阅读说明：本技术 带冷却的传感器总成 (With cooling sensor unit ) 是由 塞贡多·巴尔多维诺 普拉桑特·杜贝 文卡特什·克里希南 艾哈迈德·苏凡 于 2019-05-17 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“带冷却的传感器总成”。一种传感器总成包括纵长的管状梁、被定位成接收来自所述梁的空气的室以及热连接到所述室的传感器。所述室具有多个出口孔。多个翅片可以设置在所述梁和/或所述室中。所述传感器可以由所述梁支撑。(Present disclose provides " with cooling sensor units ".A kind of sensor unit includes the tubular beams of lengthwise, the room for being positioned to receive the air from the beam and the sensor for being thermally connected to the room.The room has multiple outlet openings.Multiple fins can be set in the beam and/or the room.The sensor can be supported by the beam.)

带冷却的传感器总成

技术领域

本公开涉及车辆传感器的领域，且更具体地涉及一种带冷却的车辆传感器总成。

背景技术

自主车辆通常包括各种传感器。一种这种类型的传感器是光探测和测距(LIDAR)装置。LIDAR装置通过发射激光脉冲并且测量脉冲行进至物体并返回的飞行时间来检测到物体的距离。LIDAR装置的典型电流模型产生50瓦的热量且有时暴露在长时间的直射阳光下。LIDAR装置的典型电流模型在高于约65℃经历了性能劣化。

发明内容

一种传感器总成包括纵长的管状梁、被定位成接收来自所述梁的空气的室以及热连接到所述室的传感器。所述室具有多个出口孔。

所述传感器总成还可以包括设置在所述梁中的多个翅片。所述翅片可以具有机翼形状。所述梁和所述翅片可以是一体的。所述翅片可以向由所述梁限定的气流方向倾斜。

所述传感器总成还可以包括设置在所述室中的多个翅片。所述翅片可以具有机翼形状。所述室和所述翅片可以是一体的。所述翅片可以各自被布置成使来自所述梁的气流朝向所述出口孔中的最近的一个偏转。所述室可以是环形的且限定圆周方向，且所述翅片可以向所述圆周方向倾斜。

所述传感器可以由所述梁支撑。所述梁可以被定位成支撑所述传感器的整个重量。

所述传感器总成还可以包括热电冷却器，所述热电冷却器被定位成从所述传感器汲取热量并将热量排出至所述室。所述室可以是环形的并限定中心腔，且所述热电冷却器可以被定位在所述中心腔中。所述传感器总成还可以包括板，所述板接触所述传感器、所述室和所述热电冷却器，且所述板可以是导热的。

所述室可以是环形的，所述传感器可以是圆柱形的，且所述室可以具有至少与所述传感器的直径一样大的外径。

所述传感器总成还可以包括板，所述板接触所述传感器和所述室，且所述板可以是导热的。

所述传感器可以是第一传感器，所述传感器总成还可以包括第二传感器，且所述室可以热连接到所述第二传感器且设置在所述第一传感器和所述第二传感器之间。

所述传感器总成还可以包括鼓风机，所述鼓风机被定位成使空气移动通过所述梁。所述鼓风机可以设置在所述梁中。

一种用于车辆32的传感器总成30包括纵长的管状梁34、被定位成接收来自所述梁34的空气的室36以及热连接到所述室36的至少一个第一传感器38或第二传感器40。所述室36具有多个出口孔42。

所述传感器总成30提供高效且有效的方式来排出由第一传感器38和第二传感器40产生的或由第一传感器38和第二传感器40从环境吸收的热量。与在没有所述梁34和所述室36的相同环境中操作的传感器相比，所述传感器总成30可提供显着的温度降低。所述第一传感器38和第二传感器40可经历改进的性能且可在更广泛范围的环境条件中保持可接受的性能。

附图说明

图1是示例车辆的侧视图。

图2是图1的车辆的示例传感器总成的一部分的后透视图。

图3是图2的示例传感器总成的梁的透视图。

图4是图3的梁的横截面视图。

图5是图2的传感器总成的一部分的分解图。

图6是图2的传感器总成的室的横截面视图。

具体实施方式

参考图1，车辆32可以是自主车辆。计算机可以被编程为完全地或在较小程度上独立于人类驾驶员的干预来操作车辆32。计算机可以被编程为操作推进系统、制动系统、转向系统和/或其他车辆系统。出于本公开的目的，自主操作意味着计算机在没有来自人类驾驶员的输入的情况下控制推进系统、制动系统和转向系统；半自主操作意味着计算机控制推进系统、制动系统和转向系统中的一个或两个，并且人类驾驶员控制剩余部分；并且非自主操作意味着人类驾驶员控制推进系统、制动系统和转向系统。

车辆32包括车身44。车辆32可以是一体式车身结构，其中车辆32的车架和车身44是单个部件。可替代地，车辆32可以是车架上车身结构，其中车架支撑车身44，所述车身44是与车架分开的部件。车架和车身44可以由任何合适的材料，例如，钢、铝等形成。车身44包括部分地限定车辆32的外部的车身面板46、48。车身面板46、48可以呈现A级表面，例如，暴露于客户视线的且没有不美观的瑕疵和缺陷的精加工表面。车身面板46、48包括例如车顶46等。

传感器总成30包括多个传感器，例如，第一传感器38、第二传感器40和第三传感器50。第三传感器50可以容纳在车顶46的壳体52中，且第一传感器38和第二传感器40可以暴露在壳体52的外部，例如，在壳体52和车顶46的上方。传感器总成30可以包括任何合适数量的传感器。

传感器38、40、50可以提供关于车辆32的操作的数据，例如，车轮转速、车轮取向以及发动机和变速器数据(例如，温度、燃料消耗等)。传感器38、40、50可以检测车辆32的位置和/或取向。例如，传感器38、40、50可以包括全球定位系统(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、环形激光器或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。传感器38、40、50可以检测外部世界，例如，车辆32的周围环境的物体和/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38、40、50可以包括雷达传感器、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38、40、50可以包括通信装置，例如，车辆对基础设施(V2I)或车辆对车辆(V2V)装置。

参考图2，第一传感器38和第二传感器40可以是LIDAR装置。LIDAR装置通过发射特定波长的激光脉冲并且测量脉冲行进至物体并返回的飞行时间来检测到物体的距离。第一传感器38和第二传感器40可以各自具有竖直取向的圆柱形状，即，圆柱形的轴线A基本上是竖直的。第一传感器38和第二传感器40可以限定轴线A。第一传感器38和第二传感器40可以具有360°的水平视野。

参考图3，传感器总成30可以包括梁34，其可连接到车辆32。例如，梁34可以附接到壳体52，壳体52支撑和/或容纳第三传感器50，如图1中所示。梁34可以相对于车辆32竖直地伸长。梁34可以是刚性结构，其被定位成将传感器总成30的部件(例如，第一传感器38和/或第二传感器40)的至少一些重量支撑在距车辆32的其余部分的一定高度处。例如，梁34可以支撑第一传感器38和第二传感器40、室36、第一板54和第二板56和/或第一热电冷却器58和第二热电冷却器60的整个重量。梁34可以与壳体52为一体的，或梁34可以是固定地附接到壳体52的单独件，例如，通过传统的附接装置，诸如粘合剂、紧固件、按扣等。

梁34具有纵长的管状形状。管状形状可以具有任何合适的横截面形状，例如，矩形、圆形、椭圆形等。继续参考图3，梁34从第一端62到第二端64竖直和/或水平地伸长。梁34可以包括从第一端62竖直伸长的第一部分66和水平伸长至第二端64的第二部分68。第一部分66可以在第一端62处附接到壳体52，并且第二部分68可以在第二端64处附接到室36。第一端62可以从壳体52内部接收空气，或替代地可以向大气开放。梁34限定了路径，空气沿着所述路径自由地从第一端62行进至第二端64。

鼓风机70可以被定位成使空气移动通过梁34。例如，鼓风机70可以设置在梁34中，例如，在第一部分66中。鼓风机70可以被定位成从梁34的第一端62接收空气并朝向梁34的第二端64推动空气。鼓风机70可以是用于使空气移动通过梁34的任何合适类型的鼓风机，例如，离心式鼓风机、正排量鼓风机、风扇等。朝向梁34的第一端62的方向称为“上游”，即，当鼓风机70被启动时逆着空气行进的方向，并且朝向梁34的第二端64的方向称为“下游”，即，当鼓风机70被启动时在空气行进的方向上。

参考图4，多个第一翅片72可以设置在梁34中。第一翅片72可以延伸越过梁34的内部，即从梁34的横截面的一侧到梁34的横截面的另一侧。第一翅片72可以具有机翼形状，其具有较厚端74和较薄端76。较薄端76可以相对于梁34设置在上游，且较厚端74可以相对于梁34设置在下游。第一翅片72可以向由梁34限定的气流方向倾斜。梁34和第一翅片72可以是一体的，即由单件材料形成，没有将梁34和第一翅片72保持在一起的接缝、接头、紧固件或粘合剂。

参考图5，室36可以设置在第一传感器38和第二传感器40之间，并且被定位成接收来自梁34的空气。室36具有可连接到梁34的第二端64的进口78。室36热连接到第一传感器38和/或第二传感器40，使得由第一传感器38和第二传感器40产生的热量流到室36且随后流到外部环境。出于本公开的目的，“热连接”被定义为附接，使得在鼓风机70的操作之后的热量流动使得热连接的两端(如果是分开的)在短时间内基本上是相同的温度。热连接可以是对流的和/或传导的。示例包括通过气流和/或散热器的热传递。作为一个示例，如下面更详细描述的，第一传感器38和第二传感器40可以接触板54、56，即散热器(其接触室36)，且板54、56可以具有高导热率。

室36可以是环形的。室36可以具有至少与第一传感器38和第二传感器40的直径一样大的外径。室36可以限定轴线A，其与环形形状的平面正交且穿过环形形状的中心，且室36可以沿环形形状限定圆周方向。室36可以限定中心腔80和内腔82。中心腔80可以处于环形形状的中间。内腔82可以遵循环形形状，且除了进口78和出口孔42以外，室36可以包围内腔82。

参考图6，室36包括出口孔42。出口孔42从内腔82引向室36的外部。出口孔42可以远离轴线A进行径向指向。出口孔42允许从梁34进入内腔82的空气离开内腔82。

多个第二翅片84可以设置在室36中。第二翅片84可以延伸越过内腔82；例如，第二翅片84可以竖直取向且从内腔82的顶部延伸至内腔82的底部。第二翅片84可以被布置成使来自梁34的气流朝向出口孔42中的最近的一个偏转。第二翅片84可以向由室36限定的圆周方向倾斜。第二翅片84可以各自在朝向出口孔42中的最近的一个的方向上延伸。第二翅片84可以具有机翼形状，其具有较厚端74和较薄端76。较厚端74可以设置成比较薄端76更靠近出口孔42中最接近相应的第二翅片的一个。室36和第二翅片84可以是一体的，即由单件材料形成，没有将室36和第二翅片84保持在一起的接缝、接头、紧固件或粘合剂。

返回图5，板54、56包括第一板54和第二板56。第一板54可以接触第一传感器38、室36和第一热电冷却器58。第二板56可以接触第二传感器40、室36和第二热电冷却器60。板54、56可以是盘形的，其直径大约等于第一传感器38和第二传感器40的直径。板54、56和室36可以包围中心腔80，如下所述。板54、56是导热的，即在25℃具有高导热率，例如，等于至少15瓦/米-开尔文(W/(m K))，例如，大于100W/(m K)的导热率。例如，板54、56可以是铝。

热电冷却器58、60根据珀尔帖效应操作以产生从冷侧86至热侧88的热通量。热电冷却器58、60可以被定位成从第一传感器38和第二传感器40汲取热量并将热量排出至室36。例如，热电冷却器58、60可以接触板54、56并定位在中心腔80中。第一热电冷却器58可以接触第一板54；例如，第一热电冷却器58的冷侧86可以接触第一板54，且第一热电冷却器58的热侧88可以面向中心腔80。第二热电冷却器60可以接触第二板56；例如，第二热电冷却器60的冷侧86可以接触第二板56，且第二热电冷却器60的热侧88可以面向中心腔80。

在正常操作过程中，第一传感器38和第二传感器40产生热量，且所述热量中的一些经由传感器总成30的部件排出到环境中。用于大量热量的路径是从第一传感器38或第二传感器40到第一板54或第二板56且随后到室36。热量可以经由直接接触或经由中心腔80从板54、56流到室36。热电冷却器58、60可以增加从板54、56通过中心腔80流到室36的热量的速率。鼓风机70产生通过室36的内腔82并从出口孔42出来的气流。流到室36的热量传递到气流并与空气一起离开传感器总成30。传感器总成30因此高效地排出由第一传感器38和第二传感器40产生的热量。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意图是描述性字词的性质而非限制性字词的性质。形容词“第一”、“第二”和“第三”贯穿本文用作标识符，而非意图表示重要性或顺序。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以按不同于具体描述的其他方式来实施。

根据本发明，提供了一种传感器总成，其具有纵长的管状梁；被定位成接收来自所述梁的空气的室，所述室具有多个出口孔；以及热连接到所述室的传感器。

根据一个实施例，本发明的特征还在于设置在所述梁中的多个翅片。

根据一个实施例，所述翅片具有机翼形状。

根据一个实施例，所述梁和所述翅片是一体的。

根据一个实施例，所述翅片向由所述梁限定的气流方向倾斜。

根据一个实施例，本发明的特征还在于设置在所述室中的多个翅片。

根据一个实施例，所述翅片具有机翼形状。

根据一个实施例，所述室和所述翅片是一体的。

根据一个实施例，所述翅片各自被布置成使来自所述梁的气流朝向所述出口孔中的最近的一个偏转。

根据一个实施例，所述室是环形的且限定圆周方向，且所述翅片向所述圆周方向倾斜。

根据一个实施例，所述传感器由所述梁支撑。

根据一个实施例，所述梁被定位成支撑所述传感器的整个重量。

根据一个实施例，本发明的特征还在于热电冷却器，所述热电冷却器被定位成从所述传感器汲取热量并将热量排出至所述室。

根据一个实施例，所述室是环形的并限定中心腔，且所述热电冷却器被定位在所述中心腔中。

根据一个实施例，本发明的特征还在于板，所述板接触所述传感器、所述室和所述热电冷却器，其中所述板是导热的。

根据一个实施例，所述室是环形的，所述传感器是圆柱形的，且所述室具有至少与所述传感器的直径一样大的外径。

根据一个实施例，本发明的特征还在于板，所述板接触所述传感器和所述室，其中所述板是导热的。

根据一个实施例，所述传感器是第一传感器，所述传感器总成还包括第二传感器，其中所述室热连接到所述第二传感器且设置在所述第一传感器和所述第二传感器之间。

根据一个实施例，本发明的特征还在于鼓风机，所述鼓风机被定位成使空气移动通过所述梁。

根据一个实施例，所述鼓风机设置在所述梁中。