JPH0320790Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、自動車に搭載した超音波ユニツトを
モータで旋回してスキヤニングを行ない、自動車
の周囲の障害物を検知する自動車のスキヤニング
ソナーに関する。

「従来技術とその問題点」 従来の自動車の障害物検知装置として、たとえ
ば特開昭57−84377号に開示の装置がある。これ
は超音波を利用して自動車の周囲の障害物の位置
と有無とを検知するものである。しかし複数の超
音波ユニツトを時分割的に切換制御するなど構成
が複雑であること、超音波ユニツトが固定されて
おり障害物の検出範囲が限られること等の問題が
ある。

そこで、超音波ユニツトをモータで旋回してス
キヤニングを行う方式のいわゆるスキヤニングソ
ナーが提案されている。

ところで、自動車のバツテリーの消耗を防ぐた
めに、スキヤニングソナーを作動させないときは
そのモータの電源が切られるが、このときモータ
はフリーになるから、自動車の振動等で超音波ユ
ニツトも自然に旋回し、位置が不定となつてしま
う。

このためスキヤニングソナーのパワーオン時に
は、超音波ユニツトを一定方向に旋回して基準位
置まで一旦移動し（これを初期旋回と称する）、
そこで位置確認を行つた後、通常のスキヤニング
動作を開始するようになつている。

しかし上記初期旋回中はサーチがなされないた
め、パワーオンから最初の検知結果を得られるま
での時間が長くかかるという問題がある。

「考案の目的」 本考案は、かかる問題を解消することを目的と
するもので、パワーオンから最初の検知結果を得
られるまでの時間を短縮した自動車のスキヤニン
グソナーを提供するものである。

「考案の構成」 本考案の自動車のスキヤニングソナーは、自動
車に搭載した超音波ユニツトをモータで旋回して
スキヤニングを行ない、自動車の周囲の障害物を
検知する自動車のスキヤニングソナーにおいて、
パワーオン時にモータを一定方向に回転して適宜
の旋回位置にある超音波ユニツトを基準位置まで
自動車の車体に対して相対旋回させる初期旋回手
段、前記初期旋回中に超音波ユニツトを作動させ
検知データを得ると共にその検知データを上記超
音波ユニツトの上記適宜の旋回位置からの相対的
旋回角度と対応づけて所定の角度毎に記憶する初
期サーチ手段、前記基準位置に到達したときその
基準位置から逆算して前記相対的旋回角度をサー
チ位置に換算する換算手段および換算されたサー
チ位置と記憶していた検知データとに基づいて障
害物の位置と有無とを表示する表示手段を具備し
てなることを構成上の特徴とするものである。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本考案を更に
詳しく説明する。ここに第１図は本考案の一実施
例の自動車のスキヤニングソナーの構成ブロツク
図、第２図は自動車のリアバンパに取り付けられ
た本考案の一実施例の自動車のスキヤニングソナ
ーの外観斜視図、第３図は第１図に示すスキヤニ
ングソナーの検出範囲を示す模式図、第４図は第
１図に示すスキヤニングソナーのパワーオン時の
作動の説明図である。尚、この実施例により本考
案が限定されるものではない。

第１図に示すように、この自動車のスキヤニン
グソナー１は、コンピユータ２によりドライバ３
を介してステツピングモータ４を駆動し、超音波
ユニツト５を旋回するものである。

超音波ユニツト５には送信センサ５ａと受信セ
ンサ５ｂとが隣接して設けられている。

基本波発生回路６で発生した40KHzの搬送波
は、コンピユータ２がアンドゲート７を300μsの
パルス状に開くことでパルス波となり、増幅回路
８および出力回路９を介して送信センサ５ａに入
力している。これにより送信センサ５ａからパル
ス状に超音波が発信される。

パルス状に発信された超音波が外部で反射され
て帰つてきたエコー波は、受信センサ５ｂで検出
され、増幅回路１０、フイルタ１１、検波回路１
２、プログラマブルゲインアンプ１３、プログラ
マブルピークホールド回路１４およびADコンバ
ータ１５を介してコンピユータ２にデジタル値で
入力される。

プログラマブルゲインアンプ１３を用いている
理由は、障害物が遠くにあればそれだけエコー波
の減衰が大きくなり、検知しにくくなるから、こ
れを補償するべく時間が経過するほどゲインを大
きくしてやるためである。

コンピユータ２は、アンドゲート７を開いてパ
ルス状に超音波を発信したときからADコンバー
タ１５で所定値以上の出力が得られてエコー波を
検出したと認識するときまでの経過時間により障
害物の有無と位置とを判定する。すなわち、エコ
ー波が所定時間内に検出されれば障害物はその検
出されるまでの経過時間に比例した距離にあり、
所定時間経過してもエコー波が検出されないとき
は障害物が無いと判断する。

また、コンピユータ２は、ステツピングモータ
４の回転角度から超音波ユニツト５の旋回位置す
なわちサーチ位置を判別する。

結局、コンピユータ２は障害物の位置（方向、
距離）および有無を判別できることになる。

判別結果は、デコーダー１６，１７およびドラ
イバ１８，１９を介してLEDマトリクス２０に
おいて表示される。

また、コンピユータ２はエコー波の検出レベル
の大きさにより障害物の種別を判定し、これを擬
音発生回路２１を介し、スピーカー２２で擬音と
して出力する。

たとえば、障害物が自動車の後方に有ると判定
された場合において、エコー波の検出レベルが所
定値より大なるときは壁状の障害物と判定して
「壁をたたくような」擬音を発生し、所定値以下
のときは自転車や人と判定して「人声に近い」擬
音を発生する。また、障害物が自動車の側方にあ
ると判別された場合は「バイクのような」擬音を
発生する。

かくして、運転者はLEDマトリクス２０の点
滅状態により障害物の有無および位置を判別する
ことができ、またスピーカー２２から発生される
擬音によりその障害物が何であるかの見当を付け
ることができる。

第２図に示すように、超音波ユニツト５は自動
車ＡのリアバンパＢの左端に設けられ、回転テー
ブル２４と共に水平面内で旋回しうるようになつ
ている。

回転テーブル２４には、ストツパー２４ａ，２
４ｂが設けられており、これらがバンパーに設け
られた突片２５ａ，２５ｂに当たるので、超音波
ユニツト５の旋回範囲は第３図に示すＨ方向〜Ｆ
方向の範囲に規定される。このうちＨ方向は基準
位置であり、０〜７方向は自動車Ａの後方を検知
する位置であり、８〜Ｆ方向は自動車Ａの左側を
検知する位置である。

Ｈ方向すなわち基準位置となつたとき、超音波
ユニツト５はリアバンパＢの右側に立設された反
射板２６と距離ｌだけ離れて対向するようにな
る。

さて、次にパワーオン時の動作を説明する。説
明の都合上、超音波ユニツト５は10ms当たり4゜
の平均旋回速度を有するものとし、Ｈ方向と０方
向の角度は20゜、０方向と１方向の角度は16゜、１
方向と２方向の角度は16゜、２方向と３方向の角
度は16゜と仮定する。

第４図に示すように、時刻t₀においてパワーオ
ンされると、コンピユータ２はまずその位置で超
音波ユニツト５を作動させてサーチし、検知デー
タd₀を得、これを記憶する。このとき超音波ユニ
ツト５の位置は不定であるから、いずれのサーチ
位置か不明である。したがつて、サーチ位置との
対応はできないので、時刻t₀と関連して記憶をす
る。

次にステツピングモータ４を負方向（第３図に
おける反時計方向）に回転し、自動車の車体に対
し相対的に超音波ユニツト５を初期旋回させる。
この初期旋回は基準位置Ｈへ向かう移動を意味し
ている。

この初期旋回の間において10ms毎に検知デー
タを得る。すなわち、第４図に示す如く、パワー
オン時t₀から10ms後の時刻t₁において検知データ
d₁を得、更にそれより10ms後に検知データd₂を
得、以下同様に、10ms毎の時刻tiと検知データdi
を対応づけて記憶していく。

超音波ユニツト５の平均旋回速度を10ms当た
り4゜であるとしたからこれらのデータd₀，d₁，…
は超音波ユニツト５の旋回角度に換算すると4゜ご
との検知データということになる。

さて、超音波ユニツト５が負方向回転を続ける
と、ついには回転テーブル２４のストツパー２４
ａが突片２５ａに当接し、それ以上旋回できなく
なる。そこで、このときに得られる検知データは
常に距離ｌのところに障害物があるデータとな
る。コンピユータ２は、距離ｌのところに障害物
があることを意味する検知データが５回連続して
得られると、超音波ユニツト５が基準位置に到達
しているものと判定する。

尚、この判定は、温度センサ２３により温度補
正をし、エコー波が帰つてくるまでの経過時間に
基づいて障害物までの距離を算出し、それをｌと
比較することにより行うが、温度以外の要素によ
つても音速が影響を受けるので、ｌと完全に一致
するとは限らない。したがつて、上記判定はｌに
ついてある範囲を許容して比較しなければならな
い。すなわちｌ±Δlの間に障害物があると判定
できれば、それは基準位置と判定してよい。しか
し逆にその判定がなされれば、現実の距離はｌで
不変であるから、算出された障害物までの距離と
ｌとの差は温度以外の要素の影響による補正量と
して利用できることとなる。すなわち、一定距離
ｌに反射板２６を設けることで基準位置を判定す
る方式を採用することにより、距離の補正をも行
えるようになる。

さて、第４図において、d₁₀，d₁₁，d₁₂，d₁₃，
d₁₄が続けて距離ｌのところに障害物があること
を意味する検知データであつたとすると、マイク
ロコンピユータ２は、時刻t₁₄において、現在の
超音波ユニツト５の位置は基準位置にあると判定
する。そしてステツピングモータ４の駆動方向を
正方向回転に切り換え、通常のスキヤニングを始
める。すなわち、時刻t₁₄から超音波ユニツト５
を50ms正方向旋回させた位置で０方向のデータ
d₁₅を得、更にそれから40ms正方向旋回させた位
置で１方向のデータd₁₆を得、更にそれから40ms
旋回させた位置で２方向のデータd₁₇を得、以下
同様にスキヤニングを行つていくのである。

コンピユータ２は、上記通常のスキヤニングを
行ないつつ、次のように時刻t₁₄までに得たデー
タの分析を行う。

まず、データd₁₀〜d₁₃は、基準位置と判定した
時刻t₁₄におけるデータd₁₄と一致しているから、
これらは基準位置における検知データである。し
たがつて時刻t₁₀において超音波ユニツト５の位
置は基準位置になつたと推定しうる。そこで、第
４図に示すように、時刻t₁₀〜t₁₃に対応する推定
位置はＨ方向となる。

次に、コンピユータ２は、超音波ユニツト５の
平均旋回速度から逆算して超音波ユニツト５が基
準位置に到達する50ms前のデータが０方向のデ
ータであると推定する。かくして、時刻t₅におけ
る検知データd₅が０方向のサーチ位置に対応する
データであると推定する。同様に０方向より
40ms前の時刻t₁における検知データd₁を１方向
の位置に対応する検知データと推定するのであ
る。

このような推定演算は、コンピユータ２の内部
で瞬時に行われ得るから、コンピユータ２は時刻
t₁₄より僅かに遅れて１方向における障害物の有
無およびその位置を表示し、また０方向における
障害物の位置および有無を表示することになる。

結局、第４図に示す場合、時刻t₁₄とt₁₅の間に
最初の表示データを得られ、パワーオン時からの
待ち時間は約140msということになる。

一方、上記のような推定機能がないものとすれ
ば、０方向の表示と１方向の表示とを共に得られ
るのは、時刻t₂₃とt₂₄の間であり、待ち時間は約
230msということになる。

したがつて、この例の場合では、100ms待ち時
間が短縮されたことになる。この効果は、超音波
ユニツト５のパワーオン時の位置が基準位置に近
いときはこの例のように僅かであるが、基準位置
から遠い位置にあつた場合には大きな効果とな
る。

「考案の効果」 本考案によれば、自動車に搭載した超音波ユニ
ツトをモータで旋回してスキヤニングを行ない、
自動車の周囲の障害物を検知する自動車のスキヤ
ニングソナーにおいて、パワーオン時にモータを
一定方向に回転して適宜の旋回位置にある超音波
ユニツトを基準位置まで自動車の車体に対して相
対旋回させる初期旋回手段、前記初期旋回中に超
音波ユニツトを作動させ検知データを得ると共に
その検知データを上記超音波ユニツトの上記適宜
の旋回位置からの相対的旋回角度と対応づけて所
定の角度毎に記憶する初期サーチ手段、前記基準
位置に到達したときその基準位置から逆算して前
記相対的旋回角度をサーチ位置に換算する換算手
段および換算されたサーチ位置と記憶していた検
知データとに基づいて障害物の位置と有無とを表
示する表示手段を具備してなることを特徴とする
自動車のスキヤニングソナーが提供され、これに
より初期旋回時にも障害物の検知が行われ、有効
に表示されるから、待ち時間が短縮される効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車のスキヤニングソナーの構成ブ
ロツク図、第２図は自動車のリヤバンパに取り付
けられた本考案の一実施例の自動車のスキヤニン
グソナーの外観斜視図、第３図は第１図に示すス
キヤニングソナーの検出範囲を示す模式図、第４
図は第１図に示すスキヤニングソナーのパワーオ
ン時の作動の説明図である。 符号の説明、１……自動車のスキヤニングソナ
ー、２……コンピユータ、４……ステツピングモ
ータ、５……超音波ユニツト、２０……LEDマ
トリクス、２４……回転テーブル、２４ａ，２４
ｂ……ストツパ、２５ａ……突片、２６……反射
板、Ａ……自動車、Ｂ……リアバンパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 自動車に搭載した超音波ユニツトをモータで旋
   回してスキヤニングを行ない、自動車の周囲の障
   害物を検知する自動車のスキヤニングソナーにお
   いて、 パワーオン時にモータを一定方向に回転して適
   宜の旋回位置にある超音波ユニツトを基準位置ま
   で自動車の車体に対して相対旋回させる初期旋回
   手段、前記初期旋回中に超音波ユニツトを作動さ
   せ検知データを得ると共にその検知データを上記
   超音波ユニツトの上記適宜の旋回位置からの相対
   的旋回角度と対応づけて所定の角度毎に記憶する
   初期サーチ手段、前記基準位置に到達したときそ
   の基準位置から逆算して前記相対的旋回角度をサ
   ーチ位置に換算する換算手段および換算されたサ
   ーチ位置と記憶していた検知データとに基づいて
   障害物の位置と有無とを表示する表示手段を具備
   してなることを特徴とする自動車のスキヤニング
   ソナー。