JPH1188139A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体との間に静電容量を形成するためのセン
サ電極周りの温度変化による障害物検出漏れおよび誤検
出を回避する。 【解決手段】 発振回路３，４に、センサ電極１０ａお
よび第１可変容量ダイオ−ドＶＤ１を接続した共振回路
２を結合し、発振回路３，４の発振レベルＶＬを、ダイ
オ−ドＶＤ１に印加する静電容量制御電圧Ｖ２を操作し
て補正し、センサ電極１０ａへの物体の接近による発振
レベルＶＬの変化を検出する検出装置において：温度セ
ンサ５１ｎ／５１ｐと第２可変容量ダイオ−ドＶＤ２を
備え、ダイオ−バＶＤ２を共振回路２に接続し、検出温
度に対応してダイオ−ドＶＤ２の静電容量を調整するこ
とにより、温度変化によるセンサ電極１０ａの静電容量
の変化を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極と物体との間
に形成される静電容量に基づいて物体を検出する物体検
出装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、
車両上にて車外の物体を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両周辺の障害物を検出する装
置としては、導体板に高周波電圧を印加し、障害物の接
近に伴い変化する導体板の入力インピーダンスの変化か
ら障害物の有無を検知する装置が多数あり、例えば、特
開昭５８−１１５３８４号公報，特開昭６０−１１１９
８３号公報，特開平３−２３３３９０号公報あるいは米
国特許第３，６８９，８１４号明細書に開示されてい
る。

【０００３】それらは、発振回路の出力を共振回路に出
力する。共振回路はＲ，Ｃ直列回路又はＬ，Ｃ並列回路
であり、ここでＣは検出電極と障害物との間に形成され
る静電容量である。

【０００４】それらの一態様では、障害物が有る場合に
はそれと検出電極との間に、両者間の距離Ｄ，検出電極
の面積Ｓ及び誘電率ε₀，非誘電率εrに対応する静電容
量Ｃ（Ｃ＝ε₀・εr・Ｓ／Ｄ）が形成される。検出電極
と障害物との距離Ｄが変化すると、静電容量Ｃが変化
し、検出電極の端子電圧が変化する。この端子電圧の変
化を監視して障害物の接近を感知する。

【０００５】もう１つの態様では、発振回路の発振定数
に上述の静電容量Ｃを導入している。障害物が接近する
と静電容量Ｃが変化し発振周波数が変化する。この周波
数変化を監視して障害物の接近を感知する。

【０００６】ところが、静電容量Ｃは、障害物以外の周
囲条件によっても変化する。例えば温度，湿度，天候，
地形，周囲の建造物，あるいは他車両の遠近などにより
変化する。特に、車両上で障害物検知を行なう場合、検
出電極は車両上に限られるので、車の外周りの環境によ
って静電容量Ｃが大きく変化し易く、検出電極直近への
障害物の接近のみを正確に検知するのが難かしい。

【０００７】そこで特開平９−９６６７８号公報の障害
物検出装置は、センサ電極に結合した発振回路の静電容
量対応の発振レベルを一定にして、温度，湿度等の環境
条件ならびに検出対象物体との間に静電容量を形成する
センサ電極周りの環境（汚れ，水濡れ等）の変化による
物体検出精度の変動を抑制する。

【０００８】また障害物検出装置の機能が正常であるこ
とを確認した後に障害物検出を行なう為に、特開昭６１
−１２００７７号公報に開示されている方法では、メイ
ンスイッチのオンで働くタイマ−により、予め設定した
一定時間だけ周波数の変化を強制的に作り出し、それに
より装置が正常に動作するか否かのチェックを自動的に
行なう。

【０００９】必要時にのみ効率良く障害物検出を行なう
ために、特開平３−２３７３８６号公報に於いては、車
速測定手段により測定された車速が、予め設定された制
御速度以上となると自動車用物体検知装置の動作を停止
することを提案している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発振レベル
はセンサ電極周りの温度変化によっても変動し、発振レ
ベルの温度依存性はかなり高い。例えば比較的に短い時
間ｔの間に、センサ電極周りの温度が−４０°Ｃ程度か
ら＋８０°Ｃ程度に急上昇すると、発振レベルが急速に
低下し、この低下速度が図１１の（ａ）に示す障害物接
近の場合のレベル低下速度又はその前後となることも考
えられる。例えば前記特開平９−９６６７８号公報の障
害物検出装置は、センサ電極と発振回路とを、共振／結
合回路で結合し、共振／結合回路の誘導コイルの２次側
に接続した可変容量ダイオ−ドＶＤに、容量を調整する
ための制御電圧Ｖ２を印加し、この制御電圧Ｖ２を操作
して発振レベルを調整するが、センサ電極周りの温度を
−４０°Ｃ程度から８０°Ｃ程度にまで変化させると、
この変化によっても発振レベルを一定に維持するために
は、図１１の（ｃ）に示すように、約４．０Ｖ近く制御
電圧Ｖ２を操作する必要がある。

【００１１】仮に、上述の温度変化による発振レベルの
変動を抑止するために発振レベルをフィ−ドバックして
それが設定値に合致するように、制御電圧Ｖ２を操作す
るフィ−ドバック制御を導入すると、温度上昇による発
振レベルの低下速度が障害物接近の場合の発振レベルの
低下速度（図１１の（ａ））と同程度となり、温度変化
による発振レベルの変動を抑止するためのフィ−ドバッ
ク制御に、障害物接近による発振レベル変化が重なって
しまうと、障害物接近による発振レベル変化が該フィ−
ドバック制御で消去され、障害物接近検知を正確に行な
うことが難しくなる。同様に、温度低下のときに障害物
離れ検知を正確に行うことが難しくなる。

【００１２】本発明は、センサ電極周りの温度変化によ
る障害物検出漏れおよび誤検出を回避することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明は、物体との間に静電容量を形成するため
のセンサ電極(10a)；発振回路(3,4)；制御電圧(Vm)に対
応した静電容量を呈する第１可変容量手段(VD1)を含
み、前記センサ電極(10a)および第１可変容量手段(VD1)
の静電容量を共振パラメ−タとする、前記発振回路(3,
4)に接続された共振回路(2)；前記共振パラメ−タに対
応して前記発振回路(3,4)が発生する電気信号(VL)を、
前記制御電圧(Vm)を操作して補正する補正手段(1;DZC,3
8)；および、前記センサ電極(10a)への物体の接近によ
る前記電気信号(VL)の変化を検出し、物体検知情報を発
生する監視手段(1;OBD)；を備える物体検出装置におい
て：温度センサ(51n/51p)、および、該温度センサの温
度検出信号に対応し前記共振回路(2)の共振パラメ−タ
の温度による変動を補償する静電容量を呈する、前記共
振回路(2)に接続された第２可変容量手段(VD2)、を備え
ることを特徴とする。 なお、理解を容易にするために
カッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の
記号を、参考までに付記した。

【００１４】これによれば、温度変動による共振回路
(2)の共振パラメ−タ（容量Ｃ）の変動を第２可変容量
手段(VD2)が補償するので、上述の、温度変動による発
振レベルの変化を障害物接近／離れと誤検出することが
無くなる。共振パラメ−タの補償が温度値対応で行なわ
れるので、温度変化が無いにもかかわらず、障害物接近
／離れによる発振レベルの変化を制御電圧(Vm)にて抑制
してしまうことがなく、障害物接近／離れの検出漏れも
無くなる。

【００１５】温度変化に対して共振パラメ−タの補償量
に過不足がある場合、制御電圧(Vm)にてより正確に共振
パラメ−タを調整することができる。これを発振回路が
発生する電気信号(VL)のフィ−ドバックによって行なう
場合でも、温度変化対応の補償は大部分第２可変容量手
段(VD2)にて行なわれているので、フィ−ドバック制御
（制御電圧Vm）による温度変化対応の補償する大きさは
小さく、障害物接近／離れの検出漏れを生ずる可能性は
低い。制御電圧(Vm)にて、主に、温度変化以外の外乱に
対応する発振レベルの校正を行なうことができる。

【００１６】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【００１８】

【実施例】図１に、本発明の一実施例のシステム構成を
示す。この実施例の物体検出装置である検出処理装置Ｄ
ＥＴ１の２電極は車両の前部バンパ−の右コ−ナ部に装
備されている。検出処理装置ＤＥＴ１には、車両上の図
示しない検知コントロ−ラが指令信号である制御信号Ｓ
ｃを与える。制御信号Ｓｃの高レベルＨは物体検出を指
示し、低レベルＬは物体検出非指示すなわち物体検出の
停止を指示する。

【００１９】制御信号Ｓｃは、車両上の図示しないパ−
キングスイッチとパ−キングブレ−キスイッチとが同時
に開（走行設定）であって車速が７Ｋｍ／ｈ以下（減速
中のとき）又は１０Ｋｍ以下（加速中のとき）のときに
のみ、物体検出を指示するＨとなり、車速がそれより高
いときもしくはパ−キングスイッチとパ−キングブレ−
キスイッチの少くとも一方が閉（停止設定）のときに
は、制御信号Ｓｃは、検出非指示を意味するＬとなる。

【００２０】検出処理装置ＤＥＴ１は、車両前部バンパ
の右コ−ナ部に装備された、２個のセンサ電極１０ａ，
１０ｃを有し、センサ電極１０ａより約４０〜５０ｃｍ
以内の範囲における障害物を検知する。まず、この検出
処理装置ＤＥＴ１の主要構成及び障害物検出機能の概要
を説明する。

【００２１】図２に、電極ユニット１０周りの電気力線
の分布を示す。図２においては、第１電極１０ａと接地
（グランド接続）されている第２電極１０ｃとの間に交
流電圧ｖｎが印加される。第１電極１０ａと第２電極１
０ｃは平行平板であり、２枚の電極を一組で、一種のコ
ンデンサと考えると、第１電極１０ａと第２電極１０ｃ
の間の静電容量Ｃｏ１は、両者間の距離をｄとし、真空
の誘電率をεｏ，電極の比誘電率をεｒとするととも
に、互いに向い合う面積をＳとすれば、 Ｃｏ１＝〔ε₀・εｒ・Ｓ〕／ｄ で表される。第１電極１０ａの遠方に仮想境界ＬＬを想
定し、仮想境界ＬＬまでの第１電極１０ａからの放射電
界における静電容量をＣｓとすれば、第１電極１０ａと
グランド（接地された第２電極１０ｃ）との間のインピ
ーダンスＺｉｎ１は、第１電極１０ａと第２電極１０ｃ
間のインピーダンス〔−１／（ｊωＣｏ１）〕と、第１
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と第１電極１０ａの
間に、人，建造物，金属等の障害物が存在すると、仮想
境界ＬＬと第１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。なお、第１電極１０ａと第２電極１０ｃの間の
静電容量Ｃｏ１は、第２電極１０ｃが接地されているこ
とにより一定となる。

【００２２】再び図１を参照する。コントロ−ラＣＯＮ
Ｔの電源回路Ｐから供給された直流の定電圧Ｖｃｃを、
電気回路各要素に印加する。障害物検出装置ＤＥＴ１の
検出制御を行うのは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１で
ある。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為にＣＰＵ１は、交
流電圧ｖ１の発振レベルを表す直流電圧信号である発振
レベルＶＬをＩ／ＯポートのＩＯ−１から読み込む。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制御電圧Ｖｍ（デジタ
ルデータ）を算出する。

【００２３】そして、Ｉ／ＯポートのＩＯ−２からラダ
ー抵抗ＲＡを介して制御電圧Ｖｍ（デジタルデ−タ）を
Ｄ／Ａ変換し、アナログ制御電圧Ｖｍを温度補償回路５
に与える。

【００２４】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、人，建造
物，金属等の障害物が接近すると、電極ユニット１０の
インピーダンスＺｉｎ１が変化し、インピーダンスＺｉ
ｎ１の変化に応じて共振／結合回路２の、誘導コイルＬ
の２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。

【００２５】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、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のＩ／Ｏポートの
ＩＯ−１に与える。ＣＰＵ１は、発振レベルＶＬとしき
い値とを比較して、比較結果に従ってＩ／ＯポートのＩ
Ｏ−５からＯＮ／ＯＦＦ信号すなわち障害物の有無を表
わす２値信号を出力する。この２値信号の反転信号が出
力信号Ｓ１であり、障害物有無を表わす。出力信号Ｓ１
の低レベルＬが障害物有りを示す。

【００２６】図３に、共振／結合回路２および温度補償
回路５の構成を示す。水晶発振器を含む発振回路３は、
共振／結合回路２に接続されており、高周波の交流電圧
ｖ１を発生して、共振／結合回路２内部の誘導コイルＬ
の１次側に印加する。誘導コイルＬの２次側には、電極
ユニット１０のセンサ電極１０ａが接続されている。前
述の制御電圧Ｖｍが、共振／結合回路２内部の、第１可
変容量手段であるバリキャップダイオード（可変容量ダ
イオード）ＶＤ１の直列コンデンサＣｚ１側に印加す
る。制御電圧Ｖｍの電圧レベルに応じたバリキャップダ
イオードＶＤ１の容量変化により、共振／結合回路２の
２次側の静電容量が変化し、発振回路３の発振条件が満
たされて発振が安定する。

【００２７】温度補償回路５には、センサ電極１０ａ近
くの温度を検出するサ−ミスタ（負特性サ−ミスタ）５
１ｎがあり、これに直列に固定抵抗５２が接続されてい
る。サ−ミスタ５１ｎと固定抵抗５２との接続点の電圧
Ｖ３は、図９の（ａ）に示すように、温度上昇に伴ない
上昇する。この電圧Ｖ３が、第２可変容量手段であるバ
リキャップダイオード（可変容量ダイオード）ＶＤ２の
直列コンデンサＣｚ２側に印加する。電圧Ｖ３に応じた
バリキャップダイオードＶＤ２の容量変化により、共振
／結合回路２の２次側の静電容量すなわち共振パラメ−
タ（Ｌ，Ｃ）の中の容量（Ｃ）が変化する。

【００２８】図３に示す如き共振／結合回路２の従来の
ものでは、センサ電極１０ａ周りの温度を−４０°Ｃ程
度から８０°Ｃ程度にまで変化させると、この変化によ
っても発振レベルを一定に維持するためには、図９の
（ｃ）に示すように、約４．０Ｖ近く制御電圧（Ｖ２＝
Ｖｍ）を操作してバリキャップダイオ−ドＶＤ２の容量
を変更することにより、温度変化によるセンサ電極１０
ａの静電容量の変化を補償する必要があったが、本実施
例では、センサ電極１０ａ周りの温度変化に対応してサ
−ミスタ５１ｎと固定抵抗５２の間の電圧Ｖ３が図９の
（ａ）に示すように変化して、これが制御電圧としてバ
リキャップダイオードＶＤ２に加わるので、バリキャッ
プダイオ−ドＶＤ２の静電容量が、センサ電極１０ａの
静電容量の変化（誘導コイルに与える静電容量）を相殺
する方向に変化する。すなわち、温度変化によるセンサ
電極１０ａの静電容量の変化を補償する。

【００２９】本実施例では、センサ電極１０ａ周りの温
度を−４０°Ｃ程度から８０°Ｃ程度にまで変化させて
も、この変化によっても発振レベルを極力一定に維持す
るために、バリキャップダイオ−ドＶＤ２に接続した直
列容量Ｃｚ２を最適化して、該ダイオ−ドＶＤ２による
補償のみでは発振レベルＶＬを一定化し得ない不足分を
おぎなうための制御電圧Ｖ２＝Ｖｍの調整代が、図９の
（ｂ）に示すように、−４０°Ｃから８０°Ｃまでの温
度変化に対して約１．０Ｖとなるようにした。従来の温
度変化対応の調整代（約４．０Ｖ：図９の（ｃ））の略
１／４になるので、温度変動にもかかわらず発振レベル
を一定化するための制御電圧Ｖｍの調整代が小さく、こ
れが障害物の接近／離れの検知漏れをもたらすことはな
い。

【００３０】図４及び図５に、ＣＰＵ１の制御動作を示
す。まず図５を参照する。電源Ｖｃｃがコントロ−ラＣ
ＮＴから供給され、電源オンリセット回路６がリセット
パルスを発生すると、ＣＰＵ１は、ステップ１１におい
て初期化、すなわち内部レジスタ，フラグ等、メモリの
クリアを実行する。以下、カッコ内には「ステップ」と
いう言葉を省略してステップ番号のみを示す。

【００３１】初期化が終了するとＣＰＵ１は、コントロ
−ラＣＮＴからの検出指示（Ｓｃ＝ＨすなわちＩ／Ｏ−
４＝Ｌ）を待つ（１２）。

【００３２】検出指示が到来すると、すなわちＳｃ＝Ｈ
（Ｉ／Ｏ−４＝Ｌ）になると、センサ初期化ＤＺＣを実
行して、制御電圧Ｖｍを操作して共振／結合回路２を、
発振レベルＶＬが基準レベルである設定値Ｖｘとなる回
路動作に設定し、この設定の過程で電極ユニット１０，
共振／結合回路２，発振回路３および検波／増幅回路４
でなる回路全体としての動作異常の有無をチェックす
る。センサ初期化ＤＺＣの詳細は後述する。

【００３３】センサ初期化ＤＺＣにおいて設定値Ｖｘの
設定が出来ると、作動制御ＯＰＣに進み、そこでは、制
御信号Ｓｃのレベル変化と、障害物検出有か否か（Ｉ／
Ｏ−５の出力レベル）に対応して、障害物検出ＯＢＤを
継続する（繰返す）か、あるいは、それを停止して、制
御信号Ｓｃが検出指示Ｈになるのを待つ（１２）かを決
定する。作動制御ＯＰＣの詳細は後述する。

【００３４】作動制御ＯＰＣから障害物検出ＯＢＤに進
むと、微分処理３０を実行する。この微分処理３０は、
電極ユニット１０周りの、水はねなどによる突発的な環
境変化による発振レベルＶＬの低下を検出するものであ
る。この実施例では、車速が１０Ｋｍ／ｈ以下を障害物
検出を行なう条件にしており、電極ユニット１０に対す
る障害物の接近速度は１０Ｋｍ／ｈ以下の低速であり、
障害物が接近する場合、発振レベルＶＬは図１１の
（ａ）に示すように緩やかに変化する。電極ユニット１
０周りに水がかかったときには、図１１の（ｂ）に示す
ように、発振レベルＶＬの低下が急激に起こる。また、
どしゃぶりの雨が電極ユニット１０周りに当ると、図１
１の（ｃ）に示すように、発振レベルＶＬが急激かつ大
きな変動の昇降変化を示す。図１１の（ａ），（ｂ）お
よび（ｃ）のいずれの場合にも、発振レベルＶＬが、障
害物有無判定のためのしきい値（Ｖｒ）より低くなる時
点があり、図１１の（ｂ）および（ｃ）の場合の発振レ
ベルＶＬの低下は、誤検出を招く。そこでこの微分処理
３０では、発振レベルＶＬの変化速度に着目して、発振
レベルＶＬの変化が図１１の（ａ）に示すような緩やか
な変化（障害物）か否かを判定する。

【００３５】この微分処理３０の詳細も後述するが、こ
こで発振レベルＶＬの変化が図１１の（ａ）に示すよう
な緩やかな変化と判定すると、初期設定フラグをＯＦＦ
（発振レベルＶＬの校正不要：零点補正３４の実行不
要）とし、発振レベルＶＬの変化が急激（外乱あり）と
判定すると、初期設定フラグをＯＮ（発振レベルＶＬの
校正要：零点補正３４の実行要）とする。

【００３６】次に実行するしきい値制御３１は、電極ユ
ニット１０廻りの長期的な環境変化（例えばバンパ−の
水濡れ，泥などの異物の付着）による障害物の誤検出又
は検出漏れを防止するために、発振レベルＶＬの偏倚に
対応して障害物判定のためのしきい値Ｖｒを、障害物検
知中に、発振レベルＶＬに対応した値に調整するもので
ある。

【００３７】しきい値制御３１を終えると、初期設定フ
ラグがＯＦＦ（レベル校正不要）であると障害物有無判
定（３５〜３８）を行なうが、初期設定フラグがＯＮ
（レベル校正要）であると、零点補正３４を行ない、障
害物有無判定（３５〜３８）は行なわない。そして、詳
細は後述するが、零点補正３４では、発振レベルＶＬを
基準値Ｖｘに調整する。

【００３８】なお、作動制御ＯＰＣから障害物検出ＯＢ
Ｄに進み、障害物検出ＯＢＤを実行すると作動制御ＯＰ
Ｃに進むので、条件が整えば、作動制御ＯＰＣと障害物
検出ＯＢＤが、所定周期で繰返し実行される。したがっ
てその場合、作動制御ＯＰＣと障害物検出ＯＢＤ共に、
該所定周期Ｔｓで繰返えされる点に注意されたい。次に
詳細を説明する。

【００３９】センサ初期化ＤＺＣ：ステップ１３〜２２ ここではまず、回数フラグＦ１の内容に１を加算する
（１３）。初回であれば回数フラグＦ１にはデータが存
在しないので、０＋１＝１となる。そして、ポートＩ／
Ｏ−１より、発振レベルＶＬを読み込んで（１４）、デ
ジタル変換し、その値がセンサ初期化ＤＺＣの第１設定
値Ｖｘであるかを判定する（１５）。

【００４０】ここで、発振レベルＶＬが第１設定値Ｖｘ
でなければ、ステップ１６に進み、発振レベルＶＬと第
１設定値Ｖｘの偏差を算出し、ＣＰＵ１の内部メモリに
記憶する。そして、今回のセンサ初期化ＤＺＣのルーチ
ン（１３〜２２）実行においてステップ１６で算出し
た、発振レベルＶＬと第１設定値Ｖｘの偏差と、やはり
ＣＰＵ１の内部メモリに記憶されている、前回のセンサ
初期化ＤＺＣのルーチン実行においてステップ１６で算
出した、発振レベルＶＬと第１設定値Ｖｘの偏差とを比
較し、今回算出した発振レベルＶＬと第１設定値Ｖｘの
偏差が、前回算出した偏差より小さければ、発振レベル
ＶＬは安定しつつあると判断して、ステップ２０に進
む。

【００４１】しかし、今回算出した発振レベルＶＬと第
１設定値Ｖｘの偏差が、前回算出した偏差以上（同値も
含む）であれば（１７）、発振レベルＶＬは発散の傾向
にあると判断して、ステップ１８に進む。ここで、今回
のセンサ初期化ＤＺＣの実行が初回であり、内部メモリ
に前回の偏差が記憶されていなければ、ＣＰＵ１はその
ままステップ２０に進む。

【００４２】発振レベルＶＬが発散の傾向にあると判断
すると、ＣＰＵ１は、回数フラグＦ１をチェックする
（１８）。ここで、センサ初期化ＤＺＣの実行回数を示
す回数フラグＦ１の内容が、所定数Ｆｎに達していない
場合には、ＣＰＵ１はステップ２０に戻る。しかし、回
数フラグＦ１の内容が所定数Ｆｎに達していることを示
すＦｎである場合には、ＣＰＵ１は「異常判定」（１
９）に進み、そこでＣＰＵ１は、異常を示すＨをポート
Ｉ／Ｏ−６から出力する。これにより、出力信号Ｓａ１
がＬとなって、異常を表わす。

【００４３】発振レベルＶＬが収束しつつある場合ある
いは、発振レベルＶＬが発散の傾向にあっても、ルーチ
ン実行の回数を示す回数フラグＦ１の内容が、所定数Ｆ
ｎに達していない場合には、ＣＰＵ１はステップ１６で
算出した偏差を補償する（零とする）ための制御電圧Ｖ
ｍの補正値を算出し、この補正値を現在出力中の制御電
圧に加えた値を算出し（２０）、算出値に制御電圧Ｖｍ
を変更する（２１）。すなわち算出したデジタルデータ
制御電圧Ｖｍを、ポートＩ／Ｏ−２より共振／結合回路
２に出力する。そしてステップ１３に戻る。

【００４４】こうしてＣＰＵ１は、発振レベルＶＬが第
１設定値Ｖｘになるまでステップ１３〜ステップ２１の
処理を繰り返し、発振レベルＶＬが第１設定値Ｖｘとな
ると、初期設定フラグをＯＦＦ（零点補正不要）に設定
して（２２）、作動制御ＯＰＣに進む。また、ステップ
１３〜ステップ２１の実行ルーチンを回数フラグＦ１の
内容が、所定数Ｆｎに達するまで繰り返しても発振レベ
ルＶＬが第１設定値Ｖｘに一致しない場合には、ステッ
プ１９の異常判定の処理を行い、そこで異常と判定する
と信号Ｓａ１をＨ（正常）からＬ（異常）に切換える。

【００４５】作動制御ＯＰＣ：ステップ２３〜２９ 始めてこの作動制御ＯＰＣに進んだときには出力ポ−ト
Ｉ／Ｏ−５の出力は、初期化（１１）によりＬ（障害物
なし）となっている。そして制御信号Ｓｃは障害物検出
を指示するＨである。作動制御ＯＰＣに進むとＣＰＵ１
はまず、Ｉ／Ｏ−５の出力レベルがＨ（障害物検知中）
かをチェックして（２３）、そうでないとすなわちＬ
（障害物非検知）であると、制御信号ＳｃがＨ（検出指
示）かをチェックして（２５）、そうであると、障害物
検出ＯＢＤに進む。制御信号ＳｃがＬ（検出不指示）で
あると、Ｉ／Ｏ−５にＬ（障害物非検知）を設定（クリ
アと同義）して（２９）、検出指示待ち（１２）に戻
る。

【００４６】作動制御ＯＰＣに進んだときにＩ／Ｏ−５
の出力レベルがＨ（障害物検知中）であったときには、
ＣＰＵ１は、制御信号ＳｃがＨ（検出指示）かをチェッ
クして（２４）、そうであると、障害物検出ＯＢＤに進
む。制御信号ＳｃがＬ（検出不指示）であると、前回も
Ｌであったかをチェックして（２６）、前回はＨ（検出
指示）であったときには、制御信号ＳｃがＨ（検出指
示）からＬ（検出不指示）に切換わったことになるの
で、所定時間の時限値ＴｒのタイマＴｒをスタ−トし
て、障害物検出ＯＢＤに進む（２７）。その後タイマＴ
ｒがタイムオ−バすると、Ｉ／Ｏ−５にＬ（障害物非検
知）を設定して（２６，２８，２９）、検出指示待ち
（１２）に戻る。すなわち、制御信号ＳｃがＨ（検出指
示）からＬ（検出不指示）に切換わっても、障害物検知
中のときには、即座に障害物検出は停止せず、所定時間
Ｔｒが経過したときに障害物検出を停止する。

【００４７】障害物検出ＯＢＤ：ステップ３０〜３８ まず微分処理３０を実行する。その内容を図６を参照し
て説明する。微分処理３０でＣＰＵ１は、発振レベルＶ
Ｌを、１msec周期でＡ回、デジタル変換して読込んで、
読込みデ−タの平均値を算出する（５１）。次に、今回
算出した平均値−前回算出した平均値＝差値、を算出す
る（５２）。前回の算出から今回の算出までの経過時間
をＴｓとすると、該差値は、Ｔｓの間の発振レベルＶＬ
の変化量であり、発振レベルＶＬの変化速度である。正
確に表現すると、変化速度は、差値／Ｔｓであるが、Ｔ
ｓは一定値であるので、ここでは差値を変化速度とも表
現する。物体検知中（Ｉ／Ｏ−５：Ｈ）か否か（５３）
と、差値が負（発振レベルＶＬの立下り）か否（立上
り）かをチェックして（５４，５７）、 （ａ）物体検知中であって、しかも、差値が負（発振レ
ベルＶＬが立下り）の場合は、Ｂ（負値）を参照値に定
める（５３〜５５）。この場合は、障害物が電極ユニッ
ト１０の近くにあるので、その監視を継続するために、
Ｂは最低設定値（負値）としている。これにより、この
場合には、初期設定フラグをＯＮ（発振レベルＶＬの校
正要）とする（後述のステップ６１）可能性が低く、障
害物監視の継続性が高い。

【００４８】（ｂ）物体検知中であって、しかも、差値
が正（零を含む：発振レベルＶＬが立上り又は変化な
し）の場合は、Ｃ（正値）を参照値に定める（５３，５
４，５６）。この場合も、障害物が電極ユニット１０の
近くにあるので、その監視を継続するために、Ｃは最高
設定値（正値）としている。これにより、この場合に
も、初期設定フラグをＯＮ（発振レベルＶＬの校正要）
とする（後述のステップ６１）可能性が低く、障害物監
視の継続性が高い。

【００４９】（ｃ）物体非検出中であって、しかも、差
値が負（発振レベルＶＬが低下している）の場合は、Ｄ
（負値）を参照値に定める（５３，５７，５８）。この
場合は、障害物があっても電極ユニット１０から遠いの
で、障害物監視の緊急性は低い。そこで外乱を障害物と
誤検知する可能性を低くするために、Ｄは、Ｂよりもや
や高い負値としている。これにより、初期設定フラグを
ＯＮ（発振レベルＶＬの校正要）とする（後述のステッ
プ６１）可能性が高く、外乱原因の発振レベル変動をキ
ャンセルする信頼性が高い。

【００５０】（ｄ）物体非検出中であって、しかも、差
値が正（零を含む：発振レベルＶＬが立上り又は変化な
し）の場合は、Ｅを参照値に定める（５３，５７，５
９）。この場合も、障害物監視の緊急性は低い。そこで
外乱を障害物と誤検知する可能性を低くするために、Ｅ
は、Ｃよりもやや低い正値としている。これにより、初
期設定フラグをＯＮ（発振レベルＶＬの校正要）とする
（後述のステップ６１）可能性が高く、外乱原因の発振
レベル変動をキャンセルする信頼性が高い。

【００５１】なお、車速10Km/h未満のときのみ障害物検
出を行なうので、「(外乱原因のVLの下り変化速度)＜Ｂ
＜Ｄ＜(10Km/hの障害物接近速度でのVLの変化速度)＜０
＜(10Km/hの障害物離反速度でのVLの変化速度)＜Ｅ＜Ｃ
＜(外乱原因のVLの立上り変化速度)」なる関係となって
いる。

【００５２】以上のように参照値を設定すると、ステッ
プ５２で算出した差値が参照値より大きいかをチェック
して（６０）、大きいと初期設定フラグをＯＮ（零点補
正要）とし（６１）、そうでないと初期設定フラグをＯ
ＦＦ（零点補正不要）とする（６１）。

【００５３】図５を再度参照する。上述の微分処理３０
を実行するとＣＰＵ１は、しきい値制御３１を実行す
る。このしきい値制御３１では、障害物検知中（Ｉ／Ｏ
−５：Ｈ）に発振レベルＶＬの最低値を検出して、最低
値に対応してしきい値Ｖｒをシフト調整する。しきい値
制御３１を実行するとＣＰＵ１は、発振レベルＶＬを読
込み（３２）、そして初期設定フラグがＯＮ（零点補正
要）かチェックして（３３）、そうであると零点補正３
４を実行する。

【００５４】その内容を図７に示す。零点補正３４に進
むと、ＣＰＵ１は、ポートＩ／Ｏ−１より、発振レベル
ＶＬを読み込んで（８１）、デジタル変換し、その値が
設定値Ｖｘであるかを判定する（８２）。ここで、発振
レベルＶＬが第１設定値Ｖｘでなければ、ステップ８４
に進み、発振レベルＶＬと第１設定値Ｖｘの偏差を算出
する。そして、該偏差を補償する（零とする）ための制
御電圧Ｖｍの補正値を算出し、この補正値を現在出力中
の制御電圧に加えた値を算出し（８５）、算出値に制御
電圧Ｖｍを変更する（８６）。すなわち算出したデジタ
ルデータ制御電圧Ｖｍを、ポートＩ／Ｏ−２より、温度
補償回路５に出力する。そしてステップ８１に戻る。こ
うしてＣＰＵ１は、発振レベルＶＬが第１設定値Ｖｘに
なるまでステップ８１〜ステップ８６の処理を繰り返
し、発振レベルＶＬが第１設定値Ｖｘとなると、初期設
定フラグをＯＦＦ（零点補正不要）に設定して（８
３）、作動制御ＯＰＣに戻る。

【００５５】障害物有無の判定と判定結果対応の処理：
ステップ３５−３８ 再度図５を参照する。ステップ３３で初期設定フラグが
ＯＦＦ（零点補正不要）であることを認知した場合に
は、ＣＰＵ１は、ステップ３２で読込んだ発振レベルＶ
Ｌをしきい値Ｖｒと比較する（３５）。発振レベルＶＬ
がしきい値Ｖｒ以下であると、ポートＩ／Ｏ−５に、障
害物有りを示すＨを設定する（３６）。これにより信号
Ｓ１がＨからＬに切換わる。発振レベルＶＬがしきい値
Ｖｒを越えていたときには、ポートＩ／Ｏ−５を障害物
無しを示すＨレベルに設定し（３７）、そして所定周期
で、発振レベルＶＬが第１設定値Ｖｘに合致する方向
に、制御電圧Ｖｍを小値Ｙ分づつ変更し、発振レベルＶ
ＬをＶｘに合わせる（３８）。そして、作動制御ＯＰＣ
に進む。

【００５６】作動制御ＯＰＣでは前述のように、障害物
検出の有／無（Ｉ／Ｏ−５：Ｈ／Ｌ）と、制御信号Ｓｃ
の検出指示／不指示（Ｈ／Ｌ）に応じて、制御信号Ｓｃ
が検出指示（Ｈ）である間、障害物検出ＯＢＤを繰返し
実行する（２３−２４−／２３−２５−）。すなわ
ち障害物検出を継続する。

【００５７】制御信号Ｓｃが検出指示（Ｈ）から検出非
指示（Ｌ）に切換わると、このとき障害物非検知（Ｉ／
Ｏ−５：Ｌ）であると、障害物検出は停止し、制御信号
Ｓｃが検出非指示（Ｌ）から検出指示（Ｈ）に切換わる
のを待つ（１２）。

【００５８】しかし、障害物検知中（Ｉ／Ｏ−５：Ｈ）
であったときには、所定時間の時限値ＴｒのタイマＴｒ
をスタ−トして（２３−２４−２６−２７）、障害物検
出ＯＢＤに進み、障害物検出は継続する。そしてタイマ
Ｔｒがタイムオ−バすると、つまり所定時間が経過する
と、出力ポ−トＩ／Ｏ−５をＬ（障害物検出無）にし
て、障害物検出は停止し、制御信号Ｓｃが検出非指示
（Ｌ）から検出指示（Ｈ）に切換わるのを待つ（１
２）。

【００５９】上述の第１実施例では、温度センサとして
負特性サ−ミスタ５１ｎ（図３）を用いたが、第２実施
例では、感温素子とそれが検知する温度値を表わす温度
信号を発生する信号処理回路を含む温度センサ５１ｐを
用いた。第２実施例の温度補償回路５を図１０に示す。
温度センサ５１ｐの信号処理回路は、図１１の（ａ）に
示すように、感温素子が検知する温度値に比例するレベ
ルの温度信号Ｖ３（電圧）を発生する。従来（例えば特
開平９−９６６７８号公報）のように、共振／結合回路
２のバリキャップダイオ−ドＶＤ１に、温度補償のない
制御電圧Ｖ２を加える場合、センサ電極１０ａ周りの温
度が−４０°Ｃから８０°Ｃまで変化すると、この変化
によっても発振レベルを一定に維持するためには、図１
１の（ｃ）に示すように、約４．０Ｖ近く制御電圧Ｖ２
を操作する必要があったが、図１０に示す温度補償回路
５を用い、温度変化にもかかわらず発振レベルＶＬを一
定にするための制御電圧Ｖｍが一定となるように、バリ
キャップダイオ−ドＶＤ２の直列容量Ｃｚ２を最適化し
て、温度変化にもかかわらず発振レベルＶＬを一定にす
るための制御電圧Ｖｍの調整代を、図１１の（ｂ）に示
すように、約０．５Ｖになるようにした。

【００６０】第１実施例および第２実施例においては、
温度変化による発振レベルＶＬの変動の大部分を、温度
補償回路５の負特性サ−ミスタ５１ｎ又は温度センサ５
１ｐの検出温度値対応の電圧Ｖ３によって容量値が調整
されるバリキャップダイオ−ドＶＤ２とそれに直列接続
のコンデンサＣｚ２が抑制（補償）するので、温度変化
による発振レベルＶＬの変化代は小さく、その変化速度
は、図８の（ａ）に示す障害物接近時の発振レベル変化
速度よりも大幅に低い。したがって温度変化による発振
レベルＶＬの変化を障害物接近／離れと誤検知すること
がなくなる。障害物を検知していないときには、発振レ
ベルＶＬが基準値Ｖｘに校正され（図５のステップ
５）、温度変化により発振レベルＶＬが変化していると
きには、制御電圧Ｖｍが図９の（ｂ）又は図１１の
（ｂ）に示ように調整されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例のシステム構成を示すブ
ロック図である。

【図２】 図１に示す電極ユニット１０周りの電気力線
の分布の概要（推定）を示す平面図である。

【図３】 図１に示す共振／結合回路２および温度補償
回路５の回路構成を示す電気回路図である。

【図４】 図１に示すＣＰＵ１の制御動作の一部である
センサ初期化ＤＺＣと作動制御ＯＰＣの内容を示すフロ
ーチャートである。

【図５】 図１に示すＣＰＵ１の制御動作の一部である
障害物検出ＯＢＤの内容を示すフロ−チャ−トである。

【図６】 図５に示す微分処理３０の内容を示すフロ−
チャ−トである。

【図７】 図５に示す零点補正３４の内容を示すフロ−
チャ−トである。

【図８】 図１に示す検波／増幅回路４の出力電圧（発
振レベル）ＶＬの、レベル校正を施さない場合のレベル
変化を示すグラフであり、（ａ）は障害物が電極ユニッ
ト１０に接近している過程のものを、（ｂ）は電極ユニ
ット１０周りに水がかかったときのものを、（ｃ）はど
しゃぶりの雨相当の水しぶきが電極ユニット１０周りに
当っているときのものを示す。

【図９】 （ａ）は図３に示す固定抵抗５２の電圧Ｖ３
を示すグラフ、（ｂ）は、図１に示す検波／増幅回路４
の出力電圧（発振レベル）ＶＬを、センサ電極１０ａ周
りの温度変化にもかかわらず基準値Ｖｘにするための制
御電圧Ｖｍのレベルを示すグラフ、（ｃ）は、従来の共
振／結合回路２のバリキャップダイオ−ドＶＤ１に、温
度変化にもかかわらず発振電圧を一定にするために加え
る制御電圧Ｖｍのレベルを示すグラフである。

【図１０】 本発明の第２実施例の、温度補償回路５の
構成を示す電気回路図である。

【図１１】 （ａ）は図１０に示す温度センサ５１ｐの
電圧Ｖ３を示すグラフ、（ｂ）は、図１０に示す温度補
償回路５を用いた場合に、検波／増幅回路４の出力電圧
（発振レベル）ＶＬを、センサ電極１０ａ周りの温度変
化にもかかわらず基準値Ｖｘにするための制御電圧Ｖｍ
のレベルを示すグラフ、（ｃ）は、従来の共振／結合回
路の可変容量ダイオ−ドＶＤに、温度変化にもかかわら
ず発振電圧を一定にするために加える制御電圧Ｖｍのレ
ベルを示すグラフである。

【符号の説明】

ＤＥＴ1：障害物検出装置 １：ＣＰＵ ２：共振／結合回路 ３：発振回路 ４：検波／増幅回路 ５：温度補償回路 ６：リセット回路 １０：電極ユニット １０ａ，１０ｃ：第１，第２電極 ＶＬ：発振レベル相
当直流電圧 Ｖｍ：制御電圧 Ｖ３：温度検出信号
の電圧 ｖ１：高周波発振電圧 Ｃ，Ｃｃ，Cz1，Cz
2：コンデンサ Ｌ：誘導コイル ＶＤ１，ＶＤ２：バ
リキャップダイオード ＬＬ：仮想境界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 新 也 愛知県刈谷市昭和町２丁目３番地 アイシ ン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 浜 島 茂 充 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 (72)発明者 石 川 均 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 (72)発明者 家 田 清 一 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 (72)発明者 井 奈 波 恒 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 (72)発明者 太 田 信 之 愛知県刈谷市昭和町２丁目３番地 アイシ ン・エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体との間に静電容量を形成するためのセ
   ンサ電極；発振回路；制御電圧に対応した静電容量を呈
   する第１可変容量手段を含み、前記センサ電極および第
   １可変容量手段の静電容量を共振パラメ−タとする、前
   記発振回路に接続された共振回路；前記共振パラメ−タ
   に対応して前記発振回路が発生する電気信号を、前記制
   御電圧を操作して補正する補正手段；および、前記セン
   サ電極への物体の接近による前記電気信号の変化を検出
   し、物体検知情報を発生する監視手段；を備える物体検
   出装置において：温度センサ、および、該温度センサの
   温度検出信号に対応し前記共振回路の共振パラメ−タの
   温度による変動を補償する静電容量を呈する、前記共振
   回路に接続された第２可変容量手段、を備えることを特
   徴とする物体検出装置。