JP6095789B2 - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ本体と、レーダ本体を車両に設置するレーダブラケットとを備えた車載用レーダ装置に関するものである。

近年、車載用レーダ装置を備えた乗用自動車が広く普及している。車載用レーダ装置は、他の車両や障害物等との距離およびその方向を計測し、車線変更や衝突回避ブレーキを補助する役割を担っている。その他にも、車載用レーダ装置はドライバへ所定の警告等を行ったり、シートベルトやエアバックなどの各種車載用機器を制御したりすることにも利用されている。このような車載用レーダ装置は、車両の前部や後部等に、主にレーダブラケットを使用して設置される（例えば特許文献１）。

特開２０１０−６６０９２号公報

車載用レーダ装置のレーダ性能を十分に発揮させるためには、目的とする方向へ安定して電波を送信する必要がある。そのために、レーダ本体のアンテナ（送受信面）の近傍には、電波への干渉を避けるために、他の部材の配置をなるべく減らしたいという要望がある。しかし、一般的な車載用レーダ装置のレーダ本体は、送受信面の面積が比較的広く、これに伴って送受信面からの電波の送信範囲を示すレーダビームエリアも広くなっていて、レーダビームエリア内にレーダブラケットの一部分等が介在しやすい。加えて、レーダ本体とレーダブラケットとが簡単に組付け可能であることも望まれている。

本発明は、このような課題に鑑み、レーダ性能の安定化に資することができ、さらにはレーダブラケットにレーダ本体を簡単に取り付けることが可能な車載用レーダ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車載用レーダ装置の代表的な構成は、扁平な直方体であって、最も大きい面積を有する二面の一方に設けられて電波の送受信を行う送受信面を有するレーダ本体と、レーダ本体が嵌め込まれ、送受信面が車両外側へ向くようにレーダ本体を車両に設置するレーダブラケットと、を備え、レーダブラケットは、レーダ本体の二面以外の側面に沿った複数の側板部と、レーダ本体の送受信面の反対側である底面を支える底板部と、レーダ本体の送受信面を露出させる開口領域と、側板部に設けられてレーダ本体の側面または送受信面に接触してレーダ本体が動かないようこれを支える１つ以上の支持部と、支持部のうちレーダ本体の送受信面の中心に近い端部に形成され、中心から離れる側かつ車両外側へ向かって傾斜または湾曲した退避形状と、を備えることを特徴とする。

上記レーダブラケットは、開口領域が大きく開口しているものの、レーダ本体が動かないよう支持部で支える構成となっている。特に、この支持部には、レーダ本体の送受信面から発信される電波に干渉しないよう、退避形状が形成されている。したがって、レーダ本体は、車両に安定して設置され、そしてそのレーダ性能を安定して発揮することが可能となっている。

上記のレーダブラケットはさらに、レーダ本体の四方の側面のうち一面に対応した位置に設けられ、当該レーダブラケットへレーダ本体を一面から挿入可能にする挿入口を備え、支持部は、挿入口付近にて対向する２つの側板部に架け渡されレーダ本体の送受信面に接触するブリッジ部を含み、ブリッジ部の退避形状は、ブリッジ部の長手方向に沿った２つの端部のうち、レーダ本体の送受信面の中心に近い端部に沿って設けられてもよい。

上記構成では、レーダ本体をレーダブラケットへ挿入口から挿入し、そしてブリッジ部でレーダ本体を支持させることで、レーダ本体とレーダブラケットとを簡単かつ十全に組み付けることができる。そして、ブリッジ部には退避形状が形成されているため、ブリッジ部の電波への干渉は避けられ、レーダ本体はそのレーダ性能を安定して発揮することが可能である。

上記の支持部は、側板部からレーダ本体の側面に向かって張り出して側面を支えるリブを含んでもよい。このようなリブによっても、退避形状を形成させて電波への干渉を避けつつ、レーダ本体を好適に支えることができる。

上記の支持部は、側板部の車両外側の部位からレーダ本体の送受信面の中心へ向かって張り出して送受信面を支えるツメ部を含んでもよい。このようなツメ部によっても、退避形状を形成させて電波への干渉を避けつつ、レーダ本体を好適に支えることができる。

上記の送受信面は、開口領域の中央に位置し電波を発信する相対的に広い発信領域と、発信領域の周囲に位置し電波を発信しない相対的に狭い非発信領域とを含み、支持部は、発信領域から車両外側へ向かって放射状に広がるレーダビームエリアの外部に設けられているとよい。この構成によれば、レーダ本体のレーダ性能に影響を与えることのない支持部が実現可能である。

本発明によれば、レーダ性能の安定化に資することができ、さらにはレーダブラケットにレーダ本体を簡単に取り付けることが可能な車載用レーダ装置を提供することができる。

本発明の実施形態における車載用レーダ装置を例示した図である。 図１の車載用レーダ装置を単独で例示した斜視図である。 図２（ａ）の車載用レーダ装置から電波が送信されている様子を例示した図である。 図３の各支持部を拡大した斜視図である。 図２（ｂ）のレーダブラケットを挿入口側から見て例示した斜視図である。 本実施形態および比較例それぞれのレーダ装置におけるレーダビームエリアの信号強度分布のシミュレーション結果である。

Ｆ１…レーダビームエリアの第１ブリッジ部側の領域、Ｆ２…比較例のレーダビームエリアの第１ブリッジ部側の領域、Ｗ１…レーダビームエリア、Ｗ２…比較例のレーダビームエリア、Ｅ１…発信領域、Ｅ２…非発信領域、１０…比較例のレーダ装置、１２…比較例のレーダ装置の第１ブリッジ部、１００…レーダ装置、１０２…フロントバンパ、１０４…リアバンパ、１０６…レーダ本体、１０８…レーダブラケット、１１０…コネクタ、１１２…送受信面、１１４…挿入口、１１６、１１８…側板部、１２０、１２２…レーダ本体の長手の側面、１２４…側板部、１２６…リブ、１２８…レーダ本体の短手の側面、１３０…固定部、１３２…軸受、１３４…第１ブリッジ部、１３４ａ、１３４ｂ…第１ブリッジ部の端部、１３６、１３８…ツメ部、１４０…開口領域、１４２…レーダ本体の底面、１４４…底板部、１４６…第２ブリッジ部、１４８…突起部、１５０…第１スロープ、１５２…第２スロープ、１５４…切欠部、１５６…配線コード、１６０…第１ブリッジ部の退避形状、１６２…リブの退避形状、１６４…ツメ部の退避形状

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態における車載用レーダ装置（レーダ装置１００）を例示した図である。図１に例示するレーダ装置１００は、電波の送受信によって、他の車両や障害物等との距離および位置を測定する。レーダ装置１００は、車両前部のフロントバンパ１０２の裏側付近や、車両後部のリアバンパ１０４の裏側付近などに、複数設置される。例えば、図１の車両では、フロントバンパ１０２側に３つ、リアバンパ１０４側に２つ、設置されている。

図２は、図１の車載用レーダ装置１００を単独で例示した斜視図である。図２（ａ）に例示するように、レーダ装置１００は、電波の送受信を行うレーダ本体１０６と、このレーダ本体１０６を車両の各所に設置するレーダブラケット１０８とを含んでいる。レーダ本体１０６は、コネクタ１１０で車両側と電気的に接続し、目標物に向かって電波の送受信を行う。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のレーダ装置１００を分解した図である。図２（ｂ）に例示するように、レーダ本体１０６は扁平な直方体であって、六面のうち最も面積の大きい二面の一方が電波の送受信面１１２となり、他方が底面となっている。レーダ本体１０６の内部には各種電子部品等が備えられていて、この送受信面１１２から電波の送受信を行う。

レーダブラケット１０８は樹脂製であって、レーダ本体１０６の形状に沿った箱型を成すよう一体成型されている。レーダブラケット１０８は、開口領域１４０が広く設けられていて、開口領域１４０からレーダ本体の送受信面が露出する構成となっている。レーダブラケット１０８には挿入口１１４がレーダ本体の側面に対応した位置に設けられていて、レーダ本体１０６は挿入口１１４に側面から送受信面１１２の平行方向に挿入される。

レーダブラケットの各側板部は、レーダ本体の各側面に沿って設けられている。側板部１１６、１１８はレーダ本体１０６の長辺である２つの平行な側面１２０、１２２に沿っていて、レーダ本体１０６はこの側板部１１６、１１８の間をスライドするようにしてレーダブラケットにはめ込まれる。レーダ本体１０６の挿入方向の奥には、レーダ本体１０６の短辺に沿った側板部１２４が設けられている。

レーダブラケット１０８におけるレーダ本体１０６の底面１４２側（送受信面１１２の反対側）には、底板部１４４が設けられている。底板部１４４は、その中央側が肉抜された構成となっていて、レーダ本体１０６の底面１４２を支える。

各側板部の外側には固定部１３０がそれぞれ設けられている。固定部１３０には金属製の軸受１３２が設置されていて、ボルト等が使用可能になっている。これら固定部１３０を利用することで、レーダブラケット１０８はレーダ本体１０６の送受信面１１２が車両外側を向くようにして車両に固定される。

レーダブラケット１０８には、レーダ本体１０６が動かないよう、レーダ本体１０６を支える複数の支持部が設けられている。本実施形態では、支持部として、第１ブリッジ部１３４とリブ１２６、およびツメ部１３６、１３８が設けられている。これら各支持部によって、レーダブラケット１０８は、大きく開口した開口領域１４０を有していながら、レーダ本体１０６を確実に把持および支持することが可能になっている。

第１ブリッジ部１３４は、側板部１１６、１１８の長手方向における一端の送受信面１１２側にて、これら側板部１１６、１１８に架け渡されている。第１ブリッジ部１３４は、レーダ本体１０６の送受信面１１２の端に位置する非発信領域Ｅ２（図３参照）を支える。

ここで、当該レーダ装置１００のレーダビームエリアＷ１について説明する。図３は、図２（ａ）の車載用レーダ装置１００から電波が送信されている様子を例示した図である。図３に例示するように、当該レーダ装置１００の電波の送信範囲であるレーダビームエリアＷ１は、送受信面１１２の発信領域Ｅ１から車両外側へ向かって放射状に広がっている。発信領域Ｅ１は、送受信面１１２のうち開口領域１４０の中央側に位置する、相対的に広い領域である。他方、送受信面１１２のうち、発信領域Ｅ１の周囲に位置する、相対的に狭い領域は、電波を発信しない非発信領域Ｅ２となっている。第１ブリッジ部１３４とツメ部１３６は、この非発信領域Ｅ２に接触して送受信面１１２を支えている。

図４は、図３の各支持部を拡大した斜視図である。図４（ａ）に例示するように、第１ブリッジ部１３４には、退避形状１６０が形成されている。退避形状１６０は、図３の第１ブリッジ部１３４の長手方向に沿った２つの端部１３４ａ、１３４ｂのうちの送受信面１１２の中心に近い端部１３４ａに形成されていて、送受信面１１２の中心から離れる側かつ車両外側へ向かって傾斜している。退避形状１６０を設けることで、第１ブリッジ部１３４のレーダビームエリアＷ１への干渉は避けられ、レーダ本体１０６はそのレーダ性能を安定して発揮することが可能になる。

図４（ｂ）は図３のリブ１２６を拡大した斜視図である。リブ１２６は、側板部１２４の内側からレーダ本体１０６の側面１２８に向かって張り出し、この側面１２８を支える。リブ１２６は、その上部の側面１２８側の端部に退避形状１６２を有している。この退避形状１６２は、リブ１２６のうち送受信面１１２（図３参照）に近い位置に設けられていて、この送受信面１１２の中心から離れる側かつ車両外側へ向かって傾斜している。この退避形状１６２を設けることで、リブ１２６のレーダビームエリアＷ１への干渉をより抑えることができる。

図４（ｃ）は図３のツメ部１３６を拡大した斜視図である。このツメ部１３６もまた、支持部の一種である。なお、以下ではツメ部１３６を例に挙げて説明を行うが、ツメ部１３８（図３参照）もツメ部１３６と同様の構成を有している。

ツメ部１３６は、側板部１１６の車両外側の部位からレーダ本体１０６の送受信面１１２の中心側へ向かって張り出している。ツメ部１３６における送受信面１１２の中心に近い側の端部には退避形状１６４が形成されていて、退避形状１６４は送受信面１１２の中心から離れる側かつ車両外側へ向かって傾斜している。したがって、ツメ部１３６もまた、レーダビームエリアＷ１への干渉を避けることができる。

上記説明した各支持部の有する効果を、支持部を代表して第１ブリッジ部１３４を例に挙げてさらに説明する。図６は、本実施形態および比較例それぞれのレーダ装置におけるレーダビームエリアの信号強度分布のシミュレーション結果である。図６（ａ）は、本実施形態のレーダ装置１００の信号強度分布であり、レーダ装置１００を左側に第１ブリッジ部１３４が位置するようにして側方から視覚的に表示している。一方、図６（ｂ）は、図６（ａ）に対応して例示した、比較例のレーダ装置１０の信号強度分布である。このレーダ装置１０は、第１ブリッジ部１２に退避形状１６０（図４（ａ）参照）を設けていない点で、図６（ａ）のレーダ装置１００と構成が異なっている。

図６（ｂ）のレーダ装置１０の信号強度分布を見ると分かるように、第１ブリッジ部１２には退避形状を設けていないため、レーダビームエリアＷ２における第１ブリッジ部１２側の領域Ｆ２において、信号の強度が若干弱まっている。これは、第１ブリッジ部１２の角の部分が、わずかながらも電波に干渉しているためと思われる。一方、図６（ａ）の本実施形態にかかるレーダ装置１００の信号強度分布では、図６（ｂ）に比べて、第１ブリッジ部１３４側の領域Ｆ１において信号強度が強い。すなわち、図６（ａ）からは、第１ブリッジ部１３４に退避形状１６０（図４（ａ）参照）を設けたことによって電波との干渉が避けられていることが確認できる。この効果は、同じく退避形状１６２、１６４を設けたリブ１２６（図４（ｂ）参照）およびツメ部１３６（図４（ｃ））も有している。

以上説明した第１ブリッジ部１３４とリブ１２６、およびツメ部１３６、１３８の各支持部によって、まず、レーダブラケット１０８はレーダ本体１０６を好適に支えることができる。そして、これら各支持部は、図３のようにレーダビームエリアＷ１の外部に設けられていて、図４各図のように各退避形状が形成されている。特に、各退避形状は、車両外側へ向かうほど送受信面１１２の中心から離れるよう傾斜していて、レーダビームエリアＷ１の電波への干渉を好適に避けることが可能になっている。そのため、レーダブラケット１０８は、レーダ本体１０６を十全に支持しつつも、そのレーダ性能に影響を与えることがない。したがって、レーダ本体１０６はそのレーダ性能を安定して発揮することが可能になっている。また、当該レーダ装置１００では、レーダ本体１０６をレーダブラケット１０８に組み付けたとしても、組付け前と比べて、レーダ本体１０６のレーダ性能の損失を防ぐまたは極めて小さく抑えることができる。そのため、レーダ性能の損失分を考慮した設計やキャリブレーションなどが不要となり、工数およびコスト削減に資することが可能になる。なお、本実施形態では、各退避形状は斜面として形成しているが、曲面として形成することも可能である。

当該レーダ装置１００では、上述した各支持部等によって、レーダブラケット１０８にレーダ本体１０６が隙間なくはまる構成となっている。以下、レーダブラケット１０８の構成についてさらに説明する。

図５は、図２（ｂ）のレーダブラケット１０８を挿入口１１４側から見て例示した斜視図である。図５（ａ）に例示するように、側板部１１６、１１８の底板部１４４側の一端には、第２ブリッジ部１４６が架け渡されている。挿入口１１４は、これら第１ブリッジ部１３４とその下方の第２ブリッジ部１４６、および側板部１１６、１１８に囲われた内側に形成されている。

図２（ｂ）に例示するように、第２ブリッジ部１４６は、第１ブリッジ部１３４に比べて、挿入口１１４への挿入方向の反対側の位置に設けられている。これは、レーダ本体１０６をレーダブラケット１０８にはめ込む際に、レーダ本体１０６を挿入口１１４の手前に設置されている第２ブリッジ部１４６に沿わせて挿入口１１４へ挿入することで、簡単かつスムーズな挿入作業を可能にする構成である。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のレーダブラケット１０８の概略的なＡ−Ａ断面図である。図５（ｂ）に例示するように、第１ブリッジ部１３４には、突起部１４８が設けられている。突起部１４８は、破線で例示している挿入完了後のレーダ本体１０６に嵌合することで、レーダ本体１０６の脱落を防ぐ。この突起部１４８を設けることで、レーダブラケット１０８の内部にレーダ本体１０６が動かないよう固定し、その位置決め精度を高めることが可能になる。

第２ブリッジ部１４６には、第１スロープ１５０が設けられている。第１スロープ１５０は、第２ブリッジ部１４６の挿入口１１４の反対側へ延長した先端付近において、その先端側から挿入口１１４へ向かって傾斜している。上述したように第１ブリッジ部１３４からは突起部１４８が突出しているが、第２ブリッジ部１４６に第１スロープ１５０を設けることで、レーダ本体１０６は挿入口１１４へと問題なく挿し込むことが可能になっている。

加えて、底板部１４４にも第２スロープ１５２が設けられている。本実施形態では、底板部１４４は、第２ブリッジ部１４６に対して、その位置が第１ブリッジ部１３４側に若干高くなっている。これは、レーダブラケット１０８が、第１ブリッジ部１３４と底板部１４４との間でレーダ本体１０６を挟んで把持する構成となっているためである。そのために、第１ブリッジ部１３４と底板部１４４との距離は、レーダ本体１０６の厚みに対して余裕がない。そこで、底板部１４４におけるレーダ本体１０６の挿入方向の反対側の端に第２スロープ１５２を設けることで、レーダ本体１０６を挿し込みやすくしている。

再び図２（ａ）を参照する。図２（ａ）に例示するように、レーダ本体１０６のコネクタ１１０は、レーダブラケット１０８への挿入完了後において挿入口１１４から露出する側面に設けられている。このとき、第１ブリッジ部１３４のうちコネクタ１１０に重なる位置には、切欠部１５４が設けられている。この切欠部１５４を設けていることで、レーダ本体１０６をレーダブラケット１０８にはめ込んだ後であっても、コネクタ１１０への配線コード１５６類の脱着を好適に行うことができる。

以上説明したように、当該レーダ装置１００では、レーダブラケット１０８にレーダ本体１０６が隙間なくはまる構成となっていながら、レーダブラケット１０８はレーダ本体１０６がスムーズに挿入できる構成となっている。このようにして、当該実施形態では、レーダ本体１０６とレーダブラケット１０８とを簡単かつ十全に組み付けることができ、レーダ本体１０６の位置決め精度の向上と、組付け作業の容易化の両立が達成可能になっている。そして、レーダ本体１０６の位置決め精度を高めることで、そのレーダ性能を安定して発揮することが可能になっている。

なお、上記構成では、第２ブリッジ部１４６を挿入口１１４の手前側に配置する構成とした。しかしこれに限らず、例えば第２ブリッジ部１４６を挿入口１１４に対して第１ブリッジ部１３４と同じ程度の位置に設置し、その第２ブリッジ部１４６の全部または一部を挿入口１１４の反対側へ延長させることによっても、同様の効果を得ることが可能である。また上記構成では、第２ブリッジ部１４６を挿入口１１４の手前側に配置し、挿入口１１４側である第１ブリッジ部１３４に突起部１４８を設ける構成とした。しかしこれに限らず、例えば第１ブリッジ部１３４を手前側に配置して、第２ブリッジ部１４６に突起部１４８を設ける構成としてもよい。また、同一のブリッジ部に対して、挿入口１１４の手前側への配置等と突起部１４８の設置の両方を行ってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、レーダ本体と、レーダ本体を車両に設置するレーダブラケットとを備えた車載用レーダ装置に利用することができる。

Claims (5)

1. 扁平な直方体であって、最も大きい面積を有する二面の一方に設けられて電波の送受信を行う送受信面を有するレーダ本体と、
   前記レーダ本体がはめ込まれ、前記送受信面が車両外側へ向くように該レーダ本体を車両に設置するレーダブラケットと、
   を備え、
   前記レーダブラケットは、
   前記レーダ本体の前記二面以外の側面に沿った複数の側板部と、
   前記レーダ本体の前記送受信面の反対側である底面を支える底板部と、
   前記レーダ本体の前記送受信面を露出させる開口領域と、
   前記側板部に設けられて前記レーダ本体の側面または送受信面に接触して該レーダ本体が動かないようこれを支える１つ以上の支持部と、
   前記支持部のうち前記レーダ本体の送受信面の中心に近い端部に形成され、該中心から離れる側かつ車両外側へ向かって傾斜または湾曲した退避形状と、
   前記レーダ本体の四方の側面のうち一面に対応した位置に設けられ、当該レーダブラケットへ該レーダ本体を該一面から挿入可能にする挿入口と、
   を備え、
   前記支持部は、前記挿入口付近にて対向する２つの側板部に架け渡され前記レーダ本体の送受信面に接触するブリッジ部を含み、
   前記ブリッジ部の前記退避形状は、該ブリッジ部の長手方向に沿った２つの端部のうち、前記レーダ本体の前記送受信面の中心に近い端部に沿って設けられることを特徴とする車載用レーダ装置。
2. 扁平な直方体であって、最も大きい面積を有する二面の一方に設けられて電波の送受信を行う送受信面を有するレーダ本体と、
   前記レーダ本体がはめ込まれ、前記送受信面が車両外側へ向くように該レーダ本体を車両に設置するレーダブラケットと、
   を備え、
   前記レーダブラケットは、
   前記レーダ本体の前記二面以外の側面に沿った複数の側板部と、
   前記レーダ本体の前記送受信面の反対側である底面を支える底板部と、
   前記レーダ本体の前記送受信面を露出させる開口領域と、
   前記側板部に設けられて前記レーダ本体の側面または送受信面に接触して該レーダ本体が動かないようこれを支える１つ以上の支持部と、
   前記支持部のうち前記レーダ本体の送受信面の中心に近い端部に形成され、該中心から離れる側かつ車両外側へ向かって傾斜または湾曲した退避形状と、
   を備え、
   前記支持部は、前記側板部から前記レーダ本体の側面に向かって張り出して該側面を支えるリブを含むことを特徴とする車載用レーダ装置。
3. 前記レーダブラケットはさらに、前記レーダ本体の四方の側面のうち一面に対応した位置に設けられ、当該レーダブラケットへ該レーダ本体を該一面から挿入可能にする挿入口を備え、
   前記支持部は、前記挿入口付近にて対向する２つの側板部に架け渡され前記レーダ本体の送受信面に接触するブリッジ部を含み、
   前記ブリッジ部の前記退避形状は、該ブリッジ部の長手方向に沿った２つの端部のうち、前記レーダ本体の前記送受信面の中心に近い端部に沿って設けられることを特徴とする請求項２に記載の車載用レーダ装置。
4. 前記支持部は、前記側板部の前記車両外側の部位から前記レーダ本体の前記送受信面の中心へ向かって張り出して該送受信面を支えるツメ部を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車載用レーダ装置。
5. 前記送受信面は、前記開口領域の中央に位置し前記電波を発信する相対的に広い発信領域と、該発信領域の周囲に位置し該電波を発信しない相対的に狭い非発信領域とを含み、 前記支持部は、前記発信領域から前記車両外側へ向かって放射状に広がるレーダビームエリアの外部に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車載用レーダ装置。