JP2021085840A - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 反射体による輻射熱によって車載用装飾部の中央部をレーダ照射による電磁波の減衰を抑制し、車載用装飾部の着雪および着氷を低減することができる車載用レーダ照射装置を提供する。【解決手段】 車体に設けられるエンブレム１の裏側に向かって電磁波を送信し、送信した電磁波の反射波を受信するレーダ送受信部２を備える車載用レーダ照射装置であって、車体またはエンブレム１に発熱源３ａ，３ｂと、発熱源３ａ，３ｂの発熱による輻射熱を、エンブレム１に向けて反射する反射体４ａ，４ｂと、を設ける。【選択図】 図１

Description

本開示は、車両のフロントグリルに嵌め込まれるエンブレムなどの車載用装飾部の着雪および着氷による電磁波の減衰を抑制することができる車載用レーダ装置に関する。

車両のエンブレムの裏側には、測距および障害物検知のためのミリ波レーダ装置が搭載されている場合がある。車載用装飾部であるエンブレムに雪や氷が付着すると、電磁波が減衰してしまうので、従来からエンブレムに付着した雪や氷を溶かすための融雪（または融氷）機能の開発が求められている。

そのような従来技術として、例えば特許文献１には、車両を装飾するエンブレムがミリ波レーダ装置からのミリ波の送信方向前方に設けられ、エンブレムのミリ波の透過領域よりも外側に該透過領域を取り囲むように線状のヒータを設けて、ミリ波の透過領域にその周りから熱を伝え、ミリ波の透過を妨げずに、エンブレムの着雪および着氷を低減する技術が提案されている。

特開２０１７−２１５２４３号公報

前述の特許文献１に記載される従来技術では、エンブレムのミリ波透過領域の外側にヒータを取付けているので、エンブレムの中央部が充分に加熱されず、融雪性が悪く、例えば寒冷地などにおいては、エンブレムに雪または氷が残着し、ミリ波の減衰を回避できない場合がある。したがって従来から、エンブレムなどの車載用装飾部の着雪および着氷を低減し、車載用装飾部を通過するミリ波などの電磁波の減衰を抑制することができる車載用レーザ装置が求められている。

本開示の車載用レーダ装置は、車体に設けられる車両用装飾部の裏側に向かって電磁波を送信し、送信した電磁波の反射波を受信するレーダ送受信部と、
前記車体または前記車両用装飾部に設けられた発熱源と、
前記発熱源の発熱による輻射熱を、前記車両用装飾部に向けて反射する反射体と、を含む構成である。

本開示の車載用レーダ装置によれば、反射体による輻射熱によって車載用装飾部の中央部をレーダ照射による電磁波を減衰させずに加熱し、車載用装飾部の着雪および着氷を低減することができる。

本開示の第１実施形態の車載用レーダ装置の構成を示す断面図である。 図１の上方から見たエンブレムの背面図である。 エンブレム部分、発熱源および反射体を拡大した拡大断面図である。 本開示の第２実施形態の車載用レーダ照射装置の構成を示す断面図である。 本開示の第３実施形態の車載用レーダ装置の構成を示す断面図である。 本開示の第４実施形態の車載用レーダ装置に構成を示す断面図である。 本開示の第５実施形態の車載用レーダ装置の構成を示す断面図である。

以下、本開示の実施形態に係る車載用レーダ装置について、模式的に示した各図を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本開示の第１実施形態の車載用レーダ装置の構成を示す断面図であり、図２は図１の上方から見たエンブレムの背面図である。なお、本開示において、用語「輻射」は「放射」と同義とし、「熱輻射」は「熱放射」と同義として説明する。本実施形態の車載用レーダ装置は、車体に設けられる車両用装飾部であるエンブレム１の裏側に向かって電磁波を送信し、送信した電磁波の反射波を受信するレーダ送受信部２と、車体またはエンブレム１に設けられた一対の発熱源３ａ，３ｂと、発熱源３ａ，３ｂの発熱による輻射熱を、エンブレム１に向けて反射する反射体４ａ，４ｂと、を含む。このようなエンブレム１は、例えば、車両の車体のエンジンルームの前部に位置するフロントグリルに設けられる。

車体のフロントグリルの後方でかつラジエータの前方には、レーダ送受信部２が搭載される。レーダ送受信部２は、エンブレム１に向けて電磁波を送信し、前方の対象車両による反射波を受信し、送信波と受信波とに基づいて、対象車両と自車との車間距離および相対速度などを計測する機能を備える。

このようなレーダ送受信部２は、例えば、送信される電磁波の周波数が約３０ＧＨｚ〜約３００ＧＨｚ、波長が約１ｍｍ〜約１０ｍｍの車載用ミリ波レーダ装置によって実現されてもよい。車載用ミリ波レーダ装置は、最小で０．１ｍｍ単位の相対変位を検出可能な分解能を有するシステムが装備された構成であってもよい。

発熱源３ａ，３ｂと反射体４ａ，４ｂとは、エンブレム１を透過して電磁波を送受信するレーダ送受信部２が搭載された車両に、後付けで装備可能なモジュール製品である反射型加熱装置として実現されてもよい。

エンブレム１の形状について、一例として述べると、正面視において、横方向の寸法がＷ１、縦方向の寸法がＨ１の長方形の輪郭線Ｌ１の各辺に１点が内接し、４つの角部が中心部Ｇに関して面外方向に凸に湾曲した略四角形状であり、車両から見て前方となる一方側（図１では下側）へ緩やかに湾曲した板状体である。

エンブレム１の外周縁５よりも内側には、レーダ送受信部２から送信された電磁波が透過するレーダ照射範囲６が区画され、レーダ照射範囲６と外周縁５との間の領域が、発熱源３ａ，３ｂの取付け許容範囲７として設定される。取付け許容範囲７の内周縁８は、レーダ照射範囲６の外周縁９から面外方向に少なくとも距離ΔＬだけ離れた位置に設定される。このような距離ΔＬは、例えば５ｍｍに設定されてもよい。

エンブレム１は、大略的に、基層、基層上に接合された加飾層、および加飾層上を被覆する透明層から成る。基層および加飾層の材料は、電気エネルギ損失の低い、すなわち誘電正接が０．００７程度の樹脂材料である、例えば、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＰＣ／ＡＢＳ）であってもよい。

透明層は、伝送損失を少なくするため、誘電正接Ｄｆの小さい、例えば０．００１７程度の誘電特性を有する樹脂材料から成る。誘電正接Ｄｆの小さい樹脂材料としては、例えば、ポリマタクリル酸メチル（略称ＰＭＭＡ）であってもよい。

図３はエンブレム部分１ｂ１、発熱源３ｂおよび反射体４ｂを拡大した拡大断面図である。本実施形態の車載用レーダ装置は、対称面Ｑに関して面対称に構成されるので、車体から前方に向かって左側、すなわち図１では右側に配置される発熱源３ｂおよび反射体４ｂについて説明し、車体から前方に向かって右側、すなわち図１では左側に配置される発熱源３ａおよび反射体４ａについては、同一の数字に添え字“ａ”を付し、重複を避けて説明は省略する。発熱源３ｂおよび反射体４ｂは、エンブレム１とレーダ送受信部２との間の電磁波通過領域Ｓの周囲に配設され、かつエンブレム１の背面の取付け可能範囲７に取り付けられる。エンブレム１または車体への発熱源３ｂおよび反射体４ｂの取付け方法または取付け構造としては、発熱源の形状が棒状（円柱状または円筒状）の場合、棒状の発熱源は側面で発熱させ、棒状の両端面で支持する構成であってもよく、あるいは両端面で支持し、車体の任意の位置で固定する構成であってもよい。同様に、反射体３ｂも板状体の場合、板状体の側面で支持し、車体の任意の位置に固定させる構成であってもよい。

発熱源３ｂは、例えばエンブレム１の両側部の背後に配設され、図３の紙面に垂直な上下方向に延びる棒状であって、長手方向両端部間に電圧を印加することによって発熱、全方向に赤外線、特に遠赤外線（波長６μｍ〜１５μｍ）を放射（放熱）する発熱体、例えばカーボンヒータなどによって実現されてもよい。発熱源３ｂは、例えば消費電力２００Ｗの発熱管での放射発散度が約０．０５〜約０．４（Ｗ／ｃｍ^２μｍ）の発熱体を用いることができる。本実施形態において、赤外線（略称ＩＲ）は、約０．８μｍ〜約１ｍｍの波長帯域の電磁波をいう。

反射体４ｂは、図３の紙面に垂直な方向に長尺の長方形の板状体であってもよい。反射体４ｂの材料としては、耐候性および耐衝撃性を有し、熱の反射性に優れた材料、例えばステンレス鋼板、アルミニウム合金板またはめっき鋼板などであってもよく、あるいは炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の板状の基材の表面が、アルミニウム蒸着膜などによって被覆された樹脂板などが用いられてもよい。このような反射体４ｂは、エンブレム１の背面の取付け許容範囲７に取付けられ、レーダ照射範囲６への電磁的な干渉を確実に回避できるように配設されている。

このような反射体４ｂによって、発熱源３ｂから放射される輻射熱を、エンブレム１の一側部１ｂから対称面Ｑと交差する中央部１ｃを超えて他側部１ａ側の中間部１ｄにわたって照射する。このように、発熱源３ｂおよび反射体４ｂをレーダ照射領域Ｗ３内に侵入することなしにエンブレム１または車体に設置し、レーダ照射に影響を与えない不可侵領域Ｗ２の外側から輻射熱を照射し、エンブレム１の中央部を含むレーダ照射領域Ｗ３を加熱することができる。

また、他方の反射体４ａによって、発熱源３ａから放射される輻射熱を、エンブレム１の他側部１ａから中央部１ｃを超えて一側部１ｂ側の中間部１ｅにわたって照射する。このように、発熱源３ａおよび反射体４ａをレーダ照射領域Ｗ３内を侵入することなしにエンブレム１または車体に設置し、レーダ照射に影響を与えない不可侵領域Ｗ２の外側から輻射熱を照射し、エンブレム１の中央部１ｃを含むレーダ照射領域Ｗ３を加熱することができる。

これによって、エンブレム１の中央部１ｃには、発熱源３ａ，３ｂおよび反射体４ａ，４ｂのよって両側から輻射熱が照射され、エンブレム１に付着した雪および氷を融解することができ、着雪および着氷によってレーダ照射を阻害することが防がれ、送受信の着雪および着氷による電磁波の減衰を抑制することができる。特に、着雪、着氷するのは、エンブレム１の主に前面であり、輻射熱が照射されるのは背面であるので、エンブレム１の厚み方向の伝熱も考慮して、エンブレム１の前面の温度は５〜６℃程度（凍結温度よりも少し高い程度）に加熱すればよい。このとき、熱効率を考慮すると、反射体自体を発熱源とし、その周りを断熱してエンブレム１に反射体から放射する、反射体と発熱源との一体構造であってもよい。

前述の実施形態では、各発熱源３ａ，３ｂおよび各反射体４ａ，４ｂは、エンブレム１または車体に対称面Ｑに関して面対称に設けられるので、以下の各実施形態では、車両から前方に向かって左側に配置される片側の発熱源３ｂおよび反射体４ｂに対応する構成について説明する。また、以下に述べる各実施形態において、前述の実施形態の「反射体４ｂ」に対応する「反射体」について、参照符「２０４ｂ」、「３０４ｂ」、「４０４ｂ」、「５０４ｂ」を付す。

（第２実施形態）
図４は本開示の第２実施形態の車載用レーダ照射装置の構成を示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の反射体２０４ｂは、エンブレム１の中心部Ｇを含む中央部１ｃに向かって開口する略Ｖ字状断面を有している。すなわち、反射体２０４ｂは、発熱源３ｂの輻射熱を車体側に反射する第１反射部２０４ｂ１と、第１反射部２０４ｂ１によって反射された輻射熱および反射体２０４ｂから直接反射される輻射熱を、エンブレム１の中心部Ｇを含む中央部１ｃに向けて反射する第２反射部２０３ｂ２と、を有している。

本実施形態の反射体２０４ｂによれば、第１実施形態の反射体４ｂに比べて、発熱源３ｂに対する対向面積が大きく、第１反射部２０４ｂ１と第２反射部２０４ｂ２とが鋭角を成して対向しているので、輻射熱の反射による拡散が少なく、エンブレム１の中央部１ｃにより多くの熱エネルギを集中させて照射することができる。これによって、車両が寒冷地などで氷点下を下回る気温の環境で走行する場合であっても、エンブレム１の着雪および着氷を融解し、レーダ照射時の電磁波の減衰を抑制することができる。

（第３実施形態）
図５は本開示の第３実施形態の車載用レーダ装置の構成を示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の反射体３０４ｂは、エンブレム１の中心部Ｇを含む中央部１ｃに向かって開口する逆Ｌ字状断面を有している。すなわち、反射体３０４ｂは、発熱源３ｂの輻射熱を車体側に反射する第１反射部３０４ｂ１と、曲率半径の中心がエンブレム１の中心部Ｇを含む中央部１ｃに位置し、第１反射部３０４ｂ１によって反射された輻射熱および発熱源３ｂから直接照射される輻射熱を、エンブレム１の中央部１ｃに向けて反射する第２反射部３０４ｂ２とを有する。

このような本実施形態の反射体３０４ｂによれば、断面が逆Ｌ字状であるので、対称面Ｑに垂直な方向に反射体３０４ｂの外側（図５の右側）への突出量が少なくて済み、車体に対する反射体３０４ｂの占有幅が少なくて済み、省スペース化が図り、取付け性に優れている。また、第２反射部３０４ｂ２によって、輻射熱をエンブレム１の中央部１ｃに向けて反射するので、輻射熱の拡散が少なく、エンブレム１の中央部１ｃにより多くの熱エネルギを集中させて照射することができる。

（第４実施形態）
図６は本開示の第４実施形態の車載用レーダ装置に構成を示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の反射体４ｂは、エンブレム１と発熱源３ｂとの間に配設され、発熱源３ｂの輻射熱を車体側に反射する第１反射部４ｂ１と、第１反射部４ｂ１によって反射された輻射熱および発熱源３ｂから直接照射される輻射熱をエンブレム１に向けて反射する第２反射部４ｂ２と、第１および第２反射部４ｂ１，４ｂ２によって反射された輻射熱および発熱源３ｂから直接照射される輻射熱をエンブレム１に向けて反射する第３反射部４ｂ３とを有する。

第１反射部４０４ｂ１および第３反射部４０４ｂ３は、エンブレム１とほぼ平行であり、第２反射部４０４ｂ２は、第１反射部４０４ｂ１から車体側に垂直に延びる。第３反射部４０４ｂ３の内側の端部は、第１反射部４０４ｂ１の内側の端部よりも対称面Ｑ側に突出している。

このような反射体４０４ｂによれば、発熱源３ｂが第１〜第３反射部４０４ｂ１〜４０４ｂ３によって囲まれ、第３反射部４０４ｂ３が第１反射部４０４ｂ１よりも対称面Ｑ側に突出して形成されるので、発熱源３ｂは放射される輻射熱を外部への放散を抑制し、エンブレム１に向けて指向させることができる。これによって、エンブレム１に与える熱量を多くし、車両が低気温で高速走行するなどの悪環境であっても、エンブレム１の着雪および着氷を融解し、エンブレム１への雪および氷に付着を防ぎ、レーダ照射時の電磁波の減衰を抑制することができる。

（第５実施形態）
図７は本開示の第５実施形態の車載用レーダ装置の構成を示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の反射体５０４ｂは、エンブレム１と発熱源３ｂとの間に配設され、発熱源３ｂの輻射熱を車体側に反射する第１反射部５０４ｂ１と、第１反射部５０４ｂ１によって反射された輻射熱および発熱源３ｂから直接照射される輻射熱をエンブレム１に向けて反射する第２反射部５０４ｂ２と、第１および第２反射部５０４ｂ１，５０４ｂ２によって反射された輻射熱および発熱源３ｂから直接照射される輻射熱をエンブレム１に向けて反射する第３反射部４ｂ３とを有する。

第１反射部５０４ｂ１および第３反射部５０４ｂ３は、エンブレム１とほぼ平行である。第２反射部５０４ｂ２は、第１反射部５０４ｂ１から車体側に垂直に延びる平坦部分５０４ｂ２１と、平坦部分５０４ｂ２１の車体側の端部に連なり、発熱源３ｂの中心軸線を中心とする曲率半径で湾曲した湾曲部分５０４ｂ２２とを有する。第３反射部５０４ｂ３の内側の側部は、第１反射部５０４ｂ１の内側の端部よりも対称面Ｑ側に突出している。

このような反射体５０４ｂによって、発熱源３ｂから放射される輻射熱を第１〜第３反射部５０４ｂ１〜５０４ｂ３によって複数回反射させ、発熱源３ｂから放出された輻射熱の外部への放散を可及的に少なくして、エンブレム１へ照射される輻射熱のエネルギ密度を高くすることができる。これによって、エンブレム１に与える熱量を多くし、車両が低気温で高速走行するなどの悪環境であっても、エンブレム１の着雪および着氷を融解し、エンブレム１への雪および氷に付着を防ぎ、レーダ照射時の電磁波の減衰を抑制することができる。

前述の各実施形態では、反射体をエンブレムの左右両側の取付け許容範囲７に設ける構成について述べたが、本開示の他の実施形態では、エンブレムの上部および下部に配置する構成であってもよく、左右両側および上下両側の四方に設けるようにしてもよく、さらにエンブレムの形状またはその周囲の取付け環境に応じて、適切な位置に設けるようにしてもよい。

本開示のさらに他の実施形態では、前述の反射体による間接加熱に加えて、発熱源とエンブレム等の車載用装飾部との間に熱伝導良導体を介在させて、局所的に熱電導し、直接加熱する構成を付加してもよい。

前述の各実施形態では、車両のエンブレムに対する着雪および着氷を融解する場合について述べたが、本開示の構成は車両のエンブレムに限るものではなく、軌道車両、船舶、航空機などの着雪および着氷を回避すべき部位に対しても実施することができる。

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。

１ エンブレム
１ｃ 中央部
２ レーダ送受信部
３ａ，３ｂ 発熱源
４ａ，４ｂ 反射体
５ エンブレム１の外周縁
６ レーダ照射範囲
７ 取付け許容範囲
８ 取付け許容範囲７の内周縁
９ レーダ照射範囲６の外周縁
Ｗ１ 横方向の寸法
Ｗ２ 不可侵領域
Ｗ３ レーダ照射領域
Ｈ１ 縦方向の寸法
Ｌ１ 輪郭線
Ｇ 中心部

Claims (5)

1. 車体に設けられる車両用装飾部の裏側に向かって電磁波を送信し、送信した電磁波の反射波を受信するレーダ送受信部と、
   前記車体または前記車両用装飾部に設けられた発熱源と、
   前記発熱源の発熱による輻射熱を、前記車両用装飾部に向けて反射する反射体と、を含む、車載用レーダ装置。
2. 前記反射体は、前記車両用装飾部と前記レーダ送受信部との間の電磁波通過領域の周囲に配設されている、請求項１に記載の車載用レーダ装置。
3. 前記反射体は、前記車両用装飾部の中心部に向かって開口する凹状断面を有している、請求項１または２に記載の車載用レーダ装置。
4. 前記反射板は、曲率半径の中心が前記車両用装飾部の中心に位置する反射面を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の車載用レーダ装置。
5. 前記反射体は、前記車両用装飾部と前記発熱源との間に配設され、前記発熱源の輻射熱を車体側に反射する第１反射部と、前記第１反射部によって反射された輻射熱および前記を前記反射源から直接反射される輻射熱を、前記車両用装飾部の中心に向けて反射する第２反射部と、を有している請求項１〜３のいずれかに記載の車載用レーダ装置。

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