(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を間欠的に送波するとともに前記送信波の反射波を受波するセンサと、
前記センサに前記送信波を送波させる送波信号を出力する機能、および前記センサが規定の閾値以上の振幅である反射波を受波したときに前記送波信号の発生から前記センサによる前記反射波の受波までの時間を評価することにより障害物の有無を検知する機能を有したコントローラと
を備え、
前記センサは、電源電圧で駆動されることにより前記送信波を出力し、
前記コントローラは、前記電源電圧を検出する電圧監視部を備え、前記電圧監視部が検出した前記電源電圧が低いほど前記閾値を小さくするように構成され、
前記コントローラは、前記電源電圧に応じて第１の閾値及び第２の閾値のいずれかを前記閾値として選択し、
前記第１の閾値は、前記第２の閾値に比べて小さく設定され、
前記コントローラは、前記電源電圧が第１の基準値以上であって第２の基準値より低い場合、前記閾値を前記第１の閾値に設定し、前記電源電圧が前記第２の基準値以上であって第３の基準値より低い場合、前記閾値を前記第２の閾値に設定する
ことを特徴とする車両用障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波または超音波を用いて車両の周囲の障害物を検知する車両用障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音波または超音波を用いて車両の周囲における障害物を検知する車両用障害物検知装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、超音波を送受波するセンサを用いて、車両の周囲の障害物を検知することにより車両の駐車を支援する車両用障害物検知装置が記載されている。特許文献１に記載された車両用障害物検知装置は、センサから送信波を送波するとともに、障害物で反射された反射波を受波し、センサにおける送信波の送波から受波までの時間に基づいて、車両周囲の障害物を検知している。一般に、このような車両用障害物検知装置のセンサにはピエゾ素子が用いられている。
【０００３】
この種の車両用障害物検知装置は、車両に搭載されたバッテリから電源が供給される。バッテリは、車両の他の機器の電源としても用いられており、他の機器の使用状態によって電圧が変動する。ピエゾ素子を用いたセンサは、供給される電圧に応じた音圧の音波または超音波を出力するため、供給される電圧が変動すると出力音圧も変化する。そのため、従来の車両用障害物検知装置は、センサに供給する電圧を一定にする安定化電源回路を用いて、センサによる送信波の出力を一定に保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１９５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、安定化電源回路を用いると、入力電圧よりも出力電圧が低くなる。したがって、センサに供給する電圧を一定に保つために安定化電源回路を用いると、センサからの出力音圧が所望音圧より小さくなる場合がある。この場合、車両用障害物検知装置が障害物を検知できる距離が短くなってしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、電源からセンサに供給される電圧が変動する場合であっても、障害物を検知する距離を比較的大きくとることが可能になる車両用障害物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用障害物検知装置は、送信波を間欠的に送波するとともに前記送信波の反射波を受波するセンサと、前記センサに前記送信波を送波させる送波信号を出力する機能、および前記センサが規定の閾値以上の振幅である反射波を受波したときに前記送波信号の発生から前記センサによる前記反射波の受波までの時間を評価することにより障害物の有無を検知する機能を有したコントローラとを備え、前記センサは、電源電圧で駆動されることにより前記送信波を出力し、前記コントローラは、前記電源電圧を検出する電圧監視部を備え、前記電圧監視部が検出した前記電源電圧が低いほど前記閾値を小さくするように構成され、前記コントローラは、前記電源電圧に応じて第１の閾値及び第２の閾値のいずれかを前記閾値として選択し、前記第１の閾値は、前記第２の閾値に比べて小さく設定され、前記コントローラは、前記電源電圧が第１の基準値以上であって第２の基準値より低い場合、前記閾値を前記第１の閾値に設定し、前記電源電圧が前記第２の基準値以上であって第３の基準値より低い場合、前記閾値を前記第２の閾値に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、電源からセンサに供給される電圧が変動する場合であっても、障害物を検知する距離を比較的大きくとることが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上を設けた車両と検知範囲との関係を示す図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の電源電圧値と閾値との関係を示す図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態の車両用障害物検知装置は、図１に示すように、ピエゾ素子を有し超音波を送受波するセンサ１と、センサ１に送信波を送波させるとともに、反射波の受波によりセンサ１が出力するセンサ信号を用いて障害物の有無を判断するコントローラ２とを備える。車両用障害物検知装置は、図２に示すように、車両１０の前後端の少なくとも一方にセンサ１が設けられ、車両１０の周囲に存在する障害物を検知する。以下では、センサ１が車両１０の前側に設けられ、車両１０の前方に検知範囲Ａ１が設定されている場合を例として説明する。
【００１１】
本実施形態のコントローラ２は、図１に示すように、マイコン２４を備え車両１０の各部の電子制御を行うＥＣＵ（Electric Control Unit）の一部として構成される。コントローラ２は、車載のバッテリ３から電源が供給される。コントローラ２は、マイコン２４に加えてセンサ１を駆動して送信波を送波させる送波回路２１を備える。さらに、コントローラ２は、センサ信号から送信波の周波数を含む所定周波数帯域の信号を受波信号として抽出する受波回路２２と、受波信号の包絡線成分に相当する検波信号を出力する検波回路２３とを備える。マイコン２４には、安定化電源回路からなる電源回路２５を通して電源が供給される。
【００１２】
次に、車両用障害物検知装置の基本的動作について説明する。車両用障害物検知装置が動作を開始すると、マイコン２４は、図３（ａ）に示すように、一定周期の矩形波であるパルス信号を送波回路２１に対して間欠的に出力する。１つのパルス信号はセンサ１から出力する超音波の周期を有する矩形波を数周期だけ含んでいる。このパルス信号が送波回路２１に入力されると、図３（ｂ）のように、送波回路２１はバッテリ３から供給された電源電圧に応じた振幅の送波信号を出力する。センサ１は、この送波信号で駆動され送波信号の振幅に応じた音圧の超音波を間欠的に出力する。
【００１３】
一方、受波回路２２には、送波回路２１から回り込んだ送波信号、センサ１の残響で生じる信号が入力される。また、センサ１が反射波を受波したときには、反射波による信号も入力される。したがって、受波回路２２は、図３（ｃ）に示すような受波信号を出力する。さらに、検波回路２３は、図３（ｄ）のように、受波信号の包絡線成分に相当する電圧値を有する検波信号を出力する。マイコン２４は、検波信号の信号レベルが所定の閾値Ｔｈ以上であるとき、パルス信号の発生から検波信号の検出までの時間を評価して障害物の有無を検出する。
【００１４】
いま、図３に示す時刻ｔ１においてマイコン２４からパルス信号が入力され、時刻ｔ２において検波信号が得られたと仮定する。図示例では、検波信号として残響を含む成分２３２と反射波による成分２３１とが得られている。マイコン２４は、パルス信号を時刻ｔ１に出力した後の規定時刻ｔｓから開始される期間を、障害物の有無を判断する検知期間とし、検知期間内の検波信号を用いて障害物の有無を判断する。この検知期間により上述した検知範囲Ａ１が定められる。
【００１５】
上述したように、送波回路２１はバッテリ３の電源電圧によって駆動されており、電源電圧が変動すると送波回路２１から出力される送波信号の振幅も変動する。つまり、電源電圧が低いほど送波回路２１が出力する送波信号の振幅が小さくなり、結果的に送信波の音圧も小さくなる。
【００１６】
このような音圧の変化に対応するために、本実施形態のコントローラ２は、電源電圧を検出する電圧監視部２６を備え、電圧監視部２６が検出した電源電圧に応じて上述した閾値Ｔｈを変化させる構成を採用している。電圧監視部２６は、マイコン２４に内蔵されたＡ／Ｄ入力部２７と、電源電圧をＡ／Ｄ入力部２７へ印加する電圧に降圧する電圧監視回路２８とにより構成される。電圧監視回路２８は、例えば分圧回路が用いられ、電源電圧に比例した電圧をＡ／Ｄ入力部２７に与える。Ａ／Ｄ入力部２７は、電圧監視回路２８から入力された電圧をデジタル値に変換する。したがって、マイコン２４は、電圧監視部２６から出力されたデジタル値により電源電圧値Ｖｓを取得する。
【００１７】
マイコン２４は、電源電圧値Ｖｓに基づいて、閾値Ｔｈを段階的に変化させる。本実施形態では、２段階の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２が用いられる。つまり、マイコン２４は、電源電圧値Ｖｓ（電源電圧）に応じて２つの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２（第１の閾値、第２の閾値）のいずれかを閾値Ｔｈとして選択する。閾値Ｔｈ１（第１の閾値）は、閾値Ｔｈ２（第２の閾値）に比べて小さく（Ｔｈ１＜Ｔｈ２）設定される（図５参照）。なお、図５は、信号レベルの大きさを下向きに表してあり、検波信号の電圧値（絶対値）が大きいほど下側になるように表現している。図３（ｄ）も同様である。
【００１８】
これらの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の選択は、電源電圧値Ｖｓを３段階の基準値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と比較することにより行われる。すなわち、マイコン２４は、図４に示すように、電源電圧値Ｖｓが基準値Ｖ１（第１の基準値）以上であって基準値Ｖ２（第２の基準値）より低い（Ｖ１≦Ｖｓ＜Ｖ２）場合、閾値ＴｈをＴｈ１（第１の閾値）に設定する。また、マイコン２４は、電源電圧値Ｖｓが基準値Ｖ２（第２の基準値）以上であって基準値Ｖ３（第３の基準値）より低い（Ｖ２≦Ｖｓ＜Ｖ３）場合、閾値ＴｈをＴｈ２（第２の閾値）に設定する。さらに、マイコン２４は、電源電圧値Ｖｓが、基準値Ｖ１より小さい（Ｖｓ＜Ｖ１）か、または基準値Ｖ３以上である（Ｖｓ≧Ｖ３）場合、閾値Ｔｈを設定せず、車両用障害物検知装置は、障害物の検知動作を行わない。
【００１９】
このように、電源電圧値Ｖｓに応じて閾値Ｔｈを段階的に変更して障害物の検知を行うことにより、送波回路２１を電源電圧で駆動することが可能となり、結果的に送信波の音圧を大きくすることが可能となる。これにより、車両用障害物検知装置は、従来に比べより遠くの障害物を検知することが可能となる。
【００２０】
上記したマイコン２４の動作を図６にまとめて示す。
【００２１】
車両用障害物検知装置の動作が開始されると、Ａ／Ｄ入力部２７を通して電源電圧値Ｖｓが取り込まれる（Ｓ１０）。マイコン２４は、電源電圧値Ｖｓを基準値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と比較する（Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１７）。
【００２２】
マイコン２４は、電源電圧値Ｖｓが、基準値Ｖ１よりも低い（Ｓ１１のＹｅｓ）か、または基準値Ｖ３以上であれば（Ｓ１７のＹｅｓ）、パルス信号を出力せずに、新たに電源電圧値Ｖｓを取り込む（Ｓ１０）。つまり、マイコン２４から送波回路２１へパルス信号が出力されず、車両用障害物検知装置は障害物の有無を判断しない。したがって、この場合には、別途にエラー処理を行って利用者に通知することが好ましい。
【００２３】
一方、電源電圧値Ｖｓが、基準値Ｖ１以上であって基準値Ｖ２よりも低ければ（Ｓ１２のＹｅｓ）、閾値ＴｈをＴｈ１に設定する（Ｓ１３）。その後、マイコン２４は、パルス信号を出力し、センサ１から送信波を送波させる（Ｓ１４）。マイコン２４は、反射波に対応する検波信号の信号レベルが閾値Ｔｈ１以上であると（Ｓ１５のＹｅｓ）、障害物が存在すると判断し、報知動作を行う（Ｓ１６）。報知動作は、例えばブザーなどを用いて聴覚的に行ったり、報知灯により視覚的に行う。その後、新たに電源電圧値Ｖｓを取り込み（Ｓ１０）、上述した動作を繰り返す。
【００２４】
一方、電源電圧値Ｖｓが基準値Ｖ２以上であって基準値Ｖ３よりも低ければ（Ｓ１７のＮｏ）、閾値ＴｈをＴｈ２に設定する（Ｓ１８）。その後、マイコン２４は送波回路２１へパルス信号を出力し、センサ１から送信波を送波させる（Ｓ１９）。マイコン２４は、反射波に対応する検波信号の信号レベルが閾値Ｔｈ２以上であると（Ｓ２０のＹｅｓ）、障害物が存在すると判断し、報知動作を行う（Ｓ１６）。ここに、電源電圧値Ｖｓを取得する時間間隔は、パルス信号を出力する時間間隔と等しくしておけばよい。
【００２５】
なお、本実施形態においては、超音波を送受波するセンサ１を用いたが、センサとしては可聴域の音波を送受波するセンサを用いてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  センサ
２  コントローラ
２６  電圧監視部
【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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