JP2007139570A - 超音波センサシステムおよびセンサユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサヘッド100は発信器102と超音波発信素子104と超音波受信素子105と送信アンプ106と、これらを収容してユニット化する筐体101から構成される。センサECU200は、受信アンプ202とA/D変換器204とCPU206とから構成される。センサヘッド100の内部は、シリコン樹脂等の耐水性の充填剤で充填され、発信器102等の構成部品や構成部品間の配線を一つにまとめる。
【選択図】図1
Description
しかし、各センサの車体への装着や配線は煩雑であり、また、各センサからECUまでの配線の引き回しが増え、ステイ、配線、切換機などの部品点数が多く、配線のコストおよび重量が大きいという問題がある。さらに、部品点数が多いため、調整が困難である。
また、本発明は、設置や調整が容易な障害物検知用のセンサシステムを提供することを目的とする。
障害物検知システムに使用されるセンサユニットであって、
超音波発信素子及び複数の超音波受信素子を収容する超音波素子収容部と、前記超音波発信素子を駆動するための駆動回路及び前記超音波受信素子の出力信号を処理する信号処理回路を備える回路基板を固定するための基板固定部と、を備える筐体と、
前記筐体の前記超音波素子収容部に収容された超音波発信素子と複数の超音波受信素子と、
前記超音波発信素子に接続された前記駆動回路と前記超音波受信素子に接続された前記信号処理回路とを備え、前記基板固定部に固定された回路基板と、
前記回路基板と外部回路とを接続するためのケーブルと、
を備える。
超音波受信素子105は、前記超音波発信素子104が発信した超音波の反射波を受信し、受信信号を出力する。3次元空間上の超音波受信素子105は、超音波を反射した物体の三次元空間上の位置を検出可能とするため、3つ配置されている。超音波送信素子104と超音波受信素子105(以下、両者を総称して「超音波素子104,105」と呼ぶ)とは、図2に示すように、ほぼ立方形状のセンサヘッド100の一面(センサ面)に、互いに一定の間隔をおいて矩形状に(矩形の頂点に位置するように)配置されている。
また、筐体101の下端周縁部には、このセンサヘッド100を取り付けて固定するための取り付けステイ151が形成されている。
A/D変換器204は、受信回路202の出力信号をアナログ/デジタル(A/D)変換して出力する。
CPU206は、A/D変換器204の出力に基づいて、障害物の位置や距離を測定(計算)し、測定結果等をシリアルデータ信号で、ケーブル配線400を介して車両全般或いは主要部を制御する本体ECUに送信する。
クロック回路208は、超音波発信素子104が超音波を発信するタイミングを規定するクロック信号を出力する。
電源回路210は、センサヘッド100とセンサECU200の動作用の電力を供給生成する。
図1の構成では、配線は6本である。即ち、発信器102にクロック信号を送信するためのクロック信号ラインL1と、3つの超音波受信素子105に対応する3つの送信回路106からの3本の信号線L2〜L4、共通のグランド線L5、共通の電源線L6である。
センサヘッド100の電源は、センサECU200から電源線L6とグランド線L5により伝達される。
また、超音波素子104、105とセンサECU200を接続する電源線L6とグランド線L5とが共通化されている。このため、全体としての信号線の数を個別に配線を施す場合に比して大幅に減らすことができる。
センサヘッド100は、車両の進行方向と平行で後ろ向きに、且つ、垂直方向に対して斜め45度下を向くように設置され、センサECU200にケーブル配線(ワイヤハーネス)300を介して接続されている。また、センサECU200は、バックドア600の開閉を制御するためのバックドアECU500にケーブル配線400により接続される。
例えば、図5の構成において、バックドア600が開かれると、バックドアECU500の制御により、センサECU200の電源回路210が投入される。これにより、クロック回路208は、クロック信号を生成し、クロック信号線L1を介してセンサヘッド100に送信する。発信器102は、このクロック信号に応答して、周期的に一定期間ずつ発信し、超音波発信素子104に定期的に発振信号を供給する。超音波発信素子104は、発信器102からの発振信号に応答して、周期的に、且つ、1回につき、所定時間ずつ超音波を発信する。
例えば、上記実施の形態においては、センサヘッドに1つの超音波発信素子と3つの超音波受信素子とを配置したが、1つの超音波受信機兼用超音波発信器を使用することにより、3つの超音波素子で、障害物の検出などが可能である。この場合、例えば、図6(a)、(b)に示すように、3つの超音波素子107をL字状或いは、正三角形状に配置すればよい。この場合も、1つの超音波素子が超音波を発信できればよい。
なお、この発明のセンサヘッド100の取り付け箇所は、バックドア600に限定されず、例えば、任意箇所のバンパー、車体の前方や側方向などでもよい。
101 筐体
102 発信器 (駆動回路)
104 超音波発信素子
105 超音波受信素子
106 送信アンプ (信号処理回路)
111 ステイ (収容部)
112 凹部
113 開口
114 突起状部 (シール)
121 保護膜
122 突起状部 (シール)
131 基板支持部
132 回路基板
133、134 接続端子
141 充填剤
200 センサECU (検出手段)
202 受信回路
204 A/D変換器
206 CPU
208 クロック回路
210 電源回路
212 検波回路
300 ケーブル配線(ワイヤハーネス)
400 ケーブル配線(ワイヤハーネス)
Claims (5)
- 障害物検知システムに使用されるセンサユニットであって、
超音波発信素子及び複数の超音波受信素子を収容する超音波素子収容部と、前記超音波発信素子を駆動するための駆動回路及び前記超音波受信素子の出力信号を処理する信号処理回路を備える回路基板を固定するための基板固定部と、を備える筐体と、
前記筐体の前記超音波素子収容部に収容された超音波発信素子と複数の超音波受信素子と、
前記超音波発信素子に接続された前記駆動回路と前記超音波受信素子に接続された前記信号処理回路とを備え、前記基板固定部に固定された回路基板と、
前記回路基板と外部回路とを接続するためのケーブルと、
を備えるセンサユニット。 - 前記超音波素子収容部には、弾性材から構成された突起状シール材が形成されており、
前記超音波発信素子と前記超音波受信素子を前記超音波素子収容部内に装着することにより、前記突起状シール材と前記超音波発信素子の外面及び前記超音波受信素子の外面とが密着することにより、筐体内部をシールし、
前記筐体の底面部には、前記超音波素子収容部によるシールと共に前記筐体内をシールするように、充填剤が充填されており、
前記ケーブルの大径部が前記充填剤充填領域に配置されている、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のセンサユニット。 - 前記超音波発信素子と前記超音波受信素子とは、前記超音波素子収容部の内面と接触して筐体内部をシールする突起状シール材が形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のセンサユニット。 - 前記筐体はほぼ立方体を成し、
前記超音波素子収容部は、前記立方体の一面に所定間隔で前記超音波受信素子と超音波発信素子とを配置し、さらに、先端が前記一面より所定量だけ突出するように超音波受信素子と超音波発信素子とを収容する構造を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサユニット。 - 請求項1に記載のセンサユニットと、
前記センサユニットに前記ケーブルを介して接続され、前記信号処理回路からの信号に基づいて障害物の位置を検出する検出手段を備える、
ことを特徴とする超音波センサシステム。
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