JP2020040657A - 自動運転車両のライダー冷却システム - Google Patents

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Abstract

【課題】自動運転車両は、非自動運転車両のプラットフォームにセンサを取り付けることによって作成される。車両の環境に関するセンサデータを提供するために、車両にセンサを設置するための設置構造体が必要とされる。【解決手段】設置構造体は、外部環境の要因がセンサのハードウェアを損なうのを阻止するために密閉される。したがって、センサもしくは機器から生成される何らかの熱及び/または外部の熱は設置構造体の中に密閉され、そこに閉じ込められる。よって、必要とされるセンサを冷却し、設置構造体に対する追加物を制限する方法は、センサを冷却するために既存の車両冷却システムを上手く利用することによって最適化される。これに加えて、センサを冷却するのを助けるために、設置構造体から外に排気することによって加熱された空気を除去することが必須である。【選択図】図1A

Description

背景
本開示は、自動運転システムを有する車両にあるセンサのための冷却システムに関する。
関連技術
自動運転車両では、車両が動いている環境を測定するためにセンサが必須である。自動運転車両のセンサは、過熱状態による損傷を回避するために冷却することを要求する。
センサは多くの場合、空気の流れを阻止し、環境からの外部の影響を制限する密閉されたケースの中に設置されるが、そのような密閉された状態は、設置されたセンサにおける熱の問題を悪化させる可能性がある。
環境の状況(例えば高温の気象条件)またはセンサ自体の動作のいずれかに起因して、設置されたセンサの中に熱が取り込まれるため、強制的により良い環境条件にするための冷却システムが必須である。したがって、理想的な冷却システムは、冷却空気を強制的に取り込み、またセンサ設置システムから加熱された空気を抜き取ることになる。追加として、冷却システムは理想的には、故障する可能性のある部品のさらなる追加、または取り込まれる可能性のある熱のさらなる追加を制限するために、車両自体の冷却システムに直接連結されてよい。
したがって本開示の目的は、自動運転システムを有する車両にあるセンサのために冷却システムを提供することである。
上記に記載した目的を達成するために、本発明の第1の態様による自動運転システムを有する車両にあるセンサのための冷却システムは、製造ラインの車両に後付けされ、センサ取り付け台の中のセンサを冷却するために車両の既存のHVACシステムを利用するセンサ設置システムである。システムに設置されるセンサは、光検出及び測距センサ(ライダー)と、動作中より多くの熱を生成する無線探知及び測距センサ(レーダー)とを含んでよい。
本開示の例示の実施形態を以下の図面に基づいて詳細に記載する。
第1の例示の実施形態に従って、車両上のカバーと共にセンサ設置システムを覆うカバーを示す斜視図である。 第1の例示の実施形態に従って、センサと、車両シャシの一部と共にセンサ設置システムの分解組立形態を示す斜視図である。 第1の例示の実施形態に従って、設置されたセンサと共に冷却システムを示す上面図である。 第1の例示の実施形態に従って、設置されたセンサと共に冷却システムを示す斜視図である。 第1の例示の実施形態に従って、設置されたセンサと共に冷却システムを示す斜視的底面図である。 第1の例示の実施形態に従って、マニフォルドと、ライダーセンサとを含む冷却システムの一部分を示す上面図である。
詳細な説明
添付の図面に関連して以下に記載される説明は、開示される主題の種々の実施形態の説明として企図されており、これらの実施形態(複数可)のみを表現することは必ずしも意図されていない。特定の例では、説明は、開示される主題の理解を与える目的で特有の詳細を含んでいる。しかしながら、このような特有の詳細がなくても実施形態が実施され得ることは当業者に明らかであろう。一部の例では、よく知られた構造及び構成要素は、開示される主題の概念を曖昧にするのを避けるためにブロック図の形態で示される場合もある。
明細書を通しての「一実施形態」または「特定の実施形態」に対する言及は、特定の実施形態に関連して記載される特定の機構、構造、特徴、作用または機能が、開示される主題の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味している。よって、明細書において「一実施形態における」または「特定の実施形態における」というフレーズのいずれの出現も必ずしも同じ実施形態を指すわけではない。さらに、特定の機構、構造、特徴、作用または機能は、1つまたは複数の実施形態において任意の好適なやり方で組み合わされる場合もある。さらに、開示される主題の実施形態は、記載される実施形態の修正形態及び変形形態を網羅することができ、そうすることが意図されている。
明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される際、単数形の「a」、「an」及び「the」は、文脈がそうでないことを明白に指示していない限り、複数の指示対象も含むことに留意されたい。すなわち、そうでないことが明白に特定されない限り、本明細書で使用される際、単語「a」及び「an」などは「1つまたは複数」の意味も持っている。加えて、本明細書で使用され得る用語「左」、「右」、「上端」、「前方」、「側方」、「高さ」、「幅」などの用語は、単に基準点を描写しているに過ぎず、必ずしも開示される主題の実施形態を任意の特定の配向または構成に限定するものではないことを理解されたい。さらに、「第1の」、「第2の」、「第3の」などの用語は、本明細書に記載されるようないくつかの部分、構成要素、基準点、作用及び/または機能のうちの1つを単に特定しているに過ぎず、また同様に、必ずしも開示される主題の実施形態を任意の特定の構成または配向に限定するものではない。
次に図面を参照されたく、ここでは、同様の参照番号は、複数の図面を通して同一の、または対応する部分を示している。
以下で、本開示の例示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。そうでないことが具体的に述べられない限り、単純な上下、前後または左右方向が以下の説明において使用される場合、この場合これらは、車両本体の上下方向、車両本体の前後方向、車両本体の左右方向(すなわち車両の横断する方向)をそれぞれ指している。
第1の実施形態において、車両に設置されるセンサ設置システム100が記載されている。図1Aに示されるように、斜視図は、第1の例示の実施形態に従って、車両上のカバーと共にセンサ設置システムを覆うカバーを示している。第1の例示の実施形態では、車両はセダンタイプの車両プラットフォームであるが、設置構造体を取り付ける車両は、自動運転車両に改造することができるいかなる輸送方法も含んでよい。輸送方法は、任意の自動車、ヴァン、バス、トラック、スポーツ用多目的車、モータサイクルなどを含んでよい。さらに他の例示の実施形態では、センサ設置システム100のカバーは、センサの数、センサの形状/サイズ、センサの指向性ならびに車両タイプ及び設置場所に基づいて異なるように成形される。さらに、カバーは、様々な環境要因からセンサ設置システム100を保護するために異なる材料で作成されてよい。例えば側方及び前方を向く部分は、熱を消散させるためにより厚みがあり、薄い色または光沢のある色が付けられた材料と、情報を通過させて収集するためのセンサ用の透明な材料とで作成されてよい。これに加えて、カバーは、外部環境に対しては疎水性であるが、センサ設置システムの内部からの水及び空気によっては親水性である、またはそれらによって透過可能な膜材料から作成された部分を含んでもよい。
カバーは、車両のルーフトップまたはセンサ設置システム100の他の部分に取り付けられてよい。
図1Bに示されるように、斜視図は、第1の例示の実施形態に従って、センサと、車両シャシの一部と共にセンサ設置システムの一部の分解組立形態を示している。第1の例示の実施形態において、センサ設置ベース101及びセンサ103は車両のルーフトップ110に設置される。センサ103は、修理または更新のために車両からセンサ設置システム100全体を容易に取り外すためにセンサ設置ベース101に設置される。
センサ103は、ライダーまたはレーダーセンサなどの大型センサ、ならびにカメラ、温度計及び気圧計などの小型センサを含んでよい。しかしながら第1の例示の実施形態では、図1Bに見られる大型センサ103は、センサ設置システム100の内部の動作環境に対してより大きな影響を有するより大量の熱を生成する。ルーフトップ110は、車両の屋根を補強する車両シャシ補強構造体120を有する。センサ設置システム100及びセンサ103を環境要因(例えば水、ごみ、埃など)から保護する、図1Aに見られるカバーは示されていない。
センサ設置ベース101は、ルーフトップ110及び/または車両シャシ補強構造体120に取り付けられてよい。第1の例示の実施形態では、センサ設置ベース101は、車両のサンルーフ内の車両シャシ補強構造体120に取り付けられている。さらに、サンルーフの開口部は、車両の内部からセンサ設置ベース101への別の進入手段を提供し得る。
図2に示されるように、上面図は、第1の例示の実施形態に従って、設置されたセンサと共に冷却システムを示している。具体的には、図2は、センサ設置ベース101、4つのライダーセンサ103、マニフォルド105、排気口/ファン107、冷却空気ダクト109及び排気ダクト111を含むセンサ設置システム100の上面図を示している。ライダーセンサ103は、車両の後方を向いており、その後、車両の屋根に、または車両の屋根の車両シャシ補強構造体120に取り付けられる別個の、または同一のセンサ設置ベース101に設置されてよい。他の例示の実施形態では、ライダーセンサ103は、車両の後方を向いており、車両の屋根に、または車両の屋根の車両シャシ補強構造体120に直接設置される場合もある。センサ設置システム100のカバーは、図1Aに示されており、センサ設置システム100を環境から密閉する。他の例示の実施形態では、屋根110ならびにセンサ設置ベース101a及び101bは、その後車両の屋根110に取り付けられる1つのセンサ設置ベース101で置き換えられる場合もある。
マニフォルド105が、屋根110、車両の屋根の車両シャシ補強構造体120または同一のもしくは異なるセンサ設置ベース101に取り付けられる。さらにマニフォルド105は、屋根110を通って冷却空気ダクト109に取り付けられ、直接各センサ103に冷却空気を運ぶホースをさらに備えている。マニフォルド105は、強制的に空気をホースを通してセンサ103に押しやるためにファンを含む。マニフォルド105に接続されない冷却空気ダクト109の他端は、マニフォルド105に冷却空気を提供するために車両のHVACに取り付けられる。冷却空気ダクト109は、車両の後方の補助HVACダクト/ユニット(複数可)に接続するが、他の例示の実施形態では、マニフォルド105の場所に基づいてより適切に適合され得る、車両のHVACユニット(複数可)の他の部分に接続される場合もある。後方の補助HVACダクト/ユニット(複数可)は、車両の後方内部にあるコンソールから別個に制御されてよい。冷却システムを備えるセンサ設置システム100は、センサ設置システム100を製造ラインの車両により容易に後付けするために、車両の既存のHVACユニット(複数可)を利用する。他の例示の実施形態では、センサ設置システム100は、車両に対するさらなる改良を要求するその独自の空調ユニットを有する場合もある。
排気口/ファン107は、センサ設置システム100内に閉じ込められた加熱された空気をそこから抜き取り、加熱された空気をセンサ設置システム100から排気ダクト111に誘導する。排気ダクト111は、加熱された空気のために、車両の非冷却の車体の空洞への、または直接車両の外部への出口を提供する。一部の実施形態では、排気ダクト111は、加熱された空気を車両のトランクへと逃がす。他の実施形態では、排気ダクト111は、加熱された空気を、外側本体パネルと内側パネルと車両の絶縁部分の間の空隙へと逃がす。空隙はその後、車両の外側の環境に対して露出される開口部を通して、加熱された空気を車両から排出してよい。
図3に示されるように、斜視図は、第1の例示の実施形態に従って、設置されたセンサと共にセンサ設置システムを示している。そこに見られるように、3つの前方を向く、及び側方を向くライダーセンサ103のセットがサンルーフの上に設置され、後方を向くライダーセンサは、車両の屋根の切欠き部分によって後方設置システムベース101に設置される。追加として、補助HVACダクト/ユニット(複数可)及びトランクをそれぞれ冷却空気ダクト109及び排気ダクト111を介して接続するために、マニフォルド105及び排気口/ファン107が車両の後部付近でルーフパネルに直接設置される。追加として、第1の例示の実施形態に従って、設置されたセンサと共にセンサ設置システムを示す斜視的な底面図(図4)が示されている。しかしながら図4は、サンルーフに設置されたセンサ設置ベース101及び後方を向くセンサ設置ベース101を透過式に示している。さらに、図4は、冷却空気ダクト109から車両の屋根110を通ってマニフォルド105までの接続を示している。加えて、排気ダクト111から車両の屋根110を通って排気口/ファン107までの接続も示されている。他の例示の実施形態では、屋根110ならびにセンサ設置ベース101a及び101bは、車両の屋根110にその後取り付けられるセンサ設置ベース101で置き換えられる。冷却空気ダクト109及び排気ダクト111はそして、センサ設置ベース101を通って、またはセンサ設置ベース101と屋根110の両方を通って伸びてマニフォルド105及び排気口/ファン107に装着する。
図5に示されるように、上面図は、第1の例示の実施形態に従って、マニフォルドと、ライダーセンサとを含む冷却システムの一部を示している。マニフォルド105は、冷却空気がマニフォルド105を出てセンサ設置システム100の主要な空洞に進入してもよい冷却空気口113を有するように示されている。
開示される主題の実施形態をこれまで説明してきたが、上述のものは、単なる例示に過ぎず、限定するものではなく、単に一例として提示されていることは当業者には明らかなはずである。よって、特定の構成が本明細書で考察されているが、他の構成が利用される場合もある。多くの修正及び他の例示の実施形態(例えば組み合わせ、再構成など)が、本開示によって可能になり、これらは、当分野の通常の技能の1つの範囲内であり、また開示される主題及びそれに対する任意の均等物の範囲内にあるように企図されている。開示される実施形態の特徴は、追加の実施形態を生み出すために、本発明の範囲内で組み合わせる、再構成する、削除するなどすることができる。さらに特定の特徴は時には、他の特徴の対応する利用なしで、利益をもたらすために使用される場合もある。したがって出願人(複数可)は、開示される主題の精神及び範囲の範囲内にある全てのそのような代替形態、修正形態、均等物及び変形形態を包含することを意図している。

Claims (20)

  1. ライダーセンサと、
    センサ冷却システムとを備える自動運転車両のセンサ設置デバイスであって、
    前記センサ冷却システムは、既存の車両冷却システムへの接続部と、前記センサ設置デバイスから高温の空気を除去するための排気機構と、マニフォルドとを含み、
    前記マニフォルドは、前記接続部から前記ライダーセンサに冷却空気を引き込むためのファンを含む、前記自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  2. 前記マニフォルドは、前記マニフォルドから前記ライダーセンサまでのダクトを含む、請求項1に記載の自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  3. 前記排気機構は、前記高温の空気の強制的な除去のために排気ファンを含む、請求項1に記載の自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  4. 前記既存の車両冷却システムは、前記自動運転車両の補助の車両冷却システムである、請求項1に記載の自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  5. 前記排気機構は、前記高温の空気を前記自動運転車両内の中の空間に誘導するために排気ダクトを含む、請求項1に記載の自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  6. 前記マニフォルドは、前記センサ設置デバイス内の特定の容積に対して冷却空気を放出する出入り口を含む、請求項1に記載の自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  7. 前記容積は、前記センサ設置デバイス内の全てのセンサを含む、請求項6に記載の自動運転車両のセンサ設置デバイス。
  8. 前記センサシステム内にライダーセンサ及びセンサ冷却システムを設け、前記センサ冷却システムは、既存の車両冷却システムへの接続部と、排気機構と、マニフォルドとを含むことと、
    前記センサ設置デバイスから前記排気機構を通して高温の空気を除去することと、
    前記既存の車両冷却システムから前記接続部を通り、前記マニフォルドを経由して前記ライダーセンサに冷却空気を引き込むこととを含む、自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  9. 前記マニフォルドは、前記マニフォルドから前記ライダーセンサへのダクトを含む、請求項8に記載の自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  10. 前記排気機構は、前記高温の空気の強制的な除去のために排気ファンを含む、請求項8に記載の自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  11. 前記既存の車両冷却システムは、前記自動運転車両の補助の車両冷却システムである、請求項8に記載の自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  12. 前記排気機構は、前記高温の空気を前記自動運転車両内の空間に誘導するために排気ダクトを含む、請求項8に記載の自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  13. 前記マニフォルドは、前記センサ設置デバイスの中の特定の容積に対して冷却空気を放出する出入り口を含む、請求項8に記載の自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  14. 前記容積は、前記センサ設置デバイス内の全てのセンサを含む、請求項13に記載の自動運転車両のセンサシステムを冷却する方法。
  15. 1つまたは複数のセンサと、
    (i)ライダー及びレーダーの少なくとも一方を含む前記1つまたは複数のセンサのための取り付け台と、(ii)センサ冷却システムとを含む、車両に対するブラケットフィットとを備える、自動運転車両のセンサ設置システムを有する車両であって、
    前記センサ冷却システムは、既存の車両冷却システムへの接続部と、前記センサ設置デバイスから高温の空気を除去するための排気機構と、マニフォルドとを含み、
    前記マニフォルドは、前記接続部から前記ライダーセンサに冷却空気を引き込むファンを含む、自動運転車両のセンサ設置システムを有する前記車両。
  16. 前記マニフォルドは、前記マニフォルドから前記ライダーセンサへのダクトを含む、請求項15に記載の車両。
  17. 前記排気機構は、前記高温の空気の強制的な除去のために排気ファンを含む、請求項15に記載の車両。
  18. 前記既存の車両冷却システムは、前記自動運転車両の補助の車両冷却システムである、請求項15に記載の車両。
  19. 前記排気機構は、前記高温の空気を前記自動運転車両内の空間に誘導するために排気ダクトを含む、請求項15に記載の車両。
  20. 前記マニフォルドは、前記センサ設置デバイス内の空間に冷却空気を放出する出入り口を含む、請求項15に記載の車両。
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