(57)【要約】【課題】車両に対して容易に組付けることができる車両用物体検出装置を提供すること。【解決手段】車両用物体検出装置１０は、車両周囲の物体に対して超音波を放射し、超音波の反射波に基づいて、車両周囲の物体を検出する。また、車両用物体検出装置１０は、車両の外周面に沿って取り付けられるシート状のシート部材１と、シート部材１の長手方向に沿ってシート部材１に一体的に組み込まれ、車両周囲の物体を検出する少なくとも一つの薄型の超音波センサ２と、を備えている。超音波センサ２は、ＰＶＤＦフィルム２１ｄ、２２ｄと、一対の電極２１ｅ、２２ｅと、を有する圧電素子２１ｂ、２２ｂと、圧電素子２１ｂ、２２ｂに隣接し振動する振動部２１ａ、２２ａと、車両周囲の物体を検出する回路部２１ｃ、２２ｃと、を含むと共に、シート部材１内に挟み込まれている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周囲の物体に対して超音波を放射し、該超音波の反射波に基づいて、前記車両周囲の物体を検出する車両用物体検出装置であって、
前記車両の外周面に沿って取り付けられるシート状のシート部材と、
前記シート部材の長手方向に沿って該シート部材に一体的に組み込まれ、前記車両周囲の物体を検出する少なくとも一つの薄型の超音波センサと、
を備える、ことを特徴とする車両用物体検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用物体検出装置において、
前記超音波センサは、
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルムと、該ＰＶＤＦフィルムを挟み込むようにして配設された一対の電極と、を有する圧電素子と、
該圧電素子に接触して振動する振動部と、
前記圧電素子の出力信号に基づいて、前記車両周囲の物体を検出する回路部と、
を含む、と共に、
前記シート部材内に挟み込まれるようにして組み込まれる、ことを特徴する車両用物体検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両用物体検出装置において、
前記シート部材は、車両のフロントバンパ、リアバンパ又は車両側面部に取り付けられる、ことを特徴とする車両用物体検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用物体検出装置において、
前記超音波センサは、無線通信又は有線通信を介して、車両の制御装置及び／又は警報装置に接続される、ことを特徴とする車両用物体検出装置。
【請求項５】
請求項４記載の車両用物体検出装置において、
前記車両の制御装置は、車両の駐車支援を行う駐車支援制御装置を含む、ことを特徴とする車両用物体検出装置。
【請求項６】
請求項４記載の車両用物体検出装置において、
複数の前記超音波センサは、シート状のフレキ・コネクタを介して、前記接続されている、ことを特徴とする車両用物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両周囲の物体に対して超音波を放射し、その反射波に基づいて、車両周囲の物体を検出する車両用物体検出装置に係り、特に、シート部材と、シート部材に一体的に組み込まれた薄型の超音波センサと、を備える車両用物体検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両バンパ等の取付部に貫通孔を形成し、この貫通孔にセンサ取付具を挿着し、このセンサ取付具に超音波センサを取り付ける超音波センサの取り付け構造が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６３４９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記超音波センサの取り付け構造においては、例えば、車両バンパに貫通孔を予め形成し、センサ取付具を作成し、更にその貫通孔にセンサ取付具を挿着した後、各超音波センサを組付ける必要が生じる。したがって、車両バンパへの加工、特別のセンサ取付具の作成等が予め必要となるため、組付け工数及び製造コストが増加する虞がある。また、一旦、各超音波センサが車両バンパに組付けられると、車両バンパに加工等が施されるため、その組付け位置の変更又は調整が困難となる虞がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の有する問題点に鑑みてなされたものであり、車両に対して容易に組付けることができる車両用物体検出装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両周囲の物体に対して超音波を放射し、該超音波の反射波に基づいて、前記車両周囲の物体を検出する車両用物体検出装置であって、
前記車両の外周面に沿って取り付けられるシート状のシート部材と、
前記シート部材の長手方向に沿って該シート部材に一体的に組み込まれ、前記車両周囲の物体を検出する少なくとも一つの薄型の超音波センサと、
を備える、ことを特徴とする車両用物体検出装置である。
【０００６】
この一態様によれば、車両に対して車両用物体検出装置を容易に組付けることができる。
また、この一態様において、前記超音波センサは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルムと、該ＰＶＤＦフィルムを挟み込むようにして配設された一対の電極と、を有する圧電素子と、該圧電素子に接触して振動する振動部と、前記圧電素子の出力信号に基づいて、前記車両周囲の物体を検出する回路部と、を含む、と共に、前記シート部材内に挟み込まれるようにして組み込まれてもよい。これにより、超音波センサ自体をより薄く構成することができ、シート部材をより薄く構成することができる。
【０００７】
さらに、この一態様において、前記シート部材は、車両のフロントバンパ、リアバンパ又は車両側面部に取り付けられてもよい。これにより、フロントバンパ、リアバンパ又は車両側面部に対して車両用物体検出装置を容易に組付け、フロントバンパ、リアバンパ又は車両側面部の周囲の物体を検出することができる。
【０００８】
なお、この一態様において、前記超音波センサは、無線通信又は有線通信を介して、車両の制御装置及び／又は警報装置に接続されてもよい。これにより、超音波センサにより車両周囲の物体を検出し、この物体検出に基づいて、車両の制御及び／又はユーザへの警報を行うことができる。
【０００９】
この一態様において、前記車両の制御装置は、車両の駐車支援を行う駐車支援制御装置を含むこととしてもよい。これにより、各超音波センサによって、車両周囲の物体を検出し、車両の駐車支援を行うことができる。
【００１０】
この一態様において、複数の前記超音波センサは、シート状のフレキ・コネクタを介して前記接続されていてもよい。これにより、車両用物体検出装置の軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両に対して車両用物体検出装置を容易に組付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用物体検出装置を図１乃至図３に基づいて、詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係る車両用物体検出装置１０は、図１に示す如く、シート状のシート部材１と、シート部材１に一体的に組み込まれる複数の薄型の超音波センサ２と、を備えている。
【００１３】
シート部材１は、図２に示す如く、車両のリアバンパ３の外周面に沿って貼り付けられるように、略矩形状（例えば、車両幅方向（横方向）に２ｍ、車両高さ方向（縦方向）に５ｃｍ）に形成されている。シート部材１は、例えば、プラスチック等の可撓性の合成樹脂により形成されている。
【００１４】
シート部材１は、リアバンパ３の外周面上に、接着剤、クリップ、ボルト及びナット等の任意の取付部材により、簡易に取り付けることができる。また、例えば、一旦、シート部材１をリアバンパ３に対して暫定的に取り付け、その後、各超音波センサ２の感度等を確認しつつ、その取付位置を微調整することも可能である。そして、最終的に、シート部材１はリアバンパ３の外周面上に密着して取り付けられてもよい。
【００１５】
シート部材１は、一定の剛性を有するベース部（図示しない）と、このベース部上に接着層を介して積層され、圧着される薄いフィルム部（図示しない）と、から構成されている。超音波センサ２は、これらベース部（テープキャリア層）とフィルム部（テープキャリア層）との間において、接着層を介して挟み込まれるように、シート部材１内に組み込まており、シート部材１は所謂サンドイッチ構造をなしている。このように、特別な取付部材を用いること無く、複数の超音波センサ２をシート部材１内にその位置を固定し、簡易に組み込むことができる。したがって、製造コスト及び重量の低減に繋がる。なお、薄いフィルム部は、例えば、超音波を透過させ、その進行を妨げないような材料で構成されている。
【００１６】
また、シート部材１は、超音波センサ２が組み込まれた状態で、略フラット状態となる。このため、シート部材１がリアバンパ３に取り付けられたときに、その外周面は、凹凸の無い略フラットの状態となる。したがって、車両の美的外観に優れ、車両走行時の空力特性にも優れる（Ｃｄ値が良好となる）。さらに、歩行者等がリアバンパ３に接触したときでも、歩行者への衝撃を大幅に低減できるため、安全性にも優れる。
【００１７】
なお、例えば、塗装前のシート部材１が、バンパ製造メーカにおいて、取付対象となるリアバンパ３に対して組み付けられ、その後、リアバンパ３と共に塗装されてもよい。これにより、シート部材とリアバンパとの塗装を一度に行うことができるため、生産性が良好となる。さらに、シート部材１は、取付対象となるリアバンパ３の色と同一の色に予め塗装されていてもよい。これにより、シート部材１をリアバンパ３の色に合わせて再塗装することなく、リアバンパ３に簡易に取り付けることができ、しかも、車両の美的外観を損なうことがない。
【００１８】
各超音波センサ２は、一対の送信用超音波センサ２１および受信用超音波センサ２２を含んでおり、これら各超音波センサ２１、２２は配線４を介して相互に接続されている。送信用及び受信用超音波センサ２１、２２は、例えば、シート部材１の長手方向に沿って、略等間隔で４組だけ組み込まれている。
【００１９】
また、シート部材１がリアバンパ３に取り付けられたときに、例えば、シート部材１の両端側にある超音波センサ２が、リアバンパ３のコーナ部（角部）近傍に位置するように（図２）、各超音波センサ２はシート部材１に配設されている。これにより、車両後進時において、各超音波センサ２は、車両後方に存在する物体を広範囲に検出することが可能となる。
【００２０】
送信用超音波センサ２１は、図３（ａ）に示す如く、励振されることで超音波を放射する略円形状の送信振動部２１ａと、送信振動部２１ａに接触して、この送信振動部２１ａを励振させる送信圧電素子２１ｂと、送信圧電素子２１ｂに電圧信号を供給する送信回路部２１ｃと、を有している。
【００２１】
同様に、受信用超音波センサ２２は、物体から超音波の反射波を受けて振動する略円形状の受信振動部２２ａと、受信振動部２２ａに接触して、この受信振動部２２ａの振動を電圧信号に変換する受信圧電素子２２ｂと、受信圧電素子２２ｂからの電圧信号に基づいて、車両周囲の物体を検出する受信回路部２２ｃと、有している。
【００２２】
送信回路部２１ｃは、所定の微小周期で送信圧電素子２１ｂに対して電圧信号を供給する。送信圧電素子２１ｂは、この電圧信号に応じて、送信振動部２１ａをパルス状に励振させ、バースト状の超音波を放射する。一方、この放射された超音波が車両周囲の物体により反射され、受信振動部２２ａはこの反射波を受けて励振される。そして、受信圧電素子２２ｂは、受信振動部２２ａの振動に応じた電圧信号を受信回路部２２ｃへ出力する。受信回路部２２ｃは、この受信圧電素子２２ｂからの電圧信号に基づいて、例えば、超音波の音圧、時間差、位相差等を求めて、リアバンパ３周囲にある物体の方向や距離を演算処理し、その物体の検出を行う。
【００２３】
送信圧電素子２１ｂ及び受信圧電素子２２ｂは、例えば、薄いフィルム状のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルム２１ｄ、２２ｄと、このＰＶＤＦフィルム２１ｄ、２２ｄを挟み込むようにして配設された一対の電極（例えば、電極金属膜）２１ｅ、２２ｅと、を夫々有している。
【００２４】
このように、送信圧電素子２１ｂ及び受信圧電素子２２ｂに、薄いフィルム状のＰＶＤＦフィルム２１ｄ、２２ｄを用いることにより、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、セラミック材料等からなる圧電素子と比較して、超音波センサ２自体をより薄く構成することができる。したがって、超音波センサ２を組み込んだシート部材１を薄く構成することができるため、車両用物体検出装置１０の軽量及び小型化を図ることができる。これにより、車両用物体検出装置１０をリアバンパ３に対して、より容易に組み付けることができる。
【００２５】
また、ＰＶＤＦフィルム２１ｄ、２２ｄは、音響インピーダンスが低く、水やプラスチックなどの音響インピーダンスに近いので、気体中に超音波を伝播する超音波センサ２に最適である。また、高分子圧電膜であるＰＶＤＦフィルム２１ｄ、２２ｄは、超音波の受信感度が高い特性があるため、超音波受信に用いることによって、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を向上させることができ、高精度に物体を検出することができる。
【００２６】
各超音波センサ２は、配線４及び車両の後退灯（リアライト）５を介して、車載バッテリ６に接続されている。また、車載バッテリ６は、後退灯５を介して、各送信用及び受信用超音波センサ２１、２２に電力を供給する。これにより、例えば、車両後進時に後退灯５が点灯したときだけ、送信用及び受信用超音波センサ２１、２２に対して電力が供給され、車両用物体検出装置１０を駆動させることができる。したがって、車両後方の物体検出が必要となる車両後進時だけ、車両用物体検出装置１０を駆動させることで、車両の電力消費量を低減させることができる。
【００２７】
また、シート部材１内部では、例えば、各超音波センサ２が配線４を介して接続されており、その配線４の端部４ａがシート部材１の一端側から延びるように構成されている。これにより、例えば、シート部材１をリアバンパ３に貼り付け、その後、配線４の端部４ａを後退灯５に接続するだけで、簡易に取付作業を完了させることができる。また、各超音波センサ２は、例えば、配線４を介して並列接続されている。なお、配線４の端部４ａにはコネクタ４ｂが接続され、後退灯５への接続／非接続をより容易にしてもよい。
【００２８】
なお、各超音波センサ２が車両の電子制御装置（ＥＣＵ）７及び／又は警報装置８に、無線通信を介して接続される構成であってもよい。この無線通信として、例えば、２．４ＧＨｚの周波数帯を用いた周知のＢｌｕｅ-ｔｏｏｔｈ通信を適用してもよく、任意の無線通信が適用可能である。この場合、各超音波センサ２は、無線装置９を介して、ＥＣＵ７及び警報装置８との間でＢｌｕｅ−ｔｏｏｔｈ通信を行う。
【００２９】
警報装置８は、各超音波センサ２からの出力信号に基づいて、例えば、ユーザに対して車両への物体の接近を知らせる警告音を出力し、警告灯を点灯させ、警告振動を発生させ、及び／又は警告表示を行う。また、ＥＣＵ７は、各超音波センサ２からの出力信号に基づいて、例えば、車両の駐車支援制御を行ってもよい。なお、車両の駐車支援制御及び上記Ｂｌｕｅ−ｔｏｏｔｈは、周知技術であることから詳細な説明は省略する。
【００３０】
なお、配線４としては、周知の薄いシート状のフレキ・コネクタを適用するのが好ましい。このフレキ・コネクタは、例えば、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム（ＰＥＴ２３μｍ／ＰＩ１２．５μｍ、２５μｍ）等からなるベースフィルム部に銅箔（圧延・電解）、銀ペースト等（Ｃｕ12／１８／３５μｍ、銀１０〜１５μｍ）からなる導電線が埋め込まれてなる。これにより、配線４全体を薄く、かつ軽く構成することができるため、車両用物体検出装置１０の軽量化を図ることができる。
【００３１】
以上、本実施形態に係る車両用物体検出装置１０において、複数の薄型の超音波センサ２がシート部材１の長手方向に沿ってシート部材１に一体的に組み込まれている。これにより、この複数の超音波センサ２が一体的に組み込まれたシート部材１を、リアバンパ３に容易に取り付け、その後、配線４の端部４ａを後退灯５に接続するだけで、取付作業を完了させることができる。すなわち、車両に対して車両用物体検出装置１０を容易に組付けることができ、コスト低減を図ることができる。
【００３２】
また、送信圧電素子２１ｂ及び受信圧電素子２２ｂに、薄いフィルム状のＰＶＤＦフィルム２１ｄ、２２ｄを用いることにより、超音波センサ２自体をより薄く構成することができ、シート部材１をより薄く構成することができる。したがって、車両用物体検出装置１０の軽量及び小型化を図ることができる。
【００３３】
以上、本発明を、例示の実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行ってもよく、各要素を均等物と交換してもよいということは当業者には理解されよう。更に、本発明の要旨から逸脱することなく、多くの変更を行って、特定の状況又は材料を本発明の教示に対し適合させることができる。従って、本発明を、実施する上で考えられる最良の態様として開示した特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明は、特許請求の範囲の範疇における全ての実施形態を含むものとする。
【００３４】
例えば、上記一実施形態において、シート部材１はリアバンパ３に取り付けられているが、これに限らず、例えば、フロントバンパ、車両側面部（車両ドア）等の、任意の車両外周面に取り付けてもよい。すなわち、物体の衝突が予測される任意の車両外周面に取付け可能である。このように、各超音波センサ２が一体的に組み込まれたシート部材１を車両外周面に簡易に取り付けるだけで、車両周囲の所望の位置における物体を検出することができる。
【００３５】
上記一実施形態において、超音波センサ２は、一対の送信用超音波センサ２１および受信用超音波センサ２２により構成されているが、これら送信用及び受信用超音波センサ２１、２２が一体で構成されていてもよい。また、送信用超音波センサ２１の送信回路部２１ｃと受信用超音波センサ２２の受信回路部２２ｃとが、送受信回路部３１として、一体で構成されていてもよい（図３（ｂ））。
【００３６】
上記一実施形態において、送信用及び受信用超音波センサ２１、２２は、シート部材１の長手方向に沿って、略等間隔で４組だけ組み込まれているが、これに限らず、車両周囲の物体が適切に検出できれば、組み込まれる送信用及び受信用超音波センサ２１、２２の数は任意でよく、また、組み込まれる位置も任意でよい。組み込まれる送信用及び受信用超音波センサ２１、２２の組数を最小（例えば、１組又は２組）に構成することで、コスト低減を図るようにしてもよい。
【００３７】
上記一実施形態において、送信圧電素子２１ｂ及び受信圧電素子２２ｂは、例えば、薄いフィルム状のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルム２１ｄ、２２ｄを有する構成であるが、これに限らす、任意の薄型素子が適用可能である。
【００３８】
上記一実施形態において、フィルム部は超音波を透過させるように構成されているが、シート部材１のフィルム部のうち、送信振動部２１ａ及び受信振動部２２ａに対応する部分に開口部が形成されて構成されていてもよい。
【００３９】
上記一実施形態において、各超音波センサ２が車両の電子制御装置（ＥＣＵ）７及び／又は警報装置８に、無線通信を介して接続される構成であるが、有線通信を介して接続される構成でもよい。例えば、各超音波センサ２は配線４を介してＥＣＵ７に接続され、ＥＣＵ７は車載バッテリ６及び車両ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続されている。そして、ＥＣＵ７、警報装置８及び他の車載機器は、車両ＬＡＮを介して、ＣＡＮプロトコルに基づき、双方向のデータ通信を行うことができる。
【００４０】
上記一実施形態において、ＥＣＵ７は各超音波センサ２からの出力信号に基づいて、車両の駐車支援制御を行っているが、これに限らず、サイドビューアシスト（例えば、車両横方向接近検出用；特開平９−５８３７５）に適用してもよく、パーキング・エイド（例えば、特表平８−５０３７８５）に適用してもよい。
【００４１】
なお、上記一実施形態において、送信振動部２１ａ及び受信振動部２２ａが特許請求の範囲記載の振動部に相当し、送信圧電素子２１ｂ及び受信圧電素子２２ｂが特許請求の範囲記載の圧電素子に相当し、及び、送信回路部２１ｃ及び受信回路部２２ｃが特許請求の範囲記載の回路部に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用物体検出装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用物体検出装置が車両のリアバンパに取り付けられた状態の一例を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の一実施形態に係る車両用物体検出装置の超音波センサにおけるシステム構成の一例を示すブロック図である。
【００４３】
（ｂ）超音波センサの送信回路と受信回路とが送受信回路として、一体で構成されたシステム構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る車両用物体検出装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    シート部材
２    超音波センサ
３    リアバンパ
４    配線
４ａ  端部
５    後退灯
６    車載バッテリ
７    ＥＣＵ
８    警報装置
１０    車両用物体検出装置
２１    送信用超音波センサ
２１ａ  送信振動部
２１ｂ  送信圧電素子
２１ｃ  送信回路部
２１ｄ  ＰＶＤＦフィルム
２１ｅ  電極
２２    受信用超音波センサ
２２ａ  受信振動部
２２ｂ  受信圧電素子
２２ｃ  受信回路部
２２ｄ  ＰＶＤＦフィルム
２２ｅ  電極
【図１】
2008279912.tif 000003
【図２】
2008279912.tif 000004
【図３】
2008279912.tif 000005
【図４】
2008279912.tif 000006