DE102019105339A1

DE102019105339A1 - Dachmodul für autonome Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102019105339A1
Application number: DE102019105339.0A
Authority: DE
Inventors: Jonathan Friedrich; Steffen Höwelkröger; Tobias Tegethoff
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-09-10
Also published as: US11731705B2; WO2020177804A1; CN113631465B; CN113631465A; US20220161860A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dachmodul für autonome Fahrzeuge mit einer Elektronikeinheit enthaltend eine Anzahl von elektronischen Komponenten und/oder Sensoren zur Umfelderkennung, einer Trägereinheit zur Aufnahme der Elektronikeinheit, Befestigungsmittel zur Befestigung der Elektronikeinheit an der Trägereinheit, wobei die Trägereinheit als ein Dachstrukturbauteil ausgebildet ist, das über Befestigungsmittel direkt an einem seitlichen Rohkarosseriebauteil und/oder an einem vorderen Rohkarosseriebauteil und/oder an einem hinteren Rohkarosseriebauteil des Fahrzeugs befestigbar ist und dass eine tragende Aufnahme bildet für eine Dachaußenhaut des Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dachmodul für autonome Fahrzeuge mit einer Elektronikeinheit enthaltend eine Anzahl von elektronischen Komponenten und/oder Sensoren zur Umfelderkennung, einer Trägereinheit zur Aufnahme der Elektronikeinheit, Befestigungsmittel zur Befestigung der Elektronikeinheit an der Trägereinheit.
Aus der DE 20 2017 101 968 U1 ist eine Elektronikeinheit enthaltend eine Mehrzahl von Sensoren zur Umfelderkennung bekannt, die mittels eines Trägers an einer Dachaußenhaut eines Fahrzeugs durch Falzverbindung befestigt ist. Die Trägerstruktur umfasst ein Blech, das eine tragende Funktion für die elektronischen Komponenten (Sensoren) der Elektronikeinheit bildet. Das gesamte Dach des Fahrzeugs wird somit aus der einem Blechmaterial bestehenden Dachaußenhaut und der in einem Ausschnitt der Dachaußenhaut angeordneten Trägerstruktur sowie der Elektronikeinheit gebildet. Nachteilig an dem bekannten Dach ist, dass die Dachaußenhaut so stabil ausgelegt sein muss, dass sie die Kräfte der Elektronikeinheit aufnehmen kann.
Aus der DE 10 2018 106 008 A1 ist eine Elektronikeinheit mit einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten (Sensoren) vorgesehen, die über eine Trägereinheit an einem in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Rohkarosseriebauteil befestigt ist. Die Trägereinheit weist hierzu krallenförmige Fahrzeugverbindungselemente auf, die jeweils mit einem ersten Ende in eine Nut des Rohkarosseriebauteils eingreifen. Das Fahrzeugverbindungselement verläuft quer zur Fahrzeuglängsebene und ist mit einem anderen freien Ende mit der Elektronikeinheit verbunden. Die Elektronikeinheit ist somit nach Art eines herkömmlichen Dachgepäckträgers an dem Dach des Fahrzeugs befestigt, wobei in einem zentralen Bereich die Elektronikeinheit über eine Saugvorrichtung lösbar an der Dachaußenhaut befestigt ist. Die Dachaußenhaut muss eine ausreichende Stabilität aufweisen, um die Trägereinheit bzw. die Elektronikeinheit abstützen zu können.
Aus der DE 10 2017 115 675 A1 ist eine Elektronikeinheit mit einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten (Sensoren etc.) bekannt, die über eine dieselbe aufnehmende Trägereinheit in einem Ausschnitt einer Dachaußenhaut an derselben befestigt ist. Zusätzlich ist die Trägereinheit über eine Konsole an einem seitlichen Rohkarosseriebauteil des Fahrzeugs befestigt. Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass der Montageaufwand relativ groß ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektronikeinheit in ein Dach eines Fahrzeugs zu integrieren, so dass die Montage vereinfacht, die Bauteileanzahl zur Befestigung verringert, Bauraum gespart und eine stabile Befestigung gewährleistet sind.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit als ein Dachstrukturbauteil ausgebildet ist, das über Befestigungsmittel direkt an einem seitlichen Rohkarosseriebauteil und/oder an einem vorderen Rohkarosseriebauteil und/oder an einem hinteren Rohkarosseriebauteil des Fahrzeugs befestigbar ist und dass eine tragende Aufnahme bildet für eine Dachaußenhaut des Fahrzeugs.
Nach der Erfindung ist ein Dachmodul vorgesehen, das als Trägereinheit ein Dachstrukturbauteil aufweist und über Befestigungsmittel direkt an einem Rohkarosseriebauteil des Fahrzeugs befestigbar ist. Das Dachstrukturbauteil weist eine solche Festigkeit und Steifigkeit auf, dass es eine tragende Aufnahme für mehrere Baueinheiten bildet. So kann das Dachstrukturbauteil zur Aufnahme einer Elektronikeinheit als auch zur Aufnahme einer Dachaußenhaut des Fahrzeugs dienen. Es lassen sich somit an dem Dachstrukturbauteil mehrere Baueinheiten befestigen. Auf einfache Weise kann der Fahrzeughersteller das jeweils mit den Funktionsbaueinheiten bestückte Dachstrukturbauteil an der Rohkarosserie befestigen. Vorzugsweise ist das Dachstrukturbauteil derart ausgebildet, dass es die gesamte Dachaußenhaut des Fahrzeugs trägt. Eine zusätzliche Montierung der Dachaußenhaut bzw. eines Dachaußenhautsegmentes ist für den Fahrzeughersteller nicht erforderlich. Vorteilhaft ist das Dachstrukturbauteil in Abhängigkeit von den in dem so gebildeten Dachmodul integrierten Funktionsbaueinheiten so ausgelegt, dass eine angepasste ausreichende Festigkeit bzw. Versteifung gewährleistet ist. Grundgedanke der Erfindung ist es, ein Dachmodul mit einer tragenden Struktur für ein Dach des Fahrzeugs zu erstellen. In Abhängigkeit von den integrierten Funktionsbaueinheiten des Dachmoduls ist das Dachstrukturbauteil ausgebildet. Der Fahrzeughersteller braucht lediglich zur Bildung des Dachaufbaus das Dachmodul unter Befestigung des Dachstrukturbauteils an der Rohkarosserie montieren. Vorteilhaft kann hierdurch die Montage des Fahrzeugherstellers vereinfacht werden, wobei das Dachmodul bereits vorgefertigt alle erforderlichen Funktionsbaueinheiten des Dachs aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Dachstrukturbauteil kraftschlüssig oder stoffschlüssig an zumindest gegenüberliegend angeordneten seitlichen Rohkarosseriebauteilen des Fahrzeugs befestigt. Vorzugsweise ist das Dachstrukturbauteil kraftschlüssig durch Verschraubung mit den seitlichen Rohkarosseriebauteilen verbunden. Vorteilhaft kann hierdurch auf einfache Weise das Dachmodul an dem Fahrzeug befestigt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das seitliche Rohkarosseriebauteil als eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längsstrebe ausgebildet, an der sich quer eine A-Säule und/oder B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule des Fahrzeugs unmittelbar anschließt. Vorteilhaft ist das Dachstrukturbauteil somit Bestandteil der Karosserie des Fahrzeugs, wobei es ausschließlich im Dachbereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Dachstrukturbauteil einen Rahmen mit Längs- und Querholmen auf sowie gegebenenfalls eine Anzahl von die Längs- und/oder Querholme verbindende Spriegel. Vorteilhaft weist das Dachmodul hierdurch die notwendige Steifig- und Festigkeit auf, um nicht nur die Funktionsbaueinheiten zu tragen, sondern auch die Stabilität des Fahrzeuginnenraumes in Dachfall- und Überrollszenarien zu gewährleisten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Elektronikeinheit zum einen ein Gehäuse und zum anderen eine transparente bzw. teiltransparente Abdeckung auf. Das Gehäuse weist eine tragende Funktion für die elektronischen Komponenten bzw. Sensoren auf. Die Abdeckung ermöglicht insbesondere die Funktionserfüllung der Sensoren. Durch die Zweiteiligkeit von Gehäuse und Abdeckung kann die Abdeckung kostengünstig beispielsweise bei Beschädigung, Vandalismus oder Trübung durch Alterung ausgetauscht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Gehäuse der Elektronikeinheit lösbar oder einstückig mit dem Rahmen des Dachstrukturbauteils verbunden sein. Bei einstückiger Anordnung ist das Gehäuse vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet, während der Rahmen aus einem Metallmaterial besteht. Auf diese Weise kann der Umfang der Bauteile verringert werden. Ist das Gehäuse der Elektronikeinheit lösbar mit dem Rahmen verbunden, kann die Herstellung des Gehäuses und des Rahmens vereinfacht werden, da sie jeweils aus einem einzigen Material bestehen. Hierdurch wird auch eine Sortenreinheit der Bauteile gewährleistet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Dachmodul obenseitig durch ein flächiges Verkleidungsteil abgedeckt, das an einer Rückseite eine Abrisskante aufweist. Das flächige Verkleidungsteil ermöglicht eine optimierte aerodynamische Anordnung des Dachmoduls, wobei die Abrisskante zusätzlich den Luftwiderstand bzw. den Auftrieb verringert. Das flächige Verkleidungsteil vereinigt diese Funktion in einem einzigen Bauteil.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an dem Dachstrukturbauteil ein Dachhimmel des Fahrzeugs befestigt. Vorteilhaft weist das Dachmodul somit auch den Fahrzeuginnenraum betreffende Funktionen bzw. von demselben aus bedienbare Funktionen auf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Dachaußenhaut und das Gehäuse der Elektronikeinheit zueinander fluchtende Öffnungen auf, die mittels eines Verschlusselementes öffnen- und verschließbar sind. Beispielsweise kann das Verschlusselement des Gehäuses als eine Klappe ausgebildet sein. Das Verschlusselement der Dachaußenhaut kann beispielsweise als ein Segment ausgebildet sein, das über Klipse oder Klettverschluss in die Verschließstellung bringbar ist. Die somit freilegbare Öffnung in einer Öffnungsstellung des Verschlusselementes kann als ein Serviceschacht dienen, um Wartungsarbeiten an der Elektronikeinheit vom Fahrgastinnenraum aus durchführen zu können. Beispielsweise können elektronische Komponenten der Elektronikeinheit somit einfach ausgetauscht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verschlusselement des Gehäuses und/oder der Dachaußenhaut über ein Dichtmittel an einem Öffnungsrand des Gehäuses bzw. der Dachaußenhaut verbunden. Auf diese Weise ist eine geschlossene Ausführung der Elektronikeinheit gewährleistet, so dass der Innenraum der Elektronikeinheit vor Staub, Feuchtigkeit und Schmutz geschützt ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung grenzt an eine Wandung der Elektronikeinheit ein Kühlluftkanal an, der über einen Lufteinlass und einen Luftauslass verfügt. Der Kühlluftkanal erstreckt sich zwischen zwei Randseiten derselben Elektronikeinheit und/oder zwischen zueinander abgekehrten Randseiten mehrerer Elektronikeinheiten. Hierdurch wird gewährleistet, dass die in der Elektronikeinheit entstehende Wärme an die Umgebung abgeführt werden kann. In Abhängigkeit von der Anordnung der mindestens einen Elektronikeinheit innerhalb des Dachmoduls verläuft der Kühlluftkanal somit lediglich entlang der mindestens einen Elektronikeinheit oder durchgehend von der einen Elektronikeinheit zu der anderen Elektronikeinheit, wobei die Elektronikeinheiten beabstandet zueinander angeordnet sind. Vorteilhaft ermöglicht der Kühlluftkanal die Aufnahme der Umgebungsluft über den in Fahrtrichtung gesehen vorderen Lufteinlass. Ein Wärmeaustausch kann an beispielsweise einer Bodenwandung der Elektronikeinheit erfolgen, wobei dann die erwärmte Luft entgegen der Fahrtrichtung zu dem Luftauslass des Kühlluftkanals bewegt wird und an dem Luftauslass an die Umgebung abgegeben wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Lufteinlass- und/oder Luftauslass der Kühlluftleitung in Längsrichtung des Dachmoduls und/oder des Fahrzeugs orientiert angeordnet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass ein ausreichendes Kühlluftvolumen aus der Umgebung aufgenommen bzw. wieder abgegeben werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der transparenten oder teiltransparenten Abdeckung eine Reinigungseinheit zugeordnet, mittels derer die Abdeckung in vorgegebenen oder zufälligen Zeitabständen gereinigt wird. Die Reinigungseinheit kann beispielsweise Wischblätter umfassen, die eine Außenseite der Abdeckung abstreifen. Vorzugsweise umfasst die Reinigungseinheit zusätzlich Wasserdüsen, die die Außenseite der Abdeckung während des Reinigungsvorganges besprühen. Alternativ kann die Reinigungseinheit Luftdüsen aufweisen, die auf die Außenseite der Abdeckung orientiert angeordnet sind. Der Luftstoß führt zu einer Reinigung der Außenseite der Abdeckung. Vorteilhaft sichert die Reinigungseinheit eine fortwährende Funktion der elektronischen Komponenten, insbesondere der Sensoren.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 Eine perspektivische Darstellung eines Dachmoduls, das dachseitig auf eine Rohkarosserie aufsetz- und befestigbar ist,
2 eine perspektivische Darstellung des Dachmoduls mit einem vorderseitigen und einer hinterseitigen Elektronikeinheit enthaltend elektronische Komponenten,
3 eine Draufsicht auf das Dachmodul im vorderen Bereich desselben,
4 eine perspektivische Darstellung des vorderen Bereiches des Dachmoduls mit eingezeichneten Kühlluftkanälen,
5 einen vertikalen Längsschnitt durch das Dachmodul,
6 einen vertikalen Längsschnitt durch den vorderen Bereich des Dachmoduls,
7 eine perspektivische Darstellung des Dachmoduls mit eingezeichneten durchgehenden Kühlluftkanälen von einer Vorderkante bis zu einer Rückkante des Dachmoduls,
8 eine Explosionszeichnung des Dachmoduls mit einem Gehäuse der Elektronikeinheit, die über ein Dichtelement an einer Trägereinheit des Dachmoduls befestigt ist, und
9 eine Explosionsdarstellung eines alternativen Dachmoduls, bei dem ein Gehäuse der Elektronikeinheit einstückig mit der Trägereinheit verbunden ist.

Ein Dachmodul 1 für autonome oder teilautonome Fahrzeuge ist als vorgefertigte Baueinheit an einer Rohkarosserie eines Fahrzeugs montiert bzw. befestigbar. Die Rohkarosserie des Fahrzeugs ist dachseitig des Fahrzeugs angeordnet. Sie weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Längsrichtung L des Fahrzeugs verlaufende seitliche Rohkarosseriebauteile 2, ein vorderes Rohkarosseriebauteil 3 sowie ein hinteres Rohkarosseriebauteil 4 auf. Das vordere Rohkarosseriebauteil 3 und das hintere Rohkarosseriebauteil 4 verlaufen in einer Querrichtung Q des Fahrzeugs, und zwar im Wesentlichen quer zu dem seitlichen Rohkarosseriebauteil 2. Das vordere Rohkarosseriebauteil 3 und das hintere Rohkarosseriebauteil 4 verbinden die beabstandet zueinander und parallel zueinander verlaufenden seitlichen Rohkarosseriebauteile 2 miteinander. Das vordere Rohkarosseriebauteil 3 ist in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorne und das hintere Rohkarosseriebauteil 4 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs hinten angeordnet. Die seitlichen Rohkarosseriebauteile 2, das vordere Rohkarosseriebauteil 3 und das hintere Rohkarosseriebauteil 4 bilden einen Dachkarosserierahmen 5, an dem das vorgefertigte Dachmodul 1 über an sich bekannte Befestigungsmittel, vorzugsweise kraftschlüssig durch Verschraubung, direkt befestigt wird.
Das Dachmodul 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei in Längsrichtung L des Dachmoduls 1 beabstandet zueinander angeordnete Elektronikeinheiten 6, 6' auf, in der eine Mehrzahl von Sensoren 7 zur Umfelderkennung und weitere elektronische Komponenten angeordnet sind. Die Sensoren 7 können beispielsweise als LiDAR- und RADAR-Sensoren ausgebildet sein. Als elektronische Komponenten können Kameras, Bildschirme, Lichtelemente oder dergleichen in der Elektronikeinheit 6, 6' integriert sein.
Ferner umfasst das Dachmodul 1 eine Trägereinheit 8, die als Dachstrukturbauteil ausgebildet ist, so dass dachrelevante Baueinheiten, wie beispielsweise die Elektronikeinheit 6, 6' tragend aufgenommen werden können. Das Dachstrukturbauteil 8 dient nicht nur zur Aufnahme der vorderen Elektronikeinheit 6 und der hinteren Elektronikeinheit 6', sondern auch zur Aufnahme einer Dachaußenhaut 9 und eines Dachhimmels 10. Das Dachstrukturbauteil 8 dient somit als Halter für alle im Dachbereich des Fahrzeugs angeordneten Baueinheiten, die sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Dachmodul 1 kann somit als vorgefertigte Dachbaueinheit dem Fahrzeughersteller bereitgestellt werden, wobei das Dachmodul 1 ausschließlich durch Befestigung des Dachstrukturbauteils 8 an zumindest den seitlichen Rohkarosseriebauteilen 2 und gegebenenfalls an dem vorderen Rohkarosseriebauteil 3 und dem hinteren Rohkarosseriebauteil 4 an dem Fahrzeug befestigt wird.
Alternativ kann das Dachstrukturbauteil 8 auch stoffschlüssig an den Rohkarosseriebauteilen 2, 3, 4 befestigt sein.
Die seitlichen Rohkarosseriebauteile 2 können beispielsweise als Längsstreben ausgebildet sein, von denen sich untenseitig eine nicht dargestellte A-Säule und/oder B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule des Fahrzeugs anschließen. Das vordere Rohkarosseriebauteil 3 und das hintere Rohkarosseriebauteil 4 sind beispielsweise jeweils als eine Querstrebe ausgebildet, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung L verläuft.
Das Dachstrukturbauteil 8 ist vorzugsweise als ein Rahmen ausgebildet mit in Längsrichtung L des Dachmoduls 1 verlaufenden Längsholmen 11 und quer zu den Längsholmen 11 verlaufenden Querholmen 12. Die Längsholme 11 sind in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, dass sie an den Längsstreben 2 des Dachkarosserierahmens 5 befestigbar sind. Die in Querrichtung Q des Dachmoduls 1 bzw. des Fahrzeugs verlaufenden Querholme 12 sind in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, dass sie an der vorderen Querstrebe 3 bzw. an der hinteren Querstrebe 4 befestigbar sind. In einem mittleren Bereich der Längsholme 11 kann sich von dem einen Längsholm 11 zu dem gegenüberliegenden Längsholm 11 ein Spriegel 13 erstrecken, die die Stabilität des Dachstrukturbauteils 8 weiter erhöht. Der Spriegel 13 weist ein erstes Ende auf, das mit dem einen Längsholmen 11 verbunden ist, und ein zweites Ende auf, das mit dem gegenüberliegenden Längsholmen 11 des Dachstrukturbauteils 8 verbunden ist.
Gegebenenfalls kann auch noch ein weiterer verstärkender Spriegel vorgesehen sein, der die gegenüberliegenden Querholme 12 verbindet.
Wie aus 8 ersichtlich ist, kann der Dachhimmel 10 untenseitig des Dachstrukturbauteils 8 fest mit demselben verbunden sein. Der Dachhimmel 10 kann vom Fahrzeuginnenraum her betätigbare Bedienelemente und Lichtquellen bzw. weitere elektronische Bauteile aufweisen. Am Dachhimmel 10 können auch Zusatzbauteile, wie Haltegriffe und Bedienkonsolen angebracht sein.
Die Dachaußenhaut 9 ist flächig und aus einem Blechmaterial hergestellt. Sie weist in einem vorderen Bereich desselben bzw. des Dachmoduls 1 und in einem hinteren Bereich 15 desselben bzw. des Dachmoduls 1 eine Öffnung 16 auf, die zu einer Zugangsöffnung 17 der vorderen und hinteren Elektronikeinheit 6, 6' korrespondiert. Die Öffnung 16 der Dachaußenhaut 9 und/oder die Zugangsöffnung 17 der Elektronikeinheiten 6, 6' sind mittels eines Verschlusselementes 18 verschließ- oder offenbar, so dass von einem Fahrgastinnenraum ein Zugang zu den in der vorderen Elektronikeinheit 6 und/oder der hinteren Elektronikeinheit 6' angeordneten elektronischen Komponenten gewährleistet ist. Auf diese Weise kann auf einfache Weise ein in der vorderen und/oder hinteren Elektronikeinheit 6, 6' angeordnetes Bauteil entnommen und/oder ersetzt werden. Das Verschlusselement 18 kann beispielsweise als ein Einsetzteil oder als eine Klappe ausgebildet sein, die über eine nicht dargestellte Klipsverbindung oder Klettverschluss von dem Dachstrukturbauteil 8 und/oder der Elektronikeinheit 6, 6' lös- und entfernbar ist. Die Dachaußenhaut 9 ist über ein der Kontur der Öffnung 16 folgendes Dichtmittel 19 dichtend gegenüber dem Dachstrukturbauteil 8 angeordnet. Das Dichtmittel 19 ist als ein einstückiges ringförmiges Dichtelement ausgebildet.
Die Dachaußenhaut 9 ist gegenüber der vorderen bzw. hinteren Elektronikeinheit 6, 6' über ein Dichtmittel 20 dichtend gelagert. Das Dichtmittel 20 ist konturfolgend der Öffnung 16 ausgebildet und ist als ein Dichtelement ausgebildet, das relativ breite Ringstreben 21 aufweist. Eine Breite b_D der Ringstreben 21 stimmt mit einer Breite b_G eines tragenden Gehäuses 22 der Elektronikeinheit 6, 6' überein. Die Ringstrebe 21 liegt somit flächig zwischen dem Gehäuse 22 der Elektronikeinheit 6, 6' einerseits und der Dachaußenhaut 9 bzw. dem Dachstrukturbauteil 8 andererseits.
Das Verschlusselement 18 ist über ein Dichtmittel 23 dichtend gegenüber einem Rand der Zugangsöffnung 17 angeordnet. Das Dichtmittel 23 ist als ein Dichtelement ausgebildet, dass aus einem gummierten, relativ dünnen Material besteht.
Das Gehäuse 22 der vorderen Elektronikeinheit 6 bzw. der hinteren Elektronikeinheit 6' weist eine Basisseite 24 auf, an der vorzugsweise die Sensoren 7 und weitere elektronischen Bauteile befestigt sind. Die Basisseite 24 ist vorzugsweise als ein Plattenabschnitt ausgebildet, der sich in einer Ebene erstreckt. An der Basisseite 24 schließt sich eine aufrechte Grenzseite 25 an, die die Elektronikeinheit 6, 6' in Richtung einer Quermittelebene M_Q des Dachmoduls 1 abschließt. Das Gehäuse 22 wird obenseitig durch eine transparente oder teiltransparente Abdeckung 26 verschlossen, so dass die innerhalb der Elektronikeinheit 6, 6' angeordneten Sensoren 7 bzw. weiteren elektronischen Komponenten ihre Funktion erfüllen. Die Sensoren 7 sollen das Umfeld detektieren. Als weitere Komponenten können Sende- und/oder Empfangseinheiten vorgesehen sein, mittels derer eine Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern bzw. Fahrzeugen gewährleistet ist.
Ein Zwischenraum zwischen der vorderen Elektronikeinheit 6 und der hinteren Elektronikeinheit 6' wird durch ein Basisteil 27 einer Verkleidung 28 ausgefüllt. Die Verkleidung 28 weist ein flächiges und durchgehendes Dachflächenelement 29 auf, das eine Fläche umfasst, die gleich oder größer ist als eine Öffnung 30 des Dachkarosserierahmens 5. Das Dachflächenelement 29 kann beispielsweise gleich oder größer sein als die Fläche eines äußeren Randes 31 des Dachstrukturbauteils 8.
Nach einer ersten Variante der Erfindung gemäß 8 ist die Elektronikeinheit 6, 6' lösbar mit dem Dachstrukturbauteil 8 verbunden, beispielsweise kraftschlüssig über eine Verschraubung. Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 9 ist eine Elektronikeinheit 36, 36' einstückig mit einem Dachstrukturbauteil 38 verbunden. Zu diesem Zweck ist ein Gehäuse 32 der Elektronikeinheit 36, 36' einstückig mit dem Dachstrukturbauteil 38 verbunden. Das Dachstrukturbauteil 38 und das Gehäuse 32 bilden ein Hybridbauteil, wobei das Dachstrukturbauteil 38 aus einem Metallmaterial und das Gehäuse 32 aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Vorteilhaft kann hierdurch auf das Dichtelement 20 gemäß der ersten Ausführungsform des Dachmoduls 1 nach 8 verzichtet werden. Die Bauteileanzahl kann verringert werden. Ansonsten entspricht der Aufbau des Dachmoduls 1' gemäß 9 dem Aufbau des Dachmoduls 1 gemäß 8. Insbesondere ist das Dachstrukturbauteil 8, 38 aus einem Stahl- oder Aluminiummaterial hergestellt.
Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Verkleidung 28 weist auf einer Rückseite eine Abrisskante 33 auf, mittels derer die Aerodynamik des Dachmoduls 1, 1' verbessert werden kann.
Das Dachmodul 1, 1' weist eine Anzahl von Kühlluftkanälen 34 auf, die sich jeweils von dem vorderen Bereich 14 des Dachmoduls 1, 1' zu dem hinteren Bereich 15 desselben erstrecken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Kühlluftkanäle 34 vorgesehen, die in Querrichtung Q versetzt zueinander angeordnet sind. Die Kühlluftkanäle 34 weisen jeweils an einem vorderen Ende einen Lufteinlass 40 und an einem hinteren Ende ein Luftauslass 41 auf. Der Lufteinlass 40 und der Luftauslass 41 sind jeweils derart orientiert angeordnet, dass Umgebungsluft während der Fahrt des Fahrzeugs in den Kühlluftkanal 34 eindringen und rückseitig austreten kann. Es liegt ein durchgehender Luftkanal zwischen dem Lufteinlass 40 und dem Luftauslass 41 vor, der einen Wärmeaustausch bzw. Wärmeaustrag der in den vorderen und hinteren Elelektronikeinheit 6, 6' angeordneten Sensoren 7 bzw. elektronischen Bauteile ermöglicht. Der Lufteinlass 40 und der Luftauslass 41 sind als Schlitze ausgebildet, wobei der Lufteinlass 40 im vorderen Bereich 14 des Dachmoduls 1, 1' und der Luftauslass 41 in dem hinteren Bereich 15 des Dachmoduls 1, 1' angeordnet.
Der Elektronikeinheit 6, 6' bzw. der Abdeckung 26 ist eine Reinigungseinheit 42 zugeordnet, mittels derer eine Außenseite der teiltransparenten oder transparenten Abdeckung 26 gesäubert werden kann. Beispielsweise kann die Reinigungseinheit 42 Wischblätter 43 aufweisen, die bezüglich der Abdeckung 26 auf einer gegenüberliegenden Seite der Sensoren 7 angeordnet sind. Die Wischblätter 43 sind an dem Dachstrukturbauteil 8 befestigt. Gegebenenfalls kann das Dachstrukturbauteil 8 Wasserdüsen aufweisen, so dass Wasser in Richtung der Abdeckung 26 eine Reinigungsflüssigkeit abgebbar ist, die mittels der Wischblätter 43 auf der Abdeckung 26 verteilbar sind. Alternativ kann die Reinigungseinheit 42 lediglich Luftdüsen aufweisen, die in dem Dachstrukturbauteil 8 integriert sind. Die Luftdüsen sind so orientiert, dass sie Reinigungsdruckluft auf die transparente oder teiltransparente Abdeckung 26 abgeben, mittels derer die Außenfläche der Abdeckung 26 zumindest im Bereich der dahinter angeordneten Sensoren 7 bzw. weiterer elektronischer Bauteile gereinigt wird.
Das Dachmodul 1, 1' bzw. das Dachstrukturbauteil 8 kann Mittel aufweisen, so dass Kabel bzw. ein Kabelbaum in das Dachmodul 1, 1' geführt werden kann. Kabel des Kabelbaums führen zu den elektronischen Komponenten 7 bzw. zu der Reinigungseinheit 2 bzw. zu den elektronischen Komponenten des Dachhimmels 10.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Ausführungsbeispiele für sich oder zu mehreren in Kombination verwendet werden können. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202017101968 U1 [0002]
DE 102018106008 A1 [0003]
DE 102017115675 A1 [0004]

Claims

Dachmodul für autonome Fahrzeuge mit - einer Elektronikeinheit (6, 6', 36, 36') enthaltend eine Anzahl von elektronischen Komponenten und/oder Sensoren (7) zur Umfelderkennung, - einer Trägereinheit (8, 38) zur Aufnahme der Elektronikeinheit (6, 6', 36, 36'), - Befestigungsmittel zur Befestigung der Elektronikeinheit (6, 6', 36, 36') an der Trägereinheit (8, 38), dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (8, 38) als ein Dachstrukturbauteil ausgebildet ist, das über Befestigungsmittel direkt an einem seitlichen Rohkarosseriebauteil (2) und/oder an einem vorderen Rohkarosseriebauteil (3) und/oder an einem hinteren Rohkarosseriebauteil (4) des Fahrzeugs befestigbar ist und dass eine tragende Aufnahme bildet für eine Dachaußenhaut (9) des Fahrzeugs.
Dachmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachstrukturbauteil (8, 38) kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem seitlichen Rohkarosseriebauteil (2) und/oder dem vorderen Rohkarosseriebauteil (3) und/oder dem hinteren Rohkarosseriebauteil (4) des Fahrzeugs verbunden ist.
Dachmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das seitliche Rohkarosseriebauteil (2) als eine in Fahrzeuglängsrichtung (L) verlaufende Längsstrebe ausgebildet ist, an der sich quer eine A-Säule und/oder eine B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule des Fahrzeugs unmittelbar anschließt, und dass das vordere Rohkarosseriebauteil (3) und das hintere Rohkarosseriebauteil (4) als eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung (L) verlaufende Querstrebe ausgebildet ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachstrukturbauteil (8, 38) einen Rahmen mit Längs- und Querholmen (11, 12) und/oder eine Anzahl von die Längs- und/oder Querholmen (11, 12) verbindenden Spriegeln (13) aufweist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachaußenhaut (9) über Dichtmittel (19) an dem Rahmen des Dachstrukturbauteils (8) angeordnet ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachaußenhaut (9) an dem Rahmen des Dachstrukturbauteils (8) stoffschlüssig befestigt ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroeinheit (6, 6', 36, 36') ein Gehäuse (22) und eine transparente oder teiltransparente Abdeckung (26) aufweist, wobei die Anzahl von Sensoren (7) und/oder elektronischen Komponenten auf einer Basisseite (24) des Gehäuses (22) befestigt sind.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) der Elektronikeinheit (6, 6', 36, 36') lösbar oder einstückig mit dem Dachstrukturbauteil (8) verbunden ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen des Dachstrukturbauteils (8) aus einem Metallmaterial und das Gehäuse (22) der Elektronikeinheit (6, 6') aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachmodul (1) obenseitig durch eine flächige Verkleidung (28) abgedeckt ist, die an einer Rückseite eine Abrisskante (23) aufweist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dachstrukturbauteil (8) ein Dachhimmel (10) des Fahrzeugs befestigbar ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachaußenhaut (9) und das Gehäuse (22) der Elektronikeinheit (6, 6', 36, 36') zueinander fluchtende Öffnungen (16, 17) aufweisen, die mittels eines Verschlusselementes (18) offen- bzw. verschließbar ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (18) in der Verschließstellung über ein Dichtelement (20) mit dem Gehäuse (22) der Elektronikeinheit (6, 6') und der Dachaußenhaut (9) verbunden ist.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Wandung der Elektronikeinheit (6, 6', 36, 36') ein Kühlluftkanal (34) angrenzt, der einen Lufteinlass (40) und einen in Längsrichtung des Dachmoduls (1) versetzt zu demselben angeordneten Luftauslass (41) aufweist, wobei sich der Kühlluftkanal (30) zwischen zwei Randseiten derselben Elektronikeinheit und/oder zwischen voneinander abgewandt angeordneter Randseiten mehrerer Elektronikeinheiten verläuft.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (40) und der Luftauslass (41) in Längsrichtung (L) des Dachmoduls (1) und/oder des Fahrzeugs orientiert angeordnet sind.
Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der transparenten oder teiltransparenten Abdeckung (26) eine Reinigungseinheit (42) zugeordnet ist.