WO2022069476A1 - Fahrzeugdach mit dachhautanordnung und sensormodul - Google Patents

Fahrzeugdach mit dachhautanordnung und sensormodul Download PDF

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WO2022069476A1
WO2022069476A1 PCT/EP2021/076663 EP2021076663W WO2022069476A1 WO 2022069476 A1 WO2022069476 A1 WO 2022069476A1 EP 2021076663 W EP2021076663 W EP 2021076663W WO 2022069476 A1 WO2022069476 A1 WO 2022069476A1
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Michael Respondek
Dirk Legler
Sascha Dietrich
Johannes Thannheimer
Thomas Columbus
Andrea Kramer
Michael Deppe
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    • B62D25/06—Fixed roofs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar

Definitions

  • the invention relates to a vehicle roof, in particular a vehicle roof for a passenger car, comprising the features of the preamble of patent claim 1.
  • Such a vehicle roof is known from practice and can be designed as a roof module that can be placed as a separate component on a vehicle body of a passenger car that forms a vehicle shell.
  • the vehicle body comprises roof struts, which represent a carrier device for the roof module on the vehicle shell.
  • the vehicle roof includes a roof skin assembly that is arranged over a roof substructure that forms an interface with the roof rails.
  • the roof skin arrangement can be made transparent, at least in sections, so that a panoramic roof is realized.
  • the vehicle roof can be provided with a roof opening system in which a roof opening can be selectively opened or closed by means of an adjustable cover element. In this case, the roof skin arrangement extends as far as the roof opening.
  • the known vehicle roof has a sensor module which has an environment sensor for detecting the vehicle environment.
  • the surroundings of the vehicle can therefore be monitored by means of the surroundings sensor.
  • the environment sensor is arranged in a sensor housing that has a sensor viewing window, via which the environment sensor can communicate with the vehicle environment.
  • the sensor module is placed on the roof skin arrangement in such a way that it forms the highest elevation of the vehicle.
  • the attached sensor module leads to a vehicle appearance that usually does not meet customer requirements.
  • the invention is therefore based on the object of creating a vehicle roof of the type mentioned in the introduction, in which the sensor module with the surroundings sensor is integrated into the roof structure in a way that appears optically positive.
  • the invention therefore proposes a vehicle roof that includes a roof skin arrangement, a roof substructure that is arranged under the roof skin arrangement, and at least one sensor module with at least one surroundings sensor for detecting the surroundings of the vehicle, which is arranged in a sensor housing that has a sensor viewing window.
  • the roof skin arrangement has a sensor cutout, which receives the sensor housing in a circumferentially sealed manner, so that the sensor viewing window forms an outer visible roof surface.
  • the sensor housing of the sensor module is thus inserted into the sensor cutout of the roof skin arrangement in such a way that no moisture and no dirt can penetrate from the outside under the roof skin arrangement at the edge of the sensor housing.
  • the sensor housing with its sensor viewing window directly forms an outer visible roof surface or, in the broadest sense, a roof skin section.
  • a separate panel or a special adaptation of the roof skin arrangement to the specification of the surroundings sensor to form a sensor see-through area is not required. There is thus the possibility of designing the roof skin arrangement independently of the surroundings sensor in terms of material.
  • the environment sensor of the sensor module can be designed in a variety of 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 and/or the like.
  • the environment sensor is a LiDAR sensor, it preferably works in a wavelength range of around 905 nm or also around 1550 nm.
  • a camera used as an environment sensor can work in the wavelength range of visible light and/or in the infrared range.
  • the roof substructure can form the interface between the vehicle roof and a vehicle shell and in particular can include a roof frame.
  • the roof skin arrangement can be fastened to the roof frame.
  • the sensor module can be attached to the roof substructure or to the roof frame.
  • a sealing arrangement is arranged between the sensor housing and the roof skin arrangement, which follows an edge of the sensor cutout all around.
  • the sealing arrangement is preferably made in one piece.
  • the sealing arrangement In order for the sealing arrangement to be captively accommodated by the vehicle roof, it is expediently fastened to the roof skin arrangement and/or the sensor housing.
  • the sealing arrangement comprises a so-called H-seal, which accommodates an edge of the roof skin arrangement that delimits the sensor cutout.
  • the Fl seal which by definition has two sealing grooves separated from one another by a web, can accommodate an edge or a lip of a fastening element of the sensor housing.
  • the fastening element can be a separate component which is connected to the sensor housing, or it can also be formed in one piece on the sensor housing.
  • the sensor housing is preferably attached to the roof skin arrangement via a connecting element.
  • the connecting element can be the component which engages in the sealing arrangement designed in particular as an H-seal.
  • the roof skin arrangement can have a collar that delimits the sensor cutout.
  • the collar forms a short tubular section into which the sensor housing of the surroundings sensor or the sensor module is inserted.
  • the connecting element serves to align the sensor housing with respect to the roof skin arrangement can be connected to the federal government.
  • the sensor module with the environment sensor is preferably mounted on the roof substructure, which can include a roof frame.
  • the roof substructure In the assembled position, the roof substructure has a defined orientation in relation to the vehicle shell.
  • a special embodiment of the vehicle roof according to the invention therefore includes an adjustment device for aligning the sensor module with respect to the roof substructure.
  • a preferred embodiment of the roof according to the invention is designed as a roof module.
  • a roof module forms a component in which components are accommodated that are necessary 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 by a vehicle manufacturer to a vehicle body or a vehicle shell that includes roof rails, such as roof side rails and roof cross rails.
  • the vehicle roof designed as a roof module thus represents a sensor roof module or Roof Sensor Module (RSM), which enables autonomous or semi-autonomous driving of the vehicle in question.
  • RSM Roof Sensor Module
  • the vehicle which is equipped with the vehicle roof according to the invention and is designed as an autonomously driving vehicle, drives independently in the autonomous driving mode, at least without significant intervention by a driver.
  • the roof according to the invention forms part of a driver assistance system, for example.
  • the vehicle roof according to the invention may be provided with a transparent fixed roof section which is part of the roof skin assembly and/or a roof opening system for a roof opening which may be delimited by an edge of the roof skin assembly.
  • 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, as a bus, as an autonomously driving minibus, such as a so-called people mover, or as a truck tractor.
  • the vehicle roof can have a roof skin arrangement which is designed in one piece or in several pieces and which at least partially overlaps the sensor module or the housing of the surroundings sensor.
  • the sensor viewing window of the sensor housing is of course made from a material that is transparent to the wavelengths used by the surroundings sensor.
  • the sensor viewing window is designed in such a way that signals from the surroundings sensor that are in a wavelength range between 300 nm and 2000 nm can pass through. If the environment sensor is designed as a radar sensor, the sensor viewing window is transparent to radar beams.
  • the invention also relates to a motor vehicle that includes a vehicle roof of the type described above and in which a vehicle shell in particular can be provided with a roof module that is designed as a roof sensor module.
  • Embodiments of a motor vehicle with 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:
  • FIG. 1 shows a plan view of a motor vehicle with a vehicle roof according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through the vehicle roof according to FIG. 1 along the line II-II in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a section corresponding to FIG. 2 through a second embodiment of a vehicle roof
  • FIG. 4 also shows a section corresponding to FIG. 2 through a third embodiment of a vehicle roof
  • FIG. 5 also shows a section corresponding to FIG. 2 through a fourth alternative embodiment of a vehicle roof.
  • the drawing shows a motor vehicle 10, which is designed as a passenger car and has a vehicle roof 12, which includes a roof side rail 14 on both sides relative to a longitudinal center plane of the roof, which is part of a vehicle body shell. Between the roof side rails 14, the vehicle roof 12 includes a roof module 16, which is firmly connected to the roof side rails 14 forming a body shell support structure.
  • the roof module 16 comprises a one-part or multi-part roof skin arrangement 18 which forms a transparent roof section 20 in a central region through which light can enter a vehicle interior.
  • the roof skin arrangement 18 is attached to a peripheral roof frame 22, which is part of a roof substructure of the roof module 16 and forms an interface of the roof module 16 to the vehicle body.
  • the roof module 16 is designed as a roof sensor module (RSM), which is equipped with devices that allow the motor vehicle 10 to drive autonomously.
  • the roof module 16 has a sensor system that includes a sensor module 24 in each of the four corner regions of the roof module 16, which is provided with at least one surroundings sensor 26, by means of which the surroundings of the vehicle can be detected in order to implement autonomous driving of the motor vehicle 10.
  • a respective traffic situation can be determined by evaluating the measurement signals of environment sensors 26 by means of a control device of motor vehicle 10, so that motor vehicle 10 can adapt autonomously or independently to the respective traffic situation and behave accordingly.
  • the environmental sensors 26 are, as can be seen in FIG Vehicle environment can communicate and the material for the wavelengths used by the environment sensor 26 is transparent.
  • Surroundings sensors 26 can be designed in a variety of ways and can include, for example, a LiDAR sensor, a radar sensor, a camera, an antenna device and/or another suitable sensor.
  • the sensor modules 24 are each fastened to the roof frame 22 via a carrier device 32 embodied, for example, as a carrier plate.
  • the carrier device 32 can be provided with an adjustment device for fine adjustment of the surroundings sensor 26 relative to the roof frame 22 in the assembly position.
  • the roof skin arrangement 18 comprises a sensor cutout 34 for each of the sensor modules 24, which receives the sensor housing 28 in a circumferentially sealed manner, so that the sensor viewing window 30 forms an outer visible roof surface.
  • the sensor viewing window 30 merges at least essentially flush with the outer surface of the roof skin arrangement 18 .
  • a sealing arrangement 36 is arranged between the sensor housing 28 and the roof skin arrangement 18 and follows an edge of the sensor cutout 34 all around. The sealing arrangement 36 is connected to the sensor housing 28 with a press fit.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a vehicle roof according to the invention, which essentially corresponds to that according to FIGS has a greater curvature than the adjoining areas of the roof skin arrangement 18, so that the sensor housing 28 projects beyond the roof skin arrangement 18.
  • a sensor viewing window is particularly suitable when using a rotating PUK sensor or the like as environment sensor 26.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a vehicle roof according to the invention, which in turn largely corresponds to that according to FIGS. 1 and 2, but differs from this in that it has a so-called H-seal as the sealing arrangement 36′, i.e. a seal which consists of a profile whose cross-section has an H-shape.
  • a seal groove of the H-seal receives an edge of the headliner assembly 18 .
  • a second seal groove of the H-seal receives a peripheral lip 38 of a fastener 40 which is fixed to the sensor housing 28 and may be formed from one or more L-profiles.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a vehicle roof, which largely corresponds to that according to FIGS is bounded by a collar 42 formed integrally with the roof skin assembly 18 .
  • a sealing arrangement 36" formed from an elastomeric seal, which is connected with a press fit to the collar 42 of the roof skin arrangement 18 and the sensor housing 28.
  • a connecting element 44 is arranged in the roof skin arrangement 18, which can be formed from brackets or a retaining profile running around the sensor housing 28.
  • the sealing arrangement can also include a sealing element between the roof skin arrangement or the edge and the connecting element.

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Abstract

Es wird ein Fahrzeugdach vorgeschlagen, umfassend eine Dachhautanordnung (18), eine Dachunterkonstruktion, die unter der Dachhautanordnung (18) angeordnet ist, sowie mindestens ein Sensormodul (24) mit mindestens einem Umfeldsensor (26) zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung, der in einem Sensorgehäuse (28) angeordnet ist, das ein Sensorsichtfenster (30) aufweist. Die Dachhautanordnung (18) weist einen Sensorausschnitt (34) auf, der das Sensorgehäuse (28) umlaufend dichtend aufnimmt, so dass das Sensorsichtfenster (30) eine äußere Dachsichtfläche bildet.

Description

Fahrzeugdach mit Dachhautanordnung und Sensormodul
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach, insbesondere ein Fahrzeugdach für einen Personenkraftwagen, umfassend die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Fahrzeugdach ist aus der Praxis bekannt und kann als Dachmodul ausgebildet sein, das als separates Bauteil auf eine einen Fahrzeugrohbau bildende Fahrzeugkarosserie eines Personenkraftwagens aufsetzbar ist. Die Fahrzeugkarosserie umfasst hierzu Dachholme, welche eine fahrzeugrohbauseitige Trägereinrichtung für das Dachmodul darstellen. Als äußere Sichtfläche umfasst das Fahrzeugdach eine Dachhautanordnung, die über einer Dachunterkonstruktion angeordnet ist, die eine Schnittstelle zu den Dachholmen bildet. Die Dachhautanordnung kann zumindest abschnittsweise transparent ausgeführt sein, so dass ein Panoramadach realisiert ist. Zudem kann das Fahrzeugdach mit einem Dachöffnungssystem versehen sein, bei dem mittels eines verstellbaren Deckelelements eine Dachöffnung wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann. Die Dachhautanordnung reicht in diesem Falle bis an die Dachöffnung heran. Um ein autonomes bzw. teilautonomes Fahren des betreffenden Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, weist das bekannte Fahrzeugdach ein Sensormodul auf, welches einen Umfeldsensor zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung aufweist. Mittels des Umfeldsensors kann also die Fahrzeugumgebung überwacht werden. Der Umfeldsensor ist in einem Sensorgehäuse angeordnet, das ein Sensorsichtfenster aufweist, über das der Umfeldsensor mit der Fahrzeugumgebung kommunizieren kann. Das Sensormodul ist bei bisherigen Fahrzeugdächern so auf die Dachhautanordnung aufgesetzt, dass es die höchste Erhebung des Fahrzeugs bildet. Das aufgesetzte Sensormodul führt aber zu einem Fahrzeugerscheinungsbild, das in der Regel den Kundenanforderungen nicht genügt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugdach der einleitend genannten Gattung zu schaffen, bei dem das Sensormodul mit dem Umfeldsensor in optisch positiv anmutender Weise in den Dachaufbau integriert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung wird also ein Fahrzeugdach vorgeschlagen, das eine Dachhautanordnung, eine Dachunterkonstruktion, die unter der Dachhautanordnung angeordnet ist, sowie mindestens ein Sensormodul mit mindestens einem Umfeldsensor zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung umfasst, der in einem Sensorgehäuse angeordnet ist, das ein Sensorsichtfenster aufweist. Die Dachhautanordnung weist einen Sensorausschnitt auf, der das Sensorgehäuse umlaufend dichtend aufnimmt, so dass das Sensorsichtfenster eine äußere Dachsichtfläche bildet. Das Sensorgehäuse des Sensormoduls ist also in den Sensorausschnitt der Dachhautanordnung eingesteckt, und zwar derart, dass am Rand des Sensorgehäuses keine Feuchtigkeit und kein Schmutz von außen unter die Dachhautanordnung eindringen kann. Das Sensorgehäuse bildet hierbei mit seinem Sensorsichtfenster in direkter Weise eine äußere Dachsichtfläche bzw. im weitesten Sinne einen Dachhautabschnitt. Eine separate Blende bzw. eine spezielle Anpassung der Dachhautanordnung an die Spezifikation des Umfeldsensors zur Ausbildung eines Sensordurchsichtsbereichs ist nicht erforderlich. Es besteht damit die Möglichkeit, die Dachhautanordnung hinsichtlich Material unabhängig von dem Umfeldsensor auszulegen.
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, 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 nm. Eine als Umfeldsensor genutzte Kamera kann im Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts und/oder im Infrarotbereich arbeiten. Die Dachunterkonstruktion kann die Schnittstelle des Fahrzeugdachs zu einem Fahrzeugrohbau bilden und insbesondere einen Dachrahmen umfassen. An dem Dachrahmen kann die Dachhautanordnung befestigt sein. Auf der Dachunterkonstruktion bzw. auf dem Dachrahmen kann das Sensormodul befestigt sein.
Um zu gewährleisten, dass das Sensorgehäuse dichtend in dem Sensorausschnitt der Dachhautanordnung aufgenommen ist, ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung zwischen dem Sensorgehäuse und der Dachhautanordnung eine Dichtanordnung angeordnet, die einem Rand des Sensorausschnitts umlaufend folgt. Die Dichtanordnung ist vorzugsweise einteilig ausgefiihrt.
Damit die Dichtanordnung verliersicher von dem Fahrzeugdach aufgenommen ist, ist sie zweckmäßigerweise an der Dachhautanordnung und/oder dem Sensorgehäuse befestigt.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung umfasst die Dichtanordnung eine so genannte H-Dichtung, der einen Rand der Dachhautanordnung, der den Sensorausschnitt begrenzt, aufnimmt. Des Weiteren kann die Fl- Dichtung, die definitionsgemäß zwei durch einen Steg voneinander getrennte Dichtungsnuten hat, einen Rand bzw. eine Lippe eines Befestigungselements des Sensorgehäuses aufnehmen. Das Befestigungselement kann ein separates Bauteil sein, das mit dem Sensorgehäuse verbunden ist, oder auch einstückig an dem Sensorgehäuse ausgebildet sein.
Um das Sensorgehäuse positionsgenau und stabil gegenüber der Dachhautanordnung bzw. der Dachunterkonstruktion anordnen zu können, ist das Sensorgehäuse vorzugsweise über ein Verbindungselement an der Dachhautanordnung befestigt. Das Verbindungselement kann das Bauelement sein, welches in die insbesondere als H-Dichtung ausgelegte Dichtanordnung eingreift.
Um die Anbindung des Sensormoduls an die Dachhautanordnung zu stabilisieren, kann die Dachhautanordnung einen Bund aufweisen, der den Sensorausschnitt begrenzt. Der Bund bildet einen kurzen rohrartigen Abschnitt aus, in den das Sensorgehäuse des Umfeldsensors bzw. des Sensormoduls eingesteckt ist. Das Verbindungselement, das zur Ausrichtung des Sensorgehäuses gegenüber der Dachhautanordnung dient, kann mit dem Bund verbunden sein.
Zur stabilen Anordnung des Sensormoduls gegenüber dem Fahrzeugaufbau ist das Sensormodul mit dem Umfeldsensor vorzugsweise auf der Dachunterkonstruktion gelagert, welche einen Dachrahmen umfassen kann. Die Dachunterkonstruktion hat in Montagestellung eine definierte Ausrichtung gegenüber dem Fahrzeugrohbau.
In der Montagestellung kann es erforderlich sein, das Sensormodul nachträglich exakt einzustellen. Eine spezielle Ausfuhrungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung umfasst daher eine Einstelleinrichtung zum Ausrichten des Sensormoduls gegenüber der Dachunterkonstruktion.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Dachs 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 und Dachquerholme, 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.
Das Fahrzeug, das mit dem Fahrzeugdach nach der Erfindung ausgestattet ist und als autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildet ist, fährt in dem autonomen Fahrmodus selbständig zumindest ohne wesentliche Eingriffe eines Fahrers. In einem teilautonomen Fahrmodus bildet das Dach nach der Erfindung beispielsweise einen Teil eines F ahrerassistenzsystems.
Das Fahrzeugdach nach der Erfindung kann mit einem transparenten Festdachabschnitt, der Teil der Dachhautanordnung ist, und/oder einem Dachöffnungssystem für eine Dachöffnung versehen sein, welche von einem Rand der Dachhautanordnung begrenzt sein kann. 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.
Des Weiteren kann das Fahrzeugdach nach der Erfindung eine Dachhautanordnung aufweisen, die einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist und die das Sensormodul bzw. das Gehäuse des Umfeldsensors zumindest teilweise übergreift.
Das Sensorsichtfenster des Sensorgehäuses ist selbstverständlich aus einem Werkstoff gefertigt, der für die von dem Umfeldsensor genutzten Wellenlängen transparent ist. Insbesondere ist das Sensorsichtfenster so ausgelegt, dass Signale des Umfeldsensors durchtreten können, die in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 2000 nm liegen. Bei Ausbildung des Umfeldsensors als Radarsensor ist das Sensorsichtfenster für Radarstrahlen durchlässig.
Die Erfindung hat auch ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das ein Fahrzeugdach der vorstehend beschriebenen Art umfasst und bei dem also insbesondere ein Fahrzeugrohbau mit einem Dachmodul versehen sein kann, 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 Kraftfahrzeuges mit einem Fahrzeugdach 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 einen Schnitt durch das Fahrzeugdach nach Figur 1 entlang der Linie II-II in Figur 1;
Figur 3 einen Figur 2 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Fahrzeugdachs; Figur 4 ebenfalls einen Figur 2 entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Fahrzeugdachs; und
Figur 5 ebenfalls einen Figur 2 entsprechenden Schnitt durch eine vierte alternative Ausführungsform eines Fahrzeugdachs.
In der Zeichnung ist ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das als Personenkraftwagen ausgebildet ist und ein Fahrzeugdach 12 aufweist, welches bezogen auf eine Dach- längsmittelebene 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 dem eine Rohbauträgerstruktur bildenden Dachseitenholmen 14 verbunden ist.
Das Dachmodul 16 umfasst eine ein- oder mehrteilige Dachhautanordnung 18, welche in einem zentralen Bereich einen transparenten Dachabschnitt 20 ausbildet, durch den Licht in einen Fahrzeuginnenraum eintreten kann. Die Dachhautanordnung 18 ist an einem umlaufenden Dachrahmen 22 befestigt, der Bestandteil einer Dachunterkonstruktion des Dachmoduls 16 ist und eine Schnittstelle des Dachmoduls 16 zu der Fahrzeugkarosserie bildet.
Das Dachmodul 16 ist als Sensordachmodul bzw. Roof Sensor Module (RSM) ausgebildet, welches mit Vorrichtungen ausgestattet ist, die ein autonomes Fahren des Kraftfahrzeuges 10 ermöglichen. Hierzu weist das Dachmodul 16 eine Sensorik auf, die zumindest in den vier Eckbereichen des Dachmoduls 16 jeweils ein Sensormodul 24 umfasst, das mit mindestens einem Umfeldsensor 26 versehen ist, mittels dessen zur Realisierung eines autonomen Fahrens des Kraftfahrzeugs 10 die Fahrzeugumgebung erfasst werden kann. Durch Auswerten der Messsignale der Umfeldsensoren 26 mittels einer Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges 10 ist eine jeweilige Verkehrssituation ermittelbar, so dass sich das Kraftfahrzeug 10 autonom bzw. selbständig an die jeweilige Verkehrssituation anpassen und entsprechend verhalten kann.
Die Umfeldsensoren 26 sind, wie Figur 2 stellvertretend für alle Sensormodule 24 zu entnehmen ist, jeweils in einem Sensorgehäuse 28 aufgenommen, welches mit einem Sensorsichtfenster 30 versehen ist, über das der betreffende Umfeldsensor 26 mit der Fahrzeugumgebung kommunizieren kann und dessen Werkstoff für die von dem Umfeldsensor 26 genutzten Wellenlängen transparent ist.
Die Umfeldsensoren 26 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 des weiteren Figur 2 zu entnehmen ist, sind die Sensormodule 24 jeweils über eine beispielsweise als Trägerplatte ausgebildete Trägereinrichtung 32 auf dem Dachrahmen 22 befestigt. Die Trägereinrichtung 32 kann zur Feinjustierung des Umfeldsensors 26 gegenüber dem Dachrahmen 22 in der Montagestellung mit einer Einstelleinrichtung versehen sein.
Die Dachhautanordnung 18 umfasst für die Sensormodule 24 jeweils einen Sensorausschnitt 34, der das Sensorgehäuse 28 umlaufend dichtend aufnimmt, so dass das Sensorsichtfenster 30 eine äußere Dachsichtfläche bildet. Das Sensorsichtfenster 30 geht zumindest im Wesentlichen flächenbündig in die Außenfläche der Dachhautanordnung 18 über. Zwischen dem Sensorgehäuse 28 und der Dachhautanordnung 18 ist eine Dichtanordnung 36 angeordnet, welche einem Rand des Sensorausschnitts 34 umlaufend folgt. Die Dichtanordnung 36 ist im Presssitz mit dem Sensorgehäuse 28 verbunden.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Fahrzeugdachs nach der Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen derjenigen nach den Figuren 1 und 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie ein Sensorgehäuse 28 aufweist, welches mit einem Sensorsichtfenster 30 versehen ist, das eine stärkere Wölbung hat als die angrenzenden Bereiche der Dachhautanordnung 18, so dass das Sensorgehäuse 28 über die Dachhautanordnung 18 vorsteht. Ein solches Sensorsichtfenster eignet sich insbesondere bei Nutzung eines rotierenden PUK-Sensors oder dergleichen als Umfeldsensor 26.
Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Figur 3 derjenigen nach den Figuren 1 und 2, weswegen auf die diesbezüglichen obigen Ausführungen verwiesen wird. In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Fahrzeugdachs nach der Erfindung dargestellt, die wiederum weitgehend derjenigen nach den Figuren 1 und 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie als Dichtanordnung 36' eine so genannte H-Dichtung aufweist, also eine Dichtung aufweist, die aus einem Profil besteht, dessen Querschnitt eine H-Form hat. Eine Dichtungsnut der H-Dichtung nimmt einen Rand der Dachhautanordnung 18 auf. Eine zweite Dichtungsnut der H-Dichtung nimmt eine umlaufende Lippe 38 eines Verbindungselements 40 auf, welches an dem Sensorgehäuse 28 befestigt ist und von einem oder mehreren L-Profilen gebildet sein kann.
Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Figur 4 derjenigen nach Figuren 1 und 2.
In Figur 5 ist eine weitere Ausfuhrungsform eines Fahrzeugdachs dargestellt, die weitgehend derjenigen nach den Figuren 1 und 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie eine Dachhautanordnung 18 umfasst, welche für die Sensormodule 24 jeweils mit einem Sensorausschnitt 34 versehen ist, der von einem einstückig an der Dachhautanordnung 18 ausgeformten Bund 42 begrenzt ist. Zwischen dem Bund 42 und dem Sensorgehäuse 28 des Umfeldsensors 26 ist eine aus einer Elastomerdichtung gebildete Dichtungsanordnung 36" angeordnet, die im Presssitz mit dem Bund 42 der Dachhautanordnung 18 und dem Sensorgehäuse 28 verbunden ist. Des Weiteren ist zwischen dem Sensorgehäuse 28 und dem Bund 42 der Dachhautanordnung 18 ein Verbindungselement 44 angeordnet, das aus Haltewinkeln oder auch einem das Sensorgehäuse 28 umlaufenden Halteprofil gebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtungsanordnung auch ein Dichtungselement zwischen der Dachhautanordnung bzw. dem Rand und dem Verbindungselement umfassen.
Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Figur 5 derjenigen nach den Figuren 1 und 2, weswegen zur Vermeidung von Wiederholungen auf die diesbezüglichen obigen Ausführungen Bezug genommen wird. Bezugszeichenliste
10 Kraftfahrzeug
12 Fahrzeugdach
14 Dachseitenholm 16 Dachmodul
18 Dachhautanordnung
20 Dachabschnitt
22 Dachrahmen
24 Sensormodul 26 Umfeldsensor
28 Sensorgehäuse
30 Sensorsichtfenster
32 T räger einr ichtung
34 Sensorausschnitt 36, 36', 36" Dichtanordnung
38 Lippe
40 V erbindungselement
42 Bund
44 V erbindungselement

Claims

Patentansprüche Fahrzeugdach, umfassend eine Dachhautanordnung (18), eine Dachunterkonstruktion, die unter der Dachhautanordnung (18) angeordnet ist, sowie mindestens ein Sensormodul (24) mit mindestens einem Umfeldsensor (26) zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung, der in einem Sensorgehäuse (28) angeordnet ist, das ein Sensorsichtfenster (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachhautanordnung (18) einen Sensorausschnitt (34) aufweist, der das Sensorgehäuse (28) umlaufend dichtend aufnimmt, so dass das Sensorsichtfenster (30) eine äußere Dachsichtfläche bildet. Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensorgehäuse (28) und der Dachhautanordnung ( 18) eine Dichtanordnung (36, 36', 36") angeordnet ist, die einem Rand des Sensorausschnitts (34) umlaufend folgt. Fahrzeugdach nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtanordnung (36, 36', 36") an der Dachhautanordnung (18) und/oder dem Sensorgehäuse (28) und/oder einem Verbindungselement (40) zwischen der Dachhautanordnung (18) und dem Sensorgehäuse (28) befestigt ist. Fahrzeugdach nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtanordnung (36‘) eine H-Dichtung umfasst, die einen Rand der Dachhautanordnung (18), der den Sensorausschnitt (34) begrenzt, aufnimmt. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (28) über ein Verbindungselement (40, 44) an der Dachhautanord- nung (18) befestigt ist,
6. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachhautanordnung (18) einen Bund (42) aufweist, der den Sensorausschnitt (34) begrenzt. 7. Fahrzeugdach nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (40, 44) an dem Bund (42) befestigt ist.
8. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (24) auf der Dachunterkonstruktion gelagert ist, die einen Dachrahmen (22) umfasst. 9. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Sensormodul (24) eine Einstelleinrichtung zum Ausrichten gegenüber der Dachunterkonstruktion umfasst.
10. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Dachmodul (16) ist. 11. Kraftfahrzeug, umfassend ein Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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