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CN110893745A - 自主车辆激光雷达冷却系统 - Google Patents

自主车辆激光雷达冷却系统 Download PDF

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CN110893745A
CN110893745A CN201910863292.4A CN201910863292A CN110893745A CN 110893745 A CN110893745 A CN 110893745A CN 201910863292 A CN201910863292 A CN 201910863292A CN 110893745 A CN110893745 A CN 110893745A
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CN
China
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sensor
vehicle
autonomous vehicle
cooling
sensor mounting
Prior art date
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Pending
Application number
CN201910863292.4A
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English (en)
Inventor
S·L·弗雷德里克
B·卡斯特尔曼
J·A·蒂普勒斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Engineering and Manufacturing North America Inc
Original Assignee
Toyota Motor Engineering and Manufacturing North America Inc
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Publication date
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Abstract

通过将传感器装配到非自主车辆平台来制造自主车辆。需要用于将传感器安装到所述车辆的安装结构，以提供关于所述车辆的环境的传感器数据。所述安装结构被密封以防止外部环境因素危害传感器硬件。因此，从所述传感器或设备生成的任何热量和/或外部热量都被密封并被捕集在所述安装结构中。因此，需要一种冷却所述传感器的方法，并且为了限制对所述安装结构的添加，通过利用现有的车辆冷却系统来冷却所述传感器而优化所述方法。另外，通过将空气从所述安装结构排出来移除热风从而帮助所述传感器冷却是必要的。

Description

自主车辆激光雷达冷却系统
技术领域
本公开涉及一种用于具有自动驾驶系统的车辆上的传感器的冷却系统。
背景技术
在自主车辆中，传感器是确定车辆所处的驾驶环境所必需的。自主车辆传感器需要冷却以防止由于过热条件造成的损坏。传感器通常安装在密封包装中，所述密封包装防止空气流动并限制来自环境的外部影响；然而，这种密封条件可能会加剧所安装的传感器中的热问题。
发明内容
由于环境状况(例如，炎热天气条件)或传感器本身的操作，热量被引入到所安装的传感器中，因此需要用于促使更好的环境条件的冷却系统。因此，理想的冷却系统将促使引入冷风以及从传感器安装系统抽吸热风。另外，理想地，冷却系统可以直接连接到车辆自身的冷却系统，以限制进一步添加可能会失效的零件或者限制可能被引入的热量。
因此，本公开的目标是提供一种用于具有自动驾驶系统的车辆上的传感器的冷却系统。
为了实现上述目标，根据本发明的第一方面的用于具有自动驾驶系统的车辆上的传感器的冷却系统是改装到生产线车辆上并使用车辆的现有HVAC系统来冷却传感器底座中的传感器的传感器安装系统。安装在系统中的传感器可以包括光探测和测距传感器(激光雷达)和在操作时产生更多热量的无线电探测和测距传感器(雷达)传感器。
附图说明
将基于以下附图来详细地描述本公开的示例性实施方案，在附图中：
图1A是示出根据第一示例性实施方案的传感器安装系统上方的封盖的透视图，其中封盖在车辆上；
图1B是示出根据第一示例性实施方案的具有传感器和车辆底盘部分的传感器安装系统的分解版本的透视图；
图2是示出根据第一示例性实施方案的安装有传感器的冷却系统的俯视图；
图3是示出根据第一示例性实施方案的安装有传感器的冷却系统的透视图；
图4是示出根据第一示例性实施方案的安装有传感器的冷却系统的仰视透视图；并且
图5是示出根据第一示例性实施方案的冷却系统的一部分的俯视图，所述部分包括歧管和激光雷达传感器。
具体实施方式
以下结合附图阐述的描述意在作为所公开主题的各种实施方案的描述，并且不一定意在表示唯一的实施方案。在某些情况下，该描述包括用于提供对所公开主题的理解的具体细节。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施方案。在一些情况下，可以以框图形式示出熟知的结构和部件，以避免掩盖所公开的主题的概念。
整个说明书中对“一个实施方案”或“实施方案”的引用意味着结合一个实施方案描述的特定特征、结构、特性、操作或功能包括在所公开的主题的至少一个实施方案中。因此，短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”在说明书中的任何一次出现不一定指的是同一个实施方案。此外，特定特征、结构、特性、操作或功能可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。此外，意图在于所公开的主题的实施方案可以涵盖并且确实涵盖所描述的实施方案的修改和变化形式。
必须注意，如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另有明确说明。也就是说，除非另有明确说明，否则如本文所用，词语“一”和“一个”等具有“一个或多个”的含义。另外，应当理解，可以在本文中使用的诸如“左”、“右”、“顶部”、“前面”、“侧面”，“高度”、“宽度”等术语仅仅描述参考点并且不一定将所公开的主题的实施方案限制为任何特定的取向或配置。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅仅标识如本文所述的若干部分、部件、参考点、操作和/或功能中的一个，并且同样不一定将所公开的主题的实施方案限制为任何特定的配置或取向。
现在参看附图，其中相同的附图标记在几个视图中指示相同或相应的部分。
在下文中，将基于附图而详细描述本公开的示例性实施方案。除非另外特别说明，否则如果在以下描述中使用简单的上下、前后或左右方向，则这些分别指的是车身的上下方向、车身的前后方向和车身的左右方向(即，车辆横向方向)。
在第一实施方案中，描述了传感器安装系统100安装到车辆。如图1A中所示，示出根据第一示例性实施方案的传感器安装系统上方的封盖的透视图，其中封盖在车辆上。虽然，在第一示例性实施方案中，车辆是轿车型车辆平台，但是用于附接安装结构的车辆可以包括可以转换为自主车辆的任何运输方法。所述运输方法可以包括任何汽车、货车、公共汽车、卡车、运动型多功能车、摩托车等。此外，在其他示例性实施方案中，传感器安装系统100的封盖基于传感器的数量、传感器形状/大小、传感器的方向性以及车辆类型和安装位置而不同地整形。此外，封盖可以由不同的材料制成，以保护传感器安装系统100免受不同的环境因素的影响。例如，侧面和前面部分可以由较厚和较浅或有光泽的有色材料制成以分散热量，并且由透明材料制成以便通过传感器收集信息。另外，封盖可以包括由膜材料制成的部分，所述膜材料对外部环境是疏水的，但是对于来自传感器安装系统内部的水和空气是亲水的或可渗透的。封盖可以附接到车辆的车顶或传感器安装系统100的其他部分。
如图1B中所示，示出根据第一示例性实施方案的具有传感器和车辆底盘部分的传感器安装系统的部分的分解版本的透视图。在第一示例性实施方案中，传感器安装基座101和传感器103安装到车辆的车顶110。传感器103安装到传感器安装基座101，以容易地将整个传感器安装系统100从车辆移除以进行维修或更新。传感器103可以包括大型传感器，例如激光雷达传感器和雷达传感器，以及包括相机、温度计和气压计的小型传感器。然而，在第一示例性实施方案中，图1B中示出的大型传感器103生成较大量的热量，这对传感器安装系统100的内部操作环境具有较大影响。车顶110具有加强车辆的顶盖的加强车辆底盘结构120。未示出图1A中所见的封盖，所述封盖保护传感器安装系统100和传感器103免受环境因素(例如，水、污垢、灰尘等)影响。
传感器安装基座101可以附接到车顶110和/或加强车辆底盘结构120。在第一示例性实施方案中，传感器安装基座101在车辆的天窗中附接到加强车辆底盘结构120。此外，天窗开口可以提供从车辆的内部进入传感器安装基座101的另外通道。
如图2中所示，示出根据第一示例性实施方案的安装有传感器的冷却系统的俯视图。具体地，图2示出传感器安装系统100的俯视图，所述传感器安装系统包括传感器安装基座101、四个激光雷达传感器103、歧管105、排气口/风扇107、冷风道109和排气道111。面向车辆后部的激光雷达传感器103可以安装到单独的或同一个传感器安装基座101，然后使所述传感器安装基座101附接到车辆的顶盖或车辆的顶盖的加强车辆底盘结构120。在其他示例性实施方案中，面向车辆后部的激光雷达传感器103也可以直接安装到车辆的顶盖或车辆的顶盖的加强车辆底盘结构120。图1A中示出的传感器安装系统100的封盖将传感器安装系统100与环境隔离。在其他示例性实施方案中，顶盖110和传感器安装基座101a和101b可以用一个传感器安装基座101代替，然后使传感器安装基座101附接到车辆的顶盖110。
歧管105附接到顶盖110，从而加强车辆的顶盖的车辆底盘结构120，或相同或不同的传感器安装基座101。此外，歧管105通过顶盖110附接到冷风道109，并且还设置有将冷风直接引导到每一传感器103的软管。歧管105包括风扇以促使空气通过软管到达传感器103。冷风道109的未连接到歧管105的另一端附接到车辆的HVAC以向歧管105提供冷风。冷风道109连接到车辆的后部辅助HVAC风道/单元，然而，在其他示例性实施方案中，可以基于歧管105的位置而连接到车辆的HVAC单元的可能更合适的其他部分。后部辅助HVAC风道/单元可以与车辆后部内部中的控制台分开控制。具有冷却的传感器安装系统100使用车辆的现有HVAC单元以更容易地将传感器安装系统100改装到生产线车辆。在其他示例性实施方案中，传感器安装系统100可以具有其自己的空气调节单元，这将需要对车辆进行进一步修改。
排气口/风扇107从传感器安装系统100内提取捕集的热风，从而将热风从传感器安装系统100引导到排气道111。排气道111提供使热风直接到达车辆的未冷却的体腔或车辆的外部的出口。在一些实施方案中，排气道111将热风排放到车辆的行李箱。在其他实施方案中，排气道111将热风排放到车辆的外部车身面板和内部面板与绝缘部分之间的气隙。然后，气隙可以通过暴露于车辆外部环境的开口从车辆排出热风。
如图3中所示，示出根据第一示例性实施方案的安装有传感器的传感器安装系统的透视图。如图所示，三个前向和侧向激光雷达传感器103的集合安装在天窗上方，而后向激光雷达传感器利用车辆的顶盖的切口部分安装到后部安装系统基座101。另外，歧管105和排气口/风扇107直接安装到靠近车辆后部的顶盖板，以便分别经由冷风道109和排气道111连接到辅助HVAC风道/单元和行李箱。另外，示出了仰视透视图(图4)，示出根据第一示例性实施方案的安装有传感器的安装传感器系统。然而，图4明显地示出安装在天窗上的安装传感器基座101和后向安装传感器基座101。此外，图4示出穿过车辆顶盖110的冷风道109与歧管105之间的连接。另外还示出穿过车辆顶盖110的排气道111与排气口/风扇107之间的连接。在其他示例性实施方案中，顶盖110和传感器安装基座101a和101b用传感器安装基座101代替，然后使传感器安装基座101附接到车辆的顶盖110。然后，冷风道109和排气道111延伸穿过传感器安装基座101或传感器安装基座101和顶盖110二者，以附接到歧管105和排气口/风扇107。
如图5中所示，示出根据第一示例性实施方案的冷却系统的一部分的俯视图，所述部分包括歧管和激光雷达传感器。歧管105被示出为具有冷风口113，冷风可以通过所述冷风口离开歧管105进入传感器安装系统100的主腔中。
现在已经描述了所公开的主题的实施方案，对于本领域技术人员来说显而易见的是，前述描述仅仅是说明性的而非限制性的，仅以举例的方式呈现。因此，虽然本文已经讨论了特定配置，但是也可以采用其他配置。本公开实现了众多修改和其他示例性实施方案(例如，组合、重新布置等)，并且这些修改和其他示例性实施方案在本领域的一个普通技术人员的范围内，并且预期落入所公开的主题以及其任何等效形式的范围内。在本发明的范围内，所公开的实施方案的特征可以组合、重新布置、省略等，以产生额外的实施方案。此外，有时可以使用某些特征但无需相应地使用其他特征。因此，申请人意在涵盖在所公开的主题的精神和范围内的所有这些替代方案、修改、等效形式和变化形式。

Claims (20)

1.一种自主车辆传感器安装装置，所述传感器安装装置包括：
激光雷达传感器；以及
传感器冷却系统，
其中所述传感器冷却系统包括：至现有车辆冷却系统的连接、用于从所述传感器安装装置移除热风的排气口，以及歧管；
所述歧管包括风扇，所述风扇从所述连接抽吸冷风到所述激光雷达传感器。
2.根据权利要求1所述的自主车辆传感器安装装置，其中所述歧管包括从所述歧管到所述激光雷达传感器的风道。
3.根据权利要求1所述的自主车辆传感器安装装置，其中所述排气口包括用于所述热风的强制移除的排气风扇。
4.根据权利要求1所述的自主车辆传感器安装装置，其中所述现有车辆冷却系统是所述自主车辆的辅助车辆冷却系统。
5.根据权利要求1所述的自主车辆传感器安装装置，其中所述排气口包括用于将所述热风引导到所述自主车辆内的空间的排气道。
6.根据权利要求1所述的自主车辆传感器安装装置，其中所述歧管包括将冷风释放到所述传感器安装装置内的体积的口。
7.根据权利要求6所述的自主车辆传感器安装装置，其中所述体积包括所述传感器安装装置内的所有传感器。
8.一种冷却自主车辆传感器系统的方法，所述方法包括：
在所述传感器系统中提供激光雷达传感器和传感器冷却系统，其中所述传感器冷却系统包括：至现有车辆冷却系统的连接、排气口以及歧管；
通过所述排气口从所述传感器安装装置移除热风；以及
从所述现有车辆冷却系统抽吸冷风，冷风通过所述连接经由所述歧管到达所述激光雷达传感器。
9.根据权利要求8所述的冷却自主车辆传感器系统的方法，其中所述歧管包括从所述歧管到所述激光雷达传感器的风道。
10.根据权利要求8所述的冷却自主车辆传感器系统的方法，其中所述排气口包括用于所述热风的强制移除的排气风扇。
11.根据权利要求8所述的冷却自主车辆传感器系统的方法，其中所述现有车辆冷却系统是所述自主车辆的辅助车辆冷却系统。
12.根据权利要求8所述的冷却自主车辆传感器系统的方法，其中所述排气口包括用于将所述热风引导到所述自主车辆内的空间的排气道。
13.根据权利要求8所述的冷却自主车辆传感器系统的方法，其中所述歧管包括将冷风释放到所述传感器安装装置内的体积的口。
14.根据权利要求13所述的冷却自主车辆传感器系统的方法，其中所述体积包括所述传感器安装装置内的所有传感器。
15.一种具有自主车辆传感器安装系统的车辆，所述车辆包括：
一个或多个传感器；以及
装配到所述车辆上的支架，所述支架包括(i)用于包括激光雷达和雷达中的至少一者的所述一个或多个传感器的支座和(ii)传感器冷却系统，其中
所述传感器冷却系统包括：至现有车辆冷却系统的连接、用于从传感器安装装置移除热风的排气口，以及歧管，并且
所述歧管包括风扇，所述风扇从所述连接抽吸冷风到所述激光雷达传感器。
16.如权利要求15所述的车辆，其中所述歧管包括从所述歧管到所述激光雷达传感器的风道。
17.如权利要求15所述的车辆，其中所述排气口包括用于所述热风的强制移除的排气风扇。
18.如权利要求15所述的车辆，其中所述现有车辆冷却系统是所述自主车辆的辅助车辆冷却系统。
19.如权利要求15所述的车辆，其中所述排气口包括用于将所述热风引导到所述自主车辆内的空间的排气道。
20.如权利要求15所述的车辆，其中所述歧管包括将冷风释放到所述传感器安装装置内的空间的口。
CN201910863292.4A 2018-09-12 2019-09-12 自主车辆激光雷达冷却系统 Pending CN110893745A (zh)

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