Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2020160943 - UNITÉ MODULAIRE DESTINÉE À ÊTRE DISPOSÉE À L'AVANT OU À L'ARRIÈRE D'UN VÉHICULE À MOTEUR

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ DE ]

Baueinheit zur Anordnung im Frontend oder im Heckend eines Kraftfahrzeugs

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baueinheit zur Anordnung im Frontend oder im Heckend eines Kraftfahrzeugs.

STAND DER TECHNIK

Im Zuge der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und autonom fahrenden Kraft fahrzeugen besteht ein zunehmender Bedarf, Sensoren zur Erfassung der Fahr zeugumgebung in die Fahrzeuge zu integrieren. Die Sensorik dient der Erfassung von Objekten in der Fahrzeugumgebung hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Position und ihres Bewegungszustandes. Als Umgebungserfassungssysteme werden dabei insbesonde re Lidar-Systeme (Abkürzung für englisch light detection and ranging), Radar-Systeme und Kameras verwendet, welche sowohl einzeln als auch in Mehrzahl und/oder in Kombination miteinander in den Fahrzeugen verbaut werden. Im Stand der Technik werden diese Umgebungserfassungssysteme in unterschiedlichen Positionen im Be reich der Fahrzeugperipherie angeordnet.

Zum Beispiel offenbart die DE102010028185A1 ein Fahrzeug mit einem Radargerät, welches in einer Aussparung in einem Karosserieteil angeordnet ist, insbesondere in einem Stoßfänger oder in einem Kotflügel oder in einem Karosserieteil im Front- oder Heckend.

In der DE102012006368A1 ist ein Fahrzeug mit zwei Radarsensoren offenbart, wobei die Radarsensoren im rechten und im linken äußeren Bereich des hinteren Stoßfän gers integriert sind.

Die DE102015210449B4 offenbart ein Fahrzeug mit einer Kamera, welche in eine Dachantenne im Heckbereich des Fahrzeugs integriert ist.

Die DE102016218079B3 offenbart ein Fahrzeug mit einer Kamera für ein Assistenz system, wobei die Kamera und/oder ein Radarsensor zumindest teilweise in und/oder hinter dem Fierstelleremblem angeordnet sind.

Die DE102017208893A1 offenbart ein Fahrzeug mit einer Lidar-Vorrichtung, welche an einer Sicherheitskonstruktion des Fahrzeugs oberhalb der Kopfposition des Fah rers angeordnet ist, beispielsweise an einem Überrollbügel.

Des Weiteren werden in Fahrzeugstudien und Fahrzeugprototypen vorrangig schein werferintegrierte Lösungen gezeigt, bei denen die Umgebungserfassungssysteme in den Frontscheinwerfern und/oder in den Fleckleuchten der Fahrzeuge integriert sind.

Nachteilig an der Integration von Umgebungserfassungssystemen in Fahrzeugen nach dem Stand der Technik, insbesondere bei Kombination einer Mehrzahl von Um gebungserfassungssystemen, ist der hohe Aufwand, welcher zur Montage, Justage und Kontaktierung der Einzelkomponenten in den diversen Einbaupositionen entsteht. Zudem ist der Individualisierungsgrad der zur Aufnahme der Umgebungserfassungs systeme ausgeformten Fahrzeugbauteile notwendigerweise hoch, was einer vielseiti gen Verwendbarkeit der Bauteile nachteilig entgegensteht. Des Weiteren kann die Integration der Umgebungserfassungssysteme in die unterschiedlichen Fahrzeugbau teile zu starken Einschränkungen in der designerischen Ausgestaltung der Bauteile führen. So muss beispielsweise bei der Integration in die Fahrzeugscheinwerfer eine Mindestgröße der Scheinwerfergehäuse eingehalten werden, um den Umgebungser fassungssystemen ausreichenden Bauraum in den Frontscheinwerfern oder Fleck leuchten zu gewährleisten. Dies ist überaus nachteilig, da Scheinwerfer und Fleck leuchten aus gestalterischen Gründen heutzutage immer kleiner werden sollen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Integration von Umge bungserfassungssystemen in Front- oder Fleckend von Kraftfahrzeugen vorzuschla gen, durch welche die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, wel- che also insbesondere eine praktikablere Montage der System komponenten ermög licht und dabei den gestalterischen Freiraum für das Design der Fahrzeugbauteile in Front- und Fleckend erweitert.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Baueinheit zur Anordnung im Frontend oder im Fleckend eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Ver bindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Baueinheit einen Trägerkör per und mindestens zwei Umgebungserfassungssysteme umfasst, wobei die Umge bungserfassungssysteme an dem Trägerkörper aufgenommen sind.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, ein neues Bauelement als zentra len Bestandteil der Front beziehungsweise des Flecks eines Fahrzeuges zu schaffen, welches alle sensorischen Komponenten in einer kompakten Baueinheit zusammen führt. Sämtliche Komponenten der Umgebungserfassungssysteme werden in einem gemeinsamen Bauraum angeordnet, wodurch die übrigen Bauteile des Front- oder Fleckendes, beispielweise die gestalterisch herausfordernden Scheinwerfer oder Fleckleuchten, von Komponenten befreit werden, die heute nur mit großem Aufwand gestalterisch gut integrierbar sind. Insbesondere können die Scheinwerfer somit dem aktuellen Trend folgend deutlich kleiner konstruiert werden. Der erfindungsgemäße Trägerkörper nimmt die Umgebungserfassungssysteme vorteilhaft gehäuseartig auf und wird in das Front- bzw. Fleckend des Fahrzeuges integriert. Es können daher die Umgebungserfassungssysteme zunächst in dem Trägerkörper montiert und vorjustiert werden und anschließend ist die Baueinheit aus Trägerkörper und Umgebungserfas sungssystemen als Ganzes in einem einzigen Arbeitsschritt am Fahrzeug montierbar.

In vorteilhafter Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Baueinheit zwei Ge häuse für Beleuchtungseinrichtungen, wobei die Gehäuse mit dem Trägerkörper lös bar verbunden sind. Diese Beleuchtungseinrichtungen stellen insbesondere die Front scheinwerfer oder die Fleckleuchten des Fahrzeugs dar und die erfindungsgemäße Baueinheit ist mittig zwischen diesen angeordnet. Eine Platzierung des Trägerkörpers über die Mitte des Fahrzeuges hinweg ermöglicht die Integration der Umgebungser fassungssysteme an vorderster Stelle des Fahrzeugs. Durch die Lösbarkeit der Ver bindung zwischen Trägerkörper und Gehäusen können basierend auf einer einheitli chen Gestalt des Trägerkörpers Baueinheiten mit unterschiedlichen Gehäusen aufge baut werden, so dass unterschiedliche Fahrzeugtypen mit baugleichen Trägerkörpern ausgestattet werden können.

Vorzugsweise umfasst die Baueinheit zudem ein Steuergerät zur Steuerung von Licht funktionen der Beleuchtungseinrichtungen, wobei das Steuergerät an dem Trägerkör per aufgenommen ist und wobei die Baueinheit jeweils eine Durchführung und/oder eine elektrische Schnittstelle zwischen dem Trägerkörper und den Gehäusen der Be leuchtungseinrichtungen umfasst, so dass das Steuergerät elektrisch mit den Be leuchtungseinrichtungen verbindbar ist. Durch die Verlagerung der Steuergeräte aus den Gehäusen der Beleuchtungseinrichtungen in den Trägerkörper werden die

Scheinwerfer oder Rückleuchten variabler hinsichtlich ihrer Konstruktion und designe-rischen Ausgestaltung. Durch eine mechanisch/elektrische Schnittstelle zwischen Trägerkörper und Scheinwerfer können sehr kleine Spaltmaße erreicht werden, um zum Beispiel eine fast unsichtbar geteilte Frontblende oder Scheibe vor dem Frontend zu platzieren.

Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Baueinheit vorteilhaft eine mit dem Trä gerkörper lösbar verbundene Frontabdeckung, wobei die Frontabdeckung aus einem für elektromagnetische Strahlung transparenten Werkstoff gefertigt ist und/oder ab schnittsweise mindestens eine wechselbare Scheibe umfasst. Die Frontabdeckung dient dem Schutz der in der Baueinheit verbauten Sensorik und sonstigen Komponen ten vor schädigenden Umwelteinflüssen während des Fährbetriebs, ist aber zugleich transparent für die Messsignale der Umgebungserfassungssysteme, beispielsweise ist die Frontabdeckung aus einem Polycarbonat gefertigt. Alternativ oder zusätzlich sind vor den Umgebungserfassungssystemen wechselbare Scheiben, insbesondere aus Mineralglas, an der Frontabdeckung vorgehalten. Im Fall einer Beeinträchtigung der Sensorik durch Beschädigungen an der Frontabdeckung, kann diese als lösbar ver- bundenes Bauteil als Ganzes ausgetauscht werden oder aber es wird ein Wechsel der betroffenen Scheibe vorgenommen.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Baueinheit mit Frontabdeckung min destens ein Reinigungssystem zur Reinigung der Frontabdeckung. Dies ist vorteilhaft, da Verschmutzungen, etwa durch im Fährbetrieb aufgewirbeltes Spritzwasser, die Funktionalität der in der Baueinheit angeordneten Sensorik stark beeinträchtigen kön nen. Das Reinigungssystem kann dabei beispielsweise als ein mechanisches System, etwa in Form eines Wischers, ausgebildet sein oder auch als Flochdruckwaschdüsen.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Baueinheit mindestens ein Display, wobei das Display mit dem Trägerkörper lösbar verbunden ist. Ein derartiges Display dient bei Fahrzeugen im hochautomatisierten Fährbetrieb der Information von anderen Verkehrsteilnehmern über den Betriebszustand des Fahrzeuges oder kann als Desig nelement etwa zur Anzeige eines Willkommensgrußes für den Fahrzeugführer dienen.

Vorzugsweise umfasst die Baueinheit ferner eine Zentralschnittstelle zum Anschluss an elektrische und elektronische Bordnetze des Kraftfahrzeugs, wobei die Zentral schnittstelle an dem Trägerkörper aufgenommen ist. Mit einer derartigen Zentral schnittstelle ist eine weitgehende Vormontage sämtlicher Komponenten der Bauein heit möglich und die Kontaktierung mit den Bordnetzen erfolgt in einem Arbeitsschritt beim Einbau der Baueinheit in das Fahrzeug.

Die von der Baueinheit umfassten Umgebungserfassungssysteme sind jeweils vor zugsweise als ein Lidar-System und/oder als ein Radar-System und/oder als eine Kamera ausgebildet, wobei eine Kombination aus mindestens zwei gleichen Umge bungserfassungssystemen möglich ist. Als optische Sensoren zur Umgebungserfas sung können außerdem auch Infrarot-Systeme in die Baueinheit integriert werden.

Als eine Weiterbildung der Erfindung umfasst die Baueinheit mindestens zwei unter schiedliche Typen von Umgebungserfassungssystemen, beispielsweise eine Kombi-

nation von Lidar, Radar und Kamera, welche in dem Trägerkörper als gemeinsam ge nutztem Gehäuse angeordnet sind.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, wobei am Frontend und/oder am Heckend des Kraftfahrzeugs eine Baueinheit angeordnet ist, wobei die Baueinheit einen Trägerkörper und mindestens zwei Umgebungserfas sungssysteme umfasst, wobei die Umgebungserfassungssysteme an dem Trägerkör per aufgenommen sind. Vorteilhaft ist die Baueinheit dabei in einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgebildet.

BEVORZUGTE AUSFUHRUNGSBEISPIELE

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Bau einheit und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Baueinheit 100 zur Anordnung im Frontend eines Kraftfahrzeugs. Der gehäuseartige Trägerkörper 1 weist in seinem Inneren den Bauraum zur Aufnahme der Umgebungserfassungssysteme 2, des Steuergerätes 6 sowie der Zentralschnittstelle 9 auf. Über die am Trägerkörper 1 angeformten Stege und Laschen wird die Baueinheit 100 mittig im Frontend des Fahr zeugs verbunden. Die Umgebungserfassungssysteme 2 umfassen hier einen Lidar-Sensor 21 samt zugehörigem Einstellrahmen 20, einen Radar-Sensor 22 sowie eine Kamera 23. Der Einstellrahmen 20 dient der Feinjustage des Lidar-Sensors 21 , da die Orientierung des Sensors 21 zur korrekten Fernbereichserfassung im Winkelsekun denbereich zu erfolgen hat. Alternativ dazu können die genannten Sensoren (21 , 22, 23) jeweils an einem eigenen oder einen gemeinsamen Einstellrahmen (20) angeord net sein. In Fahrtrichtung vor den Umgebungserfassungssystemen 2 ist die schützen- de und dicht mit dem Trägerkörper 1 abschließende Frontabdeckung 3 angeordnet. Diese ist beispielsweise aus einem Polycarbonat gefertigt und ist somit durchlässig für die elektromagnetischen Messsignale der Umgebungserfassungssysteme 2. Da das Lasersignal des Lidar-Sensors 21 bereits an feinen Kratzern auf der Oberfläche der Frontabdeckung 3 gestreut würde, weist die Frontabdeckung 3 im Bereich vor dem Lidar-Sensor 21 eine Aussparung auf, in welcher eine im Bedarfsfall wechselbare Scheibe 31 , vorteilhaft aus Mineralglas, aufgenommen ist. Zudem ist in diesem Be reich auch ein Reinigungssystem 4 in Form eines mechanischen Wischers angeord net, welches die Scheibe 31 von ebenfalls lichtstreuend oder lichtabsorbierend wir kenden Verunreinigungen säubert. Seitlich neben dem Trägerkörper 1 befinden sich die lösbar daran verbundenen Gehäuse 51 , 52 zur Aufnahme der Frontscheinwerfer. Dabei sind die Verbindungsstellen zwischen dem Trägerkörper 1 und den Gehäusen 51 , 52 als Durchführungen 7 in Form von Hohlprofilen ausgebildet. Durch die Durch führungen 7 können Kabel zur elektrischen Verbindung der Frontscheinwerfer mit dem im Trägerkörper 1 angeordneten Steuergerät 6 zur Steuerung der Lichtfunktionen der Scheinwerfer geführt werden. Unterhalb des Trägerkörpers 1 weist die Baueinheit 100 das Display 8 auf, welches mit dem Trägerkörper 1 lösbar verbunden ist, wobei die Durchführung 81 zur elektrischen Kontaktierung des Displays 8 dient. In alternativer Ausführungsform können die Displays auch in den Trägerkörper integriert sein, so-dass die Frontabdeckung auch die Displays überdeckt. Die Zentralschnittstelle 9 dient der Kontaktierung mit den elektrischen und elektronischen Bordnetzen des Fahr zeugs. Die Zentralschnittstelle weist Kontakte und Anschlüsse für sämtliche von der Baueinheit 100 umfassten elektrischen oder elektronischen Komponenten auf. Die hinter der Zentralschnittstelle angeordnete Rückabdeckung zum Verschluss des Trä gerkörpers 1 weist dabei geeignete elektrische Durchführungen zur Kontaktierung zwischen Zentralschnittstelle 9 und den Bordnetzen auf. Alternativ können unter Ver zicht auf eine Zentralschnittstelle 9 auch Kabelverbindungen von den jeweiligen Kom ponenten der Baueinheit durch die Rückabdeckung 10 geführt werden. Der Abschluss des Fahrzeug-Frontendes wird durch eine fahrzeugspezifische Designblende 203 o-der alternativ durch ein anderes Designelement, etwa eine Frontscheibe, gebildet.

Fig. 2 zeigt eine schematische Frontansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 200 mit erfindungsgemäßer Baueinheit 100 in Anordnung am Frontend 201. Dabei ist der Abschluss des Frontendes 201 , also eine Blende oder ein sonstiges Designele ment, zum Zwecke der übersichtlicheren Darstellung nicht eingezeichnet. Die in dem Trägerkörper 1 aufgenommenen Umgebungserfassungssysteme 2, der Baueinheit 100 umfassen hier einen Lidar-Sensor 21 , einen Radar-Sensor 22, sowie eine zentral angeordnete Kamera 23. Unterhalb des Trägerkörpers 1 sind drei Displays 8 ange ordnet. Die seitlich an den Trägerkörper 1 anschließenden Gehäuse 51 , 52 für die Frontscheinwerfer 202 sind hier dank der erfindungsgemäßen Integration aller Senso rik 2 in den Trägerkörper 1 von zeitgemäß sehr kleinen Abmessungen. Die gesamte Baueinheit 100 nimmt somit einen zentralen Bereich des Frontendes 201 des Fahr zeugs 200 ein und kann aufgrund des modularen Charakters bedarfsangepasst aus gerüstet werden. So bestehen beispielsweise bei Anordnung an einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor Randbedingungen hinsichtlich der Gewährleistung einer ausrei chenden Kühlluftzufuhr in den Motorblock, während bei einem elektrisch angetriebe nen Fahrzeug größere Freiheit in der Ausgestaltung der Baueinheit 100 besteht.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebe nen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denk bar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten und räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

100 Baueinheit

1 Trägerkörper

10 Rückabdeckung

2 Umgebungserfassungssystem

20 Einstellrahmen

21 Lidar-System

22 Radar-System

23 Kamera

3 Frontabdeckung

31 Scheibe

4 Reinigungssystem

51 , 52 Gehäuse

6 Steuergerät

7 Durchführung Scheinwerfern

8 Display

81 Durchführung Bildschirm

9 Zentralschnittstelle

200 Kraftfahrzeug

201 Frontend

202 Beleuchtungseinrichtungen

203 Designblende