JPH11326517A

JPH11326517A - 障害物検知装置

Info

Publication number: JPH11326517A
Application number: JP10153841A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sakagami; 進坂上; Manabu Iwasaki; 学岩崎
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】発信レンズを、駆動源に超音波モータを用い
たレンズ移動手段によって移動または揺動させ、ビーム
状の探査波を車両の進行方向で走査させる。【解決手段】探査波発信部を、発信素子４、発信レン
ズ、レンズ移動機構６、第１の超音波モータ１３、第２
の超音波モータ１７から構成する。また、レンズ移動機
構６は、枠体８、第１の移動体９、第２の移動体１０か
らなる。第１の超音波モータ１３を駆動することによ
り、第１の移動体９が上下方向に移動し、第２の超音波
モータ１７を駆動することにより、第２の移動体１０が
左右方向に移動する。これにより、発信レンズ５から発
生する探査波を、車両の進行方向に向けて上下方向、左
右方向の２方向に走査させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のオー
トスピードコントロール、オートストップコントロール
等に用いて好適な障害物検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両には、高速道路のようにほ
ぼ一定の速度で巡航するときに使用するオートスピード
コントロール（ＡＳＣＤ）を備えたものがある。このオ
ートスピードコントロールには、設定された所定速度で
巡航させる速度制御方式のオートスピードコントロール
と、先行車両との車間距離を一定に保つ速度で巡航さ
せ、先行車両が消失した場合には設定された所定速度で
巡航させるようにした車間距離制御方式のオートスピー
ドコントロールとの２種類がある。

【０００３】そして、車間距離制御方式のオートスピー
ドコントロールは、先行車両との車間距離が一定距離と
なる速度で巡航するようにアクセル開度をアクチュエー
タによって制御し、車間距離が近づいたときにはアクセ
ル開度を閉じ、さらに自動的にブレーキングを行って減
速し、車間距離が広がったときにはアクセル開度を開い
て加速し、車間距離を常に一定に保つようにしたもので
ある。

【０００４】また、この先行車両との車間距離を測定す
る方法の一つとして障害物検知装置が用いられ、該障害
物検知装置は、車両の進行方向に向けて探査波を発信す
る発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害
物となる先行車両で反射したときの反射波を受信する受
信手段とにより構成され、探査波の発信から反射波の受
信までの時間を計測することにより車間距離を測定して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、従来技術による探査波を利用して車間距離を測定
する方法では、発信手段から発信される探査波は、車両
の向きに対して決められた方向でしかも一定の広がりを
持たせて発信しているから、道路がカーブや坂道となっ
たときには、先行車両を見失ってしまうことがあり、こ
のカーブや坂道を抜けた後に、再び車間距離を測定す
る。

【０００６】このため、オートスピードコントロールで
は、実際には先行車両が同一路線上を走行しているにも
拘らず、該先行車両がカーブや坂道を通過するときに
は、探査波の探査範囲から逸脱して先行車両を検知でき
ない場合がある。この場合、オートスピードコントロー
ルでは、一時的に車間距離制御から速度制御へと切換わ
り、カーブや坂道を通過後に再び先行車両を検知すると
車間距離制御に切換わる。これにより、従来技術のよう
なオートスピードコントロールを備えた車両では、カー
ブや坂道を通過する毎に制御が切換わり車両の速度が変
化して乗り心地を悪化させるという問題がある。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は探査波を先行車両に精度よく照
射させることにより、カーブや坂道においても先行車両
を追従させることのできる障害物検知装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が採用する障害物
検知装置は、車両の進行方向に向けて探査波を発信する
発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害物
で反射したときの反射波を受信する受信手段とにより構
成している。

【０００９】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１の発明は、発信手段を、レーザ光を発生する発
信素子と、該発信素子から発生したレーザ光を透過させ
ることによりビーム状の探査波に変える発信レンズと、
該発信レンズの近傍に設けられ発信レンズを移動させる
レンズ移動手段と、該レンズ移動手段を駆動する保持力
をもったアクチュエータとにより構成したことにある。

【００１０】このように構成することにより、レンズ移
動手段は保持力を有するアクチュエータによって発信レ
ンズを移動させ、レーザ光の拡散を規制して絞り込んだ
ビーム状の探査波を車両の進行方向に向けて一定の広が
りを持たせて走査させることができる。

【００１１】また、障害物となる先行車両を探査波が捕
捉した場合には、先行車両からの反射波は受信素子で受
信され、受信素子から出力される受信信号に基づいて、
例えば先行車両までの車間距離、相対速度等が算出され
る。さらに、常に反射波を受信素子で受信できるように
探査波の照射方向をレンズ移動手段によって制御するこ
とにより、先行車両を追従することができる。

【００１２】しかも、レンズ移動手段の駆動源には保持
力を有するアクチュエータを用いているから、発信レン
ズを保持するトルクを高めると共に、発信レンズの移動
速度または揺動速度等を可変に制御することができる。
これにより、先行車両を捕捉した後の追従動作中に、先
行車両がカーブや坂道を通過する場合でも、超音波モー
タを用いたレンズ移動手段によって発信レンズを円滑に
移動させ、探査波を先行車両に追従させることができ
る。

【００１３】請求項２の発明では、レンズ移動手段を平
面上で発信レンズを直交する２軸方向に動かす第１，第
２の軸方向移動機構によって構成し、アクチュエータを
これら第１，第２の軸方向移動機構を直交する軸方向に
動かす第１，第２のアクチュエータによって構成したこ
とにある。

【００１４】このような構成により、第１のアクチュエ
ータによって第１の軸方向移動機構を駆動すると、発信
レンズは例えば上下方向に移動し、該発信レンズから照
射される探査波を車両の進行方向に対して上下方向に走
査できる。また、第２のアクチュエータによって第２の
軸方向移動機構を駆動すると、発信レンズは例えば左右
方向に移動し、該発信レンズから照射される探査波を車
両の進行方向に対して左右方向に走査できる。

【００１５】請求項３の発明では、レンズ移動手段を構
成する第１の軸方向移動機構を、第１の軸方向に延びる
第１のガイドと、第１のアクチュエータによって該第１
のガイドに沿って移動する第１の移動体とにより構成
し、第２の軸方向移動機構を、第２の軸方向に延びる第
２のガイドと、第２のアクチュエータによって該第２の
ガイドに沿って移動する第２の移動体とにより構成した
ことにある。

【００１６】このような構成とすることにより、第１の
アクチュエータを駆動した場合には、第１の移動体によ
って発信レンズを第１の軸方向（例えば上下方向）に移
動し、該発信レンズから照射される探査波は車両の進行
方向に対して上下方向に走査できる。また、第２のアク
チュエータを駆動した場合には、第２の移動体によって
発信レンズを第２の軸方向（例えば左右方向）に移動
し、該発信レンズから照射される探査波は左右方向に走
査できる。これにより、レンズ移動手段によって発信レ
ンズを平面上で上下方向、左右方向の２方向に移動させ
ることにより、該発信レンズから照射される探査波を、
車両の進行方向に向けて上下方向、左右方向に走査させ
ることができる。

【００１７】請求項４の発明では、レンズ移動手段を平
面上で発信レンズを直交する２軸方向に動かす第１，第
２の軸方向揺動機構によって構成し、アクチュエータは
これら第１，第２の軸方向揺動機構を直交する軸方向に
動かす第１，第２のアクチュエータによって構成したこ
とにある。

【００１８】このような構成により、第１のアクチュエ
ータによって第１の軸方向揺動機構を駆動すると、発信
レンズは例えば上下方向に揺動し、該発信レンズから照
射される探査波を車両の進行方向に対して上下方向に走
査できる。また、第２のアクチュエータによって第２の
軸方向揺動機構を駆動すると、発信レンズは例えば左右
方向に揺動し、該発信レンズから照射される探査波を車
両の進行方向に対して左右方向に走査できる。

【００１９】請求項５の発明では、各軸方向揺動機構の
うち第１の軸方向揺動機構を、第１の軸方向に延びる第
１の揺動軸と、第１のアクチュエータによって該第１の
揺動軸を軸中心として第１の軸周りに揺動される第１の
揺動体とにより構成し、第２の軸方向揺動機構を、第２
の軸方向に延びる第２の揺動軸と、第２のアクチュエー
タによって該第２の揺動軸を軸中心として第２の軸周り
に揺動される第２の揺動体とにより構成したことにあ
る。

【００２０】このような構成とすることにより、第１の
アクチュエータを駆動した場合には、第１の揺動体によ
って発信レンズを、第１の軸方向（例えば左右方向）に
延びる第１の揺動軸を軸中心として揺動し、該発信レン
ズから照射される探査波を車両の進行方向に対して上下
方向に走査できる。また、第２のアクチュエータを駆動
した場合には、第２の揺動体によって発信レンズを、第
２の軸方向（例えば上下方向）に延びる第２の揺動軸を
軸中心として揺動し、該発信レンズから照射される探査
波は左右方向に操作できる。これにより、レンズ移動手
段によって発信レンズを上下方向、左右方向の２方向に
揺動させることにより、該発信レンズから照射される探
査波を、車両の進行方向に向けて上下方向、左右方向に
走査させることができる。

【００２１】請求項６の発明では、アクチュエータを超
音波モータによって構成したから、回転軸の正逆を容易
に制御することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図１ないし図１３に従って詳細に説明する。まず、
図１ないし図１０に基づいて、第１の実施の形態による
障害物検知装置について述べる。

【００２３】１は自車Ａの前側に装備された障害物検知
装置としての先行車両検知装置で、該先行車両検知装置
１は後述する探査波発信部２、反射波受信部２１および
コントロールユニット２５等から大略構成されている。
なお、便宜上、先行車両検知装置１が装着された車両を
自車Ａとし、該自車Ａの前を走行する車両を先行車両Ｂ
とする。

【００２４】２は発信手段としての探査波発信部を示
し、該探査波発信部２は、コントロールユニット２５か
らの指令により探査波信号（例えば、０．１〜１．０Ｍ
Ｈz ）を発生する発信回路３の出力側に接続されてい
る。そして、該探査波発信部２は、発信回路３から出力
される探査波信号を受けてレーザ光Ｌを発生するレーザ
ダイオードからなる発信素子４と、該発信素子４から発
生するレーザ光Ｌを透過させることにより拡散するのを
規制して絞り込んだビーム状の探査波Ｔに変える発信レ
ンズ５と、該発信レンズ５を上下方向、左右方向に移動
させる後述のレンズ移動機構６と、該レンズ移動機構６
を駆動する超音波モータ１３，１７とにより構成されて
いる。

【００２５】ここで、本実施の形態に用いられるレンズ
移動機構６と超音波モータ１３，１７の構成について、
図２、図３に基づいて説明する。

【００２６】６は先行車両検知装置１の外形をなす箱状
のケーシング７の前側に設けられたレンズ移動手段とし
てのレンズ移動機構で、該レンズ移動機構６は、後述す
る枠体８、第１の移動体９および第２の移動体１０から
構成されている。また、レンズ移動機構６は、平面上で
直交する２軸方向（上下方向、左右方向）にそれぞれ動
かす第１，第２の軸方向移動機構１１，１２を構成して
いる。

【００２７】８はレンズ移動機構６の基台をなす大きな
枠体で、該枠体８は、上下に位置して左右方向に延びる
上辺８Ａ，下辺８Ｂと、左右に位置して上下方向に延び
る左辺８Ｃ，右辺８Ｄとからなり、上辺８Ａ，下辺８Ｂ
のうち左右両側に位置した部位には上下方向に延びるガ
イド軸８Ｅ，８Ｅが形成され、該各ガイド軸８Ｅは、後
述する第１の移動体９の軸挿通孔９Ｅ，９Ｅ内に挿通さ
れている。

【００２８】９は枠体８内に位置した小さな枠体からな
る第１の移動体で、該第１の移動体９は、左右方向に延
びる上辺９Ａ，下辺９Ｂ、上下方向に延びる左辺９Ｃ，
右辺９Ｄとからなり、左辺９Ｃ，右辺９Ｄには上下方向
に延びて貫通する軸挿通孔９Ｅ，９Ｅが穿設されると共
に、左辺９Ｃ，右辺９Ｄのうち上下両側に位置した部位
には左右方向に延びるガイド軸９Ｆ，９Ｆが形成されて
いる。また、該各ガイド軸９Ｆは、第２の移動体１０の
軸挿通孔１０Ｂ，１０Ｂ内に挿通されている。さらに、
各軸挿通孔９Ｅ内には枠体８のガイド軸８Ｅが挿通され
ているから、該第１の移動体９は上下方向に移動可能に
枠体８に設けられている。

【００２９】１０は第１の移動体９内に位置した第２の
移動体で、該第２の移動体１０は板体からなり、そのほ
ぼ中心部分には発信レンズ５を保持するレンズ保持穴１
０Ａが形成され、上下部分には左右方向に貫通する軸挿
通孔１０Ｂ，１０Ｂが穿設されている。また、該軸挿通
孔１０Ｂ内には第１の移動体９の各ガイド軸９Ｆが挿通
されているから、該第２の移動体１０は左右方向に移動
可能に第１の移動体９に設けられている。

【００３０】ここで、枠体８に形成された上下方向に延
びるガイド軸８Ｅ，８Ｅと、該各ガイド軸８Ｅに沿って
上下方向に移動する第１の移動体９によって第１の軸方
向移動機構１１を構成し、第１の移動体９に形成された
左右方向に延びるガイド軸９Ｆ，９Ｆと、該各ガイド軸
９Ｆに沿って左右方向に移動する第２の移動体１０によ
って第２の軸方向移動機構１２を構成している。

【００３１】１３は枠体８の右辺８Ｄの内壁面に設けら
れ、第１の軸方向移動機構１１を駆動する第１の超音波
モータで、該第１の超音波モータ１３は外部から入力さ
れる入力信号によって後述のピニオンギヤ１５が固着さ
れた回転軸１３Ａが回転する。また、入力信号を反転さ
せることにより、該第１の超音波モータ１３は回転方向
を逆回転に切換えられる。

【００３２】１４は第１の超音波モータ１３と第１の移
動体９との間に設けられた第１の伝達機構で、該第１の
伝達機構１４は、第１の超音波モータ１３の回転軸１３
Ａに固着されたピニオンギヤ１５と、第１の移動体９の
右辺９Ｄの外壁面に形成されたラック１６とにより構成
される。そして、該第１の伝達機構１４は、超音波モー
タ１３の回転軸１３Ａの回転運動を、第１の移動体９の
上下方向への直線運動に変換するものである。

【００３３】１７は第１の移動体９の下辺９Ｂの内壁面
に設けられ、第２の軸方向移動機構１２を駆動する第２
の超音波モータで、該第２の超音波モータ１７は外部か
ら入力される入力信号によって後述するピニオンギヤ１
９が固着された回転軸１７Ａを正，逆回転可能とする。
なお、超音波モータ１３，１７はその構造から保持力を
有するアクチュエータとして構成されている。

【００３４】１８は第２の超音波モータ１７と第２の移
動体１０との間に設けられた第２の伝達機構で、該第２
の伝達機構１８は、第２の超音波モータ１７の回転軸１
７Ａに固着されたピニオンギヤ１９と、第２の移動体１
０の下側面に形成されたラック２０とにより構成されて
いる。そして、該第２の伝達機構１８は、超音波モータ
１７の回転軸１７Ａの回転運動を、第２の移動体１０の
左右方向への直線運動に変換するものである。

【００３５】そして、第１の超音波モータ１３を駆動
し、第１の移動体９を各ガイド軸８Ｅに沿って上下方向
に往復移動させると、発信レンズ５は第２の移動体１０
と共に上下方向に往復動する。そして、発信レンズ５か
ら照射される探査波Ｔは上下方向に走査される。

【００３６】一方、第２の超音波モータ１７を駆動し、
第２の移動体１０を左右方向に往復移動させると、発信
レンズ５は左右方向に往復動し、該発信レンズ５から照
射される探査波Ｔを左右方向に走査させることができ
る。

【００３７】また、前記発信レンズ５は第２の移動体１
０に保持され、該第２の移動体１０は第２の超音波モー
タ１７、第２の伝達機構１８によって左右方向への移動
が制御されている。このため、該第２の超音波モータ１
７によって第２の移動体１０を左右方向に移動させた場
合には、図４に示すように、レーザ光Ｌはある広がり角
度αを有して発生し、発信レンズ５は第２の超音波モー
タ１７によってこの角度αの範囲内を矢示ａ方向に往復
動範囲ｂで直線状に移動する。これにより、発信レンズ
５を透過して自車Ａの前方に照射されるビーム状の探査
波Ｔは、左右方向に走査角θを持って走査される。これ
により、発信レンズ５から発生されるビーム状の探査波
Ｔは、例えば距離で１００ｍ、左右方向で±２０ｍの走
査角θをもって揺動される（図５参照）。

【００３８】２１は受信手段としての反射波受信部で、
該反射波受信部２１は、前記探査波発信部２から発信し
た探査波Ｔが先行車両Ｂで反射したときの反射波Ｒを受
信波ｒに変える受信レンズ２２と、該受信レンズ２２か
らの受信波ｒを受信することにより反射波Ｒの位置を検
出して受信信号を出力する複数個のフォトダイオード、
具体的には例えば４個のフォトダイオード２３Ａ〜２３
Ｄからなる受信素子２３（図６参照）とによって構成さ
れている。

【００３９】ここで、前記受信素子２３の出力側には、
該受信素子２３からの信号の補正を行ってコントロール
ユニット２５に受信信号を出力する受信回路２４が接続
されている。また、前記受信レンズ２２の焦点距離は、
受信波が受信素子２３の表面上で焦点が合うように設定
されている。

【００４０】また、受信素子２３は、図６と図７に示す
ように、光電変換素子からなるＰＩＮ型のフォトダイオ
ード２３Ａ〜２３Ｄを２×２の正方形状に配列すること
により構成されている。従って、フォトダイオード２３
Ａ〜２３Ｄは、受信波ｒが照射される位置により、該フ
ォトダイオード２３Ａ〜２３Ｄのうち、フォトダイオー
ドが１個のみで検出されるエリアが４個、第１，第２で
検出されるエリアが４個、４個で検出されるエリアが１
個である。この場合、４個のフォトダイオード２３Ａ〜
２３Ｄであっても、９種類のエリアに分けて探査波Ｔの
照射方向を検出することができる（表１参照）。

【００４１】

【表１】

【００４２】ここで、図６と図７に示すように、例えば
受信信号がフォトダイオード２３Ｂのみから出力されて
いる場合には、受信波ｒが照射されるエリアは「５」と
なる。また、受信信号が２個のフォトダイオード２３
Ａ，２３Ｄから出力されている場合には、受信波ｒ′が
照射されているエリアは「２」となる。さらに、受信信
号が４個のフォトダイオード２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，
２３Ｄから出力されている場合には、受信波ｒ″が照射
されているエリアは「１」となる。このようにフォトダ
イオード２３Ａ〜２３Ｄからそれぞれ出力される受信信
号によって、受信レンズ２２を通して受信素子２３で探
査される範囲を、９個のエリアに分けて検出することが
できる。

【００４３】２５はコントロールユニットで、該コント
ロールユニット２５はマイクロコンピュータ等により構
成され、入力側には反射波受信部２１の受信回路２４が
接続され、出力側には探査波発信部２の超音波モータ１
３，１７、ブザー，ランプの報知器２７等が接続されて
いる。また、前記コントロールユニット２５には記憶装
置２６が設けられ、該記憶装置２６内には、図８に示す
ような先行車両検知プログラム等が格納されている。な
お、報知器２７では、自車Ａと先行車両Ｂとの車間距離
または相対速度の演算結果を表示すると共に、危険警告
等を行う。

【００４４】さらに、前記コントロールユニット２５に
は、反射波受信部２１の受信素子２３から出力される受
信信号によって先行車両Ｂの位置を検出する位置検出機
能と、この位置検出機能により自車Ａと先行車両Ｂとの
間の車間距離を演算する車間距離演算機能と、この車間
距離演算機能によって車間距離が近づきすぎたと判定し
たときに報知器２７を作動させる報知器作動機能と、反
射波受信部２１の受信素子２３で受信波ｒを受けた後
に、レンズ移動機構６によって探査波Ｔの照射方向を調
整して先行車両Ｂを追従する追従機能とを有している。

【００４５】本実施の形態による先行車両検知装置１
は、上述した如く構成されるが、次に図８による先行車
両検知プログラムと、探査波Ｔの照射方向を示した図９
と図１０に基づいてその動作を説明する。なお、自車Ａ
と先行車両Ｂの中央の矢印はその車両の進行方向を示し
ている。

【００４６】まず、ステップ１では、レンズ移動機構６
によって発信レンズ５を上下方向、左右方向に移動させ
ると、該発信レンズ５から前方に向けて照射される探査
波Ｔは走査角θの範囲で揺動される。

【００４７】ステップ２では、反射波受信部２１から出
力される受信信号の有無から、先行車両Ｂが捕捉された
か否かの判定を行い、「ＮＯ」と判定した場合には、受
信素子２３から受信信号の出力がないから、走行路線前
方に先行車両Ｂが存在していないとして、この処理を繰
返す。

【００４８】一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判断した
場合には、ステップ３に移り、先行車両Ｂを追従すべ
く、探査波発信部２の超音波モータ１３，１７によって
移動体９，１０を上下方向、左右方向に移動させる走査
動作を停止し、先行車両Ｂの追従を開始する。

【００４９】また、ステップ４では、反射波受信部２１
から出力された受信信号が、受信素子２３のフォトダイ
オード２３Ａ〜２３Ｄのうち、いずれのフォトダイオー
ドから出力されたものであるかを判定することにより、
受信素子２３の９種類のエリアから特定エリアを算出
し、これを記憶装置２６に記憶する。

【００５０】ステップ５では、探査波Ｔを先行車両Ｂに
対して追従させるため、常に受信波ｒを受信素子２３の
中央、即ちエリア１に位置決めするように制御する。即
ち、ステップ２の処理で記憶装置２６に記憶された特定
エリアに基づき、４個のフォトダイオード２３Ａ〜２３
Ｄからそれぞれ受信信号が同時に出力されるように、探
査波発信部２の超音波モータ１３，１７を制御する。

【００５１】ステップ６では、この反射波Ｒが受信レン
ズ２２を通して受信素子２３で受信され、受信素子２３
から受信信号が出力されているか否かを判定し、「ＹＥ
Ｓ」と判定した場合には、ステップ４に戻り、このステ
ップ４以降の処理を行う。

【００５２】即ち、出力された受信信号が、いずれのフ
ォトダイオード２３Ａ〜２３Ｄから出力されたものであ
るかを判定することにより、先行車両Ｂの特定エリアを
算出し、これを記憶装置２６に記憶する。さらに、ステ
ップ５では、この特定エリアに基づいて探査波発信部２
の超音波モータ１３，１７を制御し、先行車両Ｂを追従
する。

【００５３】一方、ステップ６で「ＮＯ」と判定した場
合には、探査波Ｔの走査角θの範囲から先行車両Ｂが逸
脱した場合、即ち走行路線から先行車両Ｂが逸脱したと
判断し、ステップ１に戻ってレンズ移動機構６によって
発信レンズ５を上下方向、左右方向に移動させることに
より、探査波Ｔを走査させる。

【００５４】このように、本実施の形態による先行車両
検知装置１では、発信レンズ５を第２の移動体１０によ
って保持し、該第２の移動体１０は第２の超音波モータ
１７によって左右方向に移動可能とし、該第２の移動体
１０を保持する第１の移動体９は第１の超音波モータ１
３によって上下方向に移動可能とする。これにより、探
査波発信部２から出力される探査波Ｔは自車Ａの進行方
向に対して、上下方向、左右方向に、例えば走査角θの
範囲で走査することができる。

【００５５】また、本実施の形態では、先行車両Ｂが存
在していないときには、探査波発信部２から出力される
探査波Ｔを所定の走査角θの範囲で揺動させ、図９に示
すように、先行車両Ｂが捕捉された後は、探査波Ｔを該
先行車両Ｂに追従させる構成となっている。この場合、
図１０に示すように、先行車両Ｂがカーブを走行中であ
っても、先行車両Ｂが探査波Ｔの走査角θの範囲内にあ
る限り、探査波Ｔは先行車両Ｂの走行状態に応じて追従
でき、先行車両Ｂを常に追従状態を続行することができ
る。

【００５６】また、レンズ移動機構６は、探査波Ｔが先
行車両Ｂを捕捉した後、受信波ｒを受信素子２３の中央
に位置決めするように超音波モータ１３，１７を制御し
ているから、先行車両Ｂが自車Ａに対して相対移動した
場合でも、探査波Ｔは先行車両Ｂを追従することができ
る。

【００５７】また、レンズ移動機構６は探査波Ｔを左右
方向のみでなく、上下方向にも調整できるようにしてい
るから、先行車両Ｂの捕捉後であっては、該車両Ｂが坂
道を通過するとき等でも、探査波Ｔの照射方向を上下方
向に変位させて追従させることも可能である。

【００５８】さらに、本実施の形態では、レンズ移動機
構６の駆動源に超音波モータ１３，１７を用いているか
ら、移動体９，１０の保持力を高めることができ、走行
時の振動等により発信レンズ５の位置が変位するのを防
止でき、発信レンズ５の位置決め精度を高めることがで
きる。また、超音波モータ１３，１７に印加される入力
信号の周波数やデューティ比を変えることにより、移動
体９，１０の移動速度を簡単に制御することができ、先
行車両Ｂの変化に対して円滑に追従させることができ
る。

【００５９】しかも、第１の超音波モータ１３によって
第１の移動体９を上下方向に移動させ、第２の超音波モ
ータ１７によって第２の移動体１０を左右方向に移動さ
せるようにしたから、例えば電磁アクチュエータによっ
て駆動源を構成した場合に比べて部品点数を削減できる
と共に、レンズ移動機構６の小型化を図ることができ
る。

【００６０】かくして、本実施の形態による先行車両検
知装置１をオートスピードコントロールに用いた場合に
は、探査波Ｔの発信から反射波Ｒの受信までの時間から
自車Ａと先行車両Ｂとの車間距離を計測し、この車間距
離が予め設定された一定の車間距離となるように速度を
制御して巡航する。

【００６１】このとき、先行車両検知装置１では、一度
先行車両Ｂを捕捉したら、該先行車両Ｂが自車Ａの走行
路線上から離脱しない限り探査波Ｔによって常に追従す
る。従って、本実施の形態では、従来技術のように、車
間距離制御から速度制御へとオートスピードコントロー
ルが頻繁に切換わることなく、オートスピードコントロ
ール中の自車Ａの速度を安定させ、乗り心地を向上させ
ることができる。

【００６２】次に、図１１、図１２に基づいて、第２の
実施の形態による障害物検知装置について述べる。な
お、本実施の形態の特徴は、発信レンズを揺動させるこ
とにより探査波を進行方向に向けて走査させる構成とし
たことにある。なお、前述した第１の実施の形態と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。

【００６３】３１は第１の実施の形態で述べたレンズ移
動機構６に代えて用いられるレンズ移動機構で、該レン
ズ移動機構３１は、枠体３２、第１の揺動体３３および
第２の揺動体３４から構成されている。また、レンズ移
動機構３１は、平面上で直交する２軸方向（左右方向、
上下方向）にそれぞれ動かす第１，第２の軸方向揺動機
構３５，３６を構成し、発信レンズ５を例えば上下方
向、左右方向に揺動させるものである。

【００６４】３２は上辺３２Ａ，下辺３２Ｂ，左辺３２
Ｃ，右辺３２Ｄの４辺からなる枠体で、該枠体３２の左
辺３２Ｃの内壁中央部には後述する第１の揺動体３３の
揺動軸３３Ｅが支持される支持穴３２Ｅが形成されてい
る。

【００６５】３３は枠体３２内に位置した第１の揺動体
で、該第１の揺動体３３は、上辺３３Ａ，下辺３３Ｂ，
左辺３３Ｃ，右辺３３Ｄとからなり、左辺３３Ｃの外壁
中央部には枠体３２の支持穴３２Ｅに挿入される揺動軸
３３Ｅが突出形成されると共に、上辺３３Ａの内壁中央
部には後述する第２の揺動体３４の揺動軸３４Ｂが支持
される支持穴３３Ｆが形成されている。そして、揺動軸
３３Ｅを支持穴３２Ｅ内に挿入することにより、第１の
揺動体３３は枠体３２に対して上下方向に揺動可能に支
持されている。

【００６６】３４は第１の揺動体３３内に位置した第２
の揺動体で、該第２の揺動体３４は板体によって形成さ
れ、そのほぼ中心部分には発信レンズ５を保持するレン
ズ保持穴３４Ａが形成され、上部には第１の揺動体３３
の支持穴３３Ｆに挿入される揺動軸３４Ｂが突出形成さ
れている。そして、該揺動軸３４Ｂを支持穴３３Ｆ内に
挿入することにより、第２の揺動体３４は第１の揺動体
３３に対して左右方向に揺動可能に支持されている。

【００６７】ここで、第１の揺動体３３に形成された左
右方向に延びる揺動軸３３Ｅと、該各揺動軸３３Ｅの軸
周りに揺動する第１の揺動体３３によって第１の軸方向
揺動機構３５を構成し、第２の揺動体３４に形成された
上下方向に延びる揺動軸３４Ｂと、該各揺動軸３４Ｂの
軸周りに揺動する第２の揺動体３４によって第２の軸方
向揺動機構３６を構成している。

【００６８】３７は枠体３２の右辺３２Ｄの内壁面に設
けられ、第１の軸方向揺動機構３５を駆動する第１の超
音波モータで、該第１の超音波モータ３７は外部から入
力される入力信号によって回転軸３７Ａが回転する。ま
た、該回転軸３７Ａの先端には第１の揺動体３３の右辺
３３Ｄの外壁中央部が接続され、該回転軸３７Ａと揺動
軸３３Ｅとは同軸となった状態で配置されている。

【００６９】３８は第１の揺動体３３の下辺３３Ｂの内
壁面に設けられ、第２の軸方向揺動機構３６を駆動する
第２の超音波モータで、該第２の超音波モータ３８は外
部から入力される入力信号によって回転軸３８Ａが回転
する。また、該回転軸３８Ａの先端には第２の揺動体３
４の下部中央部が接続され、該回転軸３８Ａと揺動軸３
４Ｂとは同軸となった状態で配置されている。

【００７０】このように構成されるレンズ移動機構３１
では、第１の超音波モータ３７を駆動し、第１の揺動体
３３を左右方向に延びる揺動軸３３Ｅを軸中心として矢
示Ｃ方向に揺動させると、発信レンズ５は第２の揺動体
３４と共に上下方向に揺動する。そして、発信レンズ５
から照射される探査波Ｔは上下方向に走査される。

【００７１】一方、第２の超音波モータ３８を駆動し、
第２の揺動体３４を上下方向に延びる揺動軸３４Ｂを軸
中心として矢示Ｄ方向に揺動させると、発信レンズ５は
第２の揺動体３４と共に左右方向に揺動する。そして、
発信レンズ５から照射される探査波Ｔを左右方向に走査
させることができる。

【００７２】このように構成される先行車両検知装置に
おいても、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果
を得ることができる。しかも、第１の超音波モータ３７
によって第１の揺動体３３を上下方向に揺動させ、第２
の超音波モータ３８によって第２の揺動体３４を左右方
向に揺動させるようにしたから、例えば電磁アクチュエ
ータによって駆動源を構成した場合に比べて部品点数を
削減できると共に、レンズ移動機構３１の小型化を図る
ことができる。

【００７３】次に、図１３に基づいて、第３の実施の形
態による障害物検知装置について述べるに、本実施の形
態によるレンズ移動機構６′は、第１の実施の形態で述
べた第１の軸方向移動機構１１と第２の軸方向移動機構
１２との構成を逆に形成したものである。なお、この実
施の形態では、第１の軸方向を左右方向とし、第２の軸
方向を上下方向としている。

【００７４】ここで、レンズ移動機構６′は、第１の軸
方向移動機構１１′と第２の軸方向移動機構１２′によ
って構成されている。

【００７５】また、第１の軸方向移動機構１１′は、枠
体８に形成された左右方向に延びるガイド軸８Ｅ′，８
Ｅ′と、該各ガイド軸８Ｅ′に沿って左右方向に移動す
る第１の移動体９′によって構成され、第２の軸方向移
動機構１２′は、第１の移動体９′に形成された上下方
向に延びる９Ｆ′，９Ｆ′と、該各ガイド軸９Ｆ′に沿
って上下方向に移動する第２の移動体１０′によって構
成されている。

【００７６】さらに、第１の移動体９′は第１の超音波
モータ１３′によって駆動され、第２の移動体１０′は
第２の超音波モータ１７′によって駆動されている。

【００７７】このように構成されるレンズ移動機構６′
であっても、発信レンズ５を左右方向、上下方向に移動
させることができ、発信レンズ５から発信される探査波
を左右方向、上下方向に走査させることができる。

【００７８】なお、第１の実施の形態では、第１の超音
波モータ１３を枠体８の右辺８Ｄに設け、第２の超音波
モータ１７を第１の移動体９の下辺９Ｂに設けるように
したが、本発明はこれに限らず、第１の超音波モータを
第２の移動体９に設け、第２の超音波モータ１７を第２
の移動体１０に設けてもよく、この場合には、第１の移
動体９に形成した第１の伝達機構１４のラック１６を枠
体８側に形成し、第２の移動体１０に形成した第２の伝
達機構１８のラック２０を第１の移動体９側に形成すれ
ばよい。

【００７９】また、実施の形態では、図８中のステップ
５のように、常に受信波ｒが受信素子２３を構成する４
個のフォトダイオード２３Ａ〜２３Ｄで同時に受信され
る中央のエリア１に位置決めされるように、超音波モー
タ１３，１７によって探査波Ｔの照射方向を制御し、探
査波Ｔを先行車両Ｂに対して追従させるようにしてい
る。しかし、本発明はこれに限らず、ステップ４の処理
によって先行車両Ｂが存在することが特定されたエリ
ア、例えばステップ４の処理でフォトダイオード２３Ｂ
からのみ受信信号が出力されたときにはエリア５を特定
エリアとし、この特定エリアに受信波ｒを常に位置決め
するように超音波モータ１３，１７を制御してもよい。

【００８０】即ち、ステップ４の処理によって特定され
た特定エリアに対し、受信波ｒを位置決めするように、
超音波モータ１３，１７を制御し、この特定エリアを用
いて先行車両Ｂを追従させてもよい。

【００８１】また、各実施の形態では、保持力を有する
アクチュエータとして、超音波モータを用いた場合を例
に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、ステッピン
グモータ等、保持力を有する電動モータによって構成し
てもよい。

【００８２】また、第１の実施の形態では、第１の軸方
向を上下方向、第２の軸方向を左右方向とし、第３の実
施の形態では、第１の軸方向を左右方向、第２の軸方向
を上下方向とした場合を例に挙げて述べたが、第２の実
施の形態についても、第１の軸方向を上下方向とし、第
２の軸方向を左右方向として構成してもよいことは勿論
である。

【００８３】また、各実施の形態では、先行車両検知装
置に用いた場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、後退時における障害物確認に用いてもよく、さらに
オートスピードコントロールのみでなくオートストップ
コントロールに用いてもよいことは勿論である。

【００８４】さらに、各実施の形態では、前記受信素子
２３を４個のフォトダイオードを２×２で配列して構成
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フ
ォトダイオードの数を２×３、３×３、３×４、…で配
列してもよく、この場合には、エリアの数も実施の形態
よりも多くすることができる。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に係る発明
によれば、発信素子から発生するレーザ光を拡散を規制
して絞り込んだビーム状の探査波に変える発信レンズ
を、保持力を有するアクチュエータを用いたレンズ移動
手段によって移動させるようにしたから、発信手段から
発生する探査波を車両の進行方向に向けて揺動させるこ
とができ、受信素子で障害物となる先行車両からの反射
波を受信した場合には、受信素子から受信信号が出力さ
れ、先行車両の存在を捕捉できる。

【００８６】また、レンズ移動手段の駆動源には保持力
を有するアクチュエータを用いているから、発信レンズ
を保持するトルクを高めると共に、発信レンズの移動速
度または揺動速度を可変に制御でき、先行車両を捕捉し
た後の追従動作中に、先行車両がカーブや坂道を通過す
る場合でも、保持力を有するアクチュエータを用いたレ
ンズ移動手段によって発信レンズを円滑に移動させ、探
査波を先行車両に追従させることができる。

【００８７】請求項２の発明では、レンズ移動手段を平
面上で発信レンズを直交する２軸方向に動かす第１，第
２の軸方向移動機構によって構成し、アクチュエータを
これら第１，第２の軸方向移動機構を直交する軸方向に
動かす第１，第２のアクチュエータによって構成したか
ら、第１のアクチュエータによって第１の軸方向移動機
構を駆動すると、発信レンズは例えば上下方向に移動
し、第２のアクチュエータによって第２の軸方向移動機
構を駆動すると、発信レンズは例えば左右方向に移動す
る。これにより、発信レンズから照射される探査波を車
両の進行方向に対して上下方向、左右方向に走査するこ
とができる。

【００８８】請求項３の発明では、第１の軸方向移動機
構を、第１の軸方向に延びる第１のガイドと、第１のア
クチュエータによって該第１のガイドに沿って移動する
第１の移動体とにより構成し、第２の軸方向移動機構
を、第２の軸方向に延びる第２のガイドと、第２のアク
チュエータによって該第２のガイドに沿って移動する第
２の移動体とにより構成したから、第１，第２のアクチ
ュエータを駆動することにより、第１，第２の移動体を
直交する２軸方向に移動し、該発信レンズから照射され
る探査波は車両の進行方向に対して上下方向、左右方向
に走査させることができる。

【００８９】請求項４の発明では、レンズ移動手段を平
面上で発信レンズを直交する２軸方向に動かす第１，第
２の軸方向揺動機構によって構成し、アクチュエータを
これら第１，第２の軸方向移動機構をそれぞれの軸方向
に動かす第１，第２のアクチュエータによって構成した
から、第１のアクチュエータによって第１の軸方向揺動
機構を駆動すると、発信レンズは例えば上下方向に揺動
し、第２のアクチュエータによって第２の軸方向揺動機
構を駆動すると、発信レンズは例えば左右方向に揺動す
る。これにより、発信レンズから照射される探査波を車
両の進行方向に対して上下方向、左右方向に走査させる
ことができる。

【００９０】請求項５の発明では、第１の軸方向揺動機
構を、第１の軸方向に延びる第１の揺動軸と、第１のア
クチュエータによって該第１の揺動軸を軸中心として第
１の軸周りに揺動される第１の揺動体とにより構成し、
第２の軸方向揺動機構を、第２の軸方向に延びる第２の
揺動軸と、第２のアクチュエータによって該第２の揺動
軸を軸中心として第２の軸周りに揺動される第２の揺動
体とにより構成したから、各アクチュエータを駆動する
ことにより、第１の揺動体、第２の揺動体を２軸方向に
対して揺動させ、該発信レンズから照射される探査波は
車両の進行方向に対して上下方向、左右方向に走査させ
ることができる。

【００９１】請求項６の発明では、アクチュエータを超
音波モータによって構成したことにより、回転軸の正逆
を容易に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による先行車両検知装置を示
す全体構成図である。

【図２】レンズ移動機構を示す斜視図である。

【図３】レンズ移動機構を示す一部破断の正面図であ
る。

【図４】発信素子と発信レンズの移動方向との関係を示
す説明図である。

【図５】自車から発信した探査波を走査している状態を
示す説明図である。

【図６】受信素子の各フォトダイオードの配列を正面か
らみた説明図である。

【図７】受信素子によるエリアを正面からみた説明図で
ある。

【図８】第１の実施の形態による先行車両検知処理を示
す流れ図である。

【図９】先行車両を捕捉している状態を示す説明図であ
る。

【図１０】先行車両がカーブ走行しているときの探査波
の追従状態を示す説明図である。

【図１１】第２の実施の形態に適用されるレンズ移動機
構を示す斜視図である。

【図１２】レンズ移動機構を示す一部破断の正面図であ
る。

【図１３】第３の実施の形態によるレンズ移動機構を示
す一部破断の正面図である。

【符号の説明】

１先行車両検知装置（障害物検知装置）２探査波発信部（発信手段）４発信素子５発信レンズ６，３１，６′レンズ移動機構８，３２枠体８Ｅ，９Ｆ，８Ｅ′，９Ｆ′ ガイド軸９，９′ 第１の移動体１０，１０′ 第２の移動体１１，１１′ 第１の軸方向移動機構１２，１２′ 第２の軸方向移動機構１３，３７，１３′ 第１の超音波モータ１７，３８，１７′ 第２の超音波モータ２１反射波受信部（受信手段）２２受信レンズ２３受信素子３３第１の揺動体３３Ｅ，３４Ｂ揺動軸３４第２の揺動体３５第１の軸方向揺動機構３６第２の軸方向揺動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 ＣＨ０１Ｓ 3/00 Ｈ０１Ｓ 3/00 ＦＨ０２Ｎ 2/00 Ｈ０２Ｎ 2/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方向に向けて探査波を発信す
る発信手段と、該発信手段から発信される探査波が障害
物で反射したときの反射波を受信する受信手段とからな
る障害物検知装置において、前記発信手段は、レーザ光を発生する発信素子と、該発
信素子から発生したレーザ光を透過させることによりビ
ーム状の探査波に変える発信レンズと、該発信レンズの
近傍に設けられ発信レンズを移動させるレンズ移動手段
と、該レンズ移動手段を駆動する保持力をもったアクチ
ュエータとにより構成したことを特徴とする障害物検知
装置。
【請求項２】前記レンズ移動手段は平面上で前記発信
レンズを直交する２軸方向に動かす第１，第２の軸方向
移動機構によって構成し、前記アクチュエータはこれら
第１，第２の軸方向移動機構を直交する軸方向に動かす
第１，第２のアクチュエータによって構成してなる請求
項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】前記レンズ移動手段を構成する第１の軸
方向移動機構は、第１の軸方向に延びる第１のガイド
と、前記第１のアクチュエータによって該第１のガイド
に沿って移動される第１の移動体とにより構成し、前記
第２の軸方向移動機構は、第２の軸方向に延びる第２の
ガイドと、前記第２のアクチュエータによって該第２の
ガイドに沿って移動される第２の移動体とにより構成し
てなる請求項２記載の障害物検知装置。
【請求項４】前記レンズ移動手段は平面上で前記発信
レンズを直交する２軸方向に動かす第１，第２の軸方向
揺動機構によって構成し、前記アクチュエータはこれら
第１，第２の軸方向揺動機構を直交する軸方向に動かす
第１，第２のアクチュエータによって構成してなる請求
項１記載の障害物検知装置。
【請求項５】前記レンズ移動手段を構成する第１の軸
方向揺動機構は、第１の軸方向に延びる第１の揺動軸
と、前記第１のアクチュエータによって該第１の揺動軸
を軸中心として第１の軸周りに揺動される第１の揺動体
とにより構成し、第２の軸方向揺動機構は、第１の軸方
向に延びる第２の揺動軸と、前記第２のアクチュエータ
によって該第２の揺動軸を軸中心として第２の軸周りに
揺動される第２の揺動体とにより構成してなる請求項４
記載の障害物検知装置。
【請求項６】前記アクチュエータは超音波モータによ
って構成してなる請求項１，２，３，４または５記載の
障害物検知装置。