JP2017167096A - 取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法 - Google Patents

取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法を提供する。
【解決手段】取り付け状態判定装置は、車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて路面までの距離を測定する距離測定部と、距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、距離測定部により測定された距離が所定距離と一致しない場合、超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法に関する。
従来、自動車等の車両に搭載される障害物検出装置として、超音波センサ（ソナー）を車両の後方部に取り付けて車両後方に存在する障害物を検出するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
このような障害物検出装置では、超音波センサから超音波（送信波）が送信され、超音波の到達範囲内に障害物が存在すると、超音波が障害物に当たって反射し、その反射した超音波（反射波）が超音波センサにより受信される。そして、超音波センサにより反射波が受信されると、超音波の送信から受信までの時間に基づいて障害物までの距離が算出される。
特開平９−１７８８３７号公報
しかしながら、車両に対する超音波センサの取り付け状態（例えば、取り付け角度）によっては、実際に車両後方に障害物が存在する場合でも、当該障害物を正しく検出することができないときがあった。例えば、超音波センサから送信された超音波が障害物に当たらなかったり、当たったとしても障害物で反射した超音波が超音波センサに届かなかったりするときである。そのため、運転者は時々、超音波センサの取り付け状態が正常であるかを実際に確認する必要があるという問題があった。このような確認作業は、非常にわずらわしい。
本発明の目的は、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法を提供することである。
本発明に係る取り付け状態判定装置は、
車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、前記距離測定部により測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部と、
を備える。
本発明に係る取り付け状態判定方法は、
車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定し、
測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する。
本発明によれば、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することができる。
本実施の形態における超音波センサを搭載した車両の側面図である。 本実施の形態における車両の要部機能の構成を示すブロック図である。 本実施の形態における自己診断モードの実行動作を示すフローチャートである。 本実施の形態における超音波センサによる反射波の受信可能範囲を示す図である。 超音波センサの取り付け状態に応じた測定距離の変化を説明する図である。
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態における超音波センサを搭載した車両を示す図である。図２は、本実施の形態における車両の要部機能の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両１の後方部（例えば、リヤダンパ近傍）には、車両後方に存在する障害物を検出する超音波センサ３６が取り付けられている。障害物とは、壁や縁石等の物体に限らず、車両１の後方で遊んでいる幼児等も含む。
図２に示すように、車両１は、超音波距離測定ＥＣＵ（electronic control unit）５、車速検出部２２、ギアシフト検出部２４、操舵角検出部２６、車高検出部２８および姿勢検出部３０を備える。なお、超音波距離測定ＥＣＵ５は、本発明の「取り付け状態判定装置」に対応する。
車速検出部２２は、車両１の走行速度である車速を検出し、その検出結果を超音波距離測定ＥＣＵ５に対して送信する。
ギアシフト検出部２４は、シフトレバー（図示せず）のシフトポジション（シフトレンジ）を検出し、その検出結果を超音波距離測定ＥＣＵ５に送信する。本実施の形態では、シフトポジションは、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）の順に変更されるように配置されている。
操舵角検出部２６は、ステアリングシャフト（図示せず）の回転角を操舵角として検出し、その検出結果を超音波距離測定ＥＣＵ５に送信する。
車高検出部２８は、車両１の高さである車高を検出し、その検出結果を超音波距離測定ＥＣＵ５に対して送信する。
姿勢検出部３０は、例えば３Ｄジャイロセンサ（３軸ジャイロセンサ）により、車両１の姿勢を検出し、その検出結果を超音波距離測定ＥＣＵ５に送信する。具体的には、姿勢検出部３０は、３Ｄジャイロセンサにより検出された角速度により車両１の向きや傾きを検出する。
超音波距離測定ＥＣＵ５は、制御部１０、車載通信回路２０、送信回路３２および受信回路３４を備える。
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６等の作業用メモリを備える。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４から超音波距離測定プログラムを読み出してＲＡＭ１６に展開し、展開した超音波距離測定プログラムと協働して超音波距離測定ＥＣＵ５の各ブロック等の動作を制御する。なお、制御部１０は、本発明の「距離測定部」および「判定部」として機能する。
車載通信回路２０は、車載通信ネットワークを介して車速検出部２２、ギアシフト検出部２４、操舵角検出部２６、車高検出部２８および姿勢検出部３０に接続される。車載通信回路２０は、車速検出部２２、ギアシフト検出部２４、操舵角検出部２６、車高検出部２８および姿勢検出部３０から送信された検出結果を受信して制御部１０に出力する。
送信回路３２は、超音波センサ３６に超音波（送信波）を送信させるためのものである。送信回路３２は、例えば、所定周波数の矩形波を生成する発振回路、超音波センサ３６を駆動する駆動回路を含んで構成されている。送信回路３２は、制御部１０から入力される制御信号に基づいて、駆動回路が発振回路により生成された矩形波を駆動信号として超音波センサ３６に送信する。これにより、超音波センサ３６は、制御部１０により設定された送波電圧ゲイン（送信ゲイン）で送信波を送信する。超音波センサ３６から送信波が送信され、送信波の到達範囲内に障害物が存在すると、送信波が障害物に当たって反射し、その反射した反射波（超音波）が超音波センサ３６により受信される。
受信回路３４は、超音波センサ３６により受信された反射波を電気信号として検出するためのものである。受信回路３４は、例えば、制御部１０により設定された受波信号ゲイン（受信ゲイン）で反射波（電気信号）を増幅する増幅回路、所定周波数の電気信号を取り出すためのフィルタ回路を含んで構成されている。受信回路３４は、制御部１０から入力される制御信号に基づいて、超音波センサ３６から出力された電気信号を増幅し、フィルタリングして受信信号に変換する。受信回路３４は、変換した受信信号を制御部１０に出力する。
制御部１０は、受信回路３４から受信信号が出力された場合、送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、超音波センサ３６から障害物までの距離を算出する。
ところで、車両１に対する超音波センサ３６の取り付け状態（例えば、取り付け角度）によっては、実際に車両後方に障害物が存在する場合でも、当該障害物を正しく検出することができないときがあった。例えば、超音波センサ３６から送信された送信波が障害物に当たらなかったり、当たったとしても障害物で反射した反射波が超音波センサ３６に届かなかったりするときである。そのため、車両１の運転者は時々、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であるかを実際に確認する必要があるという問題があった。このような確認作業は、非常にわずらわしい。
そこで本実施の形態では、制御部１０は、車両後方に障害物が存在せず、超音波センサ３６と、超音波センサ３６から送信された送信波が到達する路面上の位置との距離が一定になる所定の環境条件下において、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であるか否かを判定する自己診断モードの実行を制御する。制御部１０は、例えば車速検出部２２、ギアシフト検出部２４、操舵角検出部２６の検出結果に基づいて車両１が１０ｋｍ／ｈ以上で直進走行中であり、車高検出部２８の検出結果に基づいて車高が基準値であり、姿勢検出部３０の検出結果に基づいて道路勾配が約０％である場合に、所定の環境条件下にあると判断する。
図３は、本実施の形態における自己診断モードの実行動作を示すフローチャートである。図３におけるステップＳ１００の処理は、制御部１０が、所定の環境条件下にあると判断することにより開始する。
まず、制御部１０は、送信回路３２および受信回路３４を制御し、超音波センサ３６から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ３６により受信された反射波の受信ゲインを通常時（より具体的には、超音波センサ３６を用いて車両後方に存在する障害物を実際に検出するとき）と同じ通常モードに設定して超音波センサ３６を動作させる（ステップＳ１００）。超音波センサ３６が通常モードで動作し、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であれば、図４Ａに示すように、送信波の到達範囲Ｓ１内に路面４０は含まれないため、超音波センサ３６により反射波が受信されることはない。
次に、制御部１０は、超音波センサ３６により反射波が受信されたか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。判定の結果、超音波センサ３６により反射波が受信された場合（ステップＳ１２０、ＹＥＳ）、制御部１０は、超音波センサ３６の取り付け状態が異常であると判定する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０の処理が完了することによって、超音波距離測定ＥＣＵ５は、図３における処理を終了する。
一方、超音波センサ３６により反射波が受信されなかった場合（ステップＳ１２０、ＮＯ）、制御部１０は、送信回路３２および受信回路３４を制御し、超音波センサ３６から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ３６により受信された反射波の受信ゲインを通常モードより大きい診断モードに設定して超音波センサ３６を動作させる（ステップＳ１４０）。超音波センサ３６が診断モードで動作し、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であれば、図４Ｂに示すように、送信波の到達範囲Ｓ２内に路面４０は含まれるため、路面４０に当たって反射した反射波が超音波センサ３６により受信されることとなる。
次に、制御部１０は、超音波センサ３６により反射波が受信されたか否かについて判定する（ステップＳ１６０）。判定の結果、超音波センサ３６により反射波が受信されなかった場合（ステップＳ１６０、ＮＯ）、制御部１０は、超音波センサ３６の取り付け状態が異常であると判定する（ステップＳ２２０）。超音波センサ３６により反射波が受信されなかった場合、図５Ｄに示すように、超音波センサ３６が上空側に大きく傾いて車両１に取り付けられている状況が想定される。
一方、超音波センサ３６により反射波が受信された場合（ステップＳ１６０、ＹＥＳ）、制御部１０は、送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、超音波センサ３６から障害物までの距離を算出する。そして、制御部１０は、算出した距離が所定距離に一致するか否かについて判定する（ステップＳ１８０）。所定距離は、所定の環境条件下にあり、かつ、超音波センサ３６の取り付け状態が正常である場合において、図５Ａに示すように、超音波センサ３６を用いた予備実験により算出された距離ｄ１である。
判定の結果、算出した距離が所定距離に一致しない場合（ステップＳ１８０、ＮＯ）、制御部１０は、超音波センサ３６の取り付け状態が異常であると判定する（ステップＳ２２０）。例えば、図５Ｂに示すように、超音波センサ３６が路面側に傾いて車両１に取り付けられているため、算出した距離ｄ２が所定距離ｄ１より短い状況が想定される。または、図５Ｃに示すように、超音波センサ３６が上空側に傾いて車両１に取り付けられているため、算出した距離ｄ３が所定距離ｄ１より長い状況が想定される。
一方、算出した距離が所定距離に一致する場合（ステップＳ１８０、ＹＥＳ）、制御部１０は、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であると判定する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００の処理が完了することによって、超音波距離測定ＥＣＵ５は、図３における処理を終了する。
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、超音波距離測定ＥＣＵ５は、車両１に取り付けられ、路面４０に向けて送信波を送信し、路面４０にて反射された反射波を受信する超音波センサ３６による送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて路面４０までの距離を測定する距離測定部（制御部１０）と、距離測定部により測定された距離が所定距離ｄ１と一致する場合、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であると判定する一方、距離測定部により測定された距離が所定距離ｄ１と一致しない場合、超音波センサ３６の取り付け状態が異常であると判定する判定部（制御部１０）とを備える。
このように構成した本実施の形態によれば、運転者が実際に確認することなく、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であるか否かについて判定することができる。
なお、上記実施の形態では、超音波センサ３６を診断モードで動作させる場合、超音波センサ３６から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ３６により受信された反射波の受信ゲインの両方を通常モードより大きく設定する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、超音波センサ３６を診断モードで動作させる場合、超音波センサ３６から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ３６により受信された反射波の受信ゲインの一方のみを通常モードより大きく設定しても良い。
また、上記実施の形態では、超音波センサ３６を通常モードで動作させる場合、超音波センサ３６から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ３６により受信された反射波の受信ゲインの両方を通常時と同じに設定する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、超音波センサ３６を通常モードで動作させる場合、超音波センサ３６から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ３６により受信された反射波の受信ゲインの一方のみを通常時と同じに設定しても良い。
また、上記実施の形態では、車両１の後方部に超音波センサ３６が１つ取り付けられている例について説明したが、複数の超音波センサ３６が取り付けられても良い。また、超音波センサ３６は、車両１の後方部に限らず、車両１の前方部や側方部に取り付けられても良い。例えば、全周囲カメラ映像により車両周辺に障害物が存在しない場合には、超音波センサ３６が車両１の後方部に限らず、車両１の前方部や側方部に取り付けられても、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能である。また、高速道路等の速度(例えば６０ｋｍ／ｈ以上)が速い走行時には、前方５ｍ先に障害物がないため、超音波センサ３６が車両１の前方部に取り付けられても、超音波センサ３６の取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能である。
また、上記実施の形態では、送信波を送信する機能および障害物に当たって反射した反射波を受信する機能の両方を有する超音波センサ３６が車両１の後方部に取り付けられる例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、送信波を送信する機能のみを有する超音波センサ、および、反射波を受信する機能のみを有する超音波センサが車両１の後方部に取り付けられても良い。
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明は、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法として有用である。
１ 車両
５ 超音波距離測定ＥＣＵ
１０ 制御部
１２ ＣＰＵ
１４ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
２０ 車載通信回路
２２ 車速検出部
２４ ギアシフト検出部
２６ 操舵角検出部
２８ 車高検出部
３０ 姿勢検出部
３２ 送信回路
３４ 受信回路
３６ 超音波センサ

Claims (6)

  1. 車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定する距離測定部と、
    前記距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、前記距離測定部により測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部と、
    を備える取り付け状態判定装置。
  2. 前記超音波センサは、通常時より大きい送信ゲインで前記送信波を送信し、
    前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信されない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項１に記載の取り付け状態判定装置。
  3. 前記超音波センサは、通常時より大きい受信ゲインで前記反射波を受信し、
    前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信されない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項１または２に記載の取り付け状態判定装置。
  4. 前記超音波センサは、通常時と同じ送信ゲインで前記送信波を送信し、
    前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信された場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項１〜３の何れか１項に記載の取り付け状態判定装置。
  5. 前記超音波センサは、通常時と同じ受信ゲインで前記反射波を受信し、
    前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信された場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項１〜４の何れか１項に記載の取り付け状態判定装置。
  6. 車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定し、
    測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する取り付け状態判定方法。
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