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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Autonome Fahrzeuge setzen eine Vielzahl von Sensoren ein, um eine Steuerung oder Steuerungen mit Lagebewusstseinsdaten bereitzustellen, einschließlich Bilddaten, die für Verkehr, Nähe zu anderen Fahrzeugen, Verkehrsampeln, Lage von Verkehrsspuren etc. indikativ sind. Solche Sensoren können optische Sensoren beinhalten, wie z. B. Kameras und LIDAR-Sensoren. Eine Stelle für optische Sensoren ist ein Dach des Fahrzeugs. Das Platzieren von Sensoren auf dem Dach kann jedoch einen Frontbereich des Fahrzeugs erhöhen, was zu erhöhten Verlusten seiner Aerodynamik führen kann. Eine Dachbefestigung kann die Sensoren ebenfalls den Gefahren einer unbeabsichtigten Beschädigung aussetzen, z. B. beim Hineinfahren in eine tiefliegende Garage sowie in Autowaschanlagen. Das Platzieren von Sensoren auf dem Dach kann ebenfalls die Formgestaltung des Fahrzeugs einschränken.
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Figurenliste
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- 1 ist eine rückwärtige Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs mit einem beispielhaften Spoiler.
- 2 ist eine Teilansicht von der Seite in der Richtung von Pfeil 2 des Fahrzeugs von 1 mit dem beispielhaften Spoiler.
- 3 ist eine Teilansicht von oben in der Richtung von Pfeil 3 des Fahrzeugs von 2 mit dem beispielhaften Spoiler.
- 4 ist eine auseinandergezogene Ansicht des beispielhaften Spoilers der 1-3.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Relative Ausrichtungen und Richtungen (beispielsweise oberes, unteres, Unterseite, nach vorne, nach hinten, vorderes, hinteres, hinten, außenliegend, innenliegend, nach innen, nach außen, seitlich, links, rechts) sind in dieser Beschreibung 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.
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Ein Spoiler beinhaltet eine Unterschale, eine Halterung, eine Vielzahl von optischen Sensoren, eine CHMSL (center high mounted stop lamp) und eine Oberschale. Die Unterschale erstreckt sich im Wesentlichen über eine Breite eines Fahrzeugdachs. Die Halterung ist an der Unterschale befestigt. Die optischen Sensoren sind an der Halterung befestigt. Die CHMSL ist an einem von der Unterschale und der Halterung befestigt. Die Oberschale ist über der Unterschale angeordnet und an dieser befestigt. Die Oberschale weist eine Vielzahl von Sensoröffnungen, die mit den Sensoren ausgerichtet sind, und eine CHMSL-Öffnung auf, die mit der CHMSL ausgerichtet ist.
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Die Halterung kann eine Vielzahl von Sensoröffnungen beinhalten, die mit der Vielzahl der Sensoren ausgerichtet ist.
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Der Spoiler kann ferner eine Vielzahl von Fensterscheiben beinhalten, die über den Sensoröffnungen von einem der Halterung oder der Oberschale angeordnet ist.
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Die Fensterscheiben können an der Halterung befestigt sein.
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Der Spoiler kann ferner eine Vielzahl von Waschdüsen beinhalten, die an einem von der Halterung und der Oberschale befestigt ist, an denen die Fensterscheiben befestigt sind, und die zu den Fensterscheiben hin gerichtet ist.
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Der Spoiler kann ferner eine Vielzahl von Fluidleitungen beinhalten, wobei jede Fluidleitung mit einer der Waschdüsen an einem ersten Ende verbunden ist und ein Verbindungselement an einem zweiten Ende aufweist.
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Die Waschdüsen können jeweils eine Fluiddüse und eine pneumatische Düse beinhalten.
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Der Spoiler kann ferner eine Vielzahl von Fluidleitungen und eine Vielzahl von pneumatischen Leitungen beinhalten, wobei jede Fluidleitung mit einer der Fluiddüsen an einem ersten Ende verbunden ist, und jede pneumatische Leitung mit einer der pneumatischen Düsen an einem ersten Ende verbunden ist, und wobei jede Fluidleitung und jede pneumatische Leitung ein Verbindungselement an einem zweiten Ende aufweist.
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Die Halterung und die Unterschale und die Oberschale können alle aus Kunststoff gebildet sein.
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Die Halterung und die Unterschale können miteinander verschweißt sein.
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Die Halterung kann eine Vielzahl von Befestigungslaschen beinhalten und die Unterschale kann eine gleiche Vielzahl von Befestigungsflächen aufweisen. Die Befestigungsflächen der Unterschale können mit den Befestigungslaschen des Scharniers ausgerichtet sein. Die Halterung und die Unterschale können an der Stelle miteinander verschweißt sein, an der die Laschen die Befestigungsflächen überlappen.
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Die Unterschale kann ferner eine Vielzahl von Tragarmen beinhalten, an denen sich die Befestigungsflächen befinden.
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Die CHMSL kann an der Unterschale an CHMSL-Trägerlaschen befestigt sein. Die CHSML kann mit der CHMSL-Öffnung in der Oberschale ausgerichtet sein.
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Die Oberschale kann an der Unterschale entfernbar befestigt sein.
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Die Halterung kann ferner eine Aufnahmeöffnung beinhalten, die mit dem Sensor ausgerichtet ist und diesen aufnimmt.
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Die Halterung kann ferner ein Sensorbefestigungsmerkmal beinhalten.
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Das Sensorbefestigungsmerkmal kann eine Vielzahl von Vertiefungen beinhalten.
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Ein Spoiler beinhaltet eine Unterschale, eine Halterung, eine Vielzahl von optischen Sensoren, eine CHMSL, eine Oberschale, eine Vielzahl von Fensterscheiben und eine Vielzahl von Waschdüsen. Die Unterschale erstreckt sich im Wesentlichen über eine Breite eines Fahrzeugdachs. Die Halterung ist an der Unterschale befestigt und weist eine Vielzahl von Sensoröffnungen auf. Die optischen Sensoren sind an der Halterung befestigt und sind mit der Vielzahl von Sensoröffnungen ausgerichtet. Die CHMSL ist an einem von der Unterschale und der Halterung befestigt. Die Oberschale ist über der Unterschale angeordnet und an dieser befestigt. Die Oberschale weist eine Vielzahl von Sensoröffnungen, die mit den Sensoren ausgerichtet sind, und eine CHMSL-Öffnung auf, die mit der CHMSL ausgerichtet ist. Die Fensterscheiben sind über den Sensoröffnungen von einem von der Halterung oder der Oberschale angeordnet. Die Waschdüsen sind an einem von der Halterung oder der Oberschale befestigt, an denen die Fensterscheiben befestigt sind. Die Waschdüsen sind zu den Fensterscheiben hin gerichtet.
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Die CHMSL kann an der Unterschale an CHMSL-Trägerlaschen befestigt sein. Die CHSML kann mit der CHMSL-Öffnung in der Oberschale ausgerichtet sein.
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Die Oberschale kann an der Unterschale entfernbar befestigt sein.
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Ein Fahrzeug 10 kann eine Zierleiste beinhalten, z. B. an einem rückwärtigen Spoiler 12, die hochgesetzt an dem Fahrzeug 10 befestigt oder mit einem Dach 16 des Fahrzeugs 10 ausgerichtet ist. Der beispielhafte Spoiler 12 kann eine Oberfläche 15 aufweisen, die mit dem Dach 16 ausgerichtet ist und mit diesem eine Kontinuität aufweist, d. h. einen fließenden Übergang von dem Spoiler bis zu dem Dach 16 des Fahrzeugs 10 bildet. Der Spoiler 12 beinhaltet Sensoren 18 und kann eine hochgesetzte Bremsleuchte (eine „CHMSL“) 20 beinhalten.
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Das Fahrzeug 10 kann in einem nicht-autonomen, einem halbautonomen Modus, d. h. einem teilweise autonomen Betriebsmodus, der einiges an, d. h. eine gelegentliche Intervention des menschlichen Fahrers fordert, oder einem vollständig autonomen Modus betriebsfähig sein, d. h. einem vollständig autonomen Modus, der keine Intervention eines menschlichen Fahrers benötigt. Ein autonomer Modus ist zum Zweck dieser Offenbarung als ein Modus definiert, in dem jedes von einem Vortrieb (z. B. mittels einem Antriebsstrang, einschließlich eines Elektromotors und/oder eines Verbrennungsmotors), Bremsen und Lenkung des Fahrzeugs 10 durch eine autonome Fahrzeugsteuerung gesteuert wird, d. h. eine Rechenvorrichtung (oder Rechenvorrichtungen); in einem halbautonomen Modus steuert die Steuerung eine oder zwei von Vortrieb, Bremsen und Lenkung des Fahrzeugs 10.
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Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Fahrzeugkarosserie 22, von der das Dach 16 das oberste Teil sein kann. Die Fahrzeugkarosserie 22 kann Fenster beinhalten, z. B. eine Frontscheibe, d. h. sowohl eine Frontscheibe (nicht gezeigt), um eine Sicht nach vorne für die Fahrgäste zu ermöglichen als auch Seitenfenster 24 und ein Rückfenster 26. Die Fahrzeugkarosserie 22 bringt ebenso Betriebskomponenten unter und schließt diese ein, z. B. einen Antriebsmotor oder Motoren, ein Drehzahlwechselgetriebe, ein Lenksystem und Energiespeichervorrichtungen, wie z. B. Batterien und Kraftstofftanks. Solche Komponenten können unterhalb eines Fahrgastraums oder vor oder hinter dem Fahrgastraum angebracht sein. Die veranschaulichte beispielhafte Fahrzeugkarosserie 22 kann eine Heckklappe 28 beinhalten, in welcher das Rückfenster 26 angebracht sein kann.
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Das Fahrzeug 10 kann ein Sensorsystem einsetzen, einschließlich einer Vielzahl von Sensoren, die der Steuerung oder den Steuerungen (nicht gezeigt) Lagebewusstseinsdaten bereitstellen, einschließlich Bilddaten, die für Verkehr, Nähe zu anderen Fahrzeugen, Verkehrsampeln, Lage von Verkehrsspuren etc. indikativ sind. Solche Sensoren können optische Sensoren 18 beinhalten, d. h. Sensoren, die Bilddaten bereitstellen, wie z. B. Kameras und Lichterfassungs- und Bereichs-(„LIDAR“) Sensoren. Eine Anbringungsstelle für rückwärts gerichtete Sensoren 18 ist der hintere Spoiler 12. Die Sensoren 18 können innerhalb des Spoilers 12 angeordnet sein.
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Der Spoiler 12 beinhaltet eine Unterschale 30, eine Trägerhalterung 32, die an der Unterschale 30 befestigt ist, und eine Oberschale 34. Die Oberschale 34 ist über der Unterschale 30 und der Trägerhalterung 32 angeordnet. Die Unterschale 30 erstreckt sich im Wesentlichen über eine Breite W des Fahrzeugdachs 16. Wenn mit der Heckklappe 28 verbunden, kann der Spoiler 12 seitliche Erweiterungen (nicht gezeigt) beinhalten, die sich über die Heckklappe 28 hinaus erstrecken, wodurch sich der Spoiler 12 über die vollständige Breite des Fahrzeugs 10 erstrecken kann.
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Eine Vielzahl der Sensoren 18 kann an der Halterung 32 befestigt sein. Die CHMSL 20 kann an einem von der Unterschale 30 und der Halterung 32 befestigt sein. Die Oberschale 34 kann eine Sensoröffnung 35 aufweisen, die mit jedem der Sensoren 18 ausgerichtet ist. Je nach der Konfiguration des Scharniers 32 kann die Halterung 32 außerdem eine Sensoröffnung 36 beinhalten, die mit jedem der Sensoren 18 und der Öffnungen 35 ausgerichtet ist. Die Oberschale 34 kann ebenso eine erste CHMSL-Öffnung 37, die mit der CHMSL 20 ausgerichtet ist, und eine zweite CHMSL-Öffnung 43 in der Halterung 32 beinhalten.
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Die Fensterscheiben 38 können über den Sensoröffnungen 35 platziert sein, um die Öffnungen 35 in der Oberschale 34 zu verschließen, um die Sensoren 18 for Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen. Die Fensterscheiben 38 sind an der Oberschale 34 befestigt. Solche Fensterscheiben 38 können zusätzlich vorhanden sein, um Fensterscheiben zu schützen, die in den Sensoren 18 eingearbeitet sind. Alternativ können die Fensterscheiben 38 an der Halterung 32 befestigt und über die darin befindlichen Öffnungen 36 hinweg platziert sein.
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Die Fensterscheiben 38 sind für Lichtfrequenzen transparent, für welche die Sensoren 18 sensibel sind, wodurch eine im Wesentlichen ungehinderte Übertragung von Licht durch diese hindurch ermöglicht ist. Die Fensterscheiben 38 können aus einem transparenten Thermoplast gebildet sein, wie z. B. Plexiglas oder Polycarbonatmaterial. Zu anderen beispielhaften transparenten Materialien zählen Silikatglas, einschließlich Verbundglass, und Titandioxid in seiner transparenten Form.
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Die hinteren Sensoren 18 können für einen autonomen Fahrzeugbetrieb verwendet werden. Die Sensoren 18 erfordern eine vorbestimmte Menge an Sauberkeit, d. h. ein Fehlen von lichthemmendem Material an dem Sensor oder an einer Fensterscheibe vor dem Sensor, um wie vorgesehen funktionstüchtig zu sein. Die Rückseite des Fahrzeugs 10 kann genügend Schmutz von Spritzern und durch die Luft übertragene Partikel ansammeln, um den Betrieb der Sensoren 18 zu beeinträchtigen. Wenn die Sensoren 18 oder ihre Fensterscheiben 38 nicht ausreichend sauber sind, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, muss das Fahrzeug 10 eventuell anhalten. Die Sensoren 18 müssen eine im Wesentlichen ungehinderte Sicht aufweisen, um den Betrieb des Fahrzeugs 10 in dem autonomen Modus zu ermöglichen. Dementsprechend müssen die Fensterscheiben 38 sauber gehalten werden. Aufgrund ihrer kritischen Rolle bei dem Betrieb des Fahrzeugs 10 müssen die Sensoren 18 zusätzlich für eine Wartung in dem Fall eines Bedarfs einer solchen Wartung zugänglich sein.
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4 zeigt beispielhafte pneumatische und Fluidleitungen, d. h. jeweils Schläuche 39 und 40, zum Verbinden von pneumatischen und Fluidpumpen (nicht gezeigt) mit einer beispielhaften Waschdüse 41, einschließlich einer penumatischen Düse 42 und einer Fluiddüse 44. Die Waschdüsen 41 können an der Halterung 32 über den Fensterscheiben 38 befestigt sein. Wenn die Fensterscheiben 38 über die Öffnungen 35 in der Oberschale 34 hinweg befestigt sind, können die Waschdüsen 41 an der Oberschale 34 über den Fensterscheiben 38 befestigt sein. Die pneumatischen und Fluidleitungen 39, 40, d. h. die Zuleitungen, können mit Zuluft von der pneumatischen Pumpe und Fluid verbunden sein, d. h. einer Flüssigkeit von der Fluidpumpe über jeweils einen pneumatischen Zuleitungsanschluss 46 und einen Flüssigkeitszuleitungsanschluss 48. Beispielhafte automatische Waschsysteme für optische Sensoren sind gewerblich von der Firma dhlBowles erhältlich.
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Eine Waschdüse 41 kann an einem von der Halterung 32 und der Unterschale 30 befestigt sein. Die Düsen 42, 44 können benachbart der Fensterscheiben 38 in einem von der Oberschale 34 und der Trägerhalterung 32 positioniert und an einem von der Oberschale 34 und der Trägerhalterung 32 befestigt sein. Benachbart bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Düsen 42, 44 nahe genug der entsprechenden Fensterscheiben 38 liegen, um Luft und/oder Fluid wirksam abzugeben, d. h. es versteht sich, dass die Nähe der Stellen und Ausrichtungen der Düsen 42, 44 von einer Auslegung der Düsen 42, 44 und von einem erwartungsgemäßen Bereich von Druckluft und Fluid, die/das durch die Düsen 42, 44 abgegeben wird, abhängen kann.
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4 zeigt ebenfalls elektrische Leitungen 50, die zum Verbinden mit den Sensoren 18 verwendet werden können. Solche elektrischen Leitungen 50 können verwendet werden, um Strom an die Sensoren 18 bereitzustellen und können verwendet werden, um Datensignale von den Sensoren 18 an die Steuerung zu kommunizieren.
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Jedes von der Unterschale 30, der Trägerhalterung 32 und der Oberschale 34 ist starr, was im Zusammenhang mit dieser Offenbarung bedeutet, dass jedes der Bestandteile des Spoilers 12, d. h. die Unterschale 30, die Halterung 32 und die Oberschale 34, verformbar sein kann, jedoch mit einer vorbestimmten Steifheit bereitgestellt ist, um einer Verformung zu widerstehen. Zumindest widersteht der zusammengebaute Spoiler, einschließlich der Unterschale 30, der Trägerhalterung 32 und der Oberschale 34, sichtbaren Verformungen unter seinem Eigengewicht. Steifere Elemente 30, 32, 34 können es den Sensoren 18 erlauben, einen verbesserten Betrieb durch Reduzieren eines Ausmaßes an Sensorvibration bereitzustellen, die auf die Vibrationseingaben der Fahrzeugaufhängung anspricht, die durch den Betrieb über unebene Fahrbahnen bedingt ist. Die Elemente 30, 32, 34 können aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, einschließlich Aluminium, Stahl, Polymeren, z. B. Kunststoffen, einschließlich Verbundmaterialien, z. B. einem Polymer, z. B. Thermoplast, durch Fasern verstärktes Harzsubstrat, z. B. Kohlefaser, Aramidfaser, Basaltfaser.
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Jedes von der Unterschale 30, der Trägerhalterung 32 und der Oberschale 34 ist konfiguriert, um ein optimales Festigkeits-zu-Gewicht-Verhältnis bereitzustellen. Höhere Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnisse sind typischerweise als vorteilhafter zu verstehen. Es versteht sich jedoch ebenso, dass den Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnissen Grenzen gesetzt sind, die durch Faktoren auferlegt werden, zu denen Leistungseinschränkungen von verfügbaren Materialien und Herstellungs- und Materialkosten der Unterschale 30, der Trägerhalterung 32 und der Oberschale 34 zählen. Befindet sich der Spoiler 12 an der Heckklappe 14, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Spoiler 12 so leicht wie möglich ist, um es zu ermöglichen, bestimmte Betriebsparameter, wie z. B. den Aufwand zum Öffnen der Heckklappe, auf ein Mindestmaß zu beschränken. Das Bilden der Unterschale 30, der Trägerhalterung 32 und der Oberschale 34 aus Kunststoff stellt einem Spoiler ein ausreichend leichtes Gewicht bereit.
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Die Halterung 32 und die Oberschale 30 können z. B. durch Schweißen permanent miteinander verbunden sein. Sind sowohl die Halterung 32 als auch die Unterschale 30 beide aus Kunststoff gebildet, kann ein solches Schweißen von der Art oder den Arten des verwendeten Kunststoffs abhängen. Zu den Verfahren zum Schweißen von Kunststoff zählen beispielsweise das Heißschweißen, Reibungsschweißen, Ultraschallschweißen, Radiofrequenzschweißen, Laserschweißen und Lösungsmittelschweißen.
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Die Unterschale 30 kann eine Vielzahl von Befestigungsflächen 52 beinhalten, die an Tragarmen 54 der Unterschale 30 angeordnet sind. Die Tragarme 54 können mit Scharnierbefestigungslaschen 56 ausgerichtet sein, die in gleicher Anzahl der Tragarme 54 der Unterschale 30, und mit diesen ausgerichtet, vorhanden ist. Die Tragarme 54 und die Laschen 56 stehen in einer befestigten Stellung miteinander in Eingriff, wobei die Arme 54 und die Laschen 56 die Befestigungsflächen 52 bereitstellen, die in Eingriff mit Befestigungsflächen der Befestigungslaschen 56 stehen, die Schweißnähte 58 beinhalten können.
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Die Unterschale 30 kann Trägerlaschen 60 beinhalten, welche die CHMSL 20 in einer Stellung aufnehmen und tragen, die mit der CHMSL-Fensteröffnung 37 ausgerichtet ist.
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Die Halterung 32 kann ebenfalls Sensorbefestigungsmerkmale beinhalten, die beim Positionieren der Sensoren 18 an der Halterung 32 behilflich sind. Die Befestigungsmerkmale können eine Vielzahl von Positionierungsvertiefungen 64 und eine Aufnahmeöffnung 66 beinhalten, wobei die Vertiefungen 64 die Aufnahmeöffnung 66 in einer ersten Fläche 68 des Scharniers 32 umgeben. Die erste Fläche 68 kann sich in einem Winkel, z. B. von 90 Grad, zu einer zweiten Fläche 70 befinden, in der sich die Sensoröffnungen 36 befinden können.
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Die Halterung 32 kann ferner Merkmale (nicht gezeigt) zum Führen und Halten der Zuleitungen 39, 40 und der elektrischen Leitungen 50 beinhalten. Beispielhafte Führungs- und Haltemerkmale sind in handelsüblichen Spoilern zu finden, wie z. B. ein Schlauchverbindungsturm, der in einem Spoiler eines Fahrzeugs des Modells 2012 Edge® von der Ford Motor Company zu finden ist.
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Die Oberschale 34 kann entfernbar befestigt sein, d. h. derart befestigt, sodass die Oberschale 34 entfernt und erneut ohne Schaden, z. B. durch Gewindebefestigungselemente (nicht gezeigt) an der Unterschale 30 und der Halterung 32 installiert werden kann, um eine Wartung der Komponenten zu erlauben, wie z. B. der Sensoren 18 und Düsen 42, 44, die innerhalb des Spoilers 12 eingearbeitet sind.
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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.
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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.
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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.
