(57)【要約】【課題】多数の超音波センサを含む場合であっても、ＩＤ番号等を設定することなくその多数の超音波センサを順次動作させる。【解決手段】複数の超音波センサ１が信号線２２によりディジーチェーン接続される。これら複数の超音波センサ１を駆動するためのパルス信号が、ＥＣＵ２より信号線２２を介して出力される。超音波センサ１（４）は、パルス信号Ｐを受けて動作を開始し、得られたアナログ測定信号ＳＡをアナログ信号線２１を介してＥＣＵ２に送信する。その後、超音波センサ１（４）は、測定動作を終了すると共に、パルス信号Ｐを下流の超音波センサ１（３）に出力する。【選択図】  図１
2005003638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送波器に振動を与えて超音波を発生させ、物体で反射した前記超音波を受波器で受信して受信信号を出力する複数の超音波センサと、
これらの超音波センサを駆動するための駆動信号を前記超音波センサに向けて出力すると共に前記超音波センサからの受信信号に基づいて前記物体までの距離を判定する制御装置と
を備えた障害物検知装置において、
前記複数の超音波センサは、互いにディジーチェーン接続されており、
前記複数の超音波センサは、
前記送波器への前記振動の供給状態を切り替えるスイッチング部と、
前記制御装置又は上流の前記超音波センサから前記駆動信号を受信すると共に下流の前記超音波センサへ前記駆動信号を送信する送受信部と、
前記受信部が前記駆動信号を受信した場合に前記スイッチング部をオンに切り替えると共に、前記受信信号の出力後前記スイッチング部をオフに切り替える切替制御部と
を備えたことを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
前記送受信部は、前記駆動信号を受け取った場合に、上流の前記超音波センサ又は前記制御装置に受信確認信号を送り返すようにされた請求項１記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波センサを利用して障害物までの距離を検出し、その距離が所定距離以内となった場合に警報等を発して運転者等に注意を促す障害物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車両の周辺にある障害物の有無と、そのおよその距離を検知し、これにより自動車が障害物に衝突することを防止する障害物検知装置が、近年高級車を中心として導入されつつある（例えば非特許文献１参照）。障害物を検知するセンサとしては、超音波センサが通常用いられる。
【０００３】
この文献では、自動車の後方から所定距離以内の障害物を検知するバックソナーと、自動車の４つのコーナ部から所定距離以内の障害物を検知するクリアランスソナーとを設けている。クリアランスソナーは、自動車の４つのコーナ部のそれぞれに超音波センサを設けることにより構成される。また、バックソナーは、自動車後方のリアバンパーの複数箇所に超音波センサを設置することにより構成される。これら複数の超音波センサが、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）からの制御信号により制御され、１個ずつ順々に、例えば０．２ｍｓ間隔で作動し、障害物への距離を判定している。
【０００４】
【非特許文献１】
ヴォクシー新型車解説書（トヨタ自動車株式会社編、Ｐ３−１０４〜１１３、２００１年１１月１６日発行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＥＣＵによる集中制御を実行する場合、各装置にはＩＤ番号が割り当てられる。従来の障害物検知装置においても、上記のように、多数の超音波センサを順次動作させる制御を行う場合には、個々の超音波センサそれぞれに、アドレス設定スイッチなどにより異なるＩＤ番号を与え、その後、ＩＤ番号ごとに予め決められた場所に各超音波センサを設置していた。このため、機能の面では同一である超音波センサを、ＩＤ番号を逐一確認しつつ適切な場所に取り付けなければならず、設置上の手間が大きかった。
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、多数の超音波センサを含む場合であっても、ＩＤ番号等を設定することなくその多数の超音波センサを順次動作させることができる障害物検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る障害物検知装置は、送波器に振動を与えて超音波を発生させ、物体で反射した前記超音波を受波器で受信して受信信号を出力する複数の超音波センサと、これらの超音波センサを駆動するための駆動信号を前記超音波センサに向けて出力すると共に前記超音波センサからの受信信号に基づいて前記物体までの距離を判定する制御装置とを備えた障害物検知装置において、前記複数の超音波センサは、互いにディジーチェーン接続されており、前記複数の超音波センサは、前記送波器への前記振動の供給状態を切り替えるスイッチング部と、前記制御装置又は上流の前記超音波センサから前記駆動信号を受信すると共に下流の前記超音波センサへ前記駆動信号を送信する送受信部と、前記受信部が前記駆動信号を受信した場合に前記スイッチング部をオンに切り替えると共に、前記受信信号の出力後前記スイッチング部をオフに切り替える切替制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この障害物検知装置によれば、各超音波センサの送受信部が、駆動信号を受信すると、切替制御部により、スイッチング部がオンに切り替えられる。これにより、送波器が接続状態となり、当該超音波センサにおいて障害物までの距離の判定が開始される。受信信号の出力後、切替制御部により、スイッチング部がオフに切り替えられる。これにより、その超音波センサによる距離判定動作が終了する。駆動信号が下流の超音波センサにより受信された場合には、下流の超音波センサが、上記と同様の動作を繰り返す。この動作が最下流の超音波センサまで繰り返されることにより、ディジーチェーン接続された全ての超音波センサが、順々に動作することになる。このように、本発明に係る障害物検知装置によれば、ＩＤ番号を各超音波センサに割り当てなくとも、ディジーチェーン接続された複数の超音波センサの上流から下流に向けて順次駆動信号を送信していくことにより、複数の超音波センサを順次作動させることができる。従って、設置前におけるＩＤ番号の付与に伴う設置上の手間から解放される。
【０００８】
この障害物検知装置において、前記送受信部は、前記駆動信号を受け取った場合に、上流の前記超音波センサ又は前記制御装置に受信確認信号を送り返すように構成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本実施の形態に係る障害物検知装置１００の全体構成を示しており、図１（ｂ）は、配線の様子を示している。図１（ａ）に示すように、この障害物検知装置１００は、複数個（ここでは４個）の超音波センサ１（１）〜（４）と、制御装置としてのＥＣＵ２とを備えている。
【００１０】
この４個の超音波センサ１（１）〜（４）は、アナログ信号線２１を共有しており、このアナログ信号線２１より電源電圧を供給されていると共に、このアナログ信号線２１を介して、障害物までの距離を示すアナログ測定信号ＳＡをＥＣＵ２に向けて送信する。アナログ信号線２１は、図１（ｂ）に示すように、各超音波センサ１の端子Ｔ１に接続される。
【００１１】
ＥＣＵ２は、パルス発生回路２ａ、発振回路２ｂ、受信回路２ｃ及び演算回路２ｄを備えている。パルス発生回路２ａは、後述するように、各超音波センサ１を駆動するためのパルス信号Ｐを発生させるものである。発振回路２ｂは、各超音波センサ１の送受波器１５（後述）に送信するための振動波を発生させるためのものである。また、受信回路２ｃは、各超音波センサ１から送信されたアナログ測定信号ＳＡを受信するためのものである。また、演算回路２ｄは、受信されたアナログ測定信号ＳＡに基づき、障害物までの距離を演算するためのものである。
【００１２】
各超音波センサ１（１）〜（４）は、信号線２２によりディジーチェーン接続されており、パルス発生回路２ａで発生させたパルス信号Ｐは、この信号線２２を介して各超音波センサ１（４）、１（３）、１（２）、１（１）の順に送信される。
各超音波センサ１は、図１（ｂ）に示すように、この信号線２２を入力線として接続するための端子Ｔ２、出力線として接続する端子Ｔ３を備えている。
【００１３】
各超音波センサ１（１）〜（４）は、ＥＣＵ２又は上流の超音波センサ１より駆動信号としてのパルス信号Ｐを受信した場合に、測定動作を開始するように構成される。また、各超音波センサ１（１）〜（４）には、接地電位を与えるための接地線２３も接続される。接地線２３は、図１（ｂ）に示すように、各超音波センサ１の接地用の端子Ｔ４に接続される。
【００１４】
図２は、超音波センサ１と、アナログ信号線２１、信号線２２及び接地線２３とを接続する接続部分の拡大図を示している。超音波センサ１は、図２に示すように、コネクタ１８を介してアナログ信号線２１、信号線２２及び接地線２３と接続される。コネクタ１８を超音波センサ１の内壁面に挿入した後、端子Ｔ１〜Ｔ４に対応する位置に設けられた孔Ｈに圧接端子２４を挿入する。これにより、アナログ信号線２１、信号線２２及び接地線２３の被覆が除去され、下部に存在する端子Ｔ１〜Ｔ４との電気的な接触が確立される。このような圧接端子２４を利用することにより、１本のアナログ信号線２１、接地線２３で複数の超音波センサ１を接続することができ、もって配線の数を少なくすることができる。近年、自動車の多機能化の進展のため、自動車において配線が占める割合は増加の一途を辿っており、このような配線方法は、配線の数はできるだけ少なくしたいという要望に沿うものである。
【００１５】
図３は、本実施の形態に係る超音波センサ１の構造を示している。
この超音波センサ１は、電源部１０と、スイッチング部１１と、制御部１２と、増幅器１４と、送受波器１５と、増幅器１６とを備えている。
電源部１０は、制御部１２に電源電圧を供給するためのものであり、一方、スイッチング部１１は、発振回路２ｂからの振動波の送受波器１５への送信を切り替えるためのものである。制御部１２にパルス信号Ｐが入力されると、スイッチング部１１はオンに切り替わり、これにより、発振回路２ｂからの振動波が送受波器１５に伝達されるようになり、送受波器１５より超音波の送信が開始される。超音波が障害物で反射されて送受波器１５で受信されると、受信信号が増幅器１６で増幅され、これがアナログ測定信号ＳＡとしてスイッチング部１１から端子Ｔ１を介してＥＣＵ２の受信回路２ｃに送信される。
制御部１２は、このアナログ測定信号ＳＡの送信が完了すると、スイッチング部１１をオフに切り替えると共に、パルス信号Ｐを端子Ｔ３から出力する。このパルス信号Ｐが下流の超音波センサ１の制御部１２で受信されることにより、下流の超音波センサ１の動作が開始される。
【００１６】
次に、本実施の形態の障害物検知装置１００の作用を、図４に示すタイミングチャートに基づいて説明する。
ＥＣＵ２は、障害物の検知を開始しようとする場合に、パルス発生回路２ａより、駆動信号としてのパルス信号Ｐを発生させ、これをディジーチェーン接続された超音波センサ１のうち最も上流に存在する超音波センサ１（４）に、信号線２２を介してパルス信号Ｐを出力する。
【００１７】
パルス信号Ｐが、超音波センサ１（４）の制御部１２において受信されると、制御部１２はスイッチング部１１をオンに切り替える。これにより、アナログ信号線２１を介して、発振回路２ｂで発生された振動波が送信され、増幅器１４で増幅された後送受波器１５に与えられ、これにより超音波が送受波器１５から送信される。障害物で反射した超音波が送受波器１５で受信され、その受信信号が増幅器１６で増幅されてアナログ測定信号ＳＡとして、スイッチング部１１、アナログ信号線２１を介してＥＣＵ２の受信回路２ｃに受信される。この受信されたアナログ測定信号ＳＡに基づいて、演算回路２ｄが障害物までの距離を演算する。
【００１８】
超音波センサ１（４）の制御部１２は、アナログ測定信号ＳＡの送信の完了後、スイッチング部１１をオフに切り替えるとともに、端子Ｔ３に接続された信号線２２を介してパルス信号Ｐを下流の超音波センサ１（３）に送信する。以下、下流の超音波センサ１（３）、（２）、（１）でも、上述した超音波センサ１（４）と同様の動作がされることにより、４個の超音波センサ１が順次動作し、４つの測定結果が順次得られる。
なお、ＥＣＵ２は、４個の超音波センサ１よりアナログ測定信号ＳＡをそれぞれ受信し、４つの測定結果を得た場合には、１サイクルの測定が終了したとして、再びパルス発生回路２ａよりパルス信号Ｐを発生させ、別の１サイクルの測定を開始する。
【００１９】
制御部１２がパルス信号Ｐを受け取った場合、ＥＣＵ２又は上流の超音波センサ１に対し、パルス信号Ｐを受信した旨を示す受信確認信号ＡＣＫを返信するようにしてもよい。また、上流の超音波センサ１が、所定時間内に受信確認信号ＡＣＫを受け取らなかった場合には、その旨を示す信号を示す信号ＮＡＫをＥＣＵ２に返信するようにしてもよい。これにより、送信側であるＥＣＵ２及び上流の超音波センサ１が、下流での受信の成否を確認することができ、信頼性が向上する。
【００２０】
例えば、図１において、超音波センサ１（１）が、パルス信号Ｐを出力したが、超音波センサ１（１）は最も下流の超音波センサ１であるため、受信確認信号ＡＣＫを所定時間内に受け取ることはない。従って、超音波センサ１（１）は、所定時間内に受信確認信号ＡＣＫを受け取らなかったことを示す信号ＮＡＫを、ＥＣＵ２に向けて出力する。ＥＣＵ２は、この信号ＮＡＫの受信により、全ての超音波センサ１の測定が完了したとして、再びパルス信号Ｐを出力させることにより、別の１サイクルの測定を開始させることができる。
【００２１】
また例えば、超音波センサ１（３）が、下流の超音波センサ１（２）から受信確認信号ＡＣＫを所定時間内に受信せず、信号ＮＡＫを出力した場合には、超音波センサ１（３）と１（２）との間の信号線２２が断線していると考え、メンテナンスを行う動機とすることができる。これにより、信頼性の向上を図ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、多数の超音波センサを含む場合であっても、ＩＤ番号等を設定することなくその多数の超音波センサを順次動作させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る障害物検知装置１００の全体構成、及び配線の様子を示す。
【図２】超音波センサと、電源電圧線２１、信号線２２、及び接地線２３との間の接続状態を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る超音波センサ１の構造を示すブロック図である。
【図４】各超音波センサ１を動作させるためのパルス信号Ｐの出力の様子を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・超音波センサ、  １００・・・障害物検知装置、  ２・・・ＥＣＵ、  ２ａ・・・パルス発生回路、  ２ｂ・・・発振回路、  ２ｃ・・・受信回路、  ２ｄ・・・演算回路、
１０・・・電源部、  １１・・・スイッチング部、  １２・・・制御部、  １４、１６・・・増幅器、  １５・・・送受波器、    Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４・・・端子、  １７・・・メモリ、  １８・・・コネクタ、  ２１・・・アナログ信号線、  ２２・・・信号線、  ２３・・・接地線、  ２４・・・圧接端子。
【図１】
2005003638.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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