JPH041314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、反射物体と送波器との間の距離間隔
を検出するための非接触式の距離測定装置および
測定方法であつて、車両の後部から障害物となる
前記反射物体へ超音波パルス列ビームを照射する
ための超音波パルス列ビーム送波器を有し、車両
用の距離測定装置およびその測定方法に関する。

従来の技術 このような装置は自動車の駐車を簡単にするた
めに例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第
2312248号公報、ドイツ連邦共和国特許出願公開
第2312248号公報およびオーストリア特許出願第
248894号明細書から公知である。これらの公知の
距離測定装置は、特に超音波−原理または赤外線
−原理に従つて動作する場合、センサが汚れ易く
そのためにその機能が停止するという欠点を有す
る。例えば自動車の駐車の際運転者は最低距離に
まだ達していないと思い、それにより衝突を回避
できない。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、運転中においても装置の機能
状態が不断に監視されつづけられるように改善さ
れた距離測定装置および測定方法を提供すること
であり、さらに、手荒な使用に耐え、動作が確実
で、校正が可能であり、出力信号を操作者に供給
し、それにより装置に信頼を置くというよりはむ
しろ装置が正確に動作しているということを操作
者が確信できるような非接触式距離測定装置およ
びその測定方法を提供することである。

課題を解決するための手段 上記課題は本発明により、距離測定装置は、反
射物体から反射された信号を受波するための装置
と、走行時間検出装置と、種々異なる個別の出力
指示を行なわせるための指示装置と、反射器と、
機能検査論理装置とを有しており、前記反射され
た信号を受波するための装置は、ビーム受波器を
有しており、前記ビーム送波器とビーム受波器
は、車両のボデイ外部に配置されており、前記走
行時間検出装置は、前記ビーム送波器におけるパ
ルス照射装置と作用結合しており、さらに単位距
離当りの既知の走行時間のもとで、前記送波器か
ら前記反射物体までの距離間隔を検出するために
パルスビームの走行時間を検出する装置を有して
おり、前記指示装置は、前記距離間隔が所定の値
よりも下がつた場合に出力指示し、前記反射器
は、車両に配置され、前記ビーム送波器から所定
の距離間隔を置いてそのビーム経路中に当該ビー
ム部分の照射を受けるように設けられており、前
記走行時間検出装置は、複数の走行時間段有し、
これらの走行時間段は、前記送波器から前記反射
器および障害物となる前記反射物体へそれぞれ照
射されさらに前記受波器へ反射されるビームの、
種々異なる走行時間期間に段階別に応答するもの
であり、前記走行時間段のうちの１つの走行時間
段は、前記送波器から前記反射器へ向けて照射さ
れさらに前記受波器に受波される信号の走行時間
に応答するものであり、前記機能検査論理装置
は、段階別に構成された前記走行時間段と接続さ
れており、これらの走行時間段によつて制御され
るものであり、 さらに反射器によつて反射された当該送波ビー
ム部分に応答し、前記障害物となる反射物体から
反射され前記受波器に受波されるビームに応答す
るものであり、さらに前記機能検査論理装置は、
指示装置により出力される個別の出力を制御する
ために接続されており、当該距離測定装置の起動
と反射器から反射された反射信号の受波に基づ
き、該距離測定装置の機能検査の第１の特性量が
出力され、さらに、前記機能検査論理装置は、前
記障害物となる反射物体からの信号の受波に基づ
き、指示装置により個別に種々異なる特性状態量
を出力するものであり、さらに、指示装置による
前記第１の特性量の指示を取り消すものであるよ
うに構成されて解決される。

本発明の利点 本発明による距離測定装置はそれに対して、運
転中不断に機能検査および機能表示が可能である
という利点を有する。距離測定装置の誤動作によ
る距離の誤評価はそれによつて回避できる。非常
に短い走行時間で発生した検査信号は距離測定自
体に影響を及ぼさずに装置の機能についての情報
を供給する。

実施態様項に示された方法により本発明の距離
測定装置の有利な形態が可能である。動作を、特
にパルス列の形で信号として使用される超音波信
号を用いて行なうと特に有利である。まず機能制
御装置によりこのような動作は確実に可能であ
る。

特に確実で簡単な距離検出は、走行時間検出装
置が走行時間段を有し種々の走行時間または距離
に段階的に応動することにより有利に行なわれ
る。各表示された距離は別々の音響信号および／
または光信号を発生させる。

距離を非常に正確に決定すべき場合には、個々
の走行時間段を校正するのに反射器を介して測定
された走行時間信号を使用するようにした校正装
置が設けられると有利である。該当する走行時間
段の所望の応動値即ち所望の距離値に対する反射
器の距離関係に依存して、反射器を介して測定さ
れた走行時間信号の相応する変化により個々の走
行時間段の応動値が形成される。温度、気圧およ
び他のパラメータの変化はそれによつて測定結果
に影響を与えることはない。

距離測定装置を自動車の駐車のために使用する
場合、送信および受信装置を自動車の後部に設置
すると有利であり、装置は後進変速切換が行なわ
れる際に動作させられる。距離測定装置の機能準
備の信号は同時に、後進変速切換が行なわれてい
るか否かの情報を与えるために用いられる。その
際、自動車のどちらの側が危険な距離を下回つた
かを確定できるように、例えば２つの送信および
受信装置を自動車の左後部および右後部に設ける
こともできる。予め与えられた最少距離を下回つ
た場合に応動する光学的表示素子をその際自動車
の後部室内、例えば付加ブレーキ燈の裏側または
計器盤に配置すると有利である。その際相応する
後部側に対して臨界距離が対応するようにするこ
とができる。

実施例の説明 本発明の実施例につき以下に図を用いて詳しく
説明する。

第１図に示されている実施例において超音波用
周波数発生器１０はスイツチ１１を介して投入接
続できる。このスイツチは、自動車において距離
測定装置を使用する場合、例えば後進変速スイツ
チである。周波数発生器１０の出力側は送信パル
ス幅−調整装置１２を介して超音波−送信／受信
器１３に接続されている。この超音波−送信／受
信器は超音波送波器１４に送信パルスを供給し、
反射されたパルスを再び超音波−受波器１５を介
して受信する。その際反射したパルスは一方では
固定して設けられた反射器１６を介して、また他
方では距離を測定すべき物体１７を介して戻つて
くる。反射器１６はその際、超音波送波器１４と
超音波受波器１５との間に例えば１cmの間隔をお
いて存在する。送信／受信器の距離測定のための
原理的機能は走行時間測定に基づき、前述の公知
技術に詳しく述べられている。

送信／受信器１３の出力側は走行時間検出装置
１８に接続されており、この走行時間検出装置は
実質的に走行時間Tc、T2、T1を下回る場合にそ
れを検出するための３つの走行時間段１９〜２１
から成る。走行時間段１９〜２１の出力側はそれ
ぞれアンド−ゲート２２〜２４を介してオア−ゲ
ート２５の入力側に接続されており、その出力側
は、例えばスピーカ、ブザー、ベル等から成る音
響信号発生器２６を制御することができる。アン
ド−ゲート２４の出力側は付加的に監視ランプ２
７に接続されている。さらに走行時間段２１の出
力側はインバータ２８を介してアンド−ゲート２
３の入力側に接続されており、また走行時間段２
０の出力側はインバータ２９を介してアンド−ゲ
ート２２の他の入力側に接続されている。種々の
音響信号f1〜f3を発生するための信号発生器３０
はこの信号をそれぞれアンド−ゲート２２〜２４
の入力側に供給する。これらの種々の音響信号は
種々の周波数であり、また種々の音声信号でもよ
い。

第１図に示されている実施例の動作は大体次の
通りである。即ち公知の方法で測定信号、すなわ
ち送波器１４から測定される物体１７、受波器１
５までの超音波測定信号の走行時間は走行時間検
出装置１８において測定される。検出された走行
時間は予め調整された走行時間Tc，T2およびT1
と比較され、その際、設定された走行時間を下回
る場合には相応する走行時間段１９〜２１が出力
信号を発生する。出力信号は走行時間段１９の場
合には常に生ずる。というのは走行時間Tcは反
射器１６を介しての測定信号の走行時間より短か
いからである。従つて走行時間段１９は距離測定
装置の機能を不断に検査するのに役立つ。例えば
スイツチ１１を介して装置を投入接続する際、従
つて直ちにかつ常時信号列f1はアンド−ゲート２
２を介して音響信号列として音響信号発生器２６
において作用しなければならない。自動車におい
てこの信号は距離測定装置の機能準備状態を検出
するのに役立ち、またスイツチ１１を操作する後
進変速切換が行なわれていることの確認にも役立
つ。装置が距離を測定すべき物体１７に近づく場
合、走行時間T2を下回る程距離がわずかになる
と、走行時間段２０が応答する。自動車において
この走行時間は例えば30cmの距離に対応すると有
利である。すると、アンド−ゲート２２がインバ
ータ２９を介して遮断されるので、音響信号発生
器２６を介して信号列f2が作用する。走行時間
T1を下回る程距離がわずかになると、走行時間
段２１が応答し、信号列f3が音響信号発生器２６
において作用する。同時に監視ランプ２７が点灯
し、信号列f2はインバータ２８を介してのアンド
−ゲート２３の遮断により作用しなくなる。

信号列および信号周波数を任意に変化させて使
用できることが明らかである。さらに、必要に応
じて走行時間段の数を増大させることにより任意
数の段において走行時間検出装置１８の段階的な
応答が可能である。同様に原理的に超音波信号の
かわりに赤外線信号または他の電磁波を使用する
ことができる。

第２図に示す回路装置は、反射器１６を介して
測定された走行時間信号に依存して個々の走行時
間段２０，２１を校正するための校正装置を示
す。第１図に示された回路装置から説明の簡略化
のために送信／受信器１３および走行時間段１９
〜２１のみが示されている。走行時間段２０〜２
１はもはや一定の応動閾値を持たない。応動閾値
は入力側３１，３２を介して外部から走行時間段
にプリセツトされる。走行時間−信号変換器３３
において反射器１６を介する測定信号の走行時間
は電圧Ｕに、またはデジタル信号に変換される。
この電圧量は２つの乗算段３４，３５において係
数K1およびK2と乗算される。これらの係数は、
相応する走行時間段２１および２０が応動すべき
測定距離に対する反射器１６の距離の比を示す。
検出された値Ｕ×K1およびＵ×K2はそれぞれメ
モリ３６，３７に記憶され、その際この記憶は時
限素子３８を介して制御される。これは次のよう
にして行なわれる。即ちスイツチ１１を介して装
置が投入接続された後、時限素子３８により予め
与えられた一定の時間が経過すると記憶が行なわ
れる。これによつて場合によつておこる投入接続
の規測性は考慮されない。メモリ３６，３７に記
憶された値は走行時間段２０，２１における限界
走行時間をプリセツトする。

発明の効果 本発明による非接触式距離測定装置およびその
測定方法によれば、距離測定と装置の機能状態の
監視とを同時に行うことができるため、実際に駐
車を行つている最中においてセンサの汚れ等が原
因で突然距離測定動作そのものが正確に機能しな
くなつても即座にそのことを検知することがで
き、従つてセンサ等の機能異常に基づいた誤距離
測定による接触事故などは未然に防がれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロツク略図、第２
図は個々の走行時間段を校正するための校正装置
のブロツク略図を示す。 １０……超音波用周波数発生器、１１……スイ
ツチ、１２……送信パルス幅−調整装置、１３…
…超音波−送信／受信器、１４……超音波送波
器、１５……超音波受波器、１６……反射器、１
７……物体、１８……走行時間検出装置、１９，
２０，２１……走行時間段、２２，２３，２４…
…アンド−ゲート、２５……オア−ゲート、２６
……音響信号発生器、２７……監視ランプ、２
８，２９……インバータ、３０……信号発生器、
３３……走行時間−信号変換器、３４，３５……
乗算段、３６，３７……メモリ、３８……時限素
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反射物体１７と送波器との間の距離間隔を検
   出するための非接触式の距離測定装置であつて、 車両Ｖの後部から障害物となる前記反射物体１
   ７へ超音波パルス列ビームを照射するための超音
   波パルス列ビーム送波器１４を有し、車両用の距
   離測定装置において、当該距離測定装置は、 − 前記反射物体１７から反射された信号を受波
   するための装置１５，１３と、 − 走行時間検出装置１８と、 − 種々異なる個別の出力指示を行なわせるため
   の指示装置２６，２７と、 − 反射器１６と、 − 機能検査論理装置２２，２３，２４，２５，
   ２９，３０とを有しており、 前記反射された信号を受波するための装置１
   ５，１３は、ビーム受波器１５を有しており、 前記ビーム送波器１４とビーム受波器１５は、
   車両Ｖのボデイ外部に配置されており、 前記走
   行時間検出装置１８は、前記ビーム送波器１４に
   おけるパルス照射装置と作用結合しており、さら
   に単位距離当りの既知の走行時間のもとで、前記
   送波器１４から前記反射物体１７までの距離間隔
   を検出するためにパルスビームの走行時間を検出
   する装置を有しており、前記指示装置２６，２７
   は、前記距離間隔が所定の値よりも下がつた場合
   に出力指示し、 前記反射器１６は、車両に配置され、前記ビー
   ム送波器１４から所定の距離間隔を置いてそのビ
   ーム経路中に当該ビーム部分の照射を受けるよう
   に設けられており、 前記走行時間検出装置１８は、複数の走行時間
   段１９，２０，２１を有し、これらの走行時間段
   １９，２０，２１は、前記送波器１４から前記反
   射器１６および障害物となる前記反射物体１７へ
   それぞれ照射されさらに前記受波器１５へ反射さ
   れるビームの、種々異なる走行時間期間に段階別
   に応答するものであり、 前記走行時間段のうちの１つの走行時間段１９
   は、前記送波器１４から前記反射器１６へ向けて
   照射されさらに前記受波器１５に受波される信号
   の走行時間に応答するものであり、 前記機能検査論理装置２２，２３，２４，２
   ５，２９，３０は、段階別に構成された前記走行
   時間段１９，２０，２１と接続されており、これ
   らの走行時間段によつて制御されるものであり、 さらに反射器１６によつて反射された当該送波
   ビーム部分に応答し、前記障害物となる反射物体
   １７から反射され前記受波器１５に受波されるビ
   ームに応答するものであり、 さらに前記機能検査論理装置２２，２３，２
   ４，２５，２９，３０は、指示装置２６，２７に
   より出力される個別の出力を制御するために接続
   されており、 当該距離測定装置の起動と反射器１６から反射
   された反射信号の受波に基づき、該距離測定装置
   の機能検査の第１の特性量が出力され、 さらに、前記機能検査論理装置は、前記障害物
   となる反射物体１７からの信号の受波に基づき、
   指示装置により個別に種々異なる特性状態を出力
   するものであり、 さらに、指示装置による前記第１の特性量の指
   示を取り消すものであることを特徴とする距離測
   定装置。 ２ 前記各走行段は、それぞれ特有の所属の個別
   の出力信号f1，f2，f3を生成する特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３ 前記指示装置は音響生成器３０を有してお
   り、該音響生成器３０は、それぞれ異なる周波数
   特性量f1，f2，f3の複数の個別の音響を供給する
   ものであり、 前記機能検査論理装置２２，２３，２４，２
   ５，２９，３０は、複数の制御ゲート２２，２
   ３，２４，２５を有しており、 該制御ゲート２２，２３，２４，２５は、前記
   音響生成器３０および前記各走行段１９，２０，
   ２１と接続されており、さらに該制御ゲートは、
   音響変換器２６を制御する出力端を有しており、 該音響変換器２６は、少なくとも前記指示装置
   の一部を形成する特許請求の範囲第２項記載の装
   置。 ４ 前記走行段２０′，２１′の少なくとも１つと
   作用接続された校正装置３３〜３８が設けられて
   おり、当該校正装置３３〜３８は、走行時間の応
   答を反射器１６により反射される信号の走行時間
   の関数として制御するものである請求項１記載の
   距離測定装置。 ５ 前記走行時間段２０′，２１′の少なくとも１
   つは、可変の走行時間閾値を有しており、当該走
   行時間閾値は、前記反射器１６によつて反射され
   た信号の測定された走行時間に依存して制御され
   るものである特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 前記車両はバツクギヤの投入に基づき動作す
   るバツクギヤースイツチ１１を有しており、 前記距離測定装置は、前記バツクギヤースイツ
   チ１１と作用接続されておりかつ当該スイツチ１
   １の動作に基づき作動するものであり、それによ
   つて前記指示装置２６，２７は、前記バツクギヤ
   スイツチ１１の動作に基づき前記第１の特性量f1
   の出力指示をするものである特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ７ 前記指示装置２６，２７は、車両の室内空間
   の後部に位置する光学的指示器を有している特許
   請求の範囲第６項記載の装置。 ８ 前記指示装置２６，２７は、車両の室内空間
   の後部に位置する少なくとも１つのスピーカーを
   有している特許請求の範囲第６項記載の装置。 ９ 前記走行時間段の１つは、当該車両と障害物
   を形成する前記反射物体１７との間隔が約30cm程
   になつた場合に出力信号を供給する特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 １０ 前記複数の走行時間段２０，２１，２０′，
   ２１′の２つが設けられており、前記２つの走行
   時間段の１つ２０は、前記反射物体１７へ約30cm
   程の走行時間（T2）に応答するものであり、 さらに前記２つの走行時間段の他方２１は、間
   隔が30cmよりも少ない距離を表わす走行時間に応
   答するものである特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 １１ 車両における衝突回避のための非接触式距
   離測定を行うための方法において、 超音波測定ビームをパルス列の形で、車両後部
   に配置された超音波送波器１４から後方に照射
   し、 障害となる反射物体１７からの反射があつた場
   合に、パルス測定ビームを受波器１５の中で受波
   し、 前記ビーム送波器１４とビーム受波器１５を前
   記車両ボデイ外部に位置せしめ、 前記送波器１４から前記物体１７までの間隔距
   離を、前記送波器１４と前記受波器１５との間の
   ビームの走行時間の測定に基づいて検出し、 検査用反射器１６を有する当該距離測定装置の
   動作機能性を検査し、 前記検査用反射器１６は、前記車両上に設けら
   れ、前記送波器１４に対して所定の間隔距離を置
   いて配置され、さらにビームの一部を受波器１５
   へ反射するものであり、 前記送波器１４から前記検査反射器１６に向
   い、さらに前記受波器１５へ反射してきたビーム
   の走行時間を、個別の走行時間間隔に基づいて測
   定し、 前記所定距離間隔と関連する第１の時間間隔内
   で前記反射器１６からの信号を受波することに基
   づき、第１の個別特性量f1を表わす出力信号を供
   給し、 さらに前記送波器１４と前記物体１７と前記受
   波器１５との間のビームの走行時間の時間間隔が
   所定値を下回る場合に、前記第１の個別特性量f1
   の出力信号の形成を停止し、第２の個別特性量f2
   の出力信号を形成することを特徴とする距離測定
   方法。 １２ 前記送波器１４と前記物体１７との間の信
   号の走行時間の測定に基づいた、前記物体１７と
   送波器１４との間の間隔距離が、第２の所定の間
   隔距離を下回る場合に、前記第２の個別特性量f2
   を備えた出力信号の停止を行い、さらに第３の個
   別特性量の出力信号f3，２７を形成することを含
   めた請求項１１記載の方法。 １３ 前記送波器１４と前記反射器１６との間の
   前記所定の間隔距離を、第１の所定の間隔距離よ
   り少なくかつ当該第１の所定の間隔距離の1/10と
   し、 さらに第２の所定の間隔距離は、前記第１の間
   隔距離よりも少ないが、しかし前記送波器１４か
   ら前記反射器１６までの所定の間隔距離よりは長
   くする請求項１１記載の方法。１４ 前記送波器
   １４と前記反射器１６との間の信号の走行時間を
   評価し、 前記送波器１４と前記反射器１６との間の送信
   における測定された走行時間の関数として、前記
   送波器１４と前記物体１７との間の信号の走行時
   間の、距離間隔を表す時間間隔を制御する請求項
   １１記載の方法。 １５ 前記車両はバツクギヤとバツクギヤスイツ
   チ１１とを有しており、このバツクギヤスイツチ
   １１は、バツクギヤの使用に基づいて動作するも
   のであり、 前記バツクギヤスイツチ１１の動作に基づいて
   前記送波器１４と前記受波器１５を作動させ、 障害となる前記反射物体１７から反射された信
   号の受信が存在しない場合でも、前記第１の個別
   特性量f1により定められる検査出力信号を供給す
   るため、前記スイツチ１１の動作に基づいて第１
   の個別特性量f1の前記出力指示信号を供給する請
   求項１１記載の方法。