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JPH0113549B2 - - Google Patents
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JPH0113549B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0113549B2
JPH0113549B2 JP57100248A JP10024882A JPH0113549B2 JP H0113549 B2 JPH0113549 B2 JP H0113549B2 JP 57100248 A JP57100248 A JP 57100248A JP 10024882 A JP10024882 A JP 10024882A JP H0113549 B2 JPH0113549 B2 JP H0113549B2
Authority
JP
Japan
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ultrasonic
detection
sensitivity
waves
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57100248A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58216972A (en
Inventor
Yoshihiro Naruse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinsangyo Kaihatsu KK
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Shinsangyo Kaihatsu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Shinsangyo Kaihatsu KK filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP57100248A priority Critical patent/JPS58216972A/en
Priority to US06/495,910 priority patent/US4542489A/en
Publication of JPS58216972A publication Critical patent/JPS58216972A/en
Publication of JPH0113549B2 publication Critical patent/JPH0113549B2/ja
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    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/02Monitoring continuously signalling or alarm systems
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    • GPHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は超音波を用いた反射型の物体検出装置
に関し、特に物体検出装置自体の故障検出に関す
る。 たとえば車輌において、ドライバの視野を外れ
る位置にある障害物を検出してドライバを誘導す
る装置として、物体検出装置が知られている。こ
の種の物体検出装置においては、一般に超音波を
利用している。そしてこの種の装置では、超音波
発信器から所定強度の超音波を所定方向に向けて
発射し、超音波受信器をそれと同じ方向に向けて
おき、超音波受信器に発生する信号の強度および
信号の発生したタイミングから、反射波の存在す
なわち障害物の存在を検出している。 ところで、この種の装置において発信装置側に
異常が生じ超音波が発生しなくなつた場合、実際
に障害物が存在するときでも、受信装置側に超音
波が届かない。したがつてこの場合、装置は障害
物がないと判別し、ドライバに誤つた情報を与え
ることになるので危険である。たとえば、車輌後
部に設けた検出器で障害物の有無を確認しながら
車輌が後退する場合に、装置に故障が生じている
と、ドライバは障害物がないものと信用してしま
うので、障害物があるとそれに車輌が衝突してし
まう。このため従来の装置では、時々、ドライバ
が任意の物体を物体検出器の対象方向に配置し
て、装置が正常に動作しているかどうかをチエツ
クする必要があつた。しかしこのようなチエツク
は非常にわずらわしい。 そこで、特開昭57−42866号公報には、反射せ
ずに超音波送波器から超音波受波器に直接到達す
る直接波に注目し、直接波が検出されないと異常
有に識別する異常検出回路が開示されている。し
かし、この従来技術においては、直接波の受信レ
ベルが反射波の受信レベルよりも小さい、という
ことを前程にしている。つまり、直接波と反射波
のレベルが同等になると、両者の識別ができなく
なり、反射物体が検出できなくなる。しかしなが
ら、遠距離の物体をも検出しようとすれば、反射
波の受信レベルが直接波と同等に微弱になつてし
まうので、従来の構成では、検出対象までの距離
が近距離の範囲に限定されるから、検知能力が低
くなる。また、従来の技術では、異常検出のため
に、特別な検出回路を付加する必要があり、装置
のコストが上昇する。 本発明の第1の目的は、装置自体の故障を自動
的に検出し異常がある場合にそれを報知する反射
型物体検出装置を提供することであり、第2の目
的は、近距離から遠距離まで広い範囲に渡つて物
体を検出しうる反射型物体検出装置を提供するこ
とであり、第3の目的は、回路構成が簡単で安価
に生産しうる反射型物体検出装置を提供すること
である。 上記目的を達成するために本発明においては、
感度調整手段を設けて装置の検出感度を可変にす
るともに、動作モードを複数設けて、各々の動作
モードにそれぞれ異なる検出感度と検出時期を割
り当てる。動作モードには、異常検出モードと、
検出対象距離領域の異なる複数の測距モードとを
設け、異常検出モードでは超音波発生器から障害
物を介さずに直接超音波受信器に達する超音波、
即ち直接波を検出するように、検出感度と検出時
期とを設定し、測距モードでは、各々の測定すべ
き距離範囲に応じて反射波を検出するように検出
感度と検出時期とを設定する。 つまり、超音波発生器から超音波を発生する
と、その超音波の一部は、超音波発生器内での反
射および回折により、あるいは直進により、障害
物が存在しない場合でも、直接波として超音波受
信器に到達する。したがつて、超音波発生器を付
勢して、超音波発生器と超音波受信器との間隔に
応じた所定の(直進波の)受波タイミングで所定
の信号が発生するかどうかを監視すれば、直接波
が受信されたか否か、即ち発信装置および受信装
置が正常に動作しているか否かを判別しうる。こ
れによれば、実際に超音波を発生して、その超音
波を受けたときに動作が正常であると判別するた
め、超音波発信器及び超音波受信器をも含めた装
置全体の動作チエツクを確実に行なうことにな
る。 また、超音波受信器に達する直接波の強度は、
障害物を介さないのでほぼ一定であるが、反射波
の強度は、検出装置と物体との距離に応じて大き
く変化する。距離が大きくなると、反射波の強度
が小さくなり、その強度は直接波より小さい場合
もある。しかしその場合、超音波を発射してから
それを受波するまでの時間は、直接波と反射波と
で大きく異なるので、検出の時期をずらせば直接
波と反射波とを区別でき、直接波によつて測定距
離に誤差が生じるのを防止できる。 また、測定距離が小さい場合、直接波を発射し
てからそれを受波するまでの時間は、直接波と反
射波とが同等になる。しかしその場合、反射波の
受波レベルが直接波より充分大きくなるので、検
出感度を小さく調整すれば、直接波の影響を除去
して反射波のみを検出しうる。 反射波を生じる物体がない場合でも、直接波を
検出しうるレベルに検出感度を設定することによ
り、直接波の有無を識別し、装置の動作が正常か
否かをチエツクしうる。 つまり、本発明においては、直接波の検出によ
つて異常を検出できるだけでなく、検出感度と検
出時期を変えることにより、直接波と反射波とを
完全に分離するので、直接波の影響を受けること
なく、広い距離範囲に渡つて正確に距離の測定が
できる。また、直接波を検出する回路と反射波を
検出する回路とを共用できるので、異常検出のた
めに特別な回路を付加する必要がなく、安価な装
置を構成しうる。 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第1図に障害物検出装置を装着した自動車の
外観を示す。第1図を参照して説明すると、この
実施例においては、自動車1の後部バンパ2の両
端部にそれぞれ超音波発信器20a,30aおよ
び超音波受信器20b,30bが装着されてい
る。この実施例では、超音波発信器20aと超音
波受信器20bおよび超音波発信器30aと超音
波受信器30bを、それぞれ3cmの間隔で互いに
平行に配置してある。この実施例で用いている超
音波発信器20a,30aおよび超音波受信器2
0b,30bは、それぞれ松下電気製の超音波セ
ラミツクマイクロホンEFR−OSB40K2および
EFR−RSB40K2である。 第2図に第1図の自動車に搭載した障害物検出
装置の電気回路のブロツク図を示す。第2図を参
照して説明する。前記の超音波発信器20aおよ
び30aは、それぞれ駆動回路50および70の
出力端に接続されており、超音波受信器20bお
よび30bの出力端には、それぞれ判別回路60
および80が接続されている。駆動回路50およ
び70と判別回路60および80は、それぞれマ
イクロコンピユータ90に接続されている。この
実施例で用いているマイクロコンピユータ90
は、インテル社の8ビツトシングルチツプマイク
ロコンピユータ8748である。90aはマイクロコ
ンピユータの動作の基本となるクロツクパルスを
発生するための水晶振動子である。40は起動回
路であり、起動スイツチ41および波形整形回路
42で構成されている。起動スイツチ41は自己
復帰型で接点がノーマリオープンタイプのもので
ある。起動スイツチ41は、運転席の操作パネル
に配置されている。100はブザー回路であり、
それを構成するブザー102が、ブザー駆動回路
101を介してマイクロコンピユータ90の出力
ポートに接続されている。110は車体と障害物
との距離を表示する距離表示回路である。距離表
示回路110は、3桁の7セグメント表示器11
1を備えている。表示器111は、セグメント駆
動回路112と桁駆動回路113でダイナミツク
表示駆動される。120は警告回路である。装置
の故障時に点灯する警告灯のランプ121はラン
プ駆動回路122を介してマイクロコンピユータ
90の出力ポートに接続されている。 第3図に第2図の駆動回路50の具体的な構成
を示す。なお、第2図において駆動回路50と7
0は同一の構成としてあるので、駆動回路70の
構成の説明は省略する。第3図を参照して説明す
る。51は集積回路を用いて構成したパルス発振
器であり、常時デユーテイが50%で周波数が40K
Hzのパルス信号を出力する。パルス発振器51の
出力信号は、ナンドゲート52およびインバータ
53を介して、2つのトランジスタで構成された
電力増幅回路54に印加される。ナンドゲート5
2の一方の入力端はマイクロコンピユータ90の
出力ポートと接続されており、そのポートの出力
レベルが高レベルHのときに、ナンドゲート52
の出力端にパルス発振器51からのパルス信号が
生ずる。電力増幅回路54にはバツテリーからの
12Vの電圧Vbが印加されており、54の出力端
には振幅が12Vのパルス信号が現われる。電力増
幅回路54の出力端は昇圧用のトランスTの一次
側に接続されており、トランスTの一次側にパル
ス信号が印加されると、その二次側には100V程
度の振幅の信号を生ずる。この昇圧された40KHz
の信号が超音波発信器20aに印加される。 第4図に第2図の判別回路60の具体的な構成
を示す。なお、判別回路60と80は同一の構成
であるので判別回路80の説明を省略する。第4
図を参照して説明する。超音波受信器20bは、
判別回路60の増幅回路61に接続されている。
増幅回路61は、カスケード接続された3段の狭
帯域増幅器A1,A2およびA3で構成されてい
る。各増幅器A1,A2およびA3は、それぞれ
演算増幅器で構成した反転増幅器になつており、
それぞれの帰還路に、40KHzに共振させたコンデ
ンサと電気コイルでなる並列共振回路が接続され
ている。 62は可変ゲイン増幅器、すなわちレベル変更
手段である。この可変ゲイン増幅器62は演算増
幅器62a、アナログスイツチ(アナログマルチ
プレクサ)ASおよび多数の抵抗器で構成されて
いる。ここで用いているアナログスイツチASは、
モトローラ社製のCMOS MSI MC14051である。
可変ゲイン増幅器62を簡単に説明すると、この
回路は、アナログスイツチASの3ビツトの制御
入力端C0,C1およびC2に印加されるマイク
ロコンピユータ90からの信号に応じて選択され
た抵抗器が、演算増幅器62aに帰還抵抗として
接続され、その抵抗器と入力抵抗rinにより定ま
る増幅度で信号を増幅する。つまり、この回路6
2の増幅度Gは、演算増幅器62aの反転入力端
と出力端の間に接続される帰還抵抗の合成抵抗を
rtとすれば、次式で表わされる。 G=−rt/rin ……(1) アナログスイツチASは、そのポートX0、X1、
X2、X3、……、X7のいずれか1つを制御入力端
C0,C1およびC2に印加される3ビツトのゲ
イン設定信号で選択し、そのポートと共通ポート
Y0を電気的に接続する。たとえばゲイン設定信
号のデータが、入力端C0,C1およびC2に対
してそれぞれL、LおよびLとなる「0」である
場合には、ポートX0が選択されて合成抵抗rtが
r0となるのでゲインGは−r0/rinとなる。同様
に、ゲイン設定信号のデータが「1」、「2」、
「3」、「4」、「5」、「6」及び「7」のときには

それぞれポートX1、X2、X3、X4、X5、X6及び
X7が選択されて合成抵抗rtはそれぞれr0、r0+
r1、r0+r1+r2、r0+r1+r2+r3、r0+r1+r2+
r3+r4、r0+r1+r2+r3+r4+r5、r0+r1+r2+
r3+r4+r5+r6、及びr0+r1+r2+r3+r4+r5+
r6+r7となる。したがつて可変ゲイン増幅器62
のゲインGはゲイン設定信号により8段階に設定
しうる。この実施例においては、ゲイン設定信号
のデータが「0」のとき最小ゲインに対して、ゲ
イン設定信号のデータが「7」のときの最大ゲイ
ンを128倍程度に設定してある。 63は反転増幅器、64は整流平滑回路、65
は比較器である。比較器65の一方の入力端には
電圧Vbを抵抗器で分圧した基準電圧Vrが印加さ
れており、65のもう一方に入力端には、整流平
滑回路64で得られる直流電圧Vsが印加されて
いる。66はレベル変換回路すなわちインターフ
エイス回路であり、その出力端がマイクロコンピ
ユータ90に接続されている。電圧Vccは5Vで
ある。 障害物検出装置の概略動作を説明する。この装
置は第5図に示すように、自動車1の後部バンパ
2の両端より超音波を発生するので、障害物3が
存在する場合、障害物3により反射された超音波
が超音波受信器に達し、これが前記の電気回路で
検出されて、障害物の存在が検知される。 超音波を用いた反射型障害物検出においては、
障害物の位置により反射波の強度が大きく異な
り、検出感度が高すぎると障害物でないものま
で、障害物として検出することがある。また、複
数回の反射を繰り返した後で受信部に到達する反
射波が存在し、この反射波を検出して距離を計算
すると、大きな誤差を生ずる。そこで、この実施
例においては、検出する領域を距離により複数に
区分し、その各々の領域に対して、それぞれ異な
る感度を設定するとともに、時間の窓を設定した
障害物の検出を行なう時間を規制することで、高
い信頼性を得ている。感度の設定については、具
体的には前記のアナログスイツチASの設定をす
るゲイン設定信号のデータを変えている。また時
間については、マイクロコンピユータ90の内部
のインターバルタイマがカウントするデータと比
較する参照データを変更して行なつている。 次の第1表に、各領域におけるゲイン設定信号
のデータDg、反射波検出禁止期間データΔTinh
および検出終了時間データTg maxの関係を示
す。
The present invention relates to a reflection type object detection device using ultrasonic waves, and particularly to failure detection of the object detection device itself. For example, in a vehicle, an object detection device is known as a device that detects an obstacle located outside the driver's field of vision and guides the driver. This type of object detection device generally uses ultrasonic waves. In this type of device, an ultrasonic transmitter emits ultrasonic waves of a predetermined intensity in a predetermined direction, an ultrasonic receiver is directed in the same direction, and the intensity of the signal generated at the ultrasonic receiver and The presence of reflected waves, that is, the presence of obstacles, is detected from the timing at which the signal is generated. By the way, in this type of device, if an abnormality occurs on the transmitting device side and the ultrasonic waves are no longer generated, the ultrasonic waves will not reach the receiving device side even if an obstacle actually exists. Therefore, in this case, the device will determine that there is no obstacle and will give incorrect information to the driver, which is dangerous. For example, when a vehicle backs up while checking for obstacles with a detector installed at the rear of the vehicle, if the device is malfunctioning, the driver will believe that there are no obstacles, and the driver will be able to detect obstacles. If there is, the vehicle will collide with it. For this reason, in conventional devices, it has sometimes been necessary for the driver to place an arbitrary object in the direction of the object detector to check whether the device is operating normally. However, such checks are extremely troublesome. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-42866 focuses on the direct waves that reach the ultrasonic receiver directly from the ultrasonic transmitter without being reflected, and if the direct waves are not detected, an abnormality is identified as an abnormality. A detection circuit is disclosed. However, in this prior art, the received level of the direct wave is lower than the received level of the reflected wave, as mentioned above. In other words, when the levels of the direct wave and the reflected wave become equal, it becomes impossible to distinguish between the two, and the reflecting object becomes impossible to detect. However, if we try to detect a distant object, the reception level of the reflected wave will be as weak as that of the direct wave, so with conventional configurations, the distance to the detection target is limited to a short range. Therefore, the detection ability will be lower. Furthermore, in the conventional technology, it is necessary to add a special detection circuit for abnormality detection, which increases the cost of the device. The first object of the present invention is to provide a reflective object detection device that automatically detects a failure in the device itself and notifies you if there is an abnormality. The purpose of the present invention is to provide a reflective object detection device that can detect objects over a wide range of distances, and a third purpose is to provide a reflective object detection device that has a simple circuit configuration and can be manufactured at low cost. be. In order to achieve the above object, in the present invention,
A sensitivity adjustment means is provided to make the detection sensitivity of the device variable, and a plurality of operation modes are provided, and different detection sensitivities and detection timings are assigned to each operation mode. The operating modes include anomaly detection mode,
There are multiple distance measurement modes with different detection target distance areas, and in the abnormality detection mode, ultrasonic waves that reach the ultrasonic receiver directly from the ultrasonic generator without passing through obstacles,
That is, the detection sensitivity and detection timing are set to detect direct waves, and in distance measurement mode, the detection sensitivity and detection timing are set to detect reflected waves according to each distance range to be measured. . In other words, when an ultrasonic generator generates an ultrasonic wave, some of the ultrasonic wave is reflected and diffracted within the ultrasonic generator, or by traveling straight, so even if there are no obstacles, some of the ultrasonic wave becomes a direct wave. reach the receiver. Therefore, the ultrasonic generator is energized and it is monitored whether a predetermined signal is generated at a predetermined (straight wave) reception timing depending on the interval between the ultrasonic generator and the ultrasonic receiver. Then, it can be determined whether a direct wave has been received, that is, whether the transmitting device and the receiving device are operating normally. According to this, the operation of the entire device including the ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver is checked in order to determine that the operation is normal when the ultrasonic wave is actually generated and the ultrasonic wave is received. will definitely be carried out. Also, the intensity of the direct wave reaching the ultrasonic receiver is
The intensity of the reflected wave is almost constant because there is no obstacle involved, but the intensity of the reflected wave varies greatly depending on the distance between the detection device and the object. As the distance increases, the intensity of the reflected wave decreases, and may even be smaller than the direct wave. However, in that case, the time from emitting ultrasonic waves to receiving them is significantly different between direct waves and reflected waves, so if the detection timing is shifted, direct waves and reflected waves can be distinguished, and direct waves and reflected waves can be distinguished. This can prevent errors from occurring in the measured distance. Moreover, when the measurement distance is small, the time from emitting the direct wave to receiving it is the same for the direct wave and the reflected wave. However, in that case, the reception level of the reflected wave is sufficiently higher than that of the direct wave, so by adjusting the detection sensitivity to a small value, the influence of the direct wave can be removed and only the reflected wave can be detected. Even if there is no object that generates reflected waves, by setting the detection sensitivity to a level that allows direct waves to be detected, it is possible to identify the presence or absence of direct waves and check whether the device is operating normally. In other words, in the present invention, not only can abnormalities be detected by detecting direct waves, but also direct waves and reflected waves can be completely separated by changing the detection sensitivity and detection timing. Distance can be measured accurately over a wide range of distances. Furthermore, since the circuit for detecting direct waves and the circuit for detecting reflected waves can be used in common, there is no need to add a special circuit for abnormality detection, and an inexpensive device can be constructed. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1 shows the exterior of a car equipped with an obstacle detection device. Referring to FIG. 1, in this embodiment, ultrasonic transmitters 20a, 30a and ultrasonic receivers 20b, 30b are attached to both ends of a rear bumper 2 of an automobile 1, respectively. In this embodiment, an ultrasonic transmitter 20a and an ultrasonic receiver 20b, and an ultrasonic transmitter 30a and an ultrasonic receiver 30b are arranged parallel to each other with an interval of 3 cm. Ultrasonic transmitters 20a, 30a and ultrasonic receiver 2 used in this example
0b and 30b are ultrasonic ceramic microphones EFR-OSB40K2 and Matsushita Electric, respectively.
It is EFR-RSB40K2. FIG. 2 shows a block diagram of the electric circuit of the obstacle detection device mounted on the vehicle shown in FIG. This will be explained with reference to FIG. The ultrasonic transmitters 20a and 30a are connected to the output ends of drive circuits 50 and 70, respectively, and a discrimination circuit 60 is connected to the output ends of the ultrasonic receivers 20b and 30b, respectively.
and 80 are connected. Drive circuits 50 and 70 and discrimination circuits 60 and 80 are connected to microcomputer 90, respectively. Microcomputer 90 used in this example
is Intel's 8-bit single-chip microcomputer 8748. 90a is a crystal oscillator for generating clock pulses which are the basis of the operation of the microcomputer. Reference numeral 40 denotes a starting circuit, which is composed of a starting switch 41 and a waveform shaping circuit 42. The start switch 41 is of a self-reset type and has normally open contacts. The start switch 41 is arranged on the operation panel of the driver's seat. 100 is a buzzer circuit;
A buzzer 102 constituting it is connected to an output port of the microcomputer 90 via a buzzer drive circuit 101. 110 is a distance display circuit that displays the distance between the vehicle body and an obstacle. The distance display circuit 110 includes a 3-digit 7-segment display 11
1. The display 111 is driven for dynamic display by a segment drive circuit 112 and a digit drive circuit 113. 120 is a warning circuit. A warning lamp 121 that is turned on when a device malfunctions is connected to an output port of the microcomputer 90 via a lamp drive circuit 122. FIG. 3 shows a specific configuration of the drive circuit 50 shown in FIG. 2. In addition, in FIG. 2, the drive circuits 50 and 7
0 have the same configuration, the description of the configuration of the drive circuit 70 will be omitted. This will be explained with reference to FIG. 51 is a pulse oscillator constructed using an integrated circuit, with a constant duty of 50% and a frequency of 40K.
Outputs a Hz pulse signal. The output signal of the pulse oscillator 51 is applied via a NAND gate 52 and an inverter 53 to a power amplification circuit 54 composed of two transistors. nand gate 5
One input terminal of the NAND gate 52 is connected to the output port of the microcomputer 90, and when the output level of that port is high level H, the NAND gate 52 is connected to the output port of the microcomputer 90.
A pulse signal from a pulse oscillator 51 is generated at the output end of the oscillator. The power amplifier circuit 54 receives power from the battery.
A voltage Vb of 12V is applied, and a pulse signal with an amplitude of 12V appears at the output terminal of 54. The output terminal of the power amplifier circuit 54 is connected to the primary side of the step-up transformer T, and when a pulse signal is applied to the primary side of the transformer T, a signal with an amplitude of about 100V is generated on the secondary side. . This boosted 40KHz
is applied to the ultrasonic transmitter 20a. FIG. 4 shows a specific configuration of the discrimination circuit 60 shown in FIG. 2. Note that since the discrimination circuits 60 and 80 have the same configuration, a description of the discrimination circuit 80 will be omitted. Fourth
This will be explained with reference to the figures. The ultrasonic receiver 20b is
It is connected to the amplifier circuit 61 of the discrimination circuit 60.
The amplifier circuit 61 includes three stages of cascade-connected narrowband amplifiers A1, A2, and A3. Each amplifier A1, A2, and A3 is an inverting amplifier configured with an operational amplifier,
A parallel resonant circuit consisting of a capacitor and an electric coil resonating at 40KHz is connected to each return path. 62 is a variable gain amplifier, ie, level changing means. This variable gain amplifier 62 is composed of an operational amplifier 62a, an analog switch (analog multiplexer) AS, and a large number of resistors. The analog switch AS used here is
It is CMOS MSI MC14051 manufactured by Motorola.
To briefly explain the variable gain amplifier 62, this circuit is configured such that a resistor selected in accordance with a signal from a microcomputer 90 applied to 3-bit control input terminals C0, C1, and C2 of an analog switch AS performs an operation. It is connected to the amplifier 62a as a feedback resistor, and amplifies the signal with an amplification degree determined by the resistor and the input resistor rin. In other words, this circuit 6
The amplification degree G of 2 is the combined resistance of the feedback resistors connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 62a.
If rt, it is expressed by the following formula. G=-rt/rin...(1) Analog switch AS has its ports X0, X1,
Select one of X2,
Connect Y0 electrically. For example, if the data of the gain setting signal is "0", which is L, L, and L for input terminals C0, C1, and C2, respectively, port X0 is selected and the combined resistance rt is
r0, so the gain G becomes -r0/rin. Similarly, the data of the gain setting signal is "1", "2",
When "3", "4", "5", "6" and "7",
Ports X1, X2, X3, X4, X5, X6 and respectively
X7 is selected and the combined resistance rt is r0 and r0+, respectively.
r1, r0+r1+r2, r0+r1+r2+r3, r0+r1+r2+
r3+r4, r0+r1+r2+r3+r4+r5, r0+r1+r2+
r3+r4+r5+r6, and r0+r1+r2+r3+r4+r5+
It becomes r6 + r7. Therefore, variable gain amplifier 62
The gain G of can be set in eight stages using a gain setting signal. In this embodiment, the maximum gain when the gain setting signal data is "7" is set to about 128 times the minimum gain when the gain setting signal data is "0". 63 is an inverting amplifier, 64 is a rectifying and smoothing circuit, 65
is a comparator. A reference voltage Vr obtained by dividing the voltage Vb by a resistor is applied to one input terminal of the comparator 65, and a DC voltage Vs obtained by the rectifying and smoothing circuit 64 is applied to the other input terminal of the comparator 65. has been done. 66 is a level conversion circuit, ie, an interface circuit, the output end of which is connected to the microcomputer 90. Voltage Vcc is 5V. The general operation of the obstacle detection device will be explained. As shown in Fig. 5, this device generates ultrasonic waves from both ends of the rear bumper 2 of the automobile 1, so when an obstacle 3 is present, the ultrasonic waves reflected by the obstacle 3 are transmitted to the ultrasonic receiver. This is detected by the electrical circuit to detect the presence of an obstruction. In reflective obstacle detection using ultrasonic waves,
The intensity of reflected waves varies greatly depending on the location of the obstacle, and if the detection sensitivity is too high, even objects that are not obstacles may be detected as obstacles. In addition, there are reflected waves that reach the receiver after being reflected multiple times, and if the distance is calculated by detecting these reflected waves, a large error will occur. Therefore, in this embodiment, the area to be detected is divided into multiple areas based on distance, different sensitivities are set for each area, and the time for detecting obstacles is regulated by setting a time window. By doing so, we have achieved high reliability. Regarding the sensitivity setting, specifically, the data of the gain setting signal used to set the analog switch AS mentioned above is changed. Furthermore, the time is determined by changing the reference data to be compared with the data counted by the interval timer inside the microcomputer 90. Table 1 below shows the gain setting signal data Dg in each region and the reflected wave detection inhibition period data ΔTinh.
and detection end time data Tg max.

【表】 なお第1表でアルフアベツトHを付けて示した
数値は、16進表示で示してある。( )内は十進
数である。第1表のデータは、マイクロコンピユ
ータ90内のROM(読み出し専用メモリ)に予
め記憶させてある。第1表に示す時間データ
ΔTinhおよびTg maxの数値の1は、この実施例
においては時間80μsに対応する。 第6a図、第6b図および第6c図にマイクロ
コンピユータ90の動作を示す。第6a図がメイ
ンルーチンであり、第6b図がその故障検出処理
動作のサブルーチンであり、第6c図がメインル
ーチンに示す障害物検出処理動作のサブルーチン
である。 まず第6a図を参照して概略動作を説明する。
またステツプS1を実行して初期化をする。これ
は、マイクロコンピユータ90内部のRAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)に所定のデータを書き込
み、マイクロコンピユータの各出力ポートのレベ
ルを初期レベルに設定する。すなわち、駆動回路
50および70の付勢を制御するポートを低レベ
ルLにそれぞれ設定し、警告回路120を付勢す
るポートを高レベルHに、ブザー回路100を付
勢するポートを高レベルHにそれぞれ設定し、距
離表示回路110を付勢する各ポートを消勢レベ
ルに設定する。 次にマイクロコンピユータ90はステツプS2
を実行し、起動回路40が接続されたポートの状
態をチエツクして、それがスイツチ41を操作し
た状態を示すレベルになるまで、この処理を繰り
返す。 起動スイツチ41が操作されると、マイクロコ
ンピユータ90はステツプS3の故障チエツクサ
ブルーチンを実行する。この処理については後で
詳細に説明するが、簡単に説明すると、超音波を
発生し、それの直接波が超音波受信器20bおよ
び30bで検出されるかどうかをチエツクして、
そのチエツクの結果に応じて、フラグSの状態を
設定する。つまり、直接波が検出されるというこ
とは、超音波が確実に発信されており、しかも超
音波受信器側も正常に動作しているということを
示すので、このチエツクを行なうことで、動作が
正常かどうかを判断しうる。実際にはこの処理
で、動作が正常であるとフラグSを「0」にセツ
トし、動作が異常、すなわち直接波が検出されな
いとフラグSを「1」にセツトする。 ついでマイクロコンピユータ90はステツプ
S4を実行し、前の故障チエツクルーチンの結果
得られたフラグSの状態をチエツクして、その状
態により次に実行する処理を選択する。 動作が異常であると、マイクロコンピユータ9
0はステツプS5に進み、ここでブザー102お
よび警告灯のランプ121を付勢するように、出
力ポートの状態を設定する。 動作が正常であると、マイクロコンピユータ9
0はステツプS6に進み、後で詳細に説明する障
害物検出サブルーチンを実行する。この処理で、
障害物が検出された場合には、車輌と障害物との
距離が演算され、その結果が所定のレジスタにス
トアされる。障害物が検出されないときには、そ
のレジスタには「0」がストアされる。 マイクロコンピユータ90はステツプS7では、
障害物検出サブルーチンで得られた距離データを
表示駆動回路112および113に出力し、車輌
と障害物との距離を3桁の数値で表示する。 以上の処理を終了すると、ステツプS2に戻り、
それ以下の処理を繰り返し実行する。 次に第6b図を参照して、故障チエツクサブル
ーチンを詳細に説明する。マイクロコンピユータ
90はステツプS31に進むと、ゲイン設定信号と
してアナログスイツチASに数値4を出力する。
これで可変ゲイン増幅器62に増幅度が所定レベ
ルに設定される。このレベルは、障害物検出装置
の動作が正常な場合に超音波を発射したとき、超
音波受信器20bおよび30bで受信された超音
波信号により、比較器65の一方の入力端に得ら
れる信号Vsのレベルが、基準電圧Vr、すなわち
しきい値レベルよりもわずかに高くなるように設
定されている。 ついでマイクロコンピユータ90はステツプ
S32に進むと、ナンドゲート52に接続された出
力ポートのレベルを所定時間(この例では80μs)
だけ高レベルHにする。この期間中、ナンドゲー
ト52の出力端にパルス発振器51からの40KHz
のパルス信号が現われるので、この信号によりト
ランスTの出力から所定レベルの40KHzの電圧が
超音波発信器20aおよび30aに印加される。 ついで、マイクロコンピユータ90はステツプ
S33に進むと、マイクロコンピユータ(8748)が
内部に備えるプログラマブルインターバルタイマ
ーをスタートさせる。 マイクロコンピユータ90はステツプS34で
は、インターバルタイマーをスタートさせてから
の時間、すなわち、超音波を発生し終えてからの
時間をチエツクして、その時間がTmin、すなわ
ち直接波が超音波受信器20bおよび30bに届
いたと判断しうる最小の時間を経過するまで待
つ。 マイクロコンピユータ90はステツプS35で
は、インターバルタイマーをスタートさせてから
の時間がTmax、すなわち直接波が超音波受信器
20bおよび30bに届いたと判断しうる最大の
時間を経過したかどうかをチエツクして、 その結果に応じて次に実行する処理を選択す
る。 時間がTmaxとTminの間であると、マイクロ
コンピユータ90はステツプS39に進む。この処
理では、レベル変換回路66の出力端に接続され
たポートの状態を読み取り、それが超音波検出レ
ベルかどうか、すなわちVs>Vrかどうかをチエ
ツクする。超音波を検出しないと、時間がTmax
を越えるまで、ステツプS35に戻り、この処理を
繰り返す。超音波を検出すると次のステツプS40
に進む。 ステツプS40では、マイクロコンピユータ90
は故障チエツクフラグSを「0」にセツトしてス
テツプS37に進む。 直接波を検出する前に時間がTmaxを経過する
と、ステツプS36に進み、故障チエツクフラグS
を「1」にセツトする。 これらの処理が終了すると、マイクロコンピユ
ータ90はステツプS37で時間がTc maxを越え
るまで待つ。この時間Tc maxは、この故障チエ
ツクサブルーチンで発射した超音波が任意の物体
で反射する場合に、その反射波が、この処理を終
えてから障害物検出を行なう際に影響を及ぼさな
くなるのに十分な時間としてある。 マイクロコンピユータ90は、ステツプS38で
インターバルタイマーをリセツトして、メインル
ーチンの処理に戻る。 次に第6c図を参照して障害物検出サブルーチ
ンを説明する。まず、マイクロコンピユータ90
はステツプS61で、ゲイン設定信号を「0」にセ
ツトして、可変ゲイン増幅器62の増幅度を最低
のレベル「0」に設定する。 次にステツプS62に進み、マイクロコンピユー
タ90はナンドゲート52に接続されたポート
に、80μsの間高レベルHを出力する。これにより
ナンドゲート52の出力端には、その高レベルの
期間だけパルス発生器51からの40KHzのパルス
信号が生じ、それによつて超音波発信器20aお
よび30aが付勢され、40KHzの超音波信号が発
信される。 次にステツプS63に進み、マイクロコンピユー
タ90は内部のインターバルタイマをスタートに
設定する。 次のステツプS64では、マイクロコンピユータ
90は、レベル変換回路66の出力端と接続され
たポートの状態を読み取つて、その結果に応じて
次に進むステツプを選択する。そのポートが低レ
ベルL、すなわちVs>Vrで超音波検出レベルの
ときにはステツプS65に進み、超音波を検出しな
いときにはステツプS69に進む。 マイクロコンピユータ90は、反射波を検出し
てステツプS65に進むと、ここでインターバルタ
イマをスタートさせてからの時間、すなわち超音
波を発射してからの時間が、TmaxとTminの間
かどうかをチエツクする。この処理における時間
TmaxおよびTminは、前記の第1表に示す時間
データΔTinhで設定される最長および最短の時
間であり、これらの時は、前に述べた検出領域す
なわち超音波発信器20a,30aおよび超音波
受信器20b,30bと障害物との距離に応じて
複数に区分した領域のうちの1つの領域を監視す
るために、反射波の検出を禁止する時間である。
たとえば、第1表においてゲインのレベル(Dg)
を2に設定する場合には、Tmaxは1EHに対応す
る2400μsであり、Tminは00Hに対応する0μsであ
る。そして、この時間の間は反射波を検出した場
合でもその検出を無効にするように、次にステツ
プS69に進む。反射波の検出が有効な期間に反射
波が検出されると、次にステツプS66に進む。 マイクロコンピユータ90はステツプS69に進
むと、タイマスタートからの時間がTg maxを越
えたかどうかをチエツクする。この時間Tg max
は、前記第1表に示した、時間データTg maxに
より設定される時間であり、この時間は、1回の
障害物検出において発射した超音波が、次回の障
害物検出の際に影響を及ぼさないのに十分な時間
に設定してある。たとえばゲインのレベルを2に
設定する領域の場合には、Tg maxは2CHに対応
する3520μsになる。時間がTg maxを越えない場
合にはステツプS64に戻る。時間がTgmaxを越
えると、次にステツプS70に進む。 マイクロコンピユータ90はステツプS70で
は、ゲインの設定を更新し、レベルを1つ高くす
る。たとえば、ゲインのレベルGが0であると、
次にGを1に設定する。 次のステツプS71では、前のステツプS70で設
定されたゲインレベルGが最大レベルすなわち7
を越えたかどうかをチエツクする。Gが7以下で
あると次にステツプS72に進み、Gが8であると
次にメインルーチンに戻る。 マイクロコンピユータ90はステツプS72で
は、インターバルタイマーをリセツトして、次に
ステツプS62に戻る。 時間が検出禁止期間Tmaxを経過してから反射
波を検出した場合、ステツプS66でこれを有効な
データとして処理し、超音波を超音波発信器20
aおよび30aで発射してから、その超音波によ
る反射波が超音波検出器20bおよび30bで検
出されるまでの時間を、インターバルタイマのカ
ウント値から調べて、この値と、超音波の速度か
ら車輌と障害物との距離を演算して、その結果を
所定のレジスタにストアする。 次のステツプS67では、マイクロコンピユータ
90は時間が前記のTgmaxを経過するまで待ち、
次にステツプS68に進む。 ステツプS68では、マイクロコンピユータ90
はインターバルタイマをリセツトして、メインル
ーチンの処理に戻る。 上記の実施例においては、障害物検出装置の感
度を受信装置側の増幅器の増幅度の変更で変える
ようにしたが、比較器65の基準電圧Vrを変え
ても感度を変えうるし、また逆に発信装置側の超
音波発信強度も変えても感度を変えうる。 比較器の基準電圧Vrを変える場合の実施例を
第7図に示す。第7図を参照して説明する。この
実施例においては、第3図に示す可変ゲイン増幅
器62を省略し、そのかわりに、比較器65の一
端にアナログスイツチASの共通ポートY0を接続
してある。アナログスイツチASの各ポートX0〜
X7には、抵抗器rx,r0〜r7で電圧Vbを分圧
したそれぞれ異なる電圧を印加してある。したが
つて、制御入力ポートC0、C1およびC2にマイク
ロコンピユータを接続すれば、それらのポートに
出力するデータを変えることにより、基準電圧
Vrが変わるので、超音波検出器20b又は30
bで受信した反射波を、反射波ありと判断する検
出レベルすなわち感度が変わる。 第8図に、発信装置側の超音波発信強度を変え
る場合の実施例を示す。第8図を参照して説明す
る。この実施例においては、電力増幅回路54に
印加する電圧を変えることで発信する超音波の強
度を変えるようにしている。その電圧はこの実施
例では、電源PWで生成している。この電源PW
は、一般的に用いられる直列制御型の定電圧電源
装置を変形したものである。つまり、トランジス
タQ1すなわち誤差増幅器に印加する電圧をアナ
ログスイツチASが切換えて、電源の出力電圧を
変えるように構成してある。つまり、アナログス
イツチASの各ポートX0〜X7には電源PWの出力
電圧を多数の抵抗器で分圧したそれぞれ異なる電
圧が印加されているので、アナログスイツチAS
の制御入力ポートC0、C1およびC2に出力するデ
ータを変えれば、誤差増幅器に印加される電圧が
変わり、出力電圧が変わる。電圧PWの出力する
電圧が変われば電力増幅回路54の出力パルスの
振幅が変わるので、発射される超音波の強さが変
わり、これにより超音波受信器に達する超音波の
強度が変わるので障害物検出感度が変わる。 上記の実施例においては、超音波発信器および
超音波検出器を自動車の後部に2組設ける態様に
ついて説明したが、超音波発信器および超音波受
信器は、車輌の側面に設けてもよいし、またたと
えばフオークリフトトラツクのフオークに設けて
荷役物の検出を行なうようにしてもよい、なお超
音波発信器と超音波受信器は数は1組でもよいし
3組以上としてもよい。 また、上記の実施例においては、各々の超音波
発信器についてそれぞれ駆動回路を設け、各々の
超音波受信器についてそれぞれ判別回路を設けて
いるが、これらの駆動回路および判別回路は最少
限1つずつあればよい。1つの判別回路に複数の
超音波受信器を接続する場合には、たとえばアナ
ログスイツチを用いて、各超音波受信器からの信
号を切換えてそのうちの1つを判別回路に接続す
るように構成すればよい。 以上のとおり本発明によれば、超音波発生手段
から発射した超音波の直接波を、超音波受信手段
で検出して故障の有無を判断するので、特別に障
害物を用意しなくとも、確実に装置の動作チエツ
クができる。しかも、各々の動作モードで互いに
異なる検出感度と検出時期を設定することによ
り、直接波と反射波とを確実に分離でき、それに
より、近距離から遠距離まで直接波の影響を受け
ることなく反射波だけを検出して正確に距離を測
定しうる。更に、故障検出のために直接波を検出
する回路と距離測定のために反射波を検出する回
路とは同一の回路を共用しうるので、故障検出の
ために特別な回路を付加する必要がなく、安価な
反射型物体検出装置を提供しうる。
[Table] In Table 1, the numerical values shown with the alphabet H are shown in hexadecimal notation. The numbers in parentheses are decimal numbers. The data in Table 1 is stored in advance in a ROM (read-only memory) within the microcomputer 90. A numerical value of 1 for the time data ΔTinh and Tg max shown in Table 1 corresponds to a time of 80 μs in this example. The operation of the microcomputer 90 is shown in FIGS. 6a, 6b, and 6c. 6a is the main routine, FIG. 6b is a subroutine for its failure detection processing operation, and FIG. 6c is a subroutine for the obstacle detection processing operation shown in the main routine. First, the general operation will be explained with reference to FIG. 6a.
Also execute step S1 to initialize. This writes predetermined data into the RAM (random access memory) inside the microcomputer 90 and sets the level of each output port of the microcomputer to the initial level. That is, the ports that control the energization of the drive circuits 50 and 70 are set to low level L, the ports that energize the warning circuit 120 are set to high level H, and the ports that energize the buzzer circuit 100 are set to high level H. and each port that energizes the distance display circuit 110 is set to a de-energized level. Next, the microcomputer 90 performs step S2.
is executed, the state of the port to which the activation circuit 40 is connected is checked, and this process is repeated until the state reaches the level indicating the state in which the switch 41 is operated. When the start switch 41 is operated, the microcomputer 90 executes a failure check subroutine at step S3. This process will be explained in detail later, but briefly, it generates an ultrasonic wave, checks whether its direct wave is detected by the ultrasonic receivers 20b and 30b,
The state of flag S is set according to the result of the check. In other words, the detection of direct waves indicates that the ultrasonic waves are being reliably transmitted and that the ultrasonic receiver is also operating normally. You can judge whether it is normal or not. Actually, in this process, if the operation is normal, the flag S is set to "0", and if the operation is abnormal, that is, no direct wave is detected, the flag S is set to "1". Next, the microcomputer 90 steps
Execute S4, check the state of flag S obtained as a result of the previous failure check routine, and select the next process to be executed based on the state. If the operation is abnormal, the microcomputer 9
0 proceeds to step S5, where the state of the output port is set so that the buzzer 102 and the warning lamp 121 are energized. If the operation is normal, the microcomputer 9
0, the program proceeds to step S6 and executes an obstacle detection subroutine that will be explained in detail later. With this process,
If an obstacle is detected, the distance between the vehicle and the obstacle is calculated, and the result is stored in a predetermined register. When no obstacle is detected, "0" is stored in that register. In step S7, the microcomputer 90
The distance data obtained in the obstacle detection subroutine is output to display drive circuits 112 and 113, and the distance between the vehicle and the obstacle is displayed as a three-digit numerical value. After completing the above processing, return to step S2,
Repeat the following steps. The fault check subroutine will now be described in detail with reference to FIG. 6b. When the microcomputer 90 proceeds to step S31, it outputs the numerical value 4 to the analog switch AS as a gain setting signal.
The amplification degree of the variable gain amplifier 62 is now set to a predetermined level. This level is the signal obtained at one input terminal of the comparator 65 by the ultrasonic signals received by the ultrasonic receivers 20b and 30b when the obstacle detection device emits ultrasonic waves when the operation is normal. The level of Vs is set to be slightly higher than the reference voltage Vr, that is, the threshold level. Next, the microcomputer 90 steps
Proceeding to S32, the level of the output port connected to the NAND gate 52 is set for a predetermined time (80 μs in this example).
to a high level H. During this period, the output terminal of the NAND gate 52 receives 40KHz from the pulse oscillator 51.
Since a pulse signal appears, a predetermined level of 40 KHz voltage is applied from the output of the transformer T to the ultrasonic transmitters 20a and 30a. Then, the microcomputer 90
Proceeding to S33, the microcomputer (8748) starts the internal programmable interval timer. In step S34, the microcomputer 90 checks the time since starting the interval timer, that is, the time since the generation of ultrasonic waves has finished, and checks the time Tmin, that is, when the direct waves reach the ultrasonic receiver 20b and Wait until the minimum time that can be determined to have reached 30b has elapsed. In step S35, the microcomputer 90 checks whether the time since starting the interval timer has passed Tmax, that is, the maximum time for determining that the direct waves have reached the ultrasonic receivers 20b and 30b. Depending on the result, the next process to be executed is selected. If the time is between Tmax and Tmin, the microcomputer 90 proceeds to step S39. In this process, the state of the port connected to the output end of the level conversion circuit 66 is read, and it is checked whether it is at the ultrasonic detection level, that is, whether Vs>Vr. If no ultrasound is detected, the time Tmax
The process returns to step S35 and repeats this process until it exceeds . When ultrasonic waves are detected, the next step S40
Proceed to. In step S40, the microcomputer 90
sets the failure check flag S to "0" and proceeds to step S37. If the time Tmax elapses before a direct wave is detected, the process advances to step S36 and the fault check flag S is set.
is set to "1". When these processes are completed, the microcomputer 90 waits in step S37 until the time exceeds Tc max. This time Tc max is long enough so that if the ultrasonic waves emitted in this fault check subroutine are reflected by an arbitrary object, the reflected waves will not affect obstacle detection after this process is completed. It is a time when The microcomputer 90 resets the interval timer in step S38 and returns to the main routine. Next, the obstacle detection subroutine will be explained with reference to FIG. 6c. First, the microcomputer 90
In step S61, the gain setting signal is set to "0" and the amplification degree of the variable gain amplifier 62 is set to the lowest level "0". Next, the process proceeds to step S62, where the microcomputer 90 outputs a high level H to the port connected to the NAND gate 52 for 80 μs. As a result, a 40KHz pulse signal from the pulse generator 51 is generated at the output end of the NAND gate 52 only during the high level period, thereby energizing the ultrasonic transmitters 20a and 30a, and the 40KHz ultrasonic signal is generated. Sent. Next, the process proceeds to step S63, where the microcomputer 90 sets the internal interval timer to start. In the next step S64, the microcomputer 90 reads the state of the port connected to the output end of the level conversion circuit 66, and selects the next step according to the result. When the port is at the low level L, that is, Vs>Vr and the ultrasonic detection level, the process proceeds to step S65, and when no ultrasonic waves are detected, the process proceeds to step S69. When the microcomputer 90 detects the reflected wave and proceeds to step S65, it checks whether the time since starting the interval timer, that is, the time since the ultrasonic wave was emitted, is between Tmax and Tmin. do. Time for this process
Tmax and Tmin are the longest and shortest times set by the time data ΔTinh shown in Table 1 above, and these times are the maximum and shortest times set in the time data ΔTinh shown in Table 1 above, and these times are the maximum and shortest times set by the time data ΔTinh shown in Table 1 above. This is the time during which detection of reflected waves is prohibited in order to monitor one of the regions divided into a plurality of regions according to the distance between the devices 20b and 30b and the obstacle.
For example, in Table 1, the level of gain (Dg)
When is set to 2, Tmax is 2400 μs, corresponding to 1EH, and Tmin is 0 μs, corresponding to 00H. Then, during this time, even if a reflected wave is detected, the detection is invalidated, and the process then proceeds to step S69. If a reflected wave is detected during the period during which reflected wave detection is valid, the process proceeds to step S66. When the microcomputer 90 proceeds to step S69, it checks whether the time from the timer start exceeds Tg max. This time Tg max
is the time set by the time data Tg max shown in Table 1 above, and this time is the time at which the ultrasonic waves emitted for one obstacle detection will not affect the next obstacle detection. It's set to a sufficient amount of time even though it's not. For example, in the case of a region where the gain level is set to 2, Tg max is 3520 μs corresponding to 2CH. If the time does not exceed Tg max, the process returns to step S64. When the time exceeds Tgmax, the process proceeds to step S70. In step S70, the microcomputer 90 updates the gain setting and raises the level by one. For example, if the gain level G is 0,
Next, set G to 1. In the next step S71, the gain level G set in the previous step S70 is set to the maximum level, that is, 7.
Check whether it has been exceeded. If G is 7 or less, the process proceeds to step S72, and if G is 8, the process returns to the main routine. In step S72, the microcomputer 90 resets the interval timer and then returns to step S62. If a reflected wave is detected after the detection prohibition period Tmax has elapsed, this is processed as valid data in step S66, and the ultrasonic wave is transmitted to the ultrasonic transmitter 20.
The time from when the ultrasonic waves are emitted by the ultrasonic waves a and 30a until the reflected waves are detected by the ultrasonic detectors 20b and 30b is determined from the count value of the interval timer, and from this value and the speed of the ultrasonic waves. The distance between the vehicle and the obstacle is calculated and the result is stored in a predetermined register. In the next step S67, the microcomputer 90 waits until the time elapses above Tgmax,
Next, the process advances to step S68. In step S68, the microcomputer 90
resets the interval timer and returns to main routine processing. In the above embodiment, the sensitivity of the obstacle detection device is changed by changing the amplification degree of the amplifier on the receiving device side, but the sensitivity can also be changed by changing the reference voltage Vr of the comparator 65, and vice versa. Sensitivity can also be changed by changing the ultrasonic transmission intensity on the transmitting device side. FIG. 7 shows an embodiment in which the reference voltage Vr of the comparator is changed. This will be explained with reference to FIG. In this embodiment, the variable gain amplifier 62 shown in FIG. 3 is omitted, and instead, one end of the comparator 65 is connected to the common port Y0 of the analog switch AS. Each port of analog switch AS
Different voltages obtained by dividing voltage Vb by resistors rx, r0 to r7 are applied to X7. Therefore, by connecting a microcomputer to the control input ports C0, C1, and C2, you can adjust the reference voltage by changing the data output to those ports.
Since Vr changes, the ultrasonic detector 20b or 30
The detection level, that is, the sensitivity at which the reflected wave received at point b is determined to be a reflected wave changes. FIG. 8 shows an embodiment in which the ultrasonic transmission intensity on the transmitting device side is changed. This will be explained with reference to FIG. In this embodiment, the intensity of the transmitted ultrasonic waves is changed by changing the voltage applied to the power amplification circuit 54. In this embodiment, the voltage is generated by the power supply PW. This power supply PW
This is a modification of the commonly used series control type constant voltage power supply device. In other words, the analog switch AS switches the voltage applied to the transistor Q1, that is, the error amplifier, thereby changing the output voltage of the power supply. In other words, different voltages obtained by dividing the output voltage of the power supply PW using multiple resistors are applied to each port X0 to X7 of the analog switch AS.
Changing the data output to the control input ports C0, C1, and C2 of the circuit changes the voltage applied to the error amplifier, which changes the output voltage. If the voltage output by the voltage PW changes, the amplitude of the output pulse of the power amplifier circuit 54 changes, so the intensity of the emitted ultrasonic waves changes, and this changes the intensity of the ultrasonic waves that reach the ultrasonic receiver, so there is no obstacle. Detection sensitivity changes. In the above embodiment, two sets of ultrasonic transmitters and ultrasonic detectors are provided at the rear of the vehicle, but the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver may also be provided on the side of the vehicle. Alternatively, the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver may be provided in a fork of a forklift truck to detect cargo.The number of ultrasonic transmitters and ultrasonic receivers may be one or three or more. Further, in the above embodiment, each ultrasonic transmitter is provided with a drive circuit, and each ultrasonic receiver is provided with a discrimination circuit, but the number of these drive circuits and discrimination circuits is at least one. It's good to have both. When connecting multiple ultrasonic receivers to one discrimination circuit, use an analog switch, for example, to switch the signals from each ultrasonic receiver and connect one of them to the discrimination circuit. Bye. As described above, according to the present invention, the direct wave of the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic generating means is detected by the ultrasonic receiving means to determine the presence or absence of a failure. You can check the operation of the device. Furthermore, by setting different detection sensitivities and detection timings for each operation mode, direct waves and reflected waves can be reliably separated, allowing reflections to be made from short to long distances without being affected by direct waves. Distance can be accurately measured by detecting only waves. Furthermore, since the circuit that detects direct waves for failure detection and the circuit that detects reflected waves for distance measurement can share the same circuit, there is no need to add a special circuit for failure detection. , it is possible to provide an inexpensive reflective object detection device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は一実施例の反射型物体検出装置を備え
た自動車の斜視図、第2図は第1図の自動車に備
えた実施例の装置の電気回路のブロツク図、第3
図は第2図の1つの駆動回路50を示すブロツク
図、第4図は第2図の1つの判別回路60を示す
ブロツク図、第5図は第2図に示す装置の動作の
概略を示す平面図、第6a図、第6b図および第
6c図はそれぞれ第2図に示すマイクロコンピユ
ータ90の動作を示すフローチヤートである。第
7図および第8図は、それぞれ他の実施例の物体
検出装置の電気回路の一部を示すブロツク図であ
る。 1:自動車、2:後部バンパ、3:障害物、2
0a,30a:超音波発信器(超音波発生手段)、
20b,30b:超音波受信器(超音波受信手
段)、40:起動回路、50,70:駆動回路
(付勢手段)、60,80:判別回路、51:パル
ス発信回路、61:狭帯域増幅器(増幅手段)、
62:可変ゲイン増幅器(感度調整手段)、6
4:整流平滑回路、65:比較器、66:レベル
変換回路、90:マイクロコンピユータ(制御手
段)、102:ブザー(警報手段)、121:ラン
プ(警報手段)。
FIG. 1 is a perspective view of an automobile equipped with a reflective object detection device according to one embodiment, FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit of the device according to the embodiment installed in the automobile of FIG.
This figure is a block diagram showing one drive circuit 50 in FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram showing one discrimination circuit 60 in FIG. 2, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the device shown in FIG. 2. The plan view, FIG. 6a, FIG. 6b, and FIG. 6c are flowcharts showing the operation of the microcomputer 90 shown in FIG. 2, respectively. FIGS. 7 and 8 are block diagrams showing a part of the electric circuit of the object detection device of other embodiments, respectively. 1: Car, 2: Rear bumper, 3: Obstacle, 2
0a, 30a: Ultrasonic transmitter (ultrasonic generating means),
20b, 30b: Ultrasonic receiver (ultrasonic receiving means), 40: Starting circuit, 50, 70: Drive circuit (energizing means), 60, 80: Discrimination circuit, 51: Pulse transmitting circuit, 61: Narrowband amplifier (amplification means),
62: Variable gain amplifier (sensitivity adjustment means), 6
4: rectifier and smoothing circuit, 65: comparator, 66: level conversion circuit, 90: microcomputer (control means), 102: buzzer (alarm means), 121: lamp (alarm means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 超音波を発生する超音波発生手段; 前記超音波発生手段を付勢する付勢手段; 前記超音波発生手段と所定間隔をおいて配置さ
れた、超音波を受信する超音波受信手段; 前記超音波受信手段からの信号を増幅する増幅
手段; 検出感度を調整する感度調整手段;及び 各モードの検出感度と検出時期の少なくとも一
方に互いに異なる制御状態が割り当てられた、異
常検出モードと、検出対象距離領域の異なる複数
の測距モードとを有し、各モードで前記感度調整
手段を制御して検出感度を設定するとともに、前
記超音波発生手段を付勢して、該超音波発生手段
の付勢時からの経過時間が、割り当てられた検出
時期に対応する時に、前記増幅手段の出力する超
音波検出信号を監視し、前記異常検出モードで
は、直接波を検出する検出感度と検出時期とが割
り当てられ、超音波検出信号が得られない場合
に、異常を識別して警報を発し、超音波検出信号
が得られた場合には、前記測距モードに移行し、
各々の測距モードでは、反射波を検出する検出感
度と検出時期とが割り当てられ、超音波を発信し
てから超音波を受信するまでの時間に応じて物体
までの距離を識別する、制御手段; を備える反射型物体検出装置。 2 前記感度調整手段は、設定された検出感度に
応じて前記付勢手段の付勢レベルを調整する、前
記特許請求の範囲第1項記載の反射型物体検出装
置。 3 前記感度調整手段は、設定された検出感度に
応じて前記増幅手段の増幅度を調整する、前記特
許請求の範囲第1項記載の反射型物体検出装置。 4 前記感度調整手段は、設定された検出感度に
応じて前記超音波検出信号の識別レベルを調整す
る、前記特許請求の範囲第1項記載の反射型物体
検出装置。
[Claims] 1. Ultrasonic generation means for generating ultrasonic waves; Urging means for urging the ultrasonic generation means; Arranged at a predetermined interval from the ultrasonic generation means, for receiving ultrasonic waves. Ultrasonic receiving means; Amplifying means for amplifying the signal from the ultrasonic receiving means; Sensitivity adjusting means for adjusting detection sensitivity; and Different control states are assigned to at least one of detection sensitivity and detection timing of each mode. It has an abnormality detection mode and a plurality of distance measurement modes with different detection target distance areas, and in each mode, the sensitivity adjustment means is controlled to set the detection sensitivity, and the ultrasonic wave generation means is energized, The ultrasonic detection signal output from the amplification means is monitored when the elapsed time from the time when the ultrasonic generation means is energized corresponds to the assigned detection time, and in the abnormality detection mode, a direct wave is detected. Detection sensitivity and detection timing are assigned, and when an ultrasonic detection signal is not obtained, an abnormality is identified and an alarm is issued, and when an ultrasonic detection signal is obtained, the mode is shifted to the ranging mode,
In each ranging mode, a detection sensitivity and detection timing for detecting reflected waves are assigned, and a control means identifies the distance to the object according to the time from transmitting ultrasonic waves to receiving ultrasonic waves. A reflective object detection device comprising; 2. The reflective object detection device according to claim 1, wherein the sensitivity adjustment means adjusts the urging level of the urging means according to the set detection sensitivity. 3. The reflective object detection device according to claim 1, wherein the sensitivity adjustment means adjusts the amplification degree of the amplification means according to the set detection sensitivity. 4. The reflective object detection device according to claim 1, wherein the sensitivity adjustment means adjusts the discrimination level of the ultrasonic detection signal according to the set detection sensitivity.
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