JP2514122B2 - 自動車用電子バンパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高周波近接スイッチ
を応用して車が物体に近づいたことを感知し、表示又は
警告を発する自動車用電子バンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】車が物体に近づいたことを感知するバン
パとして現在市場に出ているものには、超音波方式又
は、光電反射方式等がある。図１０に示すようにバンパ
１の上或いは内側に取付けられて超音波又は光線３を放
射し、その反射波をセンサ２で検出するようにしてい
る。これ等の方式はいずれも感知範囲が狭いので、自動
車のコーナに取付け、後方もしくは前方全体をカバーす
るようにしているが、感知範囲のバラ付きや、バンパに
センサ検出用の孔を明けるため美観上好ましくない。ま
た利点として比較的感知距離を長くとれることや、コー
ナに取付けるため感知箇所（左右）が判ることなどが挙
げられるが、この種の用途としては感知距離は２〜３ｍ
も必要とせず、それより一様な感知範囲を持つ方が重要
である。

【０００３】このため、特開昭６０−１８６７７３号公
報に記載のような高周波近接スイッチの適用が提案され
ている。その原理は、高周波発振回路の一部に平行板電
極を設けてコンデンサの機能を持たせ、その一極をボデ
ィアースし、他方の電極を感知板としてこれに物体が近
づくとコンデンサの容量が増し、発振条件に影響を与え
て発振出力を変化させる。これを検波してスイッチング
させるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、高周波
近接スイッチを適用して障害物を検知できるが、その位
置までは判断できない。そのためには１つのバンパに２
〜３個の周波数近接スイッチが必要であり、その数に応
じて配線も多くなって煩雑になる。また、周波数の異な
る回路系が至近距離で同時に発振すると、互いに干渉し
て誤動作を起こすので、タンク回路を設けて調整するな
どの必要があった。更にバンパは直接日光に曝されたり
雨水や雪の付着などによって容量が変化する。その場合
に、検知した信号の大きさよりも検波出力の温度ドリフ
トの方が大きくなったりして誤動作を起すことがある。

【０００５】この発明は上述した事情に鑑みて成された
ものであり、この発明の目的は、バンパ内に複数感知の
高周波近接スイッチを設け、誤動作を起すことなく柱、
壁又は人などの物体を広範囲に検出できる自動車用電子
バンパを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は自動車用電子
バンパに関するもので、この発明の上記目的は、高周波
近接スイッチを形成する感知板容量、ローディングコイ
ル及びデバイドコンデンサから成る複数の感知部と、温
度等に安定した基準容量、ローディングコイル及びデバ
イドコンデンサから成る基準共振回路と、前記複数の感
知部及び前記基準共振回路をそれぞれスイッチ手段を介
して駆動する１つの発振部と、前記発振部の出力を検波
する検波部と、前記検波部の出力を弁別して前記複数の
感知部及び前記基準共振回路に対応した出力部に与える
弁別部と、前記スイッチ手段及び弁別部を同期して切換
える同期手段と、前記複数の感知部のそれぞれに対応し
た出力を平滑した後に前記基準共振回路に対応した出力
を基準電圧として零点調整される直流増幅器と、前記基
準電圧により２値化の基準を調整される比較器とを具備
した自動車用電子バンパによって達成される。

【０００７】

【作用】上記の構成により、各感知板容量又は基準容量
が異なってもローディングコイル又はデバイドコンデン
サを調整して、各共振周波数を発振部の共振周波数に近
づけ、出力も同一レベルに近づけることができる。また
スイッチ手段と弁別部を同期させることにより、各感知
部及び基準共振回路は同時に発振することがなく、個別
に出力が分離されるので干渉はない。更に基準共振回路
に対応した出力に基づいて常に各感知部に対応した出力
を監視し、その変動を補償する。

【０００８】この動作を図１の回路図を用いて説明す
る。図１では複数の感知部を１つの感知部４で代表させ
ている。感知部４と基準共振回路５とはクロックパルス
Ｘ，Ｙにより制御されたアナログスイッチＡＧ１、ＡＧ
２により順次発振器６に接続される。感知板容量Ｃｃ又
は基準容量Ｃに対する発振器６の出力は可変容量Ｃ１、
Ｃ２を調整してほぼ同一レベルにする。検波器７で検波
された検波出力は、高インピーダンスのボルテージフォ
ロワ８を通して、アナログスイッチＡＧ１，ＡＧ２と同
期したアナロフスイッチＡＧ３，ＡＧ４により各感知部
４及び基準共振回路５に対応した検波出力に弁別され
て、フィルタ（Ｒ１，Ｃ６）又は（Ｒ２，Ｃ７）で平滑
される。

【０００９】ここで、各感知部４に対応した検波出力
は、直流増幅器Ａｍｐ２の正側入力に入力し、他方基準
共振回路５に対応した検波出力は負側入力に入力して、
これを基準電圧として可変抵抗器ＶＲ１により零点調整
を行ない温度等による出力変化の補償をする。増幅され
た出力はコンパレータにより２値化されるが、その基準
値も可変抵抗器ＶＲ３により調整される。また、直流増
幅器のゲインは可変抵抗器ＶＲ２によって調整される。

【００１０】

【実施例】図２はこの発明の全体構成を表わす概念図、
図３はそのブロック構成図である。電子バンパは感知部
１１、検出部１３、リセット部１４及び表示部１５から
構成される。感知部１１は二枚の平行板電極９，１０で
コンデンサ機能を持たせており、その複数個が樹脂製の
バンパ内部に埋設され、車のシャーシにボルト１２で締
着されている。感知部１１は車の前方２箇所、後方１〜
２箇所とする。検出部１３は発振器１６、直流増幅器１
７及び制御部１８から成り、発振器１６からの検波出力
を直流増幅器１７において補正しつつ増幅して制御部１
８に与え、制御部１８は基準共振回路に対応した基準電
圧で調整された基準と比較することによって２値化した
信号をリセット部１４を通して表示部１５へ入力する。
リセット部１４は車の速度が設定された速度になった時
に接点信号を入力し、装置をセットする。また、表示部
１５は車のダッシュボードに設けて、ランプ表示或いは
警報を出すようになっている。

【００１１】上述のような構成により電子バンパを使用
する場合、物体からの距離Ｌと出力信号Ｖ０との関係
は、図４に示すような指数関数的関係になるので、物体
から５０ｃｍ位の距離において近接の信号を受け、注意
しながらバックして１０〜２０ｃｍの所で停止する。こ
の位の距離では検波出力の変化分が大きくなり、上述の
ような回路が使用できる。この回路の特徴は永久保持が
可能なことで、１０〜２０ｃｍの距離で停止した車を、
再びエンジンをかけると再び接近している表示をする。
図５はこの関係を示す実際のデータである。なお、表示
方法として、接近した物体の位置関係を音の断続や間隔
等で表すこともできる。

【００１２】次に、この発明の変形例について説明す
る。例えば車の前後のバンパーに前方２箇所、後方２箇
所の感知部を設けるような場合、１個の発振器とこれら
の間にフィーダを用いることは車の中では支障をきたす
ことがある。そのため各感知部毎に発振器を設ける場合
にも、同じ原理により電子バンパを構成することができ
る。

【００１３】図６にそのような変形例の回路図を示す。
図では感知部を２箇所としている。感知部１９，２０及
び基準共振回路２１にはそれぞれ発振器２２，２３及び
２４が付設され、リングカウンタ２５から発生するクロ
ックパルスＸ，Ｙ及びＺで制御されるアナログスイッチ
ＡＧ５，ＡＧ６及びＡＧ７を介して電源に接続されてい
る。感知部１９，２０及び基準共振回路２１に対応した
検波出力Ｏ１，Ｏ２及びＯ３はそれぞれアナログスイッ
チＡＧ５，ＡＧ６及びＡＧ７と同期したアナログスイッ
チＡＧ８，ＡＧ９及びＡＧ１０よりゲートし、フィルタ
で平滑された後、先の実施例と同様の信号処理手段によ
って物体の接近を表示するものである。この場合も、各
発振器は同時に発振することはないので干渉はない。な
お、発振器からの配線は検波後の出力とするので配線は
容易である。また発振器の回路部品など同じ部品を使用
すれば特性は殆ど変らないものとなる。

【００１４】更に、スイッチ手段について説明を補足す
ると、感知部及び基準共振回路と発振器とを接続するス
イッチ手段として、先の実施例においてはアナログスイ
ッチを用いる例を示したが、その場合、回路がＯＮ状態
になったとき、例えばＣＭＯＳタイプアナログスイッチ
では１００〜５００Ωの抵抗を有し、ここで多少の減衰
が見られる。また、トランジスタをスイッチ手段に用い
る場合には、高周波信号が小信号の時は良いが、大信号
になると、図７に示すように、ＰＮＰとＮＰＮトランジ
スタを逆接続して、パルスを正負位相に入れ同時ＯＮさ
せるようにすれば信号を通すことができる。しかし、こ
の場合も抵抗が生じる。

【００１５】その対策として、次のようなスイッチ手段
により良好な結果を得ることができる。図８にそのスイ
ッチ手段を用いた発振部の回路図を示す。カップリング
コンデンサＣ１，Ｃ２及びＣ３はバリキャップの容量Ｃ
Ｄに対してＣＤ〈〈Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の関係にある。ト
ランジスタＱ２又はＱ３がＯＦＦの状態で回路は結合と
する。すなわち、Ｖ１≧Ｖ２の時図９のようにバリキャ
ップの容量ＣＤは大きい。その時、必要に応じたＶＡ１
（ＶＡ１＝Ｖ１−Ｖ２）の容量ＣＤＡ１がカツプリング
コンデンサとしての最適容量とすると、感知部４が発振
部６に接続される。一方、トランジスタＱ３はＯＮであ
るのでＶ１−Ｖ３は電圧が大きく、バリキャップの容量
ＣＤＡ２は容量が小さく、トランジスタＱ３により接地
されるため、周波数ｆ０をもった発振器のタンク回路の
コンンデンサＣ０にパラ接続されるが、発振周波数には
余り影響されない。

【００１６】

【発明の効果】上述のようにこの発明の自動車用電子バ
ンパによれば、高周波を用いる複数の感知に同時発振を
させないので干渉が起きない。また、温度その他の影響
に安定した容量を基準として出力補正をし、２値化の基
準に対しても調整を行なって、誤動作を起さない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例を示す回路図である。

【図２】この発明の全体構成を示す概念図である。

【図３】この発明のブロック構成図である。

【図４】出力信号と物体からの距離との関係図である。

【図５】図４の関係を示す実測データの図である。

【図６】この発明の他の例を示す回路図である。

【図７】トランジスタを用いたスイッチ手段の回路図で
ある。

【図８】この発明のスイッチ手段の他の例を示す回路図
である。

【図９】バリキャップ容量と逆電圧との関係を示す図で
ある。

【図１０】障害物を感知するバンパの従来方式の例を示
す図である。

【符号の説明】

１ バンパ ２ センサ ３ 超音波又は光線 ４ 感知部 ５ 基準共振回路 ６ 発振器 ７ 検波器 ８ ボルテージフォロワ ９ 電極板 １０ 電極板 １１ 感知部 １２ ボルト １３ 検出部 １４ リセット部 １５ 表示部 １６ 発振器 １７ 直流増幅器 １８ 制御部 １９ 感知部 ２０ 感知部 ２１ 基準共振回路 ２２ 発振器 ２３ 発振器 ２４ 発振器 ２５ リングカウンタ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感知板容量、ローディングコイル及びデ
   バイドコンデンサから成り、自動車のバンパに設けられ
   た複数の感知部と、基準容量、ローディングコイル及び
   デバイドコンデンサから成る基準共振回路と、前記複数
   の感知部及び前記基準共振回路をそれぞれスイッチ手段
   を介して駆動する１つの発振部と、前記発振部の出力を
   検波する検波部と、前記検波部の出力を弁別して前記複
   数の感知部及び前記基準共振回路に対応した出力部に与
   える弁別部と、前記スイッチ手段及び弁別部を同期して
   切換える同期手段と、前記複数の感知部のそれぞれに対
   応した出力した出力を平滑した後に前記基準共振回路に
   対応した出力を基準電圧として零点調整される直流増幅
   器と、前記基準電圧によって２値化の基準を調整される
   比較器とを具備したことを特徴とする自動用電子バン
   パ。
2. 【請求項２】 前記複数の感知部及び前記基準共振回路
   のそれぞれに付設した複数の発振部と、前記複数の発振
   部をそれぞれ電源に接続するスイッチ手段と、前記複数
   の感知部及び前記基準共振回路に対応する検波出力を弁
   別してゲートする弁別部と、前記スイッチ手段及び弁別
   部を同期して切換える同期手段とを設け、得られた出力
   を請求項１に記載の直流増幅器及び比較器を用いて信号
   処理することを特徴とする自動車用電子バンパ。