JP3044813B2 - 超音波センサー - Google Patents
超音波センサーInfo
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- JP3044813B2 JP3044813B2 JP9655991A JP9655991A JP3044813B2 JP 3044813 B2 JP3044813 B2 JP 3044813B2 JP 9655991 A JP9655991 A JP 9655991A JP 9655991 A JP9655991 A JP 9655991A JP 3044813 B2 JP3044813 B2 JP 3044813B2
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- Japan
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- ultrasonic
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動子の前方に
存在する物体を検知する超音波センサーに関するもので
ある。
存在する物体を検知する超音波センサーに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波センサーは、例えば自動車
のコーナーに設けられて、コーナー近傍の障害物の有無
を運転席にいながら検知するもので、図３乃至図５に基
づいて説明する。この超音波センサーは、超音波振動子
1 と、送波増幅回路2 と、受波増幅回路3 と、検波回路
4 と、マイコン7 と、報知手段6 と、からなる。
のコーナーに設けられて、コーナー近傍の障害物の有無
を運転席にいながら検知するもので、図３乃至図５に基
づいて説明する。この超音波センサーは、超音波振動子
1 と、送波増幅回路2 と、受波増幅回路3 と、検波回路
4 と、マイコン7 と、報知手段6 と、からなる。
【０００３】超音波振動子1 は、送・受波一体型のもの
であって振動子本体1aとホーン部1bを有し、増幅された
マイコン7 からの送波信号A1を受けて超音波パルス信号
を送波するとともに、物体からの反射波を受信する。
であって振動子本体1aとホーン部1bを有し、増幅された
マイコン7 からの送波信号A1を受けて超音波パルス信号
を送波するとともに、物体からの反射波を受信する。
【０００４】送波増幅回路2 は、マイコン7 からの送波
信号A1を増幅する。受波増幅回路3 は、超音波振動子1
が受波した物体からの反射波の信号を増幅する。
信号A1を増幅する。受波増幅回路3 は、超音波振動子1
が受波した物体からの反射波の信号を増幅する。
【０００５】検波回路4 は、受波増幅回路3 で増幅され
た受波信号から所定レベル以上の信号を抽出する。
た受波信号から所定レベル以上の信号を抽出する。
【０００６】マイコン7 は、外部電源D に接続され、送
波増幅回路2 を介して超音波振動子1 を間欠的に発振さ
せる送波信号A1を出力するとともに、検波回路4 からの
受波信号を信号処理し、検知範囲内にある物体の存在を
検知したり、送波直後の残響の長さや送波波形の波高値
を測定して超音波振動子1 及びその周りの異常を判別し
て、表示あるいは音声信号を出力して後述する報知手段
を駆動する。
波増幅回路2 を介して超音波振動子1 を間欠的に発振さ
せる送波信号A1を出力するとともに、検波回路4 からの
受波信号を信号処理し、検知範囲内にある物体の存在を
検知したり、送波直後の残響の長さや送波波形の波高値
を測定して超音波振動子1 及びその周りの異常を判別し
て、表示あるいは音声信号を出力して後述する報知手段
を駆動する。
【０００７】報知手段6 は、表示用のディスプレイある
いはスピーカーであってマイコン7にて駆動される。
いはスピーカーであってマイコン7にて駆動される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述したような超音波
センサーは、図４及び図５に示すように、超音波振動子
がその前方のホーン部を外方に向けて開放し、かつ自動
車のコーナーに露出してに設けられているため、超音波
振動子の振動面とホーン部とで形成される凹部やこの周
りに異物が付着し易い。この異物が雪のような超音波を
吸収するようなものであると、超音波振動子1 及びその
周りの異常を、送波直後の残響の長さや送波波形の波高
値を測定して検知するようにしているので、この異物の
存在が検出できないために超音波振動子の前方に障害物
があるにもかかわらず物体が存在しないという誤った検
知をする。このために積雪地方における使用の信頼性が
低い。
センサーは、図４及び図５に示すように、超音波振動子
がその前方のホーン部を外方に向けて開放し、かつ自動
車のコーナーに露出してに設けられているため、超音波
振動子の振動面とホーン部とで形成される凹部やこの周
りに異物が付着し易い。この異物が雪のような超音波を
吸収するようなものであると、超音波振動子1 及びその
周りの異常を、送波直後の残響の長さや送波波形の波高
値を測定して検知するようにしているので、この異物の
存在が検出できないために超音波振動子の前方に障害物
があるにもかかわらず物体が存在しないという誤った検
知をする。このために積雪地方における使用の信頼性が
低い。
【０００９】本発明は、このような事由に鑑みてなした
もので、その目的とするところは、雪等の超音波を吸収
するような異物の超音波振動子への付着をも検知して異
常が報知できる超音波センサーを提供するにある。
もので、その目的とするところは、雪等の超音波を吸収
するような異物の超音波振動子への付着をも検知して異
常が報知できる超音波センサーを提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の超音波センサーは、超音波振動子によ
り超音波パルス信号を間欠的に送波するとともに、送波
と次の送波間に物体からの反射波を受信し、所定の検知
範囲内にある物体の存在及び超音波振動子周りの異常を
検知する超音波センサーにおいて、適宜のタイミング
で、受信した信号レベルを所定より増幅させる制御手段
と、この制御手段にて所定より増幅させて超音波振動子
に対して所定の位置にあって通常において存在が検知さ
れない物体（モニター物体）の反射波を検出し、この反
射波の有無を判別する判別手段と、を設けた構成として
いる。
ために、本発明の超音波センサーは、超音波振動子によ
り超音波パルス信号を間欠的に送波するとともに、送波
と次の送波間に物体からの反射波を受信し、所定の検知
範囲内にある物体の存在及び超音波振動子周りの異常を
検知する超音波センサーにおいて、適宜のタイミング
で、受信した信号レベルを所定より増幅させる制御手段
と、この制御手段にて所定より増幅させて超音波振動子
に対して所定の位置にあって通常において存在が検知さ
れない物体（モニター物体）の反射波を検出し、この反
射波の有無を判別する判別手段と、を設けた構成として
いる。
【００１１】
【作用】この構成によれば、制御手段にて適宜のタイミ
ングで、受信した信号レベルを所定より増幅することに
より、超音波振動子に対して所定の位置にあって通常に
おいて存在が検知されない物体（モニター物体）の反射
波の信号レベルを検出レベル以上に増幅して検出できる
ようにし、この反射波の有無を判別することにより超音
波振動子周りの異常を検知している。
ングで、受信した信号レベルを所定より増幅することに
より、超音波振動子に対して所定の位置にあって通常に
おいて存在が検知されない物体（モニター物体）の反射
波の信号レベルを検出レベル以上に増幅して検出できる
ようにし、この反射波の有無を判別することにより超音
波振動子周りの異常を検知している。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて説明する。先に説明した従来例と実質的に同一の
部材には同一の符号を付して説明する。
づいて説明する。先に説明した従来例と実質的に同一の
部材には同一の符号を付して説明する。
【００１３】1 は超音波振動子で、送・受波一体型のも
のであって振動子本体とホーン部を有し、増幅された後
述するマイコンからの送波信号A1を受けて超音波パルス
信号を送波するとともに、物体からの反射波を受信す
る。
のであって振動子本体とホーン部を有し、増幅された後
述するマイコンからの送波信号A1を受けて超音波パルス
信号を送波するとともに、物体からの反射波を受信す
る。
【００１４】2 は送波増幅回路で、後述するマイコンか
らの送波信号A1を増幅する。3 は受波増幅回路で、超音
波振動子1 が受波した物体からの反射波の信号を増幅す
る。この増幅の調整は、後述するマイコンの制御手段に
て少なくとも所定と所定よりさらに増幅される２段階に
制御される。
らの送波信号A1を増幅する。3 は受波増幅回路で、超音
波振動子1 が受波した物体からの反射波の信号を増幅す
る。この増幅の調整は、後述するマイコンの制御手段に
て少なくとも所定と所定よりさらに増幅される２段階に
制御される。
【００１５】4 は検波回路で、受波増幅回路3 で増幅さ
れた受波信号から所定レベル以上の信号を抽出する。
れた受波信号から所定レベル以上の信号を抽出する。
【００１６】5 はマイコンで、外部電源D に接続されお
り、送波増幅回路2 を介して超音波振動子1 を間欠的に
発振させる送波信号A1を出力する送波出力手段5aと、送
波と同期して動作を開始する計時手段5bと、この計時手
段5bを用いて検波回路4 からの受波信号を信号処理して
検知範囲内にある物体の存在（有無及び距離）を検出し
表示あるいは音声信号を出力して後述する報知手段を駆
動する信号処理手段5cと、適宜のタイミングで受波増幅
回路3 の増幅の調整を制御する制御手段5dと、この制御
手段5dにて通常よりさらに増幅しても検知しない場合に
異常を判別する判別手段5eと、を備えており、受信の増
幅を通常よりさらに増幅したときに、通常において存在
が検知されない物体（モニター物体）の反射波を受信で
きるようにして、この反射波の有無を判別し、反射波が
無ければ表示あるいは音声信号を出力して後述する報知
手段を駆動する。
り、送波増幅回路2 を介して超音波振動子1 を間欠的に
発振させる送波信号A1を出力する送波出力手段5aと、送
波と同期して動作を開始する計時手段5bと、この計時手
段5bを用いて検波回路4 からの受波信号を信号処理して
検知範囲内にある物体の存在（有無及び距離）を検出し
表示あるいは音声信号を出力して後述する報知手段を駆
動する信号処理手段5cと、適宜のタイミングで受波増幅
回路3 の増幅の調整を制御する制御手段5dと、この制御
手段5dにて通常よりさらに増幅しても検知しない場合に
異常を判別する判別手段5eと、を備えており、受信の増
幅を通常よりさらに増幅したときに、通常において存在
が検知されない物体（モニター物体）の反射波を受信で
きるようにして、この反射波の有無を判別し、反射波が
無ければ表示あるいは音声信号を出力して後述する報知
手段を駆動する。
【００１７】報知手段6 は、表示用のディスプレイある
いはスピーカーであってマイコン5にて駆動される。
いはスピーカーであってマイコン5にて駆動される。
【００１８】次に、動作について図２(a) 乃至(d) のタ
イミングチャートを参照して説明する。
イミングチャートを参照して説明する。
【００１９】a0は超音波振動子1 に増幅されて印加され
る送波信号A1の波形である。送波信号A1は、間欠的（Ｔ
1 時間毎）にマイコン5 から出力されている。
る送波信号A1の波形である。送波信号A1は、間欠的（Ｔ
1 時間毎）にマイコン5 から出力されている。
【００２０】b1は検知範囲内に物体がない場合の、超音
波振動子1が受波した受波信号の増幅された波形で、送
波直後の残響信号B11 と、所定の検知レベル以下すなわ
ち検知範囲外にある物体（モニター物体）、例えば地面
からのＴ2 時間後の反射波の反射信号B12 と、が含まれ
ている。この受波信号は、検波回路4 に入力される。
波振動子1が受波した受波信号の増幅された波形で、送
波直後の残響信号B11 と、所定の検知レベル以下すなわ
ち検知範囲外にある物体（モニター物体）、例えば地面
からのＴ2 時間後の反射波の反射信号B12 と、が含まれ
ている。この受波信号は、検波回路4 に入力される。
【００２１】c1は検知範囲内に物体がない場合の、マイ
コン5 に入力される受波信号からの抽出信号である。こ
の抽出信号c1がマイコン5 にて信号処理されると検知範
囲内に物体がないと報知される。
コン5 に入力される受波信号からの抽出信号である。こ
の抽出信号c1がマイコン5 にて信号処理されると検知範
囲内に物体がないと報知される。
【００２２】b2は検知範囲内に物体がある場合の、増幅
された超音波振動子1 が受波した受波信号の波形で、送
波直後の残響信号B11 と、地面からのＴ2 時間後の反射
波である所定の検知レベル以下の反射信号B12 と、物体
からのＴ3 時間後の反射波である所定の検知レベル以上
の反射信号B13 と、が含まれている。この受波信号は、
検波回路4 に入力される。
された超音波振動子1 が受波した受波信号の波形で、送
波直後の残響信号B11 と、地面からのＴ2 時間後の反射
波である所定の検知レベル以下の反射信号B12 と、物体
からのＴ3 時間後の反射波である所定の検知レベル以上
の反射信号B13 と、が含まれている。この受波信号は、
検波回路4 に入力される。
【００２３】c2は検知範囲内に物体がある場合の、マイ
コン5 に入力される受波信号からの抽出信号である。こ
の抽出信号c2がマイコン5 にて信号処理されると検知範
囲内に物体があると報知される。
コン5 に入力される受波信号からの抽出信号である。こ
の抽出信号c2がマイコン5 にて信号処理されると検知範
囲内に物体があると報知される。
【００２４】b3は所定の検知範囲内に物体がない場合お
いて、受波増幅回路3 がマイコン5の制御手段5dにて通
常よりさらに増幅されたときの、超音波振動子1 が受波
した受波信号の増幅された波形で、送波直後の残響信号
B11 と、地面からのＴ2 時間後の反射波で通常より増幅
された反射信号B12 と、が含まれている。この受波信号
は、検波回路4 に入力される。
いて、受波増幅回路3 がマイコン5の制御手段5dにて通
常よりさらに増幅されたときの、超音波振動子1 が受波
した受波信号の増幅された波形で、送波直後の残響信号
B11 と、地面からのＴ2 時間後の反射波で通常より増幅
された反射信号B12 と、が含まれている。この受波信号
は、検波回路4 に入力される。
【００２５】c3は所定の検知範囲内に物体がない場合お
いて、受波増幅回路3 がマイコン5の制御手段5dにて通
常よりさらに増幅されたときの、マイコン5 に入力され
る受波信号からの抽出信号である。この抽出信号c3がマ
イコン5 にて信号処理されると所定の検知範囲外に地面
があると判別され報知手段6 からの報知が生じない。こ
の報知がない場合は、超音波振動子1 の送波・受波が正
常に動作していることになる。
いて、受波増幅回路3 がマイコン5の制御手段5dにて通
常よりさらに増幅されたときの、マイコン5 に入力され
る受波信号からの抽出信号である。この抽出信号c3がマ
イコン5 にて信号処理されると所定の検知範囲外に地面
があると判別され報知手段6 からの報知が生じない。こ
の報知がない場合は、超音波振動子1 の送波・受波が正
常に動作していることになる。
【００２６】b4は受波増幅回路3 がマイコン5 の制御手
段5dにて通常よりさらに増幅されたときの、超音波振動
子1 が受波した受波信号の増幅された波形で、送波直後
の残響信号B21 のみがあり、物体や地面からの反射波が
検出されていない。この受波信号は、検波回路4 に入力
される。
段5dにて通常よりさらに増幅されたときの、超音波振動
子1 が受波した受波信号の増幅された波形で、送波直後
の残響信号B21 のみがあり、物体や地面からの反射波が
検出されていない。この受波信号は、検波回路4 に入力
される。
【００２７】c4は受波増幅回路がマイコン5 の制御手段
5dにて通常よりさらに増幅されたときの、マイコン5 に
入力される受波信号からの抽出信号である。この抽出信
号c4がマイコン5 にて信号処理されると物体や地面から
の反射波が無いと判別し、報知手段6 が異常を報知す
る。
5dにて通常よりさらに増幅されたときの、マイコン5 に
入力される受波信号からの抽出信号である。この抽出信
号c4がマイコン5 にて信号処理されると物体や地面から
の反射波が無いと判別し、報知手段6 が異常を報知す
る。
【００２８】この超音波センサーは、始動するとa0の波
形にて送信され、所定の検知範囲内に物体がない場合は
b1、所定の検知範囲内に物体がある場合はb2の波形（受
波増幅回路の出力）を受信し、所定の検知範囲内に物体
がない場合はc1、所定の検知範囲内に物体がある場合は
c2の波形の信号処理をして、物体の有無を検知する。そ
して、制御手段5dにて適宜のタイミングで受信の増幅を
通常よりさらに増幅し、通常において存在が検知されな
い物体（モニター物体）の反射波のb3のを受信できるよ
うにして、この反射波の有無を判別し、反射波が無けれ
ば報知手段6 にて異常を表示あるいは音声信号を出力し
て報知する。
形にて送信され、所定の検知範囲内に物体がない場合は
b1、所定の検知範囲内に物体がある場合はb2の波形（受
波増幅回路の出力）を受信し、所定の検知範囲内に物体
がない場合はc1、所定の検知範囲内に物体がある場合は
c2の波形の信号処理をして、物体の有無を検知する。そ
して、制御手段5dにて適宜のタイミングで受信の増幅を
通常よりさらに増幅し、通常において存在が検知されな
い物体（モニター物体）の反射波のb3のを受信できるよ
うにして、この反射波の有無を判別し、反射波が無けれ
ば報知手段6 にて異常を表示あるいは音声信号を出力し
て報知する。
【００２９】なお、受信の増幅を通常よりさらに増幅す
るタイミングは、始動後の一定時間に設けるようにして
もよい。また、一定のサイクルの繰り返しとするように
してもよい。さらに、地面からの反射の帰ってくる時間
Ｔ2 が、物体からの反射の帰ってくる最大の時間Ｔ3 よ
りも長い場合には、Ｔ3 時間の間は通常の増幅とし、こ
れ以後から次の送波の間は通常よりさらに増幅するよう
にして一つの送波サイクル中に設けるようにしてもよ
い。
るタイミングは、始動後の一定時間に設けるようにして
もよい。また、一定のサイクルの繰り返しとするように
してもよい。さらに、地面からの反射の帰ってくる時間
Ｔ2 が、物体からの反射の帰ってくる最大の時間Ｔ3 よ
りも長い場合には、Ｔ3 時間の間は通常の増幅とし、こ
れ以後から次の送波の間は通常よりさらに増幅するよう
にして一つの送波サイクル中に設けるようにしてもよ
い。
【００３０】
【発明の効果】本発明の超音波センサーは、上述した構
成によって、制御手段にて適宜のタイミングで、受信し
た信号レベルを所定より増幅することにより、超音波振
動子に対して所定の位置にあって通常において存在が検
知されない物体（モニター物体）の反射波の信号レベル
を検出レベル以上に増幅して検出できるようにし、この
反射波の有無を判別することにより超音波振動子周りの
異常を検知しているので、雪等の超音波を吸収するよう
な異物の超音波振動子への付着をも検知して異常が報知
できる。この結果、積雪地方における使用の信頼性の向
上が図れる。
成によって、制御手段にて適宜のタイミングで、受信し
た信号レベルを所定より増幅することにより、超音波振
動子に対して所定の位置にあって通常において存在が検
知されない物体（モニター物体）の反射波の信号レベル
を検出レベル以上に増幅して検出できるようにし、この
反射波の有無を判別することにより超音波振動子周りの
異常を検知しているので、雪等の超音波を吸収するよう
な異物の超音波振動子への付着をも検知して異常が報知
できる。この結果、積雪地方における使用の信頼性の向
上が図れる。
【図１】本発明の一実施例を示すもので、(a) は回路ブ
ロック図、(b) はフローチャート図である。
ロック図、(b) はフローチャート図である。
【図２】同じく、タイミングチャート図を示すもので、
(a) は所定の検知範囲内に物体がなく受信の増幅が通常
の場合、(b) は所定の検知範囲内に物体があり受信の増
幅が通常の場合、(c) は所定の検知範囲外に物体があり
受信の増幅が通常よりさらに増幅された場合、(d) は受
信の増幅が通常よりさらに増幅されていて反射波が受信
されない場合、である。
(a) は所定の検知範囲内に物体がなく受信の増幅が通常
の場合、(b) は所定の検知範囲内に物体があり受信の増
幅が通常の場合、(c) は所定の検知範囲外に物体があり
受信の増幅が通常よりさらに増幅された場合、(d) は受
信の増幅が通常よりさらに増幅されていて反射波が受信
されない場合、である。
【図３】従来例を示すもので、(a) は回路ブロック図、
(b) はタイミングチャート図である。
(b) はタイミングチャート図である。
【図４】同じく、(a) は超音波振動子の模式図、(b) は
異物が付着した超音波振動子の模式図である。
異物が付着した超音波振動子の模式図である。
【図５】同じく、自動車のコーナーに設けられた斜視図
である。
である。
1 超音波振動子 2 送波増幅回路 3 受波増幅回路 4 検波回路 5 マイコン 5d 制御手段 5e 判別手段 6 報知手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｒ 17/00 ３３０ Ｈ０４Ｒ 17/00 ３３０Ｚ (56)参考文献 特開 昭60−15577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−135475（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−27381（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−30465（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 1/00 G01B 17/00 G01R 19/165 G01S 15/04 H04R 3/00 330 H04R 17/00 330
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波振動子により超音波パルス信号を
間欠的に送波するとともに、送波と次の送波間に物体か
らの反射波を受信し、所定の検知範囲内にある物体の存
在及び超音波振動子周りの異常を検知する超音波センサ
ーにおいて、 適宜のタイミングで、受信した信号レベルを所定より増
幅させる制御手段と、この制御手段にて所定より増幅さ
せて超音波振動子に対して所定の位置にあって通常にお
いて存在が検知されない物体（モニター物体）の反射波
を検出し、この反射波の有無を判別する判別手段と、を
設けたことを特徴とする超音波センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9655991A JP3044813B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 超音波センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9655991A JP3044813B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 超音波センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157850A JPH05157850A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3044813B2 true JP3044813B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=14168407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9655991A Expired - Lifetime JP3044813B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 超音波センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044813B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11264871A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Komatsu Ltd | 車両用障害物検出装置の監視機構 |
| JP5322037B2 (ja) | 2010-03-31 | 2013-10-23 | 株式会社デンソー | 超音波センサを用いた車両用物体検出装置 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP9655991A patent/JP3044813B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157850A (ja) | 1993-06-25 |
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