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检测装置以及检测系统

阅读:190发布:2023-12-27

专利汇可以提供检测装置以及检测系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种检测装置(10),具备:压电元件(20),将接收到的 超 声波 输出为电 信号 ; 信号处理 部(40),与压电元件(20)连接,获得从压电元件(20)输出的 电信号 ;切换部(50),切换压电元件(20)和信号处理部(40)的电连接状态和切断状态;以及判定部(62),若在切换部(50)为切断状态的情况下信号处理部(40)获得电信号,则基于该获得的电信号,来进行电噪声的检测。,下面是检测装置以及检测系统专利的具体信息内容。

1.一种检测装置,具备:
压电元件(20、120),将接收到的声波作为电信号输出;
信号处理部(40、140),与上述压电元件连接,获得从上述压电元件输出的电信号
切换部(50、150),切换上述压电元件和上述信号处理部的电连接状态和切断状态;以及
判定部(62、162),若在上述切换部为切断状态的情况下上述信号处理部获得电信号,则基于该获得的电信号,进行电噪声的检测。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其中,
按每个规定的周期设置进行上述超声波的接收待机的待机期间,
在从上述待机期间结束起到下一个周期的上述待机期间开始为止的期间中,设置包含将上述切换部(50、150)设为切断状态来进行上述检测的期间的检测期间。
3.根据权利要求2所述的检测装置(10),其中,
还具备驱动部(30),该驱动部(30)供给从上述压电元件产生超声波的驱动电,在各周期中,上述待机期间被设置在供给上述驱动电力的期间亦即驱动期间之后。
4.根据权利要求3所述的检测装置,其中,
上述检测期间被设置在从上述待机期间结束起到下一个周期的上述驱动期间开始为止的期间中,
上述信号处理部(40)具备放大部(41),该放大部(41)对输入的上述电信号进行放大,上述放大部使上述待机期间的增益以及上述检测期间的增益比上述驱动期间的增益大。
5.根据权利要求4所述的检测装置,其中,
上述放大部使上述待机期间的增益和上述检测期间的增益相等。
6.根据权利要求2或3所述的检测装置,其中,
上述信号处理部具备放大部(41、141),该放大部(41、141)对输入的上述电信号进行放大,
上述放大部使上述待机期间的增益和上述检测期间的增益相等。
7.根据权利要求2~6中任一项所述的检测装置,其中,
上述判定部在上述切换部为连接状态的情况下,还进行基于上述信号处理部获得的电信号的噪声的检测,
上述检测期间包含将上述切换部设为连接状态来进行上述检测的期间亦即第一检测期间和将上述切换部设为切断状态来进行上述检测的第二检测期间。
8.根据权利要求7所述的检测装置,其中,
接着上述待机期间设置上述第二检测期间,接着上述第二检测期间设置上述第一检测期间。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的检测装置,其中,
上述切换部对上述压电元件与上述信号处理部的输入部电连接的状态、和上述压电元件与上述信号处理部的输入部电切断并且信号处理部的输入部接地的状态进行切换。
10.一种检测系统,是具备权利要求1~9中任一项所述的多个检测装置的检测系统,各检测装置分别设置于规定的位置
具备推断部(100),该推断部(100)基于具备检测出噪声的存在的上述判定部的上述检测装置的位置,推断噪声源(70)的位置。

说明书全文

检测装置以及检测系统

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于在2016年4月1日申请的日本申请编号2016-074567号,在此引用其记载内容。

技术领域

[0003] 本公开涉及检测周围的振动的检测装置以及具备该检测装置的检测系统。

背景技术

[0004] 以往,实现了从发射部发送作为声波的探测波,并利用接收部接收被周围的物体反射的反射波,通过获得该收发期间的时间来检测与周围的物体的距离的检测装置。
[0005] 作为这样的检测装置,有专利文献1所记载的检测装置。在专利文献1所记载的检测装置中,在发送探测波时,切断接收部与信号处理部的电连接。由此,在专利文献1所记载的检测装置中,能够防止在发送探测波时驱动信号被输入至信号处理部。
[0006] 专利文献1:日本特开平7-325146号公报
[0007] 然而,在专利文献1记载的检测装置中,有电噪声从设置于检测装置的周围的设备等侵入信号处理部的情况。在侵入信号处理部的情况下,若无法区分该电噪声和基于反射波产生的信号,则存在产生物体的位置的误检测的可能。发明内容
[0008] 本公开是为了解决上述课题而完成的,其主要目的在于提供一种能够进行电噪声的检测的检测装置。
[0009] 本公开是一种检测装置,具备:压电元件,将接收到的超声波输出为电信号;信号处理部,与压电元件连接,获得从压电元件输出的电信号;切换部,切换压电元件和信号处理部的电连接状态和切断状态;以及判定部,若在切换部为切断状态的情况下信号处理部获得,则基于该电信号进行电噪声的检测。
[0010] 由于在使用压电元件进行超声波的检测的情况下,将该超声波作为电信号来获得,所以在存在来自周围的设备的电噪声的影响的情况下,电信号的值的获得精度降低。然而,由于压电元件在获得到周围的超声波噪声的情况下也输出基于该超声波噪声的电信号,所以很难区分信号处理部获得的噪声是由压电元件获得的超声波噪声,还是从周围的设备等产生的电噪声。
[0011] 这一点,在上述结构中,由于经由切换部连接压电元件和信号处理部,所以若切换部是切断状态,则根据压电元件接收的超声波产生的电信号不会被输入至信号处理部。因此,若在切换部是切断状态的情况下检测出电信号,则可以说该电信号是从周围的设备等产生的电噪声。因此,根据上述结构,不能高精度地进行向信号处理部输入的电噪声的检测。附图说明
[0012] 通过参照附图进行下述的详细的描述,有关本公开的上述目的以及其它目的、特征、优点会变得更加明确。
[0013] 图1是第一实施方式的超声波传感器的结构图。
[0014] 图2是表示第一实施方式的超声波传感器的控制的流程图
[0015] 图3是表示第一实施方式的超声波传感器的控制的时序图。
[0016] 图4是第二实施方式的超声波传感器的结构图。
[0017] 图5是表示第二实施方式的超声波传感器的控制的流程图。
[0018] 图6是表示第二实施方式的超声波传感器的控制的时序图。
[0019] 图7是第三实施方式的超声波传感器的结构图。

具体实施方式

[0020] 以下,基于附图对各实施方式进行说明。此外,在以下的各实施方式相互中,对于相互相同或等同的部分,在图中标注相同附图标记,对于相同附图标记的部分引用其说明。
[0021] <第一实施方式>
[0022] 本实施方式的检测装置是超声波传感器,搭载于车辆等移动体。超声波传感器向移动体的周围发送超声波,并接收被存在于周围的物体反射的反射波,通过测定从发送到接收的时间,求出移动体与物体的距离。
[0023] 图1是本实施方式的超声波传感器10的结构图。超声波传感器10通过对压电元件20的电压的施加来发送超声波。另外,压电元件20将接收到的超声波的能量转换为电压。
[0024] 对压电元件20的电压的施加通过控制驱动部30来进行。驱动部30包含施加正的恒定电压的第一电源31和施加负的恒定电压的第二电源32而构成。第一电源31经由第一开关Q1与压电元件20的第一侧连接,第二电源32经由第二开关Q2与压电元件20的第一侧连接。另外,压电元件20的第二侧接地。第一开关Q1以及第二开关Q2例如是MOSFET。
[0025] 由于像这样构成驱动部30,所以通过交替地反复将第一开关Q1设为ON并将第二开关Q2设为OFF的控制、和将第一开关Q1设为OFF并将第二开关Q2设为ON的控制,来对压电元件20交替地施加正的电压和负的电压。通过该电压的施加而压电元件20振荡,发送超声波。该超声波的频率为与将第一开关Q1和第二开关Q2交替地设为ON的控制周期相等的频率。
[0026] 另一方面,压电元件20所接收到的超声波的能量被压电元件20转换为具有基于超声波的能量的电压的电信号。该电信号被输入至作为信号处理部40的输入部的输入端子。在信号处理部40中,电信号首先被输入至放大部41。该放大部41构成为能够可变地设定增益。具体而言,构成为能够设定为高增益和比该高增益低的增益亦即低增益。在放大部41中,以规定的增益对输入的电信号进行放大,并将放大后的电信号输入至带通滤波器42。
[0027] 带通滤波器42使通带包含发送时的超声波的频率。这是因为被物周围的物体反射的反射波的频率为接近发送出的超声波的频率的频率。由于像这样设定通带,所以在该带通滤波器42中,与从压电元件20发送出的超声波的频率偏离的频率的电信号被除去。通过带通滤波器42的电信号被输入至比较部43。在比较部43中,对电信号的电压的值和预先决定的值亦即阈值进行比较,并输出其比较结果。
[0028] 此外,通过基准值设定部45向放大部41、带通滤波器42以及比较部43输入与接地部位的电位差44。通过这样,能够进行和输入的电信号的与基准的电位差的偏离量相应的控制。
[0029] 该信号处理部40和压电元件20经由切换部50连接。切换部50包含切换信号处理部40的输入端子和压电元件20的第一侧的电连接状态的第三开关Q3、以及切换信号处理部40的输入端子和接地部位的电连接状态的第四开关Q4而构成。第三开关Q3以及第四开关Q4例如是MOSFET。若第三开关Q3为ON,第四开关Q4为OFF,则信号处理部40与压电元件20电连接,从压电元件20输出的电信号被输入至信号处理部40。另一方面,若第三开关Q3为OFF,第四开关Q4为ON,则信号处理部40和压电元件20被电切断,从压电元件20输出的电信号不会被输入至信号处理部40。另外,若第三开关Q3为OFF、第四开关Q4为ON,则信号处理部40的输入端子接地。
[0030] 上述的第一~第四开关Q1~Q4的开闭状态以及放大部41的增益被来自控制装置60所具备的控制部61的指令控制。具体而言,首先,为了判定在超声波传感器10的周围是否存在超声波噪声,而将第三开关Q3设为ON,将第四开关Q4设为OFF,基于超声波噪声从压电元件20产生的电信号被输入至信号处理部40。此时,信号处理部40的放大部41的增益设定为高增益。此外,将进行检测超声波噪声的控制的期间称为第一检测期间。
[0031] 接着第一检测期间,为了从压电元件20产生超声波而进行将第一开关Q1和第二开关Q2交替地设为ON的控制。第三开关Q3以及第四开关Q4的控制状态被维持在与第一检测期间相同的状态。即,第三开关Q3被设为ON,第四开关Q4被设为OFF。此时,由于驱动部30的电压也被输入至信号处理部40,所以为了避免该电压被过度放大,放大部41的增益被设定为低增益。此外,将控制驱动电路产生超声波的期间称为驱动期间。
[0032] 接着驱动期间,维持将第三开关Q3设为ON,并将第四开关Q4设为OFF的状态,并在驱动期间发送出的超声波被周围的物体反射的情况下,能够接收其反射波。此时,为了对根据接收波产生电信号进行放大而容易检测,放大部41的增益被设定为高增益。此外,将等待反射波的接收的期间称为接收待机期间。
[0033] 接着接收待机期间,为了检测从搭载于超声波传感器10的周围的电气设备产生的电噪声,将第三开关Q3设为OFF、并将第四开关Q4设为ON,基于超声波噪声从压电元件20产生的电信号不被输入至信号处理部40。此时,在周围的电气设备成为噪声源70产生电噪声的情况下,基于该电噪声的电信号通过放大部41、带通滤波器42以及比较部43。因此,能够判定为信号处理部40产生的电信号是基于电噪声产生的。此时,信号处理部40的放大部41的增益被设定为高增益。此外,将进行检测电噪声的控制的期间称为第二检测期间。
[0034] 在本实施方式中,将从第一检测期间的开始时刻到第二检测期间的结束时刻设为1次探查周期,若1次探查周期结束,则接着开始下一个探查周期。其中,将探查周期的开始时刻设为哪个期间的开始期能够任意地设定。
[0035] 从信号处理部40的比较部43输出的比较结果被输入至控制装置60的判定部62。判定部62若在接收待机期间获得超过阈值的电信号,则由于该电信号是基于反射波产生的信号的可能性较高,所以作为物体的检测结果发送至ECU100。另外,若在第一检测期间获得超过阈值的电信号,则将该电信号判定为超声波噪声,并将该判定结果发送至ECU100。此外,若在第二检测期间获得超过阈值的电信号,则将该电信号判定为电噪声,并将该判定结果发送至ECU100。
[0036] ECU100若从判定部62接收物体的检测结果,则根据该检测结果来计算物体的位置,并进行与物体的位置相应的处理。具体而言,进行对车辆的驾驶员通知物体的存在的报告。该报告可以使用搭载于车辆的扬声器来进行,也可以使用灯、显示装置等来进行。另外,也可以在与物体的距离变小,并且,车辆向该物体所存在的方向移动的情况下,进行使车辆所具备的制动装置工作的控制等。
[0037] 另一方面,ECU100若获得存在超声波噪声或者电噪声的意思的判定结果,则将该噪声的判定结果保存规定期间,并判定噪声是否是周期性地或者持续地产生的。这是因为若噪声是单发产生的,则其影响是暂时的,针对物体的检测结果的影响是有限的。此外,所谓的电噪声单发产生的情况例如可举出在电气设备起动时产生的电噪声等。
[0038] 若噪声周期性地产生,则进行抑制该噪声对物体检测的影响的处理。具体而言,对超声波传感器10的信号处理部40所具备的比较部43进行指令,使阈值上升。由此,若基于噪声的电信号与反射波的电信号相比相对较小,则能够抑制基于该噪声的物体的误检测。另一方面,在基于噪声的电信号与反射波的电信号相同程度的大小的情况下、比反射波的电信号大的情况下等,除去由阈值的变更引起的噪声的影响的处理很困难。因此,在该情况下,在对车辆的驾驶员进行了无法进行物体的检测的意思的报告后,不进行物体的检测结果的报告、避免与物体的碰撞的控制等。此外,在这种情况下,虽然不进行物体的检测结果的报告、避免与物体的碰撞的控制等,但继续进行物体的检测以及噪声的检测。这是为了在未检测出噪声的情况下,能够重新开始基于物体的位置的控制。
[0039] 另外,ECU100在判定为存在周期性地或者持续地产生的电噪声的情况下,保存其判定结果。这样,在车辆的检查时等通过读出该判定结果,很容易确定产生电噪声的噪声源70。
[0040] 接着,参照图2的流程图对在超声波传感器10中执行的处理进行说明。图2的流程图按每个规定的探查周期反复执行。
[0041] 首先,在步骤S101中,将第三开关Q3设为ON并将第四开关Q4设为OFF,从压电元件20输出的电信号被输入至信号处理部40。此时,若压电元件20接收在超声波传感器10的周围产生的超声波噪声,则从压电元件20产生基于该超声波噪声的电信号,并输入至信号处理部40。将检测该超声波噪声的期间称为第一检测期间。接着,在步骤S102中,判定第一检测期间是否结束。在进行肯定判定之前,即在第一检测期间结束之前,反复进行该步骤S102的处理。
[0042] 若在步骤S102中为肯定判定,即若第一检测期间结束,则进入步骤S103,判定在第一检测期间是否检测出超声波噪声。在该S103的处理中,作为与比较部43中的阈值的比较处理的结果,判定是否存在超过阈值的超声波噪声。若在步骤S103中为肯定判定,即若在第一检测期间检测出超声波噪声,则在步骤S104中将其检测结果发送至ECU100,并进入步骤S105。
[0043] 另一方面,若在步骤S103中为否定判定,即若在第一检测期间未检测出超声波噪声,则保持原样进入步骤S105。此外,在步骤S103中为否定判定的情况下,即判定为在第一检测期间未检测出超声波噪声的情况下,也可以将未检测出超声波噪声的意思的结果发送至ECU100。另外,也可以在第一检测期间结束的时刻不发送超声波噪声的检测结果,而是每当检测出超声波噪声将其检测结果发送至ECU100。
[0044] 在步骤S105中,将放大部41的增益切换为低增益,使得向信号处理部40输入的压电元件20的驱动时的电信号不会过度地增大。在接下来的步骤S106中,开始驱动部30中的驱动控制。即,如上所述,开始交替地反复将第一开关Q1设为ON并将第二开关Q2设为OFF的控制和将第一开关Q1设为OFF并将第二开关Q2设为ON的控制的驱动控制。
[0045] 接着,在步骤S107中,判定进行驱动控制的期间亦即驱动期间是否结束。在进行肯定判定之前,即在驱动期间结束之前,反复进行该步骤S107的处理。
[0046] 若在步骤S107中为肯定判定,即若驱动期间结束,则进入步骤S108,结束驱动控制。即,将第一开关Q1以及第二开关Q2均设为OFF。在接下来的步骤S109中,将放大部41的增益切换为高增益,并进入步骤S110。
[0047] 在步骤S110中,判定接收待机期间是否结束。在进行肯定判定之前,即在接收待机期间结束之前,反复进行该步骤S110的处理。
[0048] 若在步骤S110中为肯定判定,即若接收待机期间结束,则进入步骤S111,将反射波的接收结果发送至ECU100。此外,若未接收到反射波,则也可以不进行接收结果的发送。另外,也可以在接收待机期间结束的时刻不发送反射波的接收结果,而是每当接收反射波将其接收结果发送至ECU100。
[0049] 接着,进入步骤S112,将第三开关Q3设为OFF,将第四开关Q4设为ON。即,将压电元件20和信号处理部40电切断,使得从压电元件20输出的电信号不被输入至信号处理部40,并且使信号处理部40的输入端子接地,在信号处理部40中形成闭合电路。若在进行该步骤S112的处理之后通过信号处理部40检测出电信号,则该电信号是从其它电气设备中产生的电噪声的可能性较高。将检测该电噪声的期间称为第二检测期间。
[0050] 接着,在步骤S113中判定第二检测期间是否结束。在进行肯定判定之前,即在第二检测期间结束之前,反复进行该步骤S113的处理。
[0051] 若在步骤S113中为肯定判定,即若第二检测期间结束,则进入步骤S114,判定在第二检测期间是否检测出电噪声。在该S114的处理中,作为与比较部43中的阈值的比较处理的结果,判定是否存在超过阈值的电噪声。若在步骤S114中为肯定判定,即若在第二检测期间检测出电噪声,则在步骤S115中将其检测结果发送至ECU100,并结束一系列的处理。
[0052] 另一方面,若在步骤S114中为否定判定,即若在第二检测期间中未检测出电噪声,则保持原样结束一系列的处理。此外,在步骤S114中为否定判定的情况下,与第一检测期间的情况相同,也可以将未检测出电噪声的意思的结果发送至ECU100。另外,也可以在第二检测期间结束的时刻不发送电噪声的检测结果,而是每当检测出电噪声将其检测结果发送至ECU100。
[0053] 使用图3的时序图对如以上那样进行在超声波传感器10中进行的处理时的第一~第四开关Q1~Q4的控制状态以及放大部41的增益进行说明。
[0054] 首先,在时刻t1,进行将步骤S101的第三开关Q3设为ON并将第四开关Q4设为OFF的控制。在从时刻t1到接下来的时刻t2的期间,是将压电元件20与信号处理部40电连接进行超声波噪声的检测的第一检测期间。
[0055] 在时刻t2,进行将步骤S105的放大部41的增益切换为低增益的控制,且开始步骤S106的驱动部30中的驱动控制。时刻t2到时刻t3,是进行驱动部30中的驱动控制,从压电元件20产生超声波的驱动期间。
[0056] 在时刻t3,进行使步骤S108的驱动控制结束的控制,且进行将步骤S109的增益切换为高增益的控制。时刻t3到时刻t4是等待被周围的物体反射的反射波的接收的接收待机期间。根据该接收待机期间的长度,确定超声波传感器10的检测范围。即,能够检测与位于接收待机期间的长度的一半乘以声速所得的距离的物体的距离。
[0057] 在时刻t4,进行将步骤S112中的第三开关Q3设为OFF并将第四开关Q4设为ON的控制。即,在时刻t4,压电元件20与信号处理部40被电切断。时刻t4到时刻t5是将信号处理部40设为闭合电路判定电噪声的影响的第二检测期间。在时刻t5,与时刻t1相同,进行将步骤S101的第三开关Q3设为ON并将第四开关Q4设为OFF的控制。在接下来的时刻t6、时刻t7,分别进行与时刻t2、时刻t3相同的控制。
[0058] 根据上述结构,本实施方式的超声波传感器10起到以下的效果。
[0059] ·由于将压电元件20和信号处理部40经由切换部50连接,所以若切换部50是切断状态,则压电元件20根据接收的超声波产生的电信号不会被输入至信号处理部40。因此,若在切换部50是切断状态的情况下检测出电信号,则可以说该电压是从周围的设备等产生的电噪声。因此,能够高精度地进行向信号处理部40输入的电噪声的检测。
[0060] ·在车辆的制造时,进行电气设备等的配置,以使针对超声波传感器10的电噪声的影响变小。另一方面,在车辆的销售后追加电气设备等的情况下,存在从该电气设备产生的电噪声给超声波传感器10带来影响的情况。在本实施方式中,在存在具有给超声波传感器10的检测结果带来影响的可能性的噪声源70的情况下,由于除去该影响、或不进行使用受到该影响的检测结果的控制,所以能够抑制由从追加的电气设备等产生的电噪声的影响。
[0061] ·即使产生电噪声,若是在电气设备的起动时产生的电噪声的情况下等,是暂时产生的电噪声,则由于其影响有限,所以能够忽略。另一方面,在电噪声持续产生的情况下,通过该电噪声在超声波传感器10中产生物体的误检测的可能性较高。在本实施方式中,由于在每个探查周期设置有检测电噪声的第二检测期间,所以能够判定是否是持续产生的电噪声。
[0062] ·由于将接收待机期间、第一检测期间以及第二检测期间中的增益设为比驱动期间的增益大,所以能够抑制驱动期间的信号被过度放大,并且提高接收待机期间、第一检测期间以及第二检测期间中的接收波的检测精度以及噪声的检测精度。
[0063] ·由于使接收待机期间、第一检测期间以及第二检测期间中的增益相等,所以容易判定噪声相对于接收波的相对的大小。因此,能够容易地判定是否能够在检测接收波时忽略噪声,并且在变更在检测出噪声时所进行的阈值的处理中,能够将阈值设定为未受噪声的影响的值。
[0064] ·在接收待机期间之后,有接收被存在于检测范围外的物体反射的反射波的情况。虽然该情况下的反射波实质上不是超声波噪声,但在接着接收待机期间设置有第一检测期间的情况下,有将被存在于检测范围外的物体反射的反射波误判定为超声波噪声的情况。在本实施方式中,由于接着接收待机期间,设置有检测电噪声的第二检测期间,接着该第二检测期间设置有检测超声波噪声的第一检测期间,所以能够抑制将被存在于检测范围外的物体反射的反射波误判定为超声波噪声的情况。
[0065] ·在通过切换部50将压电元件20和信号处理部40设为切断状态的第二检测期间,检测出的电信号是基于电噪声的信号。另一方面,在通过切换部50将压电元件20和信号处理部40电连接的第一检测期间,检测出的电信号为混合了超声波噪声和电噪声的信号。在第二检测期间,若检测出电噪声周期性地或者持续地产生,则能够判定为在第一检测期间,除了该电噪声以外的噪声是超声波噪声。因此,除了电噪声的检测以外,也能够高精度地进行超声波噪声的检测。
[0066] ·由于在通过切换部50将压电元件20和信号处理部40电切断时,将信号处理部40的输入部接地,所以由信号处理部40和切换部50形成的闭合电路为从由信号处理部40、切换部50以及压电元件20形成的闭合电路中将压电元件20分离而成的。由此,检测电噪声时的闭合电路为近似通过压电元件20进行超声波的检测时的闭合电路的电路结构。因此,能够进行给使用压电元件20的物体的检测带来影响的可能性较高的电噪声的检测。
[0067] <第二实施方式>
[0068] 本实施方式的超声波传感器110的电路结构的一部分与第一实施方式不同。另外,由于电路结构的一部分与第一实施方式不同,所以所进行的控制也部分不同。
[0069] 参照图4对本实施方式的超声波传感器110的结构进行说明。超声波传感器110配置于第一实施方式的超声波传感器10的附近,在超声波传感器10发送出的超声波被周围的物体反射的情况下,接收其反射波。然后,使用超声波传感器10检测的超声波的发送时刻和超声波传感器10以及超声波传感器110的反射波的接收时刻,来确定物体的位置。
[0070] 超声波传感器110所具备的压电元件120将接收到的超声波转换为具有电压的电信号并输出。该电信号被输入至作为信号处理部140的输入部的输入端子。在信号处理部140,电信号首先被输入至放大部141。该放大部141将增益的值设为一定的值。被放大部141放大后的电信号在经过带通滤波器142之后,被输入至比较部143。由于该带通滤波器142以及比较部143等同于第一实施方式,所以省略具体的说明。此外,通过基准值设定部145向放大部141、带通滤波器142以及比较部143输入与接地部位的电位差144。
[0071] 该信号处理部140和压电元件120经由切换部150连接。由于该切换部150的结构等同于第一实施方式,所以省略说明。
[0072] 切换部150所具备的第三开关Q3、第四开关Q4的开闭状态根据来自控制装置160所具备的控制部161的指令来控制。具体而言,首先,为了判定在超声波传感器110的周围是否存在超声波噪声,将第三开关Q3设为ON、并将第四开关Q4设为OFF,基于超声波噪声从压电元件120产生的电信号被输入至信号处理部140。即,与第一实施方式相同,设置进行检测超声波噪声的控制的期间亦即第一检测期间。
[0073] 接着第一检测期间,设置在通过其它超声波传感器10进行超声波的发送期间,不进行处理而待机的期间。此外,将该期间称为发送待机期间。接着发送待机期间,设置等待反射波的接收的接收待机期间。接着该接收待机期间,设置第二检测期间。对于这些接收待机期间以及第二检测期间,由于等同于第一实施方式,所以省略说明。
[0074] 从信号处理部140的比较部143输出的比较结果被输入至控制装置160的判定部162。判定部162若在接收待机期间获得超过阈值的电信号,则由于该电信号是根据反射波产生的信号的可能性较高,所以作为物体的检测结果发送至ECU100。另外,若在第一检测期间获得超过阈值的电信号,则将该电信号判定为超声波噪声,并将该判定结果发送至ECU100。此外,若在第二检测期间获得超过阈值的电信号,则将该电信号判定为电噪声,并将该判定结果发送至ECU100。
[0075] 接着,参照图5的流程图对在超声波传感器110中执行的处理进行说明。图5的流程图在每个规定的探查周期反复执行。
[0076] 首先,在步骤S201~步骤S204中进行第一检测期间的处理。由于该第一检测期间的处理等同于第一实施方式的步骤S101~S104的处理,所以省略说明。
[0077] 在接下来的步骤S205中,开始发送待机期间,通过反复步骤S206的发送待机期间是否结束的判定,从而在发送待机期间经过之前进行待机。
[0078] 若发送待机期间经过而在步骤S206中为肯定判定,则进入步骤S207开始接收待机期间。此外,由于从开始接收待机期间之后的步骤S208到步骤S213的处理等同于第一实施方式的从步骤S110到步骤S115的处理,所以省略说明。
[0079] 接着,参照图6对进行本实施方式的处理时的第三开关Q3以及第四开关Q4的控制状态进行说明。
[0080] 首先,在时刻t11,进行将步骤S201的第三开关Q3设为ON并将第四开关Q4设为OFF的控制。从时刻t11到接下来的时刻t12的期间是将压电元件120和信号处理部140电连接进行超声波噪声的检测的第一检测期间。时刻t12到时刻t13是等待在其它超声波传感器10中发送超声波的发送待机期间。接着该发送待机期间的时刻t13到时刻t14的期间是接收待机期间。在这些第一检测期间、发送待机期间以及接收待机期间,第三开关Q3被设为ON,第四开关Q4被设为OFF。即,维持从压电元件20发出的电信号被输入至信号处理部140的状态。
[0081] 在时刻t14,进行步骤S210中的将第三开关Q3设为OFF并将第四开关Q4设为ON的控制。即,在时刻t14,压电元件120和信号处理部140被电切断。时刻t14到时刻t15,是使信号处理部140成为闭合电路判定电噪声的影响的第二检测期间。在时刻t15,与时刻t11相同,进行步骤S201的将第三开关Q3设为ON并将第四开关Q4设为OFF的控制。在接下来的时刻t16、时刻t17,分别进行与时刻t12、时刻t13相同的控制。
[0082] 根据上述结构,本实施方式的超声波传感器110起到与第一实施方式的超声波传感器10所起到的效果类似的效果。
[0083] <第三实施方式>
[0084] 在本实施方式中,通过第一实施方式的多个超声波传感器10和ECU100构成检测系统。参照图7对该检测系统进行说明。
[0085] 多个超声波传感器10相互隔开间隔,安装于车辆200的前保险杠。在任意一个超声波传感器10发送超声波时,该超声波传感器10的相邻的超声波传感器10不进行超声波的发送,并且,进行反射波的接收处理。即,进行等同于第二实施方式的超声波传感器110所进行的处理的处理。这样,使用发送出超声波的超声波传感器10的收发的时刻和该超声波传感器10的相邻的超声波传感器10的接收的时刻,能够进行物体的位置的计算。
[0086] ECU100若从任意一个超声波传感器10获得电噪声的检测结果,则在该超声波传感器10中,进行依据第一实施方式的减少电噪声的影响的处理。此外,确定检测出电噪声的超声波传感器10,并存储至内置的存储器。这样,能够确定位于噪声源70的附近的超声波传感器10,并能够推断噪声源70的位置。此外,此时可以说ECU100作为推断噪声源70的位置的推断部发挥功能。
[0087] 根据上述结构,本实施方式的检测系统除了第一实施方式的超声波传感器10所起到的效果以外,还起到以下的效果。
[0088] ·电噪声一般而言会对作为其噪声源70的电气设备的周围带来影响,距离越离,其影响越低。在本实施方式中,由于多个超声波传感器10分别安装于车辆200的确定的位置,所以能够推断为在检测出电噪声的检测的超声波传感器10的附近存在噪声源70。因此,除去成为噪声源70的电气设备,或进行不产生电噪声的处置变得很容易。
[0089] <变形例>
[0090] ·切换部50的电路结构并不限于实施方式中示出的结构。切换部50至少具有切换压电元件20和信号处理部40的电连接状态和切断状态的功能即可,对于具体的电路结构能够任意地设计。
[0091] ·在各实施方式中,在检测出电噪声或者超声波噪声,并且,其频率偏离探测波的发送频率的情况下,也可以使带通滤波器42、142的通带变窄。这样,通过带通滤波器42、142的噪声被除去或者充分地衰减,在比较部43、143中,超过阈值的可能性变小。另外,也可以将该控制与使比较部43、143的阈值上升的控制组合来进行。
[0092] ·在第一实施方式的驱动期间,也可以将第三开关Q3设为OFF并将第四开关Q4设为ON,而能够检测电噪声。在这样的情况下,由于在驱动期间电信号不会输入至信号处理电路,所以放大部41的增益也可以不可变。
[0093] ·在第二实施方式的发送待机期间,也可以将第三开关Q3设为OFF并将第四开关Q4设为ON,而能够检测电噪声。
[0094] ·在第一实施方式中,将第一~第四开关Q1~Q4设为MOSFET,但也可以采用其它开关。对于第二实施方式的第三开关Q3以及第四开关Q4也相同。
[0095] ·在第三实施方式中,设置多个第一实施方式的超声波传感器10,但也可以将第一实施方式的超声波传感器10和第二实施方式的超声波传感器110混合设置。在该情况下,若在第二实施方式的超声波传感器110的旁边设置第一实施方式的超声波传感器10,则第二实施方式的超声波传感器110能够接收基于从第一实施方式的超声波传感器10发送出的超声波的反射波。
[0096] ·在第三实施方式中,在任意一个超声波传感器10中检测出电噪声的情况下,噪声源70存在于该超声波传感器10的附近,对该超声波传感器10的影响较大。另一方面,存在该噪声源70对相邻的超声波传感器10也带来影响的情况。因此,对于与检测出电噪声的超声波传感器10邻接的超声波传感器10,也可以进行抑制电噪声的影响的控制。
[0097] ·在实施方式中,将超声波传感器10搭载于车辆200,但也可以搭载于车辆以外的移动体。另外,搭载对象并不限于移动体,也可以搭载于静止物以用于与周围的物体的距离的检测。
[0098] 本公开以实施例为基准进行了描述,但应理解为本公开并不限于该实施例、构造。本公开也包含各种变形例、等同范围内的变形。其中,各种组合、方式进一步仅包含它们中一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也纳入到本公开的范畴、思想范围。
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