特許 7590223 外界センサを有する車体構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】外界センサを有する車体構造

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/03 20060101AFI20241119BHJP

   B60R 19/48 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

G01S7/03 246

G01S7/03 238

B60R19/48 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021035944

(22)【出願日】2021-03-08

(65)【公開番号】P2022136378

(43)【公開日】2022-09-21

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗原 洋平

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 一雄

【審査官】藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０５３９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２００１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９０９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１１５３９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５１２７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

Ｇ０１Ｓ １７／００－１７／９５

Ｂ６０Ｒ １９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外界センサを有する車体構造であって、
車体と、
前記外界センサを支持した状態で前記車体に取り付けられるセンサ取付け部材と、を備え、
前記外界センサは、
物体に電磁波を照射し、その反射波を受信するセンサ本体と、
前記センサ本体を収容する筐体と、を有し、
前記筐体において、前記電磁波および前記反射波の少なくとも一方が通過する電磁波通過部位にモスアイ構造が形成され、
前記筐体の側壁の少なくとも一部にモスアイ構造が形成される、車体構造。

【請求項2】

前記外界センサは、ミリ波センサであり、
前記モスアイ構造は、凹凸面上に配置された複数の突起を有し、
前記凹凸面における複数の凸部の配置間隔が前記複数の突起の配置間隔よりも大きい、請求項１に記載の車体構造。

【請求項3】

前記モスアイ構造は、前記電磁波通過部位としての前記筐体の前壁の表面に形成される、請求項１または請求項２に記載の車体構造。

【請求項4】

前記筐体は、前記電磁波および前記反射波が通過する前方に開口を有する箱形のセンサ収容体を有し、
前記前壁は、前記開口を閉鎖するフィルムを含む、請求項３に記載の車体構造。

【請求項5】

前記車体は、前記外界センサの外側に配置され、かつ前記電磁波および前記反射波の少なくとも一方が通過するカバー部材を有し、
前記外界センサと対向する前記カバー部材の内面にモスアイ構造が形成される、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の車体構造。

【請求項6】

前記車体は、前記カバー部材としてのバンパーおよびフロントグリルの少なくとも一方を有し、
前記外界センサと対向する前記バンパーまたは前記フロントグリルの内面に前記モスアイ構造が形成される、請求項５に記載の車体構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、周囲に存在する物体を検知する外界センサを有する車体構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の車両では、自車両の周囲に存在する物体を検知するために、ミリ波レーダ等の外界センサが用いられる。例えば、自動車に搭載される物体検知用のミリ波レーダは、バンパーやフロントグリルなどの車体の適所に配置される。特に車室外に配置されたミリ波レーダでは、水や泥などが付着すると、物体に照射する電波やその反射波の減衰（すなわち、レーダ性能の低下）が生じ得る。

【0003】

そこで、例えば、降雨時などの車両が濡れる状況において、その車両に搭載されたミリ波レーダの性能の低下を回避するために、電波の照射方向を除いた四方領域を覆うカバー部材が設けられたミリ波レーダ用の防水構造が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－３００３９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来技術では、ミリ波レーダ専用のカバー部材を新たに設置する必要があるため車両重量の増大を招く。一方、水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を抑制することは、ミリ波レーダに限らず、電磁波を利用して物体を検出する外界センサでは同様に重要である。

【0006】

本発明は、以上の背景を鑑み、車両重量の増大を回避しつつ、水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を抑制する車体構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本発明のある態様は、外界センサ（１５）を有する車体構造であって、車体（３）と、前記外界センサを支持した状態で前記車体に取り付けられるセンサ取付け部材（３１）と、を備え、前記外界センサは、物体に電磁波を照射し、その反射波を受信するセンサ本体（２５）と、前記センサ本体を収容する筐体（２７）と、を有し、前記筐体において、前記電磁波および前記反射波の少なくとも一方が通過する電磁波通過部位にモスアイ構造（４３）が形成された構成とする。

【0008】

この態様によれば、撥水性または親水性を有するモスアイ構造を、外界センサの筐体の電磁波通過部位に形成することにより、車両重量の増大を回避しつつ、水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を抑制することができる。

【0009】

上記の態様において、前記外界センサは、ミリ波センサ（１５）であり、前記モスアイ構造は、凹凸面（１４１A）上に配置された複数の突起（４２）を有し、前記凹凸面における複数の凸部（１４２）の配置間隔（Ｌ２）が前記複数の突起の配置間隔（Ｌ１）よりも大きいとよい。

【0010】

この態様によれば、外界センサが照射（送信）または受信する電磁波の減衰を凹凸面により抑制しつつ、複数の突起に基づく電磁波通過部位への撥水性または親水性の付与により、水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を抑制することができる。

【0011】

上記の態様において、前記モスアイ構造は、前記電磁波通過部位としての前記筐体の前壁（３５、１３５）の表面に形成されるとよい。

【0012】

この態様によれば、電磁波通過部位のモスアイ構造を簡易な構成により実現できる。

【0013】

上記の態様において、前記筐体は、前記電磁波および前記反射波が通過する前方に開口（５０）を有する箱形のセンサ収容体（５１）を有し、前記前壁は、前記開口を閉鎖するフィルム（１３５）を含むとよい。

【0014】

この態様によれば、車両重量の増大をより効果的に回避することができる。

【0015】

上記の態様において、前記車体は、前記外界センサの外側に配置され、かつ前記電磁波および前記反射波の少なくとも一方が通過するカバー部材（５、１３）を有し、前記外界センサと対向する前記カバー部材の内面にモスアイ構造が形成されるとよい。

【0016】

この態様によれば、撥水性または親水性を有するモスアイ構造を、外界センサと対向するカバー部材の内面に形成することにより、車両重量の増大を回避しつつ、カバー部材への水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を抑制することができる。

【0017】

上記の態様において、前記車体は、前記カバー部材としてのバンパー（５）およびフロントグリル（１３）の少なくとも一方を有し、前記外界センサと対向する前記バンパーまたは前記フロントグリルの内面に前記モスアイ構造が形成されるとよい。

【0018】

この態様によれば、カバー部材への水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を、簡易な構成により抑制することができる。

【0019】

上記の態様において、前記筐体の側壁（３６）の少なくとも一部にモスアイ構造が形成されるとよい。

【0020】

この態様によれば、筐体の側壁に付着した水や泥などが前壁（電磁波通過部位）に移動することを抑制することができる。

【発明の効果】

【0021】

以上の構成によれば、車両重量の増大を回避しつつ、水や泥などの付着に起因する外界センサの性能低下を抑制する車体構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態に係るミリ波レーダを有する車体構造を備えた車両の前部を示す斜視図

【図2】ミリ波センサの周辺の車体構造を示す断面図

【図3】ミリ波センサの概略構成を示す斜視図

【図4】モスアイ構造の例を示す模式的断面図

【図5】ミリ波レーダを有する車体構造の第１の変形例を示す断面図

【図6】ミリ波レーダを有する車体構造の第２の変形例を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照して、実施形態に係る外界センサを有する車体構造を備えた車両について説明する。本実施形態では、車両としての自動車１の車体構造であって、外界センサとしてのミリ波レーダ１５を有する車体構造を例として説明する。

【0024】

図１に示すように、自動車１は、その基本骨格をなす車体３を備える。車体３の前部の外殻は、フロントバンパー５、左右のフェンダパネル７、エンジンフード１１、及びフロントグリル１３等によって構成される。フロントバンパー５の背面側には、外界センサとしてのミリ波レーダ１５（ミリ波センサ）が設けられている。

【0025】

フロントバンパー５は、図２に示すように、車幅方向に延設された外殻をなすバンパフェイス２１と、バンパフェイス２１の背面側（内側）においてミリ波レーダ１５を支持する支持フレーム２３とを有する。支持フレーム２３の両端部は、ボルト締め等によって図示しない車体構造材（フロントサイドフレーム等）に取り付けられている。

【0026】

バンパフェイス２１は、外界センサ（ここでは、ミリ波レーダ１５）で利用される電磁波を透過可能な部材（例えば、樹脂）で構成される。ただし、フロントバンパー５では、少なくとも送信波および受信波が通過する部位２４（以下、センタ対向部位２４という。）が、その構成部材の材質や塗装等の適切な選択により、電波の透過を過度に阻害しないように構成されていればよい。なお、バンパフェイス２１に設けられた開口にミリ波レーダ１５が取り付けられた構成も可能である。

【0027】

ミリ波レーダ１５は、ミリ波帯域の電波（以下、送信波という。）を車体３の前方に送信（照射）し、車体３の前方に存在する対象物（物標）で反射された反射波（以下、受信波という。）を受信する。これにより、ミリ波レーダ１５は、受信波の時間遅れや周波数の変化から、公知の手法に基づき対象物までの距離、角度（対象物が位置する方向）、及び対象物の速度を計測する。ミリ波帯域の電波としては、例えば、波長がミリ単位（例えば、１ｍｍ～１０ｍｍ）であって、周波数が３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ程度（例えば、２４、６０、７６、７９ＧＨｚ帯）の電波を用いることができる。ミリ波レーダ１５の送信波の送信には、例えばＦＭＣＷ（周波数連続変調）方式が用いられる。

【0028】

また、ミリ波レーダ１５は、図２に示すように、周囲の物体（図示せず）に送信波を照射し、その反射波を受信するセンサ本体２５と、センサ本体２５を収容する箱形の筐体２７と、を有する。ここでは図示しないが、センサ本体２５は、送信波用のアンテナ、受信波用のアンテナ、及びプロセッサなどの公知の構成要素を含む。プロセッサは、受信波から得られたデータに基づき、物体を検知するための各種演算を実行する。

【0029】

ミリ波レーダ１５には、図３にも示すように、筐体２７を支持するセンサブラケット（センサ取付け部材）３１が付設される。センサブラケット３１は、筐体２７（すなわち、ミリ波レーダ１５）を支持した状態で支持フレーム２３に取り付けられる。なお、センサブラケット３１は、筐体２７と一体に形成されてもよい。つまり、筐体２７の一部がセンサブラケット（センサ取付け部材）として機能してもよい。

【0030】

筐体２７において、送信波および反射波の少なくとも一方が通過する部位またはエリア（以下、電磁波通過部位という。）にはモスアイ構造が形成される。本実施形態では、電磁波通過部位である筐体２７の前壁３５に、モスアイ構造が形成されたセンサ用フィルム３７が取り付け（貼り付け）られる。前壁３５は、良好な電波透過性を有する材質（例えば、ＰＰＳ樹脂）で形成される。センサ用フィルム３７は、筐体２７の前側から見た場合に矩形状をなし、前壁３５の前面の略全体を覆うように配置される。

【0031】

また、フロントバンパー５におけるセンタ対向部位２４（図２参照）の背面には、センサ用フィルム３７と同様の構成を有するバンパー用フィルム３９が取り付けられる。ただし、バンパー用フィルム３９は、必ずしも必須の構成ではなく、場合によっては省略されてもよい。

【0032】

次に、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、センサ用フィルム３７の構成例について説明する。図４（Ａ）は、平坦な表面（以下、平坦面という。）にモスアイ構造を形成した例であり、図４（Ｂ）は、凹凸を有する表面（以下、凹凸面という。）にモスアイ構造を形成した例である。

【0033】

センサ用フィルム３７は、例えば図４（Ａ）に示すように、透明な樹脂製のベースフィルム４１の平坦面４１Ａ上に複数の突起４２（微細な凹凸）を含むモスアイ構造４３が形成された構成を有する。本実施形態では、各突起４２は、その先端部が概ね前方（送信波の送信方向）に向くように配列される。センサ用フィルム３７の厚みは、少なくとも前壁３５よりも小さい。複数の突起４２は、送信波として使用されるミリ波帯域の電波の波長よりも小さいナノメートルオーダの高さを有する。複数の突起４２の間隔Ｌ１（隣接する突起の頂点間の長さ）は、例えば１００～３００ｎｍに設定される。

【0034】

センサ用フィルム３７の製造方法については、公知技術を採用することができる。ベースフィルム４１としては、例えば、アクリル系フィルム、ポリエステルフィルム、及びポリカーボネートフィルム等を用いることができる。モスアイ構造４３を構成する材料には、例えば、エポキシ系やウレタン系などの樹脂に光重合開始剤およびラジカル発生剤などを混合した光硬化性樹脂を用いることができる。

【0035】

また、モスアイ構造４３の撥水性または親水性の付与については、例えば、モスアイ構造４３を構成する材料に添加される樹脂成分の選択（すなわち、樹脂成分の特性）により実現することが可能である。

【0036】

センサ用フィルム３７（すなわち、モスアイ構造４３）に撥水性を付与することにより、筐体２７の前壁３５（電磁波通過部位）に対する水や泥などの付着を抑制することができる。その結果、水や泥などの付着に起因するミリ波レーダ１５の性能低下を抑制することができる。

【0037】

一方、センサ用フィルム３７に親水性を付与することにより、筐体２７の前壁３５に付着する泥や塵埃などを水と共に流し落とすことができる。その結果、水や泥などの付着に起因するミリ波レーダ１５の性能低下を抑制することができる。

【0038】

また、センサ用フィルム３７では、例えば図４（Ｂ）に示すように、透明な樹脂製のベースフィルム４１の凹凸面１４１Ａ上に複数の突起４２を含むモスアイ構造４３が形成された構成を有する。なお、図４（Ｂ）のセンサ用フィルム３７の構成については、以下で特に言及する事項を除いて上述の図４（Ａ）と同様である。

【0039】

凹凸面１４１Ａにおける凸部１４２の間隔Ｌ２（隣接する凸部１４２の頂点間の長さ）は、複数の突起４２の間隔Ｌ１よりも大きく設定される。凸部１４２の間隔Ｌ２は、例えば１，０００～１０，０００μｍ（１～１０ｍｍ）であり、突起４２の間隔Ｌ１（例えば１００～３００ｎｍ）よりも大きい。

【0040】

図４（Ｂ）に示したセンサ用フィルム３７では、凹凸面１４１Ａにより電磁波（ここでは、送信波または受信波）の減衰を抑制しつつ、筐体２７の前壁３５に対する水や泥などの付着を抑制することができるという利点がある。

【0041】

このように、本実施形態における車体構造では、撥水性または親水性を有するモスアイ構造４３を、ミリ波レーダ１５の筐体２７の電磁波通過部位に形成することにより、車両重量の増大を回避しつつ、水や泥などの付着に起因するミリ波レーダ１５の性能低下を抑制することができる。

【0042】

上述の例では、筐体２７の前壁３５（電磁波通過部位）にモスアイ構造４３を形成したが、これに限らず、電磁波通過部位の周辺に同様のモスアイ構造が形成されてもよい。例えば、筐体２７における側壁３６（図３参照）の表面の少なくとも一部にモスアイ構造が形成されてもよい。これにより、筐体２７の側壁３６に付着した水や泥などが前壁３５（電磁波通過部位）に移動することを抑制することができる。同様に、センサブラケット３１の表面の少なくとも一部にモスアイ構造が形成されてもよい。

【0043】

なお、バンパー用フィルム３９についても図４（Ａ）、（Ｂ）に示したセンサ用フィルム３７と同様に構成することができる。

【0044】

次に、図５及び図６を参照して、ミリ波レーダ１５を有する車体構造の第１及び第２の変形例について説明する。

【0045】

上述の例では、ミリ波レーダ１５の筐体２７の前壁３５にセンサ用フィルム３７が取り付けられた。一方、第１の変形例では、センサ用フィルム３７と同様のセンサ用フィルム１３５が筐体２７の前壁３５として用いられる。

【0046】

より詳細には、第１の変形例では、図５に示すように、ミリ波レーダ１５の筐体２７は、送信波および受信波が通過する前方に開口５０を有する箱形のセンサ収容体５１を有する。また、センサ収容体５１の開口５０を閉鎖する前壁は、モスアイ構造が形成されたセンサ用フィルム１３５によって形成されている。

【0047】

第１変形例によれば、筐体２７の前壁としてモスアイ構造が形成されたセンサ用フィルム１３５が用いられるため、上述のように前壁３５にセンサ用フィルム３７が取り付けられる構成と比べて車両重量の増大をより効果的に回避できる。ただし、センサ用フィルム１３５のベースフィルムの厚みは、センサ用フィルム３７よりも大きく設定され得る。

【0048】

なお、図５では、センサ収容体５１の前側全体が開口５０によって開放される。しかし、これに限らず、例えば図３に示した筐体２７の前壁３５の一部（電磁波通過部位）により小さな開口が形成され、その開口がセンサ用フィルム１３５によって閉鎖される構成であってもよい。

【0049】

また、上述の例では、ミリ波レーダ１５の筐体２７における前壁３５の前面の略全体にセンサ用フィルム３７が取り付けられた。一方、第２の変形例では、センサ用フィルム３７と同様の２つのセンサ用フィルム３７Ａ、３７Ｂが筐体２７の前壁３５の一部に取り付けられる。

【0050】

より詳細には、第２の変形例では、図６に示すように、センサ用フィルム３７Ａ、３７Ｂが、送信波用のアンテナ６１および受信波用のアンテナ６３の前方に配置される。

【0051】

第２変形例によれば、モスアイ構造が形成された複数のセンサ用フィルム３７Ａ、３７Ｂが筐体２７の必要な部位（電波通過部位）にのみ配置されるため、上述のようにセンサ用フィルム３７が前壁３５の前面の略全体に取り付けられた構成と比べて簡易な構成とすることができる。

【0052】

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。

【0053】

例えば、本発明に係る外界センサを有する車体構造は、自動車１に限らず、車両として機能する任意の移動体（例えば、移動型ロボット）に適用可能である。また、本発明に係る外界センサは、ミリ波レーダ１５に限らず、電磁波を利用する任意のセンサ（赤外線センサ、レーダーセンサなど）にも用いることができる。また、本発明に係る外界センサは、自動車１において、フロントバンパー５に限らず、他の構成部材（例えば、フロントグリル１３）の背面に配置されてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１ ：自動車（車両）
３ ：車体
５ ：フロントバンパー
１３：フロントグリル
１５：ミリ波レーダ（外界センサ）
２１：バンパフェイス
２３：支持フレーム
２４：センタ対向部位
２５：センサ本体
２７：筐体
３１：センサブラケット（センサ取付け部材）
３５、１３５：前壁
３６：側壁
３７：センサ用フィルム
３９：バンパー用フィルム
４１：ベースフィルム
４１Ａ：平坦面
４２：突起
４３：モスアイ構造
５０：開口
５１：センサ収容体
６１：送信波用アンテナ
６３：受信波用アンテナ
１４１：凹凸面
１４２：凸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】