JP4331152B2 - 物体検知装置の取付構造 - Google Patents

Description

この発明は、レーダー装置等の前方の物体の有無や相対距離等を検出する物体検知装置の車体に対する取付構造に関するものである。

自動車の車体においては、万が一の衝突に備えて各種の衝撃吸収構造が工夫されている。例えば、剛性の高い機器の配置構造として、変形の容易な変形部材を剛性の高い機器に近接配置することにより、衝突時の変形部材の曲げによって剛性の高い機器を車体骨格部材の圧壊軌道から移動させ、それによって車体骨格部材のスムーズな圧壊を得るようにしたものが案出されている（特許文献１参照）。

また、レーダー装置等の物体検知装置の車体取付構造として、物体検知装置を樹脂ナットを介して車体側のブラケットに固定し、衝突時に車体外装部材の変形等によって物体検知装置が車体後方側に押されたときに、樹脂ナットが先にブラケットから脱落することによって物体検知装置の後方変位を許容し、それによって物体検知装置のダメージを少なくするようにしたものが案出されている。
特開２００３−３４１９８号公報 特開２００２−３５７６５３号公報

しかし、これらの構造は、いずれも車両の衝突時に骨格部材や外装部材が後方側に変位したときに、機器を積極的に移動させ、或いは、移動を許容することによって機器に大きな荷重が入力されるのを防止するものであるため、物体検知装置の取付部に適用した場合、軽微な衝突の際に物体検知装置の軸ずれ防止を図れないことが懸念される。

即ち、前記の従来構造の場合、衝突荷重の入力時に機器の移動が容易になるように工夫されているだけであるため、軽微な衝突によってバンパーやグリル等の車体外装部材が車体後方側に移動してきたときに、物体検知装置が車体外装部材に押されて軸ずれを生じることが懸念される。
そして、バンパーやグリルが僅かに変形する程度の軽微な衝突の場合、物体検知装置の軸ずれが生じなければ、通常、その物体検知装置をそのまま継続使用することができるが、物体検知装置の軸ずれが生じた場合には、物体検知器装置の継続使用が困難になる。

そこでこの発明は、衝突時における物体検知装置の軸ずれを防止できるようにして、軽微な衝突の際の物体検知装置の継続使用を可能にする物体検知装置の取付構造を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両進行方向の物体を検知する物体検知装置（例えば、後述の実施形態におけるミリ波レーダー装置Ｓｒ）の車体に対する取付構造において、車両衝突時の荷重によって車体外装部材（例えば、後述の実施形態におけるフロントバンパー１３）が前記物体検知装置方向に移動するときに、前記車体外装部材に当接してその車体外装部材の移動方向を規制するガイド部材（例えば、後述の実施形態におけるガイド部材１８）を備え、前記ガイド部材は、前記物体検知装置の下側位置に固定されるとともに、前記車体外装部材と当接してその車体外装部材の移動を案内するガイド面（例えば、後述の実施形態におけるガイド面１９）を備え、前記ガイド面の前縁部は、前記車体外装部材の後端部分に臨んで配置されている構成とした。
この発明の場合、車両の衝突時に車体外装部材が衝突荷重を受けて物体検知装置方向に移動しようとすると、車体外装部材がガイド部材に当接することにより移動方向を規制される。
また、車両衝突時における車体外装部材の移動方向はガイド部材のガイド面に沿って変化するようになる。

前記ガイド部材は、請求項２に記載のように、車体前方に延出する第１の板状部材（例えば、後述の実施形態における第１の板状部材１６）と、この第１の板状部材の前端側に一体に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出して前面側が前記ガイド面とされる第２の板状部材（例えば、後述の実施形態における第２の板状部材１７）と、を備えた構成としても良い。
この場合、第２の板状部材が後方に傾斜した状態において第１の板状部材と共にトラス状に支持される。

また、前記第１の板状部材と第２の板状部材は、請求項３に記載のように、前記物体検知装置を車体に支持させる支持部材に支持されるようにしても良い。
この場合、支持部材は物体検知装置を車体に支持させる部材であり、高い剛性のものが用いられるため、ガイド面を成す第２の板状部材が前記のトラス状構造とも相俟って高い剛性をもって車体に支持される。

請求項４に記載の発明は、車両進行方向の物体を検知する物体検知装置の車体に対する取付構造において、車両衝突時の荷重によって車体外装部材が前記物体検知装置方向に移動するときに、前記車体外装部材に当接してその車体外装部材の移動方向を規制するガイド部材を備え、前記ガイド部材は、前記車体外装部材と当接してその車体外装部材の移動を案内するガイド面を備え、前記ガイド部材は、車体前方に延出する第１の板状部材と、この第１の板状部材の前端側に一体に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出して前面側が前記ガイド面とされる第２の板状部材と、を備えて成る構成とした。

この場合、前記第１の板状部材と第２の板状部材は、請求項５に記載のように、前記物体検知装置を車体に支持させる支持部材に支持されている構成としても良い。

この発明によれば、車両の衝突時に、物体検知装置方向に移動しようとする車体外装部材の移動方向をガイド部材によって規制することができるため、軽微な衝突の際の車体外装部材と物体検知装置との干渉を確実に回避することができる。
特に、車両衝突時における車体外装部材の移動方向をガイド部材のガイド面に沿わせて確実に案内することができるため、車体外装部材と物体検知装置の干渉をより確実に阻止することができる。
また、車両衝突時に車体外装部材の移動方向がガイド部材によって物体検知装置から離反する方向に方向付けられるため、車体外装部材と物体検知装置の干渉をより確実に防止することができる。
したがって、この発明を採用した場合には、軽微な衝突の際に物体検知装置の軸ずれを防止することができる。

また、ガイド部材を、車体前方に延出する第１の板状部材と、この第１の板状部材の前端側に一体に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出して前面側が前記ガイド面とされる第２の板状部材と、を備えた構成とした場合には、衝突時に車体外装部材に当接する第２の板状部材が第１の板状部材と共にトラス状構造を成し、衝突時における車体外装部材の移動方向を正確、かつ確実に規制することが可能になる。

また、トラスト構造をなす第１の板状部材と第２の板状部材を、物体検知装置を車体に支持させる剛性の高い支持部材に支持されるようにした場合には、衝突時における車体外装部材の移動方向を、より正確に、かつ確実に規制することができる。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る取付構造を採用した車両１の斜視図であり、この車両１の前面のフロントグリル２のベース部開口３内の奥側位置には、物体検知装置としてのミリ波レーダー装置Ｓｒが配置されている。

図２に示すように、車体の左右のサイドフレーム（図示せず）の前端部に結合されたバルクヘッド４にはラジエータ５が取り付けられると共に、バルクヘッド４のアッパフレーム４ａとロアフレーム４ｂの中央寄り位置に、ラジエータ５の上面から前面にかけてを跨ぐように一対のパイプブラケット６Ａ，６Ｂ（支持部材）が取付けられている。この一対のパイプブラケット６Ａ，６Ｂは車幅方向に離間して配置され、このパイプブラケット６Ａ，６Ｂにミリ波レーダー装置Ｓｒが支持されている。両パイプブラケット６Ａ，６Ｂの略中央部には、両者を剛的に連結するクロスブラケット７（支持部材）が結合されている。

ミリ波レーダー装置Ｓｒは、図２，図４に示すように直方体状のケーシング８の背部に３箇所の軸調整機構９ａ，９ｂ，９ｃを介してベースプレート１０が取付けられ、このベースプレート１０の上縁部が左右のパイプブラケット６Ａ，６Ｂにクランプ固定されると共に、下縁部に延設された舌片部１１ａ，１１ｂがクロスブラケット７に結合されている。

また、ミリ波レーダー装置Ｓｒの前方側には、図１に示すように車体外装部材であるフロントグリル２とフロントバンパー１３が配置されている。フロントバンパー１３は両側部がステー（図示せず）を介してサイドフレームに支持固定されている。
フロントバンパー１３のバンパーフェイス１４は、車体前面側からフロントグリル２との突合せ部を回りこんで車体後方側に延出する上壁１５が、図３，図４に示すようにミリ波レーダー装置Ｓｒと前後にオーバーラップする位置まで延出しており、その上壁１５の幅方向略中央部は、ミリ波レーダー装置Ｓｒとの干渉を避けるために、凹状に窪んで形成されている。以下、この凹状部分を上壁１５の一般部１５ａと区別して凹状部１５ｂと呼ぶ。

また、前記クロスブラケット７には、図２〜図４に示すようなガイド部材１８がミリ波レーダー装置Ｓｒの下側位置にて溶接固定されている。このガイド部材１８は、車両衝突時におけるフロントバンパー１３の移動方向をミリ波レーダー装置Ｓｒ方向から下方に逸らすように規制する。

この実施形態の場合、ガイド部材１８は、クロスブラケット７の上壁から車体前方にほぼ直線的に延出する第１の板状部材１６と、前端部がこの第１の板状部材１６に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出する後端部がクロスブラケット７の下壁に結合される第２の板状部材１７を備えている。第２の板状部材１７の下方前面は平坦に形成され、その平坦面が衝突時にフロントバンパー１３に当接して同バンパー１３の移動方向を規制するガイド面１９となっている。具体的には、ガイド面１９の前縁部はバンパーフェイス１４の凹状部１５ｂの後端部分に臨んで配置され、バンパーフェイス１４（フロントバンパー１３）の中央部が車体後方側に移動しようとしたときに、凹状部１５ｂの後端部分が傾斜したガイド面１９に当接するようになっている。

ここで、物体検知装置として採用するミリ波レーダー装置Ｓｒについて説明する。
図５に示すように、このミリ波レーダー装置Ｓｒは、ミリ波を送信する平面送信アンテナと、前方の物体から反射して戻ったミリ波を受信する平面受信アンテナの機能を備えた単一の平面アンテナ４６を備えている。

ＦＭ−ＣＷ波を用いたミリ波レーダー装置Ｓｒは、タイミング生成回路４７から入力されるタイミング信号に基づいて発信器４９の発進作動がＦＭ変調制御回路４８により変調制御され、図６（ａ）に実線で示すように、周波数が三角波状に変調された送信波がアンプ５０及びサーキュレータ５１を介して平面アンテナ４６から、自車の前方の所定の検知範囲の水平方向に異なる方向に向けて例えば９チャンネルに別れて送信される。このＦＭ−ＣＷ波が先行車等の物体に反射された反射波が平面アンテナ４６に受信されると、この受信波は、例えば物体が自車に接近してくる場合には、図６（ａ）に破線で示すように、受信波の周波数が直線的に増加する上昇側では受信波よも低い周波数で送信波から遅れて出現し、また送信波の周波数が直線的に減少する下降側では送信波よりも高い周波数で送信波から遅れて出現する。

平面アンテナ４６で受信した受信波はサーキュレータ５１を介してミキサ５２に入力される。ミキサ５２には、サーキュレータ５１からの受信波の他に発信器４９から出力される送信波から分配された走信波がアンプ５３を介して入力されており、ミキサ５２で送信波、及び、受信波が混合されることにより、図６（ｂ）に示すように、送信波の周波数が直線的に増加する上昇側でピーク周波数Ｆｕｐを有し、送信波の周波数が直線的に減少する下降側でピーク周波数Ｆｄｎを有するピーク信号が生成される。

ミキサ５２で得られたビート信号はアンプ５４で必要なレベルの振幅に増幅され、Ａ／Ｄコンバータ５５によりサンプリングタイム毎にＡ／Ｄ変換され、デジタル化された増幅データがメモリ５６に時系列的に記憶保持される。このメモリ５６には、タイミング信号生成回路４７からタイミング信号が入力されており、そのタイミング信号に応じてメモリ５６は、送受信波の周波数が増加する上昇側、及び、前記周波数が減少する下降側毎にデータを記憶保持することになる。

中央演算処理装置（ＣＰＵ）５７は、メモリ５６に記憶されたデータに基づいて、ピーク周波数Ｆｕｐ、Ｆｄｎに基づいて周知の方法により物体との距離、及び、相対速度を演算するとともに、ＡＣＣシステムやＳｔｏｐ＆Ｇｏシステム等の電子制御ユニットＥＣＵに通信する。

以下、車両の軽衝突時における各部材の挙動と機能について説明する。
衝突前の状態においては、バンパーフェイス１４とミリ波レーダー装置Ｓｒは、図３に示すようにバンパーフェイス１４の上面の凹状部１５ｂがケーシング８の下側を跨いでいるものの、凹状部１５ｂの両縁部分は正面視でベースプレート１０と軸調整機構９ｃの一部にオーバーラップしている。

この状態から衝突荷重の入力によってバンパーフェイス１４が、図４中の鎖線矢印で示すようにミリ波レーダー装置Ｓｒ方向に移動してくると、最初に、バンパーフェイス１４の凹状部１５ｂの後端部分がガイド部材１８のガイド面１９に当接し、この状態からフロントバンパー１３の移動がさらに進行すると、バンパーフェイス１４がガイド面１９によるカム作用を受けてその移動方向がガイド面１９に沿う方向（図４中の実線矢印参照。）に規制される。

したがって、バンパーフェイス１４が衝突時に後方に真っ直ぐに後退した場合には、凹状部１５ｂの両縁部分がミリ波レーダー装置Ｓｒと干渉してしまうが、この取付構造においては、ガイド部材１８による規制作用によってこの干渉を確実に回避することができる。このため、この取付構造を採用した場合、軽衝突の際には、バンパーフェイス１４がミリ波レーダー装置Ｓｒに干渉しないことから、ミリ波レーダー装置Ｓｒの軸ずれを確実に防止することができる。よって、フロントバンパー１３が僅かに潰れる程度の軽衝突の場合には、そのままミリ波レーダー装置Ｓｒを継続して使用することができる。

特に、この実施形態の場合、衝突の際にミリ波レーダー装置Ｓｒの下方側に傾斜した平坦なガイド面１９を通してバンパーフェイス１４をミリ波レーダー装置Ｓｒから離間する方向にスムーズに案内することができるため、バンパーフェイス１４とミリ波レーダー装置Ｓｒの干渉をより確実に防止することができる。

ガイド部材１８は、この実施形態のように必ずしも二つの板状部材１６，１７によって構成する必要はないが、この実施形態のように直線的に前方に延出する第１の板状部材１６と、ガイド面１９を成す第２の板状部材１７をトラス状構造にして、ミリ波レーダー装置Ｓｒの支持部材であるクロスブラケット７に結合するようにした場合には、車両の重量増加を招くことなく、衝突時にガイド面１９に作用するバンパーフェイス１４からの押圧力を確実に受け止めることができる。さらに、クロスブラケット７やパイプブラケット６Ａ，６Ｂはミリ波レーダー装置Ｓｒを車体に支持させるために高い剛性をもたせて形成される部材であるため、前記の板状部材６，７のトラス状構造とも相俟ってガイド部材１８を高い剛性を持って車体に支持させ、バンパーフェイス１４から入力される押圧力をより確実に受け止めることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、物体検知装置の一例としてミリ波レーダー装置を用いたが、物体検知装置はこれに限らずレーザーレーダー装置やステレオカメラ等を用いることも可能である。
また、ガイド部材によって衝突時の移動方向を規制する車体外装部材はバンパーだけでなく、同様に衝突時に物体検知装置と干渉する虞のあるグリルであっても良い。

この発明の一実施形態を示す車両の斜視図。 同実施形態を示す図１のＡ部の拡大斜視図。 同実施形態を示す図１のＡ部の拡大正面図。 同実施形態を示す図３のＢ矢視側面図。 同実施形態の物体検知手段であるミリ波レーダー装置のブロック図。 同実施形態を示すものであり、送受信アンテナに対して物体が接近移動しているときの送受信波の波形とピーク周波数を示すグラフ。

符号の説明

Ｓｒ…ミリ波レーダー（物体検知装置）
２…フロントグリル
６Ａ，６Ｂ…パイプブラケット（支持部材）
７…クロスブラケット（支持部材）
１３…フロントバンパー（車体外装部材）
１６…第１の板状部材
１７…第２の板状部材
１８…ガイド部材
１９…ガイド面

Claims (5)

1. 車両進行方向の物体を検知する物体検知装置の車体に対する取付構造において、
   車両衝突時の荷重によって車体外装部材が前記物体検知装置方向に移動するときに、前記車体外装部材に当接してその車体外装部材の移動方向を規制するガイド部材を備え、
   前記ガイド部材は、前記物体検知装置の下側位置に固定されるとともに、前記車体外装部材と当接してその車体外装部材の移動を案内するガイド面を備え、
   前記ガイド面の前縁部は、前記車体外装部材の後端部分に臨んで配置されていることを特徴とする物体検知装置の取付構造。
2. 前記ガイド部材は、
   車体前方に延出する第１の板状部材と、
   この第１の板状部材の前端側に一体に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出して前面側が前記ガイド面とされる第２の板状部材と、を備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置の取付構造。
3. 前記第１の板状部材と第２の板状部材は、前記物体検知装置を車体に支持させる支持部材に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の物体検知装置の取付構造。
4. 車両進行方向の物体を検知する物体検知装置の車体に対する取付構造において、
   車両衝突時の荷重によって車体外装部材が前記物体検知装置方向に移動するときに、前記車体外装部材に当接してその車体外装部材の移動方向を規制するガイド部材を備え、
   前記ガイド部材は、前記車体外装部材と当接してその車体外装部材の移動を案内するガイド面を備え、
   前記ガイド部材は、
   車体前方に延出する第１の板状部材と、
   この第１の板状部材の前端側に一体に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出して前面側が前記ガイド面とされる第２の板状部材と、を備えて成ることを特徴とする物体検知装置の取付構造。
5. 車両進行方向の物体を検知する物体検知装置の車体に対する取付構造において、
   車両衝突時の荷重によって車体外装部材が前記物体検知装置方向に移動するときに、前記車体外装部材に当接してその車体外装部材の移動方向を規制するガイド部材を備え、
   前記ガイド部材は、前記車体外装部材と当接してその車体外装部材の移動を案内するガイド面を備え、
   前記ガイド部材は、
   車体前方に延出する第１の板状部材と、
   この第１の板状部材の前端側に一体に連結されると共に、その連結部から斜め後方に延出して前面側が前記ガイド面とされる第２の板状部材と、を備えて成り、
   前記第１の板状部材と第２の板状部材は、前記物体検知装置を車体に支持させる支持部材に支持されていることを特徴とする物体検知装置の取付構造。

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