JP7131403B2 - 超音波センサ装着構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に超音波センサを装着する、超音波センサ装着構造に関する。

車両の周囲に存在する物体の検出に、超音波センサが用いられている。超音波センサは、一般的には、車両のバンパ等に取り付けられる。超音波センサは、超音波を発信するとともに、この超音波の反射波を受信することで、バンパの近傍に存在する物体の検出を行う。

独国特許出願公開第１０２００６００８７１８号明細書

周囲の物体による反射波とは異なる反射波を受信することで、誤検出が発生してしまうことがある。具体的には、例えば、上記のように、超音波センサがバンパに取り付けられている場合、バンパ内部における反射波により、誤検知が生じ得る。

この点、特許文献１は、超音波センサの後面を吸音材料により覆う構成を提案している。しかしながら、このような構成では、コストが増大してしまう。

本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、例えば、周囲の物体による反射波とは異なる反射波を受信することによる誤検出を低コストで抑制できる構造を提供する。

請求項１に記載の、車両（１）に超音波センサ（１０）を装着する超音波センサ装着構造は、
前記超音波センサの背面側にて当該超音波センサに面する対向部材（３３）を備え、
前記超音波センサは、前記車両における車体部品であるバンパ（３，４）に取り付けられ、
前記対向部材は、前記バンパの内側にて前記バンパとバンパリインフォースメントとの間に設けられる緩衝部材であり、
前記対向部材における、前記超音波センサの指向軸（ＤＡ）と交差しつつ当該超音波センサに面する対向面（３６）は、前記超音波センサから発信された超音波の当該対向面による反射波が当該超音波センサに到達することを抑制する形状を有する。

なお、出願書類において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合がある。しかしながら、かかる参照符号は、単に、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の一例を示すものである。よって、本発明は、かかる参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。

実施形態の収容構造が適用された車両の概略構成を示す斜視図である。 図１に示された超音波センサの周囲を拡大して示す部分断面図である。 図２に示された収容構造の一変形例を示す部分断面図である。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがあるため、当該実施形態の説明の後にまとめて記載する。

（構成）
まず、図１を用いて、車両１の概略構成について説明する。なお、説明の便宜上、車両１における、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、および「右」の概念を、図中にて矢印で示した通りに定義する。以下の説明において、前後方向を「車両全長方向」と称することがある。同様に、左右方向を「車幅方向」と称することがある。また、上下方向を「車高方向」と称することがある。

図１を参照すると、車両１は、いわゆる自動車であって、車体２を備えている。車体２は、平面視にて略矩形状の箱状に形成されている。車体２は、複数の車体部品、すなわち、フロントバンパ３、フロントグリル４、リアバンパ５、車体パネル６、等によって構成されている。

車体２の前端部には、フロントバンパ３が装着されている。車体２における、フロントバンパ３の上方には、フロントグリル４が装着されている。車体２の後端部には、リアバンパ５が装着されている。

車体２の外板パネルを構成する車体パネル６は、車体２の上部、側部および後部を覆うように設けられている。具体的には、車体パネル６は、ドアパネル７とフロントフード８とを有している。ドアパネル７は、車体２を側方から覆うように、開閉可能に設けられている。フロントフード８は、車体２の前部であるフロントコンパートメントを上方から覆うように、開閉可能に設けられている。

本実施形態においては、車体部品であるフロントバンパ３およびリアバンパ５には、超音波センサ１０が装着されている。超音波センサ１０は、超音波を発振するとともに、この超音波の物体による反射波を受信することで、車両１の周囲に存在する物体を検出するように構成されている。

図２は、フロントバンパ３に装着された超音波センサ１０およびその周囲を拡大して示す。リアバンパ５に装着された超音波センサ１０およびその周囲の構成は、フロントバンパ３に装着された超音波センサ１０およびその周囲の構成と同様である。このため、リアバンパ５に装着された超音波センサ１０およびその周囲の構成については、説明を省略する。図２を参照すると、超音波センサ１０は、超音波マイクロフォン１１とケーシング１２とを備えている。

超音波マイクロフォン１１は、印加された駆動信号に基づいて、超音波を指向軸ＤＡに沿って送信するように構成されている。本実施形態においては、フロントバンパ３に装着された超音波センサ１０における超音波マイクロフォン１１は、超音波を前方に向けて発信するように設けられている。また、超音波マイクロフォン１１は、周囲に存在する物体による反射波を受信して、受信信号を発生するように構成されている。

指向軸ＤＡは、超音波マイクロフォン１１から超音波の送受信方向に沿って延びる仮想直線であって、指向角の基準となるものである。「指向軸」は、「指向中心軸」あるいは「検出軸」とも称され得る。本実施形態においては、超音波マイクロフォン１１は、指向軸ＤＡを中心軸線とする略円柱状の外形形状を有するように構成されている。

ケーシング１２は、マイクロフォン支持部１３と、本体部１４と、コネクタ部１５とを有している。マイクロフォン支持部１３は、超音波マイクロフォン１１を囲む筒状に形成されている。具体的には、本実施形態においては、側板部６１は、指向軸ＤＡと略平行な中心軸線を有する円筒状に形成されている。マイクロフォン支持部１３は、本体部１４から指向軸ＤＡに沿って突設されている。

本体部１４は、略直方体状を有する箱状に形成されている。本体部１４の内部には、超音波マイクロフォン１１への駆動信号の出力および受信信号の処理等を実行するための回路基板が収容されている。コネクタ部１５は、超音波センサ１０を電子制御ユニット等の外部機器と電気接続するために、本体部１４における側壁部から側方に向かって延設されている。

以下、本実施形態において超音波センサ１０の収容構造ＨＳを構成するフロントバンパ３の構成について、図２を参照しつつ説明する。フロントバンパ３の外郭をなすバンパカバー３０は、合成樹脂製の板材によって形成されている。

バンパカバー３０には、装着孔３１が形成されている。装着孔３１は、超音波センサ１０をフロントバンパ３に装着するための貫通孔であって、バンパカバー３０を前後方向に貫通するように設けられている。超音波センサ１０を車体２に装着した状態にて、装着孔３１は、超音波マイクロフォン１１の先端面をフロントバンパ３の外部に露出させるようになっている。以下、超音波センサ１０を車体２に装着した状態を、単に「車載状態」と称する。

バンパカバー３０の内側には、バンパリインフォースメント３２およびアブソーバ３３が設けられている。すなわち、バンパリインフォースメント３２およびアブソーバ３３は、フロントバンパ３におけるバンパカバー３０よりも後方に配置されている。

バンパリインフォースメント３２は、金属製の棒状部材であって、車幅方向に延設されている。バンパリインフォースメント３２の前面すなわち前側表面には、アブソーバ３３が固定されている。すなわち、アブソーバ３３は、車両全長方向について、バンパカバー３０とバンパリインフォースメント３２との間に配置されている。アブソーバ３３は、フロントバンパ３の内部に設けられる緩衝部材であって、ウレタン等の発泡性合成樹脂によって形成されている。

図２に示されているように、対向部材としてのアブソーバ３３は、超音波センサ１０の背面側にて、超音波センサ１０に面するようになっている。超音波センサ１０の「背面側」とは、超音波の発信方向とは反対側である。具体的には、アブソーバ３３は、車載状態にて、フロントバンパ３の内部空間を隔てて本体部１４と対向するように設けられている。

アブソーバ３３の前面であるアブソーバ前面３４は、フロントバンパ３の内部空間を隔ててバンパカバー３０と対向するように設けられている。アブソーバ前面３４は、凹部３５および対向面３６を有している。

凹部３５は、バンパカバー３０に向かって開口するように形成されている。対向面３６は、凹部３５の内面を構成する、アブソーバ３３の前面における一部であって、指向軸ＤＡと交差しつつ超音波センサ１０に面するように設けられている。すなわち、対向面３６は、超音波センサ１０の背面側にて、指向軸ＤＡ上に設けられている。

対向面３６は、超音波センサ１０から発信された超音波の対向面３６による反射波が超音波センサ１０に到達することを抑制する形状を有している。すなわち、本実施形態においては、対向面３６は、法線ＮＬが指向軸ＤＡに対して傾斜する傾斜面として形成されている。具体的には、対向面３６は、傾斜角度θが１０度を超え７５度以下となるように設けられている。傾斜角度θは、法線ＮＬと指向軸ＤＡとのなす角度である。法線ＮＬは、対向面３６の外向法線であって、対向面３６からバンパカバー３０に向かう半直線である。

上記の通り、超音波センサ１０は、バンパカバー３０とアブソーバ３３との間の空間内に収容されている。すなわち、本実施形態においては、超音波センサ１０の収容構造ＨＳは、バンパカバー３０とアブソーバ３３とによって構成されている。

（効果）
本実施形態の構成においては、超音波センサ１０は、車両１に搭載された車載状態で、収容構造ＨＳに収容される。このとき、対向部材としてのアブソーバ３３は、超音波センサ１０の背面側にて、超音波センサ１０に面する。

フロントバンパ３に装着された超音波センサ１０において、物体を検知するための超音波は、超音波マイクロフォン１１から前方に向けて発信される。しかしながら、雨水の浸入等により、超音波が超音波センサ１０の背面側に放射される場合がある。仮に、背面側に放射された超音波がアブソーバ３３により反射されて、反射波が超音波マイクロフォン１１に受信されると、誤検知が生じる。

この点、本実施形態においては、アブソーバ３３は、対向面３６を有している。対向面３６は、超音波センサ１０の指向軸ＤＡと交差しつつ超音波センサ１０に面する面である。この対向面３６は、超音波センサ１０から発信された超音波の対向面３６による反射波が超音波センサ１０に到達することを抑制する形状を有している。具体的には、対向面３６は、指向軸ＤＡに対して傾斜する傾斜面として形成されている。

かかる構成によれば、超音波センサ１０から背面側に放射された超音波が対向面３６に到達しても、対向面３６による反射波が超音波センサ１０すなわち超音波マイクロフォン１１に到達することが、良好に抑制され得る。したがって、かかる構成によれば、周囲の物体による反射波とは異なる反射波すなわちフロントバンパ３内部における反射波を受信することによる誤検出を、低コストで抑制することが可能となる。

また、本実施形態においては、対向面３６は、アブソーバ３３の表面であるアブソーバ前面３４に設けられている。したがって、かかる構成によれば、フロントバンパ３内部における反射波を受信することによる誤検出を、追加部品を設けることなく低コストで抑制することが可能となる。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、主として、上記実施形態と異なる部分について説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、相互に同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。

本発明の適用対象は、自動車等の車両１に限定されない。すなわち、例えば、本発明は、船舶、航空機、等にも適用可能である。

本発明が車両１に適用される場合であっても、本発明は、上記実施形態に示された具体的構成に限定されない。すなわち、超音波センサ１０は、フロントグリル４にも装着され得る。この場合、対向面３６は、フロントグリル４の後方に配置されたアブソーバ３３等に設けられ得る。

図３を参照すると、対向面３６は、反射波を散乱させる凹凸３７を有していてもよい。かかる構成によれば、超音波が超音波センサ１０の背面側に放射されても、凹凸３７を有する対向面３６によって反射波が散乱される。このため、対向面３６による反射波が超音波センサ１０すなわち超音波マイクロフォン１１に到達することが、良好に抑制され得る。したがって、かかる構成によれば、周囲の物体による反射波とは異なる反射波すなわちフロントバンパ３内部における反射波を受信することによる誤検出を、低コストで抑制することが可能となる。

凹凸３７は、例えば、図３に示されているように、断面視にて波状に形成され得る。具体的には、例えば、凹凸３７は、ドーム状、円錐状、あるいは多角錐状の凸部が二次元的に多数配列することによって形成され得る。あるいは、例えば、凹凸３７は、所定方向（すなわち図３の例では上下方向）に延設されたリブ状突起を、当該所定方向と直交する方向に配列することによって形成され得る。

図３に示されているように、凹凸３７は、傾斜面としての対向面３６に設けられ得る。この場合、傾斜角度θを規定するための法線ＮＬは、仮想平面ＰＶの外向法線となる。仮想平面ＰＶは、凹凸３７における多数の特定点（例えば凹凸３７を構成する多数の凹部の各々における底）の集合を用いて近似的に形成される、仮想的な平面である。

上記のように、傾斜面としての対向面３６に凹凸３７を設けることで、対向面３６による反射波が超音波センサ１０すなわち超音波マイクロフォン１１に到達することが、よりいっそう良好に抑制され得る。

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。各部を構成する材料についても、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の材料に限定される場合等を除き、特段の限定はない。

変形例も、上記の例示に限定されない。例えば、複数の実施形態が、互いに組み合わされ得る。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。さらに、上記実施形態の全部または一部と、変形例の全部または一部とが、互いに組み合わされ得る。

１ 車両
３ フロントバンパ
４ フロントグリル
５ リアバンパ
１０ 超音波センサ
３３ アブソーバ
３６ 対向面
３７ 凹凸
ＤＡ 指向軸
ＨＳ 収容構造

Claims (4)

1. 車両（１）に超音波センサ（１０）を装着する、超音波センサ装着構造であって、
   前記超音波センサの背面側にて当該超音波センサに面する対向部材（３３）を備え、
   前記超音波センサは、前記車両における車体部品であるバンパ（３，４）に取り付けられ、
   前記対向部材は、前記バンパの内側にて前記バンパとバンパリインフォースメントとの間に設けられる緩衝部材であり、
   前記対向部材における、前記超音波センサの指向軸（ＤＡ）と交差しつつ当該超音波センサに面する対向面（３６）は、前記超音波センサから発信された超音波の当該対向面による反射波が当該超音波センサに到達することを抑制する形状を有する、
   超音波センサ装着構造。
2. 前記対向面は、前記指向軸に対して傾斜する傾斜面として形成された、
   請求項１に記載の超音波センサ装着構造。
3. 前記対向面は、前記反射波を散乱させる凹凸（３７）を有する、
   請求項１または２に記載の超音波センサ装着構造。
4. 前記凹凸は、波状に形成された、
   請求項３に記載の超音波センサ装着構造。

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