JP2010204030A

JP2010204030A - 車載レーダ用アンテナ

Info

Publication number: JP2010204030A
Application number: JP2009052354A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Makabe; 俊介真壁
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】操舵輪の影響による誤認識を防止しつつ、車両側部に配設するアンテナの位置を最適化する。
【解決手段】アンテナ１０ａ〜１０ｄを、サイドシルスポイラ１０５内に収納できる範囲でアンテナ性能を十分に発揮できるように配置する。このとき、操舵でホイール１０３ａが外側に張り出す可能性のある前側のアンテナ〜ホイール間隔Ｂ１は、誤検出やマルチパスフェージングの影響を無くすため、レーダ波長λの４倍以上に設定する。また、アンテナ〜アンテナ間隔Ａ１，Ａ２，Ａ３は、アイソレーションを取るため、レーダ波長λの２倍以上に設定する。一方、ホイールが外側に張り出すことのない後側（非操舵輪側）のアンテナ〜ホイール間隔Ｂ２は、レーダ波長λの３倍以上に設定する。これにより、操舵輪の影響による誤認識を防止しつつ、車両側部に配設するアンテナの位置を最適化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両外部へレーダ波を送信し、車両周囲に存在する物体で反射された反射波を受信する車載レーダ用アンテナに関する。

近年、自動車等の車両においては、レーダを搭載して自車両の周囲に存在する物体を検出し、衝突防止やオートクルーズ走行制御等に利用する技術が採用されている。この場合、車両周囲の物体を検出するには、レーダ用のアンテナを車体の複数箇所に配置する必要がある。

例えば、特許文献１には、車両前部の左右のピラー内、サイドプロテクタ内、ルーフの縁部等にアンテナを取付けることで、車両周囲の物体を検出して測距を行う技術が開示されている。また、特に車両側部の物体を検出するため、特許文献２には、白車両の左右側部にレーダ装置を配置し、自車側方に接近する他車を検出する技術が開示されている。

特開平９−１７８８３９号公報特開２００８−５２３９９号公報

しかしながら、車両の側方の物体を確実に検出するには、車両長手方向の検出領域を拡大する必要があり、レーダ用のアンテナを車両側部に複数配置しなければならない。このため、一部のアンテナの位置が操舵輪に近くなり、右折や左折、進路変更等によって操舵輪が横方向に動くと、金属であるホイールが横方向に車体からはみ出てアンテナの検出領域に入ってしまい、誤認識する虞がある。この場合、一義的にアンテナ位置を操舵輪から離すと、車両側部の限られた範囲に設置できるアンテナの数が限定されてしまい、車両側方の探索範囲が狭くなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、操舵輪の影響による誤認識を防止しつつ、車両側部に配設するアンテナの位置を最適化することのできる車載レーダ用アンテナを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車載レーダ用アンテナは、車両外部にレーダ波を送信して周囲に存在する物体で反射された反射波を受信する車載レーダ用アンテナであって、車両の側部に複数のアンテナを配置し、これらの複数のアンテナのうち、タイヤのホイールに近いアンテナの位置を上記レーダ波の波長に基づいて所定距離以上に設定することを特徴とする。

本発明によれば、車両の側部に配置した複数のアンテナのうち、タイヤのホイールに近いアンテナの位置をレーダ波の波長に基づいて所定距離以上に設定するため、操舵輪の影響による誤認識を防止しつつ、車両側部に配設するアンテナの位置を最適化することができる。

自動車のアンテナ配置を示す説明図直進時の検出領域を示す説明図左折時の検出領域を示す説明図右折時の検出領域を示す説明図周波数とアンテナの必要配置長さとの関係を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１００は、周囲に存在する物体を検出して距離を測定するレーダ装置を搭載した自動車を示している。本実施の形態においては、自動車１００は、特に、側方の物体を検出して測距を行うためのレーダ用アンテナとして、左右のフロントドア１０１及びリヤドア１０２の下部に、複数のアンテナを配設している。図１は、車両前部のタイヤ１０３のタイヤハウスから後部のタイヤ１０４のタイヤハウスにかけてドア下部に配設されるサイドシルスポイラ１０５内に、前方から順に４個のアンテナ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを配置した例を示している。

尚、アンテナ１０ａ〜１０ｄは、送信と受信とを別にしたタイプであっても良く、或いは送信と受信を兼用するものでも良い。また、アンテナ１０ａ〜１０ｄは、サイドシルスポイラ１０５内に代えて、サイドプロテクタ１０６内に配置しても良い。

これらのアンテナ１０ａ〜１０ｄを車両側部に配置してレーダ波を送受信し、車両側部の物体を検出する場合、直進走行では、各アンテナの検出領域に死角が生じないよう各アンテナが配置されていれば良い。この場合には、図２に示すように、各アンテナの検出領域Ｒ１，Ｒ２が若干重なるような配置にすれば良い。尚、図２〜図４は、アンテナ１０ａ〜１０ｄを、送信アンテナと受信アンテナとに分離し、前方から送信アンテナと受信アンテナとを交互に配置した場合の検出領域を示している。

しかしながら、図３に示すように左折（或いは左旋回）する場合や、図４に示すように右折（或いは右旋回）する場合には、操舵輪の影響を考慮する必要がある。尚、ここでは、自動車１００は、一般的な２輪操舵（前輪操舵）の車両であるものとして説明するが、４輪（前後輪）操舵の車両においても同様である。

すなわち、図３，図４中に丸印で示すように、左折時や右折時には、操舵輪である金属部材のホイール１０３ａがレーダの検出領域Ｒ１に侵入してしまい、ホイール１０３ａをターゲット（障害物）と誤認識してしまう虞がある。図３，図４に示すように車両の左サイドを検出する場合では、左折時よりも右折時の方が影響が大きく、一方、車両の右サイドを検出する場合には、右折時よりも左折時の方が影響が大きくなる。

換言すれば、操舵輪（前輪）は、操舵の際に横方向への動きを生ずることから、非操舵輪（後輪）よりアンテナに影響を与えやすい。このため、アンテナ１０ａ〜１０ｄは、右左折時（或いは旋回時）の車輪の角度や車体からの突出量を考慮し、操舵輪のホイールが検出領域に侵入しないような位置に設置されている。

各アンテナ１０ａ〜１０ｄの位置を以下の間隔Ｂ１，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ２とするとき（図１参照）、各アンテナ１０ａ〜１０ｄは、サイドシルスポイラ１０５内に収納できる範囲でアンテナ性能を十分に発揮できるように設定されている。
Ｂ１：前輪のホイール１０３ａとアンテナ１０ａとの間隔
Ａ１：アンテナ１０ａとアンテナ１０ｂとの間隔
Ａ２：アンテナ１０ｂとアンテナ１０ｃとの間隔
Ａ３：アンテナ１０ｃとアンテナ１０ｄとの間隔
Ｂ２：アンテナ１０ｄと後輪のホイール１０４ａとの間隔

すなわち、操舵でホイール１０３ａが外側に張り出す可能性のある前側のアンテナ〜ホイール間隔Ｂ１は、誤検出やマルチパスフェージングの影響を無くすため、レーダ波長λの４倍以上に設定されている。一方、ホイールが外側に張り出すことのない後側（非操舵輪側）のアンテナ〜ホイール間隔Ｂ２は、レーダ波長λの３倍以上に設定すれば良い。また、残りのアンテナについては、アイソレーションを取るため、アンテナ〜アンテナ間隔Ａ１，Ａ２，Ａ３が、レーダ波長λの２倍以上になるように、前側のアンテナと後側のアンテナの間に設定すれば良い。

より一般化すれば、レーダ波の波長をλ、アンテナの個数をｎ（ｎ≧２）とすると、アンテナ性能を確保する配置を可能とする車両のホイール間距離（ホイール外周端部間距離）Ｌは、下記の（１）式で表される。
Ｌ≧４×λ＋２×λ×（ｎ−１）＋３×λ …（１）

この場合、アンテナは必ずしも一つの周波数に固定されているわけではなく、複数の周波数を用いる場合もある。従って、実際に使用するレーダ周波数域の最大波長に合わせて（１）式からアンテナ配置を決定すれば良い。

個別には、操舵する側のタイヤにおけるホイールとアンテナとの間の距離をＬ1、ホイールに最も近いアンテナで用いる周波数の最大波長をλ1とすると、以下の（２）の関係を満たすことが要件となる。
Ｌ1≧４×λ1 …（２）

同様に、操舵しない側のタイヤにおけるホイールとアンテナとの間の距離Ｌ2は、ホイールに最も近いアンテナで用いる周波数の最大波長をλ2とすると、以下の（３）式の関係を満たすことが要件となる。
Ｌ2≧３×λ2 …（３）

この周波数とアンテナの必要配置長さとの関係は、図５に示すことができる。図５は、実際の車両のホイール間距離（例えば、２１６ｃｍ）を基準として、この基準とするホイール間距離と（１）式の右辺で求められるアンテナの必要配置長さとの差Δを縦軸、周波数Ｆを横軸としてプロットしたものである。図５中、◆印で示すデータ系列はアンテナ数ｎ＝２（送受信のアンテナ１組）の場合、□印で示すデータ系列はアンテナ数ｎ＝４（送受信のアンテナ２組）の場合を示しており、差Δが負となる周波数ではアンテナを最適に配置できないことを意味している。

図５のグラフからは、送信・受信アンテナを１組のみ用いる場合では、周波数は略１．４ＧＨｚ以上でアンテナ性能を確保できることがわかる。また、検出範囲を広げるために送信・受信アンテナを２組用いる場合には、略２ＧＨｚ以上の周波数を扱えば、アンテナ性能を確保できることがわかる。つまり、ホイール間距離がわかれば、最適に配置できるアンテナの数が決まり、使用可能な周波数もほぼ定まる。

以上のように、本実施の形態においては、車体側面にアンテナを取り付ける際に、使用するレーダ波の周波数に基づいて、アンテナが前後のホイールの影響を受けない位置にアンテナを設置する。これにより、走行時の進路変更等で操舵する際に操舵輪が横方向に動くことで、金属であるホイールが横方向に車体からはみ出てターゲットと誤認識してしまうことを防止することができる。さらに、各アンテナを等間隔に配置して、検出領域の減少や直接波の影響がないような配置にすることで、各アンテナを最適に配置することができる。

１０ａ〜１０ｄアンテナ
１００自動車
１０３ａ，１０４ａホイール
１０５サイドシルスポイラ
Ａ１，Ａ２，Ａ３アンテナ〜アンテナ間隔
Ｂ１，Ｂ２アンテナ〜ホイール間隔
ｎアンテナ数
λ レーダ波長

Claims

車両外部にレーダ波を送信して周囲に存在する物体で反射された反射波を受信する車載レーダ用アンテナであって、
車両の側部に複数のアンテナを配置し、これらの複数のアンテナのうち、タイヤのホイルに近いアンテナの位置を上記レーダ波の波長に基づいて所定距離以上に設定することを特徴とする車載レーダ用アンテナ。
上記ホイールとアンテナとの間隔を、操舵輪のホイールと非操舵輪のホイールとで異なる間隔に設定することを特徴とする請求項１記載の車載レーダ用アンテナ。
上記ホイールは操舵輪のホイールであって、上記所定距離は上記アンテナの上記レーダ波の波長の４倍であることを特徴とする請求項１記載の車載レーダ用アンテナ。
上記ホイールは非操舵輪のホイールであって、上記所定距離は上記アンテナの上記レーダ波の波長の３倍であることを特徴とする請求項１記載の車載レーダ用アンテナ。