JP2018112528A - カバー部材およびセンサーアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の周辺状況を検出するセンサーの精度を改善しつつセンサーを破損しにくいカバー部材を提供すること。【解決手段】電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサーを保護するカバー部材１５が提供される。カバー部材１５は、センサーの電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されたカバー５と、センサーから出力された電磁波が通過するカバー５の内面側または外面側に取り付けられた電磁波吸収部材９とを有している。カバー５と電磁波吸収部材９とが層構造を形成している。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の周辺状況を検出するセンサーのカバー部材およびセンサーアセンブリに関する。
自動運転や運転支援システムを実現するには車両の周辺状況を検出するセンサーが欠かせない。このようなセンサーとしては電磁波やレーザ光を車両外方に照射し、車両周辺に存在する物体からの反射波を検出するレーダーやレーザースキャナー（ライダー）などがある。車両の周辺状況を正しく認識できるよう、これらのセンサーの精度は高いことが求められる。また、意図せぬ方向からの反射波を受信してしまうと、センサーの精度が低下する。
特許文献１によれば、レーダー装置からの送信波の一部が車両側方にある道路構造物に到達し、道路構造物から帰来する反射波を遮蔽することにより、道路構造物をターゲットとして誤検知してしまうことを防止することが提案されている。具体的には、レーダー装置の左右両側面を樹脂平板で覆い、樹脂平板からリヤバンパーまで電磁波吸収部材を延在させることが提案されている。
特開２０１５−２１２７０５号公報
特許文献１によればレーダー装置の両側面には樹脂平板が設けられているため、樹脂平板を介して外乱波がレーダー装置に入射したり、樹脂平板で強い反射波が発生してレーダー装置に入射したりしてしまうだろう。さらに、車両の四隅に設けられたレーダー装置のカバー部材は軽衝突であっても破損しやすい。車両の四隅の面積は小さいため、衝突物からの力を十分に分散できないからである。とりわけ、特許文献１の樹脂平板は電磁波吸収部材とともにバンパーの裏面に押され、レーダー装置のカバー部材が破損しやすい。そこで、本発明は、車両の周辺状況を検出するセンサーの精度を改善しつつセンサーを破損しにくいカバー部材を提供することを目的とする。
本発明によれば、
電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサーを保護するカバー部材であって、
前記センサーの電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されたカバーと、
前記センサーから出力された電磁波が通過する前記カバーの内面側に取り付けられた電磁波吸収部材と、を有し、
前記カバーと前記電磁波吸収部材とが層構造を形成していることを特徴とするカバー部材が提供される。
本発明によれば、車両の周辺状況を検出するセンサーの精度を改善しつつセンサーを破損しにくいカバー部材が提供される。
車両の模式的な平面図。 センサーアセンブリを示す模式的な水平断面図。 カバーを示す図。 カバー部材を示す図。 センサーを示す正面図。 電磁波のマルチパス伝搬を説明する図。 バンパーに設けられる電磁波吸収部材を説明する図。
図１は車両１を上方から見た平面図である。矢印Ｆは車両１の進行方向を示している。この例では、車両１の四隅にセンサー２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが配置されている。センサー２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに共通する事項を説明する際には、ａ，ｂ，ｃ，ｄの文字は省略され、センサー２と記載される。他の部材に付与される参照符号についても同様のルールが適用される。センサー２は、電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサーである。たとえば、センサー２は、ミリ波を使用するミリ波レーダーやレーザ光を使用するレーザースキャナー（ライダー）などである。センサー２は、車両１の周辺状況を検出するために、車両１の進行方向に対して所定角度を成す範囲内で車両１に固定される。たとえば、センサー２の電磁波出力面の法線と車両１の進行方向とが成す角度ａ１、ａ２は４０度から８０度までの角度である。とりわけ、車両１のフロントバンパー内に配置されるセンサー２ａ、２ｂの電磁波出力面の法線と車両１の進行方向とが成す角度ａ１は６０度から８０度までの角度である。また、車両１のリヤバンパー内に配置されるセンサー２ｃ、２ｄの電磁波出力面の法線と車両１の進行方向とが成す角度ａ２は４０度程度である。なお、センサー２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周辺状況の検出範囲は一点鎖線により示された範囲である。
図２は車両１の左前方に配置されたセンサーアセンブリを示している。センサーアセンブリはセンサー２とカバー部材１５を有している。センサー２とカバー部材１５はネジやクリップなどの固定部材１２ａ、１２ｂによって車両１の構造体３に固定されている。
図３はカバー部材１５の主要部であるカバー５を示している。カバー５は、センサー２の電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されている。カバー５は、後端側の開口部と先端側の開口部とを有した筒またはホーンのような形状をしたカバーである。一般に、カバー５の先端側の開口部の開口面積はカバー５の後端側の開口部の開口面積よりも広い。柔軟部材は、たとえば、エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂などである。エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂は、氷点下以下の低温環境下でも柔軟性を維持し、また、耐候性にも優れている。本実施例によれば、カバー５はセンサー２からバンパーの裏面まで延在しており、センサー２を水分などからも保護している。
図３が示すように、カバー５の内面が複数の面から形成されていてもよい。なお、カバー５の内面側をセンサー２から出力された電磁波が通過する。カバー５の内面は、底面６ａ、頂面６ｂ、第一側面６ｃおよび第二側面６ｄを少なくとも有している。図２や図３が示すように、第一側面６ａはカバー５の後端から車両１の進行方向の前方に向かって延在している。第二側面６ｄはカバー５の後端から車両１の側面に向かって延在している。また、図２や図３が示すように、カバー５の後端から先端に向かう方向における第一側面６ｃの長さＬ１は、カバー５の後端から先端に向かう方向における第二側面６ｄの長さＬ２よりも長い。これは、フロントバンパー４に対して車両外から力が加わると、フロントバンパー４に対して前方から加わる分力は側方から加わる分力よりも大きいことが多い。そのため、フロントバンパー４に対して前方から加わる分力を分散するために、第一側面６ｃの長さＬ１が第二側面６ｄの長さＬ２よりも長くなっている。
カバー５の内面側の後端部には四つの挿通孔８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられている。挿通孔８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄには、四つの固定部材１２が挿し通される。図３においては、四つの固定部材１２のうち、挿通孔８ａ、８ｂに挿し通される固定部材１２ａ、１２ｂだけが見えている。
カバー５の後端にはセンサー２の電波出力面のサイズに沿ったサイズのセンサー孔７が設けられている。センサー孔７はカバー５の後端開口部である。センサー２の電波出力面はセンサー孔７に対して位置決めされる。つまり、カバー５の後端開口部はセンサー２の筐体前面によって覆われる。
図４はカバー部材１５を示している。カバー部材１５はカバー５と電磁波吸収部材９とにより構成されている。底面６ａには電磁波吸収部材９ａが固定されている。頂面６ｂには電磁波吸収部材９ｂが固定されている。第一側面６ｃには電磁波吸収部材９ｃが固定されている。第二側面６ｄには電磁波吸収部材９ｄが固定されている。このように、電磁波吸収部材９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄはセンサー２から出力された電磁波が通過するカバー５の内面側に貼付ないしは接着されている。図４が示すように、カバー５と電磁波吸収部材９とが層構造を形成している。このように、電磁波吸収部材９は、カバー５の先端から後端まで延在していてもよい。なお、電磁波吸収部材９は内面のすべてを覆うように取り付けられていてもよい。
ところで、カバー５の先端には、先端を覆うカバーが固定されていてもよい。図２が示すように、このカバーは車両１のバンパーの一部分であってもよい。
図５はセンサー２の正面図である。センサー２の中央には電波出力面１０が設けられている。電波出力面１０の後方にはアンテナまたはレーザ光源が設けられている。
センサー２の筐体の正面の四隅には挿通孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている。センサー２の挿通孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置とサイズは、カバー５の挿通孔８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの位置とサイズに一致している。これにより、カバー５のセンサー孔７とセンサー２の電波出力面１０とを正確に位置決めしやすくなっている。また、四つの固定部材１２によって、センサー２とカバー５とを共に車両１に対して固定できる。つまり、少ない部品でセンサーアセンブリを車両１に取り付けることが可能となる。
電磁波吸収部材９としては薄く、柔軟性を有するシート状の電磁波吸収部材が採用されてもよい。たとえば、特開２００７−８１１１９号に記載されているような公知の電磁波吸収部材が採用されてもよい。このような電磁波吸収部材９はカバー５の内面に貼付する際に有用であろう。
誘電体層２０の厚みは、たとえば、センサー２が出力する電磁波の波長の四分の１である。このような厚みを採用することで、意図しない方向から到来する電磁波が吸収され、センサー２への影響が低減される。
＜まとめ＞
本発明の第一の観点によれば、電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサー２を保護するカバー部材１５が提供される。カバー部材１５は、センサー２の電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されたカバー５と、センサー２から出力された電磁波が通過するカバー５の内面側に取り付けられた電磁波吸収部材９とを有している。カバー５と電磁波吸収部材９とが層構造を形成している。このようにカバー５と電磁波吸収部材９とが層構造を形成しているため、外乱波を効率よく減衰することができ、車両１の周辺状況を検出するセンサー２の精度を改善することができる。また、カバー５が柔軟部材により形成されているため、破損しにくいカバー部材が提供される。
センサー２は車両１の四隅のうち少なくとも一つの隅に設けられてもよい。車両１の四隅は軽衝突であっても衝突による応力を分散しにくい。そのため、車両１の隅（角部）に配置されるセンサー２であっても、柔軟なカバー５を主体とするカバー部材１５で保護することで、センサー２が破損しにくくなる。また、カバー部材１５によって外乱となる電磁波を吸収することも両立できる。
センサー２は、車両１の進行方向に対して所定角度を成す範囲内で車両に固定される。たとえば、センサー２の電磁波出力面の法線と車両１の進行方向とが成す角度は４０度から８０度までの角度である。車両１の周辺状況を効率よく検知するにはセンサー２が所定範囲内に配置されることが望ましい。とりわけ、このような条件を満たす位置が周辺状況を効率よく検知しやすい。
図４が示すように、電磁波吸収部材９は、カバー５の先端から後端まで延在している。これにより、様々な方向から到来する不要な電磁波を減衰させることが可能となる。
カバー部材１５はカバー５の先端を覆うカバー（先端カバー）をさらに有していてもよい。このようにカバー５の先端開口部をカバーで覆うことでカバー５内の防滴性を向上させることができる。なお、カバー５の後端開口部はセンサー２の筐体前面によって覆われる。カバー５の先端開口部を覆うカバーは車両１のバンパーであってもよい。これにより部品点数を削減することができる。なお、電磁波が光波長領域の電磁波である場合、カバーは電磁波（光）が透過しやすい部材で形成される。
カバー５は、エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂により形成されていてもよい。エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂は、柔軟性を備えるだけでなく、低温環境下でも柔軟性が低下しにくく、耐候性にも優れている。したがって車両１に搭載されるセンサー２を保護するカバー５の素材としてエチレンー酢酸ビニル共重合樹脂は適している。
図３や図４に示したように、カバー５の内面は、底面６ａ、頂面６ｂ、第一側面６ｃおよび第二側面６ｄを少なくとも有していてもよい。第一側面６ｃはカバー５の後端から車両１の進行方向の前方（または後方）に向かって延在している。第二側面６ｄはカバー５の後端から車両１の側面に向かって延在している。カバー５の後端から先端に向かう方向における第一側面６ｃの長さＬ１は、カバー５の後端から先端に向かう方向における第二側面６ｄの長さＬ２よりも長い。これにより、車両１のフロントバンパーやリヤバンパーからセンサー２までの距離を確保できる。車両１のフロントバンパー側に配置されるセンサー２ａ、２ｂについては、車両１の前方からの応力を分散させやすくなる。また、車両１のリヤバンパー側に配置されるセンサー２ｃ、２ｄについては、車両１の後方からの応力を分散させやすくなる。
電磁波吸収部材９は、カバー５の底面６ａ、頂面６ｂ、第一側面６ｃおよび第二側面６ｄのそれぞれに設けられていてもよい。なお、外乱波の到来方向は車体構造に依存することがある。この場合、外乱波の到来方向を実験などにより特定し、特定された到来方向からの電磁波を減衰できる内面の一部にのみ電磁波吸収部材９が設けられてもよい。たとえば、第一側面６ｃにのみ電磁波吸収部材９ｃが設けられてもよい。
電磁波吸収部材９は、カバー５の内面側に貼付または接着されていてもよい。これにより、容易に電磁波吸収部材９をカバー５に固定することが可能となる。
カバー５は、カバー５の後端に設けられた挿通孔８をさらに有していてもよい。カバー５の挿通孔８とセンサー２の筐体に設けられた挿通孔１１とに挿通される固定部材１２によってカバー５とセンサー２とが車両１に固定されてもよい。このようにカバー５とセンサー２とを一緒に車両１に固定できる。カバー５用の固定部材とセンサー２用の固定部材とを個別に用意する必要がなくなるため、固定部材の数を削減できる。また、カバー５をセンサー２に対して容易に位置決めすることも可能となる。
電磁波は光であってもよい。つまり、センサー２はミリ波レーダーのようなセンサーだけでなく、レーザースキャナーのようなセンサーであってもよい。
なお、センサー２と、センサー２を保護するカバー部材１５とを有するセンサーアセンブリが提供されてもよい。
図４においてはカバー５の内面側に電磁波吸収部材９が取り付けられているが、カバー５の外面側に電磁波吸収部材９が取り付けられてもよい。耐候性の観点からはカバー５の内面側に電磁波吸収部材９が設けられると有利であろう。カバー５の外面側に取り付けられる電磁波吸収部材９の粘着剤層２２は、電磁波透過層１９の上に積層される。これにより、電磁波反射層２１が電磁波吸収部材９の最も外側に位置することになり、意図しない電磁波を減衰しやすくなる。
ところで、上述した実施例では電磁波吸収部材９がカバー５に設けられていたが、電磁波吸収部材９はバンパーの内面側に設けられていてもよい。
図６はフロントバンパー４の内部で発生するマルチパス伝搬を説明する図である。センサー２ｂから出力された電磁波はフロントバンパー４を透過して目標物に向かうものと、フロントバンパー４の内面で反射するものとがある。カバー５に電磁波吸収部材９が設けられていない場合、フロントバンパー４の内面で反射した一部の電磁波６１、６２はカバー部材１５ｂを透過する。電磁波６１は、フロントバンパー４の内面と車両１の構造体３との間で繰り返し反射して車両１のフロント右側に配置されたセンサー２ａに入射してしまう。これはセンサー２ａの測定結果にエラーを生じさせることがある。同様に、電磁波６２は、フロントバンパー４の内面で反射し、さらに、カバー部材１５ｂを透過して、車両１のリヤ側に向かう。電磁波６２は構造体３で反射して再びセンサー２ｂに向かって伝搬し、センサー２ｂに入射してしまう。これは、センサー２ｂの測定結果にエラーを生じさせる。このようなバンパー内での電磁波のマルチパス伝搬は、センサー２ａ〜２ｄのそれぞれで起こりうる。
図７はバンパーの内側に設けられた電磁波吸収部材９ｅ、９ｆ、９ｇを示している。図７が示すように、バンパーと電磁波吸収部材９とが層構造を形成している。バンパーはある程度柔軟性を有する部材であるため、バンパーにも電磁波吸収部材９を適用可能である。この場合に、カバー５を電磁波吸収性能が低い柔軟部材により形成することが可能となる。図７が示すように、車両１のバンパーのうち、センサー２ａ、２ｂの電磁波の照射範囲を除いた範囲に電磁波吸収部材９ｅ、９ｆ、９ｇが設けられている。なお、バンパーは、カバー５ａ、５ｂを覆っている。また、カバー５ａ、５ｂはそれぞれセンサー２ａ、２ｂから出力された電磁波が通過する部材により構成されている。センサー２ｂから出力された電磁波６２はカバー５ｂを透過して車両１の後方に向かうが、電磁波吸収部材９ｅにより吸収ないしは減衰する。よって、センサー２ｂに戻ってくる電磁波６２の電波強度は小さくなる。また、センサー２ｂから出力された電磁波６１はカバー５ｂを透過してセンサー２ａに向かうが、電磁波吸収部材９ｆにより吸収ないしは減衰する。よって、センサー２ａに入射する電磁波６１の電波強度は小さくなる。センサー２ａについても同様である。センサー２ａから出力された電磁波のうちフロントバンパー４の内面で反射した電磁波は、電磁波吸収部材９ｆ、９ｇにより吸収ないしは減衰する。
ここではフロントバンパー４側に電磁波吸収部材９が設けられているが、リヤバンパーにも同様に電磁波吸収部材９が設けられてもよい。これにより、センサー２ｃ、２ｄのカバー５についても電磁波吸収部材９を省略することが可能となる。なお、フロントバンパー４の内面に対向する構造体３やリヤバンパーの内面に対向する車両１の構造体に電磁波吸収部材９が取り付けられてもよい。つまり、バンパーの内面とこれに対向する車両構造体の表面（電磁波を反射する面）とのうち一方または両方に電磁波吸収部材９が設けられる。
１…車両、２…センサー、３…構造体、４…フロントバンパー、５…カバー部材、９…電磁波吸収部材

Claims (15)

  1. 電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサーを保護するカバー部材であって、
    前記センサーの電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されたカバーと、
    前記センサーから出力された電磁波が通過する前記カバーの内面側または外面側に取り付けられた電磁波吸収部材と、を有し、
    前記カバーと前記電磁波吸収部材とが層構造を形成していることを特徴とするカバー部材。
  2. 前記センサーは前記車両の四隅のうち少なくとも一つの隅に設けられることを特徴とする請求項１に記載のカバー部材。
  3. 前記センサーは、前記車両の進行方向に対して所定角度を成す範囲内で前記車両に固定されることを特徴とする請求項１または２に記載のカバー部材。
  4. 前記センサーの電磁波出力面の法線と前記車両の進行方向とが成す角度は４０度から８０度までの角度であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のカバー部材。
  5. 前記電磁波吸収部材は、前記カバーの先端から後端まで延在していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のカバー部材。
  6. 前記カバーの先端を覆うカバーをさらに有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のカバー部材。
  7. 前記カバーは前記車両のバンパーであることを特徴とする請求項６に記載のカバー部材。
  8. 前記カバーは、エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のカバー部材。
  9. 前記カバーの内面は、底面、頂面、第一側面および第二側面を少なくとも有し、
    前記第一側面は前記カバーの後端から前記車両の進行方向の前方に向かって延在しており、
    前記第二側面は前記カバーの後端から前記車両の側面に向かって延在しており、
    前記カバーの後端から先端に向かう方向における前記第一側面の長さは、前記カバーの後端から先端に向かう方向における前記第二側面の長さよりも長いことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のカバー部材。
  10. 前記電磁波吸収部材は、前記カバーの底面、頂面、第一側面および第二側面のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項９に記載のカバー部材。
  11. 前記電磁波吸収部材は、前記カバーの内面側に貼付または接着されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のカバー部材。
  12. 前記カバーは、前記カバーの後端に設けられた挿通孔をさらに有し、
    前記カバーの挿通孔と前記センサーの筐体に設けられた挿通孔とに挿通される固定部材によって前記カバーと前記センサーとが前記車両に固定されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のカバー部材。
  13. 前記電磁波は光であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のカバー部材。
  14. 電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサーと、前記センサーを保護するカバー部材とを有するセンサーアセンブリであって、
    前記カバー部材は、
    前記センサーの電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されたカバーと、
    前記センサーから出力された電磁波が通過する前記カバーの内面側に取り付けられた電磁波吸収部材と、を有し、
    前記カバーと前記電磁波吸収部材とが層構造を形成していることを特徴とするセンサーアセンブリ。
  15. 電磁波を出力して車両の周辺状況を検出するセンサーを保護するカバー部材であって、
    前記センサーの電磁波出力面側に配置され、柔軟部材により形成されたカバーと、
    前記センサーから出力された電磁波が通過する前記カバーを覆う前記車両のバンパーのうち、前記電磁波の照射範囲を除いた範囲に取り付けられた電磁波吸収部材と、を有し、
    前記バンパーと前記電磁波吸収部材とが層構造を形成していることを特徴とするカバー部材。
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