JPH0219439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［技術分野］ 本発明は車両用障害物検出装置、さらに詳しく
は、車両と障害物との距離を検出し、その距離に
対応した表示を行なうようにした車両用障害物検
出装置に関するものである。 ［背景技術］ 一般にこの種の車両用障害物検出装置は、超音
波を発射してその反射波が受信されるまでの時間
を検出することにより障害物までの距離を検知す
るものであつて、障害物まで距離を０〜50cm、50
〜100cm、100〜200cm、200cm以上などと複数段階
に分割して設定し、各距離範囲内に障害物が存在
するときに対応する表示を行なうようにしてい
る。しかしながら、超音波は風や気温の変化など
の周囲の状態により伝播速度が変化するものであ
るから、計測距離に揺らぎが生じるものである。
したがつて、各距離範囲の境界付近、すなわち、
上述のように距離範囲を設定したとすれば50cm、
100cm、200cm付近では、表示がちらついて定まら
ず、利用者が距離を誤認することがある。 この問題を解消するため特開昭58−154683号公
報に開示された発明においては、障害物までの距
離に対応して距離計測の基準信号を変化させる構
成が開示されている。この構成においては変化の
割合を小さく設定すると周囲の状態による表示の
ちらつきが現われるものであり、逆に変化の割合
を大きくすると障害物が近付くときと、遠ざかる
ときとでの測定距離の差が大きくなるものである
から、運転者への表示と実際の距離との誤差が大
きくなるという問題がある。また、表示距離の設
定が回路構成により決定されているから、表示距
離を設定すると変更が容易ではないものであり、
自由度が小さいという問題もある。 ［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであつ
て、その主な目的とするところは、障害物までの
距離を正確に表示するとともに、表示距離の境界
付近で表示手段がちらつかないようにした車両用
障害物検出装置を提供することにある。 ［発明の開示］ （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図に示すように、クロツク発生手段とし
ての基準信号発生部１はセラミツク振動子（通称
セラロツク）や水晶振動子などの振動子２を備
え、第３図ａに示すように、一定周波数（例えば
3.84MHzの電気振動を出力する。基準信号発生部
１の出力である基準クロツクは各部の時間基準信
号となる。基準信号発生部１の出力の一部は制御
部１１、搬送波発生部１２、駆動部１３を経て送
波手段である送波器１４より超音波として送出さ
れる。制御部１１では基準信号発生部１より出力
される基準クロツクに基づいて第３図ｃに示すよ
うな所定のパルス幅を有した間欠的なパルスが作
成され、この出力は搬送波発生部１２に入力され
る。搬送波発生部１２では第３図ｂに示すよう
に、基準クロツクを例えば40KHzに分周し、その
信号と制御部１１の出力との論理積を出力する。
すなわち、第３図ｄに示すように、超音波に対応
した周波数のパルスを間欠的に出力する。このパ
ルスは駆動部１３により増幅され、第３図ｅに示
すような信号が送波器１４に入力され、ピエゾ素
子などで構成された送波器１４より超音波が間欠
的に所定の方向に向かつて送出される。 送波器１４より送出された超音波は超音波の送
出方向に存在する障害物により反射され受波手段
である受波器２１に受信され、第３図ｆに示すよ
うに、超音波に対応する電気振動に変換される。
ここで送波器１４と受波器２１とは一体型のもの
を用いているが、超音波を送出する時間と受信す
る時間とに時間差があるから、単一の送受波器を
用いてもよい。受波器２１で受信された超音波は
受信手段２０により処理されて雑音成分が除去さ
れる。すなわち、受信手段２０は受波器２１で受
信された超音波に対応する電気振動を増幅する増
幅部２２と、増幅部２２の出力のうち送波器１４
より出力された超音波の周波数を含む所定帯域の
電気振動のみを通過させる帯域フイルタ部２３
と、、帯域フイルタ部２３から信号が出力されて
いる時間幅に対応する矩形波を出力する波形整形
部２４と、波形整形部２４の出力のうち所定のパ
ルス幅を有した信号が入力されたときにのみ受信
信号を出力するノイズカツト部２５とから構成さ
れる。すなわち、増幅部２２では第３図ｇのよう
に電気振動が増幅され、第３図ｈのように、帯域
フイルタ部２３により送信された超音波に近い周
波数の信号のみが抽出される。帯域フイルタ部２
３を通過した信号は波形整形部２４により第３図
ｉに示すように、振動が継続している時間幅を有
したパルスに変換される。さらにノイズカツト部
２５では波形整形部２４の出力のうちパルス幅が
所定値に満たないものはノイズであるとみなし、
第３図ｊに示すように、パルス幅が所定値以上の
ときにのみ受信信号を出力するようになつてい
る。このようにして受信手段２０では受波器２１
で受信された超音波に対応する電気振動のうち所
定周波数外のものや所定時間幅に満たないものを
ノイズであるとして除去し、送波器１４から送出
された超音波の障害物による反射成分のみを取り
出すようにしている。 受信手段２０の出力は反射時間計測手段３０に
入力される。反射時間計測手段３０では送波器１
４から超音波が送出されてから受波器２１で反射
波が受信されるまでの時間が計測される。すなわ
ち、反射時間計測手段３０は基準クロツクを例え
ば40KHzに分周する分周部３１と、上述の制御部
１１より出力され搬送波発生部１２に入力された
のと同じ信号によりリセツトされるとともにリセ
ツト時から分周部３１の出力を計数するカウンタ
部３２と、上記受信手段２０より出力される受信
信号が入力されたときのカウンタ部３２の出力値
を記憶するレジスタ部３３とから構成される。分
周部３１の出力が第４図ａに示すような信号であ
るとし、制御部１１の出力を第４図ｂのような信
号であるとすると、第４図ｃ〜ｊに示すように、
制御部１１の出力パルスの立ち上がりよりカウン
タ部３２は分周部３１の出力パルスを８ビツトで
計数し、第４図ｋのように受信信号の立ち上がり
でのカウンタ部３２の値がレジスタ部３３に記憶
保持されるのである。したがつて、レジスタ部３
３は送波器１４から超音波が送出されてからその
超音波が障害物により反射され受波器２１で受信
されるまでの間に発生した基準クロツクの個数に
対応する値を記憶することになる。この値は送波
器１４から障害物までの距離に対応するものであ
る。 反射時間計測手段３０の出力は反射時間比較判
定手段４０に入力される。反射時間比較判定手段
４０は、反射時間設定手段４１により設定された
所定の反射時間と反射時間計測手段３０の出力で
ある実際の反射時間とを比較する６個の比較部４
２₁〜４２₆と、比較部４２₁〜４２₆の出力を圧縮
するエンコーダ部４３とから構成される。反射時
間設定手段４１は６個の時間設定部４４₁〜４４₆
により構成され、各時間設定部４４₁〜４４₆はそ
れぞれ障害物までの距離が50cm、55cm、100cm、
105cm、200cm、205cmに対応する反射時間に設定
されている。これらの設定値のうち50cm、100cm、
200cmはそれぞれ後述する報知手段により報知さ
れる距離範囲の境界値を決める主設定値であり、
55cm、105cm、205cmはそれぞれ各主設定値に対応
する副設定値である。したがつて各主設定値はそ
れぞれ５cmの境界幅を有していることになる。こ
こで境界幅を５cmとしているが、境界幅は異なる
値に設定してもよい。各時間設定部４４₁〜４４₆
は各比較部４２₁〜４２₆に対応しており、各比較
部４２₁〜４２₆では各時間設定部４４₁〜４４₆の
値と反射時間計測手段３０の出力である実際の反
射時間とがそれぞれ比較される。そして、実際の
反射時間の方が設定時間より長いと判断された比
較部４２₁〜４２₆の出力がＨレベル（以下１と記
述する）となり残りの比較部４２₁〜４２₆の出力
はＬレベル（以下下０と記述する）となる。以上
のようにして各比較部４２₁〜４２₆の出力は０ま
たは１となり、６ビツトの信号がエンコーダ部４
３に入力されることになる。エンコーダ部４３は
６ビツトの信号を下表のように３ビツトの信号に
圧縮する。

【表】

【表】 以上のようにして障害物までの距離として実際
に計測されたた距離がどの範囲に属するかに応じ
てエンコーダ部４３から３ビツトのデジタル信号
が出力されるのである。この３ビツトの信号は主
設定値、すなわち50cm、100cm、200cmと各主設定
値に対応する副設定値、すなわち55cm、105cm、
205cmとの間の境界幅内では第１ビツトが１とな
り、それ以外の範囲では第１ビツトが０となる。 反射時間比較判定手段４０の出力は反射時間選
択手段５０に入力される。反射時間選択手段５０
は４個のレジスタ５１₁〜５１₄を有し、各レジス
タ５１₁〜５１₄は直列に配置されている。すなわ
ち、反射時間比較判定手段４０の出力はまず第１
のレジスタ５１₁に記憶され、このとき第１のレ
ジスタ５１₁の内容は第２のレジスタ５１₂に送ら
れ、第２のレジスタ５１₂の内容は第３レジスタ
５１₃に送られるというように各レジスタ５１₁〜
５１₄の内容が順に次のレジスタ５１₂〜５１₄に
送られるようになつている。各レジスタ５１₁〜
５１₄では反射時間比較判定手段４０の出力のう
ち上位２ビツトのみを記憶する。エンコーダ部４
３から第１レジスタ５１₁への信号の読み込みは、
制御部１１からのタイミング信号とエンコーダ部
４３の出力のうちの第１ビツトの反転信号との論
理積により制御されており、エンコーダ部４３の
出力の第１ビツトが０でかつ、超音波送波と同時
に読み込みが行なわれるようになつている。すな
わち、制御部１１の出力とエンコーダ部４３の第
１ビツトとは、一端が反転入力となつた論理積部
５３に入力され、この論理積部５３によりレジス
タ５１₁への読み込みタイミングが決定されるの
である。また他のレジスタ５１₂〜５１₄への読み
込みは制御部１１からのタイミング信号のみによ
り制御される。以上のようにして各距離範囲の境
界付近で５cmの境界幅を持たせ、この境界幅内に
障害物が存在するときにはエンコーダ部４３の出
力を第１レジスタ５１₁に読み込まずに第１レジ
スタ５１₁の内容を保持したままでデータのシフ
トが行なわれるようにしているのであり、障害物
が境界幅外に存在するときのみの４回分のデータ
がレジスタ５１₁〜５１₄に記憶されるのである。
各レジスタ５１₁〜５１₄の出力は演算部５２に入
力される。演算部５２では各レジスタ５１₁〜５
１₄の出力のうち最小値、すなわちもつとも短い
距離範囲に対応する出力を選択して時間範囲信号
を出力する。このように各レジスタ５１₁〜５１₄
の出力のうちから最小値を選択して出力するか
ら、過去４回分の計測距離のうちから１回分のデ
ータのみを取り出すことになり、しかもそれらの
データのうちには各距離範囲の境界付近の境界幅
内でのデータが含まれないから、演算部５２の出
力は安定したものとなり、単調に減少または増加
するようになるのである。なお、電源投入時には
各レジスタ５１₁〜５１₄には１１がリセツトされ
る。また、演算部５２では最小値の代わりに最大
値を選択するようにしてもよい。 反射時間選択手段５０の出力である時間範囲信
号は報知手段６０に入力される。報知手段６０は
ブザー制御部６１と、ブザー駆動部６２と、ブザ
ー６３と、ランプ制御部６４と、ランプ駆動部６
５と、３個のランプ６６₁〜６６₃とにより構成さ
れている。各ランプ６６₁〜６６₃はそれぞれ第５
図に示すような各距離範囲、すなわち50cm以下、
50〜100cm、100〜200cm、200cm以上の表示を行な
うようになつており、計測距離が各距離範囲のう
ちのどの範囲に属するかによりランプ６６₁〜６
６₃を点灯させる個数を変化させ距離範囲の表示
を行なうようにしているのである。なお、第５図
において２進数の表示はエンコーダ部４３の出力
に対応し、Ａは本装置の位置を示す。またブザー
６３は各距離範囲に対応して音調を変化させ、ラ
ンプとともに距離範囲を報知する。 なお、第１図の破線部内はマイクロコンピユー
タにより構成することができるものであり、その
場合には非常に小型化や調整箇所の削減ができる
とともに信頼を高くすることができるものであ
る。また、上述の実施例においては反射時間計測
手段３０のカウンタ部３２において制御部１１か
らの信号が入力された時点で出力がすべて０とな
るようにしているが、制御部１１からの信号が入
力された時点での出力に０以外の適当な値を持た
せれば、反射時間計測手段３０の出力である実際
の反射時間を計測する基準点をずらすことができ
るものであり、これによつて、表示距離範囲の設
定を変更することもできるものである。すなわ
ち、カウンタ３２の出力は８ビツトであるから、
オフセツト値を例えば、−10cmに対応して
11110110b（上位１ビツトを符号として使用して
いるから、10cmに対応する２進数00001010bの補
数に１を加えた値となる）となるようにすれば、
実際の距離範囲をそれぞれ０〜60cm、60〜110cm、
110cm〜210cm、210cm以上として10cmシフトさせ
ることができるのである。このように適宜オフセ
ツト値を設定すれば表示距離範囲を変更可能であ
り、表示距離範囲の変更が容易となつている。 （動作） 以下、動作について説明する。なお、以下の説
明においては反射時間比較判定手段４０以降の動
作について説明する。第２図に示すように、反射
時間計測手段３０においてレジスタ部３３にセツ
トされた計測距離に対応する値が反射時間比較判
定手段４０で設定値と比較され、エンコーダ部４
３により距離範囲に対応した３ビツトの時間範囲
信号が取り出される。ここで下位１ビツトが０で
あるときにのみエンコーダ部４３から時間範囲信
号の上位２ビツトがレジスタ５１₁に読み込まれ、
それ以外のときにはレジスタ５１₁〜５１₄間でデ
ータのシフトが行なわれる。第１のレジスタ５１
_１〜５１₄にはデータが入力されないから元のデー
タがそのまま保持される。そして演算部５２では
各レジスタ５１₁〜５１₄に記憶された時間範囲信
号の上位２ビツトのうちから最小値を選択して出
力するようになつている。この最小値が00である
場合、すなわち、距離範囲が50cm以下であるとき
にはブザー６３が連続して吹鳴するとともに、ラ
ンプ６６₁〜６６₃が全部点灯する。また最小値が
01である場合、すなわち、距離範囲が55cmより大
きく100cm以下であるときにはブザー６３が非常
に速く断続して吹鳴するとともに、ランプ６６₁
〜６６₃が２個点灯する。さらに、最小値が10で
ある場合、すなわち、距離範囲が105cmより大き
く200cm以下である場合にはブザー６３が速く断
続して吹鳴し、ランプ６６₁〜６６₃は１個が点灯
する。また、最小値が11のとき、すなわち、距離
範囲が205cm以上のときにはブザー６３がゆつく
りと断続して吹鳴するとともに、ランプ６６₁〜
６６₃が全部消灯する。以上のようにして計測距
離がどの距離範囲に属するかに対応してブザー６
３やランプ６６₁〜６６₃が駆動され、その距離範
囲が報知されるようになつている。 しかして各距離範囲の境界に５cmの境界幅を持
たせるとともに、障害物が境界幅内に存在してい
ると判定されたときにはレジスタ５１₁〜５１₄に
時間範囲信号を読み込まないようにし、しかも過
去４回分の計測距離のうちの最小値のみを採用す
るようにしているから、風や気温などの影響で超
音波の伝達速度が変化してもランプ６６₁〜６６₃
が２つの距離範囲の間で往復してちらつくといつ
たことがなく、しかも実際の距離感に近い表示を
行なうことができるものである。以下、実際の動
作を表に示す。まず、障害物が遠方から次第に近
付くときには下表のようになる。なお、以下の説
明において数値の後にｂが付されている場合には
２進数を示すものとする。また表示距離は200cm
以上をＡ、100〜200cmをＢ、50〜100cmをＣ、０
〜50cmをＤとして示す。

【表】 このように遠方から障害物が次第に接近すると
きには表示が滑らかに変化し、ちらつかないもの
である。次に障害物が200cm付近に存在し、風な
どの周囲の状態による影響がある場合について例
示する。

【表】

【表】 以上のようにこの場合についても表示は滑らか
に変化し、ちらつきが生じないものである。さら
に周囲の状態変化が激しい場合について下表に例
示する。

【表】 以上のように、周囲の状態変化が激しい場合で
も表示はちらつかず、安定した表示が行なえるも
のである。 ［発明の効果］ 本発明は上述のように、障害物までの距離範囲
の境界値に対応する反射時間が主設定値として複
数設定されるとともに各主設定値ごとに主設定値
とは所定の境界幅だけ異なる副設定値がそれぞれ
設定された反射時間設定手段と、反射時間計測手
段の出力が反射時間設定手段の複数の設定値のう
ち隣接するどの一対の設定値の範囲内に属するか
に対応して時間範囲信号を上記送波手段からの超
音波の１回の送出ごとに順次出力する反射時間比
較判定手段と、上記境界幅内以外の時間範囲信号
から最近に発生した複数個を記憶しそれらの時間
範囲信号のうちの最大値と最小値とのいずれか一
方を選択出力する反射時間選択手段とを備えてい
るので、障害物までの距離を正確に表示するとと
もに、表示距離の境界付近での報知手段のちらつ
きが確実に防止できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図ないし第５図は同上の動作説明図である。 １は基準信号発生部、１１は制御部、１２は搬
送波発生部、１３は駆動部、１４は送波器、２０
は受信手段、２１は受波器、２２は増幅部、２３
は帯域フイルタ部、２４は波形整形部、２５はノ
イズカツト部、３０は反射時間計測手段、４０は
反射時間比較判定手段、４１は反射時間設定手
段、５０は反射時間選択手段、５１₁〜５１₄はレ
ジスタ、５２は演算部、６０は報知手段、６３は
ブザー、６６₁〜６６₃はランプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定周波数の基準クロツクを発生するクロツ
   ク発生手段と、上記基準クロツクに基づいて一定
   周波数の超音波を所定方向に間欠的に送出する送
   波手段と、送波手段より送出され所定方向に存在
   する障害物により反射された超音波を受信する受
   波手段と、受波手段により受信された超音波のう
   ち送波手段より送出された超音波成分のみを取り
   出す受信手段と、送波手段から超音波が送出され
   てから受波手段で受信されるまでの時間を計測す
   る反射時間計測手段と、障害物までの距離を複数
   段階の距離範囲により報知する報知手段とを具備
   した車両用障害物検出装置において、障害物まで
   の距離範囲の境界値に対応する反射時間が主設定
   値として複数設定されるとともに各主設定値ごと
   に主設定値とは所定の境界幅だけ異なる副設定値
   がそれぞれ設定された反射時間設定手段と、反射
   時間計測手段の出力が反射時間設定手段の複数の
   設定値のうち隣接するどの一対の設定値の範囲内
   に属するかに対応して時間範囲信号を上記送波手
   段からの超音波の１回の送出ごとに順次出力する
   反射時間比較判定手段と、上記境界幅内以外の時
   間範囲信号から最近に発生した複数個を記憶しそ
   れらの時間範囲信号のうちの最大値と最小値との
   いずれか一方を選択出力する反射時間選択手段と
   を備えて成ることを特徴とする車両用障害物検出
   装置。 ２ 送波手段と受波手段とが一つの超音波送受波
   器であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の車両用障害物検出装置。 ３ 上記受信手段が受波手段により受信された超
   音波に対応する電気振動を増幅する増幅部と、増
   幅部の出力のうち送波手段より送出された超音波
   の周波数を含む所定帯域の電気振動のみを取り出
   す帯域フイルタ部と、帯域フイルタ部から信号が
   出力されている時間幅に対応する矩形波を出力す
   る波形整形部と、波形整形部のうちパルス幅が所
   定値以上のパルスが入力されたときにのみ受信信
   号を出力するノイズカツト部とから構成されて成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   車両用障害物検出装置。 ４ 上記反射時間設定手段の設定時間は障害物ま
   での距離がそれぞれ50cm、100cm、200cmに対応す
   る時間を主設定値とし、各主設定値に対応してそ
   れぞれ55cm、105cm、205cmに対応する時間を副設
   定値として成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の車両用障害物検出装置。 ５ 上記反射時間選択手段には順次入力される時
   間範囲信号を記憶する直列に配列された複数のレ
   ジスタが設けられ、各レジスタは次の時間範囲信
   号が入力されると記憶していた時間範囲信号を次
   段のレジスタに順次送り、各レジスタに記憶され
   た時間範囲信号のうちの最大値と最小値とのいず
   れか一方を選択する演算部が設けられて成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両用
   障害物検出装置。 ６ 上記報知手段は複数段階の各距離範囲に対応
   して点灯する複数のランプと、各距離範囲に対応
   して吹鳴するブザーとから成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の車両用障害物検出装
   置。