CN115743038A - 用于形成车辆顶部的具有清洁喷嘴的顶部模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于形成机动车辆上的车辆顶部(100)的顶部模块，所述顶部模块包括：面板构件(12)，其至少部分地形成车辆顶部(100)的顶部蒙皮(14)，所述顶部蒙皮(14)作为顶部模块(10)的外密封面；至少一个环境传感器(16)，其配置为能够通过透射区域(20)发送和/或接收电磁信号以检测车辆环境；配置为能够清洁所述透射区域(20)的至少一个清洁喷嘴(24)。所述面板构件(12)上设置有至少一个导流元件(27)，所述导流元件(27)配置为能够将逆风W聚集到所述透射区域(20)的至少一部分上。

Description

用于形成车辆顶部的具有清洁喷嘴的顶部模块

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于形成机动车辆上的车辆顶部的顶部模块。

背景技术

通用顶部模块通常用于车辆构造领域，因为这些顶部模块可以预制为单独的功能模块并交付给车辆装配的装配线。在其外表面上，顶部模块至少部分地形成车辆顶部的顶部蒙皮，其防止湿气或空气流渗入车辆内部。顶部蒙皮由一个或多个面板构件形成，这些面板构件可以由稳定的材料、例如涂漆金属板或涂漆或完全模压的塑料制成。顶部模块可以是固定的车辆顶部的一部分或可打开的车辆顶部的一部分。

此外，车辆制造发展越来越关注自动或半自动驾驶的机动车辆。为了使车辆控制系统能够自动或半自动地控制机动车辆，使用了多个环境传感器(例如包括另外的(电子)构件的激光雷达传感器、雷达传感器、(多)相机传感器等)，它们例如集成在顶部模块中，检测机动车辆周围的环境并且例如从检测到的环境数据中确定相应的交通状况。设置有多个环境传感器的顶部模块也称为顶部传感器模块(RSM)。已知的环境传感器发送和/或接收相应的电磁信号、例如激光束或雷达束，其中通过相应的信号评估产生数据模型并且将其用于控制车辆。

最常见的是，用于监测和检测车辆环境的环境传感器安装在车辆顶部上，因为车辆顶部通常是车辆的最高点，车辆环境从该最高点高度可见。最常见的是，环境传感器形成为附件并安装在顶部模块的形成顶部蒙皮的面板构件上，但它们也可以替代地设置在顶部模块的开口中，以便在缩回位置和伸出位置之间移动。

在使用环境传感器时，顶部模块的部分、例如环境传感器检测车辆环境的所用的((部分)透射的)透射部分可能由于环境影响(例如天气条件)而被污染或变得不透射。已知使用可清洁透射部分的清洁喷嘴来清洁这些部分。与挡风玻璃刮水器系统的喷嘴类似，已知的清洁喷嘴通常静态设置在顶部模块或面板构件的区域中，从环境传感器的光轴方向看，该区域设置在环境传感器之前。清洁喷嘴基本上可以设置在环境传感器的视野内或视野外；为了环境传感器的检测精度，优选将它们设置在视野之外。

已知的清洁系统通常包括至少一个清洁喷嘴，用于清洁透射区域的流体锥可以通过该清洁喷嘴借助清洁流体、例如液体或气体(例如加压空气)产生。清洁流体通常被加压至2至3bar或更高的压力，其由泵(在液体的情况下)或压缩机(在气体的情况下)提供。加压清洁流体通过清洁喷嘴喷到待清洁表面上，喷出速度可达36km/h(对应10m/s)。由于清洁喷嘴优选设置在环境传感器的视野之外，这样可以提高清洁效果，因此至少一个清洁喷嘴通常设置为使得清洁喷嘴的主出射方向相对于环境传感器的光轴倾斜。当在车辆行驶中使用清洁系统时，这种倾斜定向特别是会产生这样的效果，即至少部分清洁流体会被逆风和可能增加的环境风吹走，并且不再在高车速下撞击待清洁表面。这对清洁系统的清洁效果有负面影响。相反，清洁流体会因逆风而偏转，并且根本不会或以足够的程度撞击透射区域，这种负面影响会随着主出射方向和环境传感器光轴之间的倾斜角的增加而变得更强。

发明内容

基于在传统清洁系统中可能出现的上述缺点，因此本发明的目的是提出一种具有至少一个清洁喷嘴的顶部模块，其避免了上述已知技术状态的缺点。

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。

根据本发明的用于在机动车辆上形成车辆顶部的顶部模块包括面板构件，该面板构件至少部分地形成车辆顶部的顶部蒙皮，该顶部蒙皮用作顶部模块的外密封表面。顶部模块包括至少一个环境传感器，该环境传感器配置为通过透射区域发送和/或接收电磁信号以检测围绕环境传感器的光轴的车辆环境。此外，顶部模块包括至少一个清洁喷嘴，该清洁喷嘴配置为能够清洁透射区域。清洁喷嘴优选地产生清洁流体的流体锥，该流体锥可以撞击透射区域以对其进行清洁。根据本发明的顶部模块的特征在于，至少一个导流元件设置在面板构件上，导流元件配置为将逆风(并且可能是附加的(有时是湍流)环境风)聚集在透射区域的至少一部分(或部段)上从而也将优选产生的流体锥或清洁射流聚集到透射区域。逆风优选地通过导流元件(特别是以定向导流的形式)被导向(即聚集到)透射区域。逆风优选地用作支撑，即作为离开清洁喷嘴的清洁流体的载体，并且由导流元件引导至透射区域(或至少其部分)。因此，在清洁喷嘴的操作期间，清洁流体(即射流)可以通过以有针对性的方式被导向透射区域的逆风被影响，使得它可以被再次优化地(即好像车辆静止不动并且没有逆风)撞击待清洁的表面、即透射区域。逆风不一定被导向、即聚集在透射区域的整个外表面上；相反，至少一个导流元件可以仅将其导向或对准透射区域的一部分(例如透射区域的中心)。

至少一个导流元件基本上可以具有任何几何形状，所述形状优选地构造成以沿着导流元件的预定轮廓的方式引导流(在这种情况下为逆风)，使得所述流沿着轮廓被引导并且沿切线方向(相对于脱离区域中的轮廓)离开预定脱离区域中的轮廓，并因此直接聚集或指向朝向透射区域的方向。顶部模块基本上可以具有一个或多个导流元件。在目前的情况下，导流元件是任何类型的主体，其被配置为沿预期方向引导流。例如，导流元件可以理解为扰流板。至少一个导流元件可以理解为一种喷嘴，逆风通过该喷嘴被引导并因此被导向至透射区域。为此，导流元件基本上可以具有任何几何形状、凹槽、开口、通道、倒圆部分、锥形区域等。逆风可以优选地由导流元件引导为其定向为至少部分平行于清洁流体离开清洁喷嘴的主出射方向。

作为通常需要增加喷嘴压力来使出射速度增大的清洁喷嘴的配置的替代，清洁效果可以通过根据本发明的未改变的清洁喷嘴来优化。毕竟，根据本发明，提供了至少一个导流元件，通过该导流元件，逆风(和潜在的附加的(有时是湍流的)环境风)可以被优选地聚集或导向到至少部分的透射区域。因此，可以继续使用已知的清洁喷嘴。

根据本发明的解决方案基本上也适用于改造解决方案并且例如可以至少在某种程度上与现有的清洁喷嘴组合。由于根据本发明，清洁流体不再因逆风而偏转，而是更精确地指向透射区域，因此与现有技术相比，使用现有的清洁喷嘴可以提高清洁效果。此外，根据本发明的解决方案不需要更高的系统压力水平，这意味着供应管线、压缩机(如果适用)、泵(如果适用)和至少一个清洁喷嘴的成本与现有技术相比不会增加。相反，通过提供至少一个呈导流元件形式的附加元件，沿车辆外部流动的空气、即逆风被导向为使得在清洁期间离开清洁喷嘴的清洁流体被以预定方式(即以由导流元件的流动轮廓限定的方式)导向到透射区域处或聚集在透射区域上。因此，逆风可以优选地增加清洁流体撞击透射区域的速度，因为清洁流体被逆风携带并且因此以由逆风引起的更高速度撞击透射区域。

导流元件可以在运行或清洁模式中将至少一个清洁喷嘴的清洁射流有针对性地聚集在透射区域的至少一部分上并在此过程中使其加速。优选地可以通过增加车速来增强这种效果，因为清洁流体会被逆风加速越来越快。因此清洁流体不再受逆风的影响；相反，通过导流元件利用逆风将清洁流体尽可能直接地导向到透射区域。因此，可以通过至少一个导流元件优选地根据行驶速度显著改善透射区域的清洁。此外，根据本发明的导流元件允许至少部分地免除或至少最小化清洁，因为将逆风聚集在至少部分的透射区域上，将逆风本身变成一种气态清洁流体流，从而最大限度地减少污垢颗粒和/或昆虫对透射区域的粘附，并具有使透射区域总体上积聚的污垢更少得效果。这特别是最小化了所需的清洁流体的量。换言之，导流元件减少了例如雨水和污垢在透射区域上的积聚，因为逆风流被导向透射区域，两者都不能附着在透射区域上。通过导流元件实现的根据本发明的原理基本上可以用于基于液体的清洁和基于气体的清洁，并且具有无条件的有效性。

如果至少一个清洁喷嘴相对于环境传感器沿其光轴的视线设置在环境传感器的左侧和/或右侧，则根据本发明的至少一个导流元件证明是特别有效的。至少一个清洁喷嘴的相应主出射方向优选地与光轴倾斜(即≠0°，例如在±55°至85°的角度范围内)。至少一个清洁喷嘴的这种侧向布置可能是有利的，因为必须例如对顶部框架的横梁进行穿孔，以将清洁喷嘴设置在环境传感器之前。此外，至少一个清洁喷嘴相对于环境传感器的视线的侧向布置只需要很小的安装空间，这总是有利的。特别优选地，提供至少两个清洁喷嘴，它们在面板构件上以彼此间隔开的方式设置在右侧和左侧，优选地与环境传感器的光轴对称，并在环境传感器的视野之外。在这种配置中，例如，可以建立流体锥的理想重叠区域，因为流体喷嘴可以从两侧指向透射区域，优选地与光轴镜像对称。此外，如果透射区域很大，则可以通过两个清洁喷嘴中的一个清洁透射区域的半个表面，而通过使用两个清洁喷嘴中的另一个来清洁透射区域的另一半表面。此外，这种侧向布置是优选的，因为清洁喷嘴优选地不设置在环境传感器的视野中并且因此不会对车辆环境的检测产生负面影响。如果至少一个清洁喷嘴以这种方式侧向设置，则根据本发明的导流元件在清洁上具有特别大的提升效果，因为在这种侧向情况(即在没有根据本发明的导流元件的情况)的倾斜角度下，逆风和环境风通常特别强烈地影响、即偏转清洁流体。这可以通过导流元件避免，因为导流元件有针对性地将逆风流引导到透射区域。

此外，如果根据本发明的导流元件固定在面板构件的外侧上，则特别有利，因为车辆顶部或面板构件的交叉支撑不会受到孔(例如因为在横梁等中的喷嘴的需要)的负面影响。在最简单的情况下，导流元件例如可以胶合、钎焊或焊接到面板构件，这种固定方式特别适用于改装。

“至少一个环境传感器”是指顶部模块可以包括一个或多于一个环境传感器。“至少一个清洁喷嘴”是指顶部模块可以包括一个或多个清洁喷嘴。环境传感器的视野优选地围绕环境传感器的光轴对称地以具有传感器特定的锥形开口角的锥形延伸。

顶部模块优选地包括至少两个清洁喷嘴，这些清洁喷嘴设置在面板构件上(并且优选地可伸缩和可展开)，并且彼此间隔开。为了清洁，顶部模块还可以具有用于清洁液体或清洁气体的一个或多于一个的管和/或罐。替代地，也可以将现有的用于清洁车辆的前窗和后窗的清洁流体罐用作清洁流体的储存器。

根据本发明的顶部模块可以形成结构单元，在该结构单元中集成了由驾驶员辅助系统辅助的自动或半自动驾驶的特征构件并且可以由车辆制造商作为一个单元放置在车身外壳上。此外，根据本发明的顶部模块可以是纯固定的车辆顶部或包括顶部开口系统的车辆顶部。此外，顶部模块可配置用于乘用车或多用途车。顶部模块可以优选地设置为顶部传感器模块(RSM)形式的结构单元，其中设置有环境传感器，以作为可供应的结构单元插入到车身的顶部框架中。

根据本发明的顶部模块的环境传感器基本上可以以各种方式配置并且特别是可以包括激光雷达传感器、雷达传感器、光学传感器、例如相机和/或类似物。例如，激光雷达传感器的工作波长范围为大约905nm至1550nm。透射区域中的顶部蒙皮材料应该对环境传感器使用的波长范围是可透射的，因此应该根据环境传感器使用的波长范围来选择顶部蒙皮材料。

在一个优选实施例中，至少一个环境传感器相对于行驶方向设置在顶部蒙皮的优选中央前部区域中。环境传感器的视线优选地基本上(±10％)朝向行驶方向。在本实施例中，所述至少一个清洁喷嘴在前地相对于环境传感器的视线设置在透射区域之前，至少一个导流元件在前地相对于环境传感器的视线设置在至少一个清洁喷嘴之前。该实施例特别用于阐明环境传感器相对于清洁喷嘴以及清洁喷嘴相对于导流元件的相应相对位置。在当前情况下，环境传感器优选地设置在顶部模块的前部区域(相对于行驶方向)，例如，在(顶部模块的)前顶梁之后，该前顶梁限定了前头部。清洁喷嘴在前地设置在环境传感器的透射区域之前，并且优选地放置在透射区域的右侧和/或左侧(相对于视线)。因此，清洁喷嘴与前顶梁的距离优选地小于环境传感器的透射区域与前顶梁的距离。导流元件设置在清洁喷嘴之前。优选地，导流元件与前顶梁的距离小于清洁喷嘴与前顶梁的距离。在这种情况下，导流元件因此优选地形成顶部的前扰流板。通过以这种方式设置导流元件，可以将逆风聚集为使得逆风可以从前面撞击透射区域，逆风的引导流的主方向优选地基本上平行(即，0°±15％)于清洁流体从清洁喷嘴的主出射方向(主锥轴线)。

在一个优选实施例中，至少一个环境传感器相对于行驶方向设置在顶部蒙皮的优选中央后部区域中。在这种情况下，环境传感器的视线优选地定向为基本上与行驶方向相反(±10％)。至少一个清洁喷嘴在后地相对于环境传感器的视线设置在透射区域之前。至少一个导流元件相对于环境传感器的视线设置在至少一个环境传感器之后。该实施例可以根据顶部模块替代地或附加地存在。例如，一个环境传感器可以设置在顶部模块的前部，而另一个环境传感器可以设置在顶部模块的后部。该实施例特别是用于阐明环境传感器相对于清洁喷嘴以及环境传感器相对于导流元件的相应相对位置。环境传感器优选地布置在顶部模块的后部区域中(相对于行驶方向)、例如在限定了后头部的后顶梁之后。清洁喷嘴在后地相对于环境传感器的视线设置在环境传感器的透射区域之前，并且优选地设置在右侧和/或左侧(相对于其视线)。因此，清洁喷嘴与后顶梁的距离优选地小于环境传感器的透射区域与后顶梁的距离。导流元件在后地相对于行驶方向设置在环境传感器之前。在这种情况下，导流元件因此优选地形成顶部的后扰流板。优选地，导流元件与(顶部模块的)后顶梁的距离大于环境传感器与后顶梁的距离。因此，导流元件设置得更靠近顶部模块或面板构件的中心。以这种方式设置导流元件允许逆风被转向为至少部分地偏转到环境传感器的透射区域并聚集在其上。

在一个优选实施例中，所述至少一个环境传感器相对于行驶方向设置在顶部蒙皮的后角区域中。在这种情况下，环境传感器的视线与行驶方向相反并成一定角度。至少一个清洁喷嘴在后角区域中在后地相对于环境传感器的视线设置在透射区域之前。至少一个导流元件在顶部蒙皮的侧向区域、优选地在顶部模块的侧梁区域中相对于行驶方向设置在至少一个环境传感器之前。在本例中，术语“成一定角度”是指0°以外的方向，即不平行于行驶方向。例如，环境传感器可以定向为与行驶方向成±90°、优选±45°的角度。该实施例可以根据顶部模块替代地或附加地存在。清洁喷嘴相对于环境传感器的视线设置在环境传感器的透射区域之前，并且优选地放置在环境传感器的右侧和/或左侧(相对于其视线)，并优选地从侧面对准透射区域。因此，清洁喷嘴与相应的侧梁和/或相应的后梁的距离优选小于环境传感器的透射区域与相应的侧梁和/或相应的后梁的距离。导流元件在相应侧梁区域相对于行驶方向设置在环境传感器之前。在这种情况下，导流元件因此优选地形成顶部的侧扰流板并且优选地在车辆宽度方向y上侧向地伸出顶部模块。与环境传感器相比，导流元件优选地与(顶部模块的)前顶梁具有更小的距离。因此，导流元件更靠近顶部模块或面板构件的前顶梁。导流元件的这种情况允许逆风被侧向转向为使得它至少部分地偏转到环境传感器的透射区域并聚集在其上。

在一个优选实施例中，所述至少一个环境传感器相对于行驶方向设置在顶部蒙皮的侧向区域中。环境传感器的视线垂直于行驶方向。所述至少一个清洁喷嘴在(顶部模块的相应侧梁的)侧向区域相对于环境传感器的视线侧向地设置的透射区域之前。至少一个导流元件在顶部蒙皮的侧向区域相对于行驶方向设置在至少一个环境传感器之前。在本例中，术语“垂直”是指环境传感器定向为使得光轴优选地基本上(±20％)正交于行驶方向。该实施例可以根据顶部模块替代地或附加地存在。环境传感器优选地布置在顶部模块的侧向区域中(相对于行驶方向)，例如在顶部模块的中心相对侧梁的方向偏移。清洁喷嘴相对于环境传感器的视线设置在环境传感器的透射区域之前，并且优选地放置在其右侧和/或左侧(相对于其视线)并且优选地从侧面指向透射。因此，清洁喷嘴与相应侧梁的距离优选小于环境传感器的透射区域所与相应侧梁的距离。导流元件在相应侧梁区域相对于行驶方向设置在环境传感器之前。在这种情况下，导流元件因此优选地形成顶部的侧扰流板并且优选地在车辆宽度方向y上侧向地伸出顶部模块。与环境传感器相比，导流元件优选地与(顶部模块的)前顶梁具有更小的距离。因此，导流元件更靠近顶部模块或面板构件的前顶梁。导流元件的这种情况允许逆风被横向引导为使得它至少部分地指向环境传感器的透射区域并聚集在其上。

在一个优选实施例中，至少一个导流元件以相对于顶部蒙皮固定的方式(即静止和不动)设置在顶部蒙皮上或由顶部蒙皮本身形成。因此，导流元件可以优选地在固定位置被胶合、锡焊或焊接到顶部蒙皮或以任何其它方式(例如螺钉、铆接或螺栓)连接到顶部蒙皮。这具有特别的优点，即导流元件也可以稍后放置在顶部蒙皮上。这对于改型具有主要优点，因为现有的清洁装置可以用根据本发明的导流元件进行改型。替代地或附加地，导流元件也可以由顶部蒙皮或面板构件本身形成，在这种情况下，导流元件的形状和/或轮廓必须在面板构件的生产(例如深拉)时限定(例如作为原始模具中的底片)。导流元件的这种一体式设计的优点是不需要安装额外的构件；相反，导流元件可以在生产过程中直接形成。

在一个优选实施例中，至少一个导流元件可通过调节驱动器在缩回位置和至少一个展开位置之间调节。收回和展开至少一个导流元件的能力具有以下优点：导流元件不会一直突出于面板构件；而是仅在使用至少一个清洁喷嘴进行清洁时才展开。例如，至少一个导流元件可以在达到开始将逆风聚集到透射区域对清洁效果产生积极影响的某个车速之前不展开。由于由至少一个导流元件引起的视觉上令人不快的轮廓在清洁过程之外不影响机动车辆的外观，因此缩回和展开能力特别是改善了顶部模块和机动车辆的视觉外观或造型。导流元件还可以根据速度和/或预定的清洁程序调节到不同的展开位置(在缩回位置和最大展开位置之间)，从而允许进行逆风的速度优化的偏转。例如，调节驱动器可以包括电动机和/或液压驱动器和/或气动驱动器和/或机械驱动器。调节驱动器还可以包括鲍登线缆和/或柔性轴和/或一个或多个杠杆元件和/或单级或多级变速器和/或复位弹簧和/或类似物。

在一个优选实施例中，至少一个清洁喷嘴可以配置为激活调节驱动器。例如，在本实施例中，清洁喷嘴可以在清洁过程开始时向调节驱动器发送信号，从而使得调节驱动器展开至少一个导流元件。替代地或附加地，至少一个清洁喷嘴可以是可缩回和可展开的。当清洁喷嘴被展开以开始清洁过程时，可以产生信号并将其传输到调节驱动器，从而使调节驱动器展开至少一个导流元件。原则上也可以设想，至少一个清洁喷嘴和至少一个导流元件共享共同的调节驱动器，从而能够同时或在不同时间(例如借助于标准传动装置)缩回和展开。换言之，至少一个清洁喷嘴可以优选地构造成直接或间接地控制导流元件的缩回和展开。

在一个优选实施例中，至少一个清洁喷嘴集成在至少一个导流元件中。例如，至少一个清洁喷嘴可以插入导流元件中，导流元件形成至少一个清洁喷嘴的壳体。如果导流元件与顶部蒙皮一体地形成，则清洁喷嘴可以以简单的方式滑入这种导流元件中。作为分开的构件的配置也是优选的，在这种情况下，至少一个清洁喷嘴的壳体的至少一部分优选用作至少一个导流元件。这种设计的清洁喷嘴可以配置为与导流元件一起缩回和展开。换言之，至少一个清洁喷嘴可配置为与导流元件一起在缩回位置和至少一个展开位置之间调节。该实施例特别(安装)节省空间，因为导流元件不必单独设置为与至少一个清洁喷嘴间隔开。因此，壳体的至少一部分可以优选地配置为逆风扰流板，当至少一个清洁喷嘴处于展开状态时，其将逆风直接聚集到透射区域。换言之，至少一个清洁喷嘴的至少一个壳体在清洁时被旋出、即展开，并且至少部分地形成扰流板(导流元件)，其将逆风聚集到透射区域的至少一部分上。为此，壳体、例如壳体的盖部分和/或侧壁可以空气动力学地成形并且具有例如一个或多个曲率、通道、气隙和/或其它成形元件。壳体的空气动力学形状可以由一个或多个可安装在壳体上的构件提供。替代地，空气动力学造型也可以通过壳体的整体设计来提供。

在一个优选实施例中，至少一个清洁喷嘴设置在环境传感器的视野之外。至少一个清洁喷嘴优选地相对于光轴定向为使得在清洁期间产生的流体锥以其主出射方向(其锥体轴线)倾斜地撞击透射区域。透射区域本身可以具有弯曲的形状。该实施例具有这样的优点，即至少一个清洁喷嘴在检测车辆环境时不会对环境传感器产生负面影响。基本上任何类型的环境传感器都可以安装在顶部模块中。使用激光雷达传感器和/或雷达传感器和/或相机传感器和/或多相机传感器是特别有利的。

当然，上述实施例和说明性配置不仅可以单独实现，而且可以彼此任意组合实现而不脱离本发明的范围。此外，顶部模块的任何和所有实施例和说明性配置都涉及具有这种顶部模块的机动车辆。

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文作为示例进行讨论。

图1是具有根据本发明的顶部模块的车辆顶部的透射图；

图2示出了根据本发明的顶部模块的第一示例性示例，其在顶部模块的前部区域具有集成在导流元件中的清洁喷嘴；

图3示出了根据本发明的顶部模块的第二示例性示例，其在顶部模块的前部区域具有可伸缩和可展开的导流元件和清洁喷嘴；

图4示出了根据本发明的顶部模块的第三示例性示例，其在顶部模块的前部区域具有集成在导流元件中的可伸缩和可展开的清洁喷嘴并且包括调节机构；

图5示出了根据本发明的顶部模块的第四示例性示例，其在顶部模块的前部区域具有相对于透射区域侧向设置的两个清洁喷嘴；以及

图6示出了使用导流元件进行清洁与不使用导流元件进行清洁之间的比较。

具体实施方式

图1示出了包括顶部模块10的车辆(未完整示出)的车辆顶部100。顶部模块10作为结构单元优选地插入车辆的顶部框架104中，即放置在形成顶部框架104的至少两个横梁102和至少两个纵梁106的顶部上。所示示例性配置中的顶部模块10具有全景车顶108。

顶部模块10包括用于形成车辆顶部100的顶部蒙皮14的面板构件12。环境传感器16相对于车辆纵向轴线对称地设置在车辆顶部100或顶部模块10的前部区域(沿车辆纵向方向x，对应与机动车辆的行驶方向)。环境传感器16直接设置在前横梁102之后，前横梁在车辆的顶部限定了车辆的邻近挡风玻璃(未示出)的头部。环境传感器16可缩回或展开或固定到面板构件12。在当前情况下，环境传感器16设置在顶部模块12内并且由面板构件12覆盖。环境传感器16设置在传感器壳体18中，传感器壳体18形成干燥区域，在其中设置环境传感器16并密封以防潮。在当前情况下，环境传感器16是激光雷达传感器。然而，也可以采用其它类型的传感器、例如用于(半)自动驾驶的(多方向)相机。

顶部模块10包括透射区域20，其可由例如优选地防碎塑料、玻璃或其它(部分)透射材料制成。环境传感器16沿光轴22定向，在图1的情况下，该光轴平行于车辆纵向方向x。环境传感器16的视野23围绕光轴呈锥形延伸，在视野中环境传感器16可以发送和/或接收电磁信号以检测车辆环境。在本示例中，透射区域20例如设置在面板构件12中并以窗的方式嵌入其中。在本示例中，透射区域20是弯曲的并且跟随周围面板构件的形状，从而产生齐平的轮廓。

顶部模块10还包括至少一个清洁喷嘴24，通过该清洁喷嘴24可以清洁透射区域20。在图1、5和6中，顶部模块10示出为具有两个清洁喷嘴24，每个清洁喷嘴24通过供应通道(未示出)被供应清洁流体(例如液体或气体)。两个清洁喷嘴24在透射区域20之前相对于环境传感器16的视线设置在环境传感器16的右侧和左侧并在锥形视野23之外，并且优选地定向为相对于彼此成一定角度，从而可以从两个不同方向清洁透射区域20。例如，清洁流体可以是肥皂水。替代地，也可以使用加压空气或其它加压气体进行清洁。当清洁流体离开清洁喷嘴24时，产生相应的流体锥26，它们撞击透射区域20并对其进行清洁(见图5)。流体锥26可以优选地在透射区域20的重叠区域中至少部分重叠(参见图5)。

根据本发明，顶部模块10具有至少一个导流元件27，该导流元件27固定到面板构件12(见图2)、可缩回和展开(见图3和4)，或者由面板构件12一体形成。导向元件27允许逆风W聚集到透射区域20的至少一部分上，使得各个清洁喷嘴24的流体锥26被逆风W捕获并加速或带向透射区域20。因此导致逆风W的偏转流25直接作用于透射区域，这主要受导流元件27的流体轮廓的影响。导流元件27基本上可以具有任何几何设计。例如，导流元件27可以具有长方形楔形(参见图1至图5的楔形的部分不同视图)，可以具有弯曲的楔形，或者可以成形为顶部模块10的侧向区域的弯曲外轮廓。为了至少部分地引导逆风，导流元件27还可以包括通道部分29，如图2所示，其至少部分地穿透导流元件27(例如以通道孔的形式)。通道部分29可以成锥形地逐渐变细，以便以喷嘴的方式将逆风朝向透射区域加速。

清洁喷嘴24可以集成在导流元件27中，在这种情况下，导流元件27形成清洁喷嘴24的壳体28(见图2和图4)。壳体28、即导流元件27，可以与集成的、例如插入的清洁喷嘴24一起固定到面板构件12，如图2所示。清洁喷嘴24也可以基本上与导流元件27间隔开，并且安装在它自己的壳体28中(见图5和图6)。替代地或附加地，导流元件27之一例如也可以安装在框架结构110上并且以可调节或可移动的方式安装在其上，使得导流元件27可以连同至少一个清洁喷嘴24在缩回位置和至少一个展开位置之间移动(参见图4中的两个位置)。如图3所示，导流元件27也可以在没有集成清洁喷嘴24的情况下缩回和展开。根据图4，导流元件27可以连同清洁喷嘴24围绕旋转轴线30在缩回位置和展开位置之间旋转。

缩回位置和展开位置之间的可移动性由调节驱动器34提供。示例性调节驱动器34示意性地示于图4中。调节驱动器34使得导流元件27能够调节为使得当至少一个清洁喷嘴24处于缩回位置(参见图3和图4中的相应位置)时，导流元件27的盖部分36或壳体28的盖部分36(如果清洁喷嘴24集成在导流元件27中)与车辆顶部的顶部蒙皮14的外表面齐平。另一方面，当至少一个导流元件27处于展开位置时，导流元件27至少部分地突出于车辆顶部100的顶部蒙皮14的外表面，因此导流元件在展开状态时用作(头部)扰流板，所述扰流板将逆风W直接聚集到透射区域20上。通过聚集逆风W，可以更有效地清洁透射区域20。导流元件27将偏转流25聚集到透射区域使得其优选地至少部分地定向为平行于清洁流体的冲击方向。

在图4所示的情况下，调节驱动器34包括气动驱动器38，其可以是例如压力控制阀。此外，导流元件27被偏置弹簧40偏置到其中一个位置(即，进入缩回位置或展开位置)，这使得驱动器38必须产生对抗偏置弹簧40的反作用力。在没有驱动器38的情况下，导流元件27将通过偏置弹簧40的恢复力返回到偏置的初始位置。其它类型的驱动器基本上也是可以想象的，并且根据顶部模块10的配置来选择可能是有利的。

总之，图2示出了具有集成清洁喷嘴24的导流元件27处于面板构件12上的固定位置。环境传感器16在顶部蒙皮14之下相对于行驶方向x设置在前横梁102之后。导流元件27在前地相对于环境传感器16的视线设置在环境传感器16之前。

图3示出了可缩回和展开的配置的导流元件27。清洁喷嘴24与导流元件27间隔开。环境传感器16在顶部蒙皮14之下相对于行驶方向x设置在前横梁102之后。清洁喷嘴24在前地相对于环境传感器16的视线设置在环境传感器16之前。导流元件27相对于环境传感器16的视线设置在清洁喷嘴24之前。

图4示出了可缩回和展开的配置的具有集成清洁喷嘴24的导流元件27，其处于面板构件12上。环境传感器16在顶部蒙皮14之下相对于行驶方向x设置在前横梁102之后。导流元件27连同清洁喷嘴24相对于环境传感器16的视线一起设置在环境传感器16之前。

图5示出了顶部模块10的前部区域的俯视图。相对于环境传感器16的视线，清洁喷嘴24分别在前地设置在透射区域20之前的左侧和右侧。导流元件27相对于环境传感器16的视线设置在清洁喷嘴24之前。

图6以俯视图示出了通过使用清洁喷嘴24借助导流元件27进行清洁与不借助导流元件27进行清洁之间的比较。环境传感器16设置在顶部模块10的前部区域中。第一清洁喷嘴24(在图中左侧)的理想流体锥26由实线表示。第二清洁喷嘴24'的理想流体锥26(在图中的右侧)也由实线表示。所述流体锥26对应于在无风即没有逆风W的影响下清洁透射区域20时产生的流体锥。密集虚线作为比较表示第一清洁喷嘴24的被逆风W扰动的流体锥26'。可以看出，与理想的流体锥26相比，扰动的流体锥26'仅撞击透射区域的一部分，这导致第一清洁喷嘴24的清洁效果降低。另一方面，在左侧设置导流元件27。导流元件27将逆风聚集到透射区域20的至少一部分上，这使得透射区域20基本上没有风。这样，导流元件27将流体锥26”(显示为虚线和点划线)导向到透射区域20处使得与其理想状态相比，导流元件27能够使清洁效果更接近无风的理想状态。根据图6，导流元件27也可以是可调节的，从而可以根据逆风的进入方向和/或可能增加的侧风调节其方向。为此，导流元件27例如可以通过保持弹簧42或类似物相对于支承点进行调节。这种保持弹簧42在图6中以程式化的方式表示。

附图标记列表

10 顶部模块

12 面板构件

14 顶部蒙皮

16 环境传感器

18 传感器壳体

20 透射区域

22 光轴

23 视野

24 清洁喷嘴

25 偏转流

26 流体锥

27 导流元件

28 清洁喷嘴的壳体

29 通道部分

30 旋转轴线

34 调节驱动器

36 盖部分

38 驱动器

40 偏置弹簧

42 保持弹簧

100 车辆顶部

102 横梁

104 顶部框架

106 纵梁

108 全景车顶

110 框架结构

W 逆风

x 车辆纵向方向，行驶方向

y 车辆宽度方向

Claims (15)

1.一种用于形成机动车辆上的车辆顶部(100)的顶部模块，所述顶部模块包括：面板构件(12)，其至少部分地形成车辆顶部(100)的顶部蒙皮(14)，所述顶部蒙皮(14)作为顶部模块(10)的外密封面；至少一个环境传感器(16)，其配置为能够通过透射区域(20)发送和/或接收电磁信号以检测车辆环境；配置为能够清洁所述透射区域(20)的至少一个清洁喷嘴(24)，其特征在于，所述面板构件(12)上设置有至少一个导流元件(27)，所述导流元件(27)配置为能够将逆风W聚集到所述透射区域(20)的至少一部分上。

2.根据权利要求1所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个环境传感器(16)相对于行驶方向(x)设置在顶部蒙皮(14)的优选中央前部区域中，所述环境传感器(16)的视线定向在行驶方向，所述至少一个清洁喷嘴(24)在前地相对于所述环境传感器(16)的视线设置在所述透射区域(20)之前，所述至少一个导流元件(27)在前地相对于所述环境传感器(16)的视线设置在所述至少一个清洁喷嘴(24)之前。

3.根据权利要求1或2所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个环境传感器(16)相对于行驶方向(x)设置在顶部蒙皮(14)的优选中央后部区域中，所述环境传感器(16)的视线定向为与行驶方向相反，所述至少一个清洁喷嘴(24)在后地相对于所述环境传感器(16)的视线设置在所述透射区域(20)之前，所述至少一个导流元件(27)在后地相对于所述环境传感器(16)的视线设置在所述至少一个环境传感器(16)之后。

4.根据前述权利要求中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个环境传感器(16)相对于行驶方向(x)设置在顶部蒙皮(14)的后角区域中，所述环境传感器(16)的视线定向为与行驶方向相反并成非零角度，所述至少一个清洁喷嘴(24)在后角区域中在后地相对于所述环境传感器(16)的视线设置在所述透射区域(20)之前，所述至少一个导流元件(27)在顶部蒙皮(14)的侧向区域中相对于行驶方向(x)设置在所述至少一个环境传感器(16)之前。

5.根据前述权利要求中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个环境传感器(16)相对于行驶方向(x)设置在顶部蒙皮(14)的侧向区域中，所述环境传感器(16)的视线定向为垂直于行驶方向，所述至少一个清洁喷嘴(24)在侧向区域相对于所述环境传感器(16)的视线侧向地设置在所述透射区域(20)之前，所述至少一个导流元件(27)在顶部蒙皮(14)的侧向区域相对于行驶方向(x)设置在所述至少一个环境传感器(16)之前。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个导流元件(27)以相对于顶部蒙皮(14)固定的方式设置在所述顶部蒙皮(14)上或由所述顶部蒙皮(14)形成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个导流元件(27)能够通过调节驱动器(34)在缩回位置和至少一个展开位置之间调节。

8.根据权利要求7所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个清洁喷嘴(24)配置为能够激活所述调节驱动器(34)。

9.根据权利要求7或8所述的顶部模块，其特征在于，所述调节驱动器(34)包括液压、气动和/或机械驱动器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个清洁喷嘴(24)集成在所述至少一个导流元件(27)中。

11.根据权利要求10所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个清洁喷嘴(24)的壳体(28)的至少一部分用作所述至少一个导流元件(27)。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个清洁喷嘴(24)能够在缩回位置和至少一个展开位置之间调节。

13.根据前述权利要求中任一项所述的顶部模块，其特征在于，所述至少一个清洁喷嘴(24)设置在所述环境传感器(16)的视野(23)之外。

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，所述至少一个环境传感器(16)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。

15.一种机动车辆，包括根据权利要求1至14中任一项所述的顶部模块(10)。

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