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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von
Objekten für
ein Fahrzeug, die besonders zur Erfassung einer Distanz zu einem
vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung einer elektromagnetischen
Welle geeignet ist.
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Eine
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach dem Stand der Technik
emittiert intermittierend eine Laserlicht und erfasst das Laserlicht,
das durch ein Hindernis wie etwa ein vorausfahrendes Fahrzeug reflektiert
wird, um eine Distanz zu dem Hindernis basierend auf einer Zeitdifferenz
zwischen der Ausstrahlung und der Erfassung des Laserlichts zu bestimmen.
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Die
JP 2002-031685 A offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten
für ein
Fahrzeug, die einen Lichtemitter zum Emittieren von Laserlicht umfasst,
einen drehbar gelagerten Polygonspiegel zum Reflektieren des Laserlichts
in einen Abtastbereich vor dem Fahrzeug und einen Fotorezeptor zum
Erfassen des Laserlichts, welches durch ein Hindernis reflektiert
wird.
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Die
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten, die harten Umgebungsbedingungen
ausgesetzt ist, während
das Fahrzeug sich bewegt, enthält
Abtastmechanismen, optische Vorrichtungen und elektrische Schaltungen
wie beispielsweise diejenigen, die oben beschrieben wurden, in einem
Gehäuse,
um diese vor Schmutz, umherfliegenden Steinen und Wasser zu schützen. Zusätzlich weist
das Gehäuse einen
Bereich für
die Emission von Licht und einen Bereich für das Empfangen von Licht auf,
die aus einem transparenten Material hergestellt sind.
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Wenn
die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten zum Erfassen des Vorhandenseins
und/oder einer Distanz zu einem Hindernis vor dem Fahrzeug verwendet
wird, wird die Vorrichtung an einer Stirnseite des Fahrzeugs installiert.
Somit werden die Fenster für
die Emission von Licht und das Empfangen von Licht der Vorrichtung
oft durch umherfliegende Steine und andere lose Ablagerungen beschädigt, die üblicherweise
auf Straßen
zu finden sind.
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Falls
die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten aufgrund der Beschädigung aufhört, zu arbeiten,
schaltet eine elektronische Kontrolleinheit ("electric control unit" ECU) die Vorrichtung
ab und alarmiert einen Fahrer des Fahrzeugs, dass die Vorrichtung
zur Erfassung von Objekten eine Fehlfunktion aufweist.
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Jedoch
kann die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten fortfahren, zu arbeiten,
während
das Fenster für
die Emission und/oder das Fenster für das Empfangen von Licht Brüche aufweist.
In diesem Fall können
die Bruchstellen es ermöglichen,
dass Schmutz und/oder Wasser in die Vorrichtung eintritt und dabei
eine Kondensation oder Rost verursacht, die bzw. der sich auf den
Vorrichtungen in der Vorrichtung sammelt. Dies verschlechtert die
Leistung der Vorrichtung im Betrieb, so dass es zu einer fehlerhaften
Distanzerfassung und/oder einer Verringerung des Erfassungsbereichs
kommen kann.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung
zur Erfassung von Objekten für
ein Fahrzeug zur Verfügung
zu stellen, die einen Bruch in einem Fenster zur Emission von Licht und/oder
einem Fenster zum Empfangen von Licht der Vorrichtung erfassen kann.
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Um
obige Aufgabe zu lösen,
umfasst eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach der vorliegenden
Erfindung einen Bereich zur elektromagnetischen Emission, einen
Bereich zum elektromagnetischen Empfang, ein Emissionsfenster, ein
Empfangsfenster, einen Bereich zum Emittieren von Licht zur Erfassung
eines Defekts, einen Bereich zum Empfangen von Licht zur Erfassung
eines Defekts und einem Bereich zur Erfassung eines Bruchs.
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Der
Bereich zur elektromagnetischen Emission emittiert eine elektromagnetische
Welle vor dem Fahrzeug. Der Bereich zum elektromagnetischen Empfang
empfängt
die elektromagnetische Welle anschließend, die durch ein Objekt
reflektiert wird, welches sich vor dem Fahrzeug befindet. Das Emissionsfenster
bedeckt den Bereich zur elektromagnetischen Emission und ermöglicht den
Durchgang der elektromagnetischen Welle hierdurch. Das Empfangsfenster
deckt den Bereich zum elektromagnetischen Empfang ab und ermöglicht den
Durchgang der elektromagnetischen Welle hierdurch.
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Der
Bereich zum Emittieren von Licht zur Erfassung eines Defekts emittiert
ein Licht zur Erfassung in eine Seite von wenigstens dem Emissionsfenster
und dem Empfangsfenster. Der Bereich zum Empfangen von Licht zur
Erfassung eines Defekts empfängt
das Licht zur Erfassung, das durch den Bereich zum Emittieren von
Licht zur Erfassung eines Defekts übertragen wird, an einer zweiten
Seite des Emissionsfensters und/oder des Empfangsfensters. Der Bereich
zur Erfassung eines Bruchs bestimmt, ob das Emissionsfenster und/oder
das Empfangsfenster eine Bruchstelle aufweist, basierend auf dem Licht
zur Erfassung, welches durch den Bereich zum Empfang von Licht empfangen
wird.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich ebenso
wie Verfahren zum Betreiben und die Funktion der entsprechenden Teile
aus dem Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, der
Ansprüche
und der Zeichnungen, welche zusammen die vorliegende Anmeldung bilden.
In den Zeichnungen zeigt:
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1 einen
Querschnitt einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung längs
der Linie I-I in 2;
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2 eine
teilweise verdeckte Draufsicht auf die Vorrichtung zur Erfassung
von Objekten nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Rückansicht
der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach den 1 und 2, wobei
ein zweiter Bereich entfernt ist;
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4A eine
Endansicht eines Fensters, welches einem Prozess zur Erfassung eines
Bruchs entsprechend der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach 1 unterzogen
wird; und
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4B eine
Endansicht eines gebrochenen Fensters, welches einem Prozess der
Erfassung eines Bruchs entsprechend der Vorrichtung zur Erfassung
von Objekten nach 1 unterzogen wird;
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5 ein
schematisches Diagramm eines Bereichs zur Erfassung eines Bruchs
der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach 1;
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6 eine
teilweise geschnittene Draufsicht auf eine zweite Ausführung einer
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß den Prinzipen vorliegenden
Erfindung;
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7A eine
Endansicht eines Fensters, welches einem Prozess der Erfassung eines
Bruchs entsprechend der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten nach 6 unterzogen
wird; und
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7B eine
Endansicht eines gebrochenen Fensters, welches einem Prozess zur
Erfassung eines Bruchs entsprechend der Vorrichtung zur Erfassung
von Objekten nach 6 unterzogen wird.
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1 zeigt
einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß der ersten Ausführung. 2 zeigt
eine teilweise geschnittene Draufsicht der Vorrichtung zur Erfassung
von Objekten. In 1 fällt die rechte Seite mit einer
Seite vor dem Fahrzeug zusammen. Die Vorrichtung zur Erfassung von
Objekten ist an einem Fahrzeug angeordnet und dient als eine Laser-
oder Radarvorrichtung zum Messen einer Distanz zwischen dem Fahrzeug und
einem anderen Fahrzeug in einem Regelsystem zum adaptiven Fahren.
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Ein
Gehäuse 1 der
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten ist eine Plastikbox. Das
Gehäuse 1 umfasst
einen ersten Bereich 1a und einen zweiten Bereich 1b.
Der erste Bereich 1a ist ein Container, der an einer Rückseite
eine Öffnung
aufweist, wenn er auf dem Fahrzeug installiert ist, und Komponenten beinhaltet,
die nachfolgend beschrieben werden.
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Der
erste Bereich 1a weist einen allgemein schwarz gefärbten Plastikbereich 1c auf,
ein Fenster 1d zum Emittieren von Licht, und ein Fenster 1e zum Empfangen
von Licht. Das Fenster 1d zum Emittieren von Licht und
das Fenster 1e zum Empfangen von Licht sind an einer vorderen
Seite des Gehäuses 1 angeordnet,
wenn dieses an dem Fahrzeug angeordnet ist. Das Fenster 1d zum
Emittieren von Licht und das Fenster 1e zum Empfangen von
Licht sind allgemein vertikal angeordnet, obwohl das Fenster 1d zum
Emittieren von Licht leicht abgeschrägt ist, und sie sind aus einem
transparenten Material wie beispielsweise Glas oder Acryl hergestellt.
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3 zeigt
eine Rückansicht
der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung, wobei der zweite Bereich 1b entfernt
ist, um das Innere des ersten Bereichs 1a freizulegen.
Der erste Bereich 1a umfasst zwei allgemein rechtwinklige
Rahmen 1f und 1g, die darin angeordnet sind und
das Fenster 1d zur Emission von Licht bzw. das Fenster 1e zum
Empfangen von Licht enthalten. Jeder der Rahmen 1f und 1g umfasst
ein Paar von einander gegenüberliegenden Lücken, die
ein Paar von einander gegenüberliegenden
Vorsprüngen 1h bzw. 1i aufnehmen,
die an dem Fenster 1d zur Emission von Licht bzw. dem Fenster 1e zum
Empfangen von Licht ausgebildet sind.
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Die
Rahmen 1f bzw. 1g enthalten das Fenster 1d zur
Emission von Licht bzw. das Fenster 1e zum Empfangen von
Licht, so dass seitliche Stirnseiten der Vorsprünge 1h, 1i an
gegenüberliegenden Seiten
der Rahmen 1f, 1g frei liegen. Imaginäre Linien
(nicht dargestellt), die sich zwischen den Vorsprüngen 1h, 1i erstrecken,
gehen durch einen allgemein zentralen Bereich des Fensters 1d zur
Emission von Licht und des Fensters 1e zum Empfangen von Licht.
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Wieder
bezugnehmend auf 2 ist der zweite Bereich 1b des
Gehäuses 1 aus
Plastik hergestellt und hält
einen Stecker 1j, der teilweise von diesem hervorsteht.
Der Stecker 1j wird verwendet, um eine elektrische Kommunikation
zwischen der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten und einer zentralen
elektronischen Kontrolleinheit (ECU) des Fahrzeugs zur Verfügung zu
stellen.
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Nun
wieder bezugnehmend auf 1 umfasst das Gehäuse 1 einen
Lichtemitter 2, einen Reflektor 3, einen Polygonspiegel 4 und
eine Steuerkarte 5 in seinem unteren Bereich. Die Steuerkarte 5 umfasst
einen Steuerbereich zum Steuern der Vorrichtung zur Erfassung von
Objekten. Das Gehäuse 1 umfasst
weiter einen Fotorezeptor 6 in seinem oberen Bereich, der
dem Fenster 1e zum Empfangen von Licht zugewandt ist.
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Der
Lichtemitter 2 emittiert ein Laserlicht auf den Reflektor 3 entsprechend
Steuersignalen, die durch den Steuerbereich der Steuerkarte 5 gesendet werden.
Bei einer Ausführung
erzeugt eine Laserdiode ein gepulstes Laserlicht und dient als der
Lichtemitter 2. Der Reflektor 3 reflektiert das
Laserlicht, welches durch den Lichtemitter 2 emittiert
wird, hin zu dem Polygonspiegel 4. Ein Halter 7 stützt drehbar den
Reflektor 3. Ein Aktuator stellt einen vertikalen Reflexionswinkel
des Reflektors 3 entsprechend Steuersignalen ein, die durch
den Steuerbereich der Steuerkarte 5 geschickt werden. In
einer Ausführung weist
der Reflektor 3 einen Schwenkbereich von ungefähr ± 1 Grad
auf.
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Der
Polygonspiegel 4 ist eine allgemein kegelstumpfförmige hexagonale
Pyramide. Der Polygonspiegel 4 ist über der Steuerkarte 5 so
gelagert, dass er sich um eine Achse der Pyramide drehen kann. Ein
Aktuator dreht den Polygonspiegel 4 um die Achse entsprechend
Steuersignalen, die durch den Steuerbereich der Steuerkarte 5 gesendet
werden. Somit kann jede seitliche Oberfläche des Polygonspiegels 4 als
ein reflektierender Spiegel fungieren.
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Genauer
gesagt, reflektiert der Polygonspiegel 4 das Laserlicht,
welches von dem Reflektor 3 empfangen wird, nach vorne
zu dem Frontbereich des Fahrzeugs durch das Fenster 1d zum
Emittieren von Licht. Der Aktuator ändert einen Reflexionswinkel
des Laserlichts, indem er die Orientierung um die Rotationsachse
des Polygonspiegels 4 ändert,
um den Emissionswinkel des Laserlichts einzustellen, um einen vorbestimmten
Bereich im Frontbereich vor dem Fahrzeug abzutasten.
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Die
Steuerkarte 5 umfasst eine Mehrzahl von Vorrichtungen,
die den Steuerbereich bilden, wie etwa ein Bereich zur Erfassung
einer Distanz und einen Bereich zur Erfassung eines Bruchs. Der
Bereich zur Erfassung einer Distanz berechnet eine Distanz zwischen
dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug. Der Bereich zur
Erfassung eines Bruchs kann so betrieben werden, dass er bestimmt,
ob das Fenster 1d zur Emission von Licht oder das Fenster 1e zum
Empfangen von Licht gebrochen ist. Der Steuerbereich erzeugt Steuersignale,
um die Vorrichtungen einschließlich
dem Lichtemitter 2, dem Reflektor 3 und dem Polygonspiegel 4 zu
betätigen.
Der Steuerbereich empfängt
auch Signale von Sensoren wie etwa dem Fotorezeptor 6 und
den Fotorezeptoren 12a, 12b. Der Steuerbereich
verwendet diese Information, um die Distanz zu dem vorausfahrenden Fahrzeug
zu berechnen und das Vorhandensein eines Bruchs in dem Fenster 1d zur
Emission von Licht oder dem Fenster 1e zum Erfassen von
Licht zu erfassen.
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Der
Fotorezeptor 6 ist allgemein über dem Polygonspiegel 4 angeordnet
und in einer im wesentlichen vertikalen Ebene angeordnet. Der Fotorezeptor 6 umfasst
eine Fresnellinse 6a und eine Vorrichtung 6b zur
Fotorezeption wie etwa eine Fotodiode. Es sei angemerkt, dass der
Fotorezeptor 6 auch zusätzliche
Elemente oder Ersatzelemente umfassen kann, die erforderlich sein
können,
um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Die Fresnellinse 6a lenkt
das Laserlicht, das durch das Fenster 1e zum Empfang von
Licht eintritt, auf die Vorrichtung 6b zur Fotorezeption.
Die Vorrichtung 6b zur Fotorezeption erzeugt einen Ausgabestrom
oder eine Ausgabespannung entsprechend einer Intensität des Laserlichts,
welches durch den Fresnellinse 6a gesammelt wird. Der Ausgabestrom
oder die Ausgabespannung wird an den Steuerbereich gesendet.
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Das
Gehäuse 1 umfasst
weiterhin LEDs ("light-emitting
diodes") 11a, 11b (die
in 2 und 3 gezeigt sind) und die Fotorezeptoren 12a, 12b. Die
LEDs 11a, 11b dienen als Bereich zum Emittieren von
Licht zur Erfassung eines Defekts bei der vorliegenden Erfindung.
Die Fotorezeptoren 12a, 12b dienen als der Bereich
zum Empfangen von Licht zur Erfassung eines Defekts bei der vorliegenden
Erfindung. Die LEDs 11a, 11b und die Fotorezeptoren 12a, 12b werden
zusammen mit dem Bereich zur Erfassung eines Bruchs des Steuerbereichs
der Steuerkarte 5 verwendet, um das Vorhandensein eines Bruchs
in dem Fenster 1d zur Emission von Licht und/oder dem Fenster 1e zum
Empfangen von Licht zu erfassen. Die LEDs 11a, 11b und
die Fotorezeptoren 12a, 12b sind in der Nähe der Fenster 1d zur Emission
von Licht und 1e zum Empfangen von Licht angeordnet, wie
in 3 gezeigt.
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Genauer
gesagt, ist die LED 11a in der Nähe des einen Vorsprungs 1h des
Fensters 1d zur Emission von Licht angeordnet und der Fotorezeptor 12a ist
in der Nähe
des gegenüberliegenden
Vorsprungs 1h des Fensters 1d zur Emission von
Licht angeordnet. Darüber
hinaus ist die LED 11b in der Nähe des einen Vorsprungs 1i des
Fensters 1e zum Empfang von Licht angeordnet und der Fotorezeptor 12b ist
in der Nähe
des gegenüberliegenden
Vorsprungs 1i des Fensters 1e zum Empfang von
Licht angeordnet. Somit tritt Licht, welches von den LEDs 11a bzw. 11b emittiert
wird, in das Fenster 1d zur Emission von Licht bzw. das
Fenster 1e zum Empfang von Licht über den einen Vorsprung 1h bzw. 1g ein
und wird von den Fotorezeptoren 12a bzw. 12b empfangen, die
an den gegenüberliegenden
Vorsprüngen 1h bzw. 1i angeordnet
sind.
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Nachfolgend
wird näher
erläutert
wie die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten arbeitet.
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Beispielsweise
arbeitet, während
ein Regelsystem zur adaptiven Fahrregelung in Betrieb ist, der Bereich
zur Erfassung einer Distanz des Steuerbereichs der Steuerkarte 5,
um die Distanz zwischen dem Fahrzeug und einem vorderen Fahrzeug
zu erfassen.
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Zunächst emittiert
der Lichtemitter 2 Laserlicht vor dem Fahrzeug über den
Reflektor 3, den Polygonspiegel 4 und das Fenster 1d zur
Emission von Licht. Wenn ein Hindernis wie etwa ein vorderes Fahrzeug
das Laserlicht reflektiert, tritt das reflektierte Laserlicht durch
das Fenster 1e zum Empfang von Licht ein und wird durch
den Fotorezeptor 6b empfangen.
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Somit
erzeugt der Fotorezeptor 6b einen Ausgabestrom oder eine
Ausgabespannung entsprechend der Intensität des empfangenen Laserlichts. Die
Steuerschaltung erfasst den Ausgabestrom oder die Ausgabespannung
und berechnet die Distanz D zwischen dem Fahrzeug und dem vorderen
Fahrzeug basierend auf einer Zeitdifferenz T zwischen der Emission
und dem Empfang des Laserlichts. Hierzu lautet beispielsweise eine
Gleichung:
D = C × T/2,
wobei C die Geschwindigkeit des Laserlichts ist.
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Somit
wird die Distanz zwischen dem Fahrzeug und dem vorderen Fahrzeug
erfasst. Die Distanz wird über
den Stecker 1j an bestimmte Vorrichtungen übertragen,
die außerhalb
des Gehäuses 1 angeordnet
sind, wie beispielsweise eine ECU für den Motor und/oder eine ECU
für das
Bremssystem. Somit steuert die ECU den Motor und/oder die ECU für das Bremssystem
die Motorleistung und/oder die Stärke des Bremsens, um die Distanz
zwischen dem Fahrzeug und dem vorderen Fahrzeug bei einem vorbestimmten
Wert zu halten.
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Darüber hinaus
aktiviert das Einschalten des Regelsystems zur adaptiven Fahrregelung
auch den Bereich zur Erfassung eines Bruchs des Steuerbereichs,
so dass er einen Prozess zur Erfassung eines Bruchs ausführt. 4A zeigt
einen optischen Pfad des Prozesses zur Erfassung eines Bruchs, wenn das
Fenster 1d zum Emittieren von Licht oder das Fenster 1e zum
Empfangen von Licht nicht gebrochen ist. 4B zeigt
einen optischen Pfad bei dem Prozess zur Erfassung eines Bruchs,
wenn das Fenster 1d zum Emittieren von Licht oder das Fenster 1e zum
Empfangen von Licht gebrochen ist. Nachfolgend wird der Prozess
zur Erfassung eines Bruchs näher
erläutert.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Prozess zur Erfassung eines
Bruchs, der für das
Fenster 1d zum Emittieren von Licht und das Fenster 1e zum
Empfangen von Licht durchgeführt wird,
identisch ist und daher nur ein Prozess mit Bezug auf beide Fenster 1d und 1e beschrieben
wird, wie in 4 gezeigt.
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Wenn
das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen
von Licht nicht gebrochen ist, wie in 4A gezeigt,
tritt das Licht, welches durch die LED 11a bzw. 11b emittiert
wird, in das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren
bzw. Empfangen von Licht an dem einen Vorsprung 1h bzw. 1i ein,
wie vorstehend beschrieben und in 3 gezeigt.
Das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen
von Licht überträgt das Licht
zu dem gegenüberliegenden
Vorsprung 1h bzw. 1i. Das Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht weist keine Lichtabschirmung
oder einen diffusen Bereich auf und überträgt daher 100% des Lichts, welches
durch den einen Vorsprung 1h bzw. 1i eintritt,
zu dem gegenüberliegenden
Vorsprung 1h bzw. 1i. Der Fotorezeptor 12a bzw. 12b empfängt das
Licht, welches den anderen Vorsprung 1h bzw. 1i erreicht
und gibt einen Ausgabestrom oder eine Ausgabespannung aus, die einen
Wert aufweisen, der auf der Intensität des Lichts basiert. Der Ausgabestrom
oder die Ausgabespannung, die durch den Fotorezeptor 12a bzw. 12b erzeugt
wird, wird dann als ein Signal zur Erfassung eines Bruchs an den
Steuerbereich der Steuerkarte 5 gesendet.
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Wenn
das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen
von Licht gebrochen ist, wie in 4B gezeigt,
tritt das Licht, welches von der LED 11a bzw. 11b emittiert
wird, in das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren
bzw. Empfangen von Licht an dem einen Vorsprung 1h bzw. 1i auf
dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben ein. Jedoch schneiden
die Brüche
in dem Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen
von Licht das Licht ab oder streuen es. Somit führen Brüche dazu, dass die Intensität des Lichts,
welches von den gegenüberliegenden
Vorsprüngen 1h bzw. 1i empfangen
wird, auf allgemein 50% von dem reduziert werden, das empfangen
wird, wenn das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren
bzw. Empfangen von Licht nicht gebrochen ist. Der Fotorezeptor 12a bzw. 12b erzeugt
dann einen Ausgabestrom oder eine Ausgabespannung basierend auf
der Intensität
des empfangenen Lichts. Der Erfassungsstrom oder die Erfassungsspannung,
die durch den Fotorezeptor 12a bzw. 12b ausgegeben
werden, werden als ein Signal zur Erfassung eines Bruchs an den
Steuerbereich eingegeben, der auf der Steuerkarte 5 angeordnet
ist.
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Der
Bereich zur Erfassung eines Bruchs des Steuerbereichs der Steuerkarte 5 bestimmt,
ob das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw.
Empfangen von Licht gebrochen ist, basierend auf dem Signal zur
Erfassung eines Bruchs, welches von dem Fotorezeptor 12a bzw. 12b geschickt
wird. Der Bereich zur Erfassung eines Bruchs der Steuerkarte umfasst auch
eine Vorrichtung zum Vergleichen 13, die in 5 gezeigt
ist. Die Vorrichtung zum Vergleichen 13 realisiert den
Bereich zur Erfassung eines Bruchs. Der Bereich zur Erfassung eines
Bruchs vergleicht die Spannungsausgabe durch den Fotorezeptor 12a bzw. 12b mit
einer Referenzspannung oder transformiert den Ausgabestrom in eine
Ausgabespannung, um diese mit der Referenzspannung zu vergleichen. Der
Bereich zur Erfassung eines Bruchs bestimmt, dass das Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht nicht gebrochen ist, wenn die Ausgabespannung
größer als
die Referenzspannung ist, und bestimmt, dass das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren
bzw. Empfangen von Licht gebrochen ist, wenn die erfasste Spannung
kleiner als die Referenzspannung ist.
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Es
sei angemerkt, dass die Referenzspannung gleich einem Wert der Ausgabespannung
gesetzt sein kann, die erzeugt wird, wenn das Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht nur eine Bruchstelle aufweist.
Alternativ kann die Referenzspannung gleich einem Wert der Ausgabespannung
gesetzt sein, die erzeugt wird, wenn das Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht mehrere Brüche aufweist, wodurch die Leistung
der Erfassung von Objekten sich reduziert.
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Der
Prozess zur Erfassung von Brüchen kann
Brüche
in dem Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw.
Empfangen von Licht wie vorstehend beschrieben erfassen. Wenn der
Steuerbereich das Vorhandensein eines Bruchs in dem Fenster 1d zur Emission
von Licht oder dem Fenster 1e zum Empfangen von Licht erfasst,
gibt der Steuerbereich ein Signal an die ECU des Fahrzeugs aus,
die dieses anzeigt, und zwar über
den Stecker 1j. Das Signal aktiviert eine Alarmleuchte
(nicht dargestellt), die auf einer Instrumententafel des Fahrzeugs
angeordnet ist, und/oder eine Informationsleuchte, die auf einem
Armaturenbrett bzw. einem Tachometer angeordnet ist, um den Fahrer
zu informieren, ob der Betrieb der Fahrregelung ausführbar ist
oder nicht.
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Wie
vorstehend beschrieben bestimmt die Vorrichtung zur Erfassung von
Objekten gemäß der ersten
Ausführung,
ob das Fenster 1d zum Emittieren von Licht oder das Fenster 1e zum
Empfangen von Licht gebrochen ist. Dies wird dadurch erreicht, dass
ein Licht in eine Seite des Fensters 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht emittiert wird und das Licht
an dessen anderer Seite empfangen wird. Indem das gebrochene Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht repariert oder ersetzt wird,
ist es möglich,
zu verhindern, dass die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten einen weiteren
Schaden aufgrund des Eintretens von Schmutz oder Wasser und/oder
der Ansammlung von Rost erleidet, was alles die Leistung der Vorrichtung
beeinträchtigen
kann.
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6 zeigt
eine teilweise geschnittene Draufsicht einer zweiten Ausführung einer
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß der vorliegenden Erfindung. 7A zeigt
einen optischen Weg, der durch ein Fenster 1d zur Emission
von Licht und ein Fenster 1e zum Empfang von Licht erzeugt wird,
das nicht gebrochen ist. 7B zeigt
einen optischen Weg, der durch ein Fenster 1d zur Emission von
Licht oder ein Fenster 1e zum Empfang von Licht erzeugt wird, das
gebrochen ist. Die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß dieser
Ausführung weist
allgemein denselben Aufbau wie nach der ersten Ausführung auf,
ausgenommen den Anordnungen der Fotorezeptoren 12a, 12b.
Die folgende Beschreibung beschränkt
sich auf die Bereiche der zweiten Ausführung, die sich von der ersten
Ausführung
unterscheiden.
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Wie
in 6 gezeigt, sind die Fotorezeptoren 12a, 12b so
angeordnet, dass sie Licht empfangen, welches von einer hinteren
Oberfläche
der Fenster 1d zur Emission von Licht oder 1e zum
Empfang von Licht emittiert wird. Genauer gesagt liegt jeder der
Fotorezeptoren 12a bzw. 12b allgemein zentralen
Bereichen des Fensters 1d zum Emittieren von Licht bzw. 1e zum
Empfangen von Licht gegenüber. Dies
ist die Stelle, an der Brüche
normalerweise auftreten, im Gegensatz zu anderen Bereichen der Fenster 1d zum
Emittieren von Licht und 1e zum Empfangen von Licht. Daher
dient diese Anordnung der Fotorezeptoren 12a, 12b zur
Erfassung der Brüche,
die in dem mittleren bzw. zentralen Bereich des Fensters 1d zum
Emittieren von Licht bzw. 1e zum Empfangen von Licht auftreten.
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Wenn
das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen
von Licht keine Brüche
aufweist, wie in 7A gezeigt, geht das Licht,
welches von der LED 11a bzw. 11b emittiert wird,
direkt durch diese hindurch. Somit empfängt der Fotorezeptor 12a bzw. 12b kein
Licht. Der Fotorezeptor 12a bzw. 12b erzeugt dann
einen Ausgabestrom oder eine Ausgabespannung, der bzw. die einen
Wert aufweist, der der Intensität
des empfangenen Lichts entspricht, der sehr klein oder nahe Null
ist. Der Ausgabestrom bzw. die Ausgabespannung wird als das Erfassungssignal an
den Steuerbereich der Steuerkarte 5 geschickt.
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Wenn
das Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen
von Licht gebrochen ist, wie in 7B gezeigt,
streut die Bruchstelle das Licht, das durch die LED 11a bzw. 11b emittiert
wird und zwingt das Licht dazu, aus der hinteren Oberfläche des Fensters 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht auszutreten. Somit empfängt der
Fotorezeptor 12a bzw. 12b das Licht, das durch
die Bruchstellen gestreut ist. Der Fotorezeptor 12a bzw. 12b erzeugt
dann einen Ausgabestrom oder eine Ausgabespannung basierend auf
der Intensität
des empfangenen Lichts. Der Ausgabestrom bzw. die Ausgabespannung
wird als das Erfassungssignal an den Steuerbereich eingegeben, der
sich auf der Steuerkarte 5 befindet.
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Der
Bereich zur Erfassung von Brüchen
des Steuerbereichs bestimmt, ob das Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht gebrochen ist, basierend auf
den Erfassungssignalen, die von dem Fotorezeptor 12a bzw. 12b geschickt
werden.
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Wie
vorstehend beschrieben erfasst die Vorrichtung zur Erfassung von
Objekten gemäß der zweiten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein einer Bruchstellen
in dem Fenster 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw.
Empfangen von Licht basierend nicht auf der Intensität des Lichts,
das durch die gesamte Dicke des Fensters 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht geht, sondern des Lichts, das
aus der hinteren Oberfläche
des Fensters 1d bzw. 1e zum Emittieren bzw. Empfangen von
Licht gestreut wird. Die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten
gemäß der zweiten
Ausführung weist
daher dieselben Vorteile wie diejenige nach der ersten Ausführung auf.
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Die
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß der ersten und der zweiten
Ausführung
umfasst LEDs 11a und 11b. In alternativen Ausführungen
können
die LEDs 11a und 11b durch andere Lichtquellen
ersetzt sein wie beispielsweise Laser oder irgendeine andere Leuchte,
die in der Lage ist, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu
erfüllen.
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Darüber hinaus
können
die Fotorezeptoren 12a bzw. 12b in einer alternativen
Ausführung
einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten in Positionen angeordnet
sein, die sich von denjenigen in der ersten und zweiten Ausführung unterscheiden.
Beispielsweise können
sie an oberen und unteren Stirnflächen der Fenster 1d bzw. 1e zum
Emittieren bzw. Empfangen von Licht angeordnet sein.
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Zusätzlich können die
Komponenten der Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß der ersten
und zweiten Ausführung
in verschiedener Weise angeordnet sein. Beispielsweise wurden das Fenster 1d zum
Emittieren von Licht und das Fenster 1e zum Empfangen von
Licht als allgemein vertikal positioniert beschrieben. Jedoch ist
die vorliegende Erfindung auch bei einer Vorrichtung zur Erfassung von
Objekten anwendbar, bei der das Fenster zum Emittieren von Licht
und das Fenster zum Empfangen von Licht allgemein horizontal positioniert
sind.
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Die
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß der ersten und der zweiten
Ausführung
verwendet eine Lichtwelle zur Erfassung eines Objekts. Jedoch ist
die vorliegende Erfindung auch bei einer Vorrichtung zur Erfassung
von Objekten anwendbar, die andere elektromagnetische wellen zur
Erfassung verwendet, wie beispielsweise Millimeterwellen oder Mikrowellen.
D.h., die vorliegende Erfindung ist bei jeder Vorrichtung zur Erfassung
von Objekten anwendbar, die eine Distanz zu und/oder das Vorhandensein
von einem Objekt erfasst, indem eine elektromagnetische Welle mittels
eines Emitters emittiert wird und die elektromagnetische Welle,
die von dem Objekt reflektiert wird, mittels eines Rezeptors empfangen
wird.
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Eine
Vorrichtung zur Erfassung von Objekten für ein Fahrzeug gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung umfasst einen Lichtemitter 2,
der mit einem Emissionsfenster 1d abgedeckt ist, einen
Lichtrezeptor 6, der mit einem Empfangsfenster 1e abgedeckt
ist, einen Emitter für
Licht zum Erfassen eines Defekts 11a, 11b, einen
Rezeptor für
Licht zur Erfassung eines Defekts 12a, 12b und
eine Schaltung 5 zur Erfassung von Brüchen. Der Lichtemitter 2 emittiert
ein Licht vor dem Fahrzeug. Der Lichtrezeptor 6 empfängt das
Licht, das von einem Objekt reflektiert wird. Der Emitter für Licht zur
Erfassung eines Defekts 11a, 11b emittiert ein Licht
zur Erfassung in eine Seite des Emissionsfensters und/oder Empfangsfensters 1d, 1e.
Der Rezeptor für
Licht zur Erfassung eines Defekts 12a, 12b empfängt das
Licht zur Erfassung, das durch das Emissions- und/oder Empfangsfenster 1d, 1e übertragen
wird, an einer anderen Seite. Die Schaltung 5 zur Erfassung
von Brüchen
bestimmt, ob das Emissions- und/oder Empfangsfenster 1d, 1e einen
oder mehrere Brüche
aufweist, basierend auf dem Licht zur Erfassung, das durch den Rezeptor
für das
Licht zur Erfassung eines Defekts 12a, 12b empfangen wird.