JP2002510057A - 複数の隣接する超音波センサの作動方法 - Google Patents

複数の隣接する超音波センサの作動方法

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JP2002510057A JP2000541539A JP2000541539A JP2002510057A JP 2002510057 A JP2002510057 A JP 2002510057A JP 2000541539 A JP2000541539 A JP 2000541539A JP 2000541539 A JP2000541539 A JP 2000541539A JP 2002510057 A JP2002510057 A JP 2002510057A
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Abstract

(57)【要約】 本発明による方法では、同期化されて作動させられる複数の隣接する超音波センサが自動的に測定クロック(M1、M2、M3)を有するクロック信号を発生する。3つの超音波センサの送信パルス(S1、S2、S3)は測定クロック(M1、M2、M3)を基準にして交互に変化する送信パルスずれをもって発生され、それによって隣接する超音波センサの非固有エコー信号が減殺される。なぜならば、これらの非固有エコー信号はそれらの位置を交互に変化するが、固有の探索されるエコー信号はその位置を変化しないからである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、複数の隣接する超音波センサを作動させるために、それらが同期化
され、それらのうち第1の超音波センサが第1の送信パルスを、第2の超音波セ
ンサが第2の送信パルスを、第3の超音波センサが第3の送信パルスを送り出す
複数の隣接する超音波センサの作動方法に関する。
【0002】 冒頭にあげた方法はヨーロッパ特許第0 519 090号明細書に記載されている。 隣接する超音波センサの作動時には超音波センサの周囲での超音波の望ましくな
い反射に基づいて相互の両方の影響が生じる。超音波センサが同期して送信しな
い場合、超音波センサの伝搬時間測定は隣接する超音波センサのエコー信号によ
り乱される。その場合、もしかすると、エコー信号は、相応の送信パルスを送り
出した超音波センサに正しく対応付けられ得ない。従って、伝搬時間評価の際に
、スイッチング出力が不定にセットされることによって、誤りが生ずる。この問
題を解決するために、これまで、超音波センサの供給電圧をサイクリックにスイ
ッチオンまたはスイッチオフすることによって、超音波センサを直列に作動させ
ることは知られている。この技術では超音波センサの応答時間は相応に長く、ま
た内部のリセット時間により遅らされることさえある。相互の影響を避けるため
の別の可能性はこれまで、組み込み規則の遵守、すなわち超音波センサの設置に
対する最小間隔の設定にある。しかし最小間隔は非常に用途に関係する。多くの
使用可能性に対してこの方法は高い安全性が要求されている場合除外される。相
互の影響を避けるための別の解決策は、隣接して作動させられる超音波センサが
それらのレリーズ出力端を介して互いに共通の導線により接続され、これを介し
て並列同期化が行われることにある。この際にはすべての近接スイッチから等し
い時点で送信パルスが送り出されるので、当該超音波センサへのエコー信号の時
間的に正しい対応付けの問題はなくなる。しかしこのような並列同期化は、伝搬
時間評価が部分に分けて構成された評価アルゴリズムを含んでいないという欠点
を有する。ヨーロッパ特許第0 519 090 号明細書には多数の超音波センサをそれ
らのレリーズ出力端を介して共通の導線により自動的な並列または直列の同期化
と相互接続することが記載されている。
【0003】 しかしながら、駐車場の入口での自動計数のために必要とされるような速い過
程の走査はいまだに未解決の問題である。
【0004】 従って、本発明の課題は、冒頭にあげた種類の方法を、超音波センサの伝搬時
間測定が隣接する超音波センサのエコー信号により乱されずに確実に可能である
ことにより改善することである。
【0005】 この課題は請求項1の特徴により解決される。それによれば隣接する超音波セ
ンサは共通の導線を介して同期化され、送信パルスは時間的に交互にずらされて
送り出される。その際に個々の超音波センサの送信パルスずれは測定サイクルよ
りも、すなわち2つの次々と続く送信パルス間の時間よりも著しく小さく、それ
によってたとえば公知の直列の同期化の際よりも著しく高い測定レートが達成さ
れる。交互の送信パルスずれにより、隣接する超音波センサのエコー信号はそれ
らの常に交互に変化する伝搬時間により減殺される。
【0006】 このことを達成するため、本方法は請求項2の特徴により実施される。それに
よれば、多数の測定サイクルで超音波センサにより受信されたエコー信号が、す
なわち固有のエコー信号も非固有のエコー信号も、その位置に関して互いに比較
され、評価される。
【0007】 特に有利であることが判明している本方法の実施態様では、各々の超音波セン
サの探索される固有のエコー信号を求めるための安定性規範として、次々と続く
測定サイクルのなかで常に等しい時間窓の内側に現れる単一のエコー信号の位置
が用いられ、時間窓は大きさおよび位置に関してそれに先行する送信パルスを基
準にしている。すなわち固有のエコー信号のみが常に測定サイクルのなかでの位
置を保ち続け、他方において、測定サイクルから測定サイクルへと変化する送信
パルスずれにより非固有エコー信号の位置は変化する。こうして探索されるエコ
ー信号を求めるための簡単で同時に確実な規範が与えられている。
【0008】 本発明の実施例を以下に図面により一層詳細に説明する。
【0009】 多数の隣接する超音波センサを用いて車両を方向に無関係に計数するための本
発明による方法は、超音波センサがたとえばヨーロッパ特許第0 519 090 号明細
書に記載されている仕方で同期化されて作動させられるという前提から出発する
。そのために超音波センサは導線により互いに接続されている。超音波センサの
同期化パルスは時間的に少なくとも部分的に重なり合っている。導線は、まだ超
音波センサのどれか1つの同期化パルスが与えられているかぎり接地電位にある
。導線が電位HIGHになって初めて、新しい超音波の波すなわち近接スイッチ
の送信パルスを送り出すための準備ができる。超音波センサの同期化パルスによ
り引き起こされるこれらのエッジ切換わりは結果としてクロック信号を伴い、そ
の正のエッジは超音波センサの送信パルスに対する基準時点としての役割をする
。その際に送信パルスは時間的に交互に正のエッジを基準にしてずらされて送り
出される。個々の超音波センサの送信パルスずれは測定サイクルよりも、すなわ
ち超音波センサの2つの次々と続く送信パルス間の時間よりも著しく小さい。こ
れによりたとえば冒頭にあげた直列の同期化の際よりも著しく高い測定レートが
達成される。より高い測定レートは、超音波センサによって高速移動する対象物
が検出されなければならないときに重要になる。送信パルスずれが交互に変化す
ることにより、隣接する超音波センサのエコー信号は、それぞれ考察される超音
波センサの送信パルスを基準にしてのそれらの常に交互に変化する伝搬時間によ
り減殺される。超音波センサは測定サイクルのなかで固有のエコー信号の伝搬時
間およびそれぞれ隣接する超音波センサのエコー信号の伝搬時間を記憶する。3
つの測定サイクルのエコー信号の伝搬時間は互いに比較され、その際に超音波セ
ンサの固有のエコー信号の伝搬時間のみが予め定められた安定性規範を満足する
。このことは、エコー信号が少なくとも3回にわたって相前後して同一の時間窓
のなかで確認されるときに当てはまる。その際に時間窓の位置はたとえば超音波
センサと床との間または超音波センサと車両の屋根面との間の測定距離に関係し
て異なる。この時間窓の大きさはそのつどの用途に合わされて予め定められる。
【0010】 3つの同期化された超音波センサを有する例により、作動時に生ずる信号波形
が図面により説明される。最上の信号波形Aは、ヨーロッパ特許第0 519 090 号
明細書に詳細に示されているように、個々の超音波センサの同期化パルスに基づ
いて自動的に形成されるクロック信号を示す。前述のように、超音波センサの送
信パルスは、クロック信号の正のエッジから出発して、変化する送信パルスずれ
をもって送り出される。
【0011】 信号波形図Bに示されている超音波センサに対する送信パルスS1はクロック
信号の測定クロックM1、M2およびM3に対して3つの相い異なる送信パルス
ずれd1、d2およびd3を有し、この例ではd1=0ms、d2=5ms、d
3=10msである。これらは上記の順番で、その後サイクリックに繰り返して
生ずる。
【0012】 その下に位置している信号波形図DおよびFは第2の超音波センサに関する送
信パルスS2および第3の超音波センサに関する送信パルスS3の位置を示す。
送信パルスS2は測定クロックM1により開始して、測定クロックM1に対する
d2、測定クロックM2に対するd3および測定クロックM3に対するd1なら
びにそのサイクリックな繰り返しの順番で送信パルスずれを有する。第3の超音
波センサの送信パルスS3は測定クロックM1の際に送信パルスずれd3をもっ
て開始し、それに測定クロックM2に対する送信パルスずれd1が続き、さらに
その後に測定クロックM3に対する送信パルスずれd2が続く。その際にd1、
d2、d3はこの例では常に上記の数値を有する。それぞれの超音波センサの送
信パルスに対応付けられて信号波形図C、E、Gには当該超音波センサにより受
信されるエコー信号が示されている。測定クロックM1において、第1の超音波
センサは約15ms後にその固有のエコー信号E1を受信し、さらに5または1
0ms後に、送信パルスずれに基づいて、第2または第3の超音波センサのエコ
ー信号E2またはE3を受信する。続く測定クロックM2において、再び固有の
エコー信号E1が送信パルスS1の15ms後に生ずる。しかし、送信パルスず
れに基づいて、エコー信号E3はエコー信号E1の5ms前に生じ、またエコー
信号E2は5ms後に生ずる。続く測定クロックM3において、送信パルスずれ
に基づいて、最初に受信されるエコー信号E2、5ms後に続くエコー信号E3
およびさらに5ms後に続くエコー信号E1を有するエコー信号の別の偏差する
順番が生ずる。認識されるように、その際に、エコー信号E1のみが安定性規範
を満足し、また3回にわたって相前後して同一の時間窓のなかで、すなわち15
msの後に、生ずる。この時間窓はこの例では送信パルスずれに適合されて5m
sよりも小さい。
【0013】 送信パルスの時間的ずれは、エコー信号が選択的に検出され得るように大きく
選ばれなければならない。エコー信号が少なくとも3回にわたって相前後して同
一の時間窓のなかで確認されるならば、超音波センサの送信出力はその状態を変
化し、計数パルスが与えられる。
【0014】 前述のようにエコー信号の位置と、エコー信号がそのなかに位置している時間
窓とはそのつどの測定距離に関係する。
【0015】 信号波形図DおよびFによる第2または第3の超音波センサのエコー信号E2
またはE3も、固有のエコー信号の伝搬時間のみを説明された仕方で取り出すた
めに、すなわち隣接する超音波センサのエコー信号を減殺するために、相応の仕
方でそれぞれ互いに比較され、評価される。種々の超音波センサに対する送信パ
ルスずれはそれらに対応付けられているアドレスのもとに格納され得る。こうし
てたとえば下記の対応付けが可能である:
【0016】 第1の超音波センサに対するアドレス1の下ではd1=0ms、d2=5ms
、d3=10ms、d1=0ms、d2=5ms、d3=10ms、以下同様。 第2の超音波センサに対するアドレス2の下ではd2=5ms、d3=10m
s、d1=0ms、d2=5ms、d3=10ms、d1=0ms、以下同様。 第3の超音波センサに対するアドレス3の下ではd3=10ms、d1=0m
s、d2=5ms、d3=10ms、d1=0ms、d2=5ms、以下同様。
【0017】 説明された方法では超音波センサは自動的に、すなわち追加的な制御費用なし
に動作する。しかしもちろん超音波センサの中央制御も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 多数の隣接する超音波センサを作動させるための本発明による方法の実施例を
説明するための図。
【符号の説明】
d 送信パルスずれ E エコー信号 M 測定クロック S 送信パルス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の隣接する超音波センサを作動させるために、それらが
    同期化され、それらのうち第1の超音波センサが第1の送信パルスを、第2の超
    音波センサが第2の送信パルスを、第3の超音波センサが第3の送信パルスを送
    り出す複数の隣接する超音波センサの作動方法において、次々と生ずる少なくと
    も1つの第1番目(M1)、第2番目(M2)および第3番目(M3)の測定ク
    ロックを有するクロック信号が発生され、第1の送信パルス(S1)の第1番目
    のものが第1番目の測定クロック(M1)を基準にして第1の送信パルスずれ(
    d1)をもって発生され、第1の送信パルス(S1)の第2番目のものが第2番
    目の測定クロック(M2)を基準にして第2の送信パルスずれ(d2)をもって
    発生され、第1の送信パルス(S1)の第3番目のものが第3番目の測定クロッ
    ク(M3)を基準にして第3の送信パルスずれ(d3)をもって発生され、これ
    は測定クロック(M1、M2、M3)を基準にしての第1の送信パルス(S1)
    に関する第1の送信パルス順番d1−d2−d3に相当し、第2の送信パルス(
    S2)の第1番目、第2番目および第3番目のものが第1番目(M1)、第2番
    目(M2)および第3番目(M3)の測定クロックを基準にして第2(d2)、
    第3(d3)および第1(d1)の送信パルスずれをもって第2の送信パルス順
    番d2−d3−d1に従って発生され、第3の送信パルス(S3)の第1番目、
    第2番目および第3番目のものが第1番目(M1)、第2番目(M2)および第
    3番目(M3)の測定クロックを基準にして第3(d3)、第1(d1)および
    第2(d2)の送信パルスずれをもって第3の送信パルス順番d3−d1−d2
    に従って発生されることを特徴とする複数の隣接する超音波センサの作動方法。
  2. 【請求項2】 第1、第2または第3の送信パルス(S1、S2またはS3
    )に第1、第2または第3のエコー信号(E1、E2またはE3)が対応付けら
    れ、第1、第2または第3の超音波センサにより受信される複数の測定サイクル
    のエコー信号(E1、E2、E3)がそれらの位置に関して互いに比較され、評
    価されることを特徴とする請求項1記載の複数の隣接する超音波センサの作動方
    法。
  3. 【請求項3】 各々の超音波センサの探索される固有のエコー信号(E1、
    E2またはE3)を求めるための安定性規範として、次々と続く測定サイクルの
    なかで常に等しい時間窓の内側に現れる単一のエコー信号(E1、E2、E3)
    の位置が用いられ、時間窓はそれに先行する送信パルス(S1、S2またはS3
    )を基準にして位置および大きさを等しく定められていることを特徴とする請求
    項2記載の複数の隣接する超音波センサの作動方法。
JP2000541539A 1998-03-30 1999-03-17 複数の隣接する超音波センサの作動方法 Ceased JP2002510057A (ja)

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