Die Erfindung betrifft eine Dachanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Dachanord nung oder einem solchen Dachmodul.

Gattungsgemäße Dachanordnungen beziehungsweise Dachmodule finden im Fahrzeug bau umfassend Verwendung. Beispielsweise werden Dachmodule als separate Funkti- onsmodule vorgefertigt und am Montageband mit einer Dachrahmenstruktur (welche ein Teil der Karosseriestruktur ist) verbunden. Das Dachmodul bildet an seiner Außen fläche zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs, die ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Luftströmung in den Fahrzeuginnenraum verhindert. Die Dachhaut wird von einem oder mehreren Flächenbauteilen gebildet, die aus einem stabilen Material, beispielsweise lackiertem Blech oder lackiertem bzw. durchgefärbtem Kunststoff, gefertigt sein können. Bei dem Dachmodul kann es sich um ein Teil eines starren Fahrzeugdachs oder um ein Teil einer öffenbaren Dachbaugruppe handeln.

Ferner richtet sich die Entwicklung im Fahrzeugbau immer stärker auf autonom bzw. teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge. Elm der Fahrzeugsteuerung ein autonomes bzw. teilautonomes Steuern des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, wird eine Vielzahl von Elmfeldsensoren (z. B. Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren, (Multi-) Kameras, etc. mitsamt weiterer (elektrischer) Komponenten) eingesetzt, die bspw. in das Dachmodul integriert sind, die Umgebung rund um das Kraftfahrzeug erfassen und aus den erfassten Umge bungsdaten bspw. eine jeweilige Verkehrssituation ermitteln. Dachmodule, welche mit einer Vielzahl von Umfeldsensoren ausgestattet sind, sind auch als Roof Sensor Module (RSM) bekannt. Die bekannten Umfeldsensoren senden bzw. empfangen dazu entspre chende elektromagnetische Signale, beispielsweise Laserstrahlen oder Radarstrahlen, wobei durch eine entsprechende Signalauswertung ein Datenmodell der Fahrzeugumge bung generiert, und für die Fahrzeugsteuerung genutzt werden kann. Um die Umfeld sensoren vor schädlichen Umwelteinflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit und Luftströ mung, zu schützen, sind die Umfeldsensoren zumeist in ein oder mehrere Sensorgehäu- se eingebaut oder in das Dachmodul integriert. In jeder Anbringungsart der Umfeld sensoren ragen diese über einer Oberseite der von dem Dachmodul gebildeten Dachhaut hervor, um dem jeweiligen Umfeldsensor eine Rundumsicht innerhalb seines Arbeitsbe reiches zu ermöglichen.

Für eine bestmögliche sowie zuverlässige Betriebsweise, Sicherheit und Verfügbarkeit des autonomen oder teil-autonomen Fahrmodus ist eine möglichst ununterbrochene bzw. stetige Verfügbarkeit der Umfeldsensoren sowie der weiteren (elektrischen) Komponenten von Nöten. Eine bestehende Problematik, durch die der (zeitweise) Ausfall eines Umfeldsensors hervorgerufen werden kann, ist bspw. die Entstehung eines Wärmestaus um den Umfeldsensor, durch welchen dieser überhitzen und infolgedessen ausfallen kann. Ein derartiger Wärmestau kann nicht nur von einer betriebsbedingten Eigenabwärme des Umfeldsensors, sondern alternativ oder in Ergänzung auch durch ein heißes Außenklima, bspw. im Hochsommer, d.h. Umgebungswärme, verursacht werden, und zu einer Überhitzung (bspw. auch nur einzelner elektronischer Komponen ten des Umfeldsensors) führen. Ein heißes Außenklima bzw. eine starke Solareinstrah- lung kann, insbesondere aufgrund der exponierten Lage der Umfeldsensoren auf der

Oberseite der Dachhaut, zu einem starken Aufheizen der gesamten Dachhaut führen. Da die Dachhaut oftmals aus Materialien mit guten Wärmeleiteigenschaften (z. B. Blech) hergestellt ist, kann ein starker Wärmefluss von der Außenseite des Fahrzeugdaches in Richtung des Fahrzeuginnenraumes entstehen, wobei sich Wärme bspw. in den für die Umfeldsensoren vorgesehenen Bauräumen anstauen kann.

Zur Vermeidung dieser wärmebedingten Probleme ist es daher wünschenswert, einem eventuell entstehenden Wärmestau durch den Einsatz einer effektiven Kühleinrichtung vorzubeugen. Die Vorteile eines Einsatzes derartiger Kühleinrichtungen sind zwar konzeptuell bekannt, findet allerdings bei heutigen Dachmodulen für den autonomen oder teil-autonomen Fährbetrieb noch keine flächendeckende Anwendung, so dass zum momentanen Zeitpunkt zumindest teilweise noch keine unterbrechungsfreie Verfügbar- keit der Umfeldsensoren durch eine effektive Wärmeableitung von den Umfeldsenso ren, Antennen und weiteren elektronischen Komponenten gewährleistet werden kann.

Zudem besteht konstruktionsseitig die Herausforderung, dass in der Bauraum- Umgebung um die Umfeldsensorik, ein zur Verfügung stehender Bauraum sehr be- grenzt ist. Daher ist es beispielsweise konstruktiv schwierig, zusätzliche Klimakompo nenten, wie z.B. Kühllüfter unterzubringen oder zusätzliche Kühlfluidkanäle vorzuse hen. Ein zwar potenziell in Richtung des Fahrzeuginnenraumes zur Verfügung stehen der Bauraum ist aus akustischen und thermischen Gründen nur bedingt nutzbar. So kann beispielsweise zum Systemstart, insbesondere bei hohen Außentemperaturen, im Innenraum eine für die Kühleinrichtung ungeeignet hohe Temperatur herrschen, die eine effektive Kühlung der Umfeldsensoren durch Anbindung an den Innenraum nicht effizient erscheinen lässt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dachanordnung und ein Dachmodul vorzuschlagen, das die oben beschriebenen Nachteile des vorbekannten Standes der Technik vermindert.

Diese Aufgabe ist durch eine Dachanordnung nach der Lehre des Anspruchs 1 sowie durch ein Dachmodul nach der Lehre des Anspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Dachanordnung umfasst eine Dachrahmenstruktur und ein Dachmodul. Das Dachmodul ist mit der Dachrahmenstruktur verbunden und umfasst ein Flächenbauteil, dessen Außenoberfläche zumindest bereichsweise eine Dachhaut der Dachanordnung ausbildet. Das Dachmodul umfasst zumindest ein Umfeldsensor, der zur Erfassung der Fahrzeugumgebung elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann und unter der vom Flächenbauteil gebildeten Dachhaut angeordnet ist. Die erfmdungsgemäße Dachanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Dachrahmenstruktur als Kühleinrichtung ausgebildet ist, mit der eine von dem zumindest einen Umfeldsensor abgegebene Abwärme und/oder eine von außen eingelei tete Umgebungswärme von dem zumindest einen Umfeldsensor abführbar ist. Es versteht sich, dass die Kühleinrichtung gemäß der Erfindung auch dazu eingerichtet sein kann, eine Abwärme von einer oder mehreren elektrischen oder elektronischen Kompo nenten, die in dem Dachmodul verbaut sind, abzuführen. Bei den elektrischen oder elektronischen Komponenten kann es sich um solche handeln, die mit dem Umfeld sensor Zusammenwirken. Alternativ oder ergänzend kann es sich auch um solche Komponenten handeln, die sich lediglich in physischer Baunähe (d. h., in einem angrenzenden Bauraum) des Umfeldsensors befinden und diesen quasi passiv durch ihre Abwärme aufheizen können. Somit kann effektiv verhindert werden, dass der Umfeld sensor durch umliegende Komponenten aufgeheizt wird. Es wird somit sichergestellt, dass der Umfeldsensor thermisch stabil funktioniert. Die Erfindung hat den Vorteil, dass bereits ohnehin vorhandene Karosseriestrukturen des Dachrahmens als Teil der Küh leinrichtung und somit als Teil des Thermomanagements für Umfeldsensoren, Antennen und sonstige elektronische Komponenten des Dachmoduls verwendet werden können. Somit können konstruktive Gegebenheiten synergetisch genutzt werden. Ebenfalls ist es vorteilhaft, dass durch die Nutzung der Dachrahmenstruktur als Teil der Kühleinrich- tung weniger zusätzliche Komponenten (z. B. weitere Kühlkanäle etc.) benötigt werden, was nicht nur eine Materialeinsparung, sondern auch eine Produktionszeiteinsparung sowie Gewichtseinsparung nach sich zieht. Somit ist eine sehr kompakte Auslegung, Dimensionierung und Anordnung der Kühleinrichtung möglich. Unter „zumindest einen Umfeldsensor“ wird verstanden, dass das Dachmodul ein oder mehrere Umfeldsensoren umfassen kann. Die erfmdungsgemäße Kühleinrichtung kann vorzugsweise derart positioniert sein, dass bspw. eine Kühlluftansaugung bspw. auch hinter einer C-Säule des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, um auch in diesem Bereich des Dachmoduls befindliche Komponenten, wie z. B. das Antennenmodul und/oder eine oder mehrere weitere elektrische bzw. elektronische Komponenten zu kühlen. Bei der von außen eingeleiteten Umgebungswärme kann es sich bspw. auch um eine Abwärme von weiteren elektrischen und/oder elektronischen Komponenten handeln, die in dem Dachmodul und/oder der Dachanordnung verbaut sind.

Das Dachmodul nach der Erfindung kann eine Baueinheit bilden, in der Einrichtungen zum autonomen oder teilautonomen, durch Fahrassistenzsysteme unterstützten Fahren integriert sind und die auf Seiten eines Fahrzeugherstellers als Einheit auf einen

Fahrzeugrohbau, bspw. auf die aus Quer- und Längsholm gebildete Dachrahmenstruk tur, aufsetzbar ist. Ferner kann das Dachmodul nach der Erfindung als reines Festdach oder auch als Dach mitsamt Dachöffnungssystem ausgebildet sein. Das Dachmodul als solches kann ebenfalls eine Rahmenstruktur mit Quer- und Längsholm umfassen, mittels derer das Dachmodul auf die Dachrahmenstruktur, die Teil einer Fahrzeugkaros serie bildet, aufsetzbar oder in diese einsetzbar ist. Das Dachmodul kann zur Nutzung bei einem Personenkraftwagen oder bei einem Nutzfahrzeug ausgelegt sein. Das Dachmodul kann vorzugsweise als Baueinheit in Form eines Roof Sensor Module (RSM) bereitgestellt sein, in der die Umfeldsensoren und weitere elektrische Kompo nenten für das (teil-) autonome Fahren vorgesehen sind.

Denkbar ist es auch, dass das Dachmodul nicht notwendigerweise einen Umfeldsensor umfasst, sondern ggf. ein oder mehrere Antennenmodule und/oder weitere elektrische Komponenten umfassen kann. Es kann ferner möglich sein, dass das Dachmodul den Umfeldsensor und/oder ein Antennenmodul und/oder weitere elektrische oder elektroni sche Komponenten umfasst, wobei mittels der Kühleinrichtung nur das Antennenmodul und/oder die weiteren Komponenten gekühlt werden. Die Dachanordnung umfasst in einer solchen Alternativen Ausführung vorzugsweise eine Dachrahmenstruktur und ein Dachmodul. Das Dachmodul ist mit der Dachrahmenstruktur verbunden und umfasst ein Flächenbauteil, dessen Außenoberfläche zumindest bereichsweise eine Dachhaut der Dachanordnung ausbildet. Das Dachmodul umfasst vorzugsweise zumindest ein Antennenmodul und/oder weitere elektrische Komponenten und/oder den Umfeld- sensor. Eine derartige Dachanordnung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Dachrahmenstruktur als Kühleinrichtung ausgebildet ist, mit der eine von dem zumindest einen Antennenmodul und/oder den weiteren Komponenten abgegebene Abwärme und/oder eine von außen eingeleitete Umgebungswärme abführ- bar ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Dachrahmenstruktur zumindest einen Querholm, der auch als Querholm oder Querträger bezeichnet wird.

Der Querholm hat vorzugsweise zumindest abschnittsweise einen Hohlquerschnitt, der in einer Längserstreckung und/oder Quererstreckung des Querholms einen Kühlkanal der Kühleinrichtung ausbildet, durch den ein Kühlfluidstrom zur Kühlung des Umfeld- sensors strömen kann. Bei dem Kühlfluidstrom kann es sich vorzugsweise um einen Kühlluftstrom handeln. Allerdings ist grundsätzlich auch der Einsatz eines anderen Kühlmittels denkbar. Zudem können auch mehrere Hohlräume in mehreren Quer- oder auch Längsholm der Dachrahmenstruktur als (weitere) Kühlkanäle genutzt werden. Die Längsholme erstrecken sich im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung des Kraft fahrzeuges. Die Querholme erstrecken sich vorzugsweise in einer Fahrzeugbreitenrich tung des Kraftfahrzeuges, d. h., quer vorzugsweise senkrecht und im Wesentlichen horizontal zu der Fahrrichtung des Kraftfahrzeuges.

Die Erfindung sieht mithin vor, zum Thermomanagement bzw. zur Kühlung von (Umfeld-) Sensoren, Antennen und weiteren elektrischen Komponenten in dem RSM, die bereits in der Rohbau- bzw. Dachrahmenstruktur vorhandenen Hohlräume bzw. Kanäle als Teil der Kühleinrichtung nutzbar zu machen. Dies hat den Vorteil, dass keine oder zumindest eine deutlich verringerte Anzahl an zusätzlichen Kühlkanälen vorgese hen werden muss und somit auch nur wenig zusätzlicher Bauraum bereitzustellen ist. Beispielsweise kann der sogenannte Cross-Beam bzw. Windlauf als Kühlkanal genutzt werden. Hierbei handelt es sich bspw. um den (Metall-) Querträger, der an der frontsei tigen Kante des Fahrzeugdaches verläuft und eine im Wesentlichen horizontal verlau fende, dachseitige Auflage für die Windschutzscheibe bildet. Zudem wird als Windlauf auch der (Metall-) Querträger bezeichnet, der an der heckseitigen Kante des Fahrzeug daches verläuft und eine im Wesentlichen horizontal verlaufende, dachseitige Auflage für die Heckscheibe ausbildet. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsholm des Dachrahmens als (weitere) Kühlkanäle der Kühleinrichtung zu nutzen.

Zur Nutzbarmachung der durch die Hohlraum Struktur der Querholm der Dachrahmen struktur ausgebildeten Kühlkanäle ist es bevorzugt, wenn der Kühlkanal dazu ausgebil det ist, eine Kühlfluidzufuhr von innerhalb oder außerhalb der Dachanordnung zu erhalten. Bevorzugt ist es auch, wenn der Kühlkanal dazu ausgebildet ist, an einen Klimakreislauf eines Kraftfahrzeuges angeschlossen zu sein. So ist es beispielsweise möglich, dass die Dachrahmenstruktur bzw. ein Quer- und/oder Längsholm der Dachrahmenstruktur eine oder mehrere Einlassöffnungen, bspw. in Form von Lüftungs schlitzen, umfasst, durch die Frischluft von außen in die Dachrahmenstruktur geführt werden kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei einer Bewegung des Fahrzeu ges ein fahrbewegungsbedingt erzwungener Luftstrom ausgebildet wird, so dass vorzugsweise zumindest ab einer vorbestimmten Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeuges keine zusätzlichen, geräuschemittierenden Lüfter zur Ausbildung des Kühlfluidströ- mung benötigt werden. Somit ist ein geräuscharmer Betrieb durch Vermeidung oder zumindest durch Verminderung des Einsatzes von Kühllüftem im Dachbauraum möglich. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass der Kühlkanal an den fahrzeugintemen Klimakreislauf angeschlossen ist. Dadurch kann die Abwärme der Umfeldsensoren und/oder die Umgebungswärme von dem Umfeldsensor mittels des Klimakreislaufes des Fahrzeuges abgeführt werden, der bspw. auch dazu Verwendung findet, den Innenraum des Fahrzeuges zu kühlen. Hierfür kann der Kühlkanal der Dachrahmenstruktur bspw. über ein oder mehrere schlauchartige Verbindungen mit dem Kühlkreislauf des Fahrzeuges verbunden sein. Der Kühlkreislauf des Fahrzeuges kann hierzu bspw. auch einen Teilkreislauf ausbilden, der parallel zu der Innenraumkühlung ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, für die Kühlung der Umfeldsensoren und weiteren elektrischen Komponenten eine andere Kühlleistung als für den Fahrzeugin nenraum bereitzustellen.

Beispielsweise ist es auch möglich, dass die Kühleinrichtung sowohl eine Kühlfluidzu- fuhr von außen als auch einen Anschluss an den Klimakreislauf des Fahrzeuges aufweist und je nach Situation zwischen den beiden Kühlfluidzufuhr-Möglichkeiten entschieden werden kann. So ist es beispielsweise möglich, zwischen einer Kühlfluidzu- fuhr von außen und der Nutzung des Klimakreislaufs des Kraftfahrzeuges umzuschal ten. Wenn bspw. kühle Außentemperaturen vorherrschen, kann eine reine Kühlfluidzu- vor von außen erfolgen, um die Leistung des Klimakreislaufs, und somit auch den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges, zu senken.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Kühlfluid bzw. die Kühlluft vorher angefeuchtet ist, um somit eine größere Menge an Wärme aufnehmen zu können. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Kühlkreislauf thermische Komponenten, wie z. B. einen oder mehrere Kondensatoren und Verdampfer umfasst. In einem solchen Fall ist es ebenso bevorzugt, die Umfeldsensoren in einem Trockenbereich, z. B. in einem feuchtigkeits dichten Gehäuse, anzuordnen, das eine Feuchtigkeitsbarriere zu der als Nassbereich ausgebildeten Kühleinrichtung bildet. Dies hat den Vorteil, dass der Kühlkanal in dem Nassbereich angeordnet ist und dort mehr Wärme durch die Nutzung feuchter Kühlluft aufnehmen kann und dennoch eine Trennung zu dem Trockenbereich aufweist.

Zum leistungsstarken Anschluss der Kühleinrichtung an den Klimakreislauf des Fahrzeuges ist es besonders bevorzugt, wenn der Kühlkanal stromabwärts in einer Wärmeabfuhrrichtung betrachtet eine Schnittstelle zu dem Klimakreislauf des Kraft fahrzeuges umfasst, so dass der Kühlfluidstrom, nachdem er die Abwärme des Umfeld sensors und/oder die von außen eingeleitete Umgebungswärme aufgenommen hat, in den Klimakreislauf des Kraftfahrzeuges geführt werden kann. Diese Schnittstelle kann bspw. als rohr- oder schlauchartiger Anschluss ausgebildet sein und einen möglichst verlustfreien Übergang von der die Abwärme enthaltenden Kühlluft auf den Klimakreis lauf sicherstellen. Unter der Formulierung „stromabwärts in einer Wärmeabfuhrrich tung“ wird die Richtung verstanden, in der der Kühlfluidstrom an dem Umfeldsensor vorbeifließt, um die Wärme abzuführen. Dabei hat der Kühlfluidstrom nach stromab wärts des Umfeldsensors, d. h. nach der Aufnahme der Abwärme, eine höhere Tempera tur als stromaufwärts des Umfeldsensors.

Alternativ zu einem Anschluss an den Kühlkreislauf des Kraftfahrzeuges kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Kühlkanal stromabwärts in einer Wärmeabfuhrrich tung betrachtet einen Kühlfluidausgang umfasst, so dass der Kühlfluidstrom, nachdem er die Abwärme des Umfeldsensors und/oder die von außen eingeleitete Umgebungs wärme aufgenommen hat, in die Umgebung ausgeleitet werden kann. Dies ist vorteil haft, da der Kühlfluidaustritt auf konstruktiv einfache Weise, bspw. in Form von einem oder mehreren Luftaustrittschlitzen in der Dachrahmenstruktur oder einem sonstigen Karosseriebauteil des Fahrzeuges gewährleistet werden kann. In dieser Ausführung wird der Luftstrom vorzugsweise dadurch erzeugt, dass die Luft bei einem sich bewegenden Fahrzeug in die Luftzufuhr, z. B. durch frontseitige Luftzuführschlitze im Querholm des Dachrahmens, eingeleitet wird, durch die Kühleinrichtung beziehungsweise den Kühlkanale oder die Kühlkanäle zu der Luftausfuhr strömt und dort, vorzugsweise heckseitig, wieder aus dem Dachrahmen austritt. In dieser Ausführungsform sind vorzugsweise keine Kühllüfter zur Erzeugung des Kühlluftstroms notwendig, so dass ein geräuscharmer Betrieb der Kühleinrichtung gewährleistet wird.

Alternativ oder ergänzend kann die Kühleinrichtung einen oder mehrere Kühllüfter aufweisen, um somit, beispielsweise bei lediglich geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges, oder bei einem Anschluss an den Kühlkreislauf des Fahrzeuges, einen Luftstrom in dem Kühlkanal der Kühleinrichtung mittels des einen oder der mehreren Kühllüfter erzeugen zu können. Vorzugsweise ist der eine oder die mehreren Kühllüfter derart regelbar, dass verschiedene Volumenströme durch den Kühlkanal beziehungs- weise die Kühlkanäle eingestellt werden können. Die Kühllüfter sind vorzugsweise in den Kühlkanal oder in einem sonstigen Kanal der Kühleinrichtung integriert.

Es ist bevorzugt, dass die Kühleinrichtung eine Regelung aufweist, mittels derer eine Kühlleistung der Kühleinrichtung regelbar ist. Die Regelung kann bspw. in dem Dachmodul integriert, oder Teil der Regelung des Klimakreislaufes des Fahrzeuges sein. Die Regelung empfängt vorzugsweise von einem oder mehreren Temperatursenso ren und/oder Drucksensoren eines oder mehrere Signale, um daraus den jeweiligen Kühlstatus der Kühleinrichtung zu ermitteln. Dadurch ist es möglich, dass die Kühlleis tung der Kühleinrichtung je nach Abwärme des Umfeldsensors beziehungsweise je nach abzuführender Umgebungswärme regelbar ist und somit stets eine optimale Wärmeab- fuhr gewährleistet werden kann. Die Temperatur und/oder Drucksensoren sind vor zugsweise sowohl in dem Kühlkanal stromaufwärts und stromabwärts des Umfeld sensors und/oder in der Nähe beziehungsweise in unmittelbarer Umgebung um den Umfeldsensor angeordnet. Mit anderen Worten, ist es vorzugsweise möglich, den Volumenstrom und/oder die Temperatur des Kühlfluidstroms je nach Bedarf und je nach situativ erzeugter Abwärme zu regeln (vergleichbar mit der Regelung der Klima anlage für den Innenraum).

Der Umfeldsensor ist vorzugsweise zumindest bereichsweise an dem Kühlkanal angeordnet und/oder über ein Wärmeleitelement in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlkanal ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Umfeldsensor beispielsweise mittels seines (Metall-) Gehäuses in unmittelbarem, wärmeleitendem Kontakt mit dem vorzugsweise aus Metall ausgebildeten Kühlkanal ist, so dass eine verlustfreie Wärme übertragung möglich ist. Hierbei kann das (Metall-) Gehäuse des Umfeldsensors, das vorzugsweise einen Trockenraum bildet, beispielsweise über eine plantarer Anlageflä che an einer Außenseite des Querholms der Dachrahmenstruktur angeordnet sein. Um Wärmeübertragungsverluste zu verhindern, kann zwischen den Anlageflächen vorzugs weise eine Wärmeleitpaste aufgebracht sein. Alternativ zu einer unmittelbaren Anordnung des Umfeldsensors an dem Kühlkanal kann es auch bevorzugt sein, eine Wärmeübertragung zwischen dem Umfeldsensor und dem Kühlkanal mittels eines oder mehrerer Wärmeleitelemente bereitzustellen, wobei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform als Wärmeleitelement eine Wärmesenke und/oder ein Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe und/oder ein Blechteil und/oder ein Wärmeleitrohr (Heatpipe) zum Einsatz kommt und/oder das Wärmelei telement mit einer Wärmeleitpaste oder einem anderen wärmeleitenden Material verbunden sein kann. Es versteht sich, dass auch eine Mischung der zuvor aufgezählten Wärmeleitelemente, d. h. nicht nur Wärmeleitelemente einer Art, zum Einsatz kommen können. Es versteht sich zudem, dass sämtliche wärmeerzeugenden Komponenten des Dachmoduls mit zumindest einem Wärmeleitelement aufgeführt sein können, und ein solches nicht lediglich an dem Schnittstellenbauteil bereitgestellt wird. So kann bspw. auch der Umfeldsensor eines oder mehrere Wärmeleitelemente umfassen. In jedem Fall bildet das Wärmeleitelement eine Wärmeübertragungsbrücke zwischen dem Umfeld Sensor und dem Kühlkanal, so dass möglichst verlustfrei die Abwärme des Umfeld sensors beziehungsweise die Umgebungswärme an den Kühlkanal übergeben wird. Der Einsatz eines Wärmeleitelements hat den Vorteil, dass hierdurch ein Maß an Design freiheit erhöht wird, da der Umfeldsensor (bzw. auch dessen Gehäuse) nicht unmittelbar an dem Kühlkanal angeordnet sein muss, sondern im Vergleich dazu im Bereich der Dachrahmen Struktur freier positioniert werden kann.

Ebenfalls kann es zur Effizienzsteigerung der Wärmeübertragung zwischen dem Umfeldsensor und dem Kühlkanal sowie auch zur Steigerung der Wärmeleitung innerhalb des Kühlkanals von Vorteil sein, dass die Kühleinrichtung einen Kühlkörper umfasst, der vorzugsweise eine Vielzahl von Kühlrippen aufweist. Beispielsweise kann es sich bei den Kühlkörper um ein metallisches Bauteil (vorzugsweise aus Aluminium) handeln, welches zur Vergrößerung seiner Wärmeabgabe-Oberfläche eine Vielzahl von Einkerbungen oder Erhebungen aufweist, um möglichst viel Wärme, die von dem Umfeldsensor abgegeben wird, an den im Kühlkanal strömenden Kühlfluidstrom weiterzuleiten. Besonders bevorzugt ist der Kühlkörper unmittelbar an der Wärmeüber tragungsfläche zwischen dem Umfeldsensor und dem Kühlkanal angeordnet (im Falle einer unmittelbaren Anordnung des Umfeldsensors an dem Kühlkanal). Alternativ kann der Kühlkörper beispielsweise auch an einer Wärmeeinleitungsstelle des Wärmeleitele ments angeordnet sein, um von diesem möglichst effizient die Wärme abzuleiten.

Welche Art von Umfeldsensor in das Dachmodul eingebaut ist, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäß vorgesehene Kühlung im Dachmodul bei Verwendung von Lidar-Sensoren und/oder Radar-Sensoren und/oder Kamera-Sensoren und/oder Multikamera-Sensoren.

Das erfindungsgemäße Dachmodul, das zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist, umfasst ein Flächenbauteil, dessen Außenoberfläche zumindest bereichsweise die Dachhaut des Fahrzeugdachs bildet. Das Dachmodul umfasst zumindest ein Umfeldsensor, der zur Erfassung der Fahrzeugumgebung elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann und unter der vom Flächenbauteil gebildeten Dachhaut angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Dachmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dachmodul ein Schnittstellenbauteil umfasst, mittels dessen das Dachmodul an eine durch eine Dachrahmenstruktur gebildete Kühleinrichtung anschließbar ist, mit der die vom Umfeldsensor abgegebene Abwärme und/oder von außen eingeleitete Umgebungswärme von dem Umfeldsensor abgeführt werden kann. Im Unterschied zu bekannten Dachmodulen umfasst das erfindungsgemä- ße Dachmodul ein Schnittstellenbauteil, mittels dessen eine unmittelbare Anbindung an eine Dachrahmenstruktur des Fahrzeuges gewährleistet werden kann, ohne dass hierzu konstruktive Änderungen in der Dachrahmenstruktur des Fahrzeuges notwendig wären. Die Einsetzbarkeit des Dachmoduls beziehungsweise die Nutzung der Hohlräume in der Dachrahmenstruktur als Kühlkanäle wird erfindungsgemäß durch das Schnittstellenbau teil bereitgestellt, welches vorzugsweise je nach Fahrzeugtyp anders konstruiert sein kann, um an die jeweils individuelle Dachrahmenstruktur des Fahrzeuges anschließbar zu sein.

Das Dachmodul nach der Erfindung kann eine Baueinheit bilden, in der Einrichtungen zum autonomen oder teilautonomen, durch Fahrassistenzsysteme unterstützten Fahren integriert sind und die auf Seiten eines Fahrzeugherstellers auf einen Fahrzeugrohbau aufsetzbar ist. Ferner kann das Dachmodul nach der Erfindung als reines Festdach oder auch als Dach mitsamt Dachöffnungssystem ausgebildet sein. Zudem kann das Dach- modul zur Nutzung bei einem Personenkraftwagen oder bei einem Nutzfahrzeug ausgelegt sein.

Vorzugsweise ist das Schnittstellenbauteil in Form einer Wanne ausgestaltet, innerhalb derer der Umfeldsensor zumindest teilweise angeordnet ist. Die Wanne bildet vorzugs- weise gleichzeitig zu ihrer Schnittstellenfunktion auch das Gehäuse des Umfeldsensors aus und dient als Trockenbereich, mittels dessen eine feuchtigkeitsdichte Abgrenzung des Umfeldsensors gegenüber dem durch den Kühlkanal gebildeten Nassbereich bildet. Die Wanne weist vorzugsweise eine oder mehrere (plantarer) Anlageflächen auf, um einen effizienten Wärmeübergang, entweder unmittelbar an den Kühlkanal oder mittelbar über ein Wärmeleitelement in Form von Montageanschlussflächen bereitzu stellen. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Schnittstellenbauteil einen flächenmäßig ausgebildeten Verbindungsabschnitt umfasst, mittels dessen das Schnittstellenbauteil mit der Dachrahmenstruktur wärmeleitend verbindbar ist bzw. mittels dessen es in unmittelbaren Kontakt mit einer Anlagefläche des Kühlkanals oder in mittelbaren Kontakt mit dem Wärmeübertragungselemente gebracht werden kann.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße Dachanord nung oder ein erfindungsgemäßes Dachmodul aufweist. Vorzugsweise ist das Kraft fahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine Fahrzeugkarosserie mit der Dachrahmenstruktur umfasst, wobei die Kühleinrichtung derart ausgebildet ist, dass der das Kraftfahrzeug verlassende Kühlfluidstrom über einen oder mehrere Hohlkanäle, die in Holm der Fahrzeugkarosserie ausgebildet sind, zu einem bodenseitigen Fahr zeugbereich leitbar ist. Grundsätzlich kann der Kühlfluid Strom auch in den Innenraum des Fahrzeuges geleitet werden. Der sogenannte Windlauf bzw. Querholm der Dachrahmenstruktur besitzt in der Ausführung somit einen den Kühlkanal im Quer- schnitt ausbildenden Hohlraum, durch den das Kühlfluid für das Thermomanagement strömt. Bei dem Kühlfluid handelt es sich vorzugsweise um bereits (vor-) gekühlte Luft aus der Fahrzeugklimaanlage oder um Umgebungsluft, die von außerhalb des Fahrzeugs (bspw. mittels Kühllüftern) angesaugt wurde oder über eine Kühlfluidzufuhr einge strömt ist. Diese durch den Windlauf oder eine vergleichbare Rohbau- bzw. Dachrah- menstruktur strömende Luft führt die Abwärme des Umfeldsensors (bzw. der Umfeld sensoren), Antennen und der weiteren elektrischen Komponenten ab und leitet die erwärmte Luft beispielsweise zurück in den Klimakreislauf oder in die Umgebung oder in den Innenraum des Fahrzeuges. Vorzugsweise erfolgt die Ableitung der erwärmten Kühlluft entlang einer A-D-Säule des Kraftfahrzeuges hinweg in einen bodenseitigen bzw. fahrbahnseitigen Fahrzeugbereich. Je nach Ausgestaltung wird der Kühlvolumen strom aus vorgekühlter Luft oder frischer Außenluft entweder durch geschwindigkeits bedingte Konvektion während der Fahrt des Fahrzeuges, über erzwungene Konvektion mittels des Klimakreislaufs des Fahrzeuges oder mittels mindestens eines Kühllüfter erzeugt.

In einer Ausführungsform umfasst das Dachmodul zumindest ein Antennenmodul und die Kühleinrichtung ist ausgebildet, eine von dem zumindest einen Antennenmodul abgegebene Abwärme und/oder eine von außen eingeleitete Umgebungswärme von dem zumindest einen Antennenmodul abzuführen. In dieser Ausführungsform kann durch die Kühleinrichtung also nicht nur die Abwärme von dem Umfeldsensor und/oder von weiteren elektrischen oder elektronischen Komponenten abgeführt werden, sondern die Kühleinrichtung ist ferner zur Abfuhr einer Abwärme eines Antennenmoduls ausge führt. Das Antennenmodul weist vorzugsweise eine oder mehrere elektrische und/oder magnetische Antennen auf, die dazu ausgebildet sind, elektromagnetische Signale zu senden und/oder zu empfangen.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Kühleinrichtung als Teil des Klimakreislaufs des Fahrzeuges ausgebildet ist, um ein bereits vorhandenes Klimamanagementsystem des Fahrzeuges für die Wärmeabfuhr der Wärme von dem Umfeldsensor zu nutzen. Hierdurch entsteht sowohl ein konstruktiver als auch ein steuerungstechnischer, synergetischer Vorteil. Beispielsweise ist es möglich, die Kühleinrichtung mittels der Regelung des Klimakreislaufs zu regeln, so dass keine weiteren elektronischen Rege lungskomponenten notwendig sind, sondern vorteilhafterweise lediglich eine software seitige Erweiterung der ohnehin vorhandenen Klimamanagementregelung vorgenom men werden muss.

Es versteht sich, dass die vorgenannten Ausführungsformen und die nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsbeispiele nicht nur einzeln, sondern auch in beliebiger Kombination miteinander verwendet werden können, ohne den Rahmen der vorliegen den Erfindung zu verlassen. So können bspw. die bezüglich der Dachanordnung genannten vorteilhaften Ausführungsbeispiele auch hinsichtlich des Dachmoduls eingesetzt sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen oder in Redundanz hinsichtlich des Dachmoduls aufgeführt zu werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisiert dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Dachanordnung nach einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine Schnittansicht eines Querholms eines Dachrahmenstruktur nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Figur 3 eine schematische Ansicht einer Dachanordnung mitsamt einem Teil einer Fahrzeugkarosserie nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Dachanordnung 100 nach einem Ausführungs beispiel der Erfindung. Die Dachanordnung 100 umfasst eine Dachrahmenstruktur 10 sowie ein Dachmodul 12, wobei in Figur 1 lediglich die Teile des Dachmoduls 12 dargestellt sind, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Das Dachmodul 12 ist also in vereinfachter Form dargestellt. Ebenfalls ist die Dachrahmenstruktur 10 lediglich schematisch in vereinfachter Form dargestellt.

Das Dachmodul 12 umfasst ein Flächenbauteil 14 zur Bildung der Dachhaut 16 eines Fahrzeugs (nicht gezeigt), die in Figur 1 lediglich abschnittsweise dargestellt ist. Unterhalb der vom Flächenbauteil 14 gebildeten Dachhaut 16 ist ein Umfeldsensor 18 angeordnet, der an der zur Fahrzeugvorderseite weisenden Seite elektromagnetische Signale zur Erfassung der Fahrzeugumgebung senden und/oder empfangen kann. Alternativ kann es sich bei dem Umfeldsensor bspw. auch um eine (Multi-) Kamera oder einen sonstigen bekannten Umfeldsensor handeln. Alternativ oder ergänzend versteht es sich, dass es sich bei dem beispielhaft gezeigten Umfeldsensor 18 auch um ein oder mehrere Antennenmodule handeln kann, die in dem Dachmodul umfasst sind.

Die Dachrahmenstruktur 10 der Dachanordnung 100 weist vorliegend einen Querholm 20 auf, der auch als Querholm oder Windfang bezeichnet wird, und an der frontseitigen Abschlusskante der Frontscheibe im Wesentlichen horizontal quer zur Fahrzeuglängs richtung verläuft. Der Querholm 20 bildet einen Teil einer Kühleinrichtung 22, mit der eine vom Umfeldsensor 18 abgegebene Abwärme und/oder eine von außen eingeleitete Umgebungswärme von dem Umfeldsensor 18 abführbar ist. Der Umfeldsensor 18 ist gemäß des Ausführungsbeispiels in einer wannenförmigen Vertiefung des Dachmoduls 12 angeordnet. Diese Wanne des Dachmoduls 12 bildet dabei ein Schnittstellenbauteil 24 aus, mittels dessen das Dachmodul 12 an der durch die Dachrahmenstruktur 10 gebildete Kühleinrichtung 22 anschließbar ist, mit der die vom Umfeldsensor 18 abgegebene Abwärme und/oder von außen eingeleitete Umgebungswärme von dem Umfeldsensor 18 abgeführt werden kann.

Der Umfeldsensor 18 ist in einer vor Feuchtigkeit geschützten Trockenabteilung 26 angeordnet, die nach außen hin, bspw. mittels Dichtungen, feuchtigkeitsdicht gekapselt ist. Die Trockenabteilung 26 umfasst vorzugsweise eine wärmeleifähige Außenumhül lung (siehe Figur 5). Auf diese Weise ist der Umfeldsensor 18 vor dem Eindringen von Feuchtigkeit zuverlässig geschützt, kann jedoch durch die Außenumhüllen seine Abwärme an die Kühleinrichtung 22 abgeben.

Die Trockenabteilung 26 ist innerhalb der wannenförmigen Vertiefung des Dachmoduls 12 angeordnet und befindet sich in unmittelbaren, wärmeleitenden Kontakt mit einer Nassabteilung 28 (siehe Schnittansicht in Figur 2), die von der Trockenabteilung 26 flüssigkeitsdicht abgekapselt ist. Der Umfeldsensor 18 ist daher zumindest bereichswei se an dem Kühlkanal 32 angeordnet. Alternativ kann der Umfeldsensor 18 an beliebigen Orten in der Nähe des Kühlkanals 32 angeordnet sein (beispielsweise mittig, links, rechts oder etwas von dem Kühlkanal beab standet, jedoch mit diesem über eine Wär mebrücke wärmeleitend verbunden.

Es versteht sich, dass es sich vorliegend lediglich beispielhaft um eine Trockenabteilung 26 handelt, in der der Umfeldsensor 18 angeordnet ist. Grundsätzlich muss der Umfeld sensor 18 nicht notwendigerweise in der Trockenabteilung 26 untergebracht sein, sondern kann alternativ bspw. auch in der Nassabteilung 28 angeordnet sein. Ob der Umfeldsensor 18 in der Trockenabteilung 26 oder in der Nassabteilung 28 angeordnet ist, hängt grundsätzlich davon ab, ob der Umfeldsensor 18 innenliegend oder außenlie gend an dem Dachmodul 12 angeordnet ist oder ggf. verdeckt an dem Dachmodul 12 angeordnet ist. Zudem ist davon abhängig, ob eine Luftansaugung von außen oder von einem Innenraum bzw. einem Trockenbereich des Kraftfahrzeuges erfolgt.

Der Querholm 20 hat, wie in der Schnittdarstellung (A-A) in Figur 2 zu erkennen ist, zumindest abschnittsweise einen Hohl quer schnitt 30, der in einer Längserstreckung des Querholms 20 einen Kühlkanal 32 der Kühleinrichtung 22 ausbildet, durch den ein Kühlfluidstrom 33, vorliegend Kühlluft zur Kühlung des Umfeldsensors 18 strömt. Der Kühlfluidstrom 33 strömt dabei von einer Kühlfluidzufuhrrichtung 34 (bzw. Kühlluftzu fuhrrichtung) in eine Kühlfluidabfuhrrichtung (Wärmeabfuhrrichtung) 36, wobei die Richtungen 34, 36 in den Figuren jeweils durch Pfeile angedeutet sind. Das Kühlfluid strömt vorzugsweise an dem Umfeldsensor 18 vorbei, nimmt dabei bspw. unterstützt durch einen oder mehrere Kühlkörper (nicht gezeigt) die Abwärme des Umfeldsensors 18 auf, und transportiert die erwärme Luft entlang der Wärmeabfuhrrichtung 36 von dem Umfeldsensor 18 ab. Der Kühlkanal 32 umfasst stromabwärts in der Wärmeabfuhr richtung 36 betrachtet eine lediglich schematisch dargestellte Schnittstelle 38 zu einem Klimakreislauf eines nicht gezeigten Kraftfahrzeuges, so dass der Kühlfluidstrom 33, nachdem er die Abwärme des Umfeldsensors 18 und/oder die von außen eingeleitete Umgebungswärme aufgenommen hat, in den Klimakreislauf des Kraftfahrzeuges geführt werden kann.

Die Kühleinrichtung 22 umfasst ferner eine schematisch dargestellte Regelung 40. Die Regelung 40 kann Teil einer Regelung des Temperaturkreislaufes des Fahrzeugs sein oder als eigenständige Temperaturregeleinheit ausgebildet sein. Mit der Regelung 40 ist eine Kühlleistung der Kühleinrichtung 22 regelbar.

In Figur 3 ist eine schematische Ansicht der Dachanordnung 100 mitsamt einem Teil einer Fahrzeugkarosserie 102 dargestellt das Kraftfahrzeug eine Fahrzeugkarosserie mit der Dachrahmenstruktur 10 umfasst. Die Kühleinrichtung 22 ist im vorliegenden Fall derart ausgebildet, dass der das Kraftfahrzeug verlassende Kühlfluidstrom 33 über mehrere Hohlkanäle 104 (lediglich einer ist in Figur 3 zu erkennen) zu einem bodensei tigen Fahrzeugbereich (nicht gezeigt) geleitet wird. Die Hohlkanäle 104 sind in Holm bzw. Holm 106 der Fahrzeugkarosserie 102 ausgebildet oder an diesen angeordnet. Die Hohlkanäle 104 bzw. Röhren für die Wärmezuführung und/oder Wärmeabführung können auch bspw. entlang einer A-D-Fahrzeugsäule angeordnet und an den Kühlkanal 32 der Dachrahmenstruktur 10 angebunden sein. Durch den Kühlkanal 32 strömt die zugeführte, vorzugsweise vorgekühlte oder von außerhalb kommende Kühlluft, um an dem Umfeldsensor 18 und ggf. an Antennen und weiteren elektrischen Komponenten entstehende Wärme ggf. über eine Wärmesenke (mit Wärmetauscher oder Wärmeabfüh- rungsausführung) abzuführen.

Bezugszeichenliste

100 Dachanordnung

200 Fahrzeugkarosserie 202 Hohlkanäle 204 Holm der Fahrzeugkarosserie

10 Dachrahmenstruktur 12 Dachmodul 14 Flächenbauteil 16 Dachhaut 18 Umfeldsensor 20 Querholm 22 Kühleinrichtung 24 Schnittstellenbauteil 26 T rockenabteilung 28 Nassabteilung

30 Hohlquerschnitt

32 Kühlkanal

33 Kühlfluidstrom

34 Kühlfluidzuführrichtung 36 Kühlfluidabführrichtung, W ärmeabfuhrrichtung

38 Schnittstelle

40 Regelung