JP2005003639A

JP2005003639A - 障害物検知装置

Info

Publication number: JP2005003639A
Application number: JP2003170467A
Authority: JP
Inventors: 興治 ▲崎▼山; Koji Sakiyama
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】超音波センサの取り付け前において、予めＩＤ番号等の識別データを超音波センサ毎に設定しておく必要をなくし、設置上の手間を軽減する。
【解決手段】複数の超音波センサ１が信号線２２によりディジーチェーン接続される。ＥＣＵ２は、最も上流の超音波センサ１に割り当てられるべきＩＤ番号”ｎ”が格納された初期設定用データフレームＤＦｉを、最も上流の超音波センサ１に向けて送信する。最も上流の超音波センサ１は、このＩＤ番号”ｎ”をデクリメントして新たなＩＤ番号”ｎ−１”を生成し、これをデータフレームＤＦｉに格納させて、これを下流の超音波センサに送信する。これを最下流の超音波センサ１まで繰り返すことにより、各超音波センサ１にＩＤ番号が割り当てられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波センサを利用して障害物までの距離を検出し、その距離が所定距離以内となった場合に警報等を発して運転者等に注意を促す障害物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車両の周辺にある障害物の有無と、そのおよその距離を検知し、これにより自動車が障害物に衝突することを防止する障害物検知装置が、近年高級車を中心として導入されつつある（例えば非特許文献１参照）。障害物を検知するセンサとしては、超音波センサが通常用いられる。
【０００３】
この文献では、自動車の後方から所定距離以内の障害物を検知するバックソナーと、自動車の４つのコーナ部から所定距離以内の障害物を検知するクリアランスソナーとを設けている。クリアランスソナーは、自動車の４つのコーナ部のそれぞれに超音波センサを設けることにより構成される。また、バックソナーは、自動車後方のリアバンパーの複数箇所に超音波センサを設置することにより構成される。これら複数の超音波センサが、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）からの制御信号により制御され、１個ずつ順々に、例えば０．２ｍｓ間隔で作動し、障害物への距離を判定している。
【０００４】
【非特許文献１】
ヴォクシー新型車解説書（トヨタ自動車株式会社編、Ｐ３−１０４〜１１３、２００１年１１月１６日発行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＥＣＵによる集中制御を実行する場合、各装置にはＩＤ番号が割り当てられる。
障害物検知装置においても、上記のように、多数の超音波センサを順次動作させる制御を行う場合には、個々の超音波センサそれぞれに、異なるＩＤ番号を割り振る必要がある。
【０００６】
従来、このように異なるＩＤ番号を割り振るには、予め１つ１つの超音波センサに、アドレス設定スイッチなどにより異なるＩＤ番号を与え、その後、ＩＤ番号ごとに予め決められた場所に各超音波センサを設置していた。このため、機能の面では同一である超音波センサを、ＩＤ番号を逐一確認しつつ適切な場所に取り付けなければならず、設置上の手間が大きかった。
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、多数の超音波センサを含む場合であっても、その設置前にはＩＤ番号等を設定しておく必要がなく、設置後に簡単にＩＤ番号等を設定することができ、設定の手間が少ない障害物検知装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る障害物検知装置は、振動子により送波器に振動を与えて超音波を発生させ、物体で反射した前記超音波を受波器で受信して前記物体までの距離を判定するように構成された複数の超音波センサと、これら複数の超音波センサを制御する制御信号を出力する制御装置とを備えた障害物検知装置において、前記複数の超音波センサは互いにディジーチェーン接続されると共に、前記制御信号が前記制御装置から最も上流の前記超音波センサに最初に送信され、その後順に下流の前記超音波センサに転送されるように構成され、前記複数の超音波センサの各々は、前記制御装置又は上流の前記超音波センサから、前記複数の超音波センサを識別するための識別情報を受信する受信手段と、受信された識別情報に基づき、予め定められた規則に従って新たな識別情報を生成する識別情報生成手段と、前記受信手段で受信された識別情報又は前記識別情報生成手段で生成された識別情報のいずれか一方を記憶する記憶手段と、前記識別情報生成手段で生成された識別情報を下流の前記超音波センサへ送信する送信手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る障害物検知装置によれば、ディジーチェーン接続された複数の超音波センサが、制御装置又は上流の超音波センサからの識別情報を受信部において受信する。この受信された識別情報に基づき、新たな識別情報が識別情報生成手段により生成され、下流の超音波センサに送信される。記憶手段には、前記受信部で受信された識別情報又は前記識別情報生成手段で生成された識別情報のいずれか一方が記憶される。すなわち、本発明では、制御装置が、最初に最も上流の超音波センサに識別情報を送信すれば、下流の超音波センサの識別情報は、各超音波センサに設けられた識別情報生成手段により生成される。従って、本発明では、超音波センサの取り付け前には識別情報を付与することは必要なく、取り付け後に制御装置において最も上流の超音波センサの識別情報を与えるだけで、全ての超音波センサの識別情報の付与が自動的に完了する。従って、超音波センサの取り付け時の負担が軽減される。
【０００９】
ここにいう識別情報とは、例えばＩＤ番号である。この場合、前記規則は、受信されたＩＤ番号をデクリメント又はインクリメントするものとすることができる。
また、本発明において、前記制御信号は、データを格納するための複数のデータスロットを備え、この複数のデータスロットの各々は、前記複数の超音波センサの前記記憶手段に記憶された前記識別情報に対応する識別情報が割り当てられ、前記複数の超音波センサは、前記識別情報が共通する前記データスロットに、送信すべきデータを含ませて送信するように構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本実施の形態に係る障害物検知装置１００の全体構成を示している。図１（ａ）に示すように、この障害物検知装置１００は、複数個（ここでは４個）の超音波センサ１（１）〜（４）と、制御装置としてのＥＣＵ２とを備えている。
【００１１】
この４個の超音波センサ１（１）〜（４）は、電圧電源線２１により電源電圧を供給されていると共に、信号線２２によりディジーチェーン接続されている。信号線２２は、双方向通信が可能な通信線であり、例えば周知のツイスト・ペア・ケーブルやフラットケーブルを利用することができる。信号線２２は、ＥＣＵ２を始点とし、まず超音波センサ１（４）に接続され、以下、超音波センサ１（３）、１（２）、１（１）の順に、４個の超音波センサ１（１）〜（４）をディジーチェーン接続する。ＥＣＵ２は、複数の超音波センサ１を制御するため、図２に概念的に示すようなデータフレームＤＦをこの信号線２２を介して超音波センサ１に送信する。各超音波センサ１（１）〜（４）は、ＥＣＵ２又は上流の超音波センサ１よりこのデータフレームＤＦを受信した場合に、測定動作を開始するように構成される。データフレームＤＦは、図２に示すように、データを格納するための複数のスロットＳ１〜Ｓ４を備えている。各スロットには、ＩＤ番号がそれぞれ割り振られている。後述するように、各超音波センサ１（１）〜（４）もＩＤ番号を割り振られ、それぞれ自身が有するＩＤ番号と一致するデータスロットＳに、送信しようとする測定データ等を格納して返送する。また、各超音波センサ１（１）〜（４）には、接地電位を与えるための接地線２３も接続される。
【００１２】
図１（ｂ）は、各超音波センサ１（１）〜（４）の端子と、その端子への各線の接続状態を説明するものである。各超音波センサ１（１）〜（４）は、６つの端子Ｔ１〜Ｔ６を備えている。
端子Ｔ１は、電圧電源線２１を接続するための電源電圧端子である。また、端子Ｔ３及びＴ５は、上流の超音波センサ１又はＥＣＵ２から伸びる信号線２２と接続され、上流の超音波センサ１又はＥＣＵ２との間で制御信号を送受信するための制御信号用端子であり、Ｔ３は受信用、Ｔ５は送信用である。また、端子Ｔ２及びＴ４は、下流の超音波センサ１から伸びる信号線２２と接続され、下流の超音波センサ１との間で制御信号を送受信するための制御信号用端子であり、Ｔ２は送信用、Ｔ４は受信用である。また、端子Ｔ６は、接地線２３を接続するための接地端子である。
【００１３】
図３は、超音波センサ１と、電源電圧線２１、信号線２２及び接地線２３とを接続する接続部分の拡大図を示している。超音波センサ１は、図３に示すように、コネクタ１８を介して電源電圧線２１、信号線２２及び接地線２３と接続される。コネクタ１８を超音波センサ１の内壁面に挿入した後、端子Ｔ１〜Ｔ６に対応する位置に設けられた孔Ｈに圧接端子２４を挿入する。これにより、電源電圧線２１、信号線２２及び接地線２３の被覆が除去され、下部に存在する端子Ｔ１〜Ｔ６との電気的な接触が確立される。このような圧接端子２４を利用することにより、１本の電源電圧線２１、接地線２３で複数の超音波センサ１を接続することができ、もって配線の数を少なくすることができる。近年、自動車の多機能化の進展のため、自動車において配線が占める割合は増加の一途を辿っており、このような配線方法は、配線の数はできるだけ少なくしたいという要望に沿うものである。なお、この実施の形態では、図３に示すように、信号線２２は、電源電圧線２１や接地線２３とは異なり、コネクタ１８が介在されるごとに切断されている。
【００１４】
図４は、超音波センサ１の内部構造を詳細に示すブロック図である。図４に示すように、超音波センサ１は、電源電圧を各部へ供給するための電源部１０と、信号の入出力処理や信号変換処理等を担当する通信ＩＣ１１Ａ及び１１Ｂと、制御部１２と、発振・受信回路１３と、増幅器１４と、送受波器１５と、増幅器１６と、メモリ１７とを備えている。
発振・受信回路１３は、内蔵される圧電振動子（図示せず）により振動波を発生させるものである。その振動波は、増幅器１４で増幅させた後送受波器１５に出力される。これにより超音波が送受波器１５から出力される。また、発振・受信回路１３は、障害物で反射され送受波器１５で受信された超音波を、増幅器１６で増幅させた後受信する機能も備えている。
【００１５】
制御部１２は、発振・受信回路１３を制御すると共に、発振・受信回路１３からの出力信号を解析し、障害物と超音波センサ１との間の距離を判定する機能を有する。また、メモリ１７は、後述するように、超音波センサ１の識別情報としてのＩＤ番号を記憶するためのものである。ＩＤ番号のデータは、ＥＣＵ２又は上流の超音波センサ１より、信号線２２を介して送信され、通信ＩＣ１１Ａを介して制御部１２に受信されるものである。
【００１６】
制御部１２は、この受信されたＩＤ番号のデータを、その超音波センサ１のＩＤ番号として、メモリ１７に記憶させる。また、その記憶されたＩＤ番号をデクリメントして下流の超音波センサ１のＩＤ番号を生成し、これを通信ＩＣ１１Ｂを介して下流の超音波センサ１１に送信する機能を有する。
【００１７】
次に、この実施の形態に係る障害物検知装置１００における各超音波センサ１へのＩＤ番号の付与の手順を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ＥＣＵ２は、初期設定用データフレームＤＦｉを準備し、この初期設定用データフレームＤＦｉに、最も上流の超音波センサ１（図１では超音波センサ１（４））に付与するＩＤ番号”ｎ”のデータを書き込んで、最も上流の超音波センサ１に送信する（Ｓ１）。
【００１８】
この初期設定用データフレームＤＦｉを受信した超音波センサ１の制御部１２は、この初期設定データフレームＤＦｉ中に含まれるＩＤ番号”ｎ”を、メモリ１７に記憶させる（Ｓ２）。
また、制御部１２は、ＩＤ番号”ｎ”をデクリメントして新たなＩＤ番号”ｎ−１”を生成し、これを初期設定用データフレームＤＦｉに書き込んで、下流の超音波センサ１に送信する（Ｓ３）。
【００１９】
下流の超音波センサ１は、上流の超音波センサ１よりデータフレームＤＦ（初期設定用データフレームＤＦｉを含む）を受信した場合、上流の超音波センサ１に向けて、受信がされた旨を示すＡＣＫ信号を返信する。上流の超音波センサ１が、下流の超音波センサ１よりＡＣＫ信号を受信した場合には（Ｓ４のＹｅｓ）、その下流の超音波センサ１においても、Ｓ２乃至Ｓ４の動作が繰り返される。上流の超音波センサ１がＡＣＫ信号を受信しなかった場合には（Ｓ４のＮｏ）、上流の超音波センサ１は、自身が最下流の超音波センサ１である旨を示すＡＣＫ信号を、自身のＩＤ番号（ｎ−ｋ）と共にＥＣＵ２に返信する（Ｓ６）。これにより、各超音波センサ１へのＩＤ番号の付与が終了する（Ｓ７）。
【００２０】
ＥＣＵ２は、この返信されたＡＣＫ信号に含まれるＩＤ番号から、ディジーチェーン接続された超音波センサ１の個数ｋを判定し、また、各超音波センサ１に割り当てられるＩＤ番号ｎ、ｎ−１、・・・ｎ−（ｋ−１）を判定する。
これに基づき、データフレームＤＦに、この超音波センサ１の数ｋに対応した数のスロットＳ１、Ｓ２、・・・Ｓｋを用意すると共に、各スロットＳ１、Ｓ２、・・・Ｓｋに、各超音波センサ１に割り当てられたＩＤ番号ｎ−（ｋ−１）、・・・、ｎ−１、ｎを割り当てる。このようなデータフレームＤＦを最上流の超音波センサ１に送信し、以下、このデータフレームＤＦを順次下流の超音波センサ１に転送させることにより、複数の超音波センサ１の動作を順次開始させることができる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、様々な追加、変更等が可能である。
例えば、上記実施の形態では、下流の超音波センサ１は、上流の超音波センサ１等より送信されたＩＤ番号を、そのまま自身のＩＤ番号としてメモリ１７に記憶する。そして、この記憶したＩＤ番号をデクリメントして更に下流の超音波センサ１に送信している。しかし、下流の超音波センサ１が、上流の超音波センサ１等より送信されたＩＤ番号をデクリメントした後、そのデクリメントしたＩＤ番号を自身のＩＤ番号としてメモリ１７に記憶させてもよい。この場合、さらにもう１つ下流の超音波センサ１は、このデクリメントしたＩＤ番号を、さらにデクリメントして、自身のＩＤ番号として記憶すればよい。
【００２２】
また、上記の実施の形態では、上流の超音波センサ１より送られたＩＤ番号をデクリメントしていたが、逆にこれをインクリメントして下流の超音波センサ１に渡しても構わないことは言うまでもない。要するに、全ての超音波センサ１の制御部１２において予め定められた規則に従って下流のＩＤ番号を決定するのであればよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明に係る障害物検知装置によれば、多数の超音波センサを含む場合であっても、その設置前にはＩＤ番号等を設定しておく必要がなく、設置後に簡単にＩＤ番号等を設定することができ、設定の手間を少なくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る障害物検知装置１００の構造を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵ２から送信されるデータフレームＤＦを示す。
【図３】超音波センサ１と、電源電圧線２１、信号線２２、及び接地線２３との間の接続状態を示す拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る超音波センサ１の構造を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る障害物検知装置１００において、核超音波センサ１にＩＤ番号を付与する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・超音波センサ、１００・・・障害物検知装置、２・・・ＥＣＵ、１０・・・電源部、１１Ａ、１１Ｂ・・・通信ＩＣ、１２・・・制御部、１３・・・発振・受信回路、１４、１６・・・増幅器、１５・・・送受波器、Ｔ１・・・電源電圧端子、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５・・・制御信号用端子、Ｔ６・・・接地端子、１７・・・メモリ、１８・・・コネクタ、２１・・・電源電圧線、２２・・・信号線、２３・・・接地線、２４・・・圧接端子、ＤＦ・・・データフレーム、Ｓ・・・スロット。

Claims

振動子により送波器に振動を与えて超音波を発生させ、物体で反射した前記超音波を受波器で受信して前記物体までの距離を判定するように構成された複数の超音波センサと、
これら複数の超音波センサを制御する制御信号を出力する制御装置と
を備えた障害物検知装置において、
前記複数の超音波センサは互いにディジーチェーン接続されると共に、前記制御信号が前記制御装置から最も上流の前記超音波センサに最初に送信され、その後順に下流の前記超音波センサに転送されるように構成され、
前記複数の超音波センサの各々は、
前記制御装置又は上流の前記超音波センサから、前記複数の超音波センサを識別するための識別情報を受信する受信手段と、
受信された前記識別情報に基づき、予め定められた規則に従って新たな識別情報を生成する識別情報生成手段と、
前記受信手段で受信された識別情報又は前記識別情報生成手段で生成された識別情報を記憶する記憶手段と、
前記識別情報生成手段で生成された識別情報を下流の前記超音波センサへ送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする障害物検知装置。
前記識別情報はＩＤ番号であり、前記規則は、受信されたＩＤ番号をデクリメント又はインクリメントするものである請求項１に記載の障害物検知装置。
前記制御信号は、データを格納するための複数のデータスロットを備え、この複数のデータスロットの各々は、前記複数の超音波センサの前記記憶手段に記憶された前記識別情報に対応する識別情報が割り当てられ、
前記複数の超音波センサは、前記識別情報が共通する前記データスロットに、送信すべきデータを含ませて送信するように構成された請求項１に記載の障害物検知装置。