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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Sensorträgerstrukturen für Fahrzeugdachbleche.
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HINTERGRUND
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Bestimmte Fahrzeuge können mit einem Schiebedach oder einem Sonnendach ausgestattet sein. Diese zusätzlichen Merkmale erfordern eine Anpassung und ein Anbringen an das Dachblech erforderlich.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Fahrzeug umfasst seitliche Karosseriesäulen, ein Dach und eine Trägerstruktur. Das Dach definiert eine Peripherie und ist an den seitlichen Karosseriesäulen befestigt und durch diese getragen. Die Trägerstruktur ist an dem Dach befestigt. Die Trägerstruktur weist einen Montagering auf, der sich im Wesentlichen um die Peripherie herum erstreckt. Die Trägerstruktur umfasst ferner ein Blech, das in einem Abschnitt angeordnet ist, der durch mindestens zwei Schenkelteile des Montagerings definiert ist. Das Blech ist dazu ausgelegt, mehrere Sensoren mit einem Gewicht zu tragen. Der Montagering definiert eine Befestigung von dem Dach zu den seitlichen Karosseriesäulen, um das Gewicht des Blechs über das Dach und die seitlichen Karosseriesäulen zu verteilen.
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Eine Sensorträgerstruktur für ein Fahrzeug umfasst ein durch seitliche Karosseriesäulen und eine Trägerstruktur getragenes Dachblech. Die Trägerstruktur ist an dem Dach mithilfe eines Montagerings befestigt, der sich in einer im Wesentlichen rechteckigen Form um einen Teil des Dachblechs herum erstreckt. Der Montagering definiert zwei Abschnitte der Trägerstruktur an dem Dach. Die Trägerstruktur umfasst ferner einen in den Abschnitten des Montagerings definierten Einsatz. Der Einsatz ist dazu ausgelegt, eine Befestigung mehrerer Sensoren an dem Dachblech bereitzustellen, und ist durch den Montagering derart getragen, dass ein Gewicht der Trägerstruktur, einschließlich der Sensoren, auf die seitlichen Karosseriesäulen verteilt ist.
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Eine Fahrzeugdachmontagestruktur umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen Ring, einen Einsatz und eine Ablage. Der Ring definiert einen Außenumfang, umfassend einen Teiler, der zwischen zwei Schenkeln angeordnet ist, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt definieren. Der Einsatz ist in dem ersten Abschnitt zwischen den Schenkeln und dem Teiler angeordnet und ist durch den Ring getragen und dazu ausgelegt, mehrere Sensoren zu tragen. Die Ablage ist in dem zweiten Abschnitt angeordnet und dazu ausgelegt, Komponenten für die Sensoren zu organisieren und zu tragen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs;
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2 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Fahrzeugdachs und eines Trägerblechs;
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3 ist eine Ansicht von unten des an dem Dach befestigten Trägerblechs; und
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Trägerblechs und eines Montagerings.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
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1 stellt eine Draufsicht eines Fahrzeugs 10 dar. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Dachblech 12, seitliche Karosseriesäulen 14 und eine Trägerstruktur 16. Das Dach 12 definiert eine Peripherie 18 und ist durch die seitlichen Karosseriesäulen 14 getragen. Die Trägerstruktur 16 ist an dem Dach 12 in der Peripherie 18 angeordnet. Die Trägerstruktur 16 ist in einem Teil 20 des Dachblechs 12 angeordnet. Beispielsweise ist die Trägerstruktur 16 in dem Dachblech 12 derart angeordnet und durch dieses getragen, dass die Trägerstruktur 16 und das Dach 12 immer noch eine Klasse-A-Oberfläche aufrechterhalten. Durch das Aufrechterhalten der Klasse-A-Oberfläche kann das Fahrzeug 10 ein Standard-Dachblech 12 erhalten. Das Dachblech 12, und somit die seitlichen Karosseriesäulen 14, stellen den erforderlichen Träger für das Gewicht der Trägerstruktur 16 bereit.
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Die Trägerstruktur 16 ist an dem Dach 12 durch Falzverbindung der Trägerstruktur 16 mit dem Dachblech 12 befestigt. Durch die Falzverbindung der Trägerstruktur 16 mit dem Dach 12 kann das Gewicht der Trägerstruktur 16 über das Dachblech 12 verteilt und durch die seitlichen Karosseriesäulen 14 getragen sein. Das Gewicht der Trägerstruktur 16 ist durch einen Montagering 22, einen Einsatz 24, eine Ablage 26, mehrere Autonom-Fahrzeugsensoren 28 sowie die für die Autonom-Fahrzeugsensoren 28 erforderlichen elektrischen Komponenten 30 definiert. Die mehreren Autonom-Fahrzeugsensoren 28 können beliebige Sensoren sein, die auf der Oberseite des Fahrzeugs 10 befestigt werden können. Die mehreren elektrischen Komponenten 30 können beliebige Komponenten umfassen, die für den Betrieb der Sensoren 28 erforderlich sind, einschließlich unter anderem Steuerung, Kühlsysteme oder Verkabelung. Die mehreren Fahrzeugsensoren 28 sind an dem Einsatz 24 angeordnet und durch diesen getragen, und die elektrischen Komponenten 30 sind an der Ablage 26 angeordnet und durch diese getragen. Die Einbeziehung von Autonom-Fahrzeugsensoren 28 und der erforderlichen elektrischen Komponenten 30 kann ein zur Trägerstruktur 16 hinzugefügtes zusätzliches Gewicht zur Folge haben.
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In der Regel erfordert das Dachblech 12 weitere Unterstützung, um dem zusätzlichen Gewicht der mehreren Autonom-Fahrzeugsensoren 28 und der elektrischen Komponenten 30 Rechnung zu tragen. Durch Verwenden der Trägerstruktur 16, einschließlich des Montagerings 22, des Einsatzes 24 und der Ablage 26, wird das zusätzliche Gewicht jedoch über das Dachblech 12 ohne eine Modifikation des Dachblechs 12 auf die seitlichen Karosseriesäulen 14 verteilt. Dies ermöglicht es wiederum, dass das Fahrzeug 10 trotz des Hinzufügens der mehreren Sensoren 28 und der elektrischen Komponenten 30 weiterhin über eine Klasse-A-Oberfläche verfügt und ein herkömmliches Dachblech 12 verwendet werden kann. Ferner erfordert die Verwendung der Trägerstruktur 16 keine Modifikation oder Anpassung des Herstellungsprozesses des Dachblechs 12.
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Bezug nehmend auf 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Trägerstruktur 16 einschließlich des Einsatzes 24 und der Ablage 26 und des Montagerings 22 an dem Dachblech 12 dargestellt. Die Trägerstruktur 16 umfasst ferner einen Teiler 32, der die Trägerstruktur 16 in einen ersten Abschnitt 34 und einen zweiten Abschnitt 36 teilt. Wie im Folgenden noch ausführlicher erörtert wird, ist der Teiler 32 zwischen einem ersten Schenkelteil 38 und einem zweiten Schenkelteil 40 des Montagerings 22 angeordnet. Durch eine Trennung der Trägerstruktur 16 in den ersten und den zweiten Abschnitt 34, 36 wird der für die elektrischen Komponenten 30 der Autonom-Fahrzeugsensoren 28 erforderliche zusätzliche Bauraum bereitgestellt. Der Einsatz 24 ist in dem ersten Abschnitt 34 angeordnet, und die Ablage 26 ist in dem zweiten Abschnitt 36 angeordnet. Wie in 2 zu sehen ist, kann der Einsatz 24 einen Bereich 23 definieren, der größer als ein Bereich 25 der Ablage 26 ist. Dies ist lediglich beispielhaft zu sehen. In mindestens einer anderen Ausführungsform kann die Ablage 26 einen Bereich 25 definieren, der größer als der Bereich 23 des Einsatzes 24 ist, wie in 1 dargestellt. Der Bereich 23 des Einsatzes 24 und der Bereich 25 der Ablage können basierend auf den relativen Größen der Sensoren 28 bzw. der Komponenten 30 optimiert sein. Dies ermöglicht es, dass die elektrischen Komponenten 30 für die Sensoren 28 zur optimalen Erfassung relativ nah angeordnet sind.
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Ferner definiert das Dachblech 12 auch eine Aussparung 42. Die Trägerstruktur 16 ist dazu ausgelegt, zuzulassen, dass der erste Abschnitt 34 in der Aussparung 42 angeordnet wird und dass sich der zweite Abschnitt 36 unterhalb des Dachblechs 12 erstrecken kann. Somit kann der Einsatz 24 dazu ausgelegt sein, in die Aussparung 42 zu passen, und die Ablage 26 kann dazu ausgelegt sein, unter das Dachblech 12 zu passen. Durch die Aussparung 42 können der Einsatz 24, und somit die Sensoren 28, freiliegen. Das Freiliegen der Sensoren 28 ist erforderlich, um die Autonom-Erfassung für das Fahrzeug 10 zu ermöglichen. Ebenso können die elektrischen Komponenten 30 durch ein Einbeziehen der Ablage 26 unterhalb des Dachblechs 12 abgedeckt sein. Das Abdecken der elektrischen Komponenten 30 vermindert die Verschlechterung und Korrosion der Komponenten 30, die zum Übertragen von Daten von den Sensoren 28 erforderlich sind. Durch ein Teilen der Trägerstruktur 16 mithilfe des Teilers 32 kann die Trägerstruktur eine geeignete Erfassung und Datenübertragung über die mehreren Sensoren und die elektrischen Komponenten 30 für ein autonomes Fahren bereitstellen.
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Der Montagering 22 der Trägerstruktur 16 kann dazu ausgelegt sein, sich im Wesentlichen um die Aussparung 42 herum zu erstrecken. Der Montagering 22 kann beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form definieren, um der Aussparung 42 zu entsprechen. Insbesondere kann der erste Abschnitt 34 des Montagerings 22 eine im Wesentlichen rechteckige Form definieren und der Einsatz 24 kann auch eine im Wesentlichen rechteckige Form definieren, um in die Aussparung 42 zu passen, die an dem Dachblech 12 definiert ist. Aufgrund des durch die Aussparung 42 an dem Dachblech 12 definierten offenen Raums trägt der Montagering 22 zum Verteilen des Gewichts des Einsatzes 24 und der mehreren Sensoren 28 über das Dachblech 12 auf die seitlichen Karosseriesäulen 14 bei. Somit ist der Montagering 22 dazu ausgelegt, an dem Dachblech 12 befestigt zu sein, d. h. mithilfe von Falzen, und der Einsatz 24 ist dazu ausgelegt, an dem Montagering 22 derart befestigt zu sein, dass die Sensoren 28 durch die Aussparung 42 freigelegt sind.
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3 stellt eine Ansicht von unten der Trägerstruktur 16 dar, die an dem Dachblech 12 in den seitlichen Karosseriesäulen 14 befestigt ist. Die Trennung zwischen dem ersten Abschnitt 34 und dem zweiten Abschnitt 36 durch den Teiler 32 ist in 3 zu sehen. Wie oben ausgeführt, ist die Ablage 26 in dem zweiten Abschnitt 36 der Trägerstruktur 16 angeordnet. Die Ablage 26 ist angrenzend an den Einsatz 24 angeordnet. Durch den Teiler 32 kann die Ablage 26 im Wesentlichen unterhalb des Dachblechs 12 angeordnet sein. Durch ein Bereitstellen von Bauraum, damit die elektrischen Komponenten 30 an die mehreren Sensoren 28 angrenzen, wird eine direktere Kommunikation zwischen den mehreren Sensoren 28 und den Komponenten 30 bereitgestellt. Zudem trägt das Bereitstellen einer Trägerstruktur 16, durch die die elektrischen Komponenten 30 durch das Dachblech abgedeckt sein können, zum Schutz der Komponenten 30 und zum Sicherstellen einer präzisen Übertragung der Daten von den mehreren Sensoren 28 über die Komponenten 30 bei. Ebenso ist durch ein Vergrößern des Bauraums durch Verwenden der Ablage 26 keine zusätzliche Modifikation der Karosseriestruktur des Fahrzeugs 10 erforderlich, um den zusätzlichen Sensoren 28 Rechnung zu tragen. Durch die Trägerstruktur 16 ist eine vollständige und umfassende Struktur möglich, um den Anforderungen des autonomen Fahrens Rechnung zu tragen.
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Ferner erstrecken sich die ersten und zweiten Schenkelteile 38, 40 über den Teiler 32 hinaus und tragen zum Tragen der Ablage 26 in dem zweiten Abschnitt 36 bei. Somit trägt der Montagering 22 zum Tragen des Gewichts der Ablage 26 sowie des zusätzlichen Gewichts der elektrischen Komponenten 30 für die an dem Einsatz 24 angeordneten mehreren Sensoren 28 bei. Zum Tragen der Ablage 26 kann der Montagering 22 an dem Dachblech 12 an mehreren Befestigungspunkten 44 befestigt sein. Die Trägerstruktur 16 kann ferner ein Paar Schienen 46 umfassen. Der Montagering 22 und insbesondere die ersten und zweiten Schenkelteile 38, 40 sind an dem Dachblech 12 und folglich an den seitlichen Karosseriesäulen 14 durch die Schienen 46 befestigt. Der Montagering 22 ist durch Befestigung an den mehreren Befestigungspunkten 44 an den Schienen 46 gesichert. Die Schienen 46 tragen zum Verteilen des Gewichts der Ablage 26 sowie des Gewichts des Einsatzes 24 von dem Dachblech 12 auf die seitlichen Karosseriesäulen 14 ohne weitere Anpassung des Dachblechs 12 bei. Durch die Schienen 46 kann die Ablage 26 unterhalb des Dachblechs 12 angeordnet sein. Durch die Verwendung des Einsatzes 24 und der Ablage 26 ist ferner ein ununterbrochener Herstellungsprozess möglich. Beispielsweise ist kein zusätzlicher Prozess erforderlich, um dem Hinzufügen der mehreren Sensoren 28 und der zugehörigen elektrischen Komponenten 30 während des Verarbeitens der Rohkarosserie Rechnung zu tragen.
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Bezug nehmend auf 4 ist eine perspektivische Ansicht der Trägerstruktur 16 dargestellt. Die Abmessungen der Trägerstruktur 16 sind derart, dass die Trägerstruktur 16 ausreichend Platz für die mehreren Sensoren 28 und die elektrischen Komponenten 30 bietet, während die Steifigkeit des Dachblechs 12 aufrechterhalten wird.
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Der Montagering 22 kann aus einer Metallverbindung wie beispielsweise Aluminium bestehen. In mindestens einer anderen Ausführungsform kann der Montagering 22 aus hochfestem Stahl, Kohlenstofffaser oder einem thermoplastischen Material bestehen, wodurch der Montagering 22 dem Gewicht des Einsatzes 24, der Ablage 26, der mehreren Sensoren 28 und der elektrischen Komponenten 30 Rechnung tragen kann. Der Einsatz 24 kann aus einem Kohlenstofffaserverbundmaterial bestehen. In mindestens einer anderen Ausführungsform kann der Einsatz 24 aus leichtem Aluminium oder einem beliebigen anderen leichtem Blech bestehen, wodurch die Trägerstruktur 16 die mehreren Sensoren tragen kann. Der Teiler 32 in der Ablage 26 kann auch aus einem leichten Aluminium oder einem beliebigen anderen leichten Material bestehen, wodurch die elektrischen Komponenten 30 an der Ablage 26 getragen sind.
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Durch Verwenden von leichten Komponenten für die Trägerstruktur 16 kann die Trägerstruktur 16 die mehreren Sensoren 28 und die elektrischen Komponenten 30, die für ein autonomes Fahren erforderlich sind, tragen, ohne dass das Gewicht des Fahrzeugs erhöht wird. Durch das Aufrechterhalten der Steifigkeit bei gleichzeitigem Kompensieren des Gewichts der zusätzlichen Sensoren 28 und der Komponenten 30 kann die Trägerstruktur 16 dem Dachblech 12 hinzugefügt werden, ohne dass eine Modifikation der seitlichen Karosseriesäulen 14 erforderlich ist. Die leichten und steifen Komponenten der Trägerstruktur 16, nämlich der Montagering 22, der Einsatz 24 und die Ablage 26, stellen den erforderlichen Träger für die mehreren Sensoren 28 und den Raum für die elektrischen Komponenten 30 bereit, ohne ein Ändern des Herstellungsprozesses des Fahrzeugs 10.
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Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, besteht nicht die Absicht, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche umfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind beschreibende und nicht einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, zwischen einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Eigenschaften können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
