JP5867542B2 - センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力センサと、圧力センサの電気信号を処理する処理部と、圧力センサと処理部を収納し、圧力センサに被測定流体を導く導入孔が形成されたハウジングと、を備えるセンサ装置に関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、圧力検出用のセンサ素子がセンサ本体の内部に収容してなる圧力センサと、チャンバ空間が内部に形成され、車両バンパに配設されるチャンバ部材と、を備える車両用衝突検知装置が提案されている。この車両用衝突検知装置は、センサ素子によってチャンバ空間内の圧力を検出し、その圧力検出結果に基づいて車両バンパへの衝突を検知する。チャンバ部材には、チャンバ空間を外部に連通させる開口部と、センサ本体が固定される開口部とが設けられている。そしてセンサ本体にはチャンバ空間内の圧力を導入するための圧力導入口が設けられている。

特開２０１０−６９９７８号公報

上記したように、特許文献１に示される車両用衝突検知装置では、チャンバ部材の２つの開口部の内の一方にセンサ本体が固定されている。したがって、チャンバ部材（導入孔）のもう一方の開口部が異物（例えば氷など）によって閉塞された場合、所望の圧力を検出することができなくなる。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、導入孔が閉塞したか否かが判定可能とされたセンサ装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明は、被測定流体の圧力を電気信号に変換する圧力センサ（１０）と、圧力センサの電気信号を処理する処理部（２０）と、圧力センサと処理部を収納し、圧力センサに被測定流体を導く導入孔（３１）が形成されたハウジング（３０）と、導入孔の被測定流体を振動することで、導入孔の形状と状態とによって決定される共鳴周波数を有する定常波を導入孔内に発生させる振動部（４０，２０４）と、を有し、導入孔は、一端が開口され、他端が閉口され、その閉口された他端において圧力センサが導入孔内の被測定流体の圧力を検出できるようにハウジングに設けられており、圧力センサは、振動部によって定常波が導入孔内に発生された際、共鳴周波数に応じた、周期的に振幅が変動する電気信号を出力し、処理部は、共鳴周波数に応じた圧力センサの電気信号の周波数に基づいて、導入孔が異物によって閉塞されているか否かを判定することを特徴とする。

導入孔（３１）の一端が開口され他端が閉口された場合（以下、便宜上、開口状態と示す）、導入孔（３１）の一端側を腹、他端側を節とする定常波が導入孔（３１）内に発生する。これとは異なり、導入孔（３１）の一端が異物によって閉口されて導入孔（３１）が閉塞された場合（以下、便宜上、閉塞状態と示す）、導入孔（３１）の一端側と他端側それぞれを節とする定常波が導入孔（３１）内に発生する。この２つの定常波の周波数（共鳴周波数）は互いに異なるため、圧力センサ（１０）から出力される電気信号の周波数も異なる。そこで本発明では、圧力センサ（１０）の電気信号の周波数に基づいて、導入孔（３１）が異物によって閉塞されているか否かを判定する。これにより、導入孔（３１）が異物によって閉塞されている場合、圧力センサ（１０）から出力される電気信号が、所望の物理量とは異なることが認知される。

処理部は、導入孔が完全に異物によって閉塞されていないときに圧力センサから出力される電気信号の周波数に基づいた閾値を有し、処理部は、圧力センサから出力される電気信号の周波数と閾値との大小関係に基づいて、導入孔が異物によって閉塞されているか否かを判定しても良い。

導入孔（３１）の一部が異物によって閉塞された場合、導入孔（３１）に形成される定常波の周波数（以下、共鳴周波数と示す）が、開口状態における定常波の共鳴周波数とは異なる可能性が高い。そのため、例えば、開口状態における圧力センサ（１０）の電気信号の周波数そのものに基づいて、導入孔（３１）が閉塞状態であるか否かを判定する場合、導入孔（３１）の一部が閉口しているだけであるにも関わらず、閉塞状態であると判定する虞がある。そこで上記のように、閾値を、導入孔（３１）が完全に閉塞されていないときに圧力センサ（１０）から出力される電気信号に基づいて決定する。こうすることで、上記した比較構成と比べて、導入孔（３１）の閉塞状態の判定を誤ることが抑制される。

振動部は、導入孔の中に設けることができる。これによれば、導入孔（３１）内に異物が付着したとしても、振動部（４０）の振動によって、その異物を除去することができる。

更に閾値は、導入孔が開口しているときに圧力センサから出力される電気信号の周波数よりも高く、導入孔が異物によって閉塞されたときに圧力センサから出力される電気信号の周波数よりも低く設定されており、処理部は、圧力センサから出力される電気信号の周波数が閾値よりも低いと判定した場合、導入孔は異物によって閉塞されていないと判定し、圧力センサから出力される電気信号の周波数が閾値以上であると判定した場合、導入孔は異物によって閉塞されていると判定しても良い。

振動部（４０）が導入孔（３１）の中に設けられている場合、導入孔（３１）が閉塞されていようといまいと、振動部（４０）によって導入孔（３１）の中の被測定流体が振動され、導入孔（３１）内に定常波が発生される。しかしながら上記したように、導入孔（３１）内に発生する定常波の共鳴周波数は導入孔（３１）が閉塞されているか否かによって異なる。開口状態の共鳴周波数よりも閉塞状態の共鳴周波数のほうが高く、およそ２倍である。そのため閾値は、開口状態において圧力センサ（１０）から出力される電気信号の周波数よりも高く、閉塞状態において圧力センサ（１０）から出力される電気信号の周波数よりも低く設定する。そして処理部（２０）は、圧力センサ（１０）から出力される電気信号の周波数が閾値よりも低いと判定した場合、導入孔（３１）は開口状態であると判定し、圧力センサ（１０）から出力される電気信号の周波数が閾値以上であると判定した場合、導入孔（３１）は閉塞状態であると判定する。

振動部は、導入孔の内壁における一端側のみに設けても良い。これによれば、振動部（４０）が導入孔（３１）の内壁における他端側に設けられた構成とは異なり、振動部（４０）にて発生される固有の周波数を有する振動が圧力センサ（１０）に伝達されることが抑制される。そのため、導入孔（３１）が異物によって閉塞されているか否かを判定する精度が低下することが抑制される。

振動部は、導入孔の内壁の全面に設けても良い。これによれば、振動部（４０）が導入孔（３１）の内壁の一部に設けられた構成と比べて、導入孔（３１）内に付着した異物を、その付着場所に依らずに除去することができる。

センサ装置のインナーパネルへの取り付け状態を示す部分断面図である。 図１の破線で囲った部位を拡大した部分断面図である。 図２に示す白抜き矢印の方向からみたセンサ装置を示す平面図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 管の一端が開口され他端が閉口された状態における定常波を示すモデル図である。 管の両端が閉口された状態における定常波を示すモデル図である。 センサ装置の変形例を示す断面図である。 圧力センサと振動部の具体的な形状を示す断面図である。 振動部の変形例を示す部分断面図である。

以下、本発明によるセンサ装置が車両のドアに設けられ、側突用のエアバッグの駆動制御に活用された場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図６に基づいて、本実施形態に係るセンサ装置を説明する。なお、図３では導入孔３１の断面形状を破線で表し、図３および図４ではインナーパネル２００を省略している。また、図４では車両に搭載された制御回路２０３をブロックで模式的に示し、制御回路２０３とセンサ装置１００との電気的な接続を破線で示している。

以下においては、互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。また、ｘ方向とｙ方向とによって規定される平面をｘ−ｙ平面、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面をｙ−ｚ平面、ｚ方向とｘ方向とによって規定される平面をｚ−ｘ平面と示す。

図１に示すように、本実施形態にかかるセンサ装置１００はドアの内部にあるインナーパネル２００に設けられる。そして図４に示すように、センサ装置１００は、圧力センサ１０と、処理部２０と、ハウジング３０と、振動部４０と、を有する。圧力センサ１０は被測定流体の圧力を電気信号に変換するものである。圧力センサ１０から出力された電気信号が処理部２０に出力される。詳しくは後述するが、処理部２０は受信した電気信号に基づいて異物の検出処理などの処理を行う。ハウジング３０は圧力センサ１０と処理部２０それぞれを収納するものである。ハウジング３０には圧力センサ１０に被測定流体を導く導入孔３１が形成されている。振動部４０は導入孔３１の中の被測定流体を振動させ、導入孔３１の形状と状態（後述する開口状態若しくは閉塞状態）とによって決定される共鳴周波数を有する定常波を発生するものである。定常波が圧力センサ１０に印加されると、共鳴周波数に応じた、周期的に振幅が変動する電気信号が圧力センサ１０から出力される。本実施形態に係る被測定流体は空気である。

図４に示すように、通常、導入孔３１は一端が開口され他端が閉口された状態（以下、便宜上、開口状態と示す）となっている。しかしながら、車両に吹き付けられた水や大気中の水が氷結してなる氷などの異物によって導入孔３１の一端が閉口されると、導入孔３１が閉塞された状態（以下、便宜上、閉塞状態と示す）となる。このように導入孔３１の状態が変化すると、振動部４０によって発生された定常波の共鳴周波数も変化する。この結果、圧力センサ１０に印加される圧力も変動し、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数も変化する。処理部２０は、この圧力センサ１０の電気信号の周波数に基づいて、導入孔３１の一端が閉口されているか否かを判定する。換言すれば、処理部２０は、圧力センサ１０の電気信号の周波数に基づいて、導入孔３１が開口状態であるのか閉塞状態であるのかを判定する。以下、センサ装置１００の構成要素１０〜４０それぞれを詳説する。

圧力センサ１０は、通常、車両に印加された外力による車両のインナーパネル２００とアウターパネル２０１との間に構成された空間（以下、被検出空間２０２と示す）の圧力変動に応じた電気信号を出力する機能を果たす。この電気信号は、車両のエアバッグシステムを制御する制御回路２０３に出力される。制御回路２０３は、圧力センサ１０の電気信号に基づいてエアバッグの駆動を制御する。なお、もちろんではあるが、上記したように圧力センサ１０は、導入孔３１の検査時において、上記した定常波の共鳴周波数に応じた電気信号を処理部２０に出力する機能も果たす。

図４に示すように、圧力センサ１０は配線基板１１の一面１１ａに設けられている。この一面１１ａには、圧力センサ１０のほかに処理部２０も設けられており、その裏面１１ｂにはコンデンサ１２が設けられている。圧力センサ１０、処理部２０、および、コンデンサ１２それぞれはワイヤ１３および配線基板１１の配線を介して電気的に接続され、回路が構成されている。

処理部２０は、導入孔３１の一端が異物によって完全に閉口されていないときに圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数に基づいた閾値を有し、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数と閾値との大小関係に基づいて、導入孔３１の一端が異物によって閉口されているか否かを判定する。後述するように、振動部４０は導入孔３１内に設けられている。したがって導入孔３１の一端が閉口されていようといまいと、振動部４０によって導入孔３１の中の被測定流体が振動され、導入孔３１内に定常波が発生される。ただし、導入孔３１内に発生する定常波の共鳴周波数は、導入孔３１が閉塞されているか否かによってその値が異なる。

図５に示すように、管の一端が開口され他端が閉口された状態（開口状態）では、一端を腹、他端を節とする定常波が管の中に発生する。これとは異なり、図６に示すように、管の両端が閉口された状態（閉塞状態）では、一端と他端それぞれを節とする定常波が管の中に発生する。このように開口状態と閉塞状態とでは、管の中に発生する定常波が異なり、その共鳴周波数も異なる。閉塞状態のほうが開口状態よりも共鳴周波数が高く、およそ２倍となる。そのため閾値は、開口状態において圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも高く、閉塞状態において圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも低く設定されている。処理部２０は、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数が閾値よりも低いと判定した場合、導入孔３１は開口状態であると判定し、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数が閾値以上であると判定した場合、導入孔３１は閉塞状態であると判定する。

なお、導入孔３１の一端の全てではなく一部が異物によって閉口された場合（一端の開口面積が減少された場合）、導入孔３１に形成される定常波の共鳴周波数は、開口状態における定常波の共鳴周波数とは若干異なる可能性がある。詳しく言えば、定常波の共鳴周波数が、開口状態の共鳴周波数から閉塞状態の共鳴周波数に近づく可能性がある。このことも考慮して、上記したように閾値は、導入孔３１の一端が異物によって全く閉口されていないときに圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも所定値だけ高めに設定されている。この所定値は、異物による導入孔３１の閉塞具合が被検出流体の圧力の検出精度に影響するか否かによって決定される。すなわち、検出された共鳴周波数が開口状態における共鳴周波数よりも高く、且つ、閾値よりも低い場合、被検出流体の圧力の検出精度がそれほど落ちず、被検出流体の圧力が検出可能とみなされ、開口状態であるとみなされる。これとは反対に検出された共鳴周波数が閾値よりも高く、且つ、閉塞状態における共鳴周波数よりも低い場合、被検出流体の圧力の検出精度が著しく落ち、被検出流体の圧力が検出不可能とみなされ、閉塞状態であるとみなされる。

図示しないが、本実施形態にかかる処理部２０は、特定帯域の周波数を取り出すフィルタと、フィルタを介した圧力センサ１０の電気信号の周波数を計測する計測部と、計測部によって計測された周波数と上記した閾値に相当する基準周波数とを比較する比較部と、を有する。この際、例えば比較部からＨｉ信号が出力されたら導入孔３１の一端が異物によって閉口されたと判定され、比較部からＬｏ信号が出力されたら導入孔３１の一端が異物によって閉口されていないと判定される。

ハウジング３０は、圧力センサ１０と処理部２０を収納しつつ、インナーパネル２００に取り付け固定されるものである。ハウジング３０には複数のターミナル３２がインサート成形されており、一部のターミナル３２がワイヤ１４を介して配線基板１１に形成された回路と電気的に接続され、振動部４０と電気的に接続された残りのターミナル３２がワイヤ１５を介して配線基板１１と電気的に接続されている。

ハウジング３０は、配線基板１１を収納する収納空間を有する収納部３３と、収納空間内に収納される配線基板１１を支持する支持部３４と、収納空間と被検出空間２０２とを連通することで、圧力センサ１０に被測定流体を導く導入孔３１が形成された導入部３５と、を有する。支持部３４は環状を成し、支持部３４によって形成される２つの開口端の内の一方が導入孔３１と連通されている。図４に示すように、支持部３４の一端が導入孔３１の他端を囲むように収納部３３に固定され、残りの他端が配線基板１１の一面１１ａと接触している。これにより、導入孔３１の他端が支持部３４と配線基板１１とによって閉口されるとともに、一面１１ａの一部と支持部３４の内環面とによって導入孔３１に連通する空間が形成されている。この空間に圧力センサ１０と処理部２０とが位置し、閉口された導入孔３１の他端において導入孔３１内の被測定流体の圧力が圧力センサ１０に印加される構成となっている。なお圧力センサ１０と処理部２０とが位置する空間の一部は、圧力センサ１０と処理部２０とを保護するゲル状の保護部材３６によって満たされている。したがって振動部４０が非駆動状態の場合、導入孔３１と保護部材３６とを介して、被検出空間２０２の被測定流体の圧力が圧力センサ１０に伝達される。これとは異なり振動部４０が駆動状態の場合、導入孔３１と保護部材３６とを介して、被検出空間２０２の被測定流体の圧力とともに、定常波が圧力センサ１０に伝達される。なお、被検出空間２０２の被測定流体の圧力は、通常、大気圧に相当する。したがって、振動部４０が駆動状態の場合、実質的に圧力センサ１０に伝達されるのは、定常波だけである。

図２および図３に示すように、ハウジング３０は、上記した構成要素３１〜３６のほかに、収納部３３に連結された羽根部３７を有する。２つの羽根部３７が収納部３３に形成されており、２つの羽根部３７は収納部３３を介してｙ方向に並んでいる。羽根部３７におけるインナーパネル２００との対向面３７ａ、および、収納部３３におけるインナーパネル２００との対向面３３ａそれぞれが面一となり、対向面３３ａ，３７ａとインナーパネル２００との対向間隔が一定となっている。この対向面３３ａ，３７ａとインナーパネル２００との間に弾性を有するシール部材３８が設けられることで、被検出空間２０２と外部空間との連通が抑制されている。図３に示すように、シール部材３８はｙ−ｚ平面における平面形状が環状を成しており、ｘ方向の長さ（厚さ）が一定となっている。

図示しないが、２つの羽根部３７それぞれには第１貫通孔が形成され、インナーパネル２００には、この第１貫通孔に対応する第２貫通孔が形成されている。２つの貫通孔それぞれはｘ方向に並んでおり、これら２つの貫通孔それぞれに、ネジ、ボルト、リベットなどからなる挿入部３９が挿入される。なお、羽根部３７に形成された第１貫通孔には、挿入部３９の挿入に耐えるために、ハウジング３０を構成する樹脂材料よりも剛性の高い材料（例えば、挿入部３９と同一の金属材料）から成るカラーが設けられている。このカラーに挿入部３９が直接接触する。

振動部４０は、導入孔３１内の被測定流体を振動させることで導入孔３１内に定常波を発生し、その定常波によって生じる圧力を圧力センサ１０に印加するものである。図４に示すように、本実施形態では振動部４０は導入孔３１内に設けられている。詳しく言えば、振動部４０は導入孔３１の内壁の全てに設けられている。これにより振動部４０は導入孔３１の内壁と同一の形状を成し、管状となっている。この振動部４０に電気信号が入力されると、その電気信号の周波数に応じて振動部４０が振動する。そのため振動部４０から音が発生され、導入孔３１内に定常波が発生される。

次に、本実施形態に係るセンサ装置１００の作用効果を説明する。上記したように、導入孔３１が開口状態である場合と閉塞状態である場合とでは、導入孔３１の中に発生する定常波が異なり、その共鳴周波数も異なるため、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数も異なる。このため、処理部２０は、圧力センサ１０の電気信号の周波数に基づいて、導入孔３１が異物によって閉塞されているか否かを判定することができる。これにより、導入孔３１が異物によって閉塞されている場合、圧力センサ１０から出力される電気信号が、所望の物理量とは異なることが認知される。

処理部２０は、導入孔３１が異物によって完全に閉塞されていないときに圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数に基づいた閾値を有し、この閾値は導入孔３１が異物によって全く閉塞されていないときに圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも高めに設定されている。

導入孔３１の一部が異物によって閉塞された場合、導入孔３１に発生される定常波の周波数（共鳴周波数）が、開口状態における定常波の共鳴周波数とは異なる可能性が高い。そのため、例えば、開口状態における圧力センサ１０の電気信号の周波数そのものに基づいて、導入孔３１の閉塞状態であるか否かを判定する場合、導入孔３１の一部が閉口しているだけであるにも関わらず、閉塞状態であると判定する虞がある。そこで上記のように、閾値を、導入孔３１が完全に閉塞されていないときに圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも高めに決定する。こうすることで、上記した比較構成と比べて、導入孔３１の閉塞状態の判定を誤ることが抑制される。

振動部４０は、導入孔３１の中に設けられている。これによれば、導入孔３１内に異物が付着したとしても、振動部４０の振動によって、その異物を除去することができる。

振動部４０は、導入孔３１の内壁の全面に設けられている。これによれば、振動部が導入孔の内壁の一部に設けられた構成と比べて、導入孔３１内に付着した異物を、その付着場所に依らずに除去することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、振動部４０が導入孔３１の内壁の全てに設けられた構成を示した。しかしながら図７に示すように、振動部４０が導入孔３１の内壁の一部に設けられた構成を採用することもできる。特に図７に示すように、振動部４０が導入孔３１の内壁における一端側に形成された構成の場合、振動部が導入孔の内壁における他端側に形成された構成と比べて、振動部４０にて発生される固有の周波数を有する振動（共鳴周波数とは異なる振動）が圧力センサ１０に伝達されることが抑制される。そのため、導入孔３１の一端が異物によって閉口されているか否かを判定する精度の低下が抑制される。また図７に示すように、振動部４０を環状に形成することで、振動部がギャップを有するＣ字状に形成された構成と比べて、導入孔３１の一端に付着した異物を、場所に依らずに除去することができる。

本実施形態では特に圧力センサ１０の構造について言及していなかったが、図８に示す構成を採用することができる。すなわち、半導体基板１０ａにおける局所的に厚さの薄くなったメンブレン１０ｂに歪ゲージ１０ｃが形成された構成を採用することができる。

本実施形態では、振動部４０が導入孔３１の内壁に形成される例を示した。しかしながら図８に示すように、振動部４０が半導体基板１０ａに形成された構成を採用することもできる。図８に示す構成では、半導体基板１０ａにおける局所的に厚さの薄くなったメンブレン１０ｄに圧電素子１０ｅが形成された構成となっている。図８に示すように１つの半導体基板１０ａに圧力センサ１０と振動部４０が構成される場合、振動部４０にて生じる振動が半導体基板１０ａを介して圧力センサ１０に直接伝達されることを抑制するために、両者の間に溝１０ｆが形成された構成が好ましい。

本実施形態では、振動部４０が導入孔３１内に設けられる構成を示した。しかしながら、振動部４０が導入孔３１の外部に設けられた構成を採用することもできる。センサ装置１００が車両に搭載される場合、振動部４０としては、例えば図９に模式的に示すように、車両に搭載されたスピーカー２０４を採用することができる。この変形例の場合、導入孔３１が開口状態であると、振動部４０によって導入孔３１の被測定流体が振動され、導入孔３１内に定常波が発生される。しかしながら、導入孔３１が異物によって閉塞されている場合、導入孔３１内に定常波は発生せず、導入孔３１内に共鳴周波数に基づく圧力は発生しない。そのため処理部２０が有する閾値は、開口状態において圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも低く、閉塞状態において圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数よりも高く設定されている。処理部２０は、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数が閾値以上であると判定した場合、導入孔３１は開口状態であると判定し、圧力センサ１０から出力される電気信号の周波数が閾値よりも低いと判定した場合、導入孔３１は閉塞状態であると判定する。なお、上記したスピーカー２０４としては、音楽や音声通知などを行う車両に通常設けられている音源と、その音源から出力された音を被検出空間２０２に伝達する伝達部と、を有する構成を採用することができる。更に例示すれば、スピーカー２０４としては、上記した車両に通常設けられている音源とは別の専用の音源を有する構成であっても良い。

なお、上記したように振動部４０として車両に設けられたスピーカー２０４を採用した場合、車両に設けられたスピーカーとは別に、ハウジング３０に振動部４０が設けられる構成と比べて、センサ装置１００の部品点数の増大が抑制される。

本実施形態では、処理部２０がフィルタと計測部と比較部を有する例を示した。しかしながら、処理部２０としては上記例に限定されない。図示しないが、処理部２０がＦ／Ｖ変換回路とコンパレータを有する構成を採用することもできる。この場合、圧力センサ１０の電気信号の周波数がＦ／Ｖ変換回路によって電圧に変換され、この変換された電圧がコンパレータに入力される。コンパレータには上記した電圧の他に閾値電圧が入力される。この閾値電圧が、この変形例における閾値に相当する。さらに例示すれば、処理部２０がデジタル処理するべく、フーリエ変換部とデジタル処理部を有する構成を採用することもできる。以上示したように、圧力センサ１０の電気信号の周波数を処理する構成としてはさまざまな構成を採用することができる。

本実施形態では、センサ装置１００がインナーパネル２００に設けられる例を示した。しかしながら、センサ装置１００が取り付け固定される被取り付け部材としては上記例に限定されず、用途に応じて適宜採用される。

本実施形態では、圧力センサ１０、配線基板１１、処理部２０、および、コンデンサ１２それぞれがワイヤ１３を介して電気的に接続されている例を示した。しかしながら、圧力センサ１０、配線基板１１、処理部２０、および、コンデンサ１２それぞれが半田（図示略）を介して電気的に接続された構成を採用することもできる。

本実施形態では、支持部３４が環状を成す例を示した。しかしながら、支持部３４の形状としては上記例に限定されない。

本実施形態では、圧力センサ１０と処理部２０それぞれがゲル状の保護部材３６によって被覆保護されている例を示した。しかしながら、保護部材３６はなくともよい。

なお、本実施形態では特に導入孔３１の形状と定常波との関係を明記していなかった。図４に示すように本実施形態に係る導入孔３１は内径がほぼ一定であるがｚ−ｘ平面においてＬ字を成し、屈曲している。そのために導入孔３１内で音が発生した場合、その屈曲のために圧力損失が生じる。しかしながら結局のところ導入孔３１の形状に応じた特定の周波数のみが強調されることとなり、近似的には図５および図６に示すように、導入孔３１が屈曲していない形状である場合と同様にして、導入孔３１内に定常波が生じる。したがって導入孔３１の形状としては一端と他端とが連通されていれば適宜採用することができる。

また、本実施形態では導入孔３１内に設けられる振動部４０の具体的な構成について特に詳しく言及していなかった。この振動部４０としては、圧電効果を奏する超音波振動子を採用することができる。この超音波振動子は２つの電極とこの電極の間に設けられる圧電材料から成る。上記した２つの電極は圧電材料を介して導入孔３１の径方向に並び、導入孔３１の内壁の形状にならって管状に形成されている。このような屈曲性のある圧電材料としては、例えば圧電高分子膜を採用することができる。この圧電高分子膜に振幅が一定周期でプラスからマイナスへと変動する電気信号が入力されると径方向に伸び縮みし、その電気信号の周波数に応じた音が振動部４０から発生され、導入孔３１内に定常波が発生される。なお、厳密に言えば圧電高分子膜は径方向へと伸び縮する際に導入孔３１の周方向にも振動する。したがって振動部４０は厳密に言えば周方向に振動するための遊びとしてのギャップを有する管形状を成している。また、これは本実施形態で示したが、この定常波を発生させるための電気信号の振動部４０への入力は、導入孔３１の検査時において行われる。そしてこの電気信号を生成する生成回路を処理部２０が有しても良いし、別の部材が有しても良い。

上記したように本実施形態では図４に示すように振動部４０が導入孔３１の内壁の全面に設けられる例を示したが、この場合、導入孔３１の全域にて振動部４０によって生成された音が生じる。したがって厳密に言うと図５，６に模式的に示した完全な定常波が生じるわけではない。しかしながら導入孔３１が開口状態であるのかそれとも閉塞状態であるのかによって、導入孔３１内の音の周波数が必ず変化する。したがって本実施形態で示したように、圧力センサ１０の電気信号の周波数に基づいて、導入孔３１が異物によって閉塞されているか否かを判定することができる。

１０・・・圧力センサ
２０・・・処理部
３０・・・ハウジング
３１・・・導入孔
４０・・・振動部
１００・・・センサ装置

Claims (11)

1. 被測定流体の圧力を電気信号に変換する圧力センサ（１０）と、
   前記圧力センサの電気信号を処理する処理部（２０）と、
   前記圧力センサと前記処理部を収納し、前記圧力センサに前記被測定流体を導く導入孔（３１）が形成されたハウジング（３０）と、
   前記導入孔の前記被測定流体を振動することで、前記導入孔の形状と状態とによって決定される共鳴周波数を有する定常波を前記導入孔内に発生させる振動部（４０，２０４）と、を有し、
   前記導入孔は、一端が開口され、他端が閉口され、その閉口された前記他端において前記圧力センサが前記導入孔内の前記被測定流体の圧力を検出できるように前記ハウジングに設けられており、
   前記圧力センサは、前記振動部によって前記定常波が前記導入孔内に発生された際、前記共鳴周波数に応じた、周期的に振幅が変動する電気信号を出力し、
   前記処理部は、前記共鳴周波数に応じた前記圧力センサの電気信号の周波数に基づいて、前記導入孔が異物によって閉塞されているか否かを判定することを特徴とするセンサ装置。
2. 前記処理部は、前記導入孔が前記異物によって完全に閉塞されていないときに前記圧力センサから出力される電気信号の周波数に基づいた閾値を有し、
   前記処理部は、前記圧力センサから出力される電気信号の周波数と前記閾値との大小関係に基づいて、前記導入孔が前記異物によって閉塞されているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記振動部は、前記導入孔の中に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記閾値は、前記導入孔が開口しているときに前記圧力センサから出力される電気信号の周波数よりも高く、前記導入孔が前記異物によって閉塞されたときに前記圧力センサから出力される電気信号の周波数よりも低く設定されており、
   前記処理部は、前記圧力センサから出力される電気信号の周波数が前記閾値よりも低いと判定した場合、前記導入孔は前記異物によって閉塞されていないと判定し、前記圧力センサから出力される電気信号の周波数が前記閾値以上であると判定した場合、前記導入孔は前記異物によって閉塞されていると判定することを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
5. 前記振動部は、前記導入孔の内壁における前記一端側のみに設けられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のセンサ装置。
6. 前記振動部は、前記導入孔の内壁の全面に設けられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のセンサ装置。
7. 前記振動部は、前記導入孔の外に設けられ、
   前記閾値は、前記導入孔が前記異物によって閉塞されていないときに前記圧力センサから出力される電気信号の周波数よりも低く、前記導入孔が前記異物によって閉塞されたときに前記圧力センサから出力される電気信号の周波数よりも高く設定されており、
   前記処理部は、前記圧力センサから出力される電気信号の周波数が前記閾値以上であると判定した場合、前記導入孔は前記異物によって閉塞されていないと判定し、前記圧力センサから出力される電気信号の周波数が前記閾値よりも低いと判定した場合、前記導入孔は前記異物によって閉塞されていると判定することを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
8. 前記振動部は、車両に設けられたスピーカー（２０４）であることを特徴とする請求項７に記載のセンサ装置。
9. 前記被測定流体は、車両のインナーパネル（２００）とアウターパネル（２０１）との間に構成された空間（２０２）の空気であることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載のセンサ装置。
10. 前記圧力センサは、前記被測定流体の圧力変動に応じた電気信号を、前記車両のエアバッグシステムを制御する制御回路（２０３）に出力することを特徴とする請求項９に記載のセンサ装置。
11. 前記インナーパネルに前記ハウジングを固定する挿入部（３９）と、
    前記ハウジングと前記インナーパネルとの間に設けられるシール部材（３８）と、を有し、
    前記シール部材は弾性を有する材料から成ることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のセンサ装置。

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