DE112017001408B4

DE112017001408B4 - Objekterfassungsgerät

Info

Publication number: DE112017001408B4
Application number: DE112017001408.5T
Authority: DE
Inventors: Mitsuyasu Matsuura; Taketo Harada; Tetsuya Aoyama; Yu Koyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: DE112017001408T5; CN108885252B; US10598774B2; JP2017172989A; WO2017159257A1; JP6568493B2; DE112017001408B8; US20190107611A1; CN108885252A

Abstract

Ein Objekterfassungsgerät, das eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung (10) antreibt, um eine Ultraschallwelle zu übertragen, und eine reflektierte Welle erhält, die von einem Objekt reflektiert wird, wobei das Gerät aufweist:die piezoelektrische Vibrationseinrichtung (10),einen Antriebsschaltkreis, der eine Antriebsleistung, die die piezoelektrische Vibrationseinrichtung (10) antreibt, zuführt, undeinen Widerstandsbereich (11, 31, 33), der einen Widerstandswert, der variabel ist, hat und mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) parallel verbunden ist, wobeider Widerstandsbereich (11, 31, 33) aufweist:einen Widerstand (11), der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) parallel verbunden ist,eine erste Wicklung (12), die mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) parallel verbunden ist,eine zweite Wicklung (13), die mit der ersten Wicklung (12) magnetisch gekoppelt ist, undWiderstände (31, 33), die über einen Schalter (42) zwischen jeweiligen Enden der zweiten Wicklung (13) und einem Masseteil verbunden sind, undwobei das Gerät außerdem einen Verzögerungsschaltkreis, der zumindest eine Umänderung, Umänderung des Schalters (42) von einem offenen Zustand zu einem geschlossenen Zustand und Umänderung des Schalters (42) von dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand, verzögert, aufweist.

Description

Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Objekterfassungsgerät, das Ultraschallwellen überträgt und reflektierte Wellen, die von Objekten reflektiert wurden, empfängt.
Stand der Technik
Mit einem Objekterfassungsgerät, das Abtastwellen bzw. Ultraschallwellen überträgt, reflektierte Wellen, die von Objekten reflektiert wurden, empfängt und die Entfernung zu dem Objekt erfasst, wird ein Echo bzw. Nachhall erzeugt, wenn die Abtastwellen übertragen werden. Die Energie des Echos ist typischerweise wesentlich größer als die Energie der reflektierten Wellen, so dass sogar wenn die reflektierten Wellen während einer Dauer (Echodauer), während der das Echo erzeugt wird, empfangen werden, es schwierig ist, die reflektierten Wellen zu erfassen.
Ein Ultraschallfühler wird in der JP 2014 - 35 323 A als ein Fühler, der die Echodauer verkürzt, beschrieben. Mit dem Ultraschallfühler, der in JP 2014 - 35 323 A beschrieben wird, wird, nachdem eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung betrieben wird, ein Impulssignal, das die inverse Phase des Echos hat, übertragen und das Echo durch das Impulssignal unterdrückt.
Die DE 35 38 964 A1 offenbart ein Objekterfassungsgerät, das eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, um eine Ultraschallwelle zu übertragen, und eine reflektierte Welle erhält, die von einem Objekt reflektiert wird, wobei das Gerät aufweist: die piezoelektrische Vibrationseinrichtung, einen Antriebsschaltkreis, der eine Antriebsleistung, die die piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, zuführt, und einen Widerstandsbereich, der einen Widerstandswert, der variabel ist, hat und mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist, wobei der Widerstandsbereich aufweist: einen Widerstand, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist.
Die EP 2 743 725 A1 offenbart ein Objekterfassungsgerät, das eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, um eine Ultraschallwelle zu übertragen, und eine reflektierte Welle erhält, die von einem Objekt reflektiert wird, wobei das Gerät aufweist: die piezoelektrische Vibrationseinrichtung, einen Antriebsschaltkreis, der eine Antriebsleistung, die die piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, zuführt, und einen Widerstandsbereich, der einen Widerstandswert, der variabel ist, hat und mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist, wobei der Widerstandsbereich aufweist: einen Widerstand, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist, eine erste Wicklung, die mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist, und eine zweite Wicklung, die mit der ersten Wicklung magnetisch gekoppelt ist.
Die JP S61- 23 984 A offenbart ein Objekterfassungsgerät, das eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, um eine Ultraschallwelle zu übertragen, und eine reflektierte Welle erhält, die von einem Objekt reflektiert wird, wobei das Gerät aufweist: die piezoelektrische Vibrationseinrichtung, einen Antriebsschaltkreis, der eine Antriebsleistung, die die piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, zuführt, und einen Widerstandsbereich, der einen Widerstandswert, der variabel ist, hat und mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist, wobei der Widerstandsbereich aufweist: einen Widerstand, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Mit dem Ultraschallfühler von der JP 2014 - 35 323 A wird, wenn es eine Abweichung des Timings, an dem das Pulssignal der inversen Phase ausgegeben wird, gibt, kann die eine Erhöhung der Amplitude des Echos verursachen. Außerdem wird, wenn das Impulssignal eine Amplitude hat, die höher als nötig ist, dann, obwohl das Echo unterdrückt werden kann, die piezoelektrische Vibrationseinrichtung durch das Impulssignal angetrieben. Das heißt, dass es für das Impulssignal nötig ist, genau erzeugt zu werden, und dies bedeutet, dass es schwierig ist, eine Robustheit sicherzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Objekterfassungsgerät zu schaffen, das eine Leistung beim Erfassen von Objekten verbessern kann. Die Aufgabe wird durch ein Objekterfassungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallfühler, der eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung antreibt, um eine Ultraschallwelle zu übertragen und eine reflektierte Welle, die von einem Objekt reflektiert wird, zu empfangen, und die die piezoelektrische Vibrationseinrichtung, einen Antriebsschaltkreis, der Antriebsleistung zum Antreiben der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung zuführt, und einen Widerstandsbereich, der parallel mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung verbunden ist und einen Widerstandswert hat, der variabel ist, enthält.
Mit der vorstehenden Konfiguration, wenn es benötigt wird, das Echo, nach dem die piezoelektrische Vibrationseinrichtung angetrieben wird, sogar wenn eine Abtastwelle übertragen wird, zu verringern, wird der Widerstandswert eines Widerstandsbereiches, der parallel mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung verbunden ist, verringert, wobei der elektrischen Leistung des Echos ermöglicht wird, durch den Widerstandsbereich verbraucht zu werden. Auf diese Weise kann die Dauer, für die das Echo erzeugt wird, verkürzt werden und es wird möglich, eine reflektierte Welle von einem nahen Objekt zu erfassen. Auf der anderen Seite kann, zu der Zeit, wenn die reflektierte Welle erhalten wird, z. B. durch ein Erhöhen des Widerstandswerts des Widerstandsbereichs, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung parallel verbunden ist, elektrische Leistung, die durch den Widerstandsbereich verbraucht wird, verringert werden. Auf diese Weise kann die Empfangsempfindlichkeit für eine reflektierte Welle, die von einem entfernten Objekt reflektiert wird, und eine reflektierte Welle, die von einem Objekt mit geringem Reflektionsgrad reflektiert wird, etc. sichergestellt werden. Demnach können beide Leistungen, Erfassungsleistung für nahe Objekte und Erfassungsleistung für entfernte Objekte, sichergestellt werden.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung, die sich auf die angehängten Zeichnungen bezieht, deutlicher.

1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines ersten Beispiels eines Ultraschallfühlers darstellt.
2 ist ein Timingdiagramm, das eine Verarbeitung, die durch einen Steuerungsbereich ausgeführt wird, des ersten Beispiels darstellt.
3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Ultraschallfühlers eines zweiten Beispiels darstellt.
4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Ultraschallfühlers eines fünften Beispiels darstellt.
5 (a) ist ein Timingdiagramm bei einem Lange-Entfernung-Modus.
5 (b) ist ein Timingdiagramm in einem Kurze-Entfernung-Modus.
6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Ultraschallfühlers eines sechsten Beispiels darstellt.
7 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Ultraschallfühlers einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Timingdiagramm, das eine Verarbeitung, die durch einen Steuerungsbereich ausgeführt wird, der erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von nicht erfindungsgemäßen Beispielen und einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
Im Folgenden werden nicht erfindungsgemäße Beispiele und eine erfindungsgemäße Ausführungsform in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte bemerkt werden, dass im Folgenden dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden.
Erstes Beispiel
Ein Objekterfassungsgerät des vorliegenden Beispiels ist ein Ultraschallfühler und ist an einem mobilen Körper wie z.B. einem Fahrzeug installiert. Der Ultraschallfühler überträgt Ultraschallwellen zu den Umgebungen des mobilen Körpers, empfängt reflektierte Wellen, die von einem Objekt in den Umgebungen des mobilen Körpers reflektiert werden, und erhält die Entfernung zwischen dem mobilen Körper und dem Objekt durch ein Messen des Zeitintervalls der Übertragung und des Empfangs.
1 ist ein Schaltkreisdiagramm des Ultraschallfühlers nach dem vorliegenden Beispiel. Mit diesem Ultraschallfühler werden Ultraschallwellen durch ein Anlegen einer Spannung an eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 übertragen und die Energie der reflektierten Wellen, die durch die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 empfangen wird, wird in eine Spannung umgewandelt. Ein erster Widerstand 11 und eine erste Wicklung sind parallel mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 verbunden. Die erste Wicklung 12 ist mit der zweiten Wicklung 13 magnetisch gekoppelt, wobei ein Umwandler gebildet wird. Die zweite Wicklung 13 enthält einen Mittelabgriff, mit dem eine Leistungsquelle verbunden ist. Die Spannung der Leistungsquelle 14 ist zum Beispiel 12 V.
Ein erstes Ende der zweiten Wicklung 13 ist mit der Masse über einen ersten Schalter 15 verbunden, währen ein zweites Ende der zweiten Wicklung 13 mit der Masse über einen zweiten Schalten 16 verbunden ist. Die zweite Wicklung 13, der erste Schalter 15 und der zweite Schalter 16 konstituieren einen Antriebsschaltkreis der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10. Zusätzlich sind das erste Ende und das zweite Ende der zweiten Wicklung 13 durch einen in Reihe verbundenen bzw. geschalteten Körper, der von einem dritten Schalter 17 und einem zweiten Widerstand 18 konstituiert wird, verbunden.
Die Spannung der Seite der ersten Wicklung 12 wird über einen Verstärker 19 zu dem Steuerungsbereich 100 der Steuerungssignale zu dem ersten Schalter 15, dem zweiten Schalter 16 und dem dritten Schalter 17 überträgt, eingegeben. Der Steuerungsbereich ist ein Computer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen I/O-Schalter und ähnliches enthält.
Der Steuerungsbereich 100 überträgt Abtastwellen und führt eine Steuerung mit der Zeitdauer von der Zeit der Übertragung aus, bis ein vorbestimmtes Intervall als eine Steuerungsdauer vergangen ist. Wenn Ultraschallwellen durch ein Antreiben der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 übertragen werden, führt der Steuerungsbereich 100 eine Antriebssteuerung zum Zuführen einer Antriebsleistung durch ein abwechselndes Anschalten des ersten Schalters 15 und des zweiten Schalters 16 durch. Auf diese Weise werden Richtungen, Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung, an die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 abwechselnd angelegt. Wenn reflektierte Wellen durch die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 empfangen werden, werden beide Schalter, erster Schalter 15 und zweiter Schalter 16, ausgeschaltet. Auf diese Weise wird Leistung von der Seite der zweiten Wicklung 13 zu der Seite der ersten Wicklung 12 nicht zugeführt und die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 vibriert durch ein Erhalten der reflektierten Wellen. Eine Spannung auf Grundlage der Leistung, die durch die Vibration erzeugt wird, wird über den Verstärker 19 zu dem Steuerungsbereich 100 eingegeben, um dabei zu erfassen, dass reflektierte Wellen empfangen werden.
Wenn die reflektierten Wellen empfangen werden, berechnet der Steuerungsbereich 100 die Entfernung zu dem Objekt auf Grundlage der Zeitdauer von dem Zeitpunkt, an dem die Abtastwellen übertragen werden, bis die reflektierten Wellen empfangen werden, und überträgt Informationen der Entfernung zu anderen Steuerungseinheiten. Wenn keine reflektierten Wellen in einer Zeitdauer, von der Zeit eines Übertragens der Abtastwellen bis einem vorbestimmen Intervall vergangen ist, erhalten werden, dann wird dies genommen, um anzuzeigen, dass kein Objekt in dem Erfassungsbereich ist. Es sollte bemerkt werden, dass es gleichermaßen möglich ist, die Zeitdauer zu erhalten, die vergeht, bis reflektierte Wellen durch den Steuerungsbereich 100 empfangen werden, und Informationen der Zeitdauer zu anderen Steuerungseinheiten zu übertragen.
Zusätzlich zum Steuern des Öffnens und Schließens des ersten Schalters 15 und des zweiten Schalters 16 steuert der Steuerungsbereich 100 ein Öffnen und Schließen des dritten Schalters 17. Wenn der erste Schalter 15 und der zweite Schalter 16 ausgeschaltet sind und der dritte Schalter 17 eingeschaltet ist, werden die Enden der zweiten Wicklung 13 über den zweiten Widerstand 18 verbunden. Demnach wird, wenn ein Strom an der Seite der ersten Wicklung 12 strömt, ein Strom an der Seite der zweiten Wicklung 13 strömen und Leistung wird in dem zweiten Widerstand 18 zusätzlich zu dem ersten Widerstand 11 verbraucht. Zu dieser Zeit wird ein Schaltkreis erhalten, der zu einem Schaltkreis, bei dem ein Widerstand einen Widerstandswert hat, der durch ein Multiplizieren des Widerstandswerts des zweiten Widerstands 18 mit dem Quadrat eines Windungsverhältnisses erhalten wird, äquivalent ist, erhalten und parallel mit dem ersten Widerstand 11 verbunden. Das heißt, wenn der Widerstandswert des zweiten Widerstands 18 500Ω ist und das Windungsverhältnis zwischen der ersten Wicklung 12 und der zweiten Wicklung 13 4:1 ist, dann wird, wenn der dritte Schalter 17 eingeschaltet wird, ein Schaltkreis erhalten, der zu einem Schaltkreis äquivalent ist, bei dem der erste Widerstand mit einem Widerstand, der einen Widerstandswert von 8kΩ hat, parallel verbunden ist.
Demnach wird durch ein Einschalten des dritten Schalters 17 während einer Zeitdauer (Echodauer), bei der ein Echo erzeugt wird, nachdem die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 gesteuert wird, um angetrieben zu werden, dann aufgrund des ersten Widerstands 11, der ersten Wicklung 12, der zweiten Wicklung 13 und dem zweiten Widerstand 18, ein Widerstandsbereich gebildet, der einen geringeren kombinierten Widerstandswert als für den Fall hat, bei dem nur der erste Widerstand 11 parallel verbunden ist, wobei der Betrag der Leistung des Echos, die pro Einheit der Zeit verbraucht wird, erhöht wird, so dass die Echodauer verkürzt werden kann. Auf der anderen Seite wird, wenn der kombinierte Widerstandswert klein ist, wenn reflektiert Wellen mit geringen Amplituden empfangen werden, dann die elektrische Leistung auf Grundlage der reflektierten Wellen durch die Widerstände verbraucht, so dass eine Erfassung schwierig wird. Demnach wird, wenn das Echo der piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 endet, eine Steuerung zum Ausschalten des dritten Schalter 17 durchgeführt, wobei der Widerstandswert des Widerstandsbereiches, der mit der piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 parallel verbunden ist, groß gemacht wird.
Als Nächstes wird ein Timingdiagramm der Verarbeitung, die durch den Steuerungsbereich 100 ausgeführt wird, in Bezug auf 2 beschrieben. Zunächst wird, wenn eine Startanweisung zum Antreiben der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 zum Zeitpunkt t1 geschickt wird, eine Antriebssteuerung der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 zum Zuführen von Antriebsleistung durch ein abwechselndes Einschalten des ersten Schalters 15 und des zweiten Schalters 16 durchgeführt. Aufgrund dieser Antriebssteuerung, werden Spannungen, die verschiedene Polaritäten haben, an die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 abwechselnd angelegt, wobei die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 dabei angetrieben wird, um Abtastwellen, die Ultraschallwellen sind, zu übertragen. Zu dieser Zeit hat die Amplitude der Abtastwellen einen größeren Wert als h_max, was der Grenzwert ist, der erfasst werden kann. Die Zeitdauert, bei der die Antriebssteuerung durchgeführt wird, ist vorbestimmt und fährt bis zum Zeitpunkt t2 fort.
Am Zeitpunkt t2 werden beide Schalter, erster Schalter 15 und zweiter Schalter 16 ausgeschaltet und die Antriebssteuerung der piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 endet. Da ein Echo in der piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 zu dieser Zeit erzeugt wurde, wird der dritte Schalter 17 eingeschaltet, um die Echodauer zu verkürzen. Als ein Ergebnis des Einschaltens des dritten Schalters 17 wird ein geschlossener Schaltkreis, bei dem die zweite Wicklung 13 und der zweite Widerstand 18 in Reihe verbunden bzw. geschaltet sind, gebildet. Als ein Ergebnis werden der erste Widerstand 11 und der zweite Widerstand 18 parallel verbunden und der kombinierte Widerstandswert wird klein. Der Betrag von elektrischer Leistung, der durch den ersten Widerstand 11 und den zweiten Widerstand 18 verbraucht wird, wird dabei erhöht und die Echodauer kann verkürzt werden. Es sollte bemerkt werden, dass in 2 die Wellenform der Abtastwellen für den Fall, bei dem die Steuerung des dritten Schalter 17 nicht ausgeführt wird, durch gestrichelte Linien angezeigt wird.
Wenn die Steuerung des Einschaltens des dritten Schalters 17 fortgesetzt wird und die Amplitude des Echos am Zeitpunkt 3 kleiner als der Schwellwert h_min ist, dann wird, da die Amplitude für ein Ermöglichen der Erfassung von reflektierten Wellen ausreichend klein ist, der dritte Schalter 17 ausgeschaltet. Auf diese Weise wird, da der erste Widerstand 11, der mit der piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 parallel verbunden ist, mit dem zweiten Widerstand 18 nicht länger parallel verbunden ist, der Widerstandswert hoch. Als ein Ergebnis wird, wenn reflektierte Wellen durch die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 empfangen werden, während sie in Bereitschaft ist, um reflektierte Wellen zu empfangen, die elektrische Leistung, die durch den Widerstand verbraucht wird, klein. Demnach können reflektierte Wellen mit einer kleinen Amplitude wie z.B. reflektierte Wellen, die von einem entfernten Objekt reflektiert werden, oder reflektierte Wellen, die von einem Objekt mit geringem Reflektionsgrad reflektiert werden, erfasst werden.
Aufgrund der vorstehenden Konfiguration sieht der Ultraschallfühler nach dem vorliegenden Beispiel die folgenden Effekte vor.
Nach einem Beenden der Antriebssteuerung der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 durch ein Einschalten des dritten Schalters 17, kann die elektrische Leistung des Echos leichter verbraucht werden und die Echodauer kann verkürzt werden. Da reflektierte Wellen von Objekten während der Echodauer nicht erfasst werden können, durch ein Verkürzen der Echodauer, wird es möglich, Objekte zu erfassen, die nah sind.
Nachdem die Echodauer endet, wird der dritte Schalter 17 eingeschaltet und der Widerstandswert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 parallel verbunden ist, wird erhöht. Als ein Ergebnis kann die Empfangsempfindlichkeit für reflektierte Wellen mit geringer Amplitude wie z.B. reflektierte Wellen, die von entfernten Objekten reflektiert werden, und reflektierte Wellen, die von Objekten mit geringem Reflektionsgrad reflektiert werden, sichergestellt werden.
Da die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 durch ein Anlegen einer hohen Spannung vibriert, wenn ein Schalter mit einem Widerstand, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 parallel verbunden ist, in Reihe verbunden ist, wird es für den Schalter benötigt, einen hohen Wert eines Widerstehens einer Spannung zu haben. Allerdings kann, bei diesem Beispieldurch ein Vorsehen des in Reihe verbundenen Körpers des dritten Schalters 17 und des Widerstands 18 in einem Antriebsschaltkreis mit geringer Spannung, der kombinierte Wert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 parallel verbunden ist, durch ein Einschalten des dritten Schalters 17 klein gemacht werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen Schalter, der einen geringen Wert des Widerstehens einer Spannung hat, als den dritten Schalter 17 zu verwenden.
Nachdem die Antriebssteuerung angewendet wird, tritt der Antriebsschaltkreis der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 in einen Bereitschaftszustand ein, wobei ein Warten bis zur nächsten Antriebssteuerung beginnt, und im Allgemeinen wird es nicht genutzt. Mit dem vorliegenden Beispielwerden die erste Wicklung 12 und die zweite Wicklung 13, die den Antriebsschaltkreis der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 konstituieren, verwendet, um den Widerstandsbereich zu konstituieren, der die Echodauert verkürzt, und es ist demnach nicht nötig, einen getrennten Widerstandsbereich vorzusehen. Demnach können die Größe des Schaltkreises und die Herstellungskosten verringert werden.
Zweites Beispiel
Der Ultraschallfühler des vorliegenden Beispiels ist von dem Ultraschallfühler nach dem ersten Beispiel beim Teil der Schaltkreiskonfiguration verschieden. 3 ist ein Schaltkreisdiagramm des Ultraschallfühlers nach dem vorliegenden Beispiel.
Ein erster Widerstand 21 und eine erste Wicklung 22 sind mit einer piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden. Die erste Wicklung 22 ist mit einer zweiten Wicklung 23 magnetisch gekoppelt, wobei ein Umwandler gebildet wird. Die zweite Wicklung 23 enthält einen Mittelabgriff, an dem eine Leistungsquelle 24 verbunden ist. Ein erstes Ende der zweiten Wicklung 23 ist über einen ersten Schalter 25 mit der Masse verbunden und ein zweites Ende der zweiten Wicklung 23 ist über einen zweiten Schalter 26 mit der Masse verbunden.
Außerdem ist ein in Reihe verbundener Körper, der von einem dritten Schalter 27 und einem zweiten Widerstand 28 konstituiert wird, mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden. Das heißt, dass ein Widerstandsbereich durch den ersten Widerstand 32, den zweiten Widerstand 28 und den dritten Schalter 27 gebildet wird. Demnach ist, wenn der dritte Schalter 27 eingeschaltet wird, ein parallelverbundener Körper, der von dem ersten Widerstand 21 und dem zweiten Widerstand 28 konstituiert wird, mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden und der kombinierte Widerstand von diesen ist geringer als für den Fall, bei dem nur der erste Widerstand 21 mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist. Das heißt, wenn der dritte Schalter 27 eingeschaltet ist, wird der gleiche Effekt erhalten, wie wenn der dritte Schalter 17 bei dem ersten Beispieleingeschaltet wird.
Auf die gleiche Weise wie bei dem ersten Beispiel wird die Spannung der Seite der ersten Wicklung 22 in den Steuerungsbereich 200 über den Verstärker 29 eingegeben und der Steuerungsbereich 200 überträgt Steuerungssignale zu dem ersten Schalter 25, dem zweiten Schalter 26 und dem dritten Schalter 27. Da die Steuerung der Schalter, erster bis dritter Schalter 25 bis 27, die durch den Steuerungsabschnitt 200 durchgeführt wird, zu der bei dem ersten Beispiel äquivalent ist, wird deren Beschreibung ausgelassen.
Drittes Beispiel
Mit dem Beispiel, bei dem die Schaltkreiskonfiguration zu der bei dem zweiten Beispiel gleich ist, aber das Beispiel beim Teil der Verarbeitung, die durch den Steuerungsabschnitt 200 durchgeführt wird, verschieden ist. Bei dem vorliegenden Beispiel gibt es einen Lange-Entfernung-Modus (erster Modus), bei der es der Echodauer erlaubt ist, lang zu sein, und bei der die Erfassungsleistung für reflektierte Wellen, die von entfernten Objekten reflektiert werden, verbessert ist, und einen Kurze-Entfernung-Modus (zweiter Modus), bei dem die Echodauer verkürzt ist und bei der reflektierte Wellen von nahen Objekten auch erfasst werden. Jeder der Modi, Lange-Entfernung-Modus und Kurze-Entfernung-Modus, hat eine einzelne Steuerungsmöglichkeit während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das von der Zeit eines Übertragens der Abtastwellen beginnt. Zum Beispiel wird Beurteilung gemacht, ob in dem Lange-Entfernung-Modus rüber geschaltet oder zu dem Kurze-Entfernung-Modus rüber geschaltet werden soll oder nicht.
Bei dem Lange-Entfernung-Modus wird der dritte Schalter 27 in einem Aus-Zustand gehalten, so dass der Widerstandswert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, hoch wird. Als ein Ergebnis wird der Betrag elektrischer Leistung, die durch den Widerstand verbraucht wird, klein und die Echodauer wird lang. Auf der anderen Seite wird die elektrische Leistung der reflektierten Wellen, die von entfernten Objekten reflektiert werden, nicht einfach geschwächt, so dass die Erfassungsleistung für die reflektierten Wellen verbessert wird.
Bei dem Kurze-Entfernung-Modus wird der dritte Schalter in einem EIN-Zustand gehalten, so dass der Widerstandswert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, klein wird. Als ein Ergebnis wird der Betrag elektrischer Leistung, die durch den Widerstand pro Einheit von Zeit verbraucht wird, erhöht und die Echodauer wird kurz. Demnach können die reflektierten Wellen, die von Objekten, die nah sind, reflektiert werden, erfasst werden.
Zunächst fährt der Steuerungsbereich 200 mit einer Erfassung von Objekten in dem Lange-Entfernung-Modus fort, um die Erfassungsleistung für entfernte Objekte beizubehalten. Wenn reflektierte Wellen von einem entfernten Objekt fortfahren, erfasst zu werden, und die Objekte näher zu dem Ultraschallfühler kommen, dann wird, wenn die Entfernung zu dem Objekt weniger als ein vorbestimmter Wert (zum Beispiel 1 m) wird, ein Wechsel in den Kurze-Entfernung-Modus durchgeführt, wobei die Echodauer verkürzt wird. Wegen einer solchen Steuerung kann eine gute Erfassungsleistung für nahe Objekte und entfernte Objekte beibehalten werden.
Viertes Beispiel
Mit dem vorliegenden Beispiel ist die Schaltkreiskonfiguration zu der des zweiten Beispiels gleich, aber ein Teil der Verarbeitung, die durch den Steuerungsbereich 200 durchgeführt wird, ist verschieden. Zusätzlich führt der Steuerungsbereich 200 eine Steuerung in dem Lange-Entfernung-Modus und dem Kurze-Entfernung-Modus wie bei dem dritten Beispiel durch.
Zunächst führt der Steuerungsbereich 200 ein Übertragen von Abtastwellen und Empfangen von reflektierten Wellen durch eine Steuerung in einem der Modi, Lange-Entfernung-Modus und Kurze-Entfernung-Modus, durch. Bei der nächsten Steuerungsdauer werden das Übertragen von Abtastwellen und das Empfangen von reflektierten Wellen durch eine Steuerung in dem anderen Einen der Modi, Lange-Entfernung-Modus und Kurze-Entfernung-Modus, durchgeführt. Demnach kann, wenn es ein Objekt (Objekt, das in einer kurzen Entfernung positioniert ist) gibt, das schwierig ist, um in dem Lange-Entfernung-Modus erfasst zu werden, die Position des Objekts erfasst werden, wenn die Steuerung in dem Kurze-Entfernung-Modus durchgeführt wird. Auf der anderen Seite kann, wenn es ein Objekt (Objekt, das in einer langen Entfernung positioniert ist) gibt, das schwierig ist, um in dem Kurze-Entfernung-Modus erfasst zu werden, die Position des Objekts erfasst werden, wenn die Steuerung als nächstes durchgeführt wird, bei der der kombinierte Widerstand groß ist. Wegen einer solchen Steuerung kann eine gute Erfassungsleistung für beide Objekte, nahe Objekte und entfernte Objekte, erreicht werden.
Es sollte bemerkt werden, dass es gleichwohl möglich ist, die Steuerung in dem Kurze- Entfernung-Modus eine Mehrzahl von Malen nach einem Durchgeführt-haben der Steuerung in dem Lange-Entfernung-Modus eine Mehrzahl von Malen durchzuführen. Außerdem ist es gleichwohl möglich, die Steuerung in dem Lange-Entfernung-Modus eine Mehrzahl von Malen nach einem Durchgeführt-haben der Steuerung in dem Kurze- Entfernung-Modus eine Mehrzahl von Malen durchzuführen.
Fünftes Beispiel
Mit dem vorliegenden Beispiel unterscheidet sich ein Teil des Schaltkreises des Ultraschallfühlers von dem des zweiten Beispiels. 4 ist ein Schaltkreisdiagramm des Ultraschallfühlers des vorliegenden Beispiels. Auf die gleich Weise wie bei dem zweiten Beispiel, wird ein dritter Schalter 27a in Reihe mit dem zweiten Widerstand 28, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, verbunden. Außerdem wird ein vierter Schalter 27b mit dem ersten Widerstand 21, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, in Reihe verbunden. Mit solch einem Schaltkreis ist es möglich, einen Zustand, bei der nur der erste Widerstand 21 mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, einen Zustand, bei der nur der zweite Widerstand mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, und einen Zustand, bei der beide Widerstände, erster Widerstand 21 und zweiter Widerstand 28, mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden sind, auszuwählen, d.h. drei Zustände können ausgewählt werden. Da die verbleibende Konfiguration ähnlich der bei dem zweiten Beispiel ist, wird die Beschreibung ausgelassen.
Es wird angenommen, dass der Widerstandswert des ersten Widerstands 21 größer als der Widerstandswert des zweiten Widerstands 28 ist. Das heißt, wenn beide Schalter, dritter Schalter 27a und vierter Schalter 27b, eingeschaltet sind, wird der Widerstandswert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, das Minimum, während, wenn der dritte Schalter 27a ausgeschaltet ist und der vierte Schalter 27b eingeschaltet ist, der Widerstandswert des Widerstands mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, das Maximum wird.
5(a) ist ein Timingdiagramm des Lange-Entfernung-Modus, der durch den Ultraschallfühler nach dem vorliegenden Beispiel durchgeführt wird, und 5(b) ist ein Timing-Diagramm des Kurze-Entfernung-Modus. Die Weise des eindeutigen Verwendens des Lange-Entfernung-Modus und des Kurze-Entfernung-Modus ist zu denen bei den Beispielen, drittes und viertes Beispiel, äquivalent.
Bei dem Lange-Entfernung-Modus wird der dritte Schalter 27a ausgeschaltet und der vierte Schalter 27b wird eingeschaltet, während elektrische Leistung zu der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 zugeführt wird, was an Zeitpunkt t1 startet. Als ein Ergebnis kann, während elektrische Leistung zugeführt wird, der Verbrauch der elektrischen Leistung bei den Widerständen unterdrückt werden. Als Nächstes, wenn das Zuführen von elektrischer Leistung am Zeitpunkt t2 endet, wird der dritte Schalter 27a eingeschaltet und der vierte Schalter 27b ausgeschaltet. Auf diese Weise wird der Widerstandswert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, klein und das Echo kann schnell verringert werden.
Bei dem Kurze-Entfernung-Modus wird der dritte Schalter 27a eingeschaltet und der vierte Schalter 27b wird ausgeschaltet, während elektrische Leistung zu der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 zu geführt wird, was an Zeitpunkt t1 startet. Als ein Ergebnis kann, während elektrische Leistung zugeführt wird, der Verbrauch von elektrischer Leistung in den Widerständen unterdrückt werden. Danach werden, wenn das Zuführen von elektrischer Leistung am Zeitpunkt t2 endet, beide Schalter, dritter Schalter 27a und vierter Schalter 27b, eingeschaltet. Auf diese Weise wird der Widerstandswert des Widerstands, der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 parallel verbunden ist, klein und das Echo kann schnell verringert werden. In diesem Fall wird die Zeitdauert, während der elektrische Leistung zu der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 zugeführt wird, das heißt, das Intervall zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2, kleiner als das in dem Lange-Entfernung-Modus gemacht. Dabei kann das Echo der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 verringert werden und als ein Ergebnis, kann die Echodauert verkürzt werden.
Es sollte bemerkt werden, dass die Schaltermuster in 5(a) und (b) nur Beispiele sind und dass es gleichwohl möglich ist, die Widerstandswerte in dem Lange-Entfernung-Modus größer als die Widerstandswerte in dem Kurze-Entfernung-Modus zu machen. Außerdem wie mit den Beispielen, erstes und zweites Beispiel, würde es möglich sein, eine Steuerung zum Erhöhen des Widerstandswerts durchzuführen, nachdem das Echo geendet hat.
Sechstes Beispiel
Mit dem vorliegenden Beispiel unterscheidet sich ein Teil der Schaltkreiskonfiguration des Ultraschallfühlers von den Ultraschallfühlern der vorstehenden Beispiele. 6 ist ein Schaltkreisdiagramm des Ultraschallfühlers des vorliegenden Beispiels.
Auf die gleiche Weise wie bei dem ersten Beispiel hat die piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 20 einen ersten Widerstand 11 und eine erste Wicklung 12, die parallel verbunden sind, mit der ersten Wicklung 12, die mit der zweiten Wicklung 13 magnetisch gekoppelt ist, um einen Umwandler zu bilden.
Ein Ende der zweiten Wicklung 13 ist über den zweiten Widerstand 31 mit der Anode der ersten Diode 32 verbunden. Das andere Ende der zweiten Wicklung 13 ist über den dritten Widerstand 33 mit der Anode der zweiten Diode 34 verbunden. Die Kathoden der Dioden, erste und zweite Diode 32, 34, sind zur Masse über den dritten Schalter 35 verbunden.
Der Steuerungsabschnitt 300 überträgt Steuerungssignal zu dem ersten Schalter 15, dem zweiten Schalter 16 und dem dritten Schalter 35. Das heißt, da das Timing der Steuerung des ersten Schalters 15, des zweiten Schalters 16 und des dritten Schalters 35 die gleich wie bei dem ersten Beispielist, wird die Beschreibung ausgelassen.
Aufgrund der vorstehenden Konfiguration sieht ein Ultraschallfühler nach dem vorliegenden Beispiel Effekte vor, die zu denen des ersten Beispiels äquivalent sind.
Ausführungsform
Mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsform unterscheidet sich ein Teil der Schaltkreiskonfiguration des Ultraschallfühlers von den Ultraschallfühlern der vorstehenden Beispiele. 7 ist ein Schaltkreisdiagramm des Ultraschallfühlers nach der vorliegenden Ausführungsform.
Die piezoelektrische Vibrationseinrichtung 10 hat einen ersten Widerstand 11 und eine erste Wicklung 12, die, wie bei dem ersten Beispiel, parallel verbunden sind, mit der ersten Wicklung 12, die mit der zweiten Wicklung 13 magnetisch gekoppelt ist, um einen Umwandler zu bilden.
Ein Ende der zweiten Wicklung 13 ist über den zweiten Widerstand 31 mit der Anode der ersten Diode 32 verbunden. Das andere Ende der zweiten Wicklung 13 ist über den dritten Widerstand 33 mit der Anode der zweiten Diode 34 verbunden. Die Kathoden der ersten Diode 32 und der zweiten Diode 34 sind mit einem ersten Verbindungspunkt 41 verbunden. Der erste Verbindungspunkt 41 ist über den dritten Schalter 42 mit der Masse verbunden.
Das Gate, das ein Leitungssteuerungsanschluss ist, des dritten Schalters, ist über einen zweiten Verbindungspunkt 43 und einen Hilfsschalter 44 mit der Masse verbunden. Das Gate des Hilfsschalters 44 ist konfiguriert, um Steuerungssignale über einen Widerstand 45 zu empfangen. Außerdem ist ein Kondensator 46 zwischen dem Gate des Hilfsschalters 44 und dem Masseteil vorgesehen.
Der erste Verbindungspunkt 41 und der zweite Verbindungspunkt 43 sind über einen vierten Widerstand 47 verbunden, während der zweite Verbindungspunkt 43 über einen Kondensator 48 mit der Masse verbunden ist. Das heißt, dass ein in Reihe verbundener bzw. in Reihe geschalteter RC-Schaltkreis durch den vierten Widerstand 47 und den Kondensator 48 gebildet wird, mit dem in Reihe verbundener RC-Schaltkreis, der mit dem dritten Schalter 42 parallel verbunden ist.
Der Steuerungsbereich 400 überträgt Steuerungssignale zu dem ersten Schalter 15, dem zweiten Schalter 16 und dem Hilfsschalter 44. Das Timing der Steuerung des ersten Schalters 15 und des zweiten Schalters 16 ist zu dem des ersten Beispiels äquivalent. Außerdem ist das Timing der Steuerung des Hilfsschalters 44 zu dem Timing der Steuerung des dritten Schalters 17 der Ausführungsform äquivalent.
Wenn der Steuerungsbereich 400 den Hilfsschalter 44 einschaltet, wird die Gatespannung des dritten Schalters 42 größer als ein Schwellwert und der dritte Schalter 42 wird eingeschaltet. Zu dieser Zeit schwankt die Potentialdifferenz zwischen den Enden der zweiten Wicklung 13 um 0 V als einen Zentrumswert und da der in Reihe verbundener RC-Schaltkreis durch den vierten Widerstand 47 gebildet ist und der Kondensator 48 mit dem dritten Schalter 42 parallel verbunden ist, wird die Gatespannung des dritten Schalters 42 bei einem Wert, der größer als der Schwellwert ist, gehalten. Als ein Ergebnis bleibt der dritte Schalter 42 in einem Ein-Zustand.
Wenn der Steuerungsbereich 400 den Hilfsschalter 44 ausschaltet, wird, dieses begleitend, auch der dritte Schalter 42 ausgeschaltet. Zu dieser Zeit erhöht sich fortschreitend aufgrund des in Reihe verbundenen RC-Schaltkreises, der durch den vierten Widerstand 47 und den Kondensator 48, der mit dem dritten Schalter 42 parallel verbunden ist, gebildet ist, die Potentialdifferenz zwischen den Enden der zweiten Wicklung 13 von 0 V. Das heißt, obwohl die Spannungsveränderung der Seite der zweiten Wicklung 13 des Umwandlers durch die erste Wicklung 12 verstärkt wird, da die Spannungsänderung fortschreitend ist, dass die Erzeugung eines Geräuschs bzw. eines Rauschens aufgrund der plötzlichen Spannungsvariation an der Seite der ersten Wicklung 12 unterdrückt werden kann.
Als Nächstes wird die Verarbeitung, die durch den Steuerungsbereich 400 nach der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, in Bezug auf das Timingdiagramm, das in 8 gezeigt wird, beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben ist, kann, da die Potentialdifferenz zwischen den Enden der zweiten Wicklung 13 sich fortschreitend erhöht, die Erzeugung des Rauschens, wie es durch eine gestrichelte Linie in 8 angezeigt wird, unterdrückt werden.
Aufgrund der vorstehenden Konfiguration sieht der Ultraschallfühler nach der vorliegenden Ausführungsform Effekte vor, die zu denen des ersten Beispiels äquivalent sind und sieht zusätzlich die folgenden Effekte vor.
Da der in Reihe verbundener RC-Schaltkreis, der durch den vierten Widerstand 47 und den Kondensator 48 gebildet ist, mit dem dritten Schalter 42 parallel verbunden ist, kann die Änderung der Spannung der Seite der zweiten Wicklung 13 des Umwandlers, wenn der dritte Schalter 42 ausgeschaltet ist, fortschreitend gemacht werden. Aus diesem Grund kann ein Rauschen, das aufgrund von plötzlichen Änderungen bei einer Spannung erzeugt wird, unterdrückt werden. Wenn ein Rauschen erzeugt wird, wenn der dritte Schalter 42 ausgeschaltet ist, dann wird die Genauigkeit beim Empfangen der reflektierten Wellen verringert, bis das Rauschen geschwächt ist, so dass es für das Empfangen der reflektierten Wellen notwendig sein würde, zu warten, bis das Rauschen ausreichend geschwächt wurde. Demnach würde ein Bereitschaftsintervall, bis ein Empfangen startet, verlängert werden, und es würde schwierig sein, nahe Objekte zu erfassen. Allerdings kann aufgrund des in Reihe verbundenen RC-Schaltkreises, der durch den Widerstand 47 und den Kondensator 48 gebildet wird, das Rauschen, das durch die gestrichelte Linie in 8 angezeigt wird, unterdrückt werden und die Position eines nahen Objekts kann auch genau erfasst werden. Demnach kann der Erfassungsbereich des Ultraschallfühlers verbreitert werden.
Modifizierte Beispiele
Bei dem ersten Beispiel ist in dem Antriebsschaltkreis ein in Reihe verbundener Körper aus dem zweiten Widerstand 18 und dem dritten Schalter 17 vorgesehen, und unter Verwendung der ersten Wicklung 12 und der zweiten Wicklung 13, die zum Antreiben der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 verwendet werden, wird die Echodauer reduziert. Es wäre jedoch ebenso möglich, ein von der ersten Wicklung 12 und der zweiten Wicklung 13 verschiedenes Spulenpaar vorzusehen und einen Widerstandsbereich durch einen in Reihe verbundenen Körper aus einem Widerstand und einem Schalter zu bilden, die mit einer der beiden Wicklungen verbunden sind.
Bei dem ersten Beispiel wird ein Punkt, an dem die Wellenhöhe unter h_min fällt, was ein Schwellwert ist, als Möglichkeit zum Durchführen einer Steuerung zum Ausschalten des dritten Schalters 17 verwendet. Es wäre jedoch auch möglich, den dritten Schalter 17 nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitintervalls ab dem Zeitpunkt t2 auszuschalten, an dem das Zuführen von elektrischer Energie zur piezoelektrischen Vibrationseinrichtung 10 endet. Obwohl das Zeitintervall vorbestimmt ist, wäre es ebenso möglich, eine Korrektur des Zeitintervalls auf der Grundlage von Bedingungen wie Temperatur und Feuchtigkeit vorzunehmen.
Bei den Beispielen, zweites bis fünftes Beispiel, wird der kombinierte Widerstand von Widerständen, die parallel zum piezoelektrischen Vibrator 20 verbunden sind, durch paralleles Verbinden der Widerstände und Ändern der Form der Verbindung verändert. Es wäre jedoch ebenso möglich, einen variablen Widerstand parallel zum piezoelektrischen Vibrator 20 zu verbinden und den Widerstandswert dieses variablen Widerstands zu ändern.
Bei den vorstehenden Beispielen und der Ausführungsform ist ein Mittelabgriff auf die primärseitige Wicklung des Transformators, d.h. die zweite Wicklung 13, vorgesehen. Es wäre jedoch auch möglich, eine Wicklung ohne Mittelanzapfhahn zu verwenden. In diesem Fall könnte die elektrische Energieversorgung durch eine Stromversorgungsschaltung erfolgen, die abwechselnd eine Vorwärts- und eine Rückwärtsspannung anlegt.
Bei dem ersten Beispiel wäre es ebenso möglich, einen in Reihe verbundenen Körper, der von einem Schalter und einem Widerstand gebildet wird, zusätzlich zu einem in Reihe verbundenen Körper, der von dem dritten Schalter 17 und dem zweiten Widerstand 18 gebildet wird, vorzusehen, um den kombinierten Widerstandswert in einer Mehrzahl von Schritten zu verändern. Darüber hinaus wäre es ebenso möglich, einen variablen Widerstand zu verwenden wie den zweiten Widerstand 18.
Bei den Beispielen, zweites bis fünftes Beispiel, wäre es neben dem ersten Widerstand 21 und dem zweiten Widerstand 28 auch ebenso möglich, einen Widerstand parallel zu verbinden und einen Schalter zum Umschalten der Anschlussbedingungen dieses Widerstands vorzusehen.
Es wäre auch möglich, in dem dritten und vierten Beispiel die Steuerung anzuwenden, um die Dauer der elektrischen Energieversorgung im Kurze-Entfernung-Betrieb kürzer zu machen als im Lange-Entfernung-Betrieb, der in dem fünften Beispiel dargestellt ist.
Bei dem sechsten Beispiels und der Ausführungsform sind die Enden der zweiten Wicklung 13 jeweils mit einem zweiten Widerstand 31 und einem dritten Widerstand 33 verbunden, und der zweite Widerstand 31 und der dritte Widerstand 33 sind über einen dritten Schalter 35 mit der Masse verbunden. Die obigen Beispiele und die Ausführungsformsind jedoch nicht auf eine bestimmte Konfiguration beschränkt, bei der die Enden der zweiten Spule 13 jeweils mit einem Widerstand und einem Schalter verbunden sind. So kann beispielsweise eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Enden der zweiten Spule 13 jeweils über Dioden mit einem einzigen Widerstand verbunden sind, der über einen Schalter mit der Masse verbunden ist. Darüber hinaus wäre es ebenso möglich, einen Schalter zwischen der Diode und dem Widerstand vorzusehen. Das heißt, es kann ein Widerstand vorgesehen werden, der zwischen jedem der Enden der zweiten Wicklung und der Masse über einen Schalter verbunden ist.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Verzögerungsschaltkreis konfiguriert, die das Umschalten zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand des dritten Schalters 42 verzögert und die aus einem Hilfsschalter 44, einem vierten Widerstand 47 und einem Kondensator 48 besteht. Der Verzögerungsschaltkreis ist jedoch nicht darauf beschränkt, diese Konfiguration zu haben.
Bei den vorstehenden Beispielen und der Ausführungsform wird der Abstand zu einem Objekt mit Hilfe eines Ultraschallfühlers gemessen. Es wäre jedoch gleicherma-ßen möglich, den Fühler zum Erfassen des Vorhandenseins von Objekten zu verwenden, die sich in einer vorbestimmten Entfernung befinden.
Bei den vorstehenden Beispiel und der Ausführungsform ist der Ultraschallfühler in einer mobilen Karosserie, wie beispielsweise einem Fahrzeug, installiert. Sie sind jedoch nicht auf eine solche Installation beschränkt. Die Installation an einem stationären Objekt usw. zum Erfassen der Abstände zu Objekten, die sich in der Umgebung des stationären Objekts befinden, wäre ebenfalls möglich.

Claims

Ein Objekterfassungsgerät, das eine piezoelektrische Vibrationseinrichtung (10) antreibt, um eine Ultraschallwelle zu übertragen, und eine reflektierte Welle erhält, die von einem Objekt reflektiert wird, wobei das Gerät aufweist: die piezoelektrische Vibrationseinrichtung (10), einen Antriebsschaltkreis, der eine Antriebsleistung, die die piezoelektrische Vibrationseinrichtung (10) antreibt, zuführt, und einen Widerstandsbereich (11, 31, 33), der einen Widerstandswert, der variabel ist, hat und mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) parallel verbunden ist, wobei der Widerstandsbereich (11, 31, 33) aufweist: einen Widerstand (11), der mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) parallel verbunden ist, eine erste Wicklung (12), die mit der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) parallel verbunden ist, eine zweite Wicklung (13), die mit der ersten Wicklung (12) magnetisch gekoppelt ist, und Widerstände (31, 33), die über einen Schalter (42) zwischen jeweiligen Enden der zweiten Wicklung (13) und einem Masseteil verbunden sind, und wobei das Gerät außerdem einen Verzögerungsschaltkreis, der zumindest eine Umänderung, Umänderung des Schalters (42) von einem offenen Zustand zu einem geschlossenen Zustand und Umänderung des Schalters (42) von dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand, verzögert, aufweist.
Objekterfassungsgerät nach Anspruch 1, das außerdem einen Steuerungsbereich (400) aufweist, der den Widerstandswert variabel steuert.
Objekterfassungsgerät nach Anspruch 2, wobei der Steuerungsbereich (400) den Widerstandswert während einer Zeitdauer, bei der ein Echo bei der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) erzeugt wird, nachdem die Antriebsleistung zugeführt wird, kleiner als den Widerstandswert während einer Bereitschaft zu einem Empfangen der reflektierten Welle macht.
Objekterfassungsgerät nach Anspruch 3, wobei, wenn eine Wellenhöhe der übertragenen Ultraschallwelle kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, nachdem die Antriebsleistung zugeführt wird, der Steuerungsbereich (400) den Widerstandswert erhöht.
Objekterfassungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Steuerungsbereich (400) den Widerstandswert während eines Zuführens der Antriebsleistung größer als den Widerstandswert, der auf das Zuführen der Antriebsleistung folgt, macht.
Objekterfassungsgerät nach Anspruch 1, wobei der Schalter (42) mit den Widerständen (31, 33) an einer Seite der zweiten Wicklung (13) und einem ersten Verbindungspunkt (41) verbunden ist, und der Verzögerungsschaltkreis aufweist: einen Hilfsschalter (44), der sich zwischen einem Leitungssteuerungsanschluss des Schalters (42) und dem Masseteil öffnet und schließt, einen vierten Widerstand (47), der den ersten Verbindungpunkt (41) und einen zweiten Verbindungspunkt (43), der ein Verbindungspunkt des Hilfsschalters (44) und des Leitungssteuerungsanschlusses des Schalters (42) ist, verbindet, und einen Kondensator (48), der den zweiten Verbindungspunkt (43) und den Masseteil verbindet.
Objekterfassungsgerät nach Anspruch 1 oder 6, wobei der Antriebsschaltkreis Leistung über die erste Wicklung (12) und die zweite Wicklung (13) der piezoelektrischen Vibrationseinrichtung (10) zuführt.