CN113382889A - 用于设置在机动车的前端部或后端部中的结构单元 - Google Patents

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Abstract

用于设置在机动车(200)的前端部或后端部中的结构单元(100)，其中，所述结构单元(100)包括支撑体(1)和至少两个周围环境检测系统(2)，其中，所述周围环境检测系统(2)容纳在所述支撑体(1)上。

Description

用于设置在机动车的前端部或后端部中的结构单元
技术领域
本发明涉及一种用于设置在机动车的前端部或后端部中的结构单元。
背景技术
在驾驶员辅助系统和自主行驶的机动车的发展进程中，存在越来越多的将用于检测车辆周围环境的传感器集成到车辆中的需求。传感装置用于在尺寸、位置和运动状态方面检测在车辆周围环境中的物体。在此，特别是使用光学雷达系统(英文light detectionand ranging的缩写)、雷达系统以及摄像机作为周围环境检测系统，所述周围环境检测系统不仅单独地而且也以多个和/或以相互组合的方式安装在车辆中。在现有技术中，这些周围环境检测系统设置在车辆外围的区域中的不同位置中。
例如DE102010028185A1公开了一种具有雷达设备的车辆，所述雷达设备设置在车身部件中的留空部中、特别是在保险杠中或在挡泥板中或在前端部或后端部中的车身部件中。
在DE102012006368A1中公开了一种具有两个雷达传感器的车辆，其中，所述雷达传感器集成在后部的保险杠的右外部区域和左外部区域中。
DE102015210449B4公开了一种具有摄像机的车辆，所述摄像机集成到在车辆的后部区域中的车顶天线中。
DE102016218079B3公开了一种具有用于辅助系统的摄像机的车辆，其中，摄像机和/或雷达传感器至少部分地设置在制造商标志中和/或在制造商标志后。
DE102017208893A1公开了一种具有光学雷达装置的车辆，所述光学雷达装置在驾驶员的头部位置上方设置在车辆的安全构造上、例如在翻车保护弓架上。
此外，在车辆研究和车辆原型中首先示出前照灯集成的解决方案，在所述解决方案中，周围环境检测系统集成在车辆的前照灯和/或尾灯中。
在根据现有技术将周围环境检测系统集成到车辆中、特别是在将多个周围环境检测系统组合时不利的是，为了在多样化的安装位置中装配、调节和触点接通单个组件而产生的花费高。此外，为了容纳周围环境检测系统而成型的车辆构件的个性化程度必然是高的，这不利地阻碍构件的多方面的可使用性。此外，将周围环境检测系统集成到不同的车辆构件中可能导致强烈地限制构件的设计上的构型。因此，例如在集成到车辆前照灯中时必须遵循前照灯壳体的最小尺寸，以便在前照灯或尾灯中为周围环境检测系统保证足够的结构空间。这是非常不利的，因为现今前照灯和尾灯出于构型上的原因应当越来越小。
发明内容
因此，本发明的任务是，提出一种将周围环境检测系统集成到机动车的前端部或后端部中的集成方案，通过所述集成方案克服现有技术的缺点，因此所述集成方案特别是能实现对系统组件的更实用的装配，并且由此在前端部和后端部中为车辆构件的设计扩大构型上的自由空间。
所述任务从根据权利要求1前序部分所述的用于设置在机动车的前端部或后端部中的结构单元出发结合特征部分的特征来解决。本发明的有利的进一步改进方案在各从属权利要求中给出。
本发明包括如下技术教导：结构单元包括支撑体和至少两个周围环境检测系统，其中，所述周围环境检测系统容纳在所述支撑体上。
在此，本发明由以下构思出发：给出一种新的结构元件作为车辆的前部或后部的中央组成部分，所述结构元件将所有的传感组件集合在紧凑的结构单元中。周围环境检测系统的全部组件都设置在一个共同的结构空间中，由此使得前端部或后端部的其余构件、例如在构型上有挑战的前照灯或尾灯摆脱现今仅以大的花费才能在构型上良好地集成的组件。特别是由此可以跟随当前的趋势明显更小地构造前照灯。有利地，根据本发明的支撑体壳体状地容纳周围环境检测系统并且所述支撑体集成到车辆的前端部或后端部中。因此，可以首先将周围环境检测系统装配在支撑体中并进行预调整并且随后可以将由支撑体和周围环境检测系统组成的结构单元作为整体以唯一一个工作步骤装配在车辆上。
在有利的实施方式中，根据本发明的结构单元包括两个用于照明装置的壳体，其中，所述壳体与支撑体可拆卸地连接。所述照明装置特别是车辆的前照灯或尾灯，并且根据本发明的结构单元居中地设置在所述照明装置之间。跨越车辆的中心放置支撑体能实现将周围环境检测系统集成在车辆的最前的位置上。由于在支撑体与壳体之间的连接的可拆卸性，可以在支撑体的构型统一的基础上构建具有不同的壳体的结构单元，从而不同的车辆类型可以装备结构相同的支撑体。
此外优选地，所述结构单元包括用于控制照明装置的光功能的控制器，其中，所述控制器容纳在支撑体上，并且所述结构单元在支撑体与照明装置的壳体之间分别包括一个引导通过部和/或电气接口，从而控制器能与照明装置电连接。通过将控制器从照明装置的壳体移置到支撑体中，前照灯或尾灯在其构造和设计上的构型方面变得更可变。通过在支撑体与前照灯之间的机械接口/电气接口可以实现非常小的间隙尺寸，以便例如将几乎不可见的地分开的前挡板或玻璃板放置在前端部之前。
此外，根据本发明的结构单元有利地包括与支撑体可拆卸地连接的前覆盖件，其中，所述前覆盖件由对于电磁辐射而言透明的材料制成和/或区段性地包括至少一个可更换的玻璃板。所述前覆盖件用于在行驶运行期间保护安装在结构单元中的传感装置和其它的组件以防有害的环境影响，但所述前覆盖件同时对于周围环境检测系统的测量信号而言是透明的，例如所述前覆盖件由聚碳酸酯制成。备选地或附加地，在周围环境检测系统前在前覆盖件上保持有可更换的玻璃板，所述玻璃板特别是由矿物玻璃制成。在由于在前覆盖件上的损伤而影响传感装置的情况下，所述前覆盖件可以作为可拆卸地连接的构件整体上被更换，或者对所涉及的玻璃板进行更换。
在另一种实施方式中，具有前覆盖件的结构单元包括至少一个用于清洁前覆盖件的清洁系统。这是有利的，因为脏污、例如由在行驶运行中扬起的溅水引起的脏污可能强烈影响设置在结构单元中的传感装置的功能性。在此，清洁系统例如可以构造为机械系统、例如以刮水器的形式构造，或者也可以构造为高压清洗喷嘴。
在另一种实施方式中，所述结构单元包括至少一个显示器，其中，所述显示器与支撑体可拆卸地连接。这种显示器在车辆中在高度自动化的行驶运行中用于通知其他的交通参与者关于车辆的运行状态的信息或者可以用作设计元件，所述设计元件例如用于为车辆驾驶员显示欢迎问候。
优选地，所述结构单元还包括用于连接到机动车的电气的和电子的车载电网上的中央接口，其中，所述中央接口容纳在支撑体上。利用这种中央接口可以在很大程度上预装配结构单元的全部的组件并且在将结构单元装入到车辆中时以一个工作步骤完成与车载电网的触点接通。
被结构单元所包括的周围环境检测系统分别优选构造为光学雷达系统和/或雷达系统和/或摄像机，其中，由至少两个相同的周围环境检测系统组成的组合是可行的。此外，作为用于周围环境检测的光学传感器，也可以将红外系统集成到所述结构单元中。
作为本发明的一种进一步改进方案，所述结构单元包括至少两种不同类型的周围环境检测系统、例如光学雷达、雷达和摄像机的组合，所述光学雷达、雷达和摄像机设置在作为共同使用的壳体的支撑体中。
此外，本发明还涉及一种机动车，其中，在所述机动车的前端部和/或后端部上设置有结构单元，其中，所述结构单元包括支撑体和至少两个周围环境检测系统，其中，所述周围环境检测系统容纳在支撑体上。有利地，所述结构单元在此以上述实施方式之一构造。
附图说明
下面借助附图结合对本发明的优选实施例的说明更详细地示出其它的改进本发明的措施。图中：
图1示出根据本发明的结构单元的示意性的分解视图，以及
图2示出根据本发明的机动车的示意图。
具体实施方式
图1示出用于设置在机动车的前端部中的根据本发明的结构单元100的分解视图。壳体状的支撑体1在其内部中具有用于容纳周围环境检测系统2、控制器6以及中央接口9的结构空间。经由成型在支撑体1上的接片和凸舌板将结构单元100居中地连接在车辆的前端部中。周围环境检测系统2在此包括光学雷达传感器21连同所属的调整框架20、雷达传感器22以及摄像机23。调整框架20用于精确调节光学雷达传感器21，因为为了正确的远程区域检测应当在角秒范围内进行传感器21的定向。备选于此，所提到的各传感器21、22、23可以分别设置在自身的调整框架上或设置在一个共同的调整框架20上。沿行驶方向在周围环境检测系统2前设置有进行保护的并且与支撑体1密封地封闭的前覆盖件3。所述前覆盖件例如由聚碳酸酯制成并且因此对于周围环境检测系统2的电磁测量信号而言是可穿透的。因为光学雷达传感器21的激光信号会在前覆盖件3的表面上的细小划痕处散射，所以前覆盖件3在光学雷达传感器21前的区域中具有留空部，在所述留空部中容纳有在需要的情况下可以更换的玻璃板31，所述玻璃板有利地由矿物玻璃制成。此外，在所述区域中也设置有以机械的刮水器的形式的清洁系统4，所述清洁系统清洁玻璃板31上的同样散射光地或吸收光地起作用的污物。用于容纳前照灯的可拆卸地连接在支撑体上的壳体51、52侧向地位于支撑体1旁。在此，在支撑体1与壳体51、52之间的连接部位构造成以空心型廓的形式的引导通过部7。用于将前照灯与设置在支撑体1中的用于控制前照灯的光功能的控制器6电连接的线缆可以引导穿过所述引导通过部7。结构单元100在支撑体1的下方具有显示器8，所述显示器与支撑体1可拆卸地连接，其中，引导通过部81用于电触点接通显示器8。在备选的实施方式中，显示器也可以集成在支撑体中，从而前覆盖件也遮盖显示器。中央接口9用于与车辆的电气和电子的车载电网触点接通。所述中央接口具有用于被结构单元100所包括的全部电气组件或电子组件的触点和接头。在此，设置在中央接口后的用于封闭支撑体1的后覆盖件具有适合的电引导通过部以用于在中央接口9与车载电网之间进行触点接通。备选地，在放弃中央接口9的情况下也可以穿过后覆盖件10地铺设引导结构单元的各个组件的线缆连接结构。车辆前端部的封闭件由车辆特定的设计挡板203形成或备选地由其它的设计元件、如前窗玻璃形成。
图2示出根据本发明的机动车200的示意性前视图，所述机动车具有设置在前端部201上的根据本发明的结构单元100。在此，为了更清楚地表示而未示出前端部201的封闭件、即挡板或其它的设计元件。结构单元100的容纳在支撑体1中的周围环境检测系统2在此包括光学雷达传感器21、雷达传感器22以及中央地设置的摄像机23。在支撑体1的下方设置有三个显示器8。在这里，由于根据本发明将所有的传感器2集成到支撑体1中，故侧向地连接到支撑体1上的用于前照灯202的壳体51、52具有符合时势地非常小的尺寸。因此，整个结构单元100占据车辆200的前端部201的中心区域并且可以由于模块化的特性而匹配于需求地装备所述结构单元。因此，例如在设置在具有内燃机的车辆上时，就确保充分地将冷却空气输送到马达缸体中而言存在边界条件，而在电驱动的车辆中在结构单元100的构型中存在较大的自由度。
本发明在其实施方案方面不限于上面给出的优选的实施例。而可设想大量的变型方案，这些变型方案即使在原则上不同的实施方案中也利用所示出的解决方案。由权利要求书、说明书或附图得出的全部特征和/或优点、包括构造细节、空间布置无论是单独还是以最广泛的的组合形式都可以是对本发明重要的。
附图标记列表
100 结构单元
1 支撑体
10 后覆盖件
2 周围环境检测系统
20 调整框架
21 光学雷达系统
22 雷达系统
23 摄像机
3 前覆盖件
31 玻璃板
4 清洁系统
51、52 壳体
6 控制器
7 前照灯的引导通过部
8 显示器
81 屏幕的引导通过部
9 中央接口
200 机动车
201 前端部
202 照明装置
203 设计挡板

Claims (13)

1.用于设置在机动车(200)的前端部(201)或后端部中的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括支撑体(1)和至少两个周围环境检测系统(2)，所述周围环境检测系统(2)容纳在所述支撑体(1)上。
2.根据权利要求1所述的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括两个用于照明装置(202)的壳体(51、52)，所述壳体(51、52)与所述支撑体(1)可拆卸地连接。
3.根据权利要求2所述的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括控制器(6)，所述控制器用于对周围环境检测系统(2)进行控制和数据处理和/或用于控制照明装置(202)的光功能，所述控制器(6)容纳在支撑体(1)上，并且所述结构单元(100)在支撑体(1)与照明装置(202)的壳体(51、52)之间分别包括一个引导通过部(7)和/或电气接口，从而所述控制器(6)能与照明装置(202)电连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括与支撑体(1)可拆卸地连接的前覆盖件(3)，所述前覆盖件(3)由对于电磁辐射而言透明的材料制成和/或区段性地包括至少一个可更换的玻璃板(31)。
5.根据权利要求4所述的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括至少一个用于清洁所述前覆盖件(3)的清洁系统(4)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括至少一个显示器(8)，所述显示器(8)与所述支撑体(1)可拆卸地连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括用于连接到机动车(200)的电气的和电子的车载电网上的中央接口(9)，所述中央接口(9)容纳在所述支撑体(1)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述周围环境检测系统(2)包括至少一个雷达系统。
9.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述周围环境检测系统(2)包括至少一个光学雷达系统。
10.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述周围环境检测系统(2)包括至少一个摄像机。
11.根据前述权利要求中任一项所述的结构单元(100)，其特征在于，所述周围环境检测系统(2)包括至少两种不同类型的周围环境检测系统。
12.机动车(200)，在所述机动车(200)的前端部(201)和/或后端部上设置有结构单元(100)，其特征在于，所述结构单元(100)包括支撑体(1)和至少两个周围环境检测系统(2)，所述周围环境检测系统(2)容纳在所述支撑体(1)上。
13.根据权利要求10所述的机动车(200)，其特征在于，所述结构单元(100)根据权利要求2至11中任一项构造。
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