WO2021228552A1 - Fahrzeugdach mit sensormodul und blendenelement - Google Patents

Fahrzeugdach mit sensormodul und blendenelement Download PDF

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WO2021228552A1
WO2021228552A1 PCT/EP2021/061126 EP2021061126W WO2021228552A1 WO 2021228552 A1 WO2021228552 A1 WO 2021228552A1 EP 2021061126 W EP2021061126 W EP 2021061126W WO 2021228552 A1 WO2021228552 A1 WO 2021228552A1
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vehicle roof
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Michael Huelsen
Freddy Geeraerds
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Webasto SE
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle roof which comprises a roof skin arrangement with at least one panel element and at least one sensor module with at least one environment sensor for detecting a vehicle environment, as well as a motor vehicle with such a vehicle roof.
  • a vehicle roof of the type mentioned in the introduction is known from practice and, in particular, is part of a passenger car.
  • This vehicle roof can comprise a support structure and a roof skin arrangement which spans the support structure, and can be designed as a roof module which can be placed as a separate component on roof pillars which are part of a vehicle body forming a vehicle shell.
  • the roof skin arrangement can have a roof opening which can be closed or opened by means of a roof opening system.
  • the roof skin arrangement can comprise a panel element which extends in the transverse direction of the roof and is assigned to a front cowl of the vehicle in question.
  • the roof skin arrangement usually extends to the roof opening.
  • the vehicle roof can also be designed as a pure fixed roof, in which the roof skin arrangement is a continuous, one-piece panel element.
  • a vehicle roof with a sensor system which has a sensor module with several surroundings sensors for detecting the surroundings of the vehicle.
  • the sensor module by means of which the vehicle environment or the vehicle environment can be recorded and analyzed, enables autonomous or partially autonomous driving of the relevant motor vehicle.
  • the sensor module is placed on the vehicle roof or the roof skin, so that it forms the highest elevation of the vehicle in question, from which the vehicle surroundings can be clearly seen.
  • the environment sensors always detect the vehicle environment without interference, their temperature must be kept within a certain range.
  • the invention is based on the object of creating a vehicle roof of the type mentioned in the introduction, in which air conditioning of the sensor module is possible without the visual appearance of the roof being impaired by air conditioning devices.
  • the invention therefore proposes a vehicle roof in which a roof skin arrangement comprises at least one panel element which at least partially covers a sensor module for detecting an environment, the panel element being delimited by an edge gap over which air, in particular cooling air, for the sensor module can flow under the screen element.
  • a roof skin arrangement comprises at least one panel element which at least partially covers a sensor module for detecting an environment, the panel element being delimited by an edge gap over which air, in particular cooling air, for the sensor module can flow under the screen element.
  • the head wind which can flow over the edge gap under the panel element and is available there as cooling air for the sensor module.
  • the edge gap which represents a transition to a further vehicle part and a ventilation slot
  • cooling devices for the sensor module which are visible from the outside of the roof, can be dispensed with.
  • the screen element does not have to be provided with cooling fins or the like only with a few cooling fins.
  • the edge gap extends in the transverse direction of the roof. In this way, cooling air can flow under the screen element over the entire length of the edge gap or only at suitable, advantageous points and be made available to the sensor module for air conditioning.
  • the roof skin comprises a front panel that extends in the transverse direction of the roof and that has a forms the front, bow-side edge of the vehicle roof and has a plurality of diaphragm segments, one of which forms the diaphragm element that covers the sensor element at least in some areas.
  • the edge gap is formed on the front edge or on a side edge of the panel element, via which the cooling air can flow under the panel element and which is arranged, for example, on the upper edge of a windshield of the vehicle in question.
  • the cooling air can flow out again preferably via edge gaps that laterally delimit the panel element relative to the longitudinal direction of the vehicle and can also lie between the panel segments of the panel, and also via an edge gap that delimits the panel element at the rear or at the rear.
  • the cooling air can therefore not accumulate under the screen element, but can flow out via the outflow gap formed in this way.
  • At least two adhesive beads and / or sealing lips and / or at least one partition and / or at least one other separating element can be provided via which the screen element is connected to a support structure.
  • the support structure is formed, for example, by a roof frame on which the roof skin arrangement is also attached.
  • the temperature control device comprises, for example, a fan and / or an air flow generator and / or a heat sink and / or a heat exchanger.
  • a wet area and a dry area are formed below the panel element.
  • the temperature control device is located in particular in the wet area, which is not visible from the outside under the panel element, whereas the sensor module is located in particular in the dry area.
  • the temperature control device and the sensor module are connected to one another via a temperature control bridge, which in a special embodiment comprises a cooling line in which a cooling medium is guided and / or so-called fleat pipes. It can also include other elements that Transferring heat / cold, e.g. B. a vehicle shell and / or a roof frame part and / or some other sheet metal part.
  • a drainage system for moisture can be provided under the screen element.
  • the environment sensor of the sensor module can be designed in many ways, use electromagnetic radiation and / or acoustic waves and include, for example, a LiDAR sensor, a radar sensor, an optical sensor such as a camera, an antenna device and / or the like.
  • the environment sensor is a LiDAR sensor, this preferably works in a wavelength range of approximately 905 nm or also of approximately 1550 nm.
  • a camera used as an environment sensor can work in the wavelength range of visible light and / or in the infrared range.
  • a preferred embodiment of the vehicle roof according to the invention is designed as a roof module.
  • a roof module forms, in an integrated manner, a component in which components are received that are required for autonomous or semi-autonomous driving of the vehicle in question.
  • the roof module in which a large number of functional elements can be integrated, is connected as a compact structural unit on the part of a vehicle manufacturer to a vehicle body or a vehicle shell, which comprises roof pillars, such as roof side pillars.
  • the vehicle roof designed as a roof module thus represents a sensor roof module or roof sensor module (RSM) which enables the vehicle in question to be driven autonomously or partially autonomously.
  • RSM roof sensor module
  • the vehicle roof according to the invention forms part of a driver assistance system, for example.
  • the vehicle roof according to the invention can be provided with a transparent fixed roof section and / or a roof opening system for a roof opening.
  • the vehicle roof according to the invention is a roof of a passenger car.
  • it can also be a roof of a commercial vehicle, which is designed, for example, as a delivery van, a bus, an autonomously driving minibus, such as a so-called people mover, or also as a truck tractor.
  • a sensor see-through area via which the environment sensor can communicate with the vehicle environment, can be formed on the panel element, which at least partially covers the sensor module.
  • the sensor see-through area which can be an integral part of the screen element or an insert of the screen element or can also be part of the sensor module, for example part of a sensor module housing, is expediently transparent to the wavelengths used by the environment sensor.
  • the sensor see-through area is designed in such a way that signals from the environment sensor can pass through which are in a wavelength range between 300 nm and 2000 nm.
  • the sensor viewing area is transparent to radar rays.
  • the invention also relates to a motor vehicle which comprises a vehicle roof of the type described above and in which the vehicle roof is preferably designed as a roof module which is connected to a vehicle shell and which is designed as a sensor roof module or roof sensor module.
  • Embodiments of a vehicle roof according to the invention are shown schematically simplified in the drawing and are explained in more detail in the following description. It shows:
  • Figure 1 is a plan view of a motor vehicle with a vehicle roof according to
  • Figure 2 is a perspective front view of a front roof section of the
  • FIG. 3 shows an enlarged illustration of area III in FIG. 2
  • FIG. 4 shows a section through the arrangement according to FIG. 3 along the line IV-IV in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a section through the arrangement according to FIG. 3 along the line V-V in FIG. 3;
  • FIG. 6 shows a section through the arrangement according to FIG. 3 along the line VI-VI in FIG. 3;
  • FIG. 7 shows a section corresponding to FIG. 5 through an alternative embodiment of a vehicle roof.
  • a motor vehicle 10 which is designed as a passenger car and is provided with a vehicle roof 12 which, based on a longitudinal central plane, comprises a roof side member 14 on both sides, which is part of a vehicle body representing a body shell. Between the roof side rails 14, the vehicle roof 12 comprises a roof module 16 which is firmly connected to the roof side rails 14 forming a shell support structure.
  • the roof module 16 comprises a roof skin 18 which is arranged on a carrier structure 20 which is a roof frame and forms an interface between the roof module 16 and the roof side rails 14.
  • the roof module 16 is designed as a sensor roof module or roof sensor module (RSM), which is equipped with devices that enable autonomous driving of the motor vehicle in question.
  • the roof module 16 has a sensor system which, at least in the two bow-side corner areas of the roof module 16, comprises a sensor module 22 which has at least one environment sensor 24 and which is fastened to the support structure 20.
  • the surroundings of the vehicle can be recorded by means of the surroundings sensors 24 in order to implement autonomous driving of the motor vehicle 10.
  • the environment sensors can be designed in a variety of ways and include, for example, a LiDAR sensor, a radar sensor, a camera, an antenna device and / or some other suitable sensor.
  • the roof skin 18 has a front panel 26 which extends between the roof side members 14 arranged on both sides and is arranged above a windshield 28. At the rear of the panel 26, the roof skin 18 forms a fixed roof with a transparent roof section 30 through which light can penetrate into the interior of the vehicle in question.
  • the front or bow-side screen 26 comprises two side screen segments 32A and 32B and a middle screen element 34 arranged between the two side screen elements 32A and 32B.
  • One of the sensor modules 22 is arranged below the screen segments 32A and 32B.
  • a further sensor module for example in the form of a camera, can be arranged under the diaphragm segment 34.
  • a continuous edge gap 36 extends along the diaphragm segments 32A, 32B and 34.
  • an edge gap 38A and 38B is formed in each case.
  • a continuous edge gap 40 is formed, which is also bordered by the fixed roof section which has the transparent roof section 30.
  • the screen segments 32A and 32B each have a wall section 42 which forms a sensor see-through area through which the respective environment sensor 24 can detect the vehicle environment.
  • the wall sections 42 are therefore transparent for the wavelengths used by the environment sensors 24, in particular for a wavelength range between 200 nm and 2000 nm. There is also transparency for radar beams.
  • the screen elements formed from the screen segments 32A and 32B are each glued to the carrier structure 20 via a line-shaped adhesive bead 44 extending in the longitudinal direction of the vehicle and a frame-like adhesive bead 46.
  • the bead of adhesive 46 delimits a drying section T all the way around, whereas between an inner, legs of the adhesive bead 46 and the adhesive bead 44 extending in the longitudinal direction of the vehicle, a wet area N is arranged.
  • the sensor module 22 with the environment sensor 24 is arranged in the dry area T.
  • a temperature control device 48 for the sensor module 22 is arranged in the wet area N and is fastened to the carrier structure 20.
  • the temperature control device 48 comprises a fan 50 and a heat sink 52 and is connected to the sensor module 22 via a temperature control bridge 54, which comprises a cooling line and / or comprises so-called heat pipes, by means of which heat can be dissipated from the sensor module 22.
  • the edge gap 36 on the bow side serves as an inflow gap through which cooling air flows under the panel segments 32A and 32B into the wet area N to the temperature control device 48 when the motor vehicle 10 is in operation.
  • the cooling air is thus used to cool the sensor module 22 via the temperature control bridge.
  • a flow path of the cooling air flowing in via the edge gap 36 in the wet area N is defined by the adhesive bead 44 and the adhesive bead 46. However, it is also conceivable to dispense with the adhesive bead 44.
  • the cooling air can then also flow out via the edge gaps 38A and 38B extending in the longitudinal direction of the vehicle.
  • FIG. 7 an alternative embodiment of a vehicle roof is shown, which largely corresponds to that according to FIGS or 32B, which is glued onto a roof rack structure 20 via adhesive beads 44 and 46 extending in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the respective sensor module 22 is provided with a temperature control device 48 which comprises a heat sink 52 and a fan 50, which are also arranged in the wet area N.
  • a temperature control device 48 which comprises a heat sink 52 and a fan 50, which are also arranged in the wet area N.
  • cooling air can flow into the wet areas N via an edge gap 36 extending in the transverse direction of the roof and adjoining the panel segments 32A and 32B, and cooling the respective sensor module 22 via the fan 50 and the heat sink 52 .
  • the cooling air can then again over the rear edge gap 40 extending in the transverse direction of the roof.
  • roof skin 20 support structure 22 sensor module 24 environment sensor 26 cover 28 windshield 30 transparent roof section

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Abstract

Es wird ein Fahrzeugdach vorgeschlagen, umfassend eine Dachhautanordnung, die mindestens ein Blendenelement umfasst, sowie mindestens ein Sensormodul (22) mit mindestens einen Umfeldsensor (24) zur Erfassung eines Fahrzeugumfelds, das zumindest bereichsweise von dem Blendenelement überdeckt ist, wobei das Blendenelement von einem Randspalt (36) begrenzt ist, über den Luft, insbesondere Kühlluft, für das Sensormodul (22) unter das Blendenelement strömt.

Description

Fahrzeugdach mit Sensormodui und Blendenelement
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach, welches eine Dachhautanordnung mit mindestens einem Blendenelement sowie mindestens ein Sensormodul mit mindestens einem Umfeldsensor zur Erfassung eines Fahrzeugumfelds umfasst, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrzeugdach.
Ein Fahrzeugdach der einleitend genannten Art ist aus der Praxis bekannt und insbesondere Bestandteil eines Personenkraftwagens. Dieses Fahrzeugdach kann eine Trägerkonstruktion und eine Dachhautanordnung umfassen, welche die Trägerkonstruktion überspannt, und als Dachmodul ausgebildet sein, welches als separates Bauteil auf Dachholme aufsetzbar ist, die Bestandteil einer einen Fahrzeugrohbau bildenden Fahrzeugkarosserie sind. Die Dachhautanordnung kann eine Dachöffnung aufweisen, die mittels eines Dachöffnungssystems geschlossen oder geöffnet werden kann. Bugseitig von der Dachöffnung kann die Dachhautanordnung ein Blendenelement umfassen, welches sich in Dachquerrichtung erstreckt und einem vorderen Windlauf des betreffenden Fahrzeugs zugeordnet ist. Die Dachhautanordnung reicht in der Regel bis an die Dachöffnung heran. Alternativ kann das Fahrzeugdach auch als reines Festdach ausgebildet sein, bei dem die Dachhautanordnung ein durchgängiges einstückiges Blendenelement ist.
Des Weiteren ist es bekannt, ein Fahrzeugdach mit einer Sensorik zu versehen, welche ein Sensormodul mit mehreren Umfeldsensoren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung aufweist. Das Sensormodul, mittels dessen die Fahrzeugumgebung bzw. das Fahrzeugumfeld erfasst und analysiert werden kann, ermöglicht ein autonomes bzw. teilautonomes Fahren des betreffenden Kraftfahrzeugs. Hierzu ist bei bisher bekannten Fahrzeugdächern das Sensormodul auf das Fahrzeugdach bzw. die Dachhaut aufgesetzt, so dass es die höchste Erhebung des betreffenden Fahrzeugs bildet, von der aus die Fahrzeugumgebung gut einsehbar ist. Um zu gewährleisten, dass die Umfeldsensoren die Fahrzeugumgebung stets störungsfrei erfassen, muss deren Temperatur in einem bestimmten Bereich gehalten werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugdach der einleitend genannten Art zu schaffen, bei dem eine Klimatisierung des Sensormoduls möglich ist, ohne dass durch Klimatisierungseinrichtungen das optische Erscheinungsbild des Daches beeinträchtigt ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung wird also ein Fahrzeugdach vorgeschlagen, bei dem eine Dachhautanordnung mindestens ein Blendenelement umfasst, das ein Sensormodul zur Erfassung eines Umfelds zumindest bereichsweise überdeckt, wobei das Blendenelement von einem Randspalt begrenzt ist, über den Luft, insbesondere Kühlluft, für das Sensormo- dul unter das Blendenelement strömen kann. Bei dem Fahrzeugdach nach der Erfindung kann also insbesondere der Fahrtwind ausgenutzt werden, der über den Randspalt unter das Blendenelement strömen kann und dort als Kühlluft für das Sensormodul zur Verfügung steht. Aufgrund des Randspalts, der einen Übergang zu einem weiteren Fahrzeugteil und einen Lüftungsschlitz darstellt, kann auf Kühleinrichtungen für das Sensormodul verzichtet werden, die von der Dachaußenseite aus sichtbar sind. Beispielsweise muss das Blendenelement nicht mit Kühlrippen oder dergleichen nur mit wenigen Kühlrippen versehen sein.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung erstreckt sich der Randspalt in Dachquerrichtung. Damit kann über die gesamte Länge des Randspalts oder nur an geeigneten, vorteilhaften Stellen Kühlluft unter das Blendenelement strömen und dem Sensormodul zur Klimatisierung zur Verfügung gestellt werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung umfasst die Dachhaut eine bugseitige, sich in Dachquerrichtung erstreckende Blende, die einen vorderen, bugseitigen Rand des Fahrzeugdachs bildet und mehrere Blendensegmente aufweist, von denen eines das Blendenelement bildet, das das Sensorelement zumindest bereichsweise überdeckt. An dem vorderen Rand oder an einem seitlichen Rand des Blendenelements ist der Randspalt ausgebildet, über den die Kühlluft unter das Blendenelement strömen kann und der beispielsweise am oberen Rand einer Windschutzscheibe des betreffenden Fahrzeugs angeordnet ist. Vorzugsweise über Randspalte, die das Blendenelement bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung seitlich begrenzen und auch zwischen den Blendensegmenten der Blende liegen können, und auch über einen das Blendenelement heckseitig bzw. hinten begrenzenden Randspalt kann die Kühlluft wieder ausströmen. Die Kühlluft kann sich damit nicht unter dem Blendenelement anstauen, sondern kann über den so ausgebildeten Ausströmspalt ausströmen.
Um einen eindeutigen Strömungsweg der Kühlluft unter dem Blendenelement definieren zu können, können mindestens zwei Kleberaupen und/oder Dichtlippen und/oder mindestens eine Trennwand und/oder mindestens ein sonstiges Trennelement vorgesehen sein, über die bzw. das das Blendenelement mit einer Trägerstruktur verbunden ist. Die Trägerstruktur ist beispielsweise von einem Dachrahmen gebildet, auf dem auch die Dachhautanordnung befestigt ist.
Zur Optimierung der Kühlung des Sensormoduls kann dieses mit einer Temperiereinrichtung verbunden sein, die im Strömungsweg der Kühlluft angeordnet ist. Die Temperiereinrichtung umfasst beispielsweise einen Lüfter und/oder einen Luftstromerzeuger und/oder einen Kühlkörper und/oder einen Wärmetauscher.
Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung ist unter dem Blendenelement ein Nassbereich und ein Trockenbereich ausgebildet. Die Temperiereinrichtung liegt insbesondere im Nassbereich, der von außen nicht erkennbar unter dem Blendenelement liegt, wohingegen das Sensormodul insbesondere in dem Trockenbereich angeordnet ist. Um die Kühlung mittels der unter das Blendenelement strömenden Kühlluft zu gewährleisten, sind die Temperiereinrichtung und das Sensormodul über eine Temperierbrücke miteinander verbunden, die bei einer speziellen Ausführungsform eine Kühlleitung, in der ein Kühlmedium geführt ist, und/oder so genannte Fleat Pipes umfasst. Es können auch weitere Elemente umfasst sein, die Wärme/Kälte übertragen, z. B. ein Fahrzeugrohbauteil und/oder ein Dachrahmenteil und/oder ein sonstiges Blechteil.
Zudem kann unter dem Blendenelement ein Ablaufsystem für Feuchtigkeit bereitgestellt sein.
Der Umfeldsensor des Sensormoduls kann in vielfältiger Weise ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung und/oder Akustikwellen nutzen und beispielsweise einen LiDAR-Sensor, einen Radarsensor, einen optischen Sensor, wie eine Kamera, eine Antenneneinrichtung und/oder dergleichen umfassen.
Wenn der Umfeldsensor ein LiDAR-Sensor ist, arbeitet dieser vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von etwa 905 nm oder auch von etwa 1550 nra. Eine als Umfeldsensor genutzte Kamera kann im Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts und/oder im Infrarotbereich arbeiten.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung ist als Dachmodul ausgebildet. Ein solches Dachmodul bildet in integrierter Weise ein Bauteil, in dem Komponenten aufgenommen sind, die zum autonomen bzw. teilautonomen Fahren des betreffenden Fahrzeugs erforderlich sind. Das Dachmodul, in dem also eine Vielzahl funktionaler Elemente integriert sein kann, wird als kompakte Baueinheit auf Seiten eines Fahrzeugherstellers mit einer Fahrzeugkarosserie bzw. einem Fahrzeugrohbau verbunden, der Dachholme, wie Dachseitenholme, umfasst. Das als Dachmodul ausgebildete Fahrzeugdach stellt somit ein Sensordachmodul bzw. Roof Sensor Module (RSM) dar, welches ein autonomes bzw. teilautonomes Fahren des betreffenden Fahrzeugs ermöglicht.
Ein Fahrzeug, das mit dem Dach nach der Erfindung ausgestattet ist und als autonom fahrendes Fahrzeug aus gebildet ist, fährt in dem autonomen Fahrmodus selbständig zumindest ohne wesentliche Eingriffe eines Fahrers. In einem teilautonomen Fahrmodus bildet das Fahrzeugdach nach der Erfindung beispielsweise einen Teil eines Fahrerassistenzsystems.
Das Fahrzeugdach nach der Erfindung kann mit einem transparenten Festdachabschnitt und/oder einem Dachöffnungssystem für eine Dachöffnung versehen sein. Insbesondere ist das Fahrzeugdach nach der Erfindung ein Dach eines Personenkraftwagens. Es kann aber auch ein Dach eines Nutzfahrzeuges sein, das beispielsweise als Lieferwagen, als Bus, als autonom fahrender Kleinbus, wie ein so genannter People Mover, oder auch als LKW-Zugmaschine ausgebildet ist.
An dem Blendenelement, das das Sensormodul zumindest bereichsweise überdeckt, kann ein Sensordurchsichtsbereich ausgebildet sein, über den der Umfeldsensor mit der Fahrzeugumgebung kommunizieren kann. Der Sensordurchsichtsbereich, der einstückiger Bestandteil des Blendenelements oder auch ein Einsatz des Blendenelements sein kann oder auch Teil des Sensormoduls, beispielsweise Teil eines Sensormodulgehäuses sein kann, ist zweckmäßigerweise für die von dem Umfeldsensor genutzten Wellenlängen transparent. Insbesondere ist der Sensordurchsichtsbereich so ausgelegt, dass Signale des Umfeldsensors durchtreten können, die in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 2000 nm liegen. Zudem ist es insbesondere auch vorteilhaft, wenn der Sensordurchsichtsbereich für Radarstrahlen durchlässig ist.
Die Erfindung hat auch ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das ein Fahrzeugdach der oben beschriebenen Art umfasst und bei dem das Fahrzeugdach vorzugsweise als Dachmodul ausgebildet ist, das mit einem Fahrzeugrohbau verbunden ist und das als Sensordachmodul bzw. Roof Sensor Module ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ausführungsbeispiele eines Fahrzeugdachs nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugdach nach der
Erfindung;
Figur 2 eine perspektivische Frontansicht eines vorderen Dachabschnitts des
Fahrzeugdaches;
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III in Figur 2; Figur 4 einen Schnitt durch die Anordnung nach Figur 3 entlang der Linie IV-IV in Figur 3;
Figur 5 einen Schnitt durch die Anordnung nach Figur 3 entlang der Linie V-V in Figur 3;
Figur 6 einen Schnitt durch die Anordnung nach Figur 3 entlang der Linie VI- VI in Figur 3; und
Figur 7 einen Figur 5 entsprechenden Schnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Fahrzeugdachs.
In den Figuren 1 bis 6 ist ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, welches als Personenkraftwagen ausgebildet ist und mit einem Fahrzeugdach 12 versehen ist, welches bezogen auf eine Dachlängsmittelebene beidseits jeweils einen Dachseitenholm 14 umfasst, der Bestandteil einer einen Rohbau darstellenden Fahrzeugkarosserie ist. Zwischen den Dachseitenholmen 14 umfasst das Fahrzeugdach 12 ein Dachmodul 16, welches fest mit den eine Rohbauträgerstruktur bildenden Dachseitenholmen 14 verbunden ist.
Das Dachmodul 16 umfasst eine Dachhaut 18, welche auf einer Träger Struktur 20 angeordnet ist, welche ein Dachrahmen ist und eine Schnittstelle des Dachmoduls 16 zu den Dachseitenholmen 14 bildet.
Das Dachmodul 16 ist als Sensordachmodul bzw. Roof Sensor Module (RSM) ausgebildet, das mit Vorrichtungen ausgestattet ist, die ein autonomes Fahren des betreffenden Kraftfahrzeuges ermöglichen. Hierzu weist das Dachmodul 16 eine Sensorik auf, die zumindest in den beiden bugseitigen Eckbereichen des Dachmoduls 16 jeweils ein Sensormodul 22 umfasst, das mindestens einen Umfeldsensor 24 aufweist und das auf der Trägerstruktur 20 befestigt ist. Mittels der Umfeldsensoren 24 kann zur Realisierung eines autonomen Fahrens des Kraftfahrzeuges 10 die Fahrzeugumgebung erfasst werden. Durch Auswerten der Messsignale der Umfeldsensoren 24 mittels einer Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges 10 ist eine jeweilige Verkehrssituation erkennbar, so dass sich das Kraftfahrzeug 10 autonom bzw. selbständig an die jeweilige Verkehrssituation anpassen und entsprechend verhalten kann. Die Umfeldsensoren können in vielfältiger Weise ausgebildet sein und beispielsweise einen LiDAR-Sensor, einen Radarsensor, eine Kamera, eine Antenneneinrichtung und/oder einen sonstigen geeigneten Sensor umfassen.
Wie insbesondere den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, weist die Dachhaut 18 eine bugseitige Blende 26 auf, die sich zwischen den beidseits angeordneten Dachseitenholmen 14 erstreckt und oberhalb einer Windschutzscheibe 28 angeordnet ist. Heckseitig von der Blende 26 bildet die Dachhaut 18 ein Festdach mit einem transparenten Dachabschnitt 30, durch den Licht in den Innenraum des betreffenden Fahrzeugs eindringen kann.
Die vordere bzw. bugseitige Blende 26 umfasst zwei seitliche Blendensegmente 32A und 32B und ein mittleres, zwischen den beiden seitlichen Blendenelementen 32A und 32B angeordnetes Blendenelement 34. Unter den Blendensegmenten 32A und 32B ist jeweils eines der Sensormodule 22 angeordnet. Unter dem Blendensegment 34 kann ein weiteres Sensormodul, beispielsweise in Form einer Kamera angeordnet sein. Am vorderen, bugseitigen Rand erstreckt sich entlang der Blendensegmente 32A, 32B und 34 ein durchgängiger Randspalt 36. Zwischen den seitlichen Blendensegmenten 32Aund 32B und dem mittleren Blendensegment 34 ist jeweils ein Randspalt 38A bzw. 38 B ausgebildet. Am heckseitigen Rand der Blendensegmente 32A, 32B und 34 ist ein durchgängige Randspalt 40 ausgebildet, an den auch der Festdachabschnitt grenzt, der den transparente Dachabschnitt 30 aufweist.
Die Blendensegmente 32A und 32B weisen jeweils einen Wandabschnitt 42 auf, der einen Sensordurchsichtsbereich bildet, durch den der jeweilige Umfeldsensor 24 die Fahrzeugumgebung erfassen kann. Die Wandabschnitte 42 sind daher für die von den Umfeldsensoren 24 genutzten Wellenlängen, insbesondere für einen Wellenlängenbereich zwischen 200 nm und 2000 nm transparent. Auch die Transparenz für Radarstrah len ist gegeben.
Die aus den Blendensegmenten 32A und 32B gebildeten Blendenelemente sind jeweils über eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, linienförmige Kleberaupe 44 und eine rahmenartige Kleberaupe 46 auf die Trägerstruktur 20 aufgeklebt. Die Kleberaupe 46 begrenzt umlaufend einen Trockenabschnitt T, wohingegen zwischen einem inneren, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Schenkel der Kleberaupe 46 und der Kleberaupe 44 ein Nassbereich N angeordnet ist.
Das Sensormodul 22 mit dem Umfeldsensor 24 ist in dem Trockenbereich T angeordnet. In dem Nassbereich N ist eine Temperiereinrichtung 48 für das Sensormodul 22 angeordnet und auf der Trägerstruktur 20 befestigt. Die Temperiereinrichtung 48 umfasst einen Lüfter 50 und einen Kühlkörper 52 und ist über eine Temperierbrücke 54, die eine Kühlleitung umfasst und/oder so genannte Heat Pipes umfasst, mittels derer Wärme von dem Sensormodul 22 abgeführt werden kann, mit dem Sensormodul 22 verbunden.
Der bugseitige Randspalt 36 dient als Einströmspalt, über den im Fährbetrieb des Kraftfahrzeuges 10 Kühlluft unter die Blendensegmente 32A und 32B in den Nassbereich N zu der Temperiereinrichtung 48 strömt. Damit dient die Kühlluft über die Temperierbrücke 54 zur Kühlung des Sensormoduls 22. Der am heckseitigen Rand der Blendensegmente 32A und 32B ausgebildete Randspalt 40 dient als Ausströmspalt, über den die Kühlluft wieder aus dem Nassbereich N ausströmen kann. Durch die Kleberaupe 44 und die Kleberaupe 46 ist ein Strömungsweg der über den Randspalt 36 einströmenden Kühlluft in dem Nassbereich N definiert. Denkbar ist es aber auch, auf die Kleberaupe 44 zu verzichten. Dann kann die Kühlluft auch über die sich in Fahr zeuglängsrichtung erstreckenden Randspalte 38A und 38B ausströmen.
In Figur 7 ist eine alternative Ausführungsform eines Fahrzeugdaches dargestellt, die weitgehend demjenigen nach den Figuren 1 bis 6 entspricht, sich von diesem aber dadurch unterscheidet, dass die Sensonnodule 22 mit den Umfeldsensoren 24 jeweils in einem Nassbereich N angeordnet sind, der unter einem Blendensegment 32A bzw. 32B angeordnet ist, das über sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Kleberaupen 44 und 46 auf eine Dachträgerstruktur 20 aufgeklebt ist. Das jeweilige Sensormodul 22 ist mit einer Temperiereinrichtung 48 versehen, welche einen Kühlkörper 52 und einen Lüfter 50 umfasst, die ebenfalls in dem Nassbereich N angeordnet sind. Wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 6 kann über einen bugseitigen sich in Dachquerrichtung erstreckenden Randspalt 36, der an die Blendensegmente 32A und 32B grenzt, Kühlluft in die Nassbereiche N einströmen und über den Lüfter 50 und den Kühlkörper 52 das jeweilige Sensormodul 22 kühlen. Die Kühlluft kann dann wieder über den heckseitigen, sich in Dachquerrichtung erstreckenden Randspalt 40 ausströ men.
Im Übrigen entspricht das Fahrzeugdach nach Figur 7 demjenigen nach den Figuren 1 bis 6, weswegen zur Vermeidung von Wiederholungen auf die diesbezügliche Be- Schreibung verwiesen wird.
Bezugszeichenliste
10 Kraftfahrzeug
12 Fahrzeugdach
14 Dachseitenholm 16 Dachmodul
18 Dachhaut 20 Träger Struktur 22 Sensormodul 24 Umfeldsensor 26 Blende 28 W indschutzscheibe 30 transparenter Dachabschnitt
32A, B Blendensegment 34 Blendensegment 36 Randspalt
38A, B Randspalt 40 Randspalt 42 Wandabschnitt 44 Kleberaupe 46 Kleberaupe
48 Temperiereinrichtung 50 Lüfter 52 Kühlkörper 54 Temperierbrücke N Nassbereich T Trockenbereich

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugdach, umfassend eine Dachhautanordnung, die mindestens ein Blendenelement umfasst, sowie mindestens ein Sensormodul (22) mit mindestens einen Umfeldsensor (24) zur Erfassung eines Fahrzeugumfelds, das zumindest bereichsweise von dem Blendenelement überdeckt ist, wobei das Blendenelement von einem Randspalt (36) begrenzt ist, über den Luft, insbesondere Kühlluft, für das Sensormodul (22) unter das Blendenelement strömt.
2. Fahrzeugdach nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Randspalt (36) in Dachquerrichtung erstreckt.
3. Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement einen bugseitigen Rand oder einen heckseitigen Rand des Fahrzeugdachs definiert.
4. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachhautanordnung eine bugseitige oder heckseitige, sich in Dachquerrichtung erstreckende Blende (26) umfasst, die mehrere Blendensegmente (32 A, 32B, 34) aufweist, von denen eines das Blendenelement bildet, das das Sensormodul (22) zumindest bereichsweise überdeckt.
5. Fahrzeugdach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Blendensegmenten (32A, 32B, 34) jeweils ein Ein- und/oder Ausströmspalt für die Luft ausgebildet ist.
6. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsweg der Luft unter dem Blendenelement durch mindestens zwei Klebe raupen (44, 46) und/oder Dichtlippen und/oder mindestens eine Trennwand und/oder ein sonstiges Trennelement definiert ist, über die bzw. das das Blendenelement mit einer Träger Struktur verbunden ist.
7. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Sensormodul (22) mit einer Temperiereinrichtung (48) verbunden ist, die im Strö mungsweg der Luft angeordnet ist.
8. Fahrzeugdach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (48) in einem Nassbereich (N) angeordnet ist und das Sensormodul (22) in einem Trockenbereich (T) angeordnet ist und dass die Temperiereinrichtung (48) und das Sensormodul (22) über eine Temperierbrücke (54) miteinander verbunden sind.
9. Fahrzeugdach nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierbrücke (54) eine Kühlleitung und/oder eine Heat Pipe und/oder ein Fahrzeugrohbauele- ment und/oder ein Dachrahmenelement umfasst.
10. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (48) einen Lüfter (50) und/oder einen Strömungserzeuger umfasst.
11. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (48) einen Kühlkörper (52) umfasst.
12. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Dachmodul ist.
13. Kraftfahrzeug, umfassend ein Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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