本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于形成车辆车顶的车顶模块。
背景技术：
这种车顶模块从实践中已知。作为单独的构件，这种车顶模块可以布置在车身上，形成车身外壳。车顶模块可以是完全固定的车顶元件，其具有用于形成全景车顶的透明部分，该透明部分形成透视部分。替代地，车顶模块可以具有车顶打开系统，该车顶打开系统包括可移位的盖子元件，借助于该盖子元件可以任意打开或封闭车顶开口。这种车顶模块总是包括车顶蒙皮，该蒙皮形成车顶模块的可见的外表面，蒙皮的一部分可以是透明的以形成透视部分，并且如果车顶模块具有车顶打开系统，则该蒙皮延伸直至车顶开口。当车顶模块处于安装位置时，车顶模块通常永久的连接至车身的车顶侧梁。
此外，已知使得所述机动车辆能够自动或半自动驾驶的环境传感器布置在车顶模块上。借助于环境传感器可以监测和检测车辆环境。从现有技术中已知传感器模块附接在车顶的顶部上，因为车顶通常是车辆的最高点，从那里可以获得车辆环境的良好视野。然而，实现为附接件的传感器模块导致车辆的外观通常不能满足客户的需求。附接在车顶的顶部上并将环境传感器并入其中的传感器模块的另一个缺点是，在这种情况下，环境传感器长期暴露在天气状况下。特别是，这会导致环境传感器被冰覆盖，因此，无法再使用。此外，事实证明，附接在车顶的顶部上的传感器模块在空气动力学和因风而产生的不期望的噪音方面是不利的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种新的车顶模块，其避免了上述已知现有技术的缺点。
该目的通过根据权利要求1的教导的车顶模块来实现。
本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。
根据本发明的车顶模块的特征在于包括至少一个环境传感器，所述环境传感器以能够在非操作位置与操作位置之间移位的方式安装在车顶模块上。环境传感器能够根据车辆当前的操作模式，借助于驱动机构，在非操作位置与操作位置之间机动地移位，或反过来，在操作位置与非操作位置之间机动地移位。当驱动机构将环境传感器展开到操作位置时，这使得能够实现车辆的自动或半自动控制。当不再需要环境传感器时，其可通过驱动机构的操作移动到非操作位置。环境传感器在操作位置和/或非操作位置的选择性定位带来不同的优势。例如，对非操作位置的适当配置将使得停放车辆的设计具有吸引力，因为环境传感器在其非操作位置时不必再突出超过车顶。这同样适用于在没有使用自动或半自动控制并因此不需要操作环境传感器的情况下驾驶。此外，当环境传感器处于非操作位置时，可以明显减少环境传感器的污染。此外，停放车辆的环境传感器不会被冰或雪覆盖。
环境传感器在其非操作位置与其操作位置之间移位的构造性实现方式基本上是可选的。它可以通过在车顶模块上提供具有凹部的壳体来以特别简单的方式实现。环境传感器可容纳在所述凹部中。当环境传感器已经缩入凹部中时，它处于其非操作位置，并通过布置在凹部中而得到相应的保护。当环境传感器被展开时，它达到其操作位置，在操作位置，环境传感器能够监测环境。
此外，当使用位于车顶模块上的具有用于布置环境传感器的凹部的壳体时，如果壳体的凹部可以用以可移位的方式安装的盖子关闭，则特别有利。当环境传感器在凹部中处于其非操作位置时，盖子可以封闭凹部，以防止湿气和污垢进入壳体。此外，一旦环境传感器布置在其非操作位置，封闭的盖子将明显改善车顶的外观。当环境传感器移动到其操作位置时，凹部上方的盖子可以被打开。为了使车辆车顶的视觉外观特别吸引人，如果传感器壳体布置在车顶蒙皮的下方，则是有利的。传感器壳体的盖子要设计成当环境传感器处于非操作位置时，盖子形成车顶蒙皮的一部分。因此，当环境传感器布置在其非操作位置时，在车顶的车顶蒙皮上形成封闭的表面。
盖子以可移动的方式安装在车顶模块上的方式基本上是可选的。如果盖子以可枢转的方式安装在车顶模块上，枢转轴线在车顶蒙皮的平面中延伸，则是特别有利的。这样，当盖子向后枢转时，通过简单的方式在车顶蒙皮上形成封闭的表面。
枢转驱动装置特别适合作为驱动机构，以便实现特别简单且稳固的用于使环境传感器在非操作位置与操作位置之间移位得驱动装置。
作为枢转驱动装置的替代方案，可以使用升降驱动装置、特别是剪叉式升降驱动作为驱动机构。升降驱动装置允许在非操作位置和操作位置之间实现长的位移路径，以便在操作位置实现尽可能高的监测位置。
当操作环境传感器以实现车辆的自动或半自动操作时，环境传感器的外表面可能被污染，例如被污物颗粒、昆虫或液滴污染。这种污染会扰乱环境传感器的操作、并导致车辆的半自动或自动操作的终止。可擦拭环境传感器的外表面的一部分的擦拭元件可布置在传感器壳体中，以便能够在无人工干涉的情况下清除这种污染。
擦拭元件的构造设计基本上是可选的。当擦拭元件固定在传感器壳体中并与环境传感器外表面的待擦拭部分相接触时，可实现特别具有成本效益且简单的变型例。擦拭环境传感器的外表面所需的有效运动可以通过传感器模块在其操作位置与其非操作位置之间以及反之在其非操作位置与其操作位置之间移位来实现。换句话说，这意味着当环境传感器缩回和展开时，固定的擦拭元件擦拭外表面。为了避免环境传感器的过度加热并防止诸如结冰等天气状况的不利影响，环境传感器可能必须被冷却或加热。为了以简单的方式实现这一点，可以在传感器壳体中设置加热装置和/或冷却装置，借助于所述加热装置和/或冷却装置对环境传感器进行加热和/或冷却。
以可位移方式设置在车顶模块上的环境传感器的类型基本上是可选的。优选地，它可以是激光雷达传感器和/或雷达传感器和/或摄像机传感器和/或多摄像机(multi-camera)传感器和/或使用电磁辐射的其他类型的传感器。
此外，为了有效地清洗环境传感器，如果在传感器壳体中设置清洗喷嘴，借助于该喷嘴可以将清洗流体喷射到环境传感器的外表面以进行清洗，则是有利的。
为了避免在清洗流体喷射到环境传感器上之后清洗流体不受控制地排出，如果在传感器壳体中设置有将清洗流体从传感器壳体排出的排放口，则特别有利。当环境传感器在其操作位置时被清洗时，在实际清洗过程之后，可能会发生清洗流体不受控制的泄漏。特别是，清洗流体可能通过打开的车顶开口进入车辆内部空间。提出了一种操作车顶模块的方法，以避免这种不希望的结果。在所述方法中，在实际清洗之前，环境传感器被移动到其非操作位置，并且传感器壳体的凹部上方的盖子被关闭。只有这样，即在其中定位有环境传感器的凹部被关闭之后，清洗流体才会通过清洗喷嘴排出。通过关闭凹部上方的盖子，可以防止清洗流体不受控制地泄漏。相反，清洗流体可以以受控的方式通过传感器壳体中的排放口排出。
特别是，根据本发明的车顶模块是乘用车的一部分，但它也可以用在多用途车辆(utilityvehicle)中，所述多用途车辆实现为小型公共车辆、例如所谓的自动驾驶的人员运输车(peoplemover)，或实现为运送车辆，或实现为重货车辆的牵引单元。也可以用于轨道或水路车辆。
本发明还涉及一种机动车辆，其包括上述类型的车顶模块。所述机动车辆可以配备有电驱动器和/或内燃机，并且基本上是任何类型的道路行驶、轨道行驶或水路行驶的车辆。
附图说明
本发明的实施例在附图中示意性地示出并将在下文示例性地进行说明。
图1是车顶模块的示意性纵向剖视图，其环境传感器处于非操作状态；
图2示出了在环境传感器移动到其操作位置后的图1的车顶模块；
图3示出了在清洁环境传感器期间的图1的车顶模块；
图4是车顶模块的第二实施例的透视侧视图，其两个环境传感器处于非操作位置；
图5是在两个环境传感器移动到其操作位置后的图4的车顶模块的透视侧视图；
图6是在两个环境传感器移动到其操作位置后的图5的车顶模块的侧视图。
具体实施方式
图1示出了实现为乘用车的机动车辆的车顶模块01的剖视图，车顶模块在图1中仅以理解本发明所需的详细程度示出。车顶模块01包括面板构件02，其外表面形成车顶的车顶蒙皮。壳体04设置在车顶蒙皮03的下方，即在面板构件02的底侧上，环境传感器05、例如lidar传感器布置在所述壳体04中。在图1中，环境传感器05处于其非操作位置。在环境传感器05的该非操作位置，壳体04的上开口通过盖子06关闭，从而使车顶蒙皮03的表面封闭。盖子06在面板构件02上安装成可在枢转轴线07上枢转，并且可沿向上的方向枢转打开。
此外，擦拭元件09固定在容纳环境传感器05的凹部08中。擦拭元件09的有效表面与环境传感器05的外表面的可见表面相接触。在环境传感器05的下方设有驱动机构10，借助于所述驱动机构10，可以将环境传感器从图1所示的非操作位置展开到图2所示的其操作位置。
图2示出了环境传感器05被展开到其操作位置之后的车顶模块01。在该操作位置，盖子06是打开的，环境传感器05在一定程度上突出超过车顶蒙皮03，以便能够检测车辆的环境。驱动机构10已经向上延伸，以使环境传感器05移位。当环境传感器05被展开时，相对于擦拭元件09的运动形成在环境传感器05的待擦拭表面上的擦拭运动，使得任何粘附的污垢颗粒能够被至少部分地去除。
环境传感器05经由联接件11附接至盖子06，盖子06因此通过环境传感器05的定位运动被打开和关闭。
图3示出了在清洗环境传感器05期间的车顶模块01。为了进行清洗，首先将环境传感器05移动到位于凹部08中的非操作位置，并在此过程中关闭盖子06。然后，借助于清洗喷嘴13排出清洗流体12，并喷射到环境传感器05的透视区域上。由于盖子06是关闭的，因此避免了清洗流体12从凹部08不希望地泄漏。相反，在壳体04的底部处设置了两个排放口14，通过所述排放口14，清洗流体12可以以受控的方式向下排出。
图4示出了用于形成车辆车顶的车顶模块的第二实施例15。车顶模块15上设置有前环境传感器16和后环境传感器17，它们分别布置在车顶模块15的凹部中。在图4中，这两个环境传感器16和17处于其非操作状态，车顶模块15中的凹部分别由盖子18和盖子19封闭。当环境传感器16和17处于非操作位置时，两个盖子18和19分别形成车顶蒙皮20的一部分。
图5示出了在所述两个环境传感器16和17移位到其相应的操作位置之后的车顶模块15。提供了两个处枢转驱动装置21和22以用于使前环境传感器16移位，借助于所述侧向枢转驱动装置21和22，盖子18和位于前方的环境传感器16向上枢转。
相比之下，提供了两个侧向剪叉式升降驱动装置23和24以用于使后环境传感器17和盖子18移位，借助于所述剪叉式升降驱动装置23和24，整个盖子可相对于车顶蒙皮20升降。
图6示出了其中环境传感器16和17处于其操作位置的车顶模块15。可以看到枢转驱动装置22和剪叉式升降驱动装置24。
附图标记列表
1车顶模块
2面板构件
3车顶蒙皮
4传感器壳体
5环境传感器
6盖子
7枢转轴线
8凹部
9擦拭元件
10驱动机构
11联接件
12清洗流体
13清洗喷嘴
14排放口
15车顶模块
16环境传感器
17环境传感器
18盖子
19盖子
20车顶蒙皮
21枢转驱动装置
22枢转驱动装置
23剪叉式升降驱动装置
24剪叉式升降驱动装置
1.一种用于在机动车辆上形成车辆车顶的车顶模块(01、15)，所述车顶模块(01、15)包括面板构件(02)，所述面板构件的外表面形成车辆车顶的车顶蒙皮(03、20)的至少一部分，车顶模块(01、15)包括至少一个环境传感器(05、16、17)，所述环境传感器能够发送和/或接收电磁信号以便检测车辆环境，其特征在于，环境传感器(05、16、17)以能够在非操作位置与操作位置之间移位的方式安装在车顶模块(01)上，环境传感器(05、15、16)能够借助于驱动机构(10、21、22、23、24)在非操作位置与操作位置之间移位。
2.根据权利要求1所述的车顶模块，其特征在于，车顶模块(01)包括至少一个传感器壳体(04)，环境传感器(05)布置在所述传感器壳体(04)中，传感器壳体(04)具有凹部(08)，所述凹部(08)容纳处于非操作位置的环境传感器(05)。
3.根据权利要求2所述的车顶模块，其特征在于，当环境传感器(05)处于非操作位置时，凹部(08)能够借助于以可移动的方式安装的盖子(06)被封闭，当处于操作位置时，环境传感器(05)被移出凹部(08)。
4.根据权利要求3所述的车顶模块，其特征在于，传感器壳体(04)布置在车顶蒙皮(03)的下方，盖子形成车顶蒙皮(03)的一部分，当环境传感器(05)处于非操作位置时，所述盖子被关闭。
5.根据权利要求4所述的车顶模块，其特征在于，盖子(06)安装成能够在车顶模块(01)上枢转，枢转轴线(07)在车顶蒙皮(03)的平面中延伸。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的车顶模块，其特征在于，驱动机构(21、22)为枢转驱动装置。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的车顶模块，其特征在于，驱动机构(23、23)为升降驱动装置、特别是剪叉式升降驱动装置。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的车顶模块，其特征在于，能够擦拭环境传感器(05)的外表面的一部分的擦拭元件(09)布置在传感器壳体(04)中。
9.根据权利要求8所述的车顶模块，其特征在于，擦拭元件(09)固定在传感器壳体(04)中，擦拭元件(09)与环境传感器(05)的外表面的待擦拭部分相接触。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的车顶模块，其特征在于，加热装置和/或冷却装置设置在传感器壳体(04)中，借助于加热装置和/或冷却装置能够加热和/或冷却环境传感器(05)。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的车顶模块，其特征在于，环境传感器(06、16、17)是激光雷达传感器和/或雷达传感器和/或摄像机传感器和/或多摄像机传感器。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的车顶模块，其特征在于，能够排出用于清洗环境传感器(05)的清洗流体(12)的至少一个清洗喷嘴(13)布置在传感器壳体(04)中。
13.根据权利要求11所述的车顶模块，其特征在于，排放口(14)设置在传感器壳体(04)中，清洗流体(12)能够通过所述排放口(14)从传感器壳体(04)排出。
14.一种用于操作根据权利要求12或13所述的车顶模块的方法，其特征在于，当环境传感器处于非操作位置且位于传感器壳体的凹部上方的盖子关闭时，排出清洗流体(12)，以便清洗环境传感器(05)。
15.一种机动车辆，其中，所述机动车辆包括根据权利要求1-13中任一项的车顶模块。
技术总结