传感器组件的制作方法
本发明涉及车辆传感器领域。
背景技术：
自主车辆包括各种传感器。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；惯性测量单元(imu)；以及磁力仪。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、光探测和测距(lidar)装置以及图像处理传感器(诸如摄相机)。lidar装置通过发射激光脉冲并且测量脉冲行进至物体并且返回的飞行时间来检测到物体的距离。一些传感器是通信装置，例如，车辆对基础设施(v2i)或车辆对车辆(v2v)装置。
技术实现要素：
传感器组件包括导航传感器。所述传感器组件包括热耦接到所述导航传感器的散热器。所述传感器组件包括空调单元。所述传感器组件包括管道，所述管道被定位来从所述空调单元朝向所述散热器引导气流。
所述空调单元可包括涡流管，所述涡流管具有空气输入端、暖空气输出端和冷空气输出端，所述冷空气输出端与所述管道流体连通。
所述空调单元可包括与涡流管的空气输入端流体连通的压缩机。
所述传感器组件可包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于所述导航传感器的检测的温度来致动所述压缩机。
所述涡流管可包括阀，所述阀定位在所述暖空气输出端处并且可在打开位置与关闭位置之间移动。
所述传感器组件可包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于所述导航传感器的检测的温度来致动所述阀。
所述传感器组件可包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于来自雨滴传感器的信息来致动所述阀。
所述阀可包括锥形塞和线性致动器。
所述传感器组件可包括温度传感器，所述温度传感器被定位来检测来自所述涡流管的所述冷空气输出端的气流的温度。
所述传感器组件可包括温度传感器，所述温度传感器被定位来检测通向所述涡流管的所述空气输入端的气流的温度。
所述暖空气输出端可向周围环境提供空气。
所述传感器组件可包括车柱(pillar)、所述空调单元和所述导航传感器由所述车柱支撑。
所述传感器组件可包括传感器窗口，所述管道被定位来穿过所述传感器窗口引导气流。
所述散热器可包括在所述管道与所述传感器窗口之间伸长的多个翅片。
所述导航传感器可以是lidar传感器。
所述传感器组件可包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于指示气候条件的数据来致动所述空调单元。
指示所述气候条件的所述数据可包括降雨水平、湿度和外部温度中的至少一个。
所述导航传感器可包括热耦接到所述散热器的马达。
所述导航传感器可包括热耦接到所述散热器的电路板。
附图说明
图1是包括传感器组件的车辆的透视图。
图2是传感器组件中的一个的分解透视图。
图3是传感器组件的侧视图。
图4是具有示例性管道的传感器组件的顶视图。
图5是具有另一个示例性管道的传感器组件的顶视图。
图6是传感器组件的空调单元的剖视图，其中阀处于打开位置。
图7是传感器组件的空调单元的剖视图，其中阀处于关闭位置。
图8是传感器组件的电子部件的框图。
具体实施方式
参考附图，用于车辆30的传感器组件54包括导航传感器68。传感器组件54包括热耦接到导航传感器68的散热器90。传感器组件54包括空调单元99。传感器组件54包括管道104，所述管道104被定位来从空调单元99朝向散热器90引导气流。
散热器90帮助散发在传感器组件54内部生成的热量。管道104被定位来生成气流，使得散热器90可能够比没有气流时散发更多的热量。空调单元99冷却气流以增加利用散热器90散发的热量。
参考图1，车辆30的车身32可包括a柱34，b柱36，c柱38和车顶纵梁40。a柱34可在挡风玻璃42与窗户43之间延伸并且从位于挡风玻璃42底部处的第一端部44延伸到位于挡风玻璃42顶部处的第二端部46。(形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作标识符，并非旨在表示重要性或顺序。)b柱36可在邻近门48的窗户43之间延伸。c柱38可在窗户43与后窗(未示出)之间延伸。如果车辆30例如是suv、跨界车、厢式旅行车或旅行轿车，那么车身32也可包括d柱(未示出)，在这种情况下，c柱38在后门48的窗户43与左后侧窗户和右后侧窗户43之间延伸，并且d柱在右后侧窗户和左后侧窗户43与后窗之间延伸。车顶纵梁40沿着窗户43从a柱34延伸到b柱到c柱。
挡风玻璃42、窗户43和后窗可由任何合适耐用的透明材料形成，包括玻璃(诸如层压的钢化玻璃)或塑料(诸如树脂玻璃或聚碳酸酯)。挡风玻璃42定位成邻近a柱34。
车辆30可包括侧视镜50。侧视镜50可位于前门48上或靠近挡风玻璃42的底部位于车身32上。侧视镜50可通过窗户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的车柱34、36、38中的一个(例如，a柱34)延伸到传感器组件54。传感器臂52可位于a柱34的端部44、46之间，即，与挡风玻璃42的底部和挡风玻璃42的顶部间隔开，即，与第一端部44和第二端部46间隔开。传感器臂52可附接到传感器组件54的基部56。传感器臂52可具有管状或其他中空形状，也就是说，腔可延伸通过传感器臂52。腔可允许布线、管等以穿过传感器臂52，同时与外侧环境隔绝。
参考图1至图3，传感器组件54由传感器臂52支撑。传感器组件54包括壳体58。壳体58可具有圆柱形状，其具有顶罩60、基部56和传感器窗口84。顶罩60在传感器窗口84的上方(即，自传感器窗口84在车辆向上的方向上)，并且基部56在下方(即，自传感器窗口84在车辆向下的方向上)。壳体58具有侧表面64，所述侧表面64包括传感器窗口84的外侧和顶罩60与基部56的周向地延伸侧。侧视镜50可位于壳体58下方(即，自壳体58在车辆向下的方向上)并且每个基部56具有面向每个侧视镜的底部表面62。壳体58的圆柱形状限定轴线a，所述轴线a贯穿壳体58的中心。轴线a相对于车辆30垂直地取向。
参考图2，导航传感器68设置在壳体58内部并且附接到传感器臂52并且由传感器臂52支撑。导航传感器68可被设计来检测外部世界的特征；例如，导航传感器68可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(lidar)装置或图像处理传感器(诸如摄相机)。特别地，导航传感器68可以是lidar装置。lidar装置通过以特定波长发射激光脉冲并且测量脉冲行进至物体并且返回的飞行时间来检测到物体的距离。
壳体58可容纳旋转头部66、包括激光器70和接收器72的导航传感器68、编码器74、滑动环76、马达78、绝缘体80和电路板82。电路板82、绝缘体80和马达78可相对于壳体58固定。编码器74、滑动环76和导航传感器68相对于彼此固定并且可旋转地耦接到马达78。马达78被配置为使导航传感器68围绕垂直轴a旋转，以提供水平360°覆盖。绝缘体80可定位在电路板82与马达78之间，并且可减少行进在电路板82与马达78之间的热量。
参考图2和图3，传感器窗口84由传感器臂52支撑并且诸如经由基部56附接到传感器臂52。传感器窗口84可以是圆柱形的并且也可以限定轴线a。传感器窗口84绕轴线a延伸。传感器窗口84可围绕轴线a完全地(即，360°)延伸，或部分地围绕轴线a延伸。传感器窗口84沿着轴线a从底部边缘86延伸至顶部边缘88。传感器窗口84具有直径。传感器窗口84的直径可与侧表面64的其余部分(如果有的话)相同；换句话讲，传感器窗口84可与侧表面64齐平或基本上齐平。“基本上齐平”意味着在传感器窗口84与侧表面64的其余部分之间的接缝不会在沿着侧表面64流动的空气中引起湍流。传感器窗口84中的至少一些相对于导航传感器68能够进行检测的任何介质是透明的。例如，如果导航传感器68是lidar装置，那么传感器窗口84相对于在由激光器70生成的波长下的可见光是透明的。
参考图2至图5，散热器90可附接(例如，紧固/粘附等)到传感器组件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可由延伸通过基部56的一个或多个连杆92紧固。散热器90可设置在传感器窗口84下方并且环形地围绕基部56。散热器90可与基部56间隔开或可接触基部56。如果散热器90与基座56间隔开，那么在散热器90与基座56之间的空间可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可暴露于周围环境；即，没有盖在散热器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。导热性是材料传递热量的特性。散热器90具有比传感器组件54的其他部件(诸如壳体58和传感器窗口84)更高的导热性。
参考图2，散热器90热耦接到导航传感器68，例如，散热器90通过连杆92直接地连接到电路板82和/或马达78。连杆92是热导体。出于本公开的目的，热导体被定义为具有高导热性的部件，所述高导热性基本上至少与散热器90的导热性一样高。
参考图2至图5，散热器90绕轴线a环形地布置。散热器90包括多个翅片94。翅片94垂直地(即，平行于轴线a)取向和伸长，并且径向地(即，远离轴线a)取向和伸长。翅片94可在管道104与传感器窗口84之间伸长。每个翅片94可具有例如矩形形状。翅片94暴露于周围环境。每对邻近的翅片94将间隙96限定在它们之间。间隙96允许在翅片94之间具有气流并且允许热量从翅片94流到环境空气。多个翅片94(例如，散热器90的车辆向前侧上的翅片94)可被定位来接收来自车辆30的向前运动的在其之间的气流。
参考图1、图6和图7，空气系统98包括空调单元99、压缩机100、供应管线102和管道104。压缩机100和管道104经由供应管线102彼此流体连接(即，流体可从一个流动到另一个)。
如图1和图6至图8所示的空调单元99例如向管道104提供冷冻空气。空调单元99可从压缩机100接收空气。空调单元99可包括涡流管101。涡流管101具有空气输入端103、暖空气输出端105和冷空气输出端107。涡流管101限定从第一端部111延伸到开放的第二端部113的涡流室109。空气输入端103相切地向位于第一端部111与第二端部113之间的涡流室109提供空气。空气在涡流室109内涡旋，其中较暖的空气在涡流室109的径向周边处，并且较冷的空气在涡流室109的轴向延伸的中心线处。暖空气输出端105例如从第一端部111相对于被提供给空气输入端103和冷空气输出端107的空气提供暖空气。暖空气输出端105可被定位来向周围环境提供暖空气。冷空气输出端107例如从第二端部113相对于被提供给空气输入端103和暖空气输出端105的空气提供冷空气。冷空气输出端107可被定位来向管道104提供冷空气。空调单元99可以是另一种类型，例如，热泵、蒸发冷却装置等。
涡流管101包括定位在暖空气输出端105处的阀115。阀115可包括锥形塞117和线性致动器119。阀115可在图6所示的打开位置与图7所示的关闭位置之间移动。在打开位置中，空气被允许从暖空气输出端105流出。例如，锥形塞117可设置在第一端部111内并且与第一端部111间隔开，从而允许空气在涡流室109的周边处逸出。在关闭位置中，空气被禁止从暖空气输出端105流出。例如，锥形塞117可邻接第一端部111并且阻挡空气通过其流动。线性致动器119可以是电磁螺线管、线性伺服器等。线性致动器119被定位来移动锥形塞117以打开和关闭阀115。
在打开位置与关闭位置之间移动阀115改变了从冷空气输出端107流出的空气的体积和温度。随着阀115移动至关闭位置，较少的暖空气被允许从暖空气输出端105流出，从而增加了从冷空气输出端107流出的空气的体积和温度。随着阀115移动至打开位置，较多的暖空气被允许从暖空气输出端105流出，从而降低了从冷空气输出端107流出的空气的体积和温度。
涡流管101可由车辆30的车柱34、36、38中的一个(例如，a柱34)支撑。例如，涡流管101可设置在延伸通过传感器臂52的腔内。
压缩机100相对于传感器窗口84固定，并且可在车辆30中定位成与传感器组件54间隔开。压缩机100通过减小气体的体积或通过迫使另外的气体进入恒定的体积中来增加气体的压力。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、涡旋式压缩机或隔膜压缩机)；动态压缩机(诸如气泡式、离心的、对流、混流或轴流压缩机)；或任何其他合适的类型。
供应管线102从压缩机100延伸到空调单元99(例如，到涡流管101的空气输入端103)，从空调单元99(例如从涡流管101的冷空气输出端107)延伸到管道104等以在其之间提供流体连通。供应管线102可以是例如柔性管。
参考图2至图7，管道104被定位来从空调单元99朝向散热器90引导气流。例如，管道104可经由涡流管101从压缩机100接收气流；例如，管道104可包括入口106，自冷空气输出端107的供应管线102附接到所述入口106。管道104可限定定位在散热器90下方的环形腔108。管道104的直径可大于传感器窗口84的直径。
管道104被定位来在翅片94之间并且穿过传感器窗口84引导气流；换句话讲，来自管道104的生成的气流的单一迹线既在翅片94之间又从传感器窗口84的一侧到另一侧(例如，从底部边缘86到顶部边缘88)延伸。“穿过”意味着从某物的一侧到另一侧。“迹线”被定义为单个流体颗粒通过流体的速度矢量场的轨迹。气流可穿过传感器窗口84形成空气帘；即，管道104被定位来穿过传感器窗口84产生空气帘。“空气帘”是移动的空气层。
参考图4和图5，管道104可包括从腔108向上引导的一个或多个开口110、112。例如，管道104可包括在多个翅片94或所有翅片94下方延伸的槽110，如图4所示。从槽110流出的空气向上行进，由翅片94分隔成间隙96，并且从翅片94继续穿过传感器窗口84。对于另一实例，管道104可包括多个喷嘴112，如图5所示。每个喷嘴112可被定位来引导气流通过间隙96中的一个；例如，每个喷嘴112可定位在间隙96中的一个的下方。从喷嘴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。
传感器组件54包括一个或多个温度传感器121，如图6至图8所示。温度传感器121可以是电阻温度检测器、热图像相机等。一个或多个温度传感器121可被定位来检测来自冷空气输出端107的气流(例如，流动通过将管道104连接到冷空气输出端107的供应管线102的空气)的温度。例如，一个或多个传感器121可固定到将管道104连接到冷空气输出端107的供应管线102并且延伸到这类供应管线102中。一个或多个温度传感器121可被定位来检测通向涡流管101的空气输入端103的气流(例如，流动通过将压缩机100连接到涡流管101的空气输入端103的供应管线102的空气)的温度。例如，一个或多个传感器121可固定到将压缩机100连接到空气输入端103的供应管线102并且延伸到这类供应管线102中。一个或多个温度传感器121可被定位来检测导航传感器68的温度，例如，马达78、电路板82等的温度。例如，一个或多个传感器121可固定到并且热耦接到马达78、电路板82等。一个或多个温度传感器121可被定位来检测散热器90的温度。例如，一个或多个传感器121可固定到并且热耦接到散热器90。
传感器组件54可包括雨滴传感器127。雨滴传感器127检测例如在车辆30外部的降雨。雨滴传感器127可支撑在车辆30的车身32的各个位置处，或支撑在任何其他合适的位置处。
在操作中，马达78使导航传感器68绕轴线a旋转，同时激光器70发射光脉冲并且接收器72接收反射的光爆(lightburst)。电路板82处理来自导航传感器68的信号。传感器组件54(特别地，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将空气通过供应管线102吹送到管道104并且通过开口110、112吹送。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的气流可减少撞击传感器窗口84的碎屑。
传感器组件54可包括计算机123。计算机123是计算装置，所述计算装置通常包括处理器和存储器，所述存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储指令，所述指令可由处理器执行以便执行包括如本文所公开的各种操作。计算机123可包括天线。计算机123通常被配置用于在控制器局域网(can)总线等上进行通信，和/或用于使用其他有线或无线协议(例如，
计算机123可被编程来基于导航传感器68的检测的温度、来自冷空气输出端107的气流的检测的温度等致动压缩机100和/或空调单元99(例如，阀115)。例如，当计算机123检测到导航传感器68的温度高于阈值量(例如，100华氏度)时，计算机可致动压缩机100以提供气流。例如，当计算机123检测到来自冷空气输出端107的气流的温度高于阈值量(例如，70华氏度)时，计算机123将阀115致动至打开位置以提供冷却空气。
计算机123可被编程来基于来自雨滴传感器127的信息致动压缩机100和/或空调单元99(例如阀115)。例如，当计算机123从雨滴传感器127接收指示正在下雨的信息时，计算机123可指示压缩机100提供空气，并且可将空调单元99的阀115指示到关闭位置，例如，以最大化通过管道104以使传感器窗口84干燥的空气流。
计算机123可被编程来基于指示气候条件的数据来致动压缩机100和/或空调单元99。指示所述气候条件的所述数据可包括降雨水平、湿度和外部温度中的至少一个。例如，当计算机123从远程计算机125接收指示降雨率水平高于阈值(例如，每小时25英寸)或在阈值时间量(例如，一小时)内已经高于阈值的数据时，计算机123可指示压缩机100提供空气，并且可将空调单元99的阀115指示到关闭位置，例如，以最大化通过管道104以使传感器窗口84干燥的空气流。例如，当计算机123从远程计算机125接收指示湿度水平高于阈值(例如，百分之80)的数据时，计算机123可指示压缩机100提供空气，并且可将空调单元99的阀115指示到关闭位置，例如，以最大化通过管道104以对传感器窗口84除雾的空气流。例如，当计算机123例如从远程计算机125接收指示温度水平高于阈值(例如，80华氏度)的数据时，计算机123可指示压缩机100提供空气，并且可将空调单元99的阀115指示到打开位置，例如，以最小化通过管道104以使导航传感器68冷却的空气流的温度。
远程计算机125可如所针对计算机123所描述的那样来实施。远程计算机125可以是存储用于由其他计算机(诸如计算机123)访问的信息的服务器计算机。远程计算机125可存储气候数据等。
已经以说明性方式描述了本公开，并且将理解，已经使用的术语旨在本质上是描述性的字词而不是限制性的。鉴于以上教导，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它方式来实践。
根据本发明，提供一种传感器组件，所述传感器组件具有：导航传感器；散热器，所述散热器热耦接到所述导航传感器；空调单元；以及管道，所述管道被定位来从所述空调单元朝向所述散热器引导气流。
根据一个实施例，所述空调单元包括涡流管，所述涡流管具有空气输入端、暖空气输出端和冷空气输出端，所述冷空气输出端与所述管道流体连通。
根据一个实施例，所述空调单元包括与所述涡流管的空气输入端流体连通的压缩机。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于所述导航传感器的检测的温度来致动所述压缩机。
根据一个实施例，所述涡流管包括阀，所述阀定位在所述暖空气输出端处并且可在打开位置与关闭位置之间移动。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于所述导航传感器的检测的温度来致动所述阀。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于来自雨滴传感器的信息来致动所述阀。
根据一个实施例，所述阀包括锥形塞和线性致动器。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于温度传感器，所述温度传感器被定位来检测来自所述涡流管的所述冷空气输出端的气流的温度。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于温度传感器，所述温度传感器被定位来检测通向所述涡流管的所述空气输入端的气流的温度。
根据一个实施例，所述暖空气输出端向周围环境提供空气。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于车柱，所述空调单元和所述导航传感器由所述车柱支撑。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于传感器窗口，所述管道被定位来引导气流穿过所述传感器窗口。
根据一个实施例，所述散热器包括在所述管道与所述传感器窗口之间伸长的多个翅片。
根据一个实施例，所述导航传感器是lidar传感器。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于指示气候条件的数据来致动所述空调单元。
根据一个实施例，指示所述气候条件的所述数据包括降雨水平、湿度和外部温度中的至少一个。
根据一个实施例，所述导航传感器包括热耦接到所述散热器的马达。
根据一个实施例，所述导航传感器包括热耦接到所述散热器的电路板。
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