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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung eines Fahrzeugs, umfassend eine Außenverkleidung des Fahrzeugs, ein Karosserieteil des Fahrzeugs und ein Gestell mit zumindest einem an dem Gestell fixierten Sensor des Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Reparieren einer Sensoranordnung eines Fahrzeugs.
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Sensoranordnungen der eingangs genannten Art gehören in unterschiedlichen Ausgestaltungen zum Stand der Technik und dienen dazu, einen Sensor eines Fahrzeugs an dem Karosserieteil zu befestigen und relativ zu der Außenverkleidung ortsfest anzuordnen.
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Bereits durch eine schwache Kollision des Fahrzeugs kann zumindest die Außenverkleidung verformt werden und der Sensor derart verschoben werden, dass eine von einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Sensors abhängige Funktion des Fahrzeugs ausfällt oder zumindest eine Fehlfunktion aufweist.
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Zur Vermeidung dieser Kollisionsfolge offenbart
DE 10 2017 009 057 B4 eine Sensoranordnung mit einer Außenverkleidung, einem Karosserieteil und einem an dem Karosserieteil beweglich gehaltenen Sensor. Der Sensor ist mittels eines Rückstellelements in eine Arbeitsposition vorgespannt, in der eine aktive Fläche des Sensor bündig mit einer Außenfläche der Außenverkleidung angeordnet ist.
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Zu demselben Zweck beschreibt
DE 10 2020 201 712 A1 eine Sensoranordnung mit einer Außenverkleidung, einem Karosserieteil und einem Befestigungsmittel für einen Sensor. Das Befestigungsmittel ermöglicht einem daran befestigten Sensor ein Bewegen in einer linear geführten Richtung und spannt den Sensor in eine Arbeitsposition vor.
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Ein autonomes Fahrzeug umfasst eine Sensoranordnung mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Sensoren, die ausgebildet und angeordnet sind, eine Umgebung des autonomen Fahrzeugs zu erfassen. Im Allgemeinen erfordert eine höhere Stufe von Autonomie eine umfangreichere Sensorik, d. h. eine größere Mehrzahl von Sensoren. Ein sicherer autonomer Fahrbetrieb des autonomen Fahrzeugs wird unabhängig von der Stufe der Autonomie nur durch ein bestimmungsgemäßes Funktionieren der unterschiedlichen Sensoren gewährleistet.
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Allerdings können durch eine Kollision des autonomen Fahrzeugs mehrere Sensoren relativ zu dem Karosserieteil verschoben werden, insbesondere auf unterschiedliche Weisen, d. h. um unterschiedliche Strecken und/oder in unterschiedliche Richtungen. Entsprechend ist ein Reparieren der Sensoranordnung aufwändig und kostspielig.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Sensoranordnung eines Fahrzeugs bereitzustellen, die nach einer Kollision des Fahrzeugs einfach und kostengünstig repariert werden kann. Weitere Aufgaben der Erfindung sind, ein Fahrzeug bereitzustellen und ein Verfahren zum Reparieren einer Sensoranordnung eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Sensoranordnung eines Fahrzeugs, umfassend eine Außenverkleidung des Fahrzeugs, ein Karosserieteil des Fahrzeugs und ein Gestell mit zumindest einem an dem Gestell fixierten Sensor des Fahrzeugs. Der zumindest eine Sensor ist ausgebildet, eine Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen und ein zu der Umgebung korrespondierendes Sensorsignal bereitzustellen. Das Gestell hält den zumindest einen Sensor und kann relativ zu dem Karosserieteil ortsfest angeordnet sein. Das Gestell (Rack) kann als eine Traverse oder als eine Box ausgebildet sein. Unter einer ortsfesten Anordnung ist eine Positionierung ohne jeden räumlichen Freiheitsgrad zu verstehen. Das Fahrzeug kann als ein Personenkraftwagen (Pkw) ausgebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf autonome Fahrzeuge beschränkt.
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Erfindungsgemäß ist das Gestell an dem Karosserieteil lösbar befestigt und relativ zu dem Karosserieteil fixiert. Der zumindest eine Sensor ist mittels der relativen Fixierung des Gestells ortsfest zu dem Karosserieteil angeordnet. Die Befestigung des Gestells an dem Karosserieteil stellt die relative Fixierung bereit. Aufgrund der Befestigung hat der zumindest eine Sensor im bestimmungsgemäßen Zustand keinen räumlichen Freiheitsgrad. Die Befestigung ist lösbar ausgebildet, d. h. die Befestigung kann bei einer Kollision des Fahrzeugs ein Verschieben des Gestells und damit des zumindest einen Sensors zulassen, um einen Schaden des Gestells und/oder des zumindest einen Sensors zu vermeiden oder zumindest zu verringern.
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Mit anderen Worten kann das Gestell auf eine kollisionsbedingte Kraft mit einer Ausweichbewegung reagieren und sich selbst sowie den zumindest einen Sensor vor einem kollisionsbedingten Schaden schützen. Ein intaktes Gestell mit dem intakten zumindest einen Sensor ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Reparieren der Sensoranordnung nach einer Kollision des Fahrzeugs.
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Bevorzugt umfasst die Sensoranordnung zu dem lösbaren Befestigen des Gestells an dem Karosserieteil ein Befestigungsmittel, das für ein zerstörungsfreies Lösen des Gestells von dem Karosserieteil oder für ein das Befestigungsmittel zerstörendes Lösen des Gestells von dem Karosserieteil ausgebildet ist. Im ersten Fall kann das Befestigungsmittel bei einem Reparieren der Sensoranordnung wieder verwendet werden. Im zweiten Fall muss das Befestigungsmittel bei einem Reparieren der Sensoranordnung ersetzt werden.
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Es versteht sich, dass das Befestigungsmittel für eine vorbestimmte Lösekraft ausgelegt sein kann, d. h. das Befestigungsmittel gibt das Gestell ausschließlich dann frei, wenn ein Krafteintrag größer ist als die vorbestimmte Lösekraft.
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Die Sensoranordnung kann eine mit dem zumindest einen Sensor funktional verbundene Steuerelektronik umfassen, die an dem Gestell fixiert ist. Die Steuerelektronik bleibt bei einer Kollision des Fahrzeugs wie der zumindest eine Sensor intakt, wenn das Gestell intakt bleibt. Auf diese Weise wird die Steuerelektronik vor einem Kollisionsschaden geschützt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl von an dem Gestell fixierten Sensoren und/oder eine Mehrzahl von an dem Gestell fixierten Steuerelektroniken und/oder eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln. Das Gestell definiert und gewährleistet bei einer Kollision eine bestimmungsgemäße relative Anordnung der mehreren Sensoren. Mit anderen Worten werden unterschiedliche Sensoren bei der Kollision nicht auf eine unterschiedliche Weise verschoben, wodurch ein Reparieren der Sensoranordnung einfach und kostengünstig ist.
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Die Mehrzahl von Befestigungsmitteln ermöglicht ein präzises Anordnen des Gestells relativ zu dem Karosserieteil. Abgesehen davon kann eine vorbestimmte Lösekraft der Befestigung flexibel auf die mehreren Befestigungsmittel aufgeteilt werden. Selbstverständlich können zerstörungsfreie Befestigungsmittel und zerstörbare Befestigungsmittel kombiniert werden.
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Vorteilhaft ist der zumindest eine Sensor als ein Ultraschallsensor, ein LIDAR-Sensor, ein Radar-Sensor oder eine Kamera ausgebildet. Je höher eine Stufe von Autonomie des Fahrzeugs ist, desto mehr und vielfältigere Sensoren umfasst das Fahrzeug. Die Liste ist nicht abschließend. Jeder eine Umgebung des Fahrzeugs erfassender Sensor gehört zu der Erfindung.
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Die Außenverkleidung kann einen Durchlass aufweisen, und das Gestell kann aus dem Durchlass nach außen vorstehen. Auf diese Weise wird eine Empfindlichkeit des zumindest einen Sensors nicht durch die Außenverkleidung beschränkt. Abgesehen davon kann das vorstehende Gestell ein Verformen der Außenverkleidung verhindern, wenn der Krafteintrag geringer ist als die vorbestimmte Lösekraft der Befestigungsmittel.
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Bevorzugt ist die Außenverkleidung als ein Stoßfänger ausgebildet. Stoßfänger können einen Kunststoff umfassen oder aus einem Kunststoff bestehen und bilden bei vielen Fahrzeugen einen Teil einer Sensoranordnung.
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Die Außenverkleidung ist insbesondere an einer Vorderseite des Fahrzeugs oder an einer Hinterseite des Fahrzeugs angeordnet. Insbesondere kann die Außenverkleidung als ein vorderer Stoßfänger oder als ein hinterer Stoßfänger ausgebildet sein.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung. Die Sensoranordnung ermöglicht dem Fahrzeug ein Erfassen einer Umgebung des Fahrzeugs und kann dem Fahrzeug ein zumindest teilweise autonomes Fahren erlauben.
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Erfindungsgemäß ist die Sensoranordnung als eine Sensoranordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet. Dank der Sensoranordnung kann das Fahrzeug nach einer Kollision einfach und kostengünstig repariert werden, wenn die Sensoranordnung infolge der Kollision verschoben ist.
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Noch ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Reparieren einer Sensoranordnung eines Fahrzeugs. Nach einer Kollision des Fahrzeugs kann ein Reparieren der Sensoranordnung erforderlich sein. Das Reparieren kann ein Ersetzen der Außenverkleidung umfassen.
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Erfindungsgemäß wird eine Sensoranordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt und wird nach einem zerstörungsfreien Lösen des Gestells von dem Karosserieteil das Gestell mittels der Befestigungsmittel oder nach einem die Befestigungsmittel zerstörenden Lösen des Gestells von dem Karosserieteil das Gestell mittels neuer Befestigungsmittel an dem Karosserieteil des Fahrzeugs befestigt. Mit anderen Worten werden bei dem Reparieren der Sensoranordnung dieselben Befestigungsmittel und/oder neue Befestigungsmittel verwendet, was die Reparatur einfach und kostengünstig macht.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sensoranordnung besteht darin, dass die Sensoranordnung nach einer Kollision des Fahrzeugs einfach und kostengünstig repariert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Warten und ein Austauschen der Sensoranordnung einfach und kostengünstig ist. Auf diese Weise wird eine Zuverlässigkeit und Aktualität der Sensoranordnung während einer Lebensdauer des Fahrzeugs gewährleistet.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 in einer Vorderansicht eine Sensoranordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 in einer Seitenansicht die in 1 gezeigte Sensoranordnung in einem befestigten Zustand und einem gelösten Zustand.
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1 zeigt in einer Vorderansicht eine Sensoranordnung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Die Sensoranordnung 1 gehört zu einem an sich bekannten (nicht dargestellten) Fahrzeug und umfasst eine Außenverkleidung 12 des Fahrzeugs, ein Karosserieteil 11 (siehe 2) des Fahrzeugs und ein Gestell 10 mit zumindest einem an dem Gestell 10 fixierten Sensor 100, 101 des Fahrzeugs. Mit der Sensoranordnung 1 ist das Fahrzeug ein Fahrzeug nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Außenverkleidung 12 ist beispielsweise als ein Stoßfänger ausgebildet und kann an einer Vorderseite des Fahrzeugs oder an einer Hinterseite des Fahrzeugs angeordnet sein. Wenn die Außenverkleidung 12 einen Durchlass 120 aufweist, kann das Gestell 10 aus dem Durchlass 120 nach außen vorstehen.
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Das Gestell ist an dem Karosserieteil 11 lösbar befestigt und relativ zu dem Karosserieteil 11 fixiert. Die Sensoranordnung 1 umfasst zu dem lösbaren Befestigen des Gestells 10 an dem Karosserieteil 11 bevorzugt ein Befestigungsmittel 13, das für ein zerstörungsfreies Lösen des Gestells 10 von dem Karosserieteil 11 oder für ein das Befestigungsmittel 13 zerstörendes Lösen des Gestells 10 von dem Karosserieteil 11 ausgebildet ist.
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Ferner kann die Sensoranordnung 1 eine mit dem zumindest einen Sensor 100, 101 funktional verbundene Steuerelektronik 102 umfassen, die an dem Gestell 10 fixiert ist. Idealerweise umfasst die Sensoranordnung 1 eine Mehrzahl von an dem Gestell 10 fixierten Sensoren 100, 101 und/oder eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln 13. Der zumindest eine Sensor 100, 101 kann als ein Ultraschallsensor, ein LIDAR-Sensor, ein Radar-Sensor oder eine Kamera ausgebildet sein. Insbesondere kann die Sensoranordnung 1 eine Mehrzahl von an dem Gestell 10 fixierten Steuerelektroniken 102 umfassen.
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2 zeigt in einer Seitenansicht die in 1 gezeigte Sensoranordnung 1 in einem befestigten Zustand (links) und einem gelösten Zustand (rechts).
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Die Sensoranordnung 1 kann durch eine Kollision des Fahrzeugs von dem befestigten Zustand in den gelösten Zustand übergehen. Ein infolge der Kollision auf die Sensoranordnung 1 in der Krafteintragrichtung 2 einwirkende Kraft verformt die Außenverkleidung 12, löst das Gestell 10 von dem Karosserieteil 11 und bewegt das Gestell 10 in der Ausweichrichtung 3.
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Zum Reparieren der Sensoranordnung 1 eines Fahrzeugs wird das folgende Verfahren ausgeführt. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung 1 wird bereitgestellt.
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Nach einem zerstörungsfreien Lösen des Gestells 10 von dem Karosserieteil 11 wird das Gestell 10 mittels der Befestigungsmittel 13 erneut an dem Karosserieteil 11 befestigt. Dagegen wird das Gestell 10 nach einem die Befestigungsmittel 13 zerstörenden Lösen des Gestells 10 von dem Karosserieteil 11 mittels neuer Befestigungsmittel 13 an dem Karosserieteil 11 des Fahrzeugs befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensoranordnung
- 10
- Gestell
- 100
- Sensor
- 101
- Sensor
- 102
- Steuerelektronik
- 11
- Karosserieteil
- 12
- Außenverkleidung
- 120
- Durchlass
- 13
- Befestigungsmittel
- 2
- Krafteintragrichtung
- 3
- Ausweichrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017009057 B4 [0004]
- DE 102020201712 A1 [0005]
