JP6874647B2

JP6874647B2 - 送受信制御装置

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Publication number: JP6874647B2
Application number: JP2017214856A
Authority: JP
Inventors: 青山　哲也; 哲也青山; 優小山; 覚野呂
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: US11237265B2; CN111373280B; CN111373280A; US20200264302A1; DE112018005355B4; DE112018005355T5; JP2019086407A; WO2019093035A1

Description

本発明は、超音波センサにおける送受信を制御する送受信制御装置に関する。

車両に超音波センサを搭載して、車両の周囲の障害物検出を行う、超音波式の障害物検知装置が知られている。この種の障害物検知装置は、超音波マイクロフォンから超音波である探査波を送信するとともに、受信波を超音波マイクロフォンで受信する。受信波は、車両の周囲の物体による、探査波の反射波を含む。

周知の通り、超音波センサにおいては、探査波の送信後に生じる残響が所定の信号強度以上となっている間は、反射波を正しく受信することができない。具体的には、障害物が近距離に存在する場合には、反射波が残響波形に重なる。そこで、従来、特許文献１等により、超音波センサにおける残響対策が種々提案されている。

例えば、残響対策として、特開２０１７−１５４９３号公報に開示されているように、探査波を送信してから所定時間が経過するまで受信信号をマスクする手法が知られている。あるいは、例えば、特許文献１に開示された装置は、受信波の増幅率を下げて近距離障害物検知モードに切り換える検知距離切換手段を備える。特許文献１に記載の構成によれば、増幅率を下げることによって、残響波形を早期に収斂させることができる。

特開平１０−２１３６５８号公報

しかしながら、従来提案されてきた種々の残響対策においても、まだまだ改善の余地がある。例えば、上記のようなマスク手法においては、残響波形が早期に収斂しないと、マスク時間が長くなる。このため、近距離範囲の物体を良好に検知することが困難となる。

一方、特許文献１に開示された残響対策によれば、検知距離切換手段は、近距離障害物検知モードにおいて、受信波の増幅率を下げる。この場合、残響波形のみならず、近距離範囲の物体からの反射波についても、増幅率が下がる。したがって、この場合、近距離範囲の物体の検知能力が低下する懸念がある。

本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、超音波センサにおける残響による悪影響を、可及的に抑制できる構成を提供する。

請求項１に記載の送受信制御装置（４１）は、超音波センサ（１４）における送受信を制御するように構成されている。前記超音波センサは、超音波マイクロフォン（４０）を備えている。前記超音波マイクロフォンは、超音波である探査波を送信するとともに、受信波を受信するように構成されている。前記受信波は、周囲の物体による、前記探査波の反射波を含む。
この送受信制御装置は、
前記探査波の周波数を、前記超音波マイクロフォンの共振周波数とは異なる送信周波数に設定する、送信周波数設定部（４１２）と、
前記送信周波数で送信された前記探査波に基づく前記受信波の受信結果を処理する、受信信号処理部（４１６）と、
前記超音波マイクロフォンの残響時間を取得する、残響時間取得部（４１７）と、
前記受信信号処理部における処理結果に基づいて、前記物体を検知する、物体検知部（４１８）と、
を備え、
前記送信周波数設定部は、前記送信周波数を前記共振周波数よりも低く設定する周波数低下処理と、前記送信周波数を前記共振周波数よりも高く設定する周波数増加処理とのうちの一方の実行により前記残響時間が閾値を超えた場合、他方を実行する。

請求項３に記載の送受信制御装置（４１）は、超音波センサ（１４）における送受信を制御するように構成されている。前記超音波センサは、超音波マイクロフォン（４０）を備えている。前記超音波マイクロフォンは、超音波である探査波を送信するとともに、受信波を受信するように構成されている。前記受信波は、周囲の物体による、前記探査波の反射波を含む。
この送受信制御装置は、
前記探査波の周波数を、前記超音波マイクロフォンの共振周波数とは異なる送信周波数に設定する、送信周波数設定部（４１２）と、
前記送信周波数で送信された前記探査波に基づく前記受信波の受信結果を処理する、受信信号処理部（４１６）と、
前記受信信号処理部における処理結果に基づいて、前記物体を検知する、物体検知部（４１８）と、
を備え、
前記受信信号処理部は、
バンドパスフィルタ（４６１）と、
前記バンドパスフィルタにおける通過周波数帯域の中心周波数を、前記共振周波数とは異なる非共振周波数に設定する、受信周波数設定部（４６２）と、
を備えている。

なお、明細書および特許請求の範囲の欄における、各手段に付された括弧付きの参照符号は、同手段と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。よって、本発明の技術的範囲は、上記の参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。

障害物検知装置を搭載した車両の全体構成を示す概略図である。図１に示された障害物検知装置の機能構成の概略を示すブロック図である。図２に示された超音波センサの第一動作例を示すフローチャートである。図２に示された超音波センサの第二動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがあるため、当該実施形態の説明の後にまとめて記載する。

（全体構成）
図１を参照すると、車両１は、いわゆる四輪自動車であって、平面視にて略矩形状の車体２を備えている。車両１および車体２における、「前」、「後」、「左」、および「右」の概念は、図１にて矢印で示した通りである。以下、左右方向を「車幅方向」と称することがある。また、前後方向を「車両全長方向」と称することがある。車両全長方向は、車幅方向における車体２の中心を通る車両中心線ＬＣと平行である。

車体２の前端部には、フロントバンパー３が装着されている。車体２の後端部には、リアバンパー４が装着されている。

車両１には、障害物検知装置１０が搭載されている。障害物検知装置１０は、車速センサ１１と、シフトポジションセンサ１２と、温度センサ１３と、複数の超音波センサ１４と、障害物検知ＥＣＵ１５と、報知部１６とを備えている。ＥＣＵはElectronic Control Unitの略である。車速センサ１１、シフトポジションセンサ１２、温度センサ１３、複数の超音波センサ１４、および報知部１６は、車載ネットワーク等の通信回線を介して、障害物検知ＥＣＵ１５と接続されている。

車速センサ１１は、車両１の走行速度すなわち車速に対応する電気出力（例えば電圧）を発生するように設けられている。シフトポジションセンサ１２は、車両１のシフトポジションに対応する電気信号を出力するように設けられている。温度センサ１３は、外気温すなわち車両１の周囲の温度に対応する電気出力（例えば電圧）を発生するように設けられている。

超音波センサ１４は、超音波の送受信により、車両１の周囲の物体を検知するように構成されている。すなわち、超音波センサ１４は、当該超音波センサ１４と車両１の周囲の物体との距離に対応する電気信号を出力するように設けられている。

超音波センサ１４は、車両１の前方に超音波を発信するように、フロントバンパー３に複数個装着されている。フロントバンパー３に装着された複数の超音波センサ１４は、車幅方向に沿って配列されている。なお、リアバンパー４にも、車両１の後方に超音波を発信するように、複数個の超音波センサ１４が装着されている。図示の簡略化のため、リアバンパー４に装着された複数の超音波センサ１４については、図１において、図示が省略されている。超音波センサ１４の構成の詳細については後述する。

障害物検知ＥＣＵ１５は、障害物検知装置１０の全体の動作を制御する車載マイクロコンピュータであって、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ、等を備えている。すなわち、障害物検知ＥＣＵ１５は、ＣＰＵがＲＯＭまたは不揮発性ＲＡＭからプログラムを読み出して起動することで、各種の制御動作を実現可能に構成されている。不揮発性ＲＡＭは、例えば、フラッシュＲＯＭ等である。

具体的には、障害物検知ＥＣＵ１５は、所定の検知動作実行条件が成立した場合に、複数の超音波センサ１４のそれぞれに送受信動作を実行させるようになっている。また、障害物検知ＥＣＵ１５は、複数の超音波センサ１４のそれぞれから物体の検知結果を受信することで、車両１の周囲の障害物を検知するように設けられている。報知部１６は、障害物検知ＥＣＵ１５が障害物を検知した場合に、車両１と障害物との相対位置に応じた報知動作を実行するように設けられている。

（超音波センサの構成）
超音波センサ１４は、超音波マイクロフォン４０を備えている。超音波マイクロフォン４０は、超音波である探査波を送信するとともに、受信波を受信するように構成されている。受信波は、車両１の周囲の物体による探査波の反射波を含む。なお、超音波センサ１４および超音波マイクロフォン４０の機械的構造については、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１８４８０２号明細書、独国特許出願公開第１０２００８００７０４２号明細書、中国特許出願公開第１０１２４１１８３号明細書、等に記載の通り、本願の出願時点においてすでに周知となっている。よって、本明細書においては、超音波センサ１４および超音波マイクロフォン４０の機械的構造の詳細については、説明を省略する。国内法令が許すときは、これらの特許出願公開明細書の記載内容は、参照により本明細書に組み入れられる。

以下、図２を参照しつつ、超音波センサ１４の機能構成の詳細について説明する。図２に示されているように、超音波センサ１４は、超音波マイクロフォン４０と、送受信制御装置４１と、入出力インタフェース４２とを備えている。

送受信制御装置４１および入出力インタフェース４２は、超音波センサ１４に内蔵されたセンサＥＣＵの機能構成として設けられている。センサＥＣＵは、超音波センサ１４の全体の動作を制御する車載マイクロコンピュータであって、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ、等を備えている。すなわち、センサＥＣＵは、ＣＰＵがＲＯＭまたは不揮発性ＲＡＭからプログラムを読み出して起動することで、各種の制御動作を実現可能に構成されている。不揮発性ＲＡＭは、例えば、フラッシュＲＯＭ等である。

送受信制御装置４１は、超音波センサ１４すなわち超音波マイクロフォン４０における送受信動作を制御するとともに、物体の検知結果に対応する電気信号を送受信結果に基づいて発生するように構成されている。送受信制御装置４１の機能構成の詳細については後述する。入出力インタフェース４２は、車載ネットワーク等の通信回線を介して、障害物検知ＥＣＵ１５等との信号授受を行うように設けられている。

送受信制御装置４１は、センサ制御部４１１と、送信周波数設定部４１２と、パルス生成部４１３と、送波部４１４と、受波部４１５と、受信信号処理部４１６と、残響時間取得部４１７と、物体検知部４１８とを有している。

センサ制御部４１１は、超音波センサ１４の全体の動作を制御するように設けられている。また、センサ制御部４１１には、初期値およびテーブル等のデータがあらかじめ格納されている。

送信周波数設定部４１２は、センサ制御部４１１から受信した指令信号に基づいて、探査波の周波数を設定するように設けられている。具体的には、送信周波数設定部４１２は、探査波の周波数を、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる送信周波数に設定するようになっている。

パルス生成部４１３は、送信周波数設定部４１２によって設定された送信周波数に基づいて、探査波を発信するための超音波パルス信号を生成するように設けられている。送波部４１４は、いわゆる送信回路部であって、パルス生成部４１３によって生成された超音波パルス信号に基づいて超音波マイクロフォン４０を駆動するように設けられている。

受波部４１５は、いわゆる受信回路部であって、超音波マイクロフォン４０における受信波に対応する受信信号を生成するように設けられている。受信信号処理部４１６は、受波部４１５にて生成された受信信号を処理するように設けられている。すなわち、受信信号処理部４１６は、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる送信周波数で送信された探査波に基づく受信波の受信結果を処理するようになっている。

具体的には、受信信号処理部４１６は、バンドパスフィルタ４６１と、受信周波数設定部４６２とを有している。受信周波数設定部４６２は、センサ制御部４１１から受信した指令信号に基づいて、バンドパスフィルタ４６１における通過周波数帯域の中心周波数を設定するように設けられている。具体的には、受信周波数設定部４６２は、バンドパスフィルタ４６１における通過周波数帯域の中心周波数を、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる非共振周波数に設定するようになっている。

残響時間取得部４１７は、受波部４１５にて生成された受信信号に基づいて、超音波マイクロフォン４０の残響時間を取得すなわち計測するように設けられている。物体検知部４１８は、受信信号処理部４１６における処理結果に基づいて、物体を検知するように設けられている。すなわち、物体検知部４１８は、バンドパスフィルタ４６１によって処理された受信信号に基づいて、物体との距離を算出するとともに、受信波の振幅を検出するようになっている。

（動作概要）
以下、上記構成を有する障害物検知装置１０における、動作の概要について説明する。

障害物検知ＥＣＵ１５は、車速センサ１１およびシフトポジションセンサ１２の出力信号に基づいて、検知動作実行条件の成立の有無を判定する。検知動作実行条件が成立すると、障害物検知ＥＣＵ１５は、複数の超音波センサ１４の各々にて所定時間間隔で物体検知動作を繰り返し実行させることで、障害物検知動作を実行する。

具体的には、障害物検知ＥＣＵ１５は、温度センサ１３の出力に基づいて、外気温すなわち車両１の周囲の温度を取得する。取得された温度は、超音波センサ１４の温度の推定値として用いられ得る。超音波センサ１４の温度を、以下「センサ温度」と称する。

また、障害物検知ＥＣＵ１５は、検知条件を、複数の超音波センサ１４の各々におけるセンサ制御部４１１に送信する。「検知条件」は、複数の超音波センサ１４の各々における、物体検知動作条件である。具体的には、「検知条件」は、センサ温度、車速、および、検知距離範囲を含む。「検知距離範囲」は、複数の超音波センサ１４の各々からの、物体の検知距離の範囲である。例えば、駐車スペース等の空間検出を行う際の検知距離範囲は、駐車の最中に障害物検知を行う際の検知距離範囲よりも長距離となる。前者を長距離モードと称し、後者を短距離モードと称する。

センサ制御部４１１は、取得した検知条件に基づいて、送信周波数設定部４１２および受信周波数設定部４６２にて周波数を設定するための指令信号を生成する。送信周波数設定部４１２は、センサ制御部４１１から受信した指令信号に基づいて、探査波の周波数を設定する。

送信周波数設定部４１２は、探査波の周波数を、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる送信周波数に設定する。具体的には、送信周波数設定部４１２は、検知条件に応じて、送信周波数を設定する。すなわち、送信周波数設定部４１２は、検知距離範囲および／またはセンサ温度に応じて、送信周波数を設定する。

受信周波数設定部４６２は、バンドパスフィルタ４６１における通過周波数帯域の中心周波数を、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる非共振周波数に設定する。具体的には、受信周波数設定部４６２は、検知条件に応じて、中心周波数を設定する。すなわち、受信周波数設定部４６２は、検知距離範囲および／または車速に応じて、中心周波数を設定する。

超音波マイクロフォン４０は、上記のようにして生成された、共振周波数とは異なる送信周波数の超音波パルス信号に基づいて、探査波を送信する。反射波を含む受信波が超音波マイクロフォン４０にて受信されると、受波部４１５は、受信信号を生成する。生成された受信信号は、受信信号処理部４１６すなわちバンドパスフィルタ４６１によって処理される。

残響時間取得部４１７は、受波部４１５にて生成された受信信号に基づいて残響時間を取得し、取得結果をセンサ制御部４１１に送信する。物体検知部４１８は、バンドパスフィルタ４６１によって処理された受信信号に基づいて、物体との距離を算出する。また、物体検知部４１８は、受信波の振幅を検出する。また、物体検知部４１８は、距離の算出結果および振幅の検出結果を、センサ制御部４１１に送信する。センサ制御部４１１は、距離の算出結果および振幅の検出結果を、障害物検知ＥＣＵ１５に送信する。

（効果）
以下、上記構成を有する超音波センサ１４および送受信制御装置４１によって奏される効果について説明する。

かかる構成においては、物体を検知するための探査波の周波数を、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる送信周波数に設定することで、残響時間が調整される。すなわち、かかる構成においては、送信周波数が共振周波数である場合よりも、残響時間が良好に短縮される。したがって、かかる構成によれば、超音波センサ１４における残響による悪影響を、可及的に抑制することが可能となる。特に、近距離範囲の物体を良好に検知することが可能となる。

なお、超音波マイクロフォン４０の共振周波数は、温度に応じて変動する。そこで、かかる構成においては、温度に応じて、探査波の周波数が設定される。したがって、かかる構成によれば、超音波マイクロフォン４０の共振周波数が温度に応じて変動した場合であっても、残響による悪影響を良好に抑制することが可能となる。

また、遠距離モードにおいては、近距離モードとは異なり、残響による悪影響が小さい。このため、遠距離モードにおいては、近距離モードとは異なり、探査波が超音波マイクロフォン４０の共振周波数と一致することが好ましい。そこで、かかる構成においては、検知距離範囲に応じて、探査波の周波数が設定される。したがって、かかる構成によれば、検知距離範囲にかかわらず良好な物体検知が可能となる。

さらに、かかる構成においては、バンドパスフィルタ４６１における通過周波数帯域の中心周波数が、超音波マイクロフォン４０の共振周波数とは異なる非共振周波数に設定される。かかる構成によれば、超音波マイクロフォン４０の共振周波数に依存する残響波形を、良好に除去することが可能となる。特に、本実施形態においては、この中心周波数が、物体の検知条件に応じて設定される。したがって、良好なＳＮ比が得られる。

送信周波数を共振周波数よりも高くすると、「うなり」が発生しやすくなる。このため、送信周波数は、共振周波数よりも低いことが好ましい。

但し、超音波マイクロフォン４０に泥等の異物が付着すると、共振周波数が変動する。例えば、異物の付着により、共振周波数が低周波数側にシフトする場合があり得る。この場合、送信周波数を、異物付着前の共振周波数よりも低くすると、送信周波数が異物付着後の共振周波数と近くなり得る。一方、異物の付着により、共振周波数が高周波数側にシフトする場合があり得る。

したがって、送信周波数設定部４１２は、送信周波数を共振周波数よりも低く設定する周波数低下処理と、送信周波数を共振周波数よりも高く設定する周波数増加処理とのうちの一方の実行により残響時間が閾値を超えた場合、他方を実行することが好ましい。これにより、超音波マイクロフォン４０に異物が付着しても、残響による悪影響を可及的に抑制することが可能となる。

（具体例）
以下、本実施形態の構成による具体的な動作例について、フローチャートを用いて説明する。図面および明細書中の以下の説明において、「ステップ」を単に「Ｓ」と略記する。また、超音波センサ１４に内蔵されたセンサＥＣＵにおけるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および不揮発性ＲＡＭを、単に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および不揮発性ＲＡＭと称する。

（第一具体例）
図３に示された物体検知処理ルーチンは、検知動作実行条件が成立している間、障害物検知ＥＣＵ１５からの起動指令に基づき、所定時間間隔で繰り返し起動される。すなわち、障害物検知ＥＣＵ１５は、複数の超音波センサ１４の各々に対して、起動指令を所定時間間隔で繰り返し送信する。図４に示された物体検知処理ルーチンにおいても同様である。

起動指令を受信した超音波センサ１４のセンサＥＣＵにおけるＣＰＵは、図３に示された物体検知処理ルーチンを、ＲＯＭまたは不揮発性ＲＡＭから読み出して起動する。図３に示された物体検知処理ルーチンが起動されると、まず、Ｓ３０１にて、ＣＰＵは、現在の動作モードが近距離モードであるか否かを判定する。なお、現在の動作モードが近距離モードであるか否かの情報は、受信した起動指令に含まれていて、ＲＡＭに一時的に格納されている。

近距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＹＥＳ）、ＣＰＵは、Ｓ３０２〜Ｓ３０６の処理を実行した後、処理をＳ３１１に進行させる。これに対し、遠距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＮＯ）、ＣＰＵは、Ｓ３０２〜Ｓ３０６の処理をスキップして、処理をＳ３１１以降に進行させる。

Ｓ３０２にて、ＣＰＵは、車速Ｖおよびセンサ温度Ｔｓを含む検知条件を取得する。次に、Ｓ３０３にて、ＣＰＵは、Ｓ３０２にて取得した検知条件に基づいて、送信シフトΔｆｔを設定する。具体的には、ＣＰＵは、センサ温度ＴｓをパラメータとするテーブルΔｆｔ（Ｔｓ）と、温度センサ１３の出力に基づいて取得されたセンサ温度Ｔｓとに基づいて、送信シフトΔｆｔを設定する。

続いて、Ｓ３０４にて、ＣＰＵは、Ｓ３０２にて取得した検知条件に基づいて、受信シフトΔｆｒを設定する。具体的には、ＣＰＵは、車速ＶをパラメータとするテーブルΔｆｒ（Ｖ）と、車速センサ１１の出力に基づいて取得された車速Ｖとに基づいて、受信シフトΔｆｒを設定する。

続いて、Ｓ３０５にて、ＣＰＵは、探査波の周波数である送信周波数ｆｔを、送信シフトΔｆｔに基づいて、初期値ｆ０から変更する。具体的には、ＣＰＵは、送信周波数ｆｔを、初期値ｆ０からΔｆｔ減算した値とする。ｆ０は、超音波マイクロフォン４０の共振周波数である。

続いて、Ｓ３０６にて、ＣＰＵは、受信フィルタ周波数ｆｒを、受信シフトΔｆｒに基づいて、初期値ｆ０から変更する。具体的には、ＣＰＵは、受信フィルタ周波数ｆｒを、初期値ｆ０からΔｆｒ減算した値とする。受信フィルタ周波数ｆｒは、バンドパスフィルタ４６１における通過周波数帯域の中心周波数である。

Ｓ３１１にて、ＣＰＵは、送信周波数ｆｔによる探査波の送信処理を実行する。遠距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＮＯ）、送信周波数ｆｔは、初期値ｆ０すなわち共振周波数である。これに対し、近距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＹＥＳ）、送信周波数ｆｔは、初期値ｆ０すなわち共振周波数よりも、Δｆｔ分だけ低周波である。

次に、Ｓ３１２にて、ＣＰＵは、受波部４１５による受信信号の生成処理を実行する。続いて、Ｓ３１３にて、ＣＰＵは、通過周波数帯域の中心周波数を受信フィルタ周波数ｆｒとして、バンドパスフィルタ４６１により受信信号を処理する。遠距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＮＯ）、受信フィルタ周波数ｆｒは、初期値ｆ０すなわち共振周波数である。これに対し、近距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＹＥＳ）、受信フィルタ周波数ｆｒは、初期値ｆ０すなわち共振周波数よりも、Δｆｒ分だけ低周波である。

Ｓ３１３の処理の後、ＣＰＵは、処理をＳ３９１およびＳ３９２に進行させる。Ｓ３９１にて、ＣＰＵは、バンドパスフィルタ４６１によって処理された受信信号に基づいて、物体との距離を算出する。また、ＣＰＵは、受信波の振幅を検出する。

Ｓ３９２にて、ＣＰＵは、距離の算出結果および振幅の検出結果を、障害物検知ＥＣＵ１５に送信する。Ｓ３９２の処理が終了すると、ＣＰＵは、本ルーチンを一旦終了する。

（第二具体例）
本具体例は、異物付着状態に応じて、周波数低下処理と周波数増加処理とのうちの一方の実行により残響時間が閾値を超えた場合に、他方を実行する動作例に対応する。

図４に示された物体検知処理ルーチンが起動されると、まず、ＣＰＵは、Ｓ４０１〜Ｓ４１３の処理を実行する。Ｓ４０１〜Ｓ４１３の処理は、図３に示された物体検知処理ルーチンにおけるＳ３０１〜Ｓ３１３の処理と同一である。よって、Ｓ４０１〜Ｓ４１３の処理内容の説明は、上記のＳ３０１〜Ｓ３１３の処理内容の説明と同様である。

Ｓ４１３の処理の後、ＣＰＵは、処理をＳ４２１およびＳ４２２に進行させる。Ｓ４２１にて、ＣＰＵは、残響時間Ｔｚを取得する。

次に、Ｓ４２１にて、ＣＰＵは、Ｓ４２１にて取得した残響時間Ｔｚが閾値Ｔｚ１を超えるか否かを判定する。閾値Ｔｚ１は、異物の付着がないことを前提として、受信シフトΔｆｒによる探査波の低周波化によって残響が良好に抑制されている場合に発生すべき残響時間Ｔｚに対応する値である。すなわち、閾値Ｔｚ１は、探査波が共振周波数ｆ０である場合の残響時間Ｔｚ０よりも、充分小さな値である。本具体例においては、閾値Ｔｚ１は、試験または計算機シミュレーションを用いて決定されたものであって、不揮発性ＲＡＭにあらかじめ格納されている。

取得した残響時間Ｔｚが閾値Ｔｚ１を超える場合（すなわちＳ４２２＝ＹＥＳ）、ＣＰＵは、Ｓ４３１〜Ｓ４３５の処理を実行した後、処理をＳ４９１に進行させる。一方、取得した残響時間Ｔｚが閾値Ｔｚ１を超えない場合（すなわちＳ４２２＝ＮＯ）、ＣＰＵは、Ｓ４３１〜Ｓ４３５の処理をスキップして、処理をＳ４９１に進行させる。

Ｓ４３１にて、ＣＰＵは、送信周波数ｆｔを、Ｓ４０５とは逆に、初期値ｆ０からΔｆｔ加算した値とする。同様に、Ｓ４３２にて、ＣＰＵは、受信フィルタ周波数ｆｒを、Ｓ４０６とは逆に、初期値ｆ０からΔｆｒ加算した値とする。

次に、Ｓ４３３にて、ＣＰＵは、Ｓ４３１にて設定した送信周波数ｆｔによる探査波の送信処理を実行する。続いて、Ｓ４３４にて、ＣＰＵは、受波部４１５による受信信号の生成処理を実行する。さらに、Ｓ４３５にて、ＣＰＵは、Ｓ４３２にて設定した受信フィルタ周波数ｆｒを用いて、バンドパスフィルタ４６１により受信信号を処理する。

Ｓ４９１にて、ＣＰＵは、バンドパスフィルタ４６１によって処理された受信信号に基づいて、物体との距離を算出する。また、ＣＰＵは、受信波の振幅を検出する。Ｓ４９２にて、ＣＰＵは、距離の算出結果および振幅の検出結果を、障害物検知ＥＣＵ１５に送信する。Ｓ４９２の処理が終了すると、ＣＰＵは、本ルーチンを一旦終了する。

このように、本具体例によれば、異物付着により共振周波数がシフトした場合の残響抑制が、簡易な処理にて良好に行われ得る。また、残響抑制のための処理が短時間にて終了することで、近距離範囲に存在する物体の検知が、より迅速に行われ得る。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態との相違点を主として説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。すなわち、例えば、車両１は、四輪自動車に限定されない。具体的には、車両１は、三輪自動車であってもよいし、貨物トラック等の六輪または八輪自動車でもよい。

温度センサ１３としては、典型的には、外気温センサ、エンジン吸気温センサ、等の、他システム用に用意されたものが用いられる。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、温度センサ１３は、超音波センサ１４に内蔵されたものであってもよい。

超音波センサ１４の配置も、特に限定はない。例えば、複数の超音波センサ１４の各々は、搭載高および／または搭載仰角が同じであってもよいし、異なっていてもよい。複数の超音波センサ１４のうちの一部は、フロントグリルに設けられ得る。

上記実施形態においては、送受信制御装置４１を構成する、超音波センサ１４に内蔵されたセンサＥＣＵは、ＣＰＵがＲＯＭ等からプログラムを読み出して起動する構成であった。しかしながら、本発明は、かかる構成に限定されない。すなわち、例えば、センサＥＣＵは、は、上記のような動作を可能に構成されたデジタル回路、例えばゲートアレイ等のＡＳＩＣであってもよい。ＡＳＩＣはAPPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUITの略である。

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な動作例および処理態様に限定されない。例えば、図３に示された物体検知処理ルーチンにおいて、遠距離モードである場合（すなわちＳ３０１＝ＮＯ）も、Ｓ３０２〜Ｓ３０６と同様の処理が実行され得る。かかる変形例においては、近距離モードの方が、遠距離モードよりも、送信シフトΔｆｔおよび受信シフトΔｆｒが大きく設定される。これにより、近距離範囲における物体検知が、良好に行われ得る。

上記の通り、超音波マイクロフォン４０の共振周波数ｆ０は、温度等に応じて変動する。また、超音波マイクロフォン４０の共振周波数ｆ０には、製造上不可避な寸法誤差等の関係で、個体差が生じ得る。

そこで、送受信制御装置４１は、検知動作実行条件が不成立である間に超音波センサ１４を動作させることで、超音波マイクロフォン４０の共振周波数ｆ０を検定するようになっていてもよい。同様に、送受信制御装置４１は、検知動作実行条件が不成立である間に超音波センサ１４を動作させることで、探査波が共振周波数ｆ０である場合の超音波マイクロフォン４０の残響時間Ｔｚ０を検定するようになっていてもよい。さらに、送受信制御装置４１は、上記の検定結果に応じて、閾値Ｔｚ１を設定するようになっていてもよい。

あるいは、送受信制御装置４１は、送信シフトΔｆｔの学習処理を実行するようになっていてもよい。すなわち、送受信制御装置４１は、異なる送信シフトΔｆｔの値にて繰り返し残響時間Ｔｚを取得することで、残響時間Ｔｚを最小化するような送信シフトΔｆｔを取得してもよい。受信シフトΔｆｒについても同様である。

障害物検知ＥＣＵ１５は、複数の超音波センサ１４の各々における、物体検知処理ルーチンの起動間隔を、検知距離範囲に応じて変更してもよい。具体的には、障害物検知ＥＣＵ１５は、検知距離範囲が短距離であるほど、起動間隔を短くしてもよい。

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部または一部と、任意の変形例の全部または一部とが、互いに組み合わされ得る。

１車両
１４超音波センサ
４０超音波マイクロフォン
４１送受信制御装置
４１２送信周波数設定部
４１６受信信号処理部
４１７残響時間取得部
４１８物体検知部
４６１バンドパスフィルタ
４６２受信周波数設定部

Claims

超音波である探査波を送信するとともに周囲の物体による前記探査波の反射波を含む受信波を受信するように構成された超音波マイクロフォン（４０）を備えた超音波センサ（１４）における、送受信を制御する、送受信制御装置（４１）であって、
前記探査波の周波数を、前記超音波マイクロフォンの共振周波数とは異なる送信周波数に設定する、送信周波数設定部（４１２）と、
前記送信周波数で送信された前記探査波に基づく前記受信波の受信結果を処理する、受信信号処理部（４１６）と、
前記超音波マイクロフォンの残響時間を取得する、残響時間取得部（４１７）と、
前記受信信号処理部における処理結果に基づいて、前記物体を検知する、物体検知部（４１８）と、
を備え、
前記送信周波数設定部は、前記送信周波数を前記共振周波数よりも低く設定する周波数低下処理と、前記送信周波数を前記共振周波数よりも高く設定する周波数増加処理とのうちの一方の実行により前記残響時間が閾値を超えた場合、他方を実行する、
送受信制御装置。
前記受信信号処理部は、
バンドパスフィルタ（４６１）と、
前記バンドパスフィルタにおける通過周波数帯域の中心周波数を、前記共振周波数とは異なる非共振周波数に設定する、受信周波数設定部（４６２）と、
を備えた、
請求項１に記載の送受信制御装置。
超音波である探査波を送信するとともに周囲の物体による前記探査波の反射波を含む受信波を受信するように構成された超音波マイクロフォン（４０）を備えた超音波センサ（１４）における、送受信を制御する、送受信制御装置（４１）であって、
前記探査波の周波数を、前記超音波マイクロフォンの共振周波数とは異なる送信周波数に設定する、送信周波数設定部（４１２）と、
前記送信周波数で送信された前記探査波に基づく前記受信波の受信結果を処理する、受信信号処理部（４１６）と、
前記受信信号処理部における処理結果に基づいて、前記物体を検知する、物体検知部（４１８）と、
を備え、
前記受信信号処理部は、
バンドパスフィルタ（４６１）と、
前記バンドパスフィルタにおける通過周波数帯域の中心周波数を、前記共振周波数とは異なる非共振周波数に設定する、受信周波数設定部（４６２）と、
を備えた、
送受信制御装置。
前記送信周波数は、前記共振周波数よりも低い、
請求項３に記載の送受信制御装置。
前記受信周波数設定部は、前記超音波センサを搭載した車両（１）の走行速度に応じて、前記非共振周波数を設定する、
請求項２〜４のいずれか１つに記載の送受信制御装置。
前記受信周波数設定部は、前記物体の検知距離範囲に応じて、前記非共振周波数を設定する、
請求項２〜５のいずれか１つに記載の送受信制御装置。
前記送信周波数設定部は、前記物体の検知条件に応じて、前記送信周波数を設定する、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の送受信制御装置。
前記検知条件は、前記物体の検知距離範囲を含む、
請求項７に記載の送受信制御装置。
前記検知条件は、前記超音波センサの温度を含む、
請求項７または８に記載の送受信制御装置。