CN111771142A - 具有集成的传感器模块的车辆玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有集成的传感器模块（3）的车辆玻璃（1），该车辆玻璃包括：‑具有凹部（4）的玻璃基体（2），‑构造为预制的组件的具有模块壳体（18）的传感器模块（3），所述模块壳体（18）形成空腔（21），在该空腔中接纳了至少一个传感器（22），其中所述形成空腔（21）的模块壳体（18）被装入到所述凹部（4）中并且被固定在所述玻璃基体（2）上，其中所述模块壳体（18）的外表面（25）和所述玻璃基体（2）的外表面（I）一起形成所述车辆玻璃（1）的外表面（44）。

Description

具有集成的传感器模块的车辆玻璃

技术领域

本发明涉及玻璃制造的技术领域并且涉及一种具有集成的传感器模块的车辆玻璃及其制造方法。

背景技术

现代车辆通常配备有用于交通监控的传感器，所述传感器例如识别道路指示牌或者确定车辆外部的物体、比如其他交通参与者或处于行车道上的障碍物的位置和速度。目前，为此目的而主要使用光学摄像头或雷达系统。摄像头的使用的缺点是，物体识别强烈地取决于外部的环境影响、尤其是相应存在的光和天气情况。用于进行交通监控的雷达系统的使用则几乎不取决于光和天气情况，然而目前雷达系统的精度不足以进行符合规范的物体识别。在这方面LiDaR（Light Detection and Ranging，光探测和测距）系统已经证实是有利的，其中借助于具有处于红外范围内的波长的激光脉冲来逐点地对环境进行采样并且编制环境的图像。物体的间距通过由LiDaR传感器所发射的并且由物体所反射的激光脉冲的传播时间测量来确定。由于在物体识别时的高精度和对于光和天气情况的低依赖性，LiDaR系统非常适合于对迄今的传感器系统进行补充。

车辆的内部区域中的、用于交通监控的传感器大多典型地布置在挡风玻璃的后面。作为替代方案，能够考虑到将传感器安置在单独的传感器壳体中，然后从外部将该传感器壳体安装在车辆上。然而，不仅在挡风玻璃后面的内部安装而且在单独的传感器壳体中的外部安装都随之带来并非微不足道的缺点。因此，尤其对于LiDaR传感器来说，由于挡风玻璃相对于车行道的倾斜，激光脉冲必定以非常平的角度横穿挡风玻璃，这导致所发射和所反射的光子的相对高的偏转、散射和吸收。因为用于测量的光子的不小的份额丢失，所以LiDaR系统的性能和效率受到不利影响。尽管这能够通过安装在外部的传感器来避免，但是在这种情况下车辆的设计会受到干扰，因为迄今为此不可能将传感器壳体流畅地并且不显眼地集成到车辆的外观中。

US 2017/0274832 A1 公开了一种挡风玻璃，该挡风玻璃具有被设置在凹部中的雷达窗。传感器壳体借助于内部安装被固定在挡风玻璃的后面。US 2011/0285576 A1 公开了一种具有被盖板封闭的凹部的挡风玻璃。传感器被接纳在挡风玻璃后面的挡风玻璃电子模块中。这些文件没有公开作为预制的组件的传感器模块。

发明内容

因此，本发明的任务在于，避免现有技术的缺点并且能够实现传感器、尤其LiDaR传感器的使用，而在其性能和效率以及车辆的设计方面没有显著的缺点。这个任务以及其它任务根据本发明的建议通过一种根据独立权利要求所述的、具有集成的传感器模块的车辆玻璃来得到解决。本发明的有利的设计方案由从属权利要求得出。

根据本发明，说明了一种具有集成的传感器模块的车辆玻璃。所述车辆玻璃包括具有凹部的玻璃基体。所述玻璃基体中的凹部能够以固定在边缘处或非固定在边缘的方式来构造，也就是说构造在玻璃基体的不是处于该玻璃基体的边缘处的（内部）区域中。此外，所述车辆玻璃包括具有模块壳体的传感器模块，该模块壳体形成空腔，在所述空腔中接纳有至少一个传感器。优选所述模块壳体是完全将所述空腔包围的封闭的模块壳体。形成空腔的模块壳体被装入到玻璃基体的凹部中并且被固定在玻璃基体上。在此，所述模块壳体的外表面和所述玻璃基体的外表面共同形成车辆玻璃的外表面。所述传感器模块是具有将空腔包围的模块壳体的预制的组件，该组件能够被集成到玻璃基体中。因此，所述模块壳体既不是由玻璃基体构成也不是由车辆的与车辆玻璃不同的组件构成。所述模块壳体直接包围或限定所述空腔。因为所述传感器模块是预制的组件（也就是模块），所以所述至少一个传感器也通过将模块壳体固定在玻璃基体上的方式而被固定在车辆玻璃上。所述模块壳体具有静态承载的功能并且能够实现传感器信号的穿透。所述传感器模块能够作为预制的组件被独立地安装在车辆玻璃中，其中将所述传感器模块例如仅仅固定在玻璃基体上。也能够仅仅固定在玻璃基体上并且额外地固定在车辆的承载结构上、尤其是固定在车顶上。无论如何，所述包括形成空腔的模块壳体和至少一个处于模块空腔中的传感器的传感器模块不是首先在车辆玻璃上构成，而是在安装在车辆玻璃上之前或者在安装在玻璃基体上之前就已经作为独立的组件而存在。无论如何，所述至少一个传感器不是单独地被固定在车辆玻璃或车辆的其它组成部分上，而是仅仅通过将作为预制的组件来构成的传感器模块固定在玻璃基体上（并且必要时额外地固定在车辆的承载结构上）这种方式来将所述至少一个传感器固定在车辆玻璃上。

按本发明的车辆玻璃能够通过将传感器模块集成到车辆玻璃中的做法以有利的方式实现传感器、尤其是LiDaR传感器的高效率的使用，而没有损害车辆的外观。按本发明的车辆玻璃能够是车辆中的任意的固定玻璃。特别有利的是用作挡风玻璃。

为了实现至少一个传感器、尤其是LiDaR传感器的特别高的效率，所述模块壳体具有隆起（即弯曲的、不平的区域），该隆起如此成形，使得所述模块壳体的以下壳体区段处于传感器的视野（光路）中，传感器信号（例如激光脉冲）以相对于垂线最大10°的偏差射到所述壳体区段上。优选所述传感器信号在传感器的视野中垂直地射到所述模块壳体的壳体区段上。由此能够显著地减小开头所提到的不利效应（光子的偏转、散射和吸收）。所述模块壳体例如垂直于玻璃基体的平面向外隆起，尤其是在所述凹部的区域中垂直于与玻璃基体相切的平面向外隆起，其中所述传感器模块被装入到所述凹部中。所述隆起在安装状态中背离车辆内部空间来定向。关于从所述玻璃基体的（在安装状态下）下边缘至玻璃基体的上边缘的方向，所述模块壳体具有远离玻璃基体的（必要时切向的）平面的壳体区段以及与该壳体区段邻接的、靠近玻璃基体的平面的壳体区段。优选如此构成所述隆起，从而在车辆玻璃的安装状态中所述传感器的视野（光路）平行于车辆的纵向方向（也就是说平行于车辆的行驶方向和/或相反行驶方向）来定向。所述隆起由模块壳体的构成车辆玻璃的外表面的壳体区段所构成。在所述隆起的区域中，所述模块壳体是弯曲的，也就是说，如果所述模块壳体由多个组成部分所组成，则所述模块壳体的所有组成部分形成所述隆起并且因此是弯曲的。所述传感器有利地至少部分地布置在隆起的内部，使得由所述传感器发射的传感器信号能够直接射到所述模块壳体的形成隆起的壳体区段上或者能够由传感器接收所反射的信号。

所述模块壳体能够构造为单构件或多构件的结构。所述模块壳体有利地构造为多构件的结构并且具有形成模块壳体的外表面的顶部件和被固定在顶部件上的底部件，它们共同直接限定用于传感器的空腔。优选所述底部件仅仅被固定在顶部件上。优选通过底部件和顶部件来形成封闭的模块壳体，该模块壳体完全（直接）限定所述空腔。所述底部件优选用于承载地固定至少一个传感器。在穿过玻璃基体的平面的垂直视图中、尤其是在穿过在所述凹部的区域中相切于玻璃基体的平面的视图中，所述底部件优选处于顶部件的尺寸之内，也就是说，所述顶部件相对于底部而突出并且由此具有超出部分，该超出部分能够有利地用于将模块壳体固定在玻璃基体上。所述模块壳体的隆起由顶部件形成。所述顶部件有利地构造为单构件的结构并且由唯一的材料构成。所述顶部件有利地由两个组成部分组成并且由两种不同的材料构成。所述底部件有利地构造成单构件的结构并且由唯一的材料构成。

所述玻璃基体有利地是玻璃质地的玻璃基体。根据一种设计方案，所述玻璃基体以复合玻璃的形式来构成并且包括至少一块外玻璃和内玻璃，它们通过至少一个热塑性中间层来固定地相互连接。挡风玻璃典型地构造为复合玻璃。作为替代方案，所述玻璃基体能够构造为单玻璃片（单玻璃片安全玻璃）。后窗玻璃、车顶玻璃或侧面玻璃典型地构造为单玻璃片安全玻璃（ESG）。根据车辆玻璃的使用，所述玻璃基体能够以相应的方式来构成。

所述玻璃基体的一块或多块玻璃包含玻璃材料、特别优选扁平玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或清澈塑料、优选刚性的清澈的塑料、尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物或者由其构成。优选所述玻璃基体为玻璃质地。所述玻璃基体优选是透明的，尤其对于将车辆玻璃用作车辆的挡风玻璃或后窗玻璃的情况或者期望高的光透射的其他应用情况而言。在本发明的意义上，“透明”是指在可见光谱范围内大于70%的透射率。然而，对于不处于驾驶员的与交通相关的视野中的车辆玻璃、例如对于车顶玻璃来说，所述透射也能够小得多、例如大于5%。所述玻璃基体能够为无色或经过上色。优选所述玻璃基体的玻璃由预加热应力的钠钙玻璃构成。

所述玻璃基体的厚度能够有很大变化并且能够根据具体情况的要求来进行调整。优选使用具有1.0 mm至25 mm的标准厚度的玻璃基体。所述玻璃基体的尺寸能够有很大变化并且取决于车辆玻璃的使用的尺寸。车辆玻璃的尺寸由玻璃基体的尺寸得出。

所述玻璃基体能够具有任意的三维形状。所述玻璃基体能够为平面结构或者朝空间的一个或多个方向稍许或强烈地弯曲。

对于以复合玻璃的形式构成的玻璃基体来说，各块玻璃通过至少一个中间层相互连接，所述中间层包含至少一种热塑性塑料、优选聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和/或聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或由其构成。然而，所述热塑性中间层也能够比如包含聚氨酯（PU）、聚丙烯（PP）、聚丙烯酸酯、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚醋酸酯树脂、浇注树脂、丙烯酸酯、氟化的乙烯-丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯-四氟乙烯或者共聚物或者其混合物。所述热塑性中间层能够通过一张或多张上下布置的热塑性薄膜构成。

所述模块壳体包含一种或多种塑料或由其构成。所述模块壳体优选包含聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、苯乙烯-丙烯腈（SAN）和/或共聚物、嵌段共聚物或它们的混合物或者由其构成。因此，对于玻璃质地的玻璃基体来说，按本发明的车辆玻璃具有玻璃/塑料的材料组合。

在本发明的一种有利的设计方案中，所述模块壳体的顶部件构造为双构件的结构并且具有外部件以及以外部件的内衬形式构成的内部件，其中外部件和内部件由彼此不同的材料构成。此外，所述内部件具有处于传感器的视野中的凹部（断口），所述凹部代表着用于传感器的传感器信号的窗口。通过这种措施，所述顶部件一方面能够在机械上非常稳定地构成，并且另一方面能够构造为对传感器信号来说高穿透的结构，方法是：如此选择外部件和内部件的材料，使得所述外部件具有针对传感器信号的高穿透性并且所述内部件的材料赋予顶部件高的机械稳定性。例如，所述外部件和内部件分别由唯一的材料构成。

例如，所述顶部件的外部件包含聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）、优选丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈（ASA）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚碳酸酯（ABS+PC）、PET+PC、PBT+PC和/或共聚物、嵌段共聚物或者它们的混合物或者由其构成。所述顶部件的内部件例如包含聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、优选丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈（ASA）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚碳酸酯（ABS+PC）、PET+PC、PBT+PC和/或共聚物、嵌段共聚物或它们的混合物或者由其构成。此外，所述内部件能够包含无机或有机的填料、优选SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、粘土矿物、硅酸盐、沸石、玻璃纤维、碳纤维、玻璃球、有机纤维和/或它们的混合物。所述填料能够进一步提高顶部件的稳定性。此外，所述填料能够降低聚合物材料的份额并且因此降低传感器模块的制造成本。

所述外部件的材料厚度例如在2至4 mm的范围内、优选在2.5至3.5mm的范围内。所述内部件的材料厚度例如在1至3 mm的范围内、优选在1.5至2.5mm的范围内。

例如，所述模块壳体包括顶部件，该顶部件则具有由聚碳酸酯（PC）构成的外部件和由聚合物共混物、如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-聚碳酸酯（ABS+PC）或PET+PC构成的内部件。这样的顶部件一方面在机械上非常稳定，另一方面它在传感器的视野的区域中-在那里所述内部件的材料被空出并且仅仅存在由PC构成的外部件（窗口）-具有针对LiDaR传感器的红外激光脉冲的非常高的穿透性。如本发明人的试验已经表明的那样，PC对于IR激光脉冲来说具有至少80%的透射率。所述顶部件的PC材料优选染成黑色/不透明色，使得所述LiDAR传感器在外观上被遮盖或对于人眼来说不可见，但是能够在IR激光脉冲的波长范围内工作。

所述顶部件也能够构造为单构件的结构并且由如用于外部件的材料构成或者包含这些材料。为了实现针对传感器的传感器信号的良好的可穿透性，能够有利的是，所述顶部件在传感器的视野中具有比在传感器的视野之外薄的壁厚。

在按本发明的车辆玻璃的另一种设计方案中，所述模块壳体的顶部件被延长并且以在安装状态中延伸到车顶里面的车顶遮光板的形式来构成。所述车顶遮光板例如能够沿着车辆纵向方向成形为条带形或者成形为T形。这能够在外观上非常吸引人地将被集成到车辆玻璃中的传感器模块整合到车辆中。

对于以复合玻璃的形式构成的玻璃基体来说，有利的是，在与所述凹部邻接的情况下，所述外玻璃相对于内玻璃而缩进，从而由所述内玻璃形成可从上方接近的支承面，所述传感器模块的模块壳体被固定在所述支承面上。这种措施能够将所述模块壳体与所述玻璃基体特别牢固地连接起来并且同时能够将所述传感器模块在美学/空气动力学方面良好地集成到所述玻璃基体中。

对于以单玻璃片安全玻璃的形式构成的玻璃基体来说，有利的是，所述模块壳体在与凹部邻接的情况下被固定在所述单玻璃片安全玻璃的内表面上，这能够实现所述传感器模块的牢固的且在外观上吸引人的集成。

优选在模块壳体与玻璃基体之间形成的间隙至少部分地、尤其完全地填充有热塑性材料、例如热塑性弹性体，由此一方面实现相对于外部环境的良好密封并且另一方面能够显著减小由于行驶风所引起的不受欢迎的空气噪声。

所述传感器模块包含至少一个用于进行物体识别的传感器，所述传感器原则上能够任意地构成。例如，所述传感器是光学摄像头或雷达传感器。优选涉及一种传感器，其中能够通过对于由传感器发射的并且由物体反射的传感器信号的传播时间测量来确定相对于物体的间距。特别优选涉及LiDaR传感器，通过该LiDaR传感器能够借助于处于红外波长范围内的激光脉冲来对车辆的外部环境进行采样。所述LiDaR传感器发射激光脉冲并且探测由物体反射的激光脉冲。例如，所述激光脉冲具有处于850至1100 nm的波长范围内的波长。聚碳酸酯典型地对于这些波长来说具有大于80%、特别是90%的高透射率。

所述传感器模块的模块壳体、尤其是顶部件和底部件优选以注塑方法来制造。

所述模块壳体、尤其是其一同形成车辆玻璃的外表面的部件、尤其是顶部件能够设有加热装置，所述加热装置例如包括能电加热的加热丝或者能电加热的加热层。为了制造所述顶部件，为此能够将具有所施加的加热丝的薄膜放入到注塑模具中并且进行背面注塑。具有加热丝的一面有利地代表着这样的一面，所述顶部件的材料（例如PC）比如被喷射到这一面上。因此可靠地埋入所述加热丝。作为替代方案，也能够首先制造用于顶部件的注塑件，并且随后例如借助于超声波埋入将加热丝施加到所述注塑件的内侧面上。也能够取代加热丝而使用通过磁控管方法或类似方法来沉积的传导透明层。所述加热丝例如能够通过对置的汇流排（母线）进行电接触。这些母线能够在对薄膜进行背面注塑之前或之后来施加。为此，不同的技术可用、例如焊接、粘接、借助于等离子体辅助的细粉涂层进行的沉积、铺砌（Einsteppen）或类似技术。

所述模块壳体或顶部件的朝向外部环境的区域优选设有耐刮擦和耐气候的涂层（硬涂层）、例如单层或两层的热硬化的聚硅氧烷体系或UV硬化的丙烯酸酯体系。单层的聚硅氧烷漆的层厚度优选在5μm至20μm的范围内。双层聚硅氧烷漆的层厚度优选为：底漆：0.5μm至5.0μm，硬涂层：3.5μm至15.0μm。

此外，本发明涉及一种用于制造具有集成的传感器模块的、按本发明的车辆玻璃的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有凹部的玻璃基体，

-将作为预制的组件来构成的传感器模块装入到所述凹部中并且将所述传感器模块固定在所述玻璃基体上。

按本发明的方法能够提供一种能够安装在车辆中的车辆玻璃，对于该车辆玻璃来说所述传感器模块被集成并且仅仅必须进行电连接。

此外，本发明延伸到按本发明的车辆玻璃在用于陆上、空中或水上交通的交通工具中优选作为轨道车辆或机动车中的车窗玻璃、尤其是作为轿车的挡风玻璃、后窗玻璃、侧面玻璃或车顶玻璃的使用上。

本发明的不同的设计方案能够单个地或以任意的组合来实现。尤其是前面提到的和后面要解释的特征不仅能够以所说明的组合而且也能够以其他组合或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

下面借助于实施例来详细解释本发明，其中要参考附图。附图以简化的、不按比例的图示示出如下：

图1以俯视图示出了按本发明的车辆玻璃的一种实施例的示意图，

图2以按照剖切线A-A的剖视图示出了具有图1的被固定在车顶上的车辆玻璃的车辆玻璃总成，

图3示出了图2的车辆玻璃总成的一种变型方案，

图4示出了图3的车辆玻璃总成的一种变型方案，

图5示出了图4的车辆玻璃总成的一种变型方案，

图6示出了图5的车辆玻璃总成的一种变型方案，

图7示出了图5的车辆玻璃总成的另一种变型方案，

图8A、8B以俯视图示出了图7的车辆玻璃的两种设计方案，

图9示出了图2的车辆玻璃总成的另一种变型方案，

图10示出了图9的车辆玻璃总成的一种变型方案，

图11以俯视图示出了所述车辆玻璃的另一种实施例，

图12以按照剖切线A-A的剖视图示出了具有图11的被固定在车顶上的车辆玻璃的车辆玻璃总成。

具体实施方式

首先参照图1和2，其中示出了一种用于带有集成的传感器模块的按本发明的车辆玻璃的实施例。图1以俯视图示出了整体上用附图标记1表示的车辆玻璃1。图2是图1的车辆玻璃1的按照剖切线A-A的剖面图，其中示出了所述车辆玻璃1在机动车中的车顶侧的安装。所述车辆玻璃1和车顶9共同形成车辆玻璃总成10。

车辆玻璃1在这里例如以用于机动车的挡风玻璃的形式构成。如图1中所示，所述车辆玻璃1包括玻璃基体2，传感器模块3通过固定安装被集成到所述玻璃基体中。所述传感器模块3被装入到车辆玻璃1的固定在边缘处的的凹部4中。所述凹部4在中央的视野5之外大致居中地处于车辆玻璃1的车顶侧的车辆玻璃边缘6上，该车辆玻璃边缘在车辆玻璃1的安装状态中处于上方。在本实施例中，所述凹部4构造为矩形，其中根据所述传感器模块3的外部形状，其他形状对于凹部来说同样是可能的、例如半圆形的凹部。底部侧的车辆玻璃边缘7与车顶侧的车辆玻璃边缘6对置。两条侧面的车辆玻璃边缘8处于车顶侧的车辆玻璃边缘6和底部侧的车辆玻璃边缘7之间，这两条侧面的车辆玻璃边缘在安装状态下典型地布置在机动车的A柱上。所述车辆玻璃1的车顶侧的车辆玻璃边缘6通过玻璃基体2的车顶侧的车辆玻璃边缘6’和传感器模块3的车顶侧的车辆玻璃边缘6’’来组成。所述玻璃基体2和传感器模块3共同形成车辆玻璃1。所述传感器模块3能够作为预制的组件被固定在玻璃基体2上。

在图2中根据剖面图示出了图1的车辆玻璃1，其中图解说明了车辆玻璃1的车顶侧的安装并且作为图1的补充示出了未进一步示出的机动车的车顶9。所述玻璃基体2和车顶9分别仅仅部分地示出，如通过虚线可看出的那样。

所述玻璃基体2在这里是一种复合玻璃并且包括内玻璃11以及外玻璃12，它们通过热塑性中间层13牢固地相互连接（层压）。所述外玻璃12和内玻璃11分别由玻璃材料、优选预加热应力的钠钙玻璃构成并且对于可见光来说是透明的。热塑性中间层13由热塑性塑料构成、优选由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）构成。

所述外玻璃12的外表面I面向外部环境并且同时是玻璃基体2的外表面。所述外玻璃12的内表面II以及所述内玻璃11的外表面III分别面向中间层13。所述内玻璃11的内表面IV面向车辆内部空间并且同时是玻璃基体2的内表面。

如在图2中可见，在所述凹部4的区域中，所述外玻璃12相对于所述内玻璃13缩进，使得所述内玻璃11的外表面III可以从上方接近。在所述外玻璃12的缩进的区域中，所述内玻璃13的外表面III用作传感器模块3的支承面14。

在图2中部分示出的车顶9包括两个彼此间隔开的板件15，它们在玻璃侧的边缘16上例如通过焊接或铆接牢固地彼此连接并且共同形成用于支承车辆玻璃1的车顶法兰17。所述传感器模块以与车顶侧的边缘6、6’’邻接的区域安放在车顶法兰17上并且被固定在其上。不言而喻，所述玻璃基体2以与车顶侧的边缘6、6’’邻接的区域同样地安放在车顶法兰17上并且被固定在其上。

所述传感器模块3包括模块壳体18，该模块壳体由底部件19和与底部件19相连接的顶部件20组成。所述底部件19和顶部件20共同形成优选封闭的空腔21，该空腔用于接纳至少一个传感器22。所述底部件19和顶部件20完全包围空腔21，从而不需要其它组件来形成空腔21，尤其不需要机动车的组件、像比如车辆顶篷或内侧的车顶内衬。所述底部件19既没有一直延伸到玻璃基体2也没有一直延伸到车顶9并且在垂直穿过车辆玻璃1的视图中完全布置在所述顶部件20的尺寸之内。对于上述观察来说，例如观察垂直地穿过玻璃基体2的平面（例如在凹部4的区域中相切于玻璃基体2的平面）的视图。因此，所述顶部件20延伸超过底部件19 （例如参照前面提到的相切于玻璃基体的平面在凹部4的区域中），使得所述顶部件20相对于底部件19而突出并且形成超出部分41，该超出部分能够用于固定安装传感器模块3。所述底部件19仅仅与顶部件20固定地（优选可松开地）连接，其中所述底部件19与车辆玻璃1或机动车的其他组件没有另外的固定连接。

在这里，所述顶部件20例如构造为两部分的结构并且由外部件23和内部件24组成，它们例如通过双组分注塑/直接注塑来彼此固定地连接。所述内部件24以外部件23的内衬的形式构成，其中设置了凹部27，该凹部用作为用于传感器22的窗口31。在本实施例中，所述内部件24包括突出的支柱28，所述底部件19被固定在该支柱上。

所述传感器模块3（仅仅）借助于模块壳体18 （特别是借助于顶部件20）通过粘合不仅被固定在玻璃基体2上而且也被固定在车顶9上。为此目的，在所述外玻璃12的缩进的区域中将胶粘条32施加到内玻璃11的外表面III的支承面14上并且施加到所述车顶9的车顶法兰17上。所述顶部件20的超出部分41被放置到环绕地构造的胶粘条32上，由此所述模块壳体18一方面与玻璃基体2并且另一方面与车顶9固定地连接。所述玻璃基体2同样通过在图2中未示出的胶粘条与车顶法兰17粘接，其中所述胶粘材料能够根据玻璃基体2和顶部件20的材料（玻璃/塑料）来不同地加以选择。

顶部件20与玻璃基体2之间或者顶部件20与车顶9之间的间隙被由热塑性材料（例如热塑性弹性体）构成的挤压包封部33所填充，由此实现相对于外部环境的良好密封。

所述顶部件20的朝向外部环境的外表面，以下被称为“顶部件外表面25”，与所述玻璃基体2的外玻璃12的外表面I共同形成车辆玻璃1的外表面44。所述外玻璃12的外表面I至少近似对齐地转变为顶部件外表面25。同样，所述顶部件外表面25对齐地转变为车顶9的外表面，以下称为“车顶外表面34”。所述挤压包封部33对齐地填充顶部件20与外玻璃12之间或顶部件20与车顶9之间的间隙。由此能够实现非常好的流动技术特性（空气动力学）-尤其是用于减小由于行驶风引起的空气噪声-以及吸引人的外观。

所述顶部件20的内部件24和外部件23能够由相同的材料构成。优选所述内部件24和外部件23由彼此不同的材料构成，其中有利的是，由对于所述传感器22的传感器信号的良好的穿透性看来选择所述外部件23的材料并且由所述模块壳体18的高强度看来选择所述内部件24的材料。例如，所述外部件23由聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、苯乙烯-丙烯腈（SAN）和/或共聚物、嵌段共聚物或它们的混合物构成。所述内部件24例如由聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、优选丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈（ASA）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚碳酸酯（ABS + PC）、PET + PC、PBT + PC和/或共聚物、嵌段共聚物或它们的混合物构成。此外，所述内部件24能够包含无机的或有机的填料、优选SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、粘土矿物、硅酸盐、沸石、玻璃纤维、碳纤维、玻璃球、有机纤维和/或它们的混合物。所述填料能够进一步提高顶部件20的稳定性。此外，所述填料能够降低聚合物材料的份额并且因此降低传感器模块3的制造成本。所述外部件23的材料厚度例如在2至4 mm的范围内、优选在2.5至3.5 mm的范围内。所述内部件24的材料厚度例如在1至3 mm的范围内、优选在1.5至2.5mm的范围内。

所述底部件19在这里例如用作用于传感器22的基座，该基座与底部件19固定地连接。在图2中示出了所述车辆玻璃1处于典型的安装位置中的情况，在该安装位置中所述传感器22如此定向，从而在这里例如锥形的视野30（光路）沿着行驶方向指向前方，其中所述视野30的中心射束29（光路）平行于车辆纵向方向或车辆纵向平面。

如图2中所示，所述顶部件20垂直于玻璃基体2的平面（例如在所述凹部4的区域中相切于玻璃基体2的平面）具有朝向外部环境的穹顶状的隆起35，其中所述顶部件20在窗口31的区域中具有垂直于车辆纵向方向的顶部件区段36。所述视野30的中心射束29垂直地射到顶部件区段36上。

原则上，所述传感器22能够是用于在对传感器信号的传播时间进行测量或不进行测量的情况下对外部环境的物体进行检测的任意传感器（例如摄像头、雷达传感器）。优选所述传感器22是LiDaR传感器，其能够发射具有处于红外波长范围内的波长的激光束脉冲并且接收所反射的激光束脉冲。这一点在图2中通过视野30的区域中的两个相反指向的箭头来图解说明。如果所述外部件23由聚碳酸酯（PC）构成，则对于IR激光辐射脉冲来说能够实现非常好的透射率（至少80%）。由于所发射的和所反射的激光束脉冲垂直地入射到顶部件区段36上，能够显著地减少顶部件20中的光的不受欢迎的反射/散射以及吸收，由此显著地改进了传感器测量的效率。优选所述外部件23由黑色的或者在视觉范围不透明的PC构成，而所述内部件24则由PC+ABS或PC+PET构成。

在借助于图1和2来说明的车辆玻璃1中，所述传感器模块3能够以有利的方式作为预制的组件被集成到玻璃基体2中，从而能够提供具有集成的传感器模块3的车辆玻璃1以用于安装到机动车中，而在车辆侧除了电接头之外不需要用于传感器模块3的另外的装配。

在图2的实施例中，在车辆内部空间侧在所述底部件19上安置了后视镜37。

下面借助于图3至12来描述所述车辆玻璃1或车辆玻璃总成10的各种其他设计方案。为了避免不必要的重复，分别仅仅描述相对于那些所参考的设计方案的区别，并且在其它方面参考那里的解释。

图3借助于类似的剖面图示出了图2的车辆玻璃总成10的一种变型方案。在图3的设计方案中，所述挤压包封部33不是处于顶部件20和支承面14之间的区域中，因而在那里留下间隙38。通过这项措施能够节省材料。

图4借助于类似的剖面图示出了图3的车辆玻璃总成10的一种变型方案。在图4的设计方案中，所述玻璃基体2不是复合窗玻璃，而是单玻璃片安全玻璃，像例如作为后窗玻璃安装在机动车中一样。在所述凹部4的区域中，所述模块壳体18被固定在玻璃基体2的内表面42上。所述顶部件20的内部件24在玻璃基体侧在超出部分41的区域中（例如在所述凹部4的区域中相对于相切于玻璃基体的平面）延伸超出所述外部件23。所述内部件24在内侧面与玻璃基体2搭接并且通过胶粘条32与其粘接。在玻璃基体侧没有挤压包封部33。在所述底部件19上没有安置后视镜37。

图5借助于类似的剖面图示出了图4的车辆玻璃总成10的一种变型方案。在图5的设计方案中，在玻璃基体侧在玻璃基体2与顶部件20之间的间隙中设置有挤压包封部33。

图6借助于类似的剖面图示出了图5的车辆玻璃总成10的一种变型方案。在图6的设计方案中，所述车顶9没有车顶法兰17，而是所述模块壳体18或顶部件20 （以及玻璃基体2）借助于胶粘条32被粘贴在车顶9的下侧面43上。为此目的，所述顶部件20或所述顶部件20的外部件23具有顶部件法兰39，该顶部件法兰被置于与车顶9的重叠之中。通过挤压包封部33来填充顶部件20和车顶9之间的间隙，由此实现相对于外部环境的良好密封以及顶部件20与车顶9之间的齐平过渡。

图7借助于类似的剖面图示出了图5的车辆玻璃总成10的一种变型方案。在图7的设计方案中，所述顶部件20被延长并且形成车顶遮光板40，该车顶遮光板沿车辆纵向方向伸入到车顶9中并且被固定在车顶9上，这在图7中未示出。图8A和8B分别以俯视图示出了图7的车辆玻璃总成10的一种设计方案，如图8A和8B中所示，所述车顶遮光板40例如能够构造为条带形（图8A）或T形（图8B）。

图9借助于类似的剖面图示出了图2的车辆玻璃总成10的另一种变型方案。在图9的设计方案中，所述顶部件20是一体式的。为了将所述底部件19固定在外部件23上，所述外部件23具有环绕的支柱28。

图10借助于类似的剖面图示出了图9的车辆玻璃总成10的另一种变型方案。在图10的设计方案中，在所述传感器22的视野30的区域中，所述顶部件20具有比顶部件20的其余部分中薄的材料厚度，从而形成窗口31，该窗口具有用于传感器22的信号的得到改进的透射率。

图11和图12以俯视图（图11）或剖面图（图12）示出了所述车辆玻璃1或车辆玻璃总成10的另一种变型方案，如其借助于图1和2所示。如可以由图11的俯视图得知的一样，所述传感器模块3不是被装入到玻璃基体2的固定在边缘处的的凹部4中，而是被装入到所述玻璃基体2的非固定在边缘处的、在玻璃基体2的内部区域45中所构成的凹部4中，该凹部例如借助于铣削成型或激光成型（Auslaserung）来产生。所述凹部4仅仅被玻璃基体2限定，也就是说，将所述凹部4包围的边缘由玻璃基体2形成。所述凹部4不与车辆玻璃1的边缘6、7、8邻接。

如在图12的剖视图中所示，所述玻璃基体2环绕地具有外玻璃12的缩进部，从而形成用于模块壳体18的、将凹部4包围的支承面14。在所述支承面14上环绕地施加了胶粘条32，通过该胶粘条将顶部件20或其内部件24与内玻璃11粘接起来。由所述玻璃基体2中的应力产生看来，所述车辆玻璃1的这种设计方案能够是有利的。此外，在粘接机动车中的车辆玻璃1时能够使用本身的胶粘剂或底漆。为此不需要使用专门针对塑料设计的材料。

上述解释表明，本发明提供一种具有集成的传感器模块的、得到改进的车辆玻璃。所述传感器模块能够作为预制的组件被安装到玻璃基体的凹部中，从而能够将具有集成的传感器模块的车辆玻璃安装在机动车中。所述传感器模块、尤其是所述模块壳体的、在传感器的光路的区域中的材料和形状能够有针对性地由传感器的效率看来而构成，其中能够实现所发射和所反射的传感器信号的垂直入射和传感器信号的高透射。本发明能够特别有利地在使用LiDaR传感器时使用。

附图标记列表

1车辆玻璃

2玻璃基体

3传感器模块

4凹部

5视野

6、6’、6’’车顶侧的车辆玻璃边缘

7底部侧的车辆玻璃边缘

8侧面的车辆玻璃边缘

9车顶

10车辆玻璃总成

11内玻璃

12外玻璃

13中间层

14支承面

15板件

16玻璃侧的边缘

17车顶法兰

18模块壳体

19底部件

20顶部件

21空腔

22传感器

23外部件

24 内部件

25顶部件外表面

26顶部件内表面

27凹部

28支柱

29中央射束

30视野

31窗口

32胶粘条

33 挤压包封部

34车顶外表面

35隆起

36顶部件区段

37后视镜

38间隙

39顶部件法兰

40车顶遮光板

41超出部分

42内表面

43下侧面

44车辆玻璃外表面

45内部区域

Claims (13)

1.具有集成的传感器模块（3）的车辆玻璃（1），所述车辆玻璃包括：

-具有凹部（4）的玻璃基体（2），

-构造为预制的组件的具有模块壳体（18）的传感器模块（3），所述模块壳体形成空腔（21），在所述空腔中接纳了至少一个传感器（22），其中形成空腔（21）的模块壳体（18）被装入到所述凹部（4）中并且被固定在所述玻璃基体（2）上，其中所述模块壳体（18）的外表面（25）和所述玻璃基体（2）的外表面（I）共同形成所述车辆玻璃（1）的外表面（44）。

2.根据权利要求1所述的车辆玻璃（1），其中，所述凹部（4）以固定在边缘处的方式构造在所述玻璃基体（2）上。

3.根据权利要求1所述的车辆玻璃（1），其中，所述凹部（4）构造在所述玻璃基体（2）的内部区域（45）中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆玻璃（1），其中所述模块壳体（18）具有隆起（35），所述隆起如此成形，从而在所述传感器（22）的视野（30）中存在壳体区段（33），由所述传感器发射的信号以相对于垂线的最大10°的偏差射到所述壳体区段上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆玻璃（1），其中所述模块壳体（18）具有顶部件（20）和被固定在所述顶部件（20）上的底部件（19），它们一起形成用于所述传感器（22）的空腔（21）。

6.根据权利要求5所述的车辆玻璃（1），其中所述顶部件（20）包括外部件（23）和以所述外部件（23）的内衬的形式构成的内部件（24），其中所述外部件（23）和内部件（24）由不同的材料构成，并且其中所述内部件（24）具有处于所述传感器（22）的视野（30）中的凹部（27）。

7.根据权利要求5所述的车辆玻璃（1），其特征在于，所述顶部件（20）一体地构成，并且在所述传感器（22）的视野（30）中具有比在所述传感器（22）的视野（30）之外薄的壁厚。

8.在未回引权利要求3的情况下根据权利要求5至7中任一项所述的车辆玻璃（1），其中所述顶部件（20）以车顶遮光板（40）的形式构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆玻璃（1），其中所述玻璃基体（2）包括至少一块外玻璃（12）和内玻璃（11），它们通过至少一个热塑性中间层（13）彼此连接，其中在与所述凹部（4）邻接的情况下所述外玻璃（12）相对于所述玻璃（11）缩进，由此由所述内玻璃（11）形成支承表面（14），其中所述模块壳体（18）在所述支承面（14）上被固定在所述玻璃基体（2）上。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆玻璃（1），其中所述玻璃基体（2）由单块玻璃构成，其中所述模块壳体（18）在与所述凹部（4）邻接的情况下被固定在所述单块玻璃的内表面（42）上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的车辆玻璃（1），其中在模块壳体（18）与玻璃基体（2）之间形成的间隙（38）至少部分地填充有热塑性材料（33）。

12.用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的车辆玻璃（1）的方法，具有以下步骤：

-提供具有凹部（4）的玻璃基体（2），

-将所述传感器模块（3）装入到所述凹部（4）中并且将所述传感器模块（3）固定在所述玻璃基体（2）上。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的车辆玻璃（1）用作陆上、空中或水上交通的运输工具中的车辆玻璃、优选用作轨道车辆或机动车中的车窗玻璃、特别是用作轿车的挡风玻璃、后窗玻璃、侧面玻璃或车顶玻璃。

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