DE102016113261A1

DE102016113261A1 - Fahrzeugradareinstellungsmechanismus

Info

Publication number: DE102016113261A1
Application number: DE102016113261.6A
Authority: DE
Inventors: Muhammad Azhar Aleem; Fred Gaynier; Brian Fath; David James Lawor
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-01-26
Also published as: RU2016129465A; US20170023674A1; MX2016009079A; CN106371069A

Abstract

Ein Fahrzeug ist mit einer nach vorne gerichteten Radaranordnung (FLR-Anordnung) versehen. Die Anordnung enthält ein Radarmodul, das an einem Halter oder Rahmen des Fahrzeugs angebracht ist. Da eine Präzision bei der Winkelpositionierung des Radars wünschenswert ist, ist das Radarmodul so konstruiert, dass seine vertikale Winkelausrichtung einstellbar sein kann. Eine Einstellschraube verbindet das Radarmodul und den Halter. Die Einstellschraube ist mit mehreren ringförmigen flachen Eingriffsflächen zwischen dem Radarmodul und dem Halter versehen. Durch eine Drehung der Eingriffsflächen wird die Einstellschraube gedreht, wodurch eine Winkeleinstellung des Radarmoduls bezüglich des Halters bewirkt wird. Da sich die Eingriffsflächen zwischen dem Radarmodul und dem Halter befinden, gestatten sie eine Einstellung der Einstellschraube nicht nur von ihren Endflächen sondern auch von ihrer Seite.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Mechanismus zum Einstellen einer Radareinheit in einem Fahrzeug.
HINTERGRUND
Aktive Sicherheitssysteme für Fahrzeuge sind in den letzten Jahren immer beliebter geworden. Diese Systeme erfassen in der Regel eine äußere Umgebung des Fahrzeugs, bestimmen eine Sicherheitskritikalitätsebene der aktuellen Ereignisse und der Ereignisse in der nahen Zukunft basierend auf den erfassten Daten und Betätigen on-board-Fahrzeugsysteme, um entsprechend zu reagieren. Bei vielen dieser aktiven Sicherheitssysteme wird die äußere Umgebung des Fahrzeugs unter Verwendung einer nach vorne gerichteten Radareinheit (FLR-Einheit, FLR – forward looking radar) erfasst.
Aufgrund von durch die Federal Communications Commission (FCC) und andere Leitungsorgane festgelegten Einschränkungen kann ein Radar auf eine maximale Schwellenenergiehöhe oder -frequenz begrenzt sein. Angesichts dieser Einschränkungen muss der von der FLR-Einheit gesendete Strahl relativ eng sein, um die Reichweite des Strahls zu maximieren, so dass die FLR-Einheit Erfassungen in angemessenen Abständen vom Fahrzeug durchführen kann. Deshalb wird die FLR-Einheit und folglich der Radarstrahl in der Regel mit einem relativ hohen Grad an Winkelgenauigkeit, wie zum Beispiel Vertikalwinkelgenauigkeit, ausgerichtet.
Ein hoher Genauigkeitsgrad bei der Winkelpositionierung der FLR-Einheit ist deshalb bevorzugt. FLR-Einheiten werden in der Regel nahe dem vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs verkapselt, und ein Zugriff auf die FLR-Einheit für eine Winkeleinstellung kann aufgrund der Struktur um die FLR-Einheit herum schwierig sein.
KURZFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Fahrzeugradaranordnung ein Radarmodul, einen Halter und ein Befestigungselement. Das Radarmodul weist einen Flansch auf. Das Befestigungselement fixiert und beabstandet den Flansch und den Halter. Das Befestigungselement enthält einen Gewindeschaft, der mit dem Flansch oder dem Halter in Gewindeeingriff steht, und eine Mutter, die zwischen dem Flansch und dem Halter so an dem Schaft befestigt ist, dass eine Drehung der Mutter eine Position des Radarmoduls entlang einer Achse des Befestigungselements bezüglich des Halters einstellt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine Fahrzeugradaranordnung bereitgestellt. Ein Radarmodul ist an dem Fahrzeug angebracht und definiert eine erste Öffnung. Ein Halter ist von dem Radarmodul beabstandet und definiert eine zweite Gewindeöffnung. Ein Befestigungselement weist einen Gewindeteil, der mit der zweiten Gewindeöffnung in Gewindeeingriff steht, einen Teil ohne Gewinde, der sich durch die erste Öffnung erstreckt, und eine Mutter, die an den Teilen befestigt und zwischen der ersten und der zweiten Gewindeöffnung angeordnet ist, auf.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform umfasst ein Fahrzeug ein Radarmodul und einen Halter, der an dem Radarmodul fixiert und an einem vorderen Stoßfängerträger angebracht ist. Eine Einstellschraube verbindet das Radarmodul und den Halter. Die Einstellschraube definiert eine Mutter, die zwischen dem Radarmodul und dem Halter angeordnet ist, und ist so konfiguriert, dass durch eine Drehung der Mutter eine Position des Radarmoduls bezüglich des Halters entlang einer Achse der Einstellschraube eingestellt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das eine an dem Fahrzeug angebrachte nach vorne gerichtete Radareinheit (FLR-Einheit) enthält;
2 ist eine perspektivische Vorderansicht der an dem Fahrzeug angebrachten FLR-Einheit;
3 ist eine perspektivische Rückansicht der an dem Fahrzeug angebrachten FLR-Einheit;
4 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Einstellmechanismus zum Einstellen der Winkelposition der FLR-Einheit bezüglich des Fahrzeugs; und
5 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Einstellmechanismus zum Einstellen der Winkelposition der FLR-Einheit bezüglich des Fahrzeugs.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden hierin Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind, und andere Ausführungsformen können verschiedene und alternative Formen annehmen. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die Ausführungsformen auf verschiedene Weise auszuüben sind. Für den Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt werden, kombiniert werden können, um Ausführungsformen zu bilden, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen aus diesen dargestellten Merkmalen liefern repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Es könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung gewünscht sein.
Nunmehr auf die Zeichnungen Bezug nehmend, stellt 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 10 dar, das eine nach vorne gerichtete Radareinheit (FLR-Einheit) 12 enthält, die hinter einem Frontgrill 14 und unter einer Stoßfängerverkleidung 16 am Fahrzeug 10 angebracht ist. Natürlich können sich die Stelle und die Größe der FLR-Einheit 12 bezüglich des Frontgrills 14 und der Stoßfängerverkleidung 16 zwischen Anordnungen unterscheiden, um verschiedenen Packaging-Aspekten Rechnung zu tragen. Die FLR-Einheit 12 kann sich auch hinter der Stoßfängerverkleidung 16 befinden oder integral damit sein. Wie unten beschrieben wird, ist die FLR-Einheit 12 bei mindestens einer Ausführungsform an einem Befestigungshalter angebracht, der an dem vorderen Stoßfänger und Träger einer Schürzenanordnung angebracht ist. Es sollte verstanden werden, dass die spezielle Anordnung der FLR-Einheit 12, die in 1 dargestellt wird, lediglich beispielhaft ist. Die FLR-Einheit 12 kann ein Modul oder ein Gehäuse sein, das eine Radarsendevorrichtung umgibt.
2 stellt eine perspektivische Vorderansicht der FLR-Einheit 12 dar, die an einem Halter 20 angebracht ist, wobei die vordere Stoßfängerverkleidung 16 zur Veranschaulichung weggelassen ist. 3 stellt eine perspektivische Rückansicht der FLR-Einheit 12 dar, die an dem Halter 20 angebracht ist, wobei der Grillbereich der vorderen Stoßfängerverkleidung 16 in der Darstellung vor der FLR-Einheit 12 liegt. Der Halter 20 befestigt die FLR-Einheit 12 an einem Träger oder vorderen Stoßfänger 22.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, enthält die FLR-Einheit 12 einen Flansch 24 auf beiden Seiten, um eine Montagefläche bereitzustellen. Die Flansche erstrecken sich von der Mitte der FLR-Einheit 12 zu beiden Seiten des Fahrzeugs. Der Halter 20 umfasst eine entsprechende Befestigungsfläche, die auf die Flansche 24 ausgerichtet ist. Ein Befestigungselement 26 befestigt den Flansch der FLR-Einheit 12 an der Befestigungsfläche des Halters 20. Das Befestigungselement 26 kann ein festgelegtes Abstandsstück oder dergleichen sein, das nicht zum Einstellen des Abstands zwischen dem Halter 20 und der FLR-Einheit 12 konzipiert ist. Mit anderen Worten, das Befestigungselement 26 befestigt den Flansch 24 am Halter 20 in einer beabstandeten Beziehung, um zwischen dem Flansch 24 und dem Halter 20 entlang dem Befestigungselement einen festen Abstand aufrechtzuerhalten.
Ein Befestigungselement, wie zum Beispiel eine Einstellschraube 30, wird auch bereitgestellt. Jeder Flansch 24 kann mit einer oder mehreren Einstellschrauben 30 versehen sein. Die Einstellschraube 30 wirkt als Einstellmechanismus, um einem Benutzer zu gestatten, die Einstellschraube 30 zum Modifizieren des Abstands zwischen der FLR-Einheit 12 und dem Halter 20 an der Stelle der Einstellschraube 30 zu drehen. Dadurch erhält der Benutzer die Fähigkeit, die Winkelpositionierung der FLR-Einheit 12 bezüglich des Halters 20 feineinzustellen. Wenn die Einstellschraube gedreht wird, kann sich die FLR-Einheit 12 entlang der Achse der Einstellschraube 30 auf den Halter zu und davon weg bewegen. Der Abstand zwischen der FLR-Einheit 12 und dem Halter 20 kann deshalb durch Drehen der Einstellschraube geändert werden. Da das Befestigungselement 26 einen festen Abstand zwischen der FLR-Einheit 12 und dem Halter 20 an der Stelle des Befestigungselements 26 aufrechterhält, bewirkt eine Drehung der Einstellschraube 30, dass die FLR-Einheit 12 leicht um das Befestigungselement 26 schwenkt.
Wie am besten in 3 dargestellt, kann das Verkapseln der FLR-Einheit 12 zu Schwierigkeiten beim Zugriff auf die Einstellschrauben 30 führen. Wenn die FLR-Einheit 12 im Fahrzeug installiert ist und eingestellt werden muss, kann es zum Beispiel aufgrund der Verkleidung 16, des Halters 20, des Stoßfängers 22 und von Antriebsstrangkomponenten hinter dem Halter 20 (nicht gezeigt) schwierig sein, die Einstellschraube in Axialrichtung zu erreichen. Die Einstellschrauben 30 sind deshalb mit drehbaren, flachen Eingriffsflächen 32 zwischen dem Halter 20 und dem Flansch 24 der FLR-Einheit 12 versehen. Diese Eingriffsflächen 32 können zum Beispiel Teil einer Mutter sein. Eine weitere Darstellung der Eingriffsflächen 32 der Einstellschraube 30 wird in den 4 und 5 gezeigt.
Somit wird durch die Verwendung einer Einstellschraube 30 mit Eingriffsflächen (zum Beispiel einer Mutter) zwischen der FLR-Einheit 12 und dem Halter 20 eine vertikale Winkeleinstellung bereitgestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Einstellschraube 30 am unteren Ende der FLR-Einheit 12 vorgesehen, und ein entsprechendes befestigtes Befestigungselement 26 ist über den Einstellschrauben 30 vorgesehen. Natürlich können mehr als eine Einstellschraube und ein entsprechendes Befestigungselement vorgesehen sein. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Stellen der Einstellschrauben 30 und der befestigten Befestigungselemente 26 vertauscht, so dass sich die Einstellschrauben 30 über den Befestigungselementen 26 befinden.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Einstellschraube 30 mit mehreren flachen Eingriffsflächen 32 zwischen dem Halter 20 und dem Flansch 24 der FLR-Einheit 12. Die Einstellschraube 30 erstreckt sich von einem ersten Ende 34, durch eine Öffnung oder ein Loch 36 im Halter 20, durch eine Öffnung oder ein Loch 38 im Flansch 24 zu einem zweiten Ende 40. Somit fixiert die Einstellschraube die FLR-Einheit 12 an dem Halter 20, während sie sich durch beide Löcher 36, 38 erstreckt, die aufeinander ausgerichtet sind. Eine Mutter 44 ist maschinell in der Einstellschraube 30 so ausgearbeitet, dass die Mutter 44 und die Einstellschraube 30 eine einteilige, einstückig ausgebildete Einheit bilden. Die Mutter 44 enthält mehrere Eingriffsflächen 32, die radial nach außen des Schafts der Einstellschraube 30 verlaufen. Die Eingriffsflächen 32 gestatten einem Benutzer, aus einer von der Achse der Einstellschraube 30 versetzten Position auf die Einstellschraube 30 zuzugreifen. Mit anderen Worten gestatten die Eingriffsflächen 32 einem Werkzeug, anstatt an einem der Enden 34, 40 der Einstellschraube von der Seite der Einstellschraube 30 auf die Einstellschraube 30 zuzugreifen, um die Winkelposition der FLR-Einheit 12 einzustellen. Auf beiden Seiten der Mutter 44 sind Spalte vorgesehen, damit sich die Einstellschraube 30 über eine beabsichtigte Länge bewegen kann, wenn der Winkel der FLR-Einheit 12 eingestellt wird; ein Spalt besteht zwischen der Mutter 44 und dem Halter 20, und zwischen der Mutter 44 und dem Flansch 24.
Eine Tülle 46 ist in dem Loch 38 des Flansches 24 vorgesehen. Die Tülle 46 ist in dem Loch 38 befestigt und nimmt die Einstellschraube 30 auf. Die Tülle 46 enthält einen inneren Hohlraum mit einer Innenfläche zur Ineingriffnahme der Außenfläche der Einstellschraube 30 nahe ihrem zweiten Ende 40. Bei einer Ausführungsform enthält die Einstellschraube 30 einen Kugelkopf an oder nahe dem zweiten Ende 40, der in die Tülle 46 einschnappt, wodurch die Tülle 46 aufgrund der Neigung der FLR-Einheit 12 ein geringes Ausmaß der Drehung aufnehmen kann. Bei dieser Ausführungsform dreht sich die Einstellschraube nicht frei in der Tülle 46. Bei anderen Ausführungsformen kann sich die Einstellschraube 30 in der Tülle 46 mit Drehung der Eingriffsflächen 32 frei drehen. Das zweite Ende 40 der Einstellschraube 30 drückt gegen die Innenfläche der Tülle 46, während die Schraube 30 gedreht wird, wodurch bewirkt wird, dass sich der Flansch 24 zur Einstellung auf den Halter 20 zu und davon weg bewegt.
Die Einstellschraube 30 kann an ihrem ersten Ende 34 mit einem axialen Merkmal zur Einstellung versehen sein. Das axiale Merkmal kann sternförmig sein, wie am besten in 3 gezeigt.
5 ähnelt 4, außer dass die Einstellschraube 30 mit einer daran geschweißten Sechskantmutter 50 versehen ist. Die Sechskantmutter 50 kann an einer vordefinierten Stelle verschweißt sein, wobei ausreichende Spalte auf beiden Seiten vorgesehen sind, damit die Einstellschraube 30 gedreht und beim Einstellen über die geeignete Strecke bewegt werden kann.
Verweise hierin auf die nach vorne gerichtete Radareinheit (FLR-Einheit) sind nicht nur auf Radareinheiten am vorderen Ende des Fahrzeugs beschränkt. Die Einstellmechanismen können an verschiedenen Stellen um das Fahrzeug herum in den Radareinheiten enthalten sein. Mit autonomer werdenden Fahrzeugen ändern sich die Anzahl, die Größe und die Position der Radareinheiten. Die oben unter Bezugnahme auf Einstellmechanismen zum Einstellen der FLR-Einheit vorgesehenen Lehren können bei verschiedenen Radareinheiten um das Fahrzeug herum implementiert werden, wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich sein wird.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen von den Ansprüchen umfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Wesen und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, bei einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, was von der besonderen Anwendung und Implementierung abhängig ist. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Soweit jegliche Ausführungsformen bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeugradaranordnung, umfassend: ein Radarmodul mit einem Flansch; einen Halter; und ein Befestigungselement, das den Flansch und den Halter fixiert und beabstandet; wobei das Befestigungselement einen Gewindeschaft umfasst, der mit dem Flansch oder dem Halter in Gewindeeingriff steht, und eine Mutter, die zwischen dem Flansch und dem Halter so an dem Schaft befestigt ist, dass eine Drehung der Mutter eine Position des Radarmoduls entlang einer Achse des Befestigungselements bezüglich des Halters einstellt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Mutter mehrere allgemein planare Eingriffsflächen definiert.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mutter über eine Schweißverbindung mit dem Befestigungselement verbunden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Mutter und der Schaft ein einziges, eine Einheit bildendes maschinell hergestelltes Teil sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1–4, ferner umfassend ein zweites Befestigungselement, das den Flansch in einer festgelegten beabstandeten Beziehung an dem Halter befestigt, um zwischen dem Flansch und dem Halter entlang einer Achse des zweiten Befestigungselements während einer Drehung der Mutter einen festen Abstand aufrechtzuerhalten.
Fahrzeugradaranordnung, umfassend: ein Radarmodul, das an dem Fahrzeug angebracht ist und eine Öffnung ohne Gewinde definiert; einen Halter, der von dem Radarmodul beabstandet ist und eine Gewindeöffnung definiert; und ein Befestigungselement mit einem Gewindeteil, der mit der Gewindeöffnung in Gewindeeingriff steht, einem Teil ohne Gewinde, der sich durch die Öffnung ohne Gewinde erstreckt, und einer Mutter, die an den Teilen befestigt und zwischen der ersten und der zweiten Gewindeöffnung angeordnet ist.
Fahrzeugradareinstellungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die Mutter mehrere Eingriffsflächen außerhalb des Gewindeteils enthält.
Fahrzeugradareinstellungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Mutter über eine Schweißverbindung mit dem Befestigungselement verbunden ist.
Fahrzeugradareinstellungsanordnung nach einem der Ansprüche 6–8, wobei die Mutter und die Teile ein einziges, eine Einheit bildendes maschinell hergestelltes Teil sind.
Fahrzeugradareinstellungsanordnung nach einem der Ansprüche 6–9, ferner umfassend eine Tülle, die in der ersten Öffnung aufgenommen ist und eine Innenfläche zur Ineingriffnahme des Teils ohne Gewinde enthält.
Fahrzeugradareinstellungsanordnung nach einem der Ansprüche 6–10, ferner umfassend ein zweites Befestigungselement, das den Halter in einer festgelegten beabstandeten Beziehung an dem Radarmodul befestigt, wobei das Radarmodul eine dritte Öffnung definiert, wobei der Halter eine vierte Öffnung definiert, die auf die dritte Öffnung ausgerichtet ist, und wobei sich das zweite Befestigungselement durch die dritte und die vierte Öffnung erstreckt.
Fahrzeug, umfassend: ein Radarmodul; einen Halter, der an dem Radarmodul fixiert und an einem vorderen Stoßfängerträger angebracht ist; und eine Einstellschraube, die das Radarmodul und den Halter verbindet, wobei die Einstellschraube eine Mutter definiert, die zwischen dem Radarmodul und dem Halter angeordnet ist, und so konfiguriert ist, dass durch eine Drehung der Mutter eine Position des Radarmoduls bezüglich des Halters entlang einer Achse der Einstellschraube eingestellt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Einstellschraube einen Gewindeteil, der mit dem Halter in Gewindeeingriff steht, und einen Teil ohne Gewinde, der sich durch das Radarmodul erstreckt, enthält.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Mutter mit den Teilen verschweißt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Mutter und Teile ein einziges, eine Einheit bildendes maschinell hergestelltes Teil sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13–15, ferner umfassend eine Tülle, die sich durch ein durch das Radarmodul definiertes Loch erstreckt und eine Innenfläche definiert, die zur Ineingriffnahme des Teils ohne Gewinde konfiguriert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12–16, ferner umfassend ein Befestigungselement, das den Halter an einer vertikal von der Einstellschraube beabstandeten Stelle in einer festgelegten beabstandeten Beziehung mit dem Radarmodul verbindet, so dass eine Drehung der Mutter das Radarmodul um das Befestigungselement schwenkt.