用于汽车内部的中央控制单元的制作方法

1.本发明涉及一种用于汽车内部的中央控制单元。


背景技术：

2.已知在车辆中提供一个或多个传感器。传感器可以被提供以用于检测和控制车辆的技术操作，以检测和监测车辆的外部(例如用于自动驾驶)，或以检测内部状况，例如乘客存在检测。这样的传感器可以布置在车辆中的许多位置和部位上。
3.每一个传感器都要联接到车辆中的控制单元，使得传感器的输出可以被解释并且用于控制或调整车辆中的另一个装置或组件。车辆中的接线量可能快速增加，增加重量和成本。因此，已知提供应用总线通信的车辆网络。例如，可以存在can
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总线或lin
‑
总线通信类型的网络。不过，用于车辆网络的接线还是需要提供给每一个传感器。
4.除了布置在车辆中的传感器外，通常还提供其他功能。这些功能可以包括用户界面功能。用户界面功能接收来自用户，例如乘客或驾驶员的输入。需要注意的是，在下文中，驾驶员将被认为是乘客，因此任何对乘客的提及都旨在包括对驾驶员的提及。然后，来自用户的输入被解释以执行任何类型的动作。用户输入可以通过机械交互接收(例如通过使用按钮或触摸面板)或通过其他类型的交互，如语音控制或手势控制。这种用户交互功能需要更进一步的接线，并且增加了复杂性。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是提供一种装置或组件，所述装置或组件减少接线量和复杂性，同时仍能够提供所有功能，并且甚至优选地能够改进这种功能。
6.在第一方面中，该目标是在根据权利要求1所述的控制单元中实现的。根据本发明的控制单元构造成安装在车辆的乘客舱中的车辆车顶的中央部分中，其中所述车辆车顶的中央部分被定义为所述车辆车顶的如下表面区域，所述表面区域为：在主行驶方向上从所述乘客舱中的前排座位的靠背延伸到后排座位的靠背；以及在横向方向上在所述车辆车顶的第一侧边缘和所述车辆车顶的相对的第二侧边缘之间的中心处布置，所述横向方向与所述主行驶方向垂直。所述控制单元进一步构造成：感测所述乘客舱中的至少一种状况；提供至少一种用户交互功能；以及与车辆中的其他控制单元通信。
7.根据本发明，集成感测功能和用户接口功能的控制单元被布置在车辆的中心位置中。具体地，在车辆车顶的中央部分中，由于向整个乘客舱开放而没有阻碍元件，所以感测任何乘客舱状况相对容易，而对于用户交互功能，所有乘客都可以接触车辆车顶的中央部分。所以，前排乘客和后排乘客都可以使用用户交互功能。在未来，这可能变得越来越重要。例如，在自动驾驶车辆中，所有乘客都可以与车辆中的不同功能进行交互。
8.感测功能和用户交互功能的集成使得到其他控制单元的接线量大大减少。这样的其他控制单元可以是车辆的中央控制单元或多个控制单元中的任何其他一个。此外，在功能上，根据本发明的控制单元可以通过车辆网络或通过专用连接操作性地联接到多个其他
控制单元。基本上，根据本发明的控制单元是用于将至少一种感测功能和至少一种用户交互功能连接到一个或多个其他控制单元的集线器，考虑到感测功能和用户交互功能都可以从布置在车辆车顶的中央部分中受益。
9.为了使前排乘客和后排乘客都能够与控制单元进行交互，所述车辆车顶的中央部分被定义为所述车辆车顶的如下内部表面区域，所述内部表面区域在主行驶方向上从所述乘客舱中的前排座位的靠背延伸到后排座位的靠背并且在横向方向上在所述车辆车顶的第一侧边缘和所述车辆车顶的相对的第二侧边缘之间的中心处布置，所述横向方向与所述主行驶方向垂直。前排座位通常可移动地布置。当前排座位处于最靠前的位置时，前排座位的靠背的位置被定义为靠背的位置。因此，无论前排座位的位置如何，都使得前排座位的乘客能够操作控制单元的用户交互功能。此外，横向方向上的中心位置使得坐在左侧的乘客和坐在右侧的乘客能够操作用户交互功能。
10.在控制单元的实施例中，控制单元包括外壳，其中所述外壳布置在车辆车顶的中央部分中。这样的外壳可以具有美观的外观和感觉，同时覆盖控制单元的其他部分，并且甚至可能覆盖其他装置。此外，外壳可以设计成用于传感器和致动器(如果有的话)的适当定位。具体地，传感器的定位可以是有意义的以便确保传感器的可靠操作。甚至进一步，外观和感觉可以适应传感器的定位。例如，红外传感器可以定位在视觉上黑色的表面后面，该表面对于红外辐射可以是透明的使得红外传感器实际上是不可见的同时仍然可以操作。
11.在特定的实施例中，外壳还包括通风功能，其中所述通风功能构造成在乘客舱和车辆的外部之间提供空气流动路径。控制单元的外壳可以安装成覆盖车辆车顶中的开口。可以提供用于选择性地打开或关闭空气流动路径的措施。这样的措施可以包括在车辆车顶的外部平面中可移动地(例如铰接地)布置的封闭构件，例如面板。此外，还可以提供空气流动促进措施(如风扇)以便能够控制内部乘客舱和车辆的外部之间的空气流动量。
12.在实施例中，控制单元包括用于感测乘客舱中的至少一种状况的传感器。这样的传感器可以是使得能够感测至少一种状况的任何类型的专用传感器。作为专用传感器的示例，可以提供用于确定内部温度的温度传感器。另一方面，也可以提供多功能传感器，在这种情况下，控制单元可以对传感器信号进行某种后处理以确定至少一种状况。例如，运动检测系统可以用于检测车辆的内部乘客舱中人员的存在，其中需要对来自传感器的信号进行解释以确定内部乘客舱中是否存在移动物体。
13.在实施例中，乘客舱中的至少一种状况是一组状况中的至少一种，该组状况包括温度、空气质量和乘客存在。这些状况可以被视为仅仅是示例，因为替代地或者附加地许多其他状况可以被感测和监测。
14.在实施例中，至少一种用户交互功能包括一组功能中的至少一种功能，该组功能包括开关、手势检测和显示。用户交互可以包括用户通过开关、手势控制、语音控制等提供输入，或者可以包括向用户提供输出，例如显示信息或提供声音信息。更多类型的用户交互功能是可以想象的，并且可以集成在根据本发明的控制单元中。
15.在实施例中，控制单元设置有网络通信模块，用于与车辆中的其他控制单元进行通信。可以提供专用的网络通信模块以用于与车辆中的其他控制单元进行通信。例如，网络通信模块可以支持公共汽车网络协议(如can和lin)。具体地，网络通信模块可以是可交换的模块，使得可以为通用控制单元提供专用的网络通信模块，以使得能够使用可用的网络
协议与其他控制单元进行接口和通信。
16.在实施例中，控制单元构造成将乘客舱中的感测到的状况通信给车辆中的其他控制单元。其他控制单元可以是车辆中的任何类型的控制单元，该控制单元可以利用所感测的状况来执行任何类型的操作。例如，在车辆车顶的中央部分中感测到的温度可以被空调系统用来调整其设定，或者乘客检测系统可以将其感测到的状况提供给安全气囊系统，使得可能避免在座位中使用座位占用传感器的需要。
17.在实施例中，控制单元构造成在车辆中的控制单元和其他控制单元之间通信用户交互功能的用户交互信号。类似于感测到的状况，车辆中的任何其他控制单元可以接收与控制单元的用户交互功能相对应的信号，使得用户可以通过车辆车顶的中央部分中的控制单元与车辆中的任何系统进行交互。
18.需注意，对于感测功能以及对于用户交互功能两者，车辆车顶的中央部分中的控制单元都可以从车辆中的任何其他控制单元接收感测信号或用户交互信号。然后，这种接收到的信号可以被利用，例如与任何其他感测信号或用户交互信号相结合，以用于执行操作或产生另一感测信号。
19.在实施例中，控制单元设置有用于感测乘客舱中的至少一种状况的传感器。如上所述，控制单元设置有用于感测乘客舱中的至少一种状况的感测功能。这种感测功能可以使用直接或间接的传感器来实现，并且这种传感器可以布置在车辆中的任何合适的位置。此外在优选的实施例中，至少一个传感器布置在控制单元中。控制单元中的传感器布置在车辆的中央部分中，在传感器和乘客舱(具体地乘客舱中的座位)之间提供最小的阻挡元件。此外，这样的传感器可以直接提供其输出信号，减少了控制单元与一个或多个其他控制单元之间的信号通信。
20.在实施例中，其他传感器布置在车辆车顶的中央部分之外，其他传感器操作性地联接到控制单元以用于与其他控制单元通信。如前所述，可以优选地在传感器和控制单元之间直接联接，以减少控制单元和任何其他控制单元之间的信号通信。此外，某些传感器可以优选地布置在与车辆车顶的中央部分不同的位置处。这样的传感器可以在直接联接到控制单元的状态下布置在其优选的位置处。尽管有专用的接线，但如果车顶组件是预制的(包括控制单元和这种有一定距离的传感器)，并且然后车顶组件作为一个整体安装在车辆的车身上，如上传感器的安装可能是优选的。然后，控制单元可以以最少的接线和连接器连接到车辆通信网络，而有一定距离的传感器可以位于其优选的位置处，例如在车辆车顶的边缘部分中。
21.预制的车顶组件的示例是包括可移动的(例如可滑动移动的)透明车顶面板的敞开式车顶组件。这种敞开式车顶组件通常包括框架组件。该框架组件支撑机构和至少一个车顶面板。然后，框架组件可以安装到和附着在车辆车身上。其他示例性实施例包括固定的透明车顶面板或用于例如自动驾驶车辆的设置有一个或多个传感器装置的车顶面板，所述传感器装置用于感测外部状况和物体。可以想到，这种外部传感器也可以联接到本控制单元，其中，控制单元可以处理传感器信号，或者可以仅仅用作向其他控制单元提供传感器信号的通信器件。
22.在实施例中，控制单元设置有处理单元，其中，所述处理单元构造成解释感测信号和用户接口信号中的至少一者。
23.在其他方面中，本发明提供了一种设置有上述控制单元的车辆。
24.在特定的实施例中，所述车辆在车辆车顶的中央部分中设置有连接器装置，其中所述连接器装置联接到所述车辆的其他控制单元。如上所述的控制单元能够安装在所述车辆车顶的中央部分中，并且所述控制单元设置有配合的连接器装置，所述配合的连接器装置构造成与所述车辆的连接器装置相配接以用于将所述控制单元操作性地联接到所述其他控制单元。在实施例中，所述连接器装置可以联接到用于供应电源电压的电源，并且所述控制单元可以构造成通过所述配合的连接器装置接收电源电压。
附图说明
25.本发明的进一步适用范围将从下文给出的详细描述中变得显而易见。然而，应该理解的是，详细描述和具体示例虽然表明了本发明的实施例，但仅仅是以例示的方式给出的，因为本发明范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员来说从本详细描述中参照所附示意图将变得显而易见，其中：
26.图1a示出了带有敞开式车顶组件的车辆车顶的透视图。
27.图1b示出了图1a的敞开式车顶组件的分解图。
28.图2a示出了车辆的上部部分的透视图。
29.图2b示出了车辆的内部的第一实施例的示意性平面图。
30.图2c示出了车辆的内部的第二实施例的示意性平面图。
31.图3a是根据本发明的控制单元的第一实施例的示意图。
32.图3b是根据本发明的控制单元的第二实施例的示意图。
33.图4a是根据本发明的带有控制单元的第一示例性乘客舱的透视图。
34.图4b是根据本发明的带有控制单元的第二示例性乘客舱的透视图。
35.图4c是根据本发明的带有控制单元的第三示例性乘客舱的透视图。
36.图4d是根据本发明的带有控制单元的第四示例性乘客舱的透视图。
37.图5a是根据本发明的包括控制单元的车顶组件的第一实施例的透视仰视图。
38.图5b是根据图5a的车顶组件的第一实施例的俯视图。
39.图5c是根据图5a的车顶组件的第一实施例的仰视图。
40.图6a是根据本发明的包括控制单元的车顶组件的第二实施例的透视仰视图。
41.图6b是根据图6a的车顶组件的第二实施例的俯视图。
42.图6c是根据图6a的车顶组件的第二实施例的仰视图。
43.图7是根据本发明的包括控制单元的车顶组件的第三实施例的透视俯视图，以及
44.图8是根据本发明的构造成用于安装控制单元的车顶组件的第四实施例的透视俯视图。
具体实施方式
45.现在将参照附图对本发明进行描述，其中，在全部数个视图中，相同的附图标记已经被用于标识相同或相似的元件。
46.图1a示出了具有布置在其中的敞开式车顶组件的车辆车顶1。该敞开式车顶组件包括可移动面板2a和固定面板2b。可移动面板2a也被称为封闭构件，因为可移动面板2a能
够在第一车顶开口3a上方移动，从而能够打开和关闭第一车顶开口3a。在第一车顶开口3a的前侧处布置有挡风板4。
47.在图示的实施例中，可移动面板2a可以处于关闭位置，所述关闭位置是可移动面板2a布置在第一车顶开口3a上方并且关闭第一车顶开口3a并且因此通常布置在车辆车顶1的平面中的位置。此外，可移动面板2a可以处于倾斜位置，所述倾斜位置是可移动面板2a的后端部re与关闭位置相比升高同时可移动面板2a的前端部fe仍然处于关闭位置的位置。此外，可移动面板2a可以处于打开位置，所述打开位置是可移动面板2a被滑动打开并且第一车顶开口3a部分或完全暴露的位置。
48.需注意，图示的车辆车顶1对应于乘用车。然而，本发明不限于乘用车。还可以设想任何其它类型的可以设置有可移动面板的车辆。
49.图1b示出了与图1a中所示的具有面板2a和2b的相同的车辆车顶。具体地，虽然图1a示出了处于打开位置的敞开式车顶组件，但图1b是处于关闭位置的敞开式车顶组件的分解图。此外，在图1b的该分解图中，示出了存在第二车顶开口3b。第一车顶开口3a和第二车顶开口3b设置在敞开式车顶组件的框架5中。框架5的边缘5a限定第一车顶开口3a。
50.第二车顶开口3b布置在固定面板2b的下方，使得光线可以通过固定面板2b进入车辆内部乘客舱，假定固定面板2b是玻璃面板或类似的透明面板，例如由塑料材料或任何其他合适的材料制成。带有透明或半透明固定面板2b的第二车顶开口3b是可选的，并且在敞开式车顶组件的另一个实施例中可以省略。
51.挡风板4通常是柔性材料，例如，具有布置在其中的通孔的编织布或无纺布，或者是幅材或网。柔性材料由支撑结构4a(例如棒状或管状结构)支撑，所述支撑结构在铰接部4b处直接或间接地铰接地联接到框架5。
52.挡风板4布置在第一车顶开口3a的前方，并且在可移动面板2a处于打开位置时调整空气流动。在挡风板的升高位置中，挡风板4减少了行驶过程中由于空气流动而产生的不便的噪音。当可移动面板2a处于关闭位置或倾斜位置时，挡风板4被向下按压在可移动面板2a的前端部fe下方。
53.通常，当可移动面板2a滑动到打开位置时，挡风板4被弹簧力升起，并且当可移动面板2a滑动回到其关闭位置时，挡风板4被可移动面板2a下压。在图1a中，可移动面板2a示出为处于打开位置，并且挡风板4示出为处于升高位置。在图1b中，可移动面板2a示出为处于关闭位置，并且挡风板4相应地示出为处于其被向下按压的位置。
54.图1b还示出了具有第一引导组件6a、第二引导组件6b、第一驱动缆索7和第二驱动缆索8的驱动组件。第一引导组件6a和第二引导组件6b布置在可移动面板2a的相应侧端部se上，并且可以各自均包括引导件和机构。引导件联接到框架5，而机构包括可移动部件并且能够在引导件中可滑动地移动。第一驱动缆索7和第二驱动缆索8设置在相应的引导组件6a、6b的机构和电动马达9之间。
55.驱动缆索7、8将电动马达9联接到相应的引导组件6a、6b的机构，使得在操作电动马达9时，机构开始移动。具体地，驱动缆索7、8的芯被电动马达9移动，从而推动或拉动相应的引导组件6a、6b的机构。这样的驱动组件在本领域中是众所周知的，因此在此不再进一步阐明。不过，在不脱离本发明范围的情况下，也可以采用任何其它合适的驱动组件。此外，在特定的实施例中，电动马达可以操作性地布置在引导组件6a、6b的相应的引导件和相应的
机构之间，并且在这样的实施例中，驱动组件可以完全省略。
56.在所示的实施例中，引导组件6a、6b可以随着提升可移动面板2a的后端部re而开始移动，从而使可移动面板2a处于倾斜位置。然后，从倾斜位置开始，引导组件6a、6b可以开始滑动以使可移动面板2a处于打开位置。然而，本发明不限于这样的实施例。例如，在另一个实施例中，可移动面板2a可以通过提升后端部re而移动到倾斜位置，而打开位置可以通过首先降低后端部re，然后将可移动面板2a滑动到固定面板2b或在可移动面板2a的后端部re后方设置的任何其他结构或元件的下方来达到。在进一步的示例性实施例中，可移动面板2a能够仅仅在关闭位置和倾斜位置之间或在关闭位置和打开位置之间可移动。
57.在所示的实施例中，电动马达9在凹部10处安装在可移动面板2a的前端部fe附近或下方。在另一个实施例中，电动马达9可以定位在任何其他合适的位置或地点。例如，电动马达9可以布置在可移动面板2a的后端部re附近或下方或布置在固定面板2b下方。
58.控制单元11被示意性地示出，并且操作性地联接到电动马达9。控制单元11可以是任何类型的处理单元，可以是软件控制的处理单元或也可以是专用处理单元，如asic，这两种处理单元对于本领域技术人员来说都是众所周知的。控制单元11可以是独立的控制单元，或控制单元可以操作性地连接到另一个控制单元，如多用途的通用车辆控制单元。在另一个实施例中，控制单元11可以被嵌入到这种通用车辆控制单元中或成为其一部分。基本上，控制单元11可以由适合、能够和构造成执行电动马达9的操作，并且因此执行可移动车顶组件的操作的任何控制单元来体现。
59.图2a示出了车辆20的上部部分，具体地车顶、挡风玻璃、发动机盖和车辆20的侧面。标出了车辆20的主行驶方向md和横向方向td。主行驶方向md被定义为朝向与车辆20向前或向后直线行驶时的移动方向相对应的方向取向。横向方向td与主行驶方向md垂直。
60.已知车顶区域的中央部分21和车顶区域的四个角部分22适合布置传感器系统，例如用于自动驾驶。这样的传感器系统是已知的，并且可以包括雷达、激光雷达、照相机等。这样的传感器系统在大的、无遮挡的视野下最佳地发挥作用。在车顶上，传感器系统被提供了这样的无遮挡的视野。此外，已知后部中心位置23用于布置天线，例如用于接收无线电信号。
61.例如，发动机控制单元24可以布置在发动机盖下方以用于控制发动机的操作。此外，例如，媒体控制单元25可以布置在车辆20的仪表板中以用于操作用户界面功能和/或无线电。车辆20可以包括许多进一步的控制单元，例如发动机控制单元24和媒体控制单元25，或者车辆20可以只设置有单个控制单元，以用于控制车辆20中提供的任何功能和装置。
62.通用车辆的发展，特别是自动驾驶车辆的发展正在导致乘客使用车辆20的方式的改变。具体地，在车辆20的车顶内和车顶上提供更多的功能。例如，如上所述，不仅设想在车顶上布置天线，而且设想在车顶上布置用于实现自动驾驶的传感器。此外，在内部，例如使用用于娱乐的数字设备以及作为服务的移动性，其中乘客可以坐在车辆20中的任何座位上，这就要求车辆20的新布局，使得大多数(如果不是全部)用户交互功能可以从车辆20中的任何座位位置访问。更进一步地，例如为了安全，提供传感器以用于感测内部条件，如乘客的存在、空气质量传感器和类似条件。
63.图2b示出了车辆20的内部26的平面图，其布局为现在大多数车辆的通用布局。带有靠背31的两个前排座位30和带有相应的靠背33的后排座位32被布置成使得乘客都在主
行驶方向md上面向前方。前排座位30通常在主行驶方向md上可移动地布置。坐在前排座位30上的前排乘客能够触及仪表板，并且因此能够操作布置在仪表板中的装置。然而，后排乘客不能操作仪表板中的装置。因此，在车顶的内部侧的中央部分21中，设置有控制单元40。该控制单元40设置有至少一种用户交互功能，使得前排乘客和后排乘客都能够操作该用户交互功能。优选地，提供两个或甚至更多个用户交互功能。例如，可以提供具有灯光开关的车内灯和进一步的用户交互功能。
64.此外，在车顶的内部侧的中央部分21中，控制单元40构造成感测车辆20的内部乘客舱26的至少一个，但优选地两个或更多个状况。对于这种感测功能，可以优选地使用传感器的输出。这样的传感器可以包括在控制单元40中。具体地，需要对感测的位置具有视线(a line of view)的传感器优选地布置在车顶的内部侧的中央部分中。例如，普通的摄像机、红外传感器、激光雷达或雷达受益于对它们需要感测的位置的开阔视线。需注意，即使在视线中存在某些障碍物，某些传感器也可以正确地工作。例如，尽管有某些障碍物，但适当配置的雷达可以正确地工作。不过，总的来说，可以得出结论，大多数这样的传感器在视线开阔的情况下工作更准确，并且对干扰的敏感度更低。
65.然而，如果另一个位置提供了更好的传感器输出，或者如果传感器已经存在于车辆20中并且该传感器输出可以被控制单元40使用，则可以将该传感器布置在该另一个位置。此外，如果例如基于其他控制单元(例如发动机控制单元24或媒体控制单元25)的状态可以感测某些状况，则控制单元40可以在不应用传感器输出的情况下感测内部状况。
66.此外，控制单元40操作性地联接到至少一个其他控制单元(例如发动机控制单元24或媒体控制单元25)。这样的操作性联接可以用于交换传感器信号、感测的状态信号、用户交互信号、媒体信号(如音频或视频信号)或任何其他类型的信号。
67.一般来说，根据本发明的控制单元40构造成作为一种用于内部状态信号和用户交互信号的枢纽而操作，监督乘客舱并且向每个乘客座位提供用户交互，但不限于在控制单元40的位置处提供的功能和传感器。
68.如图2b所示，车顶的内部侧的中央部分(设置有控制单元40)在主行驶方向md上从车辆20的右手侧上的前排乘客座位30的靠背31延伸至后排座位32，并且在横向方向td上从驾驶座位30的靠背31延伸至乘客座位30的靠背31。在另一个实施例中，中央部分可以占据更大的区域。例如，中央部分26可以在主行驶方向md上延伸到后排座位32的后靠背33。此外，中央部分26可以在横向方向td上延伸得更宽或更小，例如取决于集成在控制单元40中的功能。
69.图2c示出了自动驾驶的车辆20的设想布局，并且例如所述布局用于作为服务的移动性，其中乘客可以根据其出发地点和到达地点进入和离开。为了舒适和容易进入，提供了具有相应的靠背31的四个分离的座位30。此外，在这样的用例中，所有乘客可能对功能和连接的可及性有相同的要求和愿望。因此，与图2b的实施例相比，车顶的内部侧的中央部分21被表示为更大使得其对每个座位30都是可触及和可访问的。然而，在实施例中，中央部分21可以较小。例如，使用手势控制功能，提供合适的手势传感器(如摄像头和具有合适的软件控制的处理单元)实现从每个座位30进行用户交互，而不需要使每个乘客能够物理地接触控制单元40可能就足够了。
70.图2b和2c的实施例中所指示的中央部分21仅仅是用于解释本发明中的中央部分
的概念及其功能的示例。控制单元40的外壳可以布置在所示的中央部分21内。然而，布置在车辆车顶的内部侧上的可见盖可以更大，并且可以覆盖更大的面积。
71.图3a示出了控制单元40的实施例及其在车辆网络中的集成的功能图。在图示的实施例中，控制单元40包括四个传感器41、42，并且其他两个传感器43是连接的，但不包括在控制单元40本身中。控制单元40进一步连接到车辆网络50。车辆网络50可以是任何类型的网络，并且例如可以是基于lin
‑
或can
‑
总线的公用网络。
72.控制单元40还包括基础单元43，所述基础单元43包括处理单元44和网络通信模块45。网络通信模块45构造成执行通过车辆网络50进行通信以及接收来自处理单元44的输入的所有操作。处理单元44构造成，例如通过嵌入存储在处理单元可访问的存储介质中的软件中的合适的可执行指令，控制传感器41、42、43，接收传感器输出信号，根据传感器输出信号确定状态，检测用户交互信号等，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
73.如图3a所示，传感器41、42和43可以通过任何合适的连接电连接到处理单元44，包括但不限于直接链接(参照两个传感器43)、总线通信链接(参照两个传感器41)或菊花链拓扑结构(参照两个传感器42)。
74.传感器41、42和43可以用于感测至少一个内部状况，但也可以用于检测用户交互。例如，传感器41、42和43中的一个可以是用于检测乘客的手势的摄像头。提供到并组成控制单元40或连接到控制单元40的其他类型的传感器可以是温度传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、空气质量传感器、光传感器、红外传感器、麦克风、氧气传感器、二氧化碳传感器、灰尘颗粒传感器或任何其他传感器。
75.其他控制单元46也连接到车辆网络50。其他控制单元46能够通过如针对传感器41、42和43所描述的任何合适的电联接操作性地连接到其他传感器47。通过控制单元40和其他控制单元46之间的通信，可以交换不同传感器41、42、43和47的传感器输出信号。在实施例中，每个控制单元40、46可以首先对该传感器输出信号进行操作，并且可以对传感器输出信号进行组合、分析或调整。此外，控制单元40和其他控制单元46可以基于可用的传感器输出信号确定状况，并且将确定的状况提供给控制单元40和其他控制单元46中的一个或多个。
76.在特定的实施例中，传感器41、42、43和47可以是如温度传感器的简单传感器，或者也可以是包括自身处理单元的更复杂的传感器。例如，雷达传感器可以包括专用处理单元，用于处理接收到的雷达信号，并且作为传感器输出信号仅仅提供乘客在乘客舱中的位置。
77.图3b示出了实际的实施例，其中，车辆车顶1包括带有安装元件51的框架5，所述安装元件用于将车辆车顶1安装在车身上。如图所示的车辆车顶1是可以单独制造并且作为完整的单元安装在车身上的组件。为了便于这样的安装，优选地具有简单的布线，所述布线可以容易地连接到车辆的其余部分的布线。
78.车辆车顶1包括控制单元40、多个传感器41、42、43，其中传感器41、42可以与处理单元44和网络通信模块45一起设置在基础单元43上。网络通信模块45联接到布线连接器52，用于操作性地连接到车辆网络50。布线连接器52也可以在适当情况下用于向控制单元40和所连接的传感器供应电源电压。还可以通过布线连接器52提供进一步的连接和功能性联接。为了便于安装车辆车顶1，可以优选通过一个布线连接器52放入尽可能多的所需连
接。
79.在图示的实施例中，控制单元40被从框架5的前梁54延伸到框架5的后梁55的内部盖53覆盖。但是，控制单元40，并且特别是其功能位于车辆车顶1的中央部分。
80.图4a
‑
4d分别示出了布置在乘客舱26中的控制单元40的示例性实施例。在图4a中，小的中央单元布置在车顶的中央部分中。
81.在图4b中，与图4a的实施例相比，控制单元40在更大的长度上延伸。从而，如果前排座位30移动到最前方的位置，控制单元40对于后排乘客并且甚至前排乘客来说更容易接近。通过如图4c所示的实施例，可以进一步改善针对后排乘客的可及性。
82.图4d示出了如下实施例，其中与图1a中示出的车辆车顶1相对应地，车辆车顶设置有透明的可移动面板2a和固定的透明面板2b。控制单元40在车辆车顶的中央部分中布置在设置在两个透明面板2a、2b之间的中间梁56上。
83.图5a
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5c示出了车辆车顶1的第一特定实施例，包括带有安装元件51的框架5、可移动的透明封闭构件2a和固定的透明面板2b。在中间梁56的中心位置处设置有控制单元40。内部盖53在横向方向td的整个宽度上延伸。
84.控制单元40设置有阅读灯60、红外传感器61和指示灯62。阅读灯60(在本实施例中实际上是两个阅读灯60)设置和布置成用于向坐在后排后座上的后排乘客提供照明。阅读灯60可以通过任何合适的方式(例如通过使用开关、手势控制或语音控制)来打开或关闭。
85.红外传感器61具有相对较大的其视野敞开角度，使得乘客舱的大部分被覆盖在视野中。红外传感器61本身可以由屏蔽元件覆盖，其中屏蔽元件对红外辐射或至少对红外辐射光谱的相关部分是透明的，同时为乘客舱中的乘客提供美观的表面。此外，这种元件可以被成形成改善红外辐射的检测，例如通过作为透镜增加视野的功能。
86.指示灯62体现为环形光元件，其中指示灯62可以提供不同颜色的光，用于向乘客舱中的乘客指示任何类型的信息。例如，指示灯62可以指示检测到车内有人的存在，或者可以指示外部温度和内部温度之间的温度差，使得乘客可以决定打开或关闭可移动封闭构件2a或任何其他类型的空气处理装置，如空调或类似装置。当然，指示灯62也可以作为一般的内部照明使用，例如当乘客门被打开时。
87.此外，指示灯62可以被分段，使得可以产生行车灯(running light)效果，或者指示灯62可以指示哪些乘客门是打开的以及哪些乘客门是关闭的。当应用手势控制或语音控制时，指示灯62可以构造成向用户提供反馈，即接收并识别了某个控制指令。
88.当然，在控制单元40中也可以提供进一步的功能和传感器。然而，从控制单元40或其外壳或盖的外部可能不容易看到这些特征。
89.图6a
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6c示出了包括带有安装元件51的框架5的车辆车顶1的第二实际实施例。该第二实际实施例设置有第一固定面板2c和第二固定面板2d。面板2c、2d都可以是透明的，例如由玻璃制成，但它们也可以是不透明的，并且可以例如配备有太阳能电池。
90.可移动的封闭构件2e设置在车顶的设置有控制单元40的中央部分的外部侧处。可移动的封闭构件2e可铰接地布置，使得可移动的布置的封闭构件2e能够在主行驶方向上向上定位，以提供向外部的开口。
91.在本实施例中，设置有通风通道，可以设置有如风扇的强制通风措施。控制单元40的外壳提供了通向其的开口(在本实施例中为狭缝63)，通过该狭缝可以在外部和乘客舱之
间产生空气流动。打开可移动的封闭构件2e打开通风通道，并且可选的强制通风措施可以产生空气流动，或者在行驶过程中外部的降低的气压可以产生空气流动。
92.在本实施例中，狭缝63设置为内部盖53和控制单元的盖64之间的开口。控制单元的盖64可以设置有附加功能。例如，传感器、开关、显示器或任何其它元件可以布置在控制单元的盖64的表面处。
93.图7中示出了第三实际实施例。与图6a
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6c的实施例类似，设置有两个固定面板2c和2d。设置有可移动的布置的构件2f。如图所示，可移动的布置的构件2f可以向上移动，以暴露出包括例如用于自动驾驶的传感器的传感器单元。在图示的实施例中，设置有第一传感器65和第二传感器66。因此，当车辆处于自动驾驶模式时，这些传感器可以暴露，而当车辆处于手动驾驶模式时，传感器单元可以降低。在降低的位置中，车辆的空气动力学得到改善，降低了燃料消耗。
94.根据本发明的控制单元可以联接到第一传感器65和第二传感器66。然后，控制单元可以评估传感器输出，或者可以将传感器输出发送到例如专门用于自动驾驶控制的其他控制单元。
95.在图8中示出了用于与本发明一起使用的车顶组件的其他实施例。如图所示的车顶组件1对应于图6a
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6c的车顶组件1。与图6a
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6c的实施例相比，控制单元40没有固定地安装在车顶组件1上。而是车顶组件1设置有基部表面57和连接器装置60。相应的控制单元设置有配合的连接器装置。配合的连接器装置构造成与连接器装置60配接，使得所有相关的电气连接都通过连接器装置60和配合的连接器装置进行。因此，车顶组件1构造和布置成接收和保持可以从一系列控制单元中选择的控制单元。例如，具有基本功能的控制单元可以替换为设置有娱乐功能的控制单元，如音响系统或视频显示器。
96.如本文所述，车顶的中央部分中的控制单元提供了用于内部控制的集线器功能，包括内部状态感测和用户交互功能，同时将布线和接线的数量保持在最低限度，从而简化了车辆的制造，并且减轻了车辆的重量。
97.本文公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式体现。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础，并且作为教导本领域技术人员以预期的任何适当的详细结构各种采用本发明的代表性基础。特别是，在单独的从属权利要求中提出和描述的特征可以组合应用，并且在此公开这些权利要求的任何有利组合。
98.此外，可以设想能够通过应用三维(3d)打印技术生成结构元件。因此，对结构元件的任何提及旨在包括指示计算机通过三维打印技术或类似的计算机控制制造技术生成这种结构元件的任何计算机可执行指令。此外，对结构元件的任何此类提及还旨在包括携带此类计算机可执行指令的计算机可读介质。
99.此外，本文使用的术语和短语不旨在是限制性的，而是为了提供对本发明的可理解的描述。如本文所使用的术语“一”或“一个”被定义为一个或多于一个。如本文所使用的术语“多个”被定义为两个或多于两个。如本文所使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或多个。如本文所使用的术语“包括”和/或“具有”被定义为包括(即，开放式语言)。如本文所使用的术语“联接”被定义为连接，尽管不一定直接连接。
100.如上描述了本发明，本发明显然可以以多种方式进行修改。这种修改不应视为偏
离了本发明的精神和范围，并且如对于本领域技术人员来说将显而易见的所有这种修改都旨在包括在下列权利要求的范围内。