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Sicherheits-Kokon aus dem Dachhimmel - Skurrile Auto-Patente

Der Name ist Programm: Hier präsentieren wir skurrile Patente der Autohersteller. Darunter die Reifenkühlung mit Spritzwasser von Daimler und die Elektronische-Nase-App von Ford, mitdenkenden Lenkräder von Toyota, ein Yoke-Lenkrad mit Klapp-Hörnchen von BMW sowie einen Rivian-Haarfön. Ganz neu: ein Dach-Airbag-System von Ford.

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Sicherheits-Kokon aus dem Dachhimmel – Skurrile Auto-Patente

Sicherheitssysteme im Auto werden immer zahlreicher. Auch dem klassischen Airbag werden immer neue Positionen zugewiesen. Eine Unterbringung im Dachhimmel ist aber neu. Genau diese hat sich Ford in den USA patentieren lassen. Das Patent, das im April 2021 eingereicht und im Oktober 2022 veröffentlicht wurde, zeigt vier in den Dachhimmel integrierte Airbag-Ringe, die genau über den vier Passagieren positioniert sind. Diese Ringe setzen sich aus einzelnen Zylindern zusammen, die aufgeblasen einen kompletten röhrenförmigen Ring um den Kopf- und Oberkörperbereich der Passagiere sowie den jeweiligen Sitz bilden. Laut Patentschrift soll sich das System an alle Karosserieformen anpassen lassen, wobei allerdings hoch bauende Kabinen wie in einem SUV oder einem Transporter eher geeignet sind, die Technik im Dachbereich unterzubringen. Die im Patent gezeigte gegenüberliegende Sitzposition der Passagiere deutet auch auf einen möglichen Einsatz in autonom fahrenden Fahrzeugen hin.

Ford mit Krach per Fernbedienung

Lärm macht krank. Dennoch legen manche Autobesitzer Wert darauf, dass ihr Fahrzeug auch akustisch aus der Masse heraussticht. Leute, die mit ihrem Auto anderen akustisch auf den Senkel gehen wollen, erhalten jetzt von Ford Unterstützung. Der Autobauer hat in den USA ein Patent veröffentlicht, in dem man sich eine Fernbedienung des Autos per App gesichert hat. Mit der Fernsteuerung können Autobesitzer aus der Ferne den Motor aufheulen lassen. Drehzahllimit und Dreh-Zeit sowie eventuell vorhandene Auspuffklappen lassen sich dazu voreinstellen. Und selbst E-Autos bleiben nicht außen vor. Hier wird per Fernsteuerung eben der Soundgenerator angesteuert. So oder so lässt die die Umgebung sinnbefreit beschallen. Poser dürften sich über die Throttle-Control (oder heißt das dann Trottel-Kontrolle?) bestimmt freuen.

VW mit Thermo-Anzeigen

Autos, die per Licht bestimmte Signale in die Umwelt schicken sind nun wirklich nichts mehr besonderes. Genannt seien hier nur als Beispiel Außenspiegel, die Fahrzeuglogos auf den Boden projizieren, damit der Fahrer nicht vergisst, was er denn da für ein Auto gekauft hat. VW geht gedanklich noch einen Schritt weiter und hat sich beim Deutschen Patentamt unter der Nummer DE 10 2020 210 900 A1 jetzt temperaturempfindliche Anzeigen schützen lassen.

VW integriert dabei bereits beim Lackierprozess in der Bauteiloberfläche eine temperaturempfindliche Lackschicht, die beispielsweise die Form des VW-Logos nachempfindet. Aufgebracht auf der Motorhaube würde die Motorabwärme das Logo so zum “Glühen” bringen. Kühlt die Haube ab, so erlischt auch das Logo – kennen wir so auch von Restwärmeanzeigen an Kochfeldern in der heimischen Küche. Die Thermoelemente können aber auch auf jedem anderen flächigen Bauteil angebracht werden. Der für die Anzeige erforderliche Temperatureintrag würde dabei jeweils durch verfügbare Restwärme – beispielsweise aus dem erwärmten Innenraum – erfolgen.

Denkbar sind damit auch große Werbeanzeigen auf Fahrzeugflächen, die eben nur unter definierten Bedingungen sichtbar werden. Dem Anzeigemotiv angepasste Dämmmaßnahmen auf der Innenseite der Bauteile unterstützen die Sichtbarkeit. Der Charme des Patents liegt in seiner Einfachheit, da keine zusätzlichen Leitungen oder Leuchten verbaut werden müssen und das ganze System sowieso vorhandene Restwärme nutzt.

Schlüpfriges Lenkrad

Das Lenkrad und hier speziell dessen Oberfläche ist der einzige Kontaktpunkt zwischen Fahrer und Fahrzeug, wenn es um die Richtungsbestimmung geht. Der Lenkeinschlag bestimmt die Richtung, der das Auto unbeirrt folgt – auch wenn die ins Verderben führt. Moderne Assistenzsysteme arbeiten teilweise schon mit aktiven Lenkeingriffen oder Vibrationswarnungen im Lenkrad. Der Fahrer hat aber immer die Option die Systemeingriffe zu übersteuern.

Toyota hat über Lenkrad-Systeme nachgedacht, die hier der Fahrerhoheit entgegenwirken könnten und die in ein beim amerikanischen Patentamt eingereichtes Patent gegossen. Die Grundidee sieht vor die Griffigkeit der Lenkradoberfläche so zu beeinflussen, dass der Fahrer bei seinen Lenkbefehlen unterstützt oder im Bedarfsfall unmerklich davon abgebracht wird. Beispiel: Die Bordsensorik erkennt, dass der aktuell eingeschlagene Lenkwinkel zum Verlassen der Straße führt. Die Griffigkeit der Lenkradoberfläche wird reduziert und das Steuerrad gleitet quasi unbemerkt durch die Hände des Fahrers zurück in eine vom System berechnete ungefährliche Richtung. Oder das System registriert, dass der Fahrer nicht kräftig genug einschlägt, dann wird die Griffigkeit erhöht und so die Lenkbewegung unterstützt.

Für den geplanten Oberflächenwechsel hat sich Toyota verschiedene Ansätze ausgedacht. Denkbar ist ein per Druckluft aufgebauter leichter Luftfilm auf dem Lenkrad um so die Reibung zu verringern. Umgekehrt könnte ein Unterdruck die Hände ans Lenkrad saugen und so den Grip erhöhen. Eine weitere Version sieht Ultraschallschwingungen vor, ein dritter Ansatz arbeitet mit ausfahrbaren Kugelelementen oder Noppen.

Aufblasbares Lenkrad

Aber Toyota hat noch mehr Lenkrad-Ideen. Assistenzsysteme in modernen Autos übernehmen schon viele Funktionen selbsttätig – aber noch nicht alle. Systeme, die überwachen, ob das Fahrzeug Gefahr läuft die Spur zu verlassen, agieren in der Regel mit einer Warnfunktion an den Fahrer. Ein vibrierendes Lenkrad oder ein akustisches Signal mahnen den Fahrer zur Aufmerksamkeit. Toyota sieht in beiden Warnungen ein zu großes Ablenkungspotenzial und hat sich daher eine weitere Warnversion ausgedacht und auch beim US-Patentamt schützen lassen.

Sie setzen auf ein aufblasbares Lenkrad. In dessen Lenkradkranz sind umlaufend kleine Luftsäcke eingearbeitet, die bei Bedarf gezielt aufgeblasen werden und so dem Fahrer sogar die Korrekturrichtung vorgeben. Gerät die Fuhre aus der Spur, so erinnert das sich partiell vergrößerndes Volant den Fahrer daran einzugreifen. Denkbar ist laut Patentschrift auch die Kombination mit einem selbstnachsteuernden System.

Drohnen-Überwachung bei Ford und VW

In Sachen autonomes Fahren muss die Autoindustrie noch viele Probleme lösen. Aber anscheinend haben die Ingenieure trotzdem den Hang, so viele Funktionen wie irgend möglich zu automatisieren – so auch die Überwachung des Fahrzeugs. Das auf Entwicklungen für autonomes Fahren spezialisierte Unternehmen Argo AI, an dem VW und Ford zu jeweils 40 Prozent beteiligt sind, hat jetzt autonome Überwachungsdrohnen patentieren lassen, die das ebenso autonom fahrende Auto während der Fahrt checken.

In der Patentschrift beschreiben die Ingenieure die Orte, wo sie die Drohnen unterbringen möchten. Aber vielleicht ist “verstecken” der passendere Ausdruck: Auf den Patentzeichnungen ist zum Beispiel ein sich autonom öffnender Kofferraum zu sehen, aus dem eine Drohne startet. Noch ungewöhnlicher ist die Innenraum-Drohne, die im Handschuhfach sitzt: Bei Bedarf öffnet sich das Handschuhfach selbstständig, gleichzeitig fährt die Beifahrer-Seitenscheibe runter. Dann fliegt die Drohe aus dem fahrenden Fahrzeug, macht ihren Inspektions-Rundflug und kehrt ins Handschuhfach zurück – Seitenscheibe und Handschuhfach schließen sich wieder.

Entdeckt die Drohne auf ihrem Flug Schäden, meldet sie dies an eine Cloud-Zentrale. Dort findet dann eine Auswertung der Daten statt, in deren Folge ein Rechnersystem Maßnahmen zur Behebung des Schadens einleitet. Nutzer sozialer Netzwerke witzeln bereits darüber, dass man mit den Drohnen auch die Passagiere in den Autos überwachen kann. Diese Technik wäre somit, fast schon im Wortsinn, perfekt für Helikopter-Eltern.

Rivian-Haarfön

Wir kennen das aus der Werbung: Egal welcher Ort, egal welches Wetter – das Haar sitzt. Ok, hier sorgt ein entspechendes Haarspray für den Style. Damit auf jeder Autotour die Frisur sitzt, hat der Elektroautobauer Rivian sich einen speziellen Auto-Haarföhn patentieren lassen. Wer jetzt – speziell bei einem Elektroautobauer – schlicht an einen Föhn in Kombination mit einer Bordsteckdose denkt liegt falsch.

Rivian geht bei der Heißlufterzeugung den Umweg über die Bordheizung. Mit einem speziellen Adapter wird ein Schlauch, dessen Ende als Luftdüse dient, an einen Luftausströmer am Armaturenbrett adaptiert. Alternativ erwähnt das Patent noch einen Luftausströmer außerhalb der Fahrzeugkabine. Die Bordelektronik registriert den Adapter und lenkt den kompletten Luftstrom durch diesen einen Ausströmer. Fertig ist der Föhn. Natürlich kann über das Autobelüftungssystem auch kühle Luft bereitgestellt werden. So oder so sorgt ein optional gesetzter Timer für einen terminierten Föhnbetrieb. Praktisch, wenn man damit beispielsweise nicht die Haare, sondern im Fahrzeug zurückgelassene Bekleidung trocknen möchte.

BMW-Lenkrad-Patent

Weil dereinst Autos ziemlich selbstständig von A nach B fahren sollen, machen sich Automobilhersteller weltweit Gedanken darüber, was dann bitteschön mit dem Lenkrad geschehen soll. Ganz drauf zu verzichten klappt technisch noch nicht, weil die nächsten zwei, drei Auto-Generationen nur auf Teilstrecken autonom unterwegs sein werden. Also besser ein kleineres Lenkrad? Oder halbiert? Damit es bei Nichtgebrauch nicht immer im Weg ist? Bei Tesla gibt’s sowas schon in Serie, da heißt das oben und unten abgesäbelte Lenkrad Yoke-Wheel und ist für die überarbeiteten S- und X-Modelle verfügbar. Lenkt sich laut diverser Nutzer-Videos nur so semi-gut, greift aber einer (teil-)autonomen Zukunft vor.

BMW denkt offensichtlich ähnlich wie Tesla und hat nun selbst ein Patent für ein halbiertes Hörnchen-Lenkrad angemeldet. Mit zwei entscheidenden Detailverbesserungen: Die Lenk-Hörnchen können im Autonom-Modus nach innen geklappt werden und nehmen so weniger Platz weg. Außerdem sind sie drehbar gelagert, damit sie beim Lenken immer senkrecht stehen. Damit wollen die BMW-Ingenieure die Probleme beim Umgreifen in Kurven in den Griff bekommen, die bei festen Hörnchen zwangsläufig entstehen. Ob’s klappt? Sehen wir vielleicht einem einem BMW der Zukunft. Und wenn nicht, dann war es wenigstens eine nette Idee.

Mazda mit Drohne

“Bordeigenes Fluggerätekontrollsystem” lautet der aus dem Englischen übersetzte Oberbegriff von Mazdas neuester Patentanmeldung, die prima zu dieser Sammlung passt. Die Vermutung liegt zwar nahe, mit der Luftfahrt hat das aber nichts oder zumindest nur weit entfernt zu tun. Die Patentzeichnungen zeigen eine Art Miniatur-Hubschrauberlandeplatz an der Heckscheibe eines Mazda-Modells. Natürlich nicht für echte Helis, sondern für eine Drohne.

Zwar sind Drohnen bereits heute technisch in der Lage einem Fahrzeug über eine kabellose Verbindung zu folgen. Bei dieser Erfindung ist die Drohne jedoch mit einem Kabel fest mit dem Auto verbunden. In der Zeichnung ist eine Art Aufwickelvorrichtung (34) zu sehen, mithilfe derer die Drohne ein- oder ausgezogen wird. Darüber hinaus soll die Kabelverbindung neben dem Datenaustausch die Versorgung der Drohne mit Strom sicherstellen.

Für was das gut ist? Klärt die Patentanmeldung leider nicht wirklich. Da die Drohne eindeutig mit einer Kamera ausgestattet ist, wären verschiedene Einsatzzwecke denkbar. Zum Beispiel für einen besseren Überblick auf die Umgebung, was in vor allem Unfallsituationen von Nutzen sein kann. Oder als eine Art Hilfsdrohne, falls die Sensoren der Assistenzsysteme ausfallen. Natürlich auch, um tolle Fotos oder Videos des eigenen Autos und der Umgebung zu machen.

E-Auto im Windschatten laden

E-Auto-Fahrer, die sich in den Windschatten von Lkw “hängen” um Kilometer zu schinden sind deutlich seltener, als man denkt. Aber es gibt sie natürlich. Sei es, um den Verbrauch noch weiter zu drücken oder, weil es sonst nicht bis zur nächsten Ladesäule langt. Vielleicht haben sich Fords Ingenieure ja von diesem Szenario inspirieren lassen. Die bringen in einem im Juni 2021 veröffentlichten Patent nämlich ebenfalls LKW und Elektroautos zusammen. Allerdings nicht als loser Verbund, sondern als symbiotisches Duo. Es geht um die Idee, E-Autos während der Fahrt laden zu lassen.

Dafür sollen die Stromspender sich fest mit dem Empfänger verbinden. Über eine Art Deichsel. Oder über eine Art Anhänge-Gabel, in die die Vorderräder eingehängt werden. Und damit wird schon klar, dass die Idee nicht für Deutschland gedacht sein kann. Bei uns ist das Hinterherziehen von Autos als eine Art Anhänger nämlich verboten. In den USA ist das so genannte “flat towing” vor allem bei Reisemobilisten Alltag. Die ziehen schlicht ihr Familienauto hinterm XXL-Wohnmobil her. Ford sieht in der Idee eine Möglichkeit, E-Autos in Gegenden mit mieser Lade-Infrastruktur aufladen zu können.

Bei der Frage, wie die E-Autos genau geladen werden sollen, ob per Pufferspeicher im Lkw oder direkt mit der Rekuperationsenergie, lassen die Ford-Kreativen bewusst offen.

Fußmassage für unterwegs

Eine Fußmassage ist eine angenehme Sache. Das dachte sich auch die GM-Entwicklungsabteilung und ließ sich beim US-Patentamt unter der Nummer US 2021/0045966 A1 im Februar 2021 ein Patent für eine pneumatische Fußmassage in Autos sichern.

Die Patentschrift sieht ein System aus pneumatisch angesteuerten Elementen in Pedalform oder geschichteten Matten vor, die im Fußraum eines Autos positioniert werden. Aus einem Druckspeicher heraus werden die einzelnen Massageelemente individuell angesteuert und dabei angehoben oder wieder abgesenkt.

Über ein Steuermodul kann die daraus resultierende Wellenbewegung und so das Massageerlebnis konfiguriert werden. Der Fahrer kommt allerdings nicht in den Massage-Genuss, seine Füße haben andere Aufgaben.

Elektronische-Nasen-App

Allergiker und Menschen mit einem sehr sensiblen Geruchssinn können aufatmen. Ford präsentierte am 9. April ein Patent für eine “Elektronische-Nasen-App” für Taxis und weitere Mitfahrgelegenheiten. Bekommen Ride-Share-Kunden aktuell vor dem Betreten des Taxis Informationen über den Namen des Fahrers, die Fahrzeugmarke und auch das Modell, Farbe und Kennzeichen sowie zuvor abgegebene Kundenbewertungen mitgeteilt, so fehlten bislang Informationen über Gerüche im Innenraum. Für Allergiker kann eine Fahrt in einem zum Beispiel von Erdnüssen oder Hundehaaren verunreinigten Innenraum schnell zu einem Albtraum werden.

Das Ford-System (Transportation System Using Odor Preferences, kurz TSUOP) besteht aus verschiedenen Sensoren, einschließlich eines Spektrometers, eines Chromatographen, eines optischen Sensors und eines Metalloxid-Halbleitersensors. Die gesammelten Informationen gleicht eine Software mit den vom App-Nutzer eingespeicherten Schwellenwerten ab. Auf Grundlage dieser Werte bekommt der Kunde dann das zu ihm passende Taxi gestellt.

Seitwärts fahren mit Toyota

Die Vision von der Seitwärtsbewegung mit dem Auto gibt es schon eine Weile. Gerade Fahrschüler wünschen sich häufig, man könnte damit einfach seitwärts einparken. Bislang gibt es allerdings kein straßenzugelassenes Fahrzeug, das die Räder um 90 Grad nach rechts oder links drehen kann. Vielleicht wagt Toyota den Vorstoß, denn die Japaner haben beim Patentamt ein entsprechendes Blinkersystem gemeldet, das der Umwelt anzeigen soll, wann ein Auto sich in – nennen wir es “unorthodoxe” – Richtungen bewegt. Mit dem angedachten System kann das Auto sich auch auf der Stelle drehen. Obwohl dafür an jedem Rad ein Motor sitzt, funktioniert es nicht wie etwa der “Tank Turn” des Rivian, bei dem die Räder in gegenläufige Richtungen drehen. Bei Toyota können die Räder innerhalb des Radhauses tatsächlich 180 Grad auf horizontaler Ebene gedreht werden.

Reifenkühlung mit Spritzwasser

Der Autobauer Daimler hat sich in Großbritannien ein System zur Reifenkühlung mit Spritzwasser schützen lassen. Es überwacht die Reifentemperatur mit einer Infrarotkamera. Werden von den Soll-Werten nach oben abweichende Temperaturen festgestellt, so sprühen drei Düsen im Radkasten Wasser auf die Reifenoberfläche. Um Autofahrern ein Nachtanken zu ersparen, wird das benötigte Wasser direkt am Auto gesammelt. Hierzu werden ablaufendes Regen- oder Schmelzwasser an Front- und Heckscheibe (auch bei der Wagenwäsche) in einen Tank geleitet. Gekoppelt ist das Spritzwassersystem mit einer Pumpe und einer radselektiven Steuerung. Zudem ist in den Wasserkreislauf auch ein Wärmetauscher eingebunden, um bei Bedarf das Spritzwasser anzuwärmen. Aus einem Zusatztank könnten im Winter auch Taumittel beigegeben werden.

Google lässt Fußgänger kleben

Der Technologiekonzern Google hat sich ein Patent schützen lassen, das den Fußgängerschutz bei der Kollision mit einem Auto verbessern soll. Das Google-System sieht an der Fahrzeugfront eine extrem haftfreudige Schicht vor, an der der Fußgänger quasi kleben bleibt und so nicht zurückgeschleudert wird. Damit die Klebeschicht aber nicht alle möglichen Gegenstände und Insekten einsammelt, soll sie laut Patentbeschreibung unter einer zweischaligen Motorhaube verborgen liegen. Die obere Schicht bricht erst beim Anprall größerer Objekte und gibt dann die Klebefläche frei.

Autonomes Autokino

Das Auto als rollendes Kino hat sich Ford beim US-Patentamt sichern lassen. Es folgt auf die Frage, wie sich Autofahrer am besten beschäftigen können, wenn das eigene Fahrzeug künftig komplett automatisiert unterwegs ist. Als guter Zeitvertreib erschien den verantwortlichen Ingenieuren das Anschauen von Filmen. Das sogenannte Autonomous Vehicle Entertainment System enthält eine große Leinwand, die im Dach schlummert und bei Bedarf vor die Windschutzscheibe ausgerollt wird. Ein Beamer hinter der Rückbank projiziert dann das Bild – fertig ist das selbstfahrende Kino. Als weitere Option gibt es eine kleinere Leinwand für die Passagiere auf der Rückbank, so dass der Fahrer noch nach draußen schauen kann.

Videoprojektor in der Heckklappe

Weitere Patentzeichnungen von Ford zeigen ein SUV-Modell mit einem Videoprojektor in der Heckklappe. Das Gerät ist so montiert, dass es bei geöffneter Klappe die Bilder vom Fahrzeug weg projiziert. Vor einer – bestenfalls weißen – Wand geparkt, ließen sich auf diese Weise Filme oder Sportevents bei einem Picknick unter freiem Himmel genießen. Darüber hinaus könnte der Projektor auch als weitere Lichtquelle dienen und bei Bedarf den Bereich hinter dem Fahrzeug beleuchten.

Toyota mit fliegendem Auto

Im Juni 2016 hat das US-Patentamt ein bereits im Dezember 2014 eingereichtes Patent zu einem fliegenden Auto von Toyota veröffentlicht. Schützen lassen haben sich die Japaner ein faltbares Tragflächensystem. Dieses sieht zwei große, hydraulisch dehnbare Flügeltüren am Fahrzeugheck vor, die nach oben schwenken und dann Raum freigeben, damit sich die darunter zusammengefalteten, vierteiligen Tragflächen entfalten können.

Mit Tränengas gegen Autodiebe

Ein weiteres Skurril-Patent der Japaner ist ein System, das mit Tränengas Autodiebe abwehren soll. Das mag sich zunächst brutal anhören, dürfte allerdings effektiver sein, als eine Alarmanlage oder die herkömmliche Wegfahrsperre. Die Funktionsweise erklärt sich so: Ein im Fahrzeug fest installierter Duftspender, der in der Regel für einen angenehme Luft im Innenraum sorgt und schlechte Gerüche überdeckt, setzt bei unbefugter Benutzung gezielt Tränengas frei und schlägt Langfinger damit in die Flucht. Laut Patent soll das System unrechtmäßige Motorstarts erkennen können und darauf die Tränengas-Attacke aktivieren. Im digitalen Zeitalter ist das System natürlich per Web-Anbindung mit dem Smartphone vernetzt und kann somit auch aus der Ferne bedient werden (gilt auch für den Duftspender).

Selbstreinigende Pick-up-Ladefläche

Ein weiteres Patent des japanischen Autobauers soll Pick-up-Fahrer bei der Reinigung ihrer Fahrzeuge unterstützen. Dafür hat Toyota ein integriertes Ladeflächenwaschsystem entwickelt. Eine Patentzeichnung zeigt, dass die Ladefläche mittels Sprühdüsen gereinigt wird. Die Düsen und die dazugehörigen Leitungen für das Reinigungsmittel sind in die seitlichen Karosserieteile an der hinteren Ladefläche und direkt hinter dem Fahrerhaus eingebaut – und zwar jeweils knapp unter der oberen Kante sowie direkt über dem Ladeboden. Mit dieser Anordnung soll der Schmutz in Richtung der hinteren Ladeöffnung abgetragen und weggespült werden.

Um die Ladefläche tatsächlich waschen zu können, benötigt das System natürlich eine Flüssigkeitsquelle. Dazu wird an der Karosserie ein Wasseranschluss installiert – ähnlich wie bei einem Wohnmobil. Außerdem soll es dem Patent nach einen zweiten Anschluss für Druckluft geben. Denkbar wäre auch, dass Pick-ups, die mit dem Ladeflächen-Reinigungssystem ausgestattet sind, über einen Wassertank oder Druckluftbehälter verfügen. Ob das System jemals angeboten wird, ist noch unbekannt.

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