JP6311685B2 - 車両用センサの取り付け構造 - Google Patents

Description

この発明は、車両の周辺の状況を検出するためのセンサを、車体に取り付ける構造に関するものである。

特許文献１には、ドアミラー内に設けられたフレーム板やバンパーステーに、それらフレーム板やバンパーステーから水平に延出するとともに、その先端を鉛直方向に屈曲して形成されたレーダーステーを取り付け、そのレーダーステーの鉛直方向に沿った面に、車両の周辺の状況を検出するためのレーダーを固定した構成が記載されている。

なお、特許文献２には、ホイールハウスを形成するフロントフェンダーライナーの剛性を向上させるための構造が記載されている。この特許文献２に記載されたフロントフェンダーライナーの前端部は、ブラケットを介してフロントサイドメンバーに連結され、フロントフェンダーライナーの前側の上端部は、フェンダーエプロンに連結され、更に、フロントフェンダーライナーのうちの上記前端部と上端部との間の部分が、フロントバンパサイドサポートに連結されている。

特開２００７−１０６１９９号公報 特開平４−３１０４７９号公報

特許文献１に記載された構造は、レーダーを固定するためのレーダーステーが片持ち支持となるので、車両が振動した場合にレーダーステーが弾性変形するなどして、車体に対するレーダーの向く方向が意図した方向とずれてしまう可能性がある。その結果、車両の周辺を走行する車両や障害物などとの距離を正確に検出することができない可能性がある。特に、用途の異なる複数のセンサを一つのステーに取り付ける場合には、そのステーに作用する荷重が大きくなるので、車両が振動した場合などにステーが変形する可能性が高くなる。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、隣接して複数のセンサを設けることができ、かつ車体に対するセンサの向きが変化することを抑制することができる車両用センサの取り付け構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の周囲の状況を検出する複数のセンサを備えた車両用センサの取り付け構造において、車幅方向に架け渡されかつ前記車両の前方または後方から入力される荷重を受けるバンパーリンフォースメントと、車体の骨格を構成するフレーム部材、または前記フレーム部材に一体化された剛性部材と、一方の端部が前記バンパーリンフォースメントに固定され、他方の端部が前記フレーム部材または前記剛性部材に固定された連結部材とを備え、前記複数のセンサは、レーザーレーダーとミリ波レーダーとであり、前記車両の前後方向で前記バンパーリンフォースメントの後方側に、前記フレーム部材または前記剛性部材が位置しており、前記連結部材は、前記バンパーリンフォースメントに固定された部分から前記車幅方向で外側かつ前記フレーム部材または前記剛性部材に向かって延びており、前記車幅方向で前記連結部材における前記車両の内側に前記レーザーレーダーが取り付けられ、前記車幅方向で前記連結部材における前記レーザーレーダーより外側に前記レーザーレーダーに隣接して前記ミリ波レーダーが取り付けられていることを特徴とするものである。

この発明では、前記連結部材は、前記車両の外側を向いた面側に固定されたブラケットを有し、前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか一つのセンサが、前記ブラケットに固定されていてもよい。

この発明では、前記連結部材は、前記バンパーリンフォースメントに固定される第１固定部材と、一方の端部が前記第１固定部材に固定されかつ他方の端部が前記フレーム部材または前記剛性部材に固定される第２固定部材とにより構成されていてもよい。

この発明では、前記連結部材は、前記複数のセンサのうちの一つのセンサにおける取り付け面と、前記複数のセンサのうちの他のセンサにおける取り付け面とは、前記車両のピッチ方向、ロー方向、ヨー方向、高さ方向のうちの少なくともいずれか一つの方向が異なるように構成されていてもよい。

この発明では、前記連結部材は、鉛直方向に沿った仮想線に対して傾斜した基準線で屈曲して形成され、前記連結部材における前記基準線よりも前記バンパーリンフォースメント側に前記複数のセンサのうちの少なくとも一つのセンサが取り付けられ、前記連結部材における前記基準線よりも前記フレーム部材または前記剛性部材側に前記複数のセンサのうちの他のセンサが取り付けられていてもよい。

この発明によれば、バンパーリンフォースメントに一端部が連結され、車体の骨格を構成するフレーム部材、またはそのフレーム部材に一体化された剛性部材に他端部が連結された連結部材に、複数のセンサ同士が隣接して取り付けられている。したがって、連結部材は、両端支持されていることにより剛性が高く、また車体の骨格を構成するフレーム部材と一体化されるので、車両が振動した場合などであっても、車体の向く方向とセンサが向く方向とにずれが生じることを抑制することができる。すなわち、センサの検出誤差を低減することができる。

センサが固定された連結部材を、バンパーリンフォースメントとフロントフェンダーエプロンとに固定した状態を示す上面図である。 図１に示す取り付け構造を示す斜視図である。 この発明の実施例におけるセンサの取り付け構造の一例を説明するための模式図である。 連結部材にブラケットを取り付けた例を説明するための模式図である。 連結部材を二つの固定部材により構成し、それら固定部材を高さ方向にずらして連結した例を説明するための模式図である。 連結部材を屈曲させて二つのセンサが向くピッチ方向を異ならせる例を説明するための模式図である。

この発明で対象とすることができるセンサは、レーザーレーダーやミリ波レーダーなどの車両の周辺、より具体的には、車両の斜め前方および斜め後方の状況を検出するセンサである。これらのセンサは、検出可能な範囲などの特性が異なるため、特に乗員が操作することなく走行する自動運転車両では、複数のセンサを車体に取り付け、それらのセンサにより検出された信号を統合して障害物や他の車両までの距離などを検出するように構成されている。

図３には、レーザーレーダーとミリ波レーダーとを車両の左側前方に取り付ける構成の一例を説明するための模式図を示している。なお、車両の右側前方および車両の右側後方ならびに車両の左側後方にセンサを取り付ける場合も同様に構成することができるので、以下では、車両の左側前方にレーザーレーダーとミリ波レーダーとを取り付ける構成のみ説明する。

図３に示す例では、車両の前方に設けられたバンパー１よりも車両内側に所定の間隔を空け、かつ車幅方向に架け渡されたバンパーリンフォースメント２が設けられている。このバンパーリンフォースメント２は、従来知られているものと同様に構成されており、衝突荷重などの比較的大きな荷重が車両の前方から入力された時に屈曲することにより、その荷重を吸収するように構成されている。なお、バンパーリンフォースメント２は、ロール成形法により成型されているため、中空状に形成されている。

このバンパーリンフォースメント２の両端部は、図示しないクラッシュボックスを介してサイドメンバーが連結されている。このサイドメンバーは、従来知られているものと同様に車体の骨格を構成するフレーム部材として機能するものであり、先端側から荷重が入力された場合であっても座屈することがないように構成された比較的剛性の高い金属部材である。また、サイドメンバーの後端部（車両後方側の端部）は、車体の骨格を構成するフレーム部材の一つであり、車室の前方側に車幅方向に亘って架け渡されたクロスメンバーに取り付けられている。以下の説明では、車体の骨格を構成する種々のフレーム部材を総称して、モノコック部材３と記す場合がある。なお、クラッシュボックスは、上記バンパーリンフォースメント２と同様に、衝突荷重などの比較的大きな荷重が車両の前方から入力された時に座屈変形することにより、その荷重を吸収するように構成されている。

上述したバンパーリンフォースメント２と、モノコック部材３とに亘って金属製の連結部材４が固定されている。具体的には、連結部材４の一方の端部が、バンパーリンフォースメント２の背面（車両後方側の面）にボルトなどにより固定され、そのバンパーリンフォースメント２に固定された部分から、車幅方向外側および車両後方側に延出し、他方の端部がモノコック部材３の前面に連結されている。

このように構成された連結部材４における車両外側を向いた面に、レーザーレーダー５とミリ波レーダー６とが隣接して固定されている。具体的には、連結部材４のうちのバンパーリンフォースメント２側の部分にレーザーレーダー５が固定され、モノコック部材３側の部分にミリ波レーダー６が固定されている。なお、レーザーレーダー５が取り付けられる面の法線方向よりも、ミリ波レーダー６が取り付けられる面の法線方向が車幅方向の外側に向くように連結部材４が屈曲して形成されている。これは、レーザーレーダー５とミリ波レーダー６との検出することができる幅が異なるためである。

上述したように各レーダー５，６を取り付けるための連結部材４の一端部をバンパーリンフォースメント２に固定し、かつ他端部をモノコック部材３に連結することにより、連結部材４は両端支持となるので、連結部材４の剛性を向上させることができる。また、バンパーリンフォースメント２は、上述したようにサイドメンバーと実質的に一体に構成されているので、モノコック部材３およびバンパーリンフォースメント２ならびに連結部材４は一体となっており、かつ各部材２，３，４の剛性が高いため、車両が振動した場合であっても、上記各部材２，３，４が一体となって振動すること、言い換えると、モノコック部材３の振動の位相と同一の位相で連結部材４が振動することとなる。その結果、車体の向いている方向に対する各レーダー５，６が向いている方向が変化することを抑制することができ、各レーダー５，６の検出誤差を小さくすることができる。また、ミリ波レーダー６をバンパーリンフォースメント２から離れた位置に設けることができるため、ミリ波がバンパーリンフォースメント２の中空部で反響することによる検出誤差を低減することができる。

なお、各レーダー５，６の向く方向を変更するためには、図３に示すような連結部材４を屈曲する手段以外に、図４に示すように連結部材４に、ミリ波レーダー６を取り付けるためのブラケット７を固定し、そのブラケット７における連結部材４との取付け面と、ミリ波レーダー６の取付け面とが、車両のヨー方向あるいはピッチ方向に変化するように構成してもよい。その場合には、連結部材４におけるレーザーレーダー５を取り付ける面と、ブラケット７を取り付ける面との、車両におけるヨー方向あるいはピッチ方向の角度が同一になるように形成してもよい。

また、各レーダー５，６の用途に応じて路面から取り付け位置までの高さが異なる場合がある。そのような場合には、図５に示すように連結部材４を二つの固定部材８，９で構成し、それらの固定部材８，９を車両の高さ方向にずらして連結するように構成してもよい。具体的には、一方の固定部材８の一端部をバンパーリンフォースメント２に連結し、その固定部材８の他端部と、他方の固定部材９の一端部とを連結する。その際における車両の高さ方向における一方の固定部材８の上部と、他方の固定部材９の下部とをボルトなどにより固定する。そして、他方の固定部材９の他端部をモノコック部材３に固定する。なお、そのように各固定部材８，９を連結した場合に、一方の固定部材８にレーザーレーダー５を固定し、他方の固定部材９にミリ波レーダー６を固定すればよく、その際に、各レーダー５，６の取付け角度、より具体的には、車両のロー方向の角度を異ならせて固定してもよい。

さらに、レーザーレーダー５が向くピッチ方向の角度と、ミリ波レーダー６が向くピッチ方向の角度とを異ならせる場合には、図６に示すように連結部材４を、鉛直方向に沿った仮想線ａに対して傾斜した基準線ｂで屈曲させ、その基準線ｂよりもバンパーリンフォースメント２側にレーザーレーダー５を固定し、基準線ｂよりもフレーム部材３側にミリ波レーダー６を固定してもよい。

なお、上述したようにレーダー５，６は、モノコック部材３と一体になるように構成されていればよく、したがって、連結部材４は、モノコック部材３に固定するものに限らず、モノコック部材３と一体化された剛性部材に取り付けられていてもよい。図１および図２は、バンパーリンフォースメント２と、フロントフェンダーエプロン１０とに連結部材４を取り付けた構成を説明するための図である。なお、図１における左下方向が、車両の前方を示し、図２における左方向が車両の前方を示している。

図１および図２に示す連結部材４は、二つの固定部材８，９により構成されており、バンパーリンフォースメント２に連結された第１固定部材８の一方の端部は、バンパーリンフォースメント２の背面と面接触するように構成されている。また、第１固定部材８は、バンパーリンフォースメント２の端部近傍で車両後方側に向けてほぼ垂直に屈曲して形成された第１壁部１１と、その第１壁部１１の端部を更に、車幅方向外側および車両後方側に向けて屈曲して形成された第２壁部１２とにより構成されている。この第２壁部１２のうちの車両外側を向いた面には、レーザーレーダー５がボルトにより固定されている。したがって、第１壁部１１に対する第２壁部１２の傾斜角度は、レーザーレーダー５を向ける方向に基づいて定めてあり、かつ第１壁部１１の長さは、図示しないバンパーとレーザーレーダー５との距離に基づいて定められている。なお、第２壁部１２の剛性を向上させるために、第２壁部１２における車両の下側の端部には、車両前方に向けて屈曲した第３壁部１３が形成されている。

この第２壁部１２の端部のうち車両の高さ方向における上側の部分には、第２固定部材９を取り付けるための雌ネジが形成されており、その第２壁部１２の端部の車両外側の面に第２固定部材９が面接触し、第１固定部材８と第２固定部材９とがボルトにより固定されている。

この第２固定部材９は、上記第２壁部１２に面接触している第４壁部１４と、第４壁部１４から車両外側に向けて屈曲した第５壁部１５と、第５壁部１５の端部を更に車幅方向外側に屈曲して形成された第６壁部１６と、第６壁部１６の端部を車両の内側に屈曲して形成された第７壁部１７とにより構成されている。すなわち、第４壁部１４と第５壁部１５と第６壁部１６とは、クランク状に形成されている。その第６壁部１６のうちの車両外側に向いた面には、金属製のブラケット７がボルトにより固定されている。

このブラケット７は、バンパーリンフォースメント２によりミリ波が反響することによる検出誤差を抑制するため、または図示しないバンパーとミリ波レーダー６との距離を適切な距離とするために、第６壁部１６よりもミリ波レーダー６を車両外側に突出した位置に固定するように構成されている。

具体的には、第６壁部１６に面接触する箇所における車両の高さ方向での上側の端部を車両の外側に向けて屈曲させ、その屈曲した部分を更に車両の高さ方向での上側に屈曲させるとともに、第６壁部１６に面接触する箇所における車両の高さ方向での下側の端部を車両の外側に向けて屈曲させ、その屈曲した部分を更に車両の高さ方向での下側に屈曲させて形成されている。

また、第６壁部１６よりも車両の外側に突出し、かつ車両の高さ方向に屈曲されて形成された面（以下、取り付け面と記す）７ａの延長線上に、バンパーリンフォースメント２が位置しないように構成されている。そして、その取り付け面７ａにミリ波レーダー６がボルトにより固定されている。なお、ミリ波レーダー６の法線方向が設計上定められた方向に向くように第５壁部１５に対する第６壁部１６の傾斜角度が定められている。

そして、上記第７壁部１７は、フロントフェンダーエプロン１０の前端部にボルトにより固定されている。このフロントフェンダーエプロン１０は、図示しないサイドメンバーに一体化されている。また、フロントフェンダーエプロン１０は、図示しないサスペンションタワーの剛性を向上させるための部材であって、比較的剛性の高い金属により構成されており、そのフロントフェンダーエプロン１０の車両外側に図示しないフェンダーライナーが連結されている。そして、フロントフェンダーエプロン１０の車両前方の端部には、車幅方向の外側に突出した突起部１９が形成されており、その突起部１９の前面に第７壁部１７が連結されている。なお、上記フロントフェンダーエプロン１０が、この発明の実施例における「剛性部材」に相当する。

上述したように連結部材４を固定する対象は、車体の骨格を形成するフレーム部材に限らず、フロントフェンダーエプロン１０などのフレーム部材に一体化された部材であっても、実質的にフレーム部材と連結部材４とが一つの剛体となる。したがって、図３に示す例と同様の効果を奏することができる。

２…バンパーリンフォースメント、 ３…モノコック部材、 ４…連結部材、 ５…レーザーレーダー、 ６…ミリ波レーダー、 ７…ブラケット、 ８，９…固定部材、 １０…フロントフェンダーエプロン。

Claims (5)

1. 車両の周囲の状況を検出する複数のセンサを備えた車両用センサの取り付け構造において、
   車幅方向に架け渡されかつ前記車両の前方または後方から入力される荷重を受けるバンパーリンフォースメントと、
   車体の骨格を構成するフレーム部材、または前記フレーム部材に一体化された剛性部材と、
   一方の端部が前記バンパーリンフォースメントに固定され、他方の端部が前記フレーム部材または前記剛性部材に固定された連結部材とを備え、
   前記複数のセンサは、レーザーレーダーとミリ波レーダーとであり、
   前記車両の前後方向で前記バンパーリンフォースメントの後方側に、前記フレーム部材または前記剛性部材が位置しており、
   前記連結部材は、前記バンパーリンフォースメントに固定された部分から前記車幅方向で外側かつ前記フレーム部材または前記剛性部材に向かって延びており、
   前記車幅方向で前記連結部材における前記車両の内側に前記レーザーレーダーが取り付けられ、前記車幅方向で前記連結部材における前記レーザーレーダーより外側に前記レーザーレーダーに隣接して前記ミリ波レーダーが取り付けられている
   ことを特徴とする車両用センサの取り付け構造。
2. 請求項１に記載の車両用センサの取り付け構造において、
   前記連結部材は、前記車両の外側を向いた面側に固定されたブラケットを有し、
   前記複数のセンサのうちの少なくともいずれか一つのセンサが、前記ブラケットに固定されている
   ことを特徴とする車両用センサの取り付け構造。
3. 請求項１または２に記載の車両用センサの取り付け構造において、
   前記連結部材は、前記バンパーリンフォースメントに固定される第１固定部材と、一方の端部が前記第１固定部材に固定されかつ他方の端部が前記フレーム部材または前記剛性部材に固定される第２固定部材とにより構成されている
   ことを特徴とする車両用センサの取り付け構造。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用センサの取り付け構造において、
   前記連結部材は、前記複数のセンサのうちの一つのセンサにおける取り付け面と、前記複数のセンサのうちの他のセンサにおける取り付け面とは、前記車両のピッチ方向、ロー方向、ヨー方向、高さ方向のうちの少なくともいずれか一つの方向が異なるように構成されている
   ことを特徴とする車両用センサの取り付け構造。
5. 請求項４に記載された車両用センサの取り付け構造において、
   前記連結部材は、鉛直方向に沿った仮想線に対して傾斜した基準線で屈曲して形成され、
   前記連結部材における前記基準線よりも前記バンパーリンフォースメント側に前記複数のセンサのうちの少なくとも一つのセンサが取り付けられ、前記連結部材における前記基準線よりも前記フレーム部材または前記剛性部材側に前記複数のセンサのうちの他のセンサが取り付けられている
   ことを特徴とする車両用センサの取り付け構造。

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