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技術 取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 小川真也市川徹山岸龍明
出願日 2016年3月18日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2016-055134
公開日 2017年9月21日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2017-167096
状態 拒絶査定
技術分野 音波、超音波を用いた位置、速度等の測定
主要キーワード 上空側 車載通信ネットワーク 音波距離測定 送波電圧 リヤダンパ 自己診断モード 全周囲カメラ シフトレバ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月21日)のものです。
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図面 (6)

課題

運転者が実際に確認することなく、超音波センサ取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法を提供する。

解決手段

取り付け状態判定装置は、車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて路面までの距離を測定する距離測定部と、距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、距離測定部により測定された距離が所定距離と一致しない場合、超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部とを備える。

概要

背景

従来、自動車等の車両に搭載される障害物検出装置として、超音波センサソナー)を車両の後方部に取り付けて車両後方に存在する障害物を検出するものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。

このような障害物検出装置では、超音波センサから超音波送信波)が送信され、超音波の到達範囲内に障害物が存在すると、超音波が障害物に当たって反射し、その反射した超音波(反射波)が超音波センサにより受信される。そして、超音波センサにより反射波が受信されると、超音波の送信から受信までの時間に基づいて障害物までの距離が算出される。

概要

運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法を提供する。取り付け状態判定装置は、車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて路面までの距離を測定する距離測定部と、距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、距離測定部により測定された距離が所定距離と一致しない場合、超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部とを備える。

目的

本発明の目的は、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定する距離測定部と、前記距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、前記距離測定部により測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部と、を備える取り付け状態判定装置

請求項2

前記超音波センサは、通常時より大きい送信ゲインで前記送信波を送信し、前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信されない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項1に記載の取り付け状態判定装置。

請求項3

前記超音波センサは、通常時より大きい受信ゲインで前記反射波を受信し、前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信されない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項1または2に記載の取り付け状態判定装置。

請求項4

前記超音波センサは、通常時と同じ送信ゲインで前記送信波を送信し、前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信された場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項1〜3の何れか1項に記載の取り付け状態判定装置。

請求項5

前記超音波センサは、通常時と同じ受信ゲインで前記反射波を受信し、前記判定部は、前記超音波センサにより前記反射波が受信された場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する請求項1〜4の何れか1項に記載の取り付け状態判定装置。

請求項6

車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定し、測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する取り付け状態判定方法

技術分野

0001

本発明は、取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法に関する。

背景技術

0002

従来、自動車等の車両に搭載される障害物検出装置として、超音波センサソナー)を車両の後方部に取り付けて車両後方に存在する障害物を検出するものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。

0003

このような障害物検出装置では、超音波センサから超音波送信波)が送信され、超音波の到達範囲内に障害物が存在すると、超音波が障害物に当たって反射し、その反射した超音波(反射波)が超音波センサにより受信される。そして、超音波センサにより反射波が受信されると、超音波の送信から受信までの時間に基づいて障害物までの距離が算出される。

先行技術

0004

特開平9−178837号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、車両に対する超音波センサの取り付け状態(例えば、取り付け角度)によっては、実際に車両後方に障害物が存在する場合でも、当該障害物を正しく検出することができないときがあった。例えば、超音波センサから送信された超音波が障害物に当たらなかったり、当たったとしても障害物で反射した超音波が超音波センサに届かなかったりするときである。そのため、運転者時々、超音波センサの取り付け状態が正常であるかを実際に確認する必要があるという問題があった。このような確認作業は、非常にわずらわしい。

0006

本発明の目的は、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係る取り付け状態判定装置は、
車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離測定部により測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、前記距離測定部により測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する判定部と、
を備える。

0008

本発明に係る取り付け状態判定方法は、
車両に取り付けられ、路面に向けて送信波を送信し、前記路面にて反射された反射波を受信する超音波センサによる前記送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて前記路面までの距離を測定し、
測定された距離が所定距離と一致する場合、前記超音波センサの取り付け状態が正常であると判定する一方、測定された距離が前記所定距離と一致しない場合、前記超音波センサの取り付け状態が異常であると判定する。

発明の効果

0009

本発明によれば、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することができる。

図面の簡単な説明

0010

本実施の形態における超音波センサを搭載した車両の側面図である。
本実施の形態における車両の要部機能の構成を示すブロック図である。
本実施の形態における自己診断モード実行動作を示すフローチャートである。
本実施の形態における超音波センサによる反射波の受信可能範囲を示す図である。
超音波センサの取り付け状態に応じた測定距離の変化を説明する図である。

実施例

0011

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施の形態における超音波センサを搭載した車両を示す図である。図2は、本実施の形態における車両の要部機能の構成を示すブロック図である。

0012

図1に示すように、車両1の後方部(例えば、リヤダンパ近傍)には、車両後方に存在する障害物を検出する超音波センサ36が取り付けられている。障害物とは、壁や縁石等の物体に限らず、車両1の後方で遊んでいる幼児等も含む。

0013

図2に示すように、車両1は、超音波距離測定ECU(electronic control unit)5、車速検出部22、ギアシフト検出部24、操舵角検出部26、車高検出部28および姿勢検出部30を備える。なお、超音波距離測定ECU5は、本発明の「取り付け状態判定装置」に対応する。

0014

車速検出部22は、車両1の走行速度である車速を検出し、その検出結果を超音波距離測定ECU5に対して送信する。

0015

ギアシフト検出部24は、シフトレバー(図示せず)のシフトポジションシフトレンジ)を検出し、その検出結果を超音波距離測定ECU5に送信する。本実施の形態では、シフトポジションは、パーキング(P)、リバース(R)、ニュートラル(N)、ドライブ(D)の順に変更されるように配置されている。

0016

操舵角検出部26は、ステアリングシャフト(図示せず)の回転角操舵角として検出し、その検出結果を超音波距離測定ECU5に送信する。

0017

車高検出部28は、車両1の高さである車高を検出し、その検出結果を超音波距離測定ECU5に対して送信する。

0018

姿勢検出部30は、例えば3Dジャイロセンサ(3軸ジャイロセンサ)により、車両1の姿勢を検出し、その検出結果を超音波距離測定ECU5に送信する。具体的には、姿勢検出部30は、3Dジャイロセンサにより検出された角速度により車両1の向きや傾きを検出する。

0019

超音波距離測定ECU5は、制御部10、車載通信回路20、送信回路32および受信回路34を備える。

0020

制御部10は、CPU(Central Processing Unit)12、ROM(Read Only Memory)14、RAM(Random Access Memory)16等の作業用メモリを備える。CPU12は、ROM14から超音波距離測定プログラム読み出してRAM16に展開し、展開した超音波距離測定プログラムと協働して超音波距離測定ECU5の各ブロック等の動作を制御する。なお、制御部10は、本発明の「距離測定部」および「判定部」として機能する。

0021

車載通信回路20は、車載通信ネットワークを介して車速検出部22、ギアシフト検出部24、操舵角検出部26、車高検出部28および姿勢検出部30に接続される。車載通信回路20は、車速検出部22、ギアシフト検出部24、操舵角検出部26、車高検出部28および姿勢検出部30から送信された検出結果を受信して制御部10に出力する。

0022

送信回路32は、超音波センサ36に超音波(送信波)を送信させるためのものである。送信回路32は、例えば、所定周波数矩形波を生成する発振回路、超音波センサ36を駆動する駆動回路を含んで構成されている。送信回路32は、制御部10から入力される制御信号に基づいて、駆動回路が発振回路により生成された矩形波を駆動信号として超音波センサ36に送信する。これにより、超音波センサ36は、制御部10により設定された送波電圧ゲイン(送信ゲイン)で送信波を送信する。超音波センサ36から送信波が送信され、送信波の到達範囲内に障害物が存在すると、送信波が障害物に当たって反射し、その反射した反射波(超音波)が超音波センサ36により受信される。

0023

受信回路34は、超音波センサ36により受信された反射波を電気信号として検出するためのものである。受信回路34は、例えば、制御部10により設定された受波信号ゲイン(受信ゲイン)で反射波(電気信号)を増幅する増幅回路、所定周波数の電気信号を取り出すためのフィルタ回路を含んで構成されている。受信回路34は、制御部10から入力される制御信号に基づいて、超音波センサ36から出力された電気信号を増幅し、フィルタリングして受信信号に変換する。受信回路34は、変換した受信信号を制御部10に出力する。

0024

制御部10は、受信回路34から受信信号が出力された場合、送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、超音波センサ36から障害物までの距離を算出する。

0025

ところで、車両1に対する超音波センサ36の取り付け状態(例えば、取り付け角度)によっては、実際に車両後方に障害物が存在する場合でも、当該障害物を正しく検出することができないときがあった。例えば、超音波センサ36から送信された送信波が障害物に当たらなかったり、当たったとしても障害物で反射した反射波が超音波センサ36に届かなかったりするときである。そのため、車両1の運転者は時々、超音波センサ36の取り付け状態が正常であるかを実際に確認する必要があるという問題があった。このような確認作業は、非常にわずらわしい。

0026

そこで本実施の形態では、制御部10は、車両後方に障害物が存在せず、超音波センサ36と、超音波センサ36から送信された送信波が到達する路面上の位置との距離が一定になる所定の環境条件下において、超音波センサ36の取り付け状態が正常であるか否かを判定する自己診断モードの実行を制御する。制御部10は、例えば車速検出部22、ギアシフト検出部24、操舵角検出部26の検出結果に基づいて車両1が10km/h以上で直進走行中であり、車高検出部28の検出結果に基づいて車高が基準値であり、姿勢検出部30の検出結果に基づいて道路勾配が約0%である場合に、所定の環境条件下にあると判断する。

0027

図3は、本実施の形態における自己診断モードの実行動作を示すフローチャートである。図3におけるステップS100の処理は、制御部10が、所定の環境条件下にあると判断することにより開始する。

0028

まず、制御部10は、送信回路32および受信回路34を制御し、超音波センサ36から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ36により受信された反射波の受信ゲインを通常時(より具体的には、超音波センサ36を用いて車両後方に存在する障害物を実際に検出するとき)と同じ通常モードに設定して超音波センサ36を動作させる(ステップS100)。超音波センサ36が通常モードで動作し、超音波センサ36の取り付け状態が正常であれば、図4Aに示すように、送信波の到達範囲S1内に路面40は含まれないため、超音波センサ36により反射波が受信されることはない。

0029

次に、制御部10は、超音波センサ36により反射波が受信されたか否かについて判定する(ステップS120)。判定の結果、超音波センサ36により反射波が受信された場合(ステップS120、YES)、制御部10は、超音波センサ36の取り付け状態が異常であると判定する(ステップS220)。ステップS220の処理が完了することによって、超音波距離測定ECU5は、図3における処理を終了する。

0030

一方、超音波センサ36により反射波が受信されなかった場合(ステップS120、NO)、制御部10は、送信回路32および受信回路34を制御し、超音波センサ36から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ36により受信された反射波の受信ゲインを通常モードより大きい診断モードに設定して超音波センサ36を動作させる(ステップS140)。超音波センサ36が診断モードで動作し、超音波センサ36の取り付け状態が正常であれば、図4Bに示すように、送信波の到達範囲S2内に路面40は含まれるため、路面40に当たって反射した反射波が超音波センサ36により受信されることとなる。

0031

次に、制御部10は、超音波センサ36により反射波が受信されたか否かについて判定する(ステップS160)。判定の結果、超音波センサ36により反射波が受信されなかった場合(ステップS160、NO)、制御部10は、超音波センサ36の取り付け状態が異常であると判定する(ステップS220)。超音波センサ36により反射波が受信されなかった場合、図5Dに示すように、超音波センサ36が上空側に大きく傾いて車両1に取り付けられている状況が想定される。

0032

一方、超音波センサ36により反射波が受信された場合(ステップS160、YES)、制御部10は、送信波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、超音波センサ36から障害物までの距離を算出する。そして、制御部10は、算出した距離が所定距離に一致するか否かについて判定する(ステップS180)。所定距離は、所定の環境条件下にあり、かつ、超音波センサ36の取り付け状態が正常である場合において、図5Aに示すように、超音波センサ36を用いた予備実験により算出された距離d1である。

0033

判定の結果、算出した距離が所定距離に一致しない場合(ステップS180、NO)、制御部10は、超音波センサ36の取り付け状態が異常であると判定する(ステップS220)。例えば、図5Bに示すように、超音波センサ36が路面側に傾いて車両1に取り付けられているため、算出した距離d2が所定距離d1より短い状況が想定される。または、図5Cに示すように、超音波センサ36が上空側に傾いて車両1に取り付けられているため、算出した距離d3が所定距離d1より長い状況が想定される。

0034

一方、算出した距離が所定距離に一致する場合(ステップS180、YES)、制御部10は、超音波センサ36の取り付け状態が正常であると判定する(ステップS200)。ステップS200の処理が完了することによって、超音波距離測定ECU5は、図3における処理を終了する。

0035

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、超音波距離測定ECU5は、車両1に取り付けられ、路面40に向けて送信波を送信し、路面40にて反射された反射波を受信する超音波センサ36による送信波の送信から前記反射波の受信までの時間に基づいて路面40までの距離を測定する距離測定部(制御部10)と、距離測定部により測定された距離が所定距離d1と一致する場合、超音波センサ36の取り付け状態が正常であると判定する一方、距離測定部により測定された距離が所定距離d1と一致しない場合、超音波センサ36の取り付け状態が異常であると判定する判定部(制御部10)とを備える。

0036

このように構成した本実施の形態によれば、運転者が実際に確認することなく、超音波センサ36の取り付け状態が正常であるか否かについて判定することができる。

0037

なお、上記実施の形態では、超音波センサ36を診断モードで動作させる場合、超音波センサ36から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ36により受信された反射波の受信ゲインの両方を通常モードより大きく設定する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、超音波センサ36を診断モードで動作させる場合、超音波センサ36から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ36により受信された反射波の受信ゲインの一方のみを通常モードより大きく設定しても良い。

0038

また、上記実施の形態では、超音波センサ36を通常モードで動作させる場合、超音波センサ36から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ36により受信された反射波の受信ゲインの両方を通常時と同じに設定する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、超音波センサ36を通常モードで動作させる場合、超音波センサ36から送信させる送信波の送信ゲイン、および、超音波センサ36により受信された反射波の受信ゲインの一方のみを通常時と同じに設定しても良い。

0039

また、上記実施の形態では、車両1の後方部に超音波センサ36が1つ取り付けられている例について説明したが、複数の超音波センサ36が取り付けられても良い。また、超音波センサ36は、車両1の後方部に限らず、車両1の前方部や側方部に取り付けられても良い。例えば、全周囲カメラ映像により車両周辺に障害物が存在しない場合には、超音波センサ36が車両1の後方部に限らず、車両1の前方部や側方部に取り付けられても、超音波センサ36の取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能である。また、高速道路等の速度(例えば60km/h以上)が速い走行時には、前方5m先に障害物がないため、超音波センサ36が車両1の前方部に取り付けられても、超音波センサ36の取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能である。

0040

また、上記実施の形態では、送信波を送信する機能および障害物に当たって反射した反射波を受信する機能の両方を有する超音波センサ36が車両1の後方部に取り付けられる例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、送信波を送信する機能のみを有する超音波センサ、および、反射波を受信する機能のみを有する超音波センサが車両1の後方部に取り付けられても良い。

0041

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

0042

本発明は、運転者が実際に確認することなく、超音波センサの取り付け状態が正常であるか否かについて判定することが可能な取り付け状態判定装置および取り付け状態判定方法として有用である。

0043

1 車両
5 超音波距離測定ECU
10 制御部
12 CPU
14 ROM
16 RAM
20車載通信回路
22車速検出部
24ギアシフト検出部
26操舵角検出部
28車高検出部
30姿勢検出部
32送信回路
34受信回路
36 超音波センサ

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