特許 6164051 センサシステム、制御装置、及びセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6164051

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19日

(54)【発明の名称】センサシステム、制御装置、及びセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01S 15/93 20060101AFI20170710BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20170710BHJP

【ＦＩ】

   G01S15/93

   G08G1/16 C

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-228890(P2013-228890)

(22)【出願日】2013年11月4日

(65)【公開番号】特開2015-90268(P2015-90268A)

(43)【公開日】2015年5月11日

【審査請求日】2015年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】野村 卓也

(72)【発明者】

【氏名】原田 岳人

(72)【発明者】

【氏名】松浦 充保

【審査官】 三田村 陽平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２３７３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８６２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２７２３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３０４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８７６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７９９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８３５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２７７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／６４

Ｇ０１Ｓ １３／００−１７／９５

Ｇ０８Ｃ １５／００−１５／１２

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測距のための超音波センサ（１、１ａ〜１ｄ）を含む複数のセンサ（１、１ａ〜１ｄ、４）と、
これらの複数のセンサと１本のシリアル通信の信号線（３）によって接続されている制御装置（２）とを含み、
前記制御装置は、前記センサへ検知動作を指示する検知動作指示を、前記信号線を介して送信する検知動作指示送信部（２１）を備え、
前記センサは、前記センサの検知結果を、前記信号線を介して送信する検知結果送信部（１６）を備えるセンサシステム（１００、１００ａ）であって、
前記制御装置は、
前記検知結果の送信を指示する結果送信指示を、前記信号線を介して送信する結果送信指示送信部（２２）をさらに備え、
前記結果送信指示送信部は、新たに行われる新規検知動作中の前記センサを含む場合であっても前回に検知動作を行った前記センサの全てに対して、当該新規検知動作中に前回の検知動作での結果送信指示を送信する一方、この結果送信指示を受けた前記センサの前記検知結果送信部は、当該新規検知動作中に検知結果を送信することを特徴とするセンサシステム。

【請求項2】

１つのセンサ（１ｅ）と、
前記センサと１本のシリアル通信の信号線（３）によって接続されている制御装置（２）とを含み、
前記制御装置は、前記センサへ超音波送受動作である検知動作を指示する検知動作指示を、前記信号線を介して送信する検知動作指示送信部（２１）を備え、
前記センサは、前記センサの検知結果を、前記信号線を介して送信する検知結果送信部（１６）を備えるセンサシステム（１００ｂ）であって、
前記制御装置は、
前記検知結果の送信を指示する結果送信指示を、前記信号線を介して送信する結果送信指示送信部（２２）をさらに備え、
前記結果送信指示送信部は、前回に超音波送受動作である検知動作を行った前記センサに対して、新たに行われる新規の超音波送受動作である検知動作中に前回の超音波送受動作である検知動作での結果送信指示を送信する一方、この結果送信指示を受けた前記センサの前記検知結果送信部は、当該新規の超音波送受動作である検知動作中に検知結果を送信することを特徴とするセンサシステム。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記センサは、
前記検知結果送信部の他に、センサ素子（１１）と、前記センサ素子からの信号をもとにして前記検知結果送信部から送信する前記検知結果を前記検知結果送信部に出力する演算回路（１４）とを備え、
前記センサ素子から前記演算回路へ入力を行うまでの電気回路として、差動増幅回路（１３）を用いていることを特徴とするセンサシステム。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項において、
前記センサは、
前記検知結果送信部の他に、センサ素子（１１）と、前記センサ素子からの信号をもとにして前記検知結果送信部から送信する前記検知結果を前記検知結果送信部に出力する演算回路（１４）とを備え、
前記演算回路及び前記検知結果送信部は、多層基板（１７）に設けられている一方、前記センサ素子は、前記多層基板上の接続部（１７ｄ）を介して前記演算回路と電気的に接続されており、
前記多層基板のうちの、前記接続部が位置する第１基板（１７ａ）と、前記検知結果送信部が位置する第２基板（１７ｂ）とが異なる層の基板であって、前記第１基板と前記第２基板との間にグランド層（１７ｃ）が設けられていることを特徴とするセンサシステム。

【請求項5】

請求項４において、
前記センサは、
前記第１基板上の前記接続部の位置と、前記第２基板上の前記検知結果送信部が設けられた位置とが、前記多層基板の面方向における位置関係でお互いが離間するように設けられていることを特徴とするセンサシステム。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサシステム（１００、１００ａ）で用いられることを特徴とする制御装置。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサシステム（１００、１００ａ）で用いられることを特徴とするセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリアル通信の信号線を介してセンサの検知動作指示及びセンサの検知結果の受信を行うセンサシステム、並びにそのセンサシステムに含まれる制御装置及びセンサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、車両で用いられる周辺監視のセンサシステムとして、複数の超音波センサと、ＥＣＵ（つまり、制御装置）とが、１本のシリアル通信の信号線によって接続されているものが知られている。

【0003】

このようなセンサシステムでは、ＥＣＵから超音波センサに送信される検知動作指示フレームや、超音波センサからＥＣＵに送信される応答フレームは、センサ数に応じた分だけ必要になる。これに加え、従来のセンサシステムでは、ＥＣＵから各超音波センサに検知動作指示フレームを送信した後、検知動作が終了するまで待ち時間を設け、待ち時間の後に各超音波センサからＥＣＵが順番に応答フレームを受信していた。よって、次の超音波センサの検知動作までの周期（以下、検知周期）が長くなるという問題点があった。

【0004】

そこで、この問題を解決する手段として、例えば、特許文献１には、複数の超音波センサへの検知動作指示を１つの検知動作指示フレームにまとめる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４８２６６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示の技術でも、複数の超音波センサの検知結果について、１つの応答フレームにまとめることはできない。よって、各超音波センサからＥＣＵに送信するデータの長さによっては、超音波センサの検知周期があまり短縮されないという問題点を有していた。

【0007】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、超音波センサの検知周期をより短縮することを可能にするセンサシステム、制御装置、及びセンサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

センサシステムに係る第１の発明は、測距のための超音波センサ（１、１ａ〜１ｄ）を含む複数のセンサ（１、１ａ〜１ｄ、４）と、これらの複数のセンサと１本のシリアル通信の信号線（３）によって接続されている制御装置（２）とを含み、制御装置は、センサへ検知動作を指示する検知動作指示を、信号線を介して送信する検知動作指示送信部（２１）を備え、センサは、センサの検知結果を、信号線を介して送信する検知結果送信部（１６）を備えるセンサシステム（１００、１００ａ）であって、制御装置は、検知結果の送信を指示する結果送信指示を、信号線を介して送信する結果送信指示送信部（２２）をさらに備え、結果送信指示送信部は、新たに行われる新規検知動作中のセンサを含む場合であっても前回に検知動作を行ったセンサの全てに対して、当該新規検知動作中に前回の検知動作での結果送信指示を送信する一方、この結果送信指示を受けたセンサの検知結果送信部は、当該新規検知動作中に検知結果を送信することを特徴としている。
センサシステムに係る第２の発明は、１つのセンサ（１ｅ）と、センサと１本のシリアル通信の信号線（３）によって接続されている制御装置（２）とを含み、制御装置は、センサへ超音波送受動作である検知動作を指示する検知動作指示を、信号線を介して送信する検知動作指示送信部（２１）を備え、センサは、センサの検知結果を、信号線を介して送信する検知結果送信部（１６）を備えるセンサシステム（１００ｂ）であって、制御装置は、検知結果の送信を指示する結果送信指示を、信号線を介して送信する結果送信指示送信部（２２）をさらに備え、結果送信指示送信部は、前回に超音波送受動作である検知動作を行ったセンサに対して、新たに行われる新規の超音波送受動作である検知動作中に前回の超音波送受動作である検知動作での結果送信指示を送信する一方、この結果送信指示を受けたセンサの検知結果送信部は、当該新規の超音波送受動作である検知動作中に検知結果を送信することを特徴としている。

【0009】

これによれば、センサの新規検知動作中において、前回に検知動作を行ったセンサから、制御装置が検知結果を受信することが可能となる。よって、センサの新規検知動作中に検知結果を受信した分だけ、超音波センサの検知周期を短縮することが可能になる。

【0010】

また、本発明の制御装置及びセンサは、先に述べたセンサシステムで用いられるものであるので、超音波センサの検知周期をより短縮することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１のセンサシステム１００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。

【図2】超音波センサ１ａ〜１ｄの設置態様の一例について説明を行うための図である。

【図3】超音波センサ１の概略的な構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図4】実施形態１のセンサシステム１００における監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１での応答までの流れの一例を説明するための図である。

【図5】実施形態１の構成における作用効果について説明するための図である。

【図6】実施形態１の構成における作用効果について説明するための図である。

【図7】受信回路部１３の構成の一例を示す電気回路図である。

【図8】受信回路部１３の構成の一例を示す電気回路図である。

【図9】通信部１６での通信によるノイズの影響を抑えるための超音波センサ１の構成の一例を説明するための図である。

【図10】変形例２のセンサシステム１００ａの概略的な構成の一例を示すブロック図である。

【図11】実施形態２のセンサシステム１００における監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１での応答までの流れの一例を説明するための図である。

【図12】変形例２のセンサシステム１００における監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１での応答までの流れの一例を説明するための図である。

【図13】実施形態３のセンサシステム１００ｂの概略的な構成の一例を示すブロック図である。

【図14】実施形態３のセンサシステム１００ｂにおける監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１ｅでの応答までの流れの一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

【0013】

（実施形態１）
図１は、本発明が適用されたセンサシステム１００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。図１に示すセンサシステム１００は、例えば車両に搭載されるものであり、複数の超音波センサ１ａ〜１ｄ、及び監視用ＥＣＵ２を備えている。

【0014】

複数の超音波センサ１ａ〜１ｄ、及び監視用ＥＣＵ２は、１本のシリアル通信の信号線３によって例えばバス型接続されている。言い換えると、複数の超音波センサ１ａ〜１ｄ、及び監視用ＥＣＵ２は、マスタースレーブ方式を採用した例えばＬＩＮ（Local Interconnect. Network）などの通信プロトコルに準拠した車載ＬＡＮで各々接続されている。一例として、データ転送レートは１９．２ｋｂｐｓであるものとする。ここで、複数の超音波センサ１ａ〜１ｄがスレーブであり、監視用ＥＣＵ２がマスターとする。また、複数の超音波センサ１ａ〜１ｄ、及び監視用ＥＣＵ２は、信号線３を介して信号の送受信を行う。

【0015】

超音波センサ１ａ〜１ｄは、例えば図２に示すように、車両後部のリヤバンパに設置される。超音波センサ１ａ〜１ｄが請求項のセンサに相当する。一例として、車両後部の右コーナから左コーナにかけて、超音波センサ１ａ、超音波センサ１ｂ、超音波センサ１ｃ、超音波センサ１ｄの順に設置される。超音波センサ１ａ〜１ｄは、超音波を送波し、その反射波を受信することで障害物を検知したり、障害物までの距離を検知したりする測距のための送受信兼用の超音波センサである。

【0016】

超音波センサ１ａ〜１ｄは、監視用ＥＣＵ２から送信される送受波指示を受けて検知動作を行う。この送受波指示が請求項の検知動作指示に相当する。以降では、超音波センサ１ａ〜１ｄを区別しない場合には、超音波センサ１と呼ぶ。超音波センサ１は、機能ブロックとして、図３に示すように、超音波マイク１１、送波回路部１２、受信回路部１３、制御演算回路部１４、記憶部１５、及び通信部１６を備えている。

【0017】

送受波指示で送波が指示されていた超音波センサ１では、送波回路部１２が、制御演算回路部１４からの指示に応じて超音波マイク１１を駆動して超音波を送波させる。また、送受波指示で受信が指示されていた超音波センサ１では、反射波を超音波マイク１１が受信した場合に、受信回路部１３で反射波を増幅して制御演算回路部１４に出力する。制御演算回路部１４は、超音波の送信タイミングと反射波の受信タイミングとの時間差から障害物までの距離を演算し、演算結果としての距離データを記憶部１５に格納する。

【0018】

超音波センサ１での、超音波を送波したり、反射波を受信して障害物までの距離を演算して距離データを記憶部１５に格納したりすることが、超音波センサ１の検知動作に該当する。つまり、検知のための超音波送受動作が検知動作に該当する。検知動作は、後述の応答のための演算や通信といった動作は含まない、検知のための動作と言い換えることもできる。

【0019】

また、信号線３及び通信部１６を介して監視用ＥＣＵ２からの計測結果送信指示を受けた超音波センサ１では、制御演算回路部１４が記憶部１５から距離データを読み出す。読み出された距離データは、通信部１６が信号線を介して監視用ＥＣＵ２へ送信する。この距離データが請求項の検知結果に相当し、通信部１６が請求項の検知結果送信部に相当する。例えば、制御演算回路部１４は、マイクロコンピュータやロジックＩＣとし、記憶部１５は、制御演算回路部１４に内蔵されるＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等のメモリとすればよい。

【0020】

監視用ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等（いずれも図示せず）よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行するものである。監視用ＥＣＵ２が請求項の制御装置に相当する。図１に示すように、監視用ＥＣＵ２は、機能ブロックとして、検知動作指示送信部２１、結果送信指示送信部２２、及び障害物距離特定部２３を備えている。

【0021】

検知動作指示送信部２１は、信号線３を介して超音波センサ１に送受波指示を送信する。検知動作指示送信部２１は、一定の待ち時間を空けて超音波センサ１から順番に超音波が送波されるように、超音波センサ１に送受波指示を送信する。ここで言うところの待ち時間とは、検知動作中の超音波センサ１がこの検知動作が完了するまでは次の検知動作を開始できないことから必要となる時間である。この待ち時間は、超音波センサ１の検知動作中の時間と言い換えることもできる。この待ち時間は、超音波センサ１の所望する検知範囲から定まるものであって、超音波センサ１の所望する検知範囲に応じて予め設定されているものとする。

【0022】

一例として、本実施形態では、以下のような順番で検知動作を行うものとする。１番目には、超音波センサ１ｂから超音波を送波し、超音波センサ１ａ〜１ｃで反射波を受信する。２番目には、超音波センサ１ｃから超音波を送波し、超音波センサ１ｂ〜１ｄで反射波を受信する。３番目には、超音波センサ１ａと超音波センサ１ｄとから超音波を送波し、超音波センサ１ａについての反射波は超音波センサ１ａ及び１ｂで、超音波センサ１ｄについての反射波は超音波センサ１ｃ及び１ｄで受信する。そして、この１〜３番目までの検知動作を１セットとして、複数セット分繰り返す。上述した検知動作の順番は、予め監視用ＥＣＵ２のプログラムに設定済みであるものとする。

【0023】

検知動作指示送信部２１は、上述した順番で検知動作が行われるように、超音波センサ１に送受波指示を送信する。具体例としては、１番目には、超音波センサ１ｂには超音波の送波と反射波の受信を指示し、超音波センサ１ａ及び１ｃには反射波の受信を指示する送受波指示を送信する。２番目には、超音波センサ１ｃには超音波の送波と反射波の受信を指示し、超音波センサ１ｂ及び１ｄには反射波の受信を指示する送受波指示を送信する。３番目には、超音波センサ１ａ及び１ｄには超音波の送波と反射波の受信を指示し、超音波センサ１ｂ及び１ｃには反射波の受信を指示する送受波指示を送信する。

【0024】

なお、上述した検知動作の順番はあくまで一例であり、これに限らないのは言うまでもない。また、検知動作指示送信部２１から信号線を介して超音波センサ１に送信する送受波信号は、特許文献１に開示されているように、複数の超音波センサ１への送受波指示を１つのフレームにまとめることが好ましい。これによれば、複数の超音波センサ１ごとに別のフレームで送受波指示を送信する構成に比べて、超音波センサ１の検知周期をより短縮することが可能になる。

【0025】

結果送信指示送信部２２は、信号線３を介して超音波センサ１に計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示は、超音波センサ１の検知動作の結果として記憶部１５に格納された距離データの送信を指示するものである。計測結果送信指示が請求項の結果送信指示に相当する。

【0026】

結果送信指示送信部２２は、超音波センサ１の現在の検知動作（以下、新規検知動作）中において、前回に検知動作を行っていた１つの超音波センサ１に計測結果送信指示を送信する。より好ましくは、新規検知動作中でない超音波センサ１がある場合、新規検知動作中に、新規検知動作中でなく且つ前回に検知動作を行っていた１つの超音波センサ１に計測結果送信指示を送信する。この計測結果送信指示を受けた超音波センサ１の通信部１６は、新規検知動作中に距離データを記憶部１５から読み出して監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0027】

本実施形態では、新規検知動作中でない超音波センサ１がある場合、新規検知動作中に、新規検知動作中でなく且つ前回に検知動作を行っていた１つの超音波センサ１に、計測結果送信指示を送信する場合を例に挙げて説明を行う。この構成によれば、新規検知動作中の超音波センサ１において距離データを読み出して送信するための工夫を必要としないため、より容易に実現できる利点がある。

【0028】

検知動作中の超音波センサ１と検知動作中でない超音波センサ１とは、前述した検知動作の順番によって予め定まっている。よって、新規検知動作中でない上、前回に検知動作を行っていた１つの超音波センサ１に結果送信指示送信部２２が計測結果送信指示を送信するように、予め監視用ＥＣＵ２のプログラムに設定済みとする構成とすればよい。検知動作中でない超音波センサ１が請求項の非検知動作センサに相当する。

【0029】

ここで、センサシステム１００における監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１での応答までの流れについて、図４を用いて説明を行う。図４では、便宜上、前述の１〜３番目までの検知動作が１セット分終了している場合を例に挙げて説明を行う。

【0030】

図４に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｂには超音波の送波と反射波の受信とを指示し、超音波センサ１ａ及び１ｃには反射波の受信を指示する送受波指示を送信し、１番目の検知動作を開始させる。

【0031】

１番目の検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、前回の３番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中でない超音波センサ１ｄに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｄでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0032】

１番目の検知動作の待ち時間が経過した後には、前回の３番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ａに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ａでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0033】

続いて、前回の３番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｂに対しても、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｂでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0034】

さらに、前回の３番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｃに対しても、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｃでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0035】

続いて、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｃには超音波の送波と反射波の受信とを指示し、超音波センサ１ｂ及び１ｄには反射波の受信を指示する送受波指示を送信し、２番目の検知動作を開始させる。

【0036】

２番目の検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、前回の１番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中でない超音波センサ１ａに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ａでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0037】

２番目の検知動作の待ち時間が経過した後には、前回の１番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｂに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｂでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0038】

続いて、前回の１番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｃに対しても、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｃでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0039】

続いて、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ａ及び超音波センサ１ｄには超音波の送波と反射波の受信とを指示し、超音波センサ１ｂ及び１ｃには反射波の受信を指示する送受波指示を送信し、３番目の検知動作を開始させる。

【0040】

３番目の検知動作の待ち時間中には、前回の２番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中でない超音波センサ１がないので、計測結果送信指示を送信しない。

【0041】

３番目の検知動作の待ち時間が経過した後には、前回の２番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｂに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｂでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0042】

続いて、前回の２番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｃに対しても、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｃでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0043】

さらに、前回の２番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、新規検知動作中であった超音波センサ１ｄに対しても、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｄでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0044】

図１に戻って、障害物距離特定部２３は、複数の超音波センサ１の通信部１６から送信されてきた距離データと、複数の超音波センサ１の設置間隔とから、公知の計算方法によって自車と障害物との最短距離を算出する。そして、算出した最短距離を自車から障害物までの距離と特定する。特定した自車から障害物までの距離は、障害物の存在を報知する運転支援等に用いる構成とすればよい。

【0045】

ここで、実施形態１の構成における作用効果について、具体的に図５及び図６を用いて説明を行う。図５及び図６では、便宜上、前回の３番目の検知動作に続く１番目の検知動作中の場合を抜き出して説明を行っている。

【0046】

図５に示すように、従来の技術では、検知動作中には、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１への計測結果送信指示の送信も、超音波センサ１から監視用ＥＣＵ２への応答も行われない。これに対して、図６に示すように、実施形態１の構成では、１番目の検知動作中に、前回の３番目の検知動作を行っていた超音波センサ１のうち、検知動作中でない超音波センサ１ｄに監視用ＥＣＵ２が計測結果送信指示を送信する。また、１番目の検知動作中に、計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｄが距離データを監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0047】

このように、実施形態１の構成によれば、超音波センサ１の新規検知動作中において、前回に検知動作を行った超音波センサ１から、監視用ＥＣＵ２が距離データ（つまり、検知結果）を受信することが可能となる。よって、超音波センサ１の新規検知動作中に検知結果を受信した分だけ、超音波センサ１の１セット分の検知動作に要する検知周期を短縮することができる。

【0048】

実施形態１の構成では、超音波センサ１での検知動作中に通信を実施するため、通信によるノイズが検知動作に影響を与える可能性がある。よって、超音波センサ１を以下のような構成とすることが好ましい。

【0049】

１つ目としては、超音波マイク１１で受信した反射波の信号を増幅して制御演算回路部１４に出力する受信回路部１３を、図７や図８に示すように、オペアンプへの入力にローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）とハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）とを持つ差動増幅回路とすればよい。超音波マイク１１が請求項のセンサ素子に相当し、制御演算回路部１４が請求項の演算回路に相当し、受信回路部１３が請求項の差動増幅回路に相当する。

【0050】

図７及び図８では、便宜上、超音波マイク１１及び受信回路部１３のみを示している。図７のＲ１〜Ｒ４、図８のＲ５〜Ｒ６が抵抗、図７のＣ１〜Ｃ４、図８のＣ５〜Ｃ６がコンデンサ、図７及び図８のＡＭＰがオペアンプを示している。図７や図８に示す構成によれば、通信によるノイズが超音波マイク１１に与える影響を、差動増幅回路を用いることで低減することが可能になる。

【0051】

２つ目としては、一例として図９に示すような構成とすればよい。図９の１７は多層基板であって、この多層基板１７は、送波回路部１２、受信回路部１３、及び制御演算回路部１４が設けられた第１基板１７ａと、通信部１６が設けられた第２基板１７ｂと、第１基板１７ａと第２基板１７ｂとに挟まれたグランド層１７ｃとからなっている。記憶部１５は、例えば第２基板１７ｂに設けられる構成としてもよいし、第１基板１７ａに設けられる構成としてもよい。一例として、送波回路部１２、受信回路部１３、制御演算回路部１４、及び記憶部１５が、第１基板１７ａ上にＩＣチップとして設けられる構成とすればよい。

【0052】

超音波マイク１１は、第１基板１７ａ上の接続部１７ｄを介して、受信回路部１３ひいては制御演算回路部１４と電気的に接続されている。また、一例として、超音波マイク１１は、図９に示すように多層基板１７とは離れて設けられている。第１基板１７ａ上の制御演算回路部１４と第２基板１７ｂ上の通信部１６とは、スルーホールによって電気的に接続されている。

【0053】

以上の構成によれば、超音波マイク１１との接続部１７ｄが位置する第１基板１７ａと、通信部１６が位置する第２基板１７ｂとの間にグランド層１７ｃが設けられているので、通信部１６での通信によるノイズが超音波マイク１１に与える影響を、このグランド層１７ｃで低減することができる。

【0054】

また、第１基板１７ａ上の接続部１７ｄの位置と、第２基板１７ｂ上の通信部１６が設けられた位置とが、多層基板１７の面方向における位置関係でお互いが離間するように設けられていることが好ましい。一例としては、多層基板１７の形状が矩形の板状である場合には、図９に示すように、多層基板１７の面方向における対角線上のそれぞれ別端側にお互い位置するようにすることが好ましい。

【0055】

以上の構成によれば、通信部１６と接続部１７ｄとの距離をより離すことができ、通信部１６での通信によるノイズが超音波マイク１１に与える影響をより低減することができる。

【0056】

なお、実施形態１では、一例として、センサシステム１００にセンサとして複数の超音波センサ１のみを含む構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、超音波センサ１以外のセンサも１本のシリアル通信の信号線３に接続されている構成（以下、変形例１）としてもよい。

【0057】

変形例１の構成の一例として、図１０に示すセンサシステム１００ａのように、監視用ＥＣＵ２と複数の超音波センサ１と温度センサ４とが１本のシリアル通信の信号線３に接続されている構成としてもよい。この場合、超音波センサ１の検知動作中に、監視用ＥＣＵ２から温度センサ４へ計測結果送信指示を送信し、温度センサ４から検知結果を受信する構成とすればよい。他にも、温度センサ４の検知動作中に、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１へ計測結果送信指示を送信し、超音波センサ１から検知結果を受信する構成としてもよい。温度センサ４が請求項のセンサに相当する。

【0058】

（実施形態２）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態１に限定されるものではなく、次の実施形態２も本発明の技術的範囲に含まれる。以下では、この次の実施形態２について図面を用いて説明を行うなお、説明の便宜上、前述の実施形態１の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0059】

実施形態２のセンサシステム１００は、監視用ＥＣＵ２の結果送信指示送信部２２、及び超音波センサ１の通信部１６の処理の一部が異なる点を除けば、実施形態１のセンサシステム１００と同様である。

【0060】

ここで、実施形態２のセンサシステム１００における監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１での応答までの流れについて、図１１を用いて説明を行う。図１１では、便宜上、実施形態１で説明した１〜３番目までの検知動作が１セット分終了している場合を例に挙げて説明を行う。

【0061】

図１１に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｂには超音波の送波と反射波の受信とを指示し、超音波センサ１ａ及び１ｃには反射波の受信を指示する送受波指示を送信し、１番目の検知動作を開始させる。

【0062】

１番目の検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、新規検知動作中か否かに関わらず、前回の３番目の検知動作を行っていた超音波センサ１の全てに対して、計測結果送信指示を順次送信する。また、計測結果送信指示を受信した各超音波センサ１は、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0063】

実施形態２の例では、図１１に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ａに計測結果送信指示を送信し、計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ａが応答を行う。そして、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｂへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｂからの応答、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｃへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｃからの応答、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｄへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｄからの応答を順次行う。

【0064】

続いて、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｃには超音波の送波と反射波の受信とを指示し、超音波センサ１ｂ及び１ｄには反射波の受信を指示する送受波指示を送信し、２番目の検知動作を開始させる。

【0065】

２番目の検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、新規検知動作中か否かに関わらず、前回の１番目の検知動作を行っていた超音波センサ１の全てに対して、計測結果送信指示を順次送信する。また、計測結果送信指示を受信した各超音波センサ１は、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0066】

実施形態２の例では、図１１に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ａに計測結果送信指示を送信し、計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ａが応答を行う。そして、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｂへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｂからの応答、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｃへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｃからの応答を順次行う。

【0067】

続いて、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ａ及び超音波センサ１ｄには超音波の送波と反射波の受信とを指示し、超音波センサ１ｂ及び１ｃには反射波の受信を指示する送受波指示を送信し、３番目の検知動作を開始させる。

【0068】

３番目の検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、新規検知動作中か否かに関わらず、前回の２番目の検知動作を行っていた超音波センサ１の全てに対して、計測結果送信指示を順次送信する。また、計測結果送信指示を受信した各超音波センサ１は、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0069】

実施形態２の例では、図１１に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｂに計測結果送信指示を送信し、計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｂが応答を行う。そして、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｃへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｃからの応答、監視用ＥＣＵ２から超音波センサ１ｄへの計測結果送信指示の送信と超音波センサ１ｄからの応答を順次行う。

【0070】

実施形態２では、新規検知動作中に、前回に検知動作を行っていた全ての超音波センサ１から計測結果送信指示に対する応答を受ける。この構成を実現するためには、例えば、超音波センサ１の制御演算回路部１４として処理能力の高いものを用いるとともに、超音波センサ１の記憶部１５に、前回の検知動作で得られた距離データを格納するためのメモリ領域と、新規検知動作で得られた距離データを格納するためのメモリ領域とを備える構成とすればよい。他にも、超音波センサ１の制御演算回路部１４として、処理能力の高いものを用いることによって、新規検知動作で得られた距離データで上書きされる前に、前回の検知動作で得られた距離データを読み出す構成とすればよい。

【0071】

実施形態２の構成によれば、超音波センサ１の新規検知動作中において、前回に検知動作を行った全ての超音波センサ１から、監視用ＥＣＵ２が距離データ（つまり、検知結果）を受信することが可能となる。よって、実施形態１の構成を採用した場合よりもさらに、超音波センサ１の１セット分の検知動作に要する検知周期を短縮することができる。

【0072】

また、実施形態１の構成は、検知周期を短縮する効果は実施形態２の構成よりも小さいものの、超音波センサ１の制御演算回路部１４として処理能力があまり高くない安価なものを用いても、検知周期を短縮することができるという利点がある。

【0073】

また、センサシステム１００において、センサとして超音波センサ１を２つ用いる場合には、以下のような構成（以下、変形例２）としてもよい。ここでは、便宜上、２つの超音波センサ１の一方を超音波センサ１ａ、他方を超音波センサ１ｄとした場合を例に挙げて説明を行う。

【0074】

変形例２では、検知動作指示送信部２１が、２つの超音波センサ１のうちの検知動作を行っていない超音波センサ１に対して、もう一方の超音波センサ１の新規検知動作中に、送受波指示を送信する。

【0075】

ここで、変形例２のセンサシステム１００における監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１での応答までの流れについて、図１２を用いて説明を行う。図１２では、便宜上、超音波センサ１ｄから超音波を送波し、超音波センサ１ｄで反射波を受信する検知動作が終了している場合を例に挙げて説明を行う。

【0076】

図１２に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｄについての検知動作の待ち時間中に、超音波センサ１ａへ超音波の送波と反射波の受信とを指示する送受波指示を送信し、超音波センサ１ａについての検知動作を開始させる。

【0077】

超音波センサ１ａについての検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、前回に検知動作を行っていた超音波センサ１ｄに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｄでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0078】

続いて、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ａについての検知動作の待ち時間中に、超音波センサ１ｄに超音波の送波と反射波の受信とを指示する送受波指示を送信し、超音波センサ１ｄについての検知動作を開始させる。

【0079】

超音波センサ１ｄについての検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、前回に検知動作を行っていた超音波センサ１ａに対して、計測結果送信指示を送信する。計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ａでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0080】

変形例２の構成によれば、超音波センサ１の新規検知動作中において、次回に検知動作を行う超音波センサ１への送受波指示を送信するので、超音波センサ１の１セット分の検知動作に要する検知周期をさらに短縮することができる。

【0081】

なお、センサとして超音波センサ１を２つ用いる場合を例に挙げて変形例２についての説明を行ったが、２つのセンサとして超音波センサ１以外を用いる構成としてもよい。

【0082】

また、前述の実施形態１、２では、センサシステム１００のネットワークトポロジーとしてバス型接続を採用する場合を例に挙げて説明を行ったが、必ずしもこれに限らない。例えば、デイジーチェーンなどの他のネットワークトポロジーを採用する構成としてもよい。

【0083】

（実施形態３）
本発明は上述の実施形態１、２に限定されるものではなく、次の実施形態３も本発明の技術的範囲に含まれる。以下では、この次の実施形態３について図面を用いて説明を行うなお、説明の便宜上、前述の実施形態１の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0084】

実施形態３のセンサシステム１００ｂは、監視用ＥＣＵ２の処理が異なる点、及び超音波センサ１を１つだけ備える点を除けば、実施形態１のセンサシステム１００と同様である。センサシステム１００ｂは、図１３に示すように、超音波センサ１ｅ及び監視用ＥＣＵ２を備えている。超音波センサ１ｅは、前述の超音波センサ１ａ〜１ｄと同様の超音波センサ１である。

【0085】

ここで、センサシステム１００ｂにおける監視用ＥＣＵ２での送受波指示の送信から超音波センサ１ｅでの応答までの流れについて、図１４を用いて説明を行う。図１４では、便宜上、超音波センサ１ｅから超音波を送波し、超音波センサ１ｅで反射波を受信する検知動作が１回分終了している場合を例に挙げて説明を行う。

【0086】

図１４に示すように、まず、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｅに超音波の送波と反射波の受信とを指示する送受波指示を送信し、超音波センサ１ｅの新規検知動作を開始させる。

【0087】

超音波センサ１ｅの新規検知動作の待ち時間中には、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｅに対して、前回の検知動作の結果として記憶部１５に格納された距離データの送信を指示する計測結果送信指示を送信する。この計測結果送信指示を受信した超音波センサ１ｅでは、記憶部１５に格納してあった距離データを読み出し、監視用ＥＣＵ２に送信する応答を行う。

【0088】

実施形態３の構成によれば、超音波センサ１ｅの新規検知動作中において、監視用ＥＣＵ２が、超音波センサ１ｅでの前回の検知動作時に計測した距離データ（つまり、検知結果）を受信することが可能となる。よって、超音波センサ１ｅの新規検知動作中に検知結果を受信した分だけ、超音波センサ１の１セット分の検知動作に要する検知周期を短縮することができる。

【0089】

実施形態３では、センサとして超音波センサ１ｅを１つ用いる場合を例に挙げて説明を行ったが、超音波センサ１ｅ以外のセンサを用いる構成としてもよい。

【0090】

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0091】

１、１ａ〜１ｄ、１ｅ 超音波センサ（センサ）、２ 監視用ＥＣＵ（制御装置）、３ 信号線、４ 温度センサ（センサ）、１６ 通信部（検知結果送信部）、２１ 検知動作指示送信部、２２ 結果送信指示送信部、１００、１００ａ、１００ｂ センサシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】