JP2002372585A - 車両用障害物検出装置 - Google Patents
車両用障害物検出装置Info
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- JP2002372585A JP2002372585A JP2001178964A JP2001178964A JP2002372585A JP 2002372585 A JP2002372585 A JP 2002372585A JP 2001178964 A JP2001178964 A JP 2001178964A JP 2001178964 A JP2001178964 A JP 2001178964A JP 2002372585 A JP2002372585 A JP 2002372585A
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- signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波センサがこの超音波センサを駆動する
ための昇圧手段を共振系として含むインピーダンス特性
を利用して、超音波センサの指向性の範囲を変更するよ
うにした車両用障害物検出装置を提供する。 【解決手段】 乗用車のリアバンパーに設けられた超音
波センサ10は、この超音波センサを駆動する駆動回路
30の昇圧トランス30bを共振系として含む回路(共
振系含有回路)を構成する。発振回路40は、マイクロ
コンピュータ60による制御のもと、共振系含有回路の
共振周波数及びこの共振周波数よりも高い***振周波数
との中間の周波数にて発振し発振信号を出力する。駆動
回路30は、増幅回路30aにより増幅された当該発振
信号を昇圧し駆動信号としてスイッチ回路20を介し超
音波センサ10に出力する。超音波センサ10は、その
超音波の指向性を狭くするように、当該駆動信号でもっ
て駆動される。
ための昇圧手段を共振系として含むインピーダンス特性
を利用して、超音波センサの指向性の範囲を変更するよ
うにした車両用障害物検出装置を提供する。 【解決手段】 乗用車のリアバンパーに設けられた超音
波センサ10は、この超音波センサを駆動する駆動回路
30の昇圧トランス30bを共振系として含む回路(共
振系含有回路)を構成する。発振回路40は、マイクロ
コンピュータ60による制御のもと、共振系含有回路の
共振周波数及びこの共振周波数よりも高い***振周波数
との中間の周波数にて発振し発振信号を出力する。駆動
回路30は、増幅回路30aにより増幅された当該発振
信号を昇圧し駆動信号としてスイッチ回路20を介し超
音波センサ10に出力する。超音波センサ10は、その
超音波の指向性を狭くするように、当該駆動信号でもっ
て駆動される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用障害物検出装
置に関するものである。
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、乗用車用障害物検出装置
では、障害物の検知にあたり、防滴型超音波センサを採
用し、この超音波センサの送信超音波が当該乗用車の周
囲に存在する障害物により反射されたとき、この反射超
音波を当該超音波センサにより受信して検出するように
なっている。
では、障害物の検知にあたり、防滴型超音波センサを採
用し、この超音波センサの送信超音波が当該乗用車の周
囲に存在する障害物により反射されたとき、この反射超
音波を当該超音波センサにより受信して検出するように
なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記障害物
検出装置では、超音波センサが当該乗用車のバンパーに
取りつけられるため、当該超音波センサは当該乗用車の
走行路面に接近して位置する。従って、当該障害物検出
装置では、超音波センサの送信超音波が障害物ではない
上記走行路面により反射されても、この反射超音波が超
音波センサで受信されて障害物の検知に用いられ、結果
として、走行路面をも障害物として誤って検知するとい
う不具合が生ずる。
検出装置では、超音波センサが当該乗用車のバンパーに
取りつけられるため、当該超音波センサは当該乗用車の
走行路面に接近して位置する。従って、当該障害物検出
装置では、超音波センサの送信超音波が障害物ではない
上記走行路面により反射されても、この反射超音波が超
音波センサで受信されて障害物の検知に用いられ、結果
として、走行路面をも障害物として誤って検知するとい
う不具合が生ずる。
【0004】これを防止するには、超音波センサの鉛直
面内の指向性を狭くする必要がある。一方、超音波セン
サの指向性が狭いと、複数の超音波センサをバンパーに
装着しなければならないという不具合が生ずる。これを
防止するには、超音波センサの指向性を広くする必要が
ある。
面内の指向性を狭くする必要がある。一方、超音波セン
サの指向性が狭いと、複数の超音波センサをバンパーに
装着しなければならないという不具合が生ずる。これを
防止するには、超音波センサの指向性を広くする必要が
ある。
【0005】以上のようなことに対し、本発明者は、超
音波センサのインピーダンス特性を検討してみた。ここ
で、超音波センサは共振周波数で駆動することが送信時
の低消費電力化の観点からみて一般的であり、一方、超
音波センサは***振周波数で受信することが好感度化の
観点から好ましいことは分かっている。
音波センサのインピーダンス特性を検討してみた。ここ
で、超音波センサは共振周波数で駆動することが送信時
の低消費電力化の観点からみて一般的であり、一方、超
音波センサは***振周波数で受信することが好感度化の
観点から好ましいことは分かっている。
【0006】これらのことを満たすため、従来は、超音
波センサのみの場合のインピーダンス特性は共振点と反
共振点を有することから、共振点と***振点との中間の
周波数にて超音波センサを駆動するようになっている。
波センサのみの場合のインピーダンス特性は共振点と反
共振点を有することから、共振点と***振点との中間の
周波数にて超音波センサを駆動するようになっている。
【0007】しかし、超音波センサに、別途、トランス
等の共振系が接続されている場合には、インピーダンス
特性には、超音波センサ単体の場合とは異なる共振点と
***振点との関係が生ずることが分かった。そして、こ
の関係を利用すれば、超音波センサの指向性を広くした
り狭くしたりすることができることに気がついた。
等の共振系が接続されている場合には、インピーダンス
特性には、超音波センサ単体の場合とは異なる共振点と
***振点との関係が生ずることが分かった。そして、こ
の関係を利用すれば、超音波センサの指向性を広くした
り狭くしたりすることができることに気がついた。
【0008】そこで、本発明は、以上のようなことに着
目して、超音波センサがこの超音波センサを駆動するた
めの昇圧手段を共振系として含む回路のインピーダンス
特性を利用して、超音波センサの指向性の範囲を変更す
るようにした車両用障害物検出装置を提供することを目
的とする。
目して、超音波センサがこの超音波センサを駆動するた
めの昇圧手段を共振系として含む回路のインピーダンス
特性を利用して、超音波センサの指向性の範囲を変更す
るようにした車両用障害物検出装置を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、請求項1に記載の発明に係る車両用障害物検出装置
は、車両の外壁下部に設けられて駆動信号に基づき駆動
されて当該車両の走行路面に沿い超音波を送信し、この
送信超音波が障害物により反射されたとき当該反射超音
波を受信し受信信号を発生する超音波センサ(10)
と、所定の周波数にて発振し発振信号を出力する発振手
段(40)と、超音波センサと共に共振系を構成する昇
圧手段(30b)とを備えて、この昇圧手段により発振
信号を昇圧しこの昇圧信号を駆動信号として発生する駆
動信号発生手段(40、30)とを備えて、受信信号に
基づき反射超音波を検出する。
り、請求項1に記載の発明に係る車両用障害物検出装置
は、車両の外壁下部に設けられて駆動信号に基づき駆動
されて当該車両の走行路面に沿い超音波を送信し、この
送信超音波が障害物により反射されたとき当該反射超音
波を受信し受信信号を発生する超音波センサ(10)
と、所定の周波数にて発振し発振信号を出力する発振手
段(40)と、超音波センサと共に共振系を構成する昇
圧手段(30b)とを備えて、この昇圧手段により発振
信号を昇圧しこの昇圧信号を駆動信号として発生する駆
動信号発生手段(40、30)とを備えて、受信信号に
基づき反射超音波を検出する。
【0010】当該障害物検出装置において、共振系の共
振周波数及びこの共振周波数よりも高い***振周波数と
の中間の周波数に所定の周波数を設定する設定手段(1
01)を備えて、発振手段は、中間の周波数にて発振し
発振信号を昇圧手段に出力する。
振周波数及びこの共振周波数よりも高い***振周波数と
の中間の周波数に所定の周波数を設定する設定手段(1
01)を備えて、発振手段は、中間の周波数にて発振し
発振信号を昇圧手段に出力する。
【0011】このように、発振手段が、共振系の共振周
波数及びこの共振周波数よりも高い***振周波数との中
間の周波数にて発振し発振信号を発生することで、超音
波センサを駆動する昇圧手段の駆動信号の周波数が当該
発振信号の周波数になる。このため、超音波センサの送
信超音波の指向性(即ち、超音波センサの指向性)が狭
くなるので、当該送信超音波は誤って当該車両の走行路
面に入射して反射されることがない。従って、超音波セ
ンサによる反射超音波は、障害物によるものとして正し
く検出され得る。
波数及びこの共振周波数よりも高い***振周波数との中
間の周波数にて発振し発振信号を発生することで、超音
波センサを駆動する昇圧手段の駆動信号の周波数が当該
発振信号の周波数になる。このため、超音波センサの送
信超音波の指向性(即ち、超音波センサの指向性)が狭
くなるので、当該送信超音波は誤って当該車両の走行路
面に入射して反射されることがない。従って、超音波セ
ンサによる反射超音波は、障害物によるものとして正し
く検出され得る。
【0012】また、請求項2に記載の発明に係る車両用
障害物検出装置は、車両の外壁下部に設けられて駆動信
号に基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波
を送信し、この送信超音波が障害物により反射されたと
き当該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波セ
ンサ(10)と、所定の周波数にて発振し発振信号を出
力する発振手段(40)と、超音波センサと共に共振系
を構成する昇圧手段(30b)とを備えて、この昇圧手
段により発振信号を昇圧しこの昇圧信号を駆動信号とし
て発生する駆動信号発生手段(40、30)とを備え
て、受信信号に基づき反射超音波を検出する。
障害物検出装置は、車両の外壁下部に設けられて駆動信
号に基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波
を送信し、この送信超音波が障害物により反射されたと
き当該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波セ
ンサ(10)と、所定の周波数にて発振し発振信号を出
力する発振手段(40)と、超音波センサと共に共振系
を構成する昇圧手段(30b)とを備えて、この昇圧手
段により発振信号を昇圧しこの昇圧信号を駆動信号とし
て発生する駆動信号発生手段(40、30)とを備え
て、受信信号に基づき反射超音波を検出する。
【0013】当該障害物検出装置において、共振系の共
振周波数及びこの共振周波数よりも低い***振周波数と
の中間の周波数に所定の周波数を設定する設定手段(1
02)を備えて、発振手段は、中間の周波数にて発振し
発振信号を昇圧手段に出力する。
振周波数及びこの共振周波数よりも低い***振周波数と
の中間の周波数に所定の周波数を設定する設定手段(1
02)を備えて、発振手段は、中間の周波数にて発振し
発振信号を昇圧手段に出力する。
【0014】このように、発振手段が、共振系の共振周
波数及びこの共振周波数よりも低い***振周波数との中
間の周波数にて発振し発振信号を発生することで、超音
波センサを駆動する昇圧手段の駆動信号の周波数が当該
発振信号の周波数になる。このため、超音波センサの送
信超音波の指向性が広くなるので、超音波センサは複数
用いることなく単一であっても、広い範囲に亘る障害物
の反射超音波の検出が精度よく行える。
波数及びこの共振周波数よりも低い***振周波数との中
間の周波数にて発振し発振信号を発生することで、超音
波センサを駆動する昇圧手段の駆動信号の周波数が当該
発振信号の周波数になる。このため、超音波センサの送
信超音波の指向性が広くなるので、超音波センサは複数
用いることなく単一であっても、広い範囲に亘る障害物
の反射超音波の検出が精度よく行える。
【0015】また、請求項3に記載の発明に係る車両用
障害物検出装置は、車両の外壁下部に設けられて駆動信
号に基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波
を送信し、この送信超音波が障害物により反射されたと
き当該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波セ
ンサ(10)と、所定の周波数にて発振し発振信号を出
力する発振手段(40)と、超音波センサと共に共振系
を構成する昇圧手段(30b)とを備えて、この昇圧手
段により発振信号を昇圧しこの昇圧信号を駆動信号とし
て発生する駆動信号発生手段(40、30)とを備え
て、受信信号に基づき反射超音波を検出する。
障害物検出装置は、車両の外壁下部に設けられて駆動信
号に基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波
を送信し、この送信超音波が障害物により反射されたと
き当該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波セ
ンサ(10)と、所定の周波数にて発振し発振信号を出
力する発振手段(40)と、超音波センサと共に共振系
を構成する昇圧手段(30b)とを備えて、この昇圧手
段により発振信号を昇圧しこの昇圧信号を駆動信号とし
て発生する駆動信号発生手段(40、30)とを備え
て、受信信号に基づき反射超音波を検出する。
【0016】当該障害物検出装置において、超音波セン
サの指向性を狭くするとき第1操作状態に操作され、超
音波センサの指向性を広くするとき第2操作状態に操作
される指向性選択操作手段(SW)と、この指向性選択
操作手段の第1操作状態に基づき共振系の共振周波数及
びこの共振周波数よりも高い***振周波数との中間の周
波数に所定の周波数を設定する第1設定手段(101)
と、指向性選択操作手段の第2操作状態に基づき共振系
の共振周波数及びこの共振周波数よりも低い***振周波
数との中間の周波数に所定の周波数を設定する第2設定
手段(102)とを備えて、発振手段は、指向性選択操
作手段の第1或いは第2の操作状態に基づき第1或いは
第2の設定手段の設定による中間の周波数にて発振し発
振信号を昇圧手段に出力する。
サの指向性を狭くするとき第1操作状態に操作され、超
音波センサの指向性を広くするとき第2操作状態に操作
される指向性選択操作手段(SW)と、この指向性選択
操作手段の第1操作状態に基づき共振系の共振周波数及
びこの共振周波数よりも高い***振周波数との中間の周
波数に所定の周波数を設定する第1設定手段(101)
と、指向性選択操作手段の第2操作状態に基づき共振系
の共振周波数及びこの共振周波数よりも低い***振周波
数との中間の周波数に所定の周波数を設定する第2設定
手段(102)とを備えて、発振手段は、指向性選択操
作手段の第1或いは第2の操作状態に基づき第1或いは
第2の設定手段の設定による中間の周波数にて発振し発
振信号を昇圧手段に出力する。
【0017】これにより、指向性選択操作手段の操作の
もと、請求項1及び請求項2の記載の各発明の作用効果
を選択的に達成できる。
もと、請求項1及び請求項2の記載の各発明の作用効果
を選択的に達成できる。
【0018】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明に係る乗用車用障
害物検出装置の一例を示しており、当該障害物検出装置
は当該乗用車のバックソナーシステムに採用されてい
る。この障害物検出装置は、防滴型超音波センサ10を
備えており、この超音波センサ10は、当該乗用車のリ
アバンパーの左右方向中央部に支持されている。当該超
音波センサ10は、駆動回路30によりスイッチ回路2
0を介し駆動されて、当該乗用車の後方に向けて超音波
を送信し、この超音波が障害物により反射されたとき当
該反射超音波を受信して受信信号を発生する。
に基づいて説明する。図1は、本発明に係る乗用車用障
害物検出装置の一例を示しており、当該障害物検出装置
は当該乗用車のバックソナーシステムに採用されてい
る。この障害物検出装置は、防滴型超音波センサ10を
備えており、この超音波センサ10は、当該乗用車のリ
アバンパーの左右方向中央部に支持されている。当該超
音波センサ10は、駆動回路30によりスイッチ回路2
0を介し駆動されて、当該乗用車の後方に向けて超音波
を送信し、この超音波が障害物により反射されたとき当
該反射超音波を受信して受信信号を発生する。
【0020】スイッチ回路20は、後述するマイクロコ
ンピュータ60による制御でもってオン或いはオフされ
て超音波センサ10を駆動回路30に接続し、或いはこ
の接続を遮断する。
ンピュータ60による制御でもってオン或いはオフされ
て超音波センサ10を駆動回路30に接続し、或いはこ
の接続を遮断する。
【0021】駆動回路30は、図2にて示すごとく、増
幅回路30aと、昇圧トランス30bとにより構成され
ており、増幅回路30aは、発振回路40の発振信号を
増幅し増幅電圧として昇圧トランス30bの一次側巻線
31に印加する。昇圧トランス30bは、一次側巻線3
1への印加増幅電圧を昇圧し二次巻線32から駆動電圧
としてスイッチ回路20を介し超音波センサ10に印加
する。このことは、超音波センサ10が所定の発振周波
数の駆動電圧を印加されて当該所定の発振周波数にて超
音波を送信することを意味する。
幅回路30aと、昇圧トランス30bとにより構成され
ており、増幅回路30aは、発振回路40の発振信号を
増幅し増幅電圧として昇圧トランス30bの一次側巻線
31に印加する。昇圧トランス30bは、一次側巻線3
1への印加増幅電圧を昇圧し二次巻線32から駆動電圧
としてスイッチ回路20を介し超音波センサ10に印加
する。このことは、超音波センサ10が所定の発振周波
数の駆動電圧を印加されて当該所定の発振周波数にて超
音波を送信することを意味する。
【0022】発振回路40は、マイクロコンピュータ6
0による制御を受けて、上記所定の発振周波数にて発振
し、発振信号を駆動回路30の増幅回路30aに出力す
る。信号処理回路50は、超音波センサ10からの受信
信号のうち外乱周波数成分を除去し、残りの周波数成分
をフィルタ信号として形成し、このフィルタ信号を増幅
した後包絡線検波して包絡線検波信号をマイクロコンピ
ュータ60に出力する。
0による制御を受けて、上記所定の発振周波数にて発振
し、発振信号を駆動回路30の増幅回路30aに出力す
る。信号処理回路50は、超音波センサ10からの受信
信号のうち外乱周波数成分を除去し、残りの周波数成分
をフィルタ信号として形成し、このフィルタ信号を増幅
した後包絡線検波して包絡線検波信号をマイクロコンピ
ュータ60に出力する。
【0023】マイクロコンピュータ60は、図3にて示
すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行
し、この実行中において、スイッチ回路20のオンオフ
処理や発振回路40の発振処理を行うとともに指向性選
択スイッチSWの出力及び信号処理回路50の包絡線検
波出力に基づき超音波センサ10と障害物との間の超音
波の伝播時間及び距離の算出並びに駆動回路70を介す
るブザー80の鳴動処理等を行う。なお、上記コンピュ
ータプログラムは、当該マイクロコンピュータ60のR
OMに予め記憶されている。また、マイクロコンピュー
タ60は、当該乗用車のイグニッションスイッチを介し
バッテリから給電されてコンピュータプログラムの実行
を開始する。
すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行
し、この実行中において、スイッチ回路20のオンオフ
処理や発振回路40の発振処理を行うとともに指向性選
択スイッチSWの出力及び信号処理回路50の包絡線検
波出力に基づき超音波センサ10と障害物との間の超音
波の伝播時間及び距離の算出並びに駆動回路70を介す
るブザー80の鳴動処理等を行う。なお、上記コンピュ
ータプログラムは、当該マイクロコンピュータ60のR
OMに予め記憶されている。また、マイクロコンピュー
タ60は、当該乗用車のイグニッションスイッチを介し
バッテリから給電されてコンピュータプログラムの実行
を開始する。
【0024】指向性選択スイッチSWは、超音波センサ
10の指向性を狭くするとき第1操作状態に操作され、
当該超音波センサ10の指向性を広くするとき第2操作
状態に操作される。ブザー80は、駆動回路70を介し
マイクロコンピュータ60により制御駆動されて鳴動す
る。なお、ブザー80は、当該乗用車の車室内のインス
トルメントパネルに設けられている。
10の指向性を狭くするとき第1操作状態に操作され、
当該超音波センサ10の指向性を広くするとき第2操作
状態に操作される。ブザー80は、駆動回路70を介し
マイクロコンピュータ60により制御駆動されて鳴動す
る。なお、ブザー80は、当該乗用車の車室内のインス
トルメントパネルに設けられている。
【0025】ここで、本実施形態における発振回路40
の発振周波数の設定について説明する。この発振回路4
0の発振周波数は、第1及び第2の各発振周波数のいず
れかに設定されるが、これら第1及び第2の各発振周波
数は、以下のように設定される。
の発振周波数の設定について説明する。この発振回路4
0の発振周波数は、第1及び第2の各発振周波数のいず
れかに設定されるが、これら第1及び第2の各発振周波
数は、以下のように設定される。
【0026】超音波センサ10の超音波送信時には、当
該超音波センサ10を共振周波数で駆動すれば、この超
音波センサ10を低消費電力で高音圧駆動できる点で望
ましい。一方、超音波センサ10による反射超音波の受
信時には、当該超音波センサ10を***振周波数で駆動
するのが好感度化上好ましい。また、超音波センサ10
のように送受信兼用の場合には、共振周波数と***振周
波数との中間の周波数で超音波センサを駆動するのが、
超音波の送信及び受信にも適している。
該超音波センサ10を共振周波数で駆動すれば、この超
音波センサ10を低消費電力で高音圧駆動できる点で望
ましい。一方、超音波センサ10による反射超音波の受
信時には、当該超音波センサ10を***振周波数で駆動
するのが好感度化上好ましい。また、超音波センサ10
のように送受信兼用の場合には、共振周波数と***振周
波数との中間の周波数で超音波センサを駆動するのが、
超音波の送信及び受信にも適している。
【0027】これに対し、上述のように、超音波センサ
に、別途、共振系が接続されている場合には、インピー
ダンス特性には、超音波センサ単体の場合とは異なる共
振点と***振点との関係が生ずることから、超音波セン
サ10のみで形成されるインピーダンス特性(以下、単
体インピーダンス特性Z−fという)を位相特性(単体
位相特性Φ−fという)と共に調べてみたところ、図6
にて示すような結果が得られた。当該単体インピーダン
ス特性Z−fは、超音波センサ10の出力のインピーダ
ンスZを周波数fとの関係で示し、また、上記単***相
特性Φ−fは、超音波センサ10の出力の位相Φを周波
数fとの関係で示している。
に、別途、共振系が接続されている場合には、インピー
ダンス特性には、超音波センサ単体の場合とは異なる共
振点と***振点との関係が生ずることから、超音波セン
サ10のみで形成されるインピーダンス特性(以下、単
体インピーダンス特性Z−fという)を位相特性(単体
位相特性Φ−fという)と共に調べてみたところ、図6
にて示すような結果が得られた。当該単体インピーダン
ス特性Z−fは、超音波センサ10の出力のインピーダ
ンスZを周波数fとの関係で示し、また、上記単***相
特性Φ−fは、超音波センサ10の出力の位相Φを周波
数fとの関係で示している。
【0028】また、超音波センサ10がこの超音波セン
サ10にスイッチ回路20を介し接続される駆動回路3
0の昇圧トランス30bを共振系として含む回路(以
下、共振系含有回路という)でもって形成されるインピ
ーダンス特性(以下、含有インピーダンス特性Zt−f
という)及び位相特性(以下、含有位相特性Φt−fと
いう)を調べてみたところ、図5で示すような結果が得
られた。当該含有インピーダンス特性Zt−fは、上記
共振系含有回路の出力のインピーダンスZtを当該出力
の周波数fとの関係で示し、上記含有位相特性Φt−f
は、上記共振系含有回路の出力の位相Φtを当該出力の
周波数fとの関係で示している。
サ10にスイッチ回路20を介し接続される駆動回路3
0の昇圧トランス30bを共振系として含む回路(以
下、共振系含有回路という)でもって形成されるインピ
ーダンス特性(以下、含有インピーダンス特性Zt−f
という)及び位相特性(以下、含有位相特性Φt−fと
いう)を調べてみたところ、図5で示すような結果が得
られた。当該含有インピーダンス特性Zt−fは、上記
共振系含有回路の出力のインピーダンスZtを当該出力
の周波数fとの関係で示し、上記含有位相特性Φt−f
は、上記共振系含有回路の出力の位相Φtを当該出力の
周波数fとの関係で示している。
【0029】図6によれば、単体インピーダンス特性Z
−fでは、超音波センサ10を駆動するための駆動周波
数をF=40kHz(単***相特性Φ−fで位相Φ=0
°に最も近い位相に対応する)とすると、インピーダン
スZを極小にする共振点rに相当する共振周波数は、駆
動周波数Fよりも低い側に一つあり、インピーダンスZ
を極大にする***振点aに相当する***振周波数は、駆
動周波数Fよりも高い側に一つある。
−fでは、超音波センサ10を駆動するための駆動周波
数をF=40kHz(単***相特性Φ−fで位相Φ=0
°に最も近い位相に対応する)とすると、インピーダン
スZを極小にする共振点rに相当する共振周波数は、駆
動周波数Fよりも低い側に一つあり、インピーダンスZ
を極大にする***振点aに相当する***振周波数は、駆
動周波数Fよりも高い側に一つある。
【0030】一方、図5によれば、含有インピーダンス
特性Zt−fでは、超音波センサ10の駆動周波数をF
=40kHz(含有位相特性Φt−fで位相Φt=0°
に対応する)とすれば、インピーダンスZtを極小にす
る共振点Rに相当する共振周波数は駆動周波数Fであ
り、インピーダンスZtを極小にする一方の***振点A
1に相当する***振周波数は駆動周波数Fよりも低い側
にあり、インピーダンスZtを極小にする他方の***振
点A2に相当する***振周波数は駆動周波数Fよりも高
い側にある。
特性Zt−fでは、超音波センサ10の駆動周波数をF
=40kHz(含有位相特性Φt−fで位相Φt=0°
に対応する)とすれば、インピーダンスZtを極小にす
る共振点Rに相当する共振周波数は駆動周波数Fであ
り、インピーダンスZtを極小にする一方の***振点A
1に相当する***振周波数は駆動周波数Fよりも低い側
にあり、インピーダンスZtを極小にする他方の***振
点A2に相当する***振周波数は駆動周波数Fよりも高
い側にある。
【0031】ここで、昇圧トランス30bのインダクタ
ンスは、超音波センサ10を共振させるように設定され
ている。そして、上記共振系含有回路の共振周波数は、
上述のごとく位相零の周波数に相当するが、単***相特
性Φ−fにおいて位相の極大値に対応する。従って、上
記共振系含有回路の共振周波数を超音波センサ10の超
音波の送信周波数として使用するのが普通である。
ンスは、超音波センサ10を共振させるように設定され
ている。そして、上記共振系含有回路の共振周波数は、
上述のごとく位相零の周波数に相当するが、単***相特
性Φ−fにおいて位相の極大値に対応する。従って、上
記共振系含有回路の共振周波数を超音波センサ10の超
音波の送信周波数として使用するのが普通である。
【0032】以上のことを前提に、超音波センサ10の
指向性を狭くしたり広くしたりすることを目的として、
超音波センサ10の送信周波数と共振周波数及び指向性
(鉛直半値角で特定される)との関係を調べてみたとこ
ろ、図4にて示すようなデータが得られた。このデータ
は、駆動周波数F=45.7kHzとして、超音波セン
サ10の指向性の鉛直半値角と共振周波数−駆動周波数
=fr−Fとの関係を示す。なお、超音波センサ10の
指向性は、当該超音波センサ10の超音波の送受信面の
径にほぼ比例し、かつ、当該超音波センサ10の駆動周
波数にほぼ比例する。
指向性を狭くしたり広くしたりすることを目的として、
超音波センサ10の送信周波数と共振周波数及び指向性
(鉛直半値角で特定される)との関係を調べてみたとこ
ろ、図4にて示すようなデータが得られた。このデータ
は、駆動周波数F=45.7kHzとして、超音波セン
サ10の指向性の鉛直半値角と共振周波数−駆動周波数
=fr−Fとの関係を示す。なお、超音波センサ10の
指向性は、当該超音波センサ10の超音波の送受信面の
径にほぼ比例し、かつ、当該超音波センサ10の駆動周
波数にほぼ比例する。
【0033】上記データによれば、超音波センサ10の
指向性を狭くするには、fr−F<0である周波数で超
音波センサ10を駆動すればよく、一方、超音波センサ
10の指向性を広くするには、fr−F>0である周波
数で超音波センサ10を駆動すればよいことが分かる。
指向性を狭くするには、fr−F<0である周波数で超
音波センサ10を駆動すればよく、一方、超音波センサ
10の指向性を広くするには、fr−F>0である周波
数で超音波センサ10を駆動すればよいことが分かる。
【0034】また、超音波センサ10の感度を良好にす
るには、***振点に近い周波数で超音波センサ10を駆
動するのがよい。従って、***振点に近くかつ共振周波
数よりも高い側の周波数で超音波センサ10を駆動すれ
ば、当該超音波センサ10の指向性を狭くすることがで
き、一方、***振点に近くかつ共振周波数よりも低い側
の周波数で超音波センサ10を駆動すれば、当該超音波
センサ10の指向性を広くすることができる。そこで、
本実施形態では、上記第1発振周波数を含有インピーダ
ンス特性において共振点Rと***振点A2との中間に設
定し、また、上記第2発振周波数を共振点Rと***振点
A1との中間に設定した。
るには、***振点に近い周波数で超音波センサ10を駆
動するのがよい。従って、***振点に近くかつ共振周波
数よりも高い側の周波数で超音波センサ10を駆動すれ
ば、当該超音波センサ10の指向性を狭くすることがで
き、一方、***振点に近くかつ共振周波数よりも低い側
の周波数で超音波センサ10を駆動すれば、当該超音波
センサ10の指向性を広くすることができる。そこで、
本実施形態では、上記第1発振周波数を含有インピーダ
ンス特性において共振点Rと***振点A2との中間に設
定し、また、上記第2発振周波数を共振点Rと***振点
A1との中間に設定した。
【0035】以上のように構成した本実施形態におい
て、例えば、当該乗用車の後進に伴い、マイクロコンピ
ュータ60が図3のフローチャートに従いコンピュータ
プログラムを実行すれば、ステップ100において、指
向性選択スイッチSWが第1操作状態に操作されていれ
ば、YESと判定される。すると、ステップ101にお
いて、上記第1発振周波数に基づく発振回路40の発振
駆動処理(以下、第1発振駆動処理という)がなされ
る。このため、発振回路40は、上記第1発振周波数に
て発振し所定数の発振パルス信号を駆動回路30に出力
する。
て、例えば、当該乗用車の後進に伴い、マイクロコンピ
ュータ60が図3のフローチャートに従いコンピュータ
プログラムを実行すれば、ステップ100において、指
向性選択スイッチSWが第1操作状態に操作されていれ
ば、YESと判定される。すると、ステップ101にお
いて、上記第1発振周波数に基づく発振回路40の発振
駆動処理(以下、第1発振駆動処理という)がなされ
る。このため、発振回路40は、上記第1発振周波数に
て発振し所定数の発振パルス信号を駆動回路30に出力
する。
【0036】これに伴い、当該駆動回路30では、増幅
回路30aが発振回路40からの各発振パルス信号を順
次増幅し各増幅信号として昇圧トランス30aの一次側
巻線31に印加する。すると、この昇圧トランス30a
は、各増幅信号を昇圧し各昇圧信号として二次巻線32
からスイッチ回路20に出力する。
回路30aが発振回路40からの各発振パルス信号を順
次増幅し各増幅信号として昇圧トランス30aの一次側
巻線31に印加する。すると、この昇圧トランス30a
は、各増幅信号を昇圧し各昇圧信号として二次巻線32
からスイッチ回路20に出力する。
【0037】また、上記ステップ101の処理終了に伴
い、ステップ110において、スイッチ回路20のオン
処理がなされ、これに伴い、スイッチ回路20がオン
し、駆動回路30を超音波センサ10に接続する。この
ため、昇圧トランス30bの二次巻線32からの各昇圧
信号が順次駆動信号として上記第1発振周波数にて超音
波センサ10に出力される。従って、超音波センサ20
は、上記第1発振周波数にて、超音波を当該乗用車の後
方に向けて送信する。
い、ステップ110において、スイッチ回路20のオン
処理がなされ、これに伴い、スイッチ回路20がオン
し、駆動回路30を超音波センサ10に接続する。この
ため、昇圧トランス30bの二次巻線32からの各昇圧
信号が順次駆動信号として上記第1発振周波数にて超音
波センサ10に出力される。従って、超音波センサ20
は、上記第1発振周波数にて、超音波を当該乗用車の後
方に向けて送信する。
【0038】上述のようにステップ110の処理が終了
すると、ステップ111において、上記第1発振駆動処
理が停止される。このため、発振回路40がその発振を
停止し発振パルス信号の出力を停止する。これに伴い、
超音波センサ10の超音波の送信が停止される。
すると、ステップ111において、上記第1発振駆動処
理が停止される。このため、発振回路40がその発振を
停止し発振パルス信号の出力を停止する。これに伴い、
超音波センサ10の超音波の送信が停止される。
【0039】上述のように超音波センサ10が超音波を
送信した後、当該送信超音波が当該乗用車の後方に存在
する障害物により反射されて超音波センサ10により受
信されると、超音波センサ10は受信超音波の振幅に応
じたレベルの受信信号を発生する。
送信した後、当該送信超音波が当該乗用車の後方に存在
する障害物により反射されて超音波センサ10により受
信されると、超音波センサ10は受信超音波の振幅に応
じたレベルの受信信号を発生する。
【0040】上記ステップ111の処理後、ステップ1
20において、スイッチ回路20のオフ処理がなされ、
このスイッチ回路20は、オフし超音波センサ20を駆
動回路30から遮断する。
20において、スイッチ回路20のオフ処理がなされ、
このスイッチ回路20は、オフし超音波センサ20を駆
動回路30から遮断する。
【0041】上述のように超音波センサ10が受信信号
を発生すると、この受信信号は、信号処理回路50に入
力され、この信号処理回路50において包絡線検波信号
に処理されてステップ130にてマイクロコンピュータ
60に入力される。
を発生すると、この受信信号は、信号処理回路50に入
力され、この信号処理回路50において包絡線検波信号
に処理されてステップ130にてマイクロコンピュータ
60に入力される。
【0042】このようにステップ130における処理な
されると、ステップ140において、超音波センサ10
と上記障害物との間の超音波の伝播時間が、超音波セン
サ10の超音波の送信時刻と反射超音波の受信時刻との
差の1/2に基づき算出される。
されると、ステップ140において、超音波センサ10
と上記障害物との間の超音波の伝播時間が、超音波セン
サ10の超音波の送信時刻と反射超音波の受信時刻との
差の1/2に基づき算出される。
【0043】このようにステップ140における伝播時
間の算出が終了すると、超音波センサ10と上記障害物
との間の距離が、ステップ150にて、算出伝播時間及
び超音波の伝播速度の積でもって算出され、ステップ1
60にて、上記距離に応じたブザー80の鳴動処理がな
され駆動回路70に出力される。このため、ブザー80
は駆動回路70により駆動されて鳴動する。この鳴動
は、当該乗用車が上記障害物に接近する程大きな音とな
るようにステップ160にて処理される。これにより、
当該乗用車の運転者は、上記障害物との間の距離の減少
を精度よく聞きながら当該乗用車を後進させ得る。
間の算出が終了すると、超音波センサ10と上記障害物
との間の距離が、ステップ150にて、算出伝播時間及
び超音波の伝播速度の積でもって算出され、ステップ1
60にて、上記距離に応じたブザー80の鳴動処理がな
され駆動回路70に出力される。このため、ブザー80
は駆動回路70により駆動されて鳴動する。この鳴動
は、当該乗用車が上記障害物に接近する程大きな音とな
るようにステップ160にて処理される。これにより、
当該乗用車の運転者は、上記障害物との間の距離の減少
を精度よく聞きながら当該乗用車を後進させ得る。
【0044】一方、上記ステップ100での判定がNO
となる場合には、ステップ102において、上記第2発
振周波数に基づく発振回路40の発振駆動処理(以下、
第2発振駆動処理という)がなされる。このため、発振
回路40は、上記第2発振周波数にて発振し所定数の発
振パルス信号を駆動回路30に出力する。
となる場合には、ステップ102において、上記第2発
振周波数に基づく発振回路40の発振駆動処理(以下、
第2発振駆動処理という)がなされる。このため、発振
回路40は、上記第2発振周波数にて発振し所定数の発
振パルス信号を駆動回路30に出力する。
【0045】これに伴い、当該駆動回路30では、増幅
回路30aが発振回路40からの各発振パルス信号を順
次増幅し各増幅信号として昇圧トランス30aの一次側
巻線31に印加する。すると、この昇圧トランス30a
は、各増幅信号を昇圧し各昇圧信号として二次巻線32
からスイッチ回路20に出力する。
回路30aが発振回路40からの各発振パルス信号を順
次増幅し各増幅信号として昇圧トランス30aの一次側
巻線31に印加する。すると、この昇圧トランス30a
は、各増幅信号を昇圧し各昇圧信号として二次巻線32
からスイッチ回路20に出力する。
【0046】また、上記ステップ102の処理終了に伴
い、ステップ110において、スイッチ回路20のオン
処理がなされ、これに伴い、スイッチ回路20がオン
し、駆動回路30を超音波センサ10に接続する。この
ため、昇圧トランス30bの二次巻線32からの各昇圧
信号が順次駆動信号として上記第2発振周波数にて超音
波センサ10に出力される。従って、超音波センサ20
は、上記第2発振周波数にて、超音波を当該乗用車の後
方に向けて送信する。
い、ステップ110において、スイッチ回路20のオン
処理がなされ、これに伴い、スイッチ回路20がオン
し、駆動回路30を超音波センサ10に接続する。この
ため、昇圧トランス30bの二次巻線32からの各昇圧
信号が順次駆動信号として上記第2発振周波数にて超音
波センサ10に出力される。従って、超音波センサ20
は、上記第2発振周波数にて、超音波を当該乗用車の後
方に向けて送信する。
【0047】上述のようにステップ110の処理が終了
すると、ステップ111において、上記第2発振駆動処
理が停止される。このため、発振回路40がその発振を
停止し発振パルス信号の出力を停止する。これに伴い、
超音波センサ10の超音波の送信が停止される。
すると、ステップ111において、上記第2発振駆動処
理が停止される。このため、発振回路40がその発振を
停止し発振パルス信号の出力を停止する。これに伴い、
超音波センサ10の超音波の送信が停止される。
【0048】上述のように超音波センサ10が超音波を
送信した後、当該送信超音波が当該乗用車の後方に存在
する障害物により反射されて超音波センサ10により受
信されると、超音波センサ10は受信超音波の振幅に応
じたレベルの受信信号を発生する。上記ステップ111
の処理後、各ステップ120乃至160の処理が上述と
同様になされる。
送信した後、当該送信超音波が当該乗用車の後方に存在
する障害物により反射されて超音波センサ10により受
信されると、超音波センサ10は受信超音波の振幅に応
じたレベルの受信信号を発生する。上記ステップ111
の処理後、各ステップ120乃至160の処理が上述と
同様になされる。
【0049】以上説明したように、超音波センサ10が
これを駆動するための昇圧トランス30bを共振系とし
て含む共振系含有回路のインピーダンス特性が、共振周
波数の両側に***振周波数をそれぞれ一つずつ有するこ
とを利用して、指向性選択スイッチSWの操作のもと、
超音波センサ10を共振周波数とこれよりも高い側の反
共振周波数との中間の周波数の駆動信号で駆動すること
で超音波センサ10の送信超音波の指向性を狭くでき、
一方、超音波センサ10を共振周波数とこれよりも低い
側の***振周波数との中間の周波数の駆動信号で駆動す
ることで超音波センサ10の送信超音波の指向性を広く
できる。
これを駆動するための昇圧トランス30bを共振系とし
て含む共振系含有回路のインピーダンス特性が、共振周
波数の両側に***振周波数をそれぞれ一つずつ有するこ
とを利用して、指向性選択スイッチSWの操作のもと、
超音波センサ10を共振周波数とこれよりも高い側の反
共振周波数との中間の周波数の駆動信号で駆動すること
で超音波センサ10の送信超音波の指向性を狭くでき、
一方、超音波センサ10を共振周波数とこれよりも低い
側の***振周波数との中間の周波数の駆動信号で駆動す
ることで超音波センサ10の送信超音波の指向性を広く
できる。
【0050】上述のように超音波センサ10の指向性を
狭くすることで当該送信超音波は誤って当該乗用車の走
行路面に入射して反射されることがない。従って、超音
波センサ10による反射超音波は、障害物によるものと
して正しく検出され、精度よく障害物を検出し得る。一
方、上述のように超音波センサ10の指向性を広くする
ことで超音波センサは複数用いることなく単一であって
も、広い範囲に亘る障害物の反射超音波の検出、ひいて
は当該障害物の検知が精度よく行える。
狭くすることで当該送信超音波は誤って当該乗用車の走
行路面に入射して反射されることがない。従って、超音
波センサ10による反射超音波は、障害物によるものと
して正しく検出され、精度よく障害物を検出し得る。一
方、上述のように超音波センサ10の指向性を広くする
ことで超音波センサは複数用いることなく単一であって
も、広い範囲に亘る障害物の反射超音波の検出、ひいて
は当該障害物の検知が精度よく行える。
【0051】なお、本発明の実施にあたり、スイッチ回
路20は、発振回路40と駆動回路30との間に接続し
てもよい。
路20は、発振回路40と駆動回路30との間に接続し
てもよい。
【0052】また、本発明の実施にあたり、上記障害物
検出装置は、バックソナーシステムに限ることなく、当
該乗用車のクリアランスソナーシステムに採用してもよ
い。
検出装置は、バックソナーシステムに限ることなく、当
該乗用車のクリアランスソナーシステムに採用してもよ
い。
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック構成図であ
る。
る。
【図2】図1の駆動回路30の詳細回路を発振回路、ス
イッチ回路及び超音波センサとの関連で示す図である。
イッチ回路及び超音波センサとの関連で示す図である。
【図3】図1のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図4】超音波センサの指向性の鉛直半値角を、(共振
周波数−駆動周波数)との関係で示すプロット図であ
る。
周波数−駆動周波数)との関係で示すプロット図であ
る。
【図5】超音波センサの出力のインピーダンス特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図6】超音波センサが昇圧トランスを共振系として含
む回路の出力のインピーダンス特性を示すグラフであ
る。
む回路の出力のインピーダンス特性を示すグラフであ
る。
10…超音波センサ、20…スイッチ回路、30、70
…駆動回路、30b…昇圧トランス、40…発振回路、
50…信号処理回路、60…マイクロコンピュータ。
…駆動回路、30b…昇圧トランス、40…発振回路、
50…信号処理回路、60…マイクロコンピュータ。
Claims (3)
- 【請求項1】 車両の外壁下部に設けられて駆動信号に
基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波を送
信し、この送信超音波が障害物により反射されたとき当
該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波センサ
(10)と、 所定の周波数にて発振し発振信号を出力する発振手段
(40)と、前記超音波センサと共に共振系を構成する
昇圧手段(30b)とを有し、この昇圧手段により前記
発振信号を昇圧しこの昇圧信号を前記駆動信号として発
生する駆動信号発生手段(40、30)とを備えて、 前記受信信号に基づき前記反射超音波を検出するように
した障害物検出装置において、 前記共振系の共振周波数及びこの共振周波数よりも高い
***振周波数との中間の周波数に前記所定の周波数を設
定する設定手段(101)を備えて、 前記発振手段は、前記中間の周波数にて発振し前記発振
信号を前記昇圧手段に出力するようにした車両用障害物
検出装置。 - 【請求項2】 車両の外壁下部に設けられて駆動信号に
基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波を送
信し、この送信超音波が障害物により反射されたとき当
該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波センサ
(10)と、 所定の周波数にて発振し発振信号を出力する発振手段
(40)と、前記超音波センサと共に共振系を構成する
昇圧手段(30b)とを有し、この昇圧手段により前記
発振信号を昇圧しこの昇圧信号を前記駆動信号として発
生する駆動信号発生手段(40、30)とを備えて、 前記受信信号に基づき前記反射超音波を検出するように
した障害物検出装置において、 前記共振系の共振周波数及びこの共振周波数よりも低い
***振周波数との中間の周波数に前記所定の周波数を設
定する設定手段(102)を備えて、 前記発振手段は、前記中間の周波数にて発振し前記発振
信号を前記昇圧手段に出力するようにした車両用障害物
検出装置。 - 【請求項3】 車両の外壁下部に設けられて駆動信号に
基づき駆動されて当該車両の走行路面に沿い超音波を送
信し、この送信超音波が障害物により反射されたとき当
該反射超音波を受信し受信信号を発生する超音波センサ
(10)と、 所定の周波数にて発振し発振信号を出力する発振手段
(40)と、前記超音波センサと共に共振系を構成する
昇圧手段(30b)とを有し、この昇圧手段により前記
発振信号を昇圧しこの昇圧信号を前記駆動信号として発
生する駆動信号発生手段(40、30)とを備えて、 前記受信信号に基づき前記反射超音波を検出するように
した障害物検出装置において、 前記超音波センサの指向性を狭くするとき第1操作状態
に操作され、前記超音波センサの指向性を広くするとき
第2操作状態に操作される指向性選択操作手段(SW)
と、 この指向性選択操作手段の第1操作状態に基づき前記共
振系の共振周波数及びこの共振周波数よりも高い***振
周波数との中間の周波数に前記所定の周波数を設定する
第1設定手段(101)と、 前記指向性選択操作手段の第2操作状態に基づき前記共
振系の共振周波数及びこの共振周波数よりも低い***振
周波数との中間の周波数に前記所定の周波数を設定する
第2設定手段(102)とを備えて、 前記発振手段は、前記指向性選択操作手段の第1或いは
第2の操作状態に基づき前記第1或いは第2の設定手段
の設定による前記中間の周波数にて発振し前記発振信号
を前記昇圧手段に出力するようにした車両用障害物検出
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001178964A JP2002372585A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 車両用障害物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2001-06-13 JP JP2001178964A patent/JP2002372585A/ja active Pending
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