CN107618450A - 自主车辆传感器总成的车顶安装 - Google Patents

Abstract

一种车顶安装的自主车辆传感器总成的安装件包括：帽状件、密封件和多个支撑元件。安装件与车辆顶板上的月亮天窗的形状相配。帽状件的大小设定为覆盖月亮天窗开口。帽状件具有用于连接到传感器总成的多个附接部件。密封件应设置在帽状件和车顶板之间。多个支撑元件将帽状件连接到车顶纵梁。

Description

自主车辆传感器总成的车顶安装

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，并且更具体地涉及自主车辆传感器总成的车顶安装。

背景技术

自主车辆具有向车辆控制器提供情景信息所需的车顶安装传感器。

发明内容

根据本发明，提供一种车顶安装的自主车辆传感器总成的安装件，安装件与车辆车顶板中的月亮天窗开口的形状相配，安装件包括：

帽状件，帽状件的大小设定为覆盖月亮天窗开口；

帽状件具有用于连接到传感器总成的多个附接部件；

密封件，密封件布置在帽状件和车顶板之间；和

用于将帽状件连接到车顶纵梁的多个支撑元件。

根据本发明的一个实施例，其中帽状件包括穿过其的电缆通道孔，并且进一步包括设置在孔中的可移除的密封塞。

根据本发明的另一个实施例，其中帽状件由大体刚性聚合物形成。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑元件包括延伸穿过帽状件的支撑弓形杆。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑弓形杆是相对于帽状件的独立元件。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑弓形杆由金属形成。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑元件包括设置在帽状件和车顶纵梁之一之间的第一支架。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑元件包括：

设置在帽状件和车顶纵梁的第一车顶纵梁之间的第一支架；和

设置在帽状件和车顶纵梁的第二车顶纵梁之间的第二支架。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑元件进一步包括连接支架的支撑弓形杆。

根据本发明的另一个实施例，其中帽状件由大体刚性聚合物形成，并且弓形杆和支架由金属形成。

根据本发明的另一个实施例，其中帽状件包括穿过其的电缆通道孔，并且进一步包括设置在孔中的可移除的密封塞。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括设置在支架和车顶板的内表面之间的车顶支撑环。

根据本发明，还提供一种将传感器总成安装在车辆车顶的方法，包括以下步骤：

提供具有月亮天窗开口的车顶板；

提供帽状件，帽状件具有多个用于将传感器总成连接到帽状件的附接部件；

提供设置在帽状件和车顶板之间密封件；

提供多个用于将帽状件连接到车辆结构元件的支撑元件；并且

将帽状件放置在月亮天窗开口上并且将帽状件密封地固定到车顶板上。

根据本发明的另一个实施例，该方法进一步包括以下步骤：

提供侧支撑支架；并且

将支架固定在车顶纵梁上，并且将帽状件固定到支架上。

根据本发明的另一个实施例，该方法进一步包括以下步骤：

提供传感器总成；

为传感器总成提供多个用于与帽状件的附接部件对准的附接部件；

将传感器总成的附接部件与帽状件的附接部件对准；并且

将传感器总成固定在帽状件上。

根据本发明，还提供一种车辆，车辆具有车顶安装的自主车辆传感器总成的安装件，安装件与车辆的车顶板中的月亮天窗开口的形状相配，车辆包括：

帽状件，帽状件的大小设定为覆盖月亮天窗开口；

帽状件具有多个用于连接到传感器总成的附接部件；

密封件，密封件设置在帽状件和车顶板之间；和

用于将帽状件连接到车顶纵梁的多个支撑元件。

根据本发明的另一个实施例，其中帽状件包括穿过其的电缆通道孔，并且进一步包括设置在孔中的可移除的密封塞。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑元件包括延伸穿过帽状件的支撑弓形杆。

根据本发明的另一个实施例，其中支撑元件包括：

设置在帽状件和车顶纵梁的第一车顶纵梁之间的第一支架；和

设置在帽状件和车顶纵梁的第二车顶纵梁之间的第二支架。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括设置在支架和车顶板的内表面之间的车顶支撑环，并且其中：

支撑元件进一步包括连接支架的支撑弓形杆；

帽状件由大体刚性聚合物形成，并且弓形杆和支架由金属形成；和

帽状件包括穿过其的电缆通道孔。

附图说明

图1是安装在示例性车辆上的示例性传感器总成的透视图；

图2是在车顶板中具有月亮天窗开口的示例车辆白车身的透视图；

图3是具有设置在月亮天窗开口中的安装帽状件的图2的白车身和车顶板；

图4是具有设置在安装帽状件上面并且隐藏安装帽状件的传感器总成图3的白车身；

图5是具有以隐藏线示出的示例性支撑弓形杆的安装帽状件的透视图；

图6是没有车顶面板但具有支撑示例性弓形杆并且还支撑加强环的示例性支架的白车身的透视图；

图7是左手支架的放大透视图；

图8是沿箭头8的方向处于第一安装状态的车身结构和安装帽状件的剖视图；

图9是具有处于第二安装状态的安装帽状件的图8的剖视图；

图10是安装了传感器总成的图9的剖视图；

图11是安装了车顶内衬的图10的截面视图。

具体实施方式

引言

自主车辆可以具有安装在其车顶板上的传感器总成。期望使用现有的车辆平台作为自主车辆的平台。将传感器总成安装到车辆车顶板需要提供附接部件，以将传感器总成接收在车顶板上或车顶板中，并且提供附加结构以支撑传感器总成，因为传感器总成可以重量在45至70千克之间。为了避免为车辆平台的自主版本提供单一用途的车顶板的需求，期望采用在其中已经具有适当开口的车顶板。

用于车顶安装的自主车辆传感器总成的示例性安装件包括帽状件、密封件和多个支撑元件。安装件与车辆顶板上的月亮天窗开口的形状相配。帽状件的大小设定为覆盖月亮天窗开口。帽状件具有连接到传感器总成的多个附接部件。密封件应设置在帽状件和车顶板之间。多个支撑元件将帽状件连接到车顶纵梁。

相对取向和方向(作为示例，上面、下面、底部、后部、前面、后面、后、外侧、内侧、向内、向外、横向、左、右)在本说明书中的阐述不作为限制，而是为了方便读者，在图中描绘所述结构的至少一个实施例。

所示的元件可以采取许多不同的形式，并且包括多个和/或替代的元件和设施。所示的示例性部件不旨在限制。实际上，可以使用附加的或替代的部件和/或实施方式。进一步地，除非明确陈述，所示的元件不一定按比例绘制。

示例性系统元件

图1示出了具有布置在示例性车顶板24上的示例性传感器总成22的示例性车辆20。传感器总成22主要由保护总成22的敏感电子部件的示例性壳体26限定。某些传感器28嵌入壳体26并从外壳26突出。传感器可以包括例如但不限于LIDAR(“光检测和测距”或可选地称“光成像，检测和测距”的首字母缩写)单元，长距离雷达单元，短距离雷达单元和摄像机。

图2示出了具有处于其组装位置的车顶板24的局部白车身结构30。车顶板24包括示例性开口32，为了将开口32与其他开口和孔区分开，在此将其称为月亮天窗开口。月亮天窗开口32是如此命名，因为它形成为适应在车辆中安装月亮天窗(moonroof)(未示出)或太阳天窗(sunroof)(未示出)。月亮天窗和太阳天窗之间的区别主要在于，月亮天窗是透明的，太阳天窗是不透明的。太阳天窗可以漆成与车体面板的其余部分相同的颜色。太阳天窗和月亮天窗每一个通常能够打开以允许空气进入和排出客舱。开口32被标记为月亮天窗开口，以表明开口32适于与月亮天窗或太阳天窗一起使用，并且不限制使用开口32用于其他目的。

图3示出了设置在开口32中的传感器安装件34的一部分。安装件34的安装帽状件36设置在开口32中并覆盖开口。安装帽状件36可以由基本刚性聚合物形成，并且可以是复合结构，例如碳纤维增强塑料。密封塞80可移除地设置在电缆孔82中，图5中最佳地示出。电缆孔82有助于将电力和信号电缆(未示出)从传感器总成22通入到客舱中，用于路由到控制器(未示出)。在帽状件36的上表面37上示出了四个示例性的帽状件附接部件38。

图4示出了设置在帽状件36上面的传感器总成22。形成在壳体26中的传感器总成附接部件40与帽状件附接部件38对齐。示例性附接部件40可以包括在下端接合帽状件36的附接部件38的凹部。示例性紧固装置可以使用与部件38和40中的每一个互补的紧固件。示例性附接部件38可以是具有保持在其中的螺母的凸台或凸缘。互补的螺栓或螺钉可以穿过部件40的凹部的底部的孔，以接合这种螺母。或者，为了保持这样的螺母，可以在与传感器总成22相对的帽状件的侧面上形成凸台。或者，螺纹螺栓可以成型到帽状件36中，螺纹端远离帽状件36延伸。这种螺栓可以向上延伸穿过部件40中的孔，并且螺母螺接到螺栓。

随着传感器总成22安装到帽状件36，显然，帽状件36必须牢固地安装到车顶板24和白车身结构30。图5示出了可以用于支撑和加固帽状件36的一对示例性的支撑弓形杆42。弓形杆42可以包括加强支撑凸筋84。图中示出了密封塞80设置在电缆孔82的上方。附接部件38可以在图5中更详细地看到。

图6示出了没有车顶板24的白车身结构30，用于更清楚地示出包括安装件34的一部分的支撑结构。可观察到支撑弓形杆42在左手支撑支架44和右手支撑支架46之间延伸。左手支撑支架44和右手支撑支架46是基本上彼此镜像的。图7中更详细地示出了左手支撑支架44。支架44具有车顶纵梁接合部分48、帽状件支撑部分50和设置在车顶纵梁接合部分48和帽状件支撑部分50之间并连接车顶纵梁接合部分48和帽状件支撑部分50的中间部分52。示例性支架44包括多个用于接收紧固件的孔，该紧固件用于将纵梁接合部分48连接到车辆结构元件，例如车顶纵梁54，用于将中间部分52连接到加强环56以在开口32的周边附近支撑车顶板，并且将帽状件支撑部分50连接到帽状件36和支撑弓形杆42。这种布置在图9至11中示出。

图8示出了帽状件36设置在开口32中的处于第一安装状态的安装件34。车顶板24通过布置在面板24和帽状件36的帽状件突出部60之间的密封件58接合。突出部60覆盖开口32。密封件58可以具有一个或多个圆周槽或凸筋。这种槽或凸筋可以有助于防止空气和水通过密封件58渗入。环56的支撑凸缘62接合车顶板24的下侧。凸缘62具有由车顶板24的一部分包围的向下指向的凸缘边缘64。包围凸缘边缘64的面板24的部分限定开口32，并且为开口32提供平滑的表面，用于可拆卸地接收帽状件36。环56通过面板24的包围部分保持抵靠面板24。环56还包括环的安装凸缘66，其如下所述用于提供环56的附加支撑。环56的连接壁68设置在凸缘62和凸缘66之间并连接凸缘62和凸缘66。

帽状件36包括从突出部60向下延伸的定位壁70。壁70通过开口32被接收并且壁70相对于车顶板24定位帽状件36。定位壁70具有略小于开口32周长的周长，以便于安装和拆除帽状件36。帽状件36的下凸缘72沿远离开口32的方向从壁70的下边缘延伸并且基本上平行于帽状件36的上表面37。弓形杆42被示出为由下凸缘72支撑。弓形杆42可以具有向上的凸缘86。在侧向碰撞事件中，这种凸缘86可以帮助弓形杆42将来自白车身结构的负载传递横过开口32。凸缘72和弓形杆42可以具有分别用于接收连接紧固件的孔74和76。

图9示出了安装有左手支撑支架44的第二安装状态下的安装件34。在其安装状态下，支架44支撑环56的左侧。环56的前和后边缘可以由构成白车身结构30的一部分的横向顶梁(未示出)支撑。右手支撑支架46的安装状态基本相同。支架44示出为以示例性方式通过在所示示例中包括螺栓和螺母的螺纹紧固件78连接到车顶纵梁54、环56、帽状件36和弓形杆42中的每一个。应当理解，替代连接手段可以包括例如金属片螺钉、焊接、铆钉、粘合剂和这种紧固件的组合。螺纹紧固件可以具有与所示位置相反的螺母和螺栓的相对位置，前提是这有利于通过工具接近紧固件。紧固件特征可以由焊接螺母或通过形成螺纹孔来提供。紧固件的精确性质对于安装件34的现有描述不是关键的。

图10示出了在车顶板24上方安装到帽状件36的壳体26。螺纹特征被示出形成为附接部件38的一部分。或者，螺母可以通过夹子(未示出)保持在部件38中。螺栓被示出为穿过壳体26中的部件40的底部处的孔，以将壳体26夹紧到帽状件36。部件38和40的重要特点是它们协同地允许将传感器总成22固定地安装到帽状件36。这种安装需要部件38和40的对准。壳体26固定到帽状件36上的精确程度是设计选择的问题。

图11示出了处在安装件34下方的安装位置的车顶内衬88，其隐藏安安装件34以免被车辆乘客看见。

过程

在制造过程中，分别形成加强环56和车顶板24。车顶板24形成有开口32。环56与开口对准，并且面板围绕环56形成以包围支撑凸缘62，从而限定开口32。组装的车顶板24和环56固定到白车身结构30，与图8示出的一致。

帽状件36可以由聚合材料成型而成。如上所述，聚合物材料可以通过强化纤维加强。帽状件36设置有位于预定位置处的孔。一个示例性的位置是上表面37的中心。帽状件36装配有可以由橡胶或其它合适的材料形成的密封塞。密封件58固定在突出部60的下侧。

帽状件36定位在开口32上方，并且壁70进入开口32。密封件58接合车顶板24的上表面。安装支架44和46，以将支架46固定在白车身结构30上。弓形杆42放置在帽状件36的内部。支架44和46也附接到帽状件36和环56上并提供额外的支撑。在组装期间车辆车身可以喷涂。塞80可防止在此类事件期间水的侵入。随着这种水事件的完成，塞80被移除并且传感器总成22定位于帽状件36上方。总成壳体26的附接部件40与帽状件36的附接部件38对齐，并且传感器总成22固定到帽状件36和车顶板24。然后安装车顶内衬88以从车辆乘客的视野隐藏安装件34。总结

已经公开了用于将传感器总成22固定到车辆车顶板24的示例性安装件34及其安装方法。

如本文所使用的，副词“基本上”是指形状、结构、测量、数量、时间等，由于材料缺陷、加工、制造、数据传输、计算速度等可能偏离精确描述的几何结构、距离、测量、数量、时间等。

在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。进一步地，这些元件中的一些或全部可以改变。关于本文所述的过程、系统、方法等，应当理解，尽管与传感器总成的车顶安装有关的这些过程等的步骤已经被描述为根据某个有序序列进行，可以以除了本文所述的顺序之外的顺序执行的描述的步骤来实践这样的过程。还应当理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤，或者可以省略本文所描述的某些步骤。换句话说，为了说明某些实施方式，提供本文中的过程的描述，并且不应被解释为限制所要求保护的发明。

因此，应当理解，上述描述旨在是说明性的而不是限制性的。在阅读上述说明之后，除了所提供的实施例之外的许多实施例和应用对于本领域技术人员将是显而易见的。本发明的范围不应参照上述描述来确定，而应该参照所附权利要求书以及这些权利要求所被赋予的等同物的全部范围来确定。期望和预期未来的发展将在本文讨论的领域中发生，并且所公开的系统和方法将被并入到将来的实施例中。总之，应当理解，本发明能够进行修改和变化，并且仅由所附权利要求限制。

权利要求书中使用的所有术语旨在被给予其最广泛的合理解释及其普通含义，如本领域技术人员所理解的，除非在此作出相反的明确指示。特别地，除非另有说明，否则使用诸如“一个”，“所述”，“上述”等单数形式应该被解读为列举一个或多个所指出的元素。

Claims (20)

1.一种车顶安装的自主车辆传感器总成的安装件，所述安装件与车辆车顶板中的月亮天窗开口的形状相配，所述安装件包括：

帽状件，所述帽状件的大小设定为覆盖所述月亮天窗开口；

所述帽状件具有用于连接到所述传感器总成的多个附接部件；

密封件，所述密封件布置在所述帽状件和所述车顶板之间；和

用于将所述帽状件连接到车顶纵梁的多个支撑元件。

2.根据权利要求1所述的安装件，其中所述帽状件包括穿过其的电缆通道孔，并且进一步包括设置在所述孔中的可移除的密封塞。

3.根据权利要求1所述的安装件，其中所述帽状件由大体刚性聚合物形成。

4.根据权利要求1所述的安装件，其中所述支撑元件包括延伸穿过所述帽状件的支撑弓形杆。

5.根据权利要求4所述的安装件，其中所述支撑弓形杆是相对于所述帽状件的独立元件。

6.根据权利要求5所述的安装件，其中所述支撑弓形杆由金属形成。

7.根据权利要求1所述的安装件，其中所述支撑元件包括设置在所述帽状件和所述车顶纵梁之一之间的第一支架。

8.根据权利要求1所述的安装件，其中所述支撑元件包括：

设置在所述帽状件和所述车顶纵梁的第一车顶纵梁之间的第一支架；和

设置在所述帽状件和所述车顶纵梁的第二车顶纵梁之间的第二支架。

9.根据权利要求8所述的安装件，其中所述支撑元件进一步包括连接所述支架的支撑弓形杆。

10.根据权利要求9所述的安装件，其中所述帽状件由大体刚性聚合物形成，并且所述弓形杆和所述支架由金属形成。

11.根据权利要求10所述的安装件，其中所述帽状件包括穿过其的电缆通道孔，并且进一步包括设置在所述孔中的可移除的密封塞。

12.根据权利要求10所述的安装件，进一步包括设置在所述支架和所述车顶板的内表面之间的车顶支撑环。

13.一种将传感器总成安装在车辆车顶上的方法，包括以下步骤：

提供具有月亮天窗开口的车顶板；

提供帽状件，所述帽状件具有多个用于将传感器总成连接到所述帽状件的附接部件；

提供设置在所述帽状件和所述车顶板之间密封件；

提供多个用于将所述帽状件连接到车辆结构元件的支撑元件；并且

将所述帽状件放置在所述月亮天窗开口上并且将所述帽状件密封地固定到所述车顶板上。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：

提供侧支撑支架；并且

将所述支架固定在车顶纵梁上，并且将所述帽状件固定到所述支架上。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：

提供传感器总成；

为所述传感器总成提供用于与所述帽状件的所述附接部件对准的多个附接部件；

将所述传感器总成的所述附接部件与所述帽状件的所述附接部件对准；并且

将所述传感器总成固定在所述帽状件上。

16.一种车辆，所述车辆具有车顶安装的自主车辆传感器总成的安装件，所述安装件与所述车辆的车顶板中的月亮天窗开口的形状相配，所述车辆包括：

帽状件，所述帽状件的大小设定为覆盖所述月亮天窗开口；

所述帽状件具有多个用于连接到所述传感器总成的附接部件；

密封件，所述密封件设置在所述帽状件和所述车顶板之间；和

用于将所述帽状件连接到车顶纵梁的多个支撑元件。

17.根据权利要求16所述的车辆，其中所述帽状件包括穿过其的电缆通道孔，并且进一步包括设置在所述孔中的可移除的密封塞。

18.根据权利要求16所述的车辆，其中所述支撑元件包括延伸穿过所述帽状件的支撑弓形杆。

19.根据权利要求16所述的车辆，其中所述支撑元件包括：

设置在所述帽状件和所述车顶纵梁的第一车顶纵梁之间的第一支架；和

设置在所述帽状件和所述车顶纵梁的第二车顶纵梁之间的第二支架。

20.根据权利要求19所述的车辆，进一步包括设置在所述支架和所述车顶板的内表面之间的车顶支撑环，并且其中：

所述支撑元件进一步包括连接所述支架的支撑弓形杆；

所述帽状件由大体刚性聚合物形成，并且所述弓形杆和所述支架由金属形成；和

所述帽状件包括穿过其的电缆通道孔。