JPH0483194A - 超音波センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波パルスを送波し、物体からの反射波を
検出することで物体の有無を判断する超音波センサに関
するものである。

［従来の技術］ 従来、超音波パルスの反射を利用して物体を検出する超
音波センサが広く用いられている。この種の超音波セン
サでは、構成を簡単化するなめに、送波用の超音波振動
子と受波用の超音波振動子とを兼用することが多い、こ
のような場合、超音波振動子に送波パルスを与えて駆動
した後、その残響が完全に収まる以前に物体からの反射
波が受波されると、受波波形と残響波形の区別がつがな
くなることがあった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、超音波パルスを送波し、物体
からの反射波を検出することで物体の有無を判断する超
音波センサにおいて、受波波形と残響波形の区別を可能
とすることにある。

［！ＩＩ題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、超音波パルスを送波し、物体からの反
射波を受波することで物体の有無を検知する超音波セン
サにおいて、センサ自体の移動速度を検出する速度検出
部７３と、移動速度がゼロでないときに残響波形と連続
した受波波形の終了時刻の変化に基づいて物体からの反
射波の有無を判断する受波判断部７４とを設けたことを
特徴とするものである。

なお、残響波形と受波波形とが連続したときに、超音波
パルスの送波周期を短くする送波周期可変部７２を更に
備えることが好ましい。

し作用］ 本発明の超音波センサにあっては、このように、センサ
自体の移動速度を検出する速度検出部７３と、移動速度
がゼロでないときに残響波形と連続した受波波形の終了
時刻の変化に基づいて物体からの反射波の有無を判断す
る受波判断部７４とを設けたので、受波波形が残響波形
と連続していても、センサ自体が移動している場合には
、残響波形と連続した受波波形の終了時刻が変化するか
ら、この変化の有無に基づいて、物体からの反射波の有
無を判断することができる。

なお、残響波形と受波波形とが連続したときには、物体
までの距離は短いと考えられるので、送波周期可変部７
２により超音波パルスの送波周期を短くして、検出可能
距離範囲を短くしても差し支えなく、むしろ、受波有無
の判断回数を増やして信頼性を高めることができる。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

以下、その構成について説明する。■は超音波振動子で
あり、超音波パルスを送波すると共に、物体からの反射
波を受波する機能を有する。２は送波部であり、制御部
７から出力される送波パルスを増幅して超音波振動子１
を駆動する。３は受波増幅部であり、超音波振動子１で
得られた受波信号を増幅する。４は受波検波部であり、
受波信号を検波して、その振幅成分を取り出す、５は受
波比較部であり、受波信号の振幅成分を所定値ｖｔｈと
比較する。受波信号の振幅成分が所定値ｖｔｈを越える
場合には、制御部７に高レベルの信号が入力される。６
は報知部であり、制御部７により“物体有り”と判断さ
れた場合には、音または光などによる報知動作を行う。

次に、制御部７について説明する。この制御部７は本発
明の特徴となる部分であり、送波パルス生成部７１と、
送波周期可変部７２と、速度検出部７３と、受波判断部
７４を備えている。送波パルス生成部７１は、送波周期
可変部７２で決定された周期で送波パルスを生成し、送
波部２を介して超音波振動子１を駆動する。速度検出部
７３は、超音波センサの移動速度を検出する手段である
。

例えば、超音波センサが車に搭載されている場合には、
車速センサが速度検出部７３となる。受波判断Ｍ７４は
、受波比較部５の出力と、送波周期可変部７２により決
定された送波周期と、速度検出部７３により検出された
超音波センサの移動速度とに基づいて、物体の有無を判
断するものである。

以下、本実施例の動作について説明する０例えば、車の
障害物検知器として利用される超音波センサは、障害物
に対して相対的に移動していることになるので、超音波
パルスの送波時から反射波の受波時までの時間は刻々と
変化するはずである。

これに対して、残響時間は周囲温度等の環境条件が大き
く変化しない限り、容易には変化しない。

第１図に示す回路では、この性質を利用して、速度検出
部７３により検出された超音波センサの移動速度がゼロ
でないときに、受波波形と残響波形を区別可能としてい
る。

第２図＜１）は受波波形Ｒと残響波形２とが重なった場
合の受波比較部５の出力波形Ｈを示している。

この出力波形Ｈの持続時間が正常時の残響時間よりも長
い所定時ｆｍ’ｒ、を越えると、受波判断部７４から送
波周期可変部７２に残響時間の異常を示す信号が与えら
れ、送波周期可変部７２は送波周期を短くする。送波周
期が短くなると、超音波センサによる検出可能距離範囲
は短くなるが、元々、受波波形Ｒが残響波形２と重なる
場合には、物体までの距離は短いので差し支えはない、
むしろ、検出回数が増えることにより、物体の有無判断
の信頼性が高くなる。

次に、受波判断部７４では、速度検出部７３により検出
された超音波センサの移動速度を読み取り、この移動速
度がゼロでない場合には、受波波形Ｒと残響波形Ｚの区
別が可能であるので、受波比較部５の出力波形Ｈの持続
時間が変化するか否かを判断し、変化すれば“受波有り
”と判断し、変化しなければ“受波無し”と判断する。

例えば、物体までの距離が遠ざかっている場合には、残
響波形Ｚの終了時刻は変化しないが、受波波形Ｒの終了
時刻は遅くなる。したがって、第２図（ｂ）に示すよう
に、受波比較部５の出力波形Ｈの持続時間Ｔｂは長くな
る。このときの時間変化（Ｔｂ−Ｔ、）が所定時間Ｔｔ
ｈよりも大きい場合には、物体からの受波波形Ｒが残響
波形Ｚに埋もれていると判断し、報知部６により“物体
有り”の報知を行う、逆に、物体までの距離が近付いて
いる場合には、残響波形２の長さは変化しないが、受波
波形Ｒの終了時刻は早くなる。したがって、第２図（ｅ
）に示すように、受波比較部５の出力波形Ｈの持続時間
Ｔｃは短くなる。このときの時間変化（Ｔｏ　　Ｔｃ）
が所定時間７ｔｈよりも大きい場合には、物体からの受
波波形Ｒが残響波形Ｚに埋もれていると判断し、報知部
６による“物体有り”の報知を行う、その他の場合には
、“物体有り”の報知は行わない。

なお、速度検出部７３により検出された超音波センサの
移動速度がゼロである場合には、受波判断部７４では、
受波波形Ｒと残響波形Ｚの区別は不能と判断する。この
とき、報知部６では、例えば、物体が存在する可能性を
示す注意信号を報知しても良い。

上記の実施例では、１つの超音波振動子１が送波及び受
波用として兼用されており、このような構成では、送波
信号の残響波形と反射波の受波波形とを区別する必要性
が特に高い、ただし、送波用の超音波振動子と受波用の
超音波振動子とが別個に配置されている場合でも、送波
用の超音波振動子の残響が受波用の超音波振動子に共鳴
することがあるので、本発明の適用対象となり得ること
は言うまでもない。

［発明の効果］ 請求項１記載の発明では、上述のように、超音波パルス
を送波し、物体からの反射波を受波することで物体の有
無を検知する超音波センサにおいて、センサ自体の移動
速度を検出し、移動速度がゼロでない場合に、送波パル
スに対する反射波の受波時刻が変化することを利用して
、反射波の受波波形と送波パルスの残響波形を区別する
ようにしたので、残響波形を受波波形と誤認することが
なく、信頼性が高くなるという効果がある。

請求項２記載の発明では、受波波形が残響波形と重なっ
た場合に、超音波パルスの送波周期を短くするようにし
たので、受波の判断回数を増やして信頼性を高めること
ができ、しかも、受波波形が残響波形と重なる場合には
、物体までの距離が近いので、検出可能距離範囲を短く
することによる不都合も生じないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は同上
の動作波形図である。 １は超音波振動子、２は送波部、３は受波増幅部、４は
受波検波部、５は受波比較部、６は報知部、７は制御部
、７１は送波パルス生成部、７２は送波周期可変部、７
３は速度検出部、７４は受波判断部、Ｚは残響波形、Ｒ
は受波波形、Ｈは出力波形である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波パルスを送波し、物体からの反射波を受波
   することで物体の有無を検知する超音波センサにおいて
   、センサ自体の移動速度を検出する遠度検出部と、移動
   速度がゼロでないときに残響波形と連続した受波波形の
   終了時刻の変化に基づいて物体からの反射波の有無を判
   断する受波判断部とを設けたことを特徴とする超音波セ
   ンサ。
2. （２）残響波形と受波波形とが連続したときに、超音波
   パルスの送波周期を短くする送波周期可変部を更に備え
   たことを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。