(57)【要約】【課題】複共振マイクロフォン２１を用いて、遠距離モードと近距離モードとを切り替えることができ、この２つの異なるモードを実現するために、ハードウエア的またはソフトウエア的に共用化を行う。【解決手段】マイクロフォン２１に、高周波数駆動信号と低周波数駆動信号を提供する回路部２３を備え、この回路部２３を制御する制御手段３を備え、回路部２３には、単一の周波数調整回路３２から出力された超音波パルス信号をマイクロフォン２１に昇圧して印加するトランスを備え、少なくとも一部が遠距離モード近距離モード共用のマイク駆動回路３３を備え、車体上で隣り合って配置されたマイクロフォン同士は、一方が遠距離モード送信時は、他方は、近距離モード送信になるように駆動される。【選択図】図３
2010230425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、
前記センサ（５）内の前記マイクロフォン（２１）に、前記高周波数駆動信号と前記低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、
前記回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、
前記回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、前記周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して前記高周波数駆動信号または前記低周波数駆動信号として前記各マイクロフォン（２１）に印加する単一のトランスを備えた前記高周波数駆動信号と前記低周波数駆動信号とに共用のマイク駆動回路（３３）を備え、
前記マイク駆動回路（３３）は、前記高周波数駆動信号の方に、前記低周波数駆動信号よりも優先して回路調整されていることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、
前記センサ（５）内の前記マイクロフォン（２１）に、前記高周波数駆動信号と前記低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、
前記回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、
前記回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、前記周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して前記高周波数駆動信号または前記低周波数駆動信号として前記各マイクロフォン（２１）に印加するマイク駆動回路（３３）を備え、
前記マイク駆動回路（３３）には、前記高周波数駆動信号用の高周波数用トランス（３３ａ２）と、前記低周波数駆動信号用の低周波数用トランス（３３ｂ２）が設けられ、これらの前記高周波数用トランス（３３ａ２）、及び前記低周波数用トランス（３３ｂ２）の前段に切替回路（３３ｃ１）を介して共用ドライバ回路（３３ａｂ）が設けられていることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項３】
少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、
前記センサ（５）内の前記マイクロフォン（２１）に、前記高周波数駆動信号と前記低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、
前記回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、
前記回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、前記周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して前記高周波数駆動信号または前記低周波数駆動信号として前記各マイクロフォン（２１）に印加するマイク駆動回路（３３）を備え、
前記マイク駆動回路（３３）には、前記高周波数駆動信号用の高周波数用トランス（３３ａ２）と、前記低周波数駆動信号用の低周波数用トランス（３３ｂ２）が設けられ、これらの前記高周波数用トランス（３３ａ２）、及び前記低周波数用トランス（３３ｂ２）の前段に、それぞれ高周波数用ドライバ回路（３３ａ１）及び低周波数用ドライバ回路（３３ｂ１）が設けられており、前記周波数調整回路（３２）からの超音波パルス信号が切替回路（３３ｃ）を介して前記高周波数用ドライバ回路及び低周波数用ドライバ回路のいずれか一方に供給されることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項４】
前記切替回路（３３ｃ及び３３ｃ１）は、スイッチ回路またはフィルタ回路から成ることを特徴とする請求項２または３記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記センサ（５）は車両後方に多数並列して設けられ、前記センサ（５）の各々は、少なくともいずれかのグループに属し、隣り合うセンサ夫々の前記周波数調整回路（３２）は、一方が遠距離モード送信の時は、他方は、近距離モードの送信になるように、前記制御手段（３）によって制御され、各センサ（５）内の前記マイクロフォン（２１）が交互に前記マイク駆動回路（３３）からの前記高周波数駆動信号または前記低周波数駆動信号にて駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記周波数調整回路（３２）は、制御手段（３）から送信された通信線（７）内の周波数設定フレームにセットされた送信周波数を、超音波パルス信号の送信周波数として設定し、この設定された送信周波数の超音波パルス信号を前記マイク駆動回路（３３）へ出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、
前記センサ内の前記マイクロフォン（２１）に、前記高周波数駆動信号と前記低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、
前記回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、
前記回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、前記周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して前記高周波数駆動信号または前記低周波数駆動信号として前記各マイクロフォン（２１）に印加するマイク駆動回路（３３）を備え、
前記センサ（５）は車両後方に多数並列して設けられ、前記センサ（５）の各々は、少なくともいずれかのグループに属し、隣り合うセンサ（５）同士は、一方が遠距離モード送信時は、他方は、近距離モード送信になるように前記制御手段（３）によって、各センサ（５）内の前記マイクロフォン（２１）が交互に前記マイク駆動回路（３３）からの前記高周波数駆動信号または前記低周波数駆動信号にて駆動されることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項８】
前記グループは、ＡグループとＢグループとから成り、
前記制御手段（３）には、
近距離モード送信指令をＡグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ５０１）、
前記Ａグループのセンサ（５）から近距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ５０２）、
遠距離モード送信指令をＢグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ６０１）、
前記Ｂグループのセンサ（５）から遠距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ６０２）、
遠距離モード送信指令をＡグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ５０３）、
前記Ａグループのセンサ（５）から遠距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ５０４）、
近距離モード送信指令をＢグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ６０３）、
前記Ｂグループのセンサ（５）から近距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ６０４）を備えることを特徴とする請求項５または７に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記マイクロフォン（２１）から送波された超音波が障害物により反射され、その反射波が前記マイクロフォン（２１）により受信され、その受信信号が入力されるゲイン調整回路（３６）と、比較回路（３８ａ）と距離演算回路（３７）を備え、
前記ゲイン調整回路（３６）の受信信号が、前記比較回路（３８ａ）によって閾値と比較され、前記比較回路（３８ａ）が、受信信号は閾値よりも大であると判定した場合に、前記距離演算回路（３７）が、超音波の送波開始時から反射波の受波までに要した時間から距離を演算し、前記距離を示す距離データを前記制御手段（３）へ出力し、
前記マイク駆動回路（３３）、前記周波数調整回路（３２）、前記ゲイン調整回路（３６）、前記比較回路（３８ａ）、及び前記距離演算回路（３７）が、前記マイクロフォン（２１）に隣接する前記センサ（５）内の前記回路部（２３）内に収納されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の特に後方の障害物を超音波で検出する障害物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の障害物検出装置が知られている。この特許文献１は、近距離にある障害物であっても、遠距離にある障害物であっても、適切に検出可能な障害物検出装置を提供することを課題としている。
【０００３】
そして、そのために、障害物検出装置が備える超音波センサ（以下、単にセンサとも言う）は、ＥＣＵからの指令に応じて、送波周波数および送波出力を変更可能である。これにより、狭指向性を有し、検出距離が長距離となる遠距離モードと、広指向性を有し、検出距離が短距離となる近距離モードとを切り替えて、障害物の検出及びエリアを変更することができている。
【０００４】
検出エリアを変更する際には、例えば、車速Ｖが所定の閾値Ｖ２以下の場合には、近距離モードとされる。これにより、車両近傍の不感帯を減少させることができる。
【０００５】
一方、車速Ｖが所定の閾値Ｖ２より大の場合には遠距離モードとされ、これにより、より遠方の障害物を精度良く検出できるようになっている。
【０００６】
この特許文献１の技術に使われる超音波を送受信するマイクロフォン（以下、単にマイクとも言う）は、高周波数モードと低周波数モードとの二つに共用される。このうち、高周波モードは狭指向性であり、遠距離の障害物検出に向いている。また、低周波モードは高指向性を持ち、近距離での障害物検出に向いている
また、遠くの障害物検出は、路面を検出しないように、超音波のビームを細くしなければならない。ところが、細くしていくと、近くの上下が拾えない。よって、近くは、ある程度の幅が必要である。このために、上記特許文献１は、駆動周波数の切替により、指向性（ビームの広狭）を切替制御している。
【０００７】
そして、この切替制御は、上述のように車速に応じて、また、検出距離に応じて、車両進行方向に応じて、あるいは任意に行われるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１４５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１の技術によると、複数の共振モードを持つ複共振マイクをセンサとして使用すれば、単一のマイクで高周波数モードと低周波数モードの駆動が可能と成るが、これを駆動する回路部は複数必要となる。そこで、第１に、極力回路部を共通化し、シンプルに構成する工夫が必要になる。
【００１０】
次に、センサの配列は、例えば、車両の前方に２個または４個、後方に４個の配列である。センサ同士の距離が近く、同じ周波数で発信すると、混信する可能性がある。そこで、送信タイミングを設定する必要がある。
【００１１】
しかし、これに関しては、上記特許文献１に詳しく書かれていない。そこで、第２に、複数のセンサを混信せず、かつ検出速度が遅くならないタイミングで、どのように切り替え制御するかの工夫が必要になる。
【００１２】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、個々のセンサとして単一のセンサ（複共振センサ）を用いて、指向性が高くて、検出距離が長距離となる遠距離モードと、指向性が低くて、検出距離が短距離となる近距離モードとを切り替えることができ、この２つの異なるモードを実現するために、ハードウエア的またはソフトウエア的に共用化を行って、シンプルな回路構成または制御手段の構成を備えた障害物検出装置を提供することを課題とする。
【００１３】
具体的には、極力回路部を共通化し、シンプルに構成することを課題とする。また、時と空間を時分割的に共用し、複数のセンサが混信せず、かつ検出速度が遅くならないタイミングで切り替え制御できる障害物検出装置の提供を課題とする。
【００１４】
従来技術として列挙された特許文献１の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、センサ（５）内のマイクロフォン（２１）に、高周波数駆動信号と低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して高周波数駆動信号または低周波数駆動信号として各マイクロフォン（２１）に印加する単一のトランスを備えた高周波数駆動信号と低周波数駆動信号とに共用のマイク駆動回路（３３）を備え、マイク駆動回路（３３）は、高周波数駆動信号の方に、低周波数駆動信号よりも優先して回路調整されていることを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、マイク駆動回路（３３）が高周波数駆動信号と低周波数駆動信号とに完全に共用されているから、マイク駆動回路（３３）の構成がシンプルに成る。また、マイク駆動回路（３３）は、少なくとも高周波数駆動信号側に優先的に回路調整されているから、充分な品質及びパワーの高周波数駆動信号をマイクロフォン（２１）に提供することが出来、車両の遠方に存在する障害物を正確に検出できる。つまり、共用に際して、検出の困難な遠距離モードが優先され、マイク駆動回路（３３）の回路調整が遠距離モードに合致し、近距離モードにおいても満足できる範囲内に収まる。換言すれば、マイク駆動回路（３３）は、主として遠距離の障害物検出モードに調整しているので、近距離の障害物検出に多少不利に成るが、近距離の障害物検出には超音波の出力が多少弱くなっても検出性能の大きな落ち込みは抑制できる。それよりも、共通の回路を使用して、高周波数モードでの遠距離の障害物検出と、低周波数モードでの近距離の実質的に充分な障害物検出が成される効果の方が大きい。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、センサ（５）内のマイクロフォン（２１）に、高周波数駆動信号と低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して高周波数駆動信号または低周波数駆動信号として各マイクロフォン（２１）に印加するマイク駆動回路（３３）を備え、マイク駆動回路（３３）には、高周波数駆動信号用の高周波数用トランス（３３ａ２）と、低周波数駆動信号用の低周波数用トランス（３３ｂ２）が設けられ、これらの高周波数用トランス（３３ａ２）、及び低周波数用トランス（３３ｂ２）の前段に切替回路（３３ｃ１）を介して共用ドライバ回路（３３ａｂ）が設けられていることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、トランスはそれぞれ専用に設けられているが、前段の共用ドライバ回路（３３ａｂ）が共通使用されているため、マイク駆動回路の少なくとも一部が共用され、構成がシンプルに成る。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、センサ（５）内のマイクロフォン（２１）に、高周波数駆動信号と低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して高周波数駆動信号または低周波数駆動信号として各マイクロフォン（２１）に印加するマイク駆動回路（３３）を備え、マイク駆動回路（３３）には、高周波数駆動信号用の高周波数用トランス（３３ａ２）と、低周波数駆動信号用の低周波数用トランス（３３ｂ２）が設けられ、これらの高周波数用トランス（３３ａ２）、及び低周波数用トランス（３３ｂ２）の前段に、それぞれ高周波数用ドライバ回路（３３ａ１）及び低周波数用ドライバ回路（３３ｂ１）が設けられており、周波数調整回路（３２）からの超音波パルス信号が切替回路（３３ｃ）を介して高周波数用ドライバ回路及び低周波数用ドライバ回路のいずれか一方に供給されることを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、周波数調整回路（３２）からの超音波パルス信号が、切替回路（３３ｃ）を介して高周波数用ドライバ回路（３３ａ１）及び低周波数用ドライバ回路（３３ｂ１）のいずれか一方に供給されるから、単一の周波数調整回路（３２）から高周波数用または低周波数用の超音波パルス信号を出力すればよいため、回路構成をシンプルにすることが出来る。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、切替回路（３３ｃ及び３３ｃ１）は、スイッチ回路またはフィルタ回路から成ることを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、切替回路（３３ｃ及び３３ｃ１）を、切替ＩＣ等の切替用のスイッチ回路またはフィルタ回路で構成することが出来る。
【００２３】
請求項５に記載の発明では、センサ（５）は車両後方に多数並列して設けられ、センサ（５）の各々は、少なくともいずれかのグループに属し、隣り合うセンサ夫々の周波数調整回路（３２）は、一方が遠距離モード送信の時は、他方は、近距離モードの送信になるように、制御手段（３）によって制御され、各センサ（５）内のマイクロフォン（２１）が交互にマイク駆動回路（３３）からの高周波数駆動信号または低周波数駆動信号にて駆動されることを特徴としている。
【００２４】
この発明によれば、隣り合うセンサ（５）同士の距離が短くても、同じ周波数の駆動信号を出すことがなく、狭い空間を時分割的に共用しているから混信が防止できる。また、マイク駆動回路（３３）が少なくとも一部共用化され、シンプルかつ小型に構成されているため、全体的に小型安価な装置を提供できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、周波数調整回路（３２）は、制御手段（３）から送信された通信線（７）内の周波数設定フレームにセットされた送信周波数を、超音波パルス信号の送信周波数として設定し、設定された送信周波数の超音波パルス信号をマイク駆動回路（３３）へ出力することを特徴としている。
【００２６】
この発明によれば、制御手段（３）は、通信線を介しての周波数調整回路（３２）を制御して、異なる周波数の超音波パルス信号を自在に出力することが出来る。
【００２７】
請求項７に記載の発明では、少なくとも複数個が車両後部に設けられ、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン（２１）を備えたセンサ（５）と、センサ内のマイクロフォン（２１）に、高周波数駆動信号と低周波数駆動信号を提供する回路部（２３）を備え、回路部（２３）を制御する制御手段（３）を備え、回路部（２３）には、周波数調整回路（３２）と、周波数調整回路（３２）から出力された超音波パルス信号を昇圧して高周波数駆動信号または低周波数駆動信号として各マイクロフォン（２１）に印加するマイク駆動回路（３３）を備え、センサ（５）は車両後方に多数並列して設けられ、センサ（５）の各々は、少なくともいずれかのグループに属し、隣り合うセンサ（５）同士は、一方が遠距離モード送信時は、他方は、近距離モード送信になるように制御手段（３）によって、各センサ（５）内のマイクロフォン（２１）が交互にマイク駆動回路（３３）からの高周波数駆動信号または低周波数駆動信号にて駆動されることを特徴としている。
【００２８】
この発明によれば、隣り合うセンサ（５）同士が同じ周波数の駆動信号を出すことがなく、狭い空間を時分割的に共用しているから隣同士で混信するのを防止できる。
【００２９】
請求項８に記載の発明では、グループは、ＡグループとＢグループとから成り、制御手段（３）には、近距離モード送信指令をＡグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ５０１）、Ａグループのセンサ（５）から近距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ５０２）、遠距離モード送信指令をＢグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ６０１）、Ｂグループのセンサ（５）から遠距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ６０２）、遠距離モード送信指令をＡグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ５０３）、Ａグループのセンサ（５）から遠距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ５０４）、近距離モード送信指令をＢグループのセンサ（５）に送信する手段（Ｓ６０３）、Ｂグループのセンサ（５）から近距離モード障害物情報を取得する手段（Ｓ６０４）を備えることを特徴としている。
【００３０】
この発明によれば、各センサ（５）は、制御手段（３）からの指令に従っているだけで、同じ周波数の超音波が混信せずに送信及び受信できる。
【００３１】
請求項９に記載の発明では、マイクロフォン（２１）から送波された超音波が障害物により反射され、その反射波がマイクロフォン（２１）により受信され、その受信信号が入力されるゲイン調整回路（３６）と、比較回路（３８ａ）と距離演算回路（３７）を備え、ゲイン調整回路（３６）の受信信号が、比較回路（３８ａ）によって閾値と比較され、比較回路（３８ａ）が、受信信号は閾値よりも大であると判定した場合に、距離演算回路（３７）が、超音波の送波開始時から反射波の受波までに要した時間から距離を演算し、距離を示す距離データを制御手段（３）へ出力し、マイク駆動回路（３３）、周波数調整回路（３２）、ゲイン調整回路（３６）、比較回路（３８ａ）、及び距離演算回路（３７）が、マイクロフォン（２１）に隣接するセンサ（５）内の回路部（２３）内に収納されていることを特徴としている。
【００３２】
この発明によれば、駆動信号を送信し、受信信号から距離を演算するまでの各回路が、マイクロフォン（２１）に隣接する回路部（２３）内に収納されているからシンプルで小型なセンサ（５）の回路構成を実現できる。
【００３３】
なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態における障害物検出装置全体の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、上記実施形態におけるセンサの外観を示した外形図であり、（ｂ）は、超音波センサの内部模式構成図である。
【図３】上記実施形態におけるセンサ内部の回路部の構成を示すブロック図である。
【図４】上記実施形態における上記回路部内のマイク駆動回路の詳細ブロック図である。
【図５】上記実施形態における障害物検出処理のフローチャートである。
【図６】上記実施形態における各センサの送信タイミングを説明する車両平面方向から見た説明図である。
【図７】上記実施形態における各センサへの送信及び各センサからの障害物情報の取得の順序を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態における回路部内のマイク駆動回路の詳細ブロック図である。
【図９】本発明のその他の実施形態におけるマイク駆動回路の詳細ブロック図である。
【図１０】サイドローブを利用するその他の実施形態を図示する車両後方での作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図７を用いて詳細に説明する。図１は、障害物検出装置全体の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上記特許文献１と共通する点は、一部省略して説明する。
【００３６】
この障害物検出装置１は、制御手段を成す電子制御ユニット（ＥＣＵと言う）３、個々が複共振センサより成る６つのセンサ５（以下、個々のセンサ５を区別する場合には、センサ＃１〜＃６とも呼ぶ。）、シリアル通信線７等を備えている。
【００３７】
また、ＥＣＵ３には、速度センサ１１、変速装置１２、クリアランスソナー作動スイッチ１３、駐車アシストシステム作動スイッチ１４、アクティブ制御設定スイッチ１５などからの信号が、直接または他のＥＣＵ（図示略）を介して入力されるようになっている。
【００３８】
センサ５は、車両の前方や後方に向けて超音波を送波し、障害物によって反射された反射波を受波して障害物の検知を行うものである。図２（ａ）は、センサ５の外観を示した外形図であり、図２（ｂ）は、センサ５の内部模式構成図である。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、センサ５は、複共振マイクロフォン（マイク）２１と回路部２３とによって構成される。図３は、主としてセンサ５内部の回路部２３の構成を示すブロック図である。
【００４０】
図３に示すように、回路部２３は、ＬＡＮ制御回路３１、周波数調整回路３２、マイク駆動回路３３、フィルタ回路３５、ゲイン調整回路３６、距離演算回路３７、閾値調整回路３８、比較回路３８ａ、およびメモリ３９によって構成されている。
【００４１】
ＬＡＮ制御回路３１は、シリアル通信線７（図１参照）を介して、ＥＣＵ３から送信された各種通信フレームを受信するとともに、測距した距離データを返信するためポーリングフレームを送信する。
【００４２】
周波数調整回路３２は、ＥＣＵ３から送信された周波数設定フレームにセットされた送信周波数情報を超音波パルス信号の送信周波数として設定し、この設定した送信周波数の超音波パルス信号をマイク駆動回路３３へ送信する。
【００４３】
マイク駆動回路３３は、周波数調整回路３２からの超音波パルス信号により、高周波数駆動信号または低周波数駆動信号を生成してマイク２１を駆動し、これにより、マイク２１から超音波が送波される。この送波された超音波が障害物により反射されると、その反射波がマイク２１により受信され、その受信信号がゲイン調整回路３６へ出力される。
【００４４】
このマイク駆動回路３３の内部構成を図４を用いて説明する。図４は、この第１実施形態における上記回路部２３内のマイク駆動回路３３のブロック図である。マイク駆動回路３３には、高周波数回路３３ａと低周波数回路３３ｂが設けられている。
【００４５】
高周波数駆動信号用の高周波数用トランス３３ａ２と、低周波数駆動信号用の低周波数用トランス３３ｂ２が設けられ、これらの高周波数用トランス３３ａ２、及び低周波数用トランス３３ｂ２の前段に、それぞれ増幅を行う高周波数用ドライバ回路３３ａ１または低周波数用ドライバ回路３３ｂ１が設けられている。
【００４６】
周波数調整回路３２は、単一回路から成り、周波数調整回路３２からの超音波パルス信号が、切替回路３３ｃを介して、高周波数用ドライバ回路３３ａ１及び低周波数用ドライバ回路３３ｂ１のいずれか一方に供給される。そして、切替回路３３ｃは、図３のＬＡＮ制御回路３１を介して図１のＥＣＵ３からの指令信号ＣＳで切替制御される。
【００４７】
ゲイン調整回路３６では、メモリ３９に記憶されたゲインを参照して、上記の受信信号を所定倍に増幅し、増幅後の受信信号をフィルタ回路３５へ出力する。
【００４８】
このフィルタ回路３５によってフィルタ処理された受信信号は、比較回路３８ａに出力され、比較回路３８ａでは、閾値調整回路３８にて設定された障害物判定用の閾値電圧レベルと受信信号のレベルとを比較する。
【００４９】
距離演算回路３７では、比較回路３８ａが、受信信号は閾値よりも大であると判定した場合に、超音波の送波開始時から反射波の受波までに要した時間から距離を演算し、その距離を示す距離データをＬＡＮ制御回路３１へ出力する。
【００５０】
この第１実施形態において、マイク２１及び回路部２３を持つ図２（ｂ）のセンサ５は、指向性および検出距離を２通りに変更することができる。具体的には、指向性が高くて（＝狭指向性で）検出距離が長距離となる遠距離モード、および指向性が低くて（＝広指向性で）検出距離が短距離となる近距離モードのうち、いずれかに切り替えて、超音波を送波することができる。
【００５１】
このために、センサ５は、複数周波数に共振する複共振マクロフォンからなるマイク２１を採用している。しかし、マイク２１のみが単体で二つの機能（低周波数用と高周波数用）を備えても、回路部２３が単一では駆動できない。そこで、通常は、回路部２３も二つの回路部が必要となり、高価かつ大型となる。
【００５２】
そこで、この第１実施形態では、実質的に一つの回路部でありながら。二つの機能（低周波数用と高周波数用）を備えるようにしている。このために、図３に示すマイク駆動回路３３は、複共振マクロフォンからなるマイク２１に、高周波数駆動信号と低周波数駆動信号の双方を効率よく送信するために、上述の図４の構成を採用している。
【００５３】
図４において、マイク駆動回路３３は、周波数調整回路３２から２系統で高周波数駆動信号用の超音波パルス信号と低周波数駆動信号用の超音波パルス信号を受け取るのではなく、単一の信号受け入れ部（共用部）としての切替回路（切替ＩＣ）３３ｃにて超音波パルス信号を受信する。そして、この切替回路３３ｃと高周波数回路３３ａと低周波数回路３３ｂがマイク駆動回路３３に設けられている。
【００５４】
そして、外部増幅器機能を持った高周波数用ドライバ回路３３ａ１と、この高周波数用ドライバ回路３３ａ１の後段に接続された高周波数用トランス３３ａ２を備えている。一方、外部増幅器機能を持った低周波数用ドライバ回路３３ｂ１と、この低周波数用ドライバ回路３３ｂ１の後段に接続された低周波数用トランス３３ｂ２を備えている。
【００５５】
これらのトランス３３ａ２及び３３ｂ２は、マイク２１内の図示しない圧電素子を駆動するために、高電圧まで昇圧する機能と、ＬＣ共振回路により共振を調整する機能を有している。
【００５６】
これにより、センサ５内の回路部２３は、一部のみを改造するだけで、近距離モード及び遠距離モード共に高効率で駆動できる。また、回路の大きさも、極力小さくすることができる。
【００５７】
また、以上説明したようなセンサ５における遠距離モードと近距離モードとの切り替えや、センサ５による超音波の送波は、ＥＣＵ３によって制御される。
【００５８】
より詳しく説明すると、ＥＣＵ３は、センサ５に対し、送波周波数および送波出力の変更を指示するためのモード変更指示フレーム、超音波の送波を指示するための送波指示フレーム、測距した距離情報の送信を指示するためのポーリングフレーム等、各種通信フレームを、シリアル通信線７を介してセンサ５へ送信する処理を行う。
【００５９】
このうち、モード変更指示フレームには、センサＩＤ、メッセージＩＤ、送波出力レベル、送波周波数及びフィルタ中心周波数、エラー・チェック・コード（ＥＣＣ）などのフィールドが含まれている。
【００６０】
センサＩＤのフィールドには、各センサ５（センサ＃１〜＃６の各々）に予め割り当てられたＩＤがセットされ、センサ５では、このフィールドを参照することにより、自身に対する情報であるか否か判断する。
【００６１】
メッセージＩＤのフィールドには、上述の各種通信フレーム毎に割り当てられたＩＤがセットされ、各センサ５では、このフィールドを参照することにより、通信フレームの種類を判断する。
【００６２】
メッセージＩＤのフィールドがモード変更指示フレームに対応するＩＤである場合、そのメッセージＩＤに続くフィールドには、各センサ５において設定すべき超音波信号の送波出力レベル、及び送波周波数と、フィルタ回路３５のフィルタ処理において設定すべき中心周波数がセットされている。
【００６３】
各センサ５では、このフィールドを参照することにより、送波出力レベル、送波周波数、および中心周波数を判断する。
【００６４】
（クリアランスソナー作動制御処理）
次に、クリアランスソナー作動時に、制御手段を成すＥＣＵ３が実行する障害物検出制御処理について、図５に基づいて説明する。
【００６５】
この障害物検出処理は、説明を省略した特許文献１のクリアランスソナー作動制御の中の一つのステップとして繰り返し実行されるものであり、詳しくは図５に示すような処理となる。すなわち、ＥＣＵ３は、まず、超音波送波指令をセンサ＃１〜＃６へ送信する。これにより、各センサ＃１〜＃６では、超音波の送波、および反射波の受波が行われ（Ｓ３０５）、それら送波および受波の結果に基づいて、センサ毎に障害物の有無ないし障害物までの距離が検出される。
【００６６】
ここで重要なことは、複数のセンサ５を混信せず、かつ検出速度が遅くならないタイミングでどのように切り替え制御するかである。なお、この切り替え制御については、全体説明を終えた後に説明する。
【００６７】
次に、ＥＣＵ３は、センサ＃１〜＃６から取得した障害物情報に基づいて、１以上のセンサが障害物を検出したか否かを判定する（Ｓ３１５）。ここで、１以上のセンサが障害物を検出していれば（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、さらに、現在の車速Ｖが所定の上限値Ｖ１よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３２０）。
【００６８】
そして、現在の車速Ｖが所定の上限値Ｖ１以下である場合は（Ｓ３２０：ＮＯ）、障害物を検出したセンサに対応する警告灯を点灯し（Ｓ３２５）、障害物までの距離に対応する警告音を鳴動させる（Ｓ３３０）。
【００６９】
一方、１以上のセンサが障害物を検出していても（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、現在の車速Ｖが所定の上限値Ｖ１よりも大きい場合は（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、警告灯を消灯し（Ｓ３３５）、警告音の鳴動を停止させる（Ｓ３４０）。
【００７０】
なお、Ｓ３１５の処理において、いずれのセンサ５とも障害物を検出していなければ（Ｓ３１５：ＮＯ）、その場合も、警告灯を消灯し（Ｓ３３５）、警告音の鳴動を停止させる（Ｓ３４０）。
【００７１】
次に、上述の図５のＳ３０５について詳述する。前述したように、重要なことは、複数のセンサ５を混信せず、かつ検出速度が遅くならないタイミングで切り替え制御するかである。個々のセンサ５として単一のセンサ５（複共振センサ）を用いて、特に車両後部に向かって、指向性が高くて、検出距離が長距離となる遠距離モードと、指向性が低くて、検出距離が短距離となる近距離モードとを切り替えて、障害物の検出、及びエリア変更ができる必要がある。
【００７２】
図６は、この第１実施形態における各センサの送信タイミングを説明する、車両を平面方向から見た説明図である。図６において、各々が複数の周波数それぞれに共振する複共振センサであって車両の前方のフロントコーナ（右）に１個、フロントコーナ（左）に１個、車両後部バンパー内の孔にクッションを介して取り付けられた４個の同じセンサが設けられている。
【００７３】
これらの４個のセンサ５は、それぞれリアコーナ（右）、リアセンタ（右）、リアセンタ（左）、リアコーナ（左）に設けられている。そして、全部で６個のセンサ５はＡグループまたはＢグループのいずれか一方のグループに属している。
【００７４】
そして、隣り合うセンサ５同士は、一方が遠距離モード送信時は、他方は、近距離モードを送信とするという原則で制御される。図６において、破線ゾーンの扇型は近距離モード送信を示し、実線ゾーンは、遠距離送信モードを図示している。
【００７５】
図７は、図５のＳ３０５を詳細に説明し、各センサ５への送信及び各センサからの障害物情報の取得の順序を明確にするためのフローチャートである。これによれば、処理は、２つに別れ、Ｓ５０１で近距離モード送信指令をＡグループのセンサ５に送信する（図６上）。
【００７６】
次に、Ｓ５０２で、上記Ａグループのセンサ５から障害物情報を取得する。このとき同時に、他方の処理では、Ｓ６０１で遠距離モード送信指令をＢグループのセンサ５に送信する（図６上）。次に、Ｓ６０２で、上記Ｂグループのセンサ５から障害物情報を取得する。
【００７７】
更に、Ｓ５０３で遠距離モード送信指令をＡグループのセンサ５に送信する（図６下）。次に、Ｓ５０４で、上記Ａグループのセンサ５から障害物情報を取得する。このとき同時に、他方の処理では、Ｓ６０３で近近距離モード送信指令をＢグループのセンサ５に送信する（図６下）。次に、Ｓ６０４で、上記Ｂグループのセンサ５から障害物情報を取得する。
【００７８】
この図６及び図７ように、交互に各グループを遠近切替制御することで、同じ周波数の超音波が混信せずに送信及び受信される。なお、センサの総数が６個のものを示したが８個等でも良い。
【００７９】
以上のように、第１実施形態によれば、図６のように、近・遠・近・遠、次には、遠・近・遠・近と交互送信することで、単一の複共振センサで、検出エリアを可変できるため、不感帯の少ない近距離検出と、不要報知の少ない長距離検出との混信を防止した同時検出が実現する。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について図８にて説明する。この図８は、第２実施形態における回路部２３（図３）内のマイク駆動回路３３のブロック図である。
【００８１】
第１実施形態では、図４に示したように、ドライバ回路とトランスを各々２組備えたが、更にコストを下げるためには、図８のように、共用ドライバ回路３３ａｂ１と共用トランス３３ａｂ２を１組だけ備えて、マイク２１を低周波数で駆動する場合も、高周波数で駆動する場合も共用ドライバ回路３３ａｂ１とトランス３３ａｂ２を介して駆動してもよい。ただ、この場合は、特にトランス３３ａｂ２の回路調整（共振調整）が高周波数の遠距離モード側に優先的に合致するように調整することが重要である。
【００８２】
即ち、主としてトランス３３ａｂ２を遠距離の障害物検出モードに調整しておいて、高周波数モードでの遠距離の障害物検出と、低周波数モードでの近距離の障害物検出とに共用する。
【００８３】
これにより、共用に際して、検出の困難な遠距離モードが優先され、マイク駆動回路３３の回路調整が遠距離モードに合致し、近距離モードにおいても満足できる範囲内に収まる。
【００８４】
換言すれば、マイク駆動回路３３は、遠距離の障害物検出モードに調整しているので、近距離の障害物検出に不利に成るが、近距離の障害物検出には超音波の出力が多少弱くなっても検出性能の大きな落ち込みは抑制できる。それよりも、共通の回路を使用して、高周波数モードでの遠距離の障害物検出と、低周波数モードでの近距離の実質的に充分な障害物検出が成される効果の方が大きい。
【００８５】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、図４に示したように切替ＩＣ３３ｃのスイッチング動作で回路を切替えたが、この切替回路３３ｃの代わりにハイパスフィルタ、及びローパスフィルタ、またはバンドパスフィルタからなるフィルタ回路を設けて、周波数に応じて自動的に回路が切り替わるようにしても良い。
【００８６】
更に、第２実施形態では、図８のように共用ドライバ回路３３ａｂ１とトランス３３ａｂ２を１組だけ備えて、マイク２１を低周波数で駆動する場合も、高周波数で駆動する場合も共通の共用ドライバ回路３３ａｂ１とトランス３３ａｂ２を介して駆動したが、ドライバ回路は共通化し、トランスは、高周波用トランスと低周波数用トランスのように２つ備えて、スイッチまたはフィルタで切替えて使用するようにしても良い。図９は、これを図示したマイク駆動回路３３のブロック図である。
【００８７】
図９において、マイク駆動回路３３には、高周波数駆動信号用の高周波数用トランス３３ａ２と、低周波数駆動信号用の低周波数用トランス３３ｂ２が設けられ、これらの高周波数用トランス３３ａ２、及び低周波数用トランス３３ｂ２の前段に切替回路３３ｃ１を介して共用ドライバ回路３３ａｂが設けられている。ＣＳは図４と同じ指令信号である。
【００８８】
これによれば、トランス３３ａ２及び３３ｂ２はそれぞれ専用に設けられているが、前段のドライバ回路３３ａｂが共通使用されているため、マイク駆動回路の構成がシンプルに成る。なお、この場合も共用ドライバ回路３３ａｂは、高周波数の増幅性能が良いものを優先する。
【００８９】
なお、超音波は指向性（ある１方向に向かうこと）をもっており、これをメインローブと呼ぶが、これ以外にそれより一定の角度をなした外側方向に、サイドローブとよばれる弱い波が発射される。換言すれば、マイクの中心、つまり音響レベル（音の強さ）が最大の角度より角度をずらしていったときの音響レベルを、中心よりの長さで示したグラフで指向性を示すが、中心よりの角度の増加にしたがって減少していきその後再び増加する特性がある。これをサイドローブ（side lobe）といい、周囲の物体に乱反射するなど検出特性に影響することがある。通常は、このようなサイドローブは有害なものとされている。
【００９０】
図１０は、このサイドローブＳＬを利用するその他の実施形態を図示するものである。高周波数での遠距離モードにおいて、図１０のように、積極的にメインローブＭＬ以外にサイドローブＳＬの出るセンサを選定し、不感帯を少なくしても良い。４０は縁石である。
【００９１】
また、センサ５の隣り合う同士が同じ周波数で送信して混信しないようにするため、第１実施形態では、図６のように近・遠・近・遠、次に遠・近・遠・近のように交互に送信する周波数を変えた。しかし、遠距離モード（または近距離モード）のみで送信する場合は、間に送信しないモードのセンサ５を配置して（これを無と記す）、無・遠・無・遠、（無・近・無・近）次に遠・無・遠・無（近・無・近・無）のようなパターンで交互に送信すればよい。
【００９２】
また、車両の後方に超音波を高周波数駆動信号と低周波数駆動信号に基づいて送信するマイクロフォン２１として、単一の圧電素子を使用しながら複数の周波数に共振点を持つ複共振マイクロフォンを実施形態として記載したが、単一のセンサの内部に共振周波数の異なる複数の圧電素子及び信号切替回路が設けられ、見かけ上、一つのケースのセンサとして、複共振特性を持つマイクロフォンを使用することも出来る。
【符号の説明】
【００９３】
１  障害物検出装置
３  電子制御ユニット（ＥＣＵ）から成る制御手段
５  センサ
２１  マイクロフォン
２３  回路部
３２  周波数調整回路
３３  マイク駆動回路
３３ａ  高周波数回路
３３ｂ  低周波数回路
３３ａ１  高周波数用ドライバ回路
３３ｂ１  低周波数用ドライバ回路
３３ａ２  高周波数用トランス
３３ｂ２  低周波数用トランス
３３ａｂ及び３３ａｂ１  共用ドライバ回路
３３ａｂ２  共用トランス
３３ｃ及び３３ｃ１  切替回路
Ａ  Ａグループのセンサ
Ｂ  Ｂグループのセンサ
ＣＳ  指令信号
【図１】
2010230425.tif 000003
【図２】
2010230425.tif 000004
【図３】
2010230425.tif 000005
【図４】
2010230425.tif 000006
【図５】
2010230425.tif 000007
【図６】
2010230425.tif 000008
【図７】
2010230425.tif 000009
【図８】
2010230425.tif 000010
【図９】
2010230425.tif 000011
【図１０】
2010230425.tif 000012