JP2007038757A - 障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両周囲に位置する障害物を確実に検知することが可能な障害物検知装置を提供すること。
【解決手段】バンパ１およびハウジング６の底面部７の厚みを、圧電振動子２が発生する超音波の波長λの２分の１以下となるよう構成する。これにより、バンパ１およびハウジング６の底面部７における超音波の反射を抑え、超音波の伝播効率を高めることができ、車両周囲に位置する障害物を確実に検知できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両周辺に位置する障害物を検知する障害物検知装置に関する。

従来、車両周辺に位置する障害物を検知する装置が公知である。例えば特許文献１の装置では、車両のバンパに孔が設けられ、当該孔からバンパの外面と同一平面となるよう超音波センサの頭部が挿入される。しかしながら、この従来装置では、超音波センサの頭部が車両外部に露出するため、車両の外観が損われる問題があった。

この問題に対し、特許文献２の装置では、車両のバンパの裏側に凹部を設け、当該凹部に超音波センサを嵌合させて装置自体を外部から見えなくすることで、車両の外観を良好に保つよう構成される。
特表２００１−５２７４８０号公報 特開平１０−１２３２３６号公報

しかしながら、特許文献２の装置では、車両のバンパ裏側の凹部に超音波センサを嵌合させて動作させるため、超音波センサは車両のバンパを介して超音波を送受信することとなり、超音波の伝播効率が低下するため、感度が悪くなる。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、車両周囲に位置する障害物を確実に検知することが可能な障害物検知装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の障害物検知装置では、車両外郭部の裏面に圧電振動子を有する超音波センサが装着され、圧電振動子が生成した超音波を超音波センサから車両外郭部を介して車両外部へと送信するとともに、送信された超音波の反射波を車両外部から車両外郭部を介して超音波センサの圧電振動子が受信し、障害物の検知を行う障害物検知装置であって、車両外郭部の厚みを、圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とすることを特徴とする。

このように、本発明の障害物検知装置では、車両外郭部厚みを、圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とする。車両外郭部の厚みが超音波の波長の２分の１以上になると、超音波の車両外郭部における透過率が低下し、反射率が高くなってしまうため、伝播効率が低下する。車両外郭部の厚みを超音波の波長の２分の１以下とすることで、車両外郭部における超音波の反射を抑えることができ、超音波の伝播効率を高めることができる。そのため、車両周囲に位置する障害物を確実に検知できる。

請求項２に記載のように、圧電振動子は、超音波センサのハウジング底面部に装着され、ハウジング底面部も介して超音波の送受信を行うものであり、ハウジング底面部の厚みを、圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とすることが望ましい。これにより、圧電振動子が超音波センサのハウジング底面部に装着され、ハウジング底面部も介して超音波の送受信を行う場合でも、超音波のハウジング底面部における伝播効率を高めることができる。

請求項３に記載のように、車両外郭部の厚みおよびハウジング底面部の厚みを、圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１とすることが望ましい。車両外郭部の厚み及びハウジング底面部の厚みを、圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１とすることで、超音波の反射が最も抑えられ、超音波の伝播効率を最も高めることができる。

請求項４に記載のように、車両外郭部の厚みを不均一とすることが望ましい。超音波は音波の一種であり、音波の速度（音速）は温度によって変化するため、超音波の波長も温度によって変化することとなる。車両外郭部の厚みを不均一とすることで、温度変化によって超音波の波長が変化した場合でも、超音波の送受信を効率良く行うことができることとなる。また、車両外郭部の厚みを不均一とすることで、圧電振動子から出力された超音波が車両外部に放射されるまでの時間が僅かにずれることとなり、超音波同士の干渉が起こる。その結果として、超音波センサの水平指向性・垂直指向性を変化させることができ、道路や縁石等を障害物として誤検出してしまうのを防止できる。

請求項５に記載のように、超音波センサは複数用意されるものであり、車両外郭部における複数の超音波センサの各々が装着される部位の厚みを、それぞれ異なるよう構成することが望ましい。これにより、各超音波センサのセンサ情報を選択的に利用し、車両周囲に位置する障害物をより確実に検知できる。

請求項６に記載のように、超音波センサは、超音波を送信するセンサと超音波を受信するセンサとからなることが望ましい。送信用の超音波センサと受信用の超音波センサとを用意することで、超音波の送受信を精度良く行うことができる。

請求項７に記載のように、超音波を送信するセンサの圧電振動子の形状は、超音波を受信するセンサの圧電振動子の形状と比較して、車両外郭部の接触面と垂直方向における長さを短くするとともに、車両外郭部の接触面と水平方向における断面積を大きくすることが望ましい。圧電振動子の構造を、車両外郭部の接触面と垂直方向における長さを短くし、かつ、車両外郭部と接触面と水平方向における断面積を大きくすると、当該圧電振動子は強いパワーで超音波を放射することができ、送信感度が向上する。また、車両外郭部の接触面と垂直方向における長さを長くし、かつ、車両外郭部と接触面と水平方向における断面積を小さくすると、当該圧電振動子は微弱な超音波も受信可能となり、受信感度が向上する（図１０参照）。超音波を送信するセンサの圧電振動子の形状を、超音波を受信するセンサの圧電振動子の形状と比較して、車両外郭部の接触面と垂直方向における長さを短くするとともに、車両外郭部の接触面と水平方向における断面積を大きくすることで、超音波を送信するセンサの送信感度と、超音波を受信するセンサの受信感度とを、共に向上させることができる。

請求項８に記載のように、超音波センサが装着される部位の車両外郭部の部材の一部または全部を、超音波の伝播効率がより高い他の部材に置き換えることが望ましい。超音波センサが装着される部位の車両外郭部の部材の一部または全部を、超音波の伝播効率がより高い他の部材に置き換えることで、超音波の伝播効率を高めることができる。

請求項９に記載のように、他の部材の厚みは、超音波センサの圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下であることが望ましい。他の部材の厚みを、超音波センサの圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とすることで、当該部材における超音波の反射を抑えることができ、超音波の伝播効率をより高めることができる。

請求項１０に記載のように、他の部材の厚みは、超音波センサの圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１であることが望ましい。他の部材の厚みを、超音波センサの圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１とすることで、当該部材における超音波の反射が最も抑えられ、超音波の伝播効率を最も高めることができる。

請求項１１に記載のように、他の部材の温度変化に伴う弾性係数の変化は、車両外郭部の部材の温度変化に伴う弾性係数の変化よりも小さいことが望ましい。これにより、他の部材を伝播する超音波の温度変化に起因する波長の変化を抑えることができ、車両周囲に位置する障害物をより確実に検知できる。

請求項１２に記載のように、他の部材の音響インピーダンスは、車両外郭部の部材の音響インピーダンスよりも小さいことが望ましい。他の部材の音響インピーダンスを車両外郭部の音響インピーダンスよりも小さくすることで、超音波の反射をさらに抑えることができ、超音波の伝播効率をさらに高めることができる。

請求項１３に記載のように、他の部材の厚み方向に垂直な断面の形状は、水平方向と鉛直方向との比率が異なるよう構成されることが望ましい。これにより、超音波が放出される部位の水平方向と鉛直方向との比率が異なることとなるため、超音波センサの水平指向性・垂直指向性を変化させることができ、道路や縁石等を障害物として誤検出してしまうのを、より確実に防止できる。

請求項１４に記載のように、他の部材は、当該部材の厚み方向に対し、当該厚み方向に垂直な断面の形状が変化することが望ましい。これにより、他の部材を伝播する超音波の減衰を抑えつつ、超音波センサの水平指向性・垂直指向性を変化させることができ、道路や縁石等を障害物として誤検出してしまうのを、さらに確実に防止できる。

請求項１５に記載のように、他の部材は、金属であることが望ましい。これにより、他の部材を導線として超音波センサの圧電振動子へ通電することができ、装置の構成を簡素化できる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。本障害物検出装置は、超音波センサと制御回路とからなり、超音波センサは車両のバンパ１の裏側に接するよう装着される。

はじめに、超音波センサの各部の構成について説明する。本実施形態の超音波センサは、圧電振動子２、リード線３、振動吸収体４、吸音材５が、円筒形のハウジング６に埋め込まれた構成となっている。図１の超音波センサは、当該センサの円筒軸を含む平面によって垂直に切断した断面図である。また、図２は、超音波センサが装着された様子をバンパ１の表側から見た図である。

図１に示すように、圧電振動子２は、例えばチタン酸バリウム等の金属酸化物の粉末を圧縮焼成した圧電セラミックであり、ハウジング６の底面部７に設置される。リード線３からパルス電圧が印加されると、圧電振動子２は誘電分極によって歪みが生じ、縦方向（厚み方向）に振動して超音波を発生する。発生した超音波は、ハウジング６の底面部７を介してバンパ１へ伝播し、バンパ１から車外へと送信される。また、圧電振動子２は、バンパ１およびハウジング６の底面部７を介して超音波を受信すると、圧電効果によってパルス信号を生成し、リード線３へと出力する。なお、圧電振動子２の材料に関しては、水晶やロッシェル塩等を利用しても良い。

振動吸収体４は、例えばシリコン製のゴムであり、車両の走行に伴って加わる振動を吸収する。前述した振動の吸収に関しては、例えばポリスチレン等を利用することとしても良い。

吸音材５は、例えばシリコン製のスポンジであり、圧電振動子２の裏側へ放射される超音波を吸収する。前述した超音波の吸収に関しては、例えばコットン等を利用することとしても良い。

ハウジング６は、例えばプラスチック等で構成され、底面部７がバンパ１の裏側と接するよう装着される（図１参照）。ハウジングの材質に関しては、例えばＰＥＴ等を利用することとしても良い。

特に本実施形態では、バンパ１およびハウジング６の底面部７の厚みは、圧電振動子２が発生する超音波の波長λの２分の１以下となるよう構成される（図１参照）。バンパ１およびハウジング６の底面部７の厚みが、超音波の波長λの２分の１以上になると、圧電振動子２が送受信する超音波の、バンパ１およびハウジング６の底面部７における透過率が低下し、反射率が高くなってしまうため、伝播効率が低下する。バンパ１およびハウジング６の底面部７の厚みを、圧電振動子２が発生する超音波の波長λの２分の１以下とすることで、バンパ１およびハウジング６の底面部７における超音波の反射を抑えることができ、超音波の伝播効率を高めることができるのである。

次に、制御回路８について説明する。

図１に示すように、制御回路８は公知のコンピュータから構成され、所定時間毎にパルス信号をリード線３へ出力する。また、制御回路８は、パルス信号を出力するたびにリセットされる図示しない内部タイマを有し、リード線３へパルス信号を出力した後に、リード線３からパルス信号を受信すると、当該タイマの示す時間、すなわち、前回超音波を送信してから経過した時間に基づいて、車両周囲に位置する障害物までの距離を算出する。

このように、本実施形態の障害物検知装置では、バンパ１およびハウジング６の底面部７の厚みを、圧電振動子２が発生する超音波の波長λの２分の１以下となるよう構成する。これにより、バンパ１およびハウジング６の底面部７における超音波の反射を抑え、超音波の伝播効率を高めることができるため、車両周囲に位置する障害物を確実に検知できるのである。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の障害物検知装置では、バンパ１の厚みが変化する（不均一となる）よう構成される。上述した点が、本実施形態のポイントである。

図３は、本発明の第２の実施形態における障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。

図３に示すように、本実施形態のバンパ１は、超音波センサの円筒軸と接する部分の厚みが超音波の波長λの２分の１となっている。また、超音波センサの上部と接する部分の厚みは、超音波の波長λの２分の１よりも厚く、超音波センサの下部と接する部分の厚みは、超音波の波長λの２分の１よりも薄くする。これにより、温度変化によって超音波の波長が変化した場合でも、超音波の送受信を効率良く行うことができることとなる。また、圧電振動子２が発生した超音波が車両外部に放射されるまでの時間は、装着部位の各部分毎に僅かにずれることとなり、超音波同士の干渉が起こる。その結果として、超音波センサの水平指向性・垂直指向性を変化させることができ、道路や縁石等を障害物として誤検出してしまうのを防止できる。

その他の構成・動作に関しては、前述した第１の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。

上述した構成により、温度変化によって超音波の波長が変化した場合でも、超音波の送受信を効率良く行うことができる。また、道路や縁石等を障害物として誤検出してしまうのを防止できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の障害物検知装置では、バンパ１の一部を感度調整材に置き換える。上述した点が、本実施形態のポイントである。

図４は、本発明の第３の実施形態における障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。

図４に示すように、感度調整材９は、弾性係数の温度変化が小さい材料からなり、ハウジング６の底面部７の形状と一致するよう構成され、バンパ１の裏側に設けられた凹部に嵌合される。弾性係数の温度変化が小さい材料を感度調整材として利用することにより、当該感度調整材を伝播する超音波の温度変化に起因する波長の変化を抑えることができ、伝播効率をより高めることができる。感度調整材９の厚みは、車両のバンパ１およびハウジング６の底面部７の厚みと同様、超音波の伝播効率を高めるために、圧電振動子２が発生する超音波の波長λの２分の１以下となるよう構成する。

その他の構成・動作に関しては、前述した第１の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。

上述した構成により、超音波の伝播効率をより高めることができ、車両周囲に位置する障害物をより確実に検知できる。

本実施形態では、感度調整材９は、弾性係数の温度変化が小さい材料によって構成した。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば音響インピーダンスが車両のバンパ１より小さい材料を利用することとしても良い。このようにしても、超音波の反射を抑え、超音波の伝播効率を高めることができ、車外への超音波の放射を効率よく行うことが可能となる。なお、前述の音響インピーダンスＺは、以下の式によって与えられる。

（数１）
Ｚ＝ρ・√〔（Ｅ／ρ）・｛（１−ν）／｛（１＋ν）・（１−２ν）｝｝〕
上記の式において、ρは超音波が伝播する媒質の密度を示し、Ｅは超音波が伝播する媒質の弾性係数を示す。また、νは超音波が伝播する媒質のポアソン比を示す。

また、感度調整材９の材料としては、金属を用いることとしても良い。これにより、感度調整材を導線として圧電振動子２へ通電することができ、装置の構成を簡素化できる。

本実施形態の感度調整材９は、その厚み方向（バンパ１の裏側から表側へ向かう方向）に垂直な断面の形状が、ハウジング６の底面部７の形状（円筒状）と一致するよう構成された。しかしながら、これに限定されるものではなく、当該断面の形状について、その水平方向と鉛直方向との比率が異なるよう構成しても良い。これにより、超音波が放出される部位の水平方向と鉛直方向との比率が異なることとなるため、超音波センサの水平指向性・垂直指向性を変化させることができる。その一例として、前述の断面の形状を、水平方向が短く、鉛直方向が長い長方形とすることが考えられる（図５参照）。こうすることで、鉛直方向には超音波の放射長が広くなって指向性が鋭くなり、道路や縁石等による超音波の反射の影響を抑えることができる。また、水平方向には超音波の放射長が狭くなって指向性が広くなり、障害物をより確実に検出することができる。

また、本実施形態の感度調整材９は、その厚み方向（バンパ１の裏側から表側へ向かう方向）に垂直な断面の形状が、当該厚み方向のいずれの位置においても同一の形状となるよう構成した。しかしながら、これに限定されるものではなく、当該厚み方向の位置に従って変化するよう構成しても良い。これにより、感度調整材を伝播する超音波の減衰を抑えつつ、超音波センサの水平指向性・垂直指向性を変化させることができる。その一例として、前述の感度調整材９の形状を、バンパ１の裏側から表側へ向けて断面が狭くなる円錐台の形状となるよう構成することが考えられる（図６・図７参照）。こうすることで、感度調整材を伝播する超音波の減衰を抑えつつ、超音波の放射長を狭くして指向性を広くすることができる。また、これとは逆に、前述の感度調整材９の形状を、バンパ１の裏側から表側へ向けて断面が広くなる円錐台の形状となるよう構成することも考えられる。この場合、感度調整材を伝播する超音波の減衰を抑えつつ、超音波の放射長を広くして指向性を鋭くすることができる。

本実施形態では、感度調整材９は、バンパ１の裏側に設けられた凹部に嵌合されて装着された。しかしながら、これに限定されるものではなく、バンパ１に孔を設け、当該孔から感度調整材９が露出する（すなわち、バンパ１における超音波センサが装着される部位の全部を感度調整材とする）よう構成しても良い。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態の障害物検知装置では、超音波を送信する送信用の超音波センサと、超音波を受信する受信用の超音波センサとを備える。そして、送信用の超音波センサによって超音波の送信を行い、受信用の超音波センサによって超音波の受信を行う。上述した点が、本実施形態のポイントである。

図８は、本発明の第４の実施形態における障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態では、超音波を送信する送信用の超音波センサ（以下、送信用センサとする）と、超音波を受信する受信用の超音波センサ（以下、受信用センサとする）とを備える。

図８に示すように、送信用センサは、前述した第１の実施形態における超音波センサと同様、圧電振動子２Ａ、リード線３Ａ、振動吸収体４Ａ、吸音材５Ａ、ハウジング６Ａから構成される。圧電振動子２Ａは、後述する受信用センサの場合と比較して、バンパ１とハウジング６Ａの底面部７Ａとの接触面に対する垂直方向の長さが短くなっており、かつ、圧電振動子２Ａの断面積が大きくなっている。これにより、強いパワーで超音波を放射することができ、送信感度が向上する。

受信用センサは、前述した第１の実施形態における超音波センサと同様、圧電振動子２Ｂ、リード線３Ｂ、振動吸収体４Ｂ、吸音材５Ｂ、ハウジング６Ｂから構成される。圧電振動子２Ｂは、前述の送信用センサの場合と比較して、バンパ１とハウジング６Ｂの底面部７Ｂとの接触面に対する垂直方向の長さが長くなっており、かつ、圧電振動子２Ｂの断面積が小さくなっている。これにより、微弱な超音波も受信可能となり、受信感度が向上する。

本実施形態の制御回路８は、所定時間毎にパルス信号をリード線３Ａへ出力する。また、制御回路８は、リード線３Ａへパルス信号を出力するたびに内部タイマをリセットするとともに、リード線３Ｂからパルス信号を受信すると、当該タイマの示す時間、すなわち、送信用センサから前回超音波を送信してから経過した時間に基づいて、車両周囲に位置する障害物までの距離を算出する。

その他の構成・動作に関しては、前述した第１の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。

上述したように、送信用センサによって超音波の送信を行い、受信用センサによって超音波の受信を行うことにより、超音波の送受信を精度良く行うことができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態の障害物検知装置は、複数の超音波センサを備え、各超音波センサから送受信する超音波から、障害物の検知を行う。上述した点が、本実施形態のポイントである。

図９は、本発明の第５の実施形態における障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態の障害物検知装置は、超音波センサを３つ（第１センサ、第２センサ、第３センサ）備える。

図９に示すように、第１センサは、前述した第１の実施形態における超音波センサと同様、圧電振動子２Ｃ、リード線３Ｃ、振動吸収体４Ｃ、吸音材５Ｃ、ハウジング６Ｃから構成され、ハウジング６Ｃの底面部７Ｃが車両のバンパ１の裏側に装着される。第２センサおよび第３センサについても、前述した第１のセンサと同様の構成であるため、説明を省略する。なお、前述した各センサが装着されるバンパ１の部位は、それぞれ異なる厚みとなっている。

本実施形態の制御回路８は、第１〜３センサの各々へ、リード線３Ｃ、３Ｄ、３Ｅを介して所定時間毎にパルス信号を出力する。また、制御回路８は、第１〜第３センサの各々に対応する図示しない３つの内部タイマを有し、前述の各リード線へパルス信号を出力するたびに、各内部タイマをリセットする。リード線３Ｃ、３Ｄ、３Ｅからパルス信号を受信すると、制御回路８は、対応する内部タイマをストップして経過時間を記憶する。各リード線からパルス信号を取得すると、制御回路８は、取得したパルス信号のうち最も強度が大きい、すなわち、受信感度が最も高い超音波センサと対応する内部タイマの示す経過時間から、車両周囲に位置する障害物までの距離を算出する。

上述したように、複数の超音波センサを設け、各超音波センサから送受信する超音波から障害物の検知を行うことで、車両周囲に位置する障害物をさらに確実に検知できる。

前述した各実施形態では、車両外郭部の厚み、及びハウジングの底面部の厚みは、圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とした。しかしながら、最も好適なのは、車両外郭部の厚み、及びハウジングの底面部の厚みを、圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１とした場合である。これにより、車両外郭部及びハウジングの底面部における超音波の反射が最も抑えられ、超音波の伝播効率を最も高めることができる。

前述した各実施形態では、圧電振動子がハウジングの底面部に設置され、ハウジングの底面部が車両のバンパの裏面に接するよう装着された。しかしながら、これに限定されるものではなく、ハウジングの底面部を除去し、圧電振動子を車両のバンパの裏側へ直に装着することとしても良い。また、ハウジングの底面部と車両のバンパとの間に、グリースやオイル等の液状の材料を介在させても良い。これにより、超音波の伝播効率をさらに向上させることができる。また、車両のバンパに孔を設け、当該孔からハウジングの底面部が露出するよう構成しても良い。

前述した各実施形態では、圧電振動子は縦方向（厚み方向）振動によって超音波を発生したが、このような圧電振動子は、Ｑ値（電気インピーダンスＺが最小となる超音波の周波数ｆを、所定の電気インピーダンスＺとなる２つの超音波の周波数の差分Δｆで除算したものに比例する値）が小さく、広い範囲の周波数を発生することができる。そこで、温度変化によって超音波の伝播特性が変化した場合には、制御回路から出力するパルス信号の周期を変化させ、発生させる超音波の周波数を変化させることにより、超音波の伝播効率の低下を抑えることとしても良い。

また、前述した各実施形態では、圧電振動子は縦方向（厚み方向）振動によって超音波を発生した。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば圧電振動子の厚みを小さくすることで、圧電振動子を半径方向に振動させて超音波を発生するよう構成しても良い。このようにしても、超音波の送受信を好適に行うことができる。また、積層した圧電振動子も好適に利用できる。

さらに、前述した各実施形態では、バンパおよびハウジングの底面部の厚みは、圧電振動子が送受信する超音波の波長λの２分の１以下としたが、さらに超音波の伝播効率を高めるため、圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１とすることが好ましい。これにより、超音波の反射が最も抑えられ、超音波の伝播効率を最も高めることができる。

本発明の第１の実施形態における障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の障害物検出装置において、超音波センサが装着された様子をバンパの表側から見た図である。 本発明の第２の実施形態における障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態における障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。 断面形状が長方形である感度調整材を装着した場合において、超音波センサが装着された様子をバンパの表側から見た図である。 円錐台の感度調整材を設けた場合の障害物検出装置の全体構成を示すブロック図である。 円錐台の感度調整材を装着した場合において、超音波センサが装着された様子をバンパの表側から見た図である。 本発明の第４の実施形態における障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態における障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。 超音波センサの軸方向長と断面積の大きさとに対応する、送信感度および受信感度を示す図である。

符号の説明

１…バンパ
２…圧電振動子
３…リード線
４…振動吸収体
５…吸音材
６…ハウジング
７…ハウジング底面部
８…制御回路

Claims (15)

1. 車両外郭部の裏面に圧電振動子を有する超音波センサが装着され、圧電振動子が生成した超音波を超音波センサから車両外郭部を介して車両外部へと送信するとともに、送信された超音波の反射波を車両外部から車両外郭部を介して超音波センサの圧電振動子が受信し、障害物の検知を行う障害物検知装置であって、
   前記車両外郭部の厚みを、前記圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とすることを特徴とする障害物検知装置。
2. 前記圧電振動子は、前記超音波センサのハウジング底面部に装着され、前記ハウジング底面部も介して超音波の送受信を行うものであり、
   前記ハウジング底面部の厚みを、前記圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下とすることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
3. 前記車両外郭部の厚みおよび前記ハウジング底面部の厚みを、前記圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の障害物検知装置。
4. 前記車両外郭部の厚みを不均一とすることを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の障害物検知装置。
5. 前記超音波センサは複数用意されるものであり、
   前記車両外郭部における前記複数の超音波センサの各々が装着される部位の厚みを、それぞれ異なるよう構成することを特徴とする請求項４記載の障害物検知装置。
6. 前記超音波センサは、超音波を送信するセンサと超音波を受信するセンサとからなることを特徴とする請求項１から請求項４記載の障害物検知装置。
7. 前記超音波を送信するセンサの圧電振動子の形状は、前記超音波を受信するセンサの圧電振動子の形状と比較して、前記車両外郭部の接触面と垂直方向における長さを短くするとともに、前記車両外郭部の接触面と水平方向における断面積を大きくすることを特徴とする請求項６記載の障害物検知装置。
8. 前記超音波センサが装着される部位の前記車両外郭部の部材の一部または全部を、超音波の伝播効率がより高い他の部材に置き換えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の障害物検知装置。
9. 前記他の部材の厚みは、前記超音波センサの前記圧電振動子が送受信する超音波の波長の２分の１以下であることを特徴とする請求項８記載の障害物検知装置。
10. 前記他の部材の厚みは、前記超音波センサの前記圧電振動子が送受信する超音波の波長の４分の１であることを特徴とする請求項９記載の障害物検知装置。
11. 前記他の部材の温度変化に伴う弾性係数の変化は、前記車両外郭部の部材の温度変化に伴う弾性係数の変化よりも小さいことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の障害物検知装置。
12. 前記他の部材の音響インピーダンスは、前記車両外郭部の部材の音響インピーダンスよりも小さいことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の障害物検知装置。
13. 前記他の部材の厚み方向に垂直な断面の形状は、水平方向と鉛直方向との比率が異なるよう構成されることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の障害物検知装置。
14. 前記他の部材は、当該部材の厚み方向に対し、当該厚み方向に垂直な断面の形状が変化するよう構成されることを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれかに記載の障害物検知装置。
15. 前記他の部材は、金属であることを特徴とする請求項８から請求項１４のいずれかに記載の障害物検知装置。

Images