障害物検出装置
【課題】意匠性を低下させることなく、近距離の障害物も検出することができる障害物検出装置を提供する。
【解決手段】障害物検出装置１００であって、送受信素子１１２と、送受信素子１１２を底面部１１３の内面に接触させて固定するとともに、底面部１１３の外面が、バンパ１０に形成された貫通孔１１を介して外部に露出する筐体１１１とを含む超音波センサ１１０と、バンパ１０の内面１３側に配置され、バンパ１０の振動を検出する振動検出部１２０と、貫通孔１１の内壁面と対向する筐体１１１との間に設けられ、両者間の振動伝達を抑制する振動抑制部１３０と、送受信素子１１２と振動検出部１２０の検出信号のうち、少なくとも送受信素子１１２の送信振動を受けて底面部１１３が振動している期間を含む所定期間においては、振動検出部１２０の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段１４０とを含む。
【解決手段】障害物検出装置１００であって、送受信素子１１２と、送受信素子１１２を底面部１１３の内面に接触させて固定するとともに、底面部１１３の外面が、バンパ１０に形成された貫通孔１１を介して外部に露出する筐体１１１とを含む超音波センサ１１０と、バンパ１０の内面１３側に配置され、バンパ１０の振動を検出する振動検出部１２０と、貫通孔１１の内壁面と対向する筐体１１１との間に設けられ、両者間の振動伝達を抑制する振動抑制部１３０と、送受信素子１１２と振動検出部１２０の検出信号のうち、少なくとも送受信素子１１２の送信振動を受けて底面部１１３が振動している期間を含む所定期間においては、振動検出部１２０の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段１４０とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に取り付けられ、移動体周辺の障害物を検出する障害物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のバンパ等に取り付けられ、車両周辺の障害物を検出する障害物検出装置として、超音波センサを含むものが採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示される超音波センサは、ハウジングの底面に貼り付けられた１つの圧電素子（送受信素子）によって超音波を送受信するよう構成されており、底面の外側表面（振動面）がバンパに形成された貫通孔を介して外部に露出するように、バンパに固定される。
【特許文献１】特開２００４−１５９３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで特許文献１に示す超音波センサのように、１つの送受信素子で超音波の送信と障害物からの反射波の受信を行う構成の場合、超音波を送信するために送受信素子を振動させている間は反射波を受信しても区別することができない。また、送信（送受信素子の振動）を停止しても、しばらくの間は振動面が振動する（これを残響という）ので、この残響が生じている間も反射波を区別することができない。すなわち、送信開始から残響がなくなるまでの所定時間を経過してからでないと障害物を検出することができない（換言すれば、近距離の障害物を検出することができない）という問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献１に示す構成の超音波センサを２つ用い、一方を送信用の超音波センサ、他方を受信用の超音波センサとすることも考えられる。しかしながら、バンパに形成される貫通孔の数が増加し、意匠性が低下する。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、意匠性を低下させることなく、近距離の障害物も検出することができる障害物検出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】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、移動体に取り付けられ、移動体周辺の障害物を検出する障害物検出装置であって、電気信号を送信振動に変換し、受信振動を電気信号に変換する送受信素子と、送受信素子を収容するものであって、当該送受信素子を底面部の内面に接触させて固定するとともに、底面部の外面が、移動体の被取り付け部に形成された貫通孔を介して外部に露出する筐体と、を含む超音波センサと、被取り付け部の内面側に配置され、被取り付け部の振動を検出する振動検出手段と、貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサの筐体との間に設けられ、筐体と被取り付け部との間の振動伝達を抑制する振動抑制部と、送受信素子及び振動検出手段からの検出信号のうち、少なくとも送受信素子の送信振動を受けて底面部が振動している期間を含む所定期間においては、振動検出手段の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このように本発明によれば、障害物による反射波を検出可能な要素として、超音波センサを構成する送受信素子とは別に、反射波による被取り付け部の振動を検出する振動検出手段を含んでいる。また、少なくとも送受信素子の送信振動を受けて底面部が振動している期間（残響を含む底面部の振動期間）を含む所定期間において、振動検出手段の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段を含んでいる。さらには、筐体と被取り付け部との間（送受信素子と振動検出手段との間）の振動伝達を抑制する振動抑制部を含んでいる。従って、遠距離だけでなく、近距離の障害物も検出することができる。
【０００９】
また、振動検出手段は、被取り付け部に貫通孔を設けることなく、被取り付け部の内面側に配置されている。従って、貫通孔の増加による意匠性の低下を防ぐことができる。
【００１０】
選択手段は、上述の所定期間を除く期間において、振動検出手段からの検出信号を反射波検出信号とすることもできる。しかしながら、請求項２に記載のように、所定期間を除く期間においては、送受信素子からの検出信号を反射波検出信号とすると良い。所定期間を除く期間において、超音波センサの筐体底面部は振動していない。従って、被取り付け部の振動を検出する振動検出手段よりも、外面が被取り付け部の外部に露出した底面部の振動を検出する送受信素子からの検出信号のほうが感度的に有利である。
【００１１】
振動抑制部として、例えば請求項３に記載のように、貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサの筐体との間に設けた隙間を採用することができる。この場合、内壁面と筐体との間の隙間、すなわち空気層によって、筐体と被取り付け部との間を音響学的に分離し、筐体と被取り付け部との間における振動の伝達を抑制することができる。
【００１２】
それ以外にも、請求項４に記載のように、貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサの筐体との間に隙間を設け、隙間の少なくとも一部に振動吸収材を配置してなる構成を振動抑制部としても良い。この場合、少なくとも振動吸収材によって、筐体と被取り付け部との間における振動の伝達を抑制することができる。例えば請求項５に記載のように、隙間を全て埋めるように振動吸収材を配置した構成を採用しても良いし、請求項６に記載のように、貫通孔の外面側開口部位から深さ方向の途中の範囲までにおいて、対向する筐体との間の隙間を埋めるように振動吸収材を配置した構成を採用しても良い。いずれの場合も、被取り付け部の外面側から見て内壁面と筐体との間の隙間が無いので、意匠性を向上することができる。尚、請求項６に記載の構成のように隙間が残る場合には、この隙間（空気層）の効果によっても、筐体と被取り付け部との間における振動の伝達を抑制することができる。
【００１３】
振動検出手段として、例えば請求項７に記載のように、被取り付け部の内面に固定され、被取り付け部の振動を電気信号に変換する受信素子を採用しても良い。この場合、振動検出手段の構成を簡素化することができる。
【００１４】
また、振動検出手段として、請求項８に記載のように、超音波センサと同一構成であり、底面部の外面を接触面として被取り付け部の内面に固定された構成を採用しても良い。この場合、超音波センサと振動検出手段が同一であるので、部品点数を削減することができる。
【００１５】
また、振動検出手段として、請求項９に記載のように、超音波センサと同一構成であり、音響インピーダンスが被取り付け部と筐体との間の材料からなるスペーサを介して、底面部の外面が被取り付け部の内面に固定された構成を採用しても良い。この場合、被取り付け部から振動検出手段の筐体に振動を直接伝達する構成と比べて、振動の伝達量を増加することができる。
【００１６】
さらには、振動検出手段として、請求項１０に記載のように、レーザ光を用いて被取り付け部の振動を検出する構成を採用しても良い。この場合、振動検出手段を被取り付け部に対して非接触で配置することもできる。
【００１７】
なお、請求項１〜１０いずれか１項に記載の発明は、請求項１１に記載のように移動体は車両であり、被取り付け部はバンパ又はボディである構成に対して好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。図２は、障害物との距離が近い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。図３は、障害物との距離が遠い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。尚、図２，３においては、説明の都合上、駆動信号、送信波波形、反射波波形も並べて図示している。
【００１９】
本実施形態に係る障害物検出装置は、移動体としての車両に取り付けられ、車両周辺の障害物を検出するように構成されている。先ず図１を用いて、障害物検出装置の要部について説明する。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、障害物検出装置１００は、超音波を車両周辺に送信し、障害物による反射波を受信する超音波センサ１１０と、超音波センサ１１０が取り付けられた被取り付け部としてのバンパ１０の振動を検出する振動検出手段としての振動検出部１２０と、超音波センサ１１０と被取り付け部１０との間の振動の伝達を抑制する振動抑制部１３０と、を含んでいる。
【００２１】
超音波センサ１１０は、筐体１１１と、当該筐体１１１に収容され、電気信号（駆動信号）を超音波を送信する送信振動に変換する機能と、振動を電気信号に変換する機能を有する送受信素子１１２と、を少なくとも含むものである。
【００２２】
筐体１１１は、合成樹脂や金属などを構成材料として有底筒状に成形されている。そして、底面部１１３の内面に送受信素子１１２が例えば接着固定されている。本実施形態においては、送受信素子１１２として、ＰＺＴやチタン酸バリウムなどの圧電セラミックスを焼結体とした圧電振動子を採用している。送受信素子１１２の電極１１４は、リード１１５を介して、図示されない処理回路部と電気的に接続されている。本実施形態においては、合成樹脂からなる筐体１１１の内面に導電材料からなる薄膜が形成されており、一方のリード１１５は、一方の電極（図示略）が接触する筐体１１１の内面に接続されている。また、筐体１１１内には、図示しない吸音材、振動吸収体等が配置されている。
【００２３】
このように構成される超音波センサ１１０は、底面部１１３の外面がバンパ１０に形成された貫通孔１１を介してバンパ１０の外面１２側（車両外部）に露出するように、バンパ１０に位置決め固定されている。バンパ１０への位置決め固定方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。本実施形態に係る超音波センサ１１０は、その一例として、一部がバンパ１０の内面１３に固定されたホルダ１１６によって位置決め固定されている。具体的には、ホルダ１１６に超音波センサ１１０を底面部１１３からホルダ１１６を弾性変形させつつ挿入し、ホルダ１１６に設けた嵌合穴１１７に筐体１１１に設けられた突起部１１８を嵌合させた状態で、底面部１１３の外面がバンパ１０の外面１２と略面一となり、ホルダ１１６によって筐体１１１の筒部側面が挟持されるように構成されている。
【００２４】
振動検出部１２０は、バンパ１０の内面１３側に配置が可能であり、超音波センサ１１０の近傍においてバンパ１０の振動を検出することができるものであれば採用が可能である。本実施形態に係る振動検出部１２０は、超音波センサ１１０を構成する送受信素子１１２同様、ＰＺＴやチタン酸バリウムなどの圧電セラミックスを焼結体とした圧電振動子を振動検出素子１２１として含んでいる。また、バンパ１０の内面１３に固定するので、飛び石等により傷つく恐れがない。従って、振動検出素子１２１を、表面に設けられた電極１２２の一方を介して、バンパ１０の内面１３に直接固定している。すなわち、簡素な構成を採用している。また、電極１２２は、それぞれリード１２３を介して、図示されない処理回路部と電気的に接続されている。
【００２５】
振動抑制部１３０は、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に設けられ、筐体１１１とバンパ１０との間における振動伝達を抑制するものであれば採用が可能である。これにより、例えば送受信素子１１２の送信振動を振動検出素子１２１が検出し、反射波として誤検出されるのを防ぐことができる。本実施形態においては、上述した超音波センサ１１０の位置決め固定状態で、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に隙間１３１が設けられ、この隙間１３１を全て埋めるように振動吸収材１３２を配置して振動抑制部１３０を構成している。すなわち、筐体１１１と貫通孔１１の内壁面（バンパ１０）とは直接接触しない構成となっている。尚、振動吸収材１３２としては、例えば樹脂からなる筐体１１１との音響インピーダンスが大きく異なる材料や、樹脂からなるバンパ１０との音響インピーダンスが大きく異なる材料を採用することができる。本実施形態においては、ゴムを採用している。
【００２６】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００においては、送受信素子１１２によって送信波（超音波）を車両外部に送信し、障害物による反射波を２つの素子（送受信素子１１２と振動検出素子１２１）によって受信可能に構成されている。
【００２７】
ここで、図２に示すように、送受信素子１１２を送信振動させる駆動信号が入力されると、送受信素子１１２は送信振動し、筐体１１１の底面部１１３を介して車両外部に送信波が出力される。駆動信号を停止（すなわち送受信素子１１２の送信振動を停止）しても、しばらくの間は振動面（底面部１１３）が振動する。これを残響といい、図２に示すように送信波の出力は駆動信号に対して残響時間分長くなる。
【００２８】
従って、障害物との距離が近い場合（例えば５０ｃｍ以下）、送受信素子１１２においては、反射波の振動が送信波の振動（送信振動及び残響の少なくとも一方）と重なり、反射波を区別して検出することが困難である。これに対し、振動検出素子１２１においては、受信機能のみを持たせているので、障害物との距離に関係なく、反射波を検出することができる。
【００２９】
また、障害物との距離が長い場合、図３に示すように、送受信素子１１２においては、反射波の振動が送信波の振動（送信振動及び残響の少なくとも一方）と重なることは無いので、反射波を区別して検出することができる。また、振動検出素子１２１においても、近距離同様反射波を検出することができる。しかしながら、振動検出素子１２１は、バンパ１０を介して反射波による振動を検出するように構成されており、また障害物との距離も遠いので、検出信号の信号レベルは送受信素子１１２と比べて若干劣る。
【００３０】
そこで、本実施形態に係る障害物検出装置１００においては、少なくとも送受信素子１１２の送信振動（すなわち駆動信号が出力されている間）を受けて筐体１１１の底面部１１３（振動面）が振動している期間（すなわち送信振動の期間に残響を含めた期間）を含む所定期間においては、振動検出素子１２１の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とするように構成されている。また、上述の所定期間を除く期間においては、送受信素子１１２の検出信号を反射波検出信号とするように構成されている。そして、反射波検出信号に基づいて反射波の有無を比較判定し、有の場合には障害物との距離を算出してその結果を報知する。
【００３１】
このような動作を実現するための具体的な構成例を図４に示す。図４は、障害物検出装置１００の概略構成を示すブロック図である。また、図５は動作を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、障害物を検出する構成として、上述した超音波センサ１１０の送受信素子１１２及び振動検出部１２０の振動検出素子１２１以外にも、ＥＣＵ（Electric Control Unit）１４０、駆動信号生成部１５０、第１検出信号処理部１６０、スイッチ１７０、第２検出信号処理部１８０、及び報知部１９０を含んでいる。
【００３３】
ＥＣＵ１４０は、通常のコンピュータであり、図示されないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。障害物２０を検出する際には、駆動信号生成部１５０に対して、所定のタイミングで駆動信号を送受信素子１１２に与え、車両外部に送信波を送信するように指示する。また、反射波を受信可能な２つの素子（送受信素子１１２と振動検出素子１２１）の検出信号のうち、送信指示を出してから所定時間以内においては振動検出素子１２１の検出信号を反射波検出信号として選択し、所定時間を経過後においては送受信素子１１２の検出信号を反射波検出信号として選択する。そして、予め設定されている閾値と反射波検出信号を比較し、振幅が閾値よりも大きいときには選択された検出信号が障害物２０からの反射波であると判定する。そして、検出信号が閾値を超えたときの時間と、送信指示したときの時間との時間差から、障害物２０との距離を算出する。そして、その算出結果を報知部１９０が報知するように報知部１９０の出力を制御する。このように、本実施形態に係るＥＣＵ１４０は、記憶、選択、判定、演算、制御の各機能を有している。すなわち、本実施形態において、ＥＣＵ１４０が特許請求範囲に示す選択手段に相当する。
【００３４】
駆動信号生成部１５０は、発振回路１５１と駆動回路１５２を含んでいる。発振回路１５１は、ＥＣＵ１４０からの送信指示を受けて、予め設定された所定周波数のパルス信号を駆動回路１５２に送信する。そして、駆動回路部１５２は、超音波センサ１１０に入力される電源電圧の供給を受けて駆動し、発振回路１５１からのパルス信号（駆動信号）により送受信素子１１２を駆動させる。これにより、送受信素子１１２が送信振動し、筐体１１１の底面部１１３を介して車両外部に送信波（超音波）が送信される。従って、パルス信号が与えられる間は、送受信素子１１２が送信振動する。
【００３５】
第１検出信号処理部１６０は、増幅回路１６１と、振動を電気信号に変換する送受信素子１１２から出力された信号のうち、所定の周波数域のみを選択的に出力するフィルタ回路１６２とを含んでいる。従って、増幅され、フィルタリングされた信号が、ＥＣＵ１４０に入力される。尚、スイッチ１７０は、送受信素子１１２に対する、送信用の処理回路部（駆動信号生成部１５０）と受信用の処理回路部（第１検出信号処理部）との接続を切り替えるスイッチであり、ＥＣＵ１４０からの指示により接続先を切替可能に構成されている。スイッチ１７０は、ＥＣＵ１４０から駆動信号生成部１５０に対して送信指示が出されている間は、送信用の処理回路部に接続され、送信支持が出されていない間は、受信用の処理回路部に接続される。
【００３６】
第２検出信号処理部１８０は、増幅回路１８１と、バンパ１０の振動を電気信号に変換する振動検出素子１２１から出力された信号のうち、所定の周波数域のみを選択的に出力するフィルタ回路１８２とを含んでいる。従って、増幅され、フィルタリングされた信号が、ＥＣＵ１４０に入力される。
【００３７】
報知部１９０は、上述したように、反射波検出信号に基づくＥＣＵ１４０の演算結果を報知するものである。例えば車両のインパネに取り付けられた表示装置や、音声出力装置等を採用することができる。
【００３８】
次に、図５を用いて障害物を検出するための動作を説明する。例えば車両が走行状態（バンパ１０がリアバンパの場合、シフト位置がＲ）において、所定間隔ごとに繰り返し実行される。
【００３９】
先ず、ＥＣＵ１４０は、駆動信号生成部１５０の発振回路１５１に送信を指示する。これにより、上述したように駆動信号生成部１５０は駆動信号を送受信素子１１２に出力し、それを受けて送受信素子１１２が送信振動する。すなわち、筐体１１１の底面部１１３を介して車両外部に送信波（超音波）が送信される。また、送信指示と同時に、ＥＣＵ１４０は、送信指示からの経過時間をカウントするタイマをスタートさせる（Ｓ１０）。
【００４０】
次に、ＥＣＵ１４０は、送信指示からの経過時間が予めメモリに記憶された所定時間（本実施形態においては、送信振動の期間に残響を含めた期間）以内かどうかチェックする（Ｓ２０）。所定時間以内の場合、ＥＣＵ１４０は近距離モードに設定する。すなわち、反射波を検出するための反射波検出信号として、振動検出素子１２１の検出信号を採用する（Ｓ３０）。そして、選択された反射波検出信号を予めメモリに記憶された閾値と比較し、信号レベルが閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ４０）。
【００４１】
また、所定時間を超える場合、ＥＣＵ１４０は遠距離モードに設定する。すなわち、反射波を検出するための反射波検出信号として、送受信素子１１２の検出信号を採用する（Ｓ３１）。そして、選択された反射波検出信号を予めメモリに記憶された閾値と比較し、信号レベルが閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ４１）。
【００４２】
比較判定ステップであるＳ４０，４１において、反射波検出信号が閾値を超えていると判定した場合、ＥＣＵ１４０は、閾値を超えたときの時間と、送信指示したときの時間との時間差をタイマから算出し、障害物２０との距離を算出する（Ｓ５０）。尚、Ｓ４０，４１において、反射波検出信号が閾値を超えていないと判定した場合、Ｓ２０からの動作に戻って順次処理がなされる。
【００４３】
Ｓ５０における距離算出後、ＥＣＵ１４０は報知部１９０に報知指示を出し、報知部１９０が例えば乗員に対して障害物を検知した旨を報知する。尚、本実施形態においては、障害物までの距離に応じてブザーの鳴動を変化させて乗員に知らせるようにしている。
【００４４】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００によれば、障害物による反射波を検出可能な要素として、超音波センサ１１０を構成する送受信素子１１２とは別に、反射波によるバンパ１０の振動を検出する振動検出素子１２１を含んでいる。また、少なくとも送受信素子１１２の送信振動を受けて筐体１１１の底面部１１３が振動している期間（残響を含む底面部１１３の振動期間）を含む所定期間において、振動検出素子１２１の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段としての機能を有するＥＣＵ１４０を含んでいる。従って、遠距離だけでなく、近距離の障害物も検出することができる。
【００４５】
また、筐体１１１とバンパ１０との間（送受信素子１１２と振動検出素子１２１との間）の振動伝達を抑制する振動抑制部１３０を設けているので、反射波以外の振動による誤検出を防ぐことができる。尚、バンパ１０の外面側から見て、貫通孔１１の内壁面と筐体１１１との間の隙間１３１を無くすように振動吸収材１３２を配置しているので、意匠性を向上することができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、振動検出部１２０を、超音波センサ１１０のようにバンパ１０に貫通孔１１を設けることなく、バンパ１０の内面１３側に配置している。従って、貫通孔１１の増加による意匠性の低下を防ぐことができる。
【００４７】
尚、本実施形態においては、所定期間を除く期間（遠距離モード）において、ＥＣＵ１４０が送受信素子１１２の検出信号を反射波検出信号とする例を示した。バンパ１０の振動を検出する振動検出素子１２１よりも、外面がバンパ１０の外部に露出した底面部１１３の振動を検出する送受信素子１１２の検出信号のほうが感度的に有利である。しかしながら、振動検出素子１２１の検出信号を反射波検出信号とすることも可能である。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図６に基づいて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【００４９】
第２実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態に示した障害物検出装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００５０】
第1実施形態においては、振動抑制部１３０が、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に隙間１３１が設けられ、この隙間１３１を全て埋めるように振動吸収材１３２を配置してなる例を示した。これに対し、本実施形態においては、図６（ａ），（ｂ）に示すように、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に設けた隙間１３１に振動吸収材１３２を配置せず、空気層１３１ａとして振動抑制部１３０を構成している。
【００５１】
このように、隙間１３１を空気層１３１ａとすることによっても、筐体１１１とバンパ１０との間を音響学的に分離し、筐体１１１とバンパ１０との間における振動の伝達を抑制することができる。すなわち、第１実施形態に記載の障害物検出装置１００と同様の効果を期待することができる。
【００５２】
尚、本実施形態においては、隙間１３１が全て空気層１３１ａである例を示した。しかしながら、第１実施形態に示した振動吸収材１３２と組み合わせることで、振動抑制部１３０を構成しても良い。例えば図７に示すように、バンパ１０の平面方向において、隙間１３１の一部にのみ振動吸収材１３２を配置し、残りの部分を空気層１３１ａとしても良い。
【００５３】
また、バンパ１０の厚さ方向（貫通孔１１の貫通方向）において、隙間１３１の一部にのみ振動吸収材１３２を配置し、残りの部分を空気層１３１ａとしても良い。例えば図８に示すように、貫通方向において、貫通孔１１の外面側開口部位から深さ方向の途中の範囲までにおいて、対向する筐体１１１との間の隙間１３１を埋めるように振動吸収材１３２を配置した構成を採用することもできる。この場合、バンパ１０の外面１２側から見て貫通孔１１の内壁面と筐体１１１との間の隙間１３１が振動吸収材１３２によって埋められているので、意匠性を向上することができる。また、空気層１３１ａの効果によっても、筐体１１１とバンパ１０との間における振動の伝達を抑制することができる。尚、図７は変形例を示す被取り付け部の外面側から見た平面図、図８は、変形例を示す断面図である。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図９に基づいて説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る障害物検出装置１００の要部の概略構成を示す断面図である。
【００５５】
第３実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態に示した障害物検出装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００５６】
第１実施形態においては、振動検出部１２０が、振動検出素子１２１を電極１２２を介してバンパ１０の内面１３に直接固定してなる例を示した。これに対し、本実施形態においては、振動検出部１２０として、第１実施形態に示した超音波センサ１１０と同一の構成を採用している。
【００５７】
図９に示すように、振動検出部１２０は、超音波センサ１１０と同一の構成を有している。振動検出素子１２１は、筐体１２４の底面部１２５の内面に固定されている。また、筐体１２４は、底面部１２５の外面がバンパ１０の内面１３に接触した状態で、第１実施形態と同一構成のホルダ１２６によって位置決め固定されている。尚、符号１２７は嵌合穴であり、符号１２８は突起部である。
【００５８】
このように超音波センサ１１０と振動検出部１２０を同一構成としても、第１実施形態に記載の障害物検出装置１００と同様の効果を期待することができる。また、部品点数を削減することができる。
【００５９】
尚、本実施形態においては、筐体１２４の底面部１２５の外面をバンパ１０の内面１３に直接接触させて固定する例を示した。しかしながら、筐体１２４の底面部１２５とバンパ１０の内面１３とが離間した構成とすることも可能である。例えば図１０に示すように、筐体１２４の底面部１２５とバンパ１０の内面１３との間に、音響インピーダンスがバンパ１０と筐体１２４との間の材料からなるスペーサ１２９を配置すると良い。この場合、バンパ１０から振動検出部１２０の筐体１２４に振動を直接伝達する構成と比べて、振動の伝達量を増加することができる。尚、図１０は、変形例を示す断面図である。
【００６０】
また、本実施形態に示す構成を第２実施形態に示す構成と組み合わせることも可能である。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図１１に基づいて説明する。図１１は、本発明の第４実施形態に係る障害物検出装置１００の要部の概略構成を示す断面図である。
【００６２】
第４実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態に示した障害物検出装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００６３】
第１実施形態においては、振動検出部１２０が、振動検出素子１２１の圧電効果によってバンパ１０の振動を検出する例を示した。これに対し、本実施形態においては、振動検出部１２０として、レーザ光を用いてバンパ１０の振動を検出するように構成した点を特徴とする。
【００６４】
例えば図１１に示すように、バンパ１０の内面側にレーザ変位計２０１を設置し、当該レーザ変位計２０１によってバンパ１０の振動を検出するようにしても良い。尚、レーザ変位計２０１から出力されるレーザ光の照射位置を含むバンパ１０の内面１３の所定範囲に、図１１に示すようにレーザ光を反射する反射部材２０２を設けると、感度を向上することができる。尚、反射部材２０２は例えば蒸着等によってバンパ１０の内面に金属薄膜を形成することにより構成が可能である。また、レーザ変位計２０１は例えばボディに固定すれば良い。
【００６５】
このように振動検出部１２０として、レーザ光を用いてバンパ１０の振動を検出する構成を採用しても、第１実施形態に記載の障害物検出装置１００と同様の効果を期待することができる。また、振動検出部１２０をバンパ１０に対して非接触で配置することもできる。また、バンパ１０の振動を非接触で検出することもできる。
【００６６】
尚、本実施形態に示す構成を第２実施形態に示す構成と組み合わせることも可能である。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６８】
本実施形態においては、被取り付け部が車両のバンパ１０である例を示した。しかしながら、移動体を構成する部材であれば特に限定されるものではない。例えば車両であっても、ボディを被取り付け部とすることができる。
【００６９】
本実施形態においては、障害物検出装置１００として、記憶、選択、判定、演算、制御の各機能を有するＥＣＵ１４０を含む例を示した。しかしながら、各機能を別個に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【図２】障害物との距離が近い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。
【図３】障害物との距離が遠い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。
【図４】障害物検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【図７】変形例を示す被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【図８】変形例を示す断面図である。
【図９】第３実施形態に係る障害物検出装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【図１０】変形例を示す断面図である。
【図１１】第４実施形態に係る障害物検出装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０・・・バンパ（被取り付け部）
１１・・・貫通孔
１２・・・（バンパ１０の）外面
１３・・・（バンパ１０の）内面
１００・・・障害物検出装置
１１０・・・超音波センサ
１１１・・・筐体
１１２・・・送受信素子
１１３・・・（筐体１１１の）底面部
１２０，２００・・・振動検出部（振動検出手段）
１２１・・・振動検出素子
１３０・・・振動抑制部
１３１・・・隙間
１３１ａ・・・空気層
１３２・・・振動吸収材
１４０・・・ＥＣＵ（選択手段）
２０１・・・レーザ変位計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に取り付けられ、移動体周辺の障害物を検出する障害物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のバンパ等に取り付けられ、車両周辺の障害物を検出する障害物検出装置として、超音波センサを含むものが採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示される超音波センサは、ハウジングの底面に貼り付けられた１つの圧電素子（送受信素子）によって超音波を送受信するよう構成されており、底面の外側表面（振動面）がバンパに形成された貫通孔を介して外部に露出するように、バンパに固定される。
【特許文献１】特開２００４−１５９３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで特許文献１に示す超音波センサのように、１つの送受信素子で超音波の送信と障害物からの反射波の受信を行う構成の場合、超音波を送信するために送受信素子を振動させている間は反射波を受信しても区別することができない。また、送信（送受信素子の振動）を停止しても、しばらくの間は振動面が振動する（これを残響という）ので、この残響が生じている間も反射波を区別することができない。すなわち、送信開始から残響がなくなるまでの所定時間を経過してからでないと障害物を検出することができない（換言すれば、近距離の障害物を検出することができない）という問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献１に示す構成の超音波センサを２つ用い、一方を送信用の超音波センサ、他方を受信用の超音波センサとすることも考えられる。しかしながら、バンパに形成される貫通孔の数が増加し、意匠性が低下する。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、意匠性を低下させることなく、近距離の障害物も検出することができる障害物検出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】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、移動体に取り付けられ、移動体周辺の障害物を検出する障害物検出装置であって、電気信号を送信振動に変換し、受信振動を電気信号に変換する送受信素子と、送受信素子を収容するものであって、当該送受信素子を底面部の内面に接触させて固定するとともに、底面部の外面が、移動体の被取り付け部に形成された貫通孔を介して外部に露出する筐体と、を含む超音波センサと、被取り付け部の内面側に配置され、被取り付け部の振動を検出する振動検出手段と、貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサの筐体との間に設けられ、筐体と被取り付け部との間の振動伝達を抑制する振動抑制部と、送受信素子及び振動検出手段からの検出信号のうち、少なくとも送受信素子の送信振動を受けて底面部が振動している期間を含む所定期間においては、振動検出手段の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このように本発明によれば、障害物による反射波を検出可能な要素として、超音波センサを構成する送受信素子とは別に、反射波による被取り付け部の振動を検出する振動検出手段を含んでいる。また、少なくとも送受信素子の送信振動を受けて底面部が振動している期間（残響を含む底面部の振動期間）を含む所定期間において、振動検出手段の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段を含んでいる。さらには、筐体と被取り付け部との間（送受信素子と振動検出手段との間）の振動伝達を抑制する振動抑制部を含んでいる。従って、遠距離だけでなく、近距離の障害物も検出することができる。
【０００９】
また、振動検出手段は、被取り付け部に貫通孔を設けることなく、被取り付け部の内面側に配置されている。従って、貫通孔の増加による意匠性の低下を防ぐことができる。
【００１０】
選択手段は、上述の所定期間を除く期間において、振動検出手段からの検出信号を反射波検出信号とすることもできる。しかしながら、請求項２に記載のように、所定期間を除く期間においては、送受信素子からの検出信号を反射波検出信号とすると良い。所定期間を除く期間において、超音波センサの筐体底面部は振動していない。従って、被取り付け部の振動を検出する振動検出手段よりも、外面が被取り付け部の外部に露出した底面部の振動を検出する送受信素子からの検出信号のほうが感度的に有利である。
【００１１】
振動抑制部として、例えば請求項３に記載のように、貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサの筐体との間に設けた隙間を採用することができる。この場合、内壁面と筐体との間の隙間、すなわち空気層によって、筐体と被取り付け部との間を音響学的に分離し、筐体と被取り付け部との間における振動の伝達を抑制することができる。
【００１２】
それ以外にも、請求項４に記載のように、貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサの筐体との間に隙間を設け、隙間の少なくとも一部に振動吸収材を配置してなる構成を振動抑制部としても良い。この場合、少なくとも振動吸収材によって、筐体と被取り付け部との間における振動の伝達を抑制することができる。例えば請求項５に記載のように、隙間を全て埋めるように振動吸収材を配置した構成を採用しても良いし、請求項６に記載のように、貫通孔の外面側開口部位から深さ方向の途中の範囲までにおいて、対向する筐体との間の隙間を埋めるように振動吸収材を配置した構成を採用しても良い。いずれの場合も、被取り付け部の外面側から見て内壁面と筐体との間の隙間が無いので、意匠性を向上することができる。尚、請求項６に記載の構成のように隙間が残る場合には、この隙間（空気層）の効果によっても、筐体と被取り付け部との間における振動の伝達を抑制することができる。
【００１３】
振動検出手段として、例えば請求項７に記載のように、被取り付け部の内面に固定され、被取り付け部の振動を電気信号に変換する受信素子を採用しても良い。この場合、振動検出手段の構成を簡素化することができる。
【００１４】
また、振動検出手段として、請求項８に記載のように、超音波センサと同一構成であり、底面部の外面を接触面として被取り付け部の内面に固定された構成を採用しても良い。この場合、超音波センサと振動検出手段が同一であるので、部品点数を削減することができる。
【００１５】
また、振動検出手段として、請求項９に記載のように、超音波センサと同一構成であり、音響インピーダンスが被取り付け部と筐体との間の材料からなるスペーサを介して、底面部の外面が被取り付け部の内面に固定された構成を採用しても良い。この場合、被取り付け部から振動検出手段の筐体に振動を直接伝達する構成と比べて、振動の伝達量を増加することができる。
【００１６】
さらには、振動検出手段として、請求項１０に記載のように、レーザ光を用いて被取り付け部の振動を検出する構成を採用しても良い。この場合、振動検出手段を被取り付け部に対して非接触で配置することもできる。
【００１７】
なお、請求項１〜１０いずれか１項に記載の発明は、請求項１１に記載のように移動体は車両であり、被取り付け部はバンパ又はボディである構成に対して好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。図２は、障害物との距離が近い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。図３は、障害物との距離が遠い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。尚、図２，３においては、説明の都合上、駆動信号、送信波波形、反射波波形も並べて図示している。
【００１９】
本実施形態に係る障害物検出装置は、移動体としての車両に取り付けられ、車両周辺の障害物を検出するように構成されている。先ず図１を用いて、障害物検出装置の要部について説明する。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、障害物検出装置１００は、超音波を車両周辺に送信し、障害物による反射波を受信する超音波センサ１１０と、超音波センサ１１０が取り付けられた被取り付け部としてのバンパ１０の振動を検出する振動検出手段としての振動検出部１２０と、超音波センサ１１０と被取り付け部１０との間の振動の伝達を抑制する振動抑制部１３０と、を含んでいる。
【００２１】
超音波センサ１１０は、筐体１１１と、当該筐体１１１に収容され、電気信号（駆動信号）を超音波を送信する送信振動に変換する機能と、振動を電気信号に変換する機能を有する送受信素子１１２と、を少なくとも含むものである。
【００２２】
筐体１１１は、合成樹脂や金属などを構成材料として有底筒状に成形されている。そして、底面部１１３の内面に送受信素子１１２が例えば接着固定されている。本実施形態においては、送受信素子１１２として、ＰＺＴやチタン酸バリウムなどの圧電セラミックスを焼結体とした圧電振動子を採用している。送受信素子１１２の電極１１４は、リード１１５を介して、図示されない処理回路部と電気的に接続されている。本実施形態においては、合成樹脂からなる筐体１１１の内面に導電材料からなる薄膜が形成されており、一方のリード１１５は、一方の電極（図示略）が接触する筐体１１１の内面に接続されている。また、筐体１１１内には、図示しない吸音材、振動吸収体等が配置されている。
【００２３】
このように構成される超音波センサ１１０は、底面部１１３の外面がバンパ１０に形成された貫通孔１１を介してバンパ１０の外面１２側（車両外部）に露出するように、バンパ１０に位置決め固定されている。バンパ１０への位置決め固定方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。本実施形態に係る超音波センサ１１０は、その一例として、一部がバンパ１０の内面１３に固定されたホルダ１１６によって位置決め固定されている。具体的には、ホルダ１１６に超音波センサ１１０を底面部１１３からホルダ１１６を弾性変形させつつ挿入し、ホルダ１１６に設けた嵌合穴１１７に筐体１１１に設けられた突起部１１８を嵌合させた状態で、底面部１１３の外面がバンパ１０の外面１２と略面一となり、ホルダ１１６によって筐体１１１の筒部側面が挟持されるように構成されている。
【００２４】
振動検出部１２０は、バンパ１０の内面１３側に配置が可能であり、超音波センサ１１０の近傍においてバンパ１０の振動を検出することができるものであれば採用が可能である。本実施形態に係る振動検出部１２０は、超音波センサ１１０を構成する送受信素子１１２同様、ＰＺＴやチタン酸バリウムなどの圧電セラミックスを焼結体とした圧電振動子を振動検出素子１２１として含んでいる。また、バンパ１０の内面１３に固定するので、飛び石等により傷つく恐れがない。従って、振動検出素子１２１を、表面に設けられた電極１２２の一方を介して、バンパ１０の内面１３に直接固定している。すなわち、簡素な構成を採用している。また、電極１２２は、それぞれリード１２３を介して、図示されない処理回路部と電気的に接続されている。
【００２５】
振動抑制部１３０は、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に設けられ、筐体１１１とバンパ１０との間における振動伝達を抑制するものであれば採用が可能である。これにより、例えば送受信素子１１２の送信振動を振動検出素子１２１が検出し、反射波として誤検出されるのを防ぐことができる。本実施形態においては、上述した超音波センサ１１０の位置決め固定状態で、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に隙間１３１が設けられ、この隙間１３１を全て埋めるように振動吸収材１３２を配置して振動抑制部１３０を構成している。すなわち、筐体１１１と貫通孔１１の内壁面（バンパ１０）とは直接接触しない構成となっている。尚、振動吸収材１３２としては、例えば樹脂からなる筐体１１１との音響インピーダンスが大きく異なる材料や、樹脂からなるバンパ１０との音響インピーダンスが大きく異なる材料を採用することができる。本実施形態においては、ゴムを採用している。
【００２６】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００においては、送受信素子１１２によって送信波（超音波）を車両外部に送信し、障害物による反射波を２つの素子（送受信素子１１２と振動検出素子１２１）によって受信可能に構成されている。
【００２７】
ここで、図２に示すように、送受信素子１１２を送信振動させる駆動信号が入力されると、送受信素子１１２は送信振動し、筐体１１１の底面部１１３を介して車両外部に送信波が出力される。駆動信号を停止（すなわち送受信素子１１２の送信振動を停止）しても、しばらくの間は振動面（底面部１１３）が振動する。これを残響といい、図２に示すように送信波の出力は駆動信号に対して残響時間分長くなる。
【００２８】
従って、障害物との距離が近い場合（例えば５０ｃｍ以下）、送受信素子１１２においては、反射波の振動が送信波の振動（送信振動及び残響の少なくとも一方）と重なり、反射波を区別して検出することが困難である。これに対し、振動検出素子１２１においては、受信機能のみを持たせているので、障害物との距離に関係なく、反射波を検出することができる。
【００２９】
また、障害物との距離が長い場合、図３に示すように、送受信素子１１２においては、反射波の振動が送信波の振動（送信振動及び残響の少なくとも一方）と重なることは無いので、反射波を区別して検出することができる。また、振動検出素子１２１においても、近距離同様反射波を検出することができる。しかしながら、振動検出素子１２１は、バンパ１０を介して反射波による振動を検出するように構成されており、また障害物との距離も遠いので、検出信号の信号レベルは送受信素子１１２と比べて若干劣る。
【００３０】
そこで、本実施形態に係る障害物検出装置１００においては、少なくとも送受信素子１１２の送信振動（すなわち駆動信号が出力されている間）を受けて筐体１１１の底面部１１３（振動面）が振動している期間（すなわち送信振動の期間に残響を含めた期間）を含む所定期間においては、振動検出素子１２１の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とするように構成されている。また、上述の所定期間を除く期間においては、送受信素子１１２の検出信号を反射波検出信号とするように構成されている。そして、反射波検出信号に基づいて反射波の有無を比較判定し、有の場合には障害物との距離を算出してその結果を報知する。
【００３１】
このような動作を実現するための具体的な構成例を図４に示す。図４は、障害物検出装置１００の概略構成を示すブロック図である。また、図５は動作を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、障害物を検出する構成として、上述した超音波センサ１１０の送受信素子１１２及び振動検出部１２０の振動検出素子１２１以外にも、ＥＣＵ（Electric Control Unit）１４０、駆動信号生成部１５０、第１検出信号処理部１６０、スイッチ１７０、第２検出信号処理部１８０、及び報知部１９０を含んでいる。
【００３３】
ＥＣＵ１４０は、通常のコンピュータであり、図示されないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。障害物２０を検出する際には、駆動信号生成部１５０に対して、所定のタイミングで駆動信号を送受信素子１１２に与え、車両外部に送信波を送信するように指示する。また、反射波を受信可能な２つの素子（送受信素子１１２と振動検出素子１２１）の検出信号のうち、送信指示を出してから所定時間以内においては振動検出素子１２１の検出信号を反射波検出信号として選択し、所定時間を経過後においては送受信素子１１２の検出信号を反射波検出信号として選択する。そして、予め設定されている閾値と反射波検出信号を比較し、振幅が閾値よりも大きいときには選択された検出信号が障害物２０からの反射波であると判定する。そして、検出信号が閾値を超えたときの時間と、送信指示したときの時間との時間差から、障害物２０との距離を算出する。そして、その算出結果を報知部１９０が報知するように報知部１９０の出力を制御する。このように、本実施形態に係るＥＣＵ１４０は、記憶、選択、判定、演算、制御の各機能を有している。すなわち、本実施形態において、ＥＣＵ１４０が特許請求範囲に示す選択手段に相当する。
【００３４】
駆動信号生成部１５０は、発振回路１５１と駆動回路１５２を含んでいる。発振回路１５１は、ＥＣＵ１４０からの送信指示を受けて、予め設定された所定周波数のパルス信号を駆動回路１５２に送信する。そして、駆動回路部１５２は、超音波センサ１１０に入力される電源電圧の供給を受けて駆動し、発振回路１５１からのパルス信号（駆動信号）により送受信素子１１２を駆動させる。これにより、送受信素子１１２が送信振動し、筐体１１１の底面部１１３を介して車両外部に送信波（超音波）が送信される。従って、パルス信号が与えられる間は、送受信素子１１２が送信振動する。
【００３５】
第１検出信号処理部１６０は、増幅回路１６１と、振動を電気信号に変換する送受信素子１１２から出力された信号のうち、所定の周波数域のみを選択的に出力するフィルタ回路１６２とを含んでいる。従って、増幅され、フィルタリングされた信号が、ＥＣＵ１４０に入力される。尚、スイッチ１７０は、送受信素子１１２に対する、送信用の処理回路部（駆動信号生成部１５０）と受信用の処理回路部（第１検出信号処理部）との接続を切り替えるスイッチであり、ＥＣＵ１４０からの指示により接続先を切替可能に構成されている。スイッチ１７０は、ＥＣＵ１４０から駆動信号生成部１５０に対して送信指示が出されている間は、送信用の処理回路部に接続され、送信支持が出されていない間は、受信用の処理回路部に接続される。
【００３６】
第２検出信号処理部１８０は、増幅回路１８１と、バンパ１０の振動を電気信号に変換する振動検出素子１２１から出力された信号のうち、所定の周波数域のみを選択的に出力するフィルタ回路１８２とを含んでいる。従って、増幅され、フィルタリングされた信号が、ＥＣＵ１４０に入力される。
【００３７】
報知部１９０は、上述したように、反射波検出信号に基づくＥＣＵ１４０の演算結果を報知するものである。例えば車両のインパネに取り付けられた表示装置や、音声出力装置等を採用することができる。
【００３８】
次に、図５を用いて障害物を検出するための動作を説明する。例えば車両が走行状態（バンパ１０がリアバンパの場合、シフト位置がＲ）において、所定間隔ごとに繰り返し実行される。
【００３９】
先ず、ＥＣＵ１４０は、駆動信号生成部１５０の発振回路１５１に送信を指示する。これにより、上述したように駆動信号生成部１５０は駆動信号を送受信素子１１２に出力し、それを受けて送受信素子１１２が送信振動する。すなわち、筐体１１１の底面部１１３を介して車両外部に送信波（超音波）が送信される。また、送信指示と同時に、ＥＣＵ１４０は、送信指示からの経過時間をカウントするタイマをスタートさせる（Ｓ１０）。
【００４０】
次に、ＥＣＵ１４０は、送信指示からの経過時間が予めメモリに記憶された所定時間（本実施形態においては、送信振動の期間に残響を含めた期間）以内かどうかチェックする（Ｓ２０）。所定時間以内の場合、ＥＣＵ１４０は近距離モードに設定する。すなわち、反射波を検出するための反射波検出信号として、振動検出素子１２１の検出信号を採用する（Ｓ３０）。そして、選択された反射波検出信号を予めメモリに記憶された閾値と比較し、信号レベルが閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ４０）。
【００４１】
また、所定時間を超える場合、ＥＣＵ１４０は遠距離モードに設定する。すなわち、反射波を検出するための反射波検出信号として、送受信素子１１２の検出信号を採用する（Ｓ３１）。そして、選択された反射波検出信号を予めメモリに記憶された閾値と比較し、信号レベルが閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ４１）。
【００４２】
比較判定ステップであるＳ４０，４１において、反射波検出信号が閾値を超えていると判定した場合、ＥＣＵ１４０は、閾値を超えたときの時間と、送信指示したときの時間との時間差をタイマから算出し、障害物２０との距離を算出する（Ｓ５０）。尚、Ｓ４０，４１において、反射波検出信号が閾値を超えていないと判定した場合、Ｓ２０からの動作に戻って順次処理がなされる。
【００４３】
Ｓ５０における距離算出後、ＥＣＵ１４０は報知部１９０に報知指示を出し、報知部１９０が例えば乗員に対して障害物を検知した旨を報知する。尚、本実施形態においては、障害物までの距離に応じてブザーの鳴動を変化させて乗員に知らせるようにしている。
【００４４】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００によれば、障害物による反射波を検出可能な要素として、超音波センサ１１０を構成する送受信素子１１２とは別に、反射波によるバンパ１０の振動を検出する振動検出素子１２１を含んでいる。また、少なくとも送受信素子１１２の送信振動を受けて筐体１１１の底面部１１３が振動している期間（残響を含む底面部１１３の振動期間）を含む所定期間において、振動検出素子１２１の検出信号を障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段としての機能を有するＥＣＵ１４０を含んでいる。従って、遠距離だけでなく、近距離の障害物も検出することができる。
【００４５】
また、筐体１１１とバンパ１０との間（送受信素子１１２と振動検出素子１２１との間）の振動伝達を抑制する振動抑制部１３０を設けているので、反射波以外の振動による誤検出を防ぐことができる。尚、バンパ１０の外面側から見て、貫通孔１１の内壁面と筐体１１１との間の隙間１３１を無くすように振動吸収材１３２を配置しているので、意匠性を向上することができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、振動検出部１２０を、超音波センサ１１０のようにバンパ１０に貫通孔１１を設けることなく、バンパ１０の内面１３側に配置している。従って、貫通孔１１の増加による意匠性の低下を防ぐことができる。
【００４７】
尚、本実施形態においては、所定期間を除く期間（遠距離モード）において、ＥＣＵ１４０が送受信素子１１２の検出信号を反射波検出信号とする例を示した。バンパ１０の振動を検出する振動検出素子１２１よりも、外面がバンパ１０の外部に露出した底面部１１３の振動を検出する送受信素子１１２の検出信号のほうが感度的に有利である。しかしながら、振動検出素子１２１の検出信号を反射波検出信号とすることも可能である。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図６に基づいて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【００４９】
第２実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態に示した障害物検出装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００５０】
第1実施形態においては、振動抑制部１３０が、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に隙間１３１が設けられ、この隙間１３１を全て埋めるように振動吸収材１３２を配置してなる例を示した。これに対し、本実施形態においては、図６（ａ），（ｂ）に示すように、貫通孔１１の内壁面と当該内壁面に対向する超音波センサ１１０の筐体１１１との間に設けた隙間１３１に振動吸収材１３２を配置せず、空気層１３１ａとして振動抑制部１３０を構成している。
【００５１】
このように、隙間１３１を空気層１３１ａとすることによっても、筐体１１１とバンパ１０との間を音響学的に分離し、筐体１１１とバンパ１０との間における振動の伝達を抑制することができる。すなわち、第１実施形態に記載の障害物検出装置１００と同様の効果を期待することができる。
【００５２】
尚、本実施形態においては、隙間１３１が全て空気層１３１ａである例を示した。しかしながら、第１実施形態に示した振動吸収材１３２と組み合わせることで、振動抑制部１３０を構成しても良い。例えば図７に示すように、バンパ１０の平面方向において、隙間１３１の一部にのみ振動吸収材１３２を配置し、残りの部分を空気層１３１ａとしても良い。
【００５３】
また、バンパ１０の厚さ方向（貫通孔１１の貫通方向）において、隙間１３１の一部にのみ振動吸収材１３２を配置し、残りの部分を空気層１３１ａとしても良い。例えば図８に示すように、貫通方向において、貫通孔１１の外面側開口部位から深さ方向の途中の範囲までにおいて、対向する筐体１１１との間の隙間１３１を埋めるように振動吸収材１３２を配置した構成を採用することもできる。この場合、バンパ１０の外面１２側から見て貫通孔１１の内壁面と筐体１１１との間の隙間１３１が振動吸収材１３２によって埋められているので、意匠性を向上することができる。また、空気層１３１ａの効果によっても、筐体１１１とバンパ１０との間における振動の伝達を抑制することができる。尚、図７は変形例を示す被取り付け部の外面側から見た平面図、図８は、変形例を示す断面図である。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図９に基づいて説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る障害物検出装置１００の要部の概略構成を示す断面図である。
【００５５】
第３実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態に示した障害物検出装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００５６】
第１実施形態においては、振動検出部１２０が、振動検出素子１２１を電極１２２を介してバンパ１０の内面１３に直接固定してなる例を示した。これに対し、本実施形態においては、振動検出部１２０として、第１実施形態に示した超音波センサ１１０と同一の構成を採用している。
【００５７】
図９に示すように、振動検出部１２０は、超音波センサ１１０と同一の構成を有している。振動検出素子１２１は、筐体１２４の底面部１２５の内面に固定されている。また、筐体１２４は、底面部１２５の外面がバンパ１０の内面１３に接触した状態で、第１実施形態と同一構成のホルダ１２６によって位置決め固定されている。尚、符号１２７は嵌合穴であり、符号１２８は突起部である。
【００５８】
このように超音波センサ１１０と振動検出部１２０を同一構成としても、第１実施形態に記載の障害物検出装置１００と同様の効果を期待することができる。また、部品点数を削減することができる。
【００５９】
尚、本実施形態においては、筐体１２４の底面部１２５の外面をバンパ１０の内面１３に直接接触させて固定する例を示した。しかしながら、筐体１２４の底面部１２５とバンパ１０の内面１３とが離間した構成とすることも可能である。例えば図１０に示すように、筐体１２４の底面部１２５とバンパ１０の内面１３との間に、音響インピーダンスがバンパ１０と筐体１２４との間の材料からなるスペーサ１２９を配置すると良い。この場合、バンパ１０から振動検出部１２０の筐体１２４に振動を直接伝達する構成と比べて、振動の伝達量を増加することができる。尚、図１０は、変形例を示す断面図である。
【００６０】
また、本実施形態に示す構成を第２実施形態に示す構成と組み合わせることも可能である。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図１１に基づいて説明する。図１１は、本発明の第４実施形態に係る障害物検出装置１００の要部の概略構成を示す断面図である。
【００６２】
第４実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態に示した障害物検出装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００６３】
第１実施形態においては、振動検出部１２０が、振動検出素子１２１の圧電効果によってバンパ１０の振動を検出する例を示した。これに対し、本実施形態においては、振動検出部１２０として、レーザ光を用いてバンパ１０の振動を検出するように構成した点を特徴とする。
【００６４】
例えば図１１に示すように、バンパ１０の内面側にレーザ変位計２０１を設置し、当該レーザ変位計２０１によってバンパ１０の振動を検出するようにしても良い。尚、レーザ変位計２０１から出力されるレーザ光の照射位置を含むバンパ１０の内面１３の所定範囲に、図１１に示すようにレーザ光を反射する反射部材２０２を設けると、感度を向上することができる。尚、反射部材２０２は例えば蒸着等によってバンパ１０の内面に金属薄膜を形成することにより構成が可能である。また、レーザ変位計２０１は例えばボディに固定すれば良い。
【００６５】
このように振動検出部１２０として、レーザ光を用いてバンパ１０の振動を検出する構成を採用しても、第１実施形態に記載の障害物検出装置１００と同様の効果を期待することができる。また、振動検出部１２０をバンパ１０に対して非接触で配置することもできる。また、バンパ１０の振動を非接触で検出することもできる。
【００６６】
尚、本実施形態に示す構成を第２実施形態に示す構成と組み合わせることも可能である。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６８】
本実施形態においては、被取り付け部が車両のバンパ１０である例を示した。しかしながら、移動体を構成する部材であれば特に限定されるものではない。例えば車両であっても、ボディを被取り付け部とすることができる。
【００６９】
本実施形態においては、障害物検出装置１００として、記憶、選択、判定、演算、制御の各機能を有するＥＣＵ１４０を含む例を示した。しかしながら、各機能を別個に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【図２】障害物との距離が近い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。
【図３】障害物との距離が遠い場合における超音波センサと振動検出部の検出信号を示す図である。
【図４】障害物検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る障害物検出装置のうち、超音波センサと振動検出部の被取り付け部への取り付け構造の概略を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【図７】変形例を示す被取り付け部の外面側から見た平面図である。
【図８】変形例を示す断面図である。
【図９】第３実施形態に係る障害物検出装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【図１０】変形例を示す断面図である。
【図１１】第４実施形態に係る障害物検出装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０・・・バンパ（被取り付け部）
１１・・・貫通孔
１２・・・（バンパ１０の）外面
１３・・・（バンパ１０の）内面
１００・・・障害物検出装置
１１０・・・超音波センサ
１１１・・・筐体
１１２・・・送受信素子
１１３・・・（筐体１１１の）底面部
１２０，２００・・・振動検出部（振動検出手段）
１２１・・・振動検出素子
１３０・・・振動抑制部
１３１・・・隙間
１３１ａ・・・空気層
１３２・・・振動吸収材
１４０・・・ＥＣＵ（選択手段）
２０１・・・レーザ変位計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に取り付けられ、前記移動体周辺の障害物を検出する障害物検出装置であって、
電気信号を送信振動に変換し、受信振動を電気信号に変換する送受信素子と、前記送受信素子を収容するものであって、当該送受信素子を底面部の内面に接触させて固定するとともに、前記底面部の外面が、前記移動体の被取り付け部に形成された貫通孔を介して外部に露出する筐体と、を含む超音波センサと、
前記被取り付け部の内面側に配置され、前記被取り付け部の振動を検出する振動検出手段と、
前記貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する前記超音波センサの筐体との間に設けられ、前記筐体と前記被取り付け部との間の振動伝達を抑制する振動抑制部と、
前記送受信素子及び前記振動検出手段からの検出信号のうち、少なくとも前記送受信素子の送信振動を受けて前記底面部が振動している期間を含む所定期間においては、前記振動検出手段の検出信号を前記障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段と、を含むことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記所定期間を除く期間において、前記送受信素子からの検出信号を前記反射波検出信号とすることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記振動抑制部は、前記貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する前記超音波センサの筐体との間に設けられた隙間であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する前記超音波センサの筐体との間に隙間が設けられ、
前記振動抑制部は、前記隙間の少なくとも一部に振動吸収材を配置してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記振動吸収材は、前記隙間を全て埋めるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記振動吸収材は、前記貫通孔の外面側開口部位から深さ方向の途中の範囲までにおいて、対向する前記筐体との間の隙間を埋めるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記振動検出手段は、前記被取り付け部の内面に固定され、前記被取り付け部の振動を電気信号に変換する受信素子であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記振動検出手段は、前記超音波センサと同一構成であり、底面部の外面を接触面として前記被取り付け部の内面に固定されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記振動検出手段は、前記超音波センサと同一構成であり、音響インピーダンスが前記被取り付け部と前記筐体との間の材料からなるスペーサを介して、底面部の外面が前記被取り付け部の内面に固定されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１０】
前記振動検出手段は、レーザ光を用いて前記被取り付け部の振動を検出することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１１】
前記移動体は車両であり、前記被取り付け部はバンパ又はボディであることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１】
移動体に取り付けられ、前記移動体周辺の障害物を検出する障害物検出装置であって、
電気信号を送信振動に変換し、受信振動を電気信号に変換する送受信素子と、前記送受信素子を収容するものであって、当該送受信素子を底面部の内面に接触させて固定するとともに、前記底面部の外面が、前記移動体の被取り付け部に形成された貫通孔を介して外部に露出する筐体と、を含む超音波センサと、
前記被取り付け部の内面側に配置され、前記被取り付け部の振動を検出する振動検出手段と、
前記貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する前記超音波センサの筐体との間に設けられ、前記筐体と前記被取り付け部との間の振動伝達を抑制する振動抑制部と、
前記送受信素子及び前記振動検出手段からの検出信号のうち、少なくとも前記送受信素子の送信振動を受けて前記底面部が振動している期間を含む所定期間においては、前記振動検出手段の検出信号を前記障害物による反射波を検出するための反射波検出信号とする選択手段と、を含むことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記所定期間を除く期間において、前記送受信素子からの検出信号を前記反射波検出信号とすることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記振動抑制部は、前記貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する前記超音波センサの筐体との間に設けられた隙間であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記貫通孔の内壁面と当該内壁面に対向する前記超音波センサの筐体との間に隙間が設けられ、
前記振動抑制部は、前記隙間の少なくとも一部に振動吸収材を配置してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記振動吸収材は、前記隙間を全て埋めるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記振動吸収材は、前記貫通孔の外面側開口部位から深さ方向の途中の範囲までにおいて、対向する前記筐体との間の隙間を埋めるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記振動検出手段は、前記被取り付け部の内面に固定され、前記被取り付け部の振動を電気信号に変換する受信素子であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記振動検出手段は、前記超音波センサと同一構成であり、底面部の外面を接触面として前記被取り付け部の内面に固定されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記振動検出手段は、前記超音波センサと同一構成であり、音響インピーダンスが前記被取り付け部と前記筐体との間の材料からなるスペーサを介して、底面部の外面が前記被取り付け部の内面に固定されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１０】
前記振動検出手段は、レーザ光を用いて前記被取り付け部の振動を検出することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１１】
前記移動体は車両であり、前記被取り付け部はバンパ又はボディであることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２１２３４９（Ｐ２００７−２１２３４９Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４１７６（Ｐ２００６−３４１７６）
【出願日】平成１８年２月１０日（２００６．２．１０）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１０日（２００６．２．１０）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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