DE102019122230A1

DE102019122230A1 - Roof module to form a vehicle roof

Info

Publication number: DE102019122230A1
Application number: DE102019122230.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Huelsen; Alexander Kilias; Oliver Heisel
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2021-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dachmodul (03, 12, 13) zur Bildung eines Fahrzeugdachs (02) an einem Kraftfahrzeug (01), wobei an der Außenseite des Dachmoduls (03, 12, 13) ein Sensormodul (04, 14) befestigt ist und das Sensormodul (04, 14) ein Sensorgehäuse (07, 15) umfasst, in dem zumindest ein Umfeldsensor (08, 16, 17, 18) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Dachmodul (03, 12, 13) und dem Sensormodul (04, 14) eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, mit der elektrische Energie und/oder Kommunikationsdaten übertragen werden können. Die Übertragungseinrichtung ist in der Art einer drahtlos arbeitenden Sender-Empfänger-Schnittstelle ausgebildet, mit der Energie und/oder Kommunikationsdaten drahtlos zwischen einem Schnittstellenelement (10) auf der Innenseite des Dachmoduls (03, 12, 13) und einem Schnittstellenelement (09, 19) auf der Innenseite des Sensorgehäuses (07, 15) ausgetauscht werden können.

The invention relates to a roof module (03, 12, 13) for forming a vehicle roof (02) on a motor vehicle (01), a sensor module (04, 14) being attached to the outside of the roof module (03, 12, 13) and the Sensor module (04, 14) comprises a sensor housing (07, 15) in which at least one environment sensor (08, 16, 17, 18) is arranged, and wherein between the roof module (03, 12, 13) and the sensor module (04, 14) a transmission device is provided with which electrical energy and / or communication data can be transmitted. The transmission device is designed in the form of a wireless transmitter-receiver interface, with which energy and / or communication data can be transmitted wirelessly between an interface element (10) on the inside of the roof module (03, 12, 13) and an interface element (09, 19) can be exchanged on the inside of the sensor housing (07, 15).

Description

Die Erfindung betrifft ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei dem Dachmodul kann es sich dabei entweder um ein Teil eins starren Fahrzeugdachs handeln oder um ein Teil einer öffenbaren Dachbaugruppe.The invention relates to a roof module for forming a vehicle roof on a motor vehicle according to the preamble of claim 1. The roof module can either be a part of a rigid vehicle roof or a part of an openable roof assembly.

In der Fahrzeugtechnik finden autonom bzw. teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge immer weitere Verbreitung. Um der Fahrzeugsteuerung ein autonomes bzw. teilautonomes Fahren des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, sind eine Vielzahl von Umfeldsensoren notwendig, mit denen die Umgebung des Kraftfahrzeuges erfasst und daraus die jeweilige Verkehrssituation ermittelt wird. Zumindest ein Teil dieser Umfeldsensoren wird unter Verwendung von Sensormodulen auf dem Fahrzeugdach befestigt, da das Fahrzeugdach in der Regel der höchste Punkt des Fahrzeuges ist und damit eine gute Beobachtung der Umgebung ermöglicht.Autonomous or partially autonomous vehicles are becoming more and more widespread in vehicle technology. In order to enable the vehicle control to drive the motor vehicle autonomously or partially autonomously, a large number of environment sensors are necessary with which the environment of the motor vehicle is recorded and the respective traffic situation is determined from this. At least some of these environment sensors are attached to the vehicle roof using sensor modules, since the vehicle roof is usually the highest point of the vehicle and thus enables good observation of the environment.

Um die elektrischen Einbauten im Sensormodul mit elektrischer Energie zu versorgen, ist es bei den bekannten Lösungen üblich, dass geeignete elektrische Leitungen zwischen dem das Fahrzeugdach bildenden Dachmodul und dem darauf an der Oberseite angebrachten Sensormodul zu verlegen. Im Sensormodul können neben den Umfeldsensoren auch andere Funktionskomponenten verbaut sein, die mit elektrischer Energie versorgt werden müssen.In order to supply the electrical installations in the sensor module with electrical energy, it is common in the known solutions to lay suitable electrical lines between the roof module forming the vehicle roof and the sensor module attached to it on the top. In addition to the environment sensors, other functional components that must be supplied with electrical energy can also be installed in the sensor module.

Auch für die Datenkommunikation der im Sensormodul verbauten Funktionselemente mit der Fahrzeugsteuerung werden entsprechende Datenleitungen zwischen dem Modul und dem Dachmodul verlegt. Nachteilig an der Anbindung des Sensormoduls an dem Dachmodul mittels Leitungen ist es, dass die Verlegung der entsprechenden Leitungen aufwändig ist. Außerdem kann durch die Leitungsdurchlässe, an denen die Leitungen in das Sensorgehäuse des Sensormoduls eingeführt werden, zu Systemausfällen führen. Dringt nämlich Feuchtigkeit in das Innere des Sensorgehäuses ein, werden die elektrischen bzw. elektronischen Funktionselemente im Sensorgehäuse beschädigt. Soweit für die Verlegung von Leitungen Kabeldurchlässe im Dachmodul vorgesehen werden müssen, besteht außerdem die Gefahr, dass Feuchtigkeit durch die Kabeldurchlässe in den Fahrzeuginnenraum eindringt.Corresponding data lines are also laid between the module and the roof module for data communication between the functional elements installed in the sensor module and the vehicle control. The disadvantage of connecting the sensor module to the roof module by means of lines is that laying the corresponding lines is complex. In addition, the cable openings through which the cables are inserted into the sensor housing of the sensor module can lead to system failures. If moisture penetrates into the interior of the sensor housing, the electrical or electronic functional elements in the sensor housing are damaged. Insofar as cable openings have to be provided in the roof module for laying cables, there is also the risk that moisture will penetrate through the cable openings into the vehicle interior.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dachmodul mit einem darauf befestigten Sensormodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug vorzuschlagen, das die angesprochenen Nachteile im Hinblick auf Haltbarkeit, Dichtigkeit und Funktionalität des vorbekannten Standes der Technik vermeidet.Based on this prior art, it is therefore the object of the present invention to propose a roof module with a sensor module attached to it for forming a vehicle roof on a motor vehicle, which avoids the disadvantages mentioned with regard to durability, tightness and functionality of the known prior art.

Diese Aufgabe wird durch ein Dachmodul nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a roof module according to the teaching of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Dachmodul umfasst eine Sender-Empfänger-Schnittstelle, die die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie und/oder Kommunikationsdaten zwischen dem Dachmodul einerseits und dem Sensormodul andererseits ermöglicht. Diese Sender-Empfänger-Schnittstelle umfasst dabei zumindest zwei Schnittstellenelemente, wobei das eine Schnittstellenelement auf der Innenseite des Dachmoduls und das zweite Schnittstellenelement auf der Innenseite des Sensorgehäuses angeordnet ist. Die Energie- und/oder Datenübertragung zwischen den beiden Schnittstellenelementen erfolgt dann drahtlos durch die Wandungen des Dachmoduls bzw. die Wandung des Sensorgehäuses hindurch, so dass auf die Verlegung von Leitungen verzichtet werden kann. Für die Herstellung des Dachmoduls reicht es somit aus, dass das vormontierte Sensormodul mechanisch auf der Außenseite des Dachmoduls an der dafür vorgesehenen Stelle befestigt wird. Die aufwändige Verlegung von Leitungen zwischen Dachmodul und Sensormodul entfällt. Im Sensormodul können durch die drahtlose Energie- und/oder Datenübertragung sowohl die Umfeldsensoren, als auch eventuell weitere Funktionskomponenten mit elektrischer Energie versorgt werden und/oder Daten mit der Fahrzeugsteuerung austauschen.The roof module according to the invention comprises a transmitter-receiver interface which enables the wireless transmission of electrical energy and / or communication data between the roof module on the one hand and the sensor module on the other. This transmitter-receiver interface comprises at least two interface elements, one interface element being arranged on the inside of the roof module and the second interface element on the inside of the sensor housing. The energy and / or data transmission between the two interface elements then takes place wirelessly through the walls of the roof module or the wall of the sensor housing, so that there is no need to lay cables. For the production of the roof module it is thus sufficient that the preassembled sensor module is mechanically fastened on the outside of the roof module at the place provided for it. The time-consuming laying of cables between the roof module and the sensor module is no longer necessary. In the sensor module, both the environment sensors and possibly other functional components can be supplied with electrical energy and / or exchange data with the vehicle control system through the wireless energy and / or data transmission.

Zur Verwirklichung der Erfindung ist es grundsätzlich ausreichend, wenn zumindest ein Teil der Leitungen zwischen Dachmodul und Sensormodul durch die Drahtlosarbeit in der Sender-Empfänger-Schnittstelle ersetzt wird. Den größten Vorteil bietet die Erfindung jedoch, wenn das Sensorgehäuse ohne Leitungsausgänge ständig wasserdicht verkapselt ist und die gesamte Energieübertragung und die gesamte Datenkommunikation zwischen dem Dachmodul und dem Sensormodul mit der drahtlosarbeitenden Sender-Empfänger-Schnittstelle übertragen wird. In diesem Falle kann auf sämtliche Leitungen zwischen Dachmodul und Sensormodul verzichtet werden, was den größten Einspareffekt ergibt.To implement the invention, it is basically sufficient if at least some of the lines between the roof module and the sensor module are replaced by the wireless operation in the transmitter-receiver interface. The invention offers the greatest advantage, however, when the sensor housing is permanently encapsulated watertight without line outlets and the entire energy transmission and the entire data communication between the roof module and the sensor module is transmitted with the wireless transmitter-receiver interface. In this case, all lines between the roof module and the sensor module can be dispensed with, which results in the greatest savings.

Um die Funktionalität der elektrischen Funktionselemente im Sensormodul aufrechtzuerhalten, ist in der Regel nur eine relativ geringe Energieübertragung notwendig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es deshalb vorteilhaft, wenn mit der drahtlos arbeitenden Sender-Empfänger-Schnittstelle eine elektrische Leistung bis zu 100 Watt übertragbar ist.In order to maintain the functionality of the electrical functional elements in the sensor module, only a relatively small amount of energy is usually required. According to a preferred embodiment, it is therefore advantageous if an electrical power of up to 100 watts can be transmitted with the wireless transmitter-receiver interface.

Mit welcher Übertragungstechnik die Daten bzw. die Energie zwischen den beiden Schnittstellenelementen der drahtlos arbeitenden Sender-Empfänger-Schnittstelle übertragen werden, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Übertragung von Energie bzw. Kommunikationsdaten zwischen den beiden Schnittstellenelementen induktiv und/oder induktiv resonant und/oder kapazitiv. Mit diesen drei Übertragungstechniken kann eine zuverlässige Übertragung von Energie bzw. Daten zwischen den Schnittstellenelementen problemlos gewährleistet werden.With which transmission technology the data or the energy between the two interface elements of the wireless transmitter Receiver interface are transmitted is basically arbitrary. According to a preferred embodiment, the transmission of energy or communication data between the two interface elements takes place inductively and / or inductively, resonantly and / or capacitively. With these three transmission technologies, a reliable transmission of energy or data between the interface elements can be guaranteed without any problems.

Ist im Sensorgehäuse des Sensormoduls als elektrisches Funktionselement allein ein Umfeldsensor eingebaut, so ist es besonders vorteilhaft, wenn das Schnittstellenelement der Sender-Empfänger-Schnittstelle in den Umfeldsensor integriert ist. Auf eine zusätzliche Verkabelung zwischen dem Schnittstellenelement und dem Umfeldsensor im Sensorgehäuse kann auf diese Weise verzichtet werden.If only an environment sensor is installed as the electrical functional element in the sensor housing of the sensor module, then it is particularly advantageous if the interface element of the transmitter-receiver interface is integrated into the environment sensor. In this way, there is no need for additional cabling between the interface element and the environment sensor in the sensor housing.

Sind im Sensorgehäuse mehrere elektrische Funktionselemente vorgesehen, so ist es besonders vorteilhaft, wenn im Sensorgehäuse ein Schnittstellenelement vorgesehen ist, das die drahtlos empfangene Energie bzw. die drahtlos empfangene Daten über Verteilleitungen im Sensorgehäuse an die verschiedenen Funktionselemente und den Umfeldsensor verteilt.If several electrical functional elements are provided in the sensor housing, it is particularly advantageous if an interface element is provided in the sensor housing that distributes the wirelessly received energy or wirelessly received data to the various functional elements and the environment sensor via distribution lines in the sensor housing.

Um eine drahtlose Übertragung von Energie bzw. Daten zwischen den Schnittstellenelementen zu ermöglichen, sollten die drahtlos übertragenen Signale nur möglichst gering gedämpft werden. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, wenn das Sensorgehäuse aus einem für elektromagnetische Signale durchlässigen Material, beispielsweise Kunststoff, hergestellt ist.In order to enable a wireless transmission of energy or data between the interface elements, the wirelessly transmitted signals should only be attenuated as little as possible. It is therefore particularly advantageous if the sensor housing is made from a material that is permeable to electromagnetic signals, for example plastic.

Der konstruktive Aufbau des Dachmoduls ist grundsätzlich beliebig. Um eine einfache mechanische Befestigung des Dachmoduls an der Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen, ist es im Hinblick auf die konstruktive Ausbildung des Dachmoduls vorteilhaft, dass das Dachmodul zumindest ein Trägerelement zur mechanischen Befestigung des Dachmoduls am Fahrzeug und eine das Fahrzeugdach bildende Dachhaut umfasst. Die Dachhaut selber überspannt dann das Dach des Fahrzeugs und sorgt für die entsprechende Dichtigkeit des Fahrzeuginnenraums. Die Dachhaut selbst ist dabei an den Trägerelementen befestigt und kann somit vermittelt über die Trägerelemente mit der Fahrzeugkarosserie verbunden werden.The construction of the roof module is basically arbitrary. In order to enable simple mechanical fastening of the roof module to the vehicle body, it is advantageous with regard to the structural design of the roof module that the roof module comprises at least one carrier element for mechanically fastening the roof module to the vehicle and a roof skin forming the vehicle roof. The roof skin itself then spans the roof of the vehicle and ensures that the vehicle interior is properly sealed. The roof skin itself is attached to the carrier elements and can thus be connected to the vehicle body via the carrier elements.

Im Hinblick auf die problemlose drahtlose Übertragung von Energie bzw. Daten durch die Dachhaut des Dachmoduls hindurch ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dachhaut aus einem für elektromagnetische Signale durchlässigen Material, beispielsweise Kunststoff, hergestellt ist. Das auf der Innenseite des Dachmoduls vorgesehene Schnittstellenelement wird dann an der Innenseite der für elektromagnetische Signale durchlässigen Dachhaut angeordnet, so dass die drahtlose Daten- bzw. Energieübertragung durch die Dachhaut hindurch problemlos möglich ist.With regard to the problem-free wireless transmission of energy or data through the roof skin of the roof module, it is particularly advantageous if the roof skin is made of a material that is permeable to electromagnetic signals, for example plastic. The interface element provided on the inside of the roof module is then arranged on the inside of the roof skin, which is permeable to electromagnetic signals, so that wireless data or energy transmission through the roof skin is possible without any problems.

Soll das auf der Innenseite des Dachmoduls vorgesehene Schnittstellenelement auf der Innenseite des Trägerelements angeordnet werden, um beispielsweise eine einfachere Befestigung des Schnittstellenelements zu ermöglichen, so ist es gemäß einer ersten Ausführungsform besonders vorteilhaft, wenn auch das Trägerelement aus einem für elektromagnetische Signale durchlässigen Material, beispielsweise Kunststoff, hergestellt ist. Dadurch wird ermöglicht, dass die Datenübertragung aufgrund der Materialeigenschaften des Trägerelements durch das Trägerelement hindurch problemlos möglich ist. Gleiches gilt für die Energieübertragung. Soweit das Schnittstellenelement auf der Innenseite des Trägerelements angeordnet werden soll, das Trägerelement selbst aber aus einem für elektromagnetische Signale abschirmenden Material hergestellt ist, beispielsweise aus Metall, so kann zur Lösung der Datenübertragung ein Ausschnitt in dem Trägerelement vorgesehen werden. Das Schnittstellenelement wird dann unterhalb des Ausschnitts befestigt, so dass die drahtlose Datenübertragung durch den Ausschnitt hindurch erfolgen kann.If the interface element provided on the inside of the roof module is to be arranged on the inside of the carrier element, for example to enable easier attachment of the interface element, it is particularly advantageous according to a first embodiment if the carrier element is also made of a material permeable to electromagnetic signals, for example Plastic. This makes it possible for the data to be transmitted through the carrier element without problems due to the material properties of the carrier element. The same applies to energy transfer. If the interface element is to be arranged on the inside of the carrier element, but the carrier element itself is made of a material that shields electromagnetic signals, for example metal, a cutout can be provided in the carrier element to solve the data transmission. The interface element is then attached below the cutout so that the wireless data transmission can take place through the cutout.

Welche Art von Umfeldsensor in dem Sensorgehäuse des Sensormoduls verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß bevorzugter Ausführungsvarianten ist es vorgesehen, dass der Umfeldsensor in der Art eines Lidar-Sensors und/oder in der Art eines Radar-Sensors und/oder in der Art eines Kamerasensors und/oder in der Art eines Multikamera-Sensors ausgebildet ist.In principle, any type of environment sensor is used in the sensor housing of the sensor module. According to preferred embodiment variants, it is provided that the environment sensor is designed in the manner of a lidar sensor and / or in the manner of a radar sensor and / or in the manner of a camera sensor and / or in the manner of a multi-camera sensor.

Grundsätzlich kann das Dachmodul nach der Erfindung sowohl bei Personenkraftwagen als auch bei Nutzfahrzeugen, wie Lieferwägen oder Zugmaschinen für LKW, zum Einsatz kommen. Es kann als reines Festdach ausgebildet sein oder auch mit einem Dachöffnungssystem versehen sein und damit eine verschließbare Dachöffnung ausbilden.In principle, the roof module according to the invention can be used both in passenger cars and in commercial vehicles such as delivery vans or tractors for trucks. It can be designed as a pure fixed roof or also be provided with a roof opening system and thus form a closable roof opening.

Des Weiteren bildet das Dachmodul nach der Erfindung vorzugsweise eine Baueinheit, die in integrierter Weise Einrichtungen zum autonomen Fahren oder zum teilautonomen, durch Fahrzeugassistenzsysteme unterstützten Fahren umfasst und die auf Seiten eines Fahrzeugherstellers auf einen Fahrzeugrohbau aufsetzbar ist.Furthermore, the roof module according to the invention preferably forms a structural unit which comprises in an integrated manner devices for autonomous driving or for partially autonomous driving supported by vehicle assistance systems and which can be placed on a vehicle shell by a vehicle manufacturer.

Die Erfindung hat auch ein Kraftfahrzeug mit einem Dachmodul der vorstehend beschriebenen Art zum Gegenstand.The invention also relates to a motor vehicle with a roof module of the type described above.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigt:

1 ein Kraftfahrzeug mit Dachmodul in schematisierter Ansicht von oben;
2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachmoduls im schematisierten Querschnitt;
3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachmoduls im schematisierten Querschnitt;
4 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachmoduls im schematisierten Querschnitt; und
5 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dachmoduls im schematisierten Querschnitt.

Various embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained below by way of example. It shows:

1 a motor vehicle with roof module in a schematic view from above;
2 a first embodiment of a roof module according to the invention in a schematic cross section;
3 a second embodiment of a roof module according to the invention in a schematic cross section;
4th a third embodiment of a roof module according to the invention in a schematic cross section; and
5 a fourth embodiment of a roof module according to the invention in a schematic cross section.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 01 in schematisierter Ansicht von oben. Zur Bildung des Fahrzeugdachs 02 wird auf der Fahrzeugkarosserie ein Dachmodul 03 befestigt. Auf der nach oben weisenden Außenseite des Dachmoduls 03 sind vier Sensormodule 04 befestigt, die jeweils zumindest einen Umfeldsensor, beispielsweise einen Lidar-Sensor beinhalten. Durch die in den Sensormodulen 04 eingebauten Umfeldsensoren wird eine Erfassung der das Kraftfahrzeug 01 umgebenden Verkehrssituation realisiert, um ein autonomes bzw. teilautonomes Betreiben des Kraftfahrzeuges 01 zu ermöglichen. 1 shows a motor vehicle 01 in a schematic view from above. To form the vehicle roof 02 a roof module becomes on the vehicle body 03 attached. On the outside of the roof module pointing upwards 03 are four sensor modules 04 attached, each containing at least one environment sensor, for example a lidar sensor. Through the in the sensor modules 04 built-in environment sensors is a detection of the motor vehicle 01 surrounding traffic situation realized to an autonomous or partially autonomous operation of the motor vehicle 01 to enable.

2 zeigt das Dachmodul 03 im Bereich eines Sensormoduls 04 im schematisierten Querschnitt. Das Dachmodul 03 wird zur Überdeckung des Fahrzeugdaches aus einer Dachhaut 05, die beispielsweise aus Kunststoff besteht, und einem Trägerelement 06, das beispielsweise aus Metall besteht, gebildet. Das Trägerelement 06 hat einen rechteckigen Querschnitt (siehe 1) und dient zur Befestigung des Dachmoduls 03 auf der Karosserie des Kraftfahrzeuges 01. 2 shows the roof module 03 in the area of a sensor module 04 in the schematic cross section. The roof module 03 is used to cover the vehicle roof from a roof skin 05 , which consists for example of plastic, and a carrier element 06 made of metal, for example. The carrier element 06 has a rectangular cross-section (see 1 ) and is used to attach the roof module 03 on the body of the motor vehicle 01 .

Das Sensormodul 04 umfasst ein Sensorgehäuse 07, das aus einem für elektromagnetische Signale durchlässigen Kunststoff herstellt ist. Das Sensorgehäuse 07 ist wasserdicht gekapselt und weist keinerlei Leitungsausgänge auf. Im Inneren des Sensorgehäuses 07 ist ein Umfeldsensor 08, beispielsweise ein Lidar-Sensor eingebaut. Durch geeignete Abtastung der Umgebung kann der Umfeldsensor 08 die Verkehrssituation in einem Teil der Umgebung erfassen und an die Fahrzeugsteuerung zur autonomen bzw. teilautonomen Steuerung des Kraftfahrzeuges 01 weiterleiten. Mechanisch wird das Sensorgehäuse 07 durch geeignete Verschraubung oder Verklebung auf der Oberseite der Dachhaut 05 befestigt. Alternativ oder additiv dazu kann das Sensorgehäuse 07 auch durch eine kraftschlüssige Fixierung, beispielsweise magnetisch, und/oder formschlüssige Fixierung, beispielsweise durch Verklipsen/Einrasten, an der Dachhaut 05 befestigt werden.The sensor module 04 includes a sensor housing 07 made of plastic that is permeable to electromagnetic signals. The sensor housing 07 is encased watertight and has no cable outlets. Inside the sensor housing 07 is an environment sensor 08 , for example a lidar sensor installed. By appropriately scanning the environment, the environment sensor 08 record the traffic situation in a part of the environment and transfer it to the vehicle controller for autonomous or semi-autonomous control of the motor vehicle 01 hand off. The sensor housing becomes mechanical 07 by suitable screwing or gluing on the top of the roof cladding 05 attached. As an alternative or in addition to this, the sensor housing 07 also by means of a non-positive fixing, for example magnetic, and / or positive fixing, for example by clipping / snapping into place, on the roof skin 05 attached.

Um den Umfeldsensor 08 mit elektrischer Energie zu versorgen bzw. um die Datenkommunikation des Umfeldsensors 08 mit der Fahrzeugsteuerung zu ermöglichen, ist eine drahtlose Übertragungseinrichtung zwischen dem Sensormodul 04 und dem Dachmodul 03 vorgesehen. Diese drahtlose Übertragungseinrichtung besteht aus zwei Schnittstellenelementen 09 und 10. Das erste Schnittstellenelement 09 ist in den Umfeldsensor 08 integriert und kann somit durch Montage des Umfeldsensors 08 im Sensorgehäuse 07 ohne zusätzlichen Aufwand platziert werden. Das Schnittstellelement 09 ist dabei so angeordnet, dass es auf der Innenseite des Sensorgehäuses 07 angeordnet ist. Dem Schnittstellenelement 09 gegenüberliegend ist das zweite Schnittstellenelement 10 auf der Innenseite des Dachmoduls 03 fixiert. Dazu weist das Trägerelement 06 im Bereich des Schnittstellenelements 10 einen Ausschnitt 11 auf, in den das Schnittstellenelement 10 von unten eingesteckt ist. Durch den Ausschnitt 11 wird eine unerwünschte Abschirmung der Energieübertragung bzw. der Datenübertragung durch das aus Metall hergestellte Trägerelement 06 vermieden. Die Dachhaut 05 ist aus einem für elektromagnetische Signale durchlässigen Kunststoff hergestellt. Demnach können also Daten und Energie durch die Wandungen des Sensorgehäuses 07 bzw. der Dachhaut 05, die jeweils aus Kunststoff hergestellt sind, problemlos drahtlos übertragen werden.To the environment sensor 08 to be supplied with electrical energy or for the data communication of the environment sensor 08 to enable with the vehicle control is a wireless transmission device between the sensor module 04 and the roof module 03 intended. This wireless transmission device consists of two interface elements 09 and 10 . The first interface element 09 is in the environment sensor 08 integrated and can therefore by mounting the environment sensor 08 in the sensor housing 07 can be placed without additional effort. The interface element 09 is arranged so that it is on the inside of the sensor housing 07 is arranged. The interface element 09 opposite is the second interface element 10 on the inside of the roof module 03 fixed. To this end, the carrier element 06 in the area of the interface element 10 a cutout 11 in which the interface element 10 is inserted from below. Through the neckline 11 becomes an undesirable shielding of the energy transmission or the data transmission by the carrier element made of metal 06 avoided. The roof skin 05 is made of plastic that is permeable to electromagnetic signals. Accordingly, data and energy can pass through the walls of the sensor housing 07 or the roof skin 05 , each made of plastic, can be transmitted wirelessly without any problems.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Dachmoduls 12. Auch das Dachmodul 12 verwendet das Sensormodul 04 und unterscheidet sich vom Dachmodul 03 dadurch, dass das zweite Schnittstellenelement 10 nicht im Ausschnitt 11 des Trägerelements 06 angeordnet ist, sondern unmittelbar auf der Innenseite der Dachhaut 05. Da die Dachhaut 05 aus Kunststoff hergestellt ist, wird die drahtlose Datenübertragung damit problemlos ermöglicht. 3 shows a second embodiment of a roof module 12 . Also the roof module 12 uses the sensor module 04 and differs from the roof module 03 in that the second interface element 10 not in the cutout 11 of the carrier element 06 is arranged, but directly on the inside of the roof skin 05 . As the roof skin 05 is made of plastic, wireless data transmission is thus made possible without any problems.

4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Dachmoduls 13, bei der ein Sensormodul 14 entsprechend dem Dachmodul 13 so auf der Dachhaut 05 platziert ist, dass es dem auf der Innenseite der Dachhaut 05 angeordneten Schnittstellenelement 10 unmittelbar gegenüberliegt. Das Sensormodul 14 zeichnet sich dabei dadurch aus, dass im Inneren des Sensorgehäuses 15 neben dem Umfeldsensor 16 mehrere weitere elektrische Funktionselemente, insbesondere Umfeldsensoren 17 und 18 eingebaut sind. Zur Versorgung der Umfeldsensoren 16, 17 und 18 mit elektrischer Energie bzw. zur Datenkommunikation der Umfeldsensoren 16, 17 und 18 mit der Fahrzeugsteuerung ist im Sensorgehäuse 15 ein drahtlos arbeitendes Schnittstellenelement 19 eingebaut. Dieses Schnittstellenelement 19 arbeitet mit dem Schnittstellenelement 10 zusammen und überträgt drahtlos Energie bzw. Daten. Das Schnittstellenelement 19 ist über Verteilleitungen 20 mit allen Umfeldsensoren 16, 17 und 18 im Sensorgehäuse 15 verbunden und sorgt auf diese Weise für die Verteilung der Energie bzw. Daten. 4th shows a third embodiment of a roof module 13 , for which a sensor module 14th according to the roof module 13 so on the roof skin 05 that it is placed on the inside of the roof membrane 05 arranged interface element 10 directly opposite. The sensor module 14th is characterized by the fact that inside the sensor housing 15th next to the environment sensor 16 several other electrical functional elements, in particular environment sensors 17th and 18th are built in. For supplying the environment sensors 16 , 17th and 18th with electrical energy or for data communication between the environmental sensors 16 , 17th and 18th with the vehicle control is in the sensor housing 15th a wireless interface element 19th built-in. This interface element 19th works with the interface element 10 together and wirelessly transmits energy or data. The interface element 19th is via distribution lines 20th with all environmental sensors 16 , 17th and 18th in the sensor housing 15th connected and in this way ensures the distribution of energy and data.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform 21 eines Dachmoduls. Auch das Dachmodul 21 verwendet wie das Dachmodul 03 das Sensormodul 04 und unterscheidet sich vom Dachmodul 03 dadurch, dass über dem Sensormodul 04 zusätzlich eine Abdeckung, beispielsweise eine Kunststoffhaube, angebracht ist, um das Sensormodul zusätzlich zu schützen. 5 shows another embodiment 21st of a roof module. Also the roof module 21st used like the roof module 03 the sensor module 04 and differs from the roof module 03 in that above the sensor module 04 In addition, a cover, for example a plastic hood, is attached to provide additional protection for the sensor module.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

0101: KraftfahrzeugMotor vehicle
0202: FahrzeugdachVehicle roof
0303: DachmodulRoof module
0404: SensormodulSensor module
0505: DachhautRoof skin
0606: TrägerelementSupport element
0707: SensorgehäuseSensor housing
0808: UmfeldsensorEnvironment sensor
0909: SchnittstellenelementInterface element
1010: SchnittstellenelementInterface element
1111: AusschnittCutout
1212: DachmodulRoof module
1313: DachmodulRoof module
1414th: SensormodulSensor module
1515th: SensorgehäuseSensor housing
1616: UmfeldsensorEnvironment sensor
1717th: UmfeldsensorEnvironment sensor
1818th: UmfeldsensorEnvironment sensor
1919th: SchnittstellenelementInterface element
2020th: VerteilleitungDistribution line
2121st: DachmodulRoof module
2222nd: Abdeckungcover

Claims

Roof module (03, 12, 13, 21) for forming a vehicle roof (02) on a motor vehicle (01), a sensor module (04, 14) being attached to the outside of the roof module (03, 12, 13, 21) and the Sensor module (04, 14) comprises a sensor housing (07, 15) in which at least one environment sensor (08, 16, 17, 18) is arranged, and wherein between the roof module (03, 12, 13, 21) and the sensor module ( 04, 14) a transmission device is provided with which electrical energy and / or communication data can be transmitted, characterized in that the transmission device is designed in the form of a wireless transmitter-receiver interface, with the energy and / or communication data between an interface element (10) on the inside of the roof module (03, 12, 13, 21) and an interface element (09, 19) on the inside of the sensor housing (07, 15) can be exchanged.

Roof module after Claim 1 , characterized in that the sensor housing (07, 15) is encapsulated watertight without cable outlets and the entire energy transmission and the entire data communication between the roof module (03, 12, 13, 21) and the sensor module (04, 14) with the wireless transmitter - Receiver interface is transmitted.

Roof module after Claim 1 or 2 , characterized in that an electrical power of up to 100 watts can be transmitted with the wireless transmitter-receiver interface.

Roof module according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the energy and / or the communication data between the two interface elements (09, 10, 19) of the wireless transmitter-receiver interface is / are inductively and / or inductively resonant and / or capacitively transmitted.

Roof module according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the interface element (09) of the transmitter-receiver interface arranged in the sensor housing (07, 15) is integrated in an environment sensor (08) which is arranged in the sensor housing (07).

Roof module according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the interface element (19) of the transmitter-receiver interface arranged in the sensor housing (15) is connected via distribution lines (20) to a plurality of environment sensors (16, 17, 18) arranged in the sensor housing (15).

Roof module according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the sensor housing (07, 15) is made of a material permeable to electromagnetic signals.

Roof module according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the roof module has at least one carrier element (06) for mechanical fastening of the roof module (03) on the motor vehicle (01) and a roof skin (05) forming the vehicle roof (02), the roof skin (05) being attachable to the carrier element (06).

Roof module after Claim 8 , characterized in that the roof skin (05) is made of a material permeable to electromagnetic signals, the interface element (10) provided on the inside of the roof module (03) being arranged on the inside of the roof skin (05) permeable to electromagnetic signals.

Roof module after Claim 8 , characterized in that the carrier element is made of a material permeable to electromagnetic signals, the interface element provided on the inside of the roof module being arranged on the inner side of the carrier element permeable to electromagnetic signals.

Roof module after Claim 9 or 10 , characterized in that the sensor housing (07, 15) and / or the roof skin (05) and / or the carrier element (06) is / are made of a plastic that is permeable to electromagnetic signals.

Roof module after Claim 8 , characterized in that the carrier element (06) is made of a material shielding electromagnetic signals, and wherein the interface element (10) provided on the inside of the roof module (03) is arranged on the inside of the carrier element (06) which is impermeable to electromagnetic signals, and wherein the carrier element (06) has a cutout (11) in the region of the interface element (10) through which electromagnetic signals can be transmitted.

Roof module after Claim 12 , characterized in that the carrier element (06) is made of a metallic material.

Roof module according to one of the Claims 1 to 13 , characterized in that a cover (22) is provided on the roof module (21), with which the sensor module (04) is covered.

Roof module according to one of the Claims 1 to 14th , characterized in that the environment sensor (08, 16, 17, 18) in the manner of a lidar sensor and / or in the manner of a radar sensor and / or in the manner of a camera sensor and / or in the manner of a Multi-camera sensor is formed.

Motor vehicle, comprising a roof module according to one of the Claims 1 to 15th .