten Gehäuseteil 13 dar. Das
zweite Gehäuseteil 12 ist
etwa mittig an einer Schmalseite des ersten Gehäuseteils 11 angeordnet. Das
zweite Gehäuseteil 12 ragt
von dem ersten Gehäuseteil 11 ab
und ist nicht dazu vorgesehen, am Dach des Kraftfahrzeugs angebracht
zu werden. Das dritte Gehäuseteil 13 ist
zur Aufnahme eines Rückfahrspiegels
für das
Kraftfahrzeug vorgesehen. Seine Form ist deshalb einerseits an die
Form des aufzunehmenden Rückfahrspiegels
sowie andererseits an das kanalförmige
zweite Gehäuseteil 12 angepasst.
Das dritte Gehäuseteil 13 ist
nicht dazu vorgesehen, am Dach des Kraftfahrzeugs angebracht zu werden,
sondern steht über
das zweite Gehäuseteil 12 hinaus
frei ab.
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In
den 2 bis 4 ist die Anordnung des Dachmoduls 10 innerhalb
eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
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In
der 2 ist das Dachmodul 10 aus Richtung des
Innenraums des Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Kraftfahrzeug weist
ein Dach 15 auf, an dem das Dachmodul 10 mit seinem ersten
Gehäuseteil 11 befestigt
ist. Das Dach 15 besitzt eine Ausdehnung in Querrichtung
des Kraftfahrzeugs. Hinsichtlich dieser Ausdehnung ist das Dachmodul 10 etwa
mittig angeordnet. Das Dach 15 weist eine etwa geradlinige Kante 16 auf,
an der es zu einer Frontscheibe 17 übergeht. Das zweite und das
dritte Gehäuseteil 12, 13 des
Dachmoduls 10 ragen in Richtung zu der Frontscheibe 17.
Auf der dem dritten Gehäuseteil 13 abgewandten
Seite des Dachmoduls 10 ist in dem Dach 15 beispielhaft
eine Öffnung 18 eines
Schiebe- oder Glasdachs angedeutet.
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In
der 3 ist das Dachmodul 10 von außerhalb
des Kraftfahrzeugs dargestellt. Es ist somit das Dach 15,
die Kante 16 und die Frontscheibe 17 des Kraftfahrzugs
von außen
sichtbar und das Dachmodul 10 wird durch die Frontscheibe 17 hindurch betrachtet.
Insoweit ist von dem Dachmodul 10 im wesentlichen nur das
zweite und das dritte Gehäuseteil 12, 13 sichtbar,
während
das erste Gehäuseteil 11 im
wesentlichen verdeckt ist.
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In
der 4 ist das Dachmodul 10 in einer Schnittdarstellung
innerhalb des Kraftfahrzeugs dargestellt. Es ist das Dachmodul 10 mit
seinen drei Gehäuseteilen 11, 12, 13 und
insbesondere dessen Anordnung im Hinblick auf das Dach 15,
die Kante 16 und die Frontscheibe 17 des Kraftfahrzeugs
erkennbar.
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In
dem Dachmodul 10 sind Sensoren untergebracht. Die Sensoren
können
in allen drei Gehäuseteilen 11, 12, 13 angeordnet
sein. Es kann sich dabei um einen Regensensor und/oder einen Schmutzsensor
handeln, der/die auf die Frontscheibe 17 ausgerichtet bzw.
der Frontscheibe 17 zugeordnet ist/sind. Es kann sich weiterhin
um einen Temperatursensor beispielsweise zur Messung der Temperatur des
Innenraums des Kraftfahrzeugs handeln. Ebenfalls kann es sich um
einen lichterkennenden bzw. lichtempfindlichen Sensor, insbesondere
eine oder mehrere Kamera/s handeln, die in Richtung zu der Frontscheibe 17 des
Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist/sind. Es versteht sich, dass auch
noch weitere, ggf. auch andersartige Sensoren in dem Dachmodul 10 untergebracht
sein können.
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In
dem Dachmodul 10 sind Aktoren untergebracht. Die Aktoren
können
in allen drei Gehäuseteilen 11, 12, 13 angeordnet
sein. Dabei kann es sich um Schalter, beispielsweise um Tastschalter
oder berührungsempfindliche
Schalter handeln, die insbesondere auf der Oberfläche des
ersten Gehäuseteils 11 des
Dachmoduls 10 angeordnet sein können, und über die eine Bedienperson bestimmte
Funktionen des Kraftfahrzeugs beeinflussen kann. Weiterhin kann
es sich um mechanische und/oder elektrische Antriebe handeln, beispielsweise
zur Umschaltung des Rückfahrspiegels
von einer Normalstellung in eine abgeblendete Stellung. Es versteht
sich, dass auch noch weitere, ggf. auch andersartige Aktoren in dem
Dachmodul 10 untergebracht sein können.
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In
dem Dachmodul 10 können
auch noch sonstige elektrische und/oder mechanische Bauelemente
untergebracht sein. Dabei kann es beispielsweise um eine oder mehrere
Lichtquelle/n für
die Beleuchtung des Innenraums des Kraftfahrzeugs handeln, oder
um ein Mikrofon und/oder einen Lautsprecher z.B. für eine Freisprechanlage
eines Telefons oder ganz allgemein für eine Audioanlage des Kraftfahrzeugs.
Es versteht sich, dass auch noch weitere, ggf. auch andersartige
Bauelemente in dem Dachmodul 10 untergebracht sein können.
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In
dem Dachmodul 10, insbesondere in dem ersten Gehäuseteil 11 ist
eine elektronische Steuereinheit untergebracht. Dabei kann es sich
insbesondere um einen Mikrocontroller mit zugehörigen elektronischen Bauteilen,
wie beispielsweise mit Treibern, Wandlern, Ein/Ausgabeschaltungen
und dergleichen, handeln.
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An
die Steuereinheit sind die Sensoren, Aktoren und sonstigen elektrischen
und/oder mechanischen Bauelemente, die in dem Dachmodul 10 untergebracht
sind, angeschlossen. Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen, mit
Hilfe dieser Sensoren, Aktoren und sonstigen elektrischen und/oder
mechanischen Bauelemente bestimmte Funktionen des Kraftfahrzeugs
zu beeinflussen, insbesondere zu steuern und/oder zu regeln.
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So
ist es beispielsweise möglich,
eine automatische Scheibenwisch- und waschanlage des Kraftfahrzeugs
mit Hilfe der Steuereinheit, des Regensensors und des Schmutzsensors
zu realisieren. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, eine automatische Scheinwerfer-Einschalteinrichtung
mit Hilfe der Steuereinheit und eines lichterkennenden Sensors zu realisieren.
Es versteht sich, dass auch beliebige andere Funktionen mit Hilfe
der beschriebenen Steuereinheit und der beschriebenen Sensoren,
Aktoren und sonstigen elektrischen und/oder mechanischen Bauelemente
realisiert werden können.
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Weiterhin
werden von der Steuereinheit auch Funktionen des Kraftfahrzeugs
beeinflusst, insbesondere gesteuert und/oder geregelt, die von Sensoren,
Aktoren und sonstigen elektrischen und/oder mechanischen Bauelemente
Gebrauch machen, die auch außerhalb
des Dachmoduls 10 angeordnet sind. Dies wird nachfolgend
anhand der 5 erläutert.
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In
der 5 ist ein Kraftfahrzeug 20 in schematischer
Weise dargestellt. Ebenfalls ist das Dachmodul 10 in schematischer
Weise innerhalb des Kraftfahrzeugs angedeutet. Die in dem Dachmodul 10 untergebrachte
Steuereinheit ist mit "ECU" gekennzeichnet (ECU
= electronic control unit). Weiterhin sind eine Mehrzahl von lichtempfindlichen
Sensoren dargestellt, bei denen es sich insbesondere um Kameras
handelt.
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So
ist eine Kamera 21 vorgesehen, die insbesondere in dem
dritten Gehäuseteil 13 des
Dachmoduls 10 untergebracht ist, und die zu einem Spurerkennungssystem
gehört.
Die Kamera 21 ist nach vorne gerichtet, hat eine Reichweite
von etwa 10 Metern und ist dazu vorgesehen, auf einer Straße vorhandene
Fahrspuren zu erkennen. Über
Leitungen ist die Kamera 21 mit der Steuereinheit verbunden, mit
deren Hilfe dann die vorgenannte Spurerkennung durchgeführt wird.
Bei einem erkannten Verlassen einer Fahrspur kann beispielsweise
in dem Dachmodul 10 ein akustischer und/oder optischer
Aktor vorhanden sein, mit dem der Fahrer des Kraftfahrzeugs dann
gewarnt werden kann.
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Weiterhin
ist eine Kamera 22 vorgesehen, die insbesondere in dem
dritten Gehäuseteil 13 des Dachmoduls 10 untergebracht
ist, und die zu einem Nachtsichtsystem gehört. Die Kamera 22 ist
nach vorne gerichtet, hat eine Reichweite von etwa 100 Metern und
kann als Infrarotkamera oder auf der Basis einer Restlichterkennung
ausgebildet sein. Die Kamera 22 ist über Leitungen mit der Steuereinheit verbunden.
Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen, das von der Kamera 22 gelieferte
Bild beispielsweise auf einem Monitor oder einem Display oder auf
sonstige Weise dem Fahrer des Kraftfahrzeugs anzuzeigen.
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Ebenfalls
sind Kameras 23, 24 vorgesehen, die beispielsweise
in dem linken und dem rechten Außenspiegel des Kraftfahrzeugs
untergebracht sind, und die zu einem System zur Überwachung eines sogenannten
toten Winkels gehören.
Die Kameras 23, 24 sind nach hinten ausgerichtet
und haben eine Reichweite von etwa 5 Metern. Die Kameras 23, 24 sind über Leitungen
mit der Steuereinheit verbunden. Die von den Kameras 23, 24 gelieferten
Bilder werden von der Steuereinheit dazu verwendet, dem Fahrer beispielsweise über einen
Monitor oder dergleichen auch denjenigen Bereich anzuzeigen, den er über die
genannten Außenspiegel
des Kraftfahrzeugs an sich nicht einsehen kann.
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Es
ist eine weitere Kamera 25 vorgesehen, die im Bereich der
Rückscheibe
des Kraftfahrzeugs etwa mittig angeordnet ist. Die Kamera 25 ist
nach hinten ausgerichtet und hat eine Reichweite von etwa 20 Metern.
Die Kamera 25 ist über
Leitungen mit der Steuereinheit verbunden. Die von der Kamera 25 gelieferten
Bilder werden von der Steuereinheit dazu verwendet, dem Fahrer beispielsweise über einen Monitor
oder dergleichen auch denjenigen Bereich anzuzeigen, den er über den
im Dachmodul 10 enthaltenen Rückfahrspiegel des Kraftfahrzeugs
an sich nicht einsehen kann.
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Weiterhin
kann eine Kamera 26 vorgesehen sein, die im Bereich der
Rückscheibe
des Kraftfahrzeugs etwa mittig angeordnet ist. Die Kamera 26 ist nach
hinten ausgerichtet und hat eine Reichweite von etwa 5 Metern. Die
Kamera 26 ist über
Leitungen mit der Steuereinheit verbunden. Die von der Kamera 26 gelieferten
Bilder können
von der Steuereinheit im Rahmen des bereits erwähnten Spurerkennungssystems
und/oder in einem Einparkhilfesystem verwendet werden.
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Weitere
Kameras 27 sind vorgesehen, die im Innenraum des Kraftfahrzeugs
angeordnet sind, und die zu einem Sitzbelegungssystem gehören. In
der 5 sind nur zwei derartige Kameras 27 für die Vordersitze
des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Es versteht sich, dass entsprechende
Kameras auch den Rücksitzen
des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein können. Die Kameras 27 sind über Leitungen
mit der Steuereinheit verbunden. Mit Hilfe der von den Kameras 27 gelieferten
Daten ist die Steuereinheit in der Lage zu ermitteln, welche der
Sitze des Kraftfahrzeugs von einer Person besetzt sind. In Abhängigkeit
davon kann dann die Steuereinheit entsprechende Airbags und/oder
sonstige, sitzbezogene Einrichtungen oder Funktionen aktiv oder
passiv schalten.
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Von
der Steuereinheit in dem Dachmodul 10 werden also eine
Mehrzahl von Funktionen des Kraftfahrzeugs realisiert. Die hierfür erforderlichen
Sensoren, Aktoren und/oder sonstigen elektrischen oder mechanischen
Bauelemente sind teilweise in dem Dachmodul 10 untergebracht,
teilweise außerhalb. Insoweit
stellt die Steuereinheit in dem Dachmodul 10 einen zentralen
Knoten innerhalb des Kraftfahrzeugs 20 dar, von dem die
genannten Funktionen ausgeführt
werden.