JP2000266849A - 距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を抑制し且つ距離検出精度を高めた
状態を保持しながら最大検出距離を延長すること。 【解決手段】 自動車の前後にはそれぞれ超音波センサ
３及び４が設けられる。自動車に搭載された先行車検出
ＥＣＵ６内の超音波トランスポンダ７は、超音波センサ
４が後方からのサーチ信号を受信したときに、その超音
波センサ４を通じてアンサバック信号の送信動作を行
う。先行車検出ＥＣＵ６内の送受信回路１１は、超音波
センサ３から前方へ向けてサーチ信号を送信すると共
に、先行する自動車からのアンサバック信号を受信す
る。送受信回路１１が有するフロント用マイコン１４
は、サーチ信号の送信タイミングとアンサバック信号の
受信タイミングとの時間差に基づいて先行自動車との間
の距離を演算する処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用した
距離検出装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば、自動車におい
ては、後方の障害物との間の距離を超音波を利用して検
出し、その距離情報を表示部や警報器を通じて報知する
ようにしたバックソナーや、自動車のコーナー部から所
定距離以内の障害物を超音波を利用して検出し、その距
離及び位置情報を報知するようにしたクリアランスソナ
ーのような距離検出装置が提供されている。この種の距
離検出装置においては、超音波振動子を備えた超音波セ
ンサから超音波を送信すると共に、障害物での反射波を
当該超音波センサで受信するようにしており、超音波を
送信したタイミングから所定レベル以上の反射超音波を
受信するタイミングまでの時間に基づいて障害物までの
距離を演算するようにしている。

【０００３】このような距離検出装置にあっては、障害
物までの最大検出距離が３ｍ程度以下の状態において
は、超音波センサに対する印加電圧が比較的低い状態で
も十分なレベルの反射超音波を受信可能となって高い検
出能力を得ることができる。しかしながら、上記距離検
出装置を、例えば先行する自動車との間の距離検出に応
用しようとする場合、つまり最大検出距離が２０ｍ程度
まで要求される場合には、その応用が事実上不可能にな
る。具体的には、最大検出距離が２０ｍ程度に達する
と、先行車で反射された超音波の受信レベルがきわめて
小さくなるため、実用レベルの距離検出精度を得ること
が困難になる。十分な距離検出精度を得るためには、例
えば最大検出距離が２０ｍの場合、超音波センサから送
信する超音波は、少なくとも往復相当分の４０ｍ（反射
時の減衰を考慮するとさらに長い距離）伝送された後に
もある程度のレベル（振幅）を維持することが条件にな
る。このような条件を満足するためには、超音波センサ
を構成する超音波振動子に対して非常に高い電圧を印加
する必要があるが、これでは超音波センサでの消費電力
がきわめて大きくなるため、自動車に搭載することは事
実上困難になる。

【０００４】一方、前記距離検出装置においては、風な
どの環境条件、他の物体での超音波反射によるマルチパ
ス、超音波振動子での残響などの影響により、超音波セ
ンサが受信する超音波に波形の割れや欠落が生じたり、
その受信超音波にノイズが混入したりすることがある。
このような現象が発生した場合、従来の距離検出装置で
は、障害物の誤検出や未検出が起きる可能性があり、こ
れが検出信頼性の低下原因になるという問題点があっ
た。しかも、このような問題点は、最大検出距離が延長
されるほど顕著になるものであり、これが未解決の課題
となっていた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、第１の目的は、消費電力を抑制し且つ距離検出精
度を高めた状態を保持しながら最大検出距離を延長する
ことが可能になる距離検出装置を提供することにあり、
第２の目的は、検出信頼性の大幅な向上を実現できる距
離検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載した手段を採用できる。この
手段によれば、検出体側に設けられたサーチ用送受信手
段は、超音波のサーチ信号を被検出体に向けて所定周期
で送信する動作を行うと共に、これに応じて被検出体側
のアンサバック手段から送信される超音波のアンサバッ
ク信号を受信する動作を行う。距離演算手段は、サーチ
用送受信手段におけるサーチ信号の送信タイミングとア
ンサバック信号の受信タイミングとの時間差に基づいて
検出体と被検出体との間の距離を演算する処理を行う。
この場合、超音波のサーチ信号及びアンサバック信号
は、検出体及び被検出体間の距離だけ届けば良いから、
超音波を発生するための素子に比較的低い電圧を印加す
るだけで、サーチ信号及びアンサバック信号の受信レベ
ルをある程度以上のレベルに維持することができる。こ
の結果、消費電力を抑制し且つ十分な距離検出精度を保
持しながら、最大検出距離を延長することが可能にな
る。

【０００７】請求項２に記載した手段によれば、サーチ
用送受信手段は、サーチ信号の送信動作毎に当該サーチ
信号のコードを異ならせる動作を行うように構成され、
アンサバック手段は、サーチ信号の受信に応じて当該サ
ーチ信号と同様にコード体系化されたアンサバック信号
を送信する動作を行うように構成されている。また、距
離演算手段は、サーチ用受信手段が受信したアンサバッ
ク信号のコードが予め記憶したコードと一致するときの
み前記距離演算処理を有効化するようになっている。こ
のため、サーチ用送受信手段で受信するアンサバック信
号が、どの送信周期で送信したサーチ信号に対応したも
のであるかを的確に認識できるようになって、常に正確
な距離演算処理を行い得るから、検出体及び被検出体間
の距離を誤検出する事態を確実に防止できる。

【０００８】請求項３記載の手段によれば、アンサバッ
ク手段は、サーチ用送受信手段からのコード体系化サー
チ信号を受信したときに、当該サーチ信号のコードが予
め記憶したコードと一致するときのみコード体系化され
たアンサバック信号を送信するようになる。従って、ア
ンサバック手段において、上記サーチ信号以外の他の超
音波信号に応答してアンサバック信号を送信するという
誤動作が行われる恐れがなくなり、結果的に距離検出の
信頼性が向上するようになる。

【０００９】請求項４記載の手段によれば、サーチ信号
及びアンサバック信号は、パルス状に構成されると共に
複数個が時系列的に組み合わされることによりコード体
系化されたものであるから、それらの信号の作成並びに
信号処理動作を、主に時間管理だけで行うことが可能に
なって特別な回路構成が不要となるものであり、全体構
成を簡単化できる。

【００１０】請求項５記載の手段によれば、サーチ用送
受信手段がサーチ信号の送信動作を行った後に当該サー
チ信号の反射波を予め設定された時間内に受信した場
合、つまり、検出体から比較的近い距離の範囲内に物体
が存在し、その物体で反射されたサーチ信号がサーチ用
送受信手段で受信される場合には、距離演算手段は、サ
ーチ信号の送信タイミングとその反射波の受信タイミン
グとの時間差に基づいた距離演算処理を行うようにな
る。この結果、検出体の近くに物体が存在する場合に
は、その物体までの距離検出を迅速に行い得るようにな
る。

【００１１】請求項６記載の手段によれば、検出体の近
くに物体が存在する場合には、サーチ用送受信手段を通
じたサーチ信号の送信周期が短縮されるようになるか
ら、例えば検出体が移動するような状況下において、上
記物体までの距離検出を頻繁に行い得るようになる。従
って、サーチ用送受信手段を自動車や無人搬送ロボット
などのような移動体に搭載する場合に有用となる。

【００１２】前記第２の目的を達成するために、請求項
７に記載した手段を採用できる。この手段によれば、検
出体側に設けられた送受信制御手段は、複数個の超音波
センサの何れか一つからコード体系化超音波信号を順次
送信する動作を所定周期にて繰り返すものであり、この
ように送信された超音波信号は被検出体で反射されて上
記超音波センサで受信される。検出体側に設けられた距
離演算手段は、超音波センサによるコード体系化超音波
信号の受信タイミングと当該超音波センサを通じた信号
送信タイミングとの時間差に基づいて被検出体との間の
距離を演算する処理を行う。この場合、距離演算手段
は、受信したコード体系化超音波信号のコードが予め記
憶したコードと一致するときのみ上記距離演算処理を有
効化する構成となっている。このように、距離検出のた
めに複数系統の送受信経路が設定されると共に、コード
体系化超音波信号が使用される結果、風などの環境条件
やマルチパスなどの影響により、超音波センサが受信す
る超音波信号に波形の割れや欠落が生じたり或いはノイ
ズが混入した場合であっても、障害物の誤検出や未検出
が起きる可能性が低くなり、検出信頼性が大幅に向上す
るようになる。

【００１３】請求項８に記載した手段によれば、送受信
制御手段は、コード体系化超音波信号の送信動作毎にそ
のコードを異ならせる動作を行う。このため、超音波セ
ンサが受信するコード体系化超音波信号が、どの送信周
期で送信した超音波信号に対応したのもであるかを正確
に認識できるようになり、結果的に距離を誤検出する恐
れがなくなる。

【００１４】請求項９記載の手段によれば、複数の超音
波センサの何れかで故障が発生したときには、残りの正
常な超音波センサの何れか一つからコード体系化超音波
信号を順次送信する動作が行われて送信周期が短縮され
るようになるから、その送信周期ひいては距離検出動作
の間隔がいたずらに冗長化する事態を未然に防止でき
る。

【００１５】請求項１０記載の手段によれば、被検出体
側には、複数個の超音波センサと、これらの超音波セン
サの何れか一つがコード体系化超音波信号を受信したと
きに超音波センサを通じてコード体系化超音波信号を送
信する動作を実行するアンサバック用制御手段が設けら
れているから、検出体側及び被検出体側に設けられた超
音波センサから送信する各超音波信号は、検出体及び被
検出体間の距離だけ届けば良いことになる。この結果、
超音波センサに高い電圧を印加しなくても、各超音波信
号の受信レベルをある程度以上のレベルに維持できるよ
うになり、消費電力を抑制し且つ十分な距離検出精度を
保持しながら、最大検出距離を延長することが可能にな
る。

【００１６】請求項１１記載の手段によれば、上記アン
サバック用制御手段は、被検出体側超音波センサが検出
体側からのコード体系化超音波信号を各々受信したとき
に、それら受信信号を予め記憶したコードと照合する動
作をその受信順に行うと共に、その照合結果が一致した
時点で超音波センサを通じてコード体系化超音波信号を
送信する動作を実行するようになる。この結果、アンサ
バック用制御手段において、上記検出体側からのコード
体系化超音波信号以外の他の超音波信号に応答してコー
ド体系化超音波信号を送信するという誤動作が行われる
恐れがなくなり、結果的に距離検出の信頼性が向上する
ようになる。また、アンサバック用制御手段は、コード
照合結果が一致した時点で、コード体系化超音波信号を
送信する動作を行うから、そのコード照合動作が不要に
行われることがなくなる。

【００１７】請求項１２記載の手段によれば、コード体
系化超音波信号は、パルス状に構成されると共に複数個
が時系列的に組み合わされることによりコード体系化さ
れたものであるから、それらの信号の作成並びに信号処
理動作を、主に時間管理だけで行うことが可能になって
特別な回路構成が不要となるものであり、全体構成を簡
単化できる。また、距離演算手段は、複数個の検出体側
超音波センサからコード体系化超音波信号を送信した時
点から当該超音波センサを通じて所定レベル以上の超音
波信号を各々受信するまでの時間差データを長さ順に整
理した状態で記憶すると共に、その時間差データを予め
記憶した前記コード体系化超音波信号の時間間隔を示す
データと順次照合する動作を行う構成となっているか
ら、コード体系化超音波信号に含まれるパルス成分の抽
出を頻繁に行い得るようになって距離検出確率を高める
ことができる。

【００１８】請求項１３記載の手段においても、コード
体系化超音波信号が、パルス状に構成されると共に複数
個が時系列的に組み合わされた状態となっているから、
全体構成を簡単化できる。また、距離演算手段は、複数
個の検出体側超音波センサからコード体系化超音波信号
を送信した時点から当該超音波センサを通じて所定レベ
ル以上の超音波信号を各々受信するまでの時間差データ
に基づいて複数の受信超音波信号の波形をそれぞれ再現
し、各再現波形を予め記憶した前記コード体系化超音波
信号のパルス幅データと個別に比較することにより、受
信超音波信号における単位パルスの有無を順次照合する
動作を行う構成となっているから、その照合精度を高め
ることができて距離を誤検出する可能性が低くなる。し
かも、複数の受信超音波信号の再現波形のうちの一つか
らパルス波形の存在を検出したときに次のパルス波形の
有無を照合する動作に移行することが可能であるから、
その照合に要する時間を短縮できて、距離演算手段の処
理能力を有効利用できるようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明を自動車用の距離検出装置に適用した第１実施例につ
いて図１〜図６を参照しながら説明する。尚、この第１
実施例は、請求項１、５、６記載の各発明に対応するも
のである。

【００２０】図２には、本実施例による距離検出装置を
先行する自動車との距離検出に利用するようにしたシス
テムの構成例が概略的に示され、図３には、先行する自
動車１（被検出体）とこれに後続する自動車２（検出
体）との位置関係が概略的に示されている。まず、図３
において、自動車１及び２には、各前部に例えば４０Ｋ
Ｈｚ程度の超音波のサーチ信号ＳＸを前方へ送信するた
めの超音波センサ３が設けられ、各後部に同じく４０Ｋ
Ｈｚ程度の超音波のアンサバック信号ＳＺを後方へ送信
するための超音波センサ４が設けられている。

【００２１】一方、図２において、自動車１及び２にそ
れぞれ搭載された自動運転ＥＣＵ５は、先行車検出ＥＣ
Ｕ６から出力される先行車との距離情報並びに障害物と
の距離情報に基づいて走行速度の制御やブレーキ制御な
どを行うようになっている。先行車検出ＥＣＵ６は、自
動運転ＥＣＵ５から出力される制御許可／禁止信号Ｓａ
が制御許可を示すモードであった場合に先行車検出制御
及び障害物検出制御を実行し、当該制御許可／禁止信号
Ｓａが制御禁止を示すモードであった場合に先行車検出
制御及び障害物検出制御を停止するようになっている。

【００２２】また、先行車検出ＥＣＵ６は、後述するよ
うな距離演算処理により先行車との距離を示すデータを
得た場合に、アナログ値の先行車検出信号Ｓb1及びデジ
タル値（例えば３ビット）の先行車検出信号Ｓb2を自動
運転ＥＣＵ５に与えると共に、後述するような障害物に
対する距離演算処理により当該障害物との距離を示すデ
ータを得た場合に、アナログ値の近距離障害物検出信号
Ｓc1及びデジタル値（例えば３ビット）の近距離障害物
検出信号Ｓc2を自動運転ＥＣＵ５に出力するようになっ
ている。このように、先行車との距離情報を示す先行車
検出信号Ｓb1及びＳb2並びに障害物との距離情報を示す
近距離障害物検出信号Ｓc1及びＳc2を、それぞれアナロ
グ値及びデジタル値による二重伝送系とすることによ
り、フェールセーフ性の向上を図っている。

【００２３】さらに、先行車検出ＥＣＵ６は、各超音波
センサ３及び４の残響をモニタすることによりそれらの
故障の有無を監視しており、その監視結果を示すフェー
ル情報信号Ｓｆを自動運転ＥＣＵ５に与えるようになっ
ている。そして、自動運転ＥＣＵ５は、フェール情報信
号Ｓｆに基づいて先行車検出ＥＣＵ６による検出制御を
許容するか否かを判断し、その判断結果に応じたモード
の制御許可／禁止信号Ｓａを出力する構成となってい
る。

【００２４】図１には、先行車検出ＥＣＵ６の具体的な
回路構成例が機能ブロックの組み合わせにより示されて
いる。この図１において、前記アンサバック信号ＳＺ送
信用の超音波センサ４を含んで成る超音波トランスポン
ダ７（本発明でいうアンサバック手段に相当）は、超音
波センサ４を通じてアンサバック信号ＳＺを送信するた
めの送信部８、超音波センサ４が受信した前記サーチ信
号ＳＸを検波するための受信部９、送信部８の制御並び
に受信部９による受信信号の処理制御を行うためのリア
用マイコン１０を備えた構成となっている。この場合、
上記受信部９は、超音波センサ４による受信信号のうち
サーチ信号ＳＸの周波数帯域（４０ＫＨｚ前後）の信号
を通過させるフィルタ９ａ、その受信信号を増幅する増
幅部９ｂ、所定のしきい値レベル以上ある増幅信号のみ
波形整形した状態で出力する判定部９ｃによって構成さ
れている。尚、上記所定のしきい値レベルは、マルチパ
スによる影響を受けないようなレベル（例えば、フロン
ト側の超音波センサ３から送信したサーチ信号ＳＸが自
車のリア側の超音波センサ４で受信されてしまうレベ
ル、逆にリア側の超音波センサ４から送信したアンサバ
ック信号ＳＺが自車のフロント側の超音波センサ３で受
信されてしまうレベル）以上に設定しておく。

【００２５】前記サーチ信号ＳＸ送信用の超音波センサ
３を含んで成る送受信回路１１（本発明でいうサーチ用
送受信手段に相当）は、超音波センサ３を通じてサーチ
信号ＳＸを送信するための送信部１２、超音波センサ３
が受信した前記アンサバック信号ＳＺを検波するための
受信部１３、送信部１２の制御並びに受信部１３による
受信信号の処理制御を行うためのフロント用マイコン１
４（本発明でいう距離演算手段に相当）を備えた構成と
なっている。この場合、上記受信部１３は、超音波セン
サ３による受信信号のうちアンサバック信号ＳＺの周波
数帯域（４０ＫＨｚ前後）の信号を通過させるフィルタ
１３ａ、その受信信号を増幅する増幅部１３ｂ、所定の
しきい値レベル以上ある増幅信号のみ波形整形した状態
で出力する判定部１３ｃによって構成されている。

【００２６】尚、フロント用マイコン１４及びリア用マ
イコン１０は同一の発振器１５からクロックパルスが与
えられる構成となっており、両者はマスター・スレーブ
システムを構築している（フロント用マイコン１４がマ
スター側）。この場合、フロント用マイコン１４は、リ
ア用マイコン１０に対し所定周期毎に応答要求信号を出
力しており、リア用マイコン１０は、その動作が正常な
状態では上記応答要求信号に対する応答信号を出力する
ようになっている。フロント用マイコン１４は、このよ
うな応答信号の有無に応じてリア用マイコン１０が正常
に動作しているか否かを監視している。また、図１中の
破線はシールドケースを示す。

【００２７】フロント用マイコン１４は、入出力インタ
フェース１６を介して前記制御許可／禁止信号Ｓａを入
力すると共に、前記フェール情報信号Ｓｆをその入出力
インタフェース１６を介して出力するようになってい
る。また、フロント用マイコン１４は、前記デジタル値
の先行車検出信号Ｓb2及び近距離障害物検出信号Ｓc2を
直接的に出力すると共に、前記アナログ値の先行車検出
信号Ｓb1及び近距離障害物検出信号Ｓc1をそれぞれＤＡ
コンバータ１７及び１８を介して出力する構成となって
いる。

【００２８】安定化電源回路１９は、図示しない外部電
源（車載バッテリ）から給電されて前記両マイコン１０
及び１４やＤＡコンバータ１７、１８などの回路要素の
ための安定化電圧出力（５Ｖ）を発生する。昇圧回路２
０は、安定化電源回路１９の出力を昇圧して受信部９及
び１３のための電圧出力（例えば８Ｖ）を発生する。昇
圧回路２１は、安定化電源回路１９の出力を昇圧して送
信部８及び１２のための電圧出力（例えば±１５Ｖ）を
発生する。

【００２９】図４には、後続車（自動車２）におけるサ
ーチ信号ＳＸの送信タイミング及びアンサバック信号Ｓ
Ｚの受信タイミングと、先行車（自動車１）におけるサ
ーチ信号ＳＸの受信タイミング及びアンサバック信号Ｓ
Ｚの送信タイミングとの関係が模式的に示されており、
以下、この図４を参照しながら先行車検出ＥＣＵ６の動
作内容について説明する。

【００３０】後続の自動車２側の先行車検出ＥＣＵ６が
有する送受信回路１１は、図４に示すように、パルス状
のサーチ信号ＳＸを送信する動作を所定周期Ｔ（例えば
２５０ｍｓ）にて反復する。このサーチ信号ＳＸは、所
定時間ｔａが経過したときに、先行する自動車１側の先
行車検出ＥＣＵ６が有する超音波トランスポンダ７にて
受信され、当該トランスポンダ７は、所定の処理時間ｔ
ｍが経過したときにパルス状のアンサバック信号ＳＺを
送信する動作を行う。このアンサバック信号ＳＺは、所
定時間ｔａが経過したときに、後続する自動車２側の先
行車検出ＥＣＵ６が有する送受信回路１１にて受信され
る。

【００３１】このようにアンサバック信号ＳＺを受信し
た後続自動車２側の送受信回路１１にあっては、内部の
フロント用マイコン１４が、サーチ信号ＳＸの送信タイ
ミングとアンサバック信号ＳＺの受信タイミングとの時
間差Σｔ（２×ｔａ＋ｔｍ）を演算用データとして算出
するものであり、この時間差Σｔを示すデータと予め設
定された前記処理時間ｔｍを示すデータに基づいて先行
する自動車１との間の距離Ｌ（図３参照）を演算する処
理を行う。

【００３２】尚、ここでいうサーチ信号ＳＸ及びアンサ
バック信号ＳＺの受信タイミングとは、送受信回路１１
内における増幅部１３ｂでの増幅信号のレベルが、判定
部１３ｃに設定されたしきい値レベル以上になったとき
のタイミングである。

【００３３】上記距離Ｌの演算処理は、具体的には以下
のように行われる。即ち、距離Ｌは次式で求めること
ができる。 Ｌ＝ｖ×（Σｔ−ｔｍ）／２ ……… 但し、ｖは超音波の空気中伝搬速度である。

【００３４】後続する自動車２側のフロント用マイコン
１４は、上記式に基づいた演算により先行する自動車
１との距離Ｌをデジタルデータとして算出し、その算出
データを先行車検出信号Ｓb2として出力すると共に、Ｄ
Ａコンバータ１７を通じてアナログ値の先行車検出信号
Ｓb1として出力する。尚、超音波の空気中伝搬速度ｖを
示すデータは、予め固定的な値に設定しておいても良い
が、その値を周囲温度により補正しながら利用する構成
とすることもできる。

【００３５】一方、フロント用マイコン１４は、図４に
示すように、サーチ信号ＳＸの送信後に当該サーチ信号
ＳＸの反射波を予め設定された時間Ｔmin 内に受信した
ときには、そのサーチ信号ＳＸの送信タイミングと受信
タイミングとの時間差Δｔに基づいた距離演算処理を行
うものである。このように時間Ｔmin 内にサーチ信号Ｓ
Ｘの反射波を受信する状態は、図５に示すように、自動
車２の前方における所定の近距離範囲Ｎ内に障害物２２
が存在する状態に相当するものであり、自動車２及び障
害物２２間の距離Ｌ0 は次式で求めることができる。 Ｌ0 ＝ｖ×Δｔ／２ ………

【００３６】尚、近距離範囲Ｎの大きさは、ｖ×Ｔmin
／２により求まるものであるから、Ｔmin の値を適宜に
設定することにより、その範囲Ｎの大きさを容易に変更
することができる（本実施例では、近距離範囲Ｎの大き
さを例えば２．５ｍ程度に設定している）。

【００３７】後続する自動車２側のフロント用マイコン
１４は、上記式に基づいた演算により障害物２２との
距離Ｌ0 をデジタルデータとして算出し、その算出デー
タを近距離障害物検出信号Ｓc2として出力すると共に、
ＤＡコンバータ１８を通じてアナログ値の近距離障害物
検出信号Ｓc1として出力する。

【００３８】さらに、フロント用マイコン１４は、上記
のようにサーチ信号ＳＸの送信動作を行った後に当該サ
ーチ信号ＳＸの反射波を予め設定された時間Ｔmin 内に
受信したとき、つまり所定の近距離範囲Ｎ内に障害物２
２が存在することを検出したときには、その後において
サーチ信号ＳＸの送信周期Ｔを短縮する制御を行うよう
になっている。具体的には、フロント用マイコン１４
は、図６のフローチャートに示すような制御動作を行
う。

【００３９】即ち、図６は、サーチ信号ＳＸの送信周期
を切り替えるための制御内容のみを便宜的に抽出して示
したものである。この図６において、フロント用マイコ
ン１４は、初期状態では超音波センサ３からパルス状の
サーチ信号ＳＸを送信する動作を所定周期Ｔ（例えば２
５０ｍｓ）にて反復するという通常モードに切り替わる
（ステップＡ１）。次いで、設定された近距離範囲Ｎ内
に存在する障害物２２を検出したか否かを判断し（ステ
ップＡ２）、被検出状態では前記通常モードを継続する
（ステップＡ３）。これに対して、近距離範囲Ｎ内で障
害物を検出したとき、つまり前記近距離障害物検出信号
Ｓc1及びＳc2を出力したときには、近距離重視モードを
開始してサーチ信号ＳＸの送信周期をＴａ（例えば６０
ｍｓ）に変更する（ステップＡ４）。

【００４０】このようなモード変更後には、近距離範囲
Ｎ内に障害物２２が存在しなくなったか否かを判断し
（ステップＡ５）、存在しないと判断したときには、前
記通常モードに復帰してサーチ信号ＳＸの送信周期をＴ
（＝２５０ｍｓ）に戻し（ステップＡ６）、この後にス
テップＡ２へ戻る。これに対して、近距離範囲Ｎ内で障
害物が存在すると判断したときには、近距離重視モード
をそのまま継続する（ステップＡ７）。

【００４１】上記した本実施例によれば、以下に述べる
ような効果を奏することができる。超音波のサーチ信号
ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺは、自動車１及び２間の
距離Ｌだけ届けば良いから、超音波センサ３及び４に高
い電圧を印加しなくても、各信号ＳＸ及びＳＺの受信レ
ベルをある程度以上のレベルに維持することができる。
この結果、消費電力を抑制し且つ十分な距離検出精度を
保持しながら、最大検出距離を延長することが可能にな
る。因みに、本実施例の構成によれば、最大検出距離が
２０ｍ程度になっても十分な距離検出精度が得られるも
のである。

【００４２】また、送受信回路１１においてサーチ信号
ＳＸの送信動作を行った後に当該サーチ信号ＳＸの反射
波を予め設定された時間Ｔmin 内に受信した場合（自動
車２から比較的近い近距離範囲Ｎ内に障害物２２のよう
な物体が存在する場合）には、送受信回路１１内のフロ
ント用マイコン１４は、サーチ信号ＳＸの送信タイミン
グとその反射波の受信タイミングとの時間差Δｔに基づ
いた距離演算処理を行うようになる。この結果、自動車
２の前方近くに障害物２２が存在する場合には、その障
害物２２までの距離検出を迅速に行い得ることになり、
結果的に近距離から長距離までの広い範囲での物体検出
を的確に行い得るようになる。

【００４３】さらに、上記のように近距離範囲Ｎ内で障
害物２２を検出した場合には、サーチ信号ＳＸの送信周
期が通常モード時のＴ（＝２５０ｍｓ）から近距離重視
モード時のＴａ（＝６０ｍｓ）に短縮されるようになる
から、自動車２の走行状況下において、上記障害物２２
までの距離検出を頻繁に行い得るようになる。従って、
先行車検出ＥＣＵ６を本実施例のように自動車に搭載す
る場合にきわめて有用になるものであり、勿論、自動車
以外の移動体（例えば無人搬送ロボット）に搭載する場
合にも有用になる。

【００４４】（第２の実施の形態）図７には、上記第１
実施例に変更を加えた本発明の第２実施例が示されてお
り、以下これについて異なる部分のみ説明する。尚、こ
の第２実施例は、請求項２、４記載の各発明に対応する
ものである。

【００４５】即ち、本実施例は、先行車検出ＥＣＵ６に
おいて、サーチ信号ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺをコ
ード体系化した状態で送受信するシステムを構築した点
に特徴を有する。図７には、後続する自動車２における
サーチ信号ＳＸの送信タイミング及びアンサバック信号
ＳＺの受信タイミングと、先行する自動車１におけるサ
ーチ信号ＳＸの受信タイミング及びアンサバック信号Ｓ
Ｚの送信タイミングとの関係が模式的に示されている。

【００４６】後続の自動車２側の先行車検出ＥＣＵ６が
有する送受信回路１１は、図７に示すように、ｎ回目
（ｎは自然数）の周期Ｔｎにパルス状のサーチ信号ＳＸ
を一定時間τをおいて２回送信する動作を行い、（ｎ＋
１）回目の周期Ｔ(n+1) にサーチ信号ＳＸを一定時間τ
をおいて３回送信する動作を行い、（ｎ＋２）回目の周
期Ｔ(n+2）にサーチ信号ＳＸを一定時間τをおいて４回
送信する動作を行うようになっており、これ以降は上記
のような送信動作を最初から反復する。この場合、Ｔｎ
＝Ｔ(n+1) ＝Ｔ(n+2) ＝２５０ｍｓである。つまり、サ
ーチ信号ＳＸは、パルス状に構成されると共に、複数個
が時系列的に組み合わされることによりコード体系化さ
れるものであり、送受信回路１１は、サーチ信号ＳＸの
送信動作毎に当該サーチ信号ＳＸの組み合わせ個数を２
個から４個の範囲でサイクリックに異ならせる動作を所
定時間（Ｔｎ＋Ｔ(n+1) ＋Ｔ(n+2) ＝７５０ｍｓ）毎に
反復して行うものである。

【００４７】上記のように送信されるサーチ信号ＳＸ
は、所定時間ｔａが経過したときに、先行する自動車１
側の先行車検出ＥＣＵ６が有する超音波トランスポンダ
７にて受信され、当該トランスポンダ７は、所定の処理
時間ｔｍが経過したときに受信したサーチ信号ＳＸと同
じ数のパルス状アンサバック信号ＳＺを一定時間τをお
いて送信する動作を行う。このように送信されるアンサ
バック信号ＳＺは、所定時間ｔａが経過したときに、後
続する自動車２側の先行車検出ＥＣＵ６が有する送受信
回路１１にて受信される。

【００４８】このようにアンサバック信号ＳＺを受信し
た後続自動車２側の送受信回路１１にあっては、内部の
フロント用マイコン１４が、サーチ信号ＳＸの送信タイ
ミングと１個目のアンサバック信号ＳＺの受信タイミン
グとの時間差Σｔ（２×ｔａ＋ｔｍ）に基づいて先行す
る自動車１との間の距離Ｌ（図３参照）を演算する処理
を前記式に基づいて行う。さらに、上記フロント用マ
イコン１４は、受信したアンサバック信号ＳＺのパルス
数及びパルス間隔τと、サーチ信号ＳＸの送信時に記憶
しておいたサーチ信号ＳＸのパルス数及びパルス間隔τ
とを比較照合し、両者が同一とあると判断した場合に、
上記距離Ｌの演算結果を当該サーチ信号ＳＸの送信周期
における先行自動車１との間の距離として確定する。

【００４９】要するに、本実施例によれば、サーチ信号
ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺをコード体系化した状態
で送受信する構成とした上で、受信したアンサバック信
号ＳＺと予め記憶したコード（実際にはサーチ信号ＳＸ
のパルス数及びパルス間隔）とを比較照合した結果が一
致するときのみ、距離Ｌの演算処理結果を有効化する構
成となっている。このような構成によれば、後続の自動
車２側の先行車検出ＥＣＵ６で受信するアンサバック信
号ＳＺが、どの送信周期で送信したサーチ信号ＳＸに対
応したものであるかを的確に認識できるようになって、
常に正確な距離演算処理を行い得るものであり、先行自
動車１との間の距離Ｌを誤検出する事態を確実に防止で
きる。

【００５０】また、サーチ信号ＳＸ及びアンサバック信
号ＳＺは、パルス状に構成されると共に、複数個が時系
列的に組み合わされることによりコード体系化されたも
のであるから、それらの信号ＳＸ及びＳＺの作成並びに
信号処理動作を、主にマイコンのプログラムに基づいた
時間管理だけで行うことが可能になって特別な回路構成
が不要となるものであり、全体構成を簡単化できるよう
になる。

【００５１】尚、上記第２実施例では、超音波トランス
ポンダ７を、サーチ信号ＳＸの受信時に、その受信サー
チ信号ＳＸと同じ数のパルス状アンサバック信号ＳＺを
一定時間τをおいて送信する動作を無条件で実行する構
成としたが、受信したサーチ信号ＳＸのコード（パルス
数及びパルス間隔）が予め記憶したコードと一致すると
きのみアンサバック信号ＳＺを送信する動作を行う構成
（請求項３記載の発明に対応）としても良い。この構成
によれば、先行する自動車１側の超音波トランスポンダ
７にあっては、後続する自動車２側の送受信回路１１か
ら送信されるサーチ信号ＳＸ以外の他の超音波信号に応
答してアンサバック信号ＳＺを送信するという誤動作を
行う恐れがなくなり、結果的に両自動車１及び２間の距
離Ｌの検出信頼性が向上するようになる。

【００５２】上記第２実施例では、パルス状のサーチ信
号ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺをコード体系化するの
に、そのパルス個数及びパルス間隔を異ならせる構成と
したが、例えば、図８に示すように、サーチ信号ＳＸ及
びアンサバック信号ＳＺの各送信周期Ｔでのパルス数を
同じ状態（図の例では２個）とした上で、そのパルス幅
（超音波送信時間）Ｗａを、各送信周期Ｔにおいて順次
異ならせることによりコード体系化することも可能であ
り、また、同図８に示すパルス周期Ｗｔを周期的に異な
らせることによりコード体系化しても良い。この他、サ
ーチ信号ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺの各送信周期毎
に、それらの信号ＳＸ及びＳＺに対し周波数変調をかけ
てコード体系化しても良いなど、そのコード体系化の手
段には種々の手法を用いることができる。

【００５３】（第３の実施の形態）図９〜図１２には本
発明の第３実施例が示されており、以下これについて異
なる部分のみ説明する。尚、この第３実施例は、請求項
７、８、１０、１１記載の各発明に対応するものであ
る。

【００５４】図１０には、本実施例による距離検出装置
を先行する自動車との距離検出に利用するようにしたシ
ステムの構成例が概略的に示され、図１１には自動車の
概略的な平面図が示されている。まず、図１１におい
て、自動車２３には、前部に例えば４０ＫＨｚ程度の超
音波のサーチ信号ＳＸ（コード体系化超音波信号）を前
方へ送信するための合計３個の超音波センサ３ａ、３
ｂ、３ｃが設けられ、後部に同じく４０ＫＨｚ程度の超
音波のアンサバック信号ＳＺ（コード体系化超音波信
号）を後方へ送信するための合計３個の超音波センサ４
ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。

【００５５】一方、図１０において、自動車２３に搭載
された自動運転ＥＣＵ２４は、先行車検出ＥＣＵ２５か
ら出力される先行車との距離情報並びに障害物との距離
情報に基づいて走行速度の制御やブレーキ制御などを行
うようになっている。先行車検出ＥＣＵ２５は、自動運
転ＥＣＵ２４から出力される制御許可／禁止信号Ｓａが
制御許可を示すモードであった場合に先行車検出制御及
び障害物検出制御を実行し、当該制御許可／禁止信号Ｓ
ａが制御禁止を示すモードであった場合に先行車検出制
御及び障害物検出制御を停止するようになっている。

【００５６】また、先行車検出ＥＣＵ２５は、後述する
ような距離演算処理により先行車との距離を示すデータ
を得た場合に、アナログ値の先行車検出信号Ｓb1及びデ
ジタル値（例えば３ビット）の先行車検出信号Ｓb2を自
動運転ＥＣＵ２４に与えると共に、後述するような障害
物検出制御により障害物との距離を示すデータを得た場
合に、アナログ値の近距離障害物検出信号Ｓc1及びデジ
タル値（例えば３ビット）の近距離障害物検出信号Ｓc2
を自動運転ＥＣＵ２４に出力するようになっている。

【００５７】さらに、先行車検出ＥＣＵ２５は、各超音
波センサ３ａ〜３ｃ及び４ａ〜４ｃの残響をモニタする
ことによりそれらの故障の有無を監視しており、その監
視結果を示すフェール情報信号Ｓｆを自動運転ＥＣＵ２
４に与えるようになっている。そして、自動運転ＥＣＵ
２４は、フェール情報信号Ｓｆに基づいて先行車検出Ｅ
ＣＵ２５による検出制御を許容するか否かを判断し、そ
の判断結果に応じたモードの制御許可／禁止信号Ｓａを
出力する構成となっている。

【００５８】図９には、先行車検出ＥＣＵ２５の具体的
な回路構成例が機能ブロックの組み合わせにより示され
ている。この図９において、超音波トランスポンダ２６
（本発明でいうアンサバック用制御手段に相当）は、超
音波センサ４ａ〜４ｃを通じてアンサバック信号ＳＺを
それぞれ送信するための合計３個の送信部２７、超音波
センサ４ａ〜４ｃが受信した前記サーチ信号ＳＸをそれ
ぞれ検波するための合計３個の受信部２８、送信部２７
の制御並びに受信部２８による受信信号の処理制御を行
うためのリア用マイコン２９を備えた構成となってい
る。この場合、上記受信部２８は、超音波センサ４によ
る受信信号のうちサーチ信号ＳＸの周波数帯域（４０Ｋ
Ｈｚ前後）の信号を通過させるフィルタ２８ａ、その受
信信号を増幅する増幅部２８ｂ、所定のしきい値レベル
以上ある増幅信号のみ波形整形した状態で出力する判定
部２８ｃによって構成されている。

【００５９】送受信回路３０（本発明でいう送受信制御
手段に相当）は、超音波センサ３ａ〜３ｃを通じてサー
チ信号ＳＸをそれぞれ送信するための合計３個の送信部
３１１、超音波センサ３ａ〜３ｃが受信した前記アンサ
バック信号ＳＺをそれぞれ検波するための合計３個の受
信部３２、送信部３１の制御並びに受信部３２による受
信信号の処理制御を行うためのフロント用マイコン３３
（本発明でいう距離演算手段に相当）を備えた構成とな
っている。この場合、上記受信部３２は、超音波センサ
３ａ〜３ｃによる受信信号のうちアンサバック信号ＳＺ
の周波数帯域（４０ＫＨｚ前後）の信号を通過させるフ
ィルタ３２ａ、その受信信号を増幅する増幅部３２ｂ、
所定のしきい値レベル以上ある増幅信号のみ波形整形し
た状態で出力する判定部３２ｃによって構成されてい
る。

【００６０】尚、本実施例においても、フロント用マイ
コン３３及びリア用マイコン２９は同一の発振器１５か
らクロックパルスが与えられる構成となっており、両者
はマスター・スレーブシステムを構築すると共に、リア
用マイコン２９が正常に動作しているか否かをフロント
用マイコン３３側で監視している。また、図９中の破線
はシールドケースを示す。この他、先行車検出ＥＣＵ２
５内には、前記第１実施例と同様の入出力インタフェー
ス１６、ＤＡコンバータ１７及び１８、安定化電源回路
１９、昇圧回路２０及び２１が設けられている。

【００６１】図１２には、後続の自動車２３（検出体）
の各超音波センサ３ａ〜３ｃによるサーチ信号ＳＸの送
信タイミング及びアンサバック信号ＳＺの受信タイミン
グと、これに先行する自動車２３（被検出体）の各超音
波センサ４ａ〜４ｃによるサーチ信号ＳＸの受信タイミ
ング及びアンサバック信号ＳＺの送信タイミングとの関
係の一例が模式的に示されており、以下、この図１２を
参照しながら先行車検出ＥＣＵ２５の動作内容について
説明する。

【００６２】後続の自動車２３側の先行車検出ＥＣＵ２
５が有する送受信回路３０は、図１２に示すように、ｎ
回目の送信期間ＴＭｎに、第１番目の超音波センサ３ａ
からパルス状のサーチ信号ＳＸを一定時間をおいて２回
送信する動作を行い、次の送信期間ＴＭ(n+1) に、第２
番目の超音波センサ３ｂからサーチ信号ＳＸを一定時間
をおいて３回送信する動作を行い、さらに次の送信期間
ＴＭ(n+2）に、第３番目の超音波センサ３ｃからサーチ
信号ＳＸを一定時間をおいて２回送信するという動作を
行うようになっており、これ以降は各超音波センサ３ａ
〜３ｃから上記のような順序でサーチ信号ＳＸを２回ま
たは３回ずつ交互に出力する動作を反復する。つまり、
サーチ信号ＳＸは、パルス状に構成されると共に、複数
個が時系列的に組み合わされることによりコード体系化
されるものであり、送受信回路３０は、各超音波センサ
３ａ〜３ｃのうちの一つから異なる組み合わせ個数（２
個または３個）のサーチ信号ＳＸをサイクリックに送信
する動作（サーチ信号ＳＸの送信動作毎にそのコードを
異ならせる動作）を反復して行うものである。この場
合、各送信期間ＴＭｎ、ＴＭ(n+1）、ＴＭ(n+2) の長さ
はそれぞれ２５０ｍｓずつに設定されるものであり、各
超音波センサ３ａ〜３ｃによるサーチ信号ＳＸの送信周
期（ＴＭｎ＋ＴＭ(n+1) ＋ＴＭ(n+2) ）は７５０ｍｓに
なる。

【００６３】上記のように送信されるサーチ信号ＳＸ
は、所定時間ｔａが経過したときに、先行する自動車２
３側の超音波センサ４ａ〜４ｃにて受信される。当該先
行自動車２３が有する超音波トランスポンダ２６内のリ
ア用マイコン２９は、受信サーチ信号ＳＸを予め記憶し
たコードと照合する動作を、その受信順に行うものであ
り、その照合結果が一致したときには所定の処理時間ｔ
ｍが経過した時点で、超音波センサ４ａ〜４ｃのうち上
記照合結果が一致したサーチ信号ＳＸを受信したもの
（図１２の例では、周期Ｔｎでは超音波センサ４ａ、周
期Ｔ(n+1) では超音波センサ４ｂ）からパルス状のアン
サバック信号ＳＺを送信する動作を行い、このような送
信動作を行ったときには残りの受信サーチ信号の照合動
作をキャンセルする。つまり、超音波センサ４ａ〜４ｃ
で受信されたサーチ信号ＳＸの何れか一つが適正なもの
であった時点で、そのサーチ信号ＳＸに応答してアンサ
バック信号ＳＺを送信するという一種のＯＲ動作を行う
ものである。

【００６４】この場合、超音波トランスポンダ２６は、
２パルス状のサーチ信号ＳＸを受信したときに、アンサ
バック信号ＳＺを一定時間をおいて４回送信する動作を
行い、３パルス状のサーチ信号ＳＸを受信したときに、
アンサバック信号ＳＺを一定時間をおいて５回送信する
動作を行うようになっている。

【００６５】尚、ここでは、超音波トランスポンダ２６
において、超音波センサ４ａ〜４ｃがサーチ信号ＳＸを
受信したときには、そのサーチ信号ＳＸをコード照合す
る構成としたが、その照合を行うことなくサーチ信号Ｓ
Ｘの受信に応答してアンサバック信号ＳＺを送信する構
成を採用することも可能である。

【００６６】さて、上記のように先行する自動車２３の
超音波センサ４ａ〜４ｃの何れかから送信されたアンサ
バック信号ＳＺは、所定時間ｔａが経過したときに、後
続する自動車２３側の超音波センサ３ａ〜３ｃにて受信
される。当該後続自動車２３が有する先行車検出ＥＣＵ
２５内の送受信回路３０は、内部のフロント用マイコン
３３が、サーチ信号ＳＸの送信タイミングと、超音波セ
ンサ３ａ〜３ｃの何れかで最初に受信したアンサバック
信号ＳＺの受信タイミングとの時間差Σｔ（２×ｔａ＋
ｔｍ）に基づいて先行する自動車２３との間の距離を演
算する処理を前記式に基づいて行う。さらに、上記フ
ロント用マイコン３３は、上記最初に受信したアンサバ
ック信号ＳＺのコード（パルス数及びパルス間隔）と、
サーチ信号ＳＸの送信時に記憶しておいたサーチ信号Ｓ
Ｘのコードとを比較照合し、両者が同一とあると判断し
た場合に、上記距離の演算結果を当該サーチ信号ＳＸの
送信周期における先行自動車２３との間の距離として確
定し、その距離を示すデータを先行車検出信号Ｓb1及び
Ｓb2として出力する。

【００６７】また、上記のような照合結果が不一致であ
った場合には、超音波センサ３ａ〜３ｃにおいて次に受
信したアンサバック信号ＳＺに基づいた距離演算処理及
びコード照合動作を上述同様に行い、この照合結果も不
一致であった場合には、超音波センサ３ａ〜３ｃにおい
て最後に受信したアンサバック信号ＳＺに基づいた距離
演算処理及びコード照合動作を上述同様に行う。さら
に、この照合結果も不一致であった場合（超音波センサ
３ａ〜３ｃで受信した１周期分のアンサバック信号ＳＺ
の全てが不適正なものであった場合）には、その受信ア
ンサバック信号ＳＺに基づいた距離検出が不可能である
と判断し、先行車検出信号Ｓb2（３ビットのデジタルデ
ータ）を、そのデータ値を距離検出不能状態を示す例え
ば「１１１」にした状態で自動運転ＥＣＵ２４に送信す
る。

【００６８】要するに、送受信回路３０は、受信アンサ
バック信号ＳＺに基づいた距離演算処理並びにその信号
ＳＺのコード照合動作を、その受信順に行うものであ
り、その照合結果が一致したときには、残りの受信アン
サバック信号ＳＺによる距離演算処理及びその照合動作
をキャンセルする。つまり、超音波センサ３ａ〜３ｃで
受信されたアンサバック信号ＳＺの何れか一つが適正な
ものであった時点で、そのアンサバック信号ＳＺに基づ
いた距離演算結果を示す先行車検出信号Ｓb1及びＳb2を
出力するという一種のＯＲ動作を行うものである。

【００６９】また、図示しないが、先行車検出ＥＣＵ２
５内のフロント用マイコン３３は、サーチ信号ＳＸの送
信後に当該サーチ信号ＳＸの反射波を予め設定された時
間Ｔmin （図１２参照）内に受信したときには、そのサ
ーチ信号ＳＸの送信タイミングと受信タイミングとの時
間差に基づいた距離演算処理、つまり前記第１実施例で
述べたような障害物との間の距離演算処理、並びにサー
チ信号ＳＸの送信周期を短縮する制御を、当該第１実施
例と同様に行うものである。

【００７０】上記した本実施例によれば、以下に述べる
ような効果を奏することができる。即ち、本実施例で
は、サーチ信号ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺの送受信
動作を行うために３個ずつの超音波センサ３ａ〜３ｃ及
び４ａ〜４ｄを設ける構成、つまり、複数系統の送受信
経路が存在する構成とし、この送受信経路を介して複数
種類（実施例では２種類）のコードを有したサーチ信号
ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺの送受信を行い、その送
受信結果に基づいて距離検出動作を行う構成としてい
る。これにより、風などの環境条件や自動車２３の走行
経路でのマルチパスなどの影響により、超音波センサ３
ａ〜３ｃ及び４ａ〜４ｃが受信する超音波信号（アンサ
バック信号ＳＺ及びサーチ信号ＳＸ）に波形の割れや欠
落が生じたり或いはノイズが混入した場合であっても、
先行車及び障害物の誤検出や未検出が起きる可能性が低
くなり、検出信頼性が大幅に向上するようになる。

【００７１】特に、送受信回路３０は、サーチ信号ＳＸ
の送信動作毎にそのサーチ信号ＳＸのコードを異ならせ
る動作を所定周期で反復する構成となっているから、超
音波センサ３ａ〜３ｃが受信する超音波信号（先行車か
らのアンサバック信号ＳＺ若しくは障害物で反射された
サーチ信号ＳＸ）が、どの送信周期で送信したサーチ信
号ＳＸに対応したのもであるかを的確に認識できるよう
になり、結果的に距離を誤検出する恐れがなくなる。

【００７２】この場合、距離演算処理を行うためのフロ
ント用マイコン３３は、各超音波センサ４ａ〜４ｃで受
信したアンサバック信号ＳＺに基づいた距離演算処理及
びコード照合動作を、その受信順に行うと共に、そのア
ンサバック信号ＳＺの一つが適正と判断した時点で、残
りの受信アンサバック信号ＳＺによる距離演算処理及び
その照合動作をキャンセルするというＯＲ動作を行うよ
うになっているから、無駄な演算処理が行われる恐れが
なくなって、その処理能力を有効に利用できるようにな
る。

【００７３】また、先行車検出ＥＣＵ２５には、サーチ
信号ＳＸを受信したときにアンサバック信号ＳＺを送信
する超音波トランスポンダ２６が設けられているから、
超音波のサーチ信号ＳＸ及びアンサバック信号ＳＺは、
先行する自動車２３と後続の自動車２３の距離だけ届け
ば良いことになる。従って、超音波センサ３ａ〜３ｃ及
び４ａ〜４ｃに高い電圧を印加しなくても、各信号ＳＸ
及びＳＺの受信レベルをある程度以上のレベルに維持す
ることができる。この結果、消費電力を抑制し且つ十分
な距離検出精度を保持しながら、最大検出距離を延長す
ることが可能になる。

【００７４】送受信回路３０においてサーチ信号ＳＸの
送信動作を行った後に当該サーチ信号ＳＸの反射波を予
め設定された時間Ｔmin 内に受信した場合（自動車２３
から比較的近い距離範囲内に障害物が存在する場合）に
は、そのサーチ信号ＳＸの送信タイミングと反射波サー
チ信号ＳＸの受信タイミングとの時間差に基づい距離演
算処理が行われるから、近距離から長距離までの広い範
囲での物体検出を的確に行い得るようになる。

【００７５】超音波トランスポンダ２６内のリア用マイ
コン２９は、超音波センサ４ａ〜４ｃがサーチ信号ＳＸ
を各々受信したときに、それらサーチ信号ＳＸを予め記
憶したコードと照合する動作をその受信順に行うと共
に、その照合結果が一致した時点でアンサバック信号Ｓ
Ｚの送信動作を行う共に、残りの受信サーチ信号ＳＸの
照合動作をキャンセルするというＯＲ動作を行う構成と
なっている。この結果、超音波トランスポンダ２６にお
いて、サーチ信号ＳＸ以外の他の超音波信号に応答して
アンサバック信号ＳＺを送信するという誤動作が行われ
る恐れがなくなって、距離検出の信頼性が向上するよう
になり、また、サーチ信号ＳＸのコード照合動作が不要
に行われることがなくなって、リア用マイコン２９の処
理能力を有効に利用できるようになる。

【００７６】（その他の実施の形態）本発明は上記した
実施例に限定されるものではなく、次のような変形また
は拡張が可能である。第３実施例において、フロント用
マイコン３３に対して、超音波センサ３ａ〜３ｃでの故
障発生を残響モニタなどに基づいて検出する故障検出手
段としての機能を付加し、その故障発生を検出したとき
には、残りの正常な超音波センサの何れか一つからサー
チ信号ＳＸを順次送信する状態に切り替えることによ
り、その送信周期を短縮する制御を行う構成（請求項９
記載の発明に対応）としても良い。具体的には、第３実
施例の構成において、例えば超音波センサ３ｂにて故障
発生した場合には、残りの正常な超音波センサ３ａ、３
ｃの一方からサーチ信号ＳＸを順次送信する状態に切り
替えるものである。これにより図１２に示した送信期間
ＴＭ(n+1）が省略されて、サーチ信号ＳＸの送信周期が
７５０ｍｓから５００ｍｓに短縮されることになる。こ
のような構成によればサーチ信号ＳＸの送信周期ひいて
は距離検出動作の間隔がいたずらに冗長化する事態を未
然に防止できるようになる。

【００７７】第３実施例のようなハードウェア構成を採
用する場合、フロント用マイコン３３は、超音波センサ
３ａ〜３ｃを通じてサーチ信号ＳＸを送信した時点から
当該超音波センサ３ａ〜３ｃが所定レベル以上の超音波
信号（先行自動車２３からのアンサバック信号ＳＺ若し
くは障害物で反射されたサーチ信号ＳＸ）を各々受信す
るまでの時間差データを長さ順に整理した状態で記憶す
ると共に、その時間差データを予め記憶した前記送信サ
ーチ信号ＳＸの時間間隔を示すデータと順次照合する動
作を行い、その照合結果を距離演算処理に反映させる構
成（請求項１２記載の発明に対応）としても良い。この
構成によれば受信した超音波信号に含まれるパルス成分
（アンサバック信号ＳＺや反射サーチ信号ＳＸ）の抽出
を頻繁に行い得るようになって距離検出確率を高めるこ
とができる。

【００７８】また、第３実施例のようなハードウェア構
成を採用する場合、フロント用マイコン３３は、超音波
センサ３ａ〜３ｃからサーチ信号ＳＸを送信した時点か
ら当該超音波センサ３ａ〜３ｃを通じて所定レベル以上
の超音波信号（先行自動車２３からのアンサバック信号
ＳＺ若しくは障害物で反射されたサーチ信号ＳＸ）を各
々受信するまでの時間差データに基づいて、各超音波セ
ンサ３ａ〜３ｃが受信した複数の超音波信号の波形をそ
れぞれ再現すると共に、各再現波形を予め記憶した送信
サーチ信号ＳＸのパルス幅データと個別に比較すること
により、受信超音波信号の波形を順次照合する動作を行
う構成（請求項１３記載の発明に対応）としても良い。
この構成によれば、受信した超音波信号の照合精度を高
めることができて距離を誤検出する可能性が低くなる。
しかも、複数の受信超音波信号の再現波形のうちの一つ
から最初のパルス波形（アンサバック信号ＳＺや反射サ
ーチ信号ＳＸの１個分に相当）の存在を検出した時点で
次のパルス波形の有無を照合する動作に移行するという
ＯＲ動作が可能であるから、その照合に要する時間を短
縮できて、フロント用マイコン３３の処理能力を有効に
利用できるようになる。

【００７９】第３実施例において、フロント用マイコン
３３により、受信アンサバック信号ＳＺのコード（パル
ス数及びパルス間隔）と送信サーチ信号ＳＸのコード
（パルス数及びパルス間隔）とを比較照合する際に、パ
ルス波形が存在すると想定される範囲を示す時間幅デー
タを上記パルス間隔に対応させて予め設定しておき、こ
の時間幅データの範囲にパルス波形が存在するか否かを
調べることよってコード照合動作を行う構成としても良
く、この構成によればフロント用マイコン３３の必要メ
モリ容量を減らすことが可能になる。

【００８０】上記した各実施例では、アンサバック信号
ＳＺは、その受信レベルが予め設定されたしきい値レベ
ル（第１実施例では受信部１３内の判定部１３ｃに設定
され、第３実施例では受信部３２内の判定部３２ｃに設
定される）以上あるときに受信したものと判断する構成
となっているが、そのしきい値レベルを、被検出体との
距離が長くなるのに応じて段階的に下げる制御を行う構
成としても良い。

【００８１】第３実施例では、自動車２３の前方に３個
の超音波センサ３ａ〜３ｃを設けて、これらにより時分
割送信動作を行うようにしているが、道路幅が狭い場所
を走行する場合などには、両側に位置した超音波センサ
３ｂ、３ｃが道路両サイドの物体（塀、家屋など）から
の反射ノイズによる悪影響を受け易くなるため、中央に
位置した超音波センサ３ｂのみを送信用に用いて距離検
出動作を行うように切り替える構成としても良い。

【００８２】第３実施例では、３個ずつの超音波センサ
３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃを設ける構成としたが、少なく
とも２個ずつ以上の超音波センサを設ければ良く、勿
論、さらに多数個の超音波センサを設ける構成も可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す先行車検出ＥＣＵの
回路構成図

【図２】システム構成例を示す機能ブロック図

【図３】自動車の位置関係を概略的に示す図

【図４】動作説明用の模式的なタイミングチャート

【図５】自動車及び障害物の位置関係を概略的に示す図

【図６】制御内容の一部を示すフローチャート

【図７】本発明の第２実施例を示す図４相当図

【図８】第２実施例の変形例を説明するための模式的な
タイミングチャート

【図９】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図１０】図２相当図

【図１１】自動車の平面図

【図１２】図４相当図

【符号の説明】

１は自動車（被検出体）、２は自動車（検出体）、３、
３ａ〜３ｃ、４、４ａ〜４ｃは超音波センサ、５は自動
運転ＥＣＵ、６は先行車検出ＥＣＵ、７は超音波トラン
スポンダ（アンサバック手段）、１０はリア用マイコ
ン、１１は送受信回路（サーチ用送受信手段）、１４は
フロント用マイコン（距離演算手段）、２２は障害物、
２３は自動車（検出体、被検出体）、２４は自動運転Ｅ
ＣＵ、２５は先行車検出ＥＣＵ、２６は超音波トランス
ポンダ（アンサバック用制御手段）、２９はリア用マイ
コン、３０は送受信回路（送受信制御手段）、３３はフ
ロント用マイコン（距離演算手段）を示す。

フロントページの続き (72)発明者 水谷 彰利 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 浅倉 史生 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 河合 寿 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 都築 威夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 橘 彰英 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 村野 隆彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5J083 AA03 AB13 AC04 AC17 AC27 AD04 AF08 BA10 BB04 BE19 BE54

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出体と被検出体との間の距離を超音波
   を利用して検出する距離検出装置において、 前記被検出体側に設けられ、超音波のサーチ信号を受信
   したときに超音波のアンサバック信号の送信動作を行う
   アンサバック手段と、 前記検出体側に設けられ、前記サーチ信号を前記被検出
   体に向けて所定周期で送信する動作、並びに当該被検出
   体側の前記アンサバック手段から送信される前記アンサ
   バック信号の受信動作を行うサーチ用送受信手段と、 前記検出体側に設けられ、前記サーチ信号の送信タイミ
   ングと前記アンサバック信号の受信タイミングとの時間
   差に基づいて前記被検出体との間の距離を演算する処理
   を行う距離演算手段とを備えたことを特徴とする距離検
   出装置。
2. 【請求項２】 前記サーチ用送受信手段は、コード体系
   化サーチ信号を送信するように構成されると共に、その
   送信動作毎にサーチ信号のコードを異ならせる動作を行
   うように構成され、 前記アンサバック手段は、サーチ信号を受信したときに
   当該サーチ信号と同様にコード体系化されたアンサバッ
   ク信号を送信する動作を行うように構成され、 前記距離演算手段は、前記サーチ用送受信手段が受信し
   たアンサバック信号のコードが予め記憶したコードと一
   致するときのみ前記距離演算処理を有効化することを特
   徴とする請求項１記載の距離検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の距離検出装置において、 前記アンサバック手段は、受信したサーチ信号のコード
   が予め記憶したコードと一致するときにコード体系化さ
   れたアンサバック信号を送信する動作を行うことを特徴
   とする距離検出装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の距離検出装置に
   おいて、 前記サーチ信号は、パルス状に構成されると共に、複数
   個が時系列的に組み合わされることによりコード体系化
   され、 前記サーチ用送受信手段は、前記サーチ信号の送信動作
   毎に当該サーチ信号の組み合わせ個数またはパルス幅或
   いはパルス周期を異ならせる動作を行うように構成さ
   れ、 前記アンサバック手段は、受信したサーチ信号と同一形
   態のパルス状アンサバック信号の送信動作を行うように
   構成されることを特徴とする距離検出装置。
5. 【請求項５】 前記距離演算手段は、前記サーチ用送受
   信手段が前記サーチ信号の送信動作を行った後に当該サ
   ーチ信号の反射波を予め設定された時間内に受信したと
   きに、その送信タイミングと受信タイミングとの時間差
   に基づいた距離演算処理を行うことを特徴とする請求項
   １ないし４の何れかに記載の距離検出装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の距離検出装置において、 前記距離演算手段は、前記サーチ用送受信手段が前記サ
   ーチ信号の送信動作を行った後に当該サーチ信号の反射
   波を予め設定された時間内に受信した後には、前記サー
   チ用送受信手段を通じたサーチ信号の送信周期を短縮す
   る制御を行うことを特徴とする距離検出装置。
7. 【請求項７】 検出体と被検出体との間の距離を超音波
   を利用して検出する距離検出装置において、 前記検出体側に設けられた複数個の超音波センサと、 前記検出体側に設けられ、前記複数個の超音波センサの
   何れか一つからコード体系化超音波信号を順次送信する
   動作を実行すると共に、それらの超音波センサを通じて
   超音波信号を受信する動作を行う送受信制御手段と、 前記検出体側に設けられ、前記複数個の超音波センサが
   コード体系化超音波信号を受信したときに、その受信タ
   イミングと当該超音波センサを通じたコード体系化超音
   波信号の送信タイミングとの時間差に基づいて前記被検
   出体との間の距離を演算する処理を行う距離演算手段と
   を備え、 前記距離演算手段は、前記複数個の超音波センサが受信
   したコード体系化超音波信号のコードが予め記憶したコ
   ードと一致するときのみ前記距離演算処理を有効化する
   ことを特徴とする距離検出装置。
8. 【請求項８】 前記送受信制御手段は、コード体系化超
   音波信号の送信動作毎にそのコードを異ならせる動作を
   行うことを特徴とする請求項７記載の距離検出装置。
9. 【請求項９】 前記複数個の超音波センサでの故障発生
   を検出する故障検出手段を備え、 前記送受信制御手段は、前記故障検出手段が超音波セン
   サの故障発生を検出したときに、残りの正常な超音波セ
   ンサの何れか一つからコード体系化超音波信号を順次送
   信する動作を行うことによりその送信周期を短縮するこ
   とを特徴とする請求項７または８記載の距離検出装置。
10. 【請求項１０】 前記被検出体側には、複数個の超音波
    センサと、これらの超音波センサの何れか一つが前記コ
    ード体系化超音波信号を受信したときに超音波センサを
    通じてコード体系化超音波信号を送信する動作を実行す
    るアンサバック用制御手段とが設けられていることを特
    徴とする請求項７ないし９の何れかに記載の距離検出装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の距離検出装置におい
    て、 前記アンサバック用制御手段は、前記複数個の被検出体
    側超音波センサがコード体系化超音波信号を各々受信し
    たときに、それら受信信号を予め記憶したコードと照合
    する動作をその受信順に行うと共に、その照合結果が一
    致した時点で前記超音波センサを通じてコード体系化超
    音波信号を送信する動作を実行することを特徴とする距
    離検出装置。
12. 【請求項１２】 前記コード体系化超音波信号は、パル
    ス状に構成されると共に、複数個が時系列的に組み合わ
    されることによりコード体系化され、 前記距離演算手段は、前記複数個の検出体側超音波セン
    サからコード体系化超音波信号を送信した時点から当該
    超音波センサを通じて所定レベル以上の超音波信号を各
    々受信するまでの時間差データを長さ順に整理した状態
    で記憶すると共に、その時間差データを予め記憶した前
    記コード体系化超音波信号の時間間隔を示すデータと順
    次照合する動作を行うことを特徴とする請求項７ないし
    １１の何れかに記載の距離検出装置。
13. 【請求項１３】 前記コード体系化超音波信号は、パル
    ス状に構成されると共に、複数個が時系列的に組み合わ
    されることによりコード体系化され、 前記距離演算手段は、前記複数個の検出体側超音波セン
    サからコード体系化超音波信号を送信した時点から当該
    超音波センサを通じて所定レベル以上の超音波信号を各
    々受信するまでの時間差データに基づいて複数の受信超
    音波信号の波形をそれぞれ再現すると共に、各再現波形
    を予め記憶した前記コード体系化超音波信号のパルス幅
    データと個別に比較することにより、受信超音波信号の
    波形を順次照合する動作を行うことを特徴とする請求項
    ７ないし１１の何れかに記載の距離検出装置。