JPH04372437A - 自動車用電子バンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高周波近接スイッチ
を応用して、車が人体等の物体に近づいたことを感知す
る自動車用電子バンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】車が人や障害物等に接近したことを検知
し警告を発するバンパとして、特公平２−２６４１４号
公報に記載のように高周波近接スイッチを応用すること
が提案されている。その原理は図１３に示すように、発
振回路４と、これと共振し２枚の電極１及び２から成る
感知板３、ローディングコイルＬ２及びデバイドコンデ
ンサＣ３を含む共振回路５とから構成され、共振回路５
の共振周波数ｆ０１を発振回路４の共振周波数ｆ０に近
づけて調整しておく。この時、人体等が感知板３に近づ
くと感知板の浮遊容量Ｃｃが増加し、共振周波数ｆ０、
ｆ０１は離調するため発振出力は低下するので、この出
力変化から人体等の接近を検知するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１４は、このような
電子バンパを取付けた車６と人７とが接近した時に生じ
る容量を示すものであり、感知板容量Ｃｃに、人と電極
１との間の容量ＣＴ、人と車ボディ間の容量ＣＯＴ、車
ボディと大地間の容量ＣＥ等が加わり、発振器に影響を
与えて検出される。ここで、車が停止した状態で人が車
に近づいた時には問題は発生しないが、車が走行した時
には誤動作を起こす場合がある。この関係は図１５によ
り説明される。すなわち、電極１から放射された電気力
線（高周波電流）Ｅは、車のボディ間に生ずる容量Ｃ０
に流れる電界Ｅ０と、大地間に生ずる容量ＣＥ１に流れ
る電界ＥＥを生じ、この電界ＥＥは大地を通して大地と
車ボディ間に生ずる容ＣＥ０により電極２へ流れる。こ
の状態で車が走行すると、車のボディと大地間の容量Ｃ
Ｅ０及び電極１と大地間の容量ＣＥ１が振動する（丁度
コンデンサの両極間の距離が変る）ため容量変化が生じ
、感度を上げた場合に誤動作を起すことがある。

【０００４】この発明は上述した事情から成されたもの
であり、この発明の目的は、高周波近接スイッチを応用
した自動車用電子バンパにおいて、車が走行中にも誤動
作を起すことがなく、物体の接近を検知し得るバンパを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述のような誤動作をな
くすには、大地と車のボディ間の容量ＣＥ０及び電極１
と大地間の容量ＣＥ１の影響を少なくすることが必要で
ある。それには、感知板の電極１及び２が感知対象物に
対向していれば良い。図１はこのような感知板の電極１
、２の配置を示すもので、電極１、２は同一平面上に置
かれる。図１において、電極１から放射された電界は、
車ボディ６を通じて電極２へ入るものや空間を通して電
極２へ到達する。このような状態で人７が近づくと、大
地とは余り関係なく、電極１に影響を与えて動作する。 すなわち、車が走行しても大地の影響を受けない。

【０００６】この場合、電極１、２と車ボデイとの距離
Ｌが短か過ぎると、容量Ｃを通して電極同士が短絡する
ようになるので、少なくとも電極の幅Ｗ位は離す必要が
ある。例えば、電極の幅が１００ｍｍであれば距離Ｌは
１００ｍｍ以上離さないと感度（最大感知距離）５００
〜６００ｍｍは得られない。また、電極が丁度ダイポー
ルアンテナの様になり電波の放射が大きく、余り得策で
はない。距離Ｌが１００ｍｍ以上に大きくなるとバンパ
設計上の制約を受け、これも望ましくない。上記の点を
考慮して、この発明においては図２の如く、感知板の感
知対象に面した電極を分割して発振側電極１０及び同調
回路側電極１１とし、これをカップリングコンデンサＣ
として、図３に示すように発振回路８と同調回路９とを
接続し、発振回路８からの発振出力を同調回路９に供給
することにより、同調回路９の出力を検出し、その変化
から障害物の有無を検知するものである。

【０００７】すなわち、この発明の上記目的は、２枚の
平行板電極を感知板とする高周波近接スイッチを応用し
た自動車用電子バンパにおいて、感知対象物に面した電
極を分割してその一方を発振回路に、他方を同調回路に
接続し、前記発振回路を流れる高周波電流によって前記
同調回路に生じる高周波出力を検出し、その変化から障
害物の有無を検知することによって達成される。

【０００８】

【作用】今、図３の回路を図４のような等価回路で考え
、発振回路８から周波数ｆ０の高周波電流がカップリン
グコンデンサＣにより同調回路９に供給されたとすると
、同調回路９の共振周波数ｆ１を、ｆ１＜ｆ０として周
波数ｆ０に近づけて調整しておけば、図５の電圧ｅ１で
示される出力が得られる。この時、物体が近づけばカッ
プリングコンデンサＣ及び同調コンデンサＣ２の容量は
増加して共振周波数が変化しｆ１′になったとすると、
回路は離調し出力はｅ１′に減ずる。このような感知板
容量の変化と、損失抵抗Ｒとによって物体の検出が可能
となり、図６に示すように電極前面の電界がその中の物
体の検出に有効に使用される結果、大地に対する容量Ｃ
Ｅの影響は軽減される。

【０００９】

【実施例】この発明に用いる感知板の具体例として次の
ようなものが使用できる。実験の結果によれば、発振側
電極１０と同調回路側電極１１の面積比が１：１の時、
電極を分割しない場合に比べて感度を同じとすると、車
走行時の対大地容量の振動による影響は約１／２になる
。更に１：５とすると、殆んど影響を受けないことが分
った。従って実用としては発振には水晶等を使用し、発
振側電極１０は出来るだけ小さくして、同調回路側電極
１１に近接して横方向に平行に並べて配置することが好
ましく、また、図７のように発振側電極１０を同調回路
側電極１１で挟み込むようにしても良い。

【００１０】次の実施例として、検知する物体の位置を
知るために複数の前記同調回路と、温度その他環境によ
る感知板容量の変化を補償するために、環境変化に安定
した基準容量を持つ基準回路とを併設した場合の例につ
いて説明する。

【００１１】感知板の構造は図８の如く同調回路側電極
１１を複数個に分割し、分割された電極１１１，１１２
…１１Ｎ（ここでは説明を簡単にするため２個とする。 ）に対して同調回路を形成し、それぞれの電極位置で検
知を行なうようにすれば、物体の位置が検出できる。図
９はこのような感知板の具体的形状を示したもので、ア
ルミ箔のような薄い金属から成る電極２、１０、１１１
及び１１２がシート状の発泡樹脂支持体の表裏面に貼着
されており、検出部１６と共にバンパに付設される。し
かし、複数の回路系が至近距離で同時発振すると、互い
に干渉して誤動作を起こすので、各電極１１１及び１１
２はスイッチを切替えることによって順次同調回路に接
続されて信号出力を出ようにする。

【００１２】図１０にその回路を示す。電極１１１或い
は１１２で形成される各感知板は、リングカウンタ１３
から発生するクロックパルスＸ、Ｙ及びＺで制御される
アナログスイッチＡＮＧ１及びＡＮＧ２を介して順次同
調回路９に接続される。ここで得られる変調信号は検波
され、ボルテージフォロワＯＰ１を通してクロックパル
スＸ、Ｙ及びＺで同期させたアナログスイッチＡＮＧ６
及びＡＮＧ７により各感知板毎に弁別される。各感知板
からの出力はコンデンサで平滑された後、直流増幅器Ａ
ｍｐ１及びＡｍｐ２で増幅され、コンパレータＣｏｍｐ
１及びＣｏｐｍ２により２値化されて、これから障害物
の有無が位置と共に検出できる。

【００１３】ここで、アナログスイッチＡＮＧ３及びＡ
ＮＧ４を用いた意味は、例えば電極１１１が動作状態の
とき、もしアナログスイッチＡＮＧ３及びＡＮＧ４がな
いとすると感知板は高インピーダンスになっており、電
極１１２に物体が極端に近づいたりすると（人が直接手
で触れるなど）、動作状態の電極１１１に影響を与え、
出力が変動し不具合な現象が生ずるため、アナログスイ
ッチＡＮＧ３及びＡＮＧ４により感知板を短絡するよう
にすると、この現象は取除くことができる。

【００１４】更に、図１０の回路には電極１１１、１１
２が形成する感知板に相当して、温度等の環境変化に安
定した基準容量ＣＳを有する基準回路１４がアナログス
イッチＡＮＧ５を介して同調回路９に接続されている。 この基準容量ＣＳに接続された時の同期回路９の出力は
、アナログスイッチＡＮＧ８で弁別され平滑されるが、
この出力を基準電圧として直流増幅器Ａｍｐ１及びＡｍ
ｐ２の零点調整をすることによって、感知板容量が温度
等によって変動した場合の補償を行なう。また、増幅さ
れた出力信号をコンパレータＣｏｍ１及びＣｏｍ２で２
値化する基準も、前記基準電圧によって調整される。検
出した信号は、図１１に示したように車のダッシュボー
ドに設けた表示部１７のリレーＲＹ１、ＲＹ２を動作し
、表示ランプ或いはブザーによる警報を発するようにな
っている。検出部１６と表示部１７の間に介挿されたチ
ョークコイルＣＨ１〜ＣＨ４は、車のバンパ上に電極を
接着等により固定する時、バンパ自身金属の場合は問題
ないが、樹脂製の場合にはボディアースがとれず、電源
側と感知板との間に供給する線（信号線も含む）に高周
波電流が流れて電界を生じ誤動作を起すのを防止するた
めのものである。

【００１５】次に図１０の回路の変形として図１２のよ
うな回路としても同様の結果が得られる。この場合は、
各感知板及び基準回路１４にはそれぞれ個別に同調回路
が設けられ、これらの出力はアナログスイッチＡＮＧ９
、ＡＮＧ１０及びＡＮＧ１１を介して時間差を与えて次
の処理回路に入力させるものである。以上述べた通り、
同調回路側電極１１を分割して多感知とすることができ
るが、物体が図８における電極１１１に近づいた時に、
発振レベルの影響が電極１１２側に現われ誤動作の原因
になることがある。そのため、図１６の如く発振側電極
１０も分割して電極１１１及び１１２に対応させるよう
にすればその影響はなくなる。その場合は、図１０の発
振回路８を図１７のようにする。すなわち、アナログス
イッチＡＮＧ１２及びＡＮＧ１３を用いて、電極１１１
及び１１２側同調回路と、電極１０１及び１０２側発振
回路とをクロックパルスＸ，Ｙでそれぞれ同期させれば
よい。

【００１６】また、アナログスイッチを使用せず、或る
固定抵抗値を付けることにより、お互いの干渉を軽減す
ることもできる。この値を適当に選べば、感度との兼ね
合いでアナログスイッチを全て取除くことができる。ま
た、スイッチ手段としてアナログスイッチの代りにトラ
ンジスタ又はバリキャップを使用しても良い。

【００１７】

【発明の効果】上述のように、この発明の感知板構成に
よれば、電極前面の電界が物体検出に有効に使用され、
車の走行時に大地に対する容量が振動して起こす誤動作
は防止される。また、複数の感知板を干渉することなく
近接して配設できるので、障害物の有無及び位置を検知
することができる。更に基準容量を用いることにより、
感知板容量の環境による変動に対し常時補償が行なわれ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】感知板電極の一配置例を示す図である。

【図２】この発明の感知板の構成を示す図である。

【図３】この発明の主要部を表わす回路図である。

【図４】図３の回路の等価回路図である。

【図５】この発明における周波数と出力との関係を表す
図である。

【図６】この発明における感知板と人との間に生じる電
界を示す図である。

【図７】この発明による感知板の他の構成例を示す図で
ある。

【図８】この発明における複数感知の感知板構成を示す
図である。

【図９】電子バンパの具体例を示す図である。

【図１０】この発明による複数感知例を示す回路図であ
る。

【図１１】表示部を示す回路図である。

【図１２】この発明による複数感知の他の例を示す回路
図である。

【図１３】従来の高周波近接スイッチの原理を示す図で
ある。

【図１４】高周波近接スイッチを応用した従来の電子バ
ンパと物体との間の静電容量を示す図である。

【図１５】車の走行が大地間容量に与える影響を説明す
る図である。

【図１６】複数感知の感知板構成の他の例を示す図であ
る。

【図１７】図１６の感知板における発振回路図である。

【符号の説明】

１　　電極 ２　　電極 ３　　感知板 ４　　発振回路 ５　　共振回路 ６　　車 ７　　人 ８　　発振回路 ９　　同調回路 １０　　発振側電極 １１　　同調回路側電極 １２　　発泡樹脂支持体 １３　　リングカウンタ １４　　基準回路 １５　　カーバッテリー １６　　検出部 １７　　表示部 １０１　　分割された発振側電極 １０２　　分割された発振側電極 １１１　　分割された同調回路側電極 １１２　　分割された同調回路側電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２枚の平行板電極を感知板とする高周
   波近接スイッチを応用した自動車用電子バンパにおいて
   、感知対象物に面した電極を分割してその一方を発振回
   路に、他方を同調回路に接続し、前記発振回路を流れる
   高周波電流によって前記同調回路に生ずる高周波出力を
   検出し、その変化から障害物の有無を検知する手段を設
   けたことを特徴とする自動車用電子バンパ。
2. 【請求項２】　　複数の感知板及び基準容量を持つ基準
   回路と、前記複数の感知板及び基準回路を前記同調回路
   に接続するスイッチ手段と、前記同調回路の出力を弁別
   して前記複数の感知板及び前記基準回路に対応した検出
   部に与える弁別部と、前記スイッチ手段及び弁別部を同
   期して切換える同期手段と、前記基準回路からの出力を
   基準電圧として零点調整する直流増幅器と、前記基準電
   圧によって２値化の基準を調整する比較器とを具備した
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用電子バンパ
   。