CN111806363A - 用于传感器总成的湿气控制 - Google Patents

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CN111806363A CN202010277144.7A CN202010277144A CN111806363A CN 111806363 A CN111806363 A CN 111806363A CN 202010277144 A CN202010277144 A CN 202010277144A CN 111806363 A CN111806363 A CN 111806363A
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安德鲁·西库拉
塞贡多·巴尔多维诺
史蒂文·马歇尔
迈克尔·惠特尼
厄尔·巴克曼
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Valeo North America Inc
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Valeo North America Inc
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Abstract

本公开提供了“用于传感器总成的湿气控制”。一种传感器总成，包括壳体、相对于所述壳体固定的鼓风机、空气通道、过滤器、第一排放口和第二排放口。所述空气通道包括入口、第一转弯部、第二转弯部、从所述入口向上延伸到所述第一转弯部的第一部分、从所述第一转弯部向下延伸到所述第二转弯部的第二部分以及从所述第二转弯部延伸到所述鼓风机的第三部分。所述过滤器定位在所述第一部分与所述第一转弯部之间。所述第一排放口延伸穿过所述第一部分。所述第二排放口延伸穿过所述第三部分。

Description

用于传感器总成的湿气控制
技术领域
本公开总体涉及车辆传感器。
背景技术
诸如自主或半自主车辆的车辆通常包括各种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮速度、车轮定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定向，这些传感器例如全球定位系统(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、环形激光或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。一些传感器检测外部世界，这些传感器例如雷达传感器、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(诸如相机)。LIDAR装置通过发射激光脉冲并测量脉冲行进到对象并返回的飞行时间来检测距对象的距离。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。传感器操作可能受湿气影响，例如，在过度潮湿或湿润的环境中的传感器可能无法适当地进行操作。
发明内容
一种传感器总成包括：壳体；鼓风机，所述鼓风机相对于所述壳体是固定的；空气通道，所述空气通道包括入口、第一转弯部、第二转弯部、从所述入口向上延伸到所述第一转弯部的第一部分、从所述第一转弯部向下延伸到所述第二转弯部的第二部分以及从所述第二转弯部延伸到所述鼓风机的第三部分；过滤器，所述过滤器定位在所述第一部分与所述第一转弯部之间；第一排放口，所述第一排放口延伸穿过所述第一部分；以及第二排放口，所述第二排放口延伸穿过所述第三部分。
所述鼓风机可定位在所述第三部分上方。
所述传感器总成还可包括设置在所述壳体中并定位成接收来自所述鼓风机的气流的传感器。
所述空气通道可包括部分地构成所述第一部分并且部分地构成所述第二部分的壁。所述第一排放口可被定位成接收来自所述壁的径流。
所述第三部分可包括从所述第二转弯部延伸到后边缘的底板，并且所述第二排放口可定位在所述后边缘处。所述底板可从所述第二转弯部向所述后边缘向下倾斜。
所述鼓风机可被定位成将空气竖直向上抽吸通过所述鼓风机。
除所述第一排放口和所述第二排放口外，所述空气通道从所述入口到所述鼓风机可为密封的。
所述过滤器可定位在所述入口上方。
在所述过滤器处的气流方向与在所述入口处的气流方向可成至少45°。
离开所述第一转弯部的气流方向与进入所述第一转弯部的气流方向可大于90°。
离开所述第二转弯部的气流方向与进入所述第二转弯部的气流方向可成至少45°。
所述鼓风机可包括第三排放口，所述第三排放口被定位成从所述鼓风机的内部排放到所述第三部分中。
所述空气通道可设置在所述壳体内。
所述入口可向外部环境开放。
所述过滤器可包括疏水性织物。
附图说明
图1是包括传感器总成的示例性车辆的透视图。
图2是传感器总成的透视图。
图3是穿过图2中的线3-3的传感器总成的横截面俯视图。
图4是穿过图2和图3中的线4-4的传感器总成的横截面侧视图。
图5是传感器总成的后视图。
具体实施方式
用于车辆30的传感器总成32包括壳体34、相对于壳体34固定的鼓风机36、空气通道38、过滤器40、第一排放口42和第二排放口44。空气通道38包括入口46、第一转弯部48、第二转弯部50、从入口46向上延伸到第一转弯部48的第一部分52、从第一转弯部48向下延伸到第二转弯部50的第二部分54以及从第二转弯部50延伸到鼓风机36的第三部分56。过滤器40定位在第一部分52与第一转弯部48之间。第一排放口42延伸穿过第一部分52。第二排放口44延伸穿过第三部分56。
传感器总成32可向传感器58提供气流，所述气流可冷却传感器58并且有助于确保传感器58的持续可操作性。传感器总成32还可通过在空气通道38中的多个位置(例如，第一部分52和第三部分56)处捕获壳体34外部的雨水或空气中的湿气以及通过第一排放口42和第二排放口44排放所收集的水来防止所述雨水或湿气到达传感器58。
参考图1，车辆30可以是任何乘用汽车或商用汽车，诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。
车辆30可以是自主车辆。计算机可被编程为完全地或较小程度地独立于人类驾驶员的干预来操作车辆30。计算机可被编程为至少部分地基于从传感器58、60接收的数据来操作推进、制动系统、转向和/或其他车辆系统。出于本公开的目的，自主操作意指计算机在没有来自人类驾驶员的输入的情况下控制推进、制动系统和转向；半自主操作意指计算机控制推进系、制动系统和转向中的一者或两者，而人类驾驶员控制剩余部分；并且非自主操作意指人类驾驶员控制推进、制动系统和转向。
车辆30包括车身62。车辆30可具有一体式构造，其中车辆30的车架和车身62为单个部件。替代地，车辆30可具有车身车架分离式构造，其中车架支撑车身62，所述车身是与车架分开的部件。车架和车身62可由例如钢、铝等任何合适的材料形成。
车身62包括部分地限定车辆30的外部的车身面板64、66。车身面板64、66可呈现A级表面，例如，被暴露于客户视线而没有不美观的瑕疵和缺陷的加工表面。车身面板64、66包括例如车顶66等。
参考图2，传感器58的壳体34可附接到车辆30，例如，可附接到车辆30的车身面板64、66中的一个，例如，车顶66。例如，壳体34可成形为可附接到车顶66，例如，可具有与车顶66的轮廓匹配的形状。壳体34可附接到车顶66，这可为传感器58提供车辆30周围区域的无障碍视野。壳体34可包括前向面板68(即，当壳体34附接到例如车顶66时相对于车辆30面向前方的面板)以及顶面板70和其他侧面板72。壳体34可由例如塑料或金属形成。
参考图3和图4，壳体34可包围并限定空腔74；例如，顶面板70和侧面板72可包围并限定空腔74。车身面板64、66中的一个或多个(例如，车顶66)可部分地限定空腔74，或者壳体34可限定包围空腔74的空腔74的底部(未示出)以及顶面板70。壳体34可保护空腔74的内容物免受诸如风、雨水、碎屑等外部元素的影响。
传感器总成32包括传感器58、60。传感器58、60可检测车辆30的位置和/或定向。例如，传感器58、60可包括全球定位系统(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、环形激光或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。传感器58、60可检测外部世界，例如，车辆30周围环境的对象和/或特征，诸如其他车辆、道路车道标记、交通灯和/或标志、行人等。例如，传感器58、60可包括雷达传感器、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(诸如相机)。传感器58、60可包括通信装置，例如，车辆对基础设施(V2I)或车辆对车辆(V2V)装置。
传感器58、60可包括设置在壳体34中的传感器58和暴露在壳体34外部的传感器60。具体地，设置在壳体34中的传感器58可以是被布置为共同覆盖360°水平视野的相机，并且设置在壳体34外部的传感器60可以是LIDAR装置。空腔74含有设置在壳体34中的传感器58。传感器58可在空腔74中直接附接到车顶66，或者传感器58可在空腔74中附接到壳体34，所述壳体又直接附接到车顶66。传感器60设置在壳体34上方以具有360°的无障碍水平视野。如下所述，壳体34内部的传感器58由于设置在空腔74中而从空气通道38接收气流，并且壳体34上方的传感器60可经由例如穿过壳体34的通风孔(未示出)接收来自空气通道38的气流。
空气通道38设置在壳体34内并穿过壳体34。特别地，空气通道38由允许气流路径穿过其中的一系列管道系统形成。空气通道38可穿过空腔74，或者空气通道38可与空腔74分离，即，穿过与空腔74隔开的区域(未示出)。空气通道38包括一个或多个入口46、一个或多个第一转弯部48、一个或多个第二转弯部50、各自从相应的入口46延伸到相应的第一转弯部48的一个或多个第一部分52、各自从相应的第一转弯部48向下延伸到相应的第二转弯部50的一个或多个第二部分54以及各自从相应的第二转弯部50延伸到鼓风机36的一个或多个第三部分56。除第一排放口42和第二排放口44之外，空气通道38从入口46到鼓风机36是密封的；即，沿着入口46与鼓风机36之间的空气通道38，第一排放口42和第二排放口44是流体流入或流出空气通道38的唯一路线。
参考图3，空气通道38可包括多个分支76，例如，两个分支76。分支76可使包括在分支76中的空气通道38的部件重复。例如，空气通道38可包括两个入口46、两个第一部分52、两个过滤器40、两个第一转弯部48、两个第二部分54、两个第二转弯部50和一个第三部分56，并且每个分支76可包括入口46中的一个、第一部分52中的一个、过滤器40中的一个、第一转弯部48中的一个、第二部分54中的一个和第二转弯部50中的一个，并且分支76可在第三部分56处相遇。
参考图4，入口46向外部环境，即向壳体34的外部开放。入口46可位于前向面板68与相应的侧面板72之间，如图2最佳所示。
第一部分52从相应的入口46向上延伸到相应的第一转弯部48。每个第一部分52沿着转弯路径从相应的入口46处的水平的延伸到相应的过滤器40处的垂直的。离开第一部分52(即，在过滤器40处或进入第一转弯部48)的气流方向与在入口46处的气流方向成至少45°。空气通道38包括一个或多个壁78，所述一个或多个壁各自部分地构成相应的第一部分52并且部分地构成相应的第二部分54。壁78垂直于相应的第一转弯部48延伸。在每个第一部分52内，壁78面向入口46；即，每个壁78被布置成使得流入到相应的入口46中的空气将撞击壁78并被壁78重定向。
每个过滤器40定位在相应的第一部分52与相应的第一转弯部48之间。每个过滤器40定位在相应的入口46上方；每个过滤器40的整体可在相应的入口46的最高点上方。由于这个位置，过滤器40从通过过滤器40的气流接收的湿气会较少。每个过滤器40可被布置成面向下，即，使得空气竖直向上流过过滤器40。每个过滤器40可完全跨越相应的分支76延伸，使得不存在绕过过滤器40而穿过分支76的气流路径。过滤器40可共同地完全跨越空气通道38延伸，使得不存在绕过过滤器40而穿过空气通道38的气流路径。
过滤器40从流过过滤器40的空气中去除固体颗粒，诸如灰尘、花粉、霉菌、灰尘和细菌。过滤器40可以是任何合适类型的过滤器，例如纸、泡沫、棉、不锈钢、油浴等。
过滤器40可包括疏水性织物80。每个疏水性织物80可完全跨越相应的分支76延伸，使得不存在绕过疏水性织物80而穿过分支76的气流路径。疏水性织物80可共同地完全跨越空气通道38延伸，使得不存在绕过疏水性织物80而穿过空气通道38的气流路径。疏水性织物80排斥水并且可防止至少一些水从中流过。
第一排放口42延伸穿过空气通道38的第一部分52。第一排放口42被定位成接收来自壁78的径流；例如，第一排放口42定位在壁78的基底处。壁78在第一部分52中的向上的角度可致使雨水或空气中的湿气撞击壁78并向下流动到第一排放口42。当气流路径被第一部分52向上引导时，也可能发生冷凝，并且冷凝水可向下流动到第一排放口42。
第一转弯部48从过滤器40延伸到第二部分54。离开第一转弯部48的气流方向与进入第一转弯部48的气流方向大于90°。进入第一转弯部48的气流被竖直向上引导，而离开第一转弯部48的气流被竖直向下引导。
每个第二部分54从相应的第一转弯部48向下延伸到相应的第二转弯部50。每个第二部分54包括相应的壁78。
每个第二转弯部50从相应的第二部分54向下延伸到相应的第三部分56。离开每个第二转弯部50的气流方向与进入第二转弯部50的气流方向成至少45°。进入每个第二转弯部50的气流被竖直向下引导，而离开第二转弯部50的气流被大致水平地引导。
第三部分56从第二转弯部50延伸到鼓风机36。第三部分56包括底板82和后壁84。后壁84定位在第三部分56的与第二转弯部50相对的一端处。底板82从第二转弯部50延伸到后壁84，并形成第三部分56的底表面。后壁84和底板82在后边缘86处相遇。底板82从第二转弯部50向后边缘86向下倾斜；即，后边缘86在底板82的最低点处。
第二排放口44延伸穿过空气通道38的第三部分56。第二排放口44被定位成接收来自后壁84径流；例如，第二排放口44定位在后边缘86处。后壁84相对于底板82的向上的角度可致使雨水或空气中的湿气撞击后壁84并向下流动到第二排放口44。例如，后壁84可与底板82形成大于45°(例如大约90°)的角度。当气流路径被后壁84从第三部分56向上引导到鼓风机36时，也可能发生冷凝，并且冷凝水可向下流动到第二排放口44。
鼓风机36相对于壳体34是固定的。鼓风机36被定位成接收来自空气通道38的气流并将气流输送到包括传感器58的空腔74。鼓风机36定位在第三部分56上方，并且被定位成将空气竖直向上抽吸通过鼓风机36。鼓风机36的位置减少了空气中的进入鼓风机36的水的量。鼓风机36可以是用于推动空气的任何合适的装置，例如风扇、泵、压缩机等。
鼓风机36包括第三排放口88，所述第三排放口被定位成从鼓风机36的内部通过鼓风机壳体90排放到第三部分56中。鼓风机36对流过鼓风机36的空气施加的离心力可将空气压向鼓风机壳体90，从而引起冷凝。冷凝物可沿着鼓风机壳体90向下流动到第三排放口88。然后，流过第三排放口88的水可例如沿着第三部分56的后壁84流动到第二排放口44从而离开壳体34。
车辆30的向前运动和/或鼓风机36的操作沿着穿过空气通道38从入口46到鼓风机36再到空腔74的路径产生气流。传感器58中的至少一些定位在流过空气通道38和鼓风机36的空气的路径中。离开鼓风机壳体90进入空腔74中的空气通常将在进入含有传感器58的空腔74之前通过第一部分52的壁78，通过过滤器40，通过第三部分56的后壁84，并通过鼓风机36进行除湿(即，与进入入口46的空气相比含有较少量的液态水和/或水蒸汽)。由壁78和过滤器40收集的水进入第一排放口42。由鼓风机36和后壁84收集的水进入第二排放口44。第一排放口42和第二排放口44通向壳体34的后面板94中的出口92(如图5所示)。
已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语旨在本质上是描述性的而不是限制性的字词。形容词“第一”、“第二”和“第三”贯穿本文档用作标识符，并且不意图表示重要性或顺序。鉴于上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可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：壳体；鼓风机，所述鼓风机相对于所述壳体是固定的；空气通道，所述空气通道包括入口、第一转弯部、第二转弯部、从所述入口向上延伸到所述第一转弯部的第一部分、从所述第一转弯部向下延伸到所述第二转弯部的第二部分以及从所述第二转弯部延伸到所述鼓风机的第三部分；过滤器，所述过滤器定位在所述第一部分与所述第一转弯部之间；第一排放口，所述第一排放口延伸穿过所述第一部分；以及第二排放口，所述第二排放口延伸穿过所述第三部分。
根据一个实施例，所述鼓风机定位在所述第三部分上方。
根据一个实施例，本发明的特征还在于设置在所述壳体中并定位成接收来自所述鼓风机的气流的传感器。
根据一个实施例，所述空气通道包括部分地构成所述第一部分并且部分地构成所述第二部分的壁。
根据一个实施例，所述第一排放口被定位成接收来自所述壁的径流。
根据一个实施例，所述第三部分包括从所述第二转弯部延伸到后边缘的底板，并且所述第二排放口定位在所述后边缘处。
根据一个实施例，所述底板从所述第二转弯部向所述后边缘向下倾斜。
根据一个实施例，所述鼓风机被定位成将空气竖直向上抽吸通过所述鼓风机。
根据一个实施例，除所述第一排放口和所述第二排放口外，所述空气通道从所述入口到所述鼓风机是密封的。
根据一个实施例，所述过滤器定位在所述入口上方。
根据一个实施例，在所述过滤器处的气流方向与在所述入口处的气流方向成至少45°。
根据一个实施例，离开所述第一转弯部的气流方向与进入所述第一转弯部的气流方向大于90°。
根据一个实施例，离开所述第二转弯部的气流方向与进入所述第二转弯部的气流方向成至少45°。
根据一个实施例，所述鼓风机包括第三排放口，所述第三排放口被定位成从所述鼓风机的内部排放到所述第三部分中。
根据一个实施例，所述空气通道设置在所述壳体内。
根据一个实施例，所述入口向外部环境开放。
根据一个实施例，所述过滤器包括疏水性织物。

Claims (15)

1.一种传感器总成，所述传感器总成包括：
壳体；
鼓风机，所述鼓风机相对于所述壳体是固定的；
空气通道，所述空气通道包括入口、第一转弯部、第二转弯部、从所述入口向上延伸到所述第一转弯部的第一部分、从所述第一转弯部向下延伸到所述第二转弯部的第二部分以及从所述第二转弯部延伸到所述鼓风机的第三部分；
过滤器，所述过滤器定位在所述第一部分与所述第一转弯部之间；
第一排放口，所述第一排放口延伸穿过所述第一部分；以及
第二排放口，所述第二排放口延伸穿过所述第三部分。
2.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述鼓风机定位在所述第三部分上方。
3.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述空气通道包括部分地构成所述第一部分并且部分地构成所述第二部分的壁。
4.如权利要求3所述的传感器总成，其中所述第一排放口被定位成接收来自所述壁的径流。
5.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述第三部分包括从所述第二转弯部延伸到后边缘的底板，并且所述第二排放口定位在所述后边缘处。
6.如权利要求5所述的传感器总成，其中所述底板从所述第二转弯部向所述后边缘向下倾斜。
7.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述鼓风机被定位成将空气竖直向上抽吸通过所述鼓风机。
8.如权利要求1所述的传感器总成，其中除所述第一排放口和所述第二排放口外，所述空气通道从所述入口到所述鼓风机是密封的。
9.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述过滤器定位在所述入口上方。
10.如权利要求1所述的传感器总成，其中在所述过滤器处的气流方向与在所述入口处的气流方向成至少45°。
11.如权利要求1所述的传感器总成，其中离开所述第一转弯部的气流方向与进入所述第一转弯部的气流方向大于90°。
12.如权利要求1所述的传感器总成，其中离开所述第二转弯部的气流方向与进入所述第二转弯部的气流方向成至少45°。
13.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述鼓风机包括第三排放口，所述第三排放口被定位成从所述鼓风机的内部排放到所述第三部分中。
14.如权利要求1所述的传感器总成，其中所述过滤器包括疏水性织物。
15.如权利要求1至14中的一项所述的传感器总成，所述传感器总成还包括设置在所述壳体中并定位成接收来自所述鼓风机的气流的传感器。
CN202010277144.7A 2019-04-12 2020-04-09 用于传感器总成的湿气控制 Pending CN111806363A (zh)

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