DE102021102239A1

DE102021102239A1 - Holding device for a sensor of a motor vehicle, motor vehicle and method for attaching a sensor

Info

Publication number: DE102021102239A1
Application number: DE102021102239.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Held
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-08-04

Abstract

Halterungsvorrichtung (1) für wenigstens einen hinter einer Windschutzscheibe (4) eines Kraftfahrzeugs zu positionierenden Sensor (2, 3), insbesondere eine Kamera, aufweisend:- eine an der Windschutzscheibe (4) zu befestigende, zur Anpassung an eine Krümmung der Windschutzscheibe (4) flexible Halterungsplatte (5),- ein an der Halterungsplatte (5) an Befestigungsstellen (14) mittels Befestigungsmitteln (12) zu befestigendes, steif ausgebildetes Halterungselement (6) mit wenigstens einer Aufnahme (9) für den Sensor (2, 3) zur Herstellung einer definierten Positionierung und Ausrichtung des Sensors (2, 3) zu dem Halterungselement (6).Mounting device (1) for at least one sensor (2, 3) to be positioned behind a windscreen (4) of a motor vehicle, in particular a camera, having:- one to be fastened to the windscreen (4) for adapting to a curvature of the windscreen (4 ) flexible mounting plate (5),- a rigid mounting element (6) to be fastened to the mounting plate (5) at fastening points (14) by means of fastening means (12) and having at least one receptacle (9) for the sensor (2, 3). Creation of a defined positioning and alignment of the sensor (2, 3) to the mounting element (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterungsvorrichtung für wenigstens einen hinter einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zu positionierenden Sensor, insbesondere eine Kamera.The invention relates to a mounting device for at least one sensor to be positioned behind a windshield of a motor vehicle, in particular a camera.

Moderne Kraftfahrzeuge setzen vermehrt auf die Umgebung des Kraftfahrzeugs gerichtete Sensorik ein, um beispielsweise Sensordaten für verschiedene Fahrzeugsysteme, beispielsweise Fahrerassistenzsysteme, oder sogar für zur wenigstens teilweise automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildete Fahrzeugsysteme zu erhalten. Dabei wurde insbesondere vorgeschlagen, eine Kamera zentral, beispielsweise in Querrichtung mittig benachbart dem Rückspiegel, hinter der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs anzuordnen, so dass die Kamera durch die Windschutzscheibe vor Umwelteinflüssen geschützt ist und sicher verbaut werden kann, jedoch aufgrund ihrer optischen Natur dennoch das Umfeld des Kraftfahrzeugs durch die Windschutzscheibe erfassen kann. Auch bezüglich anderer Arten von Sensoren ist eine derartige Anordnung bereits vorgeschlagen worden. Auch wurde vorgeschlagen, im oberen, mittigen Bereich der Windschutzscheibe (Frontscheibe) wenigstens eine Antennenanordnung vorzusehen, beispielsweise eine WLAN-Antennenanordnung und/oder eine Kraftfahrzeug-zu-X-Antennenanordnung.Modern motor vehicles are increasingly using sensors directed towards the surroundings of the motor vehicle, for example in order to obtain sensor data for various vehicle systems, for example driver assistance systems, or even for vehicle systems designed for at least partially automatic guidance of the motor vehicle. In particular, it was proposed to arrange a camera centrally, for example in the transverse direction centrally adjacent to the rear view mirror, behind the windshield of a motor vehicle, so that the camera is protected from environmental influences by the windshield and can be installed safely, but due to its optical nature, the environment of the Motor vehicle can detect through the windshield. Such an arrangement has also already been proposed with regard to other types of sensors. It has also been proposed to provide at least one antenna arrangement in the upper, central area of the windshield (front window), for example a WLAN antenna arrangement and/or a vehicle-to-X antenna arrangement.

Dabei ist es bekannt, die Sensoren an einer Halterungsplatte zu befestigen, welche wiederum an der Windschutzscheibe, insbesondere durch Kleben, befestigt wird. Die Halterungsplatte besteht aus Kunststoff und schmiegt sich an die Scheibenkontur, mithin den Oberflächenverlauf, an, damit die Verbindung zur Windschutzscheibe mit Klebstoff spannungsarm und bruchsicher erfolgen kann. Dabei wird die Halterungsplatte auf den jeweiligen, beispielsweise modellspezifischen Verlauf der Windschutzscheibe angepasst, um Beschädigungen, beispielsweise Glasbruch, durch unterschiedliches Dehnungsverhalten, beispielsweise unter Temperatureinfluss, möglichst zu vermeiden. Die Sensoren, insbesondere Kameras, werden jedoch modellübergreifend benutzt. Wird nur ein einziger Sensor, beispielsweise eine Kamera, verwendet, kann die Befestigung der Kamera an der Halterungsplatte angepasst werden und Toleranzen können durch die Bildauswertungselektronik der Kamera ausgeglichen werden.It is known to attach the sensors to a mounting plate, which in turn is attached to the windshield, in particular by gluing. The mounting plate is made of plastic and nestles up against the contour of the windscreen, and therefore the shape of the surface, so that the connection to the windscreen with adhesive can be low-stress and unbreakable. The mounting plate is adapted to the respective, for example model-specific, shape of the windshield in order to avoid damage, for example glass breakage, due to different expansion behavior, for example under the influence of temperature. However, the sensors, especially cameras, are used across models. If only a single sensor, for example a camera, is used, the attachment of the camera to the mounting plate can be adjusted and tolerances can be compensated for by the image evaluation electronics of the camera.

Üblicherweise weist die Windschutzscheibe wenigstens eine Krümmung auf, der hohe Krümmungsradien, beispielsweise von 8 m, zugeordnet sind. Allerdings sind derartige Krümmungen auch Toleranzen unterworfen, so dass beispielsweise bei einem Nennradius von 8 m auch Radien im Bereich von 7 bis 9,5 m auftreten können. Derartige Abweichungen werden dann wesentlich, wenn eine bestimmte Positionierung und Ausrichtung des Sensors mit äußerst geringer Toleranz behaftet ist. Dies gilt beispielsweise für sogenannte Telekameras, die einen schmalen Öffnungswinkel des Erfassungsbereichs, beispielsweise von 30°, aufweisen und eine weite Vorausschau entlang einer (geraden) Straße gewährleisten sollen. Schon leichte Winkelabweichungen können dabei dazu führen, dass der Erfassungsbereich um eine große Strecke seitlich abweicht. Insbesondere aber können Probleme dann auftreten, wenn eine Stereokamera verwendet werden soll. Für deren korrekte Funktion ist es wesentlich, dass eine feste relative Positionierung und Ausrichtung zwischen den Teilkameras vorliegt und auch erhalten bleibt.The windshield usually has at least one curvature associated with large radii of curvature, for example 8 m. However, such curvatures are also subject to tolerances, so that, for example, with a nominal radius of 8 m, radii in the range from 7 to 9.5 m can also occur. Such deviations become significant when a specific positioning and orientation of the sensor is subject to extremely small tolerances. This applies, for example, to what are known as telecameras, which have a narrow opening angle of the detection area, for example 30°, and are intended to ensure a wide perspective along a (straight) road. Even slight angle deviations can lead to the detection area deviating by a large distance to the side. In particular, however, problems can arise when a stereo camera is to be used. For their correct function, it is essential that there is a fixed relative positioning and alignment between the sub-cameras and that this is also maintained.

Werden solche Kameras, bei denen sich erhöhte Anforderungen an die Positionierung und Winkelausrichtungen sowie deren Toleranzen ergeben, ist die Befestigung über eine flexible Halterungsplatte nicht sinnvoll, wenn die Toleranzen im Oberflächenverlauf der Windschutzscheibe zu einer Überschreitung von Toleranzen für die Ausrichtung der Sensoren sorgen kann. Zwar wäre es grundsätzlich denkbar, eine Kalibrierung und Anpassung vorzunehmen, dies wäre jedoch nicht praktikabel, da dies äußerst zeit- und arbeitsaufwendig wäre.If such cameras, which have increased requirements for positioning and angular alignment and their tolerances, are used, attachment via a flexible mounting plate does not make sense if the tolerances in the surface of the windshield can cause tolerances for the alignment of the sensors to be exceeded. Although it would be conceivable in principle to carry out a calibration and adjustment, this would not be practicable since this would be extremely time-consuming and laborious.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halterungsvorrichtung für hinter einer Windschutzscheibe anzuordnende Kameras bereitzustellen, die eine präzise und über die Lebenszeit verlässliche Ausrichtung des wenigstens einen Sensors, insbesondere unabhängig von Toleranzen des Oberflächenverlaufs der Windschutzscheibe, sowie eine einfache Montage des wenigstens einen Sensors erlaubt.The invention is therefore based on the object of providing a mounting device for cameras to be arranged behind a windshield, which allows the at least one sensor to be aligned precisely and reliably over its lifetime, in particular independently of tolerances in the surface profile of the windshield, as well as simple assembly of the at least one sensor .

Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Halterungsvorrichtung für wenigstens einen hinter einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zu positionierenden Sensor, insbesondere eine Kamera, auf:

- eine an der Windschutzscheibe zu befestigende, zur Anpassung an eine Krümmung der Windschutzscheibe flexible Halterungsplatte, und
- ein an der Halterunggsplatte an Befestigungsstellen mittels Befestigungsmitteln zu befestigendes, steif ausgebildetes Halterungselement mit wenigstens einer Aufnahme für den Sensor zur Herstellung einer definierten Positionierung und Ausrichtung des Sensors zu dem Halterungselement.

To solve this problem, a mounting device for at least one sensor to be positioned behind a windshield of a motor vehicle, in particular a camera, has:

- a mounting plate to be fastened to the windscreen and flexible to adapt to a curvature of the windscreen, and
- A to be fastened to the mounting plate at mounting points by means of mounting means, rigidly designed mounting element with at least one receptacle for the sensor to produce a defined positioning and alignment of the sensor to the mounting element.

Die Halterungsplatte der Halterungsvorrichtung ist dabei weiterhin hinreichend flexibel, um sich dem Oberflächenverlauf der Windschutzscheibe für zumindest Krümmungen innerhalb eines Toleranzbereichs anzupassen, sich mithin weiterhin sozusagen an die Windschutzscheibe anzuschmiegen. Das Halterungselement ist steifer ausgebildet als die Halterungsplatte, insbesondere derart steif, dass zumindest keine Formanpassung für die Krümmungen in dem Toleranzbereich erfolgt. Dabei wird vorgesehen, das Halterungselement nicht großflächig zu befestigen, sondern an wenigen, definierten Befestigungsstellen, um eine möglichst weitgehende Unabhängigkeit von einer Anpassung der Form der flexiblen Halterungsplatte an die Windschutzscheibe möglichst weitgehend zu vermeiden. Hierfür sind Befestigungsmittel vorgesehen, die jeweils insbesondere korrespondierende Befestigungselemente, die einander zugeordnet sind, auf der Halterungsplatte und dem Halterungselement aufweisen.The mounting plate of the mounting device is still sufficiently flexible to adapt to the shape of the surface of the windshield at least adjust curvatures within a tolerance range, therefore continue to cling to the windshield, so to speak. The mounting element is designed to be stiffer than the mounting plate, in particular so stiff that at least there is no shape adjustment for the curvatures in the tolerance range. It is provided that the mounting element is not fastened over a large area, but rather at a few, defined fastening points in order to avoid as much independence as possible from an adaptation of the shape of the flexible mounting plate to the windshield. For this purpose, fastening means are provided, which in particular have corresponding fastening elements, which are assigned to one another, on the mounting plate and the mounting element.

Mit anderen Worten wird also ein zusätzliches, steifes Halterungselement für den wenigstens einen Sensor vorgeschlagen, welches Aufnahmen bereitstellt, in die Sensoren einfach und problemlos einsetzbar sind, so dass sich die gewünschte Positionierung und Ausrichtung einstellt. Das Halterungselement weist eine Steifigkeit auf, die einen Erhalt der definierten Positionierung und Ausrichtung des Sensors über die gesamte angestrebte Lebenszeit bereitstellt. Dabei lassen sich insbesondere die Anforderungen an bestimmte Kameras, beispielsweise Telekameras und/oder Stereokameras, besonders verlässlich und robust erfüllen, selbst wenn Toleranzen im Oberflächenverlauf der Windschutzscheibe vorliegen. Beispielsweise können für die Teilkameras einer Stereokamera jeweils Aufnahmen vorgesehen sein, die die gewünschte relative Positionierung und Ausrichtung erzwingen und über einen langen Zeitraum aufrechterhalten, insbesondere auch hinsichtlich hoher möglicher Temperaturen. Bei einer Telekamera kann eine genauere Winkelausrichtung unabhängig von der Windschutzscheibe beziehungsweise der sich an diese anschmiegenden Halterungsplatte erreicht werden. Insbesondere ist es in einer derartigen Ausgestaltung jedoch auch denkbar, Tele-Stereokameras zu realisieren, nachdem die Teilkameras als Sensoren mittels der Aufnahmen und des Halterungselements exakt zueinander ausgerichtet sind.In other words, an additional, rigid mounting element is proposed for the at least one sensor, which provides receptacles into which the sensors can be inserted easily and without problems, so that the desired positioning and alignment is achieved. The mounting element has a rigidity that ensures that the defined positioning and alignment of the sensor is maintained over the entire desired lifetime. In particular, the requirements for specific cameras, for example telecameras and/or stereo cameras, can be met in a particularly reliable and robust manner, even if there are tolerances in the shape of the surface of the windshield. For example, recordings can be provided for the sub-cameras of a stereo camera, which enforce the desired relative positioning and orientation and maintain it over a long period of time, especially with regard to possible high temperatures. With a telecamera, a more accurate angular alignment can be achieved independently of the windshield or the mounting plate clinging to it. In particular, however, it is also conceivable in such a configuration to implement tele-stereo cameras after the partial cameras are aligned exactly to one another as sensors by means of the receptacles and the mounting element.

Ein besonderer Vorteil der vorgeschlagenen Halterungsvorrichtung mit dem neuartigen Halterungselement liegt auch darin, dass eine Halterung für Sensoren, insbesondere Kameras geschaffen wird, die diese Komponenten nicht nur in optimaler Weise integriert, ausrichtet und befestigt, sondern auch einen Zusammenbau schafft, der in einer Vielzahl von Modellen einsetzbar ist. Die Halterungsvorrichtung erlaubt es insbesondere, den wenigstens einen Sensor in dem Halterungselement bereits vorzumontieren und dann, beispielsweise entlang einer Produktionsstrecke, das Halterungselement über die Befestigungsmittel an der Halterungsplatte, welche bevorzugt bereits an der Windschutzscheibe vormontiert ist, anzubringen. Es entsteht eine vibrationsarme und auch bei thermischer Belastung stabile Befestigung von Sensoren, insbesondere Kameras, hinter einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.A particular advantage of the proposed mounting device with the novel mounting element is that a mount for sensors, in particular cameras, is created that not only integrates, aligns and fastens these components in an optimal manner, but also creates an assembly that can be used in a variety of ways models can be used. In particular, the mounting device allows the at least one sensor to be preassembled in the mounting element and then, for example along a production line, to attach the mounting element to the mounting plate using the fastening means, which is preferably already premounted on the windshield. The result is a low-vibration attachment of sensors, in particular cameras, behind a windshield of a motor vehicle that is stable even under thermal stress.

Dabei kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass das Halterungselement aus einem hochfestem Kunststoff, insbesondere einem Metallersatz-Kunststoff und/oder einem glasfaserverstärkten Polyphtalamid, beispielsweise PA 6T/6I, besteht. Während für steife Halterungen bislang häufig Metalle, beispielsweise Aluminium, eingesetzt wurden, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, insbesondere hinsichtlich besserer Verarbeitbarkeit und höherer Flexibilität im Design, bevorzugt, hochfeste Kunststoffe, wie sie bereits als Metallersatz vorgeschlagen wurden, zu verwenden. Ein besonders bevorzugtes Beispiel ist PA 6T/6I, welches als Ersatzstoff für Aluminium bekannt geworden ist. Auch andere glasfaserverstärkte Polyphtalamide können bevorzugt eingesetzt werden. Allgemein weisen derartige hochfeste Kunststoffe neben der notwendigen Steifheit auch Temperaturbeständigkeiten und Lebensdauern auf, die die Anforderungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere bei einem Verbau hinter der Windschutzscheibe, erfüllen. Dabei sind bereits geringe Materialdicken, welche aufgrund des geringen verfügbaren Bauraums zweckmäßig sind, ausreichend. Beispielsweise kann das Halterungselement eine Materialdicke von 2 bis 3 mm aufweisen. Zusammenfassend ist also ein hochfester Kunststoff hervorragend geeignet, um die gewünschte Steifheit zu realisieren.It can be provided with particular advantage that the mounting element consists of a high-strength plastic, in particular a metal substitute plastic and/or a glass fiber reinforced polyphthalamide, for example PA 6T/6I. While metals, for example aluminum, have hitherto often been used for rigid mounts, it is preferred within the scope of the present invention, in particular with regard to better workability and greater flexibility in design, to use high-strength plastics, as have already been proposed as a metal substitute. A particularly preferred example is PA 6T/6I, which has become known as a substitute for aluminum. Other glass-fiber-reinforced polyphthalamides can also be used with preference. In general, such high-strength plastics, in addition to the necessary rigidity, also have temperature resistance and service lives that meet the requirements in motor vehicles, especially when installed behind the windshield. In this case, even small material thicknesses, which are expedient due to the small amount of space available, are sufficient. For example, the mounting element can have a material thickness of 2 to 3 mm. In summary, a high-strength plastic is ideally suited to achieve the desired rigidity.

Die Halterungsplatte kann, wie im Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist, aus einem flexiblen, insbesondere thermoplastischen Kunststoff bestehen, beispielsweise aus TPE, und/oder ebenfalls eine Materialdicke von 2 bis 3 mm aufweisen. Wesentlich ist hier, die Flexibilität bereitzustellen, sich an die denkbaren Oberflächenverläufe im Toleranzbereich anzupassen. Die Halterungsplatte kann ein Sichtfenster für den wenigstens einen Sensor, insbesondere als eine Aussparung, aufweisen und/oder Halterungen für weitere Vorrichtungen, beispielsweise eine Streulichtblende und/oder eine insbesondere dieser zugeordnete Heizung, umfassen.As is fundamentally known in the state of the art, the mounting plate can consist of a flexible, in particular thermoplastic, material, for example TPE, and/or also have a material thickness of 2 to 3 mm. It is essential here to provide the flexibility to adapt to the conceivable surface profiles within the tolerance range. The mounting plate can have a viewing window for the at least one sensor, in particular as a cutout, and/or include mountings for other devices, for example a lens hood and/or a heater assigned in particular to this.

Wenigstens eines der Befestigungsmittel kann ein elastisches Ausgleichselement aufweisen und/oder die Zahl der Befestigungsstellen kann vier betragen. Die konkrete Ausgestaltung der Befestigungsmittel ist also bevorzugt so zu wählen, dass aufgrund der Anpassung der Halterungsplatte an den Oberflächenverlauf der Windschutzscheibe auftretende Toleranzen und/oder Fertigungstoleranzen und/oder thermische Toleranzen bei dennoch stabiler Befestigung ausgeglichen werden können. Beispielsweise kann die Ausgestaltung wenigstens eines Teils der Befestigungsmittel als insbesondere elastisch vorgespannte Fest-Los-Lager, wobei die anderen Befestigungsmittel Festlager sein können, einen Ausgleich solcher Toleranzen, nicht nur bezüglich des Oberflächenverlaufs, sondern auch hinsichtlich von Fertigungstoleranzen und/oder Temperaturausdehnungen, erlauben und/oder Vibrationen dämpfen. Dies gilt insgesamt für Befestigungsmittel, die ein elastisches Ausgleichselement, beispielsweise eine Feder, umfassen. Eine günstige Zahl von Befestigungsstellen sind vier Befestigungsstellen, was eine stabile Befestigung bei dennoch hinreichend vorhandener Toleranz erlaubt.At least one of the fastening means can have an elastic compensating element and/or the number of fastening points can be four. The specific configuration of the fastening means should therefore preferably be selected such that tolerances and/or manufacturing tolerances that occur due to the adjustment of the mounting plate to the surface profile of the windshield and/or thermal tolerances can be compensated for with a nevertheless stable attachment. For example, the configuration of at least part of the fastening means as a fixed-loose bearing that is in particular elastically prestressed, with the other fastening means being fixed bearings, can allow such tolerances to be compensated for, not only with regard to the surface profile, but also with regard to manufacturing tolerances and/or temperature expansions /or dampen vibrations. This applies overall to fasteners that include an elastic compensating element, such as a spring. A favorable number of attachment points is four attachment points, which allows stable attachment with a sufficient tolerance that is nevertheless present.

Konkret können die Befestigungsmittel wenigstens teilweise eine Rastverbindung und/oder eine Steckverbindung und/oder eine Klemmverbindung bilden. Rastverbindungen, beispielsweise zum Einclipsen eines Befestigungsmittels der Halterungsplatte oder des Halterungselements in ein zugeordnetes Befestigungsmittels des Halterungselements beziehungsweise der Halterungsplatte können insbesondere dann, wenn Kunststoff als Material verwendet wird, leicht aus diesem ausgeformt werden. Jedoch sind auch andere konkrete Befestigungsmittel denkbar, beispielsweise Zapfen an dem Halterungselement und/oder der Halterungsplatte, die in entsprechende Zapfenaufnahmen der Halterungsplatte beziehungsweise des Halterungselements eingreifen, dort gegebenenfalls widergelagert gegen das elastische Ausgleichselement, beispielsweise eine Feder.In concrete terms, the fastening means can at least partially form a snap-in connection and/or a plug-in connection and/or a clamp connection. Snap-in connections, for example for clipping a fastening means of the mounting plate or the mounting element into an associated fastening means of the mounting element or the mounting plate, can be easily formed from this, particularly if plastic is used as the material. However, other specific fastening means are also conceivable, for example pins on the mounting element and/or the mounting plate, which engage in corresponding pin receptacles of the mounting plate or the mounting element, where they may be supported against the elastic compensating element, for example a spring.

Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung hat es sich erwiesen, wenn vier Befestigungsstellen verwendet werden, wobei die Befestigungselemente von zwei, insbesondere an einer der Windschutzscheibe zugewandten Oberfläche der wenigstens einen Aufnahme vorgesehene, Befestigungsmitteln ein Festlager bilden und zwei weitere, beispielsweise an den vertikalen Außenseiten des Halterungselements angeordnete Befestigungsmittel, die beispielsweise einen in eine Zapfenaufnahme eingreifenden, elastisch widergelagerten Zapfen aufweisen können, ein Fest-Los-Lager bilden.It has proven to be a particularly advantageous embodiment if four fastening points are used, with the fastening elements of two fastening means, provided in particular on a surface of the at least one receptacle facing the windshield, forming a fixed bearing and two more, for example on the vertical outer sides of the fastening element arranged fastening means, which can have, for example, a pin that engages in a pin receptacle and is elastically supported, form a fixed-loose bearing.

Mit besonderem Vorteil kann die wenigstens eine Aufnahme als insbesondere an fünf Seiten eine begrenzende Wand aufweisende Kammer ausgebildet sein, in die der jeweilige Sensor einsteckbar ist. Derartige, insbesondere im Wesentlichen kastenförmige Aufnahmen bieten sich besonders an, da eine hohe geometrische Stabilität zur Aufnahme von Sensoren mit hohen, optischen Winkeltoleranzanforderungen, insbesondere von Telekameras und/oder Teilkameras einer Stereokamera, gegeben ist. Die Positionierung und Ausrichtung wird dann durch die fünf als Anschlagflächen wirkenden Wände klar, stabil und toleranzarm definiert.With particular advantage, the at least one receptacle can be designed as a chamber having a delimiting wall, in particular on five sides, into which the respective sensor can be inserted. Such, in particular essentially box-shaped recordings are particularly suitable because there is a high geometric stability for recording sensors with high optical angle tolerance requirements, in particular telecameras and/or sub-cameras of a stereo camera. The positioning and alignment is then defined clearly, stably and with low tolerance by the five walls acting as stop surfaces.

Wie bereits angedeutet, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass jeweils eine Aufnahme für jeweils einen Sensor eines Sensorpaars, insbesondere einer Stereokamera, vorgesehen ist, wobei die Aufnahme zur Herstellung einer vordefinierten relativen Positionierung und Orientierung zwischen den Sensoren des Sensorpaars, insbesondere also den Teilkameras der Stereokamera, ausgeformt sind. Eine entsprechende Vorgabe kann beispielsweise bei der Verwendung von Kunststoffen durch eine entsprechende Gussform gegeben sein.As already indicated, a preferred embodiment of the present invention provides that one recording is provided for each sensor of a sensor pair, in particular a stereo camera, with the recording being used to produce a predefined relative positioning and orientation between the sensors of the sensor pair, i.e. in particular the partial cameras of the stereo camera. A corresponding specification can be given, for example, when using plastics by a corresponding mold.

Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es selbstverständlich auch denkbar ist, den wenigstens einen Sensor über das bloße Einsetzen in die Aufnahme hinaus zu befestigen, beispielsweise durch Verkleben und/oder sonstige, gängige Befestigungsmittel.It should also be noted at this point that it is of course also conceivable to fasten the at least one sensor beyond simply inserting it into the receptacle, for example by gluing and/or other common fastening means.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Halterungselement eine Vorverkabelung aufweist, die Aufnahmesteckverbinder jeder Aufnahme mit einem insbesondere gemeinsamen Anschlusssteckverbinder des Halterungselements verbindet. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass Sensorsteckverbinder der Sensoren durch Platzierung des Sensors in der Aufnahme nicht immer in einem Bereich zu liegen kommen, wo die gewünschte Verbindung mit weiteren Fahrzeugkomponenten hergestellt werden kann, beispielsweise durch eine speziell vorgesehene Öffnung des Dachhimmels/Dachmoduls. Ferner ist es bei der Verwendung mehrerer Sensoren schwierig, die Verkabelung zu jedem einzelnen dieser Sensoren manuell herzustellen. Mithin wird vorgeschlagen, am Halterungselement bereits eine Verkabelung, nämlich die Vorverkabelung, vorzusehen, die insbesondere auch bei mehreren Sensoren einen gemeinsamen Anschlusssteckverbinder nutzt, zu dessen Anordnung eine Vielzahl von Freiheitsgraden bestehen, die genutzt werden können, um einen hervorragenden Zugang zu anderen Teilen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Dachhimmel zu gewähren. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Kontaktierung im Kraftfahrzeug möglich und auch bei mehreren Sensoren wird die Anzahl herzustellender Steckverbindungen auf eine einzige reduziert.A particularly advantageous development of the present invention provides that the mounting element has pre-wiring that connects the receptacle connector of each receptacle to an in particular common connection plug connector of the mounting element. This is due to the fact that the sensor connectors of the sensors do not always come to rest in an area where the desired connection to other vehicle components can be made due to the placement of the sensor in the receptacle, for example through a specially provided opening in the headliner/roof module. Furthermore, when using multiple sensors, it is difficult to manually set up the wiring to each of these sensors. It is therefore proposed to already provide cabling on the mounting element, namely the pre-wiring, which uses a common connection plug connector, in particular even with several sensors, for the arrangement of which there are a large number of degrees of freedom, which can be used to provide excellent access to other parts of the motor vehicle To grant, for example, a headliner. In this way, particularly simple contacting in the motor vehicle is possible and the number of plug connections to be produced is reduced to a single one, even if there are several sensors.

Zweckmäßigerweise kann der wenigstens eine Aufnahmensteckverbinder zum automatischen Anschluss des Sensors bei Einsetzen des Sensors in die Aufnahme angeordnet und/oder ausgebildet sein. Das bedeutet, bei einem Einsetzen des Sensors in die Aufnahme erfolgt nicht nur die hochgenaue Positionierung und Ausrichtung, sondern zudem auch bereits die insbesondere elektrische Kontaktierung zu der Vorverkabelung, ohne dass weitere manuelle oder automatische Schritte zum Anschluss erforderlich sind. Beispielsweise kann der Aufnahmesteckverbinder so positioniert sein, dass ein entsprechender Sensorsteckverbinder des Sensors aufgrund der Führung durch die Wände der Aufnahme beim Einsetzen des Sensors auf den Aufnahmensteckverbinder der Aufnahme trifft und die Kontaktierung hergestellt wird. Zusätzliche Führungselemente seitens des Aufnahmesteckverbinders und/oder des Sensorsteckverbinders können diesen Vorgang unterstützen.The at least one receptacle connector can expediently be arranged and/or designed for automatic connection of the sensor when the sensor is inserted into the receptacle. This means that when the sensor is inserted into the mount, not only is the highly precise positioning and alignment carried out, but in addition, the particular electrical contact to the pre-wiring, without the need for further manual or automatic steps for the connection. For example, the receptacle connector can be positioned in such a way that a corresponding sensor connector of the sensor meets the receptacle connector of the receptacle when the sensor is inserted, due to the guidance through the walls of the receptacle, and contact is established. Additional guide elements on the part of the receptacle connector and/or the sensor connector can support this process.

Zweckmäßigerweise kann der Anschlusssteckverbinder im eingebauten Zustand im Bereich einer Anschlussöffnung in einen Dachhimmel, insbesondere ein Dachmodul eines Dachhimmels, des Kraftfahrzeugs oder in einem mittigen Bereich des Halterungselements positioniert sein. Beispielsweise sind Ausgestaltungen bekannt, bei denen die Sensoren mittels der Halterungsvorrichtung zwischen einem Spiegelfuß eines Innenrückspiegels und dem oberen Rand der Windschutzscheibe, mithin benachbart zum Dachhimmel, befestigt werden sollen. Der Dachhimmel kann ein Dachmodul mit einer mittigen Öffnung zur Windschutzscheibe hin aufweisen, welche nicht zwangsläufig benachbart zu den Aufnahmen für den wenigstens einen Sensor liegt. Mittels der erfindungsgemäßen Vorverkabelung ist es nun jedoch möglich, den Anschlusssteckverbinder so zu positionieren, dass er durch diese Öffnung bequem zugänglich ist und somit die Kontaktierung beziehungsweise der Anschluss leicht vorgenommen werden kann.In the installed state, the connection plug connector can expediently be positioned in the area of a connection opening in a roof liner, in particular a roof module of a roof liner, of the motor vehicle or in a central area of the mounting element. For example, configurations are known in which the sensors are to be fastened by means of the mounting device between a mirror base of an interior rear-view mirror and the upper edge of the windshield, and consequently adjacent to the roof liner. The headliner can have a roof module with a central opening towards the windshield, which is not necessarily adjacent to the receptacles for the at least one sensor. By means of the pre-wiring according to the invention, however, it is now possible to position the connecting plug connector in such a way that it is easily accessible through this opening and the contacting or the connection can therefore be made easily.

In diesem Zusammenhang ist es ferner zweckmäßig, wenn das Halterungselement wenigstens eine Führungseinrichtung zur Führung der Vorverkabelung aufweist. Eine derartige Ausgestaltung kann nicht nur diesbezüglich sinnvoll sein, dass die Vorverkabelung aus dem Erfassungsbereich der Sensoren ferngehalten wird, sondern auch andere Anforderungen an deren Verlauf erfüllen helfen. Soll beispielsweise neben dem wenigstens einen Sensor auch wenigstens eine Antennenanordnung, den Sensor benachbart, hinter der Windschutzscheibe verbaut werden, kann ein Ausschlussbereich existieren, in dem keine metallischen beziehungsweise elektrisch leitenden Gegenstände angeordnet werden sollen. Durch eine geeignete Führung kann ein Verlauf der Vorverkabelung durch einen solchen Ausschlussbereich vermieden werden.In this context, it is also expedient if the holding element has at least one guide device for guiding the preliminary wiring. Such a configuration can not only make sense in terms of keeping the pre-wiring away from the detection area of the sensors, but also help to meet other requirements for its routing. If, for example, in addition to the at least one sensor, at least one antenna arrangement, adjacent to the sensor, is also to be installed behind the windshield, an exclusion area can exist in which no metal or electrically conductive objects are to be arranged. Suitable routing can prevent the pre-cabling from running through such an exclusion area.

Wie eingangs bereits dargestellt wurde, sind auch weitere Sensoren zum Verbau hinter der Windschutzscheibe denkbar, welche, insbesondere deutlich, geringere Anforderungen hinsichtlich der Positionierung und/oder Ausrichtung aufweisen können. Ein Beispiel hierfür sind in einem weitwinkligen Erfassungsbereich das allgemeine Vorfeld des Kraftfahrzeugs erfassende Kameras, die nicht zwangsläufig über eine Halterungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt werden müssen. Nichtsdestotrotz können derartige weitere Sensoren auch gemeinsam mit den hohe Anforderungen an ihre Positionierung und Ausrichtung aufweisenden, durch die Halterungsvorrichtung befestigten Sensoren eingesetzt werden. Konkret kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Halterungselement eine insbesondere zentrale Aussparung für wenigstens einen weiteren, nicht von der Halterungsvorrichtung getragenen, hinter der Windschutzscheibe, insbesondere mit geringeren Anforderungen an die Positionierungs- und Ausrichtungsgenauigkeit, zu positionierenden Sensor, insbesondere eine weitere Kamera, aufweist. In diesem Zusammenhang kann die Halterungsplatte mit besonderem Vorteil weitere Befestigungsmittel/Befestigungselemente zur Befestigung des weiteren Sensors an der Halterungsplatte aufweisen, die beispielsweise mit Befestigungselementen des weiteren Sensors zusammenwirken können. Aufgrund der niedrigeren Anforderungen an die Positionierung und Ausrichtung können die weiteren Sensoren durchaus auch unmittelbar an der Halterungsplatte oder sogar anderweitig befestigt werden, wobei dennoch weiter der diesbezügliche Bauraum bereitsteht, nachdem das Halterungselement mit einer entsprechenden Aussparung versehen ist.As already explained at the outset, further sensors for installation behind the windshield are also conceivable, which, in particular, can have lower requirements with regard to positioning and/or alignment. An example of this are cameras that capture the general area in front of the motor vehicle in a wide-angle capture area and that do not necessarily have to be attached using a mounting device according to the present invention. Nevertheless, such further sensors can also be used together with the sensors which have high requirements in terms of their positioning and alignment and are fastened by the mounting device. Specifically, it can be provided, for example, that the mounting element has a particularly central cutout for at least one additional sensor, in particular an additional camera, which is not supported by the mounting device and is to be positioned behind the windshield, in particular with lower requirements in terms of positioning and alignment accuracy. In this context, the mounting plate can advantageously have additional fastening means/fastening elements for fastening the additional sensor to the mounting plate, which can interact, for example, with attachment elements of the additional sensor. Due to the lower requirements for positioning and alignment, the additional sensors can certainly also be fastened directly to the mounting plate or even in some other way, with the relevant installation space still being available after the mounting element has been provided with a corresponding recess.

Mit besonderem Vorteil kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass bei mehr als einer Aufnahme wenigstens eine Aufnahme zu jeweils einer Seite der Aussparung angeordnet ist. Der weitere Sensor, insbesondere die weitere Kamera, ist somit mittig vorgesehen und wird von wenigstens einem Sensor, der über die Halterungsvorrichtung befestigt ist, flankiert. Eine konkrete Ausgestaltung kann beispielsweise vorsehen, als weiteren Sensor eine insbesondere weitwinklige Kamera zu verwenden, die links und rechts als durch die Halterungsvorrichtung gehalterte Sensoren von jeweils einer Teilkamera einer Stereokamera flankiert wird, wobei die Teilkameras auch jeweils Telekameras sein können. Eine wieder andere Ausgestaltung kann vorsehen, dass zusätzlich zu der Stereokamera eine einzige weitere Telekamera durch die Halterungsvorrichtung befestigt werden soll, so dass dann die weitere Kamera zu einer Seite von einer Teilkamera der Stereokamera und der Telekamera, zu der anderen von der anderen Teilkamera der Stereokamera, flankiert wird. In diesem Fall wäre mithin eine Kombination von vier Kameras hinter der Windschutzscheibe angeordnet, wobei die drei hohe Anforderungen an die Positionierung und Ausrichtung aufweisenden Kameras als Sensoren von der Haltevorrichtung, die Anforderungen hochgenau umsetzend, getragen werden, die weitere Kamera jedoch direkt an der Windschutzscheibe oder aber bevorzugt einzeln an der Halterungsplatte befestigt sein kann.In this context, it can be provided with particular advantage that, if there is more than one receptacle, at least one receptacle is arranged on each side of the recess. The additional sensor, in particular the additional camera, is therefore provided in the center and is flanked by at least one sensor that is attached via the mounting device. A specific embodiment can, for example, provide for using a particularly wide-angle camera as an additional sensor, which is flanked on the left and right by a partial camera of a stereo camera as sensors held by the mounting device, wherein the partial cameras can also be telecameras. Yet another embodiment can provide that, in addition to the stereo camera, a single further telephoto camera is to be attached by the mounting device, so that the further camera then moves to one side from one sub-camera of the stereo camera and telecamera, and to the other side from the other sub-camera of the stereo camera , is flanked. In this case, a combination of four cameras would therefore be arranged behind the windshield, with the three cameras, which have high requirements for positioning and alignment, being carried as sensors by the holding device, implementing the requirements with great precision, but the other camera directly on the windshield or but can preferably be attached individually to the mounting plate.

Neben der Halterungsvorrichtung betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Windschutzscheibe und wenigstens einen hinter der Windschutzscheibe positionierten Sensor, insbesondere eine Kamera, welches sich dadurch auszeichnet, dass der wenigstens eine Sensor durch eine erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung an der Windschutzscheibe gehaltert ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich der Halterungsvorrichtung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.In addition to the mounting device, the present invention also relates to a motor vehicle having a windshield and at least one sensor positioned behind the windshield, in particular a camera, which is characterized in that the at least one sensor is mounted on the windshield by a mounting device according to the invention. All statements regarding the mounting device can be applied analogously to the motor vehicle according to the invention, with which the advantages already mentioned can therefore also be obtained.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Halterungsplatte in räumlich getrennten Befestigungsbereichen, die insbesondere wenigstens teilweise unterhalb der wenigstens einen Aufnahme angeordnet sind, insbesondere mittels Klebstoff, an der Windschutzscheibe befestigt ist. Eine vollflächige Befestigung, die zu Problemen aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten führen könnte, wird somit vermieden. Dabei sind wenigstens ein Teil der Befestigungsbereiche zweckmäßigerweise so gewählt, dass sie unterhalb der wenigstens einen Aufnahme angeordnet sind, so dass die Haltekräfte in Bereichen vorliegen, wo sie besonders gebraucht werden. Zweckmäßigerweise kann ferner die Halterungsvorrichtung zwischen einem Spiegelfuß eines Innenrückspiegels und einem Dachhimmel des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Der Anschluss kann dann durch den Dachhimmel, insbesondere ein Dachmodul, ermöglicht werden, wie bereits beschrieben wurde. Im Spiegelfuß des Innenrückspiegels können im übrigen auch weitere Sensoren angeordnet werden, beispielsweise Lichtsensoren und/oder Regensensoren.In particular, it can be provided that the mounting plate is fastened to the windshield in spatially separate fastening areas, which are in particular at least partially arranged below the at least one receptacle, in particular by means of adhesive. A full-surface attachment, which could lead to problems due to different thermal expansion coefficients, is thus avoided. At least some of the fastening areas are expediently selected in such a way that they are arranged below the at least one receptacle, so that the holding forces are present in areas where they are particularly needed. Furthermore, the mounting device can expediently be arranged between a mirror base of an interior rear-view mirror and a roof liner of the motor vehicle. The connection can then be made possible through the headliner, in particular a roof module, as has already been described. Other sensors can also be arranged in the base of the interior rearview mirror, for example light sensors and/or rain sensors.

In einer konkreten Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs ist es beispielsweise denkbar, seitlich, insbesondere links und/oder rechts, dem Halterungselement benachbart weitere Komponenten, insbesondere wenigstens eine Antennenanordnung des Kraftfahrzeugs, vorzusehen. Bei einer derartigen Antennenanordnung kann es sich um eine WLAN-Antennenanordnung und/oder eine Kraftfahrzeug-zu-X-Antennenanordnung handeln. Die Halterungsvorrichtung, der wenigstens eine Sensor und gegebenenfalls weitere Komponenten beziehungsweise auch der wenigstens eine weitere Sensor können zum Innenraum hin durch ein Verkleidungselement abgedeckt sein. Das Verkleidungselement kann einen nach außen im wesentlichen abgeschlossenen Raum definieren, dem auch eine Kühlvorrichtung, welche beispielsweise an dem weiteren Sensor angeordnet sein kann, zugeordnet sein kann. Die weiteren Komponenten können, insbesondere unter Nutzung entsprechend zugeordneter, weiterer Befestigungsmittel bzw. Halterungen mit besonderem Vorteil an der Halterungsplatte befestigt werden, welche mithin alle Teilkomponenten der Gesamtanordnung trägt.In a specific embodiment of the motor vehicle, it is conceivable, for example, to provide further components, in particular at least one antenna arrangement of the motor vehicle, on the side, in particular on the left and/or right, adjacent to the mounting element. Such an antenna arrangement can be a WLAN antenna arrangement and/or a motor vehicle-to-X antenna arrangement. The mounting device, the at least one sensor and possibly further components or also the at least one further sensor can be covered towards the interior by a cladding element. The cladding element can define a space that is essentially closed off from the outside and to which a cooling device, which can be arranged, for example, on the additional sensor, can also be assigned. The further components can be fastened with particular advantage to the mounting plate, in particular using correspondingly assigned, further fastening means or holders, which consequently carries all the sub-components of the overall arrangement.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Anbringung wenigstens eines Sensors hinter einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs mittels einer erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung, welches folgende Schritte aufweist:

- Vormontage des wenigstens einen Sensors in der Aufnahme auf dem Halterungselement,
- Vormontage der Halterungsplatte an der Windschutzscheibe,
- Befestigen des Halterungselements an der Halterungsplatte mittels der Befestigungsmittel.

Finally, the invention also relates to a method for attaching at least one sensor behind a windshield of a motor vehicle by means of a mounting device according to the invention, which has the following steps:

- Pre-assembly of the at least one sensor in the receptacle on the support element,
- pre-assembly of the support plate on the windscreen,
- Fastening the mounting element to the mounting plate by means of the fastening means.

Auch auf das Verfahren lassen sich die Ausführung zum Kraftfahrzeug und zur Halterungsvorrichtung analog übertragen.The embodiment relating to the motor vehicle and the mounting device can also be transferred analogously to the method.

Mithin ermöglicht es der erfindungsgemäße Ansatz, sowohl den wenigstens einen Sensor in der Aufnahme auf dem Halterungselement vorzumontieren, insbesondere bei einem Hersteller des Sensors, als auch die Halterungsplatte an der Windschutzscheibe vorzumontieren, so dass bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einer Produktionsstrecke, lediglich noch das Halterungselement mit dem vormontierten wenigstens einen Sensor mittels der Befestigungsmittel an der Halterungsplatte befestigt werden muss, um den Sensor hinter der Windschutzscheibe anzubringen.The approach according to the invention therefore makes it possible to pre-assemble both the at least one sensor in the receptacle on the mounting element, in particular by a manufacturer of the sensor, and to pre-mount the mounting plate on the windshield, so that when the motor vehicle is manufactured, for example on a production line, only nor does the mounting element with the pre-assembled at least one sensor have to be fastened to the mounting plate by means of the fastening means in order to mount the sensor behind the windscreen.

In besonders zweckmäßiger Weiterbildung kann, insbesondere bei vorhandenem Anschlusssteckverbinder, der wenigstens eine Sensor mit einem seitens eines Dachhimmels des Kraftfahrzeugs vorliegenden Dachhimmelsteckverbinder verbunden werden. Insbesondere dann, wenn eine Ausgestaltung mit Vorverkabelung und einem beispielsweise mittig vorgesehenen Anschlusssteckverbinder gegeben ist, erweist sich auch das Anschließen an andere Komponenten des Kraftfahrzeugs als äußerst einfach, da lediglich ein Dachhimmelsteckverbinder mit dem Anschlusssteckverbinder verbunden werden muss.In a particularly expedient development, in particular when a connection plug connector is present, the at least one sensor can be connected to a roof lining plug connector on the roof lining of the motor vehicle. In particular, when a design with pre-wiring and a connection plug provided in the center, for example, is given, connection to other components of the motor vehicle also proves to be extremely simple, since only a roof lining plug connector has to be connected to the connection plug connector.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Halterungsansatzes,
2 eine schematische Ansicht auf den Bereich des oberen Endes einer Windschutzscheibe in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug,
3 eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite eines Halterungselements,
4 eine perspektivische Ansicht auf die Vorderseite des Halterungselements,
5 eine perspektivische Ansicht der Vorderseite einer Halterungsplatte, und
6 eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Halterungsplatte.

Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawing. show:

1 a schematic diagram to explain the mounting approach according to the invention,
2 a schematic view of the area of the upper end of a windbreak disc in a motor vehicle according to the invention,
3 a perspective view of the back of a mounting element,
4 a perspective view of the front of the mounting element,
5 a perspective view of the front of a mounting plate, and
6 a perspective view of the back of the mounting plate.

1 ist eine Prinzipskizze, die das der Erfindung zugrunde liegende Konzept einer Halterungsvorrichtung 1 näher erläutert. Mit der Halterungsvorrichtung 1 soll wenigstens ein Sensor 2, 3 hinter einer Windschutzscheibe 4 eines Kraftfahrzeugs möglichst unabhängig vom Oberflächenverlauf der Windschutzscheibe 4 in klar definierter Positionierung und Ausrichtung angeordnet werden. Dabei sind vorliegend beispielhaft zwei Sensoren 2, 3 schematisch gezeigt, die beispielsweise Teilkameras einer Stereokamera sein können. Diese Teilkameras müssen zueinander definiert positioniert und ausgerichtet sein, was durch die vorliegende Halterungsvorrichtung 1 ermöglicht wird. 1 FIG. 12 is a schematic diagram that explains in more detail the concept of a mounting device 1 on which the invention is based. With the mounting device 1, at least one sensor 2, 3 is to be arranged behind a windshield 4 of a motor vehicle in a clearly defined position and alignment as independently as possible of the surface profile of the windshield 4. In this case, two sensors 2, 3 are shown schematically by way of example, which can be partial cameras of a stereo camera, for example. These partial cameras must be positioned and aligned in a defined manner relative to one another, which is made possible by the present mounting device 1 .

Windschutzscheiben 4 weisen üblicherweise in ihrem Oberflächenverlauf Krümmungen auf, wobei die zugehörigen Grundradien üblicherweise sehr groß sind, beispielsweise im Bereich von 8 m liegen. Dabei können Abweichungen im Krümmungsradius von 1 m oder mehr durchaus auftreten. Die Krümmung der Windschutzscheibe 4 ist in 1 zur besseren Darstellung verstärkt wiedergegeben.Windshields 4 usually have curvatures in their surface profile, with the associated basic radii usually being very large, for example in the range of 8 m. Deviations in the radius of curvature of 1 m or more can definitely occur. The curvature of the windshield 4 is in 1 amplified for better representation.

Die Halterungsvorrichtung 1 umfasst als grundlegende Komponente eine Halterungsplatte 5 und ein Halterungselement 6. Die Halterungsplatte 5 ist aus einem flexiblen Kunststoff bei einer Materialdicke von 2 bis 3 mm gefertigt. Beispielsweise können Elastomere und/oder thermoplastische Kunststoffe, wie TPE, eingesetzt werden. Durch ihre Flexibilität kann sich die Halterungsplatte 5, wie gezeigt, der Krümmung der Windschutzscheibe 4 anpassen, sich also sozusagen an diese anschmiegen, wenn die Halterungsplatte 5, wie gezeigt, in Befestigungsbereichen 7, beispielsweise mittels streifenförmig aufgebrachtem Klebstoff 8, befestigt wird.The mounting device 1 comprises a mounting plate 5 and a mounting element 6 as a basic component. The mounting plate 5 is made of a flexible plastic with a material thickness of 2 to 3 mm. For example, elastomers and/or thermoplastics such as TPE can be used. Due to its flexibility, the mounting plate 5 can, as shown, adapt to the curvature of the windshield 4, i.e. nestle against it, so to speak, when the mounting plate 5, as shown, is fastened in fastening areas 7, for example by means of adhesive 8 applied in strips.

Das Halterungselement 6 besteht jedoch aus einem hochfesten Kunststoff, ist mithin deutlich steifer als die Halterungsplatte 5. In dem Halterungselement 6 sind kammerartige Aufnahmen 9 vorgesehen, die vorliegend fünf Wände aufweisen. In diesen Aufnahmen 9 kann im Rahmen einer Vormontage jeweils einer der Sensoren 2, 3 eingesetzt werden, wobei die Aufnahmen 9 so positioniert und ausgeformt sind, dass durch Einsetzen der Sensoren 2, 3 die gewünschte Positionierung und Ausrichtung, im Fall einer Stereokamera insbesondere auch relative Positionierung und Ausrichtung, erreicht wird. Vorliegend sind in den Aufnahmen 9 auch Aufnahmesteckverbinder 10 vorgesehen, die der jeweilige Sensor 2, 3 beim Einsetzen automatisch kontaktiert. Die Aufnahmesteckverbinder 10 sind mit einer Vorverkabelung 11 verbunden, die zu einem gemeinsamen Anschlusssteckverbinder 35 führt, über den mithin beide Sensoren 2, 3 mit weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs verbunden werden können.However, the mounting element 6 consists of a high-strength plastic and is therefore significantly more rigid than the mounting plate 5. Chamber-like receptacles 9 are provided in the mounting element 6, which in the present case have five walls. One of the sensors 2, 3 can be inserted into each of these receptacles 9 as part of pre-assembly, with the receptacles 9 being positioned and shaped in such a way that by inserting the sensors 2, 3, the desired positioning and alignment, in the case of a stereo camera in particular also relative positioning and alignment, is achieved. In the present case, receptacle connectors 10 are also provided in the receptacles 9, which the respective sensor 2, 3 automatically contacts when it is inserted. The receiving connectors 10 are connected to a pre-wiring 11, which leads to a common connecting connector 35, which means that both sensors 2, 3 can be connected to other components of the motor vehicle.

Liegen die Windschutzscheibe 4 mit der vormontierten Halterungsplatte 5 und das Halterungselement 6 mit den vormontierten Sensoren 2, 3 vor, kann das Halterungselement 6 mittels Befestigungsmitteln 12 an der Halterungsplatte 5 befestigt werden, welche ebenso lediglich schematisch dargestellt sind. Wenigstens ein Teil der Befestigungsmittel 12 können ein elastisches Ausgleichselement 13 zum Ausgleich von Toleranzen und sonstigen Effekten aufweisen. Bevorzugt können vier Befestigungsstellen 14 verwendet werden, von denen der Übersichtlichkeit halber in 1 nur zwei gezeigt sind.If the windshield 4 is present with the preassembled mounting plate 5 and the mounting element 6 with the preassembled sensors 2, 3, the mounting element 6 can be fastened to the mounting plate 5 by means of fastening means 12, which are also shown only schematically. At least some of the fastening means 12 can have an elastic compensating element 13 to compensate for tolerances and other effects. Preferably, four attachment points 14 can be used, of which for the sake of clarity in 1 only two are shown.

Für das Halterungselement 6 kann als hochfester Kunststoff beispielsweise ein Metallersatz-Kunststoff, insbesondere ein glasfaserverstärktes Polyphthalamid, bevorzugt PA 6T/6I, verwendet werden. PA 6T/6I ist als ein Ersatzstoff für Aluminium bekannt und weist mithin geeignete Steifheitseigenschaften auf, um zum einen verlässlich die Positionierung und Orientierung, im Beispiel der Stereokamera insbesondere relative Positionierung und Orientierung, der Sensoren 2, 3 mittels der die Sensoren 2, 3 an fünf Seiten umschließenden, kammerartigen Aufnahmen 9 zu erlauben, aber auch zu verhindern, dass Krümmungseffekte, insbesondere Krümmungstoleranzen im Oberflächenbereich der Windschutzscheibe 4 einen nennenswerten Einfluss auf die Form und/oder Pose des Halterungselements 6 haben, so dass auch diesbezüglich die gewünschte Positionierung und Ausrichtung der Sensoren 2, 3 erhalten bleibt. Die Dicke des hochfesten Kunststoffmaterials des Halterungselements 6 kann ebenso beispielsweise 2 bis 3 mm betragen.A metal replacement plastic, in particular a glass fiber reinforced polyphthalamide, preferably PA 6T/6I, can be used as the high-strength plastic for the mounting element 6 . PA 6T/6I is known as a substitute for aluminum and therefore has suitable rigidity properties in order to reliably determine the positioning and orientation, in the example of the stereo camera in particular relative positioning and orientation, of the sensors 2, 3 by means of which the sensors 2, 3 chamber-like receptacles 9 enclosing five sides, but also to prevent curvature effects, in particular curvature tolerances in the surface area of the windshield 4, from having a significant influence on the shape and/or pose of the mounting element 6, so that the desired positioning and alignment of the Sensors 2, 3 is retained. The thickness of the high-strength plastic material of the mounting element 6 can also be 2 to 3 mm, for example.

Die Befestigungsmittel stellen bevorzugt eine möglichst einfache Anbringbarkeit des Halterungselements 6 an der Halterungsplatte 5 sicher. Bevorzugt wird jedes Befestigungsmittel 12 durch zusammenwirkende Befestigungselemente seitens der Halterungsplatte 5 und des Halterungselements 6 gebildet, beispielsweise in Aufnahmen eingreifende Zapfen und/oder in Rastaufnahmen eingreifende Rastvorsprünge/Haken. Konkret können die Befestigungsmittel beispielsweise wenigstens eine Rastverbindung, wenigstens eine Steckverbindung und/oder wenigstens eine Klemmverbindung bilden. Durch die elastischen Ausgleichselemente wird zum einen, indem diese auf ein Befestigungselement des jeweils anderen Bauteils einwirken, eine definierte und stabile Positionierung des Halterungselements 6 gegenüber der Halterungsplatte 5 sichergestellt, wobei auf der andere Seite dennoch die Möglichkeit verbleibt, Toleranzen beziehungsweise andere Effekte, beispielsweise thermische Ausdehnungen, auszugleichen und/oder eine Dämpfung, beispielsweise gegenüber Vibrationen der Windschutzscheibe 4, herbeizuführen. Mit anderen Worten wird ein Toleranzausgleich erlaubt.The fastening means preferably ensure that the mounting element 6 can be attached to the mounting plate 5 as easily as possible. Each fastening means 12 is preferably formed by interacting fastening elements on the part of the mounting plate 5 and the mounting element 6, for example pins engaging in receptacles and/or latching projections/hooks engaging in latching receptacles. Specifically, the fasteners, for example, at least one snap-in connection, at least one plug-in connection and / or form at least one clamping connection. On the one hand, the elastic compensating elements ensure a defined and stable positioning of the mounting element 6 relative to the mounting plate 5 by acting on a fastening element of the respective other component, whereby on the other hand the possibility still remains of tolerances or other effects, for example thermal Expansions, compensate and / or damping, for example, to bring about vibrations of the windshield 4. In other words, tolerance compensation is allowed.

Es sei nochmals angemerkt, dass 1 eine rein schematische Zeichnung des Grundprinzips darstellt, nachdem beispielsweise die Halterungsplatte 5 üblicherweise ein Sichtfenster für die Sensoren 2, 3, insbesondere Kameras, aufweist, und auch beispielsweise das Halterungselement 6 eine Aussparung zur Aufnahme eines weiteren Sensors, insbesondere einer weiteren Kamera, aufweisen kann.It should be noted again that 1 shows a purely schematic drawing of the basic principle, after which, for example, the mounting plate 5 usually has a viewing window for the sensors 2, 3, in particular cameras, and also, for example, the mounting element 6 can have a recess for receiving a further sensor, in particular a further camera.

Ein konkretes Ausführungsbeispiel wird mit Hinblick auf die 2 bis 6 näher erläutert.A specific embodiment is with regard to the 2 until 6 explained in more detail.

Dabei zeigt 2 im oberen Endbereich der Windschutzscheibe 4, wo diese mithin an dem Dachhimmel 15 stößt, eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 im verbauten Zustand. Wie die 3 und 4 zeigen, die eine Rückansicht und eine Vorderansicht des Halterungselements sind, weist das Halterungselement 6 vorliegend eine Aussparung 16 für eine weitere Kamera 17 auf, die nicht an dem Halterungselement 6 befestigt wird, sondern vorliegend unmittelbar an der in den 5 und 6 entsprechend gezeigten Halterungsplatte 5, über entsprechende weitere Befestigungsmittel bzw. deren Befestigungselemente 18.while showing 2 in the upper end area of the windshield 4, where it therefore abuts the headliner 15, a holding device 1 according to the invention in the installed state. As the 3 and 4 show, which are a rear view and a front view of the support member, the support member 6 present a recess 16 for a further camera 17, which is not attached to the support member 6, but present directly to the in the 5 and 6 Correspondingly shown mounting plate 5, via corresponding additional fasteners or their fasteners 18.

Die Aussparung 16 wird flankiert, vgl. 4, von zwei Aufnahmen 9 auf der linken Seite und einer Aufnahme 9 auf der rechten Seite. Die äußersten Aufnahmen 9 enthalten als Sensoren 2, 3 vorliegend Teilkameras 19, 20 einer Stereokamera. Die dritte Aufnahme 9 ist für eine Telekamera 21 als Sensor 2, 3 vorgesehen. Wie insbesondere in der Rückseitenansicht der 3 ersichtlich ist, sind die Aufnahmensteckverbinder 10, hier als gedichtete/gewinkelte Koaxialkabelstecker, mit Koaxialkabeln der Vorverkabelung 11 verbunden, die zu einem benachbart der Aussparung 16 angeordneten Anschlusssteckverbinder 35 führen. Die Koaxialkabel der Vorverkabelung 11 werden in ihrem Verlauf durch Führungseinrichtungen 22, 23 geführt, die teilweise, wie im Fall des Führungskanals 23, aus dem hochfesten Kunststoff des Halterungselements 6 gebildet sein können, teilweise aber auch als Zusatzelemente, beispielsweise Kabelbinder, wie die Führungseinrichtungen 22, vorgesehen sein können. Die Führungseinrichtungen 22, 23 stellen einen vordefinierten Weg der Koaxialkabel sicher, so dass diese nicht in Ausschlussbereiche weiterer Komponenten, beispielsweise von Antennenanordnungen 24, 25 (vgl. 2) hineinragen.The recess 16 is flanked, cf. 4 , two shots 9 on the left and one shot 9 on the right. The outermost recordings 9 contain, as sensors 2, 3, partial cameras 19, 20 of a stereo camera. The third recording 9 is provided for a telecamera 21 as a sensor 2, 3. As in particular in the rear view of the 3 As can be seen, the receptacle connectors 10, here as sealed/angled coaxial cable plugs, are connected to coaxial cables of the pre-wiring 11, which lead to a connector plug 35 arranged adjacent to the recess 16. The course of the coaxial cables of the pre-wiring 11 is guided through guide devices 22, 23, which can be formed partially, as in the case of the guide channel 23, from the high-strength plastic of the mounting element 6, but also partially as additional elements, for example cable ties, like the guide devices 22 , can be provided. The guide devices 22, 23 ensure a predefined path for the coaxial cables, so that they do not run into the exclusion areas of other components, for example antenna arrangements 24, 25 (cf. 2 ) protrude.

Die Antennenanordnungen 24, 25 sind vorliegend ebenso auf der Halterungsplatte 5 befestigt. Entsprechende Halterungsstrukturen sind in 5 und 6 angedeutet, jedoch wie die Halterung der weiteren Kamera 17 mit Befestigungselemente 18 grundsätzlich bekannt, so dass sie hier nicht näher diskutiert werden sollen.The antenna arrangements 24, 25 are also attached to the mounting plate 5 in the present case. Corresponding support structures are in 5 and 6 indicated, but basically known as the mounting of the further camera 17 with fastening elements 18, so that they will not be discussed in more detail here.

Diesbezüglich bietet die Halterungsplatte 5 im Übrigen auch Befestigungsmöglichkeiten, beispielsweise Halterungen, für eine Streulichtscheibe 26 und eine Heizeinrichtung 27. Eine nur angedeutete Kühleinrichtung 28 ist vorliegend im Bereich der weiteren Kamera 17, beispielsweise auf dieser montiert, vorgesehen. Die Halterungsplatte 5 weist, vgl. 5 und 6, wie grundsätzlich bekannt auch ein Sichtfenster 29 für die Kameras 17, 19, 20 und 21 auf. Die Windschutzscheibe 4 aus Glas ist für die Kameras 17, 19, 20 und 21 zumindest hinreichend durchsichtig, schützt diese aber (wie den gesamten Innenraum des Kraftfahrzeugs) vor Umwelteinflüssen.In this regard, the mounting plate 5 also offers mounting options, for example mountings, for a diffuser lens 26 and a heating device 27. A cooling device 28, which is only indicated, is provided here in the area of the further camera 17, for example mounted on it. The mounting plate 5 has, cf. 5 and 6 , As is known in principle, also has a viewing window 29 for the cameras 17, 19, 20 and 21. The glass windshield 4 is at least sufficiently transparent for the cameras 17, 19, 20 and 21, but protects them (like the entire interior of the motor vehicle) from environmental influences.

Wie 4 zeigt, weist das Halterungselement 6 im vorliegenden Ausführungsbeispiel Befestigungselemente 30, 31 von Befestigungsmitteln 12 an vier Befestigungsstellen 14 auf. Bei den Befestigungselementen 30 handelt es sich vorliegend um Rasthaken, die in taschenartig ausgebildete Befestigungselemente 32 (vgl. 6) der Halterungsplatte eingreifen und durch Gegenlagerrippen in der eingeschwenkten Endposition des Halterungselements 6 festgeklemmt werden. Bei den Befestigungselementen 31 handelt es sich um Zapfen, die jeweils in einen Lagerbock als Befestigungselement 33, vgl. wiederum 6, der Halterungsplatte eingeschwenkt werden und in der Endposition durch wenigstens eine Feder in diese Endposition gerückt werden. Die Feder bildet dabei ein Ausgleichselement 13. Mithin bildet die Kombination der Befestigungselemente 30 und 32 zwei Fest-Lager, während die Kombination der Befestigungselemente 31 und 33 zwei Fest-Los-Lager bildet.As 4 shows, the mounting element 6 in the present exemplary embodiment has fastening elements 30, 31 of fastening means 12 at four fastening points 14. In the present case, the fastening elements 30 are latching hooks, which are inserted into pocket-like fastening elements 32 (cf. 6 ) engage the mounting plate and are clamped by counter bearing ribs in the pivoted-in end position of the mounting element 6. The fastening elements 31 are pins, each of which is inserted into a bearing block as a fastening element 33, cf 6 , the mounting plate are pivoted and are moved in the end position by at least one spring in this end position. The spring forms a compensating element 13. Consequently, the combination of the fastening elements 30 and 32 forms two fixed bearings, while the combination of the fastening elements 31 and 33 forms two fixed-loose bearings.

Wie 2 ferner zeigt, werden elektrische Verbindungen in den Dachhimmel 15, dort konkret ein Dachmodul, durch eine Dachhimmelöffnung bzw. Anschlussöffnung 34 hergestellt werden. Durch diese Öffnung 34 ist nicht nur die mittlere, weitere Kamera 17 leicht zugänglich, sondern auch der Anschlusssteckverbinder 35. Ersichtlich ist auch ein entsprechendes dachhimmelseitiges Anschlusskabel 36, welches einen entsprechenden Dachhimmelsteckverbinder aufweist, gezeigt.As 2 FIG. 1 also shows electrical connections in the roof liner 15, specifically a roof module there, through a roof liner opening or connection opening 34. Not only the central, further camera 17 is easily accessible through this opening 34, but also the connection plug connector 35. A corresponding connection cable 36 on the headliner side, which has a corresponding headliner plug connector, is also shown.

Es sei noch angemerkt, dass in 2 auch der Beginn der Spiegelfußes 37 eines Innen-Rückspiegels des Kraftfahrzeugs angedeutet ist. Der Bereich dieses Spiegelfußes 37 kann, wie durch die Kabelverbindung 38 angedeutet, auch genutzt werden, um dort weitere Sensoren vorzusehen, beispielsweise Lichtsensoren, Regensensoren und dergleichen.It should also be noted that in 2 the start of the mirror base 37 of an inside rear-view mirror of the motor vehicle is also indicated. As indicated by the cable connection 38, the area of this mirror base 37 can also be used to provide further sensors there, for example light sensors, rain sensors and the like.

Claims

Mounting device (1) for at least one sensor (2, 3) to be positioned behind a windscreen (4) of a motor vehicle, in particular a camera, having: - a mounting plate (5) to be fixed to the windscreen (4) and flexible to adapt to a curvature of the windscreen (4), - A rigidly designed mounting element (6) to be fastened to the mounting plate (5) at fastening points (14) by means of fastening means (12) and having at least one receptacle (9) for the sensor (2, 3) for producing a defined positioning and alignment of the Sensor (2, 3) to the support element (6).

Mounting device (1) after claim 1 , characterized in that the holding element (6) consists of a high-strength plastic, in particular a metal substitute plastic and/or a glass fiber reinforced polyphthalamide and/or has a material thickness of 2 to 3 mm.

Mounting device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the mounting plate (5) consists of a flexible, in particular thermoplastic synthetic material and/or has a material thickness of 2 to 3 mm.

Mounting device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the fastening means (12) has an elastic compensating element (13) and/or the number of fastening points (14) is four.

Mounting device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receptacle (9) is designed as a chamber which has a delimiting wall in particular on five sides and into which the respective sensor (2, 3) can be inserted.

Mounting device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a holder (9) is provided for each sensor (2, 3) of a pair of sensors, in particular a stereo camera (19, 20), the holders (9) are shaped to produce a predefined relative positioning and orientation between the sensors (2, 3) of the sensor pair.

Mounting device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting element (6) has pre-wiring (11) which connects the receptacle plug connector (10) of each receptacle (9) to an in particular common connection plug connector (35) of the mounting element (6). .

Mounting device (1) after claim 7 , characterized in that the at least one receptacle connector (10) is arranged and/or designed for automatic connection of the sensor (2, 3) when the sensor (2, 3) is inserted into the receptacle (9).

Mounting device (1) after claim 7 or 8th , characterized in that the connection plug connector (35) is positioned in the installed state in the area of a connection opening (34) in a headliner (15) of the motor vehicle and/or in a central area of the mounting element (6) and/or the mounting element (6) has at least one guide device (22, 23) for guiding the preliminary wiring (11).

Mounting device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting element (6) has an in particular central recess (16) for at least one other, not supported by the mounting device (1), behind the windshield (4), in particular with smaller Requirements for the positioning accuracy to be positioned sensor, in particular a further camera (17).

Mounting device (1) after claim 10 , characterized in that when there is more than one receptacle (9), at least one receptacle (9) is arranged on each side of the recess (16).

Motor vehicle having a windscreen (4) and at least one sensor (2, 3) positioned behind the windscreen (4), in particular a camera, characterized in that the at least one sensor (2, 3) is secured by a mounting device (1) according to one of the preceding claims is mounted on the windscreen (4).

motor vehicle after claim 12 , characterized in that the mounting plate (5) in spatially separate fastening areas (7), which are arranged in particular at least partially below the at least one receptacle (9), in particular by means of an adhesive (8), on the windshield (4) and/or the mounting device (1) is arranged between a mirror base (37) of an interior rear-view mirror and a roof liner (15) of the motor vehicle.

Method for attaching at least one sensor (2, 3) behind a windshield (4) of a motor vehicle by means of a mounting device (1) according to one of Claims 1 until 11 , having the following steps: - pre-assembly of the at least one sensor (2, 3) in the receptacle (9) on the mounting element (6), - pre-assembly of the mounting plate (5) on the windshield (4), - fastening of the mounting element (6) on the mounting plate (5) by means of the fastening means (12).

procedure after Claim 14 , characterized in that, in particular when a connection plug connector (35) is present, the at least one sensor (2, 3) is connected to a roof liner plug connector on the part of a roof liner (15) of the motor vehicle.