CN115534820A - 具有冷却装置的用于形成车顶的车顶模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在机动车上形成车顶的车顶模块，具有面构件和至少一个传感器模块，该面构件的外表面至少区域地形成车顶的车顶外皮且该外表面用作车顶模块的外密封面，该传感器模块具有至少一个环境传感器以在该机动车的自主或半自主的行驶运行中检测车辆环境。该传感器模块包括用于所述至少一个环境传感器的透视区域及清洁装置，借助于该清洁装置能够清洁透视区域，其特征在于具有控制运动学机构和执行器的调节装置，该调节装置构造用于：将传感器模块从移入位置调节到移出位置中，在该移出位置中，所述至少一个传感器模块至少部分地以透视区域突出于车顶外皮；和/或调节清洁装置以进行清洁过程，在该清洁过程中能进行透视区域的清洁。

Description

具有冷却装置的用于形成车顶的车顶模块
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车上形成车顶的车顶模块。
背景技术
这类车顶模块广泛应用于车辆结构，因为这些车顶模块可以预制为独立的功能模块并且能够在车辆组装期间交付至装配线。车顶模块在其外表面上至少区域地形成车顶的车顶外皮，该车顶外皮防止湿气或空气流侵入到车辆内室中。车顶外皮由一个或多个面构件组成，这些面构件可以由稳定的材料，例如涂漆的板材或者涂漆或上色的塑料制成。车顶模块可以是刚性车顶的一部分或可打开的车顶组件的一部分。
此外，车辆制造中的研发越来越针对自主或半自主驾驶的机动车。为了能够使得车辆控制装置实现自主或半自主地控制机动车，使用大量的环境传感器(例如激光雷达传感器、雷达传感器、(多)摄像机等连同其它(电气)组件)或传感器模块，它们例如集成到车顶模块中、检测机动车周围的环境，并且例如从检测到的环境数据中求取相应的交通状况。配备有大量环境传感器的车顶模块也称为车顶传感器模块(RSM)。为此，已知的环境传感器发送或接收相应的电磁信号，例如激光束或雷达束，其中，通过相应的信号评估可以生成车辆环境的数据模型并且可以将其用于车辆控制。
包括用于监控和检测车辆环境的环境传感器的传感器模块大多固定在车顶上，因为车顶通常是车辆的最高处，从该最高处能够良好地查看车辆环境。迄今为止，传感器模块构造为相关车顶的附件。这导致一种视觉外观，该视觉外观通常不符合客户要求。此外，存在的风险是，环境传感器的检测车辆环境的透视区域由于环境影响和天气影响受到污染或对于环境传感器变得不透明。为了清洁透视区域，已知的是使用清洁装置，该清洁装置可以沿着该透视区域移动，以便清洁该透视区域。
就应确保该环境传感器的可移入和移出性以例如满足美学方面的要求并且在激活状态中附加地保护环境传感器免受环境影响而言存在的问题是：由于其余的、对于车顶模块提出的要求(例如设置滑动式车顶或全景车顶)，可为所属的移动机构提供的结构空间非常少并且局限于车顶模块的边缘区域。附加地，安装清洁装置的必要性强化了该设计问题。
发明内容
因此，本发明的任务是提出一种降低已经公开的现有技术的上述缺点的车顶模块。
该任务通过优选实施方案教导的车顶模块来解决。
本发明的有利实施方式是可选实施方案的内容。
本发明的用于在机动车上形成车顶的车顶模块包括面构件，该面构件的外表面至少区域地形成所述车顶的车顶外皮并且该外表面用作所述车顶模块的外密封面。该车顶模块包括至少一个传感器模块，该传感器模块具有至少一个环境传感器以在该机动车的自主或半自主的行驶运行中检测车辆环境。该至少一个传感器模块包括一用于所述环境传感器的透视区域以及一清洁装置，借助于该清洁装置能够清洁所述透视区域。本发明的车顶模块的特征在于，该车顶模块包括调节装置，该调节装置具有控制运动学机构和执行器，所述调节装置构造用于：将所述传感器模块从移入位置调节到移出位置中，在该移出位置中，所述传感器模块至少部分地以所述透视区域突出于所述车顶外皮；和/或为了清洁过程调节所述清洁装置，在该清洁过程中能够进行所述透视区域的清洁。对于“至少一个环境传感器”理解为：传感器模块可以包括一个或多个环境传感器。对于“至少一个传感器模块”理解为：车顶模块可以包括一个或多个传感器模块。
本发明的车顶模块具有的优点是，由于安装优选仅仅一个唯一的执行器，在车辆宽度方向上只需要很少的结构空间。如果传感器模块沿车辆纵向方向布置在侧面，则在此也只需要很少的结构空间。根据本发明，执行器连同控制运动学机构满足两个不同的功能，从而通过仅仅一个唯一的执行器可实现两个不同的运动流程。一方面，通过该执行器可实现传感器模块的移入运动和/或移出运动。另一方面，通过同一执行器可使清洁装置优选任意地(例如从静止位置起)为了清洁过程而来回移动。优选地，“清洁位置”指的是沿着清洁路径的大量不同位置，以便以这种方式在透视区域的整个维度延伸上清洁该透视区域。
“移入位置”不必非得涉及传感器模块完全移入的位置。例如也可以涉及完全移入和完全移出的位置之间的中间位置。一般而言，移入位置可以涉及这样一个位置，在该位置中，传感器模块在车辆高度方向上观察至少区域地定位在车顶外皮表面的下方。
按照本发明的车顶模块可以形成一个结构单元，在该结构单元中可以整合用于自主或半自主地通过驾驶辅助***支持地行驶的装置并且该结构单元可以由车辆制造商作为单元装在白车身上。此外，根据本发明的车顶模块可以构造为纯固定车顶或者也可以构造为具有车顶打开***的车顶。此外，该车顶模块也可以设计为在乘用车或商用车中使用。该车顶模块也可以优选作为车顶传感器模块的形式(车顶传感器模块(RSM))的结构单元提供，在该结构单元中设置环境传感器，以便能够作为可供货的结构单元放入到车身的车顶框架中。
原则上，根据本发明的车顶模块的传感器模块的环境传感器能够以多种多样的方式构成并且尤其可以包括激光雷达传感器、雷达传感器、光学传感器如摄像机和/或诸如此类。激光雷达传感器例如在905nm或约1550nm的波长范围内工作。透视区域中的车顶外皮材料对于由环境传感器所使用的波长范围应是透明的，但是应根据由环境传感器所使用的波长来选择材料。
在一个优选的实施方式中，所述调节装置设置用于在从移入位置调节到移出位置中时使所述传感器模块围绕第一旋转轴线旋转并且使所述清洁装置在清洁过程期间围绕不同于所述第一旋转轴线的第二旋转轴线沿着所述透视区域(优选沿着圆段轨道)旋转。特别优选的是，所述第一旋转轴线相对于所述第二旋转轴线基本上正交地定向。“基本上正交”在本情况下理解为第一和第二旋转轴线相互间具有90°±20％的角度。在其他实施方式中，这两个旋转轴线相互间也可以具有其他角度。这基本上取决于清洁装置如何布置在传感器模块上并且其设计构造是什么样的。在清洁过程期间，清洁装置(或流体喷嘴)优选在圆段轨道上围绕第二旋转轴线运动。
即，移入位置与移出位置之间的运动优选相应于传感器模块围绕一旋转轴线的扭转。为此，传感器模块例如可旋转地支承在支撑结构(例如车顶模块的外框架)上，以便能够相对于该支撑结构围绕第一旋转轴线旋转。相反，清洁装置如此布置在传感器模块上，以至于该清洁装置能够相对于该传感器模块围绕第二旋转轴线旋转。
在一个优选的实施方式中，在车辆横向方向上或在车辆纵向方向上观察，所述执行器在所述车顶模块的结构空间中布置在所述传感器模块旁侧。这尤其具有的优点是，由此可以将要提供的结构空间最小化。优选地，传感器模块可以布置在车顶框架的所谓的前导流件和/或后导流件后面。替换地，也可以在车顶模块的框架上或中实现这种布置。在此，执行器始终布置在传感器模块旁侧，也就是右侧或左侧。还可能的是，传感器模块连同执行器沿车辆纵向方向布置。为此，执行器和传感器模块例如可以在侧面相邻地布置在车顶框架的纵梁后面或车顶模块的框架结构的纵梁后面。而且，还可以设置多个这种分别具有一个执行器的传感器模块，以便例如确保围绕车辆的全方位可见性。
在一个优选的实施方式中，所述控制运动学机构包括滑架并且所述执行器包括带有驱动小齿轮的马达，在所述驱动小齿轮上设有提升线缆(或斜拉线缆)，该提升线缆与所述滑架连接。该马达优选涉及电动机。通过设置提升线缆(通过它将马达的(旋转)运动经由该小齿轮转换为线性运动)可以确保高度的设计自由度，因为执行器可以几乎任意地自由定位在传感器模块旁侧。
在一个优选的实施方式中，所述执行器构造用于借助于所述提升线缆将所述滑架沿着基本上线性的轨道(也就是平移地)来回调节。即所述滑架借助于该提升线缆优选基本上沿着车辆横向方向(在传感器模块连同执行器沿车辆横向方向布置的情况下)或者沿着车辆纵向方向(在传感器模块连同执行器沿车辆纵向方向布置的情况下)运动。表述“基本上线性的轨道”理解为滑架具有优选仅仅一个沿着运动轴线(例如平行于车辆宽度方向)的可运动性，然而在其他两个运动轴线方面其运动(除了提供设计上必要的间隙之外)受限(具有仅仅一个运动自由度)。
在另一优选的实施方式中，在所述滑架中设置第一滑槽轨道和第二滑槽轨道，其中通过所述第一滑槽轨道控制所述传感器模块从移入位置到移出位置中的调节，并且通过所述第二滑槽轨道控制所述清洁装置为了清洁过程的调节(例如从清洁装置在传感器模块上的静止位置起)。滑槽分别涉及滑架中预先定义的缝槽，通过该缝槽的形状和长度可反映相应期望的运动流程。特别优选地，所述第一滑槽轨道和所述第二滑槽轨道分别包括两个相互平行轨道区段和一个斜坡形轨道区段。优选地，所述两个平行轨道区段之一实施为比相应滑槽轨道的两个平行轨道区段中的另一个短得多。被缩短的平行轨道区段优选仅仅涉及用于导向销的止挡。所述第一和第二滑槽轨道的斜坡形轨道区段优选至少区域地彼此相邻。所述第一和第二滑槽轨道的两个缩短的平行轨道区段优选在相应另一滑槽轨道的斜坡形轨道区段的方向上取向。原则上，滑槽轨道的其他形状也是可以的。滑槽控制的优点在于，由此可以实现传感器模块和清洁装置的速度优化的调节，因为由于两个相互分开的滑槽轨道，例如传感器模块的调节能够以不同于清洁装置的调节的速度进行。
这两个平行轨道区段优选相互错位地布置。这些平行轨道区段中相应较长的轨道区段彼此背离地指向。这两个平行轨道区段分别确定了所谓的“空路径”，沿着该空路径不进行向控制运动学机构的其他部件的运动传递。错位的大小根据斜坡形轨道区段的长度以及该斜坡形轨道区段关于两个相互平行轨道区段的斜率来确定。即所述斜坡形轨道区段相对于所述两个平行轨道区段具有相应的倾角。
在一个优选的实施方式中，所述第一滑槽轨道和所述第二滑槽轨道基本上相互平行地布置在所述滑架中。由此，所述第一滑槽轨道和所述第二滑槽轨道的相应各单个轨道区段相互平行。总体上，这两个滑槽轨道优选基本上镜像对称地布置，但是所述第一滑槽轨道和所述第二滑槽轨道在此不必重合地实施。空路径(相应滑槽轨道的两个相互平行延伸的轨道区段)可以在所述第一和第二滑槽轨道中例如也分别不同长度地实施。
在一个优选的实施方式中，所述传感器模块包括带有所述透视区域的壳体，并且所述清洁装置可旋转地布置在壳体外侧上。将清洁装置布置在壳体上的什么地方，原则上是任意的并且根据传感器模块的具体实施以及透视区域的尺寸设计和布置来确定。
在一个优选的实施方式中，所述控制运动学机构包括第一控制杆和球头杆，该球头杆在其一个端部处可旋转地保持在所述壳体上并且在其对置的端部处与所述第一控制杆配合，该第一控制杆借助于第一导向销沿着所述第一滑槽轨道可运动地与该第一滑槽轨道配合。所述球头杆优选以球头坐置于球节座中，该球节座设置在所述壳体上，用于单侧支承所述球头杆。不同于球头杆的其他实施方式也是可以考虑的。第一控制杆经由导向销如此保持在滑槽轨道中，以至于防止从该滑槽轨道中滑落，但是确保沿着该滑槽轨道的可运动性。这例如可以通过形成单侧设置在该导向销上的***实现。在滑架沿着运动轴线运动时，该滑架相对于第一控制杆运动，相反，该控制杆关于该滑架的运动轴线优选保持位置固定(因为例如传感器模块关于车辆宽度方向或车辆纵向方向位置固定地布置)。
在一个优选的实施方式中，所述控制运动学机构包括齿杆，该齿杆在两侧支承在所述壳体的悬臂上。壳体上的悬臂优选形成齿杆的导向装置，以便将齿杆沿着第一旋转轴线同心地并且平行地定向。在导向装置中例如可以设置旋转支承装置，以便确保齿杆的尽可能低摩擦的运动。特别优选地，齿杆的旋转轴线定义所述第一旋转轴线或者与该第一旋转轴线重合。
使所述传感器模块开始移入和移出的、围绕所述第一旋转轴线的旋转运动通过滑架相对于第一控制杆的运动引起。在此，第一滑槽轨道相对于第一控制杆运动，从而使得导向销沿着第一滑槽轨道运动。一旦第一控制杆的导向销沿着第一滑槽轨道的斜坡形轨道区段运动，则旋转运动(也就是传感器模块的移入或移出)开始。即，球头杆优选单侧支撑在所述壳体上(即该球头杆关于该壳体在车辆竖直方向上的运动受限)。导向销沿着第一滑槽轨道的斜坡形轨道区段的运动引起将力导入到球头杆中，从而该球头杆将壳体抬高到支撑装置以上。因此，由于该壳体优选仅仅关于第一旋转轴线可运动并且在其他方面位置固定(不具有另外的运动自由度)，所以传感器模块开始围绕旋转轴线运动。
在一个优选的实施方式中，所述齿杆包括第二控制杆，该第二控制杆有间隙地配合到第三控制杆的长形孔中，其中该第三杠杆借助于第二导向销沿着所述第二滑槽轨道可运动地配合到该第二滑槽轨道中。上面提及的关于第一导向销的实施对于该第二导向销同样适用。第二控制杆优选位置固定地与齿杆连接并且优选相对于该齿杆的纵向延伸正交地从该齿杆突出。所述长形孔设置用于确保最小的间隙自由度，从而防止所述控制运动学机构的各部件卡死。
在一个优选的实施方式中，所述控制运动学机构包括传动装置、优选多级齿轮传动装置。特别优选地，所述传动装置包括第一齿轮，该第一齿轮可旋转地支承在所述壳体上并且与所述齿杆的外齿部配合。第一齿轮优选是端齿轮或正齿轮，其在其端面上包括与所述齿杆的外齿部对应的齿部。
此外，所述传动装置在一个优选的实施方式中包括第二齿轮，该第二齿轮在其旋转面上具有面齿部，该第二齿轮通过所述面齿部与所述第一齿轮配合。该第二齿轮优选可旋转地保持在所述壳体上。第一齿轮的旋转轴线在一个优选的实施方式中与第二齿轮的旋转轴线基本上正交。第一齿轮的旋转轴线相对于清洁装置的第二旋转轴线优选平行地定向。
优选地，所述第二齿轮构造为截锥形并且在其截锥形侧面或周面(该侧面背离所述第二齿轮的旋转面)上包括锥齿部。优选地，该第二齿轮的截锥形的部分朝壳体表面的方向可旋转地支撑在第二齿轮上。
在一个优选的实施方式中，所述清洁装置包括旋转装置。借助于该旋转装置，所述清洁装置优选可围绕所述第二旋转轴线旋转地支承在所述传感器模块的壳体上。在此，在所述壳体上例如设置销，所述旋转装置与该销配合。该(圆柱形的)销沿着其纵轴线限定优选所述第二旋转轴线，所述清洁装置在清洁过程期间可围绕该第二旋转轴线来回旋转。
在一个优选的实施方式中，所述旋转装置包括基本上圆段形的截锥区域，在该截锥区域的截锥形侧面或周面上设有锥齿部，该锥齿部与所述第二齿轮的锥齿部配合。它们优选涉及相互对应的锥齿部。所述旋转装置优选如此布置在所述壳体上，以至于该圆段形的截锥区域朝壳体表面的方向定向。
清洁装置在清洁过程期间的旋转运动优选如下面所阐述的那样从静止位置开始。在传感器模块从移入位置移出到移出位置中或者反过来期间(也就是在第一控制杆沿着第一滑槽轨道的斜坡形轨道区段运动期间)，第三控制杆在第二滑槽轨道的两个相互平行轨道区段之一上(即不是沿着第二滑槽轨道的斜坡形轨道区段)运动。第三控制杆的这种运动被称为“空路径”，因为在此不引发清洁装置的旋转运动。
如果第一控制杆从第一滑槽轨道的斜坡形轨道区段(在传感器模块完全移出之后)变换到第一滑槽轨道的两个相互平行轨道区段之一中，则在该位置中(在该转移位置中)进行传感器模块从移出运动向清洁装置的旋转运动开始的运动过渡，以便将该清洁装置从传感器模块上的静止位置扭转以开始清洁过程。
即，如果第一控制杆从所述斜坡形区段变换到所述第一滑槽轨道的两个相互平行轨道区段之一中，则第三控制杆由于这两个滑槽轨道相互间的几何布置从所述第二滑槽轨道的两个相互平行轨道区段之一变换到该滑槽轨道的斜坡形轨道区段中。如果第三控制杆在第二滑槽轨道的斜坡形轨道区段上运动，则该倾斜运动(倾斜于第一旋转轴线)借助于所述第二控制杆传递到所述齿杆围绕第一旋转轴线的旋转运动中。所述第三控制杆在其在第二滑槽轨道的斜坡形轨道区段上运动期间优选相对于第一旋转轴线正交地(取决于滑架的运动方向)来回运动。齿杆的旋转运动借助于该齿杆的外齿部传递给第一齿轮。由该第一齿轮，在该第一齿轮中开始的旋转运动借助于第二齿轮的面齿部转换为该第二齿轮的旋转运动。通过第二齿轮的锥齿部，该第二齿轮的旋转运动又被转移给旋转装置，从而该旋转装置可以围绕第二旋转轴线(取决于滑架的运动方向)从静止位置在清洁运动中沿着透视区域(或者在清洁过程结束后返回到静止位置中)来回转动。
在一个优选的实施方式中，所述传感器模块包括盖，该盖在所述传感器模块的移入位置中与所述车顶外皮表面平齐。为了向着车顶外皮密封，所述盖优选包括环绕的密封装置(例如以密封带的形式)，该密封装置优选无中断地围绕所述盖的边缘区域延伸并且实现所述盖相对于车顶外皮的水密密封。由此，在传感器模块完全移入的状态中防止水侵入到传感器模块的内部。
在一个优选的实施方式中，所述传感器模块包括密封板，该密封板实施为与所述盖基本上重合，并且在所述传感器模块完全移出的位置中形成向着所述车顶外皮的密封装置。为了密封，该密封板优选包括环绕的密封装置(例如以密封带的形式)，该密封装置优选无中断地围绕所述密封板的边缘区域延伸。由此，在传感器模块完全移入的状态中防止水侵入到传感器模块的内部。所述盖和所述密封板优选相互间以角度错开布置(也就是不平行)。
在一个优选的实施方式中，所述清洁装置包括流体喷嘴，所述流体喷嘴在操纵时产生流体锥，该流体锥从外部撞击到所述透视区域上。替换或补充地，所述清洁装置还可以包括刮拭件，利用该刮拭件能够例如机械地通过拉开或拉下来清洁所述透视区域。为了在具有车顶开口的车顶模块中降低清洁流体通过车顶开口到达车辆内空间中的风险，优选的是，流体喷嘴产生流体锥，该流体锥的锥轴线指向车头的方向和/或其锥轴线至少部分地横向于车顶纵轴线定向。
应理解，清洁装置的运动可以在传感器模块(完全)移出的状态中在任何时候与传感器模块的移入和移出无关地进行，以便由此能够确保透视区域的持续清洁。
将何种环境传感器安装到车顶模块中，原则上是任意的。根据本发明在车顶模块中设置的冷却在使用激光雷达传感器和/或雷达传感器和/或摄像机传感器和/或多摄像机传感器的情况下是特别有利的。
应理解，上面提及的和下面还要阐述的实施方式和实施例不但可以单独地，而且可以彼此任意组合地构成，而不脱离本发明的范围。此外，车顶模块的所有实施方式和实施例完全涉及具有这种车顶模块的机动车。
附图说明
在附图中示意性示出并且在下面示例性阐述本发明的实施方式。附图中：
图1示出具有本发明的车顶模块的车顶的透视图；
图2以透视图示出本发明的传感器模块连同调节装置的实施例；
图3以侧视图示出本发明的传感器模块连同调节装置的实施例；
图4以透视细节图示出本发明的传感器模块连同调节装置的实施例；
图5以仰视图示出本发明的处于移入状态中的传感器模块连同调节装置的实施例；
图6以仰视图示出本发明的处于移出状态中的传感器模块连同调节装置的实施例；和
图7以仰视图示出本发明的处于移出状态中的传感器模块连同调节装置的实施例，其中清洁装置处于清洁位态中。
具体实施方式
在图1中示出车顶100，该车顶包括车顶模块10。该车顶模块10包括用于形成(未整体示出的)车辆的车顶100的车顶外皮14的面构件12。沿车辆纵向方向x观察，传感器模块16布置在车顶100或车顶模块10的右侧角区域中。该传感器模块直接在前横梁102(该前横梁限定车辆的车顶侧导流件)后面布置在车顶100或车顶模块10的前部的右侧外角区域中。在传感器模块16旁侧布置一调节装置18。在所示的实施例中，该调节装置18沿车辆纵向方向x观察布置在传感器模块16的右侧旁边。通过该调节装置18可以使传感器模块16从移入位置调节到移出位置中，在该移出位置中，传感器模块16至少部分地突出于车顶外皮14。在图1中，传感器模块16连同调节装置18暴露出来以便被看见。在常规情况下，尤其调节装置18在安装状态中不能被看见并且完全处于车顶外皮14下面，被认为由该车顶外皮覆盖。
车顶模块10优选地作为结构单元放入到车辆的车顶框架104中或装在形成该车顶框架104的至少两个横梁102以及至少两个纵梁106上。在所示的实施例中，车顶模块10具有全景车顶108。
图2以透视图示出本发明的传感器模块16连同调节装置18。该传感器模块16包括透视区域20，该透视区域例如可以由优选地不易碎的塑料或其它(部分)透明的材料制成。此外，传感器模块16还包括布置在传感器模块16内部或传感器模块16的壳体24内部的环境传感器22。该环境传感器22在当前情况下是激光雷达传感器。该环境传感器22在当前情况下包括多个电接头23(参见图4)，以便将该环境传感器22连接到车辆控制装置(未示出)并且给该环境传感器提供电能。也可以使用其它传感器类型，例如(多方向)摄像机。环境传感器22可以在壳体24内部布置在附加的、自己的传感器壳体(未示出)中，该传感器壳体形成干燥区域，环境传感器22对湿气密封地布置在该干燥区域中。
此外，传感器模块16还包括盖26以及密封板28(尤其参见图3和5)。所述盖26围绕所述壳体24布置，在所述传感器模块16的移入位置中与车顶外皮14表面平齐。密封板28实施为与所述盖26基本上重合。在所述传感器模块16的完全移出的位置中，密封板28形成向着车顶外皮14的密封装置。为此，所述盖26以及所述密封板28在它们的外边缘区域上优选具有环绕的密封件(未示出)。
此外，传感器模块16还包括清洁装置30，借助该清洁装置能够清洁透视区域20。在当前情况下，清洁装置30包括两个流体喷嘴32(参见图3和4)。这些流体喷嘴分别通过供应通道34供给以清洁流体(例如液体或气体)。这些清洁喷嘴34优选相互有角度地定向，从而使得透视区域20可以被从两个不同的方向清洁。清洁流体例如可以是水性皂液。替换地，也可以考虑用压缩空气或处于压力下的其它气体进行清洁。在清洁流体从清洁喷嘴34流出时分别产生流体锥36，该流体锥冲击到透视区域20上并且对其进行清洁。在图3中，两个清洁喷嘴34的流体锥36重叠，从而仅仅示出这两个流体锥36之一。除了清洁喷嘴34之外，清洁装置30还包括刮拭件38(参见图2)，该刮拭件使得机械式的后清洁(例如在借助于清洁液清洁之后进行干燥)成为可能。
调节装置18包括控制运动学机构40和执行器42。在图4中作为***图示出该控制运动学机构40的一部分。调节装置18构造用于借助于控制运动学机构40和执行器42一方面使传感器模块16从移入位置调节到移出位置中，并且另一方面使清洁装置30从传感器模块16上的静止位置调节为清洁过程(参见图2至4和7)，在该清洁过程期间可实现透视区域20的清洁。为了确保该运动流程，调节装置18构造用于借助于控制运动学机构40和执行器42在从移入位置调节到移出位置中时使传感器模块16围绕第一旋转轴线44旋转，并且使清洁装置30在从静止位置调节到清洁过程的运动流程中时围绕第二旋转轴线46旋转，该第二旋转轴线不同于所述第一旋转轴线44。如特别是从图2得出，第一旋转轴线44和第二旋转轴线46相互正交地定向(也参见图4)。
根据本发明，控制运动学机构40包括滑架48，该滑架优选是抗弯的，例如由金属板制成。执行器42包括具有驱动小齿轮52的马达50。该马达50优选是电动机。所述驱动小齿轮52可旋转地与该马达50耦合。一提升线缆(Steigungskabel)54与所述驱动小齿轮配合，该提升线缆通过接头56与所述滑架48连接。
在滑架48中设置第一滑槽轨道58和第二滑槽轨道60。这两个滑槽轨道58、60优选开设在所述板形的滑架中。通过所述第一滑槽轨道58控制所述传感器模块16从移入位置到移出位置中的调节。通过所述第二滑槽轨道60控制所述清洁装置30为了清洁过程的调节。
此外，控制运动学机构40还包括第一控制杆62以及球头杆64。该球头杆64在其一个端部处在壳体24上可旋转地保持在球节座中(参见图3)。球头杆64在其对置的端部处与所述第一控制杆62配合。控制运动学机构40还包括齿杆66，该齿杆在两侧可旋转地支承在所述壳体24的悬臂68上(参见图4)。齿杆66具有外齿部(未示出)。该齿杆66的纵轴线或旋转轴线与所述第一旋转轴线44重合。此外，该齿杆66还包括第二控制杆70，该第二控制杆可运动地与第三控制杆72配合。
此外，控制运动学机构40还包括传动装置74，该传动装置在本情况下实施为多级齿轮传动装置(参见图4)。原则上，其他传动装置类型也是可能的。该传动装置74包括第一齿轮76，该第一齿轮可旋转地支承在所述壳体24上并且与所述齿杆66的外齿部配合。传动装置74包括第二齿轮78，该第二齿轮在其旋转面上具有面齿部，所述第二齿轮78通过该面齿部与所述第一齿轮76配合。所述第二齿轮78构造为截锥形并且在截锥形侧表面上具有锥齿部，该侧表面在装配状态中朝向所述壳体24的方向。为了利用传递到第二齿轮78的旋转运动来使清洁装置30扭转，该清洁装置30包括旋转装置80。该旋转装置80包括基本上圆段形的截锥区域，在其截锥形侧表面上设有锥齿部，该锥齿部与所述第二齿轮78的锥齿部配合。借助于该旋转装置80，清洁装置30围绕第二旋转轴线46可旋转地装配在所述壳体24上。
为了将滑架48的运动(该运动通过马达50经由提升线缆54导入或开始)传递到第一控制杆62上，该第一控制杆借助于第一导向销82沿着第一滑槽轨道58可运动地与该第一滑槽轨道58配合(尤其参见图5至7)。同样，第三控制杆72借助于第二导向销84沿着第二滑槽轨道60可运动地与该第二滑槽轨道60配合。此外，第三控制杆72包括长形孔86，所述第二控制杆79与该长形孔配合(参见图5至7)。
为了实现彼此无关的旋转运动、也就是为了将传感器模块16移入和移出，以及为了导入或开始清洁装置30的清洁过程(从静止位态起)，第一滑槽轨道58和第二滑槽轨道60分别具有两个相互平行轨道区段88和一个斜坡形轨道区段90(参见图5)。这两个平行轨道区段中的一个轨道区段88相对于另一个轨道区段88缩短。第一和第二滑槽轨道58、60的两个平行轨道区段中分别较长的轨道区段彼此背离。
图5示意性地以仰视图示出传感器模块16的抬升或移出。为此，滑架60沿y方向(参见坐标系)运动。第一控制杆62在通过第一导向销82引导的情况下沿着第一滑槽轨道58运动，其中，围绕第一旋转轴线44的旋转运动通过第一导向销82沿着第一滑槽轨道58的斜坡形轨道区段90的运动来导入或开始。在图5中，第一导向销82处于第一滑槽轨道58的两个平行轨道区段88中较短的轨道区段的端部区域中，也就是在过渡到第一滑槽轨道58的斜坡形轨道区段90中的过渡部前不远处。
从图6得出，第一导向销82在结束围绕第一旋转轴线44的移出运动之后处于第一滑槽轨道58的斜坡形轨道区段90的下端部处(在图纸平面中观察)。即第一导向销82沿着第一滑槽轨道58的整个斜坡形轨道区段90运动。然后，传感器模块16的旋转运动结束并且该传感器模块处于移出状态中。现在，在该位置中，第二导向销84处于所述第二滑槽轨道60的平行轨道区段88与斜坡形轨道区段90之间。在所述传感器模块16的先前的旋转运动期间，第二导向销84沿着所述第二滑槽轨道60的两个平行轨道区段中较长的轨道区段运动，其中在该运动期间没有运动被导入到第三控制杆72中。即该第二导向销84的运动代表空路径，在该空路径期间不进行清洁装置30的运动。
如果现在滑架48继续沿着y方向运动，则第二导向销84沿着第二滑槽轨道60的斜坡形轨道区段90运动。在该运动中，将旋转运动导入到第三控制杆72中，该旋转运动转移给齿杆66并且从该齿杆经由传动装置74转移给清洁装置30的旋转装置80，从而使得清洁装置30围绕第二旋转轴线46旋转。
在图7中，清洁装置30在结束旋转运动之后处于清洁位置中。因此，第二导向销84处于第二滑槽轨道60的两个平行轨道区段88中较短的轨道区段的端部区域中，也就是在从斜坡形轨道区段90过渡到第二滑槽轨道60的两个平行轨道区段88中较短的轨道区段中的过渡部后不远处。
附图标记列表
10 车顶模块
12 面构件
14 车顶外皮
16 传感器模块
18 调节装置
20 透视区域
22 环境传感器
23 电接头
24 壳体
26 盖
28 密封板
30 清洁装置
32 流体喷嘴
34 供应通道
36 流体锥
38 刮拭件
40 控制运动学机构
42 执行器
44 第一旋转轴线
46 第二旋转轴线
48 滑架
50 马达
52 驱动小齿轮
54 提升线缆
56 接头
58 第一滑槽轨道
60 第二滑槽轨道
62 第一控制杆
64 球头杆
66 齿杆
68 悬臂
70 第二控制杆
72 第三控制杆
74 传动装置
76 第一齿轮
78 第二齿轮
80 旋转装置
82 第一导向销
84 第二导向销
86 长形孔
88 平行轨道区段
90 斜坡形轨道区段
100 车顶
102 横梁
104 车顶框架
106 纵梁
108 全景车顶。

Claims (25)

1.一种用于在机动车上形成车顶(100)的车顶模块，其具有：面构件(12)，该面构件的外表面至少区域地形成所述车顶(100)的车顶外皮(14)并且该外表面用作所述车顶模块(10)的外密封面；和至少一个传感器模块(16)，该传感器模块具有至少一个环境传感器(22)，以便在该机动车的自主或半自主的行驶运行中检测车辆环境，其中该传感器模块(16)包括一用于所述至少一个环境传感器(22)的透视区域(22)以及一清洁装置(30)，借助于该清洁装置能够清洁所述透视区域(20)，其特征在于，设置一具有控制运动学机构(40)和执行器(42)的调节装置(18)，该调节装置构造用于：将所述传感器模块(16)从移入位置调节到移出位置中，在该移出位置中，所述至少一个传感器模块(16)至少部分地以所述透视区域(20)突出于所述车顶外皮(14)；和/或为了清洁过程调节所述清洁装置(30)，在该清洁过程中能够进行所述透视区域(20)的清洁。
2.根据权利要求1所述的车顶模块，其特征在于，所述调节装置(18)设置用于在从移入位置调节到移出位置中时使所述至少一个传感器模块(16)围绕第一旋转轴线(44)旋转，并且使所述清洁装置(30)在清洁过程期间围绕不同于所述第一旋转轴线(44)的第二旋转轴线(46)沿着所述透视区域(20)旋转。
3.根据权利要求1或2所述的车顶模块，其特征在于，所述第一旋转轴线(44)相对于所述第二旋转轴线(46)基本上正交地定向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车顶模块，其特征在于，在车辆横向方向(y)上或在车辆纵向方向(x)上观察，所述执行器(42)在所述车顶模块(10)的结构空间中布置在所述至少一个传感器模块(16)旁侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述控制运动学机构(40)包括滑架(48)并且所述执行器(42)包括带有驱动小齿轮(52)的马达(50)，在所述驱动小齿轮上设有提升线缆(54)，该提升线缆与所述滑架(48)连接。
6.根据权利要求5所述的车顶模块，其特征在于，所述执行器(42)构造用于借助于所述提升线缆(54)将所述滑架(48)沿着基本上线性的轨道来回调节。
7.根据权利要求5或6所述的车顶模块，其特征在于，在所述滑架(48)中设置第一滑槽轨道(58)和第二滑槽轨道(60)，其中所述第一滑槽轨道(58)设置用于将所述传感器模块(16)从移入位置调节到移出位置中，并且所述第二滑槽轨道(60)设置用于为了清洁过程调节所述清洁装置(30)。
8.根据权利要求7所述的车顶模块，其特征在于，所述第一滑槽轨道(58)和所述第二滑槽轨道(60)分别包括两个相互平行轨道区段(88)和一个斜坡形轨道区段(90)。
9.根据权利要求7或8所述的车顶模块，其特征在于，所述第一滑槽轨道(58)和所述第二滑槽轨道(60)基本上相互平行地布置在所述滑架(48)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述传感器模块(16)包括带有所述透视区域(20)的壳体(24)，并且所述清洁装置(30)可旋转地布置在该壳体(24)的壳体外侧上。
11.根据权利要求10所述的车顶模块，其特征在于，所述控制运动学机构(40)包括一第一控制杆(62)和一球头杆(64)，该球头杆在其一个端部处可旋转地保持在所述壳体(24)上并且在其对置的端部处与所述第一控制杆(62)配合，该第一控制杆借助于第一导向销(82)沿着所述第一滑槽轨道(58)可运动地与该第一滑槽轨道(58)配合。
12.根据权利要求10或11所述的车顶模块，其特征在于，所述控制运动学机构(40)包括齿杆(66)，该齿杆在两侧支承在所述壳体(24)的悬臂(68)上。
13.根据权利要求2和12所述的车顶模块，其特征在于，所述齿杆(66)的旋转轴线限定所述第一旋转轴线(44)。
14.根据权利要求12或13所述的车顶模块，其特征在于，所述齿杆(66)包括第二控制杆(70)，该第二控制杆与第三控制杆(72)的长形孔(86)有间隙地配合，其中该第三杠杆(72)借助于第二导向销(84)沿着所述第二滑槽轨道(60)可运动地与该第二滑槽轨道(60)配合。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述控制运动学机构(40)包括传动装置(74)、优选齿轮传动装置。
16.根据权利要求12至14中任一项和权利要求15所述的车顶模块，其特征在于，所述传动装置(74)包括第一齿轮(76)，该第一齿轮可旋转地支承在所述壳体(24)上并且与所述齿杆(66)的外齿部配合。
17.根据权利要求16所述的车顶模块，其特征在于，所述传动装置(74)包括第二齿轮(78)，该第二齿轮在其旋转面上具有面齿部，该第二齿轮(78)通过该面齿部与所述第一齿轮(76)配合。
18.根据权利要求17所述的车顶模块，其特征在于，所述第二齿轮(78)构造为截锥形并且在截锥形周面上包括锥齿部。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述清洁装置(30)包括旋转装置(80)。
20.根据权利要求18和19所述的车顶模块，其特征在于，所述旋转装置(80)包括基本上圆段形的截锥区域，在该截锥区域的截锥形周面上设有锥齿部，该锥齿部与所述第二齿轮(78)的锥齿部配合。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述至少一个传感器模块(16)包括盖(26)，该盖在所述传感器模块(16)的移入位置中与所述车顶外皮(14)表面平齐。
22.根据权利要求21所述的车顶模块，其特征在于，所述传感器模块(16)包括密封板(28)，该密封板实施为与所述盖(26)基本上重合并且在所述传感器模块(16)完全移出的位置中形成向着所述车顶外皮(14)的密封装置。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述清洁装置(30)包括：流体喷嘴(32)，该流体喷嘴在操纵时产生流体锥(36)，该流体锥从外部撞击到所述透视区域(20)上；和/或刮拭件(38)，利用该刮拭件能够清洁所述透视区域(20)。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的车顶模块，其特征在于，所述至少一个环境传感器(22)以激光雷达传感器的类型和/或以雷达传感器的类型和/或以摄像机传感器的类型和/或以多摄像机传感器的类型构成。
25.一种机动车，其包括根据权利要求1至24中任一项所述的车顶模块(10)。
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