JPH11152002A - 物体検出装置の取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体検出装置を車両に取り付けた際に安価な
方法で大地の影響を受けにくくする。 【解決手段】 センサ電極１０ａ，１０ｃを含み、物体
検出装置１００のセンサとして機能するセンサ装置ＤＥ
Ｔに対し、センサ装置ＤＥＴの大地側の底面３３を金属
性の取付部材２３により支持し、車両のバンパ取付部３
０に取付けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体検出装置に関
するものであり、特に、車両においてセンサ電極により
前方の物体検出を行う物体検出装置の取付構造に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の物体検出装置は、センサ
電極を用いてセンサ電極と物体（特に車両においては障
害物）の間の静電容量の変化を検知し、そのインピーダ
ンス変化により障害物が近くに存在するか否かを検知す
るものが知られている。車両においてはバンパに２枚の
センサ電極間に検出部を配設したものを取り付けて、セ
ンサ電極の前方に障害物が存在するか否かの検出を行う
電子バンパが、特開平４−３２８０４８号公報に開示さ
れている。

【０００３】また、センサ電極の形状に関するものに関
しては、センサ電極の周囲を凹部形の静電シールド電極
（接地しているため接地電極ともいう）で囲み、必要方
向以外の障害物の検出を行わない様にしているものが、
特開昭６１−２５０８６号公報に開示されている。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開
平４−３２８０４８号公報のものは、センサ電極と検出
を行う回路を車両のバンパに単に備え付けたものである
ことから、センサ電極は検出には必要がない周囲の障害
物も検出してしまう。このため、例えば、バンパに取り
付けた際には、大地の凹凸の影響を影響を受けやすく、
特に、積載時に車高が低がってしまう場合にはよりその
影響を受けやすくなってしまうので、障害物検知の誤検
出が生じ易くなってしまう。

【０００５】また、特開昭６１−２５０８６号公報に示
されるものは、シールド電極の形状により、必要方向以
外の障害物を検出しないようにすることは可能になる
が、シールド電極の形状が複雑になり、センサ電極に対
してのシールド電極の寸法精度が重要となってくる。こ
の場合には大地側の検出距離のみならず、前方の障害物
の検出距離も短くなってしまうので、前方の検出距離を
のばすためには電極形状が大きくなってしまうものとな
る。

【０００６】以上により、大地の影響を受けないように
後者に示す電極構造にすると、結果的にはコストアップ
につながってしまうことから、車両への取り付けに関し
て、コストアップしないようにするための検討を行っ
た。その結果、上記のような装置を車両に取り付ける場
合には、取り付けには取付部材が必要になることが判明
した。

【０００７】よって、本発明はこの取付部材に着目し、
物体検出装置を車両に取り付けた際に安価な方法で大地
の影響を受けにくくすることを技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、センサ電極を含み、物体検出
装置のセンサとして機能するセンサ装置に対し、センサ
装置の大地側の底面を金属性の取付部材により支持し、
車両に取付けるようにした。

【０００９】上記の構成により、センサ電極を含むセン
サ装置の大地側の底面を金属性の取付部材により支持し
た状態でセンサ装置は車両に取付られるものとなる。こ
のため、大地側には金属性の取付部材があるが故に、大
地側の検出距離を取付部材により抑制することが可能と
なる。従って、センサ電極の形状を従来のように変更す
ることなく、取付部材により大地側の影響を抑えること
が可能となるので安価なものとなる。

【００１０】この場合、物体検出を行うセンサ電極と同
一面まで前記取付部材が延在するようにすれば、物体検
出が必要のない方向の検出距離をより抑圧し、誤作動防
止を図ることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は本発明の物体検出装置１００のセン
サとして機能するセンサ装置ＤＥＴの構成を示した図で
ある。物体検出装置１００はハウジング１１，１２内に
収められた導電性の２枚のセンサ電極（以下、電極と称
す）１０ａ，１０ｃと回路部１５を含んでおり、車両の
障害物検出を必要とするバンパ部分に適宜数箇所に設け
られたセンサ装置ＤＥＴと、センサ装置ＤＥＴを統括的
に制御する外部のコントローラＣＮＴにより成り立って
いる。

【００１３】尚、ここでは外部のコントローラＣＮＴに
よりセンサ装置ＤＥＴが制御される場合について説明を
行うが、これに限定されず、コントローラＣＮＴを備え
ていなくても、少なくとも１つ以上のセンサ装置ＤＥＴ
が車両に設けられ、独立して障害物を検出するような構
成も取ることが可能である。

【００１４】この物体検出装置１００は樹脂製のハウジ
ング１１の中に２枚の導電性のセンサ電極（以下、電極
と称す）１０ａ，１０ｃが互いに対向して配設されてお
り、電極１０ａ，１０ｃの横には電極１０ａ，１０ｃか
らの信号を受けて物体検出を行う回路部１５が配設され
ている。ここでは電極１０ａ，１０ｃを２枚電極を用い
たものを示すが、電極の数はこれに限定されないものと
する。

【００１５】電極１０ａ，１０ｃは、図６に示されるよ
うにハウジング１１に適宜数カ所に設けられた取付段を
有する電極用の位置決めピン１１ａにより位置決めされ
ている。具体的には、電極１０ａをハウジング１１のピ
ン１１ａで位置決めして配設し、その後、各々のピン１
１ａにスペーサ１６ａを挿通し、位置決めされた電極１
０ｃと平行状態となるように対向させ、電極１０ｃから
スペーサ１６ａ分だけ浮かせた状態で、電極１０ａの取
付け孔にピン１１ａを挿通させて電極１０ａを配設す
る。その後、ピン１１ａの先端部に熱かしめを施して、
電極１０ａ，１０ｃのハウジング１１への固定がなされ
る。

【００１６】また、電極１０ａ，１０ｃの横には回路部
１５が配設されている。この回路部１５はハウジング１
１に設けられた回路部固定用の４箇所に設けられた位置
決めピン１１ｂにより位置決めされる。電極１０ａ，１
０ｃと回路部１５は端子部１０ａａ，１０ｃａ（図４参
照）によりつながっており、具体的には電極１０ａには
回路部側にＵ字型のばね性をもった端子部１０ａａが形
成されていると共に、電極１０ｃの端子部１０ｃａは回
路部側にＬ字型のばね性をもった端子部１０ｃａが形成
され、各々の端子部１０ａａ，１０ｃａの先端の取付け
ピン１０ａｂ，１０ｃｂが回路部１５の電極入力端子１
５ａ，１５ｂに挿入されている。この状態で電極入力端
子１５ａ，１５ｂの位置で半田付け等により、回路部１
５と電極１０ａ，１０ｃを固定する。その後、ハウジン
グ１１と同じ材質のハウジング１２をハウジング１１に
対して対向して被せ、２つのハウジング１１，１２の接
合部を超音波接合等の熱溶着により密封し、センサとし
て機能するセンサ装置ＤＥＴとなる。

【００１７】このようにセンサ装置ＤＥＴが組付けられ
た状態で、ハウジング１１，１２の中に配設された回路
部１５から、電源供給及びセンサ信号を取り出すハーネ
ス１８が図示しないシール部材を介してハウジング外に
延びており、ハーネス１８にはコネクタ１７が設けられ
ている。このコネクタ１７により外部から回路部１５へ
の電源供給が行われ、障害物を検出するセンサ信号を外
部のコントローラＣＮＴに伝達し、その信号を基にコン
トローラＣＮＴにより車両に設けられたウォーニングラ
ンプやブザー等を鳴らす。

【００１８】図２にセンサ装置ＤＥＴの回路ブロック図
を示す。回路部１５及び電極１０ａ，１０ｃを備えたセ
ンサ装置ＤＥＴは車両の前後バンパのコーナ部に各々設
けられ、各々のセンサ装置ＤＥＴは検出電極となる電極
１０ａにより近距離の範囲における物体（障害物）を検
出する。

【００１９】そこで、まず障害物検出のインピーダンス
変化の検出について図８を参照して簡単に説明を行う。
図８は電極ユニット１０（電極１０ａ，１０ｃ）まわり
の電気力線分布を示しており、この図においては検出を
行う電極１０ａと接地される電極１０ｃとの間に交流電
圧ｖｎが印加されるものとする。電極１０ａと電極１０
ｃは平行板であり、２枚電極を一組で一種のコンデンサ
と考えると、電極１０ａ，１０ｃ間の静電容量は、両者
間の距離をｄ、真空の誘電率をε0 、比誘電率をε r、
互いに向かい合う面積をＳとすれば、 Ｃｏ１ ＝ （ε0 ・ε r・Ｓ）／ ｄ で表わされる。

【００２０】検出を行う電極１０ａの遠方に仮想境界Ｌ
Ｌを想定し、仮想境界ＬＬまでの電極１０ａからの放射
電界における静電容量をＣｓとすれば、電極１０ａとグ
ランド（接地電極１０ｃ）との間のインピーダンスＺｉ
ｎ１は電極１０ａ，１０ｃ間のインピーダンス［１／
（ｊωＣo1）］と、電極１０ａと仮想境界ＬＬ間のイン
ピーダンス［１／（ｊωＣs ）］の合成となり、 Ｚｉｎ１ ＝ １ ／ ［ｊω（Ｃo1 ＋ Ｃs ）］ で示される。ここで、仮想境界ＬＬと検出を行う電極１
０ａの間に、人、建造物、金属等の物体（障害物）が存
在すると、仮想境界ＬＬと検出電極１０ａ間の放射電界
の静電容量Ｃｓが変化する。これにより、インピーダン
スＺｉｎ１が変化する特性を利用する。尚、電極１０
ａ，１０ｃ間の静電容量Ｃo1は、接地電極１０ｃが大地
に接地されていることにより一定となる。

【００２１】次に、このインピーダンス変化を利用した
回路部１５の動作を説明する。センサ装置ＤＥＴはＣＰ
Ｕ１により制御が成される。ＣＰＵ１はまず発振回路３
の発振を安定させる。発振回路３の発振を安定させるた
めに、ＣＰＵ１は交流電圧ｖ１の発振レベルを表わす直
流電圧信号である発振レベルＶＬを読み込む。次に、発
振レベルＶＬに応じて共振／結合回路２が発振回路３の
発振条件を満たすようなデジタルデータ制御電圧Ｖｍを
算出し、ＣＰＵ１はラダー抵抗ＲＡを介してデジタルデ
ータ制御電圧ＶｍをＤ／Ａ変換して、共振／結合回路２
に与える。また、共振／結合回路２には温度補償回路５
が接続されており、共振状態で発振レベルが温度に係わ
りなく一定となるように温度補償回路５で制御される。

【００２２】制御電圧Ｖｍは、図３に示す共振／結合回
路２内のバイキャップダイオード（可変容量ダイード）
ＶＤの直列コンデンサＣｚ１側に印加され、制御電圧Ｖ
ｍの電圧レベルに応じたバリキャップダイオードＶＤの
容量変化により、共振／結合回路２の二次側の静電容量
が変化して、発振回路３の発振条件が満たされて発振が
安定する。

【００２３】発振回路３の発振が安定している場合にお
いて、電極ユニット１０（電極１０ａ）に障害物が接近
すると、電極１０ａ，１０ｃで構成される電極ユニット
１０のインピーダンスが変化し、そのインピーダンス変
化に応じて共振／結合回路２の二次側の容量が変化す
る。これに伴い発振回路３の発振条件が影響され、発振
回路３の発生する交流電圧ｖ１の発振レベルが変化す
る。

【００２４】発振回路３には、検波／増幅回路４が接続
されており、交流電圧ｖ１を検波、増幅して交流電圧ｖ
１の発振レベルの変化に応じて増減する直流の電圧であ
る発振レベルＶＬに変換してＣＰＵ１に与える。ＣＰＵ
１は発振レベルＶＬと障害物の判定を行う判定しきい値
とを比較して、その比較結果により障害物の有無を表わ
す信号を出力する。この障害物検出信号を受けて、ブザ
ーやウォ−ニング出力がなされるような構成になってい
る。

【００２５】次に、本発明の物体検出装置１００のセン
サとして機能するセンサ装置ＤＥＴの車両への取付構造
について、図５及び図６を参照して説明する。

【００２６】センサ装置ＤＥＴは図５に示されるように
ハウジング１１，１２の接合面の上部１３ａ及び下部１
３ｂには溝１３が設けられており、センサ装置ＤＥＴを
取付ける取付ける金属性のブラケット（取付部材）２３
には予めプレス加工によりアーチ型の爪２３ａおよびブ
ラケット強度を出すためにリブ２７がそれぞれ２ヶ所に
設けられている。

【００２７】この爪２３ａにセンサ装置ＤＥＴの下部１
３ｂの溝１３が嵌まり、センサ装置ＤＥＴの底面３３が
支持される。この状態においてセンサ装置ＤＥＴ内の物
体検出を行う電極１０ａとは図６に示すように電極１０
ａの電極面と同じ面（Ｚ位置での面）まで延在したブラ
ケット２３により支持されるので、電極１０ａ，１０ｃ
間に交流を印加した場合に電極１０ａから出た車両側へ
の電界のまわり込みを抑制すると共に、電極１０ａの下
側の検出距離を抑制する。

【００２８】センサ装置ＤＥＴをブラケット２３上に支
持した状態で、上下に２つの支持部をもつ支持部材（取
付部材）２４の上側の支持部２４ａをセンサ装置ＤＥＴ
の上部１３ａの溝１３に嵌め合わせ、支持部材２４の下
側の支持部を取付けブラケット２３に位置決めして、ね
じ２５により支持部材２４をブラケット２３に対して固
定する。このように、センサ装置ＤＥＴが固定された取
付けブラケット２３は、車両側のバンパ取付部３０に対
して、ブラット２３に数カ所に設けられた孔２３ｂの位
置でボルト２６により固定され、車両に対してブラケッ
ト２３によりセンサ装置ＤＥＴが固定されるものとな
る。その後、センサ装置ＤＥＴを外部から覆うような形
でバンパ（図示せず）が車両側のバンパ取付け部３０に
対して取付けられる。

【００２９】このようにブラケット２３に取り付けられ
たセンサ装置ＤＥＴの検出範囲と従来例との比較を図７
に示す。図７では４つのパターンにより実験を行った。
つまり、障害物の検出を行う検出電極１０ａと接地電極
１０ｃの間隔（１１ｍｍ）を変化させずに、２枚の電極
で比較した。具体的には、：２枚の電極１０ａ，１０
ｃ（７０×２００ｍｍの同一形状の平板）を平行にした
もの（従来技術１）、：の構成で本発明のブラケッ
ト２３により支持したもの（発明品）、：従来技術の
如く接地電極（９０×２００ｍｍに対し２つの側面をも
つ）のコ字型の開口位置に検出電極（７０×２００ｍ
ｍ）を配設した接地電極の幅が大のもの（従来技術２の
接地電極大）、：と同じ構成で検出電極（６０×２
００）に対し接地電極（７０×２００ｍｍ）の幅を小に
したもの（従来技術２の接地電極小）に対して実験を行
った。

【００３０】実験の結果、図７からブラケット２３を用
いたものは平行２枚電極のみを配設したものに比べ、前
方の検出距離はほとんど変化なく、大地側の検出距離が
短くなっていることがわかる。このことから、大地の凸
凹等を検出しないようにできる。また、従来の構成，
と比較すると、接地電極の大きさをと同じ大きさに
し、その中に配設される検出電極の大きさを小さくした
場合には前方の検出距離及び大地側の検出距離とも短く
なる。そこででは前方の検出距離をのばすために検出
電極の方を大きくした。このように検出電極を大きくす
ると、必然的に接地電極も大きくなるために結果的には
コストアップしてしまうものとなる。

【００３１】このため、前方の障害物の検出距離を長く
した状態で、大地側の検出距離を抑え、大地等による外
乱の影響をなくすためには、検出を行う電極１０ａの下
側まで車両に取付けるブラケット２３を延在させれば、
電極構造を複雑にすることなくして、ブラケットの形状
のみで大地側の影響を抑制できる。

【００３２】

【効果】本発明によれば、センサ電極を含み、物体検出
装置のセンサとして機能するセンサ装置に対し、センサ
装置の大地側の底面を金属性の取付部材により支持し、
車両に取付けるようにしたことにより、センサ電極を含
むセンサ装置の大地側の底面を金属性の取付部材により
支持した状態でセンサ装置は車両に取付られるものとな
る。このため、大地側には金属性の取付部材があるが故
に、大地側の検出距離を金属性の取付部材により抑制す
ることが可能となる。従って、センサ電極の形状を従来
のように変更することなく、取付部材により大地側の影
響を抑えることができるので安価となる。

【００３３】この場合、物体検出を行うセンサ電極と同
一面まで前記取付部材が延在するようにすれば、物体検
出が必要のない方向の検出距離をより抑圧し、誤作動防
止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における物体検出装置の
センサとして機能するセンサ装置の構成を示した斜視図
である。

【図２】 図１に示すセンサ装置のブロック図である。

【図３】 図２に示すセンサ装置の共振／結合回路の一
次側と二次側を示した電気回路図である。

【図４】 本発明の一実施形態における物体検出装置の
センサ電極における端子部の形状を示した図である。

【図５】 本発明の一実施形態におけるセンサ装置の車
両へ取り付ける取付部材の形状を示した斜視図である。

【図６】 本発明の一実施形態におけるセンサ装置が車
両へ取付部材により取り付けた図である。

【図７】 センサ装置の検出範囲を従来例と比較した図
である。

【図８】 ２枚の平行板のセンサ電極に交流を印加した
場合の電気力線の関係を示した図である。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｃ センサ電極（電極） １１，１２ ハウジング １５ 回路部 ２３ ブラケット（取付部材） ２４ 支持部材（取付部材） ３０ バンパ取付け部（車両側） ３３ 底面 １００ 物体検出装置 ＤＥＴ センサ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉 田 明 正 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ電極と該センサ電極と物体との間
   に形成された入力インピーダンスの変化により物体の検
   出を行う物体検出装置の車両への取付構造において、 前記センサ電極を含み、物体検出装置のセンサとして機
   能するセンサ装置に対し、前記センサ装置の大地側の底
   面を金属性の取付部材により支持し、車両に取付けるこ
   とを特徴とする物体検出装置の取付構造。
2. 【請求項２】 物体検出を行う前記センサ電極と同一面
   まで前記取付部材が延在する請求項１に記載の物体検出
   装置の取付構造。