JP4013924B2 - 車両用周辺監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両周辺の物体を監視するための車両用周辺監視装置に関する。

本出願人は、先に出願した特願２００３−１８６６０３号において、車両用周辺監視装置を提案している。この車両用周辺監視装置は、車両周辺の物体までの距離を検出する複数の演算機能付超音波センサと、複数の演算機能付超音波センサをそれぞれ制御する制御ＥＣＵとを備えて構成されている。これら演算機能付超音波センサと制御ＥＣＵとの間には、データの授受を行うための通信線が接続された状態となっている。

また、演算機能付超音波センサは、超音波を送信すると共に車両周辺の物体にて反射した超音波（以下、反射超音波という）を受信するマイクロフォンと、このマイクロフォンから超音波を送信するための高周波高電圧パルス（例えば数十ｋＨｚ）を生成する送信回路と、マイクロフォンが受信した反射超音波に基づき受信処理を行うＩＣと、この演算機能付超音波センサを作動させるために制御ＥＣＵから入力される電源電圧を一定電圧に変換すると共に上記送信回路およびＩＣにそれぞれ電源電圧を入力するレギュレータと、を備えて構成されている。

このような演算機能付超音波センサは、物体との距離を求める指令を制御ＥＣＵから受けると、マイクロフォンを介して送信回路にて生成した超音波を送信し、車両周辺の物体に反射した反射超音波をマイクロフォンで受信すると共に、超音波を送信してから反射超音波を受信するまでの時間を測定する。そして、この測定した時間に基づき物体までの距離を演算することで、マイクロフォンと物体との間の距離を得ている。

上記のような演算機能付超音波センサにおいては、制御ＥＣＵから入力される電源電圧をレギュレータにて一定電圧に変換すると共に送信回路およびＩＣにそれぞれ印加している。

ここで、上記車両用周辺監視装置の演算機能付超音波センサ、特にＩＣが正常に作動しない可能性があることが発明者らによって明らかとなった。以下、そのことについて説明する。

上述のように、演算機能付超音波センサには、制御ＥＣＵから電源電圧が入力される。この電源電圧がレギュレータにて一定電圧に変換された後、送信回路およびＩＣにそれぞれ入力されることで、演算機能付超音波センサが作動する。

ここで、マイクロフォンから超音波を送信する場合、送信回路は高周波高電圧パルスを生成する。そして、送信回路はこの高周波高電圧パルスをマイクロフォンに出力することとなる。このとき、高周波高電圧パルスは所定周期で振動する電圧信号であるので、この高周波高電圧パルスを送信回路から出力するとき、この影響を受けて送信回路の入力側の電圧が変動し、送信回路に電源電圧を印加する配線の電圧が変動する。

この電圧変動の影響は、送信回路とレギュレータとを繋ぐ配線を通じてレギュレータに伝わると共に、レギュレータとＩＣとを繋ぐ配線を介してＩＣにまで伝わる。このため、レギュレータからＩＣに入力される電源電圧が変動してしまい、ＩＣには、通常入力される電源電圧よりも低い電圧が入力される場合がある。

つまり、送信回路にて高周波高電圧パルスが生成されると共にこの高周波高電圧パルスがマイクロフォンに出力されるごとに演算機能付超音波センサ内に電圧変動が生じる。したがって、超音波が送信されるごとに、ＩＣに入力される電源電圧に電圧変動が生じ、ＩＣが正常に作動するために必要な電圧がＩＣに入力されなくなる。これにより、ＩＣのリセットが生じる、すなわちＩＣ内部に設けられた各回路が作動しない可能性が生じうる。

本発明は、上記点に鑑み、超音波の受信処理を行うＩＣに対して安定した電源電圧を与えることができる車両用周辺監視装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両周辺に超音波を送信すると共に、この送信される超音波の反射波を受信する送受信手段（２４）と、送受信手段から送信する超音波を生成する送信回路（２３）と、送受信手段にて受信された反射波を処理する受信処理手段（２５）と、を有するセンサ（２０）と、センサに電源電圧を入力する制御手段（１０）と、を備え、送受信部にて超音波を送信したときから反射波を受信するまでの時間に基づいて車両周辺の物体までの距離を求める車両用周辺監視装置であって、制御手段からセンサに入力される電源電圧は、送信回路に入力される電源電圧と受信処理手段に入力される電源電圧とにそれぞれ分離されてそれぞれ送信回路と受信処理手段とに入力されるようになっており、センサは、制御手段から入力される電源電圧をあらかじめ決められた一定電圧に変換して受信処理手段に出力する第１定電圧回路（２１）と、送信回路にて超音波を生成する際に送信回路内に生じる電源電圧の変動を吸収するフィルタ（２２）と、を有しており、制御手段から入力される電源電圧はセンサ内の第１定電圧回路に入力されると共に、第１定電圧回路にて一定電圧とされた電源電圧が受信処理手段とフィルタに入力され、フィルタに入力された電源電圧が送信回路に入力されるようになっていることを特徴としている。

このように、制御手段からセンサに電源電圧を入力する際、この電源電圧を送信回路と受信処理手段とにそれぞれ分離して入力する。これにより、送信回路には送信回路を作動させるための電源電圧が入力され、受信処理手段には受信処理手段を作動させるための電源電圧が入力されるので、送信回路および受信処理手段に入力される電源電圧が互いに影響を及ぼさないようにすることができる。したがって、送信回路にて超音波を生成する際に起こる電圧変動の影響を受信処理手段に与えることはなく、受信処理手段に対して制御手段から常に安定した電源電圧を入力させることができる。

すなわち、制御手段から電源電圧をセンサの第１定電圧回路に入力して一定電圧に変換し、この一定電圧とした電源電圧を受信処理手段に入力する。また、送信回路に対しては第１定電圧回路からフィルタを通過させた電源電圧を入力する。これにより、送信回路にて超音波を生成する際に送信回路内に電源電圧の変動が生じたとしても、その電源電圧の変動をフィルタにて吸収することができる。したがって、受信処理手段に入力される電源電圧と送信回路に入力される電源電圧とを分離することができ、受信処理手段に対して常に第１定電圧回路から安定した電源電圧を入力することができる。

請求項２に記載の発明では、センサは、制御手段から入力される電源電圧をあらかじめ決められた一定電圧に変換して受信処理手段に出力する第１定電圧回路（２１）および第２定電圧回路（２１ａ）を有しており、制御手段からセンサに入力される電源電圧は第１定電圧回路および第２定電圧回路に入力されると共に、第１定電圧回路に入力される電源電圧は一定電圧に変換された後、受信処理手段に入力され、第２定電圧回路に入力される電源電圧は一定電圧に変換された後、送信回路に入力されるようになっていることを特徴としている。

このように、制御手段からセンサに入力される電源電圧を第１定電圧回路と第２定電圧回路とにそれぞれ入力し、それぞれの定電圧回路にて一定電圧に変換した電源電圧を受信処理手段と送信回路とにそれぞれ入力する。これにより、受信処理手段に入力する電源電圧と送信回路に入力する電源電圧とを分離することができる。したがって、受信処理手段は、第１および第２定電圧回路の存在により、送信回路にて超音波を生成する際に生じる電源電圧の変動の影響を受けることはなく、第１定電圧回路から常に安定した電源電圧を入力することができる。

請求項３に記載の発明では、制御手段からセンサには、第１電源線（１２）と、第１電源線とは電気的に分離された第２電源線（１２ａ）とを介して電源電圧が入力されるようになっており、受信処理手段には、第１電源線を介して制御手段から電源電圧が直接入力されると共に、送信回路には、第２電源線を介して制御手段から電源電圧が直接入力されるようになっていることを特徴としている。

このように、制御手段からセンサに電源電圧を入力する際、受信処理手段に対しては第１電源線を介して、送信回路に対しては第２電源線を介して、というようにそれぞれ専用の電源線を用いて電源電圧を入力する。これにより、送信回路および受信制御手段に対してそれぞれ電源電圧を分離して入力することができる。したがって、送信回路における電圧変動の影響を、受信処理手段に与えないようにすることができる。また、受信処理手段は、制御手段から常に安定した電源電圧を入力することができる。

請求項４に記載の発明では、センサは、制御手段から入力される電源電圧をあらかじめ決められた一定電圧に変換して受信処理手段に出力する第１定電圧回路（２１）を有しており、制御手段からセンサに入力される電源電圧が、送信回路と第１定電圧回路とにそれぞれ入力されると共に、第１定電圧回路に入力された電源電圧が一定電圧に変換された後、受信処理手段に入力されるようになっていることを特徴としている。

このように、送信回路に対しては制御手段から直接電源電圧を入力し、受信処理手段に対しては電源電圧を第１定電圧回路に入力して一定電圧とした後、入力する。これにより、受信処理手段には、第１定電圧回路から常に一定電圧が入力されることとなり、受信処理手段に対して安定した電源電圧を入力することができる。

請求項５に記載の発明では、制御手段には、通信線（１１）を介して複数のセンサが接続された状態とされており、複数のセンサには、制御手段からディジーチェーン方式によってそれぞれ電源電圧が入力されるようになっていることを特徴としている。このように、制御手段から電源電圧を複数のセンサに対してそれぞれ入力する場合、ディジーチェーン方式とすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。図１に示されるように、車両用周辺監視装置は、制御ＥＣＵ１０と、通信線１１を介して制御ＥＣＵ１０と信号の授受がなされる演算機能付超音波センサ２０〜５０とを備えて構成されている。

また、演算機能付超音波センサ２０には第１電源線１２を介して制御ＥＣＵ１０から電源電圧が印加されると共に、各演算機能付超音波センサ２０〜５０は、第１電源線１２を介してディジーチェーン方式で接続された状態となっている。同様に、制御ＥＣＵ１０と演算機能付超音波センサ２０〜５０は、グランド線１３にて互いに接続された状態となっている。

制御ＥＣＵ１０は、演算機能付超音波センサ２０〜５０に対して障害物（車両周辺の物体）までの距離を求める処理を実行させるものであり、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１０ａとＬＡＮ通信回路（ドライバ／リーダー；以下、Ｄ／Ｒという）１０ｂとを備えて構成されている。

マイコン１０ａは、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えて構成され、これらが１チップのＩＣに集積されたものである。このようなマイコン１０ａは、Ｄ／Ｒ１０ｂおよび通信線１１を介する演算機能付超音波センサ２０〜５０との通信により、それぞれの演算機能付超音波センサ２０〜５０にＩＤを付与することでそれぞれの演算機能付超音波センサ２０〜５０を識別する処理、演算機能付超音波センサ２０〜５０に対して車両周辺の物体を検知する処理を行う。また、Ｄ／Ｒ１０ｂは、マイコン１０ａが演算機能付超音波センサ２０〜５０との間で通信を行うためのインターフェイスである。このような構成を有する制御ＥＣＵ１０には、例えば車載バッテリから常に電源電圧が印加された状態になっている。なお、制御ＥＣＵ１０は、本発明の制御手段に相当する。

演算機能付超音波センサ２０〜５０は、上記制御ＥＣＵ１０からの指令を受けて、超音波を送受信する処理を行うものであり、第１レギュレータ２１と、フィルタ２２と、送信回路２３と、マイクロフォン２４と、ＩＣ部２５と、を備えて構成されている。なお、演算機能付超音波センサ２０〜５０はそれぞれ同様に構成されているため、以下、演算機能付超音波センサ２０について説明する。

第１レギュレータ２１は、制御ＥＣＵ１０から入力される電源電圧をこの電源電圧よりも低い一定電圧に変換する定電圧回路である。第１レギュレータ２１にて一定電圧に変換された電源電圧は、フィルタ２２およびＩＣ部２５にそれぞれ入力される。なお、第１レギュレータ２１は、本発明の第１定電圧回路に相当する。また、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に印加される電源電圧は、後述するＩＣ部２５のスイッチ（以下、ＳＷという）２５ｈにも入力されるようになっている。

フィルタ２２は、特定の周波数範囲を通過させるまたは通過させないものである。本実施形態では、このフィルタ２２は、超音波送波の周波数に応じて送信回路２３における電源電圧の変動を吸収するような定数を有するものである。このようなフィルタ２２には、例えば、ローパスフィルタが採用される。このフィルタ２２は、第１レギュレータ２１から印加される電源電圧を通過させると共に通過させた電源電圧を送信回路２３に出力する。

本実施形態では、このフィルタ２２によって、送信回路２３にて生じる電圧変動の影響を遮断している。つまり、このフィルタ２２は、上述のように、送信信号の高周波成分を吸収できるものである。したがって、後述する送信回路２３において生成された送信信号が出力されるとき、送信回路２３からフィルタ２２に高周波帯域の送信信号が入力されると、フィルタ２２はその信号を遮断するように働くこととなる。

このように、演算機能付超音波センサ２０において、第１レギュレータ２１から出力される電源電圧がフィルタ２２を通過した後、送信回路２３に入力される。一方、ＩＣ部２５には、第１レギュレータ２１から出力される電源電圧が直接入力される。つまり、送信回路２３において超音波生成時に起こる電圧変動がフィルタ２２にて吸収される。したがって、その電圧変動の影響は第１レギュレータ２１を介してＩＣ部２５にまで伝わらないので、ＩＣ部２５に入力される電源電圧は安定し続ける。こうして、ＩＣ部２５は正常に受信処理することができる。

送信回路２３は、フィルタ２２を介して第１レギュレータ２１から入力される電源電圧に基づき、後述するマイクロフォン２４から超音波を送信するための送信信号を生成するものである。具体的には、送信回路２３は、入力される電源電圧を所定周波数（数十ｋＨｚ）のパルス電圧に変換し、変換したパルス電圧を送信信号としてマイクロフォン２４に出力する。

マイクロフォン２４は、超音波を送受信するものである。このマイクロフォン２４は、超音波を発生すると共に、車両周辺の物体によって反射した反射超音波を受信する送受信部を備えて構成されている（図示しない）。このようなマイクロフォン２４は、送信回路２３から入力される送信信号に基づき送受信部にて超音波を送信すると共に、既に送信完了した送受信部にて車両周辺の物体からの反射超音波を受信する。この後、マイクロフォン２４は、受信した反射超音波を例えば電圧信号に変換し、この電圧信号を受信信号として出力する。

マイクロフォン２４は、その超音波を送受信する面が車外に露出するように、例えば車両のバンパやカバー等に備え付けられる。なお、マイクロフォン２４は、本発明の送受信手段に相当する。

ＩＣ部２５は、上記マイクロフォン２４から入力される受信信号に基づき、受信処理を行うものである。このようなＩＣ部２５は、Ｄ／Ｒ２５ａと、ＬＡＮ制御回路２５ｂと、ゲイン調整回路２５ｃと、しきい値調整回路２５ｄと、比較器２５ｅと、時間演算回路２５ｆと、不揮発性メモリ２５ｇと、ＳＷ２５ｈと、を備えて構成されている。なお、ＩＣ部２５は、本発明の受信処理手段に相当する。

Ｄ／Ｒ２５ａは、ＩＣ部２５が制御ＥＣＵ１０のマイコン１０ａとの間で通信を行うためのインターフェイスである。

ＬＡＮ制御回路２５ｂは、Ｄ／Ｒ１０ｂ、２５ａおよび通信線１１を介して制御ＥＣＵ１０からの指令を受け、送信回路２３に超音波を生成させる処理、超音波を送信してから受信するまでの時間を演算する処理、他の演算機能付超音波センサ３０〜５０に電源電圧を入力する処理、を実行するものである。このような各処理を行うＬＡＮ制御回路２５ｂは、マイコン、ＲＡＭなどを備えて構成される。

ゲイン調整回路２５ｃは、入力される信号を増幅して出力する、いわゆるアンプである。このゲイン調整回路２５ｃは、上記マイクロフォン２４から入力される受信信号を信号増幅して比較器２５ｅに出力する。

しきい値調整回路２５ｄは、受信信号が車両周辺に存在する物体からの反射超音波を示すものであるか否かを判定するためのしきい値を設定するものである。このしきい値は、例えば所定の電圧値とされる。しきい値調整回路２５ｄは、このしきい値を比較器２５ｅに出力する。

比較器２５ｅは、しきい値と入力された信号とを比較してその結果を出力するものである。具体的には、比較器２５ｅは、ゲイン調整回路２５ｃから入力される受信信号と、しきい値調整回路２５ｄから入力されるしきい値と、を比較する。そして、比較器２５ｅは、比較の結果に基づき出力信号を出力する。すなわち、受信信号がしきい値を超える場合、出力信号としてハイ信号を時間演算回路２５ｆに出力する。一方、受信信号がしきい値を超えない場合、出力信号としてロー信号を時間演算回路２５ｆに出力する。

時間演算回路２５ｆは、マイクロフォン２４から超音波を送信してから反射超音波を受信するまでに要する時間を測定するものである。具体的には、時間演算回路２５ｆは、ＬＡＮ制御回路２５ｂから超音波を送信する時刻を入力すると共に時間の計測を開始する。そして、時間演算回路２５ｆは、比較器２５ｅから受信信号がしきい値を超えた旨を示す信号（ハイ信号）を入力すると、時間の計測を終了すると共に計測した時間をＬＡＮ制御回路２５ｂに出力する。

不揮発性メモリ２５ｇは、ＬＡＮ制御回路２５ｂが超音波を送信してから受信するまでの演算を行うためのデータ、例えばしきい値調整回路２５ｄのしきい値やゲイン調整回路２５ｃの増幅率等を記憶するものである。

ＳＷ２５ｈは、上述のように、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に入力される電源電圧をディジーチェーン方式で他の演算機能付超音波センサ３０〜５０に入力するものである。このようなＳＷ２５ｈには、例えば、機械式リレースイッチや電界効果型トランジスタなどの半導体スイッチが採用される。

ＳＷ２５ｈは、ＬＡＮ制御回路２５ｂからの指示を受け、演算機能付超音波センサ２０からこの演算機能付超音波センサ２０の後段に接続される演算機能付超音波センサ３０までの間の電源線１２の接続、あるいは開放を行う。

このように各演算機能付超音波センサ２０〜５０にディジーチェーン方式で電源電圧を入力するために、各演算機能付超音波センサ２０〜５０の各ＳＷが電源線１２にて直列に接続された状態となっている。したがって、本実施形態では、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に電源電圧が入力されると、演算機能付超音波センサ２０、３０、演算機能付超音波センサ２０〜４０、演算機能付超音波センサ２０〜５０というように、演算機能付超音波センサ２０〜５０に対して順々に電源電圧が印加されていくこととなる。

このような演算機能付超音波センサ２０〜５０は、例えば、車両の後側バンパにて、左後側、真後側、右後側など個々に異なる方向を向くように配置される。なお、演算機能付超音波センサ２０〜５０は、本発明のセンサに相当する。

以上が、本実施形態に係る車両用周辺監視装置の構成である。このような車両周辺監視装置においては、例えば０．５〜１．５ｍの範囲内に存在する物体が検知され、その物体との距離が演算により求められる。

次に、本実施形態に係る車両用周辺監視装置の作動について説明する。まず、車両においてイグニッションスイッチがオン状態にされると、制御ＥＣＵ１０が作動できる状態となる。そして、制御ＥＣＵ１０は電源線１２を介して演算機能付超音波センサ２０に電源電圧を印加する。これにより、演算機能付超音波センサ２０が作動できる状態となる。

具体的には、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に電源電圧が印加されると、その電源電圧は演算機能付超音波センサ２０の第１レギュレータ２１に入力される。そして、電源電圧は第１レギュレータ２１にて一定電圧に変換された後、フィルタ２２およびＩＣ部２５にそれぞれ入力される。

フィルタ２２に入力された電源電圧は、送信回路２３に印加される。一方、ＩＣ部２５に入力された電圧は、ＩＣ部２５内のＬＡＮ制御回路２５ｂ、ゲイン調整回路２５ｃ、しきい値調整回路２５ｄ、比較器２５ｅ、時間演算回路２５ｆ、不揮発性メモリ２５ｇにそれぞれ印加される。これにより、ＩＣ部２５が作動できる状態となる。

続いて、各演算機能付超音波センサ２０〜５０をそれぞれ識別する処理を行う。まず、制御ＥＣＵ１０のマイコン１０ａがＤ／Ｒ１０ｂ、２５ａおよび通信線１１を介して各演算機能付超音波センサ２０〜５０をそれぞれ識別するためのＩＤを出力する。このＩＤが演算機能付超音波センサ２０に入力されると、ＩＣ部２５のＬＡＮ制御回路２５ｂにてＩＤが記憶されると共に、ＬＡＮ制御回路２５ｂがＳＷ２５ｈを導通状態にさせる。これにより、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に印加された電源電圧がＳＷ２５ｈおよび電源線１２を介して演算機能付超音波センサ３０の第１レギュレータ（図示しない）に印加される。こうして演算機能付超音波センサ３０に電源電圧が印加されると、演算機能付超音波センサ３０が作動状態とされる。この後、制御ＥＣＵ１０は通信線１１を介して演算機能付超音波センサ２０を識別するＩＤとは異なるＩＤを出力する。

ここで、既に演算機能付超音波センサ２０には演算機能付超音波センサ２０を識別するＩＤが付与されているため、演算機能付超音波センサ３０を識別するＩＤが演算機能付超音波センサ２０に入力されても、演算機能付超音波センサ２０は演算機能付超音波センサ３０を識別するＩＤを受け付けない。したがって、演算機能付超音波センサ３０を識別するＩＤは、演算機能付超音波センサ３０のＩＣ部のＬＡＮ制御回路（図示しない）のみに記憶される。こうして制御ＥＣＵ１０が演算機能付超音波センサ２０、３０を識別できるようになる。

以下、同様にして演算機能付超音波センサ４０、５０に電源電圧が印加され、演算機能付超音波センサ４０、５０に対してそれぞれを識別するＩＤが制御ＥＣＵ１０から付与される。以上のようにして、各演算機能付超音波センサ２０〜５０に対するＩＤ設定が完了する。

続いて、制御ＥＣＵ１０により、車両周辺に存在する物体の検知処理が実行される。まず、制御ＥＣＵ１０のマイコン１０ａが通信線１１を介して演算機能付超音波センサ２０〜５０に対して超音波を送受信する処理を行う指令をする。以下では、演算機能付超音波センサ２０における検知処理について説明する。

まず、マイコン１０ａは、マイクロフォン２４において超音波をどのタイミングで送信するのかを表したパラメータを設定する。そして、制御ＥＣＵ１０は、通信線１１を介してこのパラメータをＩＣ部２５のＬＡＮ制御回路２５ｂに出力する。ＬＡＮ制御回路２５ｂは、不揮発性メモリ２５ｇから入力されたパラメータに応じたデータ（しきい値や増幅率等）を取得し、それらのデータをゲイン調整回路２５ｃおよびしきい値調整回路２５ｄに出力する。これにより、ゲイン調整回路２５においては受信信号を増幅する増幅率が設定され、しきい値調整回路においては受信信号に対するしきい値（所定電圧値）が設定される。

この後、マイコン１０ａは、マイクロフォン２４から超音波を送信する指令をＬＡＮ制御回路２５ｂに出力する。この指令を受けたＬＡＮ制御回路２５ｂは、送信回路２３に対して超音波を送信するための送信信号を発生させる。すなわち、送信回路２３は、フィルタ２２を介して第１レギュレータ２１から入力される電源電圧を高周波の送信信号に変換し、この送信信号をマイクロフォン２４に出力する。そして、マイクロフォン２４は、入力される送信信号に基づき、超音波を送信する。このとき、ＬＡＮ制御回路２５ｂにおいて、マイクロフォン２４から超音波が送信される時点を基準に時間のカウントが開始される。ここで、時間がカウントされる時点を送信タイミングとする。

このようにしてマイクロフォン２４から超音波が送信され、車両周辺に物体が存在すると、超音波は物体にて反射すると共に、反射超音波としてマイクロフォン２４にて受信される。そして、マイクロフォン２４は受信した反射超音波を受信信号としてゲイン調整回路２５ｃに出力する。

ゲイン調整回路２５ｃはマイクロフォン２４から受信信号を入力すると、ゲイン調整回路２５ｃに設定された増幅率にてこの受信信号を信号増幅する。そして、ゲイン調整回路２５ｃは、信号増幅した受信信号を比較器２５ｅに出力する。

比較器２５ｅには、しきい値調整回路２５ｄから出力されるしきい値と、ゲイン調整回路２５ｃから出力される受信信号と、が入力される。したがって、比較器２５ｅは、受信信号としきい値とを比較する。ここで、受信信号がしきい値を超えた時を反射超音波の受信タイミングとする。そして、比較器２５ｅは出力信号としてハイ信号を時間演算回路２５ｆに出力する。一方、受信信号がしきい値を超えない場合には、比較器２５ｅは出力信号としてロー信号を時間演算回路２５ｆに出力する。

時間演算回路２５ｆには、ＬＡＮ制御回路２５ｂから送信タイミングが入力されると共に、比較器２５ｅからハイ信号またはロー信号の出力信号が入力される。したがって、時間演算回路２５ｆにハイ信号が入力されると、時間演算回路２５ｆは、送信タイミングから受信タイミングまでの時間Ｔが演算される。一方、時間演算回路２５ｆにロー信号が入力されると、時間は演算されない。こうして時間演算回路２５ｆにて時間Ｔが得られると、時間演算回路２５ｆは時間ＴをＬＡＮ制御回路２５ｂに出力する。

この後、マイコン１０ａが時間Ｔを取得する。具体的には、マイコン１０ａからＬＡＮ制御回路２５ｂに対して指令が出され、これに基づいてＬＡＮ制御回路２５ｂからマイコン１０ａに時間Ｔが出力されることで、マイコン１０ａに時間Ｔが入力される。このようにして、マイコン１０ａは超音波を送信してから受信するまでの時間Ｔを取得する。

続いて、マイコン１０ａは車両周辺の物体と自車との間の距離Ｌを演算する。すなわち、マイコン１０ａは、時間Ｔに音速Ｓを乗じて２で割ることにより距離Ｌを求めることになる（Ｌ＝Ｔ×Ｓ÷２）。ここで、音速Ｓは外気温、外気圧に応じた値とされている。したがって、これら外気温、外気圧を測定する図示しないセンサから制御ＥＣＵ１０にそれぞれ外気温、外気圧に応じた信号が入力されると共に、マイコン１０ａにて外気温、外気圧に変換される。そして、マイコン１０ａには音速マップ、すなわち、外気温、外気圧に応じた音速Ｓの値があらかじめ記憶されており、得られた外気温、外気圧の値から演算に用いる音速Ｓの値が選択される。このようにして音速Ｓの値が決定されるようになっている。

以下、演算機能付超音波センサ３０〜５０においても、上記と同様にして距離Ｌが得られる。制御ＥＣＵ１０においては、各演算機能付超音波センサにて得られた距離Ｌには、ＩＤによる識別によって、どの演算機能付超音波センサ２０〜５０にて得られた距離Ｌであるのかが容易に識別可能となっている。

以上のようにして得られた車両周辺の物体と自車との距離Ｌは、例えば、ドライバに対する警告処理等に用いられる。

以上説明したように、本実施形態では、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に第１電源線１２を介して電源電圧を第１レギュレータ２１に入力して一定電圧に変換し、この一定電圧とした電源電圧をＩＣ部２５に入力する。また、送信回路２３に対しては第１レギュレータ２１からフィルタ２２を通過させた電源電圧を入力する。

このように、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に電源電圧を入力する際、この電源電圧を送信回路２３とＩＣ部２５とにそれぞれ分離して入力する。これにより、送信回路２３には送信回路２３を作動させるための電源電圧が入力され、ＩＣ部２５にはＩＣ部２５を作動させるための電源電圧が入力されるので、送信回路２３およびＩＣ部２５に入力される電源電圧が互いに影響を及ぼさないようにすることができる。したがって、送信回路２３にて超音波を生成する際に起こる電圧変動の影響をＩＣ部２５に与えることはなく、ＩＣ部２５に対して制御ＥＣＵ１０から常に安定した電源電圧を入力することができる。

また、本実施形態では、送信回路２３にて超音波を生成する際に送信回路２３内に電源電圧の変動が生じたとしても、その電源電圧の変動をフィルタ２２にて吸収することができる。したがって、送信回路２３にて起こる電圧変動の影響を、このフィルタ２２にて遮断することができ、ＩＣ部２５に対して第１レギュレータ２１から常に安定した電源電圧を入力することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、送信回路２３およびＩＣ部２５に対してそれぞれ異なるレギュレータにて電源電圧を入力することが第１実施形態と異なる。なお、本実施形態では、演算機能付超音波センサ２０〜５０の構成は同じであるので、演算機能付超音波センサ２０についてのみ説明する。

図２は、本実施形態に係る車両周辺監視装置のブロック構成図である。図２に示されるように、本実施形態では、演算機能付超音波センサ２０は、第２レギュレータ２１ａが備えられた構成となっている。この第２レギュレータ２１ａは、第１実施形態の第１レギュレータ２１と同様に、入力される電源電圧を一定電圧に変換して出力するものである。なお、第２レギュレータ２１ａは、本発明の第２定電圧回路に相当する。

制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に電源電圧が入力されると、その電源電圧は、第１レギュレータ２１および第２レギュレータ２１ａにそれぞれ入力される。そして、第１レギュレータ２１においては、入力された電源電圧は一定電圧に変換され、送信回路２３に出力される。一方、第２レギュレータ２１ａにおいては、入力された電源電圧は一定電圧に変換され、ＩＣ部２５に出力される。

したがって、超音波を生成する送信回路２３において電圧変動が生じたとしても、その影響は第１および第２レギュレータ２１、２１ａにて遮断される。したがって、ＩＣ部２５は、送信回路２３において生じる電圧変動の影響を受けない。また、ＩＣ部２５には、第１レギュレータ２１から電源電圧が入力される。このため、ＩＣ部２５は送信回路２３にて超音波が生成されることに関わらず、常に第１レギュレータ２１から安定した電源電圧が入力されることとなる。

以上説明したように、本実施形態では、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に入力される電源電圧を、第１電源線１２を介して第１レギュレータ２１と第２レギュレータ２１ａとにそれぞれ入力し、それぞれの第１および第２レギュレータ２１、２１ａにて一定電圧に変換した電源電圧をＩＣ部２５と送信回路２３とにそれぞれ入力する。これにより、ＩＣ部２５に入力する電源電圧と送信回路２３に入力する電源電圧とを分離することができる。したがって、ＩＣ部２５は、第１および第２レギュレータ２１、２１ａの存在により、送信回路２３にて超音波を生成する際に生じる電源電圧の変動の影響を受けることはなく、第１レギュレータ２１から常に安定した電源電圧を入力することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１および第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、送信回路２３およびＩＣ部２５に対してそれぞれ異なる電源線にて制御ＥＣＵ１０から電源電圧を入力することが第１および第２実施形態と異なる。なお、本実施形態では、演算機能付超音波センサ２０〜５０の構成は同じであるので、演算機能付超音波センサ２０についてのみ説明する。

図３は、本実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。図３に示されるように、本実施形態では、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０のＩＣ部２５に対しては、第１電源線１２を介して電源電圧が直接入力されるようになっている。また、送信回路２３に対しては、第２電源線１２ａを介して電源電圧が直接入力されるようになっている。

ここで、制御ＥＣＵ１０においては、第１電源線１２と第２電源線１２ａとはそれぞれ電気的に分離された状態となっている。つまり、第１および第２電源線１２、１２ａが互いに電源電圧の影響を受けないようになっている。これにより、第１および第２電源線１２、１２ａにてそれぞれ独立して制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０の送信回路２３およびＩＣ部２５に電源電圧を入力できることとなる。

したがって、送信回路２３において超音波生成により生じる電圧変動は、第１電源線１２に全く影響しない。すなわち、第２電源線１２ａとは独立している第１電源線１２に接続されたＩＣ部２５は、制御ＥＣＵ１０から安定した電源電圧を取得することとなるので、送信回路２３の電圧変動とは無関係に安定して作動することができる。

以上説明したように、本実施形態では、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に電源電圧を入力する際、ＩＣ部２５に対しては第１電源線１２を介して、送信回路２３に対しては第２電源線１２ａを介して、というようにそれぞれ専用の電源線を用いて電源電圧を入力する。これにより、送信回路２３およびＩＣ部２５に対してそれぞれ電源電圧を電気的に分離して入力することができる。したがって、送信回路２３における電圧変動の影響を、ＩＣ部２５に与えないようにすることができる。また、ＩＣ部２５は、制御ＥＣＵ１０から常に安定した電源電圧を入力することができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、制御ＥＣＵ１０から演算機能付超音波センサ２０に印加される電源電圧において、ＩＣ部２５に対してのみ第１レギュレータ２１を介して電源電圧を入力することが第１〜第３実施形態と異なる。なお、本実施形態では、演算機能付超音波センサ２０〜５０の構成は同じであるので、演算機能付超音波センサ２０についてのみ説明する。

図４は、本実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。図４に示されるように、演算機能付超音波センサ２０の送信回路２３においては、制御ＥＣＵ１０から電源電圧が直接入力される。一方、ＩＣ部２５においては、制御ＥＣＵ１０から入力される電源電圧は、第１レギュレータ２１に入力されると共に一定電圧に変換された後、入力される。このように、ＩＣ部２５に入力される電源電圧は、第１レギュレータ２１を介しているため、安定している。

送信回路２３にて超音波が生成されると共に電圧変動が生じた場合、その電圧変動は、ＩＣ部２５に影響しない。つまり、ＩＣ部２５には第１レギュレータ２１から常に一定電圧が入力されるので、送信回路２３の電圧変動によって、ＩＣ部２５に入力される電源電圧が変動することはない。したがって、ＩＣ部２５は、第１レギュレータ２１から入力される電源電圧にて正常に作動することができる。

以上説明したように、本実施形態では、送信回路２３に対しては制御ＥＣＵ１０から直接電源電圧を入力し、ＩＣ部２５に対しては電源電圧を第１レギュレータ２１に入力して一定電圧とした後、入力する。これにより、ＩＣ部２５には、第１レギュレータ２１から常に一定電圧が入力されることとなり、ＩＣ部２５に対して安定した電源電圧を入力することができる。

（他の実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、車両用周辺監視装置において４つの演算機能付超音波センサ２０〜５０を採用しているが、演算機能付超音波センサの数を任意に変更しても構わない。例えば車両前方に演算機能付超音波センサを４つ、車両後方に演算機能付超音波センサを４つ設置するというようにしても良い。

上記第１〜第４実施形態では、送信波として超音波を用いる例を示したが、これに限らず、送信波として電波や光を用いるようにしてもよい。

上記第１〜第４実施形態では、演算機能付超音波センサ２０〜５０を左後側、真後側、右後側などに配置する例を示したが、これに限らず、車両の前方、車両測方に配置して、車両の前方、車両測方に存在する物体を検知するようにしてもよい。

第１実施形態では、第１レギュレータ２１から出力される電源電圧がフィルタ２２を介して送信回路２３に入力されるようになっている。ここで、図示しないが、第１レギュレータ２１とＩＣ部２５との間にフィルタ２２を挿入しても良い。すなわち、第１レギュレータ２１から出力される電源電圧を直接送信回路２３に出力し、第１レギュレータ２１から出力された電源電圧をフィルタ２２に通してＩＣ部２５に出力することとなる。これにより、送信回路２３において超音波生成の際に起こる電圧変動の影響は、第１レギュレータ２１とＩＣ部２５との間に挿入されたフィルタ２２によって阻止されるため、ＩＣ部２５が送信回路２３における電圧変動の影響を受けることはない。

上記第１〜第４実施形態では、演算機能付超音波センサ２０〜５０にて、超音波を送信してから受信するまでの時間Ｔを求め、その時間Ｔに基づいて制御ＥＣＵ１０にて車両周辺の物体までの距離Ｌを算出しているが、距離Ｌの算出方法はこれに限るものではない。すなわち、演算機能付超音波センサ２０〜５０のＬＡＮ制御回路２５ｂにて距離Ｌを算出し、この距離Ｌを制御ＥＣＵ１０に出力するようにしても良い。また、超音波を送信するタイミング、受信するタイミングをそれぞれ演算機能付超音波センサ２０〜５０から制御ＥＣＵ１０に出力し、制御ＥＣＵ１０にてこれら送信および受信タイミングに基づいて超音波を送信してから受信するまでの時間Ｔを求め、この時間Ｔに基づき距離Ｌを算出するようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。 本発明の第３実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。 本発明の第４実施形態に係る車両用周辺監視装置のブロック構成図である。

符号の説明

１０…制御ＥＣＵ、１０ａ…マイクロコンピュータ、１０ｂ、２５ａ…ＬＡＮ通信回路、
１１…通信線、１２…第１電源線、１２ａ…第２電源線、１３…グランド線、
２０〜５０…演算機能付超音波センサ、２１…第１レギュレータ、
２１ａ…第２レギュレータ、２２…フィルタ、２３…送信回路、
２４…マイクロフォン、２５…ＩＣ部、２５ｂ…ＬＡＮ制御回路、
２５ｃ…ゲイン調整回路、２５ｄ…しきい値調整回路、２５ｅ…比較器、
２５ｆ…距離演算回路、２５ｇ…不揮発性メモリ、２５ｈ…スイッチ。

Claims (5)

1. 車両周辺に超音波を送信すると共に、この送信される超音波の反射波を受信する送受信手段（２４）と、
   前記送受信手段から送信する超音波を生成する送信回路（２３）と、
   前記送受信手段にて受信された反射波を処理する受信処理手段（２５）と、を有するセンサ（２０）と、
   前記センサに電源電圧を入力する制御手段（１０）と、を備え、
   前記送受信部にて前記超音波を送信したときから前記反射波を受信するまでの時間に基づいて前記車両周辺の物体までの距離を求める車両用周辺監視装置であって、
   前記制御手段から前記センサに入力される前記電源電圧は、前記送信回路に入力される電源電圧と前記受信処理手段に入力される電源電圧とにそれぞれ分離されてそれぞれ前記送信回路と前記受信処理手段とに入力されるようになっており、
   前記センサは、前記制御手段から入力される前記電源電圧をあらかじめ決められた一定電圧に変換して前記受信処理手段に出力する第１定電圧回路（２１）と、前記送信回路にて超音波を生成する際に前記送信回路内に生じる前記電源電圧の変動を吸収するフィルタ（２２）と、を有しており、
   前記制御手段から入力される前記電源電圧は前記センサ内の前記第１定電圧回路に入力されると共に、前記第１定電圧回路にて一定電圧とされた電源電圧が前記受信処理手段と前記フィルタに入力され、前記フィルタに入力された電源電圧が前記送信回路に入力されるようになっていることを特徴とする車両用周辺監視装置。
2. 車両周辺に超音波を送信すると共に、この送信される超音波の反射波を受信する送受信手段（２４）と、
   前記送受信手段から送信する超音波を生成する送信回路（２３）と、
   前記送受信手段にて受信された反射波を処理する受信処理手段（２５）と、を有するセンサ（２０）と、
   前記センサに電源電圧を入力する制御手段（１０）と、を備え、
   前記送受信部にて前記超音波を送信したときから前記反射波を受信するまでの時間に基づいて前記車両周辺の物体までの距離を求める車両用周辺監視装置であって、
   前記制御手段から前記センサに入力される前記電源電圧は、前記送信回路に入力される電源電圧と前記受信処理手段に入力される電源電圧とにそれぞれ分離されてそれぞれ前記送信回路と前記受信処理手段とに入力されるようになっており、
   前記センサは、前記制御手段から入力される前記電源電圧をあらかじめ決められた一定電圧に変換して前記受信処理手段に出力する第１定電圧回路（２１）および第２定電圧回路（２１ａ）を有しており、
   前記制御手段から前記センサに入力される前記電源電圧は前記第１定電圧回路および前記第２定電圧回路に入力されると共に、前記第１定電圧回路に入力される前記電源電圧は一定電圧に変換された後、前記受信処理手段に入力され、前記第２定電圧回路に入力される前記電源電圧は一定電圧に変換された後、前記送信回路に入力されるようになっていることを特徴とする車両用周辺監視装置。
3. 車両周辺に超音波を送信すると共に、この送信される超音波の反射波を受信する送受信手段（２４）と、
   前記送受信手段から送信する超音波を生成する送信回路（２３）と、
   前記送受信手段にて受信された反射波を処理する受信処理手段（２５）と、を有するセンサ（２０）と、
   前記センサに電源電圧を入力する制御手段（１０）と、を備え、
   前記送受信部にて前記超音波を送信したときから前記反射波を受信するまでの時間に基づいて前記車両周辺の物体までの距離を求める車両用周辺監視装置であって、
   前記制御手段から前記センサに入力される前記電源電圧は、前記送信回路に入力される電源電圧と前記受信処理手段に入力される電源電圧とにそれぞれ分離されてそれぞれ前記送信回路と前記受信処理手段とに入力されるようになっており、
   前記制御手段から前記センサには、第１電源線（１２）と、前記第１電源線とは電気的に分離された第２電源線（１２ａ）とを介して電源電圧が入力されるようになっており、
   前記受信処理手段には、前記第１電源線を介して前記制御手段から前記電源電圧が直接入力されると共に、前記送信回路には、前記第２電源線を介して前記制御手段から前記電源電圧が直接入力されるようになっていることを特徴とする車両用周辺監視装置。
4. 車両周辺に超音波を送信すると共に、この送信される超音波の反射波を受信する送受信手段（２４）と、
   前記送受信手段から送信する超音波を生成する送信回路（２３）と、
   前記送受信手段にて受信された反射波を処理する受信処理手段（２５）と、を有するセンサ（２０）と、
   前記センサに電源電圧を入力する制御手段（１０）と、を備え、
   前記送受信部にて前記超音波を送信したときから前記反射波を受信するまでの時間に基づいて前記車両周辺の物体までの距離を求める車両用周辺監視装置であって、
   前記制御手段から前記センサに入力される前記電源電圧は、前記送信回路に入力される電源電圧と前記受信処理手段に入力される電源電圧とにそれぞれ分離されてそれぞれ前記送信回路と前記受信処理手段とに入力されるようになっており、
   前記センサは、前記制御手段から入力される前記電源電圧をあらかじめ決められた一定電圧に変換して前記受信処理手段に出力する第１定電圧回路（２１）を有しており、
   前記制御手段から前記センサに入力される前記電源電圧が、前記送信回路と前記第１定電圧回路とにそれぞれ入力されると共に、前記第１定電圧回路に入力された前記電源電圧が一定電圧に変換された後、前記受信処理手段に入力されるようになっていることを特徴とする車両用周辺監視装置。
5. 前記制御手段には、通信線（１１）を介して複数の前記センサが接続された状態とされており、
   前記複数のセンサには、前記制御手段からディジーチェーン方式によってそれぞれ前記電源電圧が入力されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用周辺監視装置。

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