JPH033037Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、車両に搭載し超音波センサの反射波
によつて路面に対する車高等を検知する車両用超
音波装置に関し、特に超音波送受信器の氷結を防
止する装置に関する。

従来の技術 近時、車両の高性能化にしたがい、各種センサ
が開発されてきており、特に車体外部に装着する
センサとして例えば車両後方の障害物を検知する
車両後退センサいわゆるバツクソナーや車両走行
中における悪路等の路面状況に応じた車高の変化
を計測しシヨクアブソーバ減衰力を最適に制御す
ることによつて乗心地と操縦安定性を向上するこ
とを目的に開発されたいわゆるスーパーソニツク
サスペンシヨンに用いる超音波センサが開発され
た。

しかしながら、車両はいつも好適な環境条件で
走行するとは限らず、例えば冬期雪道等を走行す
ることも多く超音波送受信器に雪が付着すること
や氷結によつて送受信器が低下し、正常な作動を
防げることがあつた。

この為、このような不具合を防止するものとし
て、例えば実開昭59−36680号公報に開示される
ごとく、超音波送受信器の振動子に導電性防振ゴ
ムを配設し加熱することによつて露滴や氷結を防
止する装置が発案されていた。

本考案が解決しようとする問題点 しかし、かかる従来の技術によれば、超音波送
受信器に付着した雪や氷の溶解を、雪や氷結によ
る送受信器の機能低下に応じて行なうものではな
く、単に手動スイツチによりヒータを加熱通電す
るか温度センサによる低温度検知によつてヒータ
を加熱通電する等によつて行なうため超音波送受
信器に雪や氷が付着していない時や、溶解完了後
にもヒータの通電を行なうことがあり、無駄な電
力を消耗するという不具合を惹起するものであつ
た。

問題点を解決するための手段 本考案は上記した問題を解消するもので、車両
に搭載し超音波センサの反射波によつて路面に対
する車高等を検知する車両用超音波装置に於いて
タイミング信号を出力するタイミング手段と前記
タイミング信号に応じて超音波信号を送信し反射
波を受信する超音波送受信手段と前記反射波によ
る受信信号を増幅し、波形処理する受信信号処理
手段と前記波形処理した受信信号に応じて車両負
荷を制御する制御手段と車外温度を検知する温度
検知手段と、前記車体外部温度及び反射波の受信
信号のレベル低下に応じヒータを加熱通電するヒ
ータ作動手段と前記超音波送受信手段に配設する
ヒータとで構成してなることを特徴とする車両用
超音波送受信器の氷結防止装置を提供するもので
ある。

作 用 上記した構成によれば超音波送受信手段はタイ
ミング手段が出力するタイミング信号に応じて超
音波信号を送信し反射波を受信し、受信信号処理
手段により波形処理した受信信号に応じて制御手
段を介して車両負荷を制御する一方、ヒータ作動
手段は温度検知手段による検知温度と反射波の受
信信号のレベル低下に応じてヒータを作動し超音
波送受信手段を加熱する。

しかして、ヒータ作動手段は雪や氷結による送
受信器の機能低下に応じて自動的に雪や氷の溶解
作用を行なう。

実施例 第１図は、本考案の好適な実施例を示した電気
回路図であり、前記スーパーソニツクサスペンシ
ヨンに用いる路面状況に応じた車高の変化を計測
するための超音波センサに適した車両用超音波送
受信器の氷結防止装置を示したものである。

第１図において、１はタイミング手段としての
タイミング回路であり、所定周期例えば、20ｍ
secのタイミングパルス信号を出力するものであ
る。

２は、発振器であり例えば40KHzの発振を行な
うものであり、前記タイミング回路１のタイミン
グ信号入力により後述するセンダ３１を励振する
ものである。

３は、超音波送受信手段としての超音波送受信
回路であり、前記センダ３１とレシーバ３２から
構成される。

４は、増幅回路であり、前記レシーバ３２で受
信した超音波信号を増幅する回路である。

５は、包絡線検波回路であり、前記増幅された
信号を半波整流し且つ包絡波形を得る回路であ
る。

６は、微分回路であり、包絡線信号の立上がり
のみを検出し、センダ３１からレシーバ３２へ直
接伝わる空中の回り込み信号及び回路により伝わ
る電気的回り込み信号の時間を短縮することによ
り、後述するマスキング回路８での回り込み信号
と反射波信号の分離を容易にするための回路であ
る。

７は、波形成形回路であり、前記微分信号を矩
形波に波形成形する回路である。ここに於いて、
前記増幅回路４、包絡線検波回路５、微分回路
６、及び波形成形回路７は受信信号処理手段とし
ての回路であり、又これらの各回路と前記発振器
２、超音波送受信回路３、及びバツフア回路１１
を組合せると超音波センサＡが構成される。又、
８はマスキング回路であり、前記タイミング回路
１のタイミング信号に同期し、所定時間例えば１
ｍsecの間、前記波形成形回路７からの信号導出
を禁止する回路である。

９は、車高計測回路であり、前記タイミング回
路１のタイミング信号に同期し、タイミング回路
１からのタイミング信号の出力からマスキング回
路８からの反射波信号の入力までの経過時間
Tsecを計測することにより車高を計測する回路
である。

１０は、反射波強度補正回路であり、後述する
バツフア回路１１からの反射波強度度信号に応
じ、前記車高計測回路９からの車高値信号を補正
する。これは、反射波の強度が弱いと反射波信号
の立上がりに遅れが生じるため、車高値が計測上
高く計測されてしまうために行なう補正である。

１１は、バツフア回路であり、前記包絡線検波
回路５の信号を伝達する回路である。

１２は、制御回路であり、前記反射波強度補正
回路１０からの車高値信号に応じ、シヨツクアブ
ソーバ減衰力を調節するアクチユエータ１３を制
御する回路である。ここに於いて、前記マスキン
グ回路８、車高計測回路９、反射波強度補正回路
１０、及び制御回路１２は制御手段としての回路
である。

１４は、温度検知手段としてのサーミスタであ
り、車体外部に配設されるものである。

１５は、ヒータ作動手段としてのヒータ作動回
路であり、前記マスキング回路８、バツフア回路
１１及びサーミスタ１４を各入力とし、車体外部
温度及び反射波の受信信号のレベル低下に応じ後
述するヒータ２０を加熱通電する回路である。

このヒータ作動回路１５は、さらに次の各回路
によつて構成される。すなわち、マスキング回路
８の出力はオンデイレー回路１６に接続され、オ
ンデイレー回路１６の出力部は、抵抗R₁，R₂及
びサーミスタ１４によつて分圧され比較回路１７
の基準入力部１７ａに接続される。又、比較回路
１７の比較入力部１７ｂはバツフア回路１１の出
力部に接続され、比較回路１７の出力部は積分回
路１８を介して駆動回路１９に接続される。

２０は、ヒータであり、センダ３１及びレシー
バ３２に付設し発熱により氷結を防止するもので
ある。

ここで、第２図及び第３図によりセンダ３１及
びレシーバ３２に付設するヒータ２０の構成を詳
述する。

第２図は、ヒータ２０及び超音波センサＡを一
部断面した側面図であり、第３図は、その正面図
である。

上記第２図、第３図において、２１はセンダ３
１及びレシーバ３２を保護するインシユレータで
あり、発泡ゴム等でなる。

２２は、回路素子２３を装着する基板であり、
充填剤２４によつて保護されている。又、２５は
ケースである。

上記ケース２５には、センダ３１及びレシーバ
３２の前面に摺鉢状のホーン部２６が形成され、
該ホーン部２６が開口する面にはヒータ２０がブ
ラケツト２７によつて挟持されている。

ここに於いて、前記ヒータ２０は、ポリエステ
ルにガラスクロスを混合したもの等よりなる絶縁
基板２０ａに正の抵抗温度係数を有する抵抗ペー
ストを印刷して発熱部２０ｂを形成し、銀ペース
トを低温焼成して電極部２０ｃを形成し、端子２
０ｄを装着したものである。

又、前記第１図に示す超音波センサＡに於い
て、R₃〜₄₂は抵抗、C₁〜C₁₀はコンデンサ、D₁〜
D₇はダイオード、T₁〜T₄はトランジスタ、G₁〜
G₄はナンド（NAND）回路、G₅〜G₈はノツト
（NOT）回路、Q₁〜Q₅は差動増幅回路、及びL₁，
L₂はセンダ３１の音圧上昇及び受発信のＱ帯域
を広げるためのコイルである。

又、２８は車両バツテリの電圧を昇圧し定電圧
化するためのDC−DCコンバータよりなる例えば
15Vの電圧レギユレータである。

以下、第４図に示す各部の信号波形図を参照し
作用を詳述する。先ず、車両走行開始に応動する
等により本考案装置が作動を開始すると、タイミ
ング回路１はトランジスタT₁を介して部波形
に示すタイミング信号を発振器２に入力する。

発振器２は、前記タイミング信号に同期して
部波形に示す発振信号を出力し、センダ３１を励
振する。

センダ３１は、前記励振により超音波を路面Ｒ
に発射し、レシーバ３２は、路面Ｒからの反射波
を受信する。

増幅回路４は、レシーバ３２で受信した超音波
による電気信号を増幅し、部波形に示す信号を
包絡線検波回路５に入力する。尚、前記部波形
中のｉ部波形は回り込み信号による波形、ｊ部波
形は反射波信号による波形を示している。

包絡線検波回路５は、前記増幅回路４からの信
号を半波整流し部波形に示す包絡線信号を微分
回路６及びバツフア回路１１に入力する。

微分回路６は、前記包絡線信号の立上がりを検
出し部波形に示す微分信号を波形成形回路７に
入力し、波形成形回路７は部波形に示す矩形信
号を後段のマスキング回路８に導出する。

又、前記バツフア回路１１は、前記包絡線信号
の入力によりd′部波形に示す反射波強度信号を反
射波強度補正回路１０及びヒータ作動回路１５に
導出する。

又、マスキング回路８はタイミング回路１のタ
イミング信号に同期して所定時間回路を開き、回
り込み信号を消却し、部波形を示す反射波信号
のみを車高計測回路９に入力する。

反射波強度補正回路１０は、前記反射波信号に
よつて得られた車高計測回路９からの車高値信号
とバツフア回路１１からの反射波強度信号とによ
つて適正な車高値データを制御回路１２に入力
し、しかして制御回路１２は車両走行中の路面状
況に応じた車高値データの変化に応じてアクチユ
エータ１３を制御し、シヨツクアブソーバの減衰
力を最適に制御する。

次に、ヒータ作動回路１５の作用を詳述する。
先ず、オンデイレー回路１６は、マスキング回路
１６から反射波信号が入力されると所定時間後、
例えば0.5ｍsec後に部波形に示すような基準信
号が出力され、抵抗R₁，R₂及びサーミスタ１４
によつて定まる分圧電圧が比較回路１７の基準入
力部１７ａに入力される。

ここに於いて、前記分圧電圧はサーミスタ１４
の抵抗値、すなわち車体外部の気温によつて可変
するものであり、外気温度が低温時には電圧レベ
ルは高く成るよう設定される。

一方、比較回路１７の比較入力部１７ｂには反
射波強度に応じた電圧レベルの信号が入力され
る。この反射波強度は、雪道等の路面硬さやセン
ダ３１及びレシーバ３２の氷結や雪づまり等によ
つて減少する。しかして、外気温度が低温時比較
入力部１７ｂの電圧レベルが基準入力部１７ａの
電圧レベルより低いと、比較回路１７はオンデイ
レー回路１６からの基準信号に同期したパルス信
号を積分回路１８に入力し、積分回路１８は単位
時間毎に所定回数のパルス信号を計数すると駆動
回路１９に信号を出力し、ヒータ２０を通電する
ことによりセンダ３１及びレシーバ３２の氷結や
雪づまりを除却する。

尚、ヒータ作動回路１５のオンデイレー回路１
６、比較回路１７、積分回路１８はマイクロコン
ピユータのプログラムによつても同一の作用を行
なうことができることは言うまでもない。

又、ヒータ２０はケース２５のセンダ３１及び
レシーバ３２の少くとも近傍を加熱できればよ
く、例えばホーン部２６にヒータを埋設してもよ
い。

本考案の効果 以上詳細に説明したとおり、本考案に於いては
温度検知手段による検知温度と反射波の受信信号
のレベル低下に応じてヒータを作動し氷結等を防
止するようにしたことにその構成上の特徴があ
る。その為、氷結や雪づまり等が生じていない時
の無駄な電力消耗を防止できるという優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の好適な実施例を示した電気
回路図である。第２図は、ヒータ及び超音波セン
サを一部断面した側面図である。第３図は、第２
図に示すヒータ及び超音波センサの一部を断面し
た正面図である。第４図は、第１図に示す電気回
路図の所定時間ｔにおける各部の信号波形を示す
特性図である。 １……タイミング回路、２……発振器、３……
超音波送受信回路、３１……センダ、３２……レ
シーバ、４……増幅回路、５……包絡線検波回
路、６……微分回路、７……波形成形回路、８…
…マスキング回路、９……車高計測回路、１０…
…反射波強度補正回路、１１……バツフア回路、
１２……制御回路、１３……アクチユエータ、１
４……サーミスタ、１５……ヒータ作動手段、１
６……オンデイレー回路、１７……比較回路、１
８……積分回路、１９……駆動回路、２０……ヒ
ータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 超音波センサの反射波によつて路面に対する車
   高等を検知する車両用超音波装置に於いて、タイ
   ミング信号を出力するタイミング手段と、前記タ
   イミング信号に応じて超音波信号を送信し反射波
   を受信する超音波送受信手段と、前記反射波によ
   る受信信号を増幅し波形処理する受信信号処理手
   段と、前記波形処理した受信信号に応じて車両負
   荷を制御する制御手段と、車外温度を検知する温
   度検知手段と、前記車体外部温度及び反射波の受
   信信号のレベル低下に応じヒータを加熱通電する
   ヒータ作動手段と、前記超音波送受信手段に配設
   するヒータとで構成してなることを特徴とする車
   両用超音波送受信器の氷結防止装置。