CN115362076A - 用于形成车辆顶部的顶部模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于形成机动车辆上的车辆顶部的顶部模块(01)，所述顶部模块包括面板构件(03)，所述面板构件的外表面至少部分地形成车辆顶部的顶部蒙皮，所述顶部模块(01)包括被配置为能够发送和/或接收电磁信号(09)以检测车辆环境的至少一个环境传感器(06、12、15)。所述至少一个环境传感器(06、12、15)与至少一个反射器元件(07、14、17)相关联，所述电磁信号(09)能够在所述至少一个反射器元件处被反射。

Description

用于形成车辆顶部的顶部模块

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于形成车辆顶部的顶部模块。

背景技术

这种顶部模块在实践中是已知的。这种顶部模块可以作为单独的构件放置在形成车身外壳的车身顶部上。顶部模块可以是纯固定的顶部元件，其具有用于形成全景车顶的透明部分，透明部分形成透视部分。替代地，顶部模块可以具有顶部开口系统，该顶部开口系统包括可移动的盖元件，通过该盖元件可以随意打开或关闭顶部开口。这种顶部模块总是包括顶部蒙皮，该顶部蒙皮形成顶部模块的可见外表面并且可以是部分透明的以形成透视部分并且在具有顶部开口的顶部模块的情况下邻接顶部开口系统。当处于安装位置时，顶部模块通常永久地附接到车身的顶部侧梁。

此外，已知环境传感器设置在顶部模块上，环境传感器使所讨论的机动车辆能够自动或半自动地驾驶。可以通过环境传感器监控和检测车辆环境。从现有技术来看，传感器模块放置在车顶的顶部是已知的，因为车辆顶部通常是车辆的最高点，从那里可以容易地看到车辆环境。然而，配置为顶部附件的传感器模块导致车辆外观通常不能满足客户需求。带有集成环境传感器的传感器模块的另一个特点是，环境传感器始终以这种方式暴露在天气条件下。特别是，这可能导致环境传感器被冰覆盖，因此不再可用。此外，安装在车顶顶部的传感器模块在空气动力学和不期望的风噪的发生方面是不利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的顶部模块，它避免了上述现有技术的缺点。

该目的通过根据权利要求1的教导的顶部模块来实现。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的顶部模块的特征在于与环境传感器相关联并且可以在其处反射电磁信号的反射器元件。换言之，这意味着反射器元件在反射表面处偏转由环境传感器发送或接收的电磁信号。电磁信号在反射器元件处的这种偏转允许环境传感器紧凑地集成到顶部模块中。毕竟，环境传感器本身不需要直接观察待观察的视野。相反，待观察的视野经由反射器元件反射到环境传感器的传感器。电磁信号的光束路径在反射器元件处偏转的事实导致在将环境传感器放置在顶部模块中时更大的设计自由度。此外，反射器元件的反射特性能够实现特定的反射特性。例如，放大或缩小的视野可以反射到环境传感器的传感器。

基本上可以采用任何类型的反射器元件来反射电磁信号。鉴于特定的反射特性，反射器元件具有以凸出或凹入方式球面地弯曲的反射表面是特别有利的。这种球面地弯曲的反射表面允许待观察的视野被高度地加宽或小型化。此外，可以通过反射器元件调整焦点和聚焦距离。

无论何种形式存在的构件、例如面板构件或框架部件的反射表面部，可用于形成反射器元件，以避免将附加构件引入顶部模块。为此，所讨论的表面部必须表现出足够的反射特性。

反射表面部可以被抛光、气相沉积和/或涂覆以增加反射。

将环境传感器附接到车身有多种选择。如果环境传感器间接或直接地附接到车辆顶部的框架部件或车身外壳部件，则环境传感器以特别稳定的方式被支撑。例如，框架部件可以是顶部框架。车身外壳部件可以是车架。以这种方式，当将来自反射器元件的电磁信号反射到环境传感器的传感器时，可以实现高精度的反射。

将反射器元件连接到顶部模块也有多种选择。根据第一替代方案，反射器元件可以附接到顶部模块的面板构件。将反射器元件附接至面板构件的一种特别简单的方式是将反射器元件胶合、注入、螺纹连接或夹到面板构件的内侧。

根据第二替代方案，反射器元件也可以附接到环境传感器的传感器壳体。以这种方式，可以在将环境传感器安装在其传感器壳体中的同时预先安装反射器元件，并且可以预先测试光束路径。

根据第三替代方案，环境传感器和反射器元件可以一起附接到支撑构件。

特别有利的是，环境传感器和反射器元件以封装的方式布置在壳体单元中，以保护环境传感器和反射器元件免受有害天气条件的影响。壳体单元必须具有至少一个通道元件，电磁信号可以通过该通道元件然后在反射器元件处被反射。

将环境传感器集成到顶部模块中的一个主要问题是设计尽可能紧凑的目标与环境传感器的最大可能观察区域的目标相互冲突。可以通过将反射器元件在竖直方向上设置在通道元件之上来优化这种目标冲突。这使得环境传感器的光束路径可以向上定向，然后在反射器元件处向下反射。反射光束可以通过设置在下方的通道元件出射并覆盖大面积的观察区域。在水平方向上，反射元件可以设置在通道元件的侧面，以实现环境传感器的优化光束路径。如果通道元件同时也设置在环境传感器之上，则产生的光束路径允许顶部模块的特别紧凑的设计。

对于顶部模块的设计尽可能紧凑，进一步特别有利的是，环境传感器在竖直方向上至少部分地设置在与通道元件相同的高度处。以这种方式，顶部模块内的安装空间可以理想地用于环境传感器的封装容纳。

可以设置允许环境传感器和反射器元件之间的相对位置被调整的调整装置，以便能够调整环境传感器和/或反射器元件之间的相对位置。

污垢的过度堆积会干扰或完全阻止电磁信号通过通道元件。根据一个优选实施例，可以提供被配置为清洁通道元件的清洁装置来避免这种情况。

基本上任何类型的清洁装置都可以用来清洁通道元件。如果清洁装置包括清洁喷嘴，则清洁装置特别容易实现，该清洁喷嘴配置为排放清洁流体以通过例如用清洁流体喷射通道元件的表面来清洁通道元件的表面。

如果反射器元件的表面起雾或被冰覆盖，也会阻碍电磁信号在反射器元件处的反射。根据一个优选实施例，反射器元件可以通过加热装置加热，从而干燥反射器元件的反射表面以避免这种情况。在这种情况下，加热装置也可以用于加热透视元件。

基本上任意类型的环境传感器可以与反射器元件相互作用。优选地，环境传感器可以是激光雷达传感器和/或雷达传感器和/或相机传感器和/或多相机传感器。

配备有根据本发明的顶部传感器模块并且是自动驾驶车辆的车辆在处于自动驾驶模式时自动驾驶而无需驾驶员的至少大量干预。例如，在以半自动驾驶模式运行的机动车辆中，根据本发明的顶部模块可以形成驾驶员辅助系统的一部分。顶部传感器模块(RSM)以集成的方式形成个构建部件，其中容纳了所讨论的机动车辆的自动或半自动驾驶所需的构件。可以包括多个功能元件的顶部模块是紧凑的结构单元，其可以由车辆制造商连接到车身或车身外壳形成车顶，车身或车身外壳包括车顶纵梁，顶部模块容纳在车顶纵梁之间。

根据本发明的顶部模块特别是乘用车的一部分，但它也可以用在多用途车辆中，该多用途车辆可以是送货车、类似小型客车的自动驾驶的车辆，例如作为人员运输车或卡车牵引车机。顶部模块在有轨或水路机动车辆中的使用也是可以想象的。

本发明还涉及一种机动车辆，其包括上述类型的顶部模块并且特别是自动或半自动驾驶的机动车辆。机动车辆基本上可以是任何公路、铁路或水路的交通工具。然而，它优选地是乘用车或多用途车辆并且可以配备有电驱动器和/或内燃机。

附图说明

本发明的一个实施例在附图中示意性地示出并且将在下面作为示例进行讨论。

图1是具有环境传感器和反射器元件的顶部模块的示意性截面图；

图2是具有附接到支撑构件的反射器元件的环境传感器的侧视图；

图3是具有安装在传感器壳体中的反射器元件的环境传感器的示意性截面图。

具体实施方式

图1示出了顶部模块01的示意性截面，在图1中仅示出了顶部模块01的右侧边缘。顶部模块01在侧面放置在车辆顶部的框架部件或车身外壳部件02上并以适当的方式固定在那里。形成顶部蒙皮的面板构件03以及顶部框架04限定了腔05，环境传感器06安装在其中。反射器元件07与环境传感器06相关联。诸如光束或雷达束的电磁信号09可以在反射器元件07的反射表面08处反射，反射表面08以凸出方式球面地弯曲。在图1中，电磁信号09仅表示在视野的边界处，但是反射的电磁信号09当然可以覆盖视野边界之间的整个视野。

取决于光束方向，即取决于信号是首先由环境传感器06发射还是将由环境传感器06检测，电磁信号09在反射之前或之后通过通道元件10并在这个过程中在反射器元件07处偏转。这允许电磁信号09被反射到环境传感器06的传感器表面上或者被反射器元件在期望的方向上辐射。电磁信号09的这种偏转允许环境传感器06以紧凑的方式集成到顶部模块01中。同时，可以沿着车辆的侧边缘观察顶部模块正下方的视野。这允许视野覆盖车辆周围的紧邻区域。此外，可以实现具有更小盲点或更小的盲区的改进的360°视图。

为了清洁通道元件10，提供了清洁喷嘴11，如果在通道元件10的外部积聚了太多污垢，则可以通过该清洁喷嘴11将清洁流体喷射到通道元件10的外侧上。

反射器元件07被胶合、注射、螺纹连接或夹到顶部模块01的面板构件03的内侧。另外，反射器元件07可以通过加热装置加热，该加热装置未在图1中单独示出。替代地，反射器元件也可以通过气相沉积具有良好反射特性的合适材料来制造、例如通过气相沉积金属层来制造。

图2示出了环境传感器12，支撑构件13附接到其侧部。在支撑构件13的正面、与环境传感器12的传感器相对，反射器元件14附接、例如胶合到支撑构件13。以这种方式将反射器元件14附接到环境传感器12允许在安装到顶部模块中之前测试反射器元件14相对于环境传感器12的正确的定向。

图3示出了另一个环境传感器15，它安装在传感器壳体16中。反射器元件17附接、例如胶合到传感器壳体16的内侧。位于反射器元件17的对面的壳体壁18由环境传感器15的电磁信号09可穿透的材料制成、例如对光透明或雷达束可穿透的材料制成。以这种方式，环境传感器15可以与反射器元件17一起容纳在密封的壳体单元中，使得它们免受有害环境条件的影响。

附图标记列表

01 顶部模块

02 框架部件或车身外壳部件

03 面板构件

04 顶部框架

05 腔

06 环境传感器

07 反射器元件

08 反射表面

09 电磁信号(视野边界)

10 通道元件

11 清洗喷嘴

12 环境传感器

13 支撑构件

14 反射器元件

15 环境传感器

16 传感器壳体

17 反射器元件

18 壳体壁

Claims (18)

1.一种用于形成机动车辆上的车辆顶部的顶部模块(01)，所述顶部模块(01)包括面板构件(03)，所述面板构件的外表面至少部分地形成车辆顶部的顶部蒙皮，所述顶部模块(01)包括被配置为能够发送和/或接收电磁信号(09)以检测车辆环境的至少一个环境传感器(06、12、15)，其特征在于，所述至少一个环境传感器(06、12、15)与至少一个反射器元件(07、14、17)相关联，所述电磁信号(09)能够在所述至少一个反射器元件处被反射。

2.根据权利要求1所述的顶部模块，其特征在于，所述反射器元件(07、14、17)具有反射表面(08)，所述反射表面(08)以凸出或凹入的方式球面地弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的顶部模块，其特征在于，所述环境传感器(06、12、15)间接或直接地附接到车辆顶部的框架部件或车身外壳部件(02)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述反射器元件由构件的反射表面部形成。

5.根据权利要求4所述的顶部模块，其特征在于，所述反射表面部由抛光的、气相沉积的和/或涂覆的反射表面形成。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述反射器元件(07)附接到所述顶部模块(01)的面板构件(03)。

7.根据权利要求4所述的顶部模块，其特征在于，所述反射器元件(07)被胶合、注入、螺纹连接或夹到所述面板构件(03)的内侧。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述反射器元件(17)附接到所述环境传感器(15)的传感器壳体(16)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述环境传感器(12)和所述反射器元件(14)一起附接到支撑构件(13)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述环境传感器(15)和所述反射器元件(17)以封装的方式设置到所述传感器壳体(16)，所述传感器壳体(16)包括所述电磁信号(09)能够通过的至少一个通道元件(10)。

11.根据权利要求10所述的顶部模块，其特征在于，所述反射器元件(07)在竖直方向上设置在所述通道元件(10)之上。

12.根据权利要求11所述的顶部模块，其特征在于，所述环境传感器(06)在竖直方向上至少部分地设置在与所述通道元件(10)相同的高度处。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述环境传感器和/或所述反射器元件与调整装置相关联，所述调整装置允许所述环境传感器和所述反射器之间的相对位置被调整。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的顶部模块，其特征在于，被配置为清洁所述通道元件(10)的清洁装置与所述环境传感器(06)相关联。

15.根据权利要求14所述的顶部模块，其特征在于，所述清洁装置包括被配置为排放清洁流体的清洁喷嘴(11)。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的顶部模块，其特征在于，被配置为加热所述反射器元件的加热装置设置在所述顶部模块上。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述环境传感器(06、12、15)是激光雷达传感器和/或雷达传感器和/或相机传感器和/或多相机传感器。

18.一种机动车辆，包括根据权利要求1至17中任一项所述的顶部模块。

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