(57)【要約】【課題】車両に接近する接近体の種別を精度よく判定する装置を提供する。【解決手段】車両のバンパ４には、渦巻きシートコイル４０１と人体検出用の電極ライン４０２、４０３とをもつフレキシブルプリント配線基板４００が取り付けられ、これらのインピーダンス変化により、金属体と歩行者とを判別する。【選択図】図１６
2005140700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の表面部に設置されて車両近傍への金属体である接近体の接近により自己のコイルインピーダンスZｃの変化を発生させるコイルと、
前記コイルに給電する交流電源と、
前記コイルインピーダンスＺｃの変化に関連する電気量に基づいて前記金属体の接近を判別する判別回路と、
を備え、
前記コイルは、
略水平方向かつ前記車両の前記コイルの設置部分に対して略直角方向に設定されたコイル軸心と、前記車両の前面又は後面に左右方向へ略水平に延設されるかもしくは前記車両の側面に前後方向へ略水平に配置された長辺とを有して略長方形で扁平なシートコイルからなることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルは、渦巻き状にターン導体が形成された渦巻きシートコイルからなることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルに近接して前記車両の表面部に設置される電極部を有して車両近傍への前記接近体である歩行者の接近による自己の対地静電容量Ｃｏの変化を発生させる対地コンデンサと、
前記電極部に給電する交流電源と、
を備え、
前記判別回路は、
前記コイルインピーダンスＺｃの変化に関連する電気量と前記対地静電容量Ｃｏの変化に関連する電気量とに基づいて、前記接近体が金属体か若しくは歩行者かを判別することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルの一端は、
一端が接地された前記交流電源の他端から給電され、
前記シートコイルの他端は、
前記対地コンデンサの前記電極部に接続されて前記電気量検出のための検出端をなし、
前記判別回路は、
前記検出端の電圧上昇により金属体の接近を、前記検出端の電圧低下により歩行者の接近を分別することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルは、
前記車両の前面又は後面又は側面に互いに隣接して上下に複数に配置され、
前記判別回路は、
前記複数のシートコイルの各コイルインピーダンスＺｃに関する電気量に基づいて、高さが低くて車両走行に支障がない低位置金属体を、高さが高く車両走行に支障が生ずる金属体から分別することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記複数のシートコイルは、異なる周波数の電圧を印加され、
前記判別回路は、各シートコイルごとに前記周波数成分のみを抽出して前記電気量をすることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項７】
請求項５記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記複数のシートコイルは、磁束形成方向が逆向きとなるように形成されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルは、
前記車両の前面又は後面に左右へ、もしくは、前記車両の側面に前後へ互いに近接乃至隣接して複数配置され、
前記判別回路は、
前記各シートコイルのコイルインピーダンスＺｃ又は前記対地コンデンサの対地静電容量Ｃｏに関連する電気量を前記各シートコイルごとに判定することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記判別回路は、
前記判定結果に基づいて前記接近体の左右方向位置を判定することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
互いに近接乃至隣接する二つの前記シートコイルは、異なる周波数の電圧を印加され、
前記判別回路は、各シートコイルごとに前記周波数成分のみを抽出して前記電気量をすることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１１】
請求項８又は９記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
互いに近接乃至隣接する二つの前記シートコイルは、磁束形成方向が逆向きとなるように形成されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１２】
請求項８又は９記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
互いに近接乃至隣接する二つの前記シートコイルの短辺は、互いにオーバーラップしているかもしくは隙間なしにもしくは前記電極部の介在なしに隣接していることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１３】
請求項８又は９記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記判別回路は、
互いに近接乃至隣接して左右方向又は前後方向に配列された前記複数のシートコイルのうち、中央部の前記シートコイルの前記電気量と端部の前記シートコイルの前記電気量とに対して異なるしきい値を用いて判定を行うことを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１４】
請求項３乃至１３のいずれか記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記対地コンデンサの前記電極部は、
前記シートコイルの上または下に近接して前記シートコイルの長辺に平行に延設されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記電極部は、
前記シートコイルの最外ターンよりも広幅に形成されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記渦巻きシートコイルの最外ターンは、
前記渦巻きシートコイルの他のターンよりも幅広に形成されて前記電極部を構成することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルは、樹脂製のバンパに固定乃至一体形成されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記シートコイルは、非磁性で比抵抗が大きい特性を有して前記バンパの裏面に配置された押さえプレートと前記バンパとの間に前記バンパに対して相対変位可能に収容されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記押さえプレートは、厚さ方向に貫通する多数の孔を有することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記押さえプレートは、前記各シートコイルに給電する給電線、又は、前記各シートコイルの一端からその電位を取り出す出力信号配線を有し、
前記給電線又は出力信号配線は、前記シートコイルの端部に接続されることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２１】
請求項１８記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記押さえプレートは、前記バンパと同等以上の柔軟性を有することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２２】
請求項２記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記渦巻きシートコイルは、
フレキシブルプリント配線基板により構成されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記判別回路は、
前記フレキシブルプリント配線基板に実装されていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２４】
請求項２２記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記フレキシブルプリント配線基板に配線されて前記判別回路と前記渦巻きシートコイルとを接続する接続配線は、磁気シールドされていることを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【請求項２５】
請求項２２記載の非接触式車両用接近体検出装置において、
前記フレキシブルプリント配線基板は、
車両の前後又は左右方向に配列された複数の前記渦巻きシートコイルを有し、
前記判別回路は、
前記各渦巻きシートコイルのコイルインピーダンスＺｃ又は前記対地コンデンサの対地静電容量Ｃｏに関連する電気量を個別に判定することを特徴とする非接触式車両用接近体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両への物体接近とその種類とを非接触に判定する装置に関し、特に歩行者の接近を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両衝突時に衝突対象が歩行者か否かを判定し、歩行者と判定した場合には歩行者保護するための装置を起動する歩行者保護技術が提案され、かつ、実用化が検討されており、このため、車両への接近体が歩行者であるかどうかを判別する技術が要望されている。また、乗員保護のために、金属体である車両の接近を衝突前に検出することも期待されている。
【０００３】
先行する歩行者判別技術として、特許文献１、２は、導電体（この明細書では抵抗体を含むものとする）である衝突対象とセンサの電極板との間の静電容量変化に基づいて歩行者と導電体との間の静電容量の差を電気的に検出する導電性をもつ接近体の接近を検出する方式（静電容量式接近体検出方式）を提案している。
【０００４】
また、車両への障害物の接近を非接触にて検出する従来方法として、超音波を照射してその反射波を受信する方法もあった。
【特許文献１】特開2000-177514号公報
【特許文献２】特開2000-326808号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の静電容量式接近体検出方式では、人体と金属体との間の静電容量の差が小さく、かつセンサ出力の傾きも同一方向となるため、金属体の形状や種類によっては人間との分別が難しいという欠点があった。また、静電容量変化に伴う出力変化を大きくするためには高周波での運用が必要となるため、回路出力に重畳する高周波ノイズや外来雑音電波の影響が大きくなり、判別精度が低下するという問題もあった。
【０００６】
また、上記した超音波形式は実用化されているが、価格競争が極めて激しい自動車分野において超音波発振受信器を車両周囲に全面的に配置することはコスト的に困難でありたとえばバックソナーなど限定的にしか実用化されていなかった。更に、この超音波形式では、接近体の種類を判別することが難しいという欠点もあった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、製造コストの点で実用性に優れるとともに、良好に金属体や歩行者を分別可能な非接触式車両用接近体検出装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非接触式車両用接近体検出装置は、車両の表面部に設置されて車両近傍への金属体である接近体の接近により自己のコイルインピーダンスZｃの変化を発生させるコイルと、前記コイルに給電する交流電源と、前記コイルインピーダンスＺｃの変化に関連する電気量に基づいて前記金属体の接近を判別する判別回路とを備え、
前記コイルは、略水平方向かつ前記車両の前記コイルの設置部分に対して略直角方向に設定されたコイル軸心と、前記車両の前面又は後面に左右方向へ略水平に延設されるかもしくは前記車両の側面に前後方向へ略水平に配置された長辺とを有して略長方形で扁平なシートコイルからなることを特徴としている。
【０００９】
すなわち、この発明では、交流磁界を車両周囲に形成するコイルを車両の表面部に設置し、このコイルの交流インピーダンス変化により導電性を有する接近体の接近を検出する。
【００１０】
本発明のコイルは、略水平方向かつ車両の前記コイルの設置部分に対して略直角方向に設定されたコイル軸心と、車両の前面又は後面に左右方向へ略水平に延設されるかもしくは車両の側面に前後方向へ略水平に配置された長辺とを有して略長方形で扁平なシートコイルにより構成されており、かつバンパや樹脂モールなどに容易に埋設することができるため車両の美観を損なうことがなく、かつ、従来の超音波式に比べて格段に低コストで車両周囲の広い範囲を簡単に非接触監視することができる。また、このコイルは、超音波式や静電容量式に比べて金属体を人体から分離することができるので、金属体の衝突に反応して歩行者保護装置が作動するなどの不具合を防止することができる。
【００１１】
更に説明すると、コイルの交流磁界が金属体に作用すると、金属体には渦電流が流れてコイルインピーダンスＺｃが変化するが、コイルの交流磁界が歩行者に作用しても歩行者には渦電流がほとんど流れないので、これら両者を良好に分別することが可能となる。
【００１２】
なお、ここで言う金属体とは、人体よりも小さい比抵抗をもつ導電体を意味し、磁性体でもよく、非磁性体でもよい。また、接近体に流れる渦電流に起因するコイルインピーダンスＺｃに関連する電気量は、種々の方法にて測定することができる。たとえば、定電圧電源から負荷インピーダンス素子を通じてこのコイルに交流電力を供給することにより、この負荷インピーダンス素子又はコイルの電圧降下を検出してもよい。また、定電流交流電源からコイルに通電することにより、コイルの電圧降下を検出してもよい。更には、コイルインピーダンスＺｃを含む共振回路を自励発振させてその周波数を検出してもよい。
【００１３】
好適な態様１において、前記シートコイルは、渦巻き状にターン導体が形成された渦巻きシートコイルからなる。このようにすれば、必要なインダクタンスと検出エリアを確保しつつシートコイルの厚さを薄くすることができるので、車両美観を損なうことなく、高い検出感度で車両周囲に広く検出領域を設定することができる。
【００１４】
好適な態様２において、前記シートコイルに近接して前記車両の表面部に設置される電極部を有して車両近傍への前記接近体である歩行者の接近による自己の対地静電容量Ｃｏの変化を発生させる対地コンデンサと、前記電極部に給電する交流電源とを備え、前記判別回路は、前記コイルインピーダンスＺｃの変化に関連する電気量と前記対地静電容量Ｃｏの変化に関連する電気量とに基づいて、前記接近体が金属体か若しくは歩行者かを判別する。
【００１５】
すなわち、この態様２によれば、コイルに近接して静電容量式接近体検出センサを配置する。このようにすれば、コイルインピーダンスＺｃの変化による金属体の選択的検出と、対地静電容量Ｃｏの変化による人体の選択的検出を実現することができ、接近体が金属体か歩行者かを更に良好に判別することができる。
【００１６】
なお、金属体も電極部の対地静電容量Ｃｏを変化させる。しかし、コイルインピーダンスＺｃの変化により金属体を選択的に判別することができるので、静電容量センサが歩行者又は金属体の接近を判別することにより、両センサが検出すれば金属体であり、静電容量センサだけが検出すれば歩行者であることを、分別することができるわけである。
【００１７】
好適な態様３は態様２において、前記シートコイルの一端は、一端が接地された前記交流電源の他端から給電され、前記シートコイルの他端は、前記対地コンデンサの前記電極部に接続されて前記電気量検出のための検出端をなし、前記判別回路は、前記検出端の電圧上昇により金属体の接近を、前記検出端の電圧低下により歩行者の接近を分別する。
【００１８】
このようにすれば、渦電流に関連する電気量と対地静電容量Ｃｏに関連する電気量とを、一つのセンサ装置により検出することができ、回路構成を格段に簡素化することができる。特に都合がよいことに、出力電圧は、歩行者の接近時に低下し、金属体の接近により増加するので、一つのセンサ装置により歩行者と金属体との分別が容易かつ確実に行うことができる。
【００１９】
更に説明すると、上述したように人体接近によるコイルの交流インピーダンス（渦電流増加）減少は金属体に比べて格段に小さい。しかし、人体の表面積が比較的大きいために対地コンデンサの対地静電容量Ｃｏは人体の接近により大きくなる。この対地静電容量Ｃｏの増加は、たとえばコイルと対地コンデンサとの接続端の電位を低下させるため、人体接近を検出することができる。
【００２０】
なお、金属体が電極部からみて人体と同等の面積を持つとみなされる場合には、人体同様に電極部の対地静電容量Ｃｏの変化は等しくなる。しかし、既述したように金属体の場合ではこの静電容量Cによる上記接続端の電位降下よりもコイルの交流インピーダンスの減少（渦電流増加）による上記接続端の電位上昇の影響が優勢なために、上記接続端の電位変化方向は金属体と人体とで反対となり、両者の弁別が可能となる。つまり、金属体が接近する場合、渦電流によるコイルインピーダンスＺｃの減少と、金属体の接近による金属体と電極部との間の容量増加による対地静電容量Ｃｏの増加とが同時に発生するが、実験によれば前者は後者より大きいために、金属体の接近の場合には、前者の原因による出力電圧の増加は後者の原因による出力電圧の低下より優勢となり、その結果として、金属体接近時には、出力電圧は増大することがわかった。
【００２１】
好適な態様４では、前記シートコイルは、前記車両の前面又は後面又は側面に互いに隣接して上下に複数に配置され、前記判別回路は、前記複数のシートコイルの各コイルインピーダンスＺｃに関する電気量に基づいて、高さが低くて車両走行に支障がない低位置金属体を、高さが高く車両走行に支障が生ずる金属体から分別する。
【００２２】
すなわち、この態様では、車両の上下方向にたとえば二つのコイルを配置し、下側のコイルのコイルインピーダンスが上側のそれよりもあるしきい値以上大きい状況を判別した場合に、たとえば列車線路などと判定する。これにより、走行に支障がない路上になんらかの金属体が落ちていたり、敷設されていた場合を障害物と誤検出してしまうのを防止することができる。
【００２３】
好適な態様５では態様４において、前記複数のシートコイルは、異なる周波数の電圧を印加され、前記判別回路は、各シートコイルごとに前記周波数成分のみを抽出して前記電気量をする。このようにすれば、これら二つのコイルの干渉を低減することができる。
【００２４】
好適な態様６では態様５において、前記複数のシートコイルは、磁束形成方向が逆向きとなるように形成されている。これにより、二つのシートコイル間の二つのコイルの磁束が強め合うために金属体中の渦電流を増加し、検出感度を増加することができる。
【００２５】
好適な態様７では、前記シートコイルは、前記車両の前面又は後面に左右へ、もしくは、前記車両の側面に前後へ互いに近接乃至隣接して複数配置され、前記判別回路は、前記各シートコイルのコイルインピーダンスＺｃ又は前記対地コンデンサの対地静電容量Ｃｏに関連する電気量を前記各シートコイルごとに判定する。このようにすれば、コイルの全インピーダンスのうち金属などの導電体の接近により変化するインピーダンス成分の割合を大きくすることができるのでセンサ感度を向上することができる。また、接近体の左右方向又は前後方向の位置も検出することができる効果を奏することができる。
【００２６】
好適な態様８では態様７において、前記判別回路は、前記判定結果に基づいて前記接近体の左右方向位置を判定する。これにより、接近体が接近する部位の歩行者保護装置のみを作動させるなどの対策を施すことが可能となる。
【００２７】
好適な態様９は態様７又は８において、互いに近接乃至隣接する二つの前記シートコイルは、異なる周波数の電圧を印加され、前記判別回路は、各シートコイルごとに前記周波数成分のみを抽出して前記電気量をする。これにより、隣り合う二つのシートコイル間の信号漏れがなく、ある一つのコイルのコイルインピーダンスＺｃの変化が隣のコイルのコイルインピーダンスＺｃに影響するのを抑止することができる。
【００２８】
好適な態様１０は態様７又は８において、互いに近接乃至隣接する二つの前記シートコイルは、磁束形成方向が逆向きとなるように形成されている。これにより、二つのシートコイル間の二つのコイルの磁束が強め合うために金属体中の渦電流を増加し、検出感度を増加することができる。
【００２９】
好適な態様１１は態様７又は８において、互いに近接乃至隣接する二つの前記シートコイルの短辺は、互いにオーバーラップしているかもしくは隙間なしにもしくは前記電極部の介在なしに隣接している。このようにすれば、隣接する二つのシートコイルの境界付近に接近体が接近する場合においても、コイルの検出感度を低下させることがない。
【００３０】
できるだけ隙間なしに隣接させることにより、コイル感度を向上することができる。ただし、この場合には二つのコイルの磁束形成方向は逆向きとされることが好ましく、オーバーラップしている場合には隣接する二つのコイルの磁束形成方向は等しくされることが好ましい。オーバーラップしている場合には、たとえば接近体がこれら二つのコイルのコイルインピーダンスＺｃを同時に変化させる場合には、コイル境界部に接近と判定することができ、一方のコイルのコイルインピーダンスＺｃの変化が他方より優勢であれば、この一方のコイルのうち、接近体は上記コイル境界部以外の部分へ接近していると判定することができる。
【００３１】
好適な態様１２は態様７又は８において、前記判別回路は、互いに近接乃至隣接して左右方向又は前後方向に配列された前記複数のシートコイルのうち、中央部の前記シートコイルの前記電気量と端部の前記シートコイルの前記電気量とに対して異なるしきい値を用いて判定を行う。すなわち、中央のコイルはその両側に隣接コイルをもち、これら隣接コイルの磁界の影響を受ける。中央のコイルと両側の隣接コイルとが等しい周波数の磁界を発生するのであれば、これらコイル間の相互インダクタンスの影響により出力が変調される。これに対して、一番端のコイルでは、隣接コイルは一方側だけであり、上記した相互インダクタンスの影響による出力変調の影響は小さい。
【００３２】
また、たとえば車両がメタリック塗装される場合、このメタリック塗装がコイル内もコイル外も区別せず一面になされる場合は別として、コイル内のエリアはメタリック塗装しない場合、メタリック塗装面は渦電流を発生させるため、中央のコイルと周縁のコイルとでは磁束が貫通するメタリック塗装面の広さが異なり、これが両コイル間で出力の変化をもたらす。そこでこの発明では、左右又は前後に配列された各コイルのうち少なくとも中央のコイルと周辺のコイルとで検出しきい値を変更する。好適には、左右又は前後に配列された各コイルごとに磁性体である車体の形状や磁束が貫通するメタリック塗装面の大きさなどがばらつくため、コイルインピーダンスＺｃの値が異なる。そこで、各コイルごとにそれぞれ異なる最適検出しきい値を設定すれば、各コイルごとに最良の検出精度を得ることができる。
【００３３】
好適な態様１３は態様２乃至１２において、前記対地コンデンサの前記電極部は、前記シートコイルの上または下に近接して前記シートコイルの長辺に平行に延設されていることを特徴としている。このようにすれば、対地コンデンサの検出エリアとシートコイルの検出エリアとが左右又は前後又は上下にずれることが少なくなり、判別精度を向上することができる。
【００３４】
好適な態様１４は態様１３において、前記電極部は、前記シートコイルの最外ターンよりも広幅に形成されているので、対地コンデンサの感度を向上することができる。
【００３５】
好適な態様１５は態様１３において、前記渦巻きシートコイルの最外ターンは、前記渦巻きシートコイルの他のターンよりも幅広に形成されて前記電極部を構成するので、対地コンデンサの感度を向上することができる。
【００３６】
好適な態様１６では、前記シートコイルは、樹脂製のバンパに保持されている。このようにすれば、コイルを大きな磁性体であり、渦電流損も大きい車体から可能な範囲で引き離すことができるため、検出のための磁束が広がるのを抑止して検出感度を向上することができ、渦電流損失も低減することができる。また、美観低下を防ぎ、コイルの電気絶縁確保も容易となる。好適には、シートコイルは、バンパに固定又は一体形成されている。たとえば、シートコイルは、バンパに直接プリント又は貼着される。
【００３７】
好適な態様１７は態様１６において、前記シートコイルは、非磁性で比抵抗が大きい特性を有して前記バンパの裏面に配置された押さえプレートと前記バンパとの間に形成されたコイル収容室に前記バンパに対して相対変位可能に収容されている。このようにすれば、バンパが局部的に凹んだとしても、シートコイルはバンパに対して相対変位して同様に凹み形状となるため、シートコイルの導体線に大きな張力が掛かって断線することがない。また、バンパを交換する時に、シートコイルを再利用することもできる。
【００３８】
好適な態様１８では態様１７において、前記押さえプレートは、厚さ方向に貫通する多数の孔を有する。たとえば、押さえプレートは、樹脂によりメッシュ状に形成される。このようにすれば、シートコイル内に泥水などが浸入し、乾燥してシートコイル周辺に土砂が詰まってシートコイルの移動性が損なわれるのを防止することができる。
【００３９】
好適な態様１８では態様１７において、前記押さえプレートは、前記各シートコイルに給電する給電線、又は、前記各シートコイルの一端からその電位を取り出す出力信号配線を有し、前記給電線又は出力信号配線は、前記シートコイルの端部に接続される。このようにすれば、シートコイルへの配線を簡素化することができる。たとえば、その最外側の端部に出力信号配線を接続し、その最内側のターンに給電線を接続すれば、シートコイルを単層のフレキシブルプリント配線基板により構成することができる。
【００４０】
好適な態様１８では態様１７において、前記押さえプレートは、前記バンパと同等以上の柔軟性を有する。このようにすれば、バンパの変形を阻止することがない。
【００４１】
好適な態様１９は態様２において、前記渦巻きシートコイルは、フレキシブルプリント配線基板により構成されていることを特徴とする。このようにすれば、渦巻きシートコイルを簡単に作ることができる。なお、このフレキシブルプリント配線基板を折り畳んだり、巻回した後に平坦にしたりすれば、多層の渦巻きシートコイルを作ることができるので、導体線幅を狭くすることなく、ターン数を稼ぐことができる。なお、対地コンデンサの電極部も同時にフレキシブルプリント配線基板に形成することが好適である。
【００４２】
好適な態様２０は態様１９において、前記判別回路は、前記フレキシブルプリント配線基板に実装されているので、コイルや対地コンデンサの電極部から判別回路までの出力信号配線を短縮することができ、そのインピーダンスによる信号損失や、この出力信号配線に重畳する電磁波ノイズなどを低減することができる。なお、交流電源もフレキシブルプリント配線基板に実装することができ、この場合には交流電源とコイルとを接続する給電線も同様にフレキシブルプリント配線基板に形成することができる。
【００４３】
好適な態様２１は態様１９において、前記フレキシブルプリント配線基板に配線されて前記判別回路と前記渦巻きシートコイルとを接続する接続配線は、磁気シールドされて点にある。このようにすれば、エンジンなどからの電磁波ノイズによる誤検出を減らすことができる。同様に、交流電源からコイルまでの給電線も電磁波シールドすることができる。
【００４４】
好適な態様２２は態様１９において、前記フレキシブルプリント配線基板は、車両の前後又は左右方向に配列された複数の前記渦巻きシートコイルを有し、前記判別回路は、前記各渦巻きシートコイルのコイルインピーダンスＺｃ又は前記対地コンデンサの対地静電容量Ｃｏに関連する電気量を個別に判定する。つまり、この態様ではフレキシブルプリント配線基板に複数の渦巻きシートコイルを形成する。これにより、部品点数を減らし、組み付け工数を減らし、回路配線を簡素化することができる。また、コイル数を思い切って増加するのも容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の好適態様を以下の実施例により具体的に説明する。
【実施例１】
【００４６】
本発明装置の一実施例を図１を参照して説明する。
（回路構成の説明）
１は低出力インピーダンスの正弦波発振器である交流電源、２はセンサ部、３は判別部である。センサ部２は、互いに直列に接続された交流インピーダンス回路２１と電圧降下検出抵抗２２とからなる。交流インピーダンス回路２１は、車両のバンパ４に埋設されたコイル２１１と、コンデンサ２１２と、抵抗素子２１３とを並列接続してなる。交流電源１は交流インピーダンス回路２１の一端に接続され、交流電源１の他端と電圧降下検出抵抗２２の他端とは接地されている。電圧降下検出抵抗２２の電圧降下は判別部３に入力される。コイル２１１とコンデンサ２１２とからなる並列LC回路の共振周波数は交流電源１の発振周波数より大きく設定されている。
【００４７】
判別部３は、電圧降下検出抵抗２２の電圧降下であるセンサ部２の出力電圧からバンドパスフィルタにより交流電源１の発振周波数成分を抽出した後、それを整流し、平滑して直流信号電圧とし、それをデジタル信号に変換してマイコンに取り込み、このマイコンが障害物（接近体）５の種類とその接近を検出する。
【００４８】
もしくは、この直流信号電圧をコンパレータ回路により直接判定する。コンパレータを用いる場合、コンパレータ回路は、障害物が存在しない場合の直流信号電圧値より所定値だけ大きい第一のしきい値をもつ第一コンパレータと、障害物が存在しない場合の直流信号電圧値より所定値だけ小さい第二のしきい値をもつ第二コンパレータとからなる。第一コンパレータは、直流信号電圧が第一のしきい値より大きいと判定した場合、金属体の接近と判定し、第二コンパレータは、直流信号電圧が第二のしきい値より小さいと判定した場合、歩行者の接近と判定する。この種の判別部３の回路構成自体は周知であり、図示説明を省略する。
（障害物分別処理の説明）
この回路による近接障害物５の弁別方法を図２〜図４を参照して説明する。これらの図において、Lはコイル２１１のインダクタンス、Cはコンデンサ２１２の静電容量、Rは抵抗素子２１３の抵抗値、Roは電圧降下検出抵抗２２の抵抗値、Ｖｉは交流電源１の出力電圧、Voは電圧降下検出抵抗２２の電圧降下であり、センサ部２の出力電圧である。
【００４９】
図２は近接障害物５が電気絶縁体であること場合を示す。コンデンサ２１２はコイル２１１とは別に設けても良いが、コイル２１１の分布容量としてもよく、コイル２１１の分布容量を含んでもよい。抵抗RはコイルLと別に設けても良いが、コイルL自体の内部抵抗としてもよい。コイル２１１に接近する近接障害物５が電気絶縁体である場合には、近接障害物５はセンサ部２に電気的に影響を与えないので、出力電圧Voは、変化しない。なお、超音波センサなどにより近接障害物５の接近を検出すれ場合には、この接近にかかわらずセンサ部２の出力電圧Voが変化しないので、近接障害物５が電気絶縁物すなわち人間ではないと判定することができる。
【００５０】
図３は近接障害物５がたとえばアルミニウムなどの金属体であること場合を示す。この場合には、金属体の接近により金属体に渦電流が流れ、コイル２１１のコイルインピーダンスＺｃが減少するため、交流インピーダンス回路２１の合成交流インピーダンスが減少し、電圧降下検出抵抗２２の電圧降下すなわち出力電圧Ｖｏが増大する。すなわち、出力電圧Ｖｏが増大する場合に金属体が接近したと判別することができる。障害物５が軟鉄などの磁性体の場合にはコイル２１１のインダクタンスは増大する。しかし、その渦電流損失の増加はコイル２１１のインダクタンス増加よりも交流インピーダンス回路２１のコイルインピーダンスＺｃの低下に与える影響が大きいため、交流インピーダンス回路２１の電圧降下自体は減少する。同様に、これらの金属体は後述する人体の場合と同様に、電圧降下検出抵抗２２と並列接続されるコンデンサの容量を増大させ、電圧降下検出抵抗２２の電圧降下を減少する作用も行う。しかし、このコンデンサ容量の増加による電圧降下検出抵抗２２の電圧降下低下よりも、金属体による渦電流損失増加により交流インピーダンス回路２１の電圧降下減少の影響が優勢であるために、金属体が接近すると、センサ部２の出力電圧は、増加することがわかった。
【００５１】
図４は近接障害物５が人体である場合を示す。人体は金属体に比較して格段に（二桁以上）比抵抗が大きいので、コイル２１１による渦電流はほとんど無視することができる。これに対して、人体の表面積は大きいので、人体とコイル２１（回路的にはコイル２１と電圧降下検出抵抗２２との接続点）との間の間の静電容量C1が大きくなる。ここで、交流インピーダンス回路２１と電圧降下検出抵抗２２との接点と人体との接続点と人体との間の静電容量をＣ１、人体の対地静電容量をC２とすれば、上記接続点は静電容量C1、C２の直列回路を通じて接地されることになる。その結果、この直列接続静電容量が電圧降下検出抵抗２２に並列接続されて、それらの合成交流インピーダンスが小さくなるために、電圧降下検出抵抗２２の電圧降下すなわち出力電圧Ｖｏが減少する。すなわち、出力電圧Ｖｏが減少する場合に人体が接近したと判定することができる。なお、上記接続点は、電圧降下検出抵抗２２と並列接続されたコンデンサ（対地コンデンサ）の電極部と考えることができる。また、コイル２１１のこの接続点側のターン導体はこの電極部を兼ねるはずである。
【００５２】
図５に人体と金属と電気絶縁体（それ以外の物体）とがコイル２１１に接近する際の出力電圧Ｖｏの変化の計算例を図５に示し、実測例を図６に示す。
【００５３】
次に、比較例として、従来の静電容量センサに電気絶縁体、金属体、人体がコンデンサCに接近する場合の静電容量センサ部の交流インピーダンスの変化とそれによる出力電圧Ｖｏの変化について図７〜図９を参照して説明する。
【００５４】
図７は電気絶縁体が接近する場合であり、この場合には出力電圧Ｖｏは当然変化しない。図８は接地金属体が接近する場合であり、この場合には、電圧降下検出抵抗Roに並列に静電容量C1が並列接続されるため、電圧降下検出抵抗２２の電圧降下が生じ、出力電圧Ｖｏが低下する。図９は人間が接近する場合であり、この場合には、前述したように直列接続された静電容量C１、C２が電圧降下検出抵抗Roに並列接続されるため、金属体接近の場合ほどではないが、電圧降下検出抵抗２２の電圧降下すなわち出力電圧Ｖｏが低下する。この静電容量センサによる人体と金属と電気絶縁体（それ以外の物体）とがコイル２１１に接近する際の出力電圧Ｖｏの変化の計算例を図１０に示す。図５と図１０との比較により、この実施例のセンサでは、人体と金属体との分別が出力電圧Ｖｏに与える影響が反対向きとなるために優れた判別精度が得られることが理解される。
（変形態様１）
他の変形態様を図１１を参照して以下に説明する。
【００５５】
この変形態様は、図１において、ボビン２１０に巻回されたコイル２１１を短軸で半径が大きい形状とし、前方に向けて開口したものである。このようにすれば、コイル２１１が形成する磁束が対象に到達しやすくなるので、金属体検出感度が向上する。１００はコイル２１１を囲む両端開口の金属筒であり、接地されている。これにより、この金属筒１００はコイル２１１の径方向におけるコイル２１１の感度を低下させ、前方感度を相対的に向上することができる。なお、この金属筒をコイル２１１と電圧降下検出抵抗２２との接続点に接続して、上記した対地コンデンサの電極部としてもよい。当然この場合には、金属筒１００は接地されない。１０１は、コイル２１１と電圧降下検出抵抗２２との接続点に接続された金属プレートであり、それは上下方向及び左右方向に延設されている。このようにすれば、この金属プレート１０１とその前方の人体との間の静電容量C１を増加することができ、人体検出感度を向上することができる。
（変形態様２）
上記実施例では、交流インピーダンス回路２１のコイル２１１は車両のバンパに設置したが、他の部位に設けてもよい。また、バンパの異なる位置に別々に複数設けてもよい。
【実施例２】
【００５６】
本発明装置の他の実施例を図１２を参照して説明する。
（回路構成の説明）
この実施例は、図１に示す回路装置において、電圧降下検出抵抗２２と並列に静電容量Ｃ４をもつ外付けのコンデンサ２１４を並列接続した点をその特徴としている。
【００５７】
図１２において、コイル２１１は、インダクタンスＬ１、Ｌ２、抵抗r、分布容量Ｃ３により等価されている。ただし、コイルの電気抵抗は無視されているが、それを考慮する場合にはインダクタンスＬ１と直列に接続すればよい。
【００５８】
インダクタンスＬ１は、その磁束が障害物と鎖交しないいわゆる漏れインダクタンスであり、インダクタンスＬ２は、その磁束が障害物と鎖交するいわゆる励磁インダクタンスである。rは渦電流損失を等価する抵抗素子でありインダクタンスＬ２と並列接続される。コイル２１１の各ターン間の静電容量である分布容量Ｃ３は、互いに直列接続されたインダクタンスＬ１、Ｌ２と並列接続されているコンデンサにより等価されている。この他、コイル２１１のターンと大地との間に寄生静電容量が存在するが、この寄生静電容量は、図１２において静電容量Ｃ５、Ｃ６として示されている。
【００５９】
抵抗素子２１３と、抵抗素子２２とは、出力端である接続端２００から出力される出力電圧Ｖoのオフセットレベルを設定するためのバイアス抵抗の機能を有している。
【００６０】
Ｃ１は接続端２００と接近体との間の静電容量、Ｃ２は接近体と大地との間の静電容量、接続端２００と接近体との間の静電容量、rhは接近体の内部電気抵抗、rh'は接近体の接地抵抗を示す。
【００６１】
前述したように、接続端すなわち出力端２００の電圧である出力電圧Ｖｏは、初段アンプ３００により増幅された後、バンドパスフィルタ３０１により交流電源１が出力する交流電圧Ｖiの発振周波数成分だけ抽出され、検波平滑回路３０２により直流信号電圧とされてコンパレータ３０３，３０４に入力される。この二つのコンパレータ３０３、３０４の機能自体は既に説明した通りである。
【００６２】
図１２に示す等価回路を簡素化した等価回路を図１３に示す。コイル２１１とコンデンサ２１２と抵抗素子２１３は、互いに並列接続されたインダクタンスＬ、静電容量Ｃ、抵抗Ｒにより等価され、接続端２００と接地との間の交流インピーダンスは、互いに並列接続された静電容量Ｃo、抵抗Ｒoにより等価される。ただし、図１３に示す静電容量Ｃは、図１２に示すコンデンサ２１２の静電容量Ｃとは異なる値である。すなわち、図１３に示す静電容量Ｃは、図１２に示すコンデンサ２１２の静電容量Ｃｏとコイル２１１に付随する静電容量Ｃ３を含んでいる。また、静電容量Ｃｏは、図１２に示す静電容量Ｃ１、Ｃ２の合成静電容量Ｃと、コイル２１１の寄生静電容量Ｃ６とコンデンサ２１４の静電容量Ｃ４との合成静電容量である。コイル２１１の寄生静電容量Ｃ５は交流電源１の出力抵抗や配線インピーダンスが小さければ出力電圧Ｖｏに影響を及ぼさないので、無視されることができる。この場合の、出力電圧Ｖｏの計算式を数１に示す。
【００６３】
【数１】
2005140700.tif 000003
【００６４】
数１において抵抗Ｒ、Ｒoが無限大と仮定すれば、数１の計算式の分子項が０となるときの周波数値fo１は数２で示され、数１の計算式の分母項が０となるときの周波数値fo２は数３で示される。つまり、抵抗Ｒ、Ｒoが十分に大きい場合、交流電圧Ｖｉの周波数が周波数値fo１の場合には出力電圧Ｖｏは略０Ｖとなり、交流電圧Ｖｉの周波数が周波数値fo２の場合には出力電圧Ｖｏは非常に大きくなる。
【００６５】
【数２】
2005140700.tif 000004
【００６６】
【数３】
2005140700.tif 000005
【００６７】
数１の計算式において交流電圧Ｖｉの周波数を種々変更した場合の出力電圧Ｖｏを図１４に実線にて示す。また、コイル２１１のコイルインピーダンスを減少させた場合（金属体の接近に相当）と、静電容量Ｃｏを増大させた場合（人体の接近に相当）とも示す。
【００６８】
図１４から、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２付近では、接近体がない場合又は接近体が電気絶縁体である場合と、接近体が金属体である場合と、接近体が人体である場合とで十分な弁別が行えないことがわかる。また、抵抗Ｒ、Ｒoの影響を無視した場合、交流電圧Ｖｉの周波数が、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２の間の帯域Ｗ、特に周波数値ｆｏ１、ｆｏ２の中央値を中心としてその−４０％〜＋２５％の範囲において、好適な弁別精度が得られることがわかる。
【００６９】
抵抗Ｒ、Ｒoとして実際のモデルとして適切な値を代入した場合の交流電圧Ｖｉの周波数と出力電圧Ｖｏとの関係を図１５に示す。交流電圧Ｖｉの周波数が、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２の間の帯域Ｗ、特に周波数値ｆｏ１、ｆｏ２の中央値を中心としてその−４０％〜＋４０％の範囲において好適な弁別精度が得られ、−４０％〜＋２５％の範囲において更に好適な弁別精度が得られ、−２５％〜＋２５％の範囲において更に好適な弁別精度が得られることがわかる。
【００７０】
なお、上記実施例では、コンデンサ２１２、２１４を外付けした。その理由は、これらのコンデンサの外付けにより共振周波数値ｆｏ１、ｆｏ２を最適値に調整するためである。つまり、これらのコンデンサの静電容量の増加により、コイル２１１のインダクタンスがそれほど大きくなくても共振周波数値ｆｏ１、ｆｏ２を所望の値に設定することができる。ただし、図１３の等価回路において、静電容量Ｃｏが静電容量Ｃに比較してあまりに大きいと、周波数値ｆｏ２と周波数値ｆｏ１との間の帯域幅が広くなりすぎ、感度が低下してしまう。すなわち、図１５からわかるように、この帯域幅のなかで、特性曲線の傾斜が大きいインダクタンスほど、金属体と人体との間で出力差を大きくできることがわかる。すなわち、図１５に示す特性曲線において、この帯域幅が大きいと、インダクタンスＬや静電容量Ｃｏが変化しても出力電圧Ｖｏの変化が小さくなってしまう。
【００７１】
ただし、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２があまりに接近しすぎると、これらの周波数値ｆｏ１、ｆｏ２近傍での出力感度の低下が出力電圧Ｖｏに影響するため、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２の差は少なくとも１００kＨz〜１０ＭＨz、好適には０．３〜３ＭＨzの範囲とすることが好適である。ここで、静電容量Ｃｏの増加は、周波数値ｆｏ１に対して相対的に周波数値ｆｏ２を低下させるため、図１３における対地静電容量（ここでは対地コンデンサの静電容量と呼ぶ）Ｃｏは、図１３におけるコイル並列接続静電容量Ｃに対して１０〜３００％に設定されることが好適である。
【実施例３】
【００７２】
本発明装置の他の実施例を図１６を参照して説明する。図１６は、車両のフロントバンパを垂直に切断した縦断面図を示す。
【００７３】
４００はバンパ４の裏面に貼設されたフレキシブルプリント配線基板であり、フレキシブルプリント配線基板４００の表面には、コイル２１１に相当する角形の渦巻きシートコイル４０１と、電極ライン（この発明で言う対地コンデンサの電極部）４０２、４０３がプリントされている。なお、図１６において、シートコイル４０１の車両左右に水平に延設される部分が模式図示されている。４０４はフレキシブルプリント配線基板４００に実装された判別部や交流電源回路である。
【００７４】
渦巻きシートコイル４０１は、フレキシブルプリント配線基板４００表面に印刷又はエッチングで渦巻き状に形成された導体層により形成されたコイルであって、左右に水平に延設される二つの長辺部分と、上下に垂直に延設される二つの短辺部分とからなる長方形の渦巻きコイルである。
【００７５】
電極ライン４０２、４０３は、図１１の電極板１０１に相当するものであり、回路の接続端（接続部）２００に接続されて、静電容量Ｃ１をなすコンデンサの一方の電極を構成している。電極ライン４０２は渦巻きシートコイル４０１の上側の長辺部の上方にそれと平行に配置され、電極ライン４０３は渦巻きシートコイル４０１の下側の長辺部の下方にそれと平行に配置されている。
【００７６】
この渦巻きシートコイル４０１をもつフレキシブルプリント配線基板４００を後方からみた場合の一部正面図を図１７に示す。ただし、バンパ４は図示省略する。
【００７７】
４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃはそれぞれ図１６に示す渦巻きシートコイル４０１であり、バンパ４の裏面に左右一列に配置されている。各渦巻きシートコイル４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ間の隙間はできるだけ狭く設定されている。これは、接近体がこの隙間近傍へ接近した場合のコイルインピーダンス変化を大きくするためである。
【００７８】
４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃはそれぞれ図１６に示す導電ライン４０２であり、それぞれ対地コンデンサの電極部をなす。同じく、４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃはそれぞれ図１６に示す導電ライン４０３であり、それぞれ対地コンデンサの電極部をなす。この実施例では、渦巻きシートコイル４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃの間の隙間には、対地コンデンサの電極部をなす導電ラインは設けられない。これは、これは、接近体がこの隙間近傍へ接近した場合のコイルインピーダンス変化を大きくするためである。
【００７９】
この実施例において、渦巻きシートコイル４０１ａと導電ライン４０２ａ、４０３ａとは図１２に示すコイル２１１及びコンデンサ２１４の電極部を構成し、その出力電圧Ｖｏは第一の判別部３に入力される。同様に、渦巻きシートコイル４０１ｂと導電ライン４０２ｂ、４０３ｂとは他のコイル２１１及びコンデンサ２１４の電極部を構成し、その出力電圧Ｖｏは第二の判別部３に入力される。同様に、渦巻きシートコイル４０１ｃと導電ライン４０２ｃ、４０３ｃとは更に他のコイル２１１及びコンデンサ２１４の電極部を構成し、その出力電圧Ｖｏは第三の判別部３に入力される。すなわち、渦巻きシートコイルの数に等しい数の判別部３が設置され、各判別部３が各コイルの出力電圧Ｖｏを個別に判定する。このようにすれば、接近体の接近によるコイルインピーダンスや静電容量Ｃｏの変化が大きくなるので、感度を向上することができる。また、金属又は歩行者である接近体を判別した場合に、判別したコイル位置により接近体の左右方向位置を判定することもできる。当然、渦巻きシートコイル４０１、電極ライン４０２、４０３及び判別部３のセットの数は適宜選択することができる。また、フレキシブルプリント配線基板４００をフロントバンパの代わりにバックバンパに設けてもよく、車体側面に設けてもよい。フレキシブルプリント配線基板４００を車体側面に設ける場合、各渦巻きシートコイルは前後方向に配列される。
【００８０】
また、互いに隣接する二つの渦巻きシートコイル４０１が作る磁界の方向は反対方向とすることが好ましい。このようにすれば、感度を向上することができる。図１２に示す交流電源１や判別部３は、フレキシブルプリント配線基板４００に実装することができる。この場合、交流電源１や判別部３と渦巻きシートコイル４０１とを接続する配線の距離を短縮することができるので、この配線の電圧降下と重畳電磁波ノイズや抵抗雑音を低減することができる。図示しないが、これらの配線は接地された金属ラインにより覆われて電磁波シールドされることが好適である。もちろん、各渦巻きシートコイル４０１を個別に製作してもよく、渦巻きシートコイルの代わりに、軸方向に短い樹脂ボビンにコイル導体を集中巻きしてコイル２１１を製作してもよい。
【００８１】
なお、渦巻きシートコイルやシートコイルを樹脂製のバンパに保持又は固定又は一体化はバンパが渦電流損失もなく、磁束を迷走させる磁性体でもなく、コイルの電気絶縁においても、感度向上においても特に有効である。
（変形態様）
図１６の各渦巻きシートコイル４０１の出力電圧Ｖｏの処理回路の他の態様を図１８に示す。４０１〜４０３は、図１２に示すコンデンサ２１２、２１４及び抵抗２１３、２２を示す。図１２において、渦巻きシートコイルであるコイル２１１とこれらコンデンサ２１２、２１４及び抵抗２１３、２２はセンサ部を構成している。図１８において、各センサ部が個別に出力する三つの出力電圧Ｖｏは、マルチプレクサ４２４にて時間順次信号に転換されて図１２に示す判別部３による処理が行われる。各センサ部は共通の交流電源１から給電される。これにより、交流電源１及び判別部３の回路構成を簡素化することができる。
（変形態様）
上記マルチプレクサを用いて複数のセンサ部の出力信号を共通の判別部３により時間順次に処理する代わりに、各センサ部の出力をそれぞれアンプにて電圧増幅したのち、アナログ加算又はデジタル加算して複数のセンサ部の出力信号を時間順次化してもよい。ただし、この場合には、交流電源から各センサ部への交流電圧Ｖｉは時間順次に印加されるように設定される。このようにすれば、回路構成を簡素化することができる。
【実施例４】
【００８２】
本発明装置の他の実施例を図１９を参照して説明する。この実施例は、コイル２１１の電気抵抗（以下、コイル抵抗ともいう）の温度変化を補償する態様をしめすものである。実験によれば、コイル抵抗は小さければ小さいほうが好ましく、コイル抵抗が大きい場合には、温度変化によるコイル抵抗の変動が出力電圧Ｖｏを変化させるため、判定精度が低下するという問題があることがわかった。
【００８３】
図１９に示す回路において、センサ部２の出力電圧Ｖｏを処理する判別部３の回路構成自体は図１２に示すものと同じである。ただ、図１９に示す判別部３はサーミスタ３１と、このサーミスタ３１の電圧降下に連動するしきい値電圧Vth１、Vth２を出力するしきい値電圧発生回路３０が追加されている。しきい値電圧発生回路３０は、サーミスタ３１は定電流源から給電されており、サーミスタ３１の温度変化による電圧降下の変動に応じて変化するしきい値電圧Vth１、Vth２をコンパレータ３０３，３０４に出力する。もちろん、しきい値電圧発生回路３０は、温度変化に起因するコイル２１１のコイル抵抗変動による出力電圧Ｖｏの変動が判定精度を低下させることを抑止する方向に、サーミスタ３１の温度変化による電圧降下に基づいて出力電圧Ｖｏを変動させる。このようにすれば、コイル２１１のコイル抵抗の温度変動による判定精度の悪化を抑止することができる。
【００８４】
なお、コンパレータ３０３，３０４のしきい値電圧Vth１、Vth２を変更する代わりに、サーミスタ３１の電圧降下に応じて、アンプ３００の電圧増幅率や交流電源１の出力電圧Viを変化させてもよい。サーミスタの代わりに種々の温度連動出力を発生する回路を採用してもよく、あるいは、整流平滑回路３０２の出力電圧をデジタル信号に変換してマイコンに取り込み、そのソフトウエアにより同等の温度補償処理することも可能である。
（変形態様）
その他、図２０に示すように、センサ部２に等しい擬似センサ部２’を設けてもよい。
【００８５】
この擬似センサ部２’は、図１９に示すセンサ部２と等しい回路構成をもつ。ただし、この擬似センサ部２’のコイル２１１’や対地コンデンサ（図１９では２１４により等価されるコンデンサに相当するコンデンサであり図示省略）は、電磁シールドされるなどされることにより常に、図１９に示すセンサ部２に接近体が接近していない状態に相当する各部回路定数を有するものとする。擬似センサ部２’に内蔵されるコイル２１１’は、センサ部２のコイル２１１に等しい温度抵抗変化率をもつものとする。
【００８６】
このようにすれば、擬似センサ部２’の出力電圧Ｖｏ’は、常に接近体がない場合の出力電圧Ｖｏ’を出力するため、センサ部２の出力電圧Ｖｏがこの出力電圧Ｖｏ’よりも所定レベル以上小さい場合には、歩行者の接近と判定し、センサ部２の出力電圧Ｖｏがこの出力電圧Ｖｏ’よりも所定レベル以上大きい場合には、金属体の接近と判定することができ、コイル２１１のコイル抵抗が温度により変動する影響を良好に防止することができる。
【００８７】
なお、上記擬似センサ部２’として、図１８に設けた複数のセンサ部のうち、類似の回路定数をもつどれかひとつを選択して使用することもできる。この場合、擬似センサ部２’はなるべく、センサ部２より離れて配置されることが好ましい。これは、離れた複数のセンサ部２、２’に同時に同種の接近体が接近する確率が小さいためである。
（変形態様）
その他、図２１に示すように、図１２のセンサ部２において、ダミーコイル２１１’を対地コンデンサ２１４に並列接続してもよい。この実施例では、コンデンサ２１２とコンデンサ２１４は等しい静電容量とし、抵抗２１３と抵抗２２とは等しい抵抗値とし、ダミーコイル２１１’は接近体がない場合のコイル２１１のコイルインピーダンスに等しいコイルインピーダンスをもつものとすることが好適である。ただし、ダミーコイル２１１’は電磁シールドされるなどして接近体に対してコイルインピーダンスが変化しないように設定され、コイル２１１とダミーコイル２１１’の抵抗温度変化率は等しく設定されている。このようにすれば、コイル２１１の温度抵抗変化による出力電圧Ｖｏの変動と、ダミーコイル２１１’の温度抵抗変化による出力電圧Ｖｏの変動とが相殺しあうので、高精度の弁別が可能となる。その他、ダミーコイルを無誘導コイルすなわち抵抗素子としてもよい。
【実施例５】
【００８８】
本発明装置の他の実施例を図２２を参照して説明する。この実施例は、図１８のように複数のセンサ部２を順番に隣接配置する場合において、各センサ部２に異なる周波数の交流電圧Viａ、Vｉｂ、Vicを印加する態様を示す。
【００８９】
図２２において、１ａ、１ｂ、１ｃは交流電圧Ｖｉであり、それぞれ異なる周波数の交流電圧Ｖｉａ、Ｖｉｂ、Ｖｉｃを個別に出力する。交流電圧Ｖｉａはセンサ部２ａに、交流電圧Ｖｉｂはセンサ部２ｂに、交流電圧Ｖｉｃはセンサ部２ｃに印加される。センサ部２ａは出力電圧Ｖｏａを、センサ部２ｂは出力電圧Ｖｏｂを、センサ部２ｃは出力電圧Ｖｏｃを出力する。出力電圧Ｖｏａ、Ｖｏｂ、Ｖｏｃは、それぞれ別々の判別部３で回路処理される。当然、各判別部３に内蔵される前述のバンドパスフィルタは自己が処理すべき出力電圧の周波数成分だけを抽出する。このようにすれば、隣接するコイル２１１に流れる電流の変化の影響を低減することができるので、判定精度及び接近体の左右又は前後位置判別精度を改善することができる。
【実施例６】
【００９０】
本発明装置の他の実施例を図２３を参照して説明する。この実施例は、図１２に示す回路において、二つの周波数ｆ１、ｆ２の正弦波電圧を混合した交流電圧Ｖｉを一つのセンサ部２に印加することを特徴とする。初段アンプ３００の出力電圧は、二つのバンドパスフィルタ３０１ａ、３０１ｂに入力され、バンドパスフィルタ３０１ａは周波数ｆ１の交流電圧を、バンドパスフィルタ３０１ｂは周波数ｆ２の交流電圧を抽出する。交流電源１が更に異なる周波数の正弦波電圧を混合出力してもよい。各バンドパスフィルタが出力する交流電圧はそれぞれ別々に検波平滑化されてコンパレータで処理されたり、デジタル信号に変換されてマイコンで処理されることができる。
【００９１】
図１５に示されるように、接近体がない場合の特性曲線を基準として、周波数値ｆ０２より小さい帯域と、周波数値ｆ０２より大きい帯域領域とでは、人体と金属体との接近に対する出力電圧Ｖｏの変化が反対となる。そこで、上記周波数ｆ１を周波数値ｆ０２より小さい所定値とし、上記周波数ｆ２を周波数値ｆ０２より大きい所定値とする。このようにすれば、一つのセンサ部２により、二つの信号を得ることができる。したがって、バンドパスフィルタ３０１ａが出力する周波数ｆ１の交流電圧の検波平滑電圧に、バンドパスフィルタ３０１ｂが出力する周波数ｆ２の交流電圧の検波平滑電圧を反転加算すれば、判定精度を一層向上することができる。
（変形態様）
その他、周波数ｆ、ｆ２を両方とも、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２の間に設定してもよい。この場合には、バンドパスフィルタ３０１ａが出力する周波数ｆ１の交流電圧の検波平滑電圧と、バンドパスフィルタ３０１ｂが出力する周波数ｆ２の交流電圧の検波平滑電圧とをそのまま加算すれば、判定精度を一層向上することができる。これは、これら二つの信号電力に混入する抵抗雑音などのノイズ電力が上記加算により２倍未満たとえば１．４倍程度となるためである。
（変形態様）
その他、上記のように、複数の交流電圧を得ると、数１に示す式の値を周波数ごとに複数得ることになるので、これを利用して、L又はCｏを直接算出することも可能となる。
【実施例７】
【００９２】
本発明装置の他の実施例を図１７及び図１８を参照して説明する。この実施例は、左右方向に互いに隣接して配置された複数のセンサ部２ａ、２ｂ、２ｃごとに、図図１２に示すコンデンサ２１２、２１４、抵抗２１３、２２を調整することにより、各センサ部２ａ、２ｂ、２ｃの周波数値ｆｏ１、ｆｏ２を一致させるものである。センサ部２ａの寄生静電容量やそのコイル４０１ａのインダクタンスと、センサ部２ｂの寄生静電容量やそのコイル４０１ｂのインダクタンスと、センサ部２ｃの寄生静電容量やそのコイル４０１ｃのインダクタンスとは、車体に対する取り付け位置が異なるなどの理由により異なる。それによる周波数値ｆｏ１、ｆｏ２のばらつきを外付けのコンデンサ２１２や２１４の容量調整などにより調整する。これにより、センサ部２ａ、２ｂ、２ｃの取り付け位置が異なっても、周波数値ｆｏ１、ｆｏ２を一致させることができる。その結果、交流電源の出力周波数を一致させ、等しい通過周波数をもつバンドパスフィルタをもつ判別部３を用いて信号処理を行うことができ、たとえばマルチプレクサ処理する場合などにおいて判別精度を向上することができる。
（変形態様）
その他、上記の代わりに、それぞれ異なる周波数値ｆｏ１、ｆｏ２をもつ各センサ部２ａ、２ｂ、２ｃに、それぞれ最適の交流電圧をそれぞれ異なる交流電源から個別に印加してもよい。この場合には、判別部３は、各センサ部２ａ、２ｂ、２ｃが出力する各出力電圧Ｖｏを個別に処理する各判別部３に内蔵するバンドパスフィルタ３０１の通過周波数をそれぞれ変更すればよい。
【実施例８】
【００９３】
他の実施例を図２４を参照して以下に説明する。この実施例は、バンパ４の裏面の上半分にコイル２１１ｅを、バンパ４の裏面の下半分にコイル２１１ｆを設け、コイル２１１ｅの上方に電極ライン４０２を、コイル２１１ｆの下側に電極ライン４０３を張り付けたものである。したがって、コイル２１１ｅと電極ライン４０２とは上側のセンサ部２ｅの回路素子を構成し、コイル２１１ｆと電極ライン４０３とは下側のセンサ部２ｆの回路素子を構成する。このようにすれば、上側のセンサ部２ｅの出力電圧Ｖｏ１と、下側のセンサ部２ｆの出力電圧Ｖｏ２とを比較することにより、接近体の高さ方向の位置を判定することができる。たとえば、金属体がレールなどのように道路上に埋設されている場合には、下側のセンサ部２ｆの金属体検出レベルが上側のセンサ部２ｅのそれよりも格段に大きくなるため、このような場合には、レールと判定して衝突物とみなさないことができる。なお、この場合、上側のセンサ部２ｅへ印加する交流電圧Ｖｉ１と、下側のセンサ部２ｆへ印加する交流電圧Ｖｉ２とは同じ周波数でもよく、異なる周波数でもよく、時間順次に印加されてもよい。
（変形態様）
また、両センサ部２ｅ、２ｆへ印加する交流電圧の周波数が等しい場合、上側のコイル２１１ｅの磁界形成方向と下側のコイル２１１ｆの磁界形成方向とは反対とすることが検出感度向上のために好ましい。また、上側のセンサ部２ｅの出力電圧Ｖｏ１と下側のセンサ部２ｆの出力電圧Ｖｏ２との差異が小さい場合には、両者を加算して金属体と歩行者との判別に用いることによりS/N比を向上することができる。
【実施例９】
【００９４】
他の実施例を図２５を参照して説明する。この実施例は、左右に隣接するコイル２１１ａの短辺とコイル２１１ｂの短辺とをオーバーラップさせた態様を示す。このようにすれば、二つのコイル２１１ａ、２１１ｂの境界部に接近体が接近した場合において、二つのコイルとも高い感度でそれを検出することができる。したがって、これら二つのコイルがともに大きな出力変化を同じ方向に出力する場合に、接近体が左右に大きいか又はこれら二つのコイルの境界部に接近中と判定することができる。なお、これら二つのコイルには同じ周波数の交流電圧Ｖｉが印加されてもよく、異なる周波数の交流電圧Ｖｉが印加されてもよく、交流電圧Ｖｉが時間順次に印加されてもよい。
同一周波数の交流電圧Ｖｉを同時に二つのコイルに印加する場合には、隣接する二つのコイルの磁束形成方向は等しくされることが好ましい。
二つのコイルとも高い感度でそれを検出することができる。したがって、これら二つのコイルがともに大きな出力変化を同じ方向に出力する場合に、接近体が左右に大きいか又はこれら二つのコイルの境界部に接近中と判定することができる。なお、これら二つのコイルには同じ周波数の交流電圧Ｖｉが印加されてもよく、異なる周波数の交流電圧Ｖｉが印加されてもよく、交流電圧Ｖｉが時間順次に印加されてもよい。
同一周波数の交流電圧Ｖｉを同時に二つのコイルに印加する場合には、隣接する二つのコイルの磁束形成方向は等しくされることが好ましい。
【実施例１０】
【００９５】
他の実施例を図２６を参照して説明する。この実施例は、図示しない渦巻きシートコイル及び対地コンデンサの電極部が形成されているフレキシブルプリント配線基板４００をバンパ４の裏面と固定プレート（押さえプレート）５との間に収容した点をその特徴としている。このようにすれば、フレキシブルプリント配線基板４００は固定プレート５及びバンパ４により覆われるため、フレキシブルプリント配線基板４００の保護が改善される。なお、この固定プレート５は非磁性かつ電気絶縁性とされ、かつ、バンパ４の変形性を損なわない剛性をもつ樹脂板部材とされ、バンパ４の裏面に固定される。好適には、固定プレート５は、その周縁部においてフレキシブルプリント配線基板４００を囲むリブをフレキシブルプリント配線基板４００側の表面にもち、このリブがバンパ４の裏面と嵌合などにより固定プレート５がバンパ４に支持されることが好ましい。このようにすれば、バンパ４と固定プレート５との間にフレキシブルプリント配線基板４００が移動可能に保持される前後方向の隙間を確保できるので、万が一バンパ４が局部的に凹んでも、この凹みに合わせてフレキシブルプリント配線基板４００が変形することができ、フレキシブルプリント配線基板４００のコイル２１１の破断を防止することができる。この固定プレート５は、バンパと同等以上の柔軟性を有することが好ましく、このようにすればバンパの変形を抑止することがない。
（変形態様）
変形態様を図２７を参照して説明する。図２７は、三個の渦巻きシートコイル４０１と固定プレート５とを分解した模式図を示す。この態様では、図２６に示す固定プレート（押さえプレート）５は、樹脂成形によりメッシュ状に形成されている。このようにすれば、渦巻きシートコイル４０１と固定プレート５との間の前後方向隙間に泥水などが浸入し、乾燥してシートコイル周辺に土砂が詰まって渦巻きシートコイル４０１の移動性が損なわれるのを防止することができる。なお、渦巻きシートコイル４０１としてフレキシブルプリント配線基板４００を用いる場合には、フレキシブルプリント配線基板４００の渦巻きシートコイル４０１が形成されていない部位にも多くの孔を形成することにより、バンパ４とフレキシブルプリント配線基板４００との間に泥水が浸入しても、この泥水は、これらフレキシブルプリント配線基板４００の孔や固定プレート５の開口を通じて容易に排出されることができる。もちろん、フレキシブルプリント配線基板４００と固定プレート５とを囲覆するカバーを設けることも可能である。
（変形態様）
変形態様を図２８を参照して説明する。図２７は、三個の渦巻きシートコイル４０１と固定プレート５とを分解した模式図を示す。この態様では、図２６に示す樹脂板である固定プレート（押さえプレート）５には、たとえばインサート成形などにより各渦巻きシートコイル４０１に給電する給電線８と、各渦巻きシートコイル４０１から信号を取り出す３本の出力信号配線９とが形成され、各渦巻きシートコイル４０１の最内端４０８は給電線８の各端部８１に個別に接続され、各渦巻きシートコイル４０１の最外端４０９は各出力信号配線９の各端に接続される。これらの接続は単純な半田付けでもよく、あるいはコネクタ機構を用いて脱着可能としてもよい。このようにすれば、シートコイルへの配線を簡素化し、かつ、シートコイルを単純な導体層構成をもつフレキシブルプリント配線基板とすることもできる。
（その他の態様）
上記各実施例において、コイル２１１は、略水平方向かつ車両のコイルの設置部分に対して略直角方向に設定されたコイル軸心をもつことが好適である。また、車両の前面又は後面に左右方向へ略水平に延設されるかもしくは車両の側面に前後方向へ略水平に配置された長辺とを有して略長方形で扁平なシートコイルにより構成することが接近体の検出感度向上において特に有効である。特に扁平なシートコイルは、バンパや樹脂モールなどに容易に埋設することができるため車両の美観を損なうことがなく、かつ、従来の超音波式に比べて格段に低コストで車両周囲の広い範囲を簡単に非接触監視することができる。
【００９６】
また、対地コンデンサの電極部をなす上記電極ライン４０２、４０３の幅は、シートコイルの最外ターンの幅よりも広くすることが好適である。また、渦巻きシートコイルの最外ターンは他のターンよりも幅広に形成することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の一つの態様を示す模式回路図である。
【図２】図１の回路に電気絶縁体が接近する場合を示す等価回路図である。
【図３】図１の回路に金属体が接近する場合を示す等価回路図である。
【図４】図１の回路に人体が接近する場合を示す等価回路図である。
【図５】図１の回路による出力特性（計算例）を示す特性図である。
【図６】図１の回路による出力特性（実測例）を示す特性図である。
【図７】従来の静電容量センサに電気絶縁体が接近する場合を示す等価回路図である。
【図８】従来の静電容量センサに金属体が接近する場合を示す等価回路図である。
【図９】従来の静電容量センサに人体が接近する場合を示す等価回路図である。
【図１０】従来の静電容量センサによる出力特性（計算例）を示す特性図である。
【図１１】他の態様を示す模式回路図である。
【図１２】図１の回路の精密な等価回路図である。
【図１３】図１２の等価回路を簡略化した等価回路図である。
【図１４】図１３の等価回路の周波数ー出力電圧の理想を示す特性図である。
【図１５】図１３の等価回路の周波数ー出力電圧の現実を示す特性図である。
【図１６】他の態様におけるセンサ部配置状態を示す縦断面図である。
【図１７】他の態様におけるセンサ部配置状態を示す正面図である。
【図１８】他の態様を示す回路図である。
【図１９】他の態様を示す回路図である。
【図２０】他の態様を示す回路図である。
【図２１】他の態様を示す回路図である。
【図２２】他の態様を示す回路図である。
【図２３】他の態様を示す回路図である。
【図２４】他の態様を示す回路図である。
【図２５】他の態様におけるセンサ部配置状態を示す正面図である。
【図２６】他の態様におけるセンサ部配置状態を示す縦断面図である。
【図２７】図２６の変形態様を示す分解模式図である。
【図２８】図２６の変形態様を示す分解模式図である。
【符号の説明】
【００９８】
1  交流電源
２  センサ部
３  判別部
２１  交流インピーダンス回路
２２  抵抗素子
２１１  コイル
２１２  コンデンサ
２１３  抵抗素子
２１４  コンデンサ
【図１】
2005140700.tif 000006
【図２】
2005140700.tif 000007
【図３】
2005140700.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005140700.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005140700.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2005140700.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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