传感器总成的制作方法

本发明涉及车辆传感器总成的领域。

背景技术：

自主车辆包括多种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮转速、车轮取向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置或取向，例如，全球定位系统(gps)传感器；加速度计，诸如压电或微机电系统(mems)；陀螺仪，诸如速率、环形激光器或光纤陀螺仪；惯性测量单位(imu)；以及磁力计。一些传感器检测外部世界，例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(lidar)装置以及诸如相机等图像处理传感器。lidar装置通过发射激光脉冲并且测量脉冲行进到物体和返回的飞行时间来检测与物体的距离。一些传感器是通信装置，例如车辆对基础设施(v2i)装置或车辆对车辆(v2v)装置。

技术实现要素：

一种传感器总成包括：传感器窗口；散热器，所述散热器包括多个翅片；以及风道。散热器相对于传感器窗口固定。所述风道被定位成引导在所述翅片之间和跨越所述传感器窗口的气流。

传感器总成可以包括相对于传感器窗口固定的电路板，并且散热器可以通过热导体直接连接到电路板。

传感器总成可以包括相对于传感器窗口固定的马达，并且散热器可以通过热导体直接连接到马达。传感器总成可以包括可旋转地联接到马达的传感器。传感器可以是lidar传感器。

散热器可以安置在传感器窗口下方。

翅片可以竖直地定向。

风道可以包括多个管口。每一对相邻的翅片可以限定其之间的间隙，并且每一管口可以被定位成引导气流通过所述间隙中的一个。

传感器窗口可以具有圆柱形状。传感器窗口可以限定轴线，并且翅片可以相对于轴线径向伸长。传感器窗口可以限定轴线，并且散热器可以围绕轴线环形布置。

传感器总成可以包括相对于传感器窗口固定的压缩机，并且风道可以被定位成接收来自压缩机的气流。

风道可以被定位成跨越传感器窗口形成空气幕。

风道可以包括在多个翅片下方延伸的槽。

翅片可以暴露于周围环境。

传感器窗口可以连接到车辆，并且多个翅片可以被定位成接收翅片之间来自车辆的向前运动的气流。

散热器可以具有比传感器窗口更高的导热性。

附图说明

图1是包括传感器总成的车辆的透视图。

图2是传感器总成中的一个的透视分解图。

图3是传感器总成的侧视图。

图4是具有示例性风道的传感器总成的俯视图。

图5是具有另一示例性风道的传感器总成的俯视图。

具体实施方式

传感器总成54包括：传感器窗口84；散热器90，所述散热器90包括多个翅片94；以及风道104。散热器90相对于传感器窗口84固定。风道104被定位成引导在翅片94之间和跨越传感器窗口84的气流。

散热器90有助于消散传感器总成54内部生成的热量。风道104被定位成生成气流，以使得散热器90可以能够比没有气流时消散更多的热量，并且风道104被定位成生成跨越传感器总成54的传感器窗口84的相同的气流，从而形成可以减少撞击传感器窗口84的碎屑的空气幕。通过使用相同的气流进行热消散和清洁，传感器总成54是有效的。因此，风道104可以允许传感器68更准确地检测外部环境。

参考图1，车辆30的车身32可以包括a柱34、b柱36、c柱38和车顶纵梁40。a柱34可以在挡风玻璃42与车窗43之间延伸，以及从挡风玻璃42的底部处的第一端44延伸到挡风玻璃42的顶部处的第二端46。(形容词“第一”和“第二”贯穿本文献用作标识符，并且不意图表示重要性或顺序。)b柱36可以在相邻车门48的窗口43之间延伸。c柱38可以在车窗43与后窗玻璃(未示出)之间延伸。如果车辆30是例如suv、跨界车、小型货车或旅行车，则车身32还可以包括d柱(未示出)，在这种情况下，c柱38在后车门48的车窗43与左后车窗和右后车窗43之间延伸，并且d柱在右后车窗和左后车窗43与后窗玻璃之间延伸。车顶纵梁40沿着车窗43从a柱34延伸到b柱到c柱。

挡风玻璃42、车窗43和后窗玻璃可以由任何合适耐用的透明材料形成，包括诸如层压的钢化玻璃等玻璃或诸如树脂玻璃或聚碳酸酯等塑料。挡风玻璃42位于a柱34附近。

车辆30可以包括侧视镜50。侧视镜50可以位于前车门48上，或者位于靠近挡风玻璃42的底部的车身32上。侧视镜50可以透过车窗43对人类驾驶员可见，并向驾驶员提供车辆向后方向的反射视图。

继续参考图1，传感器臂52从车辆30的柱34、36、38中的一个(例如，a柱34)延伸到传感器总成54。传感器臂52可以位于a柱34的端部44、46之间，即与挡风玻璃42的底部隔开并且与挡风玻璃42的顶部隔开，即与第一端44隔开并且与第二端46隔开。传感器臂52可以附接到传感器总成54的底座56。传感器臂52可以具有管状或其他中空形状，即空腔可以延伸穿过传感器臂52。空腔可以允许布线、管等穿过传感器臂52，同时与外侧环境隔离。

参考图1-图3，传感器总成54由传感器臂52支撑。传感器总成54包括外壳58。外壳58可以具有圆柱形状，所述圆柱形状具有顶盖60、底座56和传感器窗口58。顶盖60位于传感器窗口58的上方，即在车辆向上的方向上，并且底座56在下方，即在从传感器窗口58沿车辆向下的方向上。外壳58具有侧表面64，所述侧表面64包括传感器窗口58的外侧以及顶盖60和底座56的周向延伸侧。侧视镜50可以位于外壳58下方，即在从外壳58沿车辆向下的方向上，并且每一底座56具有面向每一侧视镜的底表面62。外壳58的圆柱形状限定轴线a，所述轴线a延伸穿过外壳58的中心。轴线a相对于车辆30竖直地定向。

参考图2，传感器68安置在外壳58内侧，并且附接到传感器臂52并且由传感器臂52支撑。传感器68可以被设计成检测外界的特征；例如，传感器68可以是雷达传感器、扫描激光测距仪，光检测和测距(lidar)装置或诸如相机等图像处理传感器。特别地，传感器68可以是lidar装置。lidar装置通过以特定的波长发射激光脉冲并且测量脉冲行进到物体和返回的飞行时间来检测与物体的距离。

外壳58可以含有：旋转头66；包括激光器70和接收器72的传感器68；编码器74；滑环76；马达78；绝缘体80；以及电路板82。电路板82、绝缘体80和马达78可以相对于外壳58固定。编码器74、滑环76和传感器68相对于彼此固定并且可旋转地联接到马达78。马达78被配置成使传感器68围绕竖直轴线a旋转，以提供水平360°覆盖。绝缘体80可以定位在电路板82与马达78之间，并且可以减少在电路板82与马达78之间行进的热量。

参考图2和图3，传感器窗口84由传感器臂52支撑，并且诸如经由底座56附接到传感器臂52。传感器窗口84可以是圆柱形的，并且还可以限定轴线a。传感器窗口84围绕轴线a延伸。传感器窗口84可以围绕轴线a完全延伸，即360°延伸，或者部分地围绕轴线a延伸。传感器窗口84沿轴线a从底部边缘86延伸到顶部边缘88。传感器窗口84具有直径。如果有的话，传感器窗口84的直径可以与侧表面64的其余部分相同；换句话说，传感器窗口84可以与侧表面64齐平或基本上齐平。“基本上齐平”意味着传感器窗口84与侧表面64的其余部分之间的接缝不会致使沿侧表面64流动的空气中的湍流。传感器窗口84中的至少一些相对于传感器68能够检测的任何介质是透明的。例如，如果传感器68是lidar装置，则传感器窗口84相对于具有由激光器70生成的波长的可见光是透明的。

参考图2-图5，散热器90可以附接(例如，紧固、粘附等)到传感器总成54的其余部分，并且相对于传感器窗口84固定。例如，散热器90可以通过延伸穿过底座56的一个或多个连杆92而紧固。散热器90可以安置在传感器窗口84下方，并且环形地围绕底座56。散热器90可以与底座56隔开，或者可以触碰底座56。如果散热器90与底座56隔开，则散热器90与底座56之间的空间可以填充有热间隙填充物，诸如热油脂或涂有硅的间隙填充物。散热器90可以暴露于周围环境；即没有盖子在散热器90上方延伸。

散热器90可以是具有高导热性的材料，例如，铝或铜。导热性是材料传输热量的性质。散热器90具有比传感器总成54的其他部件(诸如外壳58和传感器窗口84)更高的导热性。

参考图2，散热器90通过连杆92直接连接到电路板82和/或马达78。连杆92是热导体。出于本公开的目的，热导体被限定为具有高导热性的部件，基本上至少与散热器90的导热性一样高。

参考图2-图5，散热器90围绕轴线a环形布置。散热器90包括多个翅片94。翅片94竖直地定向和伸长，即平行于轴线a，并且径向地定向和伸长，即远离轴线a。每一翅片94可以具有例如矩形形状。翅片94暴露于周围环境。每一对相邻的翅片94限定其之间的间隙96。间隙96容许翅片94之间的气流，并且允许热量从翅片94流动到环境空气。多个翅片94(例如，散热器90的车辆前侧上的翅片94)可以被定位成接收翅片之间来自车辆30的向前运动的气流。

参考图1，空气系统98包括压缩机100、供应管线102和风道104。压缩机100和风道104经由供应管线102彼此流体连接(即，流体可以从一个流动到另一个)。

压缩机100相对于传感器窗口84固定，并且可以位于车辆30中与传感器总成54隔开。压缩机100通过减小气体的体积或通过将额外的气体挤压成恒定体积来增加气体的压力。压缩机100可以是任何合适类型的压缩机，例如，正排量压缩机，诸如往复式离子液体活塞、旋转螺杆、旋转叶片、滚动活塞、涡管或隔膜式压缩机；动态压缩机，诸如气泡、离心式、对角式、混流式或轴流式压缩机；或任何其他合适的类型。

供应管线102从压缩机100延伸到风道104。供应管线102可以是(例如)柔性管。

参考图2-图5，风道104被定位成接收来自压缩机100的气流；例如，风道104可以包括与供应管线102附接的入口106。风道104可以限定位于散热器90下方的环形空腔108。风道104的直径可以大于传感器窗口84的直径。

风道104被定位成引导在翅片94之间和跨越传感器窗口84的气流；换句话说，来自风道104的所生成气流的单个路径线在翅片94之间延伸，并且从传感器窗口84的一侧到另一侧(例如，从底部边缘86到顶部边缘88)延伸。“跨越”味着从某物的一侧到另一侧。“路径线”被限定成通过流体的速度矢量场的个别流体粒子的轨迹。气流可以形成跨越传感器窗口84的空气幕；也就是说，风道104被定位成形成跨越传感器窗口84的空气幕。“空气幕”是一层移动的空气。

参考图4和图5，风道104可以包括从空腔108向上指向的一个或多个开口110、112。例如，风道104可以包括在多个翅片94或所有翅片94下方延伸的槽110，如图4中所示。从槽110流出的空气向上行进，被翅片94分隔到间隙96中，并且继续从翅片94穿过传感器窗口84。又例如，风道104可以包括多个管口112，如图5中所示。每一管口112可以被定位成引导气流通过间隙96中的一个；例如，每一管口112可以定位在间隙96中的一个下方。从管口112流出的空气在翅片94之间向上行进，并且然后穿过传感器窗口84。

在操作中，马达78使传感器68围绕轴线a旋转，同时激光器70发射光脉冲并且接收器72接收反射的光猝发。电路板82处理来自传感器68的信号。传感器总成54，特别是马达78和电路板82，在操作期间生成热量。热量中的一些通过连杆92传导到散热器90。压缩机100通过供应管线102将空气吹送到风道104，并且通过开口110、112。气流行进穿过散热器90，从翅片94的表面吸收热量，并且然后穿过传感器窗口84。穿过传感器窗口84的气流可以减少撞击传感器窗口84的碎屑。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语意图在性质上是描述性的字词而不是限制性的。鉴于以上教示，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的其他方式来实践。

根据本发明，提供了一种传感器总成，所述传感器总成具有：传感器窗口；散热器，所述散热器包括多个翅片，所述散热器相对于所述传感器窗口固定；以及风道，所述风道被定位成引导在所述翅片之间和跨越所述传感器窗口的气流。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于相对于传感器窗口固定的电路板，其中散热器通过热导体直接连接到所述电路板。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于相对于传感器窗口固定的马达，其中散热器通过热导体直接连接到所述马达。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于可旋转地联接到马达的传感器。

根据一个实施例，传感器是lidar传感器。

根据一个实施例，散热器安置在传感器窗口下方。

根据一个实施例，翅片竖直地定向。

根据一个实施例，风道包括多个管口。

根据一个实施例，每一对相邻的翅片限定其之间的间隙，并且每一管口被定位成引导气流通过所述间隙中的一个。

根据一个实施例，传感器窗口具有圆柱形状。

根据一个实施例，传感器窗口限定轴线，并且翅片相对于所述轴线径向伸长。

根据一个实施例，传感器窗口限定轴线，并且散热器围绕所述轴线环形布置。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于相对于传感器窗口固定的压缩机，其中风道被定位成接收来自所述压缩机的气流。

根据一个实施例，风道被定位成形成跨越传感器窗口的空气幕。

根据一个实施例，风道包括在多个翅片下方延伸的槽。

根据一个实施例，翅片暴露于周围环境。

根据一个实施例，传感器窗口可以连接到车辆，并且多个翅片被定位成接收翅片之间来自车辆的向前运动的气流。

根据一个实施例，散热器具有比传感器窗口更高的导热性。