車両用障害物検知装置

【課題】地面による反射波の影響を受けにくい車両用障害物検知装置を提供する。
【解決手段】車両用障害物検知装置は、超音波を送受波するセンサ１と、センサ１に超音波を送波させるとともに、センサ１が受波した反射波の振幅と閾値とを比較することにより障害物の有無を判断するコントローラ２とを備える。コントローラ２は、センサ１による送波からの時間を計時するタイマ２６と、タイマ２６が計時する時間に応じて閾値を設定する閾値設定部２７とを備える。閾値設定部２７は、地面９からの反射波を考慮しない場合の閾値に、検知期間を開始する時刻における地面９からの反射波の影響を除去するための補正値を加えた閾値を設定し、障害物の有無を判断する検知期間内においてタイマ２６の計時する時間が経過するにつれて段階的に閾値を小さく設定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波または超音波を用いて車両の周囲の障害物を検知する車両用障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音波または超音波を用いて車両の周囲における障害物を検知する車両用障害物検知装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、超音波を送受波するセンサを用いて、車両の周囲の障害物を検知することにより車両の駐車を支援する車両用障害物検知装置が記載されている。特許文献１に記載された車両用障害物検知装置は、センサから送信波を送波するとともに、障害物で反射された反射波を受波し、センサにおける送信波の送波から受波までの時間に基づいて、車両周囲の障害物を検知している。一般に、このような車両用障害物検知装置のセンサにはピエゾ素子が用いられている。
【０００３】
上記の車両用障害物検知装置のセンサが送波する送信波は、センサから遠ざかるにつれて広がりながら伝播する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１９５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用障害物検知装置において、車両の周囲において地面から車両の高さの範囲に存在する障害物を検知するような位置や角度に取り付けた場合、送信波は地面によっても反射され、センサが地面による反射波も受波してしまう。これにより、車両用障害物検知装置は、センサが受波する地面からの反射波の影響によって、障害物が存在しない場合であっても障害物が存在すると検知してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は上記の事由に鑑みて為されたものであり、地面による反射波の影響を受けにくい車両用障害物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用障害物検知装置は、送信波を間欠的に送波するとともに送信波の反射波を受波するセンサと、センサに送信波を送波させる送波信号を出力する機能、およびセンサが規定の閾値以上の振幅である反射波を受波したときに送波信号の発生からセンサによる反射波の受波までの時間を評価することにより障害物の有無を検知する機能を有したコントローラとを備え、コントローラは、閾値を障害物の検知開始からの経過時間に応じて小さくする閾値設定部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、地面による反射波の影響を受けにくいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上を設けた車両と検知範囲との関係を示す図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の電源電圧値と閾値との関係を示す図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態の車両用障害物検知装置は、図１に示すように、ピエゾ素子を有し超音波を送受波するセンサ１と、センサ１に送信波を送波させるとともに、反射波の受波によりセンサ１が出力するセンサ信号を用いて障害物の有無を判断するコントローラ２とを備える。車両用障害物検知装置は、図２に示すように、車両１０の前後端の少なくとも一方にセンサ１が設けられ、車両１０の周囲に存在する障害物を検知する。以下では、センサ１が車両１０の前側に設けられ、車両１０の前方に検知範囲Ａ１が設定されている場合を例として説明する。
【００１１】
本実施形態のコントローラ２は、図１に示すように、マイコン２４を備え車両１０の各部の電子制御を行うＥＣＵ（Electric Control Unit）の一部として構成される。コントローラ２は、車載のバッテリ３から電源が供給される。コントローラ２は、マイコン２４に加えてセンサ１を駆動して送信波を送波させる送波回路２１を備える。さらに、コントローラ２は、センサ信号から送信波の周波数を含む所定周波数帯域の信号を受波信号として抽出する受波回路２２と、受波信号の包絡線成分に相当する検波信号を出力する検波回路２３とを備える。マイコン２４には、安定化電源回路からなる電源回路２５を通して電源が供給される。
【００１２】
次に、車両用障害物検知装置の基本的動作について説明する。車両用障害物検知装置が動作を開始すると、マイコン２４は、図３（ａ）に示すように、一定周期の矩形波であるパルス信号を送波回路２１に対して間欠的に出力する。１つのパルス信号はセンサ１から出力する超音波の周期を有する矩形波を数周期だけ含んでいる。このパルス信号が送波回路２１に入力されると、図３（ｂ）のように、送波回路２１はバッテリ３から供給された電源電圧に応じた振幅の送波信号を出力する。センサ１は、この送波信号で駆動され送波信号の振幅に応じた音圧の超音波を間欠的に出力する。
【００１３】
一方、受波回路２２には、送波回路２１から回り込んだ送波信号、センサ１の残響で生じる信号が入力される。また、センサ１が反射波を受波したときには、反射波による信号も入力される。したがって、受波回路２２は、図３（ｃ）に示すような受波信号を出力する。さらに、検波回路２３は、図３（ｄ）のように、受波信号の包絡線成分に相当する電圧値を有する検波信号を出力する。マイコン２４は、検波信号の信号レベルが所定の閾値Ｔｈ以上であるとき、パルス信号の発生から検波信号の検出までの時間を評価して障害物の有無を検出する。
【００１４】
いま、図３に示す時刻ｔ１においてマイコン２４からパルス信号が入力され、時刻ｔ２において検波信号が得られたと仮定する。図示例では、検波信号として残響を含む成分２３２と反射波による成分２３１とが得られている。マイコン２４は、パルス信号を時刻ｔ１に出力した後の規定時刻ｔｓから開始される期間を、障害物の有無を判断する検知期間とし、検知期間内の検波信号を用いて障害物の有無を判断する。この検知期間により上述した検知範囲Ａ１が定められる。
【００１５】
車両用障害物検知装置のセンサ１は、図２に示すように、検知範囲Ａ１が地面９から車両１０の高さの範囲になるように車両１０に取り付けられている。センサ１が送波する送信波は、センサ１から遠ざかるにつれて広がりながら伝播する。そのため、センサ１は、送信波が地面９によって反射された反射波も受波する。地面９からの反射波の影響は、障害物との距離が近いほど大きくなる。
【００１６】
そこで、本実施形態では、検波信号に対する閾値を障害物までの距離に応じて変化させている。具体的には、３つの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３が用いられる。閾値Ｔｈ１は、検知期間内における最初の閾値として設定される。閾値Ｔｈ１は、地面９からの反射波を考慮しない場合の基準の閾値Ｔｈ０に、検知期間を開始する時刻ｔｓにおける地面９からの反射波の影響を除去するための補正値を加えた閾値が設定される。本実施形態の閾値は、検知期間内における時間の経過に伴って閾値Ｔｈ１から閾値Ｔｈ２、Ｔｈ３と段階的に変更される。つまり、補正値は、閾値Ｔｈ１に比べ閾値Ｔｈ２のほうが小さく、閾値Ｔｈ２に比べ閾値Ｔｈ３のほうが小さい。ここに、閾値Ｔｈ１は、閾値Ｔｈ２に比べて大きく設定され、閾値Ｔｈ２は、閾値Ｔｈ３に比べて大きく設定される（Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３、図５参照）。なお、図５は、信号レベルの大きさを下向きに表してあり、検波信号の電圧値（絶対値）が大きいほど下側になるように表現している。図３（ｄ）も同様である。
【００１７】
マイコン２４は、時間を計時するタイマ２６を備える。また、マイコン２４は、タイマ２６が計時する時間に応じて閾値を設定する閾値設定部２７としての機能を有する。閾値設定部２７は、マイコン２４が所定のプログラムを実行することにより実現される。本実施形態のタイマ２６は、マイコン２４がパルス信号の出力した時刻ｔ１からの時間を計時する。閾値設定部２７は、タイマ２６が計時する時間に応じて閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３のいずれかを閾値として選択する。つまり、閾値設定部２７は、タイマ２６が計時する時間に基づいて、閾値を段階的に変化させる。
【００１８】
閾値設定部２７は、図４に示すように、タイマ２６が計時する時間が予め設定された時間ｔｃ１に達するまで、閾値を設定しない。本実施形態においてｔｃ１は、マイコン２４がパルス信号の出力した時刻ｔ１から検知期間の開始時刻である時刻ｔｓまでの時間が設定される。閾値設定部２７は、タイマ２６が計時する時間が時間ｔｃ１以上で時間ｔｃ２（＞ｔｃ１）未満の間、閾値をＴｈ１に設定する。また、閾値設定部２７は、タイマ２６が計時する時間が時間ｔｃ２以上で時間ｔｃ３（＞ｔｃ２）未満の間、閾値をＴｈ２に設定する。さらにまた、閾値設定部２７は、タイマ２６が計時する時間が時間ｔｃ３以上で時間ｔｃ４（＞ｔｃ３）未満の間、閾値をＴｈ３に設定する。
【００１９】
上述したように、近距離の障害物を検知する場合のほうが、遠距離の障害物を検知する場合に比べ、地面９の反射波の影響が大きい。そのため、マイコン２４は、検知期間の開始時刻ｔｓからタイマ２６が計時する時間が経過するにつれて閾値を段階的に小さくすることにより、近距離の障害物に対しては大きな閾値を用い、遠距離の障害物に対しては小さい閾値を用いて、障害物の有無の判断を行う。
【００２０】
このように、検知期間においてタイマ２６が計時する時間の経過に応じて、地面９からの反射波による検波信号の信号レベルを加えた閾値を設定して障害物の検知を行うことにより、車両用障害物検知装置は地面９による反射波の影響を受けにくくなる。つまり、車両用障害物検知装置は、障害物が存在しない場合に障害物が存在すると誤検知する可能性を低下させることができる。
【００２１】
上記したマイコン２１の動作を図６にまとめて示す。
【００２２】
車両用障害物検知装置の動作が開始されると、マイコン２４は、タイマ２６を初期化する（Ｓ１０）。次に、マイコン２４は、パルス信号を出力し、センサ１から送信波を送波させる（Ｓ１１）とともに、タイマ２６を始動させ（Ｓ１２）、タイマ２６に時間ｔの計時を開始させる。
【００２３】
マイコン２４は、時間ｔが時間ｔ１になるまで、閾値を設定しない（Ｓ１３のＹｅｓ）。マイコン２４は、時間ｔが時間ｔｃ１以上で時間ｔｃ２未満の間（Ｓ１４のＹｅｓ）、閾値をＴｈ１に設定する（Ｓ１７）。また、マイコン２４は、時間ｔが時間ｔｃ２以上で時間ｔｃ３未満の間（Ｓ１５のＹｅｓ）、閾値をＴｈ２に設定する（Ｓ１８）。さらにまた、マイコン２４は、時間ｔが時間ｔｃ３以上で時間ｔｃ４未満の間（Ｓ１６のＹｅｓ）、閾値をＴｈ３に設定する（Ｓ１９）。閾値を設定した後、マイコン２４は、反射波に対応する検波信号の信号レベルが閾値以上であると（Ｓ２０のＹｅｓ）、障害物が存在すると判断し、報知動作を行う（Ｓ２１）。報知動作は、例えばブザーなどを用いて聴覚的に行ったり、報知灯により視覚的に行う。マイコン２４は、時間ｔが時間ｔｃ４になるまで、上述した動作を繰り返す。
【００２４】
その後、マイコン２４は、時間ｔが時間ｔｃ４になると（Ｓ１６のＮｏ）、次の送波タイミングまで待って（Ｓ２２）、タイマ２６を初期化する（Ｓ１０）。
【００２５】
なお、本実施形態においては、超音波を送受波するセンサ１を用いたが、センサとしては可聴域の音波を送受波するセンサを用いてもよい。また、本実施形態において、閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を３段階に変更しているが、閾値の段数は適宜に選択される。さらに、閾値は、連続的に変更してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１センサ
２コントローラ
２７閾値設定部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を間欠的に送波するとともに前記送信波の反射波を受波するセンサと、前記センサに前記送信波を送波させる送波信号を出力する機能、および前記センサが規定の閾値以上の振幅である反射波を受波したときに前記送波信号の発生から前記センサによる前記反射波の受波までの時間を評価することにより障害物の有無を検知する機能を有したコントローラとを備え、前記コントローラは、前記閾値を障害物の検知開始からの経過時間に応じて小さくする閾値設定部を備えることを特徴とする車両用障害物検知装置。

【図１】