JP2018096693A - Ultrasonic sensor device - Google Patents

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巧麻 中川
Takuma Nakagawa
巧麻 中川
友哉 佐藤
Tomoya Sato
友哉 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic sensor device which compensates for influence due to temperature and humidity with a simple configuration.SOLUTION: An ultrasonic sensor device 100 has a temperature measuring unit 9 having an outside air temperature instrument 10 for measuring outside air temperature and a control unit 5. The control unit 5 comprises a distance computation unit 6 for measuring a distance to an obstacle 3, a correction unit 7 having a correction value for correcting a measurement error due to a temperature characteristic of an ultrasonic wave when the distance computation unit 6 measures the distance to the obstacle 3, and a determination unit 12 for determining whether or not the outside air temperature instrument 10 is normal. The correction unit 7 outputs a correction value based on the outside air temperature acquired by the temperature measuring unit 9 to the distance computation unit 6 when the determination unit 12 determines that the outside air temperature instrument 10 is normal. The distance computation unit 6 corrects the measured distance based on the correction value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波の送信から受信までの時間差に基づいて障害物までの距離を測定する超音波センサ装置に関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic sensor device that measures a distance to an obstacle based on a time difference from transmission to reception of ultrasonic waves.

湿度変化による検出精度劣化の問題を解決できるようにした超音波センサ装置が提案されている。(例えば特許文献1参照)   There has been proposed an ultrasonic sensor device capable of solving the problem of detection accuracy deterioration due to humidity change. (For example, see Patent Document 1)

特開2006―242650号公報JP 2006-242650 A

しかしながら、上記特許文献1の超音波センサ装置では、複数の周波数の異なる超音波を送信する必要があるため超音波センサ装置が煩雑になる。そこで、本発明は、構成を簡単にしつつ温度または湿度による影響を補正した超音波センサ装置を提供することを目的とする。   However, since the ultrasonic sensor device of Patent Document 1 needs to transmit a plurality of ultrasonic waves having different frequencies, the ultrasonic sensor device becomes complicated. Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic sensor device in which the influence of temperature or humidity is corrected while simplifying the configuration.

かかる目的を達成するためになされた本開示の超音波センサ装置は、車両に搭載され、超音波の送信から受信までの時間差に基づいて障害物までの距離を測定する超音波センサ装置であって、外気温度を計測する外気温度計を有する温度計測部と、制御部と、を有し、制御部は障害物までの距離を測定する距離演算部と、距離演算部が障害物までの距離を測定する際に超音波の温度特性による測定誤差を補正する補正値を有する補正部と、外気温度計が正常か否かを判定する判定部と、を備え、補正部は、判定部が外気温度計を正常であると判定したときに、温度計測部が取得した外気温度に基づく補正値を距離演算部に出力し、距離演算部は、補正値に基づいて測定した距離を補正することを特徴とする。   An ultrasonic sensor device of the present disclosure made to achieve such an object is an ultrasonic sensor device that is mounted on a vehicle and measures a distance to an obstacle based on a time difference from transmission to reception of ultrasonic waves. A temperature measuring unit having an outside air thermometer for measuring the outside temperature, and a control unit, the control unit measuring a distance to the obstacle, and the distance calculating unit calculating the distance to the obstacle. A correction unit having a correction value for correcting a measurement error due to the temperature characteristic of the ultrasonic wave at the time of measurement, and a determination unit that determines whether or not the outside air thermometer is normal. When the meter is determined to be normal, the temperature measurement unit outputs a correction value based on the outside air temperature acquired to the distance calculation unit, and the distance calculation unit corrects the distance measured based on the correction value. And

本開示の超音波センサ装置は、超音波センサ装置の大型化やシステムの煩雑化、製造コストの増大を抑制しながら、温度または湿度による影響を補正して障害物までの距離を精度よく測定できる。   The ultrasonic sensor device of the present disclosure can accurately measure the distance to an obstacle by correcting the influence of temperature or humidity while suppressing an increase in the size of the ultrasonic sensor device, a complicated system, and an increase in manufacturing cost. .

本発明の実施の形態に係る超音波センサ装置100のブロック図The block diagram of the ultrasonic sensor apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention. 図1の制御部5の動作を説明するフローチャートThe flowchart explaining operation | movement of the control part 5 of FIG.

(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した超音波センサ装置に関して以下の課題が生じることを見出した。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
The present inventor has found that the following problems occur with respect to the ultrasonic sensor device described in the “Background Art” column.

従来、送信部から送信された超音波の反射波を受信部で受信し、送信から受信までの時間差に基づいて障害物までの距離を測定する車載用超音波センサ装置が知られている。しかしながら、超音波には、温度や湿度といった環境の変化によりその速度や音圧が変化するという特性がある。したがって超音波センサ装置による正確な障害物の検知を行うため
には、測定時の温度や湿度を把握した上で超音波センサ装置が算出した障害物までの距離を補正する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an in-vehicle ultrasonic sensor device that receives a reflected wave of an ultrasonic wave transmitted from a transmission unit at a reception unit and measures a distance to an obstacle based on a time difference from transmission to reception is known. However, ultrasonic waves have a characteristic that their speed and sound pressure change due to environmental changes such as temperature and humidity. Therefore, in order to accurately detect an obstacle by the ultrasonic sensor device, it is necessary to correct the distance to the obstacle calculated by the ultrasonic sensor device after grasping the temperature and humidity at the time of measurement.

そこで、特許文献1のように湿度変化による検出精度劣化の問題を解決できるようにした超音波センサ装置が提案されている。この超音波センサ装置は、1個以上の送信素子と2個以上の受信素子が同一基板に集積化されており、送信素子が2以上の異なる周波数の超音波を送信し、それぞれに対応した受信信号についての減衰損失の演算処理により湿度補正をしている。   Therefore, an ultrasonic sensor device that can solve the problem of deterioration in detection accuracy due to a change in humidity as in Patent Document 1 has been proposed. In this ultrasonic sensor device, one or more transmission elements and two or more reception elements are integrated on the same substrate, and the transmission elements transmit ultrasonic waves of two or more different frequencies, and receive corresponding to each. Humidity correction is performed by calculating the attenuation loss of the signal.

しかしながら、上記特許文献1の超音波センサ装置では、複数の周波数の異なる超音波を送信する必要があり、また、複数の受信素子が必要であるため超音波センサ装置の大型化やシステムの煩雑化、製造コストの増大につながるという課題があった。   However, in the ultrasonic sensor device of Patent Document 1, it is necessary to transmit a plurality of ultrasonic waves having different frequencies, and since a plurality of receiving elements are required, the size of the ultrasonic sensor device and the complexity of the system are increased. There is a problem that the manufacturing cost increases.

このような課題を解決するために本発明の一態様に係る超音波センサ装置は、車両に搭載され、超音波の送信から受信までの時間差に基づいて障害物までの距離を測定する超音波センサ装置であって、外気温度を計測する外気温度計を有する温度計測部と、制御部と、を有し、制御部は障害物までの距離を測定する距離演算部と、距離演算部が障害物までの距離を測定する際に超音波の温度特性による測定誤差を補正する補正値を有する補正部と、外気温度計が正常か否かを判定する判定部と、を備え、補正部は、判定部が外気温度計を正常であると判定したときに、温度計測部が取得した外気温度に基づく補正値を距離演算部に出力し、距離演算部は、補正値にもとづいて測定した距離を補正する。   In order to solve such a problem, an ultrasonic sensor device according to an aspect of the present invention is mounted on a vehicle and measures the distance to an obstacle based on a time difference from transmission to reception of ultrasonic waves. A temperature measuring unit having an outside air thermometer for measuring an outside temperature and a control unit, the control unit measuring a distance to an obstacle, and the distance calculating unit being an obstacle A correction unit having a correction value that corrects a measurement error due to the temperature characteristic of the ultrasonic wave when measuring the distance to, and a determination unit that determines whether or not the outside air thermometer is normal. Outputs a correction value based on the outside air temperature acquired by the temperature measurement unit to the distance calculation unit, and the distance calculation unit corrects the measured distance based on the correction value. To do.

これによれば、補正部は距離演算部に外気温度に基づく補正値を出力するため超音波センサ装置が温度による影響を受けずに障害物までの距離を精度良く測定できる。また、複数の受信素子を必要としないため超音波センサ装置の大型化やシステムの煩雑化、製造コストの増大を抑制することができる。さらには、補正部は判定部が外気温度計を正常であると判断した場合以外は補正しないので外気温度計が誤測定した測定値に基づいた補正を抑制することができる。   According to this, since the correction unit outputs a correction value based on the outside air temperature to the distance calculation unit, the ultrasonic sensor device can accurately measure the distance to the obstacle without being affected by the temperature. Moreover, since a plurality of receiving elements are not required, it is possible to suppress an increase in the size of the ultrasonic sensor device, a complicated system, and an increase in manufacturing cost. Furthermore, since the correction unit does not perform correction except when the determination unit determines that the outside air thermometer is normal, correction based on the measurement value erroneously measured by the outside air thermometer can be suppressed.

また、例えば、外気湿度を計測する外気湿度計を有する湿度計測部をさらに備え、補正値は、超音波の温度特性及び湿度特性による測定誤差を補正する補正値であり、補正部は、温度計測部が取得した外気温度と湿度計測部が取得した外気湿度とに基づく補正値を距離演算部に出力してもよい。   In addition, for example, a humidity measuring unit having an outside air hygrometer for measuring outside air humidity is further provided, and the correction value is a correction value for correcting a measurement error due to the temperature characteristic and the humidity characteristic of the ultrasonic wave, A correction value based on the outside air temperature acquired by the unit and the outside air humidity acquired by the humidity measuring unit may be output to the distance calculating unit.

これによれば、補正部は距離演算部に外気温度と外気湿度に基づく補正値を出力するため、超音波センサ装置が温度および湿度による影響を受けずに障害物までの距離を精度良く測定できる。   According to this, since the correction unit outputs a correction value based on the outside air temperature and the outside air humidity to the distance calculation unit, the ultrasonic sensor device can accurately measure the distance to the obstacle without being affected by the temperature and humidity. .

また、例えば、距離演算部は、車両の速度を計測する速度計測部が計測した速度が速度閾値よりも大きいときに、測定した距離を補正してもよい。   In addition, for example, the distance calculation unit may correct the measured distance when the speed measured by the speed measurement unit that measures the speed of the vehicle is larger than the speed threshold.

これによれば、車両が一定以上の速度になった場合に、距離補正部が測定した距離を補正するため、より外気に近い温度および/または湿度で測定誤差を補正することができる。   According to this, when the vehicle speed exceeds a certain level, the distance measured by the distance correction unit is corrected, so that the measurement error can be corrected at a temperature and / or humidity closer to the outside air.

また、例えば、制御部は判定部が外気温度計を正常であると判定したときからの経過時間を測定する時間計測部をさらに備え、時間計測部は、判定部が外気温度計は正常であると判定したときに計測を開始し、距離演算部は、経過時間が予め決められた時間閾値以上のときに、測定した距離を補正してもよい。   In addition, for example, the control unit further includes a time measurement unit that measures an elapsed time from when the determination unit determines that the outside air thermometer is normal, and the time measurement unit has a determination unit that the outside air thermometer is normal The distance calculation unit may correct the measured distance when the elapsed time is equal to or greater than a predetermined time threshold.

これによれば、車両が一定以上の速度を一定時間以上保った場合に、距離演算部が測定した距離を補正するため、外気温度計および/または外気湿度計がそれぞれ測定する温度および/または湿度が十分に安定した後に測定誤差を補正することができる。   According to this, in order to correct the distance measured by the distance calculation unit when the vehicle keeps a certain speed or more for a certain time, the temperature and / or humidity measured by the outside air thermometer and / or outside air hygrometer, respectively. Measurement error can be corrected after the signal becomes sufficiently stable.

また、例えば、制御部は、補正部が補正値を更新するタイミングを決定する更新部をさらに備えてもよい。   For example, the control unit may further include an update unit that determines a timing at which the correction unit updates the correction value.

これによれば、温度や湿度が変化した場合にも、補正値を更新することで精度良く障害物までの距離を測定することができる。   According to this, even when the temperature or humidity changes, the distance to the obstacle can be accurately measured by updating the correction value.

また、例えば、更新部は、補正部が補正値を距離演算部に出力したときに、補正部による補正値の更新を許可してもよい。   For example, the update unit may permit the correction unit to update the correction value when the correction unit outputs the correction value to the distance calculation unit.

これによれば、補正部が補正値を距離算出部に出力するたびに補正部が新しく補正値を算出するため、精度良く障害物までの距離を測定することができる。   According to this, every time the correction unit outputs the correction value to the distance calculation unit, the correction unit calculates a new correction value, so that the distance to the obstacle can be accurately measured.

また、例えば、更新部は、外気温度の変化量が所定の温度変化量閾値を超えたときに、補正部による補正値の更新を許可してもよい。   For example, the update unit may allow the correction unit to update the correction value when the change amount of the outside air temperature exceeds a predetermined temperature change amount threshold value.

これによれば、温度が急激に変化した場合にも、超音波センサ装置は精度良く障害物までの距離を測定することができる。   According to this, even when the temperature changes rapidly, the ultrasonic sensor device can accurately measure the distance to the obstacle.

また、例えば、更新部は、外気湿度の変化量が所定の湿度変化量閾値を超えたときに、補正部による補正値の更新を許可してもよい。   Further, for example, the update unit may permit the correction unit to update the correction value when the change amount of the outside air humidity exceeds a predetermined humidity change amount threshold value.

これによれば、湿度が急激に変化した場合にも、超音波センサ装置は精度良く障害物までの距離を測定することができる。   According to this, even when the humidity changes abruptly, the ultrasonic sensor device can accurately measure the distance to the obstacle.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される構成要素、構成要素の位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。   Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted. Each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The constituent elements, the positions and connection forms of the constituent elements, the steps, the order of the steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.

本実施の形態の超音波センサ装置100は、車両に搭載され、超音波を送受信し送信から受信までの時間差に基づいて障害物までの距離を測定する。例えば障害物までの距離が短いときには、運転者に対する報知や車両に対する制御を行う。   The ultrasonic sensor device 100 according to the present embodiment is mounted on a vehicle, transmits and receives ultrasonic waves, and measures a distance to an obstacle based on a time difference from transmission to reception. For example, when the distance to the obstacle is short, the driver is notified and the vehicle is controlled.

最初に、超音波センサ装置100の構成を説明する。図1は超音波センサ装置100の構成を示すブロック図である。超音波センサ装置100は、送信部1、受信部2、受波増幅部4、制御部5、温度計測部9、湿度計測部18を備える。また、制御部5は、距離演算部6、補正部7、判定部12、時間計測部13、更新部16を備える。制御部5は、車両に搭載される速度計測部15、車両制御部17と接続されている。   First, the configuration of the ultrasonic sensor device 100 will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic sensor device 100. The ultrasonic sensor device 100 includes a transmission unit 1, a reception unit 2, a reception amplification unit 4, a control unit 5, a temperature measurement unit 9, and a humidity measurement unit 18. The control unit 5 includes a distance calculation unit 6, a correction unit 7, a determination unit 12, a time measurement unit 13, and an update unit 16. The control unit 5 is connected to a speed measurement unit 15 and a vehicle control unit 17 mounted on the vehicle.

送信部1は、圧電素子を用いた超音波マイクロホンからなり、入力される発振信号に等しい周波数の超音波を障害物3へ送波し、送波した超音波に対応する電気信号を距離演算部6へ出力する。送波された超音波は障害物3により反射する。   The transmission unit 1 includes an ultrasonic microphone using a piezoelectric element, transmits an ultrasonic wave having a frequency equal to the input oscillation signal to the obstacle 3, and an electric signal corresponding to the transmitted ultrasonic wave is a distance calculation unit. 6 is output. The transmitted ultrasonic wave is reflected by the obstacle 3.

受信部2は送信部1と同じく圧電素子を用いた超音波マイクロホンからなり、障害物3で反射した超音波を受信し、電気信号に変換して受波増幅部4へ出力する。なお、送信部1と受信部2は一体となっていてもよいし別体として存在してもよい。また、送信部1および受信部2は複数個設置してもよいし、送信部1と受信部2が同数個でなくてもよい。   The receiving unit 2 is composed of an ultrasonic microphone using a piezoelectric element like the transmitting unit 1, receives the ultrasonic wave reflected by the obstacle 3, converts it into an electric signal, and outputs it to the wave receiving / amplifying unit 4. The transmission unit 1 and the reception unit 2 may be integrated or may exist as separate bodies. Also, a plurality of transmission units 1 and reception units 2 may be installed, and the number of transmission units 1 and reception units 2 may not be the same.

受波増幅部4は受信部2が受波した電気信号を増幅し距離演算部6へ出力する。   The reception amplification unit 4 amplifies the electrical signal received by the reception unit 2 and outputs it to the distance calculation unit 6.

温度計測部9は外気の温度を計測するセンシングデバイスである外気温度計10および車両温度計11を有する。外気温度計10および車両温度計11は例えば車両バンパ内に設置され外気の温度を計測する。   The temperature measurement unit 9 includes an outside air thermometer 10 and a vehicle thermometer 11 which are sensing devices that measure the temperature of the outside air. The outside air thermometer 10 and the vehicle thermometer 11 are installed in a vehicle bumper, for example, and measure the temperature of outside air.

温度計測部9が有する外気温度計10と車両温度計11とは特に区別されないが、温度計測部9は外気の温度を計測するセンシングデバイスを複数個備えることが望ましい。測定された外気温度は電気信号として判定部12へ出力される。   Although the outside temperature thermometer 10 and the vehicle thermometer 11 included in the temperature measuring unit 9 are not particularly distinguished, the temperature measuring unit 9 preferably includes a plurality of sensing devices that measure the temperature of the outside air. The measured outside air temperature is output to the determination unit 12 as an electrical signal.

速度計測部15は、車両の速度V(t)を計測する。車の速度を検出する方法として例えば、トランスミッションの出力側に装備されるドリブンギアにより車速を検出する方法がある。測定された車両の速度は時間計測部13へ出力される。   The speed measurement unit 15 measures the vehicle speed V (t). As a method for detecting the speed of the vehicle, for example, there is a method for detecting the vehicle speed by a driven gear provided on the output side of the transmission. The measured vehicle speed is output to the time measuring unit 13.

湿度計測部18は、外気の湿度を計測する外気湿度計19を有する。湿度計測部18で測定した外気湿度は補正部7へ送られる。   The humidity measuring unit 18 includes an outside air hygrometer 19 that measures the humidity of the outside air. The outside humidity measured by the humidity measuring unit 18 is sent to the correcting unit 7.

制御部5は、マイクロコンピュータと、RAM(Random Access Memory)と、後述する制御処理をマイクロコンピュータに実行させるためのプログラムやデータを記憶したROM(Read Only Memory)などにより構成される。   The control unit 5 includes a microcomputer, a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory) that stores a program and data for causing the microcomputer to execute a control process described later.

距離演算部6は、送信部1および受波増幅部4から出力された電気信号に基づき障害物3までの距離を算出する。具体的には、送信部1および受波増幅部4から出力された信号から、超音波の送信から受信までの時間差に基づいて障害物3までの距離を測定する。さらに後述するように、温度および/または湿度に基づく補正値から、測定した距離を補正する。算出された距離は電気信号として車両制御部17へ出力される。   The distance calculation unit 6 calculates the distance to the obstacle 3 based on the electrical signals output from the transmission unit 1 and the reception amplification unit 4. Specifically, the distance to the obstacle 3 is measured based on the time difference from the transmission to the reception of the ultrasonic wave from the signals output from the transmission unit 1 and the reception amplification unit 4. Further, as will be described later, the measured distance is corrected from a correction value based on temperature and / or humidity. The calculated distance is output to the vehicle control unit 17 as an electrical signal.

補正部7は、障害物3までの距離について温度および湿度による測定誤差を補正する。補正部7は、補正テーブルを有している。補正テーブルは、外気温度および外気湿度から補正値を決定するための表である。例えば行に温度を、列に湿度をそれぞれ並べておき、それらの行列に対応する欄に補正値を入れておけばよい。そして、補正部7は、温度計測部9から取得した外気温度、および湿度計測部18から取得した外気湿度に対応した補正値を必要時に呼び出して距離演算部6へ出力する。   The correction unit 7 corrects the measurement error due to temperature and humidity with respect to the distance to the obstacle 3. The correction unit 7 has a correction table. The correction table is a table for determining a correction value from the outside air temperature and the outside air humidity. For example, the temperature may be arranged in a row and the humidity may be arranged in a column, and a correction value may be entered in a column corresponding to the matrix. Then, the correction unit 7 calls the correction value corresponding to the outside air temperature acquired from the temperature measurement unit 9 and the outside air humidity acquired from the humidity measurement unit 18 when necessary, and outputs the correction value to the distance calculation unit 6.

なお、補正テーブルは上記のように温度および湿度に補正値が対応するような構成には限定されず、例えば温度のみに補正値が対応するような表でもよいし、湿度のみに補正値が対応するような表でもよい。このようにすれば、外気温度あるいは外気湿度のうち一方のみで補正値を決定できるので、温度計測部9と湿度計測部18のいずれかがある構成でもよい。   The correction table is not limited to the configuration in which the correction value corresponds to the temperature and the humidity as described above. For example, the correction table may correspond to the temperature only, or the correction value corresponds to only the humidity. It may be a table like this. In this way, since the correction value can be determined by only one of the outside air temperature and the outside air humidity, the temperature measuring unit 9 and the humidity measuring unit 18 may be provided.

判定部12は、外気温度計10と車両温度計11とでそれぞれ測定された温度に基づいて外気温度計10が正常であるか否かを判定する。その判定結果と、取得した外気温度を時間計測部13と更新部16へ送る。   The determination unit 12 determines whether or not the outside air thermometer 10 is normal based on the temperatures measured by the outside air thermometer 10 and the vehicle thermometer 11. The determination result and the acquired outside air temperature are sent to the time measuring unit 13 and the updating unit 16.

時間計測部13は、判定部12が外気温度計10を正常であると判断してからの経過時
間Wを計測する。時間計測部13は、測定した経過時間Wに加え判定部12より取得した外気温度と速度計測部15より取得した速度を補正部7へ送る。
The time measurement unit 13 measures an elapsed time W after the determination unit 12 determines that the outside air thermometer 10 is normal. The time measurement unit 13 sends the outside temperature acquired from the determination unit 12 and the speed acquired from the speed measurement unit 15 to the correction unit 7 in addition to the measured elapsed time W.

更新部16は、補正部7が補正値を更新するタイミングを決定する。更新部16は、補正部7が補正値を距離演算部6に出力したときに、次の補正値への更新を許可する。それにより、補正部7は、新たな外気温度および外気湿度に基づいて、補正値を補正テーブルから選択する。選択された補正値は、距離演算部6へ出力される。   The update unit 16 determines the timing at which the correction unit 7 updates the correction value. The update unit 16 permits an update to the next correction value when the correction unit 7 outputs the correction value to the distance calculation unit 6. Thereby, the correction unit 7 selects a correction value from the correction table based on the new outside air temperature and outside air humidity. The selected correction value is output to the distance calculation unit 6.

なお、更新は一定時間毎に行っても良い。また、更新部16は判定部12から正常と判定された外気温度を取得して、前回の更新時の外気温度からの温度変化が予め決めておいた変化量を超えたときに、次の更新を許可してもよい。同様に、更新部16は湿度計測部18から外気湿度を取得して、前回の更新時の外気湿度からの湿度変化が予め決めておいた変化量を超えたときに、次の更新を許可してもよい。また、例えば午前10時、午後2時、午後6時など所定の時刻で更新するようにしても構わない。   The update may be performed at regular intervals. Further, the update unit 16 acquires the outside air temperature determined to be normal from the determination unit 12, and the next update is performed when the temperature change from the outside air temperature at the previous update exceeds a predetermined change amount. May be allowed. Similarly, the update unit 16 acquires the outside air humidity from the humidity measuring unit 18, and permits the next update when the humidity change from the outside air humidity at the time of the previous update exceeds a predetermined change amount. May be. For example, the update may be performed at a predetermined time such as 10 am, 2 pm, or 6 pm.

車両制御部17は、距離演算部6で算出された障害物3までの距離に基づいて車両を制御する。例えば算出された距離が予め決めておいた距離閾値よりも小さいときに車両制御部17が車両の制動制御を行う。車両制御部17は、制動制御を行う代わりに、運転者に対して障害物3の存在を知らせる警告音を報知したり、ナビゲーション装置等のディスプレイに警告を表示してもよい。このような構成にすることで、超音波センサ装置100は温度および/または湿度特性による測定距離の誤差を補正した上で車両を制御するため、より安全に精度良く車両を制御できる。   The vehicle control unit 17 controls the vehicle based on the distance to the obstacle 3 calculated by the distance calculation unit 6. For example, when the calculated distance is smaller than a predetermined distance threshold, the vehicle control unit 17 performs braking control of the vehicle. Instead of performing the braking control, the vehicle control unit 17 may notify the driver of a warning sound notifying the presence of the obstacle 3 or displaying a warning on a display such as a navigation device. With this configuration, the ultrasonic sensor device 100 controls the vehicle after correcting the measurement distance error due to the temperature and / or humidity characteristics, so that the vehicle can be controlled more safely and accurately.

次に制御部5の動作について図2を用いて説明する。図2は図1の制御部5の動作を説明するフローチャートである。   Next, operation | movement of the control part 5 is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 5 of FIG.

超音波センサ装置100は車のエンジンが点火(もしくは電源がオン)すると電源が入る。超音波センサ装置100の電源が入るとフローはステップS1へ移行する。   The ultrasonic sensor device 100 is turned on when the car engine is ignited (or powered on). When the ultrasonic sensor device 100 is powered on, the flow moves to step S1.

ステップS1では、判定部12によって外気温度計10が正常であるか否かを判定している。外気温度計10が、時刻tにおいて温度T1(t)を示しているとする。また、車両温度計11は同時刻tにおいて温度T2(t)を示している。このときT1(t)とT2(t)の差が予め決められていた温度閾値TH1よりも小さいとき(ステップS1におけるYES)、判定部12は、外気温度計10が正常であると判断しフローはS2へ移行する。   In step S1, the determination unit 12 determines whether or not the outside air thermometer 10 is normal. Assume that the outside air thermometer 10 indicates the temperature T1 (t) at time t. The vehicle thermometer 11 indicates the temperature T2 (t) at the same time t. At this time, when the difference between T1 (t) and T2 (t) is smaller than the predetermined temperature threshold value TH1 (YES in step S1), the determination unit 12 determines that the outside air thermometer 10 is normal and the flow Shifts to S2.

判定部12は外気温度計10が示す温度T1(t)と車両温度計11が示す温度T2(t)とを比較することで、外気温度計10が正常であるかどうかを判定することができる。このように、判定部12は外気温度計10が正しく動作しているかを判定するので、故障した外気温度計10が誤測定した温度に基づく誤った補正を抑制することができる。   The determination unit 12 can determine whether the outside air thermometer 10 is normal by comparing the temperature T1 (t) indicated by the outside air thermometer 10 with the temperature T2 (t) indicated by the vehicle thermometer 11. . Thus, since the determination part 12 determines whether the outside temperature thermometer 10 is operate | moving correctly, the incorrect correction | amendment based on the temperature which the malfunctioning outside temperature thermometer 10 measured incorrectly can be suppressed.

ステップS1において、T1(t)とT2(t)の差が予め決められていた温度閾値TH1以上のとき(ステップS1におけるNO)、外気温度計10は異常であると判定部12が判断し、ステップS1に戻る。   In step S1, when the difference between T1 (t) and T2 (t) is equal to or greater than a predetermined temperature threshold TH1 (NO in step S1), the determination unit 12 determines that the outside air thermometer 10 is abnormal, Return to step S1.

ステップS2では、時間計測部13が時間を計測する。時間計測部13はステップS1で外気温度計10が正常であると判定されてからの経過時間Wを計測する。時間計測部13が経過時間を計測するとフローはステップS3へ移行する。   In step S2, the time measuring unit 13 measures time. The time measuring unit 13 measures an elapsed time W after it is determined in step S1 that the outside air thermometer 10 is normal. When the time measuring unit 13 measures the elapsed time, the flow moves to step S3.

ステップS3では、時間計測部13が速度計測部15で測定された車両の速度V(t)
と予め決められていた速度閾値TH2との比較を行う。車両の速度V(t)が速度閾値TH2以上であるとき(ステップS3におけるYES)、フローはステップS4へ移行する。ステップS3において、車両の速度V(t)が速度閾値TH2より小さいとき(ステップS3におけるNO)、フローはステップS5へ移行する。ステップS5では、経過時間Wを0にリセットする。その後フローはステップS2に戻される。
In step S <b> 3, the vehicle speed V (t) measured by the speed measurement unit 15 by the time measurement unit 13.
Is compared with a predetermined speed threshold value TH2. When vehicle speed V (t) is equal to or higher than speed threshold value TH2 (YES in step S3), the flow proceeds to step S4. In step S3, when the vehicle speed V (t) is smaller than the speed threshold TH2 (NO in step S3), the flow proceeds to step S5. In step S5, the elapsed time W is reset to zero. Thereafter, the flow returns to step S2.

ステップS4では、時間計測部13が計測している経過時間Wと時間閾値TH3との比較を行う。経過時間Wが時間閾値TH3以上であるとき(ステップS4におけるYES)、フローはS6へ移行する。ステップS4において、経過時間Wが時間閾値TH3より小さいとき(ステップS4におけるNO)、フローはS2へ戻される。   In step S4, the elapsed time W measured by the time measuring unit 13 is compared with the time threshold value TH3. When the elapsed time W is equal to or greater than the time threshold value TH3 (YES in step S4), the flow proceeds to S6. In step S4, when the elapsed time W is smaller than the time threshold value TH3 (NO in step S4), the flow is returned to S2.

ステップS6において、補正部7は外気温度および外気湿度に応じた補正値を補正テーブルの中から選択し呼び出す。補正テーブルとは、温度および湿度と補正値とを対応させた対応表のことである。ただし、上述したとおり温度のみ、湿度のみ、と補正値とを対応させた表であってもよい。   In step S6, the correction unit 7 selects and calls a correction value corresponding to the outside air temperature and the outside air humidity from the correction table. The correction table is a correspondence table in which temperature and humidity are associated with correction values. However, as described above, it may be a table in which only the temperature, only the humidity, and the correction value are associated with each other.

呼び出された補正値は距離演算部6へ出力される。補正値が距離演算部6へ出力されると、フローはステップS7へ移る。   The called correction value is output to the distance calculation unit 6. When the correction value is output to the distance calculation unit 6, the flow moves to step S7.

ステップS7において、距離演算部6は、出力された補正値をもとに超音波センサ装置100の温度および/または湿度特性による測定誤差を補正した障害物3までの距離を算出する。算出された距離は電気信号として車両制御部17に出力される。障害物3までの距離を算出した後、フローはステップS8へ移行する。   In step S7, the distance calculation unit 6 calculates the distance to the obstacle 3 in which the measurement error due to the temperature and / or humidity characteristics of the ultrasonic sensor device 100 is corrected based on the output correction value. The calculated distance is output to the vehicle control unit 17 as an electrical signal. After calculating the distance to the obstacle 3, the flow moves to step S8.

このように、車両が一定以上の速度を一定時間以上保った場合に、補正部7が外気温度および外気湿度に基づいた補正値を呼び出し距離演算部6に出力するため、測定される温度および湿度が十分に安定した状態で測定誤差を補正することができる。   In this way, when the vehicle maintains a speed above a certain level for a certain time or longer, the correction unit 7 outputs a correction value based on the outside air temperature and the outside air humidity to the calling distance calculation unit 6, so that the measured temperature and humidity are Measurement error can be corrected in a sufficiently stable state.

例えば、外気温度計10が車両停止時に熱がこもり高温になりやすい車両バンパ内に設置される場合、車両が動き始めたときの外気温度計10が計測する温度は実際の外気温度、湿度とは異なる値を測定してしまう可能性がある。補正するタイミングに車速の制約を設けることで、外気温度計10や外気湿度計19が外気にさらされる。それにより、外気温度計10および外気湿度計19がそれぞれ正確な外気の温度および湿度を測定できる。   For example, when the outside air thermometer 10 is installed in a vehicle bumper that tends to become hot when the vehicle stops, the temperature measured by the outside air thermometer 10 when the vehicle starts moving is the actual outside air temperature and humidity. It is possible to measure different values. By setting a vehicle speed restriction on the correction timing, the outside air thermometer 10 and the outside air hygrometer 19 are exposed to the outside air. Accordingly, the outside air thermometer 10 and the outside air hygrometer 19 can accurately measure the temperature and humidity of the outside air.

さらに、補正するタイミングに経過時間の制約を設けることで、外気温度計10や外気湿度計19が外気に十分にさらされる。それにより、計測値が安定するので外気温度計10および外気湿度計19がそれぞれ正確な外気の温度および湿度を測定できる。   Furthermore, by providing a restriction on elapsed time in the correction timing, the outside air thermometer 10 and the outside air hygrometer 19 are sufficiently exposed to the outside air. Thereby, since the measured value is stabilized, the outside air thermometer 10 and the outside air hygrometer 19 can measure the accurate temperature and humidity of the outside air, respectively.

ステップS8では、更新部16によって補正値の更新タイミングが判定される。例えば、補正部7が補正値を距離演算部に出力した場合(ステップS8でYES)、補正部7による補正値の更新が許可され、フローはステップS1に戻る。これにより、随時測定時の外気温度および外気湿度に応じた補正値に更新されるため、外気温度や外気湿度が変化した場合にも精度良く障害物3までの距離を測定することができる。   In step S8, the update unit 16 determines the update timing of the correction value. For example, when the correction unit 7 outputs the correction value to the distance calculation unit (YES in step S8), the correction value is updated by the correction unit 7, and the flow returns to step S1. Thereby, since it is updated to the correction value according to the outside air temperature and outside air humidity at the time of measurement at any time, the distance to the obstacle 3 can be accurately measured even when the outside air temperature and the outside air humidity change.

なお、上述したように更新のタイミングはこの場合に限らない。更新は一定時間毎に行ってもよいし、前回の更新時からの温度変化量や湿度変化量が予め決めておいた変化量(温度変化量閾値や湿度変化量閾値)を超えたときにしてもよい。また、例えば午前10時、午後2時、午後6時など所定の時刻で更新するようにしても構わない。温度変化量や湿度変化量が予め決めておいた変化量を超えたときに行うことで、温度や湿度が急変した場合にも対応できる。   As described above, the update timing is not limited to this case. The update may be performed at regular intervals, or when the temperature change or humidity change from the previous update exceeds a predetermined change (temperature change threshold or humidity change threshold). Also good. For example, the update may be performed at a predetermined time such as 10 am, 2 pm, or 6 pm. When the temperature change amount and the humidity change amount exceed a predetermined change amount, it is possible to cope with a sudden change in temperature and humidity.

以上のフローを繰り返すことにより、超音波センサ装置100は、簡単な構成で車周囲の温度、湿度に係らず精度良く障害物3までの距離を測定できる。また、補正部7は、判定部12が外気温度計10を正常であると判断した場合以外は補正しないので、外気温度計10が誤測定した値に基づく誤った補正を抑制することができる。   By repeating the above flow, the ultrasonic sensor device 100 can measure the distance to the obstacle 3 with high accuracy regardless of the temperature and humidity around the vehicle with a simple configuration. Moreover, since the correction | amendment part 7 does not correct | amend except when the determination part 12 judges that the outside temperature thermometer 10 is normal, it can suppress the incorrect correction | amendment based on the value which the outside temperature thermometer 10 measured incorrectly.

また、温度および湿度による測定誤差を補正した障害物3までの距離と予め決めていた距離閾値とを比較し、その結果に応じて車両制御部17が車両に対して制御を行っても良い。これにより、測定距離の誤差を補正した上で自動車を制御するため、より安全に精度良く自動車を制御できる。制御方法は、自動ブレーキなどの制動制御や警報音の報知などが考えられる。   Further, the distance to the obstacle 3 in which measurement errors due to temperature and humidity are corrected may be compared with a predetermined distance threshold, and the vehicle control unit 17 may control the vehicle according to the result. Thereby, since the vehicle is controlled after correcting the measurement distance error, the vehicle can be controlled more safely and accurately. As a control method, braking control such as automatic braking or alarm sound notification can be considered.

本発明の超音波センサ装置100は、装置の大型化やシステムの煩雑化、製造コストの増大を抑制しながら、温度による影響を補正して障害物3までの距離を精度よく測定できるという効果を有し、車両用超音波センサ装置等に有用である。   The ultrasonic sensor device 100 of the present invention has an effect that the distance to the obstacle 3 can be accurately measured by correcting the influence of temperature while suppressing the increase in the size of the device, the complexity of the system, and the increase in manufacturing cost. It is useful for an ultrasonic sensor device for vehicles.

1 送信部
2 受信部
3 障害物
4 受波増幅部
5 制御部
6 距離演算部
7 補正部
9 温度計測部
10 外気温度計
11 車両温度計
12 判定部
13 時間計測部
15 速度計測部
16 更新部
17 車両制御部
18 湿度計測部
19 外気湿度計
100 超音波センサ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission part 2 Reception part 3 Obstacle 4 Receive amplification part 5 Control part 6 Distance calculation part 7 Correction | amendment part 9 Temperature measurement part 10 Outside temperature thermometer 11 Vehicle thermometer 12 Determination part 13 Time measurement part 15 Speed measurement part 16 Update part 17 Vehicle Control Unit 18 Humidity Measurement Unit 19 Outside Air Hygrometer 100 Ultrasonic Sensor Device

Claims (8)

車両に搭載され、超音波の送信から受信までの時間差に基づいて障害物までの距離を測定する超音波センサ装置において、
外気温度を計測する外気温度計を有する温度計測部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は障害物までの距離を測定する距離演算部と、
前記距離演算部が障害物までの距離を測定する際に超音波の温度特性による測定誤差を補正する補正値を有する補正部と、
前記外気温度計が正常か否かを判定する判定部と、を備え、
前記補正部は、前記判定部が前記外気温度計を正常であると判定したときに、前記温度計測部が取得した外気温度に基づく前記補正値を前記距離演算部に出力し、
前記距離演算部は、前記補正値に基づいて測定した距離を補正することを特徴とする超音波センサ装置。
In an ultrasonic sensor device that is mounted on a vehicle and measures the distance to an obstacle based on the time difference from transmission to reception of ultrasonic waves,
A temperature measuring unit having an outside air thermometer for measuring the outside air temperature;
A control unit,
The controller is a distance calculator that measures the distance to the obstacle;
A correction unit having a correction value for correcting a measurement error due to the temperature characteristic of the ultrasonic wave when the distance calculation unit measures the distance to the obstacle;
A determination unit for determining whether or not the outside air thermometer is normal,
When the determination unit determines that the outside air thermometer is normal, the correction unit outputs the correction value based on the outside air temperature acquired by the temperature measurement unit to the distance calculation unit,
The ultrasonic sensor apparatus, wherein the distance calculation unit corrects a distance measured based on the correction value.
外気湿度を計測する外気湿度計を有する湿度計測部をさらに備え、
前記補正値は、超音波の温度特性及び湿度特性による測定誤差を補正する補正値であり、
前記補正部は、前記温度計測部が取得した外気温度と前記湿度計測部が取得した外気湿度とに基づく前記補正値を前記距離演算部に出力することを特徴とする請求項1に記載の超音波センサ装置。
It further comprises a humidity measurement unit having an outside air hygrometer that measures outside air humidity,
The correction value is a correction value for correcting a measurement error due to temperature characteristics and humidity characteristics of ultrasonic waves,
The supervising unit according to claim 1, wherein the correcting unit outputs the correction value based on the outside air temperature acquired by the temperature measuring unit and the outside air humidity acquired by the humidity measuring unit to the distance calculating unit. Sound wave sensor device.
前記距離演算部は、前記車両の速度を計測する速度計測部が計測した速度が速度閾値よりも大きいときに、測定した距離を補正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波センサ装置。   The said distance calculating part correct | amends the measured distance, when the speed measured by the speed measurement part which measures the speed of the said vehicle is larger than a speed threshold value, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Ultrasonic sensor device. 前記制御部は前記判定部が前記外気温度計を正常であると判定したときからの経過時間を測定する時間計測部をさらに備え、
前記時間計測部は、前記判定部が前記外気温度計は正常であると判定したときに計測を開始し、
前記距離演算部は、前記経過時間が予め決められた時間閾値以上のときに、測定した距離を補正することを特徴とする請求項3に記載の超音波センサ装置。
The control unit further includes a time measurement unit that measures an elapsed time from when the determination unit determines that the outside air thermometer is normal,
The time measurement unit starts measurement when the determination unit determines that the outside air thermometer is normal,
The ultrasonic sensor apparatus according to claim 3, wherein the distance calculation unit corrects the measured distance when the elapsed time is equal to or greater than a predetermined time threshold value.
前記制御部は、前記補正部が補正値を更新するタイミングを決定する更新部をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の超音波センサ装置。   The ultrasonic sensor device according to claim 1, wherein the control unit further includes an update unit that determines a timing at which the correction unit updates a correction value. 前記更新部は、前記補正部が前記補正値を前記距離演算部に出力したときに、前記補正部による補正値の更新を許可することを特徴とする請求項5に記載の超音波センサ装置。   The ultrasonic sensor device according to claim 5, wherein the update unit permits the correction value to be updated by the correction unit when the correction unit outputs the correction value to the distance calculation unit. 前記更新部は、前記外気温度の変化量が所定の温度変化量閾値を超えたときに、前記補正部による補正値の更新を許可することを特徴とする請求項5に記載の超音波センサ装置。   The ultrasonic sensor device according to claim 5, wherein the update unit permits the correction value to be updated by the correction unit when a change amount of the outside air temperature exceeds a predetermined temperature change amount threshold value. . 前記制御部は、前記補正部による補正値の更新を許可する更新部をさらに備え、
前記更新部は、前記外気湿度の変化量が所定の湿度変化量閾値を超えたときに、前記補正部による補正値の更新を許可することを特徴とする請求項2に記載の超音波センサ装置。
The control unit further includes an update unit that permits update of the correction value by the correction unit,
The ultrasonic sensor device according to claim 2, wherein the update unit permits the correction unit to update the correction value when the change amount of the outside air humidity exceeds a predetermined humidity change amount threshold value. .
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