JP4107204B2 - Vehicle sensor structure and vehicle communication terminal structure - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、日射センサやコンライトセンサとして利用される車両用センサの構造体、或いは、ＶＩＣＳ(Vehicle Information and Communication System)等の路車間通信に利用される車両用通信端末の構造体に関する。   The present invention relates to a structure of a vehicle sensor used as, for example, a solar radiation sensor or a conlight sensor, or a structure of a vehicle communication terminal used for road-to-vehicle communication such as VICS (Vehicle Information and Communication System). .

従来、車両の日射センサやコンライトセンサ、或いは、ＶＩＣＳのような路車間通信において路側の光ビーコンより送信される光信号を受信するために利用されるフォトダイオードのような受光センサは、車室内のインストルメントパネル上に配置されることが多かった。
ところが、最近、車両のフロントガラスには、カーエアコンによる冷却効率の向上や、搭乗者を紫外線より保護することを目的として、熱線カットやＵＶ（紫外線）カットのような機能を持たせた光シールド加工を施したものを採用する傾向が強まっている。特に高級車においてはその傾向が強まっている。また、アフターマーケット商品として、フロントガラス等に貼付するための断熱フィルなども製品化されている。 Conventionally, a light receiving sensor such as a photodiode used to receive an optical signal transmitted from a roadside optical beacon in a vehicle-to-vehicle communication such as a solar radiation sensor or a conlight sensor of a vehicle or a VICS Often placed on the instrument panel.
Recently, however, a light shield with functions such as heat ray cut and UV (ultraviolet) cut has been applied to the windshield of a vehicle in order to improve the cooling efficiency of car air conditioners and protect passengers from ultraviolet rays. There is an increasing tendency to use processed materials. This is particularly true for luxury cars. In addition, as an aftermarket product, a heat insulating fill for attaching to a windshield or the like has been commercialized.

このような事情から、フロントガラスの光（特に赤外線）透過率は低下している場合があり、受光センサをインストルメントパネル上に配置すると十分な受光強度が得られず、正常なセンシングや通信に支障を来たすという問題が発生していた。斯様な問題に対処するための技術として、例えば、特許文献１においては、バンパーに穴あけ加工を施して受光センサを埋設するものが開示されている。また、特許文献２には、フェンダーマーカーランプやクリアランスランプ等のランプユニットカバーの内部に受光器などを配置する技術が開示されている。
特開２００１−１３０３３３ 特開２００３−１６８１８８ For this reason, the light transmittance (especially infrared rays) of the windshield may be reduced, and if the light receiving sensor is placed on the instrument panel, sufficient light reception intensity cannot be obtained, and normal sensing and communication are not possible. There was a problem of causing trouble. As a technique for coping with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a technique for embedding a light receiving sensor by punching a bumper. Patent Document 2 discloses a technique in which a light receiver or the like is arranged inside a lamp unit cover such as a fender marker lamp or a clearance lamp.
JP 2001-130333 A JP 2003-168188 A

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、受光センサを埋設するために一体成形が必要となったり配線が困難になるなど、構造に問題があった。また、受光センサをバンパーに配置すると、光ビーコンによる路車間通信においては、想定受信領域となる路面高さ１〜２ｍをかなり下回ることになり不適切である。それに対して、特許文献２に開示されている技術では、ランプユニットはバンパーよりも上方に位置しているため、路車間通信への対応に関して構造的な問題はない。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem in the structure such that integral molding is required to embed the light receiving sensor and wiring becomes difficult. In addition, if the light receiving sensor is disposed on the bumper, road-to-vehicle communication using an optical beacon is inappropriate because it is considerably lower than the road surface height of 1 to 2 m that is an assumed reception area. On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 2, since the lamp unit is located above the bumper, there is no structural problem regarding the correspondence to road-to-vehicle communication.

ところが、フェンダーマーカランプ等は汚れ易く、カバーに付着した汚れを頻繁に除去しなければ通信やセンシングの状態を良好に維持することができない。また、ランプ等は点灯時に発生する熱量が大きいため、受光センサに与える熱ストレスが大きくなってしまう。更に、ランプユニットにセンサを配置すると信号線の引き回しが長くなることが避けられず、信号の損失量が大きくなることなどが、新たな問題となっている。   However, fender marker lamps and the like are easily soiled, and the communication and sensing states cannot be satisfactorily maintained unless the dirt attached to the cover is frequently removed. Further, since the amount of heat generated when the lamp or the like is lit is large, thermal stress applied to the light receiving sensor is increased. Furthermore, if a sensor is arranged in the lamp unit, it is unavoidable that the signal line becomes long, and the amount of signal loss becomes a new problem.

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、フロントガラスの光透過率の高低にかかわらず、車外の状態を示す物理量の検出を行なうことができる車両用センサ構造体、及び車外との間で光信号を用いて通信を行うことができる車両用通信端末構造体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a vehicle sensor structure capable of detecting a physical quantity indicating a state outside the vehicle, regardless of the light transmittance of the windshield, Another object of the present invention is to provide a vehicle communication terminal structure that can communicate with the outside of a vehicle using an optical signal.

請求項１記載の車両用センサ構造体によれば、張り合わせ構造をなすフロントガラスの中間層内にセンサを配置する。従って、中間層が例えば赤外線や紫外線などの透過率を低下させる性質を備えている場合でも、センサは、その影響を受けることなく車外の状態を示す物理量を検出することが可能となる。また、フロントガラスの車外側ガラス面に汚れが付着しても、当該ガラス面はウインドウウォッシャ液やワイパーによって容易に洗浄可能であるから、センサによるセンシングを常に良好に行うことができる。そして、センサがランプの発する熱の影響を受けることなく、また、センサの配線長を短くすることも可能となる。
そして、センサを、車外からの光信号を受光する受光センサとしてフロントガラスの車外側ガラス面を向くようにして中間層内に埋設し、車外側から見たフロントガラスにおける左下側で、且つ、フロントガラスの車外側ガラス面を払拭するワイパーによる払拭領域内に配置するので、センサの配置部位に付着した汚れはより確実に払拭されるようになり、センシングを一層良好に行うことができる。 According to the vehicle sensor structure of the first aspect, the sensor is disposed in the intermediate layer of the windshield forming the laminated structure. Therefore, even when the intermediate layer has a property of reducing the transmittance of, for example, infrared rays or ultraviolet rays, the sensor can detect a physical quantity indicating a state outside the vehicle without being affected by the effect. Even if dirt adheres to the vehicle exterior glass surface of the windshield, the glass surface can be easily cleaned with a window washer liquid or a wiper, so that sensing by the sensor can always be performed satisfactorily. The sensor is not affected by the heat generated by the lamp, and the wiring length of the sensor can be shortened.
Then, the sensor is embedded in the intermediate layer as a light receiving sensor for receiving an optical signal from the outside of the vehicle so as to face the outside glass surface of the windshield, and on the lower left side of the windshield as viewed from the outside of the vehicle, Since it arrange | positions in the wiping area | region by the wiper which wipes the glass outer side glass surface of a glass, the stain | pollution | contamination adhering to the arrangement | positioning site | part of a sensor comes to be wiped off more reliably, and sensing can be performed further satisfactorily.

請求項２記載の車両用通信端末構造体によれば、張り合わせ構造をなすフロントガラスの中間層内に通信端末を配置する。従って、上述したケースと同様に、中間層が例えば赤外線や紫外線などの透過率を低下させる性質を備えている場合でも、通信端末は、その影響を受けることなく車外との間で光信号を用いて通信を行うことが可能となる。そして、フロントガラスの車外側ガラス面に汚れが付着しても、その汚れはウインドウウォッシャ液やワイパーによって容易に洗浄可能であるから、通信端末による路車間通信を常に良好に行うことができる。また、通信端末がランプの発する熱の影響を受けることなく、また、配線長を短くすることも可能となる。 According to the vehicle communication terminal structure of the second aspect , the communication terminal is arranged in the intermediate layer of the windshield forming the laminated structure. Therefore, as in the case described above, even when the intermediate layer has a property of reducing the transmittance of, for example, infrared rays or ultraviolet rays, the communication terminal uses an optical signal between the outside and the vehicle without being affected by the influence. Communication. And even if dirt adheres to the glass surface outside the car of the windshield, the dirt can be easily washed with a window washer liquid or a wiper, so that road-to-vehicle communication by the communication terminal can always be performed satisfactorily. Further, the communication terminal is not affected by the heat generated by the lamp, and the wiring length can be shortened .

そして、通信端末を、光信号の送信用の発光素子と受信用の受光素子とを備え、フロントガラスの車外側ガラス面）を向くようにして中間層内に埋設し、車外側から見た前記フロントガラスにおける左下側で、且つ、フロントガラスの車外側ガラス面を払拭するワイパーによる払拭領域内に配置するので、通信端末の配置部位に付着した汚れはより確実に払拭されるようになり、路車間通信を一層良好に行うことができる。 The communication terminal includes a light emitting element for transmitting an optical signal and a light receiving element for receiving, and is embedded in an intermediate layer so as to face the vehicle exterior glass surface of the windshield, as viewed from the vehicle exterior side. Since it is arranged in the lower left side of the windshield and in the wiping area by the wiper wiping the outside glass surface of the windshield, the dirt attached to the arrangement part of the communication terminal can be wiped more reliably, and the road Inter-vehicle communication can be performed more satisfactorily.

以下、本発明の車両用通信端末構造体を、光ビーコン対応ＶＩＣＳレシーバとしての機能を備える車両用ナビゲーション装置に適用した場合の一実施例について図面を参照して説明する。図４は、上記ナビゲーション装置における通信システム部分の一般的な電気的構成を示す機能ブロック図である。通信システム１は、光ビーコンアンテナ（通信端末）２とナビゲーションＥＣＵ(Electronic Control Unit)３とで構成されている。両者は、送信，受信の各信号線４，５を介して接続されている。   Hereinafter, an embodiment when the vehicle communication terminal structure of the present invention is applied to a vehicle navigation device having a function as an optical beacon compatible VICS receiver will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a functional block diagram showing a general electrical configuration of a communication system portion in the navigation device. The communication system 1 includes an optical beacon antenna (communication terminal) 2 and a navigation ECU (Electronic Control Unit) 3. Both are connected via transmission and reception signal lines 4 and 5, respectively.

光ビーコンアンテナ２は、送信用の発光素子であるＬＥＤ（送信手段）６と、受信用の受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ，受信手段）７と、夫々のインターフェイス回路８，９とで構成されている。そして、この光ビーコンアンテナ２は、図１に示すように、車両のフロントガラス１０に埋設されている。
図１において、フロントガラス１０は、車外側ガラス面１１と車内側ガラス面１２とが中間層１３を介して張り合わされた３層構造となっており、中間層１３は、車外より車室内に入射する光の内、可視光は高い透過率で透過させるが、赤外線や紫外線などは反射若しくは吸収する性質を備えている（図２参照）。そして、光ビーコンアンテナ２は、ＬＥＤ６の発光面及びＰＤ７の受光面が車外側ガラス面１１を向くようにして中間層１３部分に埋設されている。 The optical beacon antenna 2 includes an LED (transmission means) 6 that is a light emitting element for transmission, a photodiode (PD, reception means) 7 that is a light receiving element for reception, and interface circuits 8 and 9 respectively. ing. And this optical beacon antenna 2 is embed | buried under the windshield 10 of a vehicle, as shown in FIG.
In FIG. 1, a windshield 10 has a three-layer structure in which a vehicle exterior glass surface 11 and a vehicle interior glass surface 12 are bonded together through an intermediate layer 13, and the intermediate layer 13 is incident on the vehicle interior from outside the vehicle. Among visible light, visible light is transmitted with high transmittance, but infrared or ultraviolet light is reflected or absorbed (see FIG. 2). The optical beacon antenna 2 is embedded in the intermediate layer 13 such that the light emitting surface of the LED 6 and the light receiving surface of the PD 7 face the vehicle outer glass surface 11.

また、光ビーコンアンテナ２は、図３に示すように、車外側から見たフロントガラス１０における（図３中）左下側で、且つ、運転席側のワイパー２０による払拭領域２１の内部に位置するように埋設されている。
再び、図４を参照する。ナビゲーションＥＣＵ３は、ＡＳＩＣ
(Application Specific Integrated Circuit)等で構成される光ビーコン送受信処理回路１４とＣＰＵ１５とを中心として構成されている。光ビーコン送受信処理回路１４は、光ビーコンアンテナ２のＬＥＤ６にアップリンクデータを出力するための送信ポート１４Ｔと、ＰＤ７が受信したダウンリンクデータを入力するための受信ポート１４Ｒとを備えている。 Further, as shown in FIG. 3, the optical beacon antenna 2 is located on the lower left side of the windshield 10 viewed from the outside of the vehicle (in FIG. 3) and inside the wiping area 21 by the wiper 20 on the driver's seat side. So that it is buried.
Reference is again made to FIG. The navigation ECU 3 is an ASIC
The optical beacon transmission / reception processing circuit 14 configured by (Application Specific Integrated Circuit) or the like and the CPU 15 are mainly configured. The optical beacon transmission / reception processing circuit 14 includes a transmission port 14T for outputting uplink data to the LED 6 of the optical beacon antenna 2, and a reception port 14R for inputting downlink data received by the PD 7.

送信ポート１４Ｔより出力されるアップリンクデータは、インターフェイス回路１６により変換され、送信信号線４を介して光ビーコンアンテナ２に伝送される。一方、光ビーコンアンテナ２によって受信されたダウンリンクデータは、受信信号線５を介してナビゲーションＥＣＵ３に伝送され、インターフェイス回路１７により変換されて光ビーコン送受信処理回路１４の受信ポート１４Ｒに入力される。
ＣＰＵ１５は、ナビゲーションＥＣＵ３において地図表示機能や経路探索機能を実現するための各種演算処理を実行するようになっている。また、ＣＰＵ１５は、プログラムがインストールされているＳＲＡＭ１８などに対し、必要に応じてデータを書き込んで記録させる機能も有する場合がある。 Uplink data output from the transmission port 14T is converted by the interface circuit 16 and transmitted to the optical beacon antenna 2 via the transmission signal line 4. On the other hand, downlink data received by the optical beacon antenna 2 is transmitted to the navigation ECU 3 through the reception signal line 5, converted by the interface circuit 17, and input to the reception port 14 </ b> R of the optical beacon transmission / reception processing circuit 14.
The CPU 15 executes various calculation processes for realizing a map display function and a route search function in the navigation ECU 3. Further, the CPU 15 may have a function of writing and recording data as necessary to the SRAM 18 or the like in which the program is installed.

以上のように本実施例によれば、車外側ガラス面１１と車内側ガラス面１２とを中間層１３を介して張り合わせた構造をなすフロントガラス１０の中間層１３に、路車間通信を行うための通信端末たる光ビーコンアンテナ２を埋設した。従って、中間層１３が赤外線や紫外線などの透過率を低下させる性質を備えていても、光ビーコンアンテナ２は、その影響を受けることなく車外との間で赤外線信号を用いて通信を行うことが可能となる。また、中間層１３に光ビーコンアンテナ２を埋設しても、車両の美観には影響を殆ど与えることがない。   As described above, according to the present embodiment, road-to-vehicle communication is performed on the intermediate layer 13 of the windshield 10 having a structure in which the vehicle outer glass surface 11 and the vehicle inner glass surface 12 are bonded together via the intermediate layer 13. An optical beacon antenna 2 as a communication terminal was embedded. Therefore, even if the intermediate layer 13 has the property of reducing the transmittance of infrared rays or ultraviolet rays, the optical beacon antenna 2 can communicate with the outside of the vehicle using infrared signals without being affected by the influence. It becomes possible. Moreover, even if the optical beacon antenna 2 is embedded in the intermediate layer 13, the aesthetic appearance of the vehicle is hardly affected.

そして、フロントガラス１０の車外側ガラス面１１に汚れが付着した場合でも、その汚れはウインドウウォッシャ液やワイパー１０によって容易に洗浄可能であるから、光ビーコンアンテナ２による路車間通信を常に良好に行うことができる。
更に、光ビーコンアンテナ２を、車外側ガラス面１１を払拭するワイパー２０による払拭領域内２１に配置したので、光ビーコンアンテナ２の配置部位に付着した汚れはワイパー２０によってより確実に払拭されるようになり、路車間通信を一層良好に行うことが可能となる。 And even if dirt adheres to the vehicle outside glass surface 11 of the windshield 10, since the dirt can be easily washed by the window washer liquid or the wiper 10, road-to-vehicle communication by the optical beacon antenna 2 is always performed well. be able to.
Furthermore, since the optical beacon antenna 2 is arranged in the wiping area 21 by the wiper 20 that wipes the vehicle exterior glass surface 11, dirt attached to the arrangement site of the optical beacon antenna 2 is more reliably wiped by the wiper 20. Thus, road-to-vehicle communication can be performed more satisfactorily.

また、特許文献２に開示されている構成のように、ランプが発生する熱のストレスを受けることがないので、光ビーコンアンテナ２の寿命をより長く維持できるようになる。加えて、ナビゲーションＥＣＵ３との間の配線長が短くなるので信号の伝送損失が小さくなり、その点からも通信状態がより良好となる。   Further, unlike the configuration disclosed in Patent Document 2, the life of the optical beacon antenna 2 can be maintained longer because it is not subjected to heat stress generated by the lamp. In addition, since the wiring length to and from the navigation ECU 3 is shortened, the signal transmission loss is reduced, and the communication state is further improved in this respect.

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例に限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
フロントガラス１０にＬＥＤ６及びＰＤ７のみを埋設しても良い。
路車間通信はＶＩＣＳに限ることなく、その他例えばＵＴＭＳ（Universal Traffic Management System）等であっても良い。 The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
Only the LED 6 and the PD 7 may be embedded in the windshield 10.
Road-to-vehicle communication is not limited to VICS, but may be UTMS (Universal Traffic Management System) or the like .

光ビーコンアンテナ２に代えて、例えば日射センサやコンライトセンサとして使用されるフォトダイオードなどの受光センサを埋設することで、車両用センサ構造体を構成しても良い。 Instead of the optical beacon antenna 2, for example, a vehicle sensor structure may be configured by embedding a light receiving sensor such as a photodiode used as a solar radiation sensor or a conlight sensor.

通信システムは、必ずしもナビゲーションＥＣＵ３の一部として構成する必要はなく、通信機能のみを有する通信装置であっても良い。
中間層は、必ずしも赤外線や紫外線を積極的にカットする性質を有するものに限らない。例えば、単に強度を向上させるために２枚のガラスを接着する役割をなすものであっても良い。 The communication system is not necessarily configured as a part of the navigation ECU 3, and may be a communication device having only a communication function.
The intermediate layer is not necessarily limited to having the property of actively cutting infrared rays and ultraviolet rays. For example, it may serve to bond two pieces of glass simply to improve the strength.

本発明の一実施例であり、車両用通信端末構造体の配置状態を示すフロントガラスの断面図Sectional drawing of the windshield which is one Example of this invention and shows the arrangement | positioning state of the communication terminal structure for vehicles 中間層の光学的性質を説明する図Diagram explaining the optical properties of the intermediate layer フロントガラスを車外側から見た光ビーコンアンテナの埋設位置を示す図The figure which shows the embedding position of the optical beacon antenna which looked at the windshield from the car outside ナビゲーション装置における通信システム部分の一般的な電気的構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a general electrical configuration of the communication system portion in the navigation device

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１は通信システム、２は光ビーコンアンテナ（通信端末）、６はＬＥＤ（送信手段）、７はフォトダイオード（ＰＤ，受信手段）、１０はフロントガラス、１１は車外側ガラス面、１２は車内側ガラス面、１３は中間層、２０はワイパー、２１は払拭領域を示す。   In the drawings, 1 is a communication system, 2 is an optical beacon antenna (communication terminal), 6 is an LED (transmission means), 7 is a photodiode (PD, reception means), 10 is a windshield, 11 is a glass surface on the outside of the vehicle, 12 Is the vehicle interior glass surface, 13 is an intermediate layer, 20 is a wiper, and 21 is a wiping area.

Claims (2)

車外側ガラス面（１１）と、この車外側ガラス面（１１）と中間層（１３）を介して張り合わされる車内側ガラス面（１２）とを備えて構成されるフロントガラス（１０）の前記中間層（１３）内に、車外の状態を示す物理量を検出するためのセンサ（２）を配置した車両用センサ構造体において、
前記センサ（２）は、
前記物理量を車外からの光信号を受光することで検出する受光センサであり、
前記フロントガラス（１０）の車外側ガラス面（１１）を向くようにして前記中間層（１３）内に埋設されており、
車外側から見た前記フロントガラス（１０）における左下側で、且つ、前記フロントガラス（１０）の車外側ガラス面（１１）を払拭するワイパー（２０）による払拭領域（２１）内に配置されていることを特徴とする車両用センサ構造体。 Exterior side glass surface (11), wherein the exterior glass surface (11) and the intermediate layer (13) via the in-vehicle side glass surface to be bonded together (12) the windshield formed and a (10) In the vehicle sensor structure in which the sensor (2) for detecting the physical quantity indicating the state outside the vehicle is disposed in the intermediate layer (13) ,
The sensor (2)
A light receiving sensor for detecting the physical quantity by receiving an optical signal from outside the vehicle;
Embedded in the intermediate layer (13) so as to face the vehicle exterior glass surface (11) of the windshield (10),
It is arranged in the wiping area (21) by the wiper (20) for wiping the vehicle exterior glass surface (11) of the windshield (10) on the lower left side of the windshield (10) as viewed from the vehicle exterior. A sensor structure for a vehicle. 車外側ガラス面（１１）と、この車外側ガラス面（１１）と中間層（１３）を介して張り合わされる車内側ガラス面（１２）とを備えて構成されるフロントガラス（１０）の前記中間層（１３）内に、車外との間で光信号を用いて通信を行うための通信端末（２）を配置した車両用通信端末構造体において、
前記通信端末（２）は、
前記光信号の送信用の発光素子（６）と受信用の受光素子（７）とを有し、
前記フロントガラス（１０）の車外側ガラス面（１１）を向くようにして前記中間層（１３）内に埋設されており、
車外側から見た前記フロントガラス（１０）における左下側で、且つ、前記フロントガラス（１０）の車外側ガラス面（１１）を払拭するワイパー（２０）による払拭領域（２１）内に配置されていることを特徴とする車両用通信端末構造体。 The windshield (10) comprising the vehicle exterior glass surface (11) and the vehicle interior glass surface (12) bonded to each other via the vehicle exterior glass surface (11) and the intermediate layer (13). In the vehicle communication terminal structure in which the communication terminal (2) for performing communication using the optical signal with the outside of the vehicle is disposed in the intermediate layer (13).
The communication terminal (2)
A light emitting element (6) for transmitting the optical signal and a light receiving element (7) for receiving;
Embedded in the intermediate layer (13) so as to face the vehicle exterior glass surface (11) of the windshield (10),
It is arranged in the wiping area (21) by the wiper (20) for wiping the vehicle exterior glass surface (11) of the windshield (10) on the lower left side of the windshield (10) as viewed from the vehicle exterior. A vehicle communication terminal structure.
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