JP4170112B2 - Obstacle discrimination device for vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば車両のバンパーに衝突する物体を検出又は判別するための車両用障害物判別装置に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
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、歩行者判別技術が要望されている。
【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静電容量式衝突対象判別技術を提案している。
【0004】
【特許文献1】
特開2000-177514号公報
【特許文献2】
特開2000-326808号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の静電容量式衝突対象判別技術では、人体と金属体との間の静電容量の差がそれほど大きくなく、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の影響や寄生容量の影響などが大きいという問題もあった。
【0006】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、回路構成の複雑化を抑止しつつ検出精度に優れた車両用障害物判別装置を提供することをその目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用障害物判別装置は、交流電源から給電されるとともに交流インピーダンスが接近導電体の接近の度合いに応じて変化する車載の交流インピーダンス回路を含むセンサ部と、前記交流インピーダンス回路から取り出した前記交流インピーダンス変化に応じて変化する電気量に基づいて前記接近導電体の検出又はその種類を判別する判別部とを備える車両用障害物判別装置において、
前記交流インピーダンス回路は、インダクタンス素子としてのコイルを含み、前記判別部は、前記コイルへの前記接近導電体の接近に起因する前記コイルのインダクタンス変化に基づいて前記判別をなすことを特徴としている。なお、ここで言う接近導電体とは、電気絶縁体レベルよりは小さい比抵抗を有する物体であって、少なくとも人体レベルの比抵抗を含んでそれよりも小さい比抵抗をもつ物体を言う。したがって、人体及び金属体はここで言う接近導電体に含まれるものとする。
【0008】
すなわち、この発明によれば、所定の比抵抗を有して車両(のセンサ部)に接近する接近導電体が、センサ部のコイル(すなわちインダクタンス素子)のインダクタンスを変化させる現象に基づいて接近導電体の接近の検出又はその種類の判別を行う。更に説明すると、コイルに金属体からなる接近導電体が接近すると、この金属体に誘起される渦電流によりコイルのインダクタンスが減少する。これにより、人体よりも格段に低い導電率をもつ金属体により接近導電体が構成されている場合、人体の場合に比較してこの接近導体のインダクタンスの減少が大きくなり、更に渦電流損に相当するコイルと並列接続される等価抵抗の抵抗値も小さくなる。結局、コイルへの金属体の接近は人体の接近に比較してコイルの交流インピーダンスの低下が格段に大きいので、これに基づいて金属体と人体とを弁別することができる。
【0009】
本発明の装置は更に、前記交流インピーダンス回路は、前記コイルと直列接続された電気量検出用インピーダンス素子を有し、前記判別部は、前記コイルのインダクタンス変化を前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下に基づいて検出する。このようにすれば、簡単にコイルの交流インピーダンスの低下の有無を検出することができる。
【0010】
本発明の装置は更に、前記判別部は、前記コイルのインダクタンス変化に主として起因する前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の増加に基づいて前記接近導電体としての金属体を判別する。これにより、簡単にコイルの交流インピーダンスの減少の有無を検出することができる。
【0011】
本発明の装置は更に、前記コイルの一端は、前記電気量検出用インピーダンス素子を通じて接地され、前記判別部は、前記電気量検出用インピーダンス素子に並列に接続される寄生容量の変化に主として起因する前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の変化に基づいて前記接近導電体としての人間を判別する。
【0012】
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減少は金属体に比べて格段に小さいが、人体の表面積は比較的広いために交流インピーダンス回路の人体に対する静電容量Cは比較的大きい。この静電容量Cは交流インピーダンス回路の両端とそれぞれGNDとの間に存在すると等価できるが、交流インピーダンス回路の両端のうち、交流電源から給電される側の静電容量Cは交流電源から充電されるために無視することができ、交流インピーダンス回路と電気量検出用インピーダンス素子との接続点とGNDとを接続する静電容量Cが増大することになる。この静電容量Cは電気量検出用インピーダンス素子と並列接続されるため、電気量検出用インピーダンス素子の交流インピーダンスを低下させ、その結果として、電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下を低下させる。したがって、電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下により交流インピーダンス回路への人体の接近を検出することができる。なお、金属体が人体と同等の面積を持つ場合には、人体同様に静電容量Cが電気量検出用インピーダンス素子と並列接続されることになるが、既述したように金属体の場合ではこの静電容量Cによる電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下よりもコイルの交流インピーダンスの減少による電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の増大が優勢なために、電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下は増大する。
【0013】
好適な態様において、前記判別部は、前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の増大により前記接近導電体を金属体と、前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の減少により前記接近導電体を人間と判定する。これにより、人間の接近と金属体の接近とにより電気量検出用インピーダンス素子の電圧変化の方向が逆となるために、両者を良好に弁別することができる。
【0014】
好適な態様において、前記交流インピーダンス回路は、前記コイルと並列接続されたコンデンサを有し、前記交流電源は、前記コイル及びコンデンサの並列共振周波数に略等しい周波数の交流電圧を前記交流インピーダンス回路に給電する。このようにすれば、交流インピーダンス回路に金属体も人間も接近しない場合において、このコイルとコンデンサとの合成交流インピーダンスを非常に高く設定することができるとともに、金属体の接近によるコイルの交流インピーダンスの変化によるこの合成交流インピーダンスの変化率を大きくすることができ、金属体検出感度を向上することができる。
【0015】
好適な態様において、前記交流インピーダンス回路は、前記コイル及びコンデンサと並列接続された抵抗素子を有する。このようにすれば、金属体や人体が接近していない状態での交流インピーダンス回路のインピーダンスを略この抵抗素子の抵抗値により電気量検出用インピーダンス素子の交流インピーダンスに対して最適なレベルに容易に規定することができる。
【0016】
好適な態様において、前記電気量検出用インピーダンス素子は、抵抗素子からなるので、電気量検出用インピーダンス素子の交流インピーダンス値の決定が容易となる。
【0017】
好適な態様において、被検出対象の接近を検出する他のセンサを有し、前記判別部は、他のセンサが前記被検出対象の接近を検出するにも関わらず、前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の変化が小さい場合に前記被検出対象は絶縁体であると判定する。なお、上記他のセンサとしては、たとえば超音波センサや感圧センサなどを採用することができる。このようにすれば、衝突あるいは接近した被検出対象が金属体又は人体ではないことを弁別することができる。
【0018】
好適な態様において、前記コイルの軸心は、想定される前記接近導電体の存在方向に向けて配置されている。このようにすれば、コイルの感度を向上することができる。
【0019】
好適な態様において、前記コイル及びコンデンサと前記電気量検出用インピーダンス素子との接続点は、想定される前記接近導電体の存在方向と略直角に延在する電極板に接続されている。電極板は、広い面積をもつことが好ましい。このようにすれば、人体の接近による電気量検出用インピーダンス素子の減少率を向上することができ、人体検出感度を向上することができる。
【0020】
【発明の実施形態】
本発明の車両用障害物判別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。ここで重要なことは、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の発振周波数とされている点にある。判別部3は、電圧降下検出抵抗22の電圧降下を整流し、平滑し、その振幅をデジタル信号に変換してマイコンに取り込まれ、このマイコンが障害物5の種類とその接近を検出する。この種の判別部3自体の回路構成は周知であり、説明を省略する。もちろん、判別部3をハードウエア回路により構成してもよいことは明白である。
(障害物分別処理の説明)
この回路による近接障害物5の弁別方法並びに接近検出方法を図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。
【0021】
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の浮遊容量としてもよい。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。物体のセンシング部分はコイル211である。このLC並列共振回路の合成交流インピーダンスは理論的には無限大とみなすことができるため、交流インピーダンス回路21の交流インピーダンスは抵抗値Rとみなすことができる。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、よく知られているように出力電圧Viを抵抗値Rと抵抗値Roの抵抗分圧比により決定される。
【0022】
なお、ここで、超音波センサなどにより近接障害物5の接近を検出すれば、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。
【0023】
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のインダクタンスが低下し、LC共振回路の交流インピーダンスが理論的無限大から所定の値まで低下するため、このLC共振回路の交流インピーダンスが抵抗素子213と並列接続された回路となって、交流インピーダンス回路21の合成交流インピーダンスは抵抗素子213の抵抗値である元の値から更に低下する。この交流インピーダンス回路21の合成交流インピーダンスにより、それとインピーダンス分圧回路をなす電圧降下検出抵抗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。
【0024】
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、交流インピーダンス回路21の並列共振状態が崩れることはなく、交流インピーダンス回路21のLC成分は近似的に無視して差し支えない。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、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、図3に示す金属体の接近の場合においても、たとえばこの金属体が接地されていれば大きな静電容量C1が電圧降下検出抵抗22と並列に接続されることになるが、金属体の接近の場合には上記した交流インピーダンス回路21の交流インピーダンス減少の方が優勢であるために、静電容量C1の低下による電圧降下検出抵抗22の電圧降下減少の影響を無視して差し支えない。なお、金属体が接地されていない場合には更に電圧降下検出抵抗22の電圧降下減少は小さくなる。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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)
変形態様を以下に説明する。
上記実施例では、金属体をアルミニウムなど比透磁率が小さく、電気抵抗が小さい材料としたが、金属体が比透磁率が大きく、電気抵抗が大きい材料であれば、渦電流損の増大によるインダクタンスの低下以上に比透磁率が大きい金属体によるコイルの磁気回路の磁気抵抗の低下によりインダクタンスが増大する。
【0028】
しかし、上記実施例では、コイル21は並列共振回路を構成しているために、コイルインダクタンスが増大する場合においても、減少する場合においても、LC共振回路の合成交流インピーダンスは理論的無限大から有限の交流インピーダンス値に低下することになり、交流インピーダンス回路21の合成交流インピーダンス値は減少する。つまり、上記実施例によれば、並列LC共振回路を採用しているので金属体を人体に対して高精度に弁別できる。
(変形態様2)
他の変形態様を以下に説明する。
【0029】
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る。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。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、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。
【0030】
(変形態様3)
上記実施例では、交流インピーダンス回路21のコイル213は車両のフロントバンパに接地したが、他の部位に設けてもよい。また、フロンバンパの種々の位置に複数設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例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】変形例を示す模式回路図である。
【符号の説明】
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 電圧降下検出抵抗
211 コイル
212 コンデンサ
213 抵抗素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an obstacle discrimination device for a vehicle for detecting or discriminating an object that collides with, for example, a vehicle bumper.
[0002]
[Prior art and its problems]
Pedestrian protection technology that activates a device to protect pedestrians when it is determined whether or not the collision target is a pedestrian at the time of a vehicle collision has been proposed, and its practical application has been studied. For this reason, a pedestrian discrimination technique is desired.
[0003]
As a prior art pedestrian discrimination technique,
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-177514 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-326808 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional electrostatic capacity type collision object discrimination technology, the difference in electrostatic capacity between the human body and the metal body is not so large, and the inclination of the sensor output is in the same direction. There was a drawback that it was difficult to separate from humans depending on the type. Further, since it is necessary to operate at a high frequency in order to increase the output change accompanying the capacitance change, there is a problem that the influence of the high frequency noise superimposed on the circuit output and the influence of the parasitic capacitance are large.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle obstacle discriminating apparatus having excellent detection accuracy while suppressing the complexity of the circuit configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle obstacle discriminating device of the present invention includes a sensor unit including an in-vehicle AC impedance circuit that is fed from an AC power source and whose AC impedance changes according to the approaching degree of the approaching conductor, and is extracted from the AC impedance circuit. In the vehicle obstacle discrimination device comprising:
The AC impedance circuit includes a coil as an inductance element, and the determination unit makes the determination based on an inductance change of the coil caused by the approaching conductor approaching the coil. Note that the approaching conductor referred to here is an object having a specific resistance smaller than the electrical insulator level, and includes an at least human body level specific resistance and a specific resistance smaller than that. Therefore, the human body and the metal body are included in the approaching conductor referred to here.
[0008]
That is, according to the present invention, the approaching conductor that has a predetermined specific resistance and approaches the vehicle (the sensor unit thereof) changes the approaching conductivity based on the phenomenon of changing the inductance of the coil (ie, the inductance element) of the sensor unit. Detection of body approach or discrimination of its type. More specifically, when an approaching conductor made of a metal body approaches the coil, the inductance of the coil decreases due to an eddy current induced in the metal body. As a result, when the approaching conductor is composed of a metal body having a conductivity much lower than that of the human body, the reduction of the inductance of the approaching conductor is larger than that of the human body, and this corresponds to eddy current loss. The resistance value of the equivalent resistor connected in parallel with the coil to be reduced is also reduced. As a result, the close proximity of the metal body to the coil greatly reduces the reduction of the AC impedance of the coil compared to the close proximity of the human body, so that the metal body and the human body can be discriminated based on this.
[0009]
In the apparatus of the present invention, the AC impedance circuit further includes an electric quantity detection impedance element connected in series with the coil, and the determination unit determines an inductance change of the coil as a voltage of the electric quantity detection impedance element. Detect based on descent. In this way, it is possible to easily detect the presence or absence of a decrease in the AC impedance of the coil.
[0010]
Further , in the apparatus of the present invention, the determination unit determines a metal body as the approaching conductor based on an increase in voltage drop of the electrical quantity detection impedance element mainly caused by a change in inductance of the coil. Thereby, it is possible to easily detect whether or not the AC impedance of the coil is reduced.
[0011]
In the apparatus of the present invention, one end of the coil is further grounded through the impedance detecting element for electric quantity, and the determination unit is mainly caused by a change in parasitic capacitance connected in parallel to the impedance element for detecting electric quantity. The person as the approaching conductor is discriminated based on a change in voltage drop of the impedance detecting element for detecting electric quantity.
[0012]
More specifically, as described above, the reduction of the AC impedance of the coil due to the approach of the human body is much smaller than that of the metal body, but the capacitance C of the AC impedance circuit to the human body is relatively large because the surface area of the human body is relatively large. . Although this capacitance C can be equivalent to existing between both ends of the AC impedance circuit and GND, the capacitance C on the side fed from the AC power supply of both ends of the AC impedance circuit is charged from the AC power supply. Therefore, it can be ignored, and the capacitance C connecting the connection point between the AC impedance circuit and the impedance detecting element for detecting the quantity of electricity and GND increases. Since the electrostatic capacitance C is connected in parallel with the impedance detecting element for electric quantity, the AC impedance of the impedance element for detecting electric quantity is lowered, and as a result, the voltage drop of the impedance element for detecting electric quantity is lowered. Accordingly, the approach of the human body to the AC impedance circuit can be detected by the voltage drop of the electrical quantity detection impedance element. If the metal body has an area equivalent to that of the human body, the capacitance C is connected in parallel with the impedance detection element for the amount of electricity as in the case of the human body. Since the increase in the voltage drop of the electrical quantity detection impedance element due to the reduction of the AC impedance of the coil is more dominant than the voltage drop of the electrical quantity detection impedance element due to this capacitance C, the voltage drop of the electrical quantity detection impedance element Will increase.
[0013]
In a preferred aspect, the discriminating unit determines that the approaching conductor is a metal body due to an increase in the voltage drop of the electric quantity detection impedance element, and that the approaching conductor is due to a decrease in the voltage drop of the electric quantity detection impedance element. Judge as human. Thereby, since the direction of the voltage change of the impedance element for electric quantity detection is reversed by the approach of a human and the approach of a metal body, both can be distinguished well.
[0014]
In a preferred aspect, the AC impedance circuit includes a capacitor connected in parallel with the coil, and the AC power supply supplies an AC voltage having a frequency substantially equal to a parallel resonance frequency of the coil and the capacitor to the AC impedance circuit. To do. This makes it possible to set the combined AC impedance of the coil and the capacitor very high when neither the metal body nor the human approaches the AC impedance circuit, and the AC impedance of the coil due to the approach of the metal body. The rate of change of this synthetic AC impedance due to the change can be increased, and the metal body detection sensitivity can be improved.
[0015]
In a preferred aspect, the AC impedance circuit includes a resistance element connected in parallel with the coil and the capacitor. In this way, the impedance of the AC impedance circuit in a state where the metal body or the human body is not approaching can be easily set to an optimum level with respect to the AC impedance of the impedance element for detecting electric quantity by the resistance value of the resistance element. Can be prescribed.
[0016]
In a preferred aspect, since the electrical quantity detection impedance element is formed of a resistance element, it is easy to determine the AC impedance value of the electrical quantity detection impedance element.
[0017]
In a preferred aspect, the sensor has another sensor for detecting the approach of the detection target, and the discrimination unit detects the approach to the detection target even though the other sensor detects the approach of the detection target. When the change in voltage drop is small, it is determined that the detection target is an insulator. In addition, as said other sensor, an ultrasonic sensor, a pressure sensor, etc. are employable, for example. If it does in this way, it can discriminate | determine that the to-be-detected target which collided or approached is not a metal body or a human body.
[0018]
In a preferred aspect, the axial center of the coil is arranged in the direction in which the approaching conductor exists. In this way, the sensitivity of the coil can be improved.
[0019]
In a preferred aspect, a connection point between the coil and the capacitor and the impedance detecting element for detecting the quantity of electricity is connected to an electrode plate extending substantially at right angles to the assumed direction of the approaching conductor. The electrode plate preferably has a large area. If it does in this way, the decreasing rate of the impedance element for electric quantity detection by the approach of a human body can be improved, and a human body detection sensitivity can be improved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the vehicle obstacle determination device of the present invention will be described with reference to FIG.
(Description of circuit configuration)
(Explanation of obstacle separation process)
A method for discriminating the
[0021]
FIG. 2 shows the case where the
[0022]
Here, if the approach of the
[0023]
FIG. 3 shows a case where the
[0024]
FIG. 4 shows a case where the
[0025]
FIG. 5 shows a calculation example of a change in the output voltage Vo when a human body, a metal, and an electrical insulator (other object) approach the
[0026]
Next, as a comparative example, a graph showing a change in the AC impedance of the capacitance sensor unit and a change in the output voltage Vo when the electric insulator, metal body, and human body approach the capacitor C as a conventional capacitance sensor. A description will be given with reference to FIGS.
[0027]
FIG. 7 shows a case where the electrical insulator approaches, in which case the output voltage Vo does not naturally change. FIG. 8 shows a case where the ground metal body approaches, and in this case, since the capacitance C1 is connected in parallel to the voltage drop detection resistor Ro, a voltage drop of the voltage
(Modification 1)
The deformation mode will be described below.
In the above embodiment, the metal body is made of a material having a small relative permeability and low electrical resistance, such as aluminum. However, if the metal body is a material having a large relative permeability and high electrical resistance, an inductance caused by an increase in eddy current loss is used. The inductance increases due to a decrease in the magnetic resistance of the magnetic circuit of the coil due to the metal body having a relative permeability larger than the decrease in.
[0028]
However, in the above embodiment, since the
(Modification 2)
Other modifications will be described below.
[0029]
In this modification, the
[0030]
(Modification 3)
In the above embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing a case where an electrical insulator approaches the circuit of FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a case where a metal body approaches the circuit of FIG.
4 is an equivalent circuit diagram showing a case where a human body approaches the circuit of FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing output characteristics (calculation example) by the circuit of FIG. 1;
6 is a characteristic diagram showing output characteristics (measurement example) by the circuit of FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a case where an electrical insulator approaches a conventional capacitance sensor.
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing a case where a metal body approaches a conventional capacitance sensor.
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram illustrating a case where a human body approaches a conventional capacitance sensor.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing output characteristics (calculation example) of a conventional capacitance sensor.
FIG. 11 is a schematic circuit diagram showing a modification.
[Explanation of symbols]
1
Claims (8)
前記交流インピーダンス回路から取り出した前記交流インピーダンス変化に応じて変化する電気量に基づいて前記接近導電体の検出又はその種類を判別する判別部と、
を備える車両用障害物判別装置において、
前記交流インピーダンス回路は、インダクタンス素子としてのコイルを含み、
前記判別部は、前記コイルへの前記接近導電体の接近に起因する前記コイルのインダクタンス変化に基づいて前記検出又は判別をなし、
前記交流インピーダンス回路は、前記コイルと直列接続された電気量検出用インピーダンス素子を有し、
前記判別部は、前記コイルのインダクタンス変化を前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下に基づいて検出し、
前記判別部は、前記コイルのインダクタンス変化に主として起因する前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の増大に基づいて前記接近導電体としての金属体を判別し、
前記コイルの一端は、前記電気量検出用インピーダンス素子を通じて接地され、
前記判別部は、前記電気量検出用インピーダンス素子に並列に接続される寄生容量の変化に主として起因する前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の減少に基づいて前記接近導電体としての人間を判別することを特徴とする車両用障害物判別装置。A sensor unit including an in-vehicle AC impedance circuit that is fed from an AC power source and whose AC impedance changes according to the approaching degree of the approaching conductor,
A discriminating unit for discriminating the detection of the approaching conductor or its type based on the amount of electricity that changes in accordance with the change in the AC impedance taken out from the AC impedance circuit;
In the vehicle obstacle determination device comprising:
The AC impedance circuit includes a coil as an inductance element,
The determination section, to name the detection or determination on the basis of the inductance variation of the coil due to the approach of the proximity conductor to said coil,
Before SL AC impedance circuit has the coil and connected in series electrically amount detecting impedance element,
The discriminating unit detects a change in inductance of the coil based on a voltage drop of the impedance detecting element for detecting electric quantity ,
Before SL discrimination unit discriminates the metal member as the approaching conductor based on the increase in the voltage drop of the electric quantity detecting impedance element mainly caused by the inductance variation of the coil,
One end of the previous SL coil is grounded through the electric quantity detecting impedance element,
The discriminating unit discriminates a person as the approaching conductor based on a decrease in voltage drop of the electric quantity detection impedance element mainly caused by a change in parasitic capacitance connected in parallel to the electric quantity detection impedance element. An obstacle discriminating apparatus for a vehicle , characterized in that:
前記判別部は、前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の増大により前記接近導電体を金属体と、前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の減少により前記接近導電体を人間と判定することを特徴とする車両用障害物判別装置。The vehicle obstacle determination device according to claim 1 ,
The determination unit determines that the approaching conductor is a metal body due to an increase in the voltage drop of the electric quantity detection impedance element and that the approaching conductor is a human due to a decrease in the voltage drop of the electric quantity detection impedance element. An obstacle discriminating apparatus for a vehicle characterized by the above.
前記交流インピーダンス回路は、前記コイルと並列接続されたコンデンサを有し、
前記交流電源は、前記コイル及びコンデンサの並列共振周波数に略等しい周波数の交流電圧を前記交流インピーダンス回路に給電することを特徴とする車両用障害物判別装置。In the vehicle obstacle determination device according to claim 1 or 2 ,
The AC impedance circuit has a capacitor connected in parallel with the coil,
The vehicle obstacle determination device, wherein the AC power supply supplies an AC voltage having a frequency substantially equal to a parallel resonance frequency of the coil and the capacitor to the AC impedance circuit.
前記交流インピーダンス回路は、前記コイル及びコンデンサと並列接続された抵抗素子を有する車両用障害物判別装置。The vehicle obstacle determination device according to claim 3 ,
The AC impedance circuit is a vehicle obstacle determination device having a resistance element connected in parallel with the coil and a capacitor.
前記電気量検出用インピーダンス素子は、抵抗素子からなる車両用障害物判別装置。The vehicle obstacle determination device according to claim 4 ,
The electric quantity detection impedance element is a vehicle obstacle determination device including a resistance element.
被検出対象の接近を検出する他のセンサを有し、
前記判別部は、他のセンサが前記被検出対象の接近を検出するにも関わらず、前記電気量検出用インピーダンス素子の電圧降下の変化が小さい場合に前記被検出対象は絶縁体であると判定する車両用障害物判別装置。The vehicle obstacle determination device according to claim 1 ,
It has other sensors that detect the approach of the detection target,
The determination unit determines that the detection target is an insulator when a change in voltage drop of the impedance detection element for electric quantity is small even though another sensor detects the approach of the detection target. Obstacle discrimination device for vehicles.
前記コイルの軸心は、想定される前記接近導電体の存在方向に向けて配置されている車両用障害物検出装置。The vehicle obstacle determination device according to claim 3 ,
The obstacle detection device for a vehicle, wherein an axis of the coil is arranged in a direction in which the approaching conductor is present.
前記コイル及びコンデンサと前記電気量検出用インピーダンス素子との接続点は、想定される前記接近導電体の存在方向と略直角に延在する電極板に接続されている車両用障害物判別装置。The vehicle obstacle determination device according to claim 3 ,
An obstacle discriminating apparatus for a vehicle, wherein a connection point between the coil and the capacitor and the impedance detecting element for detecting an electrical quantity is connected to an electrode plate extending substantially at right angles to a direction in which the approaching conductor is present.
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