(57)【要約】【課題】外来ノイズとセンサ送受信の混信による誤報防止を図りながら、検出エリアの変動を極力抑制する障害物検出装置を提供する【解決手段】マイクロフォン２１及び回路部２３を持つセンサ５は、基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるための前記基準周波数モードとは異なる周波数で超音波を送波するシフト周波数モードのうち、いずれかに周波数調整回路３２で切替えて、超音波を送波するとともに、マイク駆動回路３３での超音波の音圧またはゲイン調整回路３６での受信感度を、基準周波数モードの送信時からシフト周波数モードでの送信時とで変更する。これにより、外来ノイズで誤動作し難く、かつ検知エリアの変更を抑制することが出来る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロフォン（２１）及び回路部（２３）を持つセンサ（５）は、基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるための前記基準周波数モードとは異なる周波数で超音波を送波するシフト周波数モードのうち、いずれかに切替えて、超音波を送波するとともに、前記超音波の音圧または受信感度を、基準周波数モードのときから前記シフト周波数モードときとで変更することができるものから成り、
車両周辺の外来ノイズのレベルを判定し、外来ノズルが大きく、混信の可能性が高いときに、前記マイクロフォン（２１）からシフト周波数モードで超音波を送波するとともに、前記超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードの場合から変更して、前記マイクロフォン（２１）から障害物検出のための超音波の送波及び受波を行うことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記シフト周波数モードは、基準周波数モードよりも高周波数で超音波を送波するモードからなり、前記超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードよりも前記シフト周波数モードの方で大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記回路部（２３）内に、周波数調整回路（３２）、マイク駆動回路（３３）、ゲイン調整回路（３６）、距離及びノイズ演算回路（３７）を備え、
前記周波数調整回路（３２）は、前記制御手段（３）から指示された前記基準周波数モードまたは前記シフト周波数モードから成る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前記マイク駆動回路（３３）へ送信し、
前記マイク駆動回路（３３）は、前記周波数調整回路（３２）からの前記超音波パルス信号により、基準周波数駆動信号または前記基準周波数駆動信号よりも周波数が所定量シフトされたシフト周波数駆動信号を生成して、設定された増幅度により所定の前記音圧で前記マイクロフォン（２１）を駆動して、超音波を送波及び受波し、
前記ゲイン調整回路（３６）は、送波され障害物により反射され、前記マイクロフォン（２１）により受信された受信信号を、前記制御手段（３）にて指示されたゲインを参照して、所定の前記受信感度で増幅することを特徴とする請求項１または２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記マイク駆動回路（３３）は、基準周波数駆動信号を生成するときと前記基準周波数駆動信号よりも周波数が所定量シフトされたシフト周波数駆動信号を生成するときとで増幅度を変更して、この増幅された駆動信号により前記マイクロフォン（２１）を駆動することを特徴とする請求項３に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
更に、受信感度を段階的に変化させるデータが書き込まれたメモリ（３９）を有し、前記ゲイン調整回路（３６）では、メモリ（３９）に記憶されたゲインを参照して、受信信号を所定倍に増幅し、増幅後の受信信号を前記フィルタ回路（３５）へ出力することを特徴とする請求項３または４に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記回路部（２３）内に、更に、フィルタ回路（３５）、距離及びノイズ演算回路（３７）、閾値調整回路（３８）、及び比較回路（３８ａ）を備え、
前記フィルタ回路（３５）は、前記ゲイン調整回路（３６）にて増幅された受信信号に対してフィルタ処理を行い、
前記比較回路（３８ａ）では、前記閾値調整回路（３８）にて設定されたノイズ判定用の閾値電圧レベルあるいは障害物判定用の閾値電圧レベルと、受信信号のレベルとが比較され、
前記距離及びノイズ演算回路（３７）では、第１のタイミングにおいて、前記比較回路（３８ａ）が、受信信号はノイズ判定用の閾値より大きいと判定した場合に、外来ノズルにより混信の可能性が大きいことを示す外来ノイズデータを前記制御手段（３）へ出力し、
かつ、前記距離及びノイズ演算回路（３７）では、第２のタイミングにおいて、前記比較回路（３８ａ）が、受信信号は障害物判定用の閾値より大きいと判定した場合に、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前記制御手段（３）へ出力することを特徴とする請求項３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】
前記制御手段（３）は、前記マクロフォン（２１）にて外部の超音波を検出し外来ノイズのモニタリングを指示する手段(Ｓ７０１)を有し、
前記マクロフォン（２１）による外来ノイズに起因する検出信号は、前記ゲイン調整回路（３６）を通り、前記検出信号内の基準となる周波数の信号レベルが前記比較回路（３８ａ）で前記閾値調整回路（３８）の閾値と比較され、外来ノズルのため、基準周波数で送受信すると誤動作を起こす可能性があると判定されたときは、前記距離及びノイズ演算回路（３７）によって、前記制御手段（３）に報告され、
この報告を受けた制御手段（３）は、前記周波数調整回路３２に送受信周波数を変更指令すると共に、前記マイク駆動回路内の増幅度を変えて超音波の出力を変化させ、かつ前記ゲイン調整回路（３６）に信号を送り、受信感度を変更することを特徴とする請求項６に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードの場合から変更するときに、前記超音波の送波開始からの時間の経過につれて音圧を段階的に変化させるか、または、前記超音波の受波開始からの時間の経過につれて受信感度を段階的に変化させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項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）から前記シフト周波数モードで超音波を送波するとともに、前記超音波の音圧及び受信感度の双方を基準周波数モードの場合から変更して、前記マイクロフォン（２１）から障害物検出のための超音波を送波及び受波を行う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。
【請求項１０】
車両周辺の外来ノイズのレベルを判定し、外来ノズルが大きく、混信の可能性が高いときに、前記マイクロフォン（２１）から、より高周波数側の前記シフト周波数モードで超音波を送波するとともに、前記超音波の音圧及び受信感度を基準周波数モードの場合よりも大きくして、前記マイクロフォン（２１）から障害物検出のための超音波を送波及び受波を行うことを特徴とする請求項９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、車両の特に後方に向かって超音波を送信し、障害物を検出する障害物検出装置に関するものである。特に、外来の超音波ノイズで誤動作し難い装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の周囲には、超音波のノイズが溢れている。特に、トラックのエアーブレーキ（空気ブレーキとも呼ばれ、空気制動器の一種でエアタンクに貯めた圧縮空気でブレーキをかける装置である。油圧を用いたブレーキに比べ大きな制動力が期待できるため、鉄道車両や中型・大型のトラックやバスのブレーキに使用される。ブレーキを解除すると溜まっていたエアーが抜けるのでプシュッというエアー音がする。）の音の中の超音波は、かなりな音圧があり、これを拾って障害物が無いのに反応してしまうことがある。また、他車の同じような障害物検出装置から飛んできた超音波で誤作動することもある。図１０は、従来の外来ノイズによる誤動作を説明するための説明図である。図１０の（ａ）において、他車１０１が停車あるいは低速度で動いているときに、障害物検出装置のセンサ５から超音波が出ることにより、同じく作動中の自車１０２の障害物検出装置が誤作動を起こした例を示している。
【０００３】
次に、図１０の（ｂ）はトラック１０３のエアーブレーキの音１０４で、後続する自車１０２の障害物検出装置が誤作動を起こした例を示している。
【０００４】
そこで、従来、障害物の誤検出を低減することができる障害物検出装置を提供するという課題の基に、特許文献１のものが知られている。この特許文献１は、車両の周囲の環境から超音波を受信して、周囲の超音波の状況をモニターしている。そのために、全受信回路を超音波センサに接続し、全受信回路の全受信情報を収集している。
【０００５】
そして、認識した周囲の超音波の状況に応じて、送受信する超音波の周波数帯を選択している。そのために、上記モニターの後、閾値を超えた入力があるかを判定している。更に、送信周波数を基準周波数に設定し、全受信回路にて閾値を超えた入力があるかを判定している。閾値を超える入力が無い受信回路の周波数のうちから送信周波数をランダムに選択している。
【０００６】
そして、受信回路にて閾値を連続的に超えた入力があるかを判定している。更に、閾値を超えた時間が最も少ない受信回路の周波数を選択し、その周波数を送信周波数として設定するものである。こうして、外来ノイズの影響を受け難い周波数帯を利用することにより、誤検出を低減して、車両の周囲の障害物を正確に検出している。
【０００７】
また、従来、特許文献２に記載の障害物検出装置が知られている。この特許文献２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。
【０００８】
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、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替えて、障害物の検出及び検出エリアを変更することができている。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
この特許文献２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、低周波モードは広指向性を持ち、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２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。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】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１０７１５６号公報
【特許文献２】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】
【００１３】
上記特許文献１の技術によると、ノイズと関係の無い周波数を選定することにより、外来ノズルに影響されない障害物の検出が可能である。しかし、単に送受信周波数を切替えたのでは、指向性の変化により検出エリアが変ってしまう。つまり高周波数になると、超音波ビームは細く短いものになってしまう。また低周波数では、ビームの放射角の広い幅のある検出エリアが設定されてしまう。
【００１４】
また、特許文献２の最新の技術によれば、単一のセンサから高周波数の遠距離検出モードでの送信と低周波数での短距離検出モードでの検出が、コンピュータから成る検出手段の指令により任意に変えられるが、外来ノイズ対策について開示されていない。
【００１５】
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、外来ノイズとセンサ送受信の混信による誤報防止を図りながら、検出エリアの変動を極力抑制する障害物検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、マイクロフォン（２１）及び回路部（２３）を持つセンサ（５）は、基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるための前記基準周波数モードとは異なる周波数で超音波を送波するシフト周波数モードのうち、いずれかに切替えて、超音波を送波するとともに、該超音波の音圧または受信感度を、基準周波数モードのときから前記シフト周波数モードときとで変更することができるものから成り、車両周辺の外来ノイズのレベルを判定し、外来ノズルが大きく、混信の可能性が高いときに、前記マイクロフォン（２１）からシフト周波数モードで超音波を送波するとともに、該超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードの場合から変更して、前記マイクロフォン（２１）から障害物検出のための超音波の送波及び受波を行うことを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、外来ノイズが大きいときは、別の周波数であるシフト周波数モードで送信受信を行い、かつ、この周波数の変更につれて、該超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードよりも変更して、前記マイクロフォン（２１）から超音波を送波及び受波するから、外来ノイズで誤動作し難く、かつ検知エリアの変動を抑制することが出来る。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、前記シフト周波数モードは、基準周波数モードよりも高周波数で超音波を送波するモードからなり、前記超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードよりも前記シフト周波数モードの方で大きく設定することを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、高周波数側にシフトすることにより、外来ノイズに影響され難くなる。また、検知エリアが細く短くなろうとするが、超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードよりも前記シフト周波数モードの方で大きく設定することにより、検知エリアの変動を抑制することが出来る。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、前記回路部（２３）内に、周波数調整回路（３２）、マイク駆動回路（３３）、ゲイン調整回路（３６）、距離及びノイズ演算回路（３７）を備え、前記周波数調整回路（３２）は、前記制御手段（３）から指示された前記基準周波数モードまたは前記シフト周波数モードから成る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前記マイク駆動回路（３３）へ送信し、前記マイク駆動回路（３３）は、前記周波数調整回路（３２）からの前記超音波パルス信号により、基準周波数駆動信号または該基準周波数駆動信号よりも周波数が所定量シフトされたシフト周波数駆動信号を生成して、設定された増幅度により所定の前記音圧で前記マイクロフォン（２１）を駆動して、超音波を送波及び受波し、前記ゲイン調整回路（３６）は、送波され障害物により反射され、前記マイクロフォン（２１）により受信された受信信号を、前記制御手段（３）にて指示されたゲインを参照して、所定の前記受信感度で増幅することを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、前記センサ（５）内の回路部（２３）内に、周波数調整回路（３２）、マイク駆動回路（３３）、ゲイン調整回路（３６）を備えるから、センサ（５）内で信号処理が実行され、前記制御手段（３）の負担を軽くすることが出来る。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、前記マイク駆動回路（３３）は、基準周波数駆動信号を生成するときと該基準周波数駆動信号よりも周波数が所定量シフトされたシフト周波数駆動信号を生成するときとで増幅度を変更して、この増幅された駆動信号により前記マイクロフォン（２１）を駆動することを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、マイク駆動回路（３３）は、基準周波数駆動信号を生成するときとシフト周波数駆動信号を生成するときとで増幅度を変更出来るため、検知エリアの変動を増幅度の調整で抑制できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、更に、受信感度を段階的に変化させるデータが書き込まれたメモリ（３９）を有し、前記ゲイン調整回路（３６）では、メモリ（３９）に記憶されたゲインを参照して、受信信号を所定倍に増幅し、増幅後の受信信号を前記フィルタ回路（３５）へ出力することを特徴とする請求項３または４に記載の障害物検出装置。
【００２５】
この発明によれば、メモリ（３９）内のデータに基づいて受信感度を変化させることで、車種が変わっても、メモリ（３９）内のデータの変更で対応できる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、前記回路部（２３）内に、更に、フィルタ回路（３５）、距離及びノイズ演算回路（３７）、閾値調整回路（３８）、及び比較回路（３８ａ）を備え、前記フィルタ回路（３５）は、前記ゲイン調整回路（３６）にて増幅された受信信号に対してフィルタ処理を行い、前記比較回路（３８ａ）では、前記閾値調整回路（３８）にて設定されたノイズ判定用の閾値電圧レベルあるいは障害物判定用の閾値電圧レベルと、受信信号のレベルとが比較され、前記距離及びノイズ演算回路（３７）では、第１のタイミングにおいて、前記比較回路（３８ａ）が、受信信号はノイズ判定用の閾値より大きいと判定した場合に、外来ノズルにより混信の可能性が大きいことを示す外来ノイズデータを前記制御手段（３）へ出力し、かつ、前記距離及びノイズ演算回路（３７）では、第２のタイミングにおいて、前記比較回路（３８ａ）が、受信信号は障害物判定用の閾値より大きいと判定した場合に、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前記制御手段（３）へ出力することを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、前記センサ（５）内の回路部（２３）内に、更に、フィルタ回路（３５）、距離及びノイズ演算回路（３７）、閾値調整回路（３８）、及び比較回路（３８ａ）を備えるから、外来ノズルにより混信の可能性が大きいことを示す外来ノイズデータを制御手段（３）へ出力し、また、別のタイミングでは、距離データを制御手段（３）へ出力することが出来る。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、前記制御手段（３）は、前記マクロフォン（２１）にて外部の超音波を検出し外来ノイズのモニタリングを指示する手段(Ｓ７０１)を有し、前記マクロフォン（２１）による外来ノイズに起因する検出信号は、前記ゲイン調整回路（３６）を通り、前記検出信号内の基準となる周波数の信号レベルが前記比較回路（３８ａ）で前記閾値調整回路（３８）の閾値と比較され、外来ノズルのため、基準周波数で送受信すると誤動作を起こす可能性があると判定されたときは、前記距離及びノイズ演算回路（３７）によって、前記制御手段（３）に報告され、この報告を受けた制御手段（３）は、前記周波数調整回路３２に送受信周波数を変更指令すると共に、前記マイク駆動回路内の増幅度を変えて超音波の出力を変化させ、かつ前記ゲイン調整回路（３６）に信号を送り、受信感度を変更することを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、外来ノズルと混信しない周波数で超音波の送受信を行うと共に、周波数の変更で生じた、検出エリアの変動を、マイク駆動回路（３３）内の増幅度を変えて超音波の音圧を変化させるとともに、ゲイン調整回路（３６）に信号を送り受信感度を変更することで、極力少なくすることが出来る。
【００３０】
請求項８に記載の発明では、前記超音波の音圧または受信感度を基準周波数モードの場合から変更するときに、前記超音波の送波開始からの時間の経過につれて音圧を段階的に変化させるか、または、前記超音波の受波開始からの時間の経過につれて受信感度を段階的に変化させることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、時間の経過につれて音圧段階的に変化させるか、または、受信感度を段階的に変化させることで、検知エリアの変動を精緻な制御によって抑制できる。
【００３２】
請求項９に記載の発明では、前記マイクロフォン（２１）から前記シフト周波数モードで超音波を送波するとともに、該超音波の音圧及び受信感度の双方を基準周波数モードの場合から変更して、前記マイクロフォン（２１）から障害物検出のための超音波を送波及び受波を行うことを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、シフト周波数モードは周波数が変わるため、超音波の検知エリアが変化しようとするが、該超音波の音圧及び受信感度の双方を基準周波数モードよりも前記シフト周波数モードの方で変更して設定することで、検知エリアの変動が抑制され、基準周波数モードと類似の検知エリアで、シフト周波数モードによる障害物の検出が出来るため、違和感や誤動作の少ない障害物検出装置が得られる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明では、車両周辺の外来ノイズのレベルを判定し、外来ノズルが大きく、混信の可能性が高いときに、前記マイクロフォン（２１）から、より高周波数側の前記シフト周波数モードで超音波を送波するとともに、該超音波の音圧及び受信感度を基準周波数モードの場合よりも大きくして、前記マイクロフォン（２１）から障害物検出のための超音波を送波及び受波を行うことを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、外来ノイズが大きいときは、より高周波数のシフト周波数モードで送信受信を行い、かつ、この周波数の変更につれて、該超音波の音圧及び受信感度を基準周波数モードよりも大きくして、前記マイクロフォン（２１）から超音波を送波及び受波するから、外来ノイズで誤動作し難く、かつ検知エリアの変動を抑制することが出来る。
【００３６】
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】
【００３７】
【図１】本発明の一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超音波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構成図である。
【図３】上記実施形態における超音波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マイク駆動回路のブロック図である。
【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】上記実施形態における混信の有無を説明する説明図であり、（ａ）は比較例を、（ｂ）は上記実施形態の場合を示す。
【図９】上記実施形態における送信周波数等と検知エリアの変化を説明する説明図であり、（ａ）は比較例を、（ｂ）は上記実施形態の場合を示す。
【図１０】従来の外来ノイズによる障害物検出装置の誤動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
（一実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図９を用いて詳細に説明する。図１は、この一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。また、図３は、超音波センサ５内部の回路部２３の構成を示すブロック図である。
【００３９】
先ず、図１及び図３基づいて、概要を説明する。制御がスタートすると、制御手段を成すＥＣＵ３は、センサ５内の複共振マクロフォンにて外部の超音波をモニターする。この検出信号は、図３のゲイン調整回路３６を通り、フィルタ回路３５でフィルタリングされる。そして基準となる周波数である４５ｋＨｚの信号レベルが比較回路３８ａで閾値と比較される。
【００４０】
距離及びノイズ演算回路３７は、信号レベルが高く、外来ノズルのため、基準周波数４５ｋＨｚで送受信すると誤動作を起こす可能性があるときは、ＬＡＮ制御回路３１と通信線７（図１）を介してＥＣＵ３に報告する。
【００４１】
この報告を受けたＥＣＵ３は、通信線７とＬＡＮ制御回路３１介して周波数調整回路３２（図３）に送受信周波数の変更を、より高周波数側に指令すると共に、マイク駆動回路３３内のドライバの増幅度を変えて超音波の出力を変化させるとともに、メモリ３９を介してゲイン調整回路３６に信号を送り受信感度（ゲインＧ）を時間（ｔ）の経過につれて段階的に変化させる。
【００４２】
これにより、外来ノズルと混信しない周波数で、超音波の送受信を行うと共に、周波数の変更で生じた、検出エリアの変動を極力少なくするものである。
【００４３】
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図９を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、上記特許文献２と共通する点は、一部省略して説明する。
【００４４】
この図１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、各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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、距離及びノイズ演算回路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。
【００４９】
ＬＡＮ制御回路３１は、シリアル通信線７（図１）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及び外来ノイズデータを返信するためポーリングフレームを送信する。
【００５０】
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。
【００５１】
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、基準周波数駆動信号またはシフト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。
【００５２】
ゲイン調整回路３６では、メモリ３９に記憶されＥＣＵ３にて指示されたゲインを参照して、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。
【００５３】
次に、マイク駆動回路３３の内部構成を、図４に基づいて説明する。図４は、この一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、基準周波数回路３３ｂとシフト周波数回路３３ａが設けられている。
【００５４】
シフト周波数駆動信号用のシフト周波数用トランス３３ａ２と、基準周波数駆動信号用の基準周波数用トランス３３ｂ２が設けられ、これらのトランス３３ａ２、及び３３ｂ２の前段に、それぞれ設定された増幅度で増幅を行うシフト周波数用ドライバ回路３３ａ１または基準周波数用ドライバ回路３３ｂ１が設けられている。
【００５５】
図３のフィルタ回路３５は、ゲイン調整回路３６にて増幅された受信信号に対してフィルタ処理を行って、マイク２１の共振周波数から外れた周波数成分を除去するものである。このフィルタ回路は、周知のスイッチドキャパシタフィルタ（ＳＣＦ）で構成されている。
【００５６】
これにより、フィルタ処理における中心周波数の変更が可能なフィルタ回路をＬＳＩで実現することができる。なお、フィルタ回路３５では、ＥＣＵ３から送信された周波数設定フレームにセットされる中心周波数をフィルタ処理における中心周波数として設定する。
【００５７】
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、障害物検出のために超音波を送波する直前の第１のタイミングにおいて、閾値調整回路３８にて設定されたノイズ判定用の閾値電圧レベルあるいは障害物判定用の閾値電圧レベルと、外来ノイズの受信信号のレベルとを比較する。
【００５８】
距離及びノイズ演算回路３７では、比較回路３８ａが、受信信号＞ノイズ判定用の閾値と判定した場合に、外来ノズルにより混信の可能性が大きいと判断し、それを示す外来ノイズデータをＬＡＮ制御回路３１へ出力する。
【００５９】
一方、距離及びノイズ演算回路３７では、障害物検出のための超音波を送波し、反射波を受波した後の第２のタイミングにおいて、比較回路３８ａが受信信号＞障害物判定用の閾値と判定した場合に、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。
【００６０】
周波数調整回路３２は、単一回路から成り、該周波数調整回路３２からの超音波パルス信号が、図４の切替回路３３ｃを介して、シフト周波数用ドライバ回路３３ａ１及び基準周波数用ドライバ回路３３ｂ１のいずれか一方に供給される。
【００６１】
なお、シフト周波数用ドライバ回路３３ａ１の増幅度の方が基準周波数用ドライバ回路３３ｂ１の増幅度より大きく設定されている。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。
【００６２】
この一実施形態において、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、基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるためのシフト周波数モードのうち、いずれかに切替えて、超音波を送波することができる。
【００６３】
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。
【００６４】
また、図４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。
【００６５】
また、以上説明したようなセンサ５における基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるためのシフト周波数モードとの切替えや、センサ５による超音波の送波受波のタイミングは、ＥＣＵ３によって制御される。
【００６６】
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、測距した距離情報及びノイズデータ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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
このモード変更指示フレームにおいてセットされる送波出力レベル、送波周波数、及び中心周波数は、後述する処理の中で、基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるためのシフト周波数モードのいずれかに応じて設定される。
【００７３】
（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。
【００７４】
この障害物検出処理は、詳しくは図５に示すような処理となる。すなわち、ＥＣＵ３は、ステップＳ３０５（以下、単にＳ３０５と記す。他のステップも同じ）において、まず、周辺の外来ノイズのモニターを行い、送信すべき周波数を決定する。つまり基準周波数モードまたは外来ノイズを避けるためのシフト周波数モードのいずれにするかを決定する。
【００７５】
次に、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、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。
【００７６】
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）。
【００７７】
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）。
【００７８】
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）。
【００７９】
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）。
【００８０】
次に、上述の図５のＳ３０５について詳述する。前述したように、制御手段を成すＥＣＵ３は、複共振マクロフォンにて外部の超音波を検出し外来ノイズのモニタリングを行う。この外来ノイズに起因する検出信号は、図３の一定ゲインのゲイン調整回路３６を通り、フィルタ回路３５でフィルタリングされる。そして基準となる周波数である４５ｋＨｚの信号レベルが比較回路３８ａで閾値と比較される。距離及びノイズ演算回路３７は、信号レベルが高く外来ノズルのため、基準周波数４５ｋＨｚで送受信すると誤動作を起こす可能性があるときは、ＬＡＮ制御回路３１と通信線を介してＥＣＵ３に報告する。
【００８１】
この報告を受けたＥＣＵ３は、通信線とＬＡＮ制御回路３１介して周波数調整回路３２に送受信周波数をより高周波数に変更指令すると共に、図４のマイク駆動回路３３内の切換回路３３ｃを切替えてドライバの増幅度を変えて超音波の出力を変化させる。
【００８２】
また、図３のメモリ３９を介してゲイン調整回路３６にゲイン指示信号を送り受信感度を階段状に変更する。つまり、基準周波数モードを、外来ノイズを避けるためのシフト周波数モード（５５Ｈｚ）に切替えて、超音波を送波する。
【００８３】
これにより、外来ノズルと混信しない周波数で超音波の送受信を行うと共に、周波数の変更で生じた、検出エリアの変動を、マイク駆動回路３３内のドライバの増幅度を変えて超音波の出力を変化させるとともに、メモリ３９を介してゲイン調整回路に信号を送り受信感度を時間と共に階段状に変更することで、極力少なくするものである。
【００８４】
なお、外来ノイズのモニター期間において、外来ノイズに起因する検出信号が、ゲイン調整回路３６を通るときは、ゲイン調整回路３６が所定の一定ゲインに設定されている。
【００８５】
そして、フィルタ回路３５でフィルタリングされ、基準となる周波数である４５ｋＨｚの信号レベルが比較回路３８ａで閾値と比較された結果、信号レベルが低く外来ノイズが少ないため、基準周波数４５ｋＨｚで送受信しても誤動作を起こす可能性が少ないと判断したときは、このことを、距離及びノイズ演算回路３７が、ＬＡＮ制御回路３１と通信線７（図１）を介してＥＣＵ３に報告する。
【００８６】
そして、この場合は、基準周波数モードのまま、超音波を送波及び受波する。また、この基準周波数モードでの受波は、所定の一定ゲインのゲイン調整回路３６で増幅される。
【００８７】
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ものであり、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５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５が設けられている。
【００８８】
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、Ｂグループ及びＣグループのいずれかのグループに属している。
【００８９】
図７は、図５のＳ３０５を説明し、周波数モードの決定及び各センサ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、Ｓ７０１で基準周波数モードのまま、超音波を送波するか、または、シフト周波数モードに切替えて、超音波を送波し、外来ノズルと混信しない周波数で超音波の送受信を行うかの周波数モードの決定を行う。
【００９０】
次に、Ｓ７０２で、決定された周波数で上記Ａグループのセンサに超音波送信指令を送信する。次に、Ｓ７０３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。更に、Ｓ７０４で、上記決定された周波数でＢグループのセンサ５に超音波送信指令を送信する。次に、Ｓ７０５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。
【００９１】
更に、Ｓ７０６で、上記決定された周波数でＣグループのセンサ５に超音波送信指令を送信する。次に、Ｓ７０７で、上記Ｃグループのセンサ５から障害物情報を取得する。
【００９２】
この図６及び図７ように、各グループを時分割的に送信制御することで、同じ周波数の超音波が隣同士で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。
【００９３】
図８は、周波数モードを切替えることによる外来ノイズとの混信防止を説明するための説明図である。そして、図８の（ａ）は、外来ノイズの周波数と送受信の周波数が一致しているときの混信状態を示している。図８の（ｂ）は、上記一実施形態のように、外来ノイズを検出して基準周波数モードから、より周波数の高いシフト周波数モードに切替えた場合の混信が発生しない状態を図示している。
【００９４】
次に、図９は、送信周波数と検知エリアと送信音圧または受信感度の関係を説明する説明図である。図９の（ａ）は、基準周波数で送信したときの基準検知エリア９１が、単純にノイズ回避のために、送信周波数を、より高周波数に切替えて、超音波を送波したのでは、検知エリア９２が短く、かつ幅の狭いものに変わってしまう比較例を示している。一方、図９の（ｂ）は、ノイズ回避のために、送信周波数を、より高周波数のシフト周波数モードに切替えると共に、上述のように、マイク駆動回路内のドライバの増幅度を変えて（あるいは、増幅度の異なるドライバ側に切替えて）音波の出力を増加（音圧を上げる）させるとともに、メモリ３９を介してゲイン調整回路に信号を送り、受信感度を段階的に変更することによって、検知エリア９３のように、基準検知エリア９１とあまり変わらないようにすることが出来ることを示している。
【００９５】
なお、センサ５は、４０ｋＨｚから６０ｋＨｚの範囲内で送信周波数を選定できる。よって、基準周波数を４５ｋＨｚ以外から選んでもよいし、シフト周波数は５５ｋＨｚ以外でも良い。例えば基準周波数を４０ｋＨｚとし、シフト周波数は６０ｋＨｚとしても良い。
【００９６】
以上のように、上記一実施形態においては、複数の周波数で送受信が可能な複共振マイクロフォン２１を用い、大きな外来ノイズが入力された場合に、外来ノイズの周波数とは異なる周波数でセンサ５を送受信することにより、外来ノイズ大きい環境でも、障害物報知をすることが可能となった。
【００９７】
また、周波数を切替た時の背反として、センサ５の指向性が変化し、検知エリアが変わってしまうが、これに対し、制御手段３を成すＥＣＵとセンサ５間の通信により、センサ５の送信音圧及び受信感度を可変することによって、検知エリアをあまり変えずに、超音波の周波数を変えることが可能となった
（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、上述の一実施形態では、受信感度と送信出力（音圧）の両方を一律に上げて、周波数をより高周波数側にシフトさせたが、受信感度のみ、または送信出力（音圧）のみを上げて周波数をより高周波数側にシフトさせても良い。
【００９８】
また、送信出力（音圧）は、一律に一定値まで上げるのでなく、時間の経過と共に受信感度と共に送信出力（音圧）を階段状に可変させても良い。このためには、図４で、二点鎖線で示すように、制御手段３からの指令信号ＣＳで増幅度を階段状に変えることが出来るドライバを用いればよい。また、上記階段状のパターンは、図３のメモリ３９内に格納しておくことが出来る。
【００９９】
また、マイクロフォンとして、共振点が、基本周波数とシフト周波数との二箇所に存在する複共振マイクロフォンを使用したが、これは見た目一つのセンサの中に、複数のマイクロフォンが格納され、それぞれの共振周波数が異なるマイクロフォン、あるいはスピーカのように広帯域の周波数で作動するマイクロフォンを使用したセンサで構成することも出来る。
【符号の説明】
【０１００】
３  制御手段を成すＥＣＵ
５  センサ
２１  複共振マイクロフォン
３１  ＬＡＮ制御回路
３２  周波数調整回路
３３  マイク駆動回路
３５  フィルタ回路
３６  ゲイン調整回路
３７  距離及びノイズ演算回路
９１  基準周波数で送信したときの基準検知エリア
９３  シフト周波数モードでの検知エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010230427.tif 000009
【図８】
2010230427.tif 000010
【図９】
2010230427.tif 000011
【図１０】
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