JPH10268036A - 車両用超音波センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】路面は障害物として誤検出しない反面、路面か
ら突出した縁石や車止め等の自車両に極めて近い障害物
は検出できるようにする。 【解決手段】制御回路５は、ソナー素子１〜４が受信し
た反射波に基づき検出した自車両と反射物体との相対距
離が所定距離移動した場合に警報出力を許可する第１の
警報許可要素を備えたので、路面からの反射波に感応し
ない。また、第１の警報許可要素が警報出力を許可した
直後は前記相対距離の移動が停止しても警報出力許可状
態を所定時間維持する時限要素を備えるので、警報出力
の途切れが無く成る。さらに相対距離が路面からソナー
素子１〜４の取付け位置までの距離より短い距離範囲に
成った場合は、相対距離が所定距離移動しない場合でも
第１の警報許可要素より優先して警報出力を許可する第
２の警報許可要素を備えるので、路面との相対距離より
短い距離に有る障害物を検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自車両に設けた
ソナー素子から自車両周辺に超音波を発射し、その反射
波から自車両周辺の障害物を検知する車両用超音波セン
サに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自車両周辺の障害物を検知するた
めに、自車両にソナー素子を備え、該ソナー素子から超
音波を発射していた。一般に、この種の車両用超音波セ
ンサは、単一周波数の超音波を一定周期で間欠的に発射
し、この発射タイミングから所定時間後に設定したサン
プリングタイミング中に反射波を検出すると、障害物が
自車両周辺に存在するとして乗員に障害物の存在を警報
していた。しかし、かかる従来技術にあっては、発射し
た超音波が路面によって反射し、その反射波がサンプリ
ングタイム中に検出されると、あたかも自車両の近傍に
障害物が存在しているが如き検出を行ってしまうことが
あった。そこで、こうした誤動作に対処すべく、従来技
術の一つの例示として特開昭６０−１９４３８０号公報
は、ホーンの中心軸の方向を開口側で上向きに傾斜させ
ることにより路面を誤検出することを防止した技術を開
示していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、ホーンの指向性を変えて超音波が路面方
向に発射しないようにしたものであり、サイドローブの
影響も考慮すると路面方向に超音波が発射しないように
するにはホーンの形状にも一工夫が必要で有るのみなら
ず、路面から突出した縁石や車止め等の障害物を検出で
きないといった欠点が有った。

【０００４】この発明は、上記した課題を解決するもの
であり、超音波の発射口であるホーンの形状や指向性は
従来のままでよく、制御回路のプログラムを改良するだ
けで路面を障害物として誤検出することがないようにし
た車両用超音波センサを提供することを目的としたもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、まず請求項１記載の発明は、自車両に設けたソナー
素子から自車両の周辺に超音波を発射し、その反射波か
ら自車両周辺の障害物を検知する制御回路を具備した車
両用超音波センサにおいて、前記ソナー素子が受信した
反射波に基づき検出した自車両と反射物体との相対距離
が所定距離移動した場合に警報出力を許可する第１の警
報許可要素を前記制御回路に備えることで路面からの反
射波に感応しないようにした車両用超音波センサを提供
する。

【０００６】また請求項２記載の発明は、前記第１の警
報許可要素が警報出力を許可した直後は前記相対距離の
移動が停止しても警報出力許可状態を所定時間維持する
時限要素を前記制御回路に備えることで警報出力の途切
れを無くするようにした車両用超音波センサを提供す
る。

【０００７】また請求項３記載の発明は、前記相対距離
が路面から前記ソナー素子の取付け位置までの距離より
短い距離範囲に成った場合は、前記相対距離が所定距離
移動しない場合でも前記第１の警報許可要素より優先し
て警報出力を許可する第２の警報許可要素を前記制御回
路に備えることで路面との相対距離より短い距離に有る
障害物を検知し得るようにした車両用超音波センサを提
供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】添付図１は、この発明に係る好適
な実施の形態を示した電気的ブロック図であり、各ブロ
ックを構成する回路図を図３、図４に例示する。同図に
おいて、１，２は自車両のコーナーに設けたソナー素
子、３，４は自車両の後部に設けたソナー素子である。
また、５は制御回路、６，７はブザー、８はリバースス
イッチ、９はイグニションスイッチ、１０は直流電源、
１１はバックアップランプである。以下各構成を説明す
る。

【０００９】まずソナー素子１，２，３，４は、制御回
路５が出力する電気信号を機械的振動に変換し、超音波
として発射するスピーカーの機能を有すると共に、該ソ
ナー素子１，２，３，４が発射した超音波の反射波を受
信して、電気信号に変換するマイクロフォンの機能を有
するものであり、圧電素子によって構成している。その
うちでソナー素子１，２は自車両のバンパー等の右隅及
び左隅に装着し、ソナー素子３，４は自車両の後部のバ
ンパー等に装着している。

【００１０】次に制御回路５を説明する。制御回路５
は、素子駆動部５１Ａ〜５１Ｄ、送信部５２、増幅検波
部５３Ａ〜５３Ｄ、マイクロコンピュータ５４、クロッ
ク発振部５５、ブザー駆動部５６、及び定電圧部５７に
よって構成した回路であり、各部分を詳述する。

【００１１】素子駆動部５１Ａは、送信部５２から入力
した電気信号を昇圧してソナー素子１を駆動する部分で
あり、図３（ｂ）に例示するごとくコンデンサ５１Ａ
３、抵抗５１Ａ４，５１Ａ５、及びトランス５１Ａ６に
よって接続構成するとともに、出力端５１Ａ１をソナー
素子１に接続し、入力端５１Ａ２を送信部５２の出力端
５２１に接続している。同様に、素子駆動部５１Ｂ〜５
１Ｄは送信部５２から入力した電気信号を昇圧してソナ
ー素子２〜４を駆動する部分であり、素子駆動部５１Ａ
と同じ接続構成に成っている。そして素子駆動部５１Ｂ
〜５１Ｄの各出力端５１Ｂ１〜５１Ｄ１をソナー素子２
〜４にそれぞれ接続し、各入力端５１Ｂ２〜５１Ｄ２を
送信部５２の出力端５２１に接続している。

【００１２】また送信部５２は、マイクロコンピュータ
５４から入力した電気信号を増幅して素子駆動部５１Ａ
〜５１Ｄに出力する部分であり、図３（ａ）に例示する
ごとく電界効果トランジスタ５２３、ダイオード５２
４、抵抗５２５，５２６、及びコンデンサ５２７によっ
て接続構成するとともに、入力端５２２をマイクロコン
ピュータ５４の出力端５４１に接続している。

【００１３】また増幅検波部５３Ａは、ソナー素子１が
導出する反射波の電気信号を増幅し、包絡線検波を行
い、パルス信号に波形成形してマイクロコンピュータ５
４に入力する部分であり、図３（ｃ）に例示するごとく
コンデンサ５３Ａ３〜５３Ａ１５、抵抗５３Ａ１６〜５
３Ａ３０、ダイオード５３Ａ３１〜５３Ａ３３、オペア
ンプ５３Ａ３４〜５３Ａ３８、及びトランジスタ５３Ａ
３９，５３Ａ４０によって接続構成するとともに、入力
端５３Ａ１をソナー素子１に接続し、出力端５３Ａ２を
マイクロコンピュータ５４の入力端５４２に接続してい
る。増幅検波部５３Ｂ〜５３Ｄも上記増幅検波部５３Ａ
と同一の接続構成により同一の機能を有したものであ
り、各入力端５３Ｂ１〜５３Ｄ１にソナー素子２〜４に
それぞれ接続し、各出力端５３Ｂ２〜５３Ｄ２をマイク
ロコンピュータ５４の各入力端５４３〜５４５に接続し
ている。

【００１４】またクロック発振部５５は、マイクロコン
ピュータ５４の演算処理を進めるためのクロック信号を
発生する部分である。

【００１５】またブザー駆動部５６は、マイクロコンピ
ュータ５４が導出するブザー制御信号を受けてブザー
６，７を駆動する部分であり、図４に例示するごとくコ
ンデンサ５６０８〜５６１３、抵抗５６１４〜５６３
０、昇圧コイル５６３１，５６３２、ダイオード５６３
３，５６３４、トランジスタ５６３５，５６３６、イン
バータ５６３７〜５６４２、ＮＯＲゲート５６４３，５
６４４、及び分周器５６４５で接続構成するとともに、
入力端５６１をリバーススイッチ８に接続し、入力端５
６２，５６３をマイクロコンピュータ５４の出力端５４
６，５４７に接続し、出力端５６４，５６５をブザー６
に接続し、出力端５６６，５６７をブザー７に接続して
いる。

【００１６】またリバーススイッチ８は、それぞれシフ
トチェンジレバー（図示せず）をリバース位置に切り換
えるとオン作動するスイッチであり、一端をイグニショ
ンスイッチ９を介して直流電源１０に接続し、他端を制
御回路５及びバックアップランプ１１に接続している。

【００１７】またマイクロコンピュータ５４は、出力端
５４１から送信部５２にソナー素子１，２，３，４を制
御するための電気信号を出力するとともに、ソナー素子
１，２，３，４が導出する反射波信号に基づき増幅検波
部５３Ａ〜５３Ｄから入力端５４２〜５４５に入力した
パルス信号により、自車両と自車両周辺の反射物体との
相対距離を演算し、該相対距離やその変動値に応じてブ
ザー駆動部５６に信号を出力し、ブザー６，７を吹鳴さ
せる部分である。

【００１８】該マイクロコンピュータ５４は、路面から
の反射波に感応しないようにするための第１の警報許可
要素と、警報出力の途切れを無くするようにするための
時限要素と、路面との相対距離より短い距離に有る障害
物を検知し得るようにするための第２の警報許可要素と
を図２のフローチャートで例示するごとくプログラムし
ている。

【００１９】まずこれらの各要素を説明する前に、図２
にフローチャートを説明する。このフローチャートはス
テップ１０１〜ステップ１１２から成る路面誤検知防止
を行うサブルーチンを示しており、ステップ１０１から
スタートした後、ステップ１０２において反射物体との
相対距離が例えば５０〜９０［ｃｍ］であるか否かを判
断する。該ステップ１０２における判断がＹＥＳである
とステップ１０３に進み、判断がＮＯであるとステップ
１１１に進む。

【００２０】ステップ１１１に進んだ場合はメインルー
チンである通常処理モードに移行するが、ステップ１０
３に進んだ場合は３［秒］タイマフラグがＯＮ（タイマ
作動中）状態であるか否かを判断し、判断がＮＯである
とステップ１０４に進み、ＹＥＳであるとステップ１０
７に進む。

【００２１】ステップ１０４に進んだ場合、該ステップ
１０４において反射物体との相対距離が例えば１０［ｃ
ｍ］短く成ったか否かを判断し、判断がＹＥＳ（短く成
った）であるとステップ１０５に進んでブザー出力フラ
グをＯＮ（ブザー鳴らす）した後にステップ１０６に進
んで３［秒］タイマフラグをＯＮ（タイマ起動）してス
テップ１１２に進み、またステップ１０４における判断
がＮＯ（移動せず又は長く成る）であるとステップ１１
０に進みブザー出力フラグをＯＦＦ（ブザー鳴らさな
い）した後にステップ１１２に進む。

【００２２】一方ステップ１０３の判断がＹＥＳ（タイ
マ作動中）によりステップ１０７に進んだ場合、ステッ
プ１０７においてタイマ起動から３［秒］経過したか否
かを判断し、判断がＹＥＳ（経過した）であるとステッ
プ１０８に進みブザー出力フラグをＯＦＦ（ブザー鳴ら
さない）した後にステップ１０９に進んで３［秒］タイ
マフラグをＯＦＦ（タイマ停止）してステップ１１２に
進む。またステップ１０７における判断がＮＯ（経過し
ていない）であるとそのままステップ１１２に進む。

【００２３】以上説明したフローチャートは、前記した
第１の警報許可要素、時限要素、及び第２の警報許可要
素を包含している。まず第１の警報許可要素は、路面か
らの反射波に感応しないようにすべく、自車両と反射物
体との相対距離が所定距離移動した場合に警報出力を許
可する要素であり、主としてステップ１０４によって示
している。具体的には相対距離が例えば１０［ｃｍ］短
く成った場合にステップ１０４においてＹＥＳの判断を
下し、ステップ１０５においてブザー出力フラグをＯＮ
することで警報出力を許可している。

【００２４】また時限要素は、警報出力の途切れを無く
すべく、前記第１の警報許可要素が警報出力を許可した
直後は前記相対距離の移動が停止しても警報出力許可状
態を所定時間維持する要素であり、主としてステップ１
０３，１０６，１０７によって示している。具体的には
ステップ１０５においてブザー出力フラグをＯＮするこ
とで警報出力を許可した直後にステップ１０６において
例えばタイマフラグをＯＮ（タイマ起動）し、このタイ
マ起動時点から例えば３［秒］経過するまではステップ
１０３でＹＥＳの判断を、ステップ１０７でＮＯの判断
をそれぞれ下すことで警報出力許可状態を例えば３
［秒］間維持している。

【００２５】また第２の警報許可要素は、路面との相対
距離より短い距離に有る障害物を検知し得るよう、相対
距離が路面からソナー素子１〜４の取付け位置までの距
離より短い距離範囲に成った場合は、前記相対距離が所
定距離移動しない場合でも前記第１の警報許可要素より
優先して警報出力を許可する要素であり、主としてステ
ップ１０２によって示している。具体的にはステップ１
０２において相対距離が例えば５０［ｃｍ］に達しない
短い距離である場合は、通常処理に移行することでステ
ップ１０４における路面検出防止機能を実行させないよ
うにしている。尚、路面検出防止機能を実行させない距
離は５０「ｃｍ」を例示したが、ソナー素子１〜４の取
付け位置に応じて適宜変更するとよい。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、自車両に設けた
ソナー素子から自車両の周辺に超音波を発射し、その反
射波から自車両周辺の障害物を検知する制御回路を具備
した車両用超音波センサにおいて、前記ソナー素子が受
信した反射波に基づき検出した自車両と反射物体との相
対距離が所定距離移動した場合に警報出力を許可する第
１の警報許可要素を前記制御回路に備えるので、車両用
超音波センサが路面からの反射波に感応せず、超音波の
発射口であるホーンの形状や指向性を改良しなくても路
面を障害物として誤検出することを防止できる。

【００２７】また請求項２記載の発明は、前記第１の警
報許可要素が警報出力を許可した直後は前記相対距離の
移動が停止しても警報出力許可状態を所定時間維持する
時限要素を前記制御回路に備えるので、警報出力の途切
れが無くなり、前記効果に加えて警報品位が向上する。

【００２８】また請求項３記載の発明は、前記相対距離
が路面から前記ソナー素子の取付け位置までの距離より
短い距離範囲に成った場合は、前記相対距離が所定距離
移動しない場合でも前記第１の警報許可要素より優先し
て警報出力を許可する第２の警報許可要素を前記制御回
路に備えるので、路面との相対距離より短い距離に有る
障害物を検知することができ、前記効果に加えて路面を
誤検出しないにも拘わらず路面から突出した縁石や車止
め等の自車両に極めて近い位置の障害物を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好適な実施の形態を示す電気的ブロ
ック図である。

【図２】図１のマイクロコンピュータに記憶したプログ
ラムの一部を説明するフローチャートである。

【図３】図１に示すブロックの詳細を例示する回路図で
あり、（ａ）は送信部を、（ｂ）は素子駆動部を、
（ｃ）は増幅検波部をそれぞれ例示している。

【図４】図１のブロックのブザー駆動部を例示する回路
図である。

【符号の説明】

１，２，３，４ ソナー素子 ５ 制御回路 ６，７ ブザー ８ リバーススイッチ ９ イグニションスイッチ １０ 直流電源 ５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ 素子駆動部 ５２ 送信部 ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ 増幅検波部 ５４ マイクロコンピュータ ５５ クロック発振部 ５６ ブザー駆動部 ５７ 定電圧部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｓ 15/93 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｃ Ｇ０８Ｂ 21/00 Ｇ０１Ｓ 15/93 // Ｇ０８Ｇ 1/16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車両に設けたソナー素子（１〜４）か
   ら自車両の周辺に超音波を発射し、その反射波から自車
   両周辺の障害物を検知する制御回路（５）を具備した車
   両用超音波センサにおいて、 前記ソナー素子（１〜４）が受信した反射波に基づき検
   出した自車両と反射物体との相対距離が所定距離移動し
   た場合に警報出力を許可する第１の警報許可要素を前記
   制御回路（５）に備えることで路面からの反射波に感応
   しないようにした車両用超音波センサ。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の発明において、 前記第１の警報許可要素が警報出力を許可した直後は前
   記相対距離の移動が停止しても警報出力許可状態を所定
   時間維持する時限要素を前記制御回路（５）に備えるこ
   とで警報出力の途切れを無くするようにした車両用超音
   波センサ。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は２記載の発明におい
   て、 前記相対距離が路面から前記ソナー素子（１〜４）の取
   付け位置までの距離より短い距離範囲に成った場合は、
   前記相対距離が所定距離移動しない場合でも前記第１の
   警報許可要素より優先して警報出力を許可する第２の警
   報許可要素を前記制御回路（５）に備えることで路面と
   の相対距離より短い距離に有る障害物を検知し得るよう
   にした車両用超音波センサ。