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Die Erfindung betrifft eine Dachstruktur für ein Fahrzeug, umfassend eine Dachabdeckung, welche sich über einen Dachrahmen erstreckt, wobei zwischen der Dachabdeckung und dem Dachrahmen eine zu kühlende elektronische Komponente angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2012 110 584 A1 sind eine Anordnung einer Sensorvorrichtung in einem Fahrzeug und ein Verfahren zur Kühlung der Sensorvorrichtung bekannt. Um die im oberen Bereich einer Fahrzeugscheibe angeordnete Sensoreinrichtung mit einem Luftstrom zur Kühlung zu beaufschlagen, ist ein Lufteinlass oder ein Luftauslass direkt in dem Bereich des Fahrzeuges angeordnet, in welchem auch die Sensoreinrichtung positioniert ist.
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Die
DE 10 2019 122 190 A1 offenbart ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdaches mit Kühlvorrichtung. Das Dachmodul umfasst einen Umfeldsensor der unter der von einem Flächenbauteil gebildeten Dachhaut angeordnet ist. Der Umfeldsensor wird von einer Kühlvorrichtung gekühlt, die ebenfalls in das Dachmodul integriert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachstruktur anzugeben, die eine optimale Kühlung einer in die Dachstruktur enthaltenen elektronischen Komponente ermöglicht.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei der Eingangs erläuterten Dachstruktur, umfassend eine Dachabdeckung, welche sich über einen Dachrahmen erstreckt, wobei zwischen der Dachabdeckung und dem Dachrahmen eine zu kühlende elektronische Komponente angeordnet ist, ist eine Dachbedien- und Lüftungseinheit unterhalb der elektronischen Komponente an der der elektronischen Komponente abgewandten Seite des Dachrahmens positioniert und weist mindestens einen Lufteinlassbereich zum Fahrzeuginnenraum und mindestens einen Luftauslassbereich oberhalb des Dachrahmens im Bereich der elektronische Komponente auf, wobei der Lufteinlassbereich und der Luftauslassbereich über einen Luftführungskanal miteinander verbunden sind. Die konstruktive Verbindung von Dachbedieneinheit und Lüftungseinheit ermöglicht eine kosten-, gewichts- und bauraumoptimale Dachstruktur bei gleichzeitiger optimalen Kühlung der elektronischen Komponente. Somit können immer leistungsfähigere elektronische Komponenten im Dachbereich eingesetzt werden. Eine Schwächung der Dachstruktur wird durch den komplexen Aufbau von Dachbedien- und Lüftungseinheit unterbunden. Dadurch wird die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei einem Seiten- oder Dachaufprall des Fahrzeuges verbessert. Bei der elektronischen Komponente kann es sich um eine Kamera oder einen Lidar- oder Radarsensor o.ä., welche die Umgebung des Fahrzeuges aufnehmen, oder eine Antenne handeln. Aus den aufgenommenen Daten werden Funktionen zur Steuerung des Fahrzeuges abgeleitet, was insbesondere für teilautonom bzw. autonom fahrende Fahrzeuge von besonderer Bedeutung ist.
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Vorteilhafterweise sind der Luftführungskanal und/oder der Luftauslassbereich durch mindestens eine Durchgangsöffnung des Dachrahmens in einen Zwischenraum zwischen Dachrahmen und Dachabdeckung hindurchgeführt. Dies erhöht die Komplexität der Dachstruktur und vereinfacht die Montage der Dachbedien- und Lüftungseinheit an dem Dachrahmen.
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In einer Ausgestaltung ist der Lufteinlassbereich in einen Halterahmen der Dachbedieneinheit integriert. Dadurch kann auf zusätzliche Bauteile für die Lüftungseinheit verzichtet werden. Es wird eine designneutrale Integration der zusätzlichen Belüftungsfunktion in dem Fahrzeuginnenraum gewährleistet.
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In einer Variante ist der Halterahmen der Dachbedieneinheit mindestens partiell doppelwandig zur Ausbildung eines einteiligen Luftkanals, bestehend aus dem zum Fahrzeuginnenraum gerichteten Lufteinlassbereiches und/oder dem Luftführungskanal und/oder dem, dem Zwischenraum zwischen Dachrahmen und Dachabdeckung zugewandten Luftauslassbereich, ausgeführt. Eine solche Dachbedien- und Lüftungseinheit beansprucht nur wenig Bauraum, da die Belüftungseinheit in die an sich vorhandene Dachbedieneinheit integriert ist.
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In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Luftauslassbereich direkt unterhalb einem aktiven Lüfter der elektronischen Komponente angeordnet. Durch den Lüfter wird die in den Zwischenraum zwischen Dachrahmen und Dachabdeckung eintretende Luft zur besseren Kühlung der elektronischen Komponente abgesaugt. Dadurch wird die Betriebssicherheit der elektronischen Komponente verbessert, da diese vor Überhitzung zuverlässig geschützt wird.
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Es ist von Vorteil, wenn der mindestens eine Lufteinlassbereich in Querrichtung des Fahrzeuges zwischen der in den Fahrzeuginnenraum ragenden Dachbedieneinheit und einer Sonnenblende angeordnet ist. Der Lufteinlassbereich bleibt somit unverdeckt und die Luft kann ungehindert in den Lufteinlassbereich eintreten.
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In einer Alternative ist der mindestens eine Lufteinlassbereich in Fahrzeuglängsrichtung vor und/oder hinter der Dachbedieneinheit angeordnet. Dies ermöglicht ebenfalls einen ungehinderten Zutritt der Luft zu der Dachbedieneinheit. Außerdem kann der mindestens eine Lufteinlassbereich in diesem Fall größer gestaltet werden, was eine Durchtritt einer größeren Luftmasse in den Lüftungskanal erlaubt und somit eine bessere Kühlung der elektronischen Komponente ermöglicht.
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Eine noch größere Luftmenge kann der elektronischen Komponente durch die Bedieneinheit zugeführt werden, wenn der Lufteinlassbereich umlaufend um die Bedieneinheit ausgebildet ist. Dadurch wird gleichzeitig das Design der Bedien- und Lüftungseinheit im Fahrzeuginnenraum verbessert.
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Vorteilhafterweise ist der Lufteinlassbereich zum Fahrzeuginneren hin mit einer Lamellen- oder Gitterstruktur verkleidet. Dadurch wird eine optisch gefällige Integration in das Fahrzeuginnenraum-Styling gewährleistet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Dachbedien- und Lüftungseinheit einteilig ausgebildet. Dadurch werden Montageaufwand bzw. Montagezeit verkürzt, was die Kosten zur Herstellung der Dachstruktur reduziert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dachstruktur in mehreren Ansichten,
- 2 einen Schnitt A-A der Dachstruktur gemäß 1,
- 3 einen Schnitt B-B der Dachstruktur gemäß 1,
- 4 einen Schnitt C-C der Dachstruktur gemäß 1,
- 5 einen Schnitt D-D der Dachstruktur gemäß 1.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dachstruktur in mehreren Ansichten dargestellt. 1a zeigt eine Perspektivdarstellung eines Fahrzeugrahmens 1 mit der erfindungsgemäßen Dachstruktur 3, welche oberhalb und entlang einer zur Aufnahme einer Windschutzscheibe des Fahrzeuges vorgesehenen Öffnung 5 verläuft. Eine elektronische Komponente 7 ist an einem Dachrahmen 9 der Dachstruktur 3 und/oder einer Dachbeplankung 25, die den Dachrahmen 9 abdeckt, befestigt. Die elektronische Komponente 7 ist als Kamera oder Lidar- oder Radarsensor o.ä. ausgebildet, die als Umfeldsensor zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeuges dienen. Die Signale der elektronischen Komponente 7 werden vorzugsweise zur Erzeugung von Fahrerassistenzfunktionen ausgewertet und bevorzugt in teilautonomen oder autonom fahrenden Fahrzeugen eingesetzt. Unterhalb des Dachrahmens 9 ragt ein Halterahmen 11 einer Dachbedieneinheit 13 in den Fahrzeuginnenraum 15. Die Dachbedieneinheit 13 ist auf der dem Fahrzeuginnenraum 15 zugewandten Seite an dem Dachrahmen 9 fest positioniert.
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1b zeigt eine Draufsicht auf die Dachbedieneinheit 13 aus Sicht des Fahrzeuginnenraumes 15, welche zwischen zwei Sonnenblenden 17 positioniert ist. Eine Vergrößerung dieser Anordnung der Dachbedieneinheit 13 ist aus 1c ersichtlich. Die Dachbedieneinheit 13 ist an dem Halterahmen 11 befestigt, welcher die Dachbedieneinheit 13 umschließt. Auf beiden Seiten des Halterahmens 11 der Dachbedieneinheit 13, die an jeweils eine Sonnenblende 17 grenzen erstreckt sich parallel zur Querseite jeder Sonnenblende 17 in dem Halterahmen 11 ein Lufteinlassbereich 19, der in einen Luftführungskanal 21 mündet, welcher ebenfalls im Halterahmen 11 der Dachbedieneinheit 13 ausgebildet ist.
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Eine genauere Darstellung der erfindungsgemäßen Dachstruktur 3 ist in 2 dargestellt, wo ein Schnitt A-A gezeigt ist. Die elektronische Komponente 7 ist in einem Zwischenraum 23 angeordnet, welcher zwischen dem Dachrahmen 9 und der Dachbeplankung 25 ausgebildet ist. Die Dachbeplankung 25 bildet dabei die Außenhülle des Fahrzeugdachs. Der Dachrahmen 9 weist einen oberen Verlauf 9a und einen unteren Verlauf 9b auf. Auf dem oberen Verlauf 9a sitzt die elektronische Komponente 7 dachfest auf. Der untere Verlauf 9b ist mit einer Dachverkleidung 27 belegt, wobei die Sonnenblenden 17 an dem unteren Verlauf 9b, durch die Dachverkleidung 27 hindurchtauchend, befestigt sind. Die Dachbedieneinheit 13 und /oder deren Halterahmen 11 weisen eine Lüftungseinheit auf und bilden mit dieser eine integrierte Dachbedien- und Lüftungseinheit 29. Die Lüftungseinheit ist als geschlossener einstückiger Luftkanal 31 aus dem doppelwandigen Halte-rahmen 11 ausgebildet und besteht aus dem Lufteinlassbereich 19, dem Luftführungskanal 21 und einen sich an den Luftführungskanal 21 anschließenden Luftauslassbereich 33. Der Luftauslassbereich 33 greift in eine Durchgangsöffnung 35 des Dachrahmens 9 ein und endet oberhalb des Dachrahmens 9 direkt im Zwischenraum 21 unter der elektronischen Komponente 7. Vorteilhafterweise weist die elektronische Komponente 7 keine mechanische Verbindung zu dem Luftkanal 31 bzw. dem Luftauslassbereich 33 auf. Durch diesen Luftkanal 31 wird Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 15 angesaugt, die zur Kühlung der elektronischen Komponente 7 verwendet wird.
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Ein Schnitt B-B der erfindungsgemäßen Dachstruktur 3 ist in 3 dargestellt und zeigt den geschlossenen einstückigen Luftkanal 31. Der Luftauslassbereich 33 ist durch die Durchgangsöffnung 35 des als Aluminiumstrangpressprofil ausgebildeten Dachrahmens 9 geführt und endet unterhalb eines aktiven Lüfters 37 der elektronischen Komponente 7. Dadurch wird die unmittelbar durch den Luftkanal 31 einströmenden Luft im Zwischenraum 21 verteilt und somit die elektronische Komponente 7 gekühlt. Die Dachbedien- und Lüftungseinheit 29 ist einteilig oder als Zusammenbau ausgeführt und wird in einem Montageschritt mit dem Dachrahmen 9 verbunden, z.B. mit diesem verclipst. Gleichzeitig wird in diesem Montageschritt der geschlossene Luftkanal 31 und/oder der Luftauslassbereich 33 durch die Durchgangsöffnung 35 im Dachrahmen 9 hindurchgeführt.
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4 zeigt einen weiteren Schnitt C-C der erfindungsgemäßen Dachstruktur 3, aus der ersichtlich ist, dass in den Halterahmen 11 der Dachbedieneinheit 13 der geschlossene Luftkanal 31 integriert ist. Der Lufteinlassbereich 19 ist dem Fahrzeuginnenraum 15 zugewandt. Der Halterahmen 11 weist mindestens einen Vorsprung 39 auf, mittels welchem die Dachbedieneinheit 13 mit dem Halterahmen 11 verbunden wird. Die zwischen dem Dachrahmen 9 und der Dachbeplankung 25 angeordnete elektronische Komponente 7 weist einen strahlungssensitiven Bereich 41 auf, welcher einer Öffnung 43 der Dachbeplankung 25 gegenüberliegt, um die Fahrzeugumgebung abzubilden.
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Ein Schnitt D-D der erfindungsgemäßen Dachstruktur 3 ist in 5 gezeigt. Die Dachbedien- und Lüftungseinheit 29 wiederum greift mit einem Zapfen 45 in den Dachrahmen 9 ein und kann über diesen somit leicht am Dachrahmen 9 fixiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012110584 A1 [0002]
- DE 102019122190 A1 [0003]
