DE102019105577A1

DE102019105577A1 - Objekterkennungssensorbaugruppe für fahrzeug

Info

Publication number: DE102019105577A1
Application number: DE102019105577.6A
Authority: DE
Inventors: Venkatesh Krishnan; Segundo Baldovino; Haiping Hong; Mario D. Iaquinta; Sunil Patil; James Pizzimenti; Katherine Jo Ralston; Andre Sykula
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US20190278078A1; CN110267468A

Abstract

Die Offenbarung stellt eine Objekterkennungssensorbaugruppe eines Fahrzeugs bereit. Eine Baugruppe beinhaltet ein Gehäuse, das eine Kammer aufweist. Ein Sensorfenster wird durch das Gehäuse definiert. Das Sensorfenster weist ein Sichtfeld auf. Eine Druckquelle steht mit der Kammer in Fluidverbindung. Ein Objekterkennungssensor befindet sich in der Kammer und ist benachbart zu dem Sensorfenster. Das Gehäuse weist einen Schlitz auf, der in Fluidverbindung mit der Kammer steht und dem Sichtfeld zugewandt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft das Gebiet der Fahrzeugsensoren und insbesondere Objekterkennungssensoren eines Fahrzeugs.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge, wie etwa autonome Fahrzeuge, beinhalten eine Vielfalt von Sensoren. Einige Sensoren erkennen interne Zustände des Fahrzeugs, beispielsweise Raddrehzahl, Radausrichtung und Motor- und Getriebevariablen. Einige Sensoren erkennen die Position und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs, beispielsweise globale Positionsbestimmungssystem (GPS)-Sensoren; Beschleunigungsmesser, wie beispielsweise piezoelektrische oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS); Gyroskope, wie beispielsweise Drehratensensoren, Ringlaser- oder faseroptische Gyroskope; Trägheitsmesseinheiten (inertial measurement units - IMU); und Magnetometer. Einige Sensoren sind Objekterkennungssensoren, die die Außenwelt erkennen, zum Beispiel Radarsensoren, Abtastlaserentfernungsmesser, Light Detection and Ranging (LiDAR)-Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras. Eine LiDAR-Vorrichtung erkennt Entfernungen zu Objekten durch Emittieren von Laserimpulsen und das Messen der Flugzeit des Impulses, um zu dem Objekt und zurück zu gelangen. Einige Sensoren sind Kommunikationsvorrichtungen, beispielsweise Fahrzeug-zu-Infrastruktur (F2I)- oder Fahrzeug-zu-Fahrzeug (F2F)-Vorrichtungen.
KURZDARSTELLUNG
Eine Baugruppe beinhaltet ein Gehäuse, das eine Kammer aufweist. Ein Sensorfenster wird durch das Gehäuse definiert und weist ein Sichtfeld auf. Eine Druckquelle steht mit der Kammer in Fluidverbindung. Ein Objekterkennungssensor befindet sich in der Kammer und ist benachbart zu dem Sensorfenster. Das Gehäuse beinhaltet einen Schlitz, der mit der Kammer in Fluidverbindung steht. Der Schlitz ist dem Sichtfeld zugewandt.
Das Gehäuse kann einen Lufteinlass und einen Strömungspfad beinhalten, der sich von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und über den Objekterkennungssensor erstreckt.
Der Objekterkennungssensor kann einen Kühlkörper in dem Strömungspfad beinhalten.
Das Gehäuse kann eine Abschirmung beinhalten, die sich relativ zu der Kammer nach außen erstreckt. Die Abschirmung kann benachbart zu dem Sensorfenster sein.
Die Abschirmung und das Sensorfenster können in einer horizontalen Ebene angeordnet sein.
Der Schlitz kann sich in der Abschirmung befinden.
Die Baugruppe kann ein zweites Sensorfenster beinhalten, das ein Sichtfeld aufweist. Ein zweiter Objekterkennungssensor kann sich in der Kammer benachbart zu dem zweiten Sensorfenster befinden. Ein zweiter Schlitz kann mit der Kammer in Fluidverbindung stehen und der zweite Schlitz kann dem Sichtfeld des zweiten Sensorfensters zugewandt sein.
Das Gehäuse kann einen Lufteinlass und einen Strömungspfad von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und dem zweiten Schlitz beinhalten. Der Strömungspfad kann sich über den Objekterkennungssensor und den zweiten Objekterkennungssensor erstrecken.
Das Gehäuse kann Teiler beinhalten, die den Objekterkennungssensor und den zweiten Obj ekterkennungssensor trennen.
Die Teiler können die Kammer in einen Hohlraum und einen zweiten Hohlraum trennen. Der Objekterkennungssensor kann sich in dem Hohlraum befinden und der zweite Objekterkennungssensor kann sich in dem zweiten Hohlraum befinden.
Das Gehäuse kann einen Lufteinlass und einen Strömungspfad von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und dem zweiten Schlitz beinhalten. Der Strömungspfad erstreckt sich in den Hohlraum und den zweiten Hohlraum und über den Objekterkennungssensor und den zweiten Obj ekterkennungssensor.
Die Druckquelle kann sich in der Kammer befinden.
Die Druckquelle kann sich in der Kammer befinden und der Obj ekterkennungssensor kann sich zwischen der Druckquelle und dem Schlitz befinden.
Das Gehäuse kann einen Lufteinlass beinhalten und die Druckquelle kann sich zwischen dem Lufteinlass und dem Objekterkennungssensor befinden.
Der Objekterkennungssensor kann durch das Gehäuse gelagert sein.
Der Objekterkennungssensor kann eine Kamera sein.
Der Objekterkennungssensor kann ein LiDAR-System sein.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Objekterkennungssensorbaugruppe eines Fahrzeugs.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs, die eine Druckquelle, ein erstes Sensorfenster, ein zweites Sensorfenster, einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz beinhaltet.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs, die die Druckquelle und eine Kammer beinhaltet.
5 ist ein Querschnitt der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs.
6 ist ein Querschnitt eines Abschnitts der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs, der das erste Sensorfenster, den ersten Schlitz und den zweiten Schlitz beinhaltet.
7 eine perspektivische Ansicht der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs, die eine erste Abschirmung und eine zweite Abschirmung beinhaltet.
8 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs, die die Druckquelle, das erste Sensorfenster, das zweite Sensorfenster, den ersten Schlitz, den zweiten Schlitz, die erste Abschirmung und die zweite Abschirmung beinhaltet.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Objekterkennungssensorbaugruppe des Fahrzeugs, der die erste Abschirmung und die zweite Abschirmung beinhaltet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, beinhaltet eine Baugruppe 10 für ein Fahrzeug 12, d. h. eine Objekterkennungssensorbaugruppe 10 des Fahrzeugs, ein Gehäuse 14, 114 mit einer Kammer 16. Eine Druckquelle 18 steht mit der Kammer 16 in Fluidverbindung. Ein Sensorfenster 20 ist durch das Gehäuse 14, 114 definiert und weist ein Sichtfeld auf. Das Gehäuse 14, 114 beinhaltet einen Schlitz 70, 72, 170, 172 in Fluidverbindung mit der Kammer 16 und dem Sichtfeld zugewandt.
Das Gehäuse 14, 114 kann mehr als ein Sensorfenster 20 definieren. Gleichermaßen kann das Gehäuse 14, 114 mehr als einen Schlitz 70, 72, 170, 172 aufweisen, von denen jeder mit der Kammer 16 in Fluidverbindung steht. Einer der Schlitze 70, 72, 170, 172 liegt benachbart zu einem der Sensorfenster 20 und ein anderer der Schlitze 70, 72, 170, 172 liegt benachbart zu einem anderen der Sensorfenster 20. Die Druckquelle 18 setzt die Kammer 16 mit Außenluft unter Druck. Die druckbeaufschlagte Luft in der Kammer 16 tritt durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 aus dem Gehäuse 14, 114 aus, um die Sensorfenster 20 von Verunreinigungen, z. B. Schmutz, Wasser, Schnee usw., freizuhalten. Genauer strömt die druckbeaufschlagte Luft, die durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 austritt, über die Sensorfenster 20, um Verunreinigungen jeweils von den Sensorfenstern 20 zu entfernen und/oder um zu verhindern, dass die Verunreinigungen jeweils die Sensorfenster 20 erreichen. Da die Druckquelle 18 mit der Kammer 16 in Fluidverbindung steht und die Schlitze 70, 72, 170, 172 jeweils mit der Kammer 16 in Fluidverbindung stehen, führt die Druckquelle 18 druckbeaufschlagte Luft zu den Schlitzen 70, 72, 170, 172 zu, um die Sensorfenster 20 von Verunreinigungen freizuhalten. Dies beseitigt die Notwendigkeit individuell angepasster Druckquellen an jedem der Schlitze 70, 72, 170, 172, wodurch Kosten und/oder Komplexität der Baugruppe 10 reduziert werden können.
Die Baugruppe 10 beinhaltet einen Objekterkennungssensor 26 in der Kammer 16 benachbart zu dem Sensorfenster 20. Vor dem Austreten durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 strömt die druckbeaufschlagte Luft in der Kammer 16 über den Obj ekterkennungssensor 26 und kann den Objekterkennungssensor 26 kühlen. Dies kann dazu beitragen, dass der Objekterkennungssensor 26 ein optimales Temperaturniveau aufrechterhält. Die druckbeaufschlagte Luft kann durch das Strömen über den Objekterkennungssensor 26 erwärmt werden, bevor sie durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 austritt. Beim Austreten durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 kann die erwärmte druckbeaufschlagte Luft dazu beitragen, das Sensorfenster 20 von Verunreinigungen freizuhalten. Genauer kann die erwärmte druckbeaufschlagte Luft Schnee schmelzen und Wasser auf dem Sensorfenster 20 auflösen und kann auch verhindern, dass Schnee, Wasser oder andere Verunreinigungen das Sensorfenster 20 erreichen.
Bei dem Fahrzeug 12 kann es sich um ein autonomes Fahrzeug und/oder halbautonomes Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug 12 kann einen Computer beinhalten, der dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug 12 vollständig oder in geringerem Ausmaß unabhängig vom Eingreifen eines menschlichen Fahrers zu betreiben. Der Computer kann dazu programmiert sein, den Antrieb, das Bremssystem, die Lenkung und/oder andere Fahrzeugsysteme zu betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist unter einem autonomen Betrieb zu verstehen, dass der Computer den Antrieb, das Bremssystem und die Lenkung steuert; unter einem halbautonomen Betrieb ist zu verstehen, dass der Computer ein oder zwei von dem Antrieb, dem Bremssystem und der Lenkung steuert und ein menschlicher Fahrer den Rest steuert; und unter einem nichtautonomen Betrieb ist zu verstehen, dass der menschliche Fahrer den Antrieb, das Bremssystem und die Lenkung steuert.
Unter Bezugnahme auf 1 kann die Baugruppe 10 an einem Dach 28 des Fahrzeugs 12 angebracht sein. Alternativ kann die Baugruppe 10 an jeder geeigneten Stelle des Fahrzeugs 12 angebracht sein.
Unter Bezugnahme auf 2 kann die Baugruppe 10 eine Basis 30 beinhalten. Die Basis 30 kann das Gehäuse 14, 114 auf dem Fahrzeug 12, z. B. auf dem Dach 28 des Fahrzeugs 12, lagern. Die Basis 30 ist mit dem Fahrzeug 12 verbunden. Zum Beispiel kann die Basis 30 direkt mit dem Fahrzeug 12 verbunden sein oder kann mit einer Zwischenkomponente, z. B. eine oder mehrere Setzstufen 32, indirekt mit dem Fahrzeug 12 verbunden sein. Die Basis 30 kann in jeder geeigneten Weise mit dem Fahrzeug 12 verbunden sein, z. B. mit Befestigungselementen, Schweißen usw. Die Basis 30 kann eine Komponente des Fahrzeugs 12 sein, kann z. B. einstückig mit dem Dach 28, oder kann getrennt von dem Fahrzeug 12 und mit diesem verbunden sein. Die Basis 30 kann einstückig mit dem Gehäuse 14, 114 sein, d. h. das Gehäuse 14, 114 und die Basis 30 sind gemeinsam als eine einzelne Einheit ausgebildet, oder die Basis 30 und das Gehäuse 14, 114 können getrennt ausgebildet und nachfolgend zusammengebaut werden. Die Basis 30 kann aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, z. B. Kunststoff, Metall usw.
Die Basis 30 weist einen Luftdurchlass 34 auf, um eine Luftansaugung in das Gehäuse 14, 114 zuzulassen. Zum Beispiel kann der Luftdurchlass 34 in eine Fahrzeugvorwärtsrichtung weisen, sodass Luft während der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 in den Luftdurchlass 34 gedrängt wird. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel kann der Luftdurchlass 34 teilweise durch das Dach 28 des Fahrzeugs 12 umschlossen sein. Alternativ kann der Luftdurchlass 34 vollständig durch die Basis 30 definiert sein. Zusätzlich oder als Alternative dazu, in die Fahrzeugvorwärtsrichtung zu weisen, kann der Luftdurchlass 34 in jede geeignete Richtung weisen.
Das Gehäuse 14, 114 kann einen Lufteinlass 36 in Fluidverbindung mit der Kammer 16 beinhalten. In einem derartigen Beispiel empfängt der Lufteinlass 36 Außenluft, um die Kammer 16 unter Druck zu setzen. Insbesondere kann die Druckquelle 18 Luft durch den Lufteinlass 36 in die Kammer 16 saugen, um die Kammer 16 unter Druck zu setzen. Das Gehäuse 14, 114 kann einen oder mehrere Lufteinlässe 36 beinhalten. Das Gehäuse 14, 114 kann die Kammer 16 mit Ausnahme des einen oder der mehreren Lufteinlässe 36 und der Schlitze 70, 72, 170, 172 vollständig umschließen. Mit anderen Worten kann Luft nur am Lufteinlass 36 und den Schlitzen 70, 72, 170, 172 durch das Gehäuse 14, 114 strömen.
Als ein Beispiel kann der Lufteinlass 36 mit dem Luftdurchlass 34 in Fluidverbindung stehen. Die Basis 30 kann derart geformt sein, dass die Basis 30 in dem Beispiel, in dem der Luftdurchlass 34 in die Fahrzeugvorwärtsrichtung weist, Luft in den Lufteinlass 36 führt, wenn sich das Fahrzeug 12 vorwärtsbewegt. Zum Beispiel kann die Basis 30 den Luftdurchlass 34 gegen das Dach 28 umschließen, sodass Luft durch den Luftdurchlass 34 und in den Lufteinlass 36 getrieben wird, wenn sich das Fahrzeug 12 vorwärtsbewegt.
Der Lufteinlass 36 kann nach unten weisen. Diese Konfiguration reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass fallender Niederschlag dem Lufteinlass 36 nahekommt. Zusätzlich beschattet der Rest des Gehäuses 14, 114 den Lufteinlass 36, sodass relativ kühlere Luft durch den Lufteinlass 36 angesaugt wird, d. h. Luft, die nicht durch Sonnenlicht erwärmt ist. Diese relativ kühlere Luft kann für den Betrieb des Objekterkennungssensors 26 vorteilhaft sein.
Die Baugruppe 10 kann eine Membran 38 beinhalten, die sich über den Lufteinlass 36 erstreckt. Mit anderen Worten kreuzt jegliche Luft, die durch den Lufteinlass 36 in die Kammer 16 eintritt, die Membran 38. Die Membran 38 kann zum Beispiel ermöglichen, dass Luft in den Lufteinlass 36 strömt, und kann verhindern, dass andere Elemente, z. B. Wasser, Schmutz, Staub usw., in den Lufteinlass 36 eintreten. In einem Beispiel, in dem das Gehäuse 14, 114 mehr als einen Lufteinlass 36 beinhaltet, kann die Baugruppe 10 mehr als eine Membran 38 beinhalten, wobei die Membranen 38 jeweils die Lufteinlässe 36 bedecken. Die Membran 38 kann einen Luftfilter 40 beinhalten. Der Luftfilter 40 kann zum Beispiel ein Einweg-Luftfilter sein, d. h. er kann ermöglichen, dass Luft durch den Lufteinlass 36 in die Kammer 16 strömt, und verhindern, dass Luft von der Kammer 16 durch den Lufteinlass 36 strömt. Alternativ oder zusätzlich zu dem Luftfilter 40 kann die Membran 38 andere Schichten beinhalten. Eine der Schichten kann GORE-TEX® beinhalten. Die Membran 38 kann winddicht und/oder wasserdicht sein.
Unter Bezugnahme auf 3 kann das Gehäuse 14, 114 beispielsweise eine untere Komponente 42, eine obere Komponente 44 und eine Abdeckung 46 beinhalten. In einem derartigen Beispiel umschließen die untere Komponente 42, die obere Komponente 44 und die Abdeckung 46 die Kammer 16. Die untere Komponente 42, die obere Komponente 44 und die Abdeckung 46 können zueinander abgedichtet sein, um einen Luftstrom dazwischen zu verhindern. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel definiert die untere Komponente 42 den Lufteinlass 36. In anderen Beispielen kann das Gehäuse 14, 114 mehr oder weniger Komponenten als die untere Komponente 42, die obere Komponente 44 und die Abdeckung 46 beinhalten. In einem Beispiel kann das Gehäuse 14, 114 einstückig sein.
Wie vorstehend dargelegt, beinhaltet die Baugruppe 10 eine Druckquelle 18. Eine Druckquelle 18 steht mit der Kammer 16 in Fluidverbindung. Mit anderen Worten ist die Druckquelle 18 positioniert, um Luft durch den Lufteinlass 36 in die Kammer 16 zu bewegen, um Luft in der Kammer 16 unter Druck zu setzen. Wie vorstehend dargelegt, tritt die Luft, die in der Kammer 16 durch die Druckquelle 18 druckbeaufschlagt wurde, an den Schlitzen 70, 72, 170, 172 aus der Kammer 16 aus. Die Druckquelle 18 kann in der Kammer 16 angeordnet sein. In einem derartigen Beispiel kann die Druckquelle 18 an der unteren Komponente 42 gelagert sein und kann beispielsweise an der unteren Komponente 42 in jeder geeigneten Weise, d. h. Befestigungselemente, Schweißen, Kleben, befestigt sein. Die Baugruppe 10 kann eine Druckquelle 18 beinhalten oder kann jede geeignete Anzahl von Druckquellen 18 aufweisen.
Die Druckquelle 18 kann benachbart zu dem Lufteinlass 36 liegen. Mit anderen Worten gibt es keine anderen Komponenten zwischen dem Lufteinlass 36 und der Druckquelle 18. In Beispielen, in denen die Baugruppe 10 die Membran 38 beinhaltet, kann die Druckquelle 18 benachbart zu der Membran 38 liegen.
Die Druckquelle 18 kann ein Gebläse 48 sein. Das Gebläse 48 kann einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) und ein Laufrad (nicht gezeigt), das drehbar an den Antriebsmotor gekoppelt ist, beinhalten. Das Gebläse 48 kann ein Axialventilator, ein Zentrifugalventilator, ein Querstromventilator oder eine beliebige andere Art von Ventilator sein. Der Antriebsmotor kann über oder unter dem Laufrad angeordnet sein. Der Motor kann ein Elektromotor sein, der einen Drehausgang aufweist.
Die Baugruppe 10 beinhaltet eine Vielzahl von Sensorfenstern 20 und eine Vielzahl von Objekterkennungssensoren 26. Mindestens ein Objekterkennungssensor 26 ist benachbart zu jedem Sensorfenster 20, wie nachstehend weiter beschrieben wird. Die Adjektive „erste/s/r“, „zweite/r/s“ usw. werden in Bezug auf die Sensorfenster 20 und die Objekterkennungssensoren 26 lediglich als Kennungen verwendet und geben keine Reihenfolge oder Bedeutung an.
Die Sensorfenster 20 sind durch das Gehäuse 14, 114 definiert. Die Sensorfenster 20 sind voneinander beabstandet, d. h. Wände 54 des Gehäuses 14, 114 trennten die Sensorfenster 20. Zum Beispiel können die Sensorfenster 20 durch die obere Komponente 44 des Gehäuses 14, 114 definiert sein und können die Wände der oberen Komponente 44 die Sensorfenster 20 trennen. Die Sensorfenster 20 können in die gleiche Richtung oder in unterschiedliche Richtungen weisen. Jedes der Sensorfenster 20 lässt zu, dass Licht hindurchtritt.
Jedes der Sensorfenster 20 ist transparent. Jedes der Sensorfenster 20 kann eine Blendenöffnung 56 beinhalten, die durch das Gehäsue 14, 114 definiert ist. Jedes der Sensorfenster 20 kann eine Linse 58 beinhalten, die in der Blendenöffnung 56 an dem Gehäuse 14, 114 befestigt ist. Die Linse 58 kann aus jedem geeigneten Material ausgebildet sein, z. B. Glas, Kunststoff.
Wie zuvor dargelegt, liegen die Sensorfenster 20 jeweils benachbart zu den Objekterkennungssensoren 26. Wie in den 3 und 5 gezeigt, sind die Objekterkennungssensoren 26 so ausgerichtet, dass jeder der Objekterkennungssensoren 26 dem jeweiligen Sensorfenster 20 zugewandt ist. Genauer lässt das Sichtfeld jedes der Sensorfenster 20 zu, dass Licht hindurchtritt, und jeder der Objekterkennungssensoren 26 ist positioniert, um das Licht, das jeweils durch das Sichtfeld jedes der Sensorfenster 20 hindurchtritt, zu erfassen. Die Größe jedes der Sensorfenster 20 kann zu dem Sichtfeld jedes Objekterkennungssensors 26, der benachbart zu dem zugehörigen Sensorfenster 20 ist, passen.
Die Objekterkennungssensoren 26 können die Außenwelt erkennen. Die Objekterkennungssensoren 26 können zum Beispiel Radarsensoren, Abtastlaserentfernungsmesser, Light-Detection-and-Ranging(LiDAR)-Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras, und beliebige andere Sensoren, die Licht erkennen, beinhalten. Die Objekterkennungssensoren 26 können Daten generieren, die ein durch die Objekterkennungssensoren 26 erfasstes Bild darstellen. Jeder der Objekterkennungssensoren 26 kann Phänomene wie Licht und Schall erkennen, beginnend an oder außerhalb von jedem zugehörigen Sensorfenster 20.
Wie in den 3 und 5 gezeigt, befinden sich die Objekterkennungssensoren 26 in der Kammer 16. Jeder der Objekterkennungssensoren 26 steht mit der Kammer 16 in Fluidverbindung.
Die Objekterkennungssensoren 26 werden durch das Gehäuse 14, 114 gelagert. Die Objekterkennungssensoren 26 können sich in der oberen Komponente 44 befinden. In diesem Beispiel können die Objekterkennungssensoren 26 an der oberen Komponente 44, z. B. mit einem Klebstoff, einem oder mehreren Befestigungselementen usw., gesichert sein.
Das Gehäuse 14, 114 kann Teiler 60 beinhalten, die die Objekterkennungssensoren 26 voneinander trennen. Genauer definieren die Teiler 60 Hohlräume 62 innerhalb der Kammer 16, und die Objekterkennungssensoren 26 sind in jeweiligen der Hohlräume 62 angeordnet. Die Teiler 60 können beispielsweise an der oberen Komponente 44 befestigt sein, wie in 3 gezeigt ist. In einer solchen Konfiguration definiert die obere Komponente 44 Öffnungen 64, um einen Luftstrom von der unteren Komponente 42 durch die Öffnungen 64 zur oberen Komponente 44 zu ermöglichen.
Wenn die Druckquelle 18 die Kammer 16 mit Außenluft, die durch den Lufteinlass 36 in die Kammer 16 gesaugt wurde, unter Druck setzt, zwingt der Druck in der Kammer 16 die Luft, durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 aus der Kammer 16 auszutreten. Genauer strömt die Luft von der unteren Komponente 42 durch die Öffnungen 64 und in die obere Komponente 44 und strömt von der oberen Komponente 44 durch die Schlitze 70, 72, 170, 172.
Wie zuvor dargelegt, befinden sich die Objekterkennungssensoren 26 in der oberen Komponente 44. Die Druckquelle 18 kann sich zwischen dem Lufteinlass 36 und den Objekterkennungssensoren 26 befinden. Zusätzlich können sich die Obj ekterkennungssensoren 26 zwischen der Druckquelle 18 und den Schlitzen 70, 72, 170, 172 befinden. Somit muss druckbeaufschlagte Luft, die von der Druckquelle 18 stammt und durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 strömt, über die Objekterkennungssensoren 26 strömen.
Das Gehäuse 14, 114 beinhaltet einen Strömungspfad 66, der sich von dem Lufteinlass 36 zu den Schlitzen 70, 72, 170, 172 und über die Objekterkennungssensoren 26 erstreckt. Unter Bezugnahme auf 5 beginnt der Strömungspfad 66 am Lufteinlass 36 damit, dass Außenluft durch die Druckquelle 18 durch den Lufteinlass 36 angesaugt wird. Die Luft in der Kammer 16, die durch die Druckquelle 18 druckbeaufschlagt wurde, tritt an den Schlitzen 70, 72, 170, 172 aus der Kammer 16 aus. Dementsprechend erstreckt sich der Strömungspfad 66 von dem Lufteinlass 36, durch die Öffnungen 64 und über jeden der Objekterkennungssensoren 26 zu dem jeweiligen Schlitz. Der Strömungspfad 66 erstreckt sich hinter jeden der Objekterkennungssensoren 26 zu den Schlitzen 70, 72, 170, 172, wenn die druckbeaufschlagte Luft hinter jedem der Objekterkennungssensoren 26 weiterströmt und aus den Schlitzen 70, 72, 170, 172 austritt.
In einer Konfiguration, in der das Gehäuse 14, 114 Teiler 60 aufweist und die Teiler 60 Hohlräume 62 innerhalb der Kammer 16 definieren, strömt die druckbeaufschlagte Luft in der Kammer 16 in die Hohlräume 62 und über die Objekterkennungssensoren 26. In diesem Fall erstreckt sich der Strömungspfad 66 in die Hohlräume 62 und über die Objekterkennungssensoren 26 und tritt aus den Schlitzen 70, 72, 170, 172 aus.
Unter Bezugnahme auf 5 können einer oder mehrere der Objekterkennungssensoren 26 einen Kühlkörper 68 beinhalten. Der Kühlkörper 68 kann sich entlang des Strömungspfads 66 zwischen den Öffnungen 64 und den Schlitzen 70, 72, 170, 172 befinden. In einem Beispiel, in dem einer der Objekterkennungssensoren 26 den Kühlkörper 68 aufweist, strömt die druckbeaufschlagte Luft über den Kühlkörper 68, wenn die druckbeaufschlagte Luft von den Öffnungen 64 zu den Schlitzen 70, 72, 170, 172 strömt. In dem Fall, dass die druckbeaufschlagte Luft kühler als der Kühlkörper 68 ist, nimmt die druckbeaufschlagte Luft Wärme von dem Kühlkörper 68 auf, um den Objekterkennungssensor 26 zu kühlen. Der Kühlkörper 68 kann zum Beispiel Lamellen beinhalten.
Wie vorstehend dargelegt, steht jeder der Vielzahl von Schlitzen 70, 72, 170, 172 mit der Kammer 16 in Fluidverbindung. Die Adjektive „erste/s/r“, „zweite/r/s“ usw. werden in Bezug auf die Schlitze 70, 72, 170, 172 lediglich als Kennungen verwendet und geben keine Reihenfolge oder Bedeutung an. Wie nachstehend weiter beschrieben wird, können die Schlitze 70, 72 in einem in den 1-6 gezeigten Beispiel die Luft allgemein nach unten führen. Als ein weiteres Beispiel, wie in den 7-9 gezeigt, können die Schlitze 170, 172 die Luft allgemein horizontal führen.
Die Vielzahl von Schlitzen 70, 72, 170, 172 beinhaltet Reinigungsschlitze 70, 170 und Vorhangschlitze 72, 172. Jedes Sensorfenster 20 liegt benachbart zu einem der Reinigungsschlitze 70, 170 und einem der Vorhangschlitze 72, 172. Der Reinigungsschlitz 70, 170 führt druckbeaufschlagte Luft an das jeweilige Sensorfenster 20, um Verunreinigungen von dem jeweiligen Sensorfenster 20 zu entfernen. Der Vorhangschlitz 72, 172 führt druckbeaufschlagte Luft über das Sensorfenster 20, d. h. vor dem Sensorfenster 20, um zu verhindern, dass Verunreinigungen das jeweilige Sensorfenster 20 erreichen. Wie in den 5 und 6 gezeigt, können der Reinigungsschlitz 70, 170 und der Vorhangschlitz 72, 172 an jedem Sensorfenster 20 benachbart zueinander liegen. Mit anderen Worten kann druckbeaufschlagte Luft, die von dem Reinigungsschlitz 70, 170 strömt, neben druckbeaufschlagter Luft, die vom Vorhangschlitz 72, 172 strömt, her strömen, wie in den 5 und 6 gezeigt ist.
Wie in den 5 und 6 gezeigt, können der Reinigungsschlitz 70, 170 und der Vorhangschlitz 72, 172 an jedem Sensorfenster 20 in auseinanderlaufende Richtungen weisen. Genauer können der Reinigungsschlitz 70, 170 und der Vorhangschlitz 72, 172 in unterschiedliche Richtungen weisen, wie in den 5 und 6 gezeigt ist. Dementsprechend erzeugen der Reinigungsschlitz 70, 170 und der Vorhangschlitz 72, 172 jeweils einzelne Luftströme 74, 174. Die einzelnen Luftströme 74, 174 können voneinander beabstandet sein oder können sich an ihren Grenzen vermischen.
Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist der Reinigungsschlitz 70, 170 dem jeweiligen Sensorfenster 20 zugewandt. Mit anderen Worten ist der Reinigungsschlitz 70, 170 auf das jeweilige Sensorfenster 20 gerichtet, sodass druckbeaufschlagte Luft, die an dem Reinigungsschlitz 70, 170 aus der Kammer 16 austritt, auf das jeweilige Sensorfenster 20 strömt, d. h. direkt auf das jeweilige Sensorfenster 20 bläst.
Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist der Vorhangschlitz 72, 172 dem Sichtfeld des jeweiligen Sensorfensters 20 zugewandt. Mit anderen Worten ist der Vorhangschlitz 72, 172 so ausgerichtet, dass druckbeaufschlagte Luft, die an dem Vorhangschlitz 72, 172 aus der Kammer 16 austritt, über das jeweilige Sensorfenster 20 strömt. Dies erzeugt einen Luftvorhang vor den Sensorfenstern 20, um Verunreinigungen weg von den Sensorfenstern 20 abzulenken, bevor die Verunreinigungen die Sensorfenster 20 erreichen.
Die Schlitze 70, 72, 170, 172 können in der Größe und/oder Form variieren, um einen gewünschten Luftstrom von der Kammer 16 durch die Schlitze 70, 72, 170, 172 zu erzielen. Als ein Beispiel können die Reinigungsschlitze 70, 170 in Größe und/oder Form relativ zueinander variieren. Als ein weiteres Beispiel können die Vorhangschlitze 72, 172 in Größe und/oder Form relativ zueinander variieren. Einer oder mehrere der Reinigungsschlitze 70, 170 können in Größe und/oder Form relativ zu einem oder mehreren der Vorhangschlitze 72, 172 variieren. Alternativ können die Reinigungsschlitze 70, 170 und die Vorhangschlitze 72, 172 jeweils eine gemeinsame Form und/oder Größe aufweisen.
Das Gehäuse 14, 114 beinhaltet eine Lippe 76, 176. Die Lippe 76, 176 kann sich durchgehend um einen Umfang des Gehäuses 14, 114 erstrecken. Die Lippe 76 definiert einen Abschnitt der Hohlräume 62 und die Schlitze 70, 72 sind in der Lippe 76 definiert. Die Lippe 76 kann über den Sensorfenstern 20 angeordnet sein, sodass Luft, die von den Schlitzen 70, 72 strömt, nach unten über die Sensorfenster 20 strömt. Wie beispielsweise in den 3, 5 und 6 gezeigt, beinhaltet die obere Komponente 44 die Lippe 76.
Das Gehäuse 114 kann eine Vielzahl von Abschirmungen 78 beinhalten. Die Abschirmungen 78 hindern zumindest einen Teil des Luftstroms daran, während des Vorwärtsbetriebs des Fahrzeugs 12 über die Sensorfenster 20 zu strömen, um ein korrektes Funktionieren der Schlitze 170, 172 zu ermöglichen, sodass die Luft, die von den Schlitzen 170, 172 strömt, die Reinheit der Sensorfenster 20 korrekt aufrechterhalten kann. Die Adjektive „erste/s/r“, „zweite/r/s“ usw. werden in Bezug auf die Abschirmungen 78 lediglich als Kennungen verwendet und geben keine Reihenfolge oder Bedeutung an.
Die Abschirmungen 78 erstrecken sich von dem Gehäuse 114 relativ zu der Kammer 16 nach außen. Die Abschirmungen 78 liegen jeweils benachbart zu den Sensorfenstern 20. Mit anderen Worten ist mindestens eine Abschirmung 78 benachbart zu jedem Sensorfenster 20. Jede Abschirmung 78 ist in einer Fahrzeugvorwärtsrichtung relativ zu dem jeweiligen Sensorfenster 20 positioniert und hindert zumindest einen Teil des Luftstroms daran, während der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 über das jeweilige Sensorfenster 20 zu strömen. Mit anderen Worten erzeugt die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 einen Luftstrom über das Gehäuse 14, 114, d. h. in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung, und die Abschirmungen 78 verhindern zumindest einen Teil des Luftstroms über die Sensorfenster 20, um ein korrektes Funktionieren der Schlitze 170, 172 zu ermöglichen.
Jede Abschirmung 78 und das jeweilige Sensorfenster 20 sind in einer horizontalen Ebene angeordnet. Als ein Beispiel können alle Abschirmungen 78 und die Sensorfenster 20 in der gleichen horizontalen Ebene liegen. Alternativ können jede Abschirmung 78 und das jeweilige Sensorfenster 20 in einer anderen horizontalen Ebene als eine andere Abschirmung 78 und das jeweilige Sensorfenster 20 liegen.
Jede Abschirmung 78 kann die Schlitze 170, 172 definieren. Genauer erstreckt sich der Strömungspfad 66 durch die Abschirmung 78 zu den Schlitzen 170, 172. Mindestens einige der Abschirmungen 78 können allgemein in einer Fahrzeugvorwärtsrichtung relativ zu dem jeweiligen Sensorfenster 20 liegen und die Schlitze 170, 172 können in solchen Beispielen dem jeweiligen Sensorfenster 20 allgemein in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung zugewandt sein. Dementsprechend schirmen die Abschirmungen 78 die Schlitze 170, 172 vor zumindest einem Teil des Luftstroms ab, der durch die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 entsteht, um ein korrektes Funktionieren der Schlitze 170, 172 zu ermöglichen.
Die Abschirmungen 78 können einstückig mit dem Gehäuse 114 ausgebildet sein, d. h. aus einem einzelnen einheitlichen Materialstück ohne Nähte, Verbindungsstellen, Befestigungselemente oder Klebstoffe, die die Abschirmungen 78 und das Gehäuse 114 zusammenhalten. Als weiteres Beispiel können die Abschirmungen 78 getrennt von dem Gehäuse 114 ausgebildet und nachfolgend an dem Gehäuse 114 befestigt werden. Die Abschirmungen 78 können aus jeder geeigneten Materialart ausgebildet sein, z. B. einem starren Polymer, einem Metall, einem Verbundmaterial usw.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 setzt die Druckquelle 18 im Betrieb die Kammer 16 unter Druck, indem Außenluft durch den Lufteinlass 36 in die Kammer 16 gesaugt wird. Die druckbeaufschlagte Luft von der Kammer 16 tritt durch die Reinigungsschlitze 70, 170 und die Vorhangschlitze 72, 172 aus, um Verunreinigungen von den Sensorfenstern 20 zu entfernen und/oder Verunreinigungen abzuwehren, damit sie die Sensorfenster 20 nicht erreichen. Genauer passiert die druckbeaufschlagte Luft die untere Komponente 42 durch die Öffnungen 64 zu den Hohlräumen 62. Wenn sich der Strömungspfad 66 von den Öffnungen 64 zu den jeweiligen Schlitzen 70, 72, 170, 172 erstreckt, strömt die druckbeaufschlagte Luft über jeden Kühlkörper 68, um den jeweiligen Objekterkennungssensor 26 zu kühlen. Da die Druckquelle 18 die Kammer 16 unter Druck setzt und jeder der Schlitze 70, 72, 170, 172 mit der Kammer 16 in Fluidverbindung steht, beseitigt diese Konfiguration die Notwendigkeit eines dedizierten Gebläses 48 für jeden Objekterkennungssensor 26. Mit anderen Worten erzeugt die Druckquelle 18 den Strömungspfad 66 zum Reinigen/Abwehren von Verunreinigungen von jedem der Sensorfenster 20 und zum Kühlen jedes der Objekterkennungssensoren 26.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Baugruppe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse mit einer Kammer; ein Sensorfenster, das durch das Gehäuse definiert ist und ein Sichtfeld aufweist; eine Druckquelle in Fluidverbindung mit der Kammer; einen Objekterkennungssensor in der Kammer benachbart zu dem Sensorfenster; und wobei das Gehäuse einen Schlitz in Fluidverbindung mit der Kammer und dem Sichtfeld zugewandt beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen Lufteinlass und einen Strömungspfad, der sich von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und über den Obj ekterkennungssensor erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Objekterkennungssensor einen Kühlkörper in dem Strömungspfad.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse eine Abschirmung, die sich relativ zu der Kammer nach außen erstreckt, wobei die Abschirmung benachbart zu dem Sensorfenster ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Abschirmung und das Sensorfenster in einer horizontalen Ebene angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich der Schlitz in der Abschirmung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein zweites Sensorfenster mit einem Sichtfeld, einen zweiten Objekterkennungssensor in der Kammer benachbart zu dem zweiten Sensorfenster, und einen zweiten Schlitz, der in Fluidverbindung mit der Kammer steht und dem Sichtfeld des zweiten Sensorfensters zugewandt ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen Lufteinlass und einen Strömungspfad von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und dem zweiten Schlitz, wobei sich der Strömungspfad über den Objekterkennungssensor und den zweiten Objekterkennungssensor erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse Teiler, die den Objekterkennungssensor und den zweiten Objekterkennungssensor trennen.
Gemäß einer Ausführungsform trennen die Teiler die Kammer in einen Hohlraum und einen zweiten Hohlraum, wobei der Objekterkennungssensor sich in dem Hohlraum befindet und der zweite Objekterkennungssensor sich in dem zweiten Hohlraum befindet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen Lufteinlass und einen Strömungspfad von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und dem zweiten Schlitz, wobei sich der Strömungspfad in den Hohlraum und den zweiten Hohlraum und über den Objekterkennungssensor und den zweiten Objekterkennungssensor erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich die Druckquelle in der Kammer.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich die Druckquelle in der Kammer und befindet sich der Objekterkennungssensor zwischen der Druckquelle und dem Schlitz.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen Lufteinlass und befindet sich die Druckquelle zwischen dem Lufteinlass und dem Objekterkennungssensor.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Obj ekterkennungssensor durch das Gehäuse gelagert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Objekterkennungssensor eine Kamera.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Objekterkennungssensor ein LiDAR-System.

Claims

Baugruppe, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einer Kammer; ein Sensorfenster, das durch das Gehäuse definiert ist und ein Sichtfeld aufweist; eine Druckquelle, die mit der Kammer in Fluidverbindung steht; einen Objekterkennungssensor in der Kammer und benachbart zu dem Sensorfenster; und wobei das Gehäuse einen Schlitz beinhaltet, der in Fluidverbindung mit der Kammer steht und dem Sichtfeld zugewandt ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen Lufteinlass und einen Strömungspfad beinhaltet, der sich von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und über den Obj ekterkennungssensor erstreckt.
Baugruppe nach Anspruch 2, wobei der Objekterkennungssensor einen Kühlkörper in dem Strömungspfad beinhaltet.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Abschirmung beinhaltet, die sich relativ zu der Kammer nach außen erstreckt, wobei die Abschirmung benachbart zu dem Sensorfenster ist.
Baugruppe nach Anspruch 4, wobei die Abschirmung und das Sensorfenster in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.
Baugruppe nach Anspruch 4, wobei sich der Schlitz in der Abschirmung befindet.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-6, ferner umfassend ein zweites Sensorfenster mit einem Sichtfeld, einen zweiten Obj ekterkennungssensor in der Kammer benachbart zu dem zweiten Sensorfenster, und einen zweiten Schlitz in Fluidverbindung mit dem Kammer und dem Sichtfeld des zweiten Sensorfensters zugewandt.
Baugruppe nach Anspruch 7, wobei das Gehäuse einen Lufteinlass und einen Strömungspfad von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und dem zweiten Schlitz beinhaltet, wobei sich der Strömungspfad über den Obj ekterkennungssensor und den zweiten Obj ekterkennungssensor erstreckt.
Baugruppe nach Anspruch 7, wobei das Gehäuse Teiler beinhaltet, die den Objekterkennungssensor und den zweiten Objekterkennungssensor trennen.
Baugruppe nach Anspruch 9, wobei die Teiler die Kammer in einen Hohlraum und einen zweiten Hohlraum trennen, wobei der Objekterkennungssensor sich in dem Hohlraum befindet und der zweite Objekterkennungssensor sich in dem zweiten Hohlraum befindet.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das Gehäuse einen Lufteinlass und einen Strömungspfad von dem Lufteinlass zu dem Schlitz und dem zweiten Schlitz beinhaltet, wobei sich der Strömungspfad in den Hohlraum und den zweiten Hohlraum und über den Objekterkennungssensor und den zweiten Objekterkennungssensor erstreckt.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-6, wobei sich die Druckquelle in der Kammer befindet.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei das Gehäuse einen Lufteinlass enthält und die Druckquelle zwischen dem Lufteinlass und dem Objekterkennungssensor liegt.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der Objekterkennungssensor eine Kamera ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der Objekterkennungssensor ein LiDAR-System ist.