JP2024046313A - レーザレーダ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の意匠性への影響を考慮しつつ、レーザレーダを車両の高い位置に取り付けることができるレーザレーダ取付構造を提供する。【解決手段】レーザレーダ取付構造１００は、車両１の周囲の物体を検出するための電磁波を照射する照射部１０ａを有するレーザレーダ１０を車両１に取り付けるレーザレーダ１０の取付構造である。レーザレーダ取付構造１００は、車両１のフロントガラス２のフロントピラー３付近、車両１のリヤガラスのリヤピラー付近、又は、車両１のルーフにおけるフロントピラー３もしくはリヤピラー付近に設けられた設置穴１１と、設置穴１１に設けられたレーザレーダ１０と、レーザレーダ１０を覆うと共に電磁波を透過させるカバー部材１２と、を備える。レーザレーダ１０は、カバー部材１２を介して照射部１０ａが車両１の外部に臨むように設置穴１１に設けられている。【選択図】図２

Description

本開示は、レーザレーダ取付構造に関する。

従来、車両の外部の情報を取得するためのＬｉＤＡＲユニットが車載のヘッドランプ内に設けられた車両用灯具が知られている（例えば、特開２０１９－１６４９１６号公報）

特開２０１９－１６４９１６号公報

上記従来技術では、車載のヘッドランプ内にレーザレーダが設けられている。しかしながら、ヘッドランプは例えば法規等の理由により設置地上高が所定高さ以下となるように設けられるため、レーザレーダの設置地上高も制限される。そのため、車両から遠くに位置する物体をレーザレーダで検出することが難しい場合がある。一方、レーザレーダを車両の高い位置に取り付ける場合、車両の意匠性への影響を考慮することが望まれる。

本技術分野では、車両の意匠性への影響を考慮しつつ、レーザレーダを車両の高い位置に取り付けることが望まれている。

本開示の一態様に係るレーザレーダ取付構造は、車両の周囲の物体を検出するための電磁波を照射する照射部を有するレーザレーダを車両に取り付けるレーザレーダ取付構造であって、車両のフロントガラスのフロントピラー付近、車両のリヤガラスのリヤピラー付近、又は、車両のルーフにおけるフロントピラーもしくはリヤピラー付近に設けられた設置穴と、設置穴に設けられたレーザレーダと、レーザレーダを覆うと共に電磁波を透過させるカバー部と、を備え、レーザレーダは、カバー部を介して照射部が車両の外部に臨むように設置穴に設けられている。

本開示の一態様に係るレーザレーダ取付構造では、レーザレーダは、設置穴に設けられている。設置穴は、車両のフロントガラスのフロントピラー付近、車両のリヤガラスのリヤピラー付近、又は、車両のルーフにおけるフロントピラーもしくはリヤピラー付近に設けられている。これにより、例えばレーザレーダが車載のヘッドランプ内に設けられている場合と比べて、レーザレーダを車両の高い位置に取り付けることができる。また、レーザレーダは、フロントピラー又はリヤピラー付近に設けられており、電磁波を透過させるカバー部に覆われている。これにより、レーザレーダが車両外部から見て目立ちにくくなるため、車両の意匠性への影響を抑制することができる。したがって、本開示の一態様に係るレーザレーダ取付構造によれば、車両の意匠性への影響を考慮しつつ、レーザレーダを車両の高い位置に取り付けることができる。

一実施形態において、レーザレーダは、照射部がフロントガラス又はリヤガラスよりも車両の外側に突出するように設置穴に設けられていてもよい。この場合、レーザレーダの照射部は、フロントガラス又はリヤガラスを介することなく、カバー部を介して車両の外部に電磁波を照射する。よって、フロントガラス又はリヤガラスによる電磁波の減衰を抑制することができる。

一実施形態において、設置穴は、フロントガラスの右上隅部及び左上隅部に少なくとも設けられていてもよい。この場合、運転者の視界を妨げることを抑制しつつ、車両のフロントガラスにレーザレーダを配置することができる。

本開示の一態様に係るレーザレーダ取付構造によれば、車両の意匠性への影響を考慮しつつ、レーザレーダを車両の高い位置に取り付けることができる。

一実施形態に係るレーザレーダ取付構造を示す斜視図である。 図１のII－II線に沿った概略断面図である。 図１のIII－III線に沿った概略端面図である。 比較例に係るレーザレーダ取付構造を備える車両の斜視図である。 比較例に係るレーザレーダ取付構造を示す斜視図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係るレーザレーダ取付構造を示す斜視図である。図２は、図１のII－II線に沿った概略断面図である。図３は、図１のIII－III線に沿った概略断面図である。図１～図３では、車両の前方向をＦr、車両の左方向をＬ、車両の上方向をＺとした三次元直交座標系が示されている。

本実施形態のレーザレーダ取付構造１００は、レーザレーダ１０を車両１に取り付ける取付構造である。図１に示されるように、車両１は、例えば乗用車である。車両１は、自動運転を実行可能に構成されている。自動運転とは、目標ルートに沿って自律的に車両１を走行させる車両制御である。車両１では、レーザレーダによって検出された車両１の周囲の物体の情報が自動運転のために利用される。自動運転に関する構成は、公知の構成を用いることができる。自動運転に関する構成についての詳細な説明は省略する。車両１は、自動運転を実行可能な乗用車に限定されない。

レーザレーダ取付構造１００は、レーザレーダ１０、設置穴１１、カバー部材（カバー部）１２、及び、ブラケット１３を含む一組の取付構造を備えている。レーザレーダ取付構造１００は、例えば、この一組の取付構造を左右一対備えている。レーザ以下の説明は、上記左右一対の取付構造のうち車両１の左方に位置する取付構造に着目した説明である。他の右方の取付構造について、重複する説明を省略する。

レーザレーダ１０は、レーザ光（例えば赤外線）を利用して車両の周囲の物体を検出する検出器である。レーザレーダ１０は、例えば、ライダー［LiDAR：Light Detection And Ranging］である。レーザレーダ１０は、車両１の周囲の物体を検出するための電磁波を照射する照射部１０ａを有する。レーザレーダ１０は、照射部１０ａからレーザ光を車両の周辺に出射し、物体で反射されたレーザ光を受光することで物体を検出する。車両１の周囲の物体には、例えば車両の周囲の他車両等が含まれる。ここでのレーザレーダ１０は、従来と比較して小型化された外形を有している。レーザレーダ１０は、例えば、柱状の外形形状を有しており、レーザレーダ１０の寸法は、一例として、前後方向に沿う長手方向において（約）５ｃｍ程度、長手方向に交差する短手方向（上下方向及び左右方向）において（約）３ｃｍ程度とされている。

設置穴１１は、レーザレーダ１０を設置するために設けられる穴である。設置穴１１は、車両１のフロントガラス２のフロントピラー３付近、車両１のリヤガラスのリヤピラー付近、又は、車両１のルーフ４におけるフロントピラー３もしくはリヤピラー付近に設けられる。設置穴１１は、車室と車外とを連通させる貫通孔であってもよいし、車室側に窪む非貫通の凹部であってもよい。

ここでは、一例として、レーザレーダ１０が車両前方を向くように設置するレーザレーダ取付構造１００を説明する。レーザレーダ取付構造１００では、設置穴１１としての貫通孔が車両１のフロントガラス２のフロントピラー３付近に設けられている。フロントピラー３は、車両１の車体を構成する部材であり、フロントガラス２の左右一対の側縁部２ａのそれぞれに沿ってルーフ４まで延在する。設置穴１１は、フロントガラス２上において、フロントガラス２の左右一対の側縁部２ａとルーフ４の前端とが成す左右一対の角部に設けられている。つまり、設置穴１１は、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃの両方に設けられている。なお、フロントガラス２の周縁部に設けられる黒縁部２ｄは、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃにおいて設置穴１１が設けられる部分を含むように、フロントガラス２の中央に向かって拡大されている。

設置穴１１は、車両１のフロントガラス２において車両１の乗員の視線高さよりも上方に設けられている。「視線高さよりも上方」とは、車両１の乗員の平均的な視線の高さの上限よりも上方であることを意味する。乗員の平均的な視線の高さとしては、例えば、予め収集された複数の乗員の視線の統計データに基づいて、視線の頻度が所定の頻度以上となる領域を算出し、当該領域に含まれる視線の地面からの高さとしてもよい。

設置穴１１の開口形状は、例えば、車両１の平面視で前後方向を長手方向とする矩形状である。設置穴１１の前後方向の開口寸法は、レーザレーダ１０の長手方向の寸法よりも大きくてもよい。設置穴１１の左右方向の開口寸法は、レーザレーダ１０の短手方向の寸法よりも大きくてもよい。設置穴１１の開口形状は、この例に限定されず、円形又は楕円形等の他の形状であってもよい。

設置穴１１には、車両１の前方の物体を検出するするように、照射部１０ａを前方に向けた状態でレーザレーダ１０が配置される。図２の例では、レーザレーダ１０の軸方向が水平面に沿う前後方向を向くように、レーザレーダ１０が設置穴１１に配置されている。レーザレーダ１０の軸方向は、水平面から傾斜していてもよい。

レーザレーダ１０は、レーザレーダ１０の照射部１０ａとは反対側の少なくとも一部が車両１の車室側に位置するように設置穴１１に配置されている。図２の例では、レーザレーダ１０は、照射部１０ａがフロントガラス２よりも車両１の外側に突出すると共に、照射部１０ａとは反対側の下端及び後端がフロントガラス２よりも内側に位置するように、設置穴１１に設けられている。レーザレーダ１０は、後述のカバー部材１２のブラケット１３を介して設置穴１１に配置される。

レーザレーダ１０は、配線１０ｂを介して車両のバッテリ及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]と接続されている。配線１０ｂとは、電力供給や信号の伝達に用いられる複数の電線の束等から構成された集合部品である。レーザレーダ１０は、配線１０ｂと接続するための接続部１０ｃを背面に有している。接続部１０ｃの位置は、レーザレーダ１０の後端部に限定されない。接続部１０ｃは、レーザレーダ１０の下面に位置してもよく、側面に位置してもよく、上面に位置してもよい。配線１０ｂは、例えば、フロントガラス２と内装部材５との間を通り抜けるようにフロントピラー３に沿って配置され、レーザレーダ１０に接続されている。ここでの内装部材５は、フロントピラーガーニッシュである。

カバー部材１２は、設置穴１１及びレーザレーダ１０を車外側から覆うようにフロントガラス２に対して設けられる部材である。ここでのカバー部材１２は、レーザレーダ１０とは別部材である。カバー部材１２は、電磁波を透過させる材料からなっている。つまり、カバー部材１２は、レーザレーダ１０を覆うと共にレーザレーダ１０の電磁波を透過させる。カバー部材１２は、例えば樹脂で成型されている。カバー部材１２は、車両１のバンパー等と同じ素材としてもよい。カバー部材１２は、アクリル系樹脂であってもよい。

カバー部材１２は、周縁部１２ａにおいて接着剤１２ｂによりフロントガラス２に対して水密に固定されている。カバー部材１２は、全体として、例えば前後方向を含む鉛直面に沿う断面視にて翼断面の上半分に沿った形状を成すように、後方に向かってフロントガラス２に対する高さが低くなっている。カバー部材１２は、前壁部１２ｃ、天板部１２ｄ、及び側壁部１２ｅを有している。

前壁部１２ｃは、カバー部材１２を構成する前側の壁部である。前壁部１２ｃは、レーザレーダ１０の前方に位置し、レーザレーダ１０の照射部１０ａと対面している。つまり、レーザレーダ１０は、カバー部材１２の前壁部１２ｃを介して照射部１０ａが車両１の外部に臨むように設置穴１１に設けられている。

前壁部１２ｃは、一例として、左右方向の中央部が前方に突出するような湾曲面となっている。前壁部１２ｃの下端は上端よりも前方に突出しており、前壁部１２ｃの全体が後方に傾斜している。前壁部１２ｃの下端は、フロントガラス２に対して固定される周縁部１２ａの一部である。

前壁部１２ｃは、図１及び図３に示されるように、水平面に沿う断面視にて、レーザレーダ１０の照射部１０ａを中心とする扇形の電磁波照射範囲１０ｄを含むような円弧状に延在している。前壁部１２ｃは、図２に示されるように、前後方向を含む鉛直面に沿う断面視にて、レーザレーダ１０の照射部１０ａよりも上方まで延在しており、上端に向かうほど後方への傾斜が大きくなっている。これにより、空気抵抗の増大が抑制され、風切り音の発生が抑制される。

天板部１２ｄは、カバー部材１２の天井部分を形成する部位である。天板部１２ｄは、レーザレーダ１０の上方でレーザレーダ１０を覆うようにフロントガラス２に沿うように延在している。天板部１２ｄの後端は、フロントガラス２に対して固定される周縁部１２ａの一部である。天板部１２ｄは、例えば、水平面に対してフロントガラス２よりも小さくルーフ４よりも大きい傾斜を有している。これにより、天板部１２ｄは、レーザレーダ１０のフロントガラス２よりも車外側に突出する部分を収納する十分な高さの空間を画成する。

側壁部１２ｅは、カバー部材１２を構成する左右一対の壁部である。側壁部１２ｅは、前後方向及び上下方向に沿って延在している。側壁部１２ｅは、後方に向かってフロントガラス２に対する高さが低くなっている。側壁部１２ｅの前端は、前壁部１２ｃの左右の端部と連続しており、側壁部１２ｅの上端は、天板部１２ｄの左右の辺縁と連続している。側壁部１２ｅの下端及び後端は、フロントガラス２に対して固定される周縁部１２ａの一部である。

ブラケット１３は、レーザレーダ１０を支持する部材である。ブラケット１３は、例えば、樹脂で形成され、カバー部材１２の天板部１２ｄの下面から下方に延びるようにカバー部材１２と一体的に設けられている。ブラケット１３は、樹脂又は金属（アルミ等）から形成された別部材を天板部１２ｄに固定して形成されていてもよい。ブラケット１３は、例えば、レーザレーダ１０の前端側を支持する前ブラケット１３ａと、レーザレーダ１０の後端側を支持する後ブラケット１３ｂとを含んでもよい。ブラケット１３とレーザレーダ１０とは、特に限定されないが、例えばボルト等の締結により固定されてもよい。

以上のようなレーザレーダ取付構造１００でレーザレーダ１０を取り付ける手順を説明する。まず、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃに一対の設置穴１１を形成する。カバー部材１２のブラケット１３にレーザレーダ１０を取り付ける。一対の設置穴１１のそれぞれにおいて、ブラケット１３に支持されたレーザレーダ１０の照射部１０ａがカバー部材１２を介して車両１の外部に臨むように、カバー部材１２をフロントガラス２に取り付ける。フロントガラス２には、カバー部材１２をフロントガラス２に対し位置決めするための目印（ペイント、凹部、又は凸部等）を付しておいてもよい。カバー部材１２をフロントガラス２に取り付けるとき、カバー部材１２の周縁部１２ａとフロントガラス２との間に接着剤１２ｂを介在させて、カバー部材１２をフロントガラス２に水密に固定する。これにより、図１～図３のように、レーザレーダ１０が車両１に取り付けられる。

ここで、図４は、比較例に係るレーザレーダ取付構造を備える車両の斜視図である。図４には、フロントバンパ５１の右端部５１ａ及び左端部５１ｂにレーザレーダが取り付けられた車両５０Ａが示されている。このような右端部５１ａ及び左端部５１ｂに取り付けられたレーザレーダでは、レーザレーダの設置地上高が低いため、車両５０Ａから遠くに位置する物体を検出することが難しい場合がある。また、例えばヘッドライト５１ｃの内部にレーザレーダが設けられていたとしても、法規等の理由によりヘッドライト５１ｃの設置地上高が所定高さ以下となることから、車両５０Ａから遠くに位置する物体をレーザレーダで検出することが難しい場合がある。

この点、本開示の一態様に係るレーザレーダ取付構造１００によれば、レーザレーダ１０は、設置穴１１に設けられている。設置穴１１は、車両１のフロントガラス２のフロントピラー３付近に設けられている。これにより、例えばレーザレーダ１０が車載のヘッドランプ内に設けられている場合と比べて、レーザレーダ１０を車両１の高い位置に取り付けることができる。また、レーザレーダ１０は、フロントピラー３付近に設けられており、電磁波を透過させるカバー部材１２に覆われている。これにより、レーザレーダ１０が車両１の外部から見て目立ちにくくなるため、車両１の意匠性への影響を抑制することができる。したがって、レーザレーダ取付構造１００によれば、車両１の意匠性への影響を考慮しつつ、レーザレーダ１０を車両１の高い位置に取り付けることができる。

レーザレーダ取付構造１００によれば、レーザレーダ１０は、照射部１０ａがフロントガラス２よりも車両１の外側に突出するように設置穴１１に設けられている。これにより、レーザレーダ１０の照射部１０ａは、フロントガラス２を介することなく、カバー部材１２を介して車両１の外部に電磁波を照射する。よって、フロントガラス２による電磁波の減衰を抑制することができる。

レーザレーダ取付構造１００によれば、設置穴１１は、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃの両方に設けられている。これにより、運転者の視界を妨げることを抑制しつつ、車両１のフロントガラス２にレーザレーダ１０を配置することができる。

なお、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃは、車両１のフロントガラス２のワイパーの払拭エリアとの干渉が生じにくい。そのため、レーザレーダ取付構造１００によれば、フロントガラス２のワイパーの払拭エリアによる影響を受けにくいレーザレーダ１０のレイアウトとすることができる。また、車両１の前方に位置する物体のレーザレーダ１０の検出がワイパーの作動によって影響されにくくなる。

ちなみに、例えば、図５に示されるように、車両５０Ｂのフロントガラス５２の上中央部５２ａに設けられるカメラ５３に代えて、上中央部５２ａに１つのレーザレーダを配置する構成を想定する。ここでのレーザレーダは、電磁波照射範囲１０ｄを有するレーザレーダ１０と同様、左右方向に限りがある電磁波照射範囲５３ａを有している。そのため、複数のレーザレーダを左右に並設して用いる場合と比べて、上中央部５２ａに配置された１つのレーザレーダでは、車両５０Ｂの前方に位置する物体の検出漏れを生じる可能性がある。この点、レーザレーダ取付構造１００によれば、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃの両方にレーザレーダ１０を配置することで、車両１の前方に位置する物体を適切に検出することができる。

更に、レーザレーダ１０は、照射部１０ａがフロントガラス２よりも車両１の外側に突出するように設置穴１１に設けられている。これにより、照射部１０ａからの電磁波がフロントピラー３によって妨げられにくくなる。つまり、フロントピラー３よりも遠方が死角になることを抑制できる。また、フロントピラーガーニッシュである内装部材５により、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃに配置されたレーザレーダ１０が配線１０ｂを含めて車内側から目隠しされている。そのため、上中央部５２ａ等にレーザレーダを配置する場合と比べて、運転者の視界が妨げられにくくなる。

［変形例］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではない。本開示は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

上記実施形態では、レーザレーダ１０は、照射部１０ａがフロントガラス２よりも車両１の外側に突出するように設置穴１１に設けられていたが、これに限定されない。例えば、レーザレーダ１０は、照射部１０ａが設置穴１１を介して車両１の前方に電磁波を出射できる範囲で、レーザレーダ１０の照射部１０ａを含む全体がフロントガラス２よりも車室側に配置されていてもよい。

上記実施形態では、設置穴１１は、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃの両方に設けられていたつまり、設置穴１１は、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃに少なくとも設けられていてもよい。

設置穴１１は、フロントガラス２の右上隅部２ｂ及び左上隅部２ｃに必ずしも設けられていなくてもよい。要は、設置穴は、車両１のフロントガラス２のフロントピラー３付近、車両１のリヤガラスのリヤピラー付近、又は、車両１のルーフ４におけるフロントピラー３もしくはリヤピラー付近に設けられていればよい。この場合、レーザレーダ１０が車両後方を向くように設置されてもよい。車両１のルーフ４におけるフロントピラー３付近として、例えば、設置穴は、車両１のルーフ４の右前隅部４ａ及び左前隅部４ｂに設けられていてもよい。右前隅部４ａ及び左前隅部４ｂは、車両１の前方投影領域に含まれるルーフ４の前端側の隅部である。また、車両１のルーフ４におけるリヤピラー付近として、例えば、設置穴は、車両１のルーフ４の右後隅部及び左後隅部に設けられていてもよい。右後隅部及び左後隅部は、車両１の後方投影領域に含まれるルーフ４の後端側の隅部である。なお、車両１のルーフ４が塗装されること、及び、カバー部が上方に出っ張り易くなることを考慮すると、設置穴１１をフロントガラス２又はリヤガラスに設ける方が、意匠上の制約が小さい。

上記実施形態では、カバー部材１２とフロントガラス２とが接着されていたが、これに限定されない。例えば、カバー部材１２は、フロントガラス２に向かって突出する突起をフロントガラス２に係合させてフロントガラス２に対して固定されてもよい。

上記実施形態では、レーザレーダ１０は、カバー部材１２のブラケット１３に支持されていたが、これに限定されない。ブラケット１３は、例えば、フロントガラス２に対して爪状の突起または接着により直接設けられていてもよい。ブラケット１３は、内装部材５に設けられていてもよい。レーザレーダ１０は、ブラケット１３に加えて他の部材を介して取り付けられていてもよい。

上記実施形態では、カバー部は、レーザレーダ１０とは別体のカバー部材１２であったが、レーザレーダ１０の筐体と一体的に形成されていてもよい。

１…車両、２…フロントガラス、２ｂ…右上隅部、２ｃ…左上隅部、３…フロントピラー、４…ルーフ、１０…レーザレーダ、１０ａ…照射部、１１…設置穴、１２…カバー部材（カバー部）、１００…レーザレーダ取付構造。

Claims (3)

1. 車両の周囲の物体を検出するための電磁波を照射する照射部を有するレーザレーダを前記車両に取り付けるレーザレーダ取付構造であって、
   前記車両のフロントガラスのフロントピラー付近、前記車両のリヤガラスのリヤピラー付近、又は、前記車両のルーフにおける前記フロントピラーもしくは前記リヤピラー付近に設けられた設置穴と、
   前記設置穴に設けられた前記レーザレーダと、
   前記レーザレーダを覆うと共に前記電磁波を透過させるカバー部と、を備え、
   前記レーザレーダは、前記カバー部を介して前記照射部が前記車両の外部に臨むように前記設置穴に設けられている、レーザレーダ取付構造。
2. 前記レーザレーダは、前記照射部が前記フロントガラス又は前記リヤガラスよりも前記車両の外側に突出するように前記設置穴に設けられている、請求項１に記載のレーザレーダ取付構造。
3. 前記設置穴は、前記フロントガラスの右上隅部及び左上隅部に少なくとも設けられている、請求項１又は２に記載のレーザレーダ取付構造。
   
   

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