传感器安装结构以及移动体的制作方法

1.本发明涉及对外界信息进行检测的传感器的传感器安装结构以及移动体。


背景技术：

2.在专利文献1中，公开了物体检测装置固定于车身的地板主体构件的结构，该物体检测装置具有对车辆的外界信息进行检测的传感器和支承传感器的支承构件。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2016
‑
121927号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.为了扩大传感器的检测范围，在将传感器安装于车辆的外装构件的情况下，需要保护传感器免受外装构件受到的载荷的影响。另外，由于外装构件受到的重量的影响引起的历经长时间而老化，可能产生传感器的安装精度变化的情况。
8.本发明鉴于上述的问题，提供一种传感器安装结构，其不会受到因历经长时间而老化所引起的安装精度的变化的影响，而吸收外装构件受到的载荷来保护传感器。
9.用于解决问题的手段
10.本发明的一个方式所涉及的传感器安装结构，其将保持对移动体的外界进行检测的传感器的传感器支架安装于所述移动体的外装构件和所述移动体的结构构件，其特征在于，
11.所述传感器安装结构具备：
12.第一吸收机构，其将所述传感器支架保持为根据外部载荷的作用，能够从处于未作用有外部载荷的状态下的所述传感器支架的初始位置起，沿所述移动体的前后方向而后退；以及
13.第二吸收机构，其将所述传感器支架保持为在由所述第一吸收机构保持的状态下，根据外部载荷的作用，而能够从所述初始位置起进行摆动。
14.本发明的另一方式所涉及的移动体，其具备：传感器安装结构，该传感器安装结构将传感器安装于移动体；以及
15.控制装置，该控制装置基于由所述传感器检测出的信息来控制所述移动体的行驶，
16.所述传感器安装结构将保持对移动体的外界进行检测的传感器的传感器支架安装于所述移动体的外装构件和所述移动体的结构构件，其特征在于，
17.所述移动体具备：
18.第一吸收机构，其将所述传感器支架保持为根据外部载荷的作用，能够从处于未作用有外部载荷的状态下的所述传感器支架的初始位置起，沿所述移动体的前后方向而后
退；以及
19.第二吸收机构，其将所述传感器支架保持为在由所述第一吸收机构保持的状态下，根据外部载荷的作用，而能够从所述初始位置起进行摆动。
20.发明效果
21.根据本发明，能够提供一种传感器安装结构，其不会受到因历经长时间而老化所引起的安装精度的变化的影响，而吸收外装构件受到的载荷来保护传感器。由此，即使传感器支架安装于移动体的外装构件和移动体的结构构件这两者，也能够通过传感器支架的后退和摆动来吸收外部载荷的冲击，因此能够抑制传感器的损伤从而进行保护。
附图说明
22.图1a是表示车辆控制装置的基本构成的框图。
23.图1b是表示对车辆的外界信息进行检测的传感器的配置例的图。
24.图2a以及图2b是例示图1b的a部的传感器安装结构的图。
25.图3a至图3c是说明第一吸收机构的结构以及动作的图。
26.图4a以及图4b是说明第二吸收机构的结构以及动作的图。
27.图5a至图5c是表示传感器安装结构的动作例的图。
28.附图标记说明
29.1：移动体(车辆)；25：前隔板；26：上梁；30：外装构件；100：传感器安装结构；101：传感器支架；102：安装部；103：安装凸缘；110：第一吸收机构；113：开口部；111a、111b：第一连杆；112a、112b：第二连杆；114：支架连结构件；115：弹簧(第一弹性构件)；117a、117b：连接销(第一连结构件)；118a、118b：连接销(第二连结构件)；119a、119b：连接销(第三连结构件)；210：第二吸收机构；211：螺栓(紧固构件)；222：垫圈(板状构件)；223：弹簧(第二弹性构件)。
具体实施方式
30.以下，参照附图对实施方式进行详细说明。此外，以下的实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定，另外，在实施方式中说明的特征的组合未必全部都是发明所必须的。也可以对实施方式中说明的多个特征中的两个以上的特征任意地进行组合。另外，对相同或者同样的构成标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
31.图1a是例示进行移动体(以下，也称为“车辆”)的自动驾驶控制的车辆控制装置的基本结构的图。车辆控制装置具有传感器s、多个摄像机cam、控制部com(例如，计算机)。传感器s例如包括多个雷达s1、以及多个光学雷达s2(light detection and ranging(lidar：光学雷达))、陀螺仪传感器s3、gps传感器s4、车速传感器s5等。传感器s以及摄像机cam获取车辆的信息以及车辆周边的各种信息，并将所获取的信息输入至控制部com。
32.控制部com包括负责与车辆的自动驾驶控制相关的处理的cpu(c1)、存储器c2、能够与网络上的服务器、外部设备进行通信的通信部c3等。控制部com对从传感器s(雷达s1、光学雷达s2)以及摄像机cam输入的信息进行图像处理，提取存在于本车辆的周围的目标物(对象)，解析在本车辆的周围配置有什么样的目标物，监视目标物。
33.陀螺仪传感器s3检测本车辆的旋转运动、姿态，控制部com能够基于陀螺仪传感器
s3的检测结果、由车速传感器s5检测出的车速等来判定本车辆的行进路线。控制部com能够基于从传感器s以及摄像机cam输入的信息来进行车辆的自动驾驶控制。
34.图1b是表示对车辆1的外界信息进行检测的传感器s的配置例的图。在图1b中，作为一个例子，车辆1是轿车型的四轮乘用车。作为对车辆1的外界信息进行检测的传感器s，在车辆1中配置有利用光来对车辆1的周围的物体进行检测的传感器2(光学雷达检测部)和利用电波来对车辆1的周围的物体进行检测的传感器3(雷达检测部)。如图1b所示，传感器2(光学雷达检测部)配置于车辆1的前部角部、后部各侧方以及后部中央。另外，传感器3(雷达检测部)配置于车辆1的前部中央、车辆1的前部角部、车辆1的后部角部。
35.关于本实施方式的传感器安装结构，对作为对车辆1的外界信息进行检测的检测部，而配置于车辆1的前部中央的传感器3(雷达检测部)的安装结构进行说明。在图1b中，“前(fr)”、“后(rr)”、“左(l)”、“右(r)”是按照从驾驶员观察的方向，将从前(fr)向后(rr)延伸的方向称为车辆1的前后方向，将左(l)、右(r)的方向称为左右方向、宽度方向或车宽方向。另外，将上(up)、下(dn)的方向称为车辆1的上下方向。
36.＜传感器安装结构＞
37.图2a以及图2b是例示图1b的a部的传感器3的传感器安装结构100的图。图2a的st21是表示从车辆1的正面观察传感器安装结构100的状态的图，图2b的st22是表示从车辆1的前部侧面观察传感器安装结构100的状态的图。
38.在st22中，构成车辆1的结构构件(以下，也称为“车身结构构件”)的前隔板(front bulkhead)25具有截面大致矩形中空状的闭合截面结构，在前隔板25的上部，作为构成车辆1的车身结构构件的构件，连结有沿车辆1的前后方向延伸的上梁26。车辆1在上梁26的上方具备罩(hood)27。
39.另外，车辆1具备上部保险杠31、格栅32、车标(emblem)33、下部保险杠34作为外装构件30。上部保险杠31通过紧固构件41与上梁26(车身结构构件)连结。格栅32形成于上部保险杠31的下方，从车辆1的前端部吸入外部空气，并将外部空气引导至散热器(省略图示)。格栅32将沿车宽方向延伸设置的多个大致板状的导风板以规定的间隔沿上下方向并列设置。下部保险杠34形成于车标33的下方，配置于车辆1的前端缘。
40.车标33形成在格栅32的下方，在车标33的背面侧(车辆1的后方侧)形成有能够安装传感器支架101的凹部。
41.在传感器支架101的安装部102上，例如，如图2a的st21所示，设置有用于安装传感器3的卡止部4及卡止部5。卡止部4及卡止部5分别是从安装部102的平面部朝向车辆的前方侧突出的板状构件。卡止部4及卡止部5的端部具有弯曲成大致l状的截面形状，形成为相对于安装部102的平面部而分离。在安装传感器3时，例如，将传感器3沿倾斜方向插入一方的卡止部4的端部与安装部102的平面部之间的间隙，使传感器3的侧面与两个卡止部4抵接。以传感器3的抵接侧面为定位基准，使传感器3向车辆的后方侧转动，将传感器3的另一个侧面嵌入另一方的卡止部5的端部与安装部102的平面部之间的间隙。通过对卡止部4及卡止部5的弹性变形进行利用的转动安装结构，将传感器3安装在传感器支架101的安装部102上。在图2a的st21以及图2b的st22中，阴影线所示的部分表示安装于安装部102的传感器3。
42.在传感器支架101的安装部102的四角形成有安装凸缘103，将螺钉穿过形成于安装凸缘103的开口部104，通过攻丝等紧固方法将安装凸缘103螺纹紧固，由此将传感器支架
101安装于外装构件(车标33的背面侧)。在图2a以及图2b的所示的例子中，示出了将传感器支架101安装于车标33的背面侧的例子，但并不限定于该例子，也可以是外装构件30的任一个。
43.如现有技术那样，在将传感器支架101仅安装于外装构件的情况下，由于外装构件受到的重量的影响所引起的历经长时间而老化，外装构件的安装位置可能产生变化。例如，如图2b的st22所示，在上部保险杠31的安装位置向下方下降了位移量δ的量的情况下，安装于传感器支架101的安装部102上的传感器3的照射轴产生θ量的照射轴偏移。
44.为了不受历经长时间而老化所导致的安装精度的变化的影响，在本实施方式中，传感器安装结构100的固定构件116通过紧固构件41而与上部保险杠31一起固定于上梁26(车身结构构件)。即，在本实施方式的传感器安装结构100中，将保持对车辆1的外界进行检测的传感器3(雷达检测部)的传感器支架101安装于车辆1的外装构件30和车辆1的车身结构构件(上梁26、前隔板25)。这样，通过将传感器支架101安装于外装构件30和车辆1的车身结构构件(上梁26、前隔板25)这两者，能够降低外装构件30受到的重量的影响所引起的历经长时间而老化的影响，抑制检测部的安装精度变化。
45.本实施方式的传感器安装结构100具备第一吸收机构110以及第二吸收机构210作为吸收外部载荷的吸收机构。以下，对各吸收机构的结构进行具体说明。
46.＜第一吸收机构＞
47.图3a至图3c是说明第一吸收机构110的结构以及动作的图，st31是表示第一吸收机构110的整体的图，st32是表示未作用外部载荷的状态(初始位置)下的传感器安装结构100的图。另外，st33是表示外部载荷f作用于传感器安装结构100的情况下的第一吸收机构110的动作的图。
48.第一吸收机构110设置在传感器支架101与车身结构构件(上梁26、前隔板25)之间，第一吸收机构110将传感器支架101保持为，根据外部载荷的作用，能够从未作用有外部载荷的状态下的传感器支架101的初始位置(st32)起，而沿车辆1的前后方向(图2b、图3c的箭头ar1方向)后退。
49.如st31所示，第一吸收机构110具有对能够与传感器支架101连结的支架连结构件114进行支承的多个第一连杆111a、111b、和对多个第一连杆111a、111b进行支承的多个第二连杆112a、112b。另外，第一吸收机构110具有：多个连结销117a、117b(第一连结构件)，它们将多个第一连杆111a、111b连结为能够相对于多个第二连杆112a、112b而转动；以及多个连结销118a、118b(第二连结构件)，它们将多个第二连杆112a、112b连结为能够相对于固定于车身结构构件(上梁26、前隔板25)的固定构件116而转动。另外，第一吸收机构110具有：多个连结销119a、119b(第三连结构件)，它们将多个第一连杆111a、111b连结为能够相对于支架连结构件114而转动；以及弹簧115(第一弹性构件)，其设置于多个第二连杆112a、112b之间。此外，弹簧115(第一弹性构件)的位置不限于多个第二连杆112a、112b之间，也可以是多个第一连杆111a、111b之间。另外，也可以设置在多个第一连杆111a、111b之间以及多个第二连杆112a、112b之间。即，弹簧115(第一弹性构件)设置于多个第一连杆111a、111b之间以及多个第二连杆112a、112b之间中的至少任一方。
50.如st32所示，弹簧115(第一弹性构件)在初始位置，通过弹簧115(第一弹性构件)的复原力进行施力，以保持多个连结销117a、117b(第一连结构件)的车辆的车宽方向的间
隔w1。然后，如st33所示，在作用有外部载荷f的情况下，多个第一连杆111a、111b及多个第二连杆112a、112b根据外部载荷f的作用进行转动以将连结销117a、117b的间隔w1扩大为间隔w2(w2＞w1)，使传感器支架101从初始位置朝向车辆1的后方后退，由此吸收外部载荷f。然后，当外部载荷f的作用被解除时，通过弹簧115(第一弹性构件)的复原力，多个第一连杆111a、111b以及多个第二连杆112a、112b从st33的后退状态返回到st32的初始状态的位置。传感器支架101返回到st32的初始状态的位置。由此，能够不进行轴调整等调整作业而继续利用传感器3。
51.＜第二吸收机构＞
52.图4a、图4b是说明第二吸收机构210的结构及动作的图，st41是表示第二吸收机构210的整体的图，st42是表示未作用有外部载荷的状态(初始位置)下的传感器安装结构100(实线)和外部载荷f作用于传感器安装结构100的情况下的第二吸收机构210的摆动(虚线)的图。
53.第二吸收机构210设置在传感器支架101与第一吸收机构110之间，第二吸收机构210在由第一吸收机构110保持的状态下，根据外部载荷的作用，将传感器支架101保持为能够从初始位置向(st42的实线)车辆1的前后方向(图2b、图4b的箭头ar2方向)摆动。
54.如st41所示，第二吸收机构210具备贯通第一吸收机构110的支架连结构件114的开口部113并紧固于传感器支架101的螺栓211(紧固构件)。螺栓211从传感器支架101侧被螺母224(图2a的st21)固定。紧固于螺栓211(紧固构件)的传感器支架101如st42的实线所示，配置于支架连结构件114的前方，在初始位置由螺栓211的轴支承，被保持为悬挂于车辆的下方的状态。
55.另外，第二吸收机构210具有：垫圈222(板状构件)，其供螺栓211(紧固构件)的轴贯通，且位置被螺栓211的端部限制；以及弹簧223(第二弹性构件)，其设置在垫圈222(板状构件)与支架连结构件114之间，在初始位置使支架连结构件114向传感器支架101施力。如st42所示，通过与外部载荷的作用相应的弹簧223(第二弹性构件)的变形，将传感器支架101保持为能够沿车辆1的前后方向而摆动。
56.在传感器支架101由于外部载荷的作用而向车辆1的前方摆动的情况下，弹簧223(第二弹性构件)的上方侧成为压缩状态，下方侧成为拉伸状态。另外，在传感器支架101向车辆1的后方摆动的情况下，弹簧223(第二弹性构件)的上方侧成为拉伸状态，下方侧成为压缩状态。然后，当外部载荷的作用被解除时，通过弹簧223(第二弹性构件)的复原力，传感器支架101返回到st42的初始状态的位置(实线所示的位置)。由此，能够不进行轴调整等调整作业而继续利用传感器3。
57.＜动作例＞
58.图5a至图5c是表示传感器安装结构100的动作例的图。st51是表示从车辆1的外装构件向传感器支架101的传感器的保持位置附近作用了外部载荷f1的情况下的传感器安装结构100的动作例的图。st52是表示从车辆1的外装构件向第一吸收机构的配置位置的附近作用有水平方向的外部载荷f2的情况下的传感器安装结构100的动作例的图。另外，st53是表示外部载荷f3从斜上方作用于车辆1的外装构件的情况下的传感器安装结构100的动作例的图。
59.如st51所示，在从车辆1的外装构件向传感器支架101的传感器的保持位置附近作
用了外部载荷f1的情况下，在图4a中说明的第二吸收机构210如箭头ar51所示，通过传感器支架101向后方的摆动来吸收外部载荷f1的冲击。
60.另外，如st52所示，在从车辆1的外装构件向第一吸收机构110的配置位置的附近作用了水平方向的外部载荷f2的情况下，图3a中说明的第一吸收机构110根据外部载荷f2的作用，使传感器支架101从初始位置(图3b的st32)如箭头ar52所示那样向车辆1的后方后退而吸收外部载荷f2的冲击。
61.另外，如st53所示，在外部载荷f3从斜上方作用于车辆1的外装构件的情况下，第一吸收机构110使传感器支架101从初始位置(图3b的st32)如箭头ar53所示那样向车辆1的后方后退而吸收外部载荷f3的冲击，并且，第二吸收机构210如箭头ar54所示那样通过传感器支架101向前方的摆动而吸收外部载荷f3的冲击。
62.根据本实施方式的传感器安装结构100，通过与作用的外部载荷的方向一致地单独进行第一吸收机构110、第二吸收机构210的动作、或者复合地使第一吸收机构110和第二吸收机构210动作，能够吸收外部载荷的冲击来进行传感器保护。
63.＜实施方式的总结＞
64.上述实施方式公开以下的传感器安装结构。
65.第一结构.上述实施方式的传感器安装结构(例如，图2a的100)，其将保持对移动体(例如，图1b的1)的外界进行检测的传感器(例如，图2a、图2b的3)的传感器支架(例如，图2a、图2b的101)安装于所述移动体(1)的外装构件(例如，图2b的30)和所述移动体的结构构件(例如，图2b的25、26)，其特征在于，
66.所述传感器安装结构具备：
67.第一吸收机构(例如，图3a的110)，其将所述传感器支架(101)保持为根据外部载荷的作用，能够从处于未作用有外部载荷的状态下的所述传感器支架的初始位置起，沿所述移动体的前后方向而后退；以及
68.第二吸收机构(例如，图4a的210)，其将所述传感器支架保持为在由所述第一吸收机构保持的状态下，根据外部载荷的作用，而能够从所述初始位置起进行摆动。
69.第二结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，
70.所述第一吸收机构(110)设置于所述传感器支架(例如，图3a至图3c的101)与所述结构构件(例如，图2b的25、26)之间，
71.所述第二吸收机构(210)设置于所述传感器支架(101)与所述第一吸收机构(110)之间。
72.第三结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，
73.所述第一吸收机构(110)具有：
74.多个第一连杆(例如，图3a至图3c的111a、111b)，它们支承能够与所述传感器支架连结的支架连结构件(例如，图3a至图3c的114)；
75.多个第二连杆(例如，图3a至图3c的112a、112b)，它们支承所述多个第一连杆；
76.多个第一连结构件(例如，图3a至图3c的117a、117b)，它们将所述多个第一连杆连结为能够相对于所述多个第二连杆而转动；
77.多个第二连结构件(例如，图3a至图3c的118a、118b)，它们将所述多个第二连杆连结为能够相对于固定在所述结构构件的固定构件(例如，图3a至图3c的116)而转动；
78.多个第三连结构件(例如，图3a至图3c的119a、119b)，它们将所述多个第一连杆连结为能够相对于所述支架连结构件(114)而转动；以及
79.第一弹性构件(例如，图3a至图3c的115)，其设置于所述多个第一连杆之间和多个第二连杆之间中的至少任一方。
80.第四结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，
81.所述第一弹性构件(110)在所述初始位置通过所述第一弹性构件(115)的复原力而进行施力，以保持所述多个第一连结构件的所述移动体的宽度方向的间隔(例如，图3b的w1)，
82.所述多个第一连杆以及所述多个第二连杆根据所述外部载荷的作用而进行转动以扩大所述间隔(w1)，使所述传感器支架从所述初始位置向所述移动体的后方后退，由此吸收所述外部载荷。
83.第五结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，
84.所述第二吸收机构(210)具备紧固构件(例如，图4a的211)，该紧固构件贯通所述第一吸收机构的支架连结构件(114)的开口部(例如，图4a的113)，并紧固于所述传感器支架(101)，
85.被所述紧固构件(211)紧固的所述传感器支架(101)在所述支架连结构件(114)的前方以被所述紧固构件的轴支承的状态悬吊于所述移动体的下方。
86.第六结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，
87.所述第二吸收机构(210)还具有：
88.板状构件(例如，图4a、图4b的222)，其供所述紧固构件的轴贯通，且位置被所述紧固构件的端部限制；以及
89.第二弹性构件(例如，图4a、图4b的223)，其设置于所述板状构件(222)与所述支架连结构件(114)之间，在所述初始位置使所述支架连结构件(114)向所述传感器支架(101)施力，
90.所述第二吸收机构(210)通过与所述外部载荷的作用相应的所述第二弹性构件的变形，将所述传感器支架(101)保持为能够沿所述移动体的前后方向而摆动。
91.根据第一结构至第六结构的传感器安装结构，能够提供一种传感器安装结构，其不会受到因历经长时间而老化所引起的安装精度的变化的影响，而吸收外装构件受到的载荷来保护传感器。由此，即使传感器支架安装于移动体的外装构件和移动体的结构构件这两者，也能够通过传感器支架的后退和摆动来吸收外部载荷的冲击，因此能够抑制传感器的损伤从而进行保护。
92.第七结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，在外部载荷从所述移动体(1)的所述外装构件(30)作用于所述传感器支架(101)的所述传感器的保持位置附近的情况下，所述第二吸收机构(210)通过所述传感器支架(101)向后方的摆动来吸收所述外部载荷。
93.第八结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，在水平方向的外部载荷从所述移动体(1)的所述外装构件(30)作用于所述第一吸收机构(110)的配置位置的附近的情况下，所述第一吸收机构(110)根据所述外部载荷的作用，使所述传感器支架(101)从所述初始位置后退来吸收所述外部载荷。
94.第九结构.在上述实施方式的传感器安装结构中，在外部载荷从斜上方作用于所
述移动体(1)的所述外装构件(30)的情况下，
95.所述第一吸收机构(110)使所述传感器支架(101)从所述初始位置后退来吸收所述外部载荷，
96.所述第二吸收机构(210)通过所述传感器支架(101)向前方的摆动来吸收所述外部载荷。
97.根据由第七结构至第九结构的传感器安装结构，通过与作用的外部载荷的方向一致地单独进行第一吸收机构、第二吸收机构的动作，或者复合地使第一吸收机构以及第二吸收机构动作，能够吸收外部载荷的冲击，来进行传感器保护。
98.第十结构.上述实施方式的移动体(例如，图1b的1)，其具备：传感器安装结构(例如，图2a的100)，该传感器安装结构将传感器(例如，图2a、图2b的3)安装于移动体；以及
99.控制装置(例如，图1a的com)，该控制装置基于由所述传感器(3)检测出的信息来控制所述移动体的行驶，
100.所述传感器安装结构(100)将保持对移动体(1)的外界进行检测的传感器的传感器支架(例如，图2a、图2b的101)安装于所述移动体的外装构件(例如，图2b的30)和所述移动体的结构构件(例如，图2b的25、26)，其特征在于，
101.所述传感器安装结构具备：
102.第一吸收机构(例如，图3a的110)，其将所述传感器支架保持为根据外部载荷的作用，能够从所述传感器支架的初始位置起，沿所述移动体的前后方向而后退；以及
103.第二吸收机构(例如，图4a的210)，其将所述传感器支架保持为在由所述第一吸收机构保持的状态下，根据外部载荷的作用，而能够从所述初始位置起进行摆动。
104.根据第十结构的移动体，能够提供一种具有传感器安装结构的移动体，该传感器安装结构不会受到因历经长时间而老化所引起的安装精度的变化的影响，而吸收外装构件受到的载荷来保护传感器。
105.本发明并不限定于上述的实施方式，能够在发明的主旨的范围内进行各种变形、变更。