DE102018115498A1

DE102018115498A1 - Sensorgehäuse mit luftdurchlässiger schnittstelle zum innenraum

Info

Publication number: DE102018115498A1
Application number: DE102018115498.4A
Authority: DE
Inventors: Venkatesh Krishnan; Rashaun Phinisee; Paul Kenneth Dellock; Harry Lobo
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-01-03
Also published as: US20190003895A1; GB201810675D0; US10514303B2; GB2565427A; CN109204167A

Abstract

Ein Gehäuse beinhaltet eine Basis, eine Vielzahl von Sensorbefestigungselementen und eine Hülle. Die Form der Basis ist komplementär zu einem Fahrzeugdach und beinhaltet eine dadurch hindurchtretende mittige Öffnung. Die Sensorbefestigungselemente sind an der Basis neben einem Außenrand der Basis befestigt. Die Hülle ist an der Basis befestigt und deckt diese ab. Die Hülle definiert einen Hohlraum, der die Sensorbefestigungselemente umgibt, und weist eine Vielzahl von Fenstern auf, die an den Sensorbefestigungselementen ausgerichtet ist.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Autonome Fahrzeuge können eine Vielzahl von Sensoren einsetzen, die einer Steuerung oder Steuerungen Situationsbewusstseinsdaten bereitstellen, die den Verkehr, die Nähe zu anderen Fahrzeugen, Ampelsignale, Fahrstreifenpositionen usw. angebende Bilddaten enthalten. Zu derartigen Sensoren können optische Sensoren, z. B. Kameras oder LIDAR-Sensoren, gehören. Eine Position für optische Sensoren ist ein Dach des Fahrzeugs. Die Sensoren können in einem Schutzgehäuse auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnet sein. Solche Aufsätze können jedoch an sonnigen Tagen sehr warm werden und Sensorfenster in dem Gehäuse können bei hoher Luftfeuchtigkeit und kalten Temperaturen beschlagen oder zufrieren. Es stellt ein Problem dar, zu verhindern, dass die Temperatur in dem Gehäuse eine annehmbare Betriebstemperatur für die Sensoren überschreitet, und zu verhindern, dass Fenster in dem Gehäuse und die Sensoren beschlagen oder zufrieren.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Platzierung von Positionen fahrzeugmontierter Sensoren und Positionen von Reinigungssystemkomponenten für Sensorfenster bei einem beispielhaften autonomen Fahrzeug.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Gehäuses, das in das Fahrzeug aus 1 integriert ist.
3 ist eine Schnittdarstellung des Fahrzeugs aus 1 durch die veranschaulichte Schnittebene 3A in der Richtung des Pfeils 3B.
4 ist eine perspektivische Darstellung des Fahrzeugs und Gehäuses aus 3, wobei eine Gehäusehülle und eine Gehäusebasis in einer auseinandergezogenen Anordnung dargestellt sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Relative Ausrichtungen und Richtungen (beispielsweise oberes, unteres, Unterseite, nach vorne, nach hinten, vorderes, hinteres, hinten, außenliegend, innenliegend, nach innen, nach außen, seitlich, links, rechts), wie sie in dieser Beschreibung verwendet werden können, sind nicht als Einschränkungen aufgeführt, sondern, damit sich der Leser zumindest eine Ausführungsform der beschriebenen Strukturen besser vor Augen führen kann. Derartige beispielhafte Ausrichtungen sind aus der Perspektive eines Insassen, der mit Blickrichtung zu einem Armaturenbrett auf einem Sitz sitzt, zu sehen. In den Figuren kennzeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile.
Ein Gehäuse beinhaltet eine Basis, eine Vielzahl von Sensorbefestigungselementen und eine Hülle. Die Form der Basis ist komplementär zu einem Fahrzeugdach und beinhaltet eine dadurch hindurchtretende mittige Öffnung. Die Sensorbefestigungselemente sind an der Basis neben einem Außenrand der Basis befestigt. Die Hülle ist an der Basis befestigt und deckt diese ab. Die Hülle definiert einen Hohlraum, der die Sensorbefestigungselemente umgibt, und weist eine Vielzahl von Fenstern auf, die an den Sensorbefestigungselementen ausgerichtet ist.
Die mittige Öffnung des Gehäuses kann im Wesentlichen die gesamte Fläche der Basis innenliegend zu den Sensorbefestigungselementen belegen.
Das Gehäuse kann ferner eine Vielzahl von Fluiddüsen beinhalten, die auf die Fenster des Gehäuses gerichtet sind.
Das Gehäuse kann ferner eine Vielzahl von Luftbürstendüsen beinhalten, die auf die Fenster des Gehäuses gerichtet sind.
Das Gehäuse kann weiterhin eine Vielzahl von mit den Düsen verbundenen Fluidleitungen und Druckluftleitungen beinhalten.
Die Sensorbefestigungselemente des Gehäuses können ferner eine Vielzahl von Kameras und LIDAR-Sensoren beinhalten.
Ein Gehäuse kann ferner eine Fahrzeugkarosserie beinhalten, die eine Fahrgastzelle darin definiert. Die Fahrzeugkarosserie weist ein Dach an einer Oberseite der Fahrgastzelle auf. Das Gehäuse ist in dem Dach angeordnet.
Das Gehäuse kann ferner einen belüfteten Dachhimmel beinhalten, der zwischen der Fahrgastzelle und dem Hohlraum angeordnet ist.
Die mittige Öffnung kann im Wesentlichen die gesamte Fläche der Basis innenliegend zu den Sensoren belegen.
Das Dach kann eine Tasche zum Aufnehmen des Gehäuses definieren.
Das Gehäuse kann mit einem Fahrzeugluftkanal verbunden sein.
Ein beispielhaftes dachmontiertes Sensorgehäuse 10, wie in den 1-4 dargestellt, kann in ein Dach 12 eines Fahrzeugs 14 integriert sein. Das Fahrzeug 14 kann in einem nichtautonomen, einem halbautonomen Modus, d. h. einem teilautonomen Betriebsmodus, bei dem etwas, d. h. gelegentliches, Eingreifen durch einen menschlichen Fahrer erforderlich ist, oder einem vollautonomen Modus, d. h. einem vollautonomen Modus, der keinen Eingriff durch einen menschlichen Fahrer erfordert, betreibbar sein. Im Rahmen dieser Offenbarung ist ein autonomer Modus als ein Modus definiert, bei dem sowohl der Antrieb (z. B. über einen Antriebsstrang, der einen Elektromotor und/oder einen Verbrennungsmotor beinhaltet), die Bremsung als auch die Lenkung des Fahrzeugs 14 durch eine autonome Fahrzeugsteuerung, d. h. eine Rechenvorrichtung (oder -vorrichtungen), gesteuert werden; in einem halbautonomen Modus steuert die Steuerung eines oder zwei aus Antrieb, Bremsung und Lenkung des Fahrzeugs 14.
Das Fahrzeug 14 kann ein Sensorsystem 16 einsetzen, das eine Vielzahl von Sensoren beinhaltet, die der Steuerung oder den Steuerungen (nicht dargestellt) Situationsbewusstseinsdaten bereitstellen, die den Verkehr, die Nähe zu anderen Fahrzeugen, Ampelsignale, Fahrstreifenpositionen usw. angebende Bilddaten enthalten. Zu derartigen Sensoren können optische Sensoren, d. h. Sensoren, die Bilddaten bereitstellen, wie z. B. Kameras 18 und Lichterkennungs- oder Reichweitesensoren („LIDAR“-Sensoren) 20, gehören. Eine Position für mindestens einige der optischen Sensoren 18, 20 ist auf dem Dach 12 des Fahrzeugs 14. Die dachmontierten Sensoren 18, 20 können in dem Sensorgehäuse 10 angeordnet sein, das eine Basis 22 und eine obere Schutzhülle 24, die über der Basis 22 und den Sensoren 18, 20 angeordnet ist, beinhaltet.
1 stellt ein beispielhaftes Reinigungssystem 26 für Gehäusefenster, das ein Waschsystem 28 und ein Luftbürstensystem 30 beinhalten kann, schematisch dar. Beispielhafte Positionen für die Sensoren 18, 20 und Elemente des Reinigungssystems 26 sind veranschaulicht.
Das Fahrzeug 14 beinhaltet eine Fahrzeugkarosserie 32, deren Dach 12 ein oberster Teil sein kann. Die Karosserie 32 definiert darin eine Fahrgastzelle 34. Insassen können in der Fahrgastzelle 34 untergebracht sein. Die Fahrzeugkarosserie 32 kann Fenster, z. B. eine vordere Windschutzscheibe, d. h. eine Frontscheibe 36, um Insassen eine Sicht nach vorn zu ermöglichen, sowie Seitenfenster 38 und ein Heckfenster (nicht dargestellt) beinhalten. Die Fahrzeugkarosserie 32 beherbergt und umschließt ferner Betriebskomponenten, wie z. B. einen Antriebsmotor oder -motoren, ein Wechselgetriebe, Klimatisierungsfunktionen und Energiespeichervorrichtungen wie etwa Batterien und Kraftstofftanks. Derartige Komponenten können unter der Fahrgastzelle 34 oder vor der Fahrgastzelle 34 oder hinter der Fahrgastzelle 34 montiert sein. Die veranschaulichte beispielhafte Fahrzeugkarosserie 32 beinhaltet eine Haube, d. h. eine Motorhaube 40, an einer Vorderseite des Fahrzeugs 14, unter der sich der Motor und andere Komponenten befinden können.
Das beispielhafte Reinigungssystem 26 beinhaltet Komponenten des Reinigungssystems 26, die unter der Haube 40 angeordnet sein können. Zu Komponenten des Reinigungssystems 26, die unter der Haube 40 montiert sein können, können eine erste Fluidpumpe 42, eine zweite Fluidpumpe 44, ein Luftverdichter und eine Speicherbaugruppe 46, Druckluftverteiler, d. h. Verzweigungen 48, Fluidverteiler, d. h. Verzweigungen 50, Druckluftleitungen 52, z. B. Druckluftrohre oder -schläuche, und Fluidleitungen 54, z. B. Rohre oder Schläuche, gehören. Ein Luftverdichter kann allein anstatt der Baugruppe 46 verwendet werden. Alternativ dazu können jedoch der Luftverdichter und der Speicher der Baugruppe 46 durch ein Stück verbindender Druckluftleitung 52 getrennt sein. Eine Windschutzscheibenwaschdüse 56 kann entweder unterhalb der Haube 40 oder unter der Haube 40 angebracht oder an einem Scheibenwischerarm (nicht dargestellt) befestigt sein.
Die erste Fluidpumpe 42 und die zweite Fluidpumpe 44 können unter der Haube 40 hintereinander angeordnet sein und können miteinander verbunden sein. Jede der Pumpen 42, 44 kann mit einer oder mehreren Fluidleitungen 54 verbunden sein. Die Fluidleitungen 54 leiten Waschfluid zu Wachdüsen 58, die mit den optischen Sensoren 18, 20 assoziiert sind.
Die Luftverdichter- und Speicherbaugruppe 46 kann mit einer oder mehreren Druckluftleitungen 52 verbunden sein. Die Druckluftleitungen 52 leiten Druckluft an Luftbürstendüsen 60, die mit den optischen Sensoren 18, 20 assoziiert sind.
1 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Druckluft- und Fluidleitungen 52, 54, welche die Pumpen 42, 44 und die Baugruppe 46 mit den optischen Sensoren 18, 20 verbinden. Die Verbindung wird in Form von Fluiddüsen 58 an Enden der Fluidleitungen 54 und Luftbürstendüsen 60 an Enden der Druckluftleitungen 52 bereitgestellt. Obwohl dies in 1 nicht dargestellt ist, können die Düsen 58, 60, wie in 2 dargestellt, in der Nähe einer Vielzahl von Fenstern 62 in dem Gehäuse 10 positioniert sein, die an den Sensoren 18, 20 ausgerichtet ist. In der Nähe bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich die Düsen 58, 60 nahe genug an jeweiligen Fenstern 62 befinden, um wirksam Luft und/oder Fluid abzugeben; d. h., es versteht sich, dass die Nähe von Positionen und Ausrichtungen der Düsen 58, 60 von einer Auslegung der Düsen 58, 60 und einem erwarteten Druckbereich des Fluids und der Luft, das bzw. die von den Düsen 58, 60 abgegeben wird, abhängig ist.
Zu beispielhaften Positionen der in 1 veranschaulichten optischen Sensoren gehören vordere Sockel 64 nahe einer Unterkante der Windschutzscheibe 36 und außenliegend zu der Windschutzscheibe 36, die jeweils vorn positionierte LIDAR-Sensoren 20 tragen können. Vorn positionierte LIDAR-Sensoren 20 können, sofern passend dimensioniert, in einer äußerten vorderen Säule, d. h. einer A-Säule der Fahrzeugstruktur, angeordnet sein. Eine nach vorn gerichtete Kamera 18 kann an einem vorderen Ende der Haube 40, z. B. in einem Kühlergrill des Fahrzeugs 14, platziert sein. Mit Ausnahme der nach vorn gerichteten Kamera 18 und der sockelmontierten LIDAR-Sensoren 20 können sämtliche anderen optischen Sensoren 18, 20 in den dachmontierten Sensorgehäuse 10 integriert sein. Die Sensoren 18, 20 sind an der Basis 22 in der Nähe eines Außenrands 63 der Basis 22 befestigt. Der Außenrand 63 definiert einen äußersten Umfang der Basis 22. Eine mittige Öffnung 65 in der Basis 22 belegt im Wesentlichen eine gesamte Fläche der Basis 22 innenliegend, d. h. näher an einer geometrischen Mitte der Basis 22 und der Hülle 24, zu den Sensoren 18, 20. Eine Breite jeder Seite der Basis 22 zwischen dem Außenrand 63 und der Öffnung 65, wie in 3 am besten zu sehen ist, kann gerade breit genug sein, um eine Befestigung und Abstützung der Sensoren 18, 20 aufzunehmen. Kleinere Sensoren 18, 20 können eine leichtere Basis mit schmaleren Seiten ermöglichen.
Die Positionierung und Befestigung der Sensoren 18, 20 an der Basis 22 können durch Sensorbefestigungselemente ermöglicht werden, die in die Basis 22 integriert sein können. Zu beispielhaften Sensorbefestigungselementen, wie in 3 dargestellt, können ein Zentrierflansch 67 und eine Gewindeöffnung 69 gehören. Der Zentrierflansch 67 kann von dem zugehörigen Sensor, z. B. der Kamera 18, in Eingriff genommen werden, um die Kamera 18 auf der Basis 22 zu positionieren. Eine Befestigungslasche 73 kann sich von der Kamera 18 erstrecken. Die Befestigungslasche 73 kann eine Öffnung 75 aufweisen, die an der Gewindeöffnung 69 ausgerichtet ist, um eine Befestigungsschraube 77 aufzunehmen, welche die Kamera 18 an der Basis 22 befestigt. Zu alternativen Sensorbefestigungselementen können eine beliebige geeignete Positionierungsfunktion und Befestigungsfunktion gehören, wie z. B. Taschen zum Aufnehmen der Sensoren 18, 20, Zentriervertiefungen und Ausnehmungen zum Aufnehmen von Einschapplaschen.
Wie nachfolgend näher erörtert, erleichtert die mittige Öffnung 65 einen Austausch von Luft, d. h. ermöglicht es, dass Luft leicht zwischen einem Hohlraum 70 in der Gehäusehülle 24 und der Fahrgastzelle 34 strömt. Durch Ausbilden der mittigen Öffnung 65 so groß, wie dies im Hinblick auf Beschränkungen des Gehäuses, z. B. eine Größe des Dachs 12, und Platzanforderungen zur Befestigung der Sensoren 18, 20 an der Basis 22 möglich ist, kann der Luftaustausch erleichtert werden. Kameras 18 können an den vorderen Ecken des Gehäuses 10 angebracht sein. LIDAR-Sensoren 20 können an den hinteren Ecken des Gehäuses 10 angebracht sein. Eine Vielzahl von nach außen gerichteten Kameras 18 kann entlang j eder Seite des Dachs 12 positioniert sein. Die Sensoren 18, 20 können von den Fenstern 62 beabstandet sein, die als in der Nähe des Außenrandes 63 der Basis liegend angesehen werden, wenn die Sensoren 18, 20 möglichst nah an den Fenstern 62 positioniert sind, während mögliche widersprüchliche Auslegungs- und Betriebsanforderungen des Gehäuses 10 und der Sensoren 18, 20 in Einklang gebracht werden, z. B. Maximieren eines Sichtfelds der Sensoren, Handhaben von Brechungseffekten, Verhindern eines Beschlagens der Fenster 62 und Sensoren und Zugang zu den Sensoren für Wartung.
Die Kameras 18 an jeder aus einer linken vorderen Ecke und einer rechten vorderen Ecke des Gehäuses 10 können in einem Winkel zu einer Längsachse, d. h. einer von vorne nach hinten verlaufenden Achse, des Fahrzeugs 14 ausgerichtet sein, wobei die Achse im Wesentlichen parallel zu einem längs ausgerichteten linken und rechten Dachholm 66, 68 ist. Alternativ dazu können sich zwei Kameras 18 an jeder Ecke befinden, wobei eine in eine Richtung nach vorne und eine zweite Kamera in eine Richtung nach außen ausgerichtet ist.
Die Anordnung der optischen Sensoren 18, 20 kann von der veranschaulichten beispielhaften Anordnung abweichen. Beispielsweise können mehr oder weniger Kameras 18 verwendet werden. Die Positionen der Kameras können variiert werden, z. B. kann eine Kamera in einer Mitte einer Vorderseite des Gehäuses 10 platziert sein. In jedem Fall sind die optischen Sensoren 18, 20 um den Außenrand 63 der Gehäusebasis 22 angeordnet.
Die über der Basis 22 angeordnete Hülle 24 definiert den Hohlraum 70, welche die Sensoren 18, 20 umgibt. Die Hülle 24 beinhaltet die an den Sensoren ausgerichteten transparenten Fenster 62, die in 2 am besten zu sehen sind. Die Hülle 24 kann ferner einen strukturellen Stützabschnitt 71 mit Ausnahme der Fenster 62 beinhalten, der im Wesentlichen einen gesamten Rest der Hülle 24 bildet. Der Stützabschnitt 71 kann intransparent sein und kann aus einem Material gebildet sein, das zum Halten einer einheitlichen Form geeignet ist, z. B. Stahl, Aluminium oder einem Verbundwerkstoff, z. B. einem Polymerharzsubstrat, das mit Fasern, z. B. Carbonfasern, Glasfasern, Aramidfasern, Basaltfasern, verstärkt ist.
Die Basis 22 ist starr, was im Rahmen dieser Offenbarung bedeutet, dass die Basis 22 verformbar sein kann, jedoch mit einer vorgegebenen Steifigkeit versehen ist, um Verformung standzuhalten. Die Steifigkeit der Basis 22 kann von einer Masse der an der Basis 22 befestigten Sensoren abhängig sein. Eine steifere Basis 22 kann es den Sensoren 18, 20 ermöglichen, einen verbesserten Betrieb bereitzustellen, indem ein Höhe von Sensorvibrationen in Reaktion auf von der Fahrzeugaufhängung stammenden Vibrationen, wie sie durch einen Betrieb auf rauen Straßen ausgelöst werden, verringert wird. Die Basis 22 kann aus einem beliebigen geeigneten Material, einschließlich Aluminium, Stahl und Verbundwerkstoffen, z. B. einem Polymerharzsubstrat, das mit Fasern, z. B. Carbonfasern, Glasfasern, Aramidfasern, Basaltfasern, verstärkt ist, ausgebildet sein.
Die Hülle 24 und die Basis 22 sind jeweils als eine im Wesentlichen rechteckige Form aus der Perspektive einer Draufsicht in Übereinstimmung mit 4 aufweisend veranschaulicht. Die Basis 22 und entsprechend die Hülle 24 können in Bezug auf ihre Form, d. h. sowohl Größe als auch geometrische Form, zu dem Dach 12 komplementär sein. Wie in den 2-4 veranschaulicht, kann die Basis 22 genau in das Dach 12 passen. Die Basis 22 kann alternativ dazu mit einem Paar von längs verlaufenden Basisschienen anstelle der linken und rechten Seite der veranschaulichten Basis 22 versehen sein oder ein solches enthalten. Jede Basisschiene kann daran befestigte optische Sensoren 18, 20 aufweisen. Die Basisschienen mit den Sensoren 18, 20 können gleitend auf einer Führung angeordnet sein, die in einer Struktur des Fahrzeugdachs 12 integriert ist. Die Basisschienen mit den daran angebrachten optischen Sensoren 18, 20 können von dem Fahrzeugdach 12 durch Verschieben der Basisschienen entlang der Führung entfernt werden. Eine Klappe (nicht dargestellt) kann an einer Rückseite der Hülle 24 bereitgestellt sein, um eine Entfernung der Basisschienen und angebrachten Sensoren von dem Fahrzeug 14 und der Hülle 24 zu ermöglichen, ohne die Hülle 24 zu entfernen.
Die Basis 22 und die Hülle 24 sind jeweils derart ausgelegt, dass sie ein optimales Festigkeits-Gewichts-Verhältnis bereitstellen. Typischerweise versteht sich, dass die Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse je vorteilhafter sind, desto höher sie sind. Es versteht sich jedoch auch, dass die verfügbaren Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse Beschränkungen unterliegen, die durch Faktoren auferlegt sind, die z. B. Leistungsbeschränkungen von verfügbaren Materialien und Herstellungs- und Materialkosten der Basis 22 und der Hülle 24 einschließen.
Die Fenster 62 sind für Lichtfrequenzen transparent, für welche die Sensoren 18, 20 empfindlich sind, sodass der im Wesentlichen ungehinderte Durchlass von Licht durch sie hindurch möglich ist. Die Fenster 62 können aus einem transparenten Thermoplast, z. B. Acrylglas oder Polycarbonatmaterial, ausgebildet sein. Zu sonstigen beispielhaften transparenten Materialien gehören Silicatglas, einschließlich Verbundglas und Titandioxid in seiner transparenten Form. Die Fenster 62 sind in der Hülle 24 befestigt und können an den Sensoren 18, 20 ausgerichtet sein. Die Düsen 58, 60 können an einer Außenseite der Hülle 24 befestigt und zu den Fenstern 62 ausgerichtet sein. Die Fenster 62 an den Ecken der Hülle 24 können von einem umgreifenden Typ sein, wie in 2 dargestellt.
Die Hülle 24 kann auf der Basis 22 durch eine sich nach oben erstreckende Einfassung 72 der Basis 22 positioniert sein, wie in 3 am besten zu sehen ist. Die Hülle 24 kann direkt an der Basis 22 mit einem Dichtklebstoff verklebt sein. Alternativ dazu kann eine gesonderte, d. h. getrennt ausgebildete, Dichtung (nicht dargestellt) zwischen der Hülle 24 und der Basis 22 angeordnet sein. Die Dichtung kann an einer oder beiden aus der Hülle 24 und der Basis 22 mit einem Dichtklebstoff verklebt sein. Wenn eine gesonderte Dichtung verwendet wird, kann ein mechanisches Klemmsystem (nicht dargestellt), welches die Hülle 24 an der Basis 22 befestigt, enthalten sein.
Der beispielhafte Abschnitt aus 3 durch die Ebene 3A in Richtung des Pfeils 3B aus 2 zeigt weitere Details. Die Basis 22 des Gehäuses 10 kann auf Stützlippen 74 von außenliegenden Dachholmen 66, 68 aufliegen. Die Dachholme 66, 68 können einen Teil einer Gehäuseaufnahmetasche 76 in dem Dach 12 des Fahrzeugs definieren. Eine weitere Abstützung der Basis 22 kann durch eine oder mehrere Querstreben 78 bereitgestellt sein, welche die Dachholme 66, 68 seitlich verbinden können. Die Aufnahmetasche 76 kann seitlich durch Querstreben (nicht dargestellt) an einem vorderen Ende 80 und einem hinteren Ende 82 des Gehäuses 10 definiert sein. Die Basis 22 kann in der Aufnahmetasche 76 durch Aufbringen eines Dichtklebstoffs zwischen der Basis 22 und einer tragenden Dachstruktur, welche die Dachholme 66, 68 und die Querstreben beinhaltet, befestigt sein. Alternativ dazu kann eine gesonderte Dichtung zwischen der Basis 22 und der tragenden Dachstruktur angeordnet sein. Die Dichtung kann mit sowohl der Dachstruktur als auch der Basis 22 verklebt sein. Weiterhin kann die Dichtung mechanisch zwischen der Dachstruktur und der Basis 22 durch ein mechanisches Befestigungssystem (nicht dargestellt) verpresst sein. Ein beispielhaftes mechanisches Befestigungssystem beinhaltet mit Gewinde versehene Befestigungsmittel, welche durch die Lippen 74 verlaufen und in die Basis 22 eingeschraubt sind, wobei sie die Basis 22 am Dach 12 festklemmen.
Ein mechanisches Befestigungssystem in Kombination mit einer gesonderten Dichtung, die zwischen der Basis 22 und der tragenden Dachstruktur angeordnet ist, ermöglicht es, dass das gesamte Gehäuse 10 von dem Fahrzeug 14 entfernt wird, was die Reparatur und den Austausch von in dem Gehäuse 10 befestigten Sensoren 18, 20 erleichtert. Alternativ dazu ermöglicht es die Verwendung eines mechanischen Befestigungssystems in Kombination mit einer gesonderten Dichtung, die zwischen der Basis 22 und der Hülle 24 angeordnet ist, dass die Hülle 24 von der Basis 22 und dem Fahrzeug 14 entfernt wird, wie in 4 dargestellt, um die Reparatur und den Austausch von in dem Gehäuse 10 befestigten Sensoren 18, 20 zu erleichtern. Weiterhin kann alternativ dazu ein Basisschienensystem, wie oben beschrieben, ein gleitendes Entfernen der Basisschienen und der angebrachten Sensoren zur Wartung ermöglichen.
Die Leitungen 52, 54 können entlang der Basis 22 des Gehäuses 10 verlegt sein. Die Druckluftleitungen 52 verlaufen der Darstellung nach durch den Rand 72 und die Hülle 24, um zu den Düsen 60 zu gelangen. Alternativ dazu können die Leitungen 52, 54 an einem oberen Teil der Hülle 24 über den Sensoren 18, 20 befestigt sein.
Die Holme 66, 68 können durch vertikale Strukturkomponenten, z. B. eine C-Säule 84, abgestützt sein. Außenkomponenten, z. B. Außenfenster 38, können an der C-Säule 84 und den Dachholmen 66, 68 befestigt sein. Eine Innenverkleidungsplatte 86 kann an einer innenliegenden Seite der vertikalen Strukturkomponente 84 befestigt sein.
Eine belüftete Dachverkleidung 88 ist zwischen der Fahrgastzelle 34 und dem Gehäusehohlraum 70 angeordnet. Der Dachhimmel 88 ermöglicht einen freien Luftaustausch zwischen der Fahrgastzelle 34 und dem Gehäusehohlraum 70. Der Dachhimmel 88 kann aus einem luftdurchlässigen Stoff (z. B. nadelperforierte Membranen, Gewebe) ausgebildet sein, um eine Strömung von Luft, d. h. Belüftung, zwischen der Fahrgastzelle 34 und dem Hohlraum 70 zu ermöglichen. Ein solcher Stoff kann nach hoher Durchlässigkeit, d. h. geringem Widerstand gegen Luftströmung durch den Stoff, ausgewählt sein. Alternativ oder als Ergänzung zu dem durchlässigen Stoff kann eine Vielzahl von Öffnungen 90 in dem Dachhimmel 88 bereitgestellt sein. Die Öffnungen 90 können jeweils mit einem Lüftungseinsatz 92 versehen sein, der Lamellen beinhalten kann. Die Größe und Menge von Öffnungen 90 und Einsätzen erleichtern eine Luftströmung, insbesondere vom Hohlraum 70 in die Fahrgastzelle. Indem die mittig Öffnung 65 möglichst groß ausgebildet wird, kann ein Strömungsquerschnitt zum Luftaustausch zwischen der Fahrgastzelle 34 und dem Gehäusehohlraum 70 maximiert werden, insbesondere wenn luftdurchlässiger Stoff als Teil des Dachhimmels 88 eingesetzt wird.
Primäre Fahrzeugluftkanäle 94, die mit einem Luftregelsystem, z. B. einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK-System) des Fahrzeugs 14, verbunden sind, können mit dem Gehäuse 10 verbunden sein. Das Gehäuse 10 kann sekundäre Kanäle 96 beinhalten, die mit den primären Fahrzeugluftkanälen 94 verbunden sind. Die Kanäle 94, 96 leiten Kühlluft, z. B. Luft mit 40 Grad Fahrenheit, und Heizluft, z. B. Luft mit 150 Grad Fahrenheit, in den Hohlraum 70, wobei die Temperatur der Luft von den Systemanforderungen abhängig ist, um Kondensation zu vermeiden.
Im Betrieb werden durch das Leiten von Luft aus dem HLK-System in den Hohlraum 70 die Sensoren 18, 20 in einem annehmbaren Temperaturbetriebsbereich gehalten und eine Bildung von Kondenswasser an den Sensoren 18, 20 und an den Fenstern 62 wird vermieden oder verhindert.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „im Wesentlichen“, dass eine Form, eine Struktur, ein Maß, eine Menge, eine Zeit usw. aufgrund von Mängeln bei Materialien, Bearbeitung, Herstellung, Datenübertragung, Berechnungszeit usw. von einem bzw. einer genauen beschriebenen Geometrie, Abstand, Maß, Menge, Zeit usw. abweichen kann.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich, und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.

Claims

Gehäuse, umfassend: eine Basis, deren Form zu einem Fahrzeugdach komplementär ist und die eine dadurch hindurchtretende mittige Öffnung beinhaltet; eine Vielzahl von Sensorbefestigungselementen, die an der Basis neben einem Außenrand der Basis befestigt ist; und eine Hülle, die an der Basis befestigt ist und diese abdeckt und einen Hohlraum definiert, der die Sensorbefestigungselemente umgibt, und eine Vielzahl von Fenstern aufweist, die an den Sensorbefestigungselementen ausgerichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, wobei die mittige Öffnung im Wesentlichen die gesamte Fläche der Basis innenliegend zu den Sensorbefestigungselementen belegt.
Gehäuse nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vielzahl von Fluiddüsen, die auf die Fenster des Gehäuses gerichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Vielzahl von Luftbürstendüsen, die auf die Fenster des Gehäuses gerichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Vielzahl von mit den Düsen verbundenen Fluidleitungen und Druckluftleitungen.
Gehäuse nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Kameras und LIDAR-Sensoren mit der Basis an den Sensorbefestigungselementen verbunden ist.
Gehäuse nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Vielzahl von Fluiddüsen, die auf die Fenster des Gehäuses gerichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Vielzahl von Luftbürstendüsen, die auf die Fenster des Gehäuses gerichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Vielzahl von mit den Düsen verbundenen Fluidleitungen und Druckluftleitungen.
Gehäuse nach Anspruch 2, wobei eine Vielzahl von Kameras und LIDAR-Sensoren mit der Basis an den Sensorbefestigungselementen verbunden ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1-10, ferner umfassend: eine Fahrzeugkarosserie, die eine Fahrgastzelle darin definiert und ein Dach an einer Oberseite der Fahrgastzelle aufweist; und die Basis, die in dem Dach angeordnet ist.
Gehäuse nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine belüftete Dachverkleidung, die zwischen der Fahrgastzelle und dem Hohlraum angeordnet ist.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei die mittige Öffnung im Wesentlichen die gesamte Fläche der Basis innenliegend zu den Sensorbefestigungselementen belegt.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei das Dach eine Tasche zum Aufnehmen des Gehäuses definiert.
Gehäuse nach Anspruch 12, wobei das Gehäuse mit einem Fahrzeugluftkanal verbunden ist.