JPH063445A - 超音波受信装置及び障害物検知装置 - Google Patents
超音波受信装置及び障害物検知装置Info
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- JPH063445A JPH063445A JP4159012A JP15901292A JPH063445A JP H063445 A JPH063445 A JP H063445A JP 4159012 A JP4159012 A JP 4159012A JP 15901292 A JP15901292 A JP 15901292A JP H063445 A JPH063445 A JP H063445A
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- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
- G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Air Bags (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車周囲の全方向について超音波で障害物
を検知し、特に側面への衝突を予知してエアバッグを事
前に作動できるようにすること。 【構成】 自動車に超音波発信器２０を設けて超音波４
を発信させ、導電性粒子が分散したゴム状弾性体１１を
モールディングを兼ねて自動車全周に取付け、ゴム状弾
性体１１に変換回路１５で電圧を印加して超音波振動を
受けて変化する電気抵抗を電圧信号に変換することによ
り、障害物からの反射波５を検出し、超音波の発信時刻
と受信時刻の差から距離算出器２４で距離を求め、発信
周波数と受信周波数の差から相対速度算出器２６で相対
速度を求め、これらから衝突時間算出器２７で衝突に至
るまでの時間を予め求め、この時間が所定値以下の時、
エアバッグ作動指令器２８の指令によりエアバッグ３２
を開かせる。
を検知し、特に側面への衝突を予知してエアバッグを事
前に作動できるようにすること。 【構成】 自動車に超音波発信器２０を設けて超音波４
を発信させ、導電性粒子が分散したゴム状弾性体１１を
モールディングを兼ねて自動車全周に取付け、ゴム状弾
性体１１に変換回路１５で電圧を印加して超音波振動を
受けて変化する電気抵抗を電圧信号に変換することによ
り、障害物からの反射波５を検出し、超音波の発信時刻
と受信時刻の差から距離算出器２４で距離を求め、発信
周波数と受信周波数の差から相対速度算出器２６で相対
速度を求め、これらから衝突時間算出器２７で衝突に至
るまでの時間を予め求め、この時間が所定値以下の時、
エアバッグ作動指令器２８の指令によりエアバッグ３２
を開かせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波受信装置と、これ
を応用した障害物検知装置に関する。
を応用した障害物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に示すように、自動車１には、車庫
入れ時等におけるコーナ衝突を防止するため、同一ケー
ス２に超音波の発信器と受信器を収納して車体のコーナ
部３に設置し、コーナ部３から超音波４を発信してその
反射波５を受信し、発信から受信までの遅れ時間によ
り、コーナ部３から障害物６までの距離を求めて運転者
に知らせるようにした障害物検知装置が搭載されている
ものがある。超音波の発信及び受信には圧電素子が使用
されている。この場合、超音波は空気の疎密波（圧力
波）であるから、圧電素子はその疎密波を受けることに
よって歪を生じ、このとき生じた歪によって圧電素子の
ピエゾ効果による起電力が発生する。超音波センサとし
て用いられる圧電素子は、上記した原理を用いている
が、圧電素子を超音波の受信センサとして用いる場合に
は、圧電素子自体が固有振動数を有しており、感度をよ
くするために材質、寸法、形状の設定によって特定の共
振周波数領域を選択して使用する必要があるため、広い
周波数の範囲にわたって超音波を受信することは難かし
い。更に、発信器及び受信器には顕著な指向性がある。
入れ時等におけるコーナ衝突を防止するため、同一ケー
ス２に超音波の発信器と受信器を収納して車体のコーナ
部３に設置し、コーナ部３から超音波４を発信してその
反射波５を受信し、発信から受信までの遅れ時間によ
り、コーナ部３から障害物６までの距離を求めて運転者
に知らせるようにした障害物検知装置が搭載されている
ものがある。超音波の発信及び受信には圧電素子が使用
されている。この場合、超音波は空気の疎密波（圧力
波）であるから、圧電素子はその疎密波を受けることに
よって歪を生じ、このとき生じた歪によって圧電素子の
ピエゾ効果による起電力が発生する。超音波センサとし
て用いられる圧電素子は、上記した原理を用いている
が、圧電素子を超音波の受信センサとして用いる場合に
は、圧電素子自体が固有振動数を有しており、感度をよ
くするために材質、寸法、形状の設定によって特定の共
振周波数領域を選択して使用する必要があるため、広い
周波数の範囲にわたって超音波を受信することは難かし
い。更に、発信器及び受信器には顕著な指向性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の障害物検知
装置はコーナ部３の衝突防止には有効であるが、図９に
示すように、自動車１の左右側方に障害物、例えば他の
自動車７が存在する場合、反射波５が受信器に戻らず、
他車７を検知できないことがある。このような死角によ
る不都合をなくすには、送受信器をコーナ部３だけでな
く、実開昭６３−６９６５４号公報に開示の如く、車両
全周にくまなく多数取付けることが考えられるが、部品
コストと取付コストが膨大なものとなる。また、受信器
の圧電素子を長くして受信範囲を広くしようとしても、
その分共振周波数が低下するので、超音波に共振せず受
信できなくなり現実的でない。
装置はコーナ部３の衝突防止には有効であるが、図９に
示すように、自動車１の左右側方に障害物、例えば他の
自動車７が存在する場合、反射波５が受信器に戻らず、
他車７を検知できないことがある。このような死角によ
る不都合をなくすには、送受信器をコーナ部３だけでな
く、実開昭６３−６９６５４号公報に開示の如く、車両
全周にくまなく多数取付けることが考えられるが、部品
コストと取付コストが膨大なものとなる。また、受信器
の圧電素子を長くして受信範囲を広くしようとしても、
その分共振周波数が低下するので、超音波に共振せず受
信できなくなり現実的でない。
【０００４】更に、障害物との衝突の危険度は、距離だ
けでなく、障害物との相対速度に左右されるが、従来の
障害物検知装置では、圧電素子を用いているために、相
対速度を測定することが困難である。即ち、ドップラー
効果を利用して相対速度を測定しようとしても、反射波
の周波数が受信用圧電素子の共振周波数からはずれ、反
射波を感知できないことがある。
けでなく、障害物との相対速度に左右されるが、従来の
障害物検知装置では、圧電素子を用いているために、相
対速度を測定することが困難である。即ち、ドップラー
効果を利用して相対速度を測定しようとしても、反射波
の周波数が受信用圧電素子の共振周波数からはずれ、反
射波を感知できないことがある。
【０００５】本発明は上記従来技術に鑑み、共振周波数
に左右されず、従って、所望の受信範囲に必要な任意の
寸法、形状でも、またドップラー効果を受けていても、
超音波を受信できる装置を提供すること、更には、全方
向に亘って障害物を検知できる装置を提供することを目
的とする。
に左右されず、従って、所望の受信範囲に必要な任意の
寸法、形状でも、またドップラー効果を受けていても、
超音波を受信できる装置を提供すること、更には、全方
向に亘って障害物を検知できる装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
（１）請求項１の発明に係る超音波受信装置は、導電性
粒子が分散したゴム状弾性体と、このゴム状弾性体に電
圧を印加し、電気抵抗の変化から超音波受信信号を得る
変換手段とを具備することを特徴とするものである。 （２）請求項２の発明に係る超音波受信装置は、前記の
ゴム状弾性体がその支持物体の外周に沿って略全周に取
付けられていることを特徴とするものである。 （３）請求項３の発明に係る障害物検知装置は、支持物
体に取付けられ、周囲の外方へ超音波を発信する超音波
発信装置と、支持物体の外周に沿って略全周に取付けら
れ、導電性粒子が分散したゴム状弾性体と、このゴム状
弾性体に電圧を印加し、電気抵抗の変化から超音波受信
信号を得る変換手段と、超音波の発信時刻と受信時刻の
時間差から反射物体までの距離を算出する距離算出手段
とを具備することを特徴とするものである。 （４）請求項４の発明に係る障害物検知装置は、前記に
加えて、発信した超音波と受信した超音波の周波数差か
ら反射物体との間の相対速度を算出する相対速度算出手
段と、相対速度と距離から反射物体と衝突するまでの時
間を算出する衝突時間算出手段とを具備することを特徴
とするものである。 （５）請求項５の発明に係る障害物検知装置は、更に前
記に加えて、前記支持部材が車両であり、衝突するまで
の時間が所定値以下の場合にエアバッグを作動させるエ
アバッグ作動指令手段を具備することを特徴とするもの
である。 （６）請求項６の発明に係る障害物検知装置は、更に、
相対速度が所定値以上の場合にのみエアバック作動を許
可するエアバッグ作動許可手段を具備することを特徴と
するものである。 （７）請求項７の発明に係る障害物検知装置は、請求項
４の発明に加えて、衝突するまでの時間に応じて異なる
警告を発する警告手段を具備することを特徴とするもの
である。
粒子が分散したゴム状弾性体と、このゴム状弾性体に電
圧を印加し、電気抵抗の変化から超音波受信信号を得る
変換手段とを具備することを特徴とするものである。 （２）請求項２の発明に係る超音波受信装置は、前記の
ゴム状弾性体がその支持物体の外周に沿って略全周に取
付けられていることを特徴とするものである。 （３）請求項３の発明に係る障害物検知装置は、支持物
体に取付けられ、周囲の外方へ超音波を発信する超音波
発信装置と、支持物体の外周に沿って略全周に取付けら
れ、導電性粒子が分散したゴム状弾性体と、このゴム状
弾性体に電圧を印加し、電気抵抗の変化から超音波受信
信号を得る変換手段と、超音波の発信時刻と受信時刻の
時間差から反射物体までの距離を算出する距離算出手段
とを具備することを特徴とするものである。 （４）請求項４の発明に係る障害物検知装置は、前記に
加えて、発信した超音波と受信した超音波の周波数差か
ら反射物体との間の相対速度を算出する相対速度算出手
段と、相対速度と距離から反射物体と衝突するまでの時
間を算出する衝突時間算出手段とを具備することを特徴
とするものである。 （５）請求項５の発明に係る障害物検知装置は、更に前
記に加えて、前記支持部材が車両であり、衝突するまで
の時間が所定値以下の場合にエアバッグを作動させるエ
アバッグ作動指令手段を具備することを特徴とするもの
である。 （６）請求項６の発明に係る障害物検知装置は、更に、
相対速度が所定値以上の場合にのみエアバック作動を許
可するエアバッグ作動許可手段を具備することを特徴と
するものである。 （７）請求項７の発明に係る障害物検知装置は、請求項
４の発明に加えて、衝突するまでの時間に応じて異なる
警告を発する警告手段を具備することを特徴とするもの
である。
【０００７】
（１）請求項１の発明では、超音波の振動に応じてゴム
状弾性体の内部に分散した導電性粒子どうしが振動を受
けて相対変位を起こすため、ゴム状弾性体の電気抵抗特
性に変化をもたらす。そこで、ゴム状弾性体に電圧を印
加すると、電気抵抗の変化に応じて変化する電気信号が
得られ、結局、この電気信号は超音波の振動に応じたも
のとなる。この場合、ゴム状弾性体はその内部に分散し
た導電性粒子どうしの相対変位による電気抵抗の特性変
化を用いるものであって、圧電素子のような特定の固有
振動数の影響を受けなくてすむものであるため、寸法、
形状に左右されず、広い周波数範囲にわたって超音波を
受信することができる。例えば、ゴム状弾性体が長くて
も、超音波を受信できる。また、ドップラー効果により
周波数が変化しても受信することができる。 （２）請求項２の発明では、超音波が四方、八方どこか
ら来ても支持部材に邪魔されず受信できる。 （３）請求項３の発明では、超音波を周囲へ発信し、そ
の反射波をゴム状弾性体で受信して電気信号に変換し、
発信時刻と受信時刻との差から反射物体までの距離を算
出する。この場合、前記（２）の如く反射波は周囲のど
こから来ても受信できるから、全方位に亘って障害物を
検知できる。また、前記（１）の如くドップラー効果に
より周波数が変化しても受信できるから、支持部材と障
害物間に相対速度が生じていても、障害物を検知でき
る。 （４）請求項４の発明では、ドップラー効果を利用し
て、発信した超音波と受信した超音波間の周波数差によ
り、支持部材と反射物体間の相対速度を算出し、この相
対速度と距離とから、衝突に至るまでの時間を予め算出
する。 （５）請求項５の発明では、支持部材が車両の場合、衝
突に至るまでの時間が短かいと衝突回避が困難なので、
予めエアバッグを作動させて乗員を保護する。 （６）請求項６の発明では、相対速度が或る程度速い場
合のみ、エアバッグを作動させ、相対速度が或る程度遅
い場合は衝撃が極めて少ないので、あえてエアバッグを
作動させない。 （７）請求項７の発明では、衝突に至るまでの時間に応
じて異なる警告を発し、注意を促す。
状弾性体の内部に分散した導電性粒子どうしが振動を受
けて相対変位を起こすため、ゴム状弾性体の電気抵抗特
性に変化をもたらす。そこで、ゴム状弾性体に電圧を印
加すると、電気抵抗の変化に応じて変化する電気信号が
得られ、結局、この電気信号は超音波の振動に応じたも
のとなる。この場合、ゴム状弾性体はその内部に分散し
た導電性粒子どうしの相対変位による電気抵抗の特性変
化を用いるものであって、圧電素子のような特定の固有
振動数の影響を受けなくてすむものであるため、寸法、
形状に左右されず、広い周波数範囲にわたって超音波を
受信することができる。例えば、ゴム状弾性体が長くて
も、超音波を受信できる。また、ドップラー効果により
周波数が変化しても受信することができる。 （２）請求項２の発明では、超音波が四方、八方どこか
ら来ても支持部材に邪魔されず受信できる。 （３）請求項３の発明では、超音波を周囲へ発信し、そ
の反射波をゴム状弾性体で受信して電気信号に変換し、
発信時刻と受信時刻との差から反射物体までの距離を算
出する。この場合、前記（２）の如く反射波は周囲のど
こから来ても受信できるから、全方位に亘って障害物を
検知できる。また、前記（１）の如くドップラー効果に
より周波数が変化しても受信できるから、支持部材と障
害物間に相対速度が生じていても、障害物を検知でき
る。 （４）請求項４の発明では、ドップラー効果を利用し
て、発信した超音波と受信した超音波間の周波数差によ
り、支持部材と反射物体間の相対速度を算出し、この相
対速度と距離とから、衝突に至るまでの時間を予め算出
する。 （５）請求項５の発明では、支持部材が車両の場合、衝
突に至るまでの時間が短かいと衝突回避が困難なので、
予めエアバッグを作動させて乗員を保護する。 （６）請求項６の発明では、相対速度が或る程度速い場
合のみ、エアバッグを作動させ、相対速度が或る程度遅
い場合は衝撃が極めて少ないので、あえてエアバッグを
作動させない。 （７）請求項７の発明では、衝突に至るまでの時間に応
じて異なる警告を発し、注意を促す。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図面を参照して説
明する。まず、図１に超音波受信装置１０の基本的構成
を示す。同図において、ゴム状弾性体１１は、弾性ゴム
はもとより、合成ゴムやプラスチック、樹脂などのゴム
類似物質をはじめ、ゴム状弾性を有する物質１１Ａに、
導電性粒子１１Ｂを分散させたものである。導電性粒子
１１Ｂには短繊維状のものも含み、例えばカーボンの
他、銀や銅などの金属粒子が用いられる。導電性粒子１
１Ｂの混入量は導電性の確保とゴム強度の確保が両立す
れば良い。例えば、カーボンを用いる場合、２５wt% か
ら６０wt% の範囲が好ましい。即ち、２５wt% 未満では
導電性が低く、６０wt% を越えるとゴムの強度が低くな
る。また、カーボン粒子の形状としては、粒径０．０１
mm〜０．１mmの粒、あるいは径０．０１mm〜０．０２mm
で長さ１mm以下の繊維などがあげられる。
明する。まず、図１に超音波受信装置１０の基本的構成
を示す。同図において、ゴム状弾性体１１は、弾性ゴム
はもとより、合成ゴムやプラスチック、樹脂などのゴム
類似物質をはじめ、ゴム状弾性を有する物質１１Ａに、
導電性粒子１１Ｂを分散させたものである。導電性粒子
１１Ｂには短繊維状のものも含み、例えばカーボンの
他、銀や銅などの金属粒子が用いられる。導電性粒子１
１Ｂの混入量は導電性の確保とゴム強度の確保が両立す
れば良い。例えば、カーボンを用いる場合、２５wt% か
ら６０wt% の範囲が好ましい。即ち、２５wt% 未満では
導電性が低く、６０wt% を越えるとゴムの強度が低くな
る。また、カーボン粒子の形状としては、粒径０．０１
mm〜０．１mmの粒、あるいは径０．０１mm〜０．０２mm
で長さ１mm以下の繊維などがあげられる。
【０００９】図１では、厚さ０．５mm〜１．０mmで帯状
に形成したゴム状弾性体１１の両端に電極１２，１３を
形成し、これを絶縁性支持部材１４上に取付け、変換回
路１５として、電極１２，１３間に抵抗Ｒを介して直流
の電源１６を接続した。そして、電極１２，１３間にオ
シロスコープ等の計測器１７を接続し、超音波１８を当
てたところ、図２（ａ）に示す波形を観測し、超音波１
８を受信することができた。超音波１８は１７５KHz の
パルス波を用いた。また、超音波１８の発信器２０を一
定位置においた場合と、一定速度で接近させた場合で観
測を行ったところ、図２（ｂ），（ｃ）に示すようにド
ップラー効果による周波数の上昇を観測できた。なお、
図１の抵抗Ｒは電源１６の内部抵抗が或る程度高けれ
ば、必ずしも必要ではない。また、電圧だけでなく電流
も超音波１８によって振動するので、電流を用いること
もできる。
に形成したゴム状弾性体１１の両端に電極１２，１３を
形成し、これを絶縁性支持部材１４上に取付け、変換回
路１５として、電極１２，１３間に抵抗Ｒを介して直流
の電源１６を接続した。そして、電極１２，１３間にオ
シロスコープ等の計測器１７を接続し、超音波１８を当
てたところ、図２（ａ）に示す波形を観測し、超音波１
８を受信することができた。超音波１８は１７５KHz の
パルス波を用いた。また、超音波１８の発信器２０を一
定位置においた場合と、一定速度で接近させた場合で観
測を行ったところ、図２（ｂ），（ｃ）に示すようにド
ップラー効果による周波数の上昇を観測できた。なお、
図１の抵抗Ｒは電源１６の内部抵抗が或る程度高けれ
ば、必ずしも必要ではない。また、電圧だけでなく電流
も超音波１８によって振動するので、電流を用いること
もできる。
【００１０】図３は、支持部材１４の周囲３６０°どこ
からでも受信を行えるように、支持部材１４の外周にゴ
ム状弾性体１１を一周させて取付けた実施例を示し、電
極１２，１３間には絶縁物１９を入れてある。１５は変
換回路である。
からでも受信を行えるように、支持部材１４の外周にゴ
ム状弾性体１１を一周させて取付けた実施例を示し、電
極１２，１３間には絶縁物１９を入れてある。１５は変
換回路である。
【００１１】次に、図４〜図６を参照して、自動車に適
用した障害物検知装置を説明する。図４に示すように、
モールディングと同形状の帯状のゴム状弾性体１１を自
動車１の前後・左右の側面にわたる全周に連続的に、モ
ールディングを兼ねて取付け、電極１２，１３を変換回
路１５に接続してある。１９は電極１２，１３間の絶縁
物である。また、自動車１の４つの各コーナー部には超
音波発信器２０を取付け、全体として放射状に超音波４
を外方へ発信するようにしてある。この場合、無指向性
の超音波発信器を用いれば、ルーフ部に１ケ所取付けれ
ば良い。なお、ゴム状弾性体１１の長さ、あるいは取付
けの都合によっては、１本のもので車全周に取付けても
良く、あるいは、複数に分割して取付けても良い。分割
の場合は、電気的に直列接続しておいても良く、あるい
は、分割部分毎に独立に電圧を印加して、並列的に超音
波を受信するようにしても良い。また、超音波発信器２
０をコーナ部の他、前後・左右の側面に多数設けても良
い。
用した障害物検知装置を説明する。図４に示すように、
モールディングと同形状の帯状のゴム状弾性体１１を自
動車１の前後・左右の側面にわたる全周に連続的に、モ
ールディングを兼ねて取付け、電極１２，１３を変換回
路１５に接続してある。１９は電極１２，１３間の絶縁
物である。また、自動車１の４つの各コーナー部には超
音波発信器２０を取付け、全体として放射状に超音波４
を外方へ発信するようにしてある。この場合、無指向性
の超音波発信器を用いれば、ルーフ部に１ケ所取付けれ
ば良い。なお、ゴム状弾性体１１の長さ、あるいは取付
けの都合によっては、１本のもので車全周に取付けても
良く、あるいは、複数に分割して取付けても良い。分割
の場合は、電気的に直列接続しておいても良く、あるい
は、分割部分毎に独立に電圧を印加して、並列的に超音
波を受信するようにしても良い。また、超音波発信器２
０をコーナ部の他、前後・左右の側面に多数設けても良
い。
【００１２】図５に回路構成例を示す。図５において、
２１はアンプ、２２は検波器、２３はローパスフィル
タ、２４は距離算出器、２５はパルス発信器、２６は相
対速度算出器、２７は衝突時間算出器、２８はエアバッ
グ作動指令器、２９はエアバッグ作動許可器、３０は警
告器、３１はアクチュエータ、３２はエアバッグ、３３
はブザーである。これらのうち、２４〜３０の各機器は
マイクロコンピュータにより実現している。以下に動作
を説明する。
２１はアンプ、２２は検波器、２３はローパスフィル
タ、２４は距離算出器、２５はパルス発信器、２６は相
対速度算出器、２７は衝突時間算出器、２８はエアバッ
グ作動指令器、２９はエアバッグ作動許可器、３０は警
告器、３１はアクチュエータ、３２はエアバッグ、３３
はブザーである。これらのうち、２４〜３０の各機器は
マイクロコンピュータにより実現している。以下に動作
を説明する。
【００１３】超音波発信器２０は予め設定した周波数の
超音波４を、パルス発生器２５がパルスを発生する都
度、間欠的に一定時間だけ発信する。超音波受信装置１
０が反射波５を受信すると、その受信信号がアンプ２１
により増幅され、検波器２２により検波され且つローパ
スフィルタ２３を通って、受信パルス信号に整形され
る。この受信パルス信号の入力時刻ＴＲとパルス発生器
２５のパルス出力時刻ＴＸとの時間差（ＴＲ−ＴＸ）
と、音速ＶＡとを用いて、距離算出器２４が自動車と障
害物との間の距離ＬをＬ＝ＶＡ・（ＴＲ−ＴＸ）／２と
して算出する。
超音波４を、パルス発生器２５がパルスを発生する都
度、間欠的に一定時間だけ発信する。超音波受信装置１
０が反射波５を受信すると、その受信信号がアンプ２１
により増幅され、検波器２２により検波され且つローパ
スフィルタ２３を通って、受信パルス信号に整形され
る。この受信パルス信号の入力時刻ＴＲとパルス発生器
２５のパルス出力時刻ＴＸとの時間差（ＴＲ−ＴＸ）
と、音速ＶＡとを用いて、距離算出器２４が自動車と障
害物との間の距離ＬをＬ＝ＶＡ・（ＴＲ−ＴＸ）／２と
して算出する。
【００１４】一方、超音波受信装置１０の受信信号がア
ンプ２１を通して相対速度算出器２６に入力すると、こ
こでは、受信信号の周波数ｆＲを検出し、予め知られて
いる発信した超音波４の周波数ｆＸとの周波数差（ｆＲ
−ｆＸ）と、音速ＶＡとを用いて、自動車と障害物との
間の相対速度ＶＸをＶＸ＝ＶＡ・（ｆＲ−ｆＸ）／（２
・ｆＲ）として算出する。なお、相対速度ＶＸが正の場
合が接近である。
ンプ２１を通して相対速度算出器２６に入力すると、こ
こでは、受信信号の周波数ｆＲを検出し、予め知られて
いる発信した超音波４の周波数ｆＸとの周波数差（ｆＲ
−ｆＸ）と、音速ＶＡとを用いて、自動車と障害物との
間の相対速度ＶＸをＶＸ＝ＶＡ・（ｆＲ−ｆＸ）／（２
・ｆＲ）として算出する。なお、相対速度ＶＸが正の場
合が接近である。
【００１５】衝突時間算出器２７は距離Ｌと相対速度Ｖ
Ｘとから、Ｔ＝Ｌ／ＶＸにより、このままの状態が続く
と自動車と障害物とが衝突する時間Ｔを算出する。な
お、Ｔ＝（ＴＲ−ＴＸ）・ｆＲ／（ｆＲ−ｆＸ）でもあ
る。
Ｘとから、Ｔ＝Ｌ／ＶＸにより、このままの状態が続く
と自動車と障害物とが衝突する時間Ｔを算出する。な
お、Ｔ＝（ＴＲ−ＴＸ）・ｆＲ／（ｆＲ−ｆＸ）でもあ
る。
【００１６】エアバッグ作動指令器２８は予め定めた時
間ＴO と、衝突時間Ｔとを比較し、０≦Ｔ≦ＴO の場合
にエアバッグ作動指令ＡＢを出力し、アクチュエータ３
１によりエアバッグ３２を作動させる。上述した一連の
動作の流れを図６に示す。但し、エアバッグ作動許可器
２９が予め定めた速度ＶＸO と、相対速度ＶＸを比較し
て、ＶＸ≧ＶＸO の場合のみエアバッグ３２の作動を許
容するが、ＶＸ＜ＶＸ O の場合は禁止するようにしてい
る。
間ＴO と、衝突時間Ｔとを比較し、０≦Ｔ≦ＴO の場合
にエアバッグ作動指令ＡＢを出力し、アクチュエータ３
１によりエアバッグ３２を作動させる。上述した一連の
動作の流れを図６に示す。但し、エアバッグ作動許可器
２９が予め定めた速度ＶＸO と、相対速度ＶＸを比較し
て、ＶＸ≧ＶＸO の場合のみエアバッグ３２の作動を許
容するが、ＶＸ＜ＶＸ O の場合は禁止するようにしてい
る。
【００１７】警告器３０はエアバッグ作動前にも状況を
乗員に知らせるため、衝突時間Ｔの長短を複数に区分
し、短時間になるほど段階的に高い音でブザー３３を鳴
らすようにしている。但し、Ｔが十分長い場合は、ブザ
ー３３を鳴らさない。その他、距離表示器３５と相対速
度表示器３７を用い、それぞれの駆動器３４，３６によ
り距離Ｌの遠近、相対速度ＶＸの遅速を複数に区分し、
表示色等を変えて距離、相対速度を乗員に知らせるよう
にしている。
乗員に知らせるため、衝突時間Ｔの長短を複数に区分
し、短時間になるほど段階的に高い音でブザー３３を鳴
らすようにしている。但し、Ｔが十分長い場合は、ブザ
ー３３を鳴らさない。その他、距離表示器３５と相対速
度表示器３７を用い、それぞれの駆動器３４，３６によ
り距離Ｌの遠近、相対速度ＶＸの遅速を複数に区分し、
表示色等を変えて距離、相対速度を乗員に知らせるよう
にしている。
【００１８】上述したエアバッグ作動の制御により、図
７（ａ）の如く自車１と他車７が並進している場合は互
いに近くても相対速度が略ゼロであり危険がなく、エア
バッグ３２は開かないが、図７（ｂ）の如く他車７等の
障害物が側方から突進してくる場合は少々離れていても
側突の危険があり、これを予知して事前にエアバッグ３
２が開き、人命を救助する。もちろん、衝突時間Ｔが短
かければ、他車等の障害物が前方あるいは後方にあって
も、また斜め方向にあってもエアバッグは事前に開く。
なお、一般に側突対策用のエアバッグは衝突してから開
いても、間に合わない。
７（ａ）の如く自車１と他車７が並進している場合は互
いに近くても相対速度が略ゼロであり危険がなく、エア
バッグ３２は開かないが、図７（ｂ）の如く他車７等の
障害物が側方から突進してくる場合は少々離れていても
側突の危険があり、これを予知して事前にエアバッグ３
２が開き、人命を救助する。もちろん、衝突時間Ｔが短
かければ、他車等の障害物が前方あるいは後方にあって
も、また斜め方向にあってもエアバッグは事前に開く。
なお、一般に側突対策用のエアバッグは衝突してから開
いても、間に合わない。
【００１９】
（１）請求項１の発明では、ゴム状弾性体に導電性粒子
が分散しているため、超音波が当ると導電性粒子どうし
が相対変位を起して電気抵抗が変化し、超音波の振動に
応じた電気信号が得られる。この場合、ゴム状弾性体は
圧電素子のような特定の固有振動の影響を受けないか
ら、寸法、形状に左右されず、広い周波数範囲にわたっ
て超音波を受信することができる。例えば、ゴム状弾性
体が長くても、超音波を受信できる。また、ドップラー
効果により周波数が変化しても受信することができる。 （２）請求項２の発明では、超音波が四方、八方どこか
ら来ても支持部材に邪魔されず受信できる。 （３）請求項３の発明では、超音波を周囲へ発信する
と、反射波がどこから来ても、ゴム状弾性体で受信して
電気信号に変換でき、発信時刻と受信時刻との差から反
射物体までの距離を算出できる。従って、全方位に亘っ
て障害物を検知できる。また、ドップラー効果により周
波数が変化しても受信できるから、支持部材と障害物間
に相対速度が生じていても、障害物を検知できる。 （４）請求項４の発明では、ドップラー効果を利用し
て、発信した超音波と受信した超音波間の周波数差によ
り、支持部材と反射物体間の相対速度を算出でき、この
相対速度と距離とから、衝突に至るまでの時間を算出し
て衝突を予知できる。 （５）請求項５の発明では、支持部材が車両の場合、衝
突に至るまでの時間が短いと衝突回避が困難であるが、
予めエアバッグを作動させて乗員を保護することができ
る。 （６）請求項６の発明では、相対速度が或る程度速い場
合のみ、エアバッグを作動させ、相対速度が或る程度遅
い場合は衝撃が極めて少ないので、あえてエアバッグを
作動させない。 （７）請求項７の発明では、衝突に至るまでの時間に応
じて異なる警告を発し、注意を促すことができる。
が分散しているため、超音波が当ると導電性粒子どうし
が相対変位を起して電気抵抗が変化し、超音波の振動に
応じた電気信号が得られる。この場合、ゴム状弾性体は
圧電素子のような特定の固有振動の影響を受けないか
ら、寸法、形状に左右されず、広い周波数範囲にわたっ
て超音波を受信することができる。例えば、ゴム状弾性
体が長くても、超音波を受信できる。また、ドップラー
効果により周波数が変化しても受信することができる。 （２）請求項２の発明では、超音波が四方、八方どこか
ら来ても支持部材に邪魔されず受信できる。 （３）請求項３の発明では、超音波を周囲へ発信する
と、反射波がどこから来ても、ゴム状弾性体で受信して
電気信号に変換でき、発信時刻と受信時刻との差から反
射物体までの距離を算出できる。従って、全方位に亘っ
て障害物を検知できる。また、ドップラー効果により周
波数が変化しても受信できるから、支持部材と障害物間
に相対速度が生じていても、障害物を検知できる。 （４）請求項４の発明では、ドップラー効果を利用し
て、発信した超音波と受信した超音波間の周波数差によ
り、支持部材と反射物体間の相対速度を算出でき、この
相対速度と距離とから、衝突に至るまでの時間を算出し
て衝突を予知できる。 （５）請求項５の発明では、支持部材が車両の場合、衝
突に至るまでの時間が短いと衝突回避が困難であるが、
予めエアバッグを作動させて乗員を保護することができ
る。 （６）請求項６の発明では、相対速度が或る程度速い場
合のみ、エアバッグを作動させ、相対速度が或る程度遅
い場合は衝撃が極めて少ないので、あえてエアバッグを
作動させない。 （７）請求項７の発明では、衝突に至るまでの時間に応
じて異なる警告を発し、注意を促すことができる。
【図１】本発明の超音波受信装置の基本的実施例の構成
を示す図。
を示す図。
【図２】超音波受信の波形例を示す図。
【図３】超音波受信装置の他の実施例を示す図。
【図４】本発明の障害物検知装置を適用した自動車を示
す図。
す図。
【図５】障害物検知装置の一実施例の回路構成を示す
図。
図。
【図６】障害物検知装置の動作のフローを示す図。
【図７】エアバッグの非作動と作動の例を示す図。
【図８】従来の障害物検知装置の概略説明図。
【図９】従来技術の問題点を示す図。
１ 自動車 ４，１８ 超音波 ５ 反射波 ７ 他車 １０ 超音波受信装置 １１ ゴム状弾性体 １１Ｂ 導電性粒子 １２，１３ 電極 １４ 支持部材 １５ 変換回路 １６ 電源 ２０ 超音波発信器 ２４ 距離算出器 ２６ 相対速度算出器 ２７ 衝突時間算出器 ２８ エアバッグ作動指令器 ２９ エアバッグ作動許可器 ３０ 警告器 ３２ エアバッグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 繁 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 導電性粒子が分散したゴム状弾性体と、
このゴム状弾性体に電圧を印加し、電気抵抗の変化から
超音波受信信号を得る変換手段とを具備することを特徴
とする超音波受信装置。 - 【請求項２】 ゴム状弾性体がその支持物体の外周に沿
って略全周に取付けられていることを特徴とする請求項
１記載の超音波受信装置。 - 【請求項３】 支持物体に取付けられ、周囲の外方へ超
音波を発信する超音波発信装置と、支持物体の外周に沿
って略全周に取付けられ、導電性粒子が分散したゴム状
弾性体と、このゴム状弾性体に電圧を印加し、電気抵抗
の変化から超音波受信信号を得る変換手段と、超音波の
発信時刻と受信時刻の時間差から反射物体までの距離を
算出する距離算出手段とを具備することを特徴とする障
害物検知装置。 - 【請求項４】 発信した超音波と受信した超音波の周波
数差から反射物体との間の相対速度を算出する相対速度
算出手段と、相対速度と距離から反射物体と衝突するま
での時間を算出する衝突時間算出手段とを具備すること
を特徴とする請求項３記載の障害物検知装置。 - 【請求項５】 支持部材が車両であり、衝突するまでの
時間が所定値以下の場合にエアバッグを作動させるエア
バッグ作動指令手段を具備することを特徴とする請求項
４記載の障害物検知装置。 - 【請求項６】 相対速度が所定値以上の場合にのみエア
バック作動を許可するエアバッグ作動許可手段を具備す
ることを特徴とする請求項５記載の障害物検知装置。 - 【請求項７】 衝突するまでの時間に応じて異なる警告
を発する警告手段を具備することを特徴とする請求項４
記載の障害物検知装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159012A JPH063445A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 超音波受信装置及び障害物検知装置 |
| DE69321997T DE69321997T2 (de) | 1992-06-18 | 1993-06-17 | Ultraschallempfanggerät und Hindernisdetektionsgerät |
| US08/077,639 US5581232A (en) | 1992-06-18 | 1993-06-17 | Ultrasonic wave reception apparatus and obstacle detection apparatus |
| EP93109717A EP0574925B1 (en) | 1992-06-18 | 1993-06-17 | Ultrasonic wave reception apparatus and obstacle detection apparatus |
| KR1019930011087A KR0151568B1 (ko) | 1992-06-18 | 1993-06-17 | 초음파수신장치 및 장해물검지장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159012A JPH063445A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 超音波受信装置及び障害物検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063445A true JPH063445A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15684319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159012A Withdrawn JPH063445A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 超音波受信装置及び障害物検知装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5581232A (ja) |
| EP (1) | EP0574925B1 (ja) |
| JP (1) | JPH063445A (ja) |
| KR (1) | KR0151568B1 (ja) |
| DE (1) | DE69321997T2 (ja) |
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- 1993-06-17 US US08/077,639 patent/US5581232A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-17 DE DE69321997T patent/DE69321997T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940005946A (ko) | 1994-03-22 |
| DE69321997D1 (de) | 1998-12-17 |
| DE69321997T2 (de) | 1999-06-17 |
| KR0151568B1 (ko) | 1998-12-15 |
| EP0574925B1 (en) | 1998-11-11 |
| EP0574925A3 (en) | 1994-08-10 |
| EP0574925A2 (en) | 1993-12-22 |
| US5581232A (en) | 1996-12-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
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