DE102021105295A1

DE102021105295A1 - Sensorablaufvorrichtung

Info

Publication number: DE102021105295A1
Application number: DE102021105295.5A
Authority: DE
Inventors: Rashaun Phinisee; Venkatesh Krishnan; Daniel Klevorn; Vijay Gunasekaran
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2021-09-09
Also published as: US20210278504A1; US11460546B2; CN113375704A

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Sensorablaufvorrichtung bereit. Eine Sensorvorrichtung beinhaltet ein zylindrisches Sensorfenster, das eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Achse definiert, eine Luftdüse, die unterhalb des Sensorfensters positioniert und nach oben gerichtet ist, und eine Sensorgehäusedeckelkappe, die oberhalb des Sensorfensters positioniert ist und einen Sensorgehäusedeckel und eine umlaufenden Kappe beinhaltet. Die Sensorgehäusedeckelkappe ist einstückig. Die umlaufende Kappe beinhaltet eine Oberseite und eine Unterseite. Die Oberseite und die Unterseite sind von dem Sensorfenster radial nach aul en angeordnet. Die Unterseite beinhaltet eine Nut, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist. Der Querschnitt der Nut krümmt sich von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugsensoren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Autonome Fahrzeuge beinhalten eine Vielfalt von Sensoren. Einige Sensoren erkennen interne Zustände des Fahrzeugs, zum Beispiel eine Raddrehzahl, eine Radausrichtung und Motor- und Getriebevariablen. Einige Sensoren erkennen die Position oder Ausrichtung des Fahrzeugs, beispielsweise Sensoren des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS); Beschleunigungsmesser, wie etwa piezoelektrische oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS); Kreisel, wie etwa Wendekreisel, Laserkreisel oder Faserkreisel; inertiale Messeinheiten (IME); und Magnetometer. Einige Sensoren erkennen die Auß enwelt, zum Beispiel Radarsensoren, abtastende Laserentfernungsmesser, Light-Detection-and-Ranging(LIDAR)-Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras. Eine LIDAR-Vorrichtung erkennt Abstände zu Objekten durch Emittieren von Laserimpulsen und Messen der Laufzeit, die der Impuls zum Objekt und zurück benötigt. Einige Sensoren sind Kommunikationsvorrichtungen, zum Beispiel Vorrichtungen zur Kommunikation von Fahrzeug zu Infrastruktur (Vehicle-to-Infrastructure - V2I) oder Fahrzeug zu Fahrzeug (Vehicle-to-Vehicle - V2V).
KURZDARSTELLUNG
Eine Sensorvorrichtung beinhaltet ein zylindrisches Sensorfenster, das eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Achse definiert, eine Luftdüse, die unterhalb des Sensorfensters positioniert und nach oben gerichtet ist, und eine Sensorgehäusedeckelkappe, die oberhalb des Sensorfensters positioniert ist und einen Sensorgehäusedeckel und eine umlaufende Kappe beinhaltet. Die Sensorgehäusedeckelkappe ist einstückig. Die umlaufende Kappe beinhaltet eine Oberseite und eine Unterseite. Die Oberseite und die Unterseite sind von dem Sensorfenster radial nach aul en angeordnet. Die Unterseite beinhaltet eine Nut, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist. Der Querschnitt der Nut krümmt sich von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende.
Der Sensorgehäusedeckel kann eine obere Fläche beinhalten, die in eine Richtung entlang der Achse gewandt ist, und die obere Fläche kann eine Vielzahl von Rippen beinhalten, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Der Sensorgehäusedeckel kann eine Seitenfläche beinhalten, die sich vertikal von der Oberseite der umlaufenden Kappe zu der oberen Fläche des Sensorgehäusedeckels erstreckt.
Die Nut kann eine Oberflächenrauheit Ra von höchstens 10 Mikrometer aufweisen. Die Sensorgehäusedeckelkappe kann aus Aluminium bestehen.
Die Oberseite der umlaufenden Kappe kann eine Rinne beinhalten, die in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist. Die umlaufende Kappe kann einen Kanal beinhalten, der sich relativ zu der Achse radial von der Rinne nach aul en erstreckt. Die Rinne kann eine Ebene in einem schrägen Winkel relativ zu der Achse definieren. Der Kanal kann sich von einem untersten Punkt der Rinne aus erstrecken. Die Nut kann von dem Kanal aus in Umfangsrichtung um die Achse zu dem Kanal langgestreckt sein.
Die Rinne kann ausgehend von dem Kanal in Umfangsrichtung um die Achse zu dem Kanal verlängert sein.
Die Rinne kann eine Rinnenwand beinhalten, die mindestens teilweise die Rinne darstellt, und die Rinnenwand kann einen Querschnitt aufweisen, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist und sich relativ zu der Achse diagonal nach aul en und oben erstreckt.
Die Nut kann in Umfangsrichtung um mindestens 270° um die Achse langgestreckt sein.
Bei der Nut kann es sich um eine erste Nut handeln, und die Unterseite der umlaufenden Kappe kann eine zweite Nut beinhalten, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist und sich von der ersten Nut nach oben erstreckt. Der Querschnitt der zweiten Nut kann sich von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende krümmen. Das obere Ende des Querschnitts der zweiten Nut kann eine Berührungslinie aufweisen, die mit der Achse einen nach oben weisenden Winkel bildet, der größ er als 45° ist.
Ein Durchmesser der Nut an dem unteren Ende des Querschnitts der Nut kann mindestens so groß sein wie ein Durchmesser des Sensorfensters.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs, das ein Gehäuse für Sensoren beinhaltet.
2 ist eine perspektivische Rückansicht des Gehäuses.
3 ist eine perspektivische Rückansicht einer Sensorvorrichtung, die an dem Gehäuse montiert ist.
4 ist eine perspektivische Rückansicht einer umlaufenden Kappe der Sensorvorrichtung.
5 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Sensorvorrichtung.
6 ist eine Querschnittsansicht der umlaufenden Kappe.
7 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Sensorvorrichtung.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Beispiels für die Sensorvorrichtung.
9 ist eine Seitenansicht der Sensorvorrichtung aus 8.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren beinhaltet eine Sensorvorrichtung 32 für ein Fahrzeug 30 ein zylindrisches Sensorfenster 34, das eine Achse A definiert, die im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, mindestens eine Luftdüse 36, die unterhalb des Sensorfensters 34 positioniert und nach oben gerichtet ist, und eine umlaufende Kappe 38, die oberhalb des Sensorfensters 34 positioniert ist und eine Oberseite 40 und eine Unterseite 42 beinhaltet. Die Oberseite 40 und die Unterseite 42 sind von dem Sensorfenster 34 radial nach aul en angeordnet. Die Unterseite 42 beinhaltet eine erste Nut 44, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt ist, und der Querschnitt der ersten Nut 44 krümmt sich von einem unteren Ende 46 nach oben und aul en zu einem oberen Ende 48.
Die Sensorvorrichtung 32 stellt eine Möglichkeit bereit, eine Flüssigkeit von dem Sensorfenster 34 fernzuhalten. Die erste Nut 44 stellt einen Weg für eine Flüssigkeit bereit, die durch die Luftdüsen 36 angetrieben wird, um von der Sensorvorrichtung 32 wegzufliegen, anstatt sich z. B. an oder nahe einem oberen Teil der Sensorvorrichtung 32 zu sammeln. Die Sensorvorrichtung 32 kann das Bedürfnis nach anderen Komponenten zur Reinigung, z. B. einem Scheibenwischer, überflüssig machen. Die Sensorvorrichtung 32 erreicht diese Vorteile durch eine einfache, flache Gestaltung.
Unter Bezugnahme auf 1 kann es sich bei dem Fahrzeug 30 um einen beliebigen Personen- oder Nutzkraftwagen handeln, wie etwa ein Auto, einen Truck, eine Geländelimousine, ein Crossover-Fahrzeug, einen Van, einen Minivan, ein Taxi, einen Bus usw.
Bei dem Fahrzeug 30 kann es sich um ein autonomes Fahrzeug handeln. Ein Computer kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 30 vollständig oder in geringerem Mal e unabhängig von dem Eingreifen eines menschlichen Fahrers zu betreiben. Der Computer kann dazu programmiert sein, einen Antrieb, ein Bremssystem, eine Lenkung und/oder andere Fahrzeugsysteme mindestens teilweise basierend auf Daten zu betreiben, die von Sensoren, wie etwa einem Sensor 50, der nachstehend beschrieben wird, empfangen werden. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist unter einem autonomen Betrieb zu verstehen, dass der Computer den Antrieb, das Bremssystem und die Lenkung ohne Eingabe von einem menschlichen Fahrer steuert; ist unter einem halbautonomen Betrieb zu verstehen, dass der Computer eines oder zwei von dem Antrieb, dem Bremssystem und der Lenkung steuert und ein menschlicher Fahrer den Rest steuert; und ist unter einem nichtautonomen Betrieb zu verstehen, dass ein menschlicher Fahrer den Antrieb, das Bremssystem und die Lenkung steuert.
Das Fahrzeug 30 beinhaltet eine Karosserie 52. Das Fahrzeug 30 kann in einer selbsttragenden Bauweise vorliegen, in der ein Rahmen und die Karosserie 52 des Fahrzeugs 30 aus einer einzigen Komponente bestehen. Das Fahrzeug 30 kann alternativ dazu mit einer Karosserie in Rahmenbauweise vorliegen, in welcher der Rahmen die Karosserie 52 trägt, die eine von dem Rahmen getrennte Komponente ist. Der Rahmen und die Karosserie 52 können aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel Stahl, Aluminium usw.
Die Karosserie 52 beinhaltet Karosseriebleche 54, 56, die teilweise ein Äuß eres des Fahrzeugs 30 definieren. Die Karosseriebleche 54, 56 können eine Class-A-Fläche darstellen, z. B. eine endbearbeitete Fläche, die im Sichtfeld des Kunden liegt und frei von unästhetischen Makeln und Defekten ist. Die Karosseriebleche 54, 56 beinhalten z. B. ein Dach 56 usw.
Unter Bezugnahme auf 2 kann ein Gehäuse 58 für Sensoren, einschliel lich des Sensors 50, an dem Fahrzeug 30 angebracht werden, z. B. an einem der Karosseriebleche 54, 56 des Fahrzeugs 30, z. B. dem Dach 56. Das Gehäuse 58 kann zum Beispiel dazu geformt sein, an dem Dach 56 angebracht zu werden, kann z. B. eine Form aufweisen, die mit einer Kontur des Daches 56 übereinstimmt. Das Gehäuse 58 kann an dem Dach 56 angebracht sein, was den Sensoren möglicherweise ein unbehindertes Sichtfeld auf einen Bereich um das Fahrzeug 30 herum bereitgestellt. Das Gehäuse 58 kann z. B. aus Kunststoff oder Metall gebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Sensorgehäuse 60 durch das Gehäuse 58 gestützt. Das Sensorgehäuse 60 kann an einem höchsten Punkt des Gehäuses 58 auf dem Gehäuse 58 angeordnet sein. Das Sensorgehäuse 60 weist eine zylindrische Form auf und definiert die Achse A. Das Sensorgehäuse 60 beinhaltet einen Sensorgehäusedeckel 62, das Sensorfenster 34 und einen Sensorgehäuseboden 64. Der Sensorgehäusedeckel 62 ist direkt oberhalb des Sensorfensters 34 angeordnet und der Sensorgehäuseboden 64 ist direkt unterhalb des Sensorfensters 34 angeordnet. Der Sensorgehäusedeckel 62 und der Sensorgehäuseboden 64 sind durch eine Höhe des Sensorfensters 34 vertikal voneinander beabstandet.
Der Sensor 50 ist in dem Sensorgehäuse 60 angeordnet und ist an dem Gehäuse 58 angebracht und wird durch dieses gestützt. Der Sensor 50 kann dazu ausgestaltet sein, Merkmale der Auß enwelt zu erkennen; bei dem Sensor 50 kann es sich zum Beispiel um einen Radarsensor, einen abtastenden Laserentfernungsmesser, eine Light-Detection-and-Ranging(LIDAR)-Vorrichtung oder einen Bildverarbeitungssensor, wie etwa eine Kamera, handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Sensor 50 um eine LIDAR-Vorrichtung, z. B. eine abtastende LIDAR-Vorrichtung, handeln. Eine LIDAR-Vorrichtung erkennt Abstände zu Objekten durch ein Aussenden von Laserimpulsen mit einer bestimmten Wellenlänge und Messen der Laufzeit, die der Impuls benötigt, um zu dem Objekt und zurück zu gelangen.
Das Sensorfenster 34 ist zylindrisch und definiert die Achse A, die im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Das Sensorfenster 34 erstreckt sich um die Achse A. Das Sensorfenster 34 kann sich vollständig um die Achse A, d. h. um 360°, oder teilweise um die Achse A erstrecken. Das Sensorfenster 34 erstreckt sich entlang der Achse A von einer Unterkante 66 zu einer Oberkante 68. Die Unterkante 66 steht in Kontakt mit dem Sensorgehäuseboden 64 und die obere Kante 68 steht in Kontakt mit dem Sensorgehäusedeckel 62. Das Sensorfenster 34 weist einen Durchmesser auf. Der Durchmesser des Sensorfensters 34 kann der gleiche sein wie der des Sensorgehäusedeckels 62 und/oder des Sensorgehäusebodens 64; anders ausgedrückt kann das Sensorfenster 34 bündig oder im Wesentlichen bündig mit dem Sensorgehäusedeckel 62 und/oder dem Sensorgehäuseboden 64 sein. „Im Wesentlichen bündig“ bedeutet eine Naht zwischen dem Sensorfenster 34 und dem Sensorgehäusedeckel 62 oder dem Sensorgehäuseboden 64 verursacht keine Turbulenzen in der Luft, die entlang des Sensorfensters 34 strömt. Mindestens ein Teil des Sensorfensters 34 ist in Bezug auf ein beliebiges Medium, das von dem Sensor 50 erkannt werden kann, durchlässig. Falls es sich bei dem Sensor 50 zum Beispiel um eine LIDAR-Vorrichtung handelt, so ist das Sensorfenster 34 durchlässig in Bezug auf ein sichtbares Licht mit der Wellenlänge, das von dem Sensor 50 erzeugt wird.
Der Sensorgehäusedeckel 62 weist eine zylindrische Form auf und erstreckt sich von dem Sensorfenster 34 nach oben. Der Sensorgehäusedeckel 62 beinhaltet eine Seitenfläche 72 und eine obere Fläche 70. Die obere Fläche 70 weist nach oben, d. h. in eine Fahrzeug-Aufwärtsrichtung, d. h. axial relativ zu der Achse A, und die Seitenfläche 72 weist horizontal nach aul en, d. h. radial relativ zu der Achse A. Die Oberkante 68 des Sensorfensters 34 ist von der oberen Fläche 70 um eine Höhe der Seitenfläche 72 beabstandet.
Die obere Fläche 70 beinhaltet eine Vielzahl von Rippen 74. Die Rippen 74 erstrecken sich von dem Rest der oberen Fläche 70 nach oben und die Rippen 74 sind parallel zueinander ausgerichtet. Die Rippen 74 können entlang einer Fahrzeug-Vorwärtsrichtung ausgerichtet sein. Die Rippen 74 sind wärmeleitend, d. h., sie weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, z. B. eine Wärmeleitfähigkeit, die mindestens gleich 15 Watt pro Meter und Kelvin (W/(m ·K)), z.B. größ er als 100 W/(m·K), bei 25 °C ist. Die Rippen 74 können zum Beispiel aus Aluminium bestehen.
Die Sensorvorrichtung 32 beinhaltet eine Vielzahl der Luftdüsen 36. Die Luftdüsen 36 sind an dem Gehäuse 58 montiert. Die Luftdüsen 36 sind unterhalb des Sensorfensters 34 positioniert und sind in Umfangsrichtung um das Sensorgehäuse 60 angeordnet. Die Luftdüsen 36 sind nach oben gerichtet, z. B. in einer Richtung parallel zu der Achse A. Die Luftdüsen 36 können einen Luftstrom, z. B. von einem Verdichter oder Gebläse (nicht gezeigt), empfangen.
Die umlaufende Kappe 38 ist oberhalb des Sensorfensters 34 positioniert und relativ zu dem Sensorfenster 34 befestigt. Die umlaufende Kappe 38 ist an dem Sensorgehäusedeckel 62 angebracht und erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Sensorgehäusedeckel 62.
Unter Bezugnahme auf 4 beinhaltet die umlaufende Kappe 38 eine Innenfläche 76. Die Innenfläche 76 weist radial nach innen und erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Achse A. Die umlaufende Kappe 38 steht über die Innenfläche 76 entlang eines Umfangs kontinuierlich mit dem Sensorgehäusedeckel 62 in Kontakt. Die Innenfläche 76 weist eine zylindrische Form mit einem Durchmesser auf, der ungefähr gleich dem Durchmesser des Sensorgehäusedeckels 62 ist. Der Durchmesser der Innenfläche 76 kann zum Beispiel, wenn die umlaufende Kappe 38 spannungsfrei ist, geringfügig kleiner sein als der Durchmesser des Sensorgehäusedeckels 62, und die umlaufende Kappe 38 kann mit einer Presspassung an dem Sensorgehäusedeckel 62 angebracht sein. Als ein anderes Beispiel kann der Durchmesser der Innenfläche 76 gleich dem Durchmesser des Sensorgehäusedeckels 62 oder geringfügig größ er als dieser sein, und die umlaufende Kappe 38 kann mit einem Klebstoff an dem Sensorgehäusedeckel 62 angebracht sein.
Die umlaufende Kappe 38 beinhaltet mindestens eine Halterung 78, z. B. zwei. Jede Halterung 78 ist zwischen zwei benachbarten Rippen 74 langgestreckt und verläuft parallel zu den Rippen 74. Die Enden der Halterungen 78 sind mit der Oberseite 40 der umlaufenden Kappe 38 verbunden. Die Halterungen 78 können den Rest der umlaufenden Kappe 38 stützen und verhindern, dass die umlaufende Kappe 38 an dem Sensorgehäusedeckel 62 nach unten gleitet. Die umlaufende Kappe 38 lässt die obere Fläche 70 des Sensorgehäusedeckels 62 bis auf die Halterungen 78 frei.
Die umlaufende Kappe 38 besteht aus einem wärmeleitenden Polymer, d. h. einem Polymer mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit für ein Polymer, z. B. einer Wärmeleitfähigkeit, die mindestens gleich 1,0 Watt pro Meter und Kelvin (W/(m·K)), z. B. größ er als 5 W/(m·K), bei 25 °C ist.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beinhaltet die umlaufende Kappe 38 die Oberseite 40 und die Unterseite 42. Die umlaufende Kappe 38 weist einen konstanten Querschnitt auf, der in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt ist, z. B. um mehr als 270° in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt. Die umlaufende Kappe 38 beinhaltet einen Kanal 80 (nachstehend beschrieben) und der konstante Querschnitt der umlaufenden Kappe 38 ist von dem Kanal 80 aus in Umfangsrichtung zu dem Kanal 80 langgestreckt. Der Querschnitt der umlaufenden Kappe 38 beinhaltet die Innenfläche 76, die Oberseite 40 und die Unterseite 42. Die Oberseite 40 ist der Abschnitt des Querschnitts der umlaufenden Kappe 38, der gerade nach oben projizierbar, d. h. von einem Standpunkt aus sichtbar ist, von dem aus man gerade nach unten auf die umlaufende Kappe 38 blickt. Die Unterseite 42 ist der Abschnitt des Querschnitts der umlaufenden Kappe 38, der gerade nach unten projizierbar, d. h. von einem Standpunkt aus sichtbar ist, von dem aus man gerade nach oben auf die umlaufende Kappe 38 blickt. Die Oberseite 40 und die Unterseite 42 sind von dem Sensorfenster 34 radial nach aul en angeordnet.
Die Unterseite 42 beinhaltet die erste Nut 44. Die erste Nut 44 weist einen Querschnitt auf, der in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt ist, z. B. um mehr als 270° in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt, z. B. ausgehend von dem Kanal 80 in Umfangsrichtung zu dem Kanal 80 langgestreckt. Der Querschnitt der ersten Nut 44 krümmt sich von dem unteren Ende 46 nach oben und aul en zu dem obere Ende 48. Das untere Ende 46 weist eine Berührungslinie auf, die parallel zu der Achse A ausgerichtet ist, und das obere Ende 48 weist eine Berührungslinie auf, die relativ zu der Achse A diagonal nach aul en und oben ausgerichtet ist. Die Berührungslinie des oberen Endes 48 der ersten Nut 44 bildet mit der Achse A einen nach oben gewandten Winkel θ₁ von weniger als 60°, z. B. ungefähr 50°, wie in 6 gezeigt. Der Durchmesser der ersten Nut 44 an dem oberen Ende 48 des Querschnitts ist größ er als der Durchmesser der ersten Nut 44 an dem unteren Ende 46 des Querschnitts.
Der Durchmesser der ersten Nut 44 an dem unteren Ende 46 des Querschnitts ist mindestens so groß wie der Durchmesser des Sensorfensters 34.
Die Unterseite 42 der umlaufenden Kappe 38 beinhaltet eine zweite Nut 82, die sich von der ersten Nut 44 nach oben erstreckt. Die zweite Nut 82 weist einen Querschnitt auf, der in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt ist, z. B. um mehr als 270° in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt, z. B. ausgehend von dem Kanal 80 in Umfangsrichtung zu dem Kanal 80 langgestreckt. Der Querschnitt der zweiten Nut 82 krümmt sich von einem unteren Ende 84 nach oben und aul en zu einem oberen Ende 86. Eine Berührungslinie des oberen Endes 86 der zweiten Nut 82 bildet mit der Achse A einen nach oben gewandten Winkel θ₂, der größ er als 45° ist, z. B. ungefähr 65°, wie in 6 gezeigt. Der Durchmesser der zweiten Nut 82 an dem oberen Ende 86 des Querschnitts ist größ er als der Durchmesser der zweiten Nut 82 an dem unteren Ende 84 des Querschnitts. Der Durchmesser der zweiten Nut 82 an dem unteren Ende 84 des Querschnitts ist gleich dem Durchmesser der ersten Nut 44 an dem oberen Ende 48 des Querschnitts der ersten Nut 44.
Die Oberseite 40 der umlaufenden Kappe 38 beinhaltet eine Rinne 88. Die Rinne 88 ist in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt, z. B. um mehr als 270° in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt, z. B. ausgehend von dem Kanal 80 in Umfangsrichtung zu dem Kanal 80 langgestreckt. Die Rinne 88 beinhaltet eine Rinnenwand 90, die mindestens teilweise die Rinne 88 darstellt, und die Rinnenwand 90 weist einen Querschnitt auf, der in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt ist und sich relativ zu der Achse A diagonal nach aul en und oben erstreckt. Die Rinnenwand 90 bildet mit der Achse A einen nach oben gewandten Winkel φ, der größer als 45° ist, z. B. ungefähr 65°, wie in 6 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 7 beinhaltet die umlaufende Kappe 38 den Kanal 80. Der Kanal 80 erstreckt sich relativ zu der Achse A von der Rinne 88 radial nach aul en. Der Kanal 80 ist niedriger als eine obere Höhe der Rinne 88, d. h. niedriger als ein oberer Teil der Rinnenwand 90. Der Kanal 80 kann an einer hintersten Position auf der umlaufenden Kappe 38 positioniert sein, wie in 3 gezeigt.
Während des Betriebs kann eine Flüssigkeit auf dem Sensorfenster 34 landen. Bei der Flüssigkeit kann es sich um Wasser handeln, z. B. einen Niederschlag wie Regen, oder es kann sich um eine Waschflüssigkeit handeln, z. B. aus einem Reinigungssystem des Fahrzeugs 30. Der Luftstrom aus den Luftdüsen 36 drückt die Flüssigkeit nach oben zu der ersten Nut 44. Die Form des Querschnitts der ersten Nut 44 bewirkt, dass die sich nach oben bewegende Flüssigkeit von der Sensorvorrichtung 32 wegfliegt; anders ausgedrückt bewirkt der Impuls der Flüssigkeit, dass die Flüssigkeit von dem unteren Ende 46 zu dem oberen Ende 48 der ersten Nut 44 und dann in dem Winkel des oberen Endes 48 von dem oberen Ende 48 gleitet. Eine Flüssigkeit, die auf der oberen Fläche 70 des Sensorgehäusedeckels 62 landet, wird von der Rinne 88 aufgefangen, wenn die Flüssigkeit von der oberen Fläche 70 strömt, und die Rinne 88 befördert die Flüssigkeit zu dem Kanal 80, wo die Flüssigkeit nach hinten aus der Sensorvorrichtung 32 austritt, ohne mit dem Sensorfenster 34 in Kontakt zu treten.
Während des Betriebs erzeugt der Sensor 50 Wärme. Ein Groß teil der durch den Sensor 50 erzeugten Wärme wird auf den Sensorgehäusedeckel 62 übertragen. Der Sensorgehäusedeckel 62 strahlt über die Rippen 74 Wärme nach aul en ab und überträgt die Wärme auf die umlaufende Kappe 38. Die umlaufende Kappe 38 kann die Wärme auf eine Flüssigkeit übertragen, die durch die Rinne 88 strömt, wodurch ermöglicht wird, dass die Wärme zusammen mit der Flüssigkeit aus der Sensorvorrichtung 32 austritt. Die strömende Flüssigkeit erhöht die Wärmeübertragungsrate über die umlaufende Kappe 38 im Vergleich dazu, dass keine nachfüllbare Flüssigkeitszufuhr zur Wärmeübertragung vorhanden ist.
Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beinhaltet die Sensorvorrichtung 32 in einem anderen Beispiel für die Sensorvorrichtung 32 eine Sensorgehäusedeckelkappe 92. Die Sensorgehäusedeckelkappe 92 ist oberhalb des Sensorfensters 34 positioniert und steht mit dem Sensorfenster 34 an der Oberkante 68 in Kontakt. Die Sensorgehäusedeckelkappe 92 beinhaltet den Sensorgehäusedeckel 62 und die umlaufende Kappe 38.
Die Sensorgehäusedeckelkappe 92 ist einstückig, d. h. ein einzelnes, einheitliches Materialstück ohne Nähte, Verbindungen, Befestigungselemente oder Klebstoffe, die es zusammenhalten. Zum Beispiel besteht die Sensorgehäusedeckelkappe 92 aus Aluminium, das eine ausreichend hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und leicht geformt werden kann. Zum Beispiel kann die Sensorgehäusedeckelkappe 92 durch Gieß en und dann maschinelle Bearbeitung in die in den 8 und 9 gezeigte Form gebildet werden. Das Fertigen der Sensorgehäusedeckelkappe 92 als einteiliges Stück macht die Herstellung und die Montage einfacher, macht die Einhaltung von Toleranzen einfacher und stellt einen glatteren Weg für eine Flüssigkeit bereit, die sich von dem Sensorfenster 34 nach oben zu der umlaufenden Kappe 38 bewegt.
Der Sensorgehäusedeckel 62 weist eine zylindrische Form auf und beinhaltet die Seitenfläche 72 und die obere Fläche 70. Die obere Fläche 70 ist nach oben gewandt, d. h. in eine Fahrzeug-Aufwärtsrichtung, d. h. in eine Richtung entlang der Achse A, d. h. axial relativ zu der Achse A. Die Seitenfläche 72 ist horizontal nach aul en gewandt, d. h. radial relativ zu der Achse A. In diesem Beispiel für die Sensorvorrichtung 32 erstreckt sich die Seitenfläche 72 vertikal von der Oberseite 40 der umlaufenden Kappe 38 zu der oberen Fläche 70 des Sensorgehäusedeckels 62, anstatt sich wie vorstehend beschrieben von dem Sensorfenster 34 zu erstrecken.
In diesem Beispiel für die Sensorvorrichtung 32 fehlt der umlaufenden Kappe 38 die Innenfläche 76 und sie ist einstückig mit Sensorgehäusedeckel 62, anstatt z. B. durch eine Presspassung an dem Sensorgehäusedeckel 62 angebracht zu sein. Die umlaufende Kappe 38 beinhaltet die Oberseite 40 und die Unterseite 42, wie vorstehend beschrieben. Die umlaufende Kappe 38 weist einen konstanten Querschnitt auf, der in Umfangsrichtung um die Achse A langgestreckt ist, z. B. ausgehend von dem Kanal 80 zu dem Kanal 80. Der Querschnitt der umlaufenden Kappe 38 ist länglich und folgt einem Weg, der sich in einer Ebene befindet, welche die Achse A in einem schrägen Winkel schneidet, d. h. einem Winkel, der weder orthogonal noch parallel zu der Achse A ist. Der Weg, dem der Querschnitt der umlaufenden Kappe 38 folgt, ist elliptisch. Die Rinne 88, die erste Nut 44 und die zweite Nut 82 folgen alle dem Weg in der Ebene und definieren somit die Ebene oder definieren eine parallele Ebene, die den gleichen schrägen Winkel relativ zu der Achse bildet. Der Kanal 80 erstreckt sich von einem untersten Punkt des Querschnitts, d. h. einem untersten Punkt der Rinne 88, der ersten Nut 44 und der zweiten Nut 82. Die Neigung der Rinne 88 hilft, dass Flüssigkeit, die sich in der Rinne 88 befindet, über den Kanal 80 austritt.
Die Unterseite 42, einschliel lich der ersten Nut 44 und der zweiten Nut 82, weist eine Oberflächenrauheit Ra von höchstens 10 Mikrometer auf. Die Oberflächenrauheit Ra ist das arithmetische Mittel der absoluten Werte von Abweichungen von einer Mittellinie eines Oberflächenprofils der Oberfläche von Interesse, d. h. $R a = (\sum_{i = 1}^{n} | y_{i} |) / n$
wobei i ein Index von Messungen ist, n die Anzahl von Messungen ist und γ_i die Abweichung der Messung i von der Mittellinie der Oberfläche ist. Die geringe Rauheit der Unterseite 42 hilft, dass Flüssigkeit, die sich von dem Sensorfenster 34 nach oben bewegt, von der Unterseite 42 wegfliegt, anstatt sich am Boden der umlaufenden Kappe 38 zu sammeln. Zum Beispiel kann die Unterseite 42 aus bearbeitetem Aluminium bestehen.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie ihrem Wesen nach beschreibend und nicht einschränkend sein soll. Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet „im Wesentlichen“, dass eine Abmessung, Zeitdauer, Form oder ein anderes Adjektiv aufgrund von physischen Unvollkommenheiten, Leistungsunterbrechungen, Variationen bei der Bearbeitung oder einer anderen Herstellungsweise usw. geringfügig von dem Beschriebenen abweichen kann. Die Adjektive „erstes“ und „zweites“ werden in der gesamten Schrift als Identifikatoren verwendet und sollen keine Bedeutung, Reihenfolge oder Anzahl anzeigen. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäl der vorliegenden Erfindung ist eine Sensorvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein zylindrisches Sensorfenster, das eine Achse definiert, die im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist; eine Luftdüse, die unterhalb des Sensorfensters positioniert und nach oben gerichtet ist; und eine Sensorgehäusedeckelkappe, die oberhalb des Sensorfensters positioniert ist und einen Sensorgehäusedeckel und eine umlaufende Kappe beinhaltet; wobei die Sensorgehäusedeckelkappe einstückig ist; wobei die Umfangskappe eine Oberseite und eine Unterseite beinhaltet, wobei die Oberseite und die Unterseite von dem Sensorfenster radial nach auß en angeordnet sind, wobei die Unterseite eine Nut beinhaltet, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist, wobei sich der Querschnitt der Nut von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende krümmt.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet der Sensorgehäusedeckel eine obere Fläche, die in eine Richtung entlang der Achse gewandt ist, und die obere Fläche beinhaltet eine Vielzahl von Rippen, die parallel zueinander ausgerichtet sind.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet der Sensorgehäusedeckel eine Seitenfläche, die sich vertikal von der Oberseite der umlaufenden Kappe zu der oberen Fläche des Sensorgehäusedeckels erstreckt.
Gemäl einer Ausführungsform weist die Nut eine Oberflächenrauheit Ra von höchstens 10 Mikrometer auf.
Gemäl einer Ausführungsform besteht die Sensorgehäusedeckelkappe aus Aluminium.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet die Oberseite der umlaufenden Kappe eine Rinne, die in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet die umlaufende Kappe einen Kanal, der sich von der Rinne relativ zu der Achse radial nach aul en erstreckt.
Gemäl einer Ausführungsform definiert die Rinne eine Ebene in einem schrägen Winkel relativ zu der Achse.
Gemäl einer Ausführungsform erstreckt sich der Kanal von einem untersten Punkt der Rinne aus.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Nut ausgehend von dem Kanal in Umfangsrichtung um die Achse zu dem Kanal langgestreckt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Rinne ausgehend von dem Kanal in Umfangsrichtung zu dem Kanal langgestreckt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Rinne eine Rinnenwand, die mindestens teilweise die Rinne darstellt, und die Rinnenwand weist einen Querschnitt auf, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist und sich relativ zu der Achse diagonal nach aul en und oben erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Nut um mindestens 270° in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Nut um eine erste Nut, wobei die Unterseite der umlaufenden Kappe eine zweite Nut beinhaltet, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist und sich von der ersten Nut nach oben erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform krümmt sich der Querschnitt der zweiten Nut von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende.
Gemäß einer Ausführungsform weist das obere Ende des Querschnitts der zweiten Nut eine Berührungslinie auf, die mit der Achse einen nach oben gewandten Winkel bildet, der größ er als 45° ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Durchmesser der Nut an dem unteren Ende des Querschnitts der Nut mindestens so groß wie ein Durchmesser des Sensorfensters.

Claims

Sensorvorrichtung, umfassend: ein zylindrisches Sensorfenster, das eine Achse definiert, die im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist; eine Luftdüse, die unterhalb des Sensorfensters positioniert und nach oben gerichtet ist; und eine Sensorgehäusedeckelkappe, die oberhalb des Sensorfensters positioniert ist und einen Sensorgehäusedeckel und eine umlaufende Kappe beinhaltet; wobei die Sensorgehäusedeckelkappe einstückig ist; wobei die umlaufende Kappe eine Oberseite und eine Unterseide beinhaltet, wobei die Oberseite und die Unterseite von dem Sensorfenster radial nach auß en angeordnet sind, wobei die Unterseite eine Nut beinhaltet, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist, wobei sich der Querschnitt der Nut von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende krümmt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensorgehäusedeckel eine obere Fläche beinhaltet, die in eine Richtung entlang der Achse gewandt ist, und die obere Fläche eine Vielzahl von Rippen beinhaltet, die parallel zueinander ausgerichtet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensorgehäusedeckel eine Seitenfläche beinhaltet, die sich vertikal von der Oberseite der umlaufenden Kappe zu der oberen Fläche des Sensorgehäusedeckels erstreckt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nut eine Oberflächenrauheit Ra von höchstens 10 Mikrometer aufweist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensorgehäusedeckelkappe aus Aluminium besteht.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Oberseite der umlaufenden Kappe eine Rinne beinhaltet, die in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die umlaufende Kappe einen Kanal beinhaltet, der sich relativ zu der Achse von der Rinne radial nach aul en erstreckt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Rinne eine Ebene in einem schrägen Winkel relativ zu der Achse definiert.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei sich der Kanal von einem untersten Punkt der Rinne erstreckt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Nut ausgehend von dem Kanal in Umfangsrichtung um die Achse zu dem Kanal langgestreckt ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Rinne ausgehend von dem Kanal in Umfangsrichtung um die Achse zu dem Kanal langgestreckt ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Rinne eine Rinnenwand beinhaltet, die mindestens teilweise die Rinne darstellt, und die Rinnenwand einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist und sich relativ zu der Achse diagonal nach aul en und oben erstreckt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Nut um eine erste Nut handelt, wobei die Unterseite der umlaufenden Kappe eine zweite Nut beinhaltet, die einen Querschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung um die Achse langgestreckt ist und sich von der ersten Nut nach oben erstreckt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 13, wobei sich der Querschnitt der zweiten Nut von einem unteren Ende nach oben und aul en zu einem oberen Ende krümmt.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, wobei ein Durchmesser der Nut an dem unteren Ende des Querschnitts der Nut mindestens so groß ist wie ein Durchmesser des Sensorfensters.