JPH11321497A - 安全運転支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波センサと地面との間に構造物があって
も障害物を誤認することなく判別できコスト的にも低廉
な安全運転支援装置を提供する。 【解決手段】 安全運転支援装置は、車体下面に超音波
センサを配置し、車体下面の情報を出力するエンベロー
プ抽出回路９とＡ／Ｄ変換器１０を備える。エンベロー
プ信号をアナログ／デジタル変換してマイクロコンピュ
ータ４のメモリ１１に基準情報として保存する一方、順
次入力する現状の車体下面情報を比較回路１２に入力し
て基準情報と比較し、車体下面の状態変化を判別する。
侵入物体の検知は、超音波の戻る時間に対する音圧変化
の変形度合いで判断し、これに変化があれば障害物あり
と判断して警報信号を出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラック等車両
の駐停車時の車体下面へ、動物あるいは子供が侵入した
場合これを検知し運転者に警告するための安全運転支援
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型車両等においては車両シャーシの下
側の空間が大きいため、停車中に子供や小動物が入り込
んでしまうことがあり、これを知らずに運転開始すると
巻き込み事故を誘発する恐れがある。このような事故を
防止するため車両シャーシ下側を検知範囲としたセンサ
を設けることにより、その安全を確認する装置が用いら
れてきた。

【０００３】例えば特開平８−２６８１９４号公報には
車両シャーシ下側に電波式ドップラーセンサを取り付
け、該センサが移動物体を検出した時に運転者に警報を
発する安全運転支援装置が記載されている。これは所定
周波数の電波を発し、それが検知範囲内にある物体に当
たって反射する際に発生する周波数のドップラーシフト
を検出するものであり、子供や小動物のように動きのあ
る検知目標物に対しては有効な方式である。

【０００４】又、実開昭６１−１１８０号公報に記載さ
れる装置は、車体下面に超音波センサを設け検知範囲内
にある物体からの反射波を検知するものであって、当初
の対路面距離を記憶し、これと現状の反射波を比較する
ことによって侵入物の検知を行うものであった。

【０００５】この超音波センサ方式の制御回路のブロッ
ク図を図６に示す。車体下面に取付けられたケース１０
１内には超音波送波器１０２と超音波受波器１０３が納
められており、超音波パルス送信制御回路１０４は、超
音波発振器１０５から一定周期ごとに所定時間の高周波
信号を発生させるための制御信号を発生している。この
高周波信号を超音波送波器１０２へ供給することによっ
て超音波パルス信号が路面に向けて送信される。

【０００６】路面に反射された超音波パルス信号が超音
波受波器１０３に入射すると、その受信信号が増幅器１
０６で増幅され、包絡線検波器１０７で検波された後、
波形整形器１０８で受信タイミングをあらわす矩形波パ
ルス信号に整形される。到達時間測定器１０９において
超音波パルス送信制御回路１０４からの制御信号の発生
時点から矩形波パルスの到来時点までの時間、即ち超音
波パルス信号の送信開始時から反射波の受信時までの時
間を計測して、これを車高情報Ｄとして出力する。この
車高情報Ｄは図示しないマイクロコンピュータ等の演算
回路に送られて車高の算出がなされる。

【０００７】この図６中の各部信号波形を図７に示す。
ここで図６（ａ）は超音波送波器１０２の超音波パルス
を示し、（ｂ）は超音波受波器１０３の路面からの反射
波形を示す。（ｃ）は包絡線検波器１０７で雑音を除去
し抽出したエンベロープ信号を表わし、（ｄ）は検波さ
れた信号レベルが所定値以上の場合に波形整形器１０８
から出力される矩形波パルス信号を示す。この矩形波パ
ルス信号は到達時間測定器１０９に入力され超音波パル
スの発射時刻及び反射時刻が算出される。図７では超音
波パルスが時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５で発射され、その反射
波が時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６に受信されている。これらの
時刻から夫々の状態における車高情報Ｄが計算されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電波式ドップ
ラーセンサの場合には、検知範囲が広範囲に広がるた
め、車両シャーシ下側に存在する原動機のオイルパンや
排気管などの振動をセンサが目標物体であると誤認して
しまう恐れがあった。このため、センサが車両シャーシ
下側における数多くの振動部分の影響を受けないように
工夫する必要あった。又、電波によるドップラー方式で
は車両の微振動や携帯電話の電波も感知してしまう欠点
があり、誤作動が多く有効な安全運転支援装置とは言え
なかった。

【０００９】一方従来の超音波センサを備える安全運転
支援装置は、物体からの反射波によりその距離を検知す
るものであったため、車両シャーシ下側のように複雑な
形状の構造物が存在する環境では、常にそのような構造
物を検知物体として誤認する恐れがあった。超音波は電
波に比べ検知範囲が狭いため、このような構造物を避け
て設定することもできるが、その設定範囲にも限度があ
りコスト面や技術面でも問題点があった。

【００１０】又構造物と地面等を予め分離して記憶し、
この間に障害物が侵入した場合には警報を発する装置も
考えられるが以下の理由により実用的ではなかった。即
ち図８にも示すように、従来の超音波センサを利用した
装置では、反射波から受信タイミングをあらわす矩形波
パルス信号を出力しているが、これは”０”か”１”の
何れかであり、検波された信号レベルが所定値以上の場
合には障害物があると判断されてしまう。従って図８
（１）ように超音波センサに近接する車両シャーシ等の
構造物と路面の反射を受け、これらの間に障害物（人間
又は動物など）が入った場合には、構造物と障害物及び
路面の反射波が一体化してしまい（２）、これらのエン
ベロープ信号（３）が所定値以上の場合には矩形波パル
ス信号の分離ができず（４）、結局障害物の侵入を検知
することができなかった。

【００１１】この発明は、従来の安全運転支援装置が有
する上記課題を解決し、車両の振動や外部電波等に影響
されない超音波センサの設置箇所が任意に選択でき、セ
ンサと地面との間に構造物があっても両者の判別が可能
で、又構造物と地面との間に障害物が入った場合でも夫
々の分離が可能で誤認する恐れのない、コスト的にも低
廉な安全運転支援装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】請求項２記載の安全運転支援装置は、警報
作動時に運転者が気付かない場合あるいは無視した場合
でも車両が動かないようにし、又請求項３記載の安全運
転支援装置は、警報作動時に車両外部に出て安全確認を
行った後でなければ発車可能な状態にできないようにす
ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の安全運転支援装置は、車体下面に超音波
センサ配置し、車体下面の情報を出力する下面情報出力
手段としてエンベロープ抽出回路から抽出したエンベロ
ープ信号をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換器を
備える。又、車体下面情報を入力して車体下面の状態変
化を判別する判別手段は、デジタルデータ化された車体
下面の基準情報を保存するメモリと、順次入力する現状
の車体下面情報と基準情報とを比較する比較回路とを備
える。

【００１４】侵入物体の検知は、超音波の戻る時間に対
する音圧変化の変形をアナログ／デジタル変換してデー
タ演算処理を行い、記録されている初期データと現状の
データを比較し、その変形度合いに変化があれば障害物
ありと判断し、判別手段より障害物検知信号を警報手段
に出力して警報信号を出す。警報信号の出力器として
は、ランプ、ＬＥＤ、音声回路、スピーカー等が挙げら
れる。

【００１５】請求項２記載の安全運転支援装置の超音波
センサは、車両の駐停車状態を判別する車両停止確認手
段に接続して停止信号入力時に超音波を発するものであ
り、前記警報手段は、警報信号を入力した後エンジンス
タート制御部に燃料供給カット信号を出力するリレー制
御回路を設けることを特徴とする。車両の駐停車状態
は、サイドブレーキやエンジンキーの位置で判断する。

【００１６】請求項３記載の安全運転支援装置の警報手
段は、車両外部に設置してその操作により警報状態と燃
料供給カット状態を解除し走行可能状態とする警報解除
ボタンを備えることを特徴とする。車両の外に警報解除
ボタンを設置したのは運転者を外に出して床下の状況を
確認させるためである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次にこの発明の実施の形態を添付
図面に基づき詳細に説明する。図１は制御回路の構成を
示すブロック図、図２はセンサの配置を示す車体平面
図、図３は同車体側面図である。超音波センサは、車体
下面に取付けられるケース１内に超音波送波器２と超音
波受波器３及び制御回路が内装された構成となっており
ケース１は６〜１２個配置される。

【００１８】マイクロコンピュータ４に接続するパルス
生成回路５は、ケース１内の超音波発生回路６に制御信
号を送り、これを受けて超音波送波器２から一定周期ご
とに所定時間の超音波パルス信号が路面７に向けて送信
される。この信号としては、例えば１０msec〜１００ms
ec程度の一定周期、１パルス〜３０パルス程度の４０KH
zの信号を用いる。

【００１９】路面７若しくは障害物に反射した超音波パ
ルス信号が超音波受波器３に入射すると、その受信信号
が増幅器８で一定レベルまで増幅され、図示しないフィ
ルターにより４０KHz信号以外のノイズ成分を除去し、
エンベロープ抽出回路９で検波した後、４０KHz成分を
除去して上半分又は下半分の包絡線（エンベロープ）成
分を抽出する。このように４０KHz信号を除去したエン
ベロープ信号になるとＡ／Ｄ変換器１０にかけられるよ
うになる。

【００２０】又反射音波波形がデジタルデータ化される
とマイクロコンピュータ４で処理できるようになる。エ
ンベロープ波形の電圧値は、例えば１００μsec周期で
デジタルデータとして取り込む。ここでマイクロコンピ
ュータ４のメモリ１１には、基準となる当初の停止直後
の床下からの反射音波波形を基準波形として保存する。
即ち障害物がない場合の床下の状態を記憶する。なお各
センサから取り込んだ波形は各々独立して処理を行う
が、場合によっては複数個の床下センサを１グループと
してまとめて処理してもよい。又誤報を無くすため同時
あるいは設定した時間以内に設定した個数以上の超音波
センサーに反応があった時は車両の揺れとみなすように
する。

【００２１】その後順次入力される現状の車体下面情報
は比較回路１２に入力され、メモリ１１の基準値と比較
して両者の相違を判別する。車体下面の状態が変化した
と判断された場合にはマイクロコンピュータ４から障害
物検知信号を警報手段に送る。具体的にはランプ又はＬ
ＥＤ等の表示器１３を点灯させるか、あるいは音声合成
回路１４及び増幅器１５を介してスピーカー１６により
警報を出す。

【００２２】一方マイクロコンピュータ４には、車両の
駐停車状態を判別するためサイドブレーキ１７及びエン
ジンキー１８より夫々信号を入力している。サイドブレ
ーキ入力信号によりサイドブレーキが引かれているか解
放されているかを確認する。この信号は車両のサイドブ
レーキについているスイッチの信号を利用するか場合に
よっては専用のスイッチを取付ける。又エンジンキーに
はOFF,ACC,ON,STARTの位置があるが、この内ONの位置に
回されているか否かをエンジンキー入力信号により確認
する。

【００２３】サイドブレーキが引かれ、エンジンキーが
ONでなくなった場合、マイクロコンピュータ４は車両が
停止又は駐車状態になったと判断して超音波センサから
音波を発する。車両が走行状態の場合は揺れ、路面の起
伏等の影響で誤報を出す恐れがあるのでサイドブレー
キ、エンジンキーON位置の入力を見て車両停止時にのみ
センサーを動作させる。

【００２４】停止直後の車両床下からの反射音波波形を
基準波形としてマイクロコンピュータ４のメモリ１１に
保存するが、この障害物がない場合の車体下面情報は例
えば図４（ａ）のようになる。このようにセンサと路面
との間に構造物がない場合には路面の反射波形のみが記
憶される。

【００２５】その後一定周期、例えば５０msec毎に超音
波を発して反射音波波形が基準波形と異なっていないか
をチェックする。図４（ｂ）では当該床下センサを取付
けたエリア内に障害物が入った場合の波形を表わしてい
る。（ａ）と（ｂ）では明らかに波形が変わっており、
これらを比較回路１２に入力するとマイクロコンピュー
タ４は車両床下に障害物が侵入したと判定する。

【００２６】障害物を検知すると前述の障害物検知信号
を警報手段に送り、視覚又は聴覚に訴える手段により運
転手に警報を出す。又、障害物検知信号はリレー制御回
路１９に出力され、エンジンスタート制御部２０に燃料
供給カット信号を送る。これは障害物を検知した後、運
転者が警報に気付かない場合あるいは無視した場合でも
車両が動かないようにするためである。

【００２７】マイクロコンピュータ４には警報解除ボタ
ン２１からの信号が入力されると警報状態と燃料供給カ
ット状態を解除し走行可能状態とする。この警報解除ボ
タン２１は車両外部に設置してあり、警報時には運転者
は外に出なければ操作ができず、必然的に床下の状況を
確認することになる。

【００２８】次に床下センサの近くにシャーシ等の構造
物がある場合の波形図を図５に示す。このばあい（ｃ）
のように手前に構造物の反射波形が出る。従来の距離測
定用の超音波センサーシステムでは、この構造物波形よ
り遠くにある物体は認識できなかったが、本システムの
場合には超音波発射後の時間軸に対する反射音波のレベ
ルを比較、即ち波形の形を比較しているので構造物及び
路面を夫々認識できる。

【００２９】この構造物と路面との間に人間等が入り込
んだ場合、図５（ｄ）のように波形が変形する。このよ
うに複数の反射物体が近接した位置にあると、反射波形
は１つのものになってしまい、従来の超音波センサを利
用した装置では、矩形波パルス信号の分離ができず障害
物の侵入を検知できなかったが、この安全運転支援装置
では波形の形そのものを比較するので障害物の侵入判定
が可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の安全運
転支援装置は、エンベロープ抽出回路から抽出したエン
ベロープ信号をアナログ／デジタル変換し、デジタルデ
ータ化された車体下面の基準情報と順次入力する現状の
車体下面情報とを比較判別する手段を備えるので、セン
サと地面との間に構造物があっても両者の判別が可能と
なり、又構造物と地面との間に障害物が入った場合でも
夫々の分離が可能で誤認する恐れがなくなる。従って超
音波センサの設置箇所が任意に選択できコスト的にも低
廉な安全運転支援装置を提供することができる。又、超
音波を採用するので車両の振動や外部電波等にも影響さ
れない。

【００３１】請求項２記載の安全運転支援装置は、車両
の駐停車状態を判別する車両停止確認手段に接続して停
止信号入力時に超音波を発するため、車両走行時の揺
れ、路面の起伏等の影響で誤報を出す恐れがなくなる。
又警報信号を入力した後エンジンスタート制御部に燃料
供給カット信号を出力するリレー制御回路を設けるの
で、警報作動時に運転者が気付かない場合あるいは無視
した場合でも車両が動かないようにできる。

【００３２】又請求項３記載の安全運転支援装置は、警
報解除ボタンを車両外部に設置するので、警報作動時に
車両外部に出て安全確認を行った後でなければ発車可能
な状態にできず、事故を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】安全運転支援装置の制御回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】センサの配置を示す車体平面図である。

【図３】センサの配置を示す車体側面図である。

【図４】安全運転支援装置の信号波形図である。

【図５】安全運転支援装置の別の信号波形図である。

【図６】従来の超音波センサ方式制御回路のブロック図
である。

【図７】図６の各部の信号波形図である。

【図８】従来の超音波センサの信号波形図である。

【符号の説明】

２ 超音波送波器 ３ 超音波受波器 ４ マイクロコンピュータ ９ エンベロープ抽出回路 １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ メモリ １２ 比較回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体下面に配置し送波器及び受波器を備
   える超音波センサと、受波器からの受信波信号を受けて
   車体下面の情報を出力する下面情報出力手段と、車体下
   面情報を入力して車体下面の状態変化を判別する判別手
   段と、この判別手段より出力される障害物検知信号を入
   力して警報信号を出力する警報手段を備える安全運転支
   援装置において、前記下面情報出力手段は、エンベロー
   プ抽出回路から抽出したエンベロープ信号をアナログ／
   デジタル変換するＡ／Ｄ変換器を備え、前記判別手段
   は、デジタルデータ化された車体下面の基準情報を保存
   するメモリと、順次入力する現状の車体下面情報と基準
   情報とを比較する比較回路とを備えることを特徴とする
   安全運転支援装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の安全運転支援装置におい
   て、前記超音波センサは、車両の駐停車状態を判別する
   車両停止確認手段に接続して停止信号入力時に超音波を
   発するものであり、前記警報手段は、警報信号を入力し
   た後エンジンスタート制御部に燃料供給カット信号を出
   力するリレー制御回路を設けることを特徴とする安全運
   転支援装置。
3. 【請求項３】 前記警報手段は、車両外部に設置してそ
   の操作により警報状態と燃料供給カット状態を解除し走
   行可能状態とする警報解除ボタンを備えることを特徴と
   する請求項２記載の安全運転支援装置。