具有传感器模块和盖元件的车辆顶部的制作方法

1.本发明涉及一种车辆顶部，该车辆顶部包括具有至少一个盖元件的顶部蒙皮装置，并且该车辆顶部包括至少一个传感器模块，该至少一个传感器模块具有用于检测车辆环境的至少一个环境传感器，并且本发明涉及具有这种类型的车辆顶部的机动车辆。


背景技术：

2.上述类型的车辆顶部在实践中是已知的，尤其是作为乘用车的一部分。该车辆顶部可以包括支撑结构和顶部蒙皮装置，该顶部蒙皮装置延伸过支撑结构并可以形成顶部模块，该顶部模块作为单独的部件可以安装在顶梁上，该顶梁是构成车辆外壳结构的车身的一部分。顶部蒙皮装置可以具有顶部开口，该开口可以通过顶部开口系统关闭或打开。在顶部开口的前面，顶部蒙皮装置可以包括盖元件，该盖元件在顶部横向方向上延伸，并与相应车辆的前顶部相连。一般来说，顶部蒙皮装置延伸到顶部开口处。替代地，车辆顶部也可以形成为完全固定的顶部，其中顶部蒙皮装置是连续形成一体的盖元件。
3.此外，在车辆顶部提供传感器技术是已知的，该传感器技术包括具有用于检测车辆环境的多个环境传感器的传感器模块。传感器模块允许相应的机动车辆被自动或半自动地驱动，通过该传感器模块可以检测和分析车辆环境。为此，传感器模块被安装在车辆顶部或已知车顶的顶部蒙皮上，这样它就形成了车辆的最高点，从那里很容易观察到车辆环境。为了确保环境传感器在任何时候都能无误地探测到车辆环境，它们的温度必须保持在一定范围内。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种上述类型的车辆顶部，其中，传感器模块可以进行空调调节，而不会因为空调功能而影响到顶部的光学外观。
5.根据本发明，这一目的是通过具有权利要求1的特征的车辆顶部来实现的。
6.本发明提出了一种具有顶部蒙皮装置的车辆顶部，该顶部蒙皮装置包括至少一个盖元件，该至少一个盖元件至少部分地覆盖用于检测环境的传感器模块，该盖元件被边缘间隙所限制，空气、特别是用于传感器模块的冷却空气可以通过该间隙在盖元件下流动。因此，根据本发明的车辆顶部可以特别利用可以通过边缘间隙在盖元件下流动的气流，在那里它可以被用作传感器模块的冷却空气。可以从车顶外部看到的用于传感器模块的冷却布置是不必要的，因为边缘缝隙是到附加的车辆部件和通风缝隙的过渡。例如，盖元件不需要提供散热片或类似的东西，或者只需要较少的一些散热片。
7.在根据本发明的车辆顶部的一个具体实施例中，边缘缝隙在顶部横向方向延伸。因此，冷却空气可以在边缘间隙的整个长度上在盖元件下流动，或者只在合适的、有利的位置流动，并且可以用作空调为传感模块提供冷却空气。
8.在根据本发明的车辆顶部的一个具体实施例中，顶部蒙皮包括在顶部横向方向上延伸的前盖，该前盖形成车辆顶部的前边缘并具有多个盖段，多个盖段中的一个形成盖元
件，该盖元件至少部分地覆盖传感器元件。冷却空气可以通过边缘缝隙在盖元件下流动，该边缘缝隙被设置在相应车辆的挡风玻璃的上边缘，例如形成在盖元件的前边缘或侧边缘。冷却空气可以流出，优选是通过边缘间隙流出，该边缘间隙相对于车辆的纵向方向横向地限制了盖元件，该边缘间隙也可以布置在盖的盖段之间，冷却空气也可以通过在后面限制了盖元件的边缘间隙流出。因此，冷却空气不会积聚在盖元件下，而是可以通过为此形成的出口间隙流出。
9.为了确定冷却空气在盖元件下的清晰流动路径，可以提供至少两个胶珠和/或密封唇和/或至少一个分离壁和/或至少一个另外的分离元件，通过这些分离元件将盖元件连接到支持结构。例如，支撑结构是由顶部框架形成的，顶部蒙皮装置也被安装在该顶部框架上。
10.为了优化传感器模块的冷却，传感器模块可以连接到温度控制器，该温度控制器设置在冷却空气的流动路径中。例如，该温度控制器包括风扇和/或气流发生器和/或散热器和/或热交换器。
11.在根据本发明的车辆顶部的一个优选实施例中，在盖元件下形成了潮湿区和干燥区。温度控制器被特别布置在潮湿区，潮湿区位于盖之下，因此从外面看不到，而传感器模块被特别布置在干燥区。为了确保通过在盖下流动的冷却空气进行冷却，温度控制器和传感器模块通过温度控制桥相互连接，在一个具体的实施例中，温度控制桥包括冷却管线和/或热管，冷却剂被引导在冷却管线中。还可以包括其它可以传热/传冷的元件，例如车壳结构部分和/或车顶框架部分和/或其它金属板部分。
12.此外，还可以在盖元件下设置用于湿气的排放系统。
13.传感器模块的环境传感器可以有各种设计，使用电磁辐射和/或声波，并包括例如激光雷达传感器、雷达传感器、光学传感器、如相机、天线装置和/或类似装置。
14.如果环境传感器是激光雷达传感器，它优选地在约905nm或约1550nm的波长范围内工作。用作环境传感器的相机可以在可见光的波长范围内和/或在红外线范围内工作。
15.根据本发明的车辆顶部的一个优选实施例被形成为顶部模块。这样的顶部模块以集成的方式形成了组件，在该组件中容纳了自动或半自动地驱动的车辆所需的构件。作为紧凑的模块单元，多个功能元件可以因此被集成在其中的顶部模块由车辆制造商连接到包括顶梁、例如顶部侧梁的车身或车辆外壳结构。因此，形成为顶部模块的车辆顶部是传感器顶部模块或顶部传感器模块(rsm)，它允许相应的车辆自动或半自动地驾驶。
16.具有根据本发明的车顶并且是自动驾驶车辆的车辆在自动驾驶模式下独立驾驶，至少没有来自驾驶员的显著干扰。在半自动驾驶模式中，根据本发明的车辆顶部构成例如驾驶辅助系统的一部分。
17.根据本发明的车辆顶部可以设置有透明的固定顶部部分和/或用于顶部开口的顶部开口系统。
18.特别是，根据本发明的车辆顶部是乘用车的顶部。然而，它也可以是设计为送货车辆、公共车辆、自动驾驶的小型客车(例如载人车辆)或甚至拖拉机装置等的商业车辆的车顶。
19.可以在至少部分地覆盖传感器模块的盖元件上形成传感器透视部分，环境传感器可以通过该透视部分观察车辆环境。传感器透视部分是一体形成的，是盖元件的一部分，或
者可以是盖元件的插入物或传感器模块的一部分，例如，传感器模块壳体的一部分，对于环境传感器使用的波长而言，其有利地是可穿透的。特别是，传感器的透视部分被设计成环境传感器的在300nm和2000nm的波长范围内的信号可以穿透。此外，如果传感器的透视部分对雷达波束来说是可穿透的，也是特别有利的。
20.本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括上述类型的车辆顶部，其顶部优选形成为顶部模块，该顶部模块与车辆外壳结构相连，并形成为传感器顶部模块或顶部传感器模块。
21.本发明主题的其它优点和有利的实施例可以从描述、附图和权利要求中得出。
附图说明
22.根据本发明的车辆顶部的实施例在附图中被示意性地简化，并在下文中被更详细地描述。
23.图1示出了具有根据本发明的车辆顶部的机动车辆的俯视图；
24.图2示出了车辆顶部前部的透视正视图；
25.图3示出了图2中的区域iii的放大图；
26.图4示出了根据图3的装置沿图3中iv-iv线的截面图；
27.图5示出了根据图3的装置沿图3中v-v线的截面图；
28.图6示出了根据图3的装置沿图3中vi-vi线的截面图；以及
29.图7示出了车辆顶部的替代实施例的与图5相对应的截面图。
具体实施方式
30.图1至6示出了一种机动车辆10，该机动参考形成为乘用车，并设置有车辆顶部12，该车辆顶部12包括顶部中心纵向平面两侧的顶部侧梁14，该顶部侧梁作为形成外壳的车身的一部分。在顶部侧梁14之间，车辆顶部12包括顶部模块16，该顶部模块与顶部侧梁14刚性连接，形成外壳支撑结构。
31.顶部模块16包括顶部蒙皮18，该顶部蒙皮18设置在支撑结构20上，该支撑结构是顶部框架，并通过顶部侧梁14与顶部模块16形成交叉点。
32.顶部模块16形成为传感器顶部模块或顶部传感器模块(rsm)，它配备有允许相应的车辆自动驾驶的装置。为此，顶部模块16具有传感器技术，该技术包括在顶部模块16的至少两个前角部分中的每一个中的传感器模块22，传感器模块22具有至少一个环境传感器24并被安装在支撑结构20上。通过环境传感器24，可以为机动车辆10的自动驾驶检测车辆环境。通过机动车辆10的控制单元评估环境传感器24的测量信号，可以检测到相应的交通状况，从而使机动车辆10可以自动地或独立地调整自己以适应相应的交通状况并采取相应的行动。
33.环境传感器可以有各种设计，包括例如激光雷达传感器、雷达传感器、相机、天线装置和/或其它合适的传感器。
34.特别是在图1和图2中可以看到，顶部蒙皮18具有前盖26，前盖在双边布置的顶部侧梁14之间延伸，并布置在挡风玻璃28之上。在前盖26之后，顶部蒙皮18形成具有透明的顶部部分30的固定顶部部分，光线可以通过该透明部分进入车辆的内部。
35.前盖26包括两个侧盖段32a和32b，以及设置在两个侧盖段32a和32b之间的中心盖段34。传感器模块22中的一个被放置在每个盖段32a和32b之下。附加的传感器模块、例如以相机形式的传感器模块，可以布置在盖段34之下。在前边缘，连续的边缘间隙36沿着盖段32a、32b和34延伸。在每个侧盖段32a和32b与中心盖段34之间形成边缘间隙38a或38b。在盖段32a、32b和34的后边缘形成连续的边缘间隙40，具有透明的顶部部分30的固定顶部部分也与所述边缘间隙40相邻。
36.盖段32a和32b均具有壁部42，该壁部形成传感器的透视部分，相应的环境传感器24可以通过该透视部分来检测车辆环境。因此，壁部42对于环境传感器24使用的波长是可穿透的、特别是对于200nm至2000nm之间的波长范围是可穿透的。对于雷达光束来说，也提供有可穿透性。
37.由盖段32a和32b形成的每个盖元件经验在车辆纵向延伸的线性胶珠44和框架状的胶珠46被胶合到支撑结构20。胶珠46周向地限定了干燥区t，而潮湿区n被放置在胶珠46的沿车辆纵向延伸的内支腿与胶珠44之间。
38.具有环境传感器24的传感器模块22设置在干燥区t中。用于传感器模块22的温度控制器48设置在潮湿区n中，并安装在支撑结构20上。温度控制器48包括风扇50和散热器52，并经由温度控制桥54与传感器模块22连接，该温度控制桥包括冷却管线和/或热管，通过该冷却管线和/或热管可以将热量从传感器模块22排出。
39.前边缘间隙36作为流入间隙，在机动车辆10的车辆运行期间，冷却空气通过该间隙在盖段32a和32b下流入潮湿区n到达温度控制器48。因此，冷却空气通过温度控制桥54来冷却传感器模块22。形成在盖段32a和32b的后边缘上的边缘间隙40作为出口间隙，冷却空气可以通过它流出潮湿区n。借助于胶珠44和胶珠46，在潮湿区n中界定出经由边缘间隙36流入的冷却空气的流动路径。在这种情况下，冷却空气可以通过在车辆纵向方向延伸的边缘间隙38a和38b流出。
40.图7示出了车辆顶部的替代实施例，其很大程度上对应于根据图1至6的实施例，但是不同之处在于，具有环境传感器24的每个传感器模块22设置在潮湿区n中，该潮湿区n设置在盖段32a或32b之下，该盖段通过沿车辆纵向延伸的胶珠44和46胶合到顶部支撑结构20。相应的传感器模块22设置有温度控制器48，该温度控制器48包括散热器52和风扇50，散热器52和风扇50也设置在潮湿区n中。与根据图1至6的实施例的情况一样，冷却空气可以经由前缘间隙36流入潮湿区n中，该前缘间隙36在顶部横向方向延伸并且邻接盖段32a和32b，并且通过风扇50和散热器52冷却相应的传感器模块22。冷却空气然后可以通过沿顶部横向方向延伸的后缘间隙40流出。
41.此外，根据图7的车辆顶部对应于根据图1至图6的车辆顶部，这就是为什么参考与其相关的描述以避免重复的原因。
42.附图标记列表
43.10机动车辆
44.12车辆顶部
45.14顶部侧梁
46.16顶部模块
47.18顶部蒙皮
48.20支撑结构
49.22传感器模块
50.24环境传感器
51.26盖
52.28挡风玻璃
53.30透明的顶部部分
54.32a、b盖段
55.34盖段
56.36边缘间隙
57.38a、b边缘间隙
58.40边缘间隙
59.42壁部
60.44胶珠
61.46胶珠
62.48温度控制器
63.50风扇
64.52散热器
65.54温度控制桥
66.n潮湿区
67.t干燥区