JP2017075841A - Object detection device and object detection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object detection device and an object detection method that can raise the temperature of an ultrasonic sensor by using a simpler configuration.SOLUTION: An object detection device receives as a reception wave a reflection wave from an object that reflects an ultrasonic wave transmitted as a transmission wave by an ultrasonic sensor 10, and detects the object around a host vehicle 50 on the basis of the reception wave. The object detection device comprises: a low temperature state determination unit for determining whether the ultrasonic sensor 10 is in a prescribe low temperature state or not; and a heating control unit for raising the temperature of the ultrasonic sensor 10 by heat generated by driving the ultrasonic sensor 10 on the condition that it is determined that the ultrasonic sensor 10 is in the low temperature state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波センサによる超音波の送受信により、自車両の周囲に存在する物体を検出する物体検出装置、及び物体検出方法に関する。   The present invention relates to an object detection apparatus and an object detection method for detecting an object existing around a host vehicle by transmitting and receiving ultrasonic waves by an ultrasonic sensor.

自車両に搭載された超音波センサによる超音波の送受信により、自車両の周囲に存在する物体を検出する物体検出装置が知られている。   2. Description of the Related Art An object detection device that detects an object existing around a host vehicle by transmitting and receiving ultrasonic waves using an ultrasonic sensor mounted on the host vehicle is known.

この種の超音波センサは車外に設けられているため、自車両が積雪道路を走行する際や、外気温が零下である場合などに、超音波センサに雪や氷が付着する等により超音波センサが凍結状態となる可能性がある。超音波センサが凍結状態となると超音波の送受信が正しく行えなくなり、物体の検出精度が低下するおそれがある。   Since this type of ultrasonic sensor is installed outside the vehicle, when the vehicle travels on a snowy road, or when the outside air temperature is below zero, the ultrasonic sensor is The sensor may be frozen. If the ultrasonic sensor is frozen, ultrasonic waves cannot be transmitted and received correctly, and the object detection accuracy may be reduced.

そこで超音波センサに発熱体を設け、発熱体を通電することで超音波センサに熱を与え、超音波センサの凍結状態を解消することが提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, it has been proposed that a heating element is provided in the ultrasonic sensor, and heat is supplied to the ultrasonic sensor by energizing the heating element to eliminate the frozen state of the ultrasonic sensor (see Patent Document 1).

実開昭60−189872号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-189872

しかし、超音波センサに発熱体の構成を新たに追加することは部品点数の増加やコストアップにつながる。   However, adding a new heating element configuration to the ultrasonic sensor leads to an increase in the number of parts and an increase in cost.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、より簡単な構成で超音波センサの温度を上昇することができる物体検出装置、及び物体検出方法を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and has as its main object to provide an object detection device and an object detection method capable of increasing the temperature of an ultrasonic sensor with a simpler configuration.

本発明は、超音波センサ(10)から送信波として送信された超音波の物体による反射波を受信波として受信した場合に、その受信波に基づいて自車両(50)の周囲に存在する物体を検出する物体検出装置であって、前記超音波センサが所定の低温状態であるか否かを判定する低温状態判定部と、前記超音波センサが前記低温状態であると判定されたことを条件に、前記超音波センサの駆動により発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させる発熱制御部と、を備えることを特徴とする。   In the present invention, when a reflected wave from an ultrasonic object transmitted as a transmitted wave from the ultrasonic sensor (10) is received as a received wave, an object existing around the host vehicle (50) based on the received wave A low temperature state determination unit that determines whether or not the ultrasonic sensor is in a predetermined low temperature state, and a condition that the ultrasonic sensor is determined to be in the low temperature state And a heat generation control unit that raises the temperature of the ultrasonic sensor with heat generated by driving the ultrasonic sensor.

本発明によれば、超音波センサが低温状態となると、超音波センサに雪や氷が付着し、超音波の送受信が正しく行えなくなることで物体の検出精度が低下するおそれがある。そこで、超音波センサが所定の低温状態であることを条件に、超音波センサの駆動により発生する熱で、超音波センサの温度上昇を促すようにした。以上により、簡易な構成で超音波センサの低温状態を解消することができる。   According to the present invention, when the ultrasonic sensor is in a low temperature state, snow or ice adheres to the ultrasonic sensor, and ultrasonic wave transmission / reception cannot be performed correctly, which may reduce object detection accuracy. Therefore, on the condition that the ultrasonic sensor is in a predetermined low temperature state, the temperature of the ultrasonic sensor is promoted by heat generated by driving the ultrasonic sensor. As described above, the low temperature state of the ultrasonic sensor can be eliminated with a simple configuration.

超音波センサの取付け位置を示す上視図。The top view which shows the attachment position of an ultrasonic sensor. 超音波センサの取付け位置における鉛直断面の模式図。The schematic diagram of the vertical cross section in the attachment position of an ultrasonic sensor. 超音波センサの駆動信号のタイミングチャート。The timing chart of the drive signal of an ultrasonic sensor. 超音波センサの発熱処理のフローチャート。The flowchart of the heat generation process of an ultrasonic sensor. 低温状態と超音波の周波数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a low temperature state and the frequency of an ultrasonic wave.

以下、物体検出装置を具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、自車両50に搭載された超音波センサ10による超音波の送受信によって、自車両50の周囲に存在する物体を検出する車両システム100に物体検出装置を適用した例を説明する。   Hereinafter, an embodiment in which an object detection device is embodied will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example will be described in which an object detection device is applied to a vehicle system 100 that detects an object existing around the host vehicle 50 by transmitting and receiving ultrasonic waves by the ultrasonic sensor 10 mounted on the host vehicle 50.

図1,図2において、自車両50に搭載された車両システム100は、超音波センサ10、ECU20、外気温センサ31、車速センサ32を備えており、これらが通信線を介して互いに通信可能に接続されている。   1 and 2, a vehicle system 100 mounted on a host vehicle 50 includes an ultrasonic sensor 10, an ECU 20, an outside air temperature sensor 31, and a vehicle speed sensor 32, which can communicate with each other via a communication line. It is connected.

超音波センサ10は、車両前部及び車両後部のバンパー15に取り付けられており、所定の周波数帯域(例えば20〜100kHz)の超音波を送信波として送信するとともに、物体で反射された反射波を受信波として受信する。なお、図1に示す超音波センサ10の個数及び設置位置は一例であり、超音波センサ10の個数及び設置位置はこれに限らない。   The ultrasonic sensor 10 is attached to the bumper 15 at the front part of the vehicle and the rear part of the vehicle. The ultrasonic sensor 10 transmits ultrasonic waves in a predetermined frequency band (for example, 20 to 100 kHz) as a transmission wave, and reflects a reflected wave reflected by an object. Received as a received wave. Note that the number and installation positions of the ultrasonic sensors 10 illustrated in FIG. 1 are examples, and the number and installation positions of the ultrasonic sensors 10 are not limited thereto.

図2に示すように、超音波センサ10は、超音波振動子(以下、振動子11と称する)、駆動回路12、温度センサ13を備えており、これらはハウジングH内に収容されている。振動子11は有底形状の振動ケースの底部を形成する振動面11aと、振動面11aの内面に接着された圧電素子11bとを有しており、振動面11aの共振周波数で振動されることにより超音波の送受信を行う。   As shown in FIG. 2, the ultrasonic sensor 10 includes an ultrasonic transducer (hereinafter referred to as a transducer 11), a drive circuit 12, and a temperature sensor 13, which are accommodated in a housing H. The vibrator 11 has a vibration surface 11a that forms the bottom of a bottomed vibration case, and a piezoelectric element 11b that is bonded to the inner surface of the vibration surface 11a, and is vibrated at the resonance frequency of the vibration surface 11a. Sends and receives ultrasonic waves.

駆動回路12は、配線L1,L2を介して振動子11に接続されており、振動子11の圧電素子11bに対して電圧を印加したり、振動子11(圧電素子11b)から出力された電圧を受信したりする。また駆動回路12は、制御機能を有しており、ECU20との間で信号の送受信を行う。   The drive circuit 12 is connected to the vibrator 11 via the wirings L1 and L2, and applies a voltage to the piezoelectric element 11b of the vibrator 11 or a voltage output from the vibrator 11 (piezoelectric element 11b). Or receive. The drive circuit 12 has a control function, and transmits and receives signals to and from the ECU 20.

ECU20は、CPU、ROM、RAM及びI/O等を備えたコンピュータであり、CPUがROMに格納されているプログラムを実行することで、各種機能を実現する。   The ECU 20 is a computer that includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like, and implements various functions when the CPU executes a program stored in the ROM.

例えばECU20は、超音波センサ10による超音波の送受信の結果に基づいて物体を検出する物体検出処理を行う。図3を用いて物体検出処理について詳しく説明すると、まず時刻t0〜t1で、ECU20からの指令信号に基づき、図3(a)に示すように駆動回路12から圧電素子11bに対して電気信号(電圧)が与えられると、圧電素子11bによって電圧が振動エネルギーに変換され、これにより、図3(b)に示すように、振動面11aが共振周波数で振動されて超音波(送信波)が出力される。   For example, the ECU 20 performs an object detection process for detecting an object based on the result of transmission / reception of ultrasonic waves by the ultrasonic sensor 10. The object detection process will be described in detail with reference to FIG. 3. First, at time t0 to t1, based on a command signal from the ECU 20, an electric signal (from the drive circuit 12 to the piezoelectric element 11b as shown in FIG. 3A) ( When the voltage is applied, the piezoelectric element 11b converts the voltage into vibration energy. As a result, as shown in FIG. 3B, the vibration surface 11a is vibrated at the resonance frequency, and an ultrasonic wave (transmission wave) is output. Is done.

その後、図3(b)に示すように、所定時間の経過後の時刻t2で、物体で反射された超音波(受信波)が振動子11によって受信されると、振動面11aの振動が圧電素子11bによって電気信号(電圧)に変換される。駆動回路12は、圧電素子11bから入力された電気信号に対して増幅やフィルタリング処理を行い、処理後の信号をECU20に出力する。ECU20は、駆動回路12から受信した信号に基づいて所定の演算処理を行う。例えば、超音波の送信から受信までの時間を求めることにより、物体との距離を測定する。   Thereafter, as shown in FIG. 3B, when the ultrasonic wave (received wave) reflected by the object is received by the vibrator 11 at time t2 after a predetermined time has elapsed, the vibration of the vibrating surface 11a is piezoelectric. It is converted into an electric signal (voltage) by the element 11b. The drive circuit 12 performs amplification and filtering processing on the electrical signal input from the piezoelectric element 11b, and outputs the processed signal to the ECU 20. The ECU 20 performs a predetermined calculation process based on the signal received from the drive circuit 12. For example, the distance from the transmission to reception of the ultrasonic wave is obtained to measure the distance to the object.

なお、ECU20は、車速センサ32で検出される自車両50の車速が所定未満であることを条件に、超音波センサ10を用いた物体検出処理を行う。これは、超音波センサ10の検知距離が比較的に短く、かつ自車両50の車速が所定以上となる高車速の状態では、超音波センサ10を用いた物体検出の精度が低下するためである。   The ECU 20 performs an object detection process using the ultrasonic sensor 10 on the condition that the vehicle speed of the host vehicle 50 detected by the vehicle speed sensor 32 is less than a predetermined value. This is because the accuracy of object detection using the ultrasonic sensor 10 is reduced in a high vehicle speed state in which the detection distance of the ultrasonic sensor 10 is relatively short and the vehicle speed of the host vehicle 50 is equal to or higher than a predetermined value. .

また本実施形態のECU20は、超音波センサ10が所定の低温状態である場合に、超音波センサ10を強制的に駆動することで、その温度上昇を促す発熱処理を行う。   In addition, when the ultrasonic sensor 10 is in a predetermined low temperature state, the ECU 20 of the present embodiment performs a heat generation process for urging the temperature increase by forcibly driving the ultrasonic sensor 10.

すなわち、図2に示すように、超音波センサ10の振動面11aが車外にむき出しに設けられている場合には、自車両50が積雪道路を走行する際や、外気温が零下であることなどに起因して、超音波センサ10(振動面11a)に雪や氷が付着することがある。この際、超音波センサ10が低温状態であると、超音波センサ10(振動面11a)が凍結状態となり、超音波の送受信が正しく行えなくなることで物体の検出精度が低下するおそれがある。   That is, as shown in FIG. 2, when the vibration surface 11a of the ultrasonic sensor 10 is provided outside the vehicle, the vehicle 50 travels on a snowy road, or the outside air temperature is below zero. As a result, snow and ice may adhere to the ultrasonic sensor 10 (vibrating surface 11a). At this time, if the ultrasonic sensor 10 is in a low temperature state, the ultrasonic sensor 10 (vibrating surface 11a) is frozen, and ultrasonic wave transmission / reception cannot be performed correctly, which may reduce object detection accuracy.

そこでECU20は、超音波センサ10が所定の低温状態となる場合に、超音波センサ10を強制的に駆動する。例えばECU20は、外気温センサ31で検出される外気温が所定値(例えば零度)以下であることを条件に、超音波センサ10が低温状態であると判定する。これ以外にも、ECU20は、超音波センサ10に内蔵された温度センサ13で検出されるセンサ温度が所定値以下であることを条件に、超音波センサ10の低温状態を判定するものであってもよい。または外気温とセンサ温度の両方に基づいて超音波センサ10の低温状態が判定されてもよい。   Therefore, the ECU 20 forcibly drives the ultrasonic sensor 10 when the ultrasonic sensor 10 is in a predetermined low temperature state. For example, the ECU 20 determines that the ultrasonic sensor 10 is in a low temperature condition on the condition that the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 31 is a predetermined value (for example, zero degree) or less. In addition to this, the ECU 20 determines the low temperature state of the ultrasonic sensor 10 on the condition that the sensor temperature detected by the temperature sensor 13 built in the ultrasonic sensor 10 is not more than a predetermined value. Also good. Alternatively, the low temperature state of the ultrasonic sensor 10 may be determined based on both the outside air temperature and the sensor temperature.

そしてECU20は、超音波センサ10が低温状態であると判定されたことを条件に、超音波センサ10の振動子11から超音波が出力されないように、振動子11を振動させる。すなわち、振動子11の振動面11aを共振周波数以外の周波数で振動させる。振動子11が共振周波数以外の周波数で振動されると、振動子11からは超音波は出力されず、その振動は熱として消費されることとなる。   Then, the ECU 20 vibrates the vibrator 11 so that no ultrasonic wave is output from the vibrator 11 of the ultrasonic sensor 10 on the condition that the ultrasonic sensor 10 is determined to be in a low temperature state. That is, the vibration surface 11a of the vibrator 11 is vibrated at a frequency other than the resonance frequency. When the vibrator 11 is vibrated at a frequency other than the resonance frequency, no ultrasonic wave is output from the vibrator 11, and the vibration is consumed as heat.

そして、振動子11の振動に伴って発生した熱が超音波センサ10内に蓄積されることによって、超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。以上により、超音波センサ10が低温状態となることを回避することができる。   The heat generated by the vibration of the vibrator 11 is accumulated in the ultrasonic sensor 10, so that the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be promoted. As described above, the ultrasonic sensor 10 can be prevented from being in a low temperature state.

なお本実施形態では、超音波センサ10の発熱処理においては、振動子11を共振周波数よりも高い周波数で振動させる。この場合、単位時間当たりの発熱量が増加するため、超音波センサ10の温度上昇に要する時間を短縮することができる。   In the present embodiment, in the heat generation process of the ultrasonic sensor 10, the vibrator 11 is vibrated at a frequency higher than the resonance frequency. In this case, since the calorific value per unit time increases, the time required for the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be shortened.

そしてECU20は、温度センサ13で検出される超音波センサ10のセンサ温度をモニタリングし、センサ温度が所定値となったことを条件に、発熱処理を終了する。例えばセンサ温度が5〜20℃となった際に発熱処理を終了する。   Then, the ECU 20 monitors the sensor temperature of the ultrasonic sensor 10 detected by the temperature sensor 13, and ends the heat generation process on condition that the sensor temperature has reached a predetermined value. For example, when the sensor temperature reaches 5 to 20 ° C., the heat generation process is terminated.

またECU20が行う発熱処理は、超音波センサ10による物体検出の妨げとならないタイミングで実施されることが好ましい。そこで本実施形態では、自車両50の車速が所定以上となる高車速の場合に発熱処理を実施する。   Further, the heat generation process performed by the ECU 20 is preferably performed at a timing that does not interfere with object detection by the ultrasonic sensor 10. Therefore, in the present embodiment, heat generation processing is performed when the vehicle speed of the host vehicle 50 is a high vehicle speed that is equal to or higher than a predetermined value.

次に、ECU20による発熱処理の手順を図4のフローチャートを用いて説明する。なお以下の処理はECU20が所定周期で繰り返し実施する。   Next, a procedure of heat generation processing by the ECU 20 will be described with reference to the flowchart of FIG. The following processing is repeatedly performed by the ECU 20 at a predetermined cycle.

まず、超音波センサ10が低温状態であるか否かを判定する(S11)。本処理は、外気温センサ31で検出される外気温が所定未満の際に肯定する。S11を肯定した場合には、発熱処理を許可するか否かを判定する(S12)。本処理は、自車速が所定以上の際に肯定する。S12を肯定した場合には、センサ温度が所定以下であるか否かを判定する(S13)。S13で、センサ温度が所定以下であると判定した場合には、発熱処理を実施する(S14)。すなわち、振動子11を共振周波数以外の周波数で駆動させることにより発生する熱で超音波センサ10の温度を上昇させる。一方、S13で、センサ温度が所定以下ではないと判定した場合には、発熱処理を停止する(S15)。S11,S12を否定した場合には処理を終了する。   First, it is determined whether or not the ultrasonic sensor 10 is in a low temperature state (S11). This process is affirmed when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 31 is less than a predetermined value. If S11 is affirmed, it is determined whether or not heat generation processing is permitted (S12). This process is affirmed when the vehicle speed is greater than or equal to a predetermined value. When S12 is affirmed, it is determined whether the sensor temperature is equal to or lower than a predetermined value (S13). If it is determined in S13 that the sensor temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, heat generation processing is performed (S14). That is, the temperature of the ultrasonic sensor 10 is raised by heat generated by driving the vibrator 11 at a frequency other than the resonance frequency. On the other hand, if it is determined in S13 that the sensor temperature is not lower than the predetermined temperature, the heat generation process is stopped (S15). If S11 and S12 are denied, the process is terminated.

上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。   According to the above, the following excellent effects can be achieved.

・超音波センサ10が低温状態となると、超音波センサ10に雪や氷が付着し、超音波の送受信が正しく行えなくなることで物体の検出精度が低下するおそれがある。そこで、超音波センサ10が所定の低温状態であることを条件に、超音波センサ10の駆動により発生する熱で、超音波センサ10の温度上昇を促すようにした。以上により、簡易な構成で超音波センサ10の低温状態を解消することができる。   -When the ultrasonic sensor 10 is in a low temperature state, snow or ice adheres to the ultrasonic sensor 10, and ultrasonic wave transmission / reception cannot be performed correctly, which may reduce object detection accuracy. Therefore, on the condition that the ultrasonic sensor 10 is in a predetermined low temperature state, the temperature of the ultrasonic sensor 10 is promoted by heat generated by driving the ultrasonic sensor 10. As described above, the low temperature state of the ultrasonic sensor 10 can be eliminated with a simple configuration.

・振動子11の共振周波数と異なる周波数で振動子11を振動させると、超音波センサ10からは超音波は出力されずに、振動子11の振動は熱に変換されることとなる。このことを利用して、簡易な構成で超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。   When the vibrator 11 is vibrated at a frequency different from the resonance frequency of the vibrator 11, the ultrasonic sensor 10 does not output an ultrasonic wave, and the vibration of the vibrator 11 is converted into heat. By utilizing this fact, the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be promoted with a simple configuration.

・振動子11の共振周波数よりも高い周波数で振動子11を振動さることにより、振動子11の単位時間当たりの振動回数が増加し、これに伴って発生する熱量が増加する。これにより、超音波センサ10の温度上昇に要する時間を短縮することができる。   By vibrating the vibrator 11 at a frequency higher than the resonance frequency of the vibrator 11, the number of vibrations per unit time of the vibrator 11 increases, and the amount of heat generated is increased accordingly. Thereby, the time required for the temperature rise of the ultrasonic sensor 10 can be shortened.

・超音波センサ10の低温状態が解消された場合に、超音波センサ10の駆動による発熱を停止することで、不要な熱損失が生じることを抑えることができる。   -When the low temperature state of the ultrasonic sensor 10 is eliminated, it is possible to suppress the generation of unnecessary heat loss by stopping the heat generation by driving the ultrasonic sensor 10.

・自車両50の車速が所定以上となる高車速の状態では、超音波センサ10を用いた物体検出の精度が低下する。また、超音波センサ10では、比較的に近い距離での物体検出が行われることが考えられる。この点を考慮して、自車両50の車速が所定値よりも大きいことを条件に、超音波センサ10の駆動により発生する熱で超音波センサ10の温度を上昇させるようにした。この場合、超音波センサ10による物体検出を妨げることなく超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。   -In the state of the high vehicle speed in which the vehicle speed of the own vehicle 50 becomes more than predetermined, the accuracy of the object detection using the ultrasonic sensor 10 is lowered. Further, it is conceivable that the ultrasonic sensor 10 detects an object at a relatively close distance. Considering this point, the temperature of the ultrasonic sensor 10 is increased by heat generated by driving the ultrasonic sensor 10 on the condition that the vehicle speed of the host vehicle 50 is higher than a predetermined value. In this case, the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be promoted without hindering the object detection by the ultrasonic sensor 10.

・超音波センサ10の温度及び外気温の少なくとも一方の値に基づいて、超音波センサ10が低温状態であるか否かを判定することができる。   It can be determined whether or not the ultrasonic sensor 10 is in a low temperature state based on at least one of the temperature of the ultrasonic sensor 10 and the outside air temperature.

上記実施形態は例えば次のように変更してもよい。なお以下の説明において上述の構成と同様の構成については同じ図番号を付し、詳述は省略する。   For example, the above embodiment may be modified as follows. In the following description, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

・上記の図4のフローチャートにおいて、S14の発熱処理では、超音波センサ10を共振周波数とは異なる周波数で振動すればよい。例えば、超音波センサ10を共振周波数よりも低い周波数で振動させた際に発生する熱で、超音波センサ10の温度上昇を促すようにしてもよい。振動子11の共振周波数よりも低い周波数で振動子11を振動させた場合には、振動子11の単位時間当たりの振動回数が減少するため、エネルギー効率を考慮しつつ、超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。   In the flowchart of FIG. 4 described above, in the heat generation process of S14, the ultrasonic sensor 10 may be vibrated at a frequency different from the resonance frequency. For example, the temperature of the ultrasonic sensor 10 may be promoted by heat generated when the ultrasonic sensor 10 is vibrated at a frequency lower than the resonance frequency. When the vibrator 11 is vibrated at a frequency lower than the resonance frequency of the vibrator 11, the number of vibrations per unit time of the vibrator 11 is reduced. Therefore, the temperature of the ultrasonic sensor 10 is considered while considering energy efficiency. It can encourage a rise.

・外気温が低くなるほど、超音波センサ10の低温状態が解消されにくくなる(又は低温状態になりやすくなる)ことが想定される。そこで図5のマップに示すように、外気温に応じて、超音波センサ10による発熱の度合いが設定されるとよい。なお、図5の例では、外気温が低くなるほど、共振周波数との差が拡大するように、振動子11の周波数が決定されている。なお、外気温に代えて、センサ温度に応じて超音波センサ10による発熱の度合いが設定されてもよい。   -It is assumed that the lower the outside air temperature is, the more difficult the low temperature state of the ultrasonic sensor 10 is resolved (or the low temperature state is likely to be). Therefore, as shown in the map of FIG. 5, the degree of heat generation by the ultrasonic sensor 10 may be set according to the outside air temperature. In the example of FIG. 5, the frequency of the vibrator 11 is determined such that the difference from the resonance frequency increases as the outside air temperature decreases. Note that the degree of heat generation by the ultrasonic sensor 10 may be set according to the sensor temperature instead of the outside air temperature.

以上のように、超音波センサ10のセンサ温度や外気温が低くなるほど、超音波センサ10が低温状態になりやすいことを考慮して、センサ温度及び外気温の少なくとも一方に基づいて、振動子11を振動させる際の周波数を設定することで、超音波センサ10の低温状態の解消のしやすさに応じて、超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。   As described above, in consideration of the fact that the ultrasonic sensor 10 is likely to be in a low temperature state as the sensor temperature and the outside air temperature of the ultrasonic sensor 10 are lower, the vibrator 11 is based on at least one of the sensor temperature and the outside air temperature. By setting the frequency at which the ultrasonic sensor 10 is vibrated, the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be promoted according to the ease of eliminating the low temperature state of the ultrasonic sensor 10.

・上記において、超音波センサ10による超音波の送受信が、単一の超音波センサ10による送受信のみで行われる場合、すなわち超音波センサ10による超音波の送受信が直接波のみで行われる場合には、振動子11を共振周波数で振動させつつ、超音波を出力する期間を増加させることにより発生する熱で、超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。この場合には、超音波センサ10による物体検出を継続しつつ、超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。   In the above, in the case where the ultrasonic wave transmission / reception by the ultrasonic sensor 10 is performed only by transmission / reception by the single ultrasonic sensor 10, that is, when the ultrasonic wave transmission / reception by the ultrasonic sensor 10 is performed only by the direct wave. The temperature of the ultrasonic sensor 10 can be increased by heat generated by increasing the period for outputting the ultrasonic wave while vibrating the vibrator 11 at the resonance frequency. In this case, the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be promoted while the object detection by the ultrasonic sensor 10 is continued.

・上記において、図1に示すように、自車両50に複数個の超音波センサ10(10a,10b)が設けられている場合には、ECU20は、各超音波センサ10a,10bによる物体検出が順番に行われるように、各超音波センサ10a,10bから超音波を出力するタイミングを順次切り替えるようにする。この際、例えば、超音波センサ10aによる物体検出が行われている場合には、超音波センサ10bによる物体検出が行われない休止期間となる。そこで、各超音波センサ10a,10bにおける物体検出の休止期間を利用して、休止期間となる各超音波センサ10a,10bの発熱処理が行われるようにしてもよい。すなわち、休止期間となる各超音波センサ10a,10bの振動子11を共振周波数以外の周波数で振動させる。   In the above, as shown in FIG. 1, when a plurality of ultrasonic sensors 10 (10 a, 10 b) are provided in the host vehicle 50, the ECU 20 performs object detection by the ultrasonic sensors 10 a, 10 b. The timing of outputting ultrasonic waves from the ultrasonic sensors 10a and 10b is sequentially switched so as to be performed in order. At this time, for example, when the object detection by the ultrasonic sensor 10a is performed, it becomes a rest period in which the object detection by the ultrasonic sensor 10b is not performed. Thus, the heat generation processing of each ultrasonic sensor 10a, 10b during the pause period may be performed using the pause period of object detection in each ultrasonic sensor 10a, 10b. That is, the vibrator 11 of each of the ultrasonic sensors 10a and 10b that is in a rest period is vibrated at a frequency other than the resonance frequency.

以上のように、物体検出の休止期間となる超音波センサ10が備える振動子11を、共振周波数以外の周波数で振動させることにより発生する熱で、その超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。この際、他の超音波センサ10で物体検出が行われていたとしても、休止期間中の超音波センサ10は共振周波数以外の周波数で振動されているため、超音波は出力されない。そのため、他の超音波センサ10による物体検出の妨げとなることなく、休止期間となる超音波センサ10の温度を上昇させることができる。   As described above, the temperature of the ultrasonic sensor 10 is promoted by the heat generated by vibrating the vibrator 11 included in the ultrasonic sensor 10 during the object detection pause period at a frequency other than the resonance frequency. it can. At this time, even if object detection is performed by another ultrasonic sensor 10, the ultrasonic sensor 10 during the rest period is vibrated at a frequency other than the resonance frequency, and therefore no ultrasonic wave is output. Therefore, the temperature of the ultrasonic sensor 10 during the rest period can be increased without hindering object detection by the other ultrasonic sensors 10.

・上記において、振動子11と駆動回路12との接続を遮断した状態で駆動回路12を駆動して電圧を発生させることによって、超音波センサ10の温度を上昇させることができる。例えば、図2において、圧電素子11bと駆動回路12とを接続する配線L1及びL2の少なくともいずれかにスイッチ(図示略)を設ける。そして、超音波センサ10が所定の低温状態であると判定された際には、各配線L1,L2に設けられたスイッチをオフ(開状態)に切り替える。そしてこの状態で、駆動回路12を駆動して電圧を発生させる。この際、駆動回路12で発生した電圧は、振動子11を振動させる振動エネルギーには変換されず、熱エネルギーとして消費されることとなる。このことを利用して、超音波センサ10の温度上昇を促すことができる。   In the above, the temperature of the ultrasonic sensor 10 can be raised by driving the drive circuit 12 in a state where the connection between the vibrator 11 and the drive circuit 12 is cut off to generate a voltage. For example, in FIG. 2, a switch (not shown) is provided in at least one of the wirings L1 and L2 that connect the piezoelectric element 11b and the drive circuit 12. When it is determined that the ultrasonic sensor 10 is in a predetermined low temperature state, the switches provided in the wirings L1 and L2 are turned off (open state). In this state, the drive circuit 12 is driven to generate a voltage. At this time, the voltage generated in the drive circuit 12 is not converted into vibration energy for vibrating the vibrator 11 but is consumed as heat energy. By utilizing this fact, the temperature increase of the ultrasonic sensor 10 can be promoted.

・ECU20によって、超音波センサ10への雪又は氷の付着による異常を判定可能な場合には、ECU20からの指令信号に基づいて、超音波センサ10の駆動による発熱が実施されてもよい。   When the ECU 20 can determine abnormality due to snow or ice adhering to the ultrasonic sensor 10, heat generation by driving the ultrasonic sensor 10 may be performed based on a command signal from the ECU 20.

10…超音波センサ、12…駆動回路、20…ECU、50…自車両。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic sensor, 12 ... Drive circuit, 20 ... ECU, 50 ... Own vehicle.

Claims (11)

超音波センサ(10)から送信波として送信された超音波の物体による反射波を受信波として受信した場合に、その受信波に基づいて自車両(50)の周囲に存在する物体を検出する物体検出装置であって、
前記超音波センサが所定の低温状態であるか否かを判定する低温状態判定部と、
前記超音波センサが前記低温状態であると判定されたことを条件に、前記超音波センサの駆動により発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させる発熱制御部と、
を備えることを特徴とする物体検出装置。
An object that detects an object existing around the vehicle (50) based on the received wave when a reflected wave from the ultrasonic object transmitted as a transmitted wave from the ultrasonic sensor (10) is received as the received wave A detection device,
A low temperature state determination unit for determining whether or not the ultrasonic sensor is in a predetermined low temperature state;
A heat generation control unit that raises the temperature of the ultrasonic sensor with heat generated by driving the ultrasonic sensor on the condition that the ultrasonic sensor is determined to be in the low temperature state;
An object detection apparatus comprising:
前記超音波センサは超音波の送受信を行う振動子を備えており、
前記発熱制御部は、前記振動子の共振周波数とは異なる周波数で前記振動子を振動させることで発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させる請求項1に記載の物体検出装置。
The ultrasonic sensor includes a vibrator that transmits and receives ultrasonic waves,
The object detection apparatus according to claim 1, wherein the heat generation control unit raises the temperature of the ultrasonic sensor by heat generated by vibrating the vibrator at a frequency different from a resonance frequency of the vibrator.
前記発熱制御部は、前記振動子の前記共振周波数よりも高い周波数で前記振動子を振動させることにより発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させる請求項2に記載の物体検出装置。   The object detection device according to claim 2, wherein the heat generation control unit raises the temperature of the ultrasonic sensor with heat generated by vibrating the vibrator at a frequency higher than the resonance frequency of the vibrator. 前記発熱制御部は、前記振動子の前記共振周波数よりも低い周波数で前記振動子を振動させることにより発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させる請求項2に記載の物体検出装置。   The object detection apparatus according to claim 2, wherein the heat generation control unit raises the temperature of the ultrasonic sensor with heat generated by vibrating the vibrator at a frequency lower than the resonance frequency of the vibrator. 前記発熱制御部は、前記超音波センサのセンサ温度及び外気温の少なくとも一方に基づいて、前記振動子を振動させる際の周波数を設定する請求項2〜4のいずれか1項に記載の物体検出装置。   The object detection according to any one of claims 2 to 4, wherein the heat generation control unit sets a frequency for vibrating the vibrator based on at least one of a sensor temperature and an outside air temperature of the ultrasonic sensor. apparatus. 前記超音波センサとして、第1センサ(10a)及び第2センサ(10b)が設けられている車両に適用され、
前記第1センサによる超音波の送受信が行われる際に前記第2センサによる超音波の送受信は行われず、前記第2センサによる超音波の送受信が行われる際に前記第1センサによる超音波の送受信が行われないように設定されており、
前記発熱制御部は、前記第1センサ及び前記第2センサのうち、超音波の送受信が行われないセンサの休止期間において、当該センサが備える前記振動子をその振動子の前記共振周波数以外の周波数で駆動させる請求項2〜5のいずれか1項に記載の物体検出装置。
The ultrasonic sensor is applied to a vehicle provided with a first sensor (10a) and a second sensor (10b),
When the ultrasonic wave is transmitted and received by the first sensor, the ultrasonic wave is not transmitted and received by the second sensor, and when the ultrasonic wave is transmitted and received by the second sensor, the ultrasonic wave is transmitted and received by the first sensor. Is set to not occur,
The heat generation control unit is configured to set the vibrator included in the sensor to a frequency other than the resonance frequency of the vibrator during a rest period of the first sensor and the second sensor that do not transmit / receive ultrasonic waves. The object detection apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the object detection apparatus is driven by a motor.
前記超音波センサは超音波の送受信を行う振動子と、前記振動子に接続され、前記振動子が所定の周波数で振動するように電圧を印加する電圧印加部(12)と、を備えており、
前記発熱制御部は、前記超音波センサが前記低温状態であると判定されたことを条件に、前記振動子と前記電圧印加部との接続を遮断した状態で、前記電圧印加部から電圧を印加することにより発生する熱で、前記超音波センサの温度を上昇させる請求項1に記載の物体検出装置。
The ultrasonic sensor includes a vibrator that transmits and receives ultrasonic waves, and a voltage application unit (12) that is connected to the vibrator and applies a voltage so that the vibrator vibrates at a predetermined frequency. ,
The heat generation control unit applies a voltage from the voltage application unit in a state where the connection between the vibrator and the voltage application unit is cut off on condition that the ultrasonic sensor is determined to be in the low temperature state. The object detection apparatus according to claim 1, wherein the temperature of the ultrasonic sensor is increased by heat generated by the operation.
前記発熱制御部は、前記超音波センサの低温状態が解消されたことを条件に、前記超音波センサの駆動による発熱を停止する請求項1〜7のいずれか1項に記載の物体検出装置。   The object detection device according to claim 1, wherein the heat generation control unit stops heat generation by driving the ultrasonic sensor on condition that the low temperature state of the ultrasonic sensor is eliminated. 前記超音波センサが搭載された車両の車速を検出する車速検出部(32)を備え、
前記発熱制御部は、前記超音波センサが前記低温状態であると判定され、且つ前記車速が所定値よりも大きいことを条件に、前記超音波センサの駆動により発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させる請求項1〜8のいずれか1項に記載の物体検出装置。
A vehicle speed detector (32) for detecting the vehicle speed of the vehicle on which the ultrasonic sensor is mounted;
The heat generation control unit determines that the ultrasonic sensor is in the low temperature state, and the heat generated by the driving of the ultrasonic sensor on the condition that the vehicle speed is higher than a predetermined value. The object detection device according to claim 1, wherein the temperature is increased.
前記低温状態判定部は、超音波センサの温度及び外気温の少なくとも一方が所定値よりも低いと判定された場合に、前記超音波センサが低温状態であると判定する請求項1〜9のいずれか1項に記載の物体検出装置。   The low temperature state determination unit determines that the ultrasonic sensor is in a low temperature state when it is determined that at least one of the temperature of the ultrasonic sensor and the outside air temperature is lower than a predetermined value. The object detection apparatus according to claim 1. 超音波センサ(10)から送信波として送信された超音波の物体による反射波を受信波として受信した場合に、その受信波に基づいて自車両(50)の周囲に存在する物体を検出する物体検出装置に適用される物体検出方法であって、
前記超音波センサが所定の低温状態であるか否かを判定するステップと、
前記超音波センサが前記低温状態であると判定されたことを条件に、前記超音波センサの駆動により発生する熱で前記超音波センサの温度を上昇させるステップと、
を備えることを特徴とする物体検出装置。
An object that detects an object existing around the vehicle (50) based on the received wave when a reflected wave from the ultrasonic object transmitted as a transmitted wave from the ultrasonic sensor (10) is received as the received wave An object detection method applied to a detection device,
Determining whether the ultrasonic sensor is in a predetermined low temperature state;
Increasing the temperature of the ultrasonic sensor with heat generated by driving the ultrasonic sensor on the condition that the ultrasonic sensor is determined to be in the low temperature state;
An object detection apparatus comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020068897A (en) * 2018-10-29 2020-05-07 大成建設株式会社 Cleaning robot
US11237265B2 (en) 2017-11-07 2022-02-01 Denso Corporation Transmission/reception control device
WO2023149073A1 (en) * 2022-02-04 2023-08-10 富士フイルム株式会社 Piezoelectric device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01215643A (en) * 1988-02-25 1989-08-29 Aisin Seiki Co Ltd Cleaning device of mirror
JPH0763840A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Toyota Motor Corp Operating device for ultrasonic sensor
JP2005127976A (en) * 2003-10-27 2005-05-19 Mitsubishi Electric Corp Ultrasonic measuring instrument, and tilt angle measuring instrument
US20090211360A1 (en) * 2005-09-21 2009-08-27 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic Sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01215643A (en) * 1988-02-25 1989-08-29 Aisin Seiki Co Ltd Cleaning device of mirror
JPH0763840A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Toyota Motor Corp Operating device for ultrasonic sensor
JP2005127976A (en) * 2003-10-27 2005-05-19 Mitsubishi Electric Corp Ultrasonic measuring instrument, and tilt angle measuring instrument
US20090211360A1 (en) * 2005-09-21 2009-08-27 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic Sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11237265B2 (en) 2017-11-07 2022-02-01 Denso Corporation Transmission/reception control device
JP2020068897A (en) * 2018-10-29 2020-05-07 大成建設株式会社 Cleaning robot
WO2023149073A1 (en) * 2022-02-04 2023-08-10 富士フイルム株式会社 Piezoelectric device

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