JPWO2019059026A1 - センサーを備えた車両用外装パネル - Google Patents

センサーを備えた車両用外装パネル Download PDF

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Abstract

【課題】車体の異なる部位に設けられた複数のセンサーの相対位置を常に一定に維持し、車両周辺から収集した情報の精度を高める。【解決手段】車体前面に装備されるフロントモジュールパネル１１において、パネル本体１２を合成樹脂材料で一体成形し、その中央部にフロントグリル部１３を設け、その下側にフロントバンパー部１４を形成し、パネル本体１２の左右両端にヘッドランプ１５の透光カバー部１６を透明樹脂材料で２色成形する。ヘッドランプ１５にカメラを内蔵し、エンブレム１７にミリ波レーダ２１を装着し、フォグランプ１８にＬＩＤＡＲ２２を内蔵し、フロントバンパー部１４の下縁近くに超音波センサー２３を配置する。

Description

本発明は、車体外面を装う車両用外装パネルに関し、詳しくは、車両周辺の情報を収集するためのセンサーを備えた車両用外装パネルに関する。
一般に、自動車は、ドライバーの正確な「認知−判断−操作」に基づいて安全に走行する。従来、ドライバーによる誤認を減らすために、センサを用いて車体周辺の情報を収集し、収集した情報に基づいて自動車の安全運転を支援する各種の技術が提案されている。また、近年は、複数のセンサーを使用し、ドライバーへの依存度を低くして、自動運転時の安全性を高める技術も提案されている。
例えば、特許文献１に記載された「物体検出装置」は、レーダ送受信部を車体前面のフロントグリル部に設けるとともに、カメラと情報処理部を車室内のルームミラー部に取り付け、レーダ送受信部と情報処理部との間を伝送線で接続し、レーダおよびカメラが収集した情報に基づいて、情報処理部が車体に対する周辺物体の距離または位置を検出するように構成されている。
特開２０１１−９９６８３号公報
ところが、従来技術によると、レーダやカメラ等の複数のセンサーが車体上の異なる部位に設置されているため、例えば車体の振動や変形に伴って、フロントグリル部とルームミラー部との相対位置が変化すると、２つのセンサーの出力信号に基づく距離または位置の測定結果が変動し、ヘッドランプの光軸やブレーキの始動タイミング等の制御に悪影響が及ぶという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、車体の異なる部位に設けられた複数のセンサーの相対位置を常に一定に維持し、車両周辺から収集した情報の精度を高めることができる車両用外装パネルを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、車体外面を装う車両用外装パネルを提供する。この外装パネルは、合成樹脂材料で一体成形されたパネル本体を備える。そして、パネル本体の異なる部位に、車体周辺の情報を収集するための第１センサーと第２センサーとが配設される。
本発明の車両用外装パネルは、車体外面の特定部位に限定されない。例えば、車体の前面、後面、左右両側面、上面、底面のそれぞれ一部の領域または全域を覆う外装パネルに適用することができる。外装パネルのパネル本体は、一組の成形型のキャビティ内に溶融合成樹脂材料を射出することによって、全体を一体的に成形することができる。
本発明の好ましい実施形態では、パネル本体の両端部に、車両周辺を照明するための車両用灯具が固定的に取り付けられる。車両用灯具の取り付けにあたっては、例えば、パネル本体の両端部に、車両用灯具の透光カバー部を透明合成樹脂材料で２色成形し、この透明部分に車両用灯具のボディ部と光源ユニットを組み付けることができる。また、パネル本体の両端部に、車両用灯具のボディ部を一体成形し、ボディ部に光源ユニットと透光カバー部を組み付けることもできる。あるいは、パネル本体の両端部に一体成形された灯具取付部に、ボディ部と光源ユニットを組み付けることも可能である。
本発明の幾つかの実施形態では、複数のセンサーが収集した情報を迅速に処理できるように、車両用灯具に電子制御装置（ＥＣＵ）が内蔵される。ＥＣＵの制御対象としては、車両の加減速装置、制動装置、表示装置、警報器、車両用灯具などを例示できる。好ましい実施形態では、車両用灯具に搭載された灯具ＥＣＵが、第１および第２センサーが収集した情報に基づいて、車両用灯具の点消灯、明るさ、光軸の向きなどの光出力を制御するように構成される。また、車両用灯具を用いて路面に描画したり、同時に搭載したディスプレイに歩行者への注意喚起を促す情報表示を行ったりするように構成される。
また、車体の外装品である車両用灯具は、高度の防水および防塵性能を備えているため、車両用灯具のハウジング内に第１または第２センサーのどちらか一方を内蔵することもできる。車体の前面または後面に設けられる外装パネルの場合は、パネル本体の両端に装備された左右一対のヘッドランプまたはリアコンビネーションランプに、第１センサーと第２センサーとを別々に内蔵することもできる。
なお、本発明において、第１、第２センサーとしては、特定の種類に限定されず、例えば、車体周辺の物体の位置、車体と物体の距離、物体の種類（人、動物、荷物）、路面状況（凹凸、雨、雪、氷結）、車高、タイヤ空気圧等を検出するためのカメラ、ミリ波レーダ、ライダー（ＬＩＤＡＲ）、超音波センサー、磁気センサーなどを使用できる。また、同じ種類、あるいは、異なる種類の２つのセンサーをパネル本体の異なる２位置に設置してもよく、３つ以上のセンサーをそれぞれ別々の部位に設置してもよい。
本発明の一実施形態では、車両用外装パネルが自動車用フロントモジュールパネルとして用いられる。このフロントモジュールパネルは、パネル本体に、車体前面を覆うフロントグリル部と、フロントグリル部の下側を車幅方向に延びるフロントバンパー部とを含む。本発明の別の実施形態では、車両用外装パネルが自動車用リアドアモジュールパネルとして用いられる。このリアドアモジュールパネルは、パネル本体に、車体後面を開閉可能に覆うリアドア部と、透明なリアウインドウ部とを含む。
特に、リアドアモジュールパネルの場合は、リアウインドウ部に、可視光の透過率が相対的に高い第１領域と、可視光の透過率が相対的に低い第２領域とを設け、第２領域の車室側面に第１センサーおよび／または第２センサーを装着するとよい。こうすれば、第２領域の暗部でセンサーを外観から隠すことができるうえ、太陽光による第２領域の温度上昇を抑えて、センサーの動作を安定させることもできる。また、夜間等にセンサーの感度を向上させるために、外気温によって光線透過率が変化する熱変色性材料を用いて、外気温が低いときほど、第２領域の光透過率が高まるように構成してもよい。
本発明の車両用外装パネルによれば、少なくとも２つのセンサーが一体成形されたパネル本体の異なる部位に配設されているので、各センサーの相対位置を常に一定に保ち、車両周辺から収集した情報の精度を高めることができるという効果がある。
本発明の実施例１を示すフロントモジュールパネルの正面図である。 図１のパネルの水平断面図である。 パネル本体にヘッドランプの透光カバー部が一体成形されたパネルを示す断面図である。 パネル本体にヘッドランプのボディ部が一体成形されたパネルを示す断面図である。 パネル本体にヘッドランプ取付枠が一体成形されたパネルを示す断面図である。 本発明の実施例２を示すリアドアモジュールパネルの斜視図である。 リアウインドウ部の第２領域に着色部が設けられたパネルを示す斜視図である。 図７のＸ−Ｘ線断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明を自動車のフロントモジュールパネルに具体化した実施例１を示す。図６〜図８は、本発明を自動車のリアドアモジュールパネルに具体化した実施例２を示す。各図において、共通または類似する部材には同一の符号が付されている。
実施例１のフロントモジュールパネル１１は、図１に示すように、車体前面に装備される外装パネルであって、樹脂製のパネル本体１２を備えている。パネル本体１２は合成樹脂材料で一体成形され、その中央部には車体のエンジンルームを覆うフロントグリル部１３が設けられ、フロントグリル部１３の下側にフロントバンパー部１４が車幅方向に延びるように形成されている。フロントグリル部１３の左右両側には、ヘッドランプ１５の透光カバー部１６が設けられ、透明樹脂材料によってパネル本体１２に２色成形されている。また、フロントグリル部１３の中央にエンブレム１７が設けられ、フロントバンパー部１４の左右両端部にフォグランプ１８が設けられている。
図１、図２に示すように、パネル本体１２の異なる部位には、車体前方の情報を収集するための複数のセンサーが配設されている。図示例では、車体前方の光景を撮影する第１センサーとしてのカメラ２０が左右のヘッドランプ１５に内蔵され、前方の物体を検知する第２センサーとしてのミリ波レーダ２１がエンブレム１７の裏面に装着され、前方の物体と車体との距離を測定するＬＩＤＡＲ２２がフォグランプ１８に内蔵され、路面状況やタイヤ空気圧を検出する超音波センサー２３がフロントバンパー部１４の下縁近くに取り付けられている。なお、センサーの個数、種類、取付部位は、図示例に限定されず、必要に応じて任意に変更可能である。また、自動運転車両の場合に、エンブレム１７を発光させて、自動運転を報知する標識灯として機能させることもできる。
図２、図３に示すように、パネル本体１２の透光カバー部１６には、ヘッドランプ１５のボディ部２５が固定的に組み付けられている。ボディ部２５の内側には、光源２６、リフレクタ２７等を備えた光源ユニット２８が収容されるとともに灯具ＥＣＵ２９が設置され、各センサー２０〜２３が収集した情報に基づいて、灯具ＥＣＵ２９が光源２６の点消灯や輝度、光源ユニット２８の向きなどを含むヘッドランプ１５の光出力を制御するようになっている。また、センサー２０〜２３が収集した情報の一部は灯具ＥＣＵ２９から車両ＥＣＵ（図示略）に転送され、車両ＥＣＵによって車両の加減速装置、制動装置、表示装置、警報器等が制御されるようになっている。
図４および図５は、ヘッドランプ１５の別の組付構造を示す。図４に示すヘッドランプ１５では、パネル本体１２の成形時に、ボディ部２５がパネル本体１２の左右両端に一体成形され、パネル成形後に、ボディ部２５の内側に光源ユニット２８が固定的に設置されるとともに、ボディ部２５の前面に透光カバー部１６が組み付けられる。図５に示すヘッドランプ１５では、パネル本体１２の成形時に、その左右両端に環状のランプ取付枠３０が一体成形され、パネル成形後に、灯具ボディ部２５のフランジ部３１がパッキン３２を介してランプ取付枠３０に固定的に取り付けられ、透光カバー部１６がランプ取付枠３０の内側開口部３３を介してボディ部２５に組み付けられる。
以上のように構成された実施例１のフロントモジュールパネル１１によれば、複数のセンサー２０〜２３が樹脂で一体成形されたパネル本体１２の異なる部位に配設されているので、車体の振動や変形に伴ってセンサー２０〜２３の相対位置に変化を生じるおそれがない。したがって、複数のセンサー２０〜２３が収集した情報の精度を高め、これらの情報の組み合わせに基づいて、灯具ＥＣＵ２９および車両ＥＣＵが車体前方の人、他車両、障害物等の位置を正確に判断し、ヘッドランプ１５の光出力をはじめ、車両の加減速度やブレーキの始動タイミングを的確に制御することができる。
特に、一つのセンサー、例えばカメラ２０と灯具ＥＣＵ２９がパネル本体１２に固定的に設けられたヘッドランプ１５に内蔵されているため、カメラ２０が撮影した映像を同じ場所の灯具ＥＣＵ２９で瞬時に処理して、高速走行時の安全運転に貢献することができる。また、路面に近いフロントバンパー部１４の下縁部に設置された超音波センサー２３によって路面状況やタイヤの空気圧を正確に検知し、ステアリングやダンパーを制御して、自動車の乗り心地を改善することもできる。
実施例２のリアドアモジュールパネル４１は、図６に示すように、車体後面に装備される外装パネルであって、樹脂製のパネル本体４２を備えている。このパネル本体４２には、車体後端の開放部を開閉可能に覆う不透明なリアドア部４３と、車体後方の視界を確保するための透明なリアウインドウ部４４とが含まれ、全体が合成樹脂材料で一体成形されている。リアドア部４３の上端にはハイマウントストップランプ４５が設けられ、ハイマウントストップランプ４５の近傍に車両後方の光景を撮影する第１センサーとしてのカメラ５２が設置されている。リアドア部４３の下端には、車両後方の物体と車体との距離を測定するＬＩＤＡＲ５３が設置されている。
パネル本体４２の高さ方向中間位置には、左右一対のリアコンビネーションランプ４８が設置されている。リアコンビネーションランプ４８の透光カバー部４９は透明樹脂材料でパネル本体４２と一体に２色成形され、この透光カバー部４９と対応する位置において、パネル本体４２にリアコンビネーションランプ４８のボディ部５０が組み付けられている。そして、ボディ部５０の内側に光源ユニット５１が収容されるとともに、車体後方および側方の障害物を検知する第２センサーとしてのミリ波レーダ５４、および、各センサー５２〜５４の出力信号を処理する灯具ＥＣＵ５５が設置されている。なお、自動運転車両の走行時に、ハイマウントストップランプ４５を停止時とは異なる色（例えば緑色）で発光させ、自動運転を報知する標識灯として機能させることもできる。
実施例２のリアドアモジュールパネル４１によれば、実施例１と同様、複数のセンサー５２〜５４が一体成形されたパネル本体１２の異なる部位に配設されているので、各センサー２０〜２３の相対位置を常時一定に維持し、車両後方から収集した精確な情報に基づいて、灯具ＥＣＵ５５および車両ＥＣＵによりリアコンビネーションランプ４８や表示装置等を高精度に制御することができる。特に、２つのセンサー、例えばカメラ５２とＬＩＤＡＲ５３がパネル本体４２の上下両端に配置されているので、車両後方にある対象物の高さを正確に測定し、例えば、立体駐車場などで車体屋根部の擦れを未然に防止することもできる。
図７および図８に示すリアドアモジュールパネル４１では、リアウインドウ部４４に、可視光の透過率が相対的に高い第１領域４６と、可視光の透過率が相対的に低い第２領域４７とが画定され、第２領域４７の車室側面に第１センサーとしてのカメラおよび第２センサーとしての赤外線センサーを含む複数のセンサー５７〜６０が配設されている。第２領域４７には、センサー５７〜６０を車体後方から見えにくくするために、可視光の透過率が例えば１０％以下となるような着色層６１が設けられている。着色層６１としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＡＰＯ（非結晶ポリオレフィン）、ＡＴＯ（三酸化アンチモン）等の粒子を含むフィルム、金属／酸化チタン膜、誘電体多層膜など、光の波長を選択的に透過させる薄膜を使用できる。
こうすれば、着色層６１によりセンサー５７〜６０を外観から隠して、リアドアモジュールパネル４１の見栄えを向上させることができる。着色層６１に赤外線を反射させる素材を用いることで、太陽光による第２領域４７の温度上昇を抑え、センサーを長期間安定的に動作させることができる。また、紫外線を反射させる素材を用いて、センサーの寿命を延ばしたり、センサーにとってノイズとなる波長を反射させることで、センサーの感度を高めることもできる。さらに、第２領域４６のリアウインドウ部４４に、外気温によって光線透過率が変化する酸化バナジウム（ＶＯ２）等の熱変色性材料を含ませ、夜間や曇天時など外気温が低いときに、第２領域４７の光透過率を高めて、センサー類の感度を上げることもできる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、車体の左右のドアパネルに複数のセンサーを設置したり、車体上面のルーフパネルの前後にセンサーを設置したりするなど、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状や構成を適宜変更して実施することも可能である。
１１ フロントモジュールパネル（実施例１）
１２ パネル本体
１３ フロントグリル部
１４ フロントバンパー部
１５ ヘッドランプ
１６ 透光カバー部
２０ カメラ
２１ ミリ波レーダ
２２ ＬＩＤＡＲ
２３ 超音波センサー
２９ 灯具ＥＣＵ
４１ リアドアモジュールパネル（実施例２）
４２ パネル本体
４３ リアドア部
４４ リアウインドウ部
４８ リアコンビネーションランプ
４９ 透光カバー部
５２ カメラ
５３ ＬＩＤＡＲ
５４ ミリ波レーダ
５５ 灯具ＥＣＵ

Claims (9)

  1. 車体外面の一部を装う車両用外装パネルであって、合成樹脂材料で一体成形されたパネル本体の異なる部位に、車体周辺の情報を収集するための第１センサーと第２センサーとが配設されていることを特徴とする車両用外装パネル。
  2. 前記パネル本体の両端部に、車両周辺を照明するための車両用灯具が固定的に取り付けられている請求項１記載の車両用外装パネル。
  3. 前記車両用灯具の透光カバー部が、透明合成樹脂材料によってパネル本体の両端部に一体成形されている請求項２記載の車両用外装パネル。
  4. 前記車両用灯具に、前記第１および第２センサーが収集した情報に基づいて車両用灯具の光出力を制御する電子制御装置が搭載されている請求項２又は３記載の車両用外装パネル。
  5. 前記車両用灯具に、前記第１または第２センサーのどちらか一方が内蔵されている請求項２又は３記載の車両用外装パネル。
  6. 前記パネル本体に、車体前面を覆うフロントグリル部と、フロントグリル部の下側を車幅方向に延びるフロントバンパー部とが含まれている請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用外装パネル。
  7. 前記パネル本体に、車体後面を覆うリアドア部と、透明なリアウインドウ部とが含まれている請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用外装パネル。
  8. 前記リアウインドウ部が、可視光の透過率が相対的に高い第１領域と、可視光の透過率が相対的に低い第２領域とを含み、第２領域の車室側となる面に前記第１センサーおよび／または第２センサーが装着されている請求項７記載の車両用外装パネル。
  9. 前記第２領域が、外気温によって該第２領域の光線透過率を変化させる熱変色性材料を含む請求項７又は８記載の車両用外装パネル。
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