CN111133332A - 用于提高温度可靠性的超声波传感器驱动装置 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的超声波传感器驱动装置，包括用于发射和接收超声波信号的超声波传感器、用于驱动超声波传感器的驱动部，以及用于控制驱动部来驱动超声波传感器的控制部，其中以如下方式来控制驱动部，使得超声波传感器被驱动成该超声波传感器的会随温度而变化的两个以上的谐振频率交替地输出。根据本发明，在驱动超声波传感器时，在从低温到高温的所有温度范围内均表现出一致的灵敏性，从而能够提高温度可靠性。因此，不论温度测量方法的精度如何，可以在所有温度范围内得到一致的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波传感器，更具体地涉及在车辆行驶及停车时感测车辆周围的物体并告知驾驶员的超声波传感器模块。尤其是，本发明涉及对超声波传感器的随温度而变化的频率特性作出响应。
背景技术
通常来说，超声波传感器用于感测距离，并且已经提出了使用由超声波传感器来感测距离的各种系统，例如停车引导系统。
使用超声波传感器的停车引导系统使用如下方法：设置在车辆上端的超声波传感器发射并接收反射波，测量所接收到的反射波的延迟时间并换算为距离，基于换算的距离值来判断在超声波传感器的下端是否存在车辆。
通常来说，超声波传感器受到依赖于温度的频率特性的显著影响。
图1显示了超声传感器的频率特性随温度的变化的图。
如图1所示，超声波传感器的频率特性依据室温、高温和低温而变化，并且诸如灵敏性的特征会随谐振频率的变化而恶化。
通常来说，超声波传感器基于室温下的超声波传感器的谐振频率而被驱动。然而，取决于随温度而变化的频率特性，存在着使用该超声波传感器的系统的性能会因温度的变化而下降的问题。
为了解决这一问题，已经使用了多种方法，其中一种驱动方法是通过检测温度来改变驱动频率。然而，这一方法具有以下问题，即温度的检测精度会受到周围环境的影响，并且需要额外的检测温度的元件，这增加了生产成本。
发明内容
为了解决上述问题而提出本发明，本发明的目的是提供一种超声波传感器驱动装置，其能够通过在从低温到高温的所有温度范围内表现出一致的灵敏性而提高温度可靠性。
本发明的目的并不限于上述目的，并且本领域技术人员从以下描述中能够明确地理解本发明的未提及的或其他目的。
为了实现上述目的，根据本发明的超声波传感器驱动装置包括用于发射和接收超声波信号的超声波传感器、用于驱动超声波传感器的驱动部，以及用于控制驱动部来驱动超声波传感器的控制部，其中，以如下方式来控制驱动部，使得超声波传感器被驱动成该超声波传感器的会随温度而变化的两个以上的谐振频率交替地输出。
控制部包括超声波传感器的在对应于预定温度范围的室温下的第一谐振频率，超声波传感器的在对应于低于室温的预定温度范围的低温下的第二谐振频率，以及超声波传感器的在对应于高于室温的预定温度范围的高温下的第三谐振频率。以如下方式来控制驱动部，使得交替地输出超声波传感器的这三个谐振频率。
通过促发来控制驱动部以进行输出，其中控制部在预定的单位时间内促发预定的次数并输出第一谐振频率，促发预定的次数并输出第二谐振频率，以及促发预定的次数并输出第三谐振频率。
根据本发明，在驱动超声波传感器时，在从低温到高温的所有温度范围内均表现出一致的灵敏性，从而能够提高温度可靠性。因此，不论温度测量方法的精度如何，可以在所有温度范围内得到一致的性能。
另外，根据本发明，由于不再需要单独的温度感测元件，因而实现了可以降低生产成本的效果。
附图说明
图1是示出超声波传感器的频率特性相对于温度的变化的图。
图2是示意性地示出根据本发明的一个实施例的超声波传感器驱动装置的结构的框图。
图3是显示了传统的固定频率驱动波形和根据本发明的扩展频谱驱动波形的图。
具体实施方式
根据本发明的超声波传感器驱动装置包括用于发射和接收超声波信号的超声波传感器、用于驱动超声波传感器的驱动部，以及用于控制驱动部来驱动超声波传感器的控制部，其中，以如下方式来控制驱动部，使得超声波传感器被驱动成该超声波传感器的会随温度而变化的两个以上的谐振频率交替地输出。
本发明可以进行各种变更且可以具有各种实施例，因此将在附图中例示并详细描述特定实施例。然而，这并不旨在将本发明限制为特定实施方式，应当理解为包括在本发明的思想和技术范围内包括的所有变更、等同物和替代物。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，而不旨在限制本发明。除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数表达。应当理解，在本申请中，术语“包括”或“具有”等旨在表示存在在说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合，并不事先排除存在或添加一个以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合的可能性。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本领域普通技术人员通常理解的相同含义。诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关技术上下文中的含义一致的含义，并且除非在本申请中明确定义，否则不应以理想或过分形式的含义来解释。
另外，在参考附图的描述中，将给相同的构成要素赋予相同的参考标记而与附图标记无关，并且将省略其重复描述。在描述本发明时，当确定相关的已知技术的详细描述可能不必要地使本发明的主题模糊时，将省略其详细描述。
图2是示意性地示出根据本发明的一个实施例的超声波传感器驱动装置的结构的框图。
参照图2，根据本发明的一个实施例的超声波传感器驱动装置包括超声波传感器110、驱动部120和控制部130。
超声波传感器110用于发射和接收超声波信号。例如，当超声波传感器110用作停车辅助传感器时，超声波传感器110用于感测车辆周围的物体并检测距离。
驱动部120用于驱动超声波传感器110。
控制部130控制驱动部120，以驱动超声波传感器110，以如下方式来控制驱动部120，使得超声波传感器110被驱动成该超声波传感器110的会随温度而变化的谐振频率中的两个以上的谐振频率交替地输出。
在本发明的一个实施例中，控制部130包括超声波传感器的在对应于预定温度范围的室温下的第一谐振频率，超声波传感器的在对应于低于室温的预定温度范围的低温下的第二谐振频率，以及超声波传感器的在对应于高于室温的预定温度范围的高温下的第三谐振频率。以如下方式来控制驱动部120，使得使得超声波传感器110被驱动成交替地输出超声波传感器的这三个谐振频率。
在传统的方法中，通过促发相同频率若干次来驱动超声波传感器。例如，传统方法是以50kHz的频率驱动30次。
然而，根据本发明，驱动器120被控制为以相同的次数进行促发和输出，其中控制部130在预定的单位时间内通过促发预定的次数来输出第一谐振频率，促发相同的预定次数来输出第二谐振频率，并且促发相同的预定次数来输出第三谐振频率。
例如，根据本发明的方法，以49kHz的频率驱动10次，以50kHz的频率驱动10次，以51kHz的频率驱动10次。
图3是显示了传统的固定频率驱动波形和根据本发明的扩展频谱驱动波形的图。
参见图3(a)，通过促发相同频率若干次来驱动超声波传感器。例如，传统方法是以50kHz频率驱动30次。
另一方面，参见图3(b)，在本发明中，按照超声波传感器的会随温度而变化的谐振频率的变化来交替地输出驱动频率。在图3(b)中，以如下方式进行驱动，即顺序地输出超声波传感器在低温下的谐振频率303、超声波传感器在室温下的谐振频率302，以及超声波传感器在高温下的谐振频率301。
如上所述，根据本发明，由于低温、室温和高温下的谐振频率都输出一次，可以通过降低温度依赖性的特性的变化来提高超声波传感器的温度特性，并且至少保证了平均的性能。可靠性也得以提高。
尽管已经使用一些优选实施例描述了本发明，但是这些实施例是说明性的而非限制性的。本领域的普通技术人员将理解，可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求书中阐述的权利范围的情况下进行各种改变和修改。
Claims (3)
1.超声波传感器驱动装置，包括：
用于发射和接收超声波信号的超声波传感器；
用于驱动超声波传感器的驱动部；以及
用于控制驱动部以驱动超声波传感器的控制部，
其中，以如下方式来控制驱动部，使得超声波传感器被驱动成所述超声波传感器的会随温度而变化的两个以上的谐振频率交替地输出。
2.根据权利要求1所述的超声波传感器驱动装置，其特征在于，所述控制部包括所述超声波传感器的在对应于预定温度范围的室温下的第一谐振频率、所述超声波传感器的在对应于低于室温的预定温度范围的低温下的第二谐振频率，以及超声波传感器的在对应于高于室温的预定温度范围的高温下的第三谐振频率，其中，以如下方式来控制所述驱动部，使得所述超声波传感器被驱动成交替地输出所述超声波传感器的这三个谐振频率。
3.根据权利要求2所述的超声波传感器驱动装置，其特征在于，通过一定次数的促发来控制驱动部以进行输出，其中所述控制部在预定的单位时间内通过促发预定次数来输出第一谐振频率，通过促发所述预定次数来输出第二谐振频率，并且通过促发所述预定次数来输出第三谐振频率。
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