JP7194057B2 - 車両用レーダー装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用レーダー装置に関する。

特許文献１には、電波を送受信するレーダーを保護する車両用レドームについて記載がある。この車両用レドームは、レーダーの照射方向側を被うように配置され、その照射方向側に凹んだ凹状のカバーに対し蓋部を組み付けて内部に閉じた空間を形成している。そして、その空間を面状発熱体によって温めることで、カバー表面に付着する雪を溶かすことができる。この場合、レーダーが送受信する電波の透過をカバーが妨げることが無く、レーダーの検知感度を高く保つことができる。

特開２０１６－２２３９４８号公報

本発明の課題は、車両用レーダー装置において融雪機能を付与するにあたり、その融雪効率を従来よりも高めることにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために本発明の車両用レーダー装置は、
前方に開口を有するハウジングと、前記ハウジング内の後方側に配置され、前記開口を通過する電波を送信又は受信する車両用レーダーと、前記電波が透過可能であり、前記開口を塞ぐように配置され、前方側表面が外気に晒されるカバーと、を備える車両用レーダー装置であって、
前記ハウジング内で前記車両用レーダーよりも下側に配置され、自身周辺の気体を加熱する加熱装置を備え、
前記ハウジングは、その内部に、前記加熱装置が配置される加熱空間と、その上側で前記車両用レーダーを収容する主空間と、を隔てる加熱空間区画壁部を有し、
前記加熱空間区画壁部は、前方側となる前記カバー側において前記加熱空間と前記主空間とを連通させる連通孔を有し、前記加熱空間で熱せられた気体が当該連通孔を通過して前記カバーの背後空間へと導かれることを特徴とする。

上記本発明によれば、ハウジングとカバーとを有してなるレドームの内部に、加熱空間区画壁部によって隔てられた形で、加熱装置が配置される加熱空間と、車両用レーダーを収容する主空間と、が設けられ、その加熱空間区画壁部には、カバーに近い位置に連通孔が設けられる。このため、加熱空間で加熱された気体は、その連通孔から出た後にカバーにより近い位置を上昇するから、カバーを裏面から効率的に温めることができ、カバー表面（前方側表面）に積もった雪を溶かすことができる。また、上記本発明によれば、車両用レーダーは、連通孔から出る加熱された気体が上昇する通り道よりも後方側に配置されるから、加熱された気体に直接さらされにくく、急激な温度変化を避けて車両用レーダーの誤動作や検知感度の低下を防ぐことができる。

上記本発明の車両用レーダー装置は、前方に開口を有し、車体に固定され又は車体の一部をなすハウジングと、前記ハウジング内の後方側に配置され、前記開口を通過する電波を送信又は受信する車両用レーダーと、前記電波が透過可能であり、前記開口を塞ぐように前記ハウジングに固定配置され、前方側表面が外気に晒されるカバーと、を備え、前記ハウジング及び前記カバーを含むレドーム内に前記車両用レーダーが収容される構成とすることができる。上述の特許文献１では、車両用レーダーがレドームとは別体をなしており、車体に組み付ける際には、車両用レーダーとレドームとをそれぞれ別で組み付けなければならなかった。上記構成によれば、車両用レーダーとレドームとを有してアセンブリ化された車両用レーダー装置において融雪機能を付与するにあたり、その融雪効率を従来よりも高めるという課題を解決することができる。

上記本発明は、前記ハウジング内で、前記車両用レーダーと前記カバーとの間に形成される前記電波の通過領域の外側に配置され、自身周辺の気体を加熱する補助加熱装置を備え、前記ハウジングは、その内部に前記主空間と前記補助加熱装置が配置される補助加熱空間とを隔てる補助加熱空間区画壁部を有し、前記補助加熱空間区画壁部は、前方側となる前記カバー側において前記主空間と前記補助加熱空間とを連通させる補助孔を有し、前記補助加熱空間で熱せられた気体が当該補助孔を通過して前記カバーの背後空間へと導かれるように構成できる。この構成によれば、加熱空間で加熱された気体がカバーの背後空間を上昇していく中でそのカバーを温めて失っていく熱を、補助加熱空間で加熱された気体によって補うことができる。このため、カバーをより効率的に温めることができ、前方側表面に積もった雪をより効果的に溶かすことができる。また、補助加熱空間区画壁部に形成される補助孔も、加熱空間区画壁部と同様に主空間の前方側にあり、補助加熱空間で加熱された気体に車両用レーダーが直接さらされにくいため、車両用レーダーの急激な温度変化を避けることもできる。

上記本発明における前記ハウジングには、前記主空間の上側から、前記車両用レーダー及び前記カバーとの間に形成される前記電波の通過領域の外側を通過して、前記加熱空間へと連通する回り込み空間を形成できる。この構成によれば、加熱空間で加熱された気体は、主空間の前方側を上昇しつつ主空間の前方側にあるカバーを背後から温めていくが、温めることで冷めていくが、その冷めた気体は、回り込み空間を通過する形で下降し、主空間の下側の加熱空間へと戻される。そして、冷めた気体が加熱空間にて再び熱を得て上昇してカバーを温めるという、効率的なサイクルを形成することができる。また、このような気体の流れの外に車両用レーダーが配置されるため、車両用レーダーの急激な温度変化を避けることもできる。

本発明の車両用レーダー装置を備えた車両の一例を模式的に示した正面図。 図１のＩＩ－ＩＩ断面を簡略的に示した断面図。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を簡略的に示した断面図。 図１のＩＶ－ＩＶ断面を簡略的に示した断面図。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

車両用レーダー装置１は、例えば図１に示すように、車両１００の正面側に位置するフロントグリル４１の中央に一部が露出し、他の一部がフロントグリル４１の裏側に隠れるように位置する。車両用レーダー装置１は、車両１００の前方に電波を送信し、送信した電波に対する反射波を受信することで車両１００の前方の走行車両や障害物等を検出する。図２～図４に示すように、車両用レーダー装置１は、車両用レーダー２と、カバー３と、ハウジング４と、を備える。カバー３及びハウジング４は、車両用レーダー２を保護するように内部に収容するレドーム１０を形成する。

車両用レーダー２は、図２～図４に示すように、電波を送受信する送信部及び受信部（図示なし）を有した周知のものである。ここでの車両用レーダー２は、送信部からミリ波を送信し、そのミリ波が対象物で反射された反射波を受信部で受信することにより、対象物との距離を測定する。車両１００は、車両用レーダー２と接続する制御部（図示なし）を有しており、その制御部は、車両用レーダー２の測定結果に基づいて、車両１００を制御する。例えば、その制御部は、車両１００の前方を走行する走行車両に対する接近の警告出力や、当該走行車両との衝突を回避する回避制御等を実行する。車両用レーダー２は、前面２ａにて車両１００の前方側の所定範囲Ｒ内を通過するよう電波を送信し、その反射波を受信する。

なお、本実施例の車両用レーダー２は、電波の送信及び受信の双方が可能であるが、送信及び受信の少なくとも一方のみが可能なものでもよい。また、図示されている車両用レーダー２は、直方体状に簡略的に図示されており、実際の形状とは異なっている。

ハウジング４は、図２～図４に示すように、前方に開口４Ｈを有し、後方側に凹んだ凹状の収容体であり、車体に固定される、又は車体の一部をなすものである。ここでのハウジング４は、後述するように、フロントグリル４１をなす前壁部材（以下、前壁部材４１という）と、内側筐体部４２と、外側筐体部４３と、を有する。ハウジング４の内部には、開口４Ｈの後方側に、その開口４Ｈを通過する電波を送信及び受信する車両用レーダー２が配置される。カバー３は、前方側から開口４Ｈを塞ぐようにハウジング４に組み付けられ、表面３ａ（前方側表面）が外気に晒される意匠面となる。

また、ハウジング４は、図２及び図３に示すように、その内部において、車両用レーダー２よりも下側に、自身周辺の気体を加熱する加熱装置５（主加熱装置）として例えば周知のヒーターが配置される。このため、ハウジング４の内部には、加熱装置５が配置される加熱空間Ｓ１（主加熱空間）と、その上側で車両用レーダー２を収容する主空間Ｓ２とが形成されている。そして、ハウジング４は、それら２空間Ｓ１、Ｓ２を隔てる下側区画壁部４２Ａ（加熱空間区画壁部）を有している。

下側区画壁部４２Ａは、前方側である開口４Ｈ側（カバー３側）において、加熱空間Ｓ１と主空間Ｓ２とを連通させる連通孔Ｐ１を有する。加熱空間Ｓ１で熱せられた気体は、当該連通孔Ｐ１を通過して主空間Ｓ２の前方側（即ち、カバー３の背後空間）へと導かれ、カバー３を裏面３ｂ（後方側表面）側から温める。これにより、カバー３の表面３ａ（前方側表面）に積もった雪を溶かすことができる。

また、ハウジング４は、図４に示すように、その内部において、加熱空間Ｓ１とは別の位置で、かつ車両用レーダー２とカバー３との間に形成される電波の通過領域Ｒの外側となる位置に、自身周辺の気体を加熱する補助加熱装置６として例えば周知のヒーターが配置される。ハウジング４の内部には、主空間Ｓ２とその下側の加熱空間Ｓ１（図２及び図３参照）と共に、補助加熱装置６が配置される補助加熱空間Ｓ５（図４参照）が形成されている。そして、各補助加熱空間Ｓ５は、区画壁部４２Ｄ（補助加熱空間区画壁部）によって、主空間Ｓ２との間が隔てられている。ここでの補助加熱空間Ｓ５は、車両用レーダー２よりも左右両側に設けられており、それぞれの内部に補助加熱装置６が配置され、それぞれが区画壁部４２Ｄ、４２Ｄ（左側区画壁部及び右側区画壁部）によって主空間Ｓ２と隔てられている。

各区画壁部４２Ｄは、前方側となる開口４Ｈ側（カバー３側）において主空間Ｓ２と補助加熱空間Ｓ５とを連通させる補助孔Ｐ５を有する。各補助加熱空間Ｓ５で熱せられた気体は、それぞれの補助孔Ｐ５を通過する形で左右両側からカバー３の背後空間へと導かれ、カバー３を裏面３ｂ側から温める。下側の加熱空間Ｓ１で熱せられた気体は、カバー３を裏面３ｂ側から温めつつその熱を減じていくが、各補助加熱空間Ｓ５からの熱によって補われる。これにより、カバー３の表面３ａ（前方側表面）に積もった雪をより効率的に溶かすことができる。

また、ハウジング４には、図２～図４に示すように、主空間Ｓ２の上側から、加熱空間Ｓ１及び補助加熱空間Ｓ５とは別の領域で、かつ車両用レーダー２及びカバー３との間に形成される電波の通過領域Ｒの外側となる領域を通過する形で、加熱空間Ｓ１（主加熱空間）へと連通する回り込み空間Ｓ４が形成されている。

ここでの回り込み空間Ｓ４は、車両用レーダー２の後方側において上下に延びる空間であり、回り込み用壁部４２Ｃによって少なくとも主空間Ｓ２との間が隔てられている。回り込み用壁部４２Ｃには、図２及び図３に示すように、その上側に、回り込み空間Ｓ４の上側と主空間Ｓ２の上側と連通させる上側回り込み孔Ｐ３が設けられ、その下側に、回り込み空間Ｓ４の下側と加熱空間Ｓ１と連通させる下側回り込み孔Ｐ４が設けられる。

主空間Ｓ２の上側には、ここでは主空間Ｓ２の上側に位置する上側区画壁部４２Ｂによって主空間Ｓ２との間を隔てられた上側空間Ｓ３がある。この上側空間Ｓ３は、上側区画壁部４２Ｂによって主空間Ｓ２との間が隔てられているが、上側区画壁部４２Ｂの前方側となる開口４Ｈ側（カバー３側）に形成された取込孔Ｐ２によって、主空間Ｓ２と連通している。この取込孔Ｐ２は、下側区画壁部４２Ａや左右側の区画壁部４２Ｄにおいて前方側となる開口４Ｈ側（カバー３側）に形成された連通孔Ｐ１や補助孔Ｐ５から上昇してくる、加熱された気体を取り込む取り込み口として機能する。また、この上側空間Ｓ３は、回り込み用壁部４２Ｃによって回り込み空間Ｓ４との間を隔てられているが、回り込み用壁部４２Ｃに形成された上側回り込み孔Ｐ３によって、回り込み空間Ｓ４と連通している。上側空間Ｓ３に取り込まれた気体は、上側回り込み孔Ｐ３を通って回り込み空間Ｓ４に導かれ、下側回り込み孔Ｐ４を通って加熱空間Ｓ１へと送り込まれる。

なお、本発明における主空間Ｓ２の上側とは、ここでは主空間Ｓ２の上側に位置し、回り込み空間Ｓ４の上側と連通する空間であればよく、上記の上側空間Ｓ３のように、主空間Ｓ２との間を壁部（上側区画壁部４２Ｂ）で隔てられた空間に限らない。例えば、上側区画壁部４２Ｂが無く、主空間が空間Ｓ２、Ｓ３全体であったとした場合、主空間Ｓ２の上側は、主空間をなす空間Ｓ２、Ｓ３の上側に位置する空間（Ｓ３）とすることができる。

ここでの回り込み空間Ｓ４は、図２及び図３に示すように、主空間Ｓ２の上側（Ｓ３）と、加熱空間Ｓ１とを連通させる上下に延びる通路である。ここでの回り込み空間Ｓ４は、図４に示すように、主空間Ｓ２の左右にそれぞれ位置する補助加熱空間Ｓ５とは非連通とされている。

以下、本実施例におけるハウジング４とカバー３について詳細に説明する。

本実施例のハウジング４は、前方側が開口する凹状の外側筐体部４３と、外側筐体部４３の開口外周を前方側から被覆する形で配置され、前方側で開口４Ｈの外周を取り囲む環状部を有した前壁部材４１（フロントグリル）と、車両用レーダー２を設置した形で外側筐体部４３の内部に配置され、外側筐体部４３との対向間に回り込み空間Ｓ４を形成する内側筐体部４２と、を有する。

内側筐体部４２は、上下左右に拡がる回り込み用壁部４２Ｃを底壁部として有するとともに、その回り込み用壁部４２Ｃの中央部を取り囲むように前方に突出する壁部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｄ、４２Ｄ（下側区画壁部４２Ａ、上側区画壁部４２Ｂ、左右側の区画壁部４２Ｄ、４２Ｄ）。を有する。壁部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｄ、４２Ｄに取り囲まれた中央部には、車両用レーダー２が固定される。

外側筐体部４３は、図２～図４に示すように、前方側が開口する箱状をなしており、その内部に車両用レーダー２が固定された内側筐体部４２が組み付けられる。内側筐体部４２は、外側筐体部４３の後方側の底部４３Ｃに対し、回り込み用壁部４２Ｃが前方側で対向するように位置して、それらの対向間に回り込み空間Ｓ４を形成する（図３及び図４参照）。ここでは、図２に示すように、外側筐体部４３の底部４３Ｃから前方に突出する突出部４３Ｅの先端と、回り込み用壁部４２Ｃの裏面４２ｂとが当接した状態で、それらがボルト７によって締結固定されることにより、外側筐体部４３の後方側の底部４３Ｃと、内側筐体部４２の回り込み用壁部４２Ｃとの間に、図３のような回り込み空間Ｓ４が形成されている。

外側筐体部４３の上下側の外周面部４３Ａ、４３Ｂは、図２及び図３に示すように、回り込み用壁部４２Ｃの上下側の端部に対し、隙間を挟んで対向しており、その隙間が上側回り込み孔Ｐ３及び下側回り込み孔Ｐ４となっている。また、外側筐体部４３の左右側の外周面部４３Ｄは、図４に示すように、回り込み用壁部４２Ｃの左右側の端部に対し、ほぼ隙間の無い状態で対向しており、連通する孔が非形成とされている。

前壁部材４１は、図２及び図３に示すように、下側が前方、上側がそれよりも後方に位置するように斜めに傾斜した形で、外側筐体部４３の外周面部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｄ、４３Ｄ（図２～図４参照）の前方側に係合して組付けられる。前壁部材４１と外側筐体部４３の組み付け構造については周知であるため説明を省略する。ここでの連通孔Ｐ１は、前壁部材４１が上記のように傾斜していることで、取込孔Ｐ２よりも前方に位置しており、このため加熱空間Ｓ１で温められた気体は、連通孔Ｐ１から上方に出ると、傾斜したカバー３の裏面３ｂをなぞるようにして上昇して、取込孔Ｐ２から上側空間Ｓ３内に入っていく。ここでの連通孔Ｐ１及び取込孔Ｐ２は、前壁部材４１に形成された開口４Ｈの上下の内縁と、内側筐体部４２の上側区画壁部４２Ａ及び下側区画壁部４２Ｂの先端との間の隙間として形成されており、それら上側区画壁部４２Ａ及び下側区画壁部４２Ｂが存在することで、カバー３の裏面３ｂをなぞるように上昇する加熱された気体が、車両用レーダー２側に近づきにくくなっている。上側空間Ｓ３内に入った気体は、取込孔Ｐ２から順次取り込まれてくる気体に押し出される形で、外側筐体部４３の上側の外周面部４３Ｂに沿って後方へと導かれ、車両用レーダー２の背後の空間である回り込み空間Ｓ４を通って加熱空間Ｓ１に戻される。このように、加熱空間Ｓ１で温められた気体によって、車両用レーダー２の前方側を上方へ、上方から後方へ、後方から下方へ、下方から再び前方へと流れる気流を形成できる。そして、回り込み空間Ｓ４を下方へ流れる気体は、カバー３を熱することで熱を奪われた気体であり、その気体が車両用レーダー２の背後を通過することで、車両用レーダー２の加熱抑止の効果も期待ができる。

カバー３は、前壁部材４１の中央に形成された開口４Ｈに組み付く部材であり、車両用レーダー２が送受信する電波（ここではミリ波）が透過可能な電波透過性を有する素材（例えば、ポリカーボネート、ＡＥＳ樹脂等）で形成される。ここでのカバー３は、ベース部３０と、ベース部３０に対しその表面側を被うように組付くカバー体３１と、を有する。ベース部３０は、黒色の樹脂成形体である。カバー体３１は、その裏面側にエンブレム形状の凹部が形成された透光性の樹脂成形体であり、その凹部には、インジウム等の蒸着が施されている。これにより、ここでのカバー３は、表面３ａ（前方側表面）側から車両のエンブレムとして視認される。

以上、本発明の第一実施例を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記第一実施例において一部の構成要件を省略する、さらには他の構成要件を追加する等、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

以下、本発明の他の実施例及び変形例について説明する。なお、上記実施例と共通の機能部や同様の機能部については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。また、上記実施例と下記実施例及び変形例は、技術的な矛盾を生じない範囲において適宜組み合わせて実施できる。

上記実施例の車両用レーダー装置１は、カバー３とハウジング４とからなるレドーム１０内に車両用レーダー２を収容した形で構成され、ハウジング４の前壁部材４１がフロントグリルそのものであるが、ハウジング４の前壁部材４１は必ずしもフロントグリルでなくともよい。例えば、ハウジング４の前壁部材４１を、それとは別体のフロントグリルに対し組み付く部位としてもよい。

１ 車両用レーダー装置
１０ レドーム
２ 車両用レーダー
３ カバー
４ ハウジング
４Ｈ 開口
４２Ａ 下側区画壁部（加熱空間区画壁部）
４２Ｂ 上側区画壁部
４２Ｃ 回り込み用壁部
４２Ｄ 区画壁部（補助加熱空間区画壁部）
５ 加熱装置
６ 補助加熱装置
Ｓ１ 加熱空間
Ｓ２ 主空間
Ｓ３ 上側空間
Ｓ４ 回り込み空間
Ｓ５ 補助加熱空間
Ｐ１ 連通孔
Ｐ２ 取込孔
Ｐ３ 上側回り込み孔
Ｐ４ 下側回り込み孔
Ｐ５ 補助孔
Ｒ 電波の通過領域

Claims (3)

1. 前方に開口を有するハウジングと、前記ハウジング内の後方側に配置され、前記開口を通過する電波を送信又は受信する車両用レーダーと、前記電波が透過可能であり、前記開口を塞ぐように配置され、前方側表面が外気に晒されるカバーと、を備える車両用レーダー装置であって、
   前記ハウジング内で前記車両用レーダーよりも下側に配置され、自身周辺の気体を加熱する加熱装置を備え、
   前記ハウジングは、その内部に、前記加熱装置が配置される加熱空間と、その上側で前記車両用レーダーを収容する主空間と、を隔てる加熱空間区画壁部を有し、
   前記加熱空間区画壁部は、前方側となる前記カバー側において前記加熱空間と前記主空間とを連通させる連通孔を有し、前記加熱空間で熱せられた気体が当該連通孔を通過して前記カバーの背後空間へと導かれることを特徴とする車両用レーダー装置。
2. 前記ハウジング内で、前記車両用レーダーと前記カバーとの間に形成される前記電波の通過領域の外側に配置され、自身周辺の気体を加熱する補助加熱装置を備え、
   前記ハウジングは、その内部に前記主空間と前記補助加熱装置が配置される補助加熱空間とを隔てる補助加熱空間区画壁部を有し、
   前記補助加熱空間区画壁部は、前方側となる前記カバー側において前記主空間と前記補助加熱空間とを連通させる補助孔を有し、前記補助加熱空間で熱せられた気体が当該補助孔を通過して前記カバーの背後空間へと導かれる請求項１に記載の車両用レーダー装置。
3. 前記ハウジングには、前記主空間の上側から、前記車両用レーダー及び前記カバーとの間に形成される前記電波の通過領域の外側を通過して、前記加熱空間へと連通する回り込み空間が形成されている請求項１又は請求項２に記載の車両用レーダー装置。

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