具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。本发明中的车辆用传感器搭载构造是搭载于车辆的车顶上的、检测车辆的外部环境的传感器的搭载构造。车辆的车型和车顶的形状没有特别限定。外部环境包括例如车辆周围的其他车辆的状况等。

图1是用于说明一实施方式涉及的车辆用传感器搭载构造的车辆整体的立体图。图1中省略了传感器的图示。各图中示出了以车辆M的前方为Fr、车辆M的左方为L、车辆M的上方为Z的三维正交坐标系。

图1所示的车辆M例如是具有自动驾驶功能的自动驾驶车辆。自动驾驶是指驾驶员不进行驾驶操作而自动地朝向目的地行驶的车辆控制。另外，车辆M不一定限于为自动驾驶车辆的情况。

车辆M具有车顶100。车顶100形成有车辆前侧的第一嵌合部101和车辆后侧的第二嵌合部102。第一嵌合部101和第二嵌合部102是以在车辆的前后方向上相对的方式形成的孔或凹部。第一嵌合部101和第二嵌合部102可以不仅可以仅位于车顶100的表面，还可以与后述的车顶加强件相应地构成。

作为一个例子，第一嵌合部101和第二嵌合部102形成为，当将车顶100在前后方向上三等分的情况下包含在车辆前侧的区域和车辆后侧的区域中。第一嵌合部101和第二嵌合部102也可以形成为，当将车顶100在前后方向上四等分的情况下包含在车辆最前侧的区域和车辆最后侧的区域中。

第一嵌合部101嵌合有构成第一传感器套件K1的第一托架10。此外，第二嵌合部102嵌合有构成第二传感器套件K2的第二托架20。第一托架10和第二托架20构成车辆传感器用托架组件。

图2是示出第一传感器套件K1中的传感器配置的一个例子的图。如图2所示，第一传感器套件K1具有由包含照相机、毫米波雷达、光学雷达(LiDAR:Light Detection andRanging)中的至少两种的多个传感器组成的第一传感器组S1、和上表面设置有第一传感器组S1的第一托架10。

第一传感器组S1中包含朝向车辆前方的前方传感器组30、朝向车辆前方右侧的前方右侧传感器组40、和朝向车辆前方左侧的前方左侧传感器组50。前方传感器组30包含传感器31、32、33。传感器31、32、33的组合没有特别限定,例如，可以是毫米波雷达、光学雷达、照相机的组合。对于构成前方右侧传感器组40的传感器41、42、43和构成前方左侧传感器组50的传感器51、52、53也同样如此。

前方传感器组30、前方右侧传感器组40、前方左侧传感器组50包含的传感器数量没有特别限定，分别包含至少1个以上的传感器即可。另外，第一传感器组S1至少包含前方传感器组30即可，不一定必须包含前方右侧传感器组40和前方左侧传感器组50。

第一托架10是用于将第一传感器组S1安装在车顶100的构件。第一传感器组S1通过螺栓、螺钉或粘合固定设置在第一托架10上。第一托架10形成为具有前部10a、前右侧部10b、前左侧部10c的俯视为U字形的构件。

前部10a是在车顶100上沿车辆宽度方向延伸的设置有前方传感器组30的部分。前右侧部10b是从前部10a的右端向车辆后方延伸的设置有前方右侧传感器组40的部分。前左侧部10c时从前部10a的左端向车辆后方延伸的设置有前方左侧传感器组50的部分。

接下来,参照图3A和图3B来说明车辆用传感器搭载构造。图3A是用于说明车辆用传感器搭载构造的局部剖视图。图3B是示出第一托架10的一个例子的局部剖视图。

如图3A和图3B所示，第一托架10具有设置有传感器的传感器设置面(上表面)11、和用于嵌入第一嵌合部101的外周缘部12和内周缘部13。第一托架10例如由一块金属板或树脂制的板形成。

传感器设置面11的高度没有特别限定，作为一个例子，可以设为与车顶100的上表面相同的高度。传感器设置面11的高度可以比车顶100的上表面高，也可以比车顶100的上表面稍低。第一托架10嵌合于第一嵌合部101以使得传感器设置面11露出。

传感器设置面11形成有多个用于安装传感器的基准孔11a和调整用长孔11b。基准孔11a是圆形孔。调整用长孔11b是沿着以基准孔11a为中心的圆形成的圆弧形的长孔。各个传感器例如通过从下方插入基准孔11a和调整用长孔11b的螺栓而设置在传感器设置面11上。插入圆弧形调整用长孔11b的螺栓的位置可以在以基准孔11a为中心的圆上调整。由此，各个传感器以在车辆的偏航方向上可调整的方式设置在传感器设置面11上。后面将详细描述传感器的方向调整。

外周缘部12沿着U字形的传感器设置面11的外周侧(车顶100的外侧)形成，设置在比传感器设置面11低一阶的位置。同样地，内周缘部13沿着U字形的传感器设置面11的内周侧(车顶100的中央侧)形成，设置在比传感器设置面11低一阶的位置。外周缘部12和内周缘部13被嵌合在车顶100的下方，从而防止第一托架10的脱落。外周缘部12和内周缘部13形成第一托架10的下表面。作为一个例子，外周缘部12和内周缘部13的下表面与沿车宽度方向延伸的车顶加强件110接触。

另外，外周缘部12和内周缘部13不一定需要由车顶加强件110支承。可以通过车顶100的一部分形成凹部来形成第一嵌合部101，也可以是由固定在车体的其他构件来支承第一托架10的构造。此外，不一定需要从下方支承第一托架10，可以通过粘接或焊接等将外周缘部12和内周缘部13固定在车顶100的背面。

第二传感器套件K2可以具有与第一传感器套件K1相同的构成。例如，第二传感器套件K2除了嵌合于车辆后方的第二嵌合部102之外，可以具有与第一传感器套件K1相同的构成。

构成第二传感器套件K2的第二传感器组可以具有与第一传感器套件K1的第一传感器组S1相同的构成。第二传感器组可包含朝向车辆后方的后方传感器组、朝向车辆后方右侧的后方右侧传感器组、和朝向车辆后方左侧的后方左侧传感器组。后方传感器组、后方右侧传感器组、和后方左侧传感器组分别与第一传感器组S1的前方传感器组30、前方右侧传感器组40、和前方左侧传感器组50对应。

另外，第二传感器组不一定需要具有与第一传感器组S1相同的构成。第二传感器组可以是与第一传感器组S1不同的传感器的组合或者具有不同的传感器数量。第二传感器组可以仅由后方传感器组构成。

第二托架20也可以具有与第一托架10相同的构成。第二托架20可以是具有后部和后右侧部及后左侧部的、俯视为U字形的构件，所述后部在车顶100上沿车辆宽度方向延伸，设置有后方传感器组，所述后右侧部从后部的右端向车辆前方延伸，设置有后方右侧传感器组，所述后左侧部从后部的左端向车辆前方延伸，设置有后方左侧传感器组。另外，第二托架20不一定需要具有与第一托架10相同的构成。第二托架20可以具有与第一托架10不同的形状。后面将详细描述托架的变形例。

图4是示出第一托架10上的传感器安装构造的一个例子的立体图。图5是沿图4的V-V线的端面图。在这里，作为一个例子，说明朝向车辆前方的第一传感器组S1的前方传感器组30中的照相机32的安装构造。

如图4和图5所示，本实施方式的车辆用传感器搭载构造具有照相机32、覆盖构件60、和传感器托架70。照相机32是搭载在车辆的车顶100上并检测车辆的外部环境的传感器的一个例子。在本实施方式中，照相机32搭载为拍摄车辆的前方。

照相机32的种类没有特别限定。照相机32可以是单眼照相机，也可以是立体照相机。此外，检测车辆的外部环境的传感器不限于照相机，可以是毫米波雷达、微波雷达、光学雷达[LIDAR：Light Detection and Ranging]、红外线传感器、或声呐传感器等。

照相机32经由线束W与车辆的电池及ECU(Electronic Control Unit)连接(参照图5)。线束W是由用于电力供给、信号传递的多个电线线束等构成的集成件。照相机32在背面具有用于连接线束W的连接部32a。连接部32a的位置不限于照相机32的背面。连接部32a可以位于照相机32的下表面，也可以位于侧面，也可以位于上表面。线束W从下方穿过车顶100的过线孔100a并凸出于覆盖构件60内，与照相机32连接。

传感器托架70安装于车顶100，是可摆动地支撑作为传感器的照相机32的构件。传感器托架70例如由树脂或金属(铝等)形成。传感器托架70可以经由其他构件安装在车顶100。后面将描述传感器托架70的构成。

覆盖构件60是以从上方覆盖照相机32的方式设置在车顶100的构件。覆盖构件60例如由树脂形成。覆盖构件60可以是与车辆的保险杠等相同的材料。覆盖构件60具有传感器用开口部60a、前壁部60b、侧壁部60c、传感器覆盖部60d、和线束覆盖部60e。

传感器用开口部60a朝向车辆的前方(外周侧)开口，通过传感器用开口部60a进行照相机32对车辆前方的拍摄。此外，传感器用开口部60a形成为具有即使调整照相机32的方向也不会妨碍外部环境的拍摄的大小的开口。

前壁部60b是构成覆盖构件60的前侧壁部。前壁部60b位于照相机32的前方，形成传感器用开口部60a的下缘。前壁部60b的下端向前方凸出并形成前端缘60f。

前端缘60f是在覆盖构件60中最前方的部分(参照图5)。前端缘60f的下表面不与车顶100接触，在前端缘60f与车顶100之间形成有用于导入空气的间隙ta。用于导入空气的间隙ta的大小没有特别限定，例如可以是5mm的间隙。用于导入空气的间隙ta可以是7mm，也可以是10mm。用于导入空气的间隙ta可以是5mm以上的任意大小。在车辆行驶时，空气从用于导入空气的间隙ta进入覆盖构件60内。

侧壁部60c是构成覆盖构件60的左右一对的壁部。侧壁部60c形成传感器用开口部60a的左右缘部。侧壁部60c的下表面也不与车顶100紧贴，在侧壁部60c的下表面与车顶100之间形成有间隙。

侧壁部60c的下表面粘接有向覆盖构件60的侧方凸出的紧固用板部60g。紧固用板部60g通过利用螺栓61a与覆盖紧固构件61紧固而固定于车顶100。覆盖紧固构件61是通过将金属板弯曲成侧视为大致帽形状而形成的。覆盖紧固构件61具有固定于车顶100的一对脚部、和被一对脚部抬起并支撑的、形成有螺栓61a穿过的螺栓孔的中央底座部。

覆盖构件60通过紧固用板部60g和覆盖紧固构件61的紧固而固定于车顶100。紧固用板部60g和覆盖紧固构件61也设置在覆盖构件60的右侧，从左右将覆盖构件60固定于车顶100。另外，覆盖构件60的固定构造不限于上述构造，可以采用公知的固定构造。

传感器覆盖部60d是形成覆盖构件60的顶壁部分的部位。传感器覆盖部60d以覆盖照相机32的方式设置在照相机32的上方，形成传感器用开口部60a的上缘。传感器覆盖部60d设置为形成足够收纳照相机32的高度的空间。

线束覆盖部60e是与传感器覆盖部60d共同形成覆盖构件60的顶壁部分的部位。线束覆盖部60e设置为从上方覆盖与照相机32连接的线束W。线束覆盖部60e与侧壁部60c共同形成收纳线束W的空间。线束W没有露出覆盖构件60之外。

线束覆盖部60e是与传感器覆盖部60d连续的部分，位于覆盖构件60中的车顶100的内侧(靠近中央)。从传感器覆盖部60d观察，线束覆盖部60e设置在覆盖构件60的后侧。

线束覆盖部60e形成为越远离传感器用开口部60a(越朝向车辆后方)高度越接近车顶100。即，为了避免车辆行驶时产生作为风噪声的原因的气旋，覆盖构件60形成为越远离传感器用开口部60a则高度越接近车顶100。作为一个例子，线束覆盖部60e形成朝车辆后方高度变低的流线形。

线束覆盖部60e的后端缘60h是覆盖构件60中的最后方的部分(参照图5)。后端缘60h的下表面不与车顶100接触，在后端缘60h与车顶100之间形成有用于排出空气的间隙tb。

用于排出空气的间隙tb的大小没有特别限定，例如可以设为20mm。用于排出空气的间隙tb可以是15mm，也可以是30mm。用于排出空气的间隙tb可以设置为与覆盖构件60的前端侧的用于导入空气的间隙ta相比大的间隙。在车辆行驶时，空气从用于排出空气的间隙tb排出到覆盖构件60外。雨天时，能够排出从传感器用开口部60a等进入覆盖构件60内的雨水。

接着，参照图6～图8，对传感器托架70的支撑构造进行说明。图6是示出照相机32和传感器托架70的一个例子的立体图。图7是示出托架的一个例子的立体图。图8是示出照相机和托架的一个例子的俯视图。

如图6～图8所示，为了传感器托架70为了能够调整照相机32的光轴Ca的方向，而以使照相机32沿车辆的俯仰方向和偏航方向上可摆动的方式支撑照相机32。图6所示的摆动轴Ya是对应于照相机32沿俯仰方向的摆动的摆动轴。图7所示的摆动轴Za是对应于照相机32沿偏航方向的摆动的摆动轴。

传感器托架70具有托架主体71、左脚部72、和右脚部73。托架主体71是以环抱照相机32的方式支撑照相机32的船形构件。左脚部72和右脚部73配置在托架主体71的左右，以使托架主体71沿车辆的俯仰方向(绕摆动轴Ya)可摆动的方式支撑托架主体71。

左脚部72和右脚部73是以使托架主体71从左右可摆动的方式支撑托架主体71的、俯视为L字形的板构件。L字形的左脚部72的一侧经由摆动用螺栓72a与托架主体71连接，另一侧通过两个车顶用螺栓72b固定于车顶100。同样地，L字形的右脚部73的一侧经由摆动用螺栓73a与托架主体71连接，另一侧通过两个车顶用螺栓73b固定于车顶100。

摆动用螺栓72a和摆动用螺栓73a隔着托架主体71相对设置，以使托架主体71沿车辆的俯仰方向可摆动的方式支撑托架主体71。摆动用螺栓72a和摆动用螺栓73a的相对方向与摆动轴Ya的延伸方向对应。摆动用螺栓72a和摆动用螺栓73a不需要具有特别的构成，可以采用一般的螺栓。

通过传感器托架70调整摆动用螺栓72a和摆动用螺栓73a的紧固力，使得托架主体71可绕摆动轴Ya摆动。即，本实施方式中的“以可摆动的方式支撑”也包括以下状态：通过摆动用螺栓72a和摆动用螺栓73a的紧固力的调整等，可切换自由摆动照相机32(传感器)的状态和锁定照相机32(传感器)的状态(车辆行驶时能够维持传感器的姿势的状态)。“以可摆动的方式支撑”也可以包括通过公知的锁定机构，可切换自由摆动照相机32的状态和锁定照相机32的状态的状态。如果能够切换为自由摆动照相机32的状态，即使照相机32处于锁定状态，也包括在“以可摆动的方式支撑”中。在后面的说明中也同样如此。

另外，“沿车辆的俯仰方向可摆动”不限于车辆的俯仰方向与传感器的摆动方向一致的情况。例如，在俯视观察下车辆的俯仰的旋转中心轴(沿车辆宽度方向延伸的假想的旋转中心轴)与传感器的摆动轴所成角度(锐角)小于45°的情况也可以视为沿车辆的俯仰方向可摆动。

如图7所示，托架主体71具有底表面71a、左壁部71b、右壁部71c。左壁部71b是通过摆动用螺栓72a与左脚部72连接的壁部。右壁部71c是通过摆动用螺栓73a与右脚部73连接的壁部。左壁部71b和右壁部71c夹着底表面71a相对配置。

底表面71a形成有照相机基准孔71d和调整用长孔71e。照相机基准孔71d为圆形孔，与照相机32连接的照相机用螺栓81从下方插入。照相机基准孔71d的插入方向与摆动轴Za对应。调整用长孔71e是沿着以照相机基准孔71d为中心的圆形成的圆弧形长孔。与照相机32连接的照相机用螺栓80也从下方下插入调整用长孔71e。

照相机用螺栓80、81例如以从下方插入托架主体71的底表面71a的状态拧进照相机32的螺栓槽，从而将照相机32安装在传感器托架70上(参照图6)。照相机用螺栓80沿着圆弧形调整用长孔71e在车辆的偏航方向上可调整位置。根据该构成，照相机32被支撑为以穿过照相机基准孔71d的照相机用螺栓81为中心沿车辆的偏航方向可摆动。另外，照相机32的下表面也可以固定有具有螺栓槽的单独构件。

根据图4～图8所示的传感器安装构造，由于通过传感器托架70以使照相机32(传感器)可摆动的方式支撑照相机32(传感器)，因此，能够调整车顶100上的照相机32的方向。进一步地，根据该传感器安装构造，由于具有覆盖从下方穿过车顶100而向覆盖构件60内凸出并与照相机32连接的线束W的线束覆盖部60e，因此，能够避免线束W露出到车外。由此，在该传感器安装构造中，与线束W大部分露出的情况相比，能够抑制由于线束W的损伤等导致的照相机精度的降低。此外，从车辆的设计性角度来看也是合适的。

此外，根据该传感器安装构造，由于照相机32以沿车辆的俯仰方向和车辆的偏航方向可摆动的方式被支撑，因此，与仅能沿一个方向摆动的情况相比，能够提高照相机32的方向的调整的自由度。

进一步地，根据该传感器安装构造，覆盖构件60形成为越朝向车辆的后方高度越接近车顶100。具体地，由于覆盖构件60中的位于车顶100的内侧(车辆后方侧)的线束覆盖部60e形成为越远离车顶100的外周侧的传感器用开口部60a高度越接近车顶100，因此，与线束覆盖部60e形成陡峭的阶梯的情况相比，能够抑制在车辆行驶时作为风噪声的原因的气旋的产生。

根据以上说明的车辆用传感器搭载构造，由于第一传感器套件K1嵌合于形成在车顶100的车辆前侧的第一嵌合部101，第二传感器套件K2嵌合于形成在车顶100的车辆后侧的第二嵌合部102，因此，与现有的将传感器集合在车顶中央的构造相比，不提高传感器的安装位置就能够减少传感器在车辆前后方向上的死角。

此外，通过将由多个传感器组成的第一传感器组S1装在第一托架10上而作为第一传感器套件K1集成化(ASSY化)，与将传感器分别安装在车顶100上的情况相比，能够高精度地维持多个传感器的彼此的位置关系。这关系到使用了多个传感器的各种车辆控制的精度提高。

进一步地，能够通过将预先组装好的第一传感器套件K1嵌合固定在预先形成于车顶100的第一嵌合部101而搭载到车辆，与将传感器分别安装在车顶100上的情况相比，能够减少安装工时。由于第一传感器套件K1也能够用于不同类型的车辆，因此也关系到设计工时的减少。上述方面对于第二传感器套件K2同样如此。

此外，根据该车辆用传感器搭载构造，第一传感器组S1具有前方传感器组30、前方右侧传感器组40、和前方左侧传感器组50，这些传感器组与第一托架10组合而集成化，因此，与将多个传感器分别直接安装在车顶100的车辆左侧和车辆右侧的情况相比，由于能够将很多传感器集成化，因此能够高精度地维持大多数的传感器的彼此的位置关系。此外，还有助于减少安装工时。

进一步地，根据该车辆用传感器搭载构造，通过使用俯视为U字形的第一托架10，能够留有余量地配置构成第一传感器组S1的前方传感器组30、前方右侧传感器组40、以及前方左侧传感器组50。对于第二托架20和第二传感器组也同样如此。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式。本发明能够以上述实施方式为基础而基于本领域技术人员的知识施加各种变更、改良后的各种方式实施。

图9是用于说明车辆用传感器搭载构造的变形例的立体图。图9示出了车辆的车顶200、第一嵌合部201、U字形的第一托架300、车顶加强件210、211。第一托架300具有前部300a、前右侧部300b、前左侧部300c。

在图9所示的变形例中，第一托架300的前部300a设置在车顶加强件210上。此外，第一托架300的前右侧部300b和前左侧部300c设置为，跨越俯视观察下沿车辆宽度方向延伸的车顶加强件211。

这样，在变形例中的车辆用传感器搭载构造中，通过将U字形的第一托架300的前右侧部300b和前左侧部300c设置为跨越俯视观察下沿车辆宽度方向延伸的车顶加强件211，与配置为不跨越车顶加强件的情况相比，能够提高刚性。另外，第一托架300的前部300a可以不一定设置在车顶加强件210上。此外，图9所示的变形例也可应用于车辆后方的第二托架。

接着，说明托架的变形例。以下，对第一托架的变形例进行说明，也可应用于第二托架。图10A是示出第一托架的第一变形例的俯视图。图10A所示的第一托架400形成为I字形构件，而不是U字形。

I字形的第一托架400例如仅设置有第一传感器组S1的前方传感器组30。或者，可以在第一托架400的左端设置有朝向车辆左方向的传感器，也可以在右端设置有朝向车辆右方向的传感器。此外，通过将多个I字形的第一托架400配置为U字形，可以分别设置第一传感器组S1的前方传感器组30、前方右侧传感器组40、和前方左侧传感器组50。

这样，在图10A所示的变形例中，由于第一托架400(和/或第二托架)是I字形构件，因此，与托架形状复杂的情况相比，将其安装到车顶100变得容易。此外，与U字形的情况相比，由于能够将I字形的托架分离地搭载在车顶100的前后左右，因此，容易根据车顶100的大小和车顶100的形状来调整配置位置，能够提高车辆设计的自由度。

图10B是示出第一托架的第二变形例的俯视图。图10B所示的第一托架500形成为圆弧形构件。第一托架500如果是圆弧则角度没有限定，例如可以设为具有180°的角度的半圆弧。在这样的圆弧形第一托架500中，第一传感器组S1沿圆弧以曲线形配置。

图10C是示出第一托架的第三变形例的俯视图。图10C所示的第一托架600由L字形的两个托架构件610、620形成。第一托架600以L字形的两个托架构件610、620排列成U字形的方式嵌合在车顶100上。

这样，第一托架600可以由多个构件形成。此时，第一传感器组S1分开设置于L字形的两个托架构件610、620。另外，两个托架构件610、620可以搭载相同的传感器的组合，也可以搭载不同的传感器的组合。上述图10A～图10C所示的变形例也可应用于第二托架20。