特許 6413622 超音波式物体検出装置

(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】6413622

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】超音波式物体検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/526 20060101AFI20181022BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/526 K

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-215719(P2014-215719)

(22)【出願日】2014年10月22日

(65)【公開番号】特開2016-85040(P2016-85040A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(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】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(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】松浦 充保

(72)【発明者】

【氏名】原田 岳人

(72)【発明者】

【氏名】野村 卓也

(72)【発明者】

【氏名】大林 幹生

(72)【発明者】

【氏名】石嶋 宏亘

【審査官】 ▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１４８９９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０９８９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１４４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９７３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１２８３９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｇ０１Ｓ １／７２− １／８２

３／８０− ３／８６

５／１８− ５／３０

７／５２− ７／６４

１５／００−１５／９６

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

Ｂ６０Ｒ ２１／００−２１／１３

２１／３４−２１／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、
超音波である送信波を前記車両の外部に送信し、前記送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、
前記送受信部が受信した前記反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、
前記受信回路部が検出した前記信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、
前記送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、
前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度に基づいて、前記受信回路部の検出感度、および、前記物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、
前記送受信部、前記受信回路部、前記物体検出部、前記センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、
前記検出感度調整部は、複数の前記超音波センサにそれぞれ備えられている前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度のうち最も低い前記雰囲気温度を用いて、前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項2】

車両に搭載され、
超音波である送信波を前記車両の外部に送信し、前記送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、
前記送受信部が受信した前記反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、
前記受信回路部が検出した前記信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、
前記送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、
前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度に基づいて、前記受信回路部の検出感度、および、前記物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、
前記送受信部、前記受信回路部、前記物体検出部、前記センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、
前記検出感度調整部は、複数の前記超音波センサにそれぞれ備えられている前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を、各超音波センサの設置場所に基づいて定まる重み係数を用いて加重平均した値を用いて、前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項3】

車両に搭載され、
超音波である送信波を前記車両の外部に送信し、前記送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、
前記送受信部が受信した前記反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、
前記受信回路部が検出した前記信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、
前記送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、
前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度に基づいて、前記受信回路部の検出感度、および、前記物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、
前記送受信部、前記受信回路部、前記物体検出部、前記センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、かつ、少なくとも一つの前記超音波センサが前記車両の側面に配置されており、
前記検出感度調整部は、前記車両の側面に配置されている複数の前記超音波センサに備えられている前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を用いて、全ての前記超音波センサに対して、前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項4】

車両に搭載され、
超音波である送信波を前記車両の外部に送信し、前記送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、
前記送受信部が受信した前記反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、
前記受信回路部が検出した前記信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、
前記送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、
前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度に基づいて、前記受信回路部の検出感度、および、前記物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、
前記車両において、前記送受信部の前記雰囲気温度を検出する場所以外の場所に設定され、外気温度を検出するセンサであって、温度検出精度が前記センサ部温度検出部の温度検出精度よりも高い外気温度センサから前記外気温度を取得する外気温度取得部（１２５）を備え、
前記検出感度調整部は、前記外気温度取得部が取得した前記外気温度と、前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度との温度差が小さいと判断したことに基づいて、前記外気温度センサが検出した前記外気温度を用いて前記検出感度調整を行い、前記温度差が大きいと判断したことに基づいて、前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を用いて前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項5】

請求項４において、
前記検出感度調整部は、前記外気温度取得部が、前記外気温度センサから前記外気温度を取得できなくなった場合に、予め設定された一定時間、最後に前記外気温度センサから前記外気温度が取得できたときの前記検出感度調整による調整結果を保持することを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項6】

請求項４または５において、
前記送受信部、前記受信回路部、前記物体検出部、前記センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、
前記検出感度調整部は、前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を用いて前記検出感度調整を行う際に、複数の前記超音波センサにそれぞれ備えられている前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度のうち最も低い前記雰囲気温度を用いて、前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項7】

請求項４または５において、
前記送受信部、前記受信回路部、前記物体検出部、前記センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、
前記検出感度調整部は、前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を用いて前記検出感度調整を行う際に、複数の前記超音波センサにそれぞれ備えられている前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を、各超音波センサの設置場所に基づいて定まる重み係数を用いて加重平均した値を用いて、前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【請求項8】

請求項４または５において、
前記送受信部、前記受信回路部、前記物体検出部、前記センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、かつ、少なくとも一つの前記超音波センサが前記車両の側面に配置されており、
前記検出感度調整部は、前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を用いて前記検出感度調整を行う際に、前記車両の側面に配置されている複数の前記超音波センサに備えられている前記センサ部温度検出部が検出した前記雰囲気温度を用いて、全ての前記超音波センサに対して、前記検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波を送受信することで物体を検出する超音波式物体検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波を含む音波は、空気中を伝播する際の減衰量に温度依存性がある。そのため、超音波式物体検出装置は、温度が変化すると物体検出性能が変化してしまう恐れがある。そこで、特許文献１では、車両において、超音波センサの外部に備えられている温度センサから温度を取得して、補正量を計算する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−８９０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、車両に備えられている外気温度センサは一般的に、エアコン用でありエンジンルーム内に設置されることが多く、エンジン排熱等により、正確な温度を検出できない場合があることが知られている。また、外気温センサが故障してしまった場合、正確な温度を検出できない。外気温度センサが正確な温度を検出できていない場合、外気温度センサが検出した温度を取得して超音波センサの感度設定を行うと、誤ったセンサ感度で超音波を受信してしまうことになり、物体検出精度が低下する。

【0005】

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、物体検出精度がよい超音波式物体検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

上記目的を達成するための第１発明は、車両に搭載され、超音波である送信波を車両の外部に送信し、送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、送受信部が受信した反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、受信回路部が検出した信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、センサ部温度検出部が検出した雰囲気温度に基づいて、受信回路部の検出感度、および、物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、送受信部、受信回路部、物体検出部、センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、 検出感度調整部は、複数の超音波センサにそれぞれ備えられているセンサ部温度検出部が検出した雰囲気温度のうち最も低い雰囲気温度を用いて、検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置である。
第２発明は、車両に搭載され、超音波である送信波を車両の外部に送信し、送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、送受信部が受信した反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、受信回路部が検出した信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、センサ部温度検出部が検出した雰囲気温度に基づいて、受信回路部の検出感度、および、物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、送受信部、受信回路部、物体検出部、センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、検出感度調整部は、複数の超音波センサにそれぞれ備えられているセンサ部温度検出部が検出した雰囲気温度を、各超音波センサの設置場所に基づいて定まる重み係数を用いて加重平均した値を用いて、検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置である。
第３発明は、車両に搭載され、超音波である送信波を車両の外部に送信し、送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、送受信部が受信した反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、受信回路部が検出した信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、センサ部温度検出部が検出した雰囲気温度に基づいて、受信回路部の検出感度、および、物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、送受信部、受信回路部、物体検出部、センサ部温度検出部を備えた超音波センサ（１０）を複数備え、かつ、少なくとも一つの超音波センサが車両の側面に配置されており、検出感度調整部は、車両の側面に配置されている複数の超音波センサに備えられているセンサ部温度検出部が検出した雰囲気温度を用いて、全ての超音波センサに対して、検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置である。
第４発明は、車両に搭載され、超音波である送信波を車両の外部に送信し、送信波が物体で反射して生じた反射波を受信する送受信部（１１）と、送受信部が受信した反射波の信号レベルを検出する受信回路部（１４）と、受信回路部が検出した信号レベルと、物体検出閾値との比較に基づいて物体を検出する物体検出部（１６）と、送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部（１７）と、センサ部温度検出部が検出した雰囲気温度に基づいて、受信回路部の検出感度、および、物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することである検出感度調整を行う検出感度調整部（１３、２２、１２２）とを備えた超音波式物体検出装置であって、車両において、送受信部の雰囲気温度を検出する場所以外の場所に設定され、外気温度を検出するセンサであって、温度検出精度がセンサ部温度検出部の温度検出精度よりも高い外気温度センサから外気温度を取得する外気温度取得部（１２５）と、車両が停止しているか走行しているかを判断する停止判断部（２２５）とを備え、検出感度調整部は、停止判断部が車両が停止していると判断したことに基づいて、外気温度センサが検出した外気温度を用いて検出感度調整を行い、停止判断部が車両が走行していると判断したことに基づいて、センサ部温度検出部が検出した雰囲気温度を用いて検出感度調整を行うことを特徴とする超音波式物体検出装置である。

【0008】

第１〜第４発明では、送受信部の雰囲気温度を検出するセンサ部温度検出部を備えている。送受信部は、超音波を送受信するものであるため、車両の表面付近に配置されるので、センサ部温度検出部も車両の表面付近に配置されることになる。したがって、センサ部温度検出部が検出する雰囲気温度はエンジン排熱による影響が少ない。

【0009】

センサ部温度検出部が検出した雰囲気温度に基づいて、受信回路部の検出感度、および、物体検出閾値のいずれか少なくとも一方を調整することから、実際の外気温度に近い温度に基づいた調整ができる。よって、精度よく物体を検出することができる。さらに、超音波センサが複数搭載された場合、全て同時に故障する可能性は低いため、精度よく物体を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の超音波式物体検出装置１の構成図である。

【図2】図１の超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌの取り付け位置を例示する図である。

【図3】感度補正部１３が記憶している感度補正テーブルを例示している図である。

【図4】超音波センサ１０が実行する処理の流れを説明する図である。

【図5】ソナーＥＣＵ２０の感度補正値決定部２２、距離取得部２３、送信タイミング制御部２４が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図6】第２実施形態においてソナーＥＣＵ２０が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図7】第３実施形態の超音波式物体検出装置１００の構成図である。

【図8】図７のソナーＥＣＵ１２０が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図9】第４実施形態においてソナーＥＣＵ１２０が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図10】第５実施形態の超音波式物体検出装置２００の構成図である。

【図11】図１０のソナーＥＣＵ２２０が実行する処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す超音波式物体検出装置１は、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌと、ソナーＥＣＵ２０を備えている。この超音波式物体検出装置１は、図２に示す車両Ｃに搭載されている。

【0012】

（超音波センサ１０の構成）
超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌは同じ構成である。以下、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌを区別しないときは、単に超音波センサ１０と記載する。超音波センサ１０は、図１に示すように、送受信部１１、送信回路部１２、感度補正部１３、受信回路部１４、送受信制御部１５、距離算出部１６、センサ部温度検出部１７、通信部１８を備える。

【0013】

送受信部１１は、超音波である送信波を発生させ、その送信波を送信するとともに、外部から入ってくる超音波を受信する。そして、受信した超音波（以下、受信波）の大きさを示す信号を受信回路部１４に出力する。

【0014】

送信回路部１２は、送受信制御部１５から送信指示信号が入力された場合にパルス信号を生成し、そのパルス信号を送受信部１１に出力する。送受信部１１は、このパルス信号により駆動させられて、パルス状の送信波を送信する。

【0015】

感度補正部１３は、受信回路部１４が受信波を検出する際の感度を補正する。具体的には、感度補正部１３は、記憶部を備えた構成であり、その記憶部に図３に例示する感度補正テーブルが記憶されている。

【0016】

この感度補正テーブルは、複数種類の温度（Ｔｅｍｐ（１）〜Ｔｅｍｐ（ｎ））別に、受信時間と受信ゲインの関係を定めている。感度補正テーブルで定められている温度別の関係は、いずれも、ある時間までは、受信時間が長くなるほど受信ゲインが高くなっている。受信時間と受信ゲインの関係がこのような傾向になっている理由は、受信時間が長いほど、物体までの距離が遠いことになり、距離が遠いほど、超音波の減衰が大きくなるからである。そして、受信時間と受信ゲインの関係を、複数種類の温度別に定めている理由は、超音波は、減衰量に温度依存性があるからである。

【0017】

感度補正部１３は、図３に例示した感度補正テーブルから、感度補正に用いる温度（以下、感度補正温度）に基づいて、受信波を受信する際に用いる１つの受信時間と受信ゲインの関係を選択する。この感度補正温度は、ソナーＥＣＵ２０から、通信部１８、送受信制御部１５を介して供給される。なお、感度補正温度は連続的に変化する数値であるのに対して、感度補正テーブルで受信時間と受信ゲインの関係が定められている温度は離散的である。そこで、たとえば、感度補正テーブルで受信時間と受信ゲインの関係が定められている温度から、感度補正温度に最も近い温度を選択して、受信時間と受信ゲインの関係を決定する。

【0018】

また、感度補正部１３には、送受信制御部１５から送信指示信号を送信したことも通知される。感度補正部１３は、この通知を取得すると、感度補正テーブルから選択した１つの受信時間と受信ゲインの関係に基づいて、受信回路部１４の受信ゲイン、すなわち、受信感度を制御する。受信回路部１４の受信ゲインを制御することは、請求項の検出感度調整に相当する。

【0019】

受信回路部１４は、送受信部１１から入力された受信波の大きさを示す信号に対して、増幅およびＡ／Ｄ変換を行い、増幅およびＡ／Ｄ変換後の信号（以下、受信信号）を、距離算出部１６に出力する。なお、受信回路部１４は、受信ゲインを変化させることができるように、可変増幅器を備えている。感度補正部１３により受信ゲインが制御されているので、受信ゲインが制御されている間は、物体までの距離によらず、物体で反射した反射波を送受信部１１が受信した場合、受信回路部１４は、略同じ大きさの受信信号を出力する。また、受信ゲインは、感度補正温度に基づいて選択された受信時間と受信ゲインの関係を用いて制御されているので、物体で反射した反射波を送受信部１１が受信した場合、外気温度によらず、受信回路部１４は、略同じ大きさの受信信号を出力する。

【0020】

送受信制御部１５は、ソナーＥＣＵ２０から送信された送信指示信号を通信部１８から取得した場合に、送信指示信号を送信回路部１２に出力する。また、送信指示信号を出力したことを感度補正部１３、距離算出部１６に通知する。また、ソナーＥＣＵ２０から送信された感度補正温度を通信部１８から取得した場合に、その感度補正温度を感度補正部１３に出力する。

【0021】

距離算出部１６は、送受信部１１が送信波を送信してから、物体検出閾値以上の受信波を受信するまでの時間差から、物体までの距離を算出する。送受信部１１が送信波を送信する時点は、送受信制御部１５から、送信指示信号を出力したことの通知を受けた時点とする。物体検出閾値以上の受信波を受信した時点は、送信波を送信した時点の所定時間以降において、最初に、受信信号が物体検出閾値を超えた時点とする。所定時間以降としているのは、送信波を送信した残響が存在している期間を除くためである。この時間差に音速を乗じた値の１／２が物体までの距離である。距離算出部１６が算出した物体までの距離を、以下、検知距離という。また、距離算出部１６は、物体を検出していることにもなるので、請求項の物体検出部に相当する。

【0022】

センサ部温度検出部１７は、超音波センサ１０に内蔵されている温度検出部である。したがって、送受信部１１の周囲の雰囲気温度を検出する。以下、センサ部温度検出部１７が検出した温度をセンサ部温度とする。このセンサ部温度検出部１７は、たとえば、サーミスタなどの温度変化に対して特性変化の大きい電子部品で構成されている。

【0023】

通信部１８は、距離算出部１６が算出した検知距離や、センサ部温度検出部１７が検出したセンサ部温度を、ＬＩＮバス５０を介して、ソナーＥＣＵ２０の通信部２１に送信する。また、通信部１８は、ソナーＥＣＵ２０の通信部２１が送信した送信指示信号を受信して、その送信指示信号を送受信制御部１５に出力する。

【0024】

（ソナーＥＣＵ２０の構成）
ソナーＥＣＵ２０は、通信部２１、感度補正値決定部２２、距離取得部２３、送信タイミング制御部２４を備える。このソナーＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどを備えた公知の回路構成である。ソナーＥＣＵ２０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、感度補正値決定部２２、距離取得部２３、送信タイミング制御部２４として機能する。なお、ソナーＥＣＵ２０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

【0025】

通信部２１は、通信インターフェースであり、ＬＩＮバス５０を介して、超音波センサ１０と通信する。感度補正値決定部２２は、超音波センサ１０の感度補正部１３において受信時間と受信ゲインの関係を選択するために用いる感度補正温度を決定する。この感度補正温度は、後述する送信指示信号とともに、超音波センサ１０に送信する。超音波センサ１０の感度補正部１３が感度補正温度を取得すると、前述したように、感度補正温度に基づいて受信ゲインを調整する。したがって、この感度補正値決定部２２と、超音波センサ１０の感度補正部１３が請求項の検出感度調整部に相当する。

【0026】

距離取得部２３は、通信部２１およびＬＩＮバス５０を介して、超音波センサ１０の距離算出部１６が算出した検知距離を取得する。そして、この検知距離に基づいて、障害物が存在することを報知するなどの所定の運転支援制御を行う。

【0027】

送信タイミング制御部２４は、超音波センサ１０から送信波を送信させるタイミングを制御するために、送信指示信号を超音波センサ１０に出力する。前述したように、この送信指示信号とともに、感度補正温度も、超音波センサ１０に出力される。感度補正値決定部２２、距離取得部２３、送信タイミング制御部２４の処理は、後に図３、４を用いてさらに説明する。

【0028】

（超音波センサ１０の配置）
図２に示すように、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｄは車両Ｃの前端面に配置され、超音波センサ１０Ｅ〜１０Ｈは車両Ｃの後端面に配置され、超音波センサ１０Ｉ〜１０Ｌは車両Ｃの側面に配置されている。なお、車両Ｃは、駆動力源として、エンジンルーム６０の中に内燃機関（以下、エンジン）を備えている。

【0029】

（超音波センサ１０が行う処理）
次に、図４を用いて、超音波センサ１０が実行する処理の流れを説明する。超音波センサ１０は、たとえば、通電時、この図４に示す処理を繰り返し実行する。図４において、ステップＳ２〜Ｓ６は送受信制御部１５が行い、ステップＳ８は感度補正部１３、受信回路部１４が行い、ステップＳ１０、Ｓ１２は距離算出部１６が行う。

【0030】

ステップＳ２では、ソナーＥＣＵ２０の送信タイミング制御部２４が出力した送信指示信号を、通信部１８を介して取得したか否かを判断する。この判断がＮＯであればステップＳ２を繰り返し、ＹＥＳであればステップＳ４に進む。

【0031】

ステップＳ４では、送受信部１１から送信波を送信させる。すなわち、送信指示信号を送信回路部１２に出力する。送信指示信号が入力されると、送信回路部１２はパルス信号を生成し、そのパルス信号を送受信部１１に出力する。これにより、パルス状の送信波が送受信部１１から送信される。

【0032】

ステップＳ６では、感度補正温度を感度補正部１３に通知するとともに、送信指示信号を出力したことを、感度補正部１３と距離算出部１６に通知する。

【0033】

ステップＳ８では、感度補正部１３は、感度補正温度に基づいて定まる受信時間と受信ゲインの関係を用いて受信回路部１４の受信ゲインを制御する。受信回路部１４は、予め設定された送受信期間の間、受信信号を検出する。この送受信期間の開始時点は送信波を送信した時点である。ステップＳ１０では、送信波を送信した時点と、受信信号の信号レベルが物体検知閾値を超えた時点との時間差を算出し、この時間差に音速を乗じた値の１／２を検知距離として算出する。ステップＳ１２では、ステップＳ１０で算出した検知距離をソナーＥＣＵ２０に出力する。

【0034】

（ソナーＥＣＵ２０が行う処理）
次に、図５を用いて、ソナーＥＣＵ２０の感度補正値決定部２２、距離取得部２３、送信タイミング制御部２４が実行する処理を説明する。図５に示す処理は、所定の物体検出条件が成立している場合に繰り返し実行する。物体検出条件は、たとえば、イグニッションがオンであって、車速が一定車速未満であるという条件である。一定車速は、たとえば、３０ｋｍ／ｈである。

【0035】

図５において、ステップＳ２０は送信タイミング制御部２４が実行し、ステップＳ２２は、感度補正値決定部２２、距離取得部２３が実行する。ステップＳ２４、Ｓ２６は、感度補正値決定部２２、距離取得部２３が実行し、ステップＳ２８〜Ｓ３２は感度補正値決定部２２が実行する。

【0036】

ステップＳ２０では、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌから送信波を送信させる送信タイミングになったか否かを判断する。この送信タイミングは、たとえば、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌのうち、一つまたは複数の超音波センサ１０が、順番に送信波を送信するように、予め設定されている。このステップＳ２０の判断がＮＯであればステップＳ２０を繰り返す。一方、ステップＳ２０の判断がＹＥＳであれば、ステップＳ２２に進む。

【0037】

ステップＳ２２では、送信タイミングとなった超音波センサ１０に対して、送信指示信号および感度補正温度を、通信部２１、ＬＩＮバス５０を介して出力する。感度補正温度は、前回のこの図５の処理において、後述するステップＳ３２で決定されている。

【0038】

ステップＳ２４では、送信指示信号を出力した超音波センサ１０から、検知距離とセンサ部温度を取得する。そして、検知距離に基づいて、所定の運転支援実行条件が成立したと判断した場合には、所定の運転支援制御を行う。

【0039】

ステップＳ２６では、全部の超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌから、検知距離とセンサ部温度を取得したか否かを判断する。この判断がＮＯであればステップＳ２０に戻り、ＹＥＳであればステップＳ２８に進む。

【0040】

ステップＳ２８では、全部の超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌから取得したセンサ部温度を比較する。ステップＳ３０では、ステップＳ２８で比較したうちの最低温度を決定する。ただし、異常値と判断できるセンサ部温度を除外して最低温度を決定する。異常値の判断は、たとえば、最低温度となったセンサ部温度と、２番目に低いセンサ部温度との差が所定温度以上であるか否かに基づいて行う。ステップＳ３２では、ステップＳ３０で決定した最低温度を、感度補正温度に決定する。

【0041】

（第１実施形態の効果）
以上、説明した本実施形態によれば、超音波センサ１０がセンサ部温度検出部１７を備えており、このセンサ部温度検出部１７が検出したセンサ部温度に基づいて、感度補正温度を決定する（Ｓ２８〜Ｓ３２）。超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌは、車両Ｃの前端面、後端面、側面のいずれかに配置されているため、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌに備えられているセンサ部温度検出部１７が検出するセンサ部温度はエンジン排熱による影響が少ない。

【0042】

このセンサ部温度を用いて感度補正温度を決定することから、実際の外気温度に近い感度補正温度に基づいて、感度補正テーブルから受信時間と受信ゲインの関係を選択することができる。よって、受信ゲインが適切なゲインとなるので、精度よく物体を検出することができる。

【0043】

また、本実施形態では、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌにそれぞれ備えられているセンサ部温度検出部１７が検出したセンサ部温度から最低温度を決定する。センサ部温度は、車両内の熱により、外気温度よりも高くなる可能性がある一方、外気温度よりも低くなる可能性は少ない。したがって、最低温度は、外気温度に近い可能性が高い。この最低温度を感度補正温度にしているので、実際の外気温度に近い感度補正温度に基づいて、感度補正テーブルから受信時間と受信ゲインの関係を選択することができる。さらに、複数の超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌでそれぞれ検出したセンサ部温度を用いるため、全て同時に故障する可能性は低いので、精度よく物体を検出できる。

【0044】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一の番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

【0045】

第２実施形態は、ソナーＥＣＵ２０の処理が第１実施形態と異なる。第２実施形態では、図５に示した処理に代えて、図６に示す処理を実行する。図６に示す処理は、図５のステップＳ２８、Ｓ３０に代えて、ステップＳ２９を実行する。その他の処理は図５と同じである。

【0046】

ステップＳ２９では、全部の超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌから取得したセンサ部温度を加重平均する。加重平均の際の重みは、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌの取り付け位置に基づいて定められている。具体的には、車両Ｃにおける熱源に近い位置に配置されている超音波センサ１０の重みは、熱源から遠い位置に配置されている超音波センサ１０の重みよりも小さくなっている。例示すると、エンジン排熱の影響を受けやすい超音波センサ１０Ａ、１０Ｂの重み係数は小さくなっている。また、マフラーが車両Ｃの右後角にある場合、そのマフラーからの熱の影響を受けやすい超音波センサ１０Ｈの重み係数も小さくなっている。

【0047】

この第２実施形態のように、超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌの設置場所に基づいて定められている重みで、全部の超音波センサ１０Ａ〜１０Ｌから取得したセンサ部温度を加重平均しても、実際の外気温度に近い感度補正温度を決定することができる。

【0048】

＜変形例１＞
なお、第２実施形態においても、異常値を排除して加重平均を行ってもよい。最低温度に対する異常値の判断方法は第１実施形態と同じでよい。最高温度についても、同様に、最高温度となったセンサ部温度と、２番目に高いセンサ部温度との差が所定温度以上である場合、最高温度となったセンサ部温度を異常値とする。

【0049】

＜第３実施形態＞
第３実施形態の超音波式物体検出装置１００は、図７に示すように、ソナーＥＣＵ１２０が、車内ＬＡＮ７０を介して、エアコンＥＣＵ８０と通信可能である。車内ＬＡＮ７０は、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）である。なお、ＣＡＮは登録商標である。エアコンＥＣＵ８０は、車両Ｃに搭載されている外気温度センサ９０から外気温度を取得することができる。外気温度センサ９０は、たとえば、車両Ｃのエンジンルーム内に配置される。

【0050】

また、第３実施形態では、感度補正値決定部１２２の処理が、第１実施形態の感度補正値決定部２２の処理と相違する。なお、感度補正値決定部１２２と感度補正部１３により、検出感度調整部が構成される。また、ソナーＥＣＵ１２０は外気温度取得部１２５を備える。

【0051】

感度補正値決定部１２２、外気温度取得部１２５の処理は図８を用いて説明する。図８は、ソナーＥＣＵ１２０が実行する処理であり、図８において、ステップＳ３０までは、第１実施形態の図５の処理と同じであり、ステップＳ３４以降が図５と相違する。ステップＳ３４は外気温度取得部１２５が行い、ステップＳ３６〜Ｓ４０は感度補正値決定部１２２が行う。

【0052】

ステップＳ３４では、車内ＬＡＮ７０を介して、エアコンＥＣＵ８０から、外気温度センサ９０が検出した外気温度を取得する。

【0053】

ステップＳ３６では、ステップＳ３０で決定した最低温度と、ステップＳ３４で取得した外気温度との温度差が小さいかを判断する。この判断は、温度差が予め設定された温度差閾値以下であるか否かにより判断する。温度差が温度差閾値以下であれば（Ｓ３６：ＹＥＳ）、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、外気温度を感度補正温度に決定する。

【0054】

ステップＳ３６の判断において、温度差が温度差閾値よりも大きければ（Ｓ３６：ＮＯ）、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、ステップＳ３０においてセンサ部温度から決定した最低温度を、感度補正温度に決定する。

【0055】

（第３実施形態の効果）
外気温度センサ９０は、高価ではあるが比較的高い精度で温度が検出できるように構成されている場合が多い。この外気温度センサ９０が検出する外気温度が異常値になってしまうのは、エンジン排熱の影響等、高い熱源の影響を受ける場合がほとんどであると考えられる。一方、センサ部温度の最低温度は、エンジン排熱の影響等、高い熱源の影響を受けにくい。したがって、外気温度センサ９０が検出する外気温度が異常値になっている場合、この外気温度とセンサ部温度の最低温度との温度差が大きい可能性が高い。

【0056】

そこで、この第３実施形態では、センサ部温度検出部１７が検出したセンサ部温度を、外気温度センサ９０が検出する外気温度の異常判定に利用している。そして、外気温度センサ９０が検出する外気温度が異常である可能性が高いときに、センサ部温度の最低温度を感度補正温度に決定する。

【0057】

すなわち、外気温度センサ９０が検出した外気温度とセンサ部温度の最低温度との温度差が小さいと判断した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）には、外気温度センサ９０が検出した外気温度は正常値であると考え、その外気温度を感度補正温度に決定する（Ｓ３８）。一方、温度差が大きいと判断した場合（Ｓ３６：ＮＯ）には、外気温度が異常値であると考えて、センサ部温度の最低温度を感度補正温度に決定する（Ｓ４０）。このようにすることで、各超音波センサ１０が備えるセンサ部温度検出部１７に高価な温度センサを用いなくても、精度よく外気温度を表している感度補正温度を決定できる。

【0058】

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、ソナーＥＣＵ１２０は、図８に代えて、図９に示す処理を実行する。図９に示す処理は、図８の処理に対して、ステップＳ２７、Ｓ３５が加えられている。

【0059】

ステップＳ２７では、途絶後保持期間であるか否かを判断する。この途絶後保持期間とは、後述するステップＳ３５で外気温度の取得が途絶したと判断したことにより始まる期間であり、数秒〜１０秒程度に予め設定されている。途絶後保持期間の間であれば、ステップＳ２７の判断がＹＥＳとなる。この場合には、ステップＳ２８以下を実行せずに、ステップＳ２０に戻る。したがって、感度補正温度は変更されない。すなわち、途絶後保持期間は、感度補正温度が保持されることになる。

【0060】

ステップＳ３５で外気温度の取得が途絶したと判断されていない場合や、一度は外気温度の取得が途絶したと判断したが、途絶後保持期間が経過した場合には、ステップＳ２７の判断がＮＯになる。この場合には、ステップＳ２８に進む。

【0061】

ステップＳ３５では、外気温度が途絶したか否かを判断する。具体的には、ステップＳ３４でエアコンＥＣＵ８０に外気温度を送信することを要求したが、車内ＬＡＮ７０を介して、外気温度が送信されてこなかった場合に外気温度が途絶したと判断する。外気温度が途絶したと判断した（Ｓ３５：ＹＥＳ）には、ステップＳ２０に戻る。したがって、この場合には、感度補正温度は更新されない。

【0062】

外気温度が途絶していないと判断した場合（Ｓ３５：ＮＯ）には、前述したステップＳ３６〜Ｓ４０を実行して、外気温度あるいはセンサ部温度の最低温度を感度補正温度に決定する。

【0063】

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、外気温度が途絶したと判断した場合には（Ｓ３５：ＮＯ）、途絶後保持期間が経過したと判断するまで（Ｓ２７：ＮＯ）、感度補正温度を更新しない。すなわち、外気温度が途絶したと判断した場合には、一定時間の間、感度補正温度を、外気温度が途絶したと判断する前の最後の感度補正温度を保持する。したがって、この感度補正温度によって調整される調整結果である受信ゲインも、外気温度が途絶したと判断する前の最後の受信ゲインに保持される。

【0064】

外気温度が途絶した場合に、即座に、感度補正温度をセンサ部温度に切り替えてしまうと、検知距離の検出精度が短時間に変動してしまう恐れがある。自動ブレーキ制御など、検知距離に基づいた運転支援制御が作動中に、検知距離の検出精度が短時間のうちに変化してしまうと、その運転支援制御が誤動作してしまう恐れが生じる。

【0065】

しかし、この第４実施形態では、外気温が途絶したと判断した場合に、途絶後保持期間の間は、外気温度が途絶したと判断する直前の感度補正温度を保持する。この途絶後保持期間の間に、検知距離に基づいた運転支援制御は終了する場合が多い。したがって、検知距離に基づいた運転支援制御が、制御実施中に誤動作してしまうことを抑制できる。

【0066】

＜第５実施形態＞
第５実施形態の超音波式物体検出装置２００は、図１０に示すように、ソナーＥＣＵ２２０が、停止判断部２２５を備える。また、感度補正値決定部２２２の処理が、これまでの実施形態と異なる。

【0067】

停止判断部２２５、感度補正値決定部２２２の処理を図１１を用いて説明する。図１１はソナーＥＣＵ２２０が実行する処理であり、図１１において、ステップＳ３３は停止判断部２２５が実行し、ステップＳ３７〜Ｓ４０は感度補正値決定部２２２が実行する。

【0068】

ステップＳ３３では、車内ＬＡＮ７０を介して車速を取得し、取得した車速が０であれば、車両Ｃは停止中であると決定し、車速が０よりも大きい値であれば車両Ｃは走行中であるとする。

【0069】

ステップＳ３７では、ステップＳ３３での決定結果に基づいて、車両Ｃが停止中であるか否かを判断する。車両Ｃが停止中であると判断した場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）にはステップＳ４０に進み、停止中ではない、すなわち、走行中であると判断した場合（Ｓ３７：ＮＯ）には、ステップＳ４０に進む。

【0070】

（第５実施形態の効果）
車両Ｃが走行中であれば、外気温度センサ９０が検出した外気温度は、エンジンルーム内の熱源の影響を受けて高くなってしまっている可能性は低い。すなわち、正しい外気温度を検出している可能性が高い。そこで、この第５実施形態では、車両Ｃが走行中であると判断した場合には（Ｓ３７：ＮＯ）、外気温度を感度補正温度に決定する（Ｓ３８）。これにより、車両Ｃが走行中に、精度よく外気温度を表している感度補正温度を決定できる。また、車両Ｃが停止中であると判断した場合には（Ｓ３７：ＹＥＳ）、センサ部温度の最低温度を、感度補正温度に決定する。センサ部温度は、車両Ｃが停止しているときにも、外気温度より異常に高い値になりにくい。したがって、車両Ｃが停止していることによって、外気温度センサ９０が検出している温度が外気温度より異常に高い温度になっているとしても、感度補正温度を、外気温度から異常に離れた温度に決定してしまうことを抑制できる。

【0071】

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に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

【0072】

＜変形例２＞
第３実施形態〜第５実施形態において、最低温度に代えて、第２実施形態で説明した加重平均温度を用いてもよい。

【0073】

＜変形例３＞
図２に示したように、車両Ｃの側面に超音波センサ１０Ｉ〜１０Ｌを備えている場合、それらの超音波センサ１０Ｉ〜１０Ｌに備えられているセンサ部温度検出部１７のみを用いて、感度補正温度を決定してもよい。したがって、前端面に配置されている超音波センサ１０Ａ〜１０Ｄや、後端面に配置されている超音波センサ１０Ｅ〜１０Ｈのセンサ部温度検出部１７は用いずに、感度補正温度を決定することになる。

【0074】

感度補正温度の決定方法は、超音波センサ１０Ｉ〜１０Ｌに備えられているセンサ部温度検出部１７のみを用いる以外は、第１実施形態、第２実施形態と同様でよい。すなわち、最低温度や、加重平均温度を感度補正温度に決定する。また、超音波センサ１０Ｉ〜１０Ｌに備えられているセンサ部温度検出部１７のみを用いて決定した最低温度や加重平均温度を用いて、第３実施形態〜第５実施形態のように、外気温度と、最低温度あるいは加重平均温度のいずれを用いるかを決定してもよい。

【0075】

＜変形例４＞
前述の実施形態では、感度補正温度に基づいて、受信回路部１４の受信ゲインを制御しており、これにより、物体で反射した反射波を送受信部１１が受信した場合、外気温度によらず、受信回路部１４は、略同じ大きさの受信信号を出力していた。したがって、物体検出閾値は、外気温度によらず、同じ閾値を使うことができた。

【0076】

しかし、物体検出閾値と受信信号の大きさを比較して物体を検出するのであるから、受信信号を補正することに代えて、感度補正温度に基づいて物体検出閾値を補正してもよい。

【0077】

また、受信回路部１４の受信ゲインに対する補正の程度と、物体検出閾値に対する補正の程度を調整すれば、感度補正温度に基づいて、受信回路部１４の受信ゲインと物体検出閾値の両方を補正することもできる。

【0078】

＜変形例５＞
超音波センサ１０の数および配置場所は前述の実施形態で示した数および配置場所に限られない。たとえば、超音波センサ１０の数は１つのみでもよい。

【0079】

＜変形例６＞
前述の実施形態では、超音波センサ１０が距離算出部１５を備えていたが、距離算出部１５をＥＣＵ２０が備えていてもよい。すなわち、検知距離をＥＣＵ２０が算出してもよい。

【0080】

検知距離をＥＣＵ２０が算出する場合、超音波センサ１０は、前述の時間差までを算出し、この時間差をＥＣＵ２０に送信する。そして、ＥＣＵ２０が、時間差に音速を乗じた値の１／２を計算して検知距離とする。

【0081】

あるいは、時間差もＥＣＵ２０が算出してもよい。この場合、超音波センサ１０は、物体検出閾値以上の反射波を受信したことをＥＣＵ２０に送信する。超音波センサ１０の送受信部１１が送信波を送信した時点は、その超音波センサ１０から送信波を送信したことを取得してもよいし、ＥＣＵ２０が超音波センサ１０に送信指示信号を出力した時点としてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１：超音波式物体検出装置、 １０：超音波センサ、 １１：送受信部、 １２：送信回路部、 １３：感度補正部、 １４：受信回路部、 １５：送受信制御部、 １６：距離算出部、 １７：センサ部温度検出部、 １８：通信部、 ２０：ソナーＥＣＵ、 ２１：通信部、 ２２：感度補正値決定部、 ２３：距離取得部、 ２４：送信タイミング制御部、 ５０：ＬＩＮバス、 ６０：エンジンルーム、 ７０：車内ＬＡＮ、 ８０：エアコンＥＣＵ、 ９０：外気温度センサ、 １００：超音波式物体検出装置、 １２０：ソナーＥＣＵ、 １２２：感度補正値決定部、 １２５：外気温度取得部、 ２００：超音波式物体検出装置、 ２２０：ソナーＥＣＵ、 ２２２：感度補正値決定部、 ２２５：停止判断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】