JP7264016B2 - センサ取付構造 - Google Patents

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Description

本明細書では、車両の側部に、当該車両の周辺情報を検知する周辺情報センサを取り付けたセンサ取付構造を開示する。
近年、車両の安全性を向上したり、運転タスクの一部を車両側で自動的に実行するために、車両の側部に、周辺情報を検知する周辺情報センサを取り付けることが提案されている。
例えば、特許文献１には、車両の左右のフロントフェンダそれぞれに、カメラを取付ることが提案されている。カメラは、車両の斜め後方を向くように設けられており、カメラにより撮影された映像は、車室内のモニタにリアルタイムに表示される。こうしたカメラ等のセンサを、車両の側部に設けることで、安全性向上や自動運転に有用な情報を取得できる。
特開２０１６－３７１１０号公報
しかしながら、特許文献１の技術では、カメラを含む後方視認装置は、フロントフェンダよりも外側に突出していた。換言すれば、特許文献１の技術は、空力性能に関して、改善の余地があった。
そこで、本明細書では、車両の周辺情報を検知しつつ、空力性能の低下を抑制できるセンサ取付構造を開示する。
本明細書で開示するセンサ取付構造は、車両の側部に設けられる外装パネルと、前記外装パネルの一般面よりも車幅方向内側に陥没した位置に配置される取付面と、前記取付面の周縁と前記一般面とを繋ぐ繋ぎ面と、車両の周辺情報を検知する周辺情報センサであって、前記取付面より車幅方向内側に配置される周辺情報センサと、を備え、前記繋ぎ面は、前記取付面の周縁から前記一般面に向かって立ち上がる過程で、前記取付面からみて面方向外側に進むように傾斜しており、前記取付面は、前記周辺情報センサの検知面に対して平行に延びており、前記繋ぎ面は、前記取付面の車両前方に位置し、前記取付面の周縁から前記一般面に向かって立ち上がる過程で車両前方に進むように傾斜した前側繋ぎ面と、前記取付面の車両後方に位置し、前記取付面の周縁から前記一般面に向かって立ち上がる過程で車両後方に進むように傾斜した後側繋ぎ面と、を含み、前記取付面に対する前記後側繋ぎ面の立ち上がり角度は、前記取付面に対する前記前側繋ぎ面の立ち上がり角度より小さい、ことを特徴とする。
周辺情報センサを、陥没した位置に配置される取付面より車幅方向内側に配置することで、周辺情報センサが外部に突出しない。また、繋ぎ面を傾斜させることで、車両側部の外装パネルに沿って流れる風が整流され、外装パネルの陥没に起因する空力抵抗の増加を効果的に抑制できる。
かかる構成とすることで、取付面から後側繋ぎ面に沿って流れる風の屈曲が少なくなり、当該風がより円滑に流れる。その結果、車両の空力性能がより向上する。
また、車両前後方向における前記後側繋ぎ面の幅は、前記前側繋ぎ面の幅よりも大きくてもよい。
かかる構成とすることで、後側繋ぎ面の立ち上がり角度を小さく抑えつつも、取付面を一般面から充分に陥没させることができる。その結果、周辺情報センサへの他部材の干渉等が効果的に防止できる。
また、前記後側繋ぎ面の立ち上がり量は、前記前側繋ぎ面の立ち上がり量よりも小さくてもよい。
かかる構成とすることで、走行風が、取付面を通過する際の空力抵抗をより低減できる。
また、前記前側繋ぎ面の前端辺は、後下がりに傾斜していてもよい。
かかる構成とすることで、走行風が整流されながら後方に流れるため、前端辺が、車両上下方向に平行な場合に比べて、空力性能がより向上する。
また、前記外装パネルは、フェンダーパネルと、前記フェンダーパネルの車幅方向外側に取り付けられ、前記取付面および前記繋ぎ面が形成された追加パネルと、を含み、前記フェンダーパネルのうち前記追加パネルで覆われる箇所に、前記周辺情報センサの取り付け用孔が形成されてもよい。
かかる構成とすることで、取り付け用孔が、追加パネルで覆われ、外部から見えなくなるため、車両の意匠性を向上できる。
本明細書で開示するセンサ取付構造によれば、車両の周辺情報を検知しつつ、空力性能の低下を抑制できる。
車両を前方から見た斜視図である。 周辺情報センサの取り付けの様子を示す分解斜視図である。 周辺情報センサ周辺を、車両の側方からみた図である。 図３のＡ－Ａ断面図である。 図３のＢ－Ｂ断面図である。 図３のＣ－Ｃ断面図である。 追加パネルの各種寸法を説明する模式図である。
以下、図面を参照してセンサ取付構造について説明する。図１は、車両１０を前方から見た斜視図である。なお、以下の図面において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒ」は、それぞれ、車両前方、車両上方、車両右側方を示している。
車両１０は、運転支援機能または自動運転機能を有している。ここで、「運転支援」とは、動的運転タスクの一部を車両１０が行う機能であり、例えば、米国の自動車技術会（ＳＡＥ）で定められたレベル１またはレベル２を意味する。レベル１において、車両１０は、ステアリング操作および加減速のいずれか一方をサポートする。レベル２において、車両１０は、ステアリング操作と加減速の両方を、連携させながら運転をサポートする。また、「自動運転」とは、動的運転タスクのほぼ全てを車両１０が行う機能であり、例えば、ＳＡＥで定められたレベル３からレベル５のいずれかを意味する。レベル３は、高速道路等、特定の場所において、全ての動的運転タスクが自動化されているものの、緊急時には、ドライバーの操作が必要となる運転形態である。また、レベル４は、特定の場所に限り、全ての動的運転タスクが自動化されており、緊急時の対応も自動的に処理される運転形態である。レベル５は、場所等の制限なく、ほぼ全ての条件で自動運転が可能な運転形態であり、いわゆる、「完全自動運転」を意味する。
運転支援または自動運転を実現するために、車両１０には、周辺情報センサ４０が搭載されている。周辺情報センサ４０は、車両１０の周辺の状態を検出するセンサである。かかる周辺情報センサ４０は、例えば、イメージセンサ（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等）を含み、車両１０の周辺の像を撮像するカメラでもよい。また、周辺情報センサ４０は、電磁波を送受することで車両の周辺の物体を検知するセンサでもよい。かかるセンサとしては、例えば、ミリ波を使用するミリ波レーダーや、赤外線レーザーを使用する赤外線レーザレーダー、パルス状に発光するレーザー光を使用するライダー（Ｌｉｄａｒ）等が含まれる。また、周辺情報センサ４０は、超音波を送受することで車両１０の周辺の物体を検知するセンサ、例えば、クリアランスソナー等でもよい。また、一つの車両１０に搭載される周辺情報センサ４０は、１つ以上かつ１種類以上であれば、その個数および種類数は、特に限定されない。以下では、Ｌｉｄａｒを周辺情報センサ４０として搭載する場合を例に挙げて説明する。
本例では、図１に示すように、周辺情報センサ４０の一つを、車両側部の外装パネル１４に取り付けている。この外装パネル１４は、後述するように、フェンダーパネル１６と、当該フェンダーパネル１６に取り付けられる追加パネル１８と、を含む。本例において、周辺情報センサ４０は、図１に示すように、前輪１２の上側位置に配置されている。図示しない車両１０の制御部は、この周辺情報センサ４０（本例ではＬｉｄａｒ）での検知結果に基づいて、車両１０周辺の物体の有無を判断する。そして、制御部は、この判断結果に基づいて、車両１０の操舵および加減速の少なくとも一方をコントロールしたり、運転手に何らかのアラーム（例えば、物体に衝突する危険性がある場合にはその旨を通知するアラーム等）を通知したりする。
この周辺情報センサ４０の取り付けについて、図２から図７を参照して説明する。図２は、周辺情報センサ４０の取り付けの様子を示す分解斜視図である。また、図３は、周辺情報センサ４０周辺を、車両１０の側方からみた図である。また、図４は、図３のＡ－Ａ断面図であり、図５は、図３のＢ－Ｂ断面図であり、図６は、図３のＣ－Ｃ断面図である。さらに、図７は、追加パネル１８の各種寸法を説明する模式図である。なお、図３および図４では、開口および孔の位置を明確にするために、フェンダーパネル１６に濃墨ハッチングを、追加パネル１８に薄墨ハッチングを施している。
既述した通り、外装パネル１４は、フェンダーパネル１６と追加パネル１８とを含む。フェンダーパネル１６および追加パネル１８は、いずれも、金属パネルを成形して構成されている。図２に示すように、追加パネル１８は、フェンダーパネル１６の外表面に取り付けられる。フェンダーパネル１６のうち、追加パネル１８との重複箇所には、追加パネル１８との干渉を避けるため、車幅方向を内側に陥没した退避部２０が設けられている。この退避部２０の外周形状は、追加パネル１８の外周形状とほぼ同じである。すなわち、退避部２０は、その前端辺が後ろ下がりに傾斜した略台形状となっている。
退避部２０の略中央には、後述する周辺情報センサ４０の突出部４４の通過を許容する退避開口２２が形成されている。さらに、退避部２０には、締結クリップ５０（図２では図示せず、図６参照）が挿通されるクリップ孔２４が、複数形成されている。締結クリップ５０は、周辺情報センサ４０や追加パネル１８の締結に用いられる。
追加パネル１８は、締結クリップ５０等の締結部材を介してフェンダーパネル１６に取り付けられるパネル部材である。この追加パネル１８は、その中央が車幅方向内側に陥没している。この陥没して形成される面が、取付面２８となる。取付面２８の外周囲には、フェンダーパネル１６に滑らかに連なる一般面３０が存在する。さらに、取付面２８と一般面３０との間には、両者を繋ぐ前側繋ぎ面３２ｆ、後側繋ぎ面３２ｒ、上側繋ぎ面３２ｕ、および下側繋ぎ面３２ｌが存在する。なお、以下では、前後上下を区別しない場合は、添字アルファベットを省略し、「繋ぎ面３２」と呼ぶ。
取付面２８は、ほぼ平坦な平面である。この取付面２８は、その前端辺が後下がりに傾斜した略台形状となっている。後述する繋ぎ面３２の外形状、および、追加パネル１８の外形状は、この取付面２８を外側に略オフセットした形状であり、それぞれの前端辺は、後下がりに傾斜している。取付面２８の中央には、後述する周辺情報センサ４０の検知面４６を外部に露出させるための露出開口３４が形成されている。この露出開口３４は、図２に示す通り、本例では、略矩形である。追加パネル１８をフェンダーパネル１６に取り付けた状態において、露出開口３４を車両１０側方から見ると、露出開口３４は、フェンダーパネル１６の退避開口２２と重なる位置にある。この露出開口３４は、検知面４６の外周形状より僅かに小さい。また、フェンダーパネル１６の退避開口２２は、露出開口３４および検知面４６の外周形状より充分に大きい。
繋ぎ面３２は、取付面２８の前端辺から車両前方に延びる前側繋ぎ面３２ｆと、取付面２８の後端辺から車両後方に延びる後側繋ぎ面３２ｒと、取付面２８の上端辺から車両上方に延びる上側繋ぎ面３２ｕと、取付面２８の下端辺から車両下方に延びる下側繋ぎ面３２ｌと、に分けることができる。こうした繋ぎ面３２は、いずれも、取付面２８の周縁から一般面３０に向かって立ち上がる過程で、取付面２８からみて面方向外側に広がるように傾斜している。すなわち、図４に示すように、前側繋ぎ面３２ｆは、取付面２８の前端縁から車幅方向外側に延びるとともに車両前方にも延びる。同様に、後側繋ぎ面３２ｒは、取付面２８の後端縁から車幅方向外側に延びるとともに車両後方にも延びる。また、図５に示すように、上側繋ぎ面３２ｕは、取付面２８の上端縁から車幅方向外側に延びるとともに車両上方にも延び、下側繋ぎ面３２ｌは、取付面２８の下端縁から車幅方向外側に延びるとともに車両下方にも延びる。
図６に示すように、追加パネル１８の裏面からは、アーム部材１９が延びている。このアーム部材１９には、クリップ孔が形成されており、当該クリップ孔に締結クリップ５０が、挿通される。追加パネル１８は、この締結クリップ５０を介して、フェンダーパネル１６に取り付けられる。
周辺情報センサ４０は、取付面２８よりも車幅方向を内側に配置される。周辺情報センサ４０は、図２に示すように、略箱型のセンサフレーム４８と、当該センサフレーム４８で保持されるセンサ本体４２と、と有する。センサフレーム４８には、締結クリップ５０が挿し込まれる孔が複数形成されている。センサフレーム４８は、この孔およびクリップ孔２４に挿通される締結クリップ５０により、フェンダーパネル１６の退避部２０に取り付けられる。
センサ本体４２は、センサフレーム４８の外側に突出する突出部４４を含む。図２に示すように、本例において、突出部４４は、四角柱形状であり、その先端面は、検知用信号（例えば電磁波信号や超音波信号、可視光等）を送信または受信する検知面４６となる。なお、図４、図５における破線は、検知用信号の指向角度を示している。周辺情報センサ４０をフェンダーパネル１６に取り付けた際、検知面４６は、露出開口３４と正対する。換言すれば、検知面４６は、露出開口３４を介して外部に露出する。そして、これにより、検知用信号が、検知面４６から放射、または、検知面４６に入射できる。
ところで、これまでの説明で明らかな通り、本例では、周辺情報センサ４０は、一般面３０より車幅方向内側に位置しており、一般面３０より車幅方向外側に突出していない。そのため、センサを車幅方向外側に突出させていた従来技術に比べて、車両１０の空力性能を改善できる。
なお、単に空力性能を改善するだけであれば、周辺情報センサ４０を、一般面３０より車幅方向内側に配置すればよく、外装パネル１４に凹部（すなわち取付面２８）を設けなくてもよい。しかし、かかる構成とした場合、一般面３０とほぼ同じ面内に検知面４６が位置するため、検知面４６に雨や埃が当たりやすくなり、検知精度の悪化を招くおそれがある。また、検知面４６が、一般面３０とほぼ同じ面内にある場合、フェンダーパネル１６が障害物（例えば木の枝や人の手指等）に衝突した際、当該障害物が検知面４６にも接触しやすくなり、検知面４６が損傷するおそれがあった。
一方、本例では、上述した通り、一般面３０より車幅方向内側に陥没した位置に取付面２８を設け、この取付面２８の内側に周辺情報センサ４０を配置している。これにより、周辺情報センサ４０の検知面４６に雨や埃、障害物が当たりにくくなり、周辺情報センサ４０の精度低下および損傷が効果的に防止できる。
また、これまでの説明で明らかな通り、本例では、側面視で周辺情報センサ４０と重複する位置に追加パネル１８を設け、当該追加パネル１８に凹部を形成している。また、この追加パネル１８をフェンダーパネル１６の外表面に取り付け、フェンダーパネル１６の一部を、追加パネル１８で覆う構成としている。かかる構成とすることで、周辺情報センサ４０をフェンダーパネル１６に取り付けるためのクリップ孔２４やクリップ５０を容易に隠すことができる。結果として、車両１０の意匠性を向上できる。
ところで、フェンダーパネル１６に凹部（すなわち取付面２８）を設けた場合、当該凹部により、風が車両前方から後方へと流れる際の空力抵抗が増加し、車両１０の空力性能が低下するおそれがあった。本例では、車両１０の空力性能の低下を抑制するために、前側繋ぎ面３２ｆおよび後側繋ぎ面３２ｒを、取付面２８の周縁から一般面３０に向かって立ち上がる過程で、取付面２８からみて面方向外側に進むように傾斜させている。かかる構成とすることで、車両１０の側部に沿って流れる風が、整流されるため、車両１０の空力性能の低下が効果的に抑制される。
さらに、本例では、図４、図７に示すように、取付面２８に対する後側繋ぎ面３２ｒの立ち上がり角度θｒを、取付面２８に対する前側繋ぎ面３２ｆの立ち上がり角度θｆよりも小さくしている。後側繋ぎ面３２ｒの立ち上がり角度θｒを小さくすることで、取付面２８から後側繋ぎ面３２ｒに沿って流れる風の屈曲が少なくなり、当該風がより円滑に流れる。その結果、車両の空力性能がより向上する。
また、本例では、車両前後方向における後側繋ぎ面３２ｒの幅Ｌｒを、前側繋ぎ面３２ｆの幅Ｌｆよりも大きくしている。後側繋ぎ面３２ｒの幅Ｌｒを大きくすることで、後側繋ぎ面３２ｒの立ち上がり角度θｒを小さく抑えつつも、取付面２８を一般面３０から充分に陥没させることができる。その結果、周辺情報センサ４０への他部材の干渉等が効果的に防止できる。
また、前側繋ぎ面３２ｆまたは後側繋ぎ面３２ｒの車幅方向寸法のことを「立ち上がり量」とした場合、本例では、後側繋ぎ面３２ｒの立ち上がり量Ｈｒを、前側繋ぎ面３２ｆの立ち上がり量Ｈｆよりも小さくしている。これは、別の見方をすると、取付面２８を形成しなかった場合に存在したであろう一般面３０（以下「仮想一般面３１」という）に対して、取付面２８が、車両後方に近づくにつれて仮想一般面３１に近づくように、傾いていることを意味している。このように後側繋ぎ面３２ｒの立ち上がり量Ｈｒを小さく抑えることで、風がより円滑に流れ、車両１０の空力性能がより向上する。
さらに、図３等から明らかなとおり、本例では、前側繋ぎ面３２ｆの前端辺を、後下がりに傾斜させている。かかる構成とした場合、一般面３０に沿って流れる走行風が、取付面２８に向けて流れる際に、当該走行風が整流されながら後方に流れるため、前端辺が傾斜していない場合と比べて、車両１０の空力性能をより向上できる。
なお、ここで説明した構成は一例であり、少なくとも、一般面３０より車幅方向内側に陥没した取付面２８と、傾斜した繋ぎ面３２と、を有するのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。したがって、本例では、フェンダーパネル１６と追加パネル１８と車幅方向に重ねているが、追加パネル１８を設けず、フェンダーパネル１６内に、取付面２８および繋ぎ面３２を形成してもよい。また、繋ぎ面３２が、取付面２８の周縁から一般面３０に向かって立ち上がる過程で、取付面２８からみて面方向外側に進むように傾斜しているのであれば、取付面２８や繋ぎ面３２の形状は、適宜変更されてもよい。したがって、取付面２８は、台形状ではなく、正方形や、長方形、楕円形等でもよい。また、本例では、周辺情報センサ４０をフロントのフェンダーパネル１６周辺に取り付けているが、周辺情報センサ４０は、車両１０の側部であれば、異なる箇所に取り付けられてもよい。例えば、後輪の上側に位置するリアフェンダーパネルに、取付面２８等を設け、当該リヤフェンダーパネルの内側に周辺情報センサ４０を取り付けてもよい。
１０ 車両、１２ 前輪、１４ 外装パネル、１６ フェンダーパネル、１８ 追加パネル、２０ 退避部、２２ 退避開口、２４ クリップ孔、２８ 取付面、３０ 一般面、３１ 仮想一般面、３２ 繋ぎ面、３２ｆ 前側繋ぎ面、３２ｌ 下側繋ぎ面、３２ｒ 後側繋ぎ面、３２ｕ 上側繋ぎ面、３４ 露出開口、４０ 周辺情報センサ、４４ 突出部、４６ 検知面、４８ センサフレーム、５０ 締結クリップ。

Claims (5)

  1. 車両の側部に設けられる外装パネルと、
    前記外装パネルの一般面よりも車幅方向内側に陥没した位置に配置される取付面と、
    前記取付面の周縁と前記一般面とを繋ぐ繋ぎ面と、
    車両の周辺情報を検知する周辺情報センサであって、前記取付面より車幅方向内側に配置される周辺情報センサと、
    を備え、前記繋ぎ面は、前記取付面の周縁から前記一般面に向かって立ち上がる過程で、前記取付面からみて面方向外側に進むように傾斜しており、
    前記取付面は、前記周辺情報センサの検知面に対して平行に延びており、
    前記繋ぎ面は、
    前記取付面の車両前方に位置し、前記取付面の周縁から前記一般面に向かって立ち上がる過程で車両前方に進むように傾斜した前側繋ぎ面と、
    前記取付面の車両後方に位置し、前記取付面の周縁から前記一般面に向かって立ち上がる過程で車両後方に進むように傾斜した後側繋ぎ面と、
    を含み、前記取付面に対する前記後側繋ぎ面の立ち上がり角度は、前記取付面に対する前記前側繋ぎ面の立ち上がり角度より小さい、
    ことを特徴とするセンサ取付構造。
  2. 請求項１に記載のセンサ取付構造であって、
    車両前後方向における前記後側繋ぎ面の幅は、前記前側繋ぎ面の幅よりも大きい、ことを特徴とするセンサ取付構造。
  3. 請求項１または２に記載のセンサ取付構造であって、
    前記後側繋ぎ面の立ち上がり量は、前記前側繋ぎ面の立ち上がり量よりも小さい、ことを特徴とするセンサ取付構造。
  4. 請求項１または２に記載のセンサ取付構造であって、
    前記前側繋ぎ面の前端辺は、後下がりに傾斜している、ことを特徴とするセンサ取付構造。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ取付構造であって、
    前記外装パネルは、
    フェンダーパネルと、
    前記フェンダーパネルの車幅方向外側に取り付けられ、前記取付面および前記繋ぎ面が形成された追加パネルと、
    を含み、前記フェンダーパネルのうち前記追加パネルで覆われる箇所に、前記周辺情報センサの取り付け用孔が形成されている、
    ことを特徴とするセンサ取付構造。
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