KR20220038155A - 지지 모듈을 포함하는 차량 루프 형성용 루프 모듈 - Google Patents

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세드릭 란그라이스.
미하엘 마일하머
유라 레호트스키
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베바스토 에스이
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Abstract

본 발명은 자동차 상에 차량 루프(roof)를 형성하기 위한 루프 모듈(01)로서, 루프 모듈(01)은 외부 표면이 차량 루프의 루프 스킨(skin)(03)을 적어도 부분적으로 형성하는 패널 컴포넌트(02); 및 차량 주변을 감지하기 위해 전자기 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 환경 센서(06,07)를 구비한다. 환경 센서(06,07)는 패널 컴포넌트(02)에 의해 형성된 루프 스킨(skin)(03) 아래에 배치되고, 적어도 2개의 하나의 환경 센서들(06))은 지지 모듈(05,18,23) 상에 공동으로 장착된다.

Description

지지 모듈을 포함하는 차량 루프 형성용 루프 모듈
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 자동차 상에 차량 루프(roof)를 형성하기 위한 루프 모듈에 관한 것이다.
일반적인 루프 모듈들은 기능적 모듈들로서 미리-제작될 수 있고 차량 조립 시 조립 라인으로 전달될 수 있기 때문에 차량 제조에 널리 사용된다. 루프 모듈은 견고한 차량 루프의 일부이거나 개방가능한 루프 서브-어셈블리의 일부일 수 있다.
자율 또는 반-자율 운행 자동차들은 자동차 제조에서 점점 더 보편화되고 있다. 차량 컨트롤러가 자율 또는 반-자율로 또는 운전자를 지원하는 방식으로 차량을 제어할 수 있도록 하기 위해서는 차량 주변을 감지하고 현재 교통 상황을 판단하는 복수의 환경 센서들이 필요하다. 이를 위해, 알려진 환경 센서들은, 레이저 빔들 또는 레이더 빔들과 같은 상응하는 전자기 신호들을 발송 및/또는 수신하고, 상응하는 신호 평가를 통해 차량 주변의 데이터 모델이 생성될 수 있다.
알려진 환경 센서는 습도 및 기류와 같은 유해한 환경 조건들로부터 환경 센서들을 보호하기 위해 적절한 센서 하우징 내에 설치된다. 이러한 센서 하우징은 환경 센서가 가능한 한 가장 높은 모니터링 위치를 제공하도록 차량 루프의 꼭대기 상에 장착된다. 센서 하우징과 함께 환경 센서를 차량 루프의 꼭대기 상에 장착하면, 공기역학적 특성과 차량의 디자인 모두에 부정적인 영향을 미치게 되는 단점이 있다. 또한, 차량 루프의 꼭대기 상에 센서 하우징을 장착하게 되면, 차량 주변을 감지하는 환경 센서의 기능을 보장하기 위해 매우 높은 정밀도가 요구된다. 따라서, 차량 루프의 꼭대기 상에 센서 하우징을 아주 정밀하게 고정하는 것은 시간과 비용이 많이 든다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 선행기술의 단점을 극복하는 새로운 루프 모듈을 제안하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1의 교시(teaching)에 따른 루프 모듈에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 실시예는 종속항들의 주제이다.
본 발명에 따른 루프 모듈의 환경 센서는 루프 스킨(skin) 아래에 설치된다. 지지 모듈은 루프 스킨 아래의 루프 모듈에 환경 센서를 부착하는 역할을 한다. 지지 모듈 상에 환경 센서를 미리-설치하면, 환경 센서의 정확한 포지셔닝을 쉽게 확보할 수 있다. 또한, 환경 센서가 그 위에 미리-설치된 지지 모듈은 루프 모듈 내에 장착되기만 하면 되기 때문에, 루프 모듈 내에 환경 센서의 설치는 상당히 단순화된다. 따라서, 루프 모듈 내의 환경 센서를 개별적으로 조정할 필요가 없다. 대신에, 지지 모듈은 루프 모듈 내에 정확히 정렬되기만 하면 된다. 오작동 시, 환경 센서가 그 위에 장착된 전체 지지 모듈은 필요한 경우 간단히 분리되어 교체될 수 있다.
바람직하게, 다수의 환경 센서들은 지지 모듈 상에 공동으로 장착될 수 있다. 지지 모듈 상에 환경 센서들을 공동으로 장착함으로써, 환경 센서들은 정의된 위치들에서 지지 모듈 상에 미리 설치될 수 있다.
지지 모듈을 설치할 때 루프 모듈에 대한 따라서, 차체에 대한 지지 모듈의 포지셔닝을 단순화하기 위해 루프 모듈 내에 지지 모듈을 고정하기 위한 고정 요소들에 조절기(adjuster)가 장착되는 것이 특히 유리하다. 이러한 종류의 조절기는 예를 들어, 직사각형 구멍들의 방식으로 지지 모듈 내에 형성될 수 있다. 조절기는 지지 모듈이 미리-고정될 때 정확한 정렬을 보장하고 고정 요소들을 작동시켜 루프 모듈 내에 고정되게 할 수 있다. 이것은 특히 지지 모듈을 교체할 때 엄청난 이점이다.
알려진 환경 센서들의 작동 중에 발생할 수 있는 배기열(exhaust heat)은 환경 센서들의 기능을 손상시킬 수 있다. 마찬가지로, 얼음과 눈의 경우와 같은 낮은 온도는 환경 센서들의 기능을 손상시킬 수 있다. 따라서, 모든 온도 범위에서 환경 센서들의 기능을 보장하기 위해 환경 센서들과 함께 지지 모듈 상에 히터 및/또는 쿨러가 설치되는 것이 특히 유리하다. 이러한 히터 및/또는 쿨러는 환경 센서들의 작동 온도를 허용가능한 온도 범위로 유지하기 위해 열 관리를 구현하는데 사용될 수 있다.
기본적으로, 임의의 유형의 가열 요소들 또는 냉각 요소들이 루프 모듈 상에 설치될 수 있다. 환경 센서들을 냉각시키고 지지 모듈을 통해 환경 센서들에 의해 방출되는 배기열을 배출하기 위해 냉각 팬 및/또는 공기 냉각 요소가 제공되는 경우 특히 간단한 아키텍처가 생성된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 히터 및/또는 쿨러는 또한 액체 요소 또는 액체 냉각 요소를 포함할 수 있다.
차량들, 특히 자율적으로 작동되는 차량들의 작동은 예를 들어, 앞서 달리는 차량 또는 뒤에서 따라오는 차량과 정보를 교환하기 위해 종종 무선 통신을 필요로 한다. 무선 신호들 또는 위치 신호들을 전송하기 위해서는 무선 통신도 필요하다. 무선 신호들의 송수신에 의한 이러한 유형의 무선 통신은 차량 내에 안테나 모듈들이 설치되어야 한다. 안테나들은 차량의 다른 부품들이 무선 신호들을 모호하게 하지 않도록 차량 상에 배치되어야 한다. 루프 모듈 내의 환경 센서들은 일반적으로 차량의 가장 높은 지점에 배치되기 때문에, 이러한 위치는 특히 안테나 모듈을 부가적으로 수용하는데 적합하다. 따라서, 바람직한 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 환경 센서들에 부가하여 지지 모듈 상에 설치된다. 이러한 안테나 모듈은 차량 외부의 송신기들과 수신기들 및 차량 내부의 송신기들과 수신기들과의 무선 통신을 수립하는데 사용될 수 있다.
운전자가 아닌 차량 컨트롤러에 의해 차량이 제어되는 자율 작동 모드에서 자동차의 작동에 대한 규정들이 종종 있으며, 이러한 작동 모드는 시그널링(signaling) 요소(ADS 라이트)에 의해 신호를 수신하도록 규정한다. 이러한 시그널링 요소는 비용을 절감하기 위해 환경 센서들을 장착하기 위해 지지 모듈 상에 설치되는 것이 특히 유리하다. 이와 같이 시그널링 요소를 차량 상에 설치하기 위한 별도의 설치 수단이 불필요하다.
상이한 컴포넌트들, 특히 환경 센서들, 히터 및/또는 쿨러, 안테나 모듈 및/또는 시그널링 요소는 기본적으로 임의의 방식으로 지지 모듈에 고정될 수 있다. 지지 모듈 상에 상이한 컴포넌트들의 정확한 상대 위치를 확보하기 위해 지지 모듈은 다수의 고정 마운트들을 구비하는 것이 유리하다. 이 경우, 환경 센서, 히터 및/또는 쿨러, 안테나 모듈 및/또는 시그널링 요소는 서로에 대해 정의된 위치에서 각각의 고정 마운트 내에 미리-설치될 수 있다. 다시 말해서, 이것은 지지 모듈에 고정될 모든 기능적 요소들이 의도된 고정 마운트들 내에 미리-설치되는 것을 의미한다.
차량에 지지 모듈을 부착하는 다양한 옵션들이 있다. 특히, 비용 효율적이고 간단한 솔루션은, 환경 센서가 그 위에 미리-설치된 지지 모듈을 차량의 루프 스킨을 형성하는 프레임 요소 또는 차체 쉘 요소 또는 패널 컴포넌트에 부착하는 것이다. 필요한 기계적 안정성은 이러한 방식으로 쉽게 얻을 수 있다. 또한, 배기열은 일반적으로 금속으로 만들어진 이러한 컴포넌트들을 통해 지지 모듈로부터 방출됨으로써, 열 관리를 개선할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 지지 모듈에 부착된 기능적 요소들, 특히 환경 센서들의 이상적인 보호를 위해, 습기로부터 보호되는 루프 모듈의 건조 섹션 내에 지지 모듈이 배치된다.
지지 모듈이 건조 섹션 내에 배치되는 경우, 예를 들어, 냉각 팬은 건조 섹션 내에서 작동할 수 없기 때문에, 발생하는 배기열은 건조 섹션으로부터 직접적으로 쉽게 배출될 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 루프 모듈은 열 전도 요소를 더 구비할 수 있다. 이러한 열 전도 요소는 지지 모듈로부터 열을 방출하고, 배기열이 쉽게 발산될 수 있는 영역 속으로 그것을 전달하는데 사용될 수 있다.
기본적으로 모든 유형의 열 전도 요소는 열 전도에 사용될 수 있다. 특히 간단하고 비용 효율적인 솔루션은 금속 시트(sheet) 부품의 방식으로 열 전도 요소를 구성하는 것이다.
특히, 예를 들어, 루프 모듈을 차체에 부착시키는 역할을 하는 지지 플레이트는, 열을 방출하기 위한 열 전도 요소로서 동시에 사용될 수 있다.
광학 기능(optical functioning) 원리를 가진 2개의 환경 센서들이 지지 모듈에 부착된 경우, 이러한 환경 센서들에 미광(stray light)이 들어가는 것은 방지되어야 한다. 그렇게 하는 간단한 방법은 미광이 환경 센서들 속으로 들어가는 것을 방지하는 미광 가리개(shade)를 지지 모듈이 구비하는 것이다.
기본적으로 모든 유형의 환경 센서들은 지지 모듈에 부착될 수 있다. 지지 모듈은, 라이다 센서 방식 및/또는 레이더 센서 방식 및/또는 카메라 센서 방식 및/또는 다중 카메라 센서 방식으로 구성된 환경 센서들에 대해 특히 큰 이점을 제공한다.
본 발명에 따른 루프 모듈은 기본적으로 승용차 및 배달 밴(delivery van) 또는 중량물 차량용 트랙터 유닛과 같은 다용도 차량 모두에 사용될 수 있다. 그것은 순전히 솔리드(solid) 루프로서 구성되거나 루프 개방 시스템이 제공되어 폐쇄가능한 루프 개구를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 루프 모듈은 바람직하게 운전자 보조 시스템에 의해 지원되는 자율 주행 또는 반-자율 주행을 가능하게 하고 차량 제조업체에 의해 차체 쉘의 꼭대기 상에 배치될 수 있는 통합된 특징들을 구비하는 구조 유닛을 형성한다.
본 발명은 또한 전술한 종류의 루프 모듈을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
본 발명의 상이한 실시예들은 도면들에 개략적으로 예시되어 있고 아래의 예로서 보다 상세하게 논의될 것이다.
도 1은 다수의 환경 센서들을 장착하기 위한 지지 모듈을 포함하는 루프 모듈의 개략적인 종단면도이다.
도 2는 도 1의 루프 모듈의 지지 모듈의 측면 사시도이다.
도 3은 도 2의 지지 모듈의 정면도이다.
도 4는 도 2의 지지 모듈의 평면도이다.
도 5는 모든 기능적 요소들이 분리된 후의 도 2의 지지 모듈의 측면 사시도이다.
도 6은 도 5의 지지 모듈의 정면도이다.
도 7은 도 5의 지지 모듈의 평면도이다.
도 8은 다수의 기능적 요소들을 고정하기 위한 지지 모듈의 제2 실시예의 측면 사시도이다.
도 9는 도 8의 지지 모듈의 측면도이다.
도 10은 도 8의 지지 모듈의 정면도이다.
도 11은 다중 기능 요소를 장착하기 위한 지지 모듈의 제3 실시예를 도시한다.
도 1은 자동차의 자율 또는 반-자율 작동을 가능하게 하기 위해 자동차의 차량 루프 상에 설치되는 루프 모듈(01)을 도시한다. 루프 모듈(01)은 그 외측 사이드가 차량의 루프 스킨(03)의 일부를 형성하는 패널 컴포넌트(02)를 포함한다. 지지 모듈(05)이 설치되는 건조 섹션(04)은 루프 모듈(01) 내부에 형성된다. 2개의 측면 환경 센서들(06)과 중간 환경 센서(07)는 지지 모듈(05) 상에 미리-설치된다. 냉각(cooling) 요소(26)는 중간 환경 센서(07) 아래에 위치된다. 냉각 요소(26)는 환경 센서(06)에 의해 생성되는 열을 흡수 및 방출하는 액체 냉각 요소를 포함한다. 예를 들어, 플라스틱으로 제조되는 커버(08)는 환경 센서(06)의 전방의 영역 내에서 루프 모듈(01) 상에 위치되고, 커버(08)는 환경 센서(06)에 의해 방출되는 레이저 빔들 또는 레이더 빔들과 같은 전자기 복사를 투과할 수 있다.
지지 모듈(05)은 고정 스크류들(28)에 의해 지지 플레이트(09) 상에 장착되며, 지지 플레이트(09)는 루프 모듈(01)의 기계적 구조의 일부이다. 이러한 방식으로, 지지 플레이트(09)는 지지 모듈(05)을 기계적으로 고정하는 역할을 한다. 또한, 지지 플레이트(09)에서, 냉각 요소(26)에 의해 흡수된 배기열은 건조 섹션(04)으로부터 습윤 섹션(10) 내의 쿨러(27)로 배출될 수 있다. 따라서, 지지 플레이트(09)는 이러한 방식으로 열 전도 요소의 역할도 한다. 지지 플레이트(09)의 열 전도 용량이 충분하지 않은 경우, 지지 플레이트(09) 상에 히트 파이프가 더 제공될 수 있다. 쿨러(27)는 습윤 섹션(10) 내에 위치되고, 배기열을 방출하기 위해 냉각 요소(12)와 상호작용하는 냉각 팬(11)을 포함한다. 냉각 팬(11)은 개구들(13)을 통해 신선한 공기를 흡입할 수 있다. 그러면, 신선한 공기는 냉각 요소(12)를 가로질러 유동할 때 가열되고 개구들(14)을 통해 배출된다.
도 2는 2개의 환경 센서들(06) 및 그들 사이에 개재된 환경 센서들(07)을 가진 지지 모듈(05)의 사시도를 도시한다. 환경 센서들(06,07)의 사전-설치는 특히 환경 센서들(06,07)의 서로에 대한 정확한 포지셔닝으로 이어진다. 또한, 전체 지지 모듈(05)은 환경 센서들(06,07)의 오작동 시 매우 빠르고 쉽게 교체될 수 있다.
도 3 및 도 4는 지지 모듈(05)과 2개의 환경 센서들(06,07)의 정면도와 평면도를 각각 도시한다.
도 5 내지 도 6은 지지 모듈(05)의 사시도, 측면도 및 평면도를 각각 도시한다. 모든 기능적 요소들, 즉 3개의 환경 센서들(06,07)은 분리된다. 환경 센서(07)는 냉각 요소(26)를 포함하는 베이스 플레이트(15)의 상부 사이드 상에 설치된다. 베이스 플레이트(15) 상에서 환경 센서(07)의 정확한 포지셔닝을 보장하는 조절 볼트들(16)은 베이스 플레이트(15)의 상부 사이드 상에 제공된다. 각각의 환경 센서(06)를 정확한 위치에 사전-설치할 수 있는 2개의 고정 마운트들(17)은 베이스 플레이트(15)의 양측 상에 제공된다.
도 8 내지 도 10은 루프 모듈 내에 설치되도록 마련되는 지지 모듈(18)의 제2 실시예를 각각 도시한다. 지지 모듈(18)은 2개의 고정 마운트들(19)을 포함하고, 각각의 고정 마운트 상에는 환경 센서가 정확한 상대 위치에 설치될 수 있다. 미광 가리개(20)는 2개의 고정 마운트들(19) 사이에 제공된다. 안테나 모듈(22)은 미광 가리개(20)의 꼭대기 상의 고정 마운트(21) 내에 고정될 수 있다.
도 9는 안테나 모듈(22)이 위로부터 고정 마운트(21) 속으로 삽입되는 상태를 도시한다.
도 10은 고정 마운트(21) 내에서 안테나 모듈(22)이 부착된 지지 모듈(18)을 도시한다. 지지 모듈(18)은 부분 단면도로 도시되어 있고, 미광 가리개(20)의 일부는 생략되어 있다.
도 11은 지지 모듈(23)의 다른 실시예를 도시한다. 지지 모듈(23)은 대체로 지지 모듈(18)에 상응한다. 안테나 모듈(24)이 미광 가리개(20) 아래의 영역 내의 수신(receving) 표면(25) 상에 인쇄된다는 점에서 전술한 실시예의 지지 모듈(18)과 상이하다. 이것은 본 실시예의 지지 모듈에는 고정 마운트(21)가 없음을 의미한다.
01...루프 모듈 02...패널 컴포넌트
03...루프 스킨 04...건조 섹션
05...지지 모듈 06...환경 센서
07...환경 센서 08...커버
09...지지 플레이트 10...습윤 섹션
11...냉각 팬 12...냉각 요소
13...개구 14...개구
15...베이스 플레이트 16...조절 볼트
17...고정 마운트 18...지지 모듈
19...고정 마운트 20...미광 가리개
21...고정 마운트 22...안테나 모듈
23...지지 모듈 24...안테나 모듈
25...수신 표면 26...냉각 요소
27...쿨러 28...고정 스크류

Claims (17)

  1. 자동차 상에 차량 루프(roof)를 형성하기 위한 루프 모듈(01)로서,
    외부 표면이 상기 차량 루프의 루프 스킨(skin)(03)을 적어도 부분적으로 형성하는 패널 컴포넌트(02);
    차량 주변을 감지하기 위해 전자기 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 환경 센서(06,07); 및
    적어도 하나의 지지 모듈(05,18,23)을 구비하고,
    상기 환경 센서(06,07)는 상기 패널 컴포넌트(02)에 의해 형성된 상기 루프 스킨(skin)(03) 아래에 배치되고,
    적어도 하나의 환경 센서(06,07)는 상기 지지 모듈(05,18,23) 상에 장착되는, 루프 모듈.
  2. 청구항 1에서,
    상기 지지 모듈 상에 적어도 2개의 환경 센서들(06,07)이 공동으로 장착되는, 루프 모듈.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 지지 모듈(05,18,23)은 상기 루프 모듈(01)에 상기 지지 모듈(05,18,23)을 고정하도록 구성된 적어도 하나의 고정 요소를 구비하고,
    상기 고정 요소는 상기 루프 모듈(01) 상에서 상기 지지 모듈(05,18,23)의 상대 위치를 조절하도록 구성된 조절기(adjuster)를 구비하는, 루프 모듈.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에서,
    적어도 일부가 상기 지지 모듈(05,18,23)에 부착된 히터 및/또는 쿨러(27)를 구비하는, 루프 모듈.
  5. 청구항 4에서,
    상기 히터 및/또는 쿨러(27)는 냉각 팬(11) 및/또는 적어도 하나의 냉각 본체(12,26)를 포함하는, 루프 모듈.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에서,
    상기 히터 및/또는 쿨러는 액체 가열 본체 또는 액체 냉각 본체를 포함하는, 루프 모듈.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에서,
    상기 지지 모듈(28,23) 상에 장착되는 안테나 모듈(22,24)을 구비하는, 루프 모듈.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에서,
    상기 지지 모듈 상에 장착되어 상기 자동차의 자율 작동 모드를 시그널링하는 시그널링 요소를 더 구비하는, 루프 모듈.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에서,
    상기 지지 모듈(05,18,23)은 상기 환경 센서(06,07) 및/또는 상기 히터 및/또는 쿨러 및/또는 상기 안테나 모듈(22) 및/또는 상기 시그널링 요소를 서로에 대해 정의된 위치에서 사전-설치하도록 구성된 고정 마운트들(17,19,21)을 더 포함하는, 루프 모듈.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에서,
    환경 센서들이 미리-설치된 상기 지지 모듈(05,18,23)은, 프레임 요소 또는 차체 쉘 요소 또는 차량의 루프 스킨을 형성하는 패널 컴포넌트 또는 지지 플레이트(09)에 부착되도록 구성된, 루프 모듈.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에서,
    상기 지지 모듈(05,18,23)은 상기 루프 모듈(01)의 건조 섹션(04) 내에 배치되고, 상기 건조 섹션은 습기로부터 보호되는, 루프 모듈.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에서,
    상기 루프 모듈(05,18,23)은 열 전도 요소를 포함하고, 상기 열 전도 요소는 상기 지지 모듈(05,18,23)로부터 열을 방출하도록 구성된, 루프 모듈.
  13. 청구항 12에서,
    상기 열 전도 요소는 금속 시트 부품의 방식으로 구성되는, 루프 모듈.
  14. 청구항 13에서,
    상기 열 전도 요소로서 작용하기 위해 지지 시트(09)의 방식으로 구성된 금속 플레이트 부분을 구비하는, 루프 모듈.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에서,
    상기 지지 모듈(18,23)은 2개의 환경 센서들 사이에서 미광 가리개(20)를 포함하는, 루프 모듈.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에서,
    상기 환경 센서(06,07)는 라이다 센서 방식 및/또는 레이더 센서 방식 및/또는 카메라 센서 방식 및/또는 멀티-카메라 센서 방식으로 구성되는, 루프 모듈.
  17. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 루프 모듈을 포함하는, 자동차.
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