CN110954900A - 密封构件和车辆传感器单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种布置在车辆传感器单元中的密封构件。该车辆传感器单元包括光学传感器和盖。光学传感器构造为将光向车辆外部发射并接收已经被车辆外部的物体撞击并反射的光。盖在光传输的方向上布置在光学传感器的前方，以覆盖光学传感器并允许光通过。密封构件将光学传感器和盖彼此连接，同时覆盖光学传感器和盖之间的间隙。

Description

密封构件和车辆传感器单元
技术领域
以下描述涉及一种密封构件，其防止诸如水和灰尘的异物聚集在光学传感器(诸如红外传感器)的透镜表面上，该光学传感器布置在车辆的外端处并且检测车辆的环境。以下描述还涉及包括密封构件的车辆传感器单元。
背景技术
为了检测车辆的环境，已经开发了具有布置在车辆外端(诸如前端)的光学传感器(诸如红外传感器)的结构。当从外侧观察时，光学传感器看起来不那么吸引人。因此，光学传感器被布置成隐藏在包括识别标记(诸如徽章)的盖的后侧。与光学传感器相对的以隐藏光学传感器的传统盖包括例如日本特开专利公报No.2017-175515中描述的雷达盖。
这种雷达盖与红外照相机(光学传感器)间隔开。这形成了雷达盖和红外照相机之间的间隙。因此，诸如水或灰尘的异物将穿过间隙并聚集在红外照相机的透镜表面上，从而降低了红外照相机的性能。
发明内容
本发明的目的是提供防止异物聚集在光学传感器的透镜表面上的密封构件和车辆传感器单元。
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
提供了一种布置在车辆传感器单元中的密封构件，其解决了上述问题。该车辆传感器单元包括光学传感器和盖。光学传感器构造为将光向车辆外部发射并接收已经被车辆外部的物体撞击并反射的光。盖在光传输的方向上布置在光学传感器的前方，以覆盖光学传感器并允许光通过。密封构件将光学传感器和盖彼此连接，同时覆盖光学传感器和盖之间的间隙。
解决上述问题的车辆传感器单元包括：光学传感器，其构造为将光向车辆外部发射并接收已经被车辆外部的物体撞击并反射的光；盖，其在光传输的方向上布置在光学传感器前方，以覆盖光学传感器并允许光通过；以及上述密封构件。
根据以下详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将明白易懂。
附图说明
图1是示出了车辆的前视图，其中根据一个实施例的包括密封构件的车辆传感器单元布置在散热器格栅上。
图2是示出了图1的主要部分的放大剖视图。
图3是密封构件的透视图。
在整个附图和详细描述中，相同的附图标记表示相同的元件。附图可能未按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。
具体实施方式
该描述提供了对所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。所描述的方法、装置和/或系统的变型例和等同物对于本领域普通技术人员来说是明白易懂的。操作序列是示例性的，并且对于本领域普通技术人员而言明显是可以改变的，除了必须以特定顺序发生的操作之外。可以省略对本领域普通技术人员公知的功能和结构的描述
示例性实施例可以具有不同的形式，并且不限于所描述的示例。然而，所描述的示例是深入且完整的，并且所描述的示例将本公开的全部范围传达给本领域普通技术人员。
现在将参照附图描述根据一个实施例的包括密封构件30的车辆传感器单元20。
在以下描述中，车辆11向前行进的方向将被称为前方，而相反方向将被称为后方。竖向方向指的是车辆的竖向方向，而左右方向指的是当车辆向前行进时与左右方向匹配的车辆的宽度方向(车辆宽度方向)。
如图1所示，车辆11包括散热器格栅12、一对前灯13和作为车辆外部部件附接到车身前端的一对保险杠集成式挡泥板14。前灯13和保险杠集成式挡泥板14布置在散热器格栅12的左侧和右侧。散热器格栅12具有将诸如相对风(relative wind)的外部空气引导到散热器15(参见图2)以冷却散热器15的功能。
如图1和图2所示，窗口16在散热器格栅12的上部开口。具有检测车辆11的环境功能的车辆传感器单元20安装在窗口16和散热器15之间。车辆传感器单元20包括毫米波雷达装置21、作为光学传感器的一个示例的红外雷达装置22、以及从前方覆盖毫米波雷达装置21和红外雷达装置22的板状盖23。
毫米波雷达装置21和红外雷达装置22在竖向方向上彼此相邻地布置。毫米波雷达装置21和红外雷达装置22的前侧由单个盖23覆盖。毫米波雷达装置21布置在红外雷达装置22上方，并且毫米波雷达装置21通过左侧和右侧的附接构件25附接到盖23的后表面24。毫米波雷达装置21的下端通过连接构件26连接至红外雷达装置22的上端。因此，红外雷达装置22经由连接构件26支撑并悬挂在毫米波雷达装置21上。
毫米波雷达装置21具有将毫米波朝向车辆11前方的预定角度范围向车辆11外部发射并且接收已被车辆11外部的物体撞击并反射的毫米波的传感器功能。毫米波是指波长为1mm至10mm且频率为30GHz至300GHz的无线电波。
毫米波雷达装置21基于发射的毫米波(发射波)和接收的毫米波(接收波)之间的时间差、接收波的强度等来检测到在距车辆11前方行进的前车的距离和相对于在车辆11前方行进的前车的相对速度。毫米波雷达装置21的特征在于抵抗诸如雨、雾和雪的恶劣天气，并且具有比其他方法更长的可测量距离。
红外雷达装置22具有将红外线(光)朝向比毫米波雷达装置21的角度范围更宽的角度范围发射并且接收已经被车辆11外部的物体(包括前车、行人等)撞击并反射的红外光的传感器功能。红外线是一种光并且具有比可见光的波长(0.36μm至0.83μm)更长的波长。红外雷达装置22主要检测比毫米波雷达装置21要检测的物体更靠近车辆11的物体。
红外雷达装置22基于发射的红外线(发射波)和接收的红外线(接收波)测量主车辆(车辆11)与前车之间的距离以及相对于前车的相对速度。在图2中，从红外雷达装置22发射的红外线由交替的长短虚线示出，从毫米波雷达装置21发射的毫米波由长虚线双短虚线示出。
盖23具有在竖向方向上比在左右方向上更长的大致矩形的形状。盖23略微弯曲以向前凸出。盖23布置在散热器格栅12的窗口16上。盖23通过夹子(未示出)、螺钉(未示出)、突片(未示出)等的接合而附接至散热器格栅12或车身的一部分，具体地附接到窗口16周围的一部分。
盖23在红外线从红外雷达装置22传输的方向上位于毫米波雷达装置21和红外雷达装置22的前方，以覆盖毫米波雷达装置21和红外雷达装置22。盖23的前表面，即盖23的外表面，通过窗口16暴露于车辆外部。盖23由允许毫米波和红外线通过的合成塑料材料制成。在这种情况下，优选的是，当毫米波穿过盖23时，盖23具有2.5dB或更低的衰减率，而当红外线穿过盖23时，盖23具有70％或更高的透过率。
如图2和图3所示，红外雷达装置22具有大致长方体的形式。红外雷达装置22包括透镜表面28，透镜表面28位于红外雷达装置22的前表面27的中央部分上。具有矩形框架形式的突起29从盖23的后表面24的位置向后突出，该位置与红外雷达装置22的前表面27在前后方向上相对。突起29在前后方向上与红外雷达装置22的前表面27的周边部分相对。在盖23的后表面上的突起29的内部区域与红外雷达装置22的前表面27之间形成间隙S。
盖23的突起29和红外雷达装置22的前端通过密封构件30彼此连接，密封构件30具有矩形管的形式。即，密封构件30覆盖红外雷达装置22和盖23之间的间隙S，以将盖23的突起29连接至红外雷达装置22的前端。换言之，密封构件30将由红外雷达装置22和盖23之间的间隙S形成的封闭空间与周围环境隔离。
密封构件30的一端(图2中的前端)从外部装配到盖23的突起29。密封构件30的另一端(图2中的后端)从外部装配到红外雷达装置22的前端。密封构件30具有与盖23的突起29接触的接触表面31。接触表面31通过粘合剂紧密地结合到突起29。密封构件30具有与红外雷达装置22的前端接触的接触表面32。接触表面32通过粘合剂紧密地结合到红外雷达装置22的前端。
整个密封构件30由为柔性材料的低挥发性弹性体制成。在这种情况下，优选的是构成密封构件30的弹性体较少可能经受除气。密封构件30包括在密封构件30的轴向(图2中的前后方向)的中间部分处具有波纹管形状的形状改变部33。形状改变部33根据红外雷达装置22的取向变化(红外线发射方向的调节)而弹性变形。
本实施例的整个密封构件30由弹性体制成。因此，整个密封构件30也指的是形状改变部33。此外，红外雷达装置22具有极薄的大气暴露通道(未示出)，作为由密封构件30封闭的空间的间隙S通过该通道暴露于大气。这限制了封闭间隙S的压力(密封构件30的内部压力)的增加，并因此限制了密封构件30的膨胀。
车辆11具有电子控制单元(未示出)。毫米波雷达装置21和红外雷达装置22电连接至电子控制单元。电子控制单元根据从毫米波雷达装置21和红外雷达装置22的输出信号获得的车辆11的环境来执行各种类型的处理以支持车辆11的驱动。该处理包括警告车辆11可能偏离车道的处理、警告车辆11可能碰撞的处理、以及自动调节车辆之间的距离的处理。
现在将描述车辆传感器单元20的操作。
车辆传感器单元20的毫米波雷达装置21将毫米波向车辆外部发射。毫米波穿过在毫米波的传输方向上位于毫米波雷达装置21的前方的盖23。毫米波雷达装置21接收在毫米波传输方向上已经被诸如前方另一车辆或障碍物等的物体撞击并反射并且穿过盖23的毫米波。
而且，车辆传感器单元20的红外雷达装置22将红外线向车辆外部发射。红外线穿过在红外线的传输方向上位于红外雷达装置22的前方的盖23。红外雷达装置22接收在红外线传输方向上已经被诸如前方另一车辆或障碍物等的物体撞击并反射并且穿过盖23的红外线。
在这种情况下，当透镜表面28被污染时，红外雷达装置22的性能显著降低。在本实施例的车辆传感器单元20中，密封构件30将由红外雷达装置22和盖23之间的间隙S形成的封闭空间与周围环境隔离。因此，密封构件30防止了诸如水和灰尘的异物从外部进入为封闭空间的间隙S(密封构件30的内部空间)中。这防止了红外雷达装置22的透镜表面28被来自外部的诸如水和灰尘的异物污染，从而长时间保持红外雷达装置22的性能。
此外，当车辆传感器单元20联接到车辆11时或者当检查车辆传感器单元20时，红外雷达装置22的方向可以偏离预定方向。如果通过改变红外雷达装置22的方向来改变该偏离，则密封构件30的形状改变部33可以根据红外雷达装置22的方向的变化而弹性变形。因此，密封构件30不会妨碍红外雷达装置22的取向的改变。即，红外雷达装置22能够在通过密封构件30连接至盖23的突起29的状态下改变其取向。
上面详细描述的实施例具有以下优点。
(1)密封构件30将盖23的突起29连接至红外雷达装置22的前端，同时覆盖红外雷达装置22和盖23之间的间隙S。在这种结构中，间隙S通过密封构件30与周围环境隔离。这防止了来自外部的诸如水和灰尘的异物聚集在红外雷达装置22的透镜表面28上。
(2)密封构件30包括形状改变部33，形状改变部33的形状根据红外雷达装置22的取向的变化而变化。即使红外雷达装置22和盖23通过密封构件30彼此连接，该结构也可以改变红外雷达装置22的取向。
(3)密封构件30的形状改变部33由柔性材料制成。这种结构使形状改变部33弹性变形。这改善了密封构件30对于红外雷达装置22的取向的改变的一致性。
(4)密封构件30的形状改变部33具有波纹管形状。这种结构使形状改变部33弹性变形。这进一步改善了密封构件30对于红外雷达装置22的取向的改变的一致性。
(5)在车辆传感器单元20中，红外雷达装置22经由连接构件26支撑并悬挂在附接至盖23的毫米波雷达装置21上。此外，红外雷达装置22的前端通过由弹性体制成的密封构件30连接至盖23的突起29。因此，密封构件30吸收例如由车辆11的碰撞引起的对盖23的冲击。这防止了红外雷达装置22受到冲击。
变型例
可以按如下修改上述实施例。
在密封构件30中，形状改变部33不必须具有波纹管形状。即，形状改变部33可以具有平板形状。
在密封构件30中，形状改变部33不必须由柔性材料制成。即，形状改变部33可以由弹性变形的多接合构件(multi-joint member)制成。
密封构件30不必须包括形状改变部33。即，整个密封构件30可以由不弹性变形的硬质材料(例如，硬塑料或金属)制成。
除了具有波纹管形状的形状改变部33之外的密封构件30的部分可以由不弹性变形的硬质材料(例如，硬塑料或金属)制成。
整个密封构件30可以具有波纹管形状。
车辆传感器单元20不必须包括毫米波雷达装置21。
密封构件30的接触表面31可以使用双面胶带紧密地结合到突起29。
密封构件30的接触表面32可以使用双面胶带紧密地结合到红外雷达装置22的前端。
在车辆传感器单元20中，红外照相机可以代替红外雷达装置22用作光学传感器。
在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对上述示例进行形式和细节上的各种改变。这些示例仅用于描述，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征的描述被认为适用于其他示例中的类似特征或方面。即使序列以不同的顺序执行，和/或即使所描述的系统、架构、装置或电路中的部件被不同地组合、和/或由其他部件或其等同物替换或补充，也可以实现合适的结果。本公开的范围不是由详细描述限定，而是由权利要求及其等同物限定。权利要求及其等同物范围内的所有变化均包括在本公开中。

Claims (5)

1.一种布置在车辆传感器单元中的密封构件，其中，所述车辆传感器单元包括光学传感器和盖，所述光学传感器构造为将光向车辆外部发射并接收已经被所述车辆外部的物体撞击并反射的光，并且所述盖在所述光传输的方向上布置在所述光学传感器的前方，以覆盖所述光学传感器并允许所述光通过，
所述密封构件的特征在于，将所述光学传感器和所述盖彼此连接，同时覆盖所述光学传感器和所述盖之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，形状改变部的形状根据所述光学传感器的取向的变化而变化。
3.根据权利要求2所述的密封构件，其特征在于，所述形状改变部由柔性材料制成。
4.根据权利要求2或3所述的密封构件，其特征在于，所述形状改变部具有波纹管形状。
5.一种车辆传感器单元，其特征在于，包括：
光学传感器，其构造为将光向车辆外部发射并接收已经被所述车辆外部的物体撞击并反射的光；
盖，其在所述光传输的方向上布置在所述光传感器的前方，以覆盖所述光学传感器并允许所述光通过；以及
根据权利要求1至4中任一项所述的密封构件。
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