CN114056242A - 车辆用传感器搭载构造 - Google Patents

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Abstract

一种将GNSS天线和用于检测车辆的外部状况的至少一个外部传感器搭载于车辆的车顶上的车辆用传感器搭载构造，该车辆用传感器搭载构造分别具备形成于车顶并用于外部传感器的传感器配线进入车顶的下方的第一配线孔、和形成于车顶并用于GNSS天线的天线配线进入车顶的下方的第二配线孔。

Description

车辆用传感器搭载构造
技术领域
本发明涉及车辆用传感器搭载构造。
背景技术
以往，作为与车辆用传感器搭载构造相关的技术文献，已知有日本特开2011-055694。在该公报中示出，通过沿着车辆的车顶周缘的骨架部配置传感器用的配线来实现加强和配置作业的高效化。
发明内容
在车辆的车顶上设置传感器等的情况下，为了与车内的运算装置、电源连接而使配线从车内穿到车顶上。然而，若使各种各样的配线集中在一起穿到车顶上，则有可能引起电干涉，因噪声而使传感器精度下降。
因此，在本技术领域中，希望提供一种能够在车顶上设置传感器等的车辆中抑制穿过车顶时的配线间的电干涉的车辆用传感器搭载构造。
本发明的一个技术方案涉及将GNSS[Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统]天线和用于检测车辆的外部状况的至少一个外部传感器搭载于车辆的车顶上的车辆用传感器搭载构造，所述车辆用传感器搭载构造分别具备形成于车顶并用于外部传感器的传感器配线进入车顶的下方的第一配线孔、和形成于车顶并用于GNSS天线的天线配线进入车顶的下方的第二配线孔。
根据本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造，由于分别具备用于外部传感器的传感器配线进入车顶的下方的第一配线孔、和用于与外部传感器相比处理微弱的信号的GNSS天线的天线配线进入车顶的下方的第二配线孔，因此，与使外部传感器的配线和天线配线穿过同一孔的以往的构造相比，能够抑制穿过车顶时的配线间的电干涉。
在本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造中，第一配线孔与第二配线孔可以分离开孔用干涉降低距离以上地形成。根据该车辆用传感器搭载构造，第一配线孔与第二配线孔分离开孔用干涉降低距离以上地形成，因此能够适当地抑制GNSS天线的微弱的信号被外部传感器的信号干涉。
在本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造中，外部传感器与GNSS天线可以分离开传感器用干涉降低距离以上地配置。根据该车辆用传感器搭载构造，外部传感器与GNSS天线分离开传感器用干涉降低距离以上地形成，因此能够适当地抑制GNSS天线的微弱信号被外部传感器的信号干涉。
在本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造中，传感器配线与天线配线可以以相距配线用干涉降低距离以上的方式配置。根据该车辆用传感器搭载构造，传感器配线与天线配线以相距配线用干涉降低距离以上的方式配置，因此能够抑制在第一配线孔和第二配线孔以外的地方产生配线间的电干涉。
在本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造中，车辆的车顶可以以作为屏蔽件发挥功能的方式通过导电材料而被接地连接。根据该车辆用传感器搭载构造，通过车辆的车顶作为屏蔽件发挥功能，即使在传感器配线与天线配线在车顶的上下接近的情况下，也能够抑制产生配线间的电干涉。
在本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造中，可以是，外部传感器经由传感器电源配线与车顶的下方的电源连接，GNSS天线经由天线电源配线与电源连接，传感器电源配线穿过第一配线孔将外部传感器与电源连接，天线电源配线穿过第二配线孔将GNSS天线与电源连接。根据该车辆用传感器搭载构造，外部传感器的传感器电源配线穿过第一配线孔，GNSS天线的天线电源配线穿过第二配线孔，因此，与传感器电源配线穿过第二配线孔时相比能够抑制外部传感器的传感器电源配线对天线配线的电干涉，并且与天线电源配线穿过第一配线孔时相比能够抑制天线电源配线对传感器配线的电干涉。
根据本发明的一个技术方案的车辆用传感器搭载构造，能够在车顶上设置外部传感器和GNSS天线的车辆中抑制穿过车顶时的配线间的电干涉。
附图说明
以下将参考附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：
图1是表示车辆的车顶的一例的图。
图2是表示车辆的车顶上的外部传感器的配线和GNSS天线的天线配线的配置的一例的图。
图3是表示车内的外部传感器的配线和GNSS天线的天线配线的配置的一例的图。
图4是用于说明车顶上下的配线的关系的图。
图5是表示外部传感器的传感器电源配线和GNSS天线的天线电源配线的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示车辆的车顶的一例的图。在图1中示出车辆(车身)1和车顶10。在本实施方式的车辆用传感器搭载构造中，在例如图1所示那样的车辆的车顶上，搭载GNSS天线和用于检测车辆的外部状况的至少一个外部传感器。在图1中没有图示外部传感器等。车辆只要具有足够的大小的车顶即可，没有特别限定，可以是乘用车也可以是货车。
GNSS天线只要是能够接收GNSS[Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统]的信号的天线即可，没有特别限定。作为GNSS信号的频带，已知有例如L1频率(1575.42MHz)、L2频率(1227.60MHz)、L5频带(1176.45MHz)。
作为外部传感器，可例举相机、激光雷达[Light Detection and Ranging]、窄角毫米波雷达、全方位毫米波雷达等。相机是通过图像检测对车辆的外部状况进行检测的传感器。激光雷达是利用光对车辆的外部的物体进行检测的检测设备。窄角毫米波雷达和全方位毫米波雷达是利用电波(例如毫米波)对车辆的外部的物体进行检测的检测设备。窄角毫米波雷达与全方位毫米波雷达的检测范围不同，窄角毫米波雷达为比全方位毫米波雷达窄的角度的检测范围。
已知有在外部传感器与GNSS天线之间产生信号的干涉的情况。外部传感器的信号由于处于GNSS信号的频带的附近而产生干涉。具体而言，以作为相机和激光雷达的信号而通常使用的LVDS信号基准时钟为例，当LVDS信号基准时钟为65MHz时，65MHz的18倍的频率即1170MHz处于GNSS信号的L5频率(1176.45MHz)的附近，因此可能产生干涉。65MHz的19倍的频率即1235MHz也处于L2频率(1227.60MHz)的附近，因此可能产生干涉。当LVDS信号基准时钟为112MHz时，112MHz的14倍的频率即1568MHz处于GNSS信号的L1频率(1575.42MHz)的附近，因此可能产生干涉。这样，在车辆1的车顶10上设置外部传感器和GNSS天线的情况下，信号的干涉成为问题。
图2是表示车辆的车顶上的外部传感器的配线和GNSS[Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统]天线的天线配线的配置的一例的图。在图2中示出将车辆1的前方向设为F、将车辆1的右方向设为R的坐标系。
在图2中，作为设置于车顶10上的外部传感器的一例，示出前方相机Cf、前方右侧相机Cfr、前方左侧相机Cfl、后方相机Cr、后方右侧激光雷达Lrr、后方左侧激光雷达Lrl、第1前方右侧窄角毫米波雷达Mfra、第2前方右侧窄角毫米波雷达Mfrb、第3前方右侧窄角毫米波雷达Mfrc、第1前方左侧窄角毫米波雷达Mfla、第2前方左侧窄角毫米波雷达Mflb、第3前方左侧窄角毫米波雷达Mflc、后方右侧窄角毫米波雷达Mrr、以及后方左侧窄角毫米波雷达Mrl。另外，作为设置于车顶10上的GNSS天线的一例，示出前方GNSS天线Gf和后方GNSS天线Gr。之后，在对外部传感器进行统称的情况下省略附图标记的记载。
接着，对图2中的配线孔和配线的配置进行说明。如图2所示，作为用于外部传感器的配线进入车顶10的下方的第一配线孔，在车顶10设置有前方配线孔11a、前方右侧配线孔11b、前方左侧配线孔11c、后方配线孔11d、后方右侧配线孔11e、以及后方左侧配线孔11f。
与前方相机Cf连接的传感器配线21f穿过前方配线孔11a。与前方右侧相机Cfr、第1前方右侧窄角毫米波雷达Mfra、第2前方右侧窄角毫米波雷达Mfrb以及第3前方右侧窄角毫米波雷达Mfrc连接的传感器配线21fr穿过前方右侧配线孔11b。
与前方左侧相机Cfl、第1前方左侧窄角毫米波雷达Mfla、第2前方左侧窄角毫米波雷达Mflb、以及第3前方左侧窄角毫米波雷达Mflc连接的传感器配线21fl穿过前方左侧配线孔11c。之后，在对传感器配线进行统称的情况下省略附图标记的记载。传感器配线既可以像传感器配线21fr那样捆束朝向各传感器的配线的一部分，也可以像传感器配线21fl那样按每个传感器分开配置。
与后方相机Cr连接的传感器配线21r穿过后方配线孔11d。与后方右侧激光雷达Lrr和后方右侧窄角毫米波雷达Mrr连接的传感器配线21rr穿过后方右侧配线孔11e。与后方左侧激光雷达Lrl和后方左侧窄角毫米波雷达Mrl连接的传感器配线21rl穿过后方左侧配线孔11f。
另外，在车顶10设置有中央配线孔12作为用于GNSS天线(前方GNSS天线Gf和后方GNSS天线Gr)的天线配线进入车顶10的下方的第二配线孔。与前方GNSS天线Gf连接的天线配线22f和与后方GNSS天线Gr连接的天线配线22r穿过中央配线孔12。
如图2所示，中央配线孔12与前方右侧配线孔11b分离开孔用干涉降低距离DH以上地形成。前方右侧配线孔11b是传感器配线穿过的第一配线孔中的最接近第二配线孔(中央配线孔12)的孔。即，在本实施方式中，传感器配线穿过的第一配线孔(前方右侧配线孔11b等)与天线配线穿过的第二配线孔(中央配线孔12)分离开孔用干涉降低距离DH以上地形成。在图2中示出以中央配线孔12为中心并以孔用干涉降低距离DH为半径的假想圆H。
孔用干涉降低距离DH是预先决定的距离，例如作为俯视时的直线距离被计测。孔用干涉降低距离DH例如可以设为127mm。孔用干涉降低距离DH也可以将安全系数估计在内而设为254mm。关于数值，例如可以参考美国国家标准学会(ANSI：American NationalStandards Institute)所规定的TIA/EIA569。孔用干涉降低距离DH例如也可以作为能够适当地抑制静电感应和电磁感应的影响的距离而根据传感器配线和天线配线的信号强度来变更。
如图2所示，前方GNSS天线Gf与第3前方左侧窄角毫米波雷达Mflc分离开传感器用干涉降低距离DS以上地配置。第3前方左侧窄角毫米波雷达Mflc是在车顶10上最接近前方GNSS天线Gf的外部传感器。此外，在距后方GNSS天线Gr小于传感器用干涉降低距离DS的位置不存在外部传感器。即，在本实施方式中，外部传感器(第3前方左侧窄角毫米波雷达Mflc等)与GNSS天线(前方GNSS天线Gf和后方GNSS天线Gr)分离开传感器用干涉降低距离DS以上地配置。
传感器用干涉降低距离DS例如可以设为与孔用干涉降低距离DH相同的距离。传感器用干涉降低距离DS例如作为外部传感器中的最接近GNSS天线的端部与GNSS天线中的最接近该外部传感器的端部的直线距离被计测。传感器用干涉降低距离DS也可以是比孔用干涉降低距离DH长的距离，还可以是比孔用干涉降低距离DH短的距离。
如图2所示，传感器配线21fr与天线配线22f分离开配线用干涉降低距离DC以上地配置。传感器配线21fr是在车顶10上最接近天线配线22f、22r的传感器配线。即，在本实施方式中，外部传感器的传感器配线(传感器配线21fr等)与天线配线22f、22r在车顶10上的整个范围分离开配线用干涉降低距离DC以上地配置。
配线用干涉降低距离DC例如可以设为与孔用干涉降低距离DH相同的距离。配线用干涉降低距离DC作为传感器配线与天线配线的最短距离被计测。配线用干涉降低距离DC也可以是比孔用干涉降低距离DH长的距离。
图3是表示车内的外部传感器的配线和GNSS天线的天线配线的配置的一例的图。在图3中车顶10上的要素(外部传感器、传感器配线、GNSS天线、天线配线)由虚线示出。
在图3中，作为设置于比车顶10靠下的位置的外部传感器的一例，示出前方激光雷达Lf、前方右侧激光雷达Lfr、前方左侧激光雷达Lfl、后方激光雷达Lr、前方右侧全方位毫米波雷达AMfr、前方窄角毫米波雷达Mf、后方窄角毫米波雷达Mr、前方左侧全方位毫米波雷达AMfl、后方右侧全方位毫米波雷达AMrr、以及后方左侧全方位毫米波雷达AMrl。
另外，在图3中示出ECU[Electronic Control Unit：电子控制单元]30、用于将外部传感器与ECU30连接的车身侧传感器配线31a、31b、31c、以及用于将GNSS天线与ECU30连接的车身侧天线配线32。
ECU30是具有CPU[Central Processing Unit：中央处理单元]、ROM[Read OnlyMemory：只读存储器]、RAM[Random Access Memory：随机存取存储器]等的电子控制单元。在ECU30中，例如，通过将存储于ROM的程序向RAM加载并利用CPU执行加载到RAM的程序来进行各种运算。ECU30也可以由多个电子单元构成。
ECU30具有接收GNSS天线接收到的信号的GNSS接收机的功能。ECU30例如基于GNSS天线接收到的信号，执行推定车辆在地图上的位置的本车位置推定处理。ECU30也可以具有作为将外部传感器的信号变换为运算用的信号的信号变换器的功能。ECU30例如基于外部传感器的信号，进行识别车辆外部的其他车辆的位置等的外部环境识别处理。
车身侧传感器配线31a是将车顶10上的所有的外部传感器与ECU30连接的配线。车身侧传感器配线31a穿过前方配线孔11a与车顶10上的传感器配线21f相连。车身侧传感器配线31a穿过前方右侧配线孔11b与车顶10上的传感器配线21fr相连。车身侧传感器配线31a穿过前方左侧配线孔11c与车顶10上的传感器配线21fl相连。同样地，车身侧传感器配线31a穿过后方配线孔11d、后方右侧配线孔11e以及后方左侧配线孔11f分别与传感器配线21r、传感器配线21rr以及传感器配线21rl相连。
另外，车身侧传感器配线31a与位于车顶10的下方的外部传感器中的前方激光雷达Lf、前方右侧激光雷达Lfr、前方左侧激光雷达Lfl、前方右侧全方位毫米波雷达AMfr、前方窄角毫米波雷达Mf、以及前方左侧全方位毫米波雷达AMfl连接。
车身侧传感器配线31b、31c不穿过任何配线孔，仅与位于车顶10的下方的位置的外部传感器连接。车身侧传感器配线31b是向ECU30的右后方延伸、将ECU30与后方右侧全方位毫米波雷达AMrr连接的配线。车身侧传感器配线31c是向ECU30的后方延伸、将ECU30与后方窄角毫米波雷达Mr、后方激光雷达Lr、以及后方左侧全方位毫米波雷达AMrl连接的配线。
车身侧天线配线32是将GNSS天线Gf、Gr与ECU30连接的配线。车身侧天线配线32穿过中央配线孔12与车顶10上的天线配线22f、22r相连。
车身侧天线配线32与车身侧传感器配线31a、31b、31c分离开配置。车身侧天线配线32也可以配置为与车身侧传感器配线31a、31b、31c分离开配线用干涉降低距离DC以上。图3中，例如通过在高度方向上也保持距离，能够使车身侧天线配线32与最近的车身侧传感器配线31c配置为分离开配线用干涉降低距离DC以上。或者，也可以在车身侧天线配线32或车身侧传感器配线31c中局部地设置降低配线间的干涉的屏蔽部位。
接着，对使车顶10作为屏蔽件发挥功能的技术方案进行说明。例如，通过在图1所示的车辆(车身)1中对车顶10和与轮胎相连的部位(支柱、纵梁及其他)使用导电材料，能够使车顶10接地连接。车顶10例如通过点焊与前车身支柱、中央车身支柱、后侧围板(英文：quarter panel)等连接。
另外，为了使车顶10作为屏蔽件发挥功能而使用导电材料形成。导电材料是指金属、导电性树脂等具有导电性的材料。导电材料只要具有使车顶10作为屏蔽件发挥功能的程度的导电性即可，没有特别限定。
图4是用于说明车顶10的上下的配线的关系的图。在图4中，作为用于说明的例示，示出了传感器配线21与车身侧天线配线32位于夹着车顶10的位置的情况。在该情况下，车顶10的厚度Th例如可以设为1mm以上。车顶10的厚度Th越厚越能得到衰减效果。车顶10的厚度Th也可以根据配线被覆的绝缘体的厚度和信号的频率来决定。
接着，对电源配线进行说明。图5是表示外部传感器的传感器电源配线和GNSS天线的天线电源配线的一例的图。在图5中示出配置于车身侧(比车顶10靠下的位置)的电源40、与电源40连接的车身侧传感器电源配线41、与车顶10上的外部传感器连接的传感器电源配线42、与电源40连接的车身侧天线电源配线43、与前方GNSS天线Gf连接的天线电源配线44f、以及与后方GNSS天线Gr连接的天线电源配线44r。电源40例如是车辆1的蓄电器。
车身侧传感器电源配线41经由前方右侧配线孔11b与车顶10上的传感器电源配线42相连。在图4中作为一例，传感器电源配线42与前方右侧相机Cfr、第1前方右侧窄角毫米波雷达Mfra、第2前方右侧窄角毫米波雷达Mfrb、以及第3前方右侧窄角毫米波雷达Mfrc连接。此外，也可以对每个传感器设置单独的传感器电源配线。
为了降低对前方GNSS天线Gf和后方GNSS天线Gr的信号的电干涉，传感器电源配线42也可以与天线配线22f、22r分离开预定距离(例如配线用干涉降低距离DC)以上地配置。同样地，车身侧传感器电源配线41也可以与车身侧天线配线32分离开预定距离(例如配线用干涉降低距离DC)以上地配置。
车身侧天线电源配线43经由中央配线孔12与车顶10上的天线电源配线44f、44r相连。为了降低对外部传感器的信号的电干涉，车身侧天线电源配线43也可以与车身侧传感器配线31分离开预定距离(例如配线用干涉降低距离DC)以上地配置。同样地，天线电源配线44f、44r也可以与传感器配线21fr分离开预定距离(例如配线用干涉降低距离DC)以上地配置。天线电源配线44f、44r也可以与所有的传感器配线(传感器配线21f等)分离开预定距离(例如配线用干涉降低距离DC)以上地配置。
此外，在使用传感器除霜用的加热器电力线作为电源配线那样的处理大电流的配线的情况下，也可以使加热器电力线与传感器配线及天线配线22f、22r分离开预定距离(例如配线用干涉降低距离DC)以上地配置。
根据以上所说明的本实施方式的车辆用传感器搭载构造，由于分别具备用于外部传感器的传感器配线进入车顶10的下方的第一配线孔11a～11f、和用于与外部传感器相比处理微弱的信号的GNSS天线Gf、Gr的天线配线22f、22r进入车顶10的下方的第二配线孔(中央配线孔)12，因此，与使外部传感器的配线和天线配线22f、22r穿过同一孔的以往的构造相比，能够抑制穿过车顶10时的配线间的电干涉。
另外，根据该车辆用传感器搭载构造，由于第一配线孔11a～11f与第二配线孔12分离开孔用干涉降低距离DH以上地形成，因此能够适当地抑制GNSS天线Gf、Gr的微弱的信号被外部传感器的信号干涉。而且，根据该车辆用传感器搭载构造，由于在车顶10上外部传感器与GNSS天线Gf、Gr分离开传感器用干涉降低距离DS以上地形成，因此能够适当地抑制GNSS天线Gf、Gr的微弱的信号被外部传感器的信号干涉。
根据该车辆用传感器搭载构造，由于在车顶10上传感器配线与天线配线22f、22r以相距配线用干涉降低距离DC以上的方式配置，因此能够抑制在第一配线孔11a～11f和第二配线孔12以外的地方产生配线间的电干涉。
根据该车辆用传感器搭载构造，通过车辆1的车顶10作为屏蔽件发挥功能，即使在传感器配线与天线配线22f、22r在车顶10的上下接近的情况下，也能够抑制产生配线间的电干涉。
而且，根据该车辆用传感器搭载构造，外部传感器的传感器电源配线41、42穿过第一配线孔(在图4中为11b)，GNSS天线Gf、Gr的天线电源配线43、44f、44r穿过第二配线孔12，因此，与传感器电源配线41、42穿过第二配线孔12时相比，能够抑制传感器电源配线41、42对天线配线22f、22r的电干涉，并且与天线电源配线43、44f、44r穿过第一配线孔11a～11f时相比，能够抑制天线电源配线43、44f、44r对传感器配线的电干涉。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式。本发明能够以上述的实施方式为代表，以基于本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改良后的各种方式实施。
第一配线孔和第二配线孔相对于车顶10的位置没有特别限定。第二配线孔不必是位于车顶10的中央附近处的中央配线孔。第二配线孔也可以设置于车顶10的外周侧，第一配线孔也可以设置于车顶10的中央附近。
图2、3、5所示的外部传感器、GNSS天线以及各配线的配置为一例，外部传感器的数量、种类、位置没有特别限定。GNSS天线也可以是一个，在车顶10上的位置也没有限定。各配线若被实施具备适当的绝缘性的被覆处理则不必分离开传感器用干涉降低距离DS以上地配置。在该情况下，关于第一配置孔和第二配置孔，也不必分离开孔用干涉降低距离DH以上地形成。关于外部传感器或GNSS天线，在采用了充分抑制电干涉的构造等情况下，也不必分离开传感器用干涉降低距离DS以上地配置。
关于电源配线也是，如果存在设计上的需要，则传感器电源配线41、42也可以穿过第二配线孔12，天线电源配线43、44f、44r也可以穿过第一配线孔11a～11f。

Claims (6)

1.一种车辆用传感器搭载构造，是将GNSS天线和用于检测车辆的外部状况的至少一个外部传感器搭载于所述车辆的车顶上的车辆用传感器搭载构造，其特征在于，
所述车辆用传感器搭载构造分别具备：
第一配线孔，形成于所述车顶并用于所述外部传感器的传感器配线进入所述车顶的下方；和
第二配线孔，形成于所述车顶并用于所述GNSS天线的天线配线进入所述车顶的下方。
2.根据权利要求1所述的车辆用传感器搭载构造，其特征在于，
所述第一配线孔与所述第二配线孔分离开孔用干涉降低距离以上地形成。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用传感器搭载构造，其特征在于，
所述外部传感器与所述GNSS天线分离开传感器用干涉降低距离以上地配置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用传感器搭载构造，其特征在于，
所述传感器配线与所述天线配线分离开配线用干涉降低距离以上地配置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用传感器搭载构造，其特征在于，
所述车辆的车顶以作为屏蔽件发挥功能的方式通过导电材料被接地连接。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用传感器搭载构造，其特征在于，
所述外部传感器经由传感器电源配线与所述车顶的下方的电源连接，
所述GNSS天线经由天线电源配线与所述电源连接，
所述传感器电源配线穿过所述第一配线孔将所述外部传感器与所述电源连接，
所述天线电源配线穿过所述第二配线孔将所述GNSS天线与所述电源连接。
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