JP7131326B2

JP7131326B2 - センサ搭載構造

Info

Publication number: JP7131326B2
Application number: JP2018217712A
Authority: JP
Inventors: 祐介片岡; 亮岩松; 健作柴田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: US11693095B2; CN111196238A; US20200158828A1; CN111196238B; JP2020085571A

Description

本発明は、センサ搭載構造に関する。

特許文献１には、車両の周辺情報を検出するためのレーダを備えた構造が開示されている。この構造では、レーダの上方に凹部を設けることで、フロントグリルとレーダとの干渉を抑制する構造となっている。

特開２０１７－０４４６３６号公報

しかしながら、上記特許文献１の構造では、レーダ（センサ）の背面及び下面にブラケットが取り付けられており、このブラケットを介してレーダを車体に取り付けているため、他の場所にレーダを搭載する際には空間上の制約が大きく、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、空間上の制約を受けにくいセンサ搭載構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載のセンサ搭載構造は、車両の周辺情報を検出するセンサ本体と、箱状に形成されて前記センサ本体を外側から覆うと共に、車両の外板に取り付け可能に構成された筐体と、を有し、前記筐体における前記外板に沿った第１方向の一端側及び他端側の壁面からそれぞれ締結部が延出されており、前記締結部は、前記筐体における前記第１方向の前記一端側の前記壁面から延出されて前記外板に締結可能な第１締結部及び第２締結部と、前記他端側の前記壁面から延出されて前記外板に締結可能な第３締結部とで構成されており、前記筐体における前記他端側の前記壁面には、ワイヤハーネスが接続されるコネクタが設けられている。

請求項１に記載のセンサ搭載構造では、センサ本体が筐体に外側から覆われており、このセンサ本体によって車両の周辺情報が検出される。また、筐体は箱状に形成されており、車両の外板に取り付け可能に構成されている。ここで、筐体にける外板に沿った第１方向の一端側の壁面から締結部が延出されており、筐体における第１方向の他端側の壁面から別の締結部が延出されている。そして、これらの締結部が締結部材によって外板に締結される。これにより、筐体における第１方向の一端側及び他端側の壁面を除く筐体の周囲には、締結部を設けずに済み、周辺部品との干渉を抑制することができる。

また、筐体における第１方向の一端側の壁面に第１締結部及び第２締結部の２つの締結部が設けられているため、締結部が１つの場合と比較してより強固に筐体を締結することができる。

さらに、筐体における他端側の壁面にコネクタを設けることで、他の壁面にコネクタを設けずに済む。

請求項２に記載のセンサ搭載構造は、請求項１において、前記第１締結部と前記第２締結部との間には、洗浄用のノズルが配置されている。

請求項２に記載のセンサ搭載構造では、第１締結部と第２締結部との間の空間を利用してノズルを配置することで、他の場所にノズルが配置された構造と比較して、筐体の周辺の空間を有効活用することができる。

請求項３に記載のセンサ搭載構造は、請求項１又は２において、前記センサ本体は、レーダ波として機能する電磁波を照射させるレーザレーダである。

請求項５に記載のセンサ搭載構造では、レーザレーダの電磁波を照射させることで、車両側方の周辺情報を検出することができる。

以上説明したように、空間上の制約を受けにくいセンサ搭載構造を得ることができる。

第１実施形態に係るセンサ搭載構造が適用された車両のフロントフェンダパネルを概略的に示す側面図である。第１実施形態に係るセンサ搭載構造が適用された車両の要部を車両後方側から見た背面図である。第１実施形態に係るセンタ搭載構造の周辺情報検出センサを取付状態の車両幅方向外側から見た側面図である。第１実施形態に係るセンタ搭載構造の周辺情報検出センサを取付状態の車両後方側から見た背面図である。第２実施形態に係るセンサ搭載構造が適用された車両のリアバンパカバーを車両後方側から見た背面図である。第２実施形態に係るセンサ搭載構造が適用された車両のリアバンパカバーの要部を拡大して車両前方側から見た正面図である。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るセンサ搭載構造について図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、及び矢印ＲＨは、車両の前方向、上方向、及び幅方向の左側をそれぞれ示している。以下、単に、前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係るセンサ搭載構造は、車両１２の前部に適用されている。具体的には、車両１２の前部に設けられたフロントフェンダパネル１４に周辺情報検出センサ１０が取り付けられている。

フロントフェンダパネル１４は、車両の外板を構成しており、左右に一対設けられている。なお、以下の説明では、車両左側のフロントフェンダパネル１４についてのみ説明するが、車両右側のフロントフェンダパネル１４も同様の構成とされている。

フロントフェンダパネル１４は、図示しない前輪の上方側に配置されており、車両幅方向外側に凸となるように緩やかに湾曲されている。また、フロントフェンダパネル１４の下端部は、前輪に沿って略円弧形状に形成されている。ここで、フロントフェンダパネル１４には、車両側面視で略矩形状に凹んだ凹部１４Ａが形成されている。そして、この凹部１４Ａに周辺情報検出センサ１０が取り付けられている。

図３に示されるように、周辺情報検出センサ１０は、車両１２の周辺情報を検出するセンサであり、センサ本体１８と筐体２０とを含んで構成されている。なお、図３の矢印ＦＲ及び矢印ＵＰは、周辺情報検出センサ１０が車両１２に取り付けられた状態における車両前方側及び車両上方側を示すものである。

センサ本体１８は、電磁波を発光する図示しない発光素子と、発光素子から発光された電磁波を反射させる図示しない固定ミラーと、固定ミラーで反射された電磁波を所定の角度で反射させる図示しない可動ミラーとを含んで構成されている。すなわち、本実施形態の周辺情報検出センサ１０を構成するセンサ本体１８は、レーダ波として機能する電磁波を照射させるレーザレーダ（ＬＩＤＡＲ：ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）である。

筐体２０は、略箱状に形成されており、この筐体２０によってセンサ本体１８が外側から覆われている。また、筐体２０は、車両側面視で略矩形状に形成されており、筐体２０の中央部分には凸部２２が形成されている。また、この凸部２２は、筐体２０の一般部よりも車両左側へ突出されている。ここで、筐体２０は、上壁面２０Ａ、下壁面２０Ｂ、第１側壁面２０Ｃ、第２側壁面２０Ｄ、外側壁面２０Ｅ及び内側壁面２０Ｆ（図４参照）を備えている。

上壁面２０Ａは、車両１２に周辺情報検出センサ１０が取り付けられた状態で、車両上方側を向いており、下壁面２０Ｂは車両下方側を向いている。第１側壁面２０Ｃは、車両１２に周辺情報検出センサ１０が取り付けられた状態で、車両前方側を向いており、第２側壁面２０Ｄは車両後方側を向いている。なお、本実施形態では、車両前後方向が本発明における「第１方向」に対応しており、第１側壁面２０Ｃが本発明における「第１方向の一端側の壁面」に対応しており、第２側壁面２０Ｄが「第１方向の他端側の壁面」に対応している。

図４に示されるように、外側壁面２０Ｅは、周辺情報検出センサ１０が車両１２に取り付けられた状態で、車両左側（車両外側）を向いており、内側壁面２０Ｆは車両右側（車両内側）を向いている。

ここで、図３に示されるように、第１側壁面２０Ｃの上端部から車両前方側へ第１締結部２４が延出されている。そして、第１締結部２４の先端部分には、車両幅方向に貫通する第１取付孔２４Ａが形成されており、この第１取付孔２４Ａに締結部材としての図示しないボルトが挿通される。また、第１側壁面２０Ｃの下端部から車両前方側へ第２締結部２６が延出されている。そして、この第２締結部２６の先端部には、車両幅方向に貫通する第２取付孔２６Ａが形成されており、第２取付孔２６Ａに締結部材としてのボルトが挿通される。なお、第２取付孔２６Ａは、第１締結部２４に形成された第１取付孔２４Ａよりも大径の円孔とされている。

一方、第２側壁面２０Ｄの上端部から車両後方側へ第３締結部２８が延出されている。そして第３締結部２８の先端部には車両幅方向に貫通する第３取付孔２８Ａが形成されており、この第３取付孔２８Ａに締結部材としてのボルトが挿通される。本実施形態の第３取付孔２８Ａは、車両前後方向を長手方向とする長穴とされている。

第２側壁面２０Ｄにおける第３締結部２８よりも下方側には、第１コネクタ３０が設けられている。また、第１コネクタ３０よりも下方側には、第２コネクタ３２が設けられている。第１コネクタ３０及び第２コネクタ３２は、いずれも図示しないワイヤハーネスが接続されるように、接続部が車両後方側に向けられている。

図４に示されるように、内側壁面２０Ｆには放熱部３４が設けられている。放熱部３４は、周知のヒートシンクとされており、棒状に形成された複数の３４Ａによって構成されている。すなわち、複数の３４Ａによって放熱部３４の表面積が大きくなることで、周辺情報検出センサ１０の内部温度の上昇を抑制する構成となっている。

図１に示されるように、周辺情報検出センサ１０がフロントフェンダパネル１４に取り付けられた状態では、フロントフェンダパネル１４の凹部１４Ａに形成された切欠部１４Ｂに車両内側から凸部２２が挿通されている。また、筐体２０の第１締結部２４、第２締結部２６及び第３締結部２８はそれぞれ、凹部１４Ａの車両内側の面に締結されている。

図２に示されるように、フロントフェンダパネル１４よりも車両幅方向内側には、インナパネル１６が配設されている。そして、周辺情報検出センサ１０は、フロントフェンダパネル１４とインナパネル１６との間の空間に配設されている。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態のセンサ搭載構造では、フロントフェンダパネル１４に周辺情報検出センサ１０が取り付けられており、周辺情報検出センサ１０からレーザレーダの電磁波を照射させることで、車両側方の周辺情報を検出することができる。

また、周辺情報検出センサ１０の筐体２０における第１側壁面２０Ｃから第１締結部２４及び第２締結部２６がそれぞれ延出されており、第２側壁面２０Ｄから第３締結部２８が延出されている。そして、これらの第１締結部２４、第２締結部２６及び第３締結部２８がボルトによってフロントフェンダパネル１４に締結される。これにより、筐体２０における第１側壁面２０Ｃ及び第２側壁面２０Ｄを除く壁面、すなわち上壁面２０Ａ、下壁面２０Ｂ、外側壁面２０Ｅおよび内側壁面２０Ｆを平面状に形成することができ、周辺情報検出センサ１０の周辺部品との干渉を抑制することができる。本実施形態では、図２に示されるように、周辺情報検出センサ１０よりも車両幅方向内側にインナパネル１６が配設されているが、この場合であっても周辺情報検出センサ１０とインナパネル１６の干渉を抑制することができる。

また、第１側壁面２０Ｃに第１締結部２４及び第２締結部２６の何れか一方のみが形成された構成と比較して、より強固に筐体２０を締結することができる。さらに、上壁面２０Ａ、下壁面２０Ｂ、外側壁面２０Ｅおよび内側壁面２０Ｆの周囲に空間を確保し易くなるため、周辺情報検出センサ１０の放熱性能を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、第２側壁面２０Ｄに第１コネクタ３０及び第２コネクタ３２が設けられている。このように、第２側壁面２０Ｄに第３締結部２８、第１コネクタ３０及び第２コネクタ３２を集約することで、筐体２０における他の壁面にコネクタを設けずに済み、周辺部品との干渉を効果的に抑制することができる。

また、図２に示されるように、フロントフェンダパネル１４とインナパネル１６の間の空間に向けて第１コネクタ３０および第２コネクタ３２が設けられているため、この空間にワイヤハーネスを配設することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るセンサ搭載構造について説明する、なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

図５に示されるように、本実施形態では、車両５２の車両後部に配設されたリアバンパカバー５４に周辺情報検出センサ１０が取り付けられている。本実施形態に係るリアバンパカバー５４は、車両上方側を構成するアッパパネル５６と、車両下方側を構成するロアパネル５８とを含んで構成されており、ロアパネル５８における車両幅方向の中央部分に周辺情報検出センサ１０が取り付けられている。ここで、本実施形態では、車両幅方向が本発明における「第１方向」に対応している。

ロアパネル５８は、意匠面を構成するロア側縦壁部５８Ａを備えており、このロア側縦壁部５８Ａには、車両後方側から見て略矩形状の切欠部５８Ｂが形成されている。そして、この切欠部５８Ｂに周辺情報検出センサ１０の筐体２０に形成された凸部２２が車両前方側（車両内側）から挿通されている。

ここで、周辺情報検出センサ１０は、第１実施形態と同様のレーザレーダである。このため、周辺情報検出センサ１０から車両後方側へレーダ波として機能する電磁波を照射させ、反射光を受光することで車両５２の後方側の情報を検出できるように構成されている。

図６に示されるように、リアバンパカバー５４を構成するアッパパネル５６は、意匠面を構成するアッパ側縦壁部５６Ａを備えており、このアッパ側縦壁部５６Ａの下端部から車両前方側へアッパ側取付片５６Ｂが延出されている。

一方、ロアパネル５８のロア側縦壁部５８Ａの上端部から車両前方側へロア側取付片５８Ｄが延出されており、このロア側取付片５８Ｄがアッパパネル５６のアッパ側取付片５６Ｂの下面に重ね合わされている。そして、図示しない固定手段によって、アッパ側取付片５６Ｂとロア側取付片５８Ｄとが固定されている。

また、ロアパネル５８のロア側縦壁部５８Ａの下端部から車両前方側へロア側フランジ５８Ｃが延出されており、このロア側フランジ５８Ｃによってリアバンパカバー５４の下面が構成されている。

ここで、ロアパネル５８におけるロア側縦壁部５８Ａには、第１取付座６２、第２取付座６４及び第３取付座６６が形成されている。第１取付座６２は、ロア側縦壁部５８Ａにおける車両幅方向中央部よりも車両左側にオフセットされた位置から突出されており、この第１取付座６２からスタッドボルト６８が突出されている。そして、スタッドボルト６８に周辺情報検出センサ１０の第１締結部２４が挿通されており、車両前方側からナット７０がスタッドボルト６８に捩じ込まれることで、第１締結部２４が第１取付座６２に締結されている。

第２取付座６４は、第１取付座６２よりも下方側に設けられており、ロア側縦壁部５８Ａから車両前方側へ突出されている。そして、この第２取付座６４から突出されたスタッドボルト６８に周辺情報検出センサ１０の第２締結部２６が挿通されており、車両前方側からナット７０がスタッドボルト６８に捩じ込まれることで、第２締結部２６が第２取付座６４に締結されている。

第３取付座６６は、第１取付座６２よりも車両右側に設けられており、ロア側縦壁部５８Ａから車両前方側へ突出されている。そして、この第３取付座６６から突出されたスタッドボルト６８に周辺情報検出センサ１０の第３締結部２８が挿通されており、車両前方側からナット７０がスタッドボルト６８に捩じ込まれることで、第３締結部２８が第３取付座６６に締結されている。

ここで、第１締結部２４と第２締結部２６との間の空間Ｓには、洗浄用のノズル６０が配置されている。ノズル６０は、車両前後方向に延在された略円筒状に形成されており、このノズル６０の一端部は、図５に示されるように、ロアパネル５８を貫通して車両後方側に位置しており、周辺情報検出センサ１０に向けられている。また、図６に示されるように、ノズル６０の他端部は、車両右側に屈曲されており、図示しないホースが接続されるように構成されている。このようにして、図示しないホースの内部に洗浄液を流すことで、ノズル６０の一端部から周辺情報検出センサ１０の表面に洗浄液を吹き付けることができるように構成されている。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のセンサ搭載構造では、リアバンパカバー５４に周辺情報検出センサ１０を取り付けることにより、リアバンパカバー５４からレーザレーダの電磁波を照射させることで、車両前方又は車両後方の周辺情報を検出することができる。

また、本実施形態では、筐体２０の第１締結部２４と第２締結部２６との間の空間Ｓを利用してノズル６０を配置することで、他の場所にノズル６０が配置された構造と比較して、筐体２０の周辺の空間を有効活用することができる。

さらに、本実施形態では、ロアパネル５８の上端部にアッパ側取付片５６Ｂ及びロア側取付片５８Ｄが設けられており、ロアパネル５８の下端部にロア側フランジ５８Ｃが設けられているため、周辺情報検出センサ１０の上下に空間制約がある。このような空間制約のある構造であっても、周辺情報検出センサ１０の上下に締結部などの突起部がないため、周辺情報検出センサ１０を取り付けることができる。その他の作用については第１実施形態と同様である。

以上、実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることはもちろんである。例えば、上記実施形態では、筐体２０の一端部に第１締結部２４及び第２締結部２６が設けられ、筐体２０の他端部に第３締結部２８が設けられたが、これに限定されない。すなわち、筐体２０の一端部に第１締結部２４のみを設け、第１締結部２４及び第３締結部２８の２つの締結部で車体に締結する構造としてもよい。

また、上記実施形態では、第３締結部２８は、筐体２０の上部に設けられていたが、これに限定されず、筐体２０の下部に設けてもよい。すなわち、筐体２０の第２側壁面２０Ｄにおける下端部から車両右側へ第３締結部２８を延出させた構造としてもよい。

さらに、第１実施形態では、周辺情報検出センサ１０をフロントフェンダパネル１４に取り付けた例について説明し、第２実施形態では、周辺情報検出センサ１０をリアバンパカバー５４に取り付けた例について説明したが、これに限定されない。他の場所に周辺情報検出センサ１０を取り付けてもよく、例えば、リアフェンダパネル、フロントバンパカバー、フロントピラー及びルーフレールなどに周辺情報検出センサ１０を取り付けてもよい。

さらに、上記実施形態では、周辺情報検出センサ１０のセンサ本体１８は、レーダ波として機能する電磁波を照射させるレーザレーダとしたが、これに限定されず、他のセンサであってもよい。例えば、ミリ波レーダ、超音波センサ及び光学カメラなど車両５２の周辺情報を検出可能なセンサであれば、他のセンサにも適用することができる。なお、可視光によって周辺情報を検出するセンサである場合、筐体２０の一部を透明にするなど、可視光を透過できる構造にすればよい。

１２車両
１４フロントフェンダパネル（外板）
１８センサ本体
２０筐体
２４第１締結部
２６第２締結部
２８第３締結部
２０Ｃ第１側壁面（一端側の壁面）
２０Ｄ第２側壁面（他端側の壁面）
３０第１コネクタ
３２第２コネクタ
５２車両

Claims

車両の周辺情報を検出するセンサ本体と、
箱状に形成されて前記センサ本体を外側から覆うと共に、車両の外板に取り付け可能に構成された筐体と、
を有し、
前記筐体における前記外板に沿った第１方向の一端側及び他端側の壁面からそれぞれ締結部が延出されており、
前記締結部は、前記筐体における前記第１方向の前記一端側の前記壁面から延出されて前記外板に締結可能な第１締結部及び第２締結部と、前記他端側の前記壁面から延出されて前記外板に締結可能な第３締結部とで構成されており、
前記筐体における前記他端側の前記壁面には、ワイヤハーネスが接続されるコネクタが設けられているセンサ搭載構造。
前記第１締結部と前記第２締結部との間には、洗浄用のノズルが配置されている請求項１に記載のセンサ搭載構造。
前記センサ本体は、レーダ波として機能する電磁波を照射させるレーザレーダである請求項１又は２に記載のセンサ搭載構造。