[发明专利]用于车辆传感器系统的透射式正面加热器

说明书

一种用于车载传感器的加热器被配置以传递感测能量，并且由此允许在所述感测的能量的路径中将所述加热器直接布置在所述感测区域之上。以该方式，提供对所述感测区域的直接加热，以最小化防止结冰和提高除冰速度所需要的能量。

关联申请的交叉引用

本申请要求2014年11月3日递交的美国临时申请62/074,211的权益，并且所述美国临时申请通过引用以其全部被并入本文。

发明领域

本发明总体涉及车载系统，并且更具体地涉及先进的车载感测系统。

发明背景

正在开发用于感测车辆附近的行人、其他车辆和障碍物的传感器，以与可以控制车辆的加速装置和制动系统的高级系统一起使用来调节车辆和其他物体之间的距离。最终，这样的系统也可以用于提供自动导航或自动驾驶的车辆。

该类型的传感器，包括雷达、激光雷达(LIDAR)、红外视频、可见光视频和超声，可能受到冰、冻雨或雪——在现实驾驶条件下可能经历的物质——的覆盖物的不利影响。在传感器前面布置护罩或其他材料也可能干扰传感器的操作。特别是对于雷达传感器，布置在雷达传感器之上的任何导电金属(如电加热元件)都可能阻挡无线电波传播。

发明内容

本发明提供一种正面(front-face)加热器，所述正面加热器可以被布置在车载感测系统之上，以限制或移除冻雨、冰或雪的积累物。所述加热器采用聚合物正温度系数(PTC)材料，该材料可以被配置成对于光、声和微波射频能量为可透射的。通过为与PTC材料相连的导电加热器电极适当地确定尺寸和形状，尽管加热器被布置在所感测的能量的路径中，仍然可以使与来自传感器的感测能量的干扰最小化。

具体地，本发明提供一种车载感测系统，所述车载感测系统具有传感器，所述传感器通过窗口区域接收所感测的能量；并且所述车载感测系统具有被设置在所述传感器之上的加热器，所述加热器被设置在所述窗口区域之内并且由电阻薄膜构成，所述电阻薄膜与适合向所述电阻薄膜施加电流的金属导体相连。所述电阻薄膜和金属导体被配置以对于在所述加热器窗口区域内的所述感测的能量为基本上透明的。

因此本发明的至少一个实施例的特征是提供一种汽车使用的能量透明的加热器，所述能量透明的加热器可以被安装在所述感测的能量的路径中，以更快速和彻底地融化所述能量路径中积累的冰、冻雨和雪。通过将所述加热器设置在所述能量路径中，避免了对窗口区域的间接加热，这种间接加热例如可能需要附加的能量和增加的延时。

所述金属导体可以以十指交叉的图案被施加到在所述窗口区域之内的所述电阻薄膜。

因此本发明的至少一个实施例的特征是提供基本上均匀的电流，并且因此为所述加热器提供基本上均匀的加热，以消除热点位、冷点位并且最大化能量效率。

所述电阻薄膜可以为正温度系数材料。

因此本发明的至少一个实施例的特征是提供一种加热器，所述加热器可以主要为自调节的，而不需要温度测量元件和恒温控制。

所述感测的能量可以为微波辐射，并且所述金属导体可以具有经调整以拒绝吸收所述微波辐射的尺寸。

因此本发明的至少一个实施例的特征是提供位于窗口的加热器的益处，而不使所述微波信号降级。

所述金属导体可以具有小于两毫米的垂直宽度和小于0.05毫米的厚度。

因此本发明的至少一个实施例的特征是平衡对于电流分配的需要与最小化微波射束的路径中的(诸如可以吸收微波能量的)金属区域的需要。

所述车辆传感器可以包括用于以预先确定的取向将所述车辆传感器安装到车辆的安装点，并且当所述车辆传感器被安装在所述车辆中时，所述金属导体可以水平地延伸过所述窗口区域。