用于将气流调节到外壳中的系统和方法技术方案

本文提供了一种用于车辆的热交换的系统和方法。该系统包括设置在车辆上的外壳。外壳包括设置在外壳的底部处的风扇、外壳内的一个或多个传感器以及外壳外部上的盖。盖包括孔图案，以选择性地允许气流进入外壳。偏转器被设置在车辆上、在外壳外部，并且被配置为引导气流通过孔图案。

【技术实现步骤摘要】
用于将气流调节到外壳中的系统和方法
本公开总体上涉及在外壳中配备有传感器的车辆，并且具体地，一些实施例涉及例如通过调节外壳外部的孔的布局和大小将气流调节到外壳中。
技术介绍
诸如自动驾驶车辆(AV)的车辆中的车载传感器通过提供准确的传感器数据来补充和增强车辆的视野。传感器数据用于例如盲点检测、变道辅助、用于碰撞警告或避免碰撞的读取端部雷达、停车辅助、交叉交通监控、制动辅助、紧急制动和/或自动距离控制的应用。车载传感器的示例包括例如无源传感器和有源传感器。车载传感器包括相机、激光雷达(Lidar)、雷达、GPS、声纳、超声、IMU(惯性测量单元)、加速度计、陀螺仪、磁力计和FIR(远红外)传感器。传感器数据可以包括图像数据、反射的激光数据和/或类似数据。通常，由车载传感器捕获的图像利用三维坐标系来确定图像中捕获的内容和物体的距离和角度。可以使用遍布车辆的各种车载传感器在车辆附近获取这种实时空间信息，然后可以对其进行处理以计算和确定车辆的安全驾驶操作。车载传感器通常会暴露于恶劣的环境因素中(例如，大温度波动、紫外线辐射、氧化、风、水分等)，这可能过早缩短传感器的使用寿命。此外，将传感器安装在车辆外部可能增加传感器受到道路碎屑撞击的风险，从而增加了损坏传感器的概率。为了减轻这些和其他问题，传感器外壳可以容纳传感器。此类传感器外壳可以在抵抗环境因素和道路碎屑方面提供附加保护，同时仍然允许传感器运行或操作。然而，将传感器封装在传感器外壳中而不提供足够的气流或通风可能产生操作上的挑战。例如，在夏季操作时，传感器外壳的内部温度可能达到超出传感器的操作温度范围的点。这可能导致传感器故障，并使自动驾驶车辆无法操作。在另一示例中，在冬季或下雨状况下操作时，传感器外壳内部的水分可能凝结或起雾，从而阻止传感器正常操作。本专利技术解决了这些不足，本专利技术提供了对传感器外壳的有效且高效热交换，同时减少了冷却所需的电力，并且有效地利用了节省的电力，例如，以存储在为车辆供电的电池中。
技术实现思路
本文描述了用于车辆上的传感器外壳(例如，安装在AV的车顶上的LiDAR传感器外壳)的热交换和冷却的系统和方法，这更加方便并且减轻了传感器系统(诸如AV传感器系统)上的计算负担。本公开的各种实施例提供设置在车辆上的热交换系统。该热交换系统可以包括被设置在车辆上的外壳。该外壳可包括在外壳的底部处的通风口、被设置在外壳的底部处的风扇以及外壳内的一个或多个传感器。外壳可包括在外壳的外部上的盖，该盖包括孔图案以选择性地允许气流进入外壳。该热交换系统可以包括偏转器，该偏转器被设置在车辆上在外壳的外部，并且被配置为引导气流通过孔图案。在一些实施例中，盖包括具有第一孔图案的第一层和设置在第一层上方并具有第二孔图案的第二层，并且第二层被配置为绕第一层旋转以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准，该对准指示进入外壳的气流的量。在一些实施例中，一个或多个传感器可以被配置为确定车辆的速度、外壳的内部温度和外部温度。所述热交换系统还可以包括：控制器，被配置为通过以下步骤来调节进入所述外壳的气流的量：基于车辆的速度、外壳的内部温度、外部温度、或外壳的内部温度和外部温度之间的差，确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准；以及使第二层绕第一层旋转所确定的量。在一些实施例中，热交换系统的控制器被配置为通过以下步骤调节进入外壳的气流的量：基于车辆的预期未来速度、外壳的预期未来内部温度、预期的未来外部温度、或外壳的预期的未来内部温度与预期的未来外部温度之间的预期差，确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准；以及使第二层绕第一层旋转所确定的量。在一些实施例中，热交换系统的控制器被配置为通过以下步骤调节进入外壳的气流的量：基于一个或多个温度梯度或压力梯度确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准，使第二层绕第一层旋转所确定的量，以在一个或多个温度梯度的方向上增加孔的位置处的对准程度。在一些实施例中，热交换系统的控制器被配置为通过以下步骤调节进入外壳的气流的量：基于风扇的转速确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准；以及使第二层绕第一层旋转所确定的量。在一些实施例中，热交换系统还包括：舱体通风口，其将外壳连接到舱体；控制器，该控制器被配置为通过以下步骤来调节进入外壳的气流的量：基于舱体通风口的开口的大小确定第二层绕第一层的旋转量，以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准；以及使第二层绕第一层旋转所确定的量。在一些实施例中，第一层包括多列孔，多列孔中的每列孔具有与其他列的孔不同的、具有的孔的数量或位置不同的图案；并且第二层包括一列孔，并且被配置为与第一层的多列孔中的一列孔对准以允许气流通过该列孔进入外壳。在一些实施例中，第二层的一列孔还被配置为与第一层的多列孔中的一列孔部分地对准，同时与第一层的多列孔中的一列孔部分地偏移小于孔的直径的距离，以允许更少量的气流进入外壳。在一些实施例中，第一孔图案的直接相邻的孔之间的间隔超过第一孔图案的孔的直径；第二孔图案的直接相邻的孔之间的间隔超过第二孔图案的孔的直径；该控制器被配置为通过旋转所述第二孔图案以使所述第二孔图案的孔中的每个孔与第一孔图案的直接相邻的孔之间的间隔对准，从而阻止气流进入所述第一孔图案的孔和所述第二孔图案的孔。在一些实施例中，热交换系统的控制器可以被配置为使用二进制编程来调节进入外壳的气流的量，以指示孔图案中的每个孔的打开或闭合状态。本公开的各种实施例提供了一种用于被设置在车辆上的外壳的热交换方法，该外壳包括被设置在该外壳的底部处的风扇、该外壳内的一个或多个传感器以及该外壳的外部上的盖，盖包括孔图案。该方法可以包括：将气流通过设置在外壳外部的偏转器引导至盖；以及选择性地使所引导的气流通过孔图案进入外壳。在一些实施例中，热交换方法还可以包括：使盖的第二层绕盖的第一层旋转以调整第一层的第一孔图案与第二层的第二孔图案之间的对准，该对准指示进入外壳的气流的量。在一些实施例中，热交换方法还可以包括：使用一个或多个传感器确定车辆的速度、外壳的内部温度和外部温度；由控制器通过以下步骤调节进入外壳的气流的量：基于车辆的速度、外壳的内部温度、外部温度、或外壳的内部温度和外部温度之间的差，确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准；以及使第二层绕第一层旋转所确定的量。在一些实施例中，热交换方法还可包括：由控制器通过以下步骤调节进入外壳的气流的量：基于车辆的预期未来速度、外壳的预期未来内部温度、预期的未来外部温度、或外壳的预期的未来内部温度与预期的未来外部温度之间的预期差，确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准；以及使第二层绕第一层旋转所确定的量。在一些实施例中，热交换方法还可以包括：由控制器通过以下步骤调节进入外壳的气流的量：基于一个或多个温度梯度或压力梯度确定第二层绕第一层的旋转量以调整第一孔图案与第二孔图案之间的对准，使第二层绕第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆的热交换系统，包括：/n设置在所述车辆上的外壳，所述外壳包括：/n设置在所述外壳的底部处的风扇；/n所述外壳内的一个或多个传感器；以及/n在所述外壳的外部上的盖，所述盖包括孔图案以选择性地允许气流进入所述外壳；以及/n偏转器，其被设置在所述车辆上、在所述外壳的外部，并且被配置为引导气流通过所述孔图案。/n

【技术特征摘要】
20190701 US 16/459,4761.一种车辆的热交换系统，包括：
设置在所述车辆上的外壳，所述外壳包括：
设置在所述外壳的底部处的风扇；
所述外壳内的一个或多个传感器；以及
在所述外壳的外部上的盖，所述盖包括孔图案以选择性地允许气流进入所述外壳；以及
偏转器，其被设置在所述车辆上、在所述外壳的外部，并且被配置为引导气流通过所述孔图案。


2.根据权利要求1所述的热交换系统，其中：
所述盖包括具有第一孔图案的第一层和设置在所述第一层上方并具有第二孔图案的第二层，并且所述第二层被配置为绕所述第一层旋转以调整所述第一孔图案与所述第二孔图案之间的对准，所述对准指示进入所述外壳的所述气流的量。


3.根据权利要求2所述的热交换系统，其中：
所述一个或多个传感器被配置为确定所述车辆的速度、所述外壳的内部温度、以及外部温度，并且还包括：
被配置为通过以下步骤调节进入所述外壳的所述气流的量的控制器：
基于所述车辆的所述速度、所述外壳的所述内部温度、所述外部温度、或所述外壳的所述内部温度与所述外部温度之间的差，确定所述第二层绕所述第一层的旋转量以调整所述第一孔图案与所述第二孔图案之间的所述对准；以及
将所述第二层绕所述第一层旋转所确定的量。


4.根据权利要求2所述的热交换系统，还包括：
被配置为通过以下步骤调节进入所述外壳的所述气流的量的控制器：
基于所述车辆的预期未来速度、所述外壳的预期未来内部温度、预期未来外部温度、或所述外壳的所述预期未来内部温度与所述预期未来外部温度之间的预期差，确定所述第二层绕所述第一层的旋转量以调整所述第一孔图案与所述第二孔图案之间的所述对准；以及
将所述第二层绕所述第一层旋转所确定的量。


5.根据权利要求2所述的热交换系统，还包括：
被配置为通过以下步骤调节进入所述外壳的所述气流的量的控制器：
基于一个或多个温度梯度或压力梯度，确定所述第二层绕所述第一层的旋转量以调整所述第一孔图案与所述第二孔图案之间的所述对准；以及
使所述第二层绕所述第一层旋转所确定的量，以在所述一个或多个温度梯度的方向上增加孔的位置处的所述对准的程度。


6.根据权利要求2所述的热交换系统，还包括：
被配置为通过以下步骤调节进入所述外壳的所述气流的量的控制器：
基于所述风扇的转速，确定所述第二层绕所述第一层的旋转量以调整所述第一孔图案与所述第二孔图案之间的所述对准；以及
将所述第二层绕所述第一层旋转所确定的量。


7.根据权利要求2所述的热交换系统，还包括：
将所述外壳连接到舱体的舱体通风口；以及
被配置为通过以下步骤调节进入所述外壳的所述气流的量的控制器：
基于所述舱体通风口的开口的大小，确定所述第二层绕所述第一层的旋转量以调整所述第一孔图案与所述第二孔图案之间的所述对准；以及
将所述第二层绕所述第一层旋转所确定的量。


8.根据权利要求2所述的热交换系统，其中：
所述第一层包括多列孔，所述多列孔中的每列孔具有与其他列的孔不同的、具有的孔的数量或位置不同的图案；并且
所述第二层包括一列孔，并且被配置为与所述第一层的所述多列孔中的一列孔对准，以允许所述气流通过该列孔进入所述外壳。


9.根据权利要求8所述的热交换系统，其中：
所述第二层的所述一列孔还被配置为与所述第一层的所述多列孔中的一列孔部分地对准，同时与所述第一层的所述多列孔中的一列孔部分地偏移小于所述孔的直径的距离以允许更少量的气流进入所述外壳。


10.根据权利要求3所述的热交换系统，其中：
所述第一孔图案的直接相邻的孔之间的间隔超过所述第一孔图案的孔的直径；
所述第二孔图案的直接相邻的孔之间的间隔超过所述第二孔图案的孔的直径；并且
所述控制器被...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·G·迪尔，金程，
申请(专利权)人：小马智行，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY