JP7188300B2

JP7188300B2 - センサ取付構造

Info

Publication number: JP7188300B2
Application number: JP2019123943A
Authority: JP
Inventors: 吉成梅木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: US20210001794A1; JP2021008240A; CN112172686B; US11458917B2; CN112172686A

Description

本明細書は、車両の周辺情報を検知する周辺情報センサを車両の外装パネルに取り付ける構造を開示する。

近年、車両の動的運転タスクの一部または全部を、車両側で自動的に行う運転支援機能または自動運転機能を有した車両が知られている。かかる車両は、通常、当該車両の周辺情報を検知する周辺情報センサを有している。周辺情報センサは、例えば、車両の周囲を撮像するカメラ、電波を使用して物体を検知するレーザセンサ、光を使用して物体を検知する光センサ等でもよい。こうした周辺情報センサを、フェンダーパネル等の外装パネルに取り付ける場合がある。

例えば、特許文献１には、フェンダーパネルの車幅方向内側に周辺情報センサを取り付ける技術が開示されている。特許文献１では、フェンダーパネルの車幅方向内側（車両内部）にブラケットを配置し、このブラケットに周辺情報センサを取り付けている。

特開２０１７－１９３２２３号公報

特許文献１のように車両の内部に設けられたブラケット等に周辺情報センサを取り付ける構成とした場合、当該センサの取付作業を車両の内側から行う必要があり、作業性が悪い。

そこで、本明細書では、周辺情報センサの外装パネルへの取付作業を簡易化できるセンサ取付構造を開示する。

本明細書で開示するセンサ取付構造は、車両の外装パネルの一部を車両内側に陥没させて構成される取付凹部と、前記車両の周辺情報を検出する周辺情報センサであって、少なくとも一部が前記取付凹部よりも車両内側に配置される周辺情報センサと、前記車両の外側から前記周辺情報センサを前記外装パネルに取り付ける取付部材と、前記取付凹部に取り付けられた前記取付部材を覆って隠すカバー体であって、前記外装パネルに取り付けられるカバー体と、を備え、前記取付凹部の少なくとも一つの隅部には、貫通孔である隅孔が形成されており、前記隅孔は、前記取付凹部の陥没方向底面と前記取付凹部の周面とに跨って形成されている、ことを特徴とする。

かかる構成とすることで、車両の外側からの作業で、周辺情報センサを取り付けることができるため、センサの取り付け作業を簡易化できる。また、車両の外側から取り付けられる取付部材は、カバー体により覆われて隠されるため、意匠性を損なわない。また、取付凹部の隅部に貫通孔（隅孔）を設けることで、取付凹部の形成過程で生じる歪みを吸収でき、外装パネルの面歪等の質劣化を抑制できる。

この場合、前記取付凹部の陥没方向底面には、前記周辺情報センサの少なくとも一部を露出させるパネル側開口が形成されていてもよい。

パネル側開口を設けることで、センサの検出用の電磁波または超音波の送受を良好に行うことができ、検出精度の低下を防止できる。

また、前記カバー体のうち、前記パネル側開口と対向する部分には、前記周辺情報センサの少なくとも一部を露出させるカバー側開口が形成されていてもよい。

パネル側開口だけでなくカバー側開口も設けることで、センサの検出用の電磁波または超音波の送受をより良好に行うことができ、検出精度の低下をより確実に防止できる。

また、前記周辺情報センサおよび前記取付凹部の一方は、他方側に向かって突出する係止爪を有し、前記周辺情報センサおよび前記取付凹部の他方は、前記係止爪が挿し込まれ、引っ掛けられる係止孔を有してもよい。

係止爪を係止孔に引っかけて、周辺情報センサを仮置きしたうえで、周辺情報センサを取付部材で取り付けるようにすれば、周辺情報センサの取り付け作業をより簡易化できる。

また、前記カバー体は、その裏面から突出するカバー用クリップにより、前記取付凹部の陥没方向底面に締結されるのでもよい。

カバー体の裏面から突出するカバー用クリップで当該カバー体を取付凹部に取り付けるようにすれば、車両の外側からは、当該カバー用クリップが見えないため意匠性の低下が防止できる。
また、本明細書で開示する他のセンサ取付構造は、車両の外装パネルの一部を車両内側に陥没させて構成される取付凹部と、前記車両の周辺情報を検知する周辺情報センサであって、少なくとも一部が前記取付凹部よりも車両内側に配置される周辺情報センサと、前記車両の外側から前記周辺情報センサを前記外装パネルに取り付ける取付部材と、前記取付凹部に取り付けられた前記取付部材を覆って隠すカバー体であって、前記外装パネルに取り付けられるカバー体と、を備え、前記取付部材は、前記取付凹部内から前記取付凹部の外側に突出しない状態で、前記取付凹部内に設けられている、ことを特徴とする。

本明細書で開示するセンサ取付構造によれば、周辺情報センサの外装パネルへの取付作業を簡易化できる。

車両を前方から見た斜視図である。周辺情報センサの取り付けの様子を示す分解斜視図である。取付凹部の斜視図である。取付凹部を側方から見た図である。周辺情報センサの斜視図である。カバー体を裏側からみた斜視図である。周辺情報センサを取付凹部よりも車幅方向内側に配置した様子を示す概略断面図である。周辺情報センサを取付凹部内に配置した様子を示す概略断面図である。

以下、図面を参照してセンサ取付構造について説明する。図１は、車両１０を前方から見た斜視図である。なお、以下の図面において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒ」は、それぞれ、車両前方、車両上方、車両右側方を示している。

車両１０は、運転支援機能または自動運転機能を有している。ここで、「運転支援」とは、動的運転タスクの一部を車両１０が行う機能であり、例えば、米国の自動車技術会（ＳＡＥ）で定められたレベル１またはレベル２を意味する。レベル１において、車両１０は、ステアリング操作および加減速のいずれか一方をサポートする。レベル２において、車両１０は、ステアリング操作と加減速の両方を、連携させながら運転をサポートする。また、「自動運転」とは、動的運転タスクのほぼ全てを車両１０が行う機能であり、例えば、ＳＡＥで定められたレベル３からレベル５のいずれかを意味する。レベル３は、高速道路等、特定の場所において、全ての動的運転タスクが自動化されているものの、緊急時には、ドライバーの操作が必要となる運転形態である。また、レベル４は、特定の場所に限り、全ての動的運転タスクが自動化されており、緊急時の対応も自動的に処理される運転形態である。レベル５は、場所等の制限なく、ほぼ全ての条件で自動運転が可能な運転形態であり、いわゆる、「完全自動運転」を意味する。

運転支援または自動運転を実現するために、車両１０には、周辺情報センサ４０が搭載されている。周辺情報センサ４０は、車両１０の周辺の状態を検出するセンサである。かかる周辺情報センサ４０は、例えば、イメージセンサ（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等）を含み、車両１０の周辺の像を撮像するカメラでもよい。また、周辺情報センサ４０は、電磁波を送受することで車両の周辺の物体を検知するセンサでもよい。かかるセンサとしては、例えば、ミリ波を使用するミリ波レーダーや、赤外線レーザーを使用する赤外線レーザレーダー、パルス状に発光するレーザー光を使用するライダー（Ｌｉｄａｒ）等が含まれる。また、周辺情報センサ４０は、超音波を送受することで車両１０の周辺の物体を検知するセンサ、例えば、クリアランスソナー等でもよい。また、一つの車両１０に搭載される周辺情報センサ４０は、１つ以上かつ１種類以上であれば、その個数および種類数は、特に限定されない。

本例では、図１に示すように、周辺情報センサ４０の一つを、フェンダーパネル１６に取り付けている。フェンダーパネル１６は、外装パネル１４の一部を構成するもので、金属パネルを成形してなる板金部材である。フェンダーパネル１６は、車両１０の側面であって、前輪１２の上側部分に位置している。周辺情報センサ４０は、このフェンダーパネル１６よりも車幅方向内側（車両内側、図示例におけるＲ方向）に配置されている。

この周辺情報センサ４０の取り付けについて、図２から図６を参照して説明する。図２は、周辺情報センサ４０の取り付けの様子を示す分解斜視図である。また、図３は、取付凹部１８の斜視図であり、図４は、取付凹部１８を側方（Ｒ方向）から見た図である。さらに、図５は、周辺情報センサ４０の斜視図であり、図６は、カバー体５０を裏側からみた斜視図である。なお、図３および図４では、開口および孔の位置を明確にするために、フェンダーパネル１６に墨ハッチングを施している。

フェンダーパネル１６（外装パネル１４）のうち周辺情報センサ４０の取り付け部分には、当該フェンダーパネル１６を車両内側（車幅方向内側）に陥没させてなる取付凹部１８が設けられている。取付凹部１８は、図３、図４に示すように、略四角形である。取付凹部１８の陥没方向底面２９の中央には、略矩形のパネル側開口２４が形成されている。このパネル側開口２４は、後述するセンサ本体４２の突出部４３を通過させて、検知面４４を外部に露出させるためのものである。

陥没方向底面２９には、さらに、センサ締結孔２０、カバー締結孔２２、および係止孔２６が形成されている。センサ締結孔２０は、円形の孔であり、パネル側開口２４の周囲に三つ形成されている。このセンサ締結孔２０は、周辺情報センサ４０を外装パネル１４に取り付けるための締結孔であり、センサ用クリップ３０（図２参照）が挿し込まれる孔である。センサ用クリップ３０は、周辺情報センサ４０を外装パネル１４に取り付けるための取付部材である。センサ用クリップ３０は、例えば、幅広の鍔と、当該鍔から延びる本体軸と、を有し、本外軸は、径方向に伸縮して周辺情報センサ４０のクリップ穴４６にしっかりと固着される。

カバー締結孔２２は、取付凹部１８の四つの隅部よりパネル側開口２４に近い箇所に設けられた丸孔である。各カバー締結孔２２の形成箇所は、車両外側に向かって島状に突出している。このカバー締結孔２２は、後述するカバー体５０を外装パネル１４に取り付けるための締結孔であり、カバー用クリップ５６（図６参照）が挿し込まれて、係合される孔である。

係止孔２６は、パネル側開口２４の水平方向両側に一つずつ、合計二つ形成されている。この係止孔２６は、後述する係止爪４８（図５参照）が挿し込まれて、引っかけられる孔である。本例では、一つの係止孔２６は、略矩形とし、もう一つの係止孔２６は、円形の下側に矩形が繋がった鍵穴状としている。二つの係止孔２６の配置高さは、ほぼ同じとなっている。この係止孔２６に、係止爪４８が引っかけられることで、周辺情報センサ４０が仮置きされるが、これについては後述する。

取付凹部１８の隅部には、さらに、隅孔２８が形成されている（図３参照）。各隅孔２８は、取付凹部１８の陥没方向底面２９と周面２７とにまたがる比較的大きな孔である。かかる隅孔２８を、取付凹部１８の隅部に形成することで、取付凹部１８のコーナー部の面歪が当該隅孔２８で吸収できる。そして、これにより、フェンダーパネル１６の面の歪みが低減でき、良好な表面品質を確保できる。

周辺情報センサ４０は、上述した通り、車両１０の周辺の状態を検知するセンサである。この周辺情報センサ４０は、図１に示すように、取付凹部１８（外装パネル１４）よりも車幅方向内側に配置され、外装パネル１４に取り付けられる。図５に示すように、センサ本体４２と、当該センサ本体４２を保持するセンサフレーム４５と、に大別される。センサ本体４２の中央には、車幅方向外側に突出する突出部４３が存在しており、この突出部４３の先端面は、検知用の電磁波または超音波を送受する検知面４４となる。

センサフレーム４５は、この突出部４３を外側に露出させた状態でセンサ本体４２を保持する。センサフレーム４５の車幅方向外側端面には、三つのクリップ穴４６と、二つの係止爪４８と、が設けられている。クリップ穴４６は、突出部４３をパネル側開口２４に通した状態で、センサ締結孔２０と正対する位置に設けられている。各クリップ穴４６は、センサ用クリップ３０が挿し込まれて、係合される穴である。

係止爪４８は、センサフレーム４５の車幅方向外側端面から車幅方向外側に延びた後、下方に延びる略Ｌ字状の突起である。この係止孔２６は、突出部４３をパネル側開口２４に通した状態で、係止孔２６とほぼ正対する位置に設けられている。この係止爪４８の上下方向寸法は、係止孔２６の上下方向寸法よりも小さく、係止爪４８が、係止孔２６を通過できるようになっている。また、係止爪４８の水平方向寸法は、係止孔２６の下端辺の水平方向寸法よりも小さくなっており、係止爪４８を係止孔２６に挿し込んだ際、係止爪４８が係止孔２６の下端辺に引っかかり、落下しないようになっている。

係止爪４８が係止孔２６に引っ掛かることで、周辺情報センサ４０が、所定の高さ位置で仮置きされる。そして、周辺情報センサ４０を仮置きした状態で、センサ締結孔２０およびクリップ穴４６に、センサ用クリップ３０を車両外側から嵌め込むことで、周辺情報センサ４０が外装パネル１４に締結される。なお、取付凹部１８の深さは、このセンサ用クリップ３０の頭部高さよりも十分に大きく、センサ用クリップ３０の頭部が取付凹部１８内から外側に突出しないようになっている。

カバー体５０は、取付凹部１８に取り付けられたセンサ用クリップ３０を覆って隠すプレート状部材である。カバー体５０は、取付凹部１８の外形とほぼ同じ、あるいは、取付凹部１８の外形を僅かに内側にオフセットさせた外形を有している。カバー体５０の中央であって、パネル側開口２４と正対する箇所には、周辺情報センサ４０の検知面４４を外部に露出させるためのカバー側開口５２が形成されている。また、カバー体５０の外側面は、図２に示すように、凹凸のない円滑面であり、フェンダーパネル１６の外側面とほぼ同じ質感を有している。このカバー体５０を取付凹部１８に取り付けた際、当該カバー体５０の外側面は、その周囲を取り囲むフェンダーパネル１６の外側面と滑らかに連なる。

カバー体５０の内側面には、図６に示すように、四つの台座部５４が突出形成されている。さらに、各台座部５４からは、カバー用クリップ５６が車幅方向内側に向かって立脚している。カバー用クリップ５６は、取付凹部１８のカバー締結孔２２に挿し込まれて、係合されるクリップである。したがって、カバー用クリップ５６は、カバー締結孔２２と正対する位置に設けられている。なお、この台座部５４の高さは、クリップ締結されたカバー体５０の外表面が、その周囲のフェンダーパネル１６の外側面と滑らかに連なるような高さに、設定されている。かかるカバー体５０は、カバー用クリップ５６をカバー締結孔２２に嵌め込むように、車両１０の外側から取付凹部１８に嵌め合わせることで、取付凹部１８に取り付けられる。

次に、本例における周辺情報センサ４０の取り付けの手順について説明する。周辺情報センサ４０をフェンダーパネル１６に取り付ける際には、まず、周辺情報センサ４０をフェンダーパネル１６より車幅方向内側に持っていく。続いて、周辺情報センサ４０の突出部４３をパネル側開口２４に通すとともに、係止爪４８を係止孔２６に引っかける。係止爪４８が係止孔２６に引っかかれば、作業者は、三つのセンサ用クリップ３０を、車両１０の外側から、センサ締結孔２０およびクリップ穴４６に挿し込んで、係合させる。このセンサ用クリップ３０の締結作業は、車両外側からの作業になるため、車両内側から作業する場合に比べて、容易に行うことができる。また、この時点で、周辺情報センサ４０は、係止爪４８により仮置きされているため、作業者は、必要に応じて、周辺情報センサ４０から手を離すことができる。その結果、必要に応じて両手を自由に使えるため、作業者の作業性をより向上できる。

周辺情報センサ４０が取付凹部１８に締結できれば、続いて、カバー体５０を取付凹部１８に締結する。具体的には、作業者は、カバー体５０のカバー用クリップ５６が、取付凹部１８のカバー締結孔２２に挿し込まれるように、当該カバー体５０を車両１０の外側から取付凹部１８に嵌め込む。そして、カバー用クリップ５６がカバー締結孔２２に挿し込まれ、係合されることで、カバー体５０が取付凹部１８に取り付けられる。

このカバー体５０の締結作業も、車両外側からの作業になるため、車両内側から作業する場合に比べて、容易に行うことができる。また、カバー体５０を取り付けることで、取付凹部１８内で露出しているセンサ用クリップ３０の頭部や係止爪４８が、カバー体５０で覆われて隠されるため、車両１０の意匠性が向上する。その一方で、周辺情報センサ４０の検知面４４は、パネル側開口２４およびカバー側開口５２を介して外部に露出している。その結果、検知用の電磁波または超音波を良好に送受することができ、周辺情報センサ４０の精度低下を抑制できる。

以上の説明から明らかな通り、本例では、周辺情報センサ４０およびカバー体５０は、いずれも、車両１０の外側からアクセスすることで取り付けることができる。その結果、周辺情報センサ４０等の締結作業を簡易化できる。その一方で、締結に用いたクリップ３０，５６の頭部は、カバー体５０で覆われて隠されるため、車両１０の意匠性低下を効果的に抑制できる。

また、本例では、周辺情報センサ４０を取付凹部１８よりも車幅方向内側に配置している。かかる構成とすることで、取付凹部１８の深さを小さく抑えることができ、取付凹部１８周辺の外装パネル１４の歪みを低減できる。これについて、図７、図８を参照して説明する。図７は、本例のように周辺情報センサ４０を取付凹部１８よりも車幅方向内側に配置した様子を示す概略断面図であり、図８は、周辺情報センサ４０を取付凹部１８内に配置した様子を示す概略断面図である。

これまでの説明では、周辺情報センサ４０は、図７に示すように、取付凹部１８よりも車両１０内側に配置している。しかし、図８に示すように、周辺情報センサ４０を取付凹部１８内（底面２９よりも車両外側）に配置することも考えられる。この場合であっても、センサ用クリップ３０は、車両外側から挿し込めるため、作業性は、図７の場合と大差ない。しかし、取付凹部１８内に周辺情報センサ４０を配置した場合、取付凹部１８の深さＬｂを、周辺情報センサ４０の厚みＬａよりも大きくする必要がある。周辺情報センサ４０の厚みＬａは、そのセンサ種類等によっても異なるが、一般的にセンサ用クリップ３０の頭部高さＬｃよりも十分に大きい。

ここで、一般に、取付凹部１８は、絞り加工で形成される。取付凹部１８の深さＬｂが大きい場合には、１回の絞り加工では形成できず、複数回の絞り加工に分けて、徐々に深くしていく必要があり、外装パネル１４の製造工数の増加を招く。また、取付凹部１８の深さＬｂが過度に大きい場合には、複数回の絞り加工に分けたとしても、材料の割れや、面歪みが発生しやすくなり、外装パネル１４の面品質の低下を招くおそれがあった。

一方、図７に示すように、周辺情報センサ４０を取付凹部１８の底面２９よりも車両１０内側に配置した場合、取付凹部１８の深さＬｂは、センサ用クリップ３０の頭部高さＬｃより大きければよい。センサ用クリップ３０の頭部高さＬｃは、上述した通り、周辺情報センサ４０の厚みＬａより十分に小さいため、図７の構成とすることで、取付凹部１８の深さＬｂを小さく抑えることができる。その結果、取付凹部１８を形成するための絞り加工の工数を低減できる。また、絞り加工に起因する割れや面歪も少なくなるため、外装パネル１４の面品質を高く保つことができる。さらに、上述した通り、本例では、取付凹部１８の隅部に、面のゆがみを吸収する隅孔２８を形成しているため、表面品質をより高く保つことができる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、取付凹部１８よりも車両内側に配置された周辺情報センサ４０が、取付部材により車両外側から外装パネル１４に取り付けられ、この取付部材を外装パネル１４に取り付けられたカバー体５０で覆って隠すのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、締結孔２０，２２や係止孔２６の個数や位置は、適宜変更されてもよい。また、本例では、周辺情報センサ４０を取り付ける取付部材としてクリップを用いているが、他の取付部材を用いてもよい。例えば、ボルトやリベット等を取付部材として用いてもよい。

また、本例では、周辺情報センサ４０に係止爪４８、取付凹部１８に係止孔２６を設けているが、これは逆にしてもよい。すなわち、取付凹部１８の底面２９から車両内側に向かって突出する係止爪を形成し、周辺情報センサ４０に、係止爪が引っ掛かる係止孔を設けてもよい。また、場合によっては、係止爪４８および係止孔２６自体を無くしてもよい。

また、カバー体５０も、当該カバー体５０から立脚するクリップ以外の手段で取り付けられてもよい。例えば、カバー体５０の周縁に、取付凹部１８の周縁に係合する係合爪を形成し、これによりカバー体５０を取付凹部１８に取り付けてもよい。

さらに、十分な検出精度を確保できるのであれば、パネル側開口２４およびカバー側開口５２は、なくてもよく、カバー側開口５２で取付凹部１８の全面を覆うようにしてもよい。かかる構成とすることで、周辺情報センサ４０が殆んど目立たず、車両１０の意匠性がより向上する。

また、これまでの説明では、周辺情報センサ４０を取り付ける外装パネル１４としてフェンダーパネル１６を例に挙げて説明したが、外装パネル１４は、車両１０の外表面を構成するパネルであれば、フェンダーパネル１６に限らず、他のパネルでもよい。例えば、周辺情報センサ４０は、車両１０の前面や後面に設けられたパネルや、サイドドアの下側にあるロッカパネル等に取り付けられてもよい。

１０車両、１２前輪、１４外装パネル、１６フェンダーパネル、１８取付凹部、２０センサ締結孔、２２カバー締結孔、２４パネル側開口、２６係止孔、２８隅孔、３０センサ用クリップ、４０周辺情報センサ、４２センサ本体、４３突出部、４４検知面、４５センサフレーム、４６クリップ穴、４８係止爪、５０カバー体、５２カバー側開口、５４台座部、５６カバー用クリップ。

Claims

車両の外装パネルの一部を車両内側に陥没させて構成される取付凹部と、
前記車両の周辺情報を検知する周辺情報センサであって、少なくとも一部が前記取付凹部よりも車両内側に配置される周辺情報センサと、
前記車両の外側から前記周辺情報センサを前記外装パネルに取り付ける取付部材と、
前記取付凹部に取り付けられた前記取付部材を覆って隠すカバー体であって、前記外装パネルに取り付けられるカバー体と、
を備え、
前記取付凹部の少なくとも一つの隅部には、貫通孔である隅孔が形成されており、
前記隅孔は、前記取付凹部の陥没方向底面と前記取付凹部の周面とに跨って形成されている、
ことを特徴とするセンサ取付構造。
請求項１に記載のセンサ取付構造であって、
前記取付凹部の陥没方向底面には、前記周辺情報センサの少なくとも一部を露出させるパネル側開口が形成されている、ことを特徴とするセンサ取付構造。
請求項２に記載のセンサ取付構造であって、
前記カバー体のうち、前記パネル側開口と対向する部分には、前記周辺情報センサの少なくとも一部を露出させるカバー側開口が形成されている、ことを特徴とするセンサ取付構造。
請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ取付構造であって、
前記周辺情報センサおよび前記取付凹部の一方は、他方側に向かって突出する係止爪を有し、
前記周辺情報センサおよび前記取付凹部の他方は、前記係止爪が挿し込まれ、引っ掛けられる係止孔を有する、
ことを特徴とするセンサ取付構造。
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ取付構造であって、
前記カバー体は、その裏面から突出するカバー用クリップにより、前記取付凹部の陥没方向底面に締結される、ことを特徴とするセンサ取付構造。
車両の外装パネルの一部を車両内側に陥没させて構成される取付凹部と、
前記車両の周辺情報を検知する周辺情報センサであって、少なくとも一部が前記取付凹部よりも車両内側に配置される周辺情報センサと、
前記車両の外側から前記周辺情報センサを前記外装パネルに取り付ける取付部材と、
前記取付凹部に取り付けられた前記取付部材を覆って隠すカバー体であって、前記外装パネルに取り付けられるカバー体と、
を備え、
前記取付部材は、前記取付凹部内から前記取付凹部の外側に突出しない状態で、前記取付凹部内に設けられている、
ことを特徴とするセンサ取付構造。