(57)【要約】【課題】  制御ボックスを備えないリバーシングセンサを提供することにある。【解決手段】  リバーシングセンサは、マスター・スレーブ・タイプのセンサ構造物に適用される。リバーシングセンサは、少なくとも1つのマスターセンサと、少なくとも1つのスレーブセンサとを含む。マスターセンサは、マイクロプロセッサと、超音波放射回路と、反射波検出回路と、アラーム回路とを含む。マスターセンサは、障害物の検出を管理するのみならず、各スレーブセンサの動作タイミングを調整する。これにより、マスターセンサは、一般的な制御ボックスの機能の代わりをする。マスターセンサは、スレーブセンサに接続されており、また検出結果を収集すべく各スレーブセンサのタイミングの制御にポーリング法と時分割原理とを用いる。スレーブセンサは、マイクロプロセッサと、超音波放射回路と、反射波検出回路とを含む。【選択図】図２Ａ
2006349670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物用の制御ボックスのないリバーシングセンサであって
少なくとも１つのマスターセンサと、少なくとも１つのスレーブセンサとを含み、
前記マスターセンサは、障害物検出機能を含み、またスレーブセンサのタイミングを調整しかつ制御し、
前記マスターセンサは、前記スレーブセンサに接続され、かつ検出結果を収集すべく各スレーブセンサのタイミングを制御するポーリング法と時分割の原理を使用する、リバーシングセンサ。
【請求項２】
前記マスターセンサは、
内蔵型のＡ／Ｄコンバータを有するマイクロプロセッサであって、超音波パルスの発生、Ａ／Ｄ変換結果の収集、前記スレーブセンサとの通信、障害物から乗り物までの距離の計算、及びアラームの開始を管理する制御センタとして使用されるマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの矩形波出力ピンに接続された超音波放射回路であって、トランジスタと昇圧コイルとを含み、前記マイクロプロセッサにより出力される矩形波信号を昇圧し次いで超音波を伝送する圧電セラミックを備える超音波送信機に矩形波信号を送るように、前記トランジスタのベースが前記マイクロプロセッサの前記矩形波出力ピンに接続された超音波放射回路と、
レジスタ、キャパシタ及び増幅回路を備え、前記増幅回路が複数の演算増幅器を有する反射波検出回路であって、当該反射波検出回路の入力端子が前記超音波放射回路に接続されており、当該反射波検出回路の出力端子が前記マイクロプロセッサに接続されており、伝送された超音波が障害物に遭遇して前記超音波送信機に戻ったとき、当該反射波検出回路がこれで検出した信号を増幅して、増幅した信号を前記マイクロプロセッサに送る反射波検出回路と、
通信目的物を選択すべく、前記マイクロプロセッサ用の表示器、他のスレーブセンサ及び前記マイクロプロセッサに接続されたゲート回路であって、障害物から乗り物後部までの距離を前記表示器に表示させるゲート回路と、
前記マイクロプロセッサに接続されたアラーム回路であって、前記マイクロプロセッサがアラームを開始させるか、前記マスターセンサ又は他のスレーブセンサの検出結果にしたがうかを決定するアラーム回路と、
前記ゲート回路に接続された通信回路であって、前記マスターセンサを単一の通信ラインを介して前記スレーブセンサに接続する送受信ラインを結合させる２つのトランジスタを備え、一方のトランジスタのコレクタと他方のトランジスタのベースとが前記通信ラインに接続され、一方のトランジスタのベースが前記マイクロプロセッサのTXDピンに接続され、他方のトランジスタのコレクタが前記マイクロプロセッサのRXDピンに接続された通信回路とを含む、請求項1に記載のリバーシングセンサ。
【請求項３】
前記スレーブセンサは、
内蔵型のＡ／Ｄコンバータを有するマイクロプロセッサであって、超音波パルスの発生、Ａ／Ｄコンバータの結果の収集、及び前記マスターセンサとの通信を制御する制御センタとして使用されるマイクロプロセッサと、
トランジスタ及び昇圧コイルを含み、前記マイクロプロセッサの矩形波出力ピンに接続された超音波放射回路であって、前記マイクロプロセッサから出力される矩形波信号を昇圧して、超音波を送信する圧電セラミックを備えかつ接続された超音波送信機に矩形波信号を送るように、前記トランジスタのベースが前記マイクロプロセッサの矩形波出力ピンに接続された超音波放射回路と、
複数のレジスタ、キャパシタ及び増幅回路を含み、前記増幅回路が複数の演算増幅器を有する反射波検出回路であって、当該反射波検出回路の入力端子が前記超音波送信機に接続され、かつ当該反射波検出回路の出力端子が前記マイクロプロセッサに接続されており、伝送された超音波が障害物に衝突して前記超音波送信機に戻っているとき、当該反射波検出回路がこれで検出した反射信号を増幅して、増幅した反射波信号を前記マイクロプロセッサに送る反射波検出回路と、
単一の通信ラインを介して前記スレーブセンサを前記マスターセンサに接続するように、送受信ラインを結合する２つのトランジスタを含み、前記マイクロプロセッサに接続された通信回路であって、一方のトランジスタがＰＮＰ型であり、他方のトランジスタがＮＰＮ型であり、一方のトランジスタのコレクタと他方のトランジスタのベースとが前記通信ラインに接続されており、一方のトランジスタのベースが前記マイクロプロセッサのTXDピンに接続されており、他方のトランジスタのコレクタが前記マイクロプロセッサのRXDピンに接続されている通信回路とを含む、請求項１に記載のリバーシングセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ボックスを備えないリバーシング(reversing)センサに関し、特に、乗り物のためのリバーシングセンサを形成するマスター・スレーブ・タイプのセンサ構造物であって、マスターセンサが障害物検出の管理をするのみならず、各スレーブセンサのための操作タイミングを調整することができると共に、スレーブセンサの検出結果を収集することができるセンサ構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の急速な発展の中で、自動車用のリバーシングセンサは、乗り物の安全性の向上に関して運転者を援助するために広く使用されている。リバーシングセンサの感度は、機器構成のセッティングと使用するセンサ数に直接関係する。
【０００３】
図４を参照するに、多数のセンサを有する一般的なリバーシングセンサは、多数の超音波センサ８１〜８４に接続された制御ボックス８０を含む。超音波センサ８１〜８４のそれぞれは、ケーブルを介して制御ボックス８０に接続されている。制御ボックス８０は、障害物検出のためにそれらセンサを調整する。
【０００４】
さらに、センサ８１〜８４と制御ボックス８０との間の接続ケーブルは、少なくとも電力信号線と双方向データ伝送線とを含む。これにより、超音波センサ８１〜８４のそれぞれは、４ピンケーブルを介して制御ボックス８０に接続される。そのような接続手法を用いるとき、制御ボックス８０は乗り物の中に取り付けられ、超音波センサ８１〜８４は後部のバンパーに取り付けられる。そのような状態下においては、コントロールボックス８０と超音波センサ８１〜８４との間のケーブル長さを２．５ｍより短くすることができない。それゆえに、線材料費が高額になり、また長いデータ線が混信の影響を受ける。
【０００５】
一方、乗り物の部品の試験をし、乗り物を組み立てるときにも問題がある。超音波センサ８１〜８４が後部パンパーに組み付けられるのに対し、制御ボックス８０が乗り物内部に組み付けられるから、後部バンパーが乗り物に取り付けられる前にリバーシングセンサの機能試験をすることができない。このため、組み立て及び試験が不便であり、生産能率が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、乗り物のために、制御ボックスを備えないリバーシングセンサを提供する。このリバーシングセンサは、マスター・スレーブ・タイプのセンサ構造物に適合される。本発明に係る、制御ボックスを備えないリバーシングセンサにおいては、リバーシングデバイスの制御ボックスを除去することができ、組み立て前にそのデバイスの試験をすることができる。さらに、本発明においては、線材料費を低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る乗り物用リバーシングセンサは、少なくとも１つのマスターセンサと、少なくとも１つのスレーブセンサとを含む。マスターセンサは、マイクロプロセッサと、超音波放射回路と、反射波検出回路と、アラーム回路とを含む。マスターセンサは、障害物検出の管理をするだけではなく、スレーブセンサのそれぞれのために動作タイミングを調整する。この手法において、マスターセンサは、一般的な制御ボックスの機能の代わりをする。マスターセンサは、スレーブセンサに接続されて、検出結果を収集するために各スレーブセンサのタイミングを制御するポーリング方法と時分割原理とを使用する。加えて、スレーブセンサは、マイクロプロセッサと、超音波放射回路路と、反射波検出回路とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
マスターセンサが乗り物の後部バンパーに組み付けられるから、乗り物が工場で組み立てられるとき、リバーシングセンサは後部バンパーを乗り物に取り付けることなく、後部バンパー上においてリバーシングセンサの試験を容易に行うことができる。このため、試験手順がさらに改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１Ａ及び図１Ｂを参照するに、本発明のリバーシングセンサ（反転センサ）は、主として、マスターセンサ１０と、多数のスレーブセンサ(slave-sensor)２０とを含む。各スレーブセンサ２０は、独立した線（図１Ａ）を介してマスターセンサ１０に接続されており、またマスターセンサ１０と情報通信を行う。それらのスレーブセンサ２０は、また、信号伝送線（図１Ｂ）を介して、マスターセンサ１０に及び互いに接続されている。たとえマスターセンサ１０がスレーブセンサ２０に接続されていなくても、マスターセンサ１０は検出結果を収集すべく各スレーブセンサ２０のタイミングを制御するポーリング方法を使用する。各スレーブセンサ２０は、これがマスターセンサ１０からポーリング指令を受けているときだけ、検出データをマスターセンサ１０に送る。
【００１０】
マスターセンサ１０の主たる具体例の詳細回路を図２Ａ〜図２Ｄに示す。マスターセンサ１０は、マイクロプロセッサＵ１と、超音波放射回路１２と、反射波検出回路１３と、アラーム回路１４とを含む。
【００１１】
マイクロプロセッサＵ１は、４０ｋＨｚの矩形波を発生し、スレーブセンサ２０の検出結果を収集し、ゲート回路74HC4016を介して各スレーブセンサ２０と通信し、障害物から乗り物までの距離を計算し、警報を起動させる制御センタとして使用される。この実施例において、マイクロプロセッサＵ１は、ＡＴＭＥＬ社により製造されたATMEGA8のＩＣチップである。また、マイクロプロセッサＵ１は、作り付けすなわち内蔵型のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータを含む。
【００１２】
超音波放射回路１２は、トランジスタＱ１と、昇圧コイルＬ１とを含む。トランジスタＱ１のベースは、マイクロプロセッサＵ１により発生される４０ｋＨｚの矩形波の電位を高くするように、マイクロプロセッサＵ１の矩形波出力ピン12に接続されている。超音波送信機（図示せず）は、超音波を発生する圧電セラミックを用いて製作されている。
【００１３】
反射波検出回路１３は、複数のレジスタＲ１，Ｒ２と、キャパシタＣ５と、複数の演算増幅器Ｕ５Ｃ，Ｕ５Ｄ，Ｕ５Ａを有する増幅回路とを含む。超音波放射回路１２が圧電セラミックを介して超音波を送ると、その超音波がその伝送路内の障害物に衝突することにより超音波信号の一部が圧電セラミックに反射する。圧電セラミックは、反射波を弱い通信信号に変換する。その微弱な通信信号は、レジスタＲ１，Ｒ２とキャパシタＣ５とを介して増幅回路により増幅される。増幅回路は、増幅した通信信号をマイクロプロセッサＵ１のアナログ入力端子ADC0に送る。マイクロプロセッサＵ１が１２ビットのＡ／Ｄコンバータを内蔵しているから、増幅された通信信号はデジタル信号に変換される。障害物から乗り物までの距離は、超音波を送信したときと反射波を受信したときとの間の時間差と信号範囲にしたがって算出される。
【００１４】
アラーム回路１４は、ブザーに接続されたトランジスタＱ４を含む。アラーム回路１４は、マイクロプロセッサＵ１の制御ピン14に接続されている。マイクロプロセッサＵ１は、マスターセンサ１０の判定結果にしたがってアラームを作動させるべきか、又は他のスレーブセンサ２０と通信すべきかを判定する。マイクロプロセッサＵ１がアラームを作動させるべきことを決定すると、マイクロプロセッサＵ１はトランジスタＱ４を介してブザーを駆動させる。マイクロプロセッサＵ１の制御ピン14が異なる電位を出力していると、ブザーはアラームを異なる周波数で発生することができる。
【００１５】
マスターセンサ１０は、また、外部の表示器に接続されている。この表示器は、ゲート回路１１を介してマイクロプロセッサＵ１に接続されており、乗り物の後部から障害物までの距離を表示する。それゆえに、障害物までの距離が運転者に明瞭に表示される。
【００１６】
この実施例において、ゲート回路１１は、マイクロプロセッサＵ１の通信目的物を切り換えるために１６の電子スイッチを有するNo. 74HC4016のＩＣ（集積回路）を含む。マイクロプロセッサＵ１が１つのスレーブセンサ２０に接続されるべきとき、ゲート回路１１の対応する電子スイッチが対応するスレーブセンサに接続するように閉じられる。マスターセンサ１０と表示器との間の通信は、この実施例においては、ゲート回路１１により選択される。マイクロプロセッサＵ１が表示器に接続されるべきとき、マイクロプロセッサＵ１はゲート回路１１の対応する電子スイッチを閉じ、その結果表示すべき信号が表示器に送られる。
【００１７】
線材料費を低減するために、マスターセンサ１０とスレーブセンサ２０との間の送受信データ線が単一の信号データ線に組み合わされる。マスターセンサ１０のマイクロプロセッサＵ１は、送受信データが同時に発生しないことを確実にするために送受信タイミングを制御する。
【００１８】
上記目的を達成するために、マスターセンサ１０は、さらに、通信回路１５（図２Ｃ）を含む。通信回路１５は、２つのトランジスタＱ２，Ｑ３を含む。一方のトランジスタＱ２はＰＮＰ型であり、他方のトランジスタＱ３はＮＰＮ型である。トランジスタＱ２のコレクタCとトランジスタＱ３のベースBとは、通信ラインDATAに接続されている。通信ラインDATAは、ゲート回路１１を介してスレーブセンサ２０に接続されている。トランジスタＱ２のベースBはマイクロプロセッサＵ１のTXDピンに接続されており、トランジスタＱ３のコレクタCはマイクロプロセッサＵ１のRXDピンに接続されている。マイクロプロセッサＵ１は、通回路１５の2つのトランジスタＱ２，Ｑ３を介して送受信をする。
【００１９】
マスターセンサ１０とスレーブセンサ２０との間のデータ伝送は、反転伝送である。例えば、高電位が低電位により伝送される。通信ラインDATAがデータ伝送に使用されると、マイクロプロセッサＵ１のTXDピンはデーター・フリー伝送になるか又は高電位を伝送する。このとき、トランジスタＱ２は切り離され、通信ラインDATAは高電位を含む。マイクロプロセッサＵ１のTXDピンが低電位を伝送していると、トランジスタＱ２は導通し（オンになり）、通信ラインDATAは高電位を含む。これに対し、通信ラインDATAがデータを受けるように使用されるとき、トランジスタＱ３は切り離され、また通信ラインDATAがデータを受信しないか又は実際に高電位が伝送される低電位を受信していると、マイクロプロセッサＵ１のRXDピンは高電位となる。低電位が伝送される高電位を通信ラインDATAが含むときは、トランジスタＱ３が導通し、マイクロプロセッサＵ１のRXDピンが低電位であることを検出する。
【００２０】
ラインがアイドル状態であると、マスターセンサ１０とスレーブセンサ２０のマイクロプロセッサの全てのTXDピンとは高電位になる。このとき、通信ラインDATAは低電位になり、それゆえに全てのRXDピンは高電位になる。いずれか1つのマイクロプロセッサがデータ伝送を要求していると、TXDピンは開始ビットとして低電位の第1セットになる。このとき、通信ラインDATAは高電位になり、他のマイクロプロセッサのRXDピンは開始ビットの低電位を検出する。
【００２１】
図３Ａ〜図３Ｃを参照するに、各スレーブセンサ２０は、マイクロプロセッサＵ１と、超音波放射回路２１と、反射波検出回路２２とを含む。
【００２２】
マイクロプロセッサＵ１は、ＡＴＭＥＬ社製のATMEGA８のＩＣチップである。マイクロプロセッサＵ１は、４０ｋＨｚの矩形波を発生して障害物からの反射信号を検出する制御センタとして作動する。また、マイクロプロセッサＵ１は内蔵型のＡ／Ｄコンバータを含む。
【００２３】
超音波放射回路２１は、トランジスタＱ３と、昇圧コイルＬ１とを含む。トランジスタＱ３のベースBは、マイクロプロセッサＵ１から出力される４０ｋHzの矩形波信号を増幅するように、マイクロプロセッサＵ１の矩形波出力ピン12に接続されている。圧電セラミック製の超音波送信機（図示せず）は超音波を発生する。
【００２４】
反射波検出回路２２は、複数のレジスタＲ１，Ｒ２と、キャパシタＣ５と、複数の演算増幅器Ｕ２Ａ，Ｕ２Ｂ，Ｕ２Ｃを有する増幅回路とを含む。超音波放射回路２１が圧電セラミックを介して超音波を伝送すると、超音波が伝送路内の障害物に衝突することにより、一部の超音波信号が圧電セラミックに反射される。圧電セラミックは、反射信号を微弱な通信信号に変換して送る。微弱な通信信号は、レジスタＲ１，Ｒ２とキャパシタＣ５とを介して、増幅回路により増幅される。増幅回路は、増幅した微弱な通信信号をマイクロプロセッサＵ１のアナログ入力端子ADC0に送る。マイクロプロセッサＵ１が１２ビットのＡ／Ｄコンバータを内蔵しているから、伝送されたアナログ通信信号はデジタル信号に変換される。次いで、障害物からセンサまでの距離が信号範囲と、超音波を送信したとき及び反射波を受信したときの時間差とにしたがって計算される。
【００２５】
線材料費を低減するために、マスターセンサ１０とスレーブセンサ２０との間の送受信データラインは、単一の信号データラインに組み合わされる。上記目的を達成するために、各スレーブセンサ２０は、さらに、通信回路２３を含む。通信回路２３は、2つのトランジスタＱ１，Ｑ２を含む。一方のトランジスタＱ１はＰＮＰ型であり、他方のトランジスタＱ２はＮＰＮ型である。トランジスタＱ１のコレクタCとトランジスタＱ２のベースBとは、通信ラインDATAに共通に接続されている。トランジスタＱ１のベースBはマイクロプロセッサＵ１のTXDピンに接続されており、トランジスタＱ２のコレクタCはマイクロプロセッサＵ１のRXDピンに接続されている。マイクロプロセッサＵ１は、通信回路２３の2つのトランジスタＱ１，Ｑ２を介してデータの送受信をする。マスターセンサ１０とスレーブセンサ２０との間のデータ通信は、マスターセンサ１０の通信回路１５と同じ原理を適用された反転伝送である。ここでは、詳細な原理を繰り返さない。
【００２６】
詳細な回路、動作原理及び本発明の使用法が以下のような多数の特徴を含むことは、上記の記載から理解することができる。
【００２７】
第１に、本発明は、障害物を検出するだけではなく、各スレーブセンサのための動作タイミングを調整するマスターセンサを作動可能にするマスター・スレーブ・タイプのセンサ構造物に適合する。この方法において、マスターセンサは、通常の制御ボックスの機能に置き換えられる。また、各スレーブセンサは、マスターセンサの制御のもとに障害物を検出する。それゆえに、乗り物用のリバーシングセンサは制御ボックスの影響を除去にするために一般的な制御ボックスを含まない。
【００２８】
第２に、マスター・スレーブ・タイプのセンサ構造物で、マスターセンサはスレーブセンサに接続され、マスターセンサとスレーブセンサとを接続するケーブルの長さは１．５ｍより短い。これに対し、乗り物の後部バンパーの長さは、線材料費を低減する、一般に２ｍである。さらに、送信の弊害が短縮されたデータラインのために効果的に低減される。
【００２９】
第３に、マスターセンサとスレーブセンサとが乗り物の後部バンパーに取り付けられるから、乗り物が工場において組み立てられるとき、後部バンパーを乗り物に取り付けることなく、リバーシングセンサを後部バンパー上で容易に試験することができる。これにより、乗り物の組み立て中における試験手順がさらに改良され、乗り物製造工場における製造の能率が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、好ましい具体例の形において記載されていると共に、実施例により記載されている。しかし、本発明がそれに制限されないことを理解されるべきである。また、各種の変更並びに類似の構造及び手順は本発明に含まれる。特許請求の範囲は、そのような変更並びに類似の構造及び手順の全てを包含するように広く解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明に係るリバーシングセンサの第１の実施例を示す電気回路のブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に係るリバーシングセンサの第２の実施例を示す電気回路のブロック図である。
【図２Ａ】本発明のマスターセンサの詳細回路のうち、超音波放射回路及び反射波検出回路とそれらに関連する回路部分を示す図である。
【図２Ｂ】本発明のマスターセンサの詳細回路のうち、マイクロプロセッサ及びゲート回路とそれらに関連する回路部分を示す図である。
【図２Ｃ】本発明のマスターセンサの詳細回路のうち、アラーム回路及び通信回路とそれらに関連する回路部分を示す図である。
【図２Ｄ】本発明のマスターセンサの詳細回路のうち、他の回路部分を示す図である。
【図３Ａ】本発明のスレーブセンサの詳細回路のうち、超音波放射回路及び反射波検出回路とそれらに関係する回路部分を示す図である。
【図３Ｂ】本発明のスレーブセンサの詳細回路のうち、マイクロプロセッサ及び通信回路とそれらに関連する回路部分を示す図である。
【図３Ｃ】本発明のスレーブセンサの詳細回路のうち、他の回路部分を示す図である。
【図４】多数のセンサを有する従来のリバーシングセンサのブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  マスターセンサ
１１  ゲート回路
１２  超音波放射回路
１３  反射波検出回路
１４  アラーム回路
１５  通信回路
２０  スレーブセンサ
２１  超音波ｈぷしゃかいろ
２２  反射波検出回路
２３  通信回路
Ｃ５  キャパシタ
Ｌ１  昇圧コイル
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４  トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２  レジスタ
Ｕ１  マイクロプロセッサ
Ｕ２Ａ，Ｕ２Ｂ，Ｕ２Ｃ  演算増幅器
Ｕ５Ｃ，Ｕ５Ｄ，Ｕ５Ａ  演算増幅器
DATA  通信ライン
【図１Ａ】
2006349670.tif 000003
【図１Ｂ】
2006349670.tif 000004
【図２Ａ】
2006349670.tif 000005
【図２Ｂ】
2006349670.tif 000006
【図２Ｃ】
2006349670.tif 000007
【図２Ｄ】
2006349670.tif 000008
【図３Ａ】
2006349670.tif 000009
【図３Ｂ】
2006349670.tif 000010
【図３Ｃ】
2006349670.tif 000011
【図４】
2006349670.tif 000012