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DE19949969A1 - Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor - Google Patents

Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor

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DE19949969A1
DE19949969A1 DE19949969A DE19949969A DE19949969A1 DE 19949969 A1 DE19949969 A1 DE 19949969A1 DE 19949969 A DE19949969 A DE 19949969A DE 19949969 A DE19949969 A DE 19949969A DE 19949969 A1 DE19949969 A1 DE 19949969A1
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Harald Goellinger
Peter Schulenberg
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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor eines Kraftfahrzeuges mit einem um wenigstens zwei Verstellachsen schwenkbaren Haltemittel zur Aufnahme des Abstandssensors und mindestens zwei Verstellmotoren, die derart an dem Haltemittel angeordnet sind, daß sie eine Verstellachse zwischen sich einschließen und eine Gerade bilden, die im wesentlichen parallel zu einer zweiten Verstellachse verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor.
Aus der DE 196 42 811 A1 ist ein Verfahren zum Justieren einer Richtantenne eines Radarsystems bekannt. In dieser Schrift wird ein Radarsystem beschrieben, bei dem die Befestigung bzw. Aufhängung in derselben Art und Weise erfolgt wie beispielsweise von Autoscheinwerfern bekannt ist.
Zur Einstellung von Autoscheinwerfern sind in der Regel Einstellschrauben vorgesehen, die eine manuelle Einstellung des Scheinwerfers ermöglichen. Eine automatische Justierung von Autoscheinwerfern ist zum Beispiel aus der Leuchtweitenregelung wie zum Beispiel aus DE 40 26 553 C2 bekannt. Bei Leuchtweitenregelungen werden unterschiedliche Beladungszustände von Kraftfahrzeugen berücksichtigt und der Scheinwerfer um die Fahrzeugquerachse in seiner Neigung nachjustiert.
In der DE 196 42 811 A1 wird weiter beschrieben, daß eine solche Aufhängung für Abstandssensoren eine Schwenkung sowohl um die Horizontale als auch um die Vertikale erlaubt. Weitere Hinweise über die Ausgestaltung der Aufhängung sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine einfache Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor zu schaffen, bei der eine einfache Justierung mit minimaler Anzahl von Stellmotoren möglich ist.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen mit einem um wenigstens zwei Verstellachsen schwenkbaren Haltemittel zur Aufnahme des Abstandssensors und mindestens zwei Verstellmotoren, die derart an dem Haltemittel angeordnet sind, daß sie eine Verstellachse zwischen sich einschließen und eine Gerade bilden, die im wesentlichen parallel zu einer zweiten Verstellachse verläuft.
Hierdurch wird es in vorteilhafter Weise erreicht, eine Verstellmöglichkeit um zwei Verstellachsen zu realisieren, wobei eine minimale Anzahl von Stellmotoren erforderlich ist.
Für die Verstellung um die zwischen den Stellmotoren eingeschlossene Verstellachse werden die Stellmotoren gegensinnig bewegt. Für eine Verstellung um ein parallel zu der durch die Steilmotoren gebildeten Gerade verlaufenden Verstellachsen werden die Stellmotoren gleichsinnig bewegt.
Wird als Abstandssensor ein Lasersensor verwendet, dann wird vorgeschlagen, eine Verstellachse im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung vorzusehen. Der Lasersensor erfaßt den vor dem Fahrzeug liegenden Raum dadurch, daß der Laser in einem Winkel ständig hin- und herbewegt wird. Somit wird von dem Lasersensor ständig eine definierte Ebene sensiert. Weicht die Lage des Sensors rotatorisch von der Soll- Lage ab, wird somit von dem Lasersensor eine schiefe Ebene abgetastet. Durch Justierung des Lasersensors kann somit sichergestellt werden, daß trotz der Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage durch Nachjustierung des Sensors die vorbestimmte Ebene abgetastet wird. Der Lasersensor wird vorteilhafterweise auf dem Haltemittel befestigt, wobei die Stellmotoren dann in Fahrzeugrichtung hinter dem Lasersensor oder seitlich von dem Lasersensor angeordnet sind. Sind die Stellmotoren hinter dem Lasersensor angeordnet, erfolgt der Ausgleich der Abweichung um die Fahrzeuglängsrichtung durch gegensinnige Verstellung der Stellmotoren. Die Neigung des Fahrzeuges zu seiner Fahrzeugquerrichtung wird dann durch gleichsinnige Bewegung der Stellmotoren ausgeglichen.
Handelt es sich bei dem Abstandssensor um einen Radarsensor, wird vorgeschlagen, eine Verstellachse im wesentlichen vertikal vorzusehen.
Während der Lasersensor durch Hin- und Herbewegen des Laserstrahls eine Ebene abtastet, tastet der Radarsensor einen dreidimensionalen birnenförmigen Raum vor dem Fahrzeug ab. Eine Veränderung des Fahrzeuges in seiner Lage um die Fahrzeuglängsachse hat somit keinen negativen Einfluß auf den sensierten Raum des Radarsensors.
Negativ wirkt sich jedoch eine Veränderung der Lage des Fahrzeugs um seine Fahrzeughochachse auf den erfaßten Raum des Radarsensors aus.
Durch die Erfindung wird es in vorteilhafter Weise erreicht, daß der Radarsensor bei Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage um die Hochachse entsprechend verstellt wird, so daß solche Lageabweichungen einfach nachjustiert werden können und keinen Einfluß auf den sensierten Raum des Radarsensors haben.
Die Stellmotoren sind dann auf dem hinter dem Radarsensor angeordneten Haltemittel unterhalb des Radarsensors oder seitlich angeordnet. Werden die Stellmotoren unterhalb des Radarsensors angeordnet, wird eine Verstellung um die Fahrzeughochachse durch gegensinnige Bewegung der Stellmotoren erreicht. Eine Verstellung des Radarsensors um die Fahrzeugquerachse wird durch gleichsinnige Bewegung erreicht. Werden die Stellmotoren seitlich von dem Radarsensor angeordnet, erfolgen die Verstellbewegungen entsprechend umgekehrt.
Eine besonders einfache Befestigung des Haltemittels an einem Fahrzeugrahmen wird durch ein Kugelgelenk erreicht. Kugelgelenke sind besonders kostengünstige Befestigungseinrichtungen und bieten alle erforderlichen rotatorischen Freiheitsgrade zur Verstellung des Abstandssensors.
Das Haltemittel kann beispielsweise eine einfache Platte sein, wobei das Kugelgelenk dann mittig angeordnet ist und die Stellmotoren am Rand der Platte angreifen können.
Eine solche Befestigungsvorrichtung kann für einen Radarsensor wie auch für einen Lasersensor verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:
Fig. 1 Kraftfahrzeug mit darin angeordneter Befestigungsvorrichtung für einen Abstandssensor,
Fig. 2 Befestigungsvorrichtung zur Aufnahme eines Lasersensors,
Fig. 3 Befestigungsvorrichtung zur Aufnahme eines Radarsensors,
Fig. 4 Kraftfahrzeug von oben mit Radarsensoren,
Fig. 5 Kraftfahrzeug von oben mit Lasersensoren,
Fig. 6 Befestigungsvorrichtung mit darauf angeordnetem Abstandssensor.
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit darin angeordnetem Abstandssensor 2 zu erkennen. In den Abstandssensor 2 ist ein kartesisches Koordinatenkreuz gelegt, wobei die x-Achse in Fahrzeuglängsrichtung, die y-Achse in Richtung der Fahrzeughochachse liegt und die z-Achse in die Ebene hineingeht und die Fahrzeugquerachse darstellt. Die drei Achsen stellen die Verstellachsen dar, um die die Justierung bzw. Lageregelung des Sensors erfolgt.
In Fig. 2 ist die Anordnung einer Befestigungsvorrichtung 3 mit schematisch zu erkennenden Stellmotoren 4, 5 für einen Lasersensor zu erkennen. Die Anordnung der Befestigungsvorrichtung 3 ist aus der Sicht von oben dargestellt. Die Stellmotoren 4 und 5 schließen die Fahrzeuglängsachse in x-Richtung zwischen sich ein und sind in einer Gerade parallel zur Fahrzeugquerachse angeordnet. Durch gegensinnige Bewegung der Stellmotoren 4 und 5 wird die Befestigungsvorrichtung 3 rotatorisch um die Fahrzeuglängsachse in x-Richtung bewegt. Durch gleichsinnige Bewegung wird die Befestigungsvorrichtung 3 rotatorisch um seine Fahrzeugquerachse (Nickwinkel) in z- Richtung bewegt.
In Fig. 3 ist eine Befestigungsvorrichtung 3 mit den Stellmotoren 4 und 5 mit einem Radarsensor aus der Sicht von vorne zu erkennen. Die Stellmotoren 4 und 5 sind seitlich neben dem nicht dargestellten Radarsensor angeordnet. Durch gleichsinnige Bewegung der Stellmotoren 4 und 5 wird die Befestigungsvorrichtung 3 um die y-Achse gedreht. Durch gegensinnige Bewegung der Stellmotoren 4 und 5 wird die Befestigungsvorrichtung um seine Querachse in z-Richtung, rotatorisch bewegt.
In Fig. 4 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einem darin angeordneten Radarsensor 6 zu erkennen. Der Radarsensor 6 sensiert einen birnenförmigen Raum 15 vor dem Fahrzeug. Lageveränderungen des Kraftfahrzeugs 1 um die aus der Ebene heraustretende y-Achse führen zu einer Änderung des Abstrahlrichtung des Radarsensors 6. Solche Veränderungen werden durch gleichsinnige Bewegungen der Stellmotoren 4 und 5 in Fig. 3 ausgeglichen. Solche Lageveränderungen können Lageabweichungen bedingt durch Abweichungen der Ist-Lage des Sensors von seiner Soll-Lage zum Beispiel durch Fertigungsungenauigkeiten sein. Alternativ wäre auch eine Justierung des Sensors während des Fahrens möglich, wobei zweckmäßigerweise die Sensorsignale von Fahrdynamikregelsystemen verwendet werden können. Bei Fahrdynamikregelsystemen werden der Gierwinkel, Rollwinkel oder Nickwinkel gemessen und zur aktiven Steuerung des Fahrzeuges zum Beispiel durch asymmetrischen Bremseneingriff verwendet.
In Fig. 5 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einem darin angeordneten Lasersensor 16 zu erkennen. Der Lasersensor 16 tastet mit dem Laserstrahl 20 durch ständiges Hin- und Herbewegen des Laserstrahls 20 eine Ebene ab. Erfährt der Lasersensor 16 eine rotatorische Lageveränderung um die x-Achse, dann tastet der Lasersensor 16 mit seinem Laserstrahl 20 auch eine entsprechend schiefe Ebene im Raum ab. Solche Lageveränderungen werden durch gegensinnige Bewegung der Stellmotoren 4 und 5 in Fig. 1 ausgeglichen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Stellmotoren auf der Befestigungsvorrichtung 3 wird es folglich in vorteilhafter Weise erreicht, daß immer eine horizontale Ebene vor dem Fahrzeug abgetastet werden kann. Analog zu dem zum Radarsensor gemachten Ausführungen ist mit der vorgeschlagenen Befestigungsvorrichtung 3 eine Feinjustierung nach dem Einbau des Sensors als auch eine Regelung der Lage des Sensors während des Fahrbetriebes möglich.
In Fig. 6 ist ein Abstandssensor 2 auf einer Befestigungsvorrichtung 3 zu erkennen. Der Abstandssensor 2 wird mit nicht näher dargestellten Befestigungsmitteln 10 auf der Befestigungsvorrichtung 3 gehalten. Die Befestigungsvorrichtung 3 weist ein als rechteckige Platte ausgebildetes Haltemittel 9 auf, auf der der Abstandssensor 2 gehalten ist. Je nachdem ob es sich um einen Radar- oder Lasersensor handelt, ist die rechteckige Platte unter dem Sensor oder in Fahrtrichtung hinter dem Sensor angeordnet. Das Haltemittel 9 ist über das Kugelgelenk 8 gegenüber einem nicht näher definierten Fahrzeugrahmen 7 befestigt. Das Kugelgelenk ermöglicht die rotatorische Bewegung des Abstandssensors 2 um die erforderlichen Verstellachsen x, y und z. An dem Haltemittel 9 sind die Stellmotoren 4 und 5 skizzenhaft zu erkennen, die einerseits mit dem Fahrzeugrahmen 7 fest verbunden sind und andererseits an der Unterseite des Haltemittels 9 angreifen. Durch gleichsinnige oder gegensinnige Bewegung der Stellmotoren 4 und 5 wird der Abstandssensor 2 in seiner Lage rotatorisch verstellt.
Eine solche Befestigungsvorrichtung 3 ist beispielsweise als Nachrüstlösung denkbar, wobei die Befestigungsvorrichtung 3 unabhängig von der vorgesehenen Sensorart ist. Solche Abstandssensoren werden beispielsweise in dem Kühlergrill oder im Stoßfänger angeordnet. Für die Nachrüstung muß lediglich ein entsprechender Befestigungsansatz an dem Fahrzeugrahmen 7 vorgesehen sein. Unabhängig von seiner Einbaulage kann der Sensor mit der Befestigungsvorrichtung 3 auf einfache Art und Weise justiert werden. Damit sind die Anforderungen an den Befestigungsort des Sensors äußerst gering, so daß der Sensor an beliebigen Stellen des Fahrzeuges positioniert werden kann. Zur Justierung des Sensors ist lediglich ein Hilfsmittel zur Überprüfung der Soll-Lage erforderlich.

Claims (6)

1. Befestigungsvorrichtung (3) für einen Abstandssensor (2) mit einem um zwei Verstellachsen schwenkbaren Haltemittel (9) zur Aufnahme des Abstandssensors (2) und mindestens zwei Stellmotoren (4, 5), die derart an dem Haltemittel (9) angeordnet sind, daß sie eine Verstellachse zwischen sich einschließen und eine Gerade bilden, die im wesentlichen parallel zu einer zweiten Verstellachse verläuft.
2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor (2) ein Lasersensor (16) ist und eine Verstellachse im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lasersensor (16) auf dem Haltemittel (9) befestigt ist.
4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor (2) ein Radarsensor (6) ist und eine Verstellachse im wesentlichen vertikal verläuft.
5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (9) in Fahrtrichtung hinter dem Radarsensor (6) angeordnet ist.
6. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (9) mit einem Kugelgelenk (8) gehaltert ist.
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