(57)【要約】  本装置（４）は、物体の存在によって引き起こされるキャパシタンスの変化を測定することによって、検知ゾーン内における前記物体の存在を検知する。本装置は、電場を放射する放射素子（６）と、電場を受信する受信素子（８）と、前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間のカップリング・キャパシタンスを測定する手段とを具備する。前記放射素子（６）は、前記受信素子（８）に受信される電気信号を放射する。その結果、検知ゾーンに物体が存在しない場合に、所定値のカップリング・キャパシタンスが、前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間に確立され、前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間のカップリング・キャパシタンスの変化は、検知ゾーン内における物体の変位を示し、所定値と異なる値でのキャパシタンスの確立は、静止物体の存在を示す。
2011526677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の存在により引き起こされるキャパシタンスの変化を測定することによって、車両の接近検知ゾーン内の前記物体の存在を検知する装置（４）において、
電場を放射する放射素子（６）と、
前記放射素子（６）から離れて配置されるとともに、電場を受信する受信素子（８）と、
前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間のカップリング・キャパシタンスを測定する手段と
を具備し、
前記放射素子（６）は、前記受信素子（８）によって受信される電気信号を放射し、
検知ゾーンに物体が存在しない場合に、所定値のカップリング・キャパシタンスが、前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間に確立され、
前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間のカップリング・キャパシタンスの変化は、検知ゾーン内における物体の変位を示し、
所定値と異なる値でのキャパシタンスの確立は、検知ゾーン内における静止物体の存在を示し、
前記車両のドライバに対する通知装置は、前記車両の周辺で移動している又は静止している障害物の存在を前記ドライバに通知する
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
電場の第二放射素子（１６）と第二受信素子（１８）とを具備し、
地面に対して検知装置（４）を較正するとともに、前記第一放射素子（６）と前記受信素子（８）の測定を補足するように構成された前記素子（１６、１８）のペアと、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記放射素子と前記受信素子（６、８、１６、１８）の２組のペアは、異なる周波数で動作するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記放射素子（６、１６）が変調信号を放射し、前記受信素子（８、１８）又は電子制御部（１０）は、前記受信素子（８、１８）によって受信される信号を復調可能な同調復調装置を具備することを特徴とする請求項１又は３のうちのいずれか１つに記載の検知装置。
【請求項５】
前記放射素子（６、１６）へ方形又は正弦波の信号を転送するとともに、前記受信素子（８、１８）の復調装置へ方形波を転送する信号生成器を具備することを特徴とする請求項４に記載の検知装置。
【請求項６】
前記２組の放射素子と受信素子のペア（６、８、１６、１８）を介して測定されたキャパシタンス又はキャパシタンスの変化の関数として、車両に対する物体からの距離を決定するように構成された計算手段を具備することを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか１つに記載の検知装置。
【請求項７】
バンパーを取り付けた車両の接近検知ゾーン内の物体の存在を検知する装置（４）を具備し、
前記検知装置（４）は、請求項１から６のうちのいずれか１つに記載された車両のバンパー（１）。
【請求項８】
前記放射素子（６）はバンパーの内側の横の端部（１２）に取り付けられ、前記受信素子はバンパーのもう一方の内側の横の端部（１４）に配置されることを特徴とする請求項７に記載のバンパー。
【請求項９】
前記放射素子（６）と前記受信素子（８）は前記バンパーの材料に埋め込まれていることを特徴とする請求項７又は８に記載のバンパー。
【請求項１０】
請求項２又は３に基づく、前記第二放射素子と前記第二受信素子（１６、１８）は、前記検知装置の前記第一放射素子と前記第一受信素子（６、８）の下部に配置されていることを特徴とする請求項７から９のうちのいずれか１つに記載のバンパー。
【請求項１１】
前記バンパー（１）上に配置されるとともに、前記検知装置（４）の前記放射素子（６）と前記受信素子（８）の間に挿入された少なくとも１又は複数の導電性面（２０）を具備し、前記表面（２０）は、前記検知装置（４）とアースとを接続していることを特徴とする請求項７から１０のうちのいずれか１つに記載のバンパー。
【請求項１２】
前記バンパー（１）は、請求項７から１１のうちのいずれか１つに記載されていることを特徴とする少なくとも一つのバンパー（１）を具備した車両。
【請求項１３】
請求項７から１０のいずれか１つに記載の第二バンパー（１）を具備し、バンパー（１）のうちの一つは車両の前部に取り付けられ、もう一つは前記車両の後部に取り付けられることを特徴とした請求項１２の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の存在により引き起こされるキャパシタンスの変化を測定することによって、車両の接近検知ゾーン内で物体の存在を検知する装置に関する。
【０００２】
本発明は、そのような検知装置を具備するバンパーや、そのようなバンパーを具備する車両に関する。
【背景技術】
【０００３】
上述のような装置は知られているとともに、例えば車両周辺の障害物の接近をドライバに知らせることによって、車両の駐車時にドライバをアシストすることができる。一般に、そのような装置は、運転中の車両周辺の障害物の存在をドライバに知らせる。
【０００４】
公知の“キャパシタンス”装置は、発振回路として動作する１又は複数の検知プレートを具備している。そのキャパシタンスは、検知プレートとアースとの間で測定される。前記装置の検知ゾーンに入る物体は、測定されたキャパシタンスの変化、例えば、キャパシタンスを増加させる。キャパシタンスの増加は、物体の存在を決定し、かつプレートとアースの間のキャパシタンスにおける変化の関数として、車両に対する距離を求めることを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記装置は、車両と障害物が互いに対して移動している場合、すなわち障害物が静止した車両に対して移動している場合か、車両が静止した障害物に対して移動している場合か、又は車両と障害物が両方とも移動している場合にのみ、障害物の存在を検知可能にする。障害物と車両が互いに対して静止している場合、前記測定されたキャパシタンスは一定でかつ障害物は検知されない。
【０００６】
その上、前述の装置は、車両周辺にきわめて十分な検知ゾーンをもつことができず、車両に近い障害物のみが検知される。その結果、ドライバは、障害物が近いときに初めて障害物の存在についての情報を得るため、運転を障害物の存在に適応させるには遅過ぎる可能性がある。
【０００７】
本発明は、車両に対して、移動している障害物と静止している障害物とを検知できる検知装置を提案するとともに、現在の装置と比較して拡大された検知ゾーンを提供することにより、前述の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明は上述のタイプの検知装置に係り、電場を放射する放射素子と、前記放射素子から離れて配置されるとともに、電場を受信する受信素子と、前記放射素子と前記受信素子の間のカップリング・キャパシタンスを測定する手段とを具備している。前記放射素子は、受信装置によって受信される電気信号を放射する。その結果、検知ゾーンに物体が存在しない場合に、所定値のカップリング・キャパシタンスが、放射素子と受信素子の間に確立される。放射素子と受信素子の間のカップリング・キャパシタンスの変化は、検知ゾーン内における物体の変位を示すとともに、所定値と異なる値でのキャパシタンスの確立は、検知ゾーン内における静止物体の存在を示す。
【０００９】
放射素子と受信素子の間のキャパシタンスを測定することによって、移動している障害物、及び車両に対して静止している障害物の情報を得ることができる。確かに、障害物が移動して車両に接近する場合、測定されたキャパシタンスが公知の装置と同様に増加する。そして障害物が静止している場合、キャパシタンスは公知の装置とは反対に、検知ゾーン内に障害物が存在しないときに測定された値とは異なる値をとる。このように、キャパシタンスの変化は、移動している障害物の存在を示し、一方、障害物がない場合に測定されたキャパシタンスと異なる値のキャパシタンスは、静止した障害物を示す。静止した障害物の検知は、例えば、車両が駐車して車両のドアを開けるとき障害物が車両を傷つける可能性がある場合に特に都合が良い。静止した障害物の検知はまた、前方及び後方へ車両の運転を開始する前にも都合が良い。
【００１０】
その上、高い交流電圧で放射素子に供給することがより容易であるために、検知ゾーンは広がる。そのことは、受信素子での信号対ノイズ比を大きくし、それゆえ相当な距離での装置の感度向上を可能にしている。さらにまた、放射素子と受信素子間に広がる電場は半円形であり、そのため対象となる障害物検知ゾーンへ向かってより指向性のある検知ゾーンを得ることができる。
【００１１】
前記検知装置の他の特徴によれば、
−前記検知装置は、電場の第二放射素子と第二受信素子を具備し、前記素子のペアは、地面に対して検知装置を較正するとともに、前記第一放射素子と前記第一受信素子の測定を補足するように構成される；
−放射素子と受信素子の２組のペアは、異なる周波数で動作するように構成される；
−放射素子は変調信号を放射し、前記受信素子又は電子制御部は、前記受信素子によって受信される信号を復調可能な同期復調装置を具備する；
−前記検知装置は、方形又は正弦波を前記放射素子へ転送するとともに、前記受信素子の前記復調装置へ方形波を転送する信号生成器を具備する；
−前記検知装置は、２組の放射素子と受信素子のペアを介して測定されたキャパシタンス又はキャパシタンスの変化の関数として、前記車両に対する物体からの距離を決定するように構成された計算手段を具備する。
【００１２】
また、本発明は、上述した検知装置を具備する車両のバンパーに関する。
【００１３】
前記バンパーの他の特徴によれば、
−前記放射素子は、前記バンパーの内側の横の端部に取り付けられて、前記受信素子は前記バンパーのもう一方の内側の横の端部に配置される；
−前記放射素子と前記受信素子は、前記バンパーの材料中に埋め込まれている；
−前記第二放射素子と前記第二受信素子は、前記検知装置の第一放射素子と第一受信素子の下に配置されている；
−前記バンパーは、前記バンパー上に配置されるとともに、前記検知装置の前記放射素子と前記受信素子の間に挿入された少なくとも１又は複数の導電性面を具備し、前記表面は前記検知装置のアースに接続している。
【００１４】
また、本発明は、上述したバンパーを具備する車両に関する。
【００１５】
前記車両のもう一つの特徴によれば、前記車両は、前記バンパーの一つは車両の前部に取り付けられ、もう一つのバンパーは前記車両の後部に取り付けられている上述に定義したような第二バンパーを具備する。
【００１６】
本発明の他の構成や利点は、添付図面を参照しつつ、実施例として記載された以下の説明を理解することによって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に基づく検知装置を具備する車両のバンパーの図である。
【図２】検知ゾーンに物体が存在しない場合の本発明に基づく検知装置の動作を表す等価電気回路図である。
【図３】検知ゾーンに物体が存在する場合の本発明に基づく検知装置の動作を表す等価電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書では、“横の（transverse）”、“内側の（inner）”、“外側の（outer）”、“上方の（above）”、“下方の（below）”などの用語は、組み立てられた車両の正常方向に対して定義される。
【００１９】
図１を参照すると、バンパー１は、車両（図示せず）の前部又は後部に取り付けられることを意図して記載されている。より広い検知ゾーンを提供するために車両の前部及び後部に設置されている場合に、本発明の検知装置は特に有効であるため、本発明は車両の前部及び後部の両方に適用することに留意されるべきである。図１において、バンパー１の内側面２が見えている。ここに記載される検知装置は、検知ゾーンをさらに拡大するため特に側面の外形である車両の両側面にも適用されうる。そのため、側面の検知は、前部、後部、側面の装置のカップリング又はコンビネーションを介してなされる。
【００２０】
検知装置４は、図１に図示されている。この装置は、詳細には図示されていないが、電場の放射素子６と、電場の受信素子８と、電子制御部１０とを具備している。
【００２１】
前記放射素子６は、バンパー１の内側面２の横の端部１２の上部領域で、例えば接着するなどして、取り付けられている。前記受信素子８は、バンパーの内側面２の、もう一方の横の端部１４の上部領域で、例えば接着するなどして、取り付けられている。これらの素子６・８は、それらの表面のうちの少なくとも一方又は両方に導電性材料を具備している。前記素子６・８は、車両のバンパーあるいは別の構成部材の、内側又は外側の表面に適用された導電性面であってもよい。前記素子６・８は、取り付けられる部品の材料に埋め込むこともできる。一実施形態によれば、素子６・８は、複数の放射素子及び受信素子から各々構成されている。
【００２２】
前記放射素子６は、受信素子８で受信される電場を放射するために電子制御部１０に接続されている。放射素子６は、方形波又は正弦波の変調された電気信号を放射するように設けられている。この結果、前記電子制御部１０は、放射素子６へ方形波又は正弦波の信号を転送するための信号生成器（図示せず）を具備している。放射された信号は、例えば実質的に２０Ｖに等しい頂点間振幅の電圧である。放射素子６の導電性材料の領域が広ければ広いほど、放射信号の交流電圧は、同じ結果を得るのにより少なくて済む。放射素子６によって放射された信号は、例えば５０ＫＨｚから２００ＫＨｚの間の周波数で動作する。電子制御部１０を適合することにより他の周波数も使用可能であることが理解される。放射信号の変調は、例えば他の車両やその他の検知装置が発生させる他の周囲の信号との区別を可能し、そのため受信素子８は、他の信号ではなく放射素子６によって放射された信号を処理する。このように、寄生信号の処理は回避される。
【００２３】
前記受信素子８は、放射素子６により放射された電気信号を受信するとともに、同時にそれを復調するように、又は周囲のノイズから前記信号を抽出するための同期復調を実行する電子制御部に受信信号を転送するように構成されている。その結果、同期復調を実行するために、受信素子８又は電子制御部１０は、電子制御部１０の信号生成器からの方形波信号を受信するとともに、それ自体は公知である同期復調装置（図示せず）を具備している。復調装置へ転送された信号は、放射素子へ転送された信号、すなわち上述の例によれば５０ＫＨｚから２００ＫＨｚの間である信号と、同一の周波数である。公知の方法では、受信素子８は、例えば同調回路に接続された反転増幅器を使用することによって構成される。前記出力は、それ自体がローパス・フィルターに接続された復調装置に接続されている。前記同調回路は、受信信号の対象となる周波数において受信素子の帯域幅を制限できる。測定値を混乱させうる大きなノイズ成分はこうして排除される。復調装置とローパス・フィルターは、狭帯域フィルターとして動作する。同調復調は、非常に大きな信号対ノイズ比を得ることを可能にし、そのことが信号が非常に弱いときであっても放射信号を受信することを可能にしている。本明細書の後半に記載されるように、このようにして検知範囲は拡大可能である。
【００２４】
前記電子制御部１０は、放射素子６によって放射された信号と同調復調装置によって復調された信号とから、放射素子６と受信素子８の間のカップリング・キャパシタンスを測定する手段を有している。
【００２５】
図２と図３を参照すると、上述の装置の動作は、以下の通りである。
−検知ゾーン、すなわち放射素子による電場の放射ゾーンに障害物がない場合、放射素子６と受信素子８は、各々がＣ１とＣ２である直列の２つのキャパシタンスに等しい。そのため、図２に図示されているように、放射素子６と受信素子８の間にあるカップリング・キャパシタンスＣ’は、前記測定手段によって測定された所定の固定値である。
−障害物が検知ゾーンに侵入する場合、図３に図示されているように、一方がアースに接続されており、他方が放射素子６のキャパシタンスＣ１と受信素子８のキャパシタンスＣ２の間に接続されているキャパシタンスＣ３に等しい。障害物がバンパー１に接近するにつれて、Ｃ３が増加する。そのことが、測定されるカップリング・キャパシタンスの変化を引き起こすとともに、検知ゾーン内で障害物の存在を決定することを可能にしている。
【００２６】
前記障害物が車両に対し移動している場合、測定されるカップリング・キャパシタンスは変化する。障害物が車両に対して静止している場合は、カップリング・キャパシタンスは、検知ゾーンに障害物がないときに測定された所定の固定値からの差分値に等しい。このように、前記装置は、検知ゾーン内で静止あるいは移動している障害物の存在を決定することが可能である。
【００２７】
放射素子と受信素子を使用することによって、放射信号の品質を向上する高い電圧を放射素子に供給可能である。その上、同調復調の使用により、受信信号をノイズから最適に分離することができる。これらの要因により、前部バンパーか又は後部バンパーかにより、バンパーの前後に広がる広い検知ゾーンを得ることができる。前部又は後部のバンパー１の側面と車両の横側面に広がる検知ゾーンもまた都合よく得られる。検知ゾーンは、実質的に半円形に形成されている。例えば、障害物の検知が、バンパーから最大１．５ｍまで行われる。他の例によれば、検知は、調整によって、４ｍ又はそれ以上の距離まで行われる。
【００２８】
一実施形態によれば、前記放射素子６と前記受信素子８は、変形例として、電子振動装置を使用して動作させることができる。これらの素子はまた、純粋なキャパシタンス素子として動作させることができる。
【００２９】
上述の放射素子６と受信素子８が単独で使用される場合、バンパーに対する地面の高低変化が、検知ゾーン以内に落ちている障害物と見なされる可能性がある。この欠点を補うため、検知装置４は、放射素子１６と受信素子１８の第二のペアを具備している。
【００３０】
前記放射素子１６と前記受信素子１８のこの第二のペアもまた、検知ゾーン内の物体と自身の位置との距離を計算することができる。そのため、電子制御部１０は、放射素子６・１６により放射されるとともに、受信素子８・１８により受信された信号の関数としてバンパー１に対する障害物の距離を決定するように構成された計算手段を具備している。
【００３１】
素子の前記第二ペアは同一の構造を有するとともに、上述の放射素子６と受信素子８と同じ原理に従って動作する。同時に両方のペアを動作させるために、電子制御部の信号生成器は、第二ペアに異なる周波数で信号を転送する。この周波数も、例えば５０ＫＨｚから２００ＫＨｚの間である。ある特定の実施形態によれば、放射素子６と受信素子８が８０ＫＨｚの周波数で動作する場合、放射素子１６と受信素子１８は１７０ＫＨｚで動作する。このように各ペアは、もう一方のペアと独立して動作するとともに、信号は混信しない。第二放射素子１６と第二受信素子１８は、放射素子６と受信素子８の下部のバンパーの端部１２・１４に配置されている。この第二ペアは、地面の高低変化の測定を実行することによって第一ペアを較正することができ、そのためドライバには、検知ゾーンで障害物の存在を決定する際のこれらの変化情報が通知されない。
【００３２】
前記バンパーが塗装される際、導電性のある“下地”、“基礎”、又は“仕上”の層は、ペイントのよりよい接着、又は色彩粒子の特別な配置を確保するために、バンパー上に積層される。この層の存在により、放射素子６が車両の外側に向かって信号をほとんど発信することなく、下地層を通して直接に受信素子８へ信号を発信するという結果になる可能性があり、このことは検知装置４の検知性能を低下させる恐れがある。この欠点を補うため、導電性又は部分的に導電性の表面２０は、放射素子６と受信素子８の間のバンパー１の内側面上に配置される。この表面２０は、電子制御部のアースと接続されている。表面２０は、例としてはバンパーの全高さの一面に広がり、かつ第二放射素子１６と第二受信素子１８の間にも挟まれている。発明者は、この表面２０が下地層を通る信号の直接の発信を防ぐことによって、下地層の影響を排除することができることを見出した。表面２０は、例としては導電性インク又はバンパー１の内側面に積層された塗料により形成される。アルミホイルも考えられうる。
【００３３】
上述の検知装置４は、車両周辺で移動しているあるいは静止している障害物の存在をドライバに通知するためのものであって、車両のドライバへ情報を提供するための装置を具備している。この装置は、車両に対しこの障害物との距離情報も提供する。この装置は、検知装置によって放射された信号の関数としてドライバに通知する。この信号は、カップリング・キャパシタンスが変化するかまたは、異なる値のキャパシタンスが確立されるかを示す。
【００３４】
放射素子又は受信素子は、バンパーの外面に配置されるか、又は前述のようにバンパーの材料の中に一体化することが可能であることがわかる。
【００３５】
特にもし２つの装置、すなわち車両の前部の装置と後部の装置が使用されている場合には、車両の周辺に広範囲の検知ゾーンを有することが可能となるため、上述の検知装置は特に有効である。その上、移動している障害物と静止している障害物の両方を検知することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  バンパー
２  内側面
４  検知装置
６  放射素子
８  受信素子
１０  電子制御部
１２、１４  バンパーの端部
１６  放射素子
１８  受信素子
２０  表面
【図１】
2011526677.tif 000003
【図２】
2011526677.tif 000004
【図３】
2011526677.tif 000005
【国際調査報告】
2011526677.tif 000006
2011526677.tif 000007
2011526677.tif 000008
2011526677.tif 000009
2011526677.tif 000010
2011526677.tif 000011