JP2017150898A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送波部の異常を検知するときの精度を向上させることが可能な物体検知装置を提供する。【解決手段】物体検知装置１００は、超音波１０１を送波する送波部１と、送波部１から送波された超音波１０１の反射波１０２を受波する受波部２とを備える。また、物体検知装置１００は、受波部２が反射波１０２を受波するか否かに基づいて物体２００を検知する検知部３と、送波部１が異常であるか否かを判定する判定部４とを備える。判定部４は、送波部１での機械的な振動が発生する時間である振動時間と、上記振動に応じた周期性を有する振動信号Ｓ２の信号レベルが基準値を下回るまたは上回る時間の振動信号Ｓ２の１周期に占める割合とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、物体検知装置に関し、より詳細には、超音波を用いて物体を検知する物体検知装置に関する。

従来、超音波を用いて障害物を検知する超音波ソナーが提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１記載の超音波ソナーは、送受波器と、送受波切替回路と、発振回路と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）と、増幅回路と、包絡線検波回路と、コンパレータと、マイクロコンピュータとを備えている。送受波器は、発振回路からの信号により超音波を送波するように構成されている。また、送受波器は、障害物で反射した超音波を受波するように構成されている。マイクロコンピュータは、コンパレータからの信号と送受波器の出力信号とに基づいて、障害物の有無を判定するように構成されている。また、マイクロコンピュータは、超音波の送波を停止させた後の残響時間に基づいて、送受波器の異常を検知するように構成されている。

特開２００１−２２１８４９号公報

ところで、特許文献１記載の超音波ソナーでは、超音波の送波を停止させた後の残響時間だけで送受波器の異常を検知するので、送受波器の異常を見落とす可能性がある。

本発明は、上述の事由に鑑みてなされ、本発明の目的は、送波部の異常を検知するときの精度を向上させることが可能な物体検知装置を提供することである。

本発明の第１の態様に係る物体検知装置は、超音波を送波する送波部と、前記送波部から送波された前記超音波の反射波を受波する受波部と、前記受波部が前記反射波を受波するか否かに基づいて物体を検知する検知部と、前記送波部が異常であるか否かを判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記送波部での機械的な振動が発生する時間である振動時間と、前記振動に応じた周期性を有する振動信号の信号レベルが基準値を下回るまたは上回る時間の前記振動信号の１周期に占める割合とに基づいて、前記送波部が異常であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る物体検知装置は、第１の態様において、前記判定部は、前記振動時間が所定時間以下の場合に前記送波部が異常であると判定し、前記振動時間が前記所定時間よりも長く、かつ、前記割合が規定範囲外である場合に前記送波部が異常であると判定し、前記振動時間が前記所定時間よりも長く、かつ、前記割合が前記規定範囲である場合に前記送波部が正常であると判定することを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る物体検知装置は、第１の態様または第２の態様において、前記振動信号は、立ち上がりと立ち下がりとを交互に繰り返す矩形波状の信号であり、前記判定部は、前記送波部が前記超音波の送波を開始して第１規定時間が経過した後、前記振動信号の最後の立ち上がりまたは立ち下がりである変化が発生する時点から、第２規定時間が経過するまでに、前記振動信号の次の前記変化がない場合、前記送波部が前記超音波の送波を開始した時点から前記最後の前記変化が発生する時点までの時間を、前記振動時間とすることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る物体検知装置は、第３の態様において、前記判定部は、前記送波部が前記超音波の送波を開始して前記第１規定時間が経過した後の前記振動信号から求まる複数の前記割合の平均値と、前記振動時間とに基づいて、前記送波部が異常であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明の第５の態様に係る物体検知装置は、第１の態様ないし第４の態様のいずれか１つの態様において、前記判定部は、前記振動時間と前記割合とを前記振動信号から同時に求めるように構成されていることを特徴とする。

本発明の物体検知装置では、判定部が、振動信号の振動時間と振動信号の割合とに基づいて、送波部が異常であるか否かを判定する。これにより、本発明の物体検知装置では、振動時間のみに基づいて送波部が異常であるか否かを判定する場合に比べて、送波部の異常を検知するときの精度を向上させることが可能になる。

図１は、本発明の一実施形態に係る物体検知装置のブロック図である。 図２Ａは、同上の物体検知装置に関し、駆動信号と振動信号との波形図である。図２Ｂは、図２Ａの振動信号の波形の拡大図である。 図３は、同上の物体検知装置の判定部の動作を示すフローチャートである。 図４は、同上の物体検知装置に関し、振動信号の振動時間と、振動信号のパルス幅の変化量と、異物の重量との関係を示すグラフである。

本実施形態の物体検知装置１００は、図１に示すように、送波部１と、受波部２と、検知部３と、判定部４とを備えている。送波部１は、超音波１０１を送波するように構成されている。受波部２は、送波部１から送波された超音波１０１の反射波１０２を受波するように構成されている。検知部３は、受波部２が反射波１０２を受波するか否かに基づいて、物体２００を検知するように構成されている。判定部４は、送波部１が異常であるか否かを判定するように構成されている。判定部４は、振動時間Ｔ１（図２Ａ参照）と、振動信号Ｓ２の信号レベルが基準値Ｈ１（図２Ｂ参照）を下回る時間Ｔ２の振動信号Ｓ２の１周期Ｔ３に占める割合Ｔ２／Ｔ３とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する。振動時間Ｔ１は、送波部１での機械的な振動が発生する時間である。振動信号Ｓ２は、上記振動に応じた周期性を有する信号である。

すなわち、物体検知装置１００は、振動信号Ｓ２の振動時間Ｔ１に加えて、振動信号Ｓ２の割合Ｔ２／Ｔ３に基づいて送波部１が異常であるか否かを判定する。これにより、物体検知装置１００では、振動時間Ｔ１のみに基づいて送波部１が異常であるか否かを判定する場合に比べて、送波部１の異常を検知するときの精度を向上させることが可能になる。

以下、物体検知装置１００について、図１〜図４を参照しながら具体的に説明する。

物体検知装置１００は、図１に示すように、送波部１と、受波部２と、検知部３と、判定部４と、第１報知部５と、第２報知部６と、駆動部７と、信号処理回路８とを備えている。物体検知装置１００は、自動車などの車両に取り付けられる。物体検知装置１００は、車両の周囲にある物体２００を検知するために用いられる。

送波部１は、電気信号を機械的な振動に変換して、超音波１０１を送波するように構成されている。詳細には、送波部１は、駆動部７から出力される駆動信号Ｓ１によって振動し、空気を振動させることで超音波１０１を送波する。本実施形態では、送波部１は、駆動部７の駆動信号Ｓ１に従って、一定間隔で超音波１０１を送波する。すなわち、送波部１は、超音波１０１を間欠的に送波する。

受波部２は、機械的な振動を電気信号に変換するように構成されている。詳細には、受波部２は、送波部１から送波され物体２００で反射した超音波である反射波１０２を受波し、受波した反射波１０２を電気信号に変換する。また、受波部２は、電気信号を信号処理回路８へ出力するように構成されている。

信号処理回路８は、増幅器９と、フィルタ１０と、包絡線検波部１１と、コンパレータ１２とを備えている。増幅器９は、受波部２から出力される電気信号を増幅するように構成されている。フィルタ１０は、増幅器９により増幅された電気信号のノイズを除去するように構成されている。フィルタ１０は、例えば、ＢＰＦ（Band Pass Filter）である。包絡線検波部１１は、フィルタ１０の出力信号の包絡線を検波するように構成されている。また、包絡線検波部１１は、検波した信号（検波信号）を検知部３へ出力するように構成されている。コンパレータ１２は、増幅器９により増幅された電気信号の信号レベルと閾値（閾値電圧）とを比較することで、振動信号Ｓ２を得るように構成されている。また、コンパレータ１２は、振動信号Ｓ２を判定部４へ出力するように構成されている。本実施形態では、振動信号Ｓ２は、図２Ｂに示すように、立ち上がりと立ち下がりとを交互に繰り返す矩形波状の信号である。言い換えれば、振動信号Ｓ２は、複数のパルスを有する信号である。ここで、立ち上がりとは、振動信号Ｓ２の信号レベルがＬ（Ｌｏｗレベル）からＨ（Ｈｉｇｈレベル）へ変化する部分を意味する。立ち下がりとは、振動信号Ｓ２の信号レベルがＨからＬへ変化する部分を意味する。本実施形態では、振動信号Ｓ２の１周期Ｔ３が一定の周期であるため、振動信号Ｓ２の割合Ｔ２／Ｔ３は、振動信号Ｓ２の信号レベルが基準値Ｈ１を下回る時間（パルス幅）Ｔ２の変化に応じて変動する。そこで、以下では、振動信号Ｓ２の割合Ｔ２／Ｔ３について、振動信号Ｓ２のパルス幅Ｔ２を用いて説明する場合もある。

検知部３は、包絡線検波部１１の検波信号に基づいて、物体２００を検知するように構成されている。詳細には、検知部３は、包絡線検波部１１の検波信号を受け取る場合、物体２００を検知する（車両の周囲に物体２００が存在する）。一方、検知部３は、包絡線検波部１１の検波信号を受け取らない場合、物体２００を検知しない（車両の周囲に物体２００が存在しない）。検知部３は、物体２００を検知する場合、検知信号を第１報知部５へ出力する。

判定部４は、コンパレータ１２から出力される振動信号Ｓ２に基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定するように構成されている。また、判定部４は、送波部１が異常である場合、異常信号を第２報知部６へ出力するように構成されている。判定部４の詳細については、後述する。なお、送波部１が異常であるとは、異物（例えば、泥など）が送波部１に付着している状態を意味する。

検知部３及び判定部４は、例えば、マイクロコンピュータ１３に含まれる。マイクロコンピュータ１３は、メモリを備えており、メモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することで、検知部３及び判定部４の機能を実現する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、記録媒体（例えば、メモリカード）に記録されて提供されたり、電気通信回線（例えば、インターネット）を通して提供されたりしてもよい。

第１報知部５は、検知部３が物体２００を検知したときに、報知するように構成されている。第１報知部５は、例えばランプまたはブザーなどを含んでおり、光または音によって利用者に報知する。第１報知部５は、検知部３の検知信号に応じて報知する。これにより、利用者（車両の運転者または同乗者）は、物体２００の存在を知ることができる。

第２報知部６は、判定部４により送波部１が異常であると判定されたときに、報知するように構成されている。第２報知部６は、例えばランプまたはブザーなどを含んでおり、光または音によって利用者に報知する。ただし、第２報知部６は、第１報知部５の報知と区別できるように、第１報知部５と報知態様が異なる。第２報知部６は、判定部４からの上記異常信号に応じて報知する。これにより、利用者は、送波部１の異常を知ることができる。

駆動部７は、マイクロコンピュータ１３のＣＰＵから送波部１が超音波１０１の送波を開始するための指令（送波開始指令）を受け取ると駆動信号を出力し、送波部１から超音波１０１の送波を開始させる。また、駆動部７は、上記ＣＰＵから送波部１が超音波１０１の送波を停止するための指令（送波停止指令）を受け取ると駆動信号の出力を停止し、送波部１から超音波１０１の送波を停止させる。

本実施形態では、検知部３、判定部４、駆動部７及び信号処理回路８は、車両に搭載されている電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）で構成されている。つまり、検知部３、判定部４、駆動部７及び信号処理回路８は、電子制御ユニットに含まれている。送波部１及び受波部２は、例えば、車両のバンパーに取り付けられている。第１報知部５及び第２報知部６は、例えば、車両に搭載されているインジケータである。

以下、判定部４について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて詳細に説明する。

判定部４は、振動時間Ｔ１とパルス幅Ｔ２（割合Ｔ２／Ｔ３）とを、振動信号Ｓ２から求める（算出する）ように構成されている。また、判定部４は、振動信号Ｓ２から求めた振動時間Ｔ１及びパルス幅Ｔ２に基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定するように構成されている。

具体的に説明すると、判定部４は、振動時間Ｔ１が所定時間以下の場合、送波部１が異常であると判定する。所定時間は、例えば１２００μｓである。また、判定部４は、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長く、かつ、パルス幅Ｔ２が規定範囲外である場合、送波部１が異常であると判定する。規定範囲は、例えば、パルス基準幅（例えば６．８μｓ）±０．４μｓである。さらに、判定部４は、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長く、かつ、パルス幅Ｔ２が規定範囲である場合、送波部１が正常であると判定する。

振動時間Ｔ１は、図２Ａに示すように、駆動部７が駆動信号Ｓ１の出力を開始した時点（すなわち、送波部１が超音波１０１の送波を開始した時点）ｔ１から、振動信号Ｓ２の最後の立ち上がりである変化Ａ１が発生する時点ｔ４までの時間である。

本実施形態では、判定部４は、振動信号Ｓ２の立ち上がり及び立ち下がりを監視し、振動信号Ｓ２の最後の変化Ａ１が発生する時点（終了時点）ｔ４を、次のように判定する。判定部４は、送波部１が超音波１０１の送波を開始して第１規定時間Ｔ４が経過した後、振動信号Ｓ２の終了時点ｔ４から第２規定時間Ｔ６が経過するまでに振動信号Ｓ２の次の変化がない場合、終了時点ｔ４を振動信号Ｓ２の最後の変化Ａ１が発生する時点とする。図２Ａ中のｔ２は、駆動部７が駆動信号Ｓ１の出力を停止した時点を表している。図２Ａ中のｔ３は、第１規定時間Ｔ４が経過した時点を表している。図２Ａ中のｔ５は、第２規定時間Ｔ６が経過した時点を表している。図２Ａ中のＴ４ａは、駆動部７が駆動信号Ｓ１を出力する時間（出力時間）を表している。図２Ａ中のＴ４ｂは、駆動部７が駆動信号Ｓ１の出力を停止した後の待機時間を表している。待機時間Ｔ４ｂは、例えば、１５０μｓ以下である。図２Ａ中のＴ５は、送波部１が超音波１０１の送波を停止させた後、送波部１での機械的な振動が発生する時間（いわゆる、残響時間）を表している。図２Ａ中のＴ７は、判定部４が振動信号Ｓ２の立ち上がり及び立ち下がりを監視する時間（監視時間）を表している。第１規定時間Ｔ４が経過した後の振動信号Ｓ２は、図２Ｂに示すように、少なくとも１回の立ち上がりまたは立ち下がりを有している。

ここで、第１規定時間Ｔ４は、出力時間Ｔ４ａと待機時間Ｔ４ｂとを合わせた時間であり、送波部１が超音波１０１の送波を開始してから、送波部１が超音波１０１の送波を停止するまでの時間に設定されている。なお、振動時間Ｔ１は、送波部１が超音波１０１の送波を開始した時点ｔ１から、振動信号Ｓ２の最後の立ち上がりである変化Ａ１が発生する時点ｔ４までの時間であるが、これに限らない。振動時間Ｔ１は、送波部１が超音波１０１の送波を開始した時点ｔ１から、振動信号Ｓ２の最後の立ち下がりである変化が発生する時点までの時間であってもよい。

以下、判定部４の動作（判定動作）について、図３に基づいて具体的に説明する。

判定部４は、振動時間Ｔ１を振動信号Ｓ２から求める。また、判定部４は、パルス幅Ｔ２を振動信号Ｓ２から求める。すなわち、判定部４は、振動時間Ｔ１及びパルス幅Ｔ２をデータとして取得する（図３中のＳ１）。

判定部４は、振動信号Ｓ２から求めた振動時間Ｔ１が所定時間以下であるか否かを判定する（図３中のＳ２）。判定部４は、振動時間Ｔ１が所定時間以下の場合（図３中のＳ２のＹｅｓ）、送波部１が異常であると判定する（図３中のＳ５）。また、判定部４は、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長い場合（図３中のＳ２のＮｏ）、振動信号Ｓ２から求めたパルス幅Ｔ２が規定範囲外であるか否かを判定する（図３中のＳ３）。判定部４は、パルス幅Ｔ２が規定範囲外である場合（図３中のＳ３のＹｅｓ）、送波部１が異常であると判定する（図３中のＳ５）。また、判定部４は、パルス幅Ｔ２が規定範囲である場合（図３中のＳ３のＮｏ）、送波部１が正常であると判定する（図３中のＳ４）。

ここにおいて、振動時間Ｔ１は、図２Ａに示すように、残響時間Ｔ５を含むので、当然ながら、判定部４は、振動時間Ｔ１のうちの残響時間Ｔ５と、パルス幅Ｔ２（割合Ｔ２／Ｔ３）とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定してもよい。

図４は、物体検知装置１００の送波部１に付着する異物（ここでは、粘土）の重量を変更した場合において、振動信号Ｓ２の振動時間Ｔ１と、パルス幅Ｔ２の変化量と、異物の重量との関係を示す。図４中の実線は、異物の重量に対するパルス幅Ｔ２の変化量を表している。また、図４中の一点鎖線は、異物の重量に対する振動時間Ｔ１を表している。なお、パルス幅Ｔ２の変化量とは、パルス基準幅に対するパルス幅Ｔ２のずれ（差分）を意味する。

物体検知装置１００は、振動時間Ｔ１のみに基づいて送波部１が異常であるか否かを判定するとき、振動時間Ｔ１が所定時間（図４では、１２００μｓ）以下の場合に、送波部１が異常であると判定できる。しかしながら、物体検知装置１００では、異物が送波部１に付着していても（例えば、異物の重量が０．１５ｇである場合）、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長くなるときがある。このような異物としては、例えば、凍結により生じた霜などが挙げられる。よって、物体検知装置１００は、振動時間Ｔ１のみに基づいて送波部１が異常であるか否かを判定する場合、異物が送波部１に付着していたとしても、送波部１が異常であると判定できないときがある。

そのため、物体検知装置１００は、振動時間Ｔ１とパルス幅Ｔ２（割合Ｔ２／Ｔ３）とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定するように構成されている。これにより、物体検知装置１００では、異物が送波部１に付着していたとしても、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長く、かつ、パルス幅Ｔ２が規定範囲外（図４では、パルス基準幅±０．４μｓの範囲外）である場合に、送波部１が異常であると判定できる。すなわち、物体検知装置１００は、振動信号Ｓ２の振動時間Ｔ１に加えて、振動信号Ｓ２のパルス幅Ｔ２に基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定するので、送波部１の異常を検知するときの精度を向上させることが可能になる。

ところで、特許文献１記載の超音波ソナーは、超音波の送波を停止させた後の残響時間と周波数の解析結果とに基づいて、送受波器の異常を検知するだけでなく、送受波器が凍結している場合と送受波器と送受波切替回路との結線が断線している場合とを区別する。

しかしながら、特許文献１記載の超音波ソナーでは、超音波の送波を停止させた後の残響時間のみに基づいて送受波器の異常を検知するので、送受波器の異常を検知するときの精度を向上させることが難しい。

これに対して、物体検知装置１００は、振動信号Ｓ２の残響時間Ｔ５を含む振動時間Ｔ１と、振動信号Ｓ２のパルス幅Ｔ２（割合Ｔ２／Ｔ３）とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する。つまり、物体検知装置１００は、振動時間Ｔ１に加えて、パルス幅Ｔ２に基づいて送波部１が異常であるか否かを判定する。よって、物体検知装置１００では、特許文献１記載の超音波ソナーに比べて、送波部１の異常を検知するときの精度を向上させることが可能になる。

ここで、判定部４は、振動時間Ｔ１とパルス幅Ｔ２（割合Ｔ２／Ｔ３）とを振動信号Ｓ２から同時に求めることが好ましい。すなわち、判定部４は、振動時間Ｔ１とパルス幅Ｔ２とを１つの振動信号Ｓ２から求めることが好ましい。これにより、物体検知装置１００では、振動時間Ｔ１とパルス幅Ｔ２とを別々の振動信号Ｓ２から求める場合よりも、送波部１が異常であるか否かの判定を早く開始できる。

また、判定部４は、送波部１が超音波１０１の送波を開始して第１規定時間Ｔ４が経過した後の振動信号Ｓ２から求まる３つのパルス幅Ｔ２（割合Ｔ２／Ｔ３）の平均値と、振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定してもよい。すなわち、判定部４は、残響時間Ｔ５における振動信号Ｓ２から求まる３つのパルス幅Ｔ２の平均値と、振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、判定部４は、１つのパルス幅Ｔ２ではなく、３つのパルス幅Ｔ２の平均値を用いて送波部１の異常判定を行うので、１つのパルス幅Ｔ２を用いて送波部１の異常判定を行う場合よりも、異常判定の精度を向上させることが可能になる。その結果、物体検知装置１００では、送波部１の異常を検知するときの精度を、より向上させることが可能になる。

判定部４は、残響時間Ｔ５における振動信号Ｓ２から求まる３つのパルス幅Ｔ２の平均値と、振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する構成であるが、この構成に限らない。判定部４は、残響時間Ｔ５における振動信号Ｓ２から求まる４つ以上のパルス幅Ｔ２の平均値と、振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する構成であってもよい。この場合、物体検知装置１００では、送波部１が異常であるか否かを判定するときの精度（異常判定の精度）を、より向上させることが可能になる。その結果、物体検知装置１００では、送波部１の異常を検知するときの精度を、より一層向上させることが可能になる。

また、判定部４は、残響時間Ｔ５における振動信号Ｓ２から求まる２つのパルス幅Ｔ２の平均値と、振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定してもよい。この場合、物体検知装置１００では、残響時間Ｔ５における振動信号Ｓ２から求まる３つのパルス幅Ｔ２の平均値と振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する場合よりも、送波部１が異常であるか否かの判定を早く開始できる。

なお、振動信号Ｓ２の割合Ｔ２／Ｔ３は、振動信号Ｓ２の信号レベルが基準値Ｈ１を下回る時間Ｔ２の振動信号Ｓ２の１周期Ｔ３に占める割合としているが、これに限らない。振動信号Ｓ２の割合は、振動信号Ｓ２の信号レベルが基準値Ｈ１上回る時間の振動信号Ｓ２の１周期Ｔ３に占める割合であってもよい。

以上説明したように、物体検知装置１００では、判定部４は、振動信号Ｓ２の振動時間Ｔ１と、振動信号Ｓ２の割合Ｔ２／Ｔ３（パルス幅Ｔ２）とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定する。

この構成によれば、物体検知装置１００では、振動信号Ｓ２の振動時間Ｔ１に加えて、振動信号Ｓ２の割合Ｔ２／Ｔ３に基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定するので、送波部１の異常を検知するときの精度を向上させることが可能になる。

また、判定部４は、上述のように、振動時間Ｔ１が所定時間以下の場合に、送波部１が異常であると判定することが好ましい。また、判定部４は、上述のように、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長く、かつ、割合Ｔ２／Ｔ３が規定範囲外である場合に、送波部１が異常であると判定することが好ましい。さらに、判定部４は、上述のように、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長く、かつ、割合Ｔ２／Ｔ３が規定範囲である場合に、送波部１が正常であると判定することが好ましい。

この構成によれば、物体検知装置１００は、振動時間Ｔ１が所定時間以下の場合に限らず、振動時間Ｔ１が所定時間よりも長く、かつ、割合Ｔ２／Ｔ３が規定範囲外である場合に、送波部１が異常であると判定できる。すなわち、物体検知装置１００では、送波部１の異常を検知するときの精度を向上させることが可能になる。

また、振動信号Ｓ２は、上述のように、立ち上がりと立ち下がりとを交互に繰り返す矩形波状の信号であることが好ましい。判定部４は、送波部１が超音波１０１の送波を開始して第１規定時間Ｔ４が経過した後、振動信号Ｓ２の最後の変化Ａ１が発生する時点ｔ４から第２規定時間Ｔ６が経過するまでに、振動信号Ｓ２の次の変化がない場合、送波部１が超音波１０１の送波を開始した時点ｔ１から最後の変化Ａ１が発生する時点ｔ４までの時間を、振動時間Ｔ１とすることが好ましい。この場合、変化Ａ１は、振動信号Ｓ２の立ち上がりまたは立ち下がりである。

この構成によれば、物体検知装置１００では、振動時間Ｔ１を振動信号Ｓ２から求めることができる。よって、物体検知装置１００では、例えば、マイクロコンピュータ１３のタイマによって送波部１が超音波１０１の送波を開始してから計時される時間（設定時間）が監視時間Ｔ７よりも長い場合に比べて、送波部１が異常であるか否かの判定を早く開始できる。

また、判定部４は、送波部１が超音波１０１の送波を開始して第１規定時間Ｔ４が経過した後の振動信号Ｓ２から求まる複数の割合Ｔ２／Ｔ３の平均値と、振動時間Ｔ１とに基づいて、送波部１が異常であるか否かを判定することが好ましい。

この構成によれば、物体検知装置１００では、判定部４は、複数の割合Ｔ２／Ｔ３の平均値を用いて送波部１の異常判定を行うので、１つの割合Ｔ２／Ｔ３を用いて送波部１の異常判定を行う場合よりも、異常判定の精度を向上させることが可能になる。その結果、物体検知装置１００では、送波部１の異常を検知するときの精度を、より向上させることが可能になる。

また、判定部４は、振動時間Ｔ１と割合Ｔ２／Ｔ３とを振動信号Ｓ２から同時に求めるように構成されていることが好ましい。

この構成によれば、物体検知装置１００では、振動時間Ｔ１と割合Ｔ２／Ｔ３とを別々の振動信号Ｓ２から求める場合よりも、送波部１が異常であるか否かの判定を早く開始できる。

なお、所定時間は、１２００μｓであるが、これに限らない。また、規定範囲は、パルス基準幅±０．４μｓであるが、この範囲に限らない。例えば、規定範囲は、パルス基準幅±０．２μｓであってもよい。

振動信号Ｓ２は、立ち上がりと立ち下がりとを交互に繰り返す矩形波状の信号であるが、これに限らない。振動信号Ｓ２は、例えば、正弦波、三角波のような周期性を有する信号などであってもよい。

検知部３は、物体２００を検知する機能に加えて、物体２００までの距離を求める機能を備えていてもよい。この場合、検知部３は、送波部１が超音波１０１を送波してから、受波部２が反射波１０２を受波するまでの時間に基づいて、物体２００までの距離を求める。

送波部１と受波部２とは、別々に構成されているが、一体に構成されていてもよい。この場合、送波部１及び受波部２は、例えば、超音波トランスデューサにより構成され、超音波トランスデューサが電気信号と機械的な振動とを相互に変換することによって、超音波１０１の送波と反射波１０２の受波との両方を実現する。

検知部３、判定部４、駆動部７及び信号処理回路８は、電子制御ユニットに含まれているが、電子制御ユニットに含まれていなくてもよい。例えば、検知部３、判定部４、駆動部７及び信号処理回路８は、送波部１及び受波部２を有する超音波センサに含まれていてもよい。

以上説明した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能である。

１ 送波部
２ 受波部
３ 検知部
４ 判定部
１００ 物体検知装置
Ｓ２ 振動信号
Ｔ１ 振動時間
Ｔ４ 第１規定時間
Ｔ６ 第２規定時間

Claims (5)

1. 超音波を送波する送波部と、前記送波部から送波された前記超音波の反射波を受波する受波部と、前記受波部が前記反射波を受波するか否かに基づいて物体を検知する検知部と、前記送波部が異常であるか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記送波部での機械的な振動が発生する時間である振動時間と、前記振動に応じた周期性を有する振動信号の信号レベルが基準値を下回るまたは上回る時間の前記振動信号の１周期に占める割合とに基づいて、前記送波部が異常であるか否かを判定する
   ことを特徴とする物体検知装置。
2. 前記判定部は、前記振動時間が所定時間以下の場合に前記送波部が異常であると判定し、前記振動時間が前記所定時間よりも長く、かつ、前記割合が規定範囲外である場合に前記送波部が異常であると判定し、前記振動時間が前記所定時間よりも長く、かつ、前記割合が前記規定範囲である場合に前記送波部が正常であると判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の物体検知装置。
3. 前記振動信号は、立ち上がりと立ち下がりとを交互に繰り返す矩形波状の信号であり、
   前記判定部は、前記送波部が前記超音波の送波を開始して第１規定時間が経過した後、前記振動信号の最後の立ち上がりまたは立ち下がりである変化が発生する時点から、第２規定時間が経過するまでに、前記振動信号の次の前記変化がない場合、前記送波部が前記超音波の送波を開始した時点から前記最後の前記変化が発生する時点までの時間を、前記振動時間とする
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の物体検知装置。
4. 前記判定部は、前記送波部が前記超音波の送波を開始して前記第１規定時間が経過した後の前記振動信号から求まる複数の前記割合の平均値と、前記振動時間とに基づいて、前記送波部が異常であるか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項３記載の物体検知装置。
5. 前記判定部は、前記振動時間と前記割合とを前記振動信号から同時に求めるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の物体検知装置。

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