WO2018198941A1 - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

物体検知装置は、超音波を送信するとともに、送信した超音波の反射波を含む超音波を受信し、受信した超音波の波形に応じた信号を出力する送受信部（１０）と、送受信部（１０）が送信する超音波の周波数を、物体との距離を検出するための超音波の周波数である駆動周波数とは異なる複数の周波数に変化させる周波数制御部（１２、３０）と、送受信部（１０）が駆動周波数とは異なる周波数の超音波を送信したときに出力した信号に基づいて、物体との距離を検出する機能に、環境温度または送受信部（１０）が送信する超音波の波長によって異常が発生するか否かを判定する異常判定部（１２、３０）と、を備える。

Description

物体検知装置 関連出願への相互参照

　本出願は、２０１７年４月２４日に出願された日本特許出願番号２０１７－８５４９６号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

　本開示は、物体検知装置に関するものである。

　従来、超音波センサとＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える物体検知装置が車両に用いられている。超音波センサは、超音波である探査波を車両の外側に向けて送信するとともに、探査波の反射波を含む受信波を受信し、受信波に応じた信号をＥＣＵに送信するものである。そして、ＥＣＵは、超音波センサの出力信号から障害物の接近を感知し、運転者への報知やブレーキングを行う。

　このような物体検知装置における誤報知や誤作動を防ぐために、物体検知装置が自身の異常を把握する機能を備えることが必要とされている。

　例えば特許文献１では、振動子の共振周波数とは異なる１つの周波数で振動子を駆動し、検知ゲート時間内に受波信号が入力されたか否かに基づいて超音波センサに異常が発生しているか否かを判断する方法が提案されている。

特開２０１３－１０４６８９号公報

　物体検知装置の異常の原因として、例えば超音波センサを構成するマイクロホン内の気泡が挙げられる。マイクロホン内に気泡が発生していると、マイクロホンの内部を伝わる超音波の音圧が共鳴によって増幅され、残響特性が変化することがある。

　このような共鳴は、気泡の直径が超音波の半波長と合致した場合などに発生する。そして、超音波の波長は超音波の周波数と環境の温度によって定まる。したがって、マイクロホン内に気泡が発生していても、超音波の波長が一定の場合には、特定の温度でしか共鳴が発生しない。そのため、特許文献１に記載のように、異常を検出するための超音波の周波数を特定の１つの周波数とした場合には、マイクロホン内に気泡が発生していても共鳴が発生しない場合が多く、異常の検出率が低い。

　本開示は上記点に鑑みて、異常の検出率が高い物体検知装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示の１つの観点によれば、物体との距離を検出する機能を備える物体検知装置は、超音波を送信するとともに、送信した超音波の反射波を含む超音波を受信し、受信した超音波の波形に応じた信号を出力する送受信部と、送受信部が送信する超音波の周波数を、物体との距離を検出するための超音波の周波数である駆動周波数とは異なる複数の周波数に変化させる周波数制御部と、送受信部が駆動周波数とは異なる周波数の超音波を送信したときに出力した信号に基づいて、物体との距離を検出する機能に、環境温度または送受信部が送信する超音波の波長によって異常が発生するか否かを判定する異常判定部と、を備える。

　これによれば、周波数制御部は、送受信部が送信する超音波の周波数を、物体との距離を検出するための超音波の周波数とは異なる複数の周波数に変化させる。したがって、異常を検出するための超音波の周波数を特定の１つの周波数とする場合に比べて、異常の検出率が高くなる。

　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる物体検知装置の全体構成を示す図である。 図１のマイクロホンの断面図である。 正常なマイクロホンの出力を示すグラフである。 気泡が形成されたマイクロホンの断面図である。 気泡が形成されたマイクロホンの出力を示すグラフである。 第１実施形態における異常検出処理のフローチャートである。 第１実施形態における物体検知処理のフローチャートである。 第２実施形態における物体検知処理のフローチャートである。 他の実施形態における物体検知処理のフローチャートである。

　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

　（第１実施形態）
　第１実施形態について説明する。本実施形態の物体検知装置は、超音波ソナー装置であって、車両の周囲における物体の存在及び物体との距離などを検知する機能を備えている。図１に示すように、物体検知装置は、超音波センサ１０と、温度センサ２０と、ＥＣＵ３０と、報知部４０とを備えている。

　超音波センサ１０は、車両の外表面に面して配置されており、超音波である探査波を車両の外側に向けて送信するとともに、探査波の反射波を含む受信波を受信し、受信波の波形に応じた信号を出力するように構成されている。超音波センサ１０は、送受信部に相当する。

　図１に示すように、超音波センサ１０は、マイクロホン１１と、制御部１２とを備えている。図２に示すように、マイクロホン１１は、圧電素子１３と、アルミニウム製のケース１４と、シリコン樹脂１５とを備えている。

　ケース１４は、円筒形状の枠体で構成されている。そして、圧電素子１３は、ケース１４の内部に配置されており、圧電素子１３は、ケース１４の軸方向の端部に接着されている。ケース１４の内部の空間にはシリコン樹脂１５が充填されており、圧電素子１３は、シリコン樹脂１５で覆われている。

　なお、ケース１４の内部には図示しない配線が形成されており、圧電素子１３は、この配線を介して制御部１２に接続されている。そして、圧電素子１３が備える２つの電極に制御部１２から交流電圧が印加されることにより、圧電膜が変形し、超音波が送信される。また、制御部１２には、受信した超音波によって圧電膜が変形したときの２つの電極間の電位差が入力される。

　制御部１２は、圧電素子１３およびＥＣＵ３０に接続されており、ＥＣＵ３０からの信号に基づいて、圧電素子１３に印加する交流電圧の周波数を変化させる。また、制御部１２は、圧電素子１３が備える２つの電極間の電位差に応じた信号をＥＣＵ３０に送信する。具体的には、制御部１２には、所定の周波数帯域の信号を通過させ、この周波数帯域とは異なる他の周波数帯域の信号を遮断する図示しないＢＰＦ（バンドパスフィルタ）が配置されており、このＢＰＦの中心周波数は後述する駆動周波数ｆ_ｄに応じて変化する。そして、圧電素子１３が出力した信号は、制御部１２が備えるＢＰＦによって処理された後にＥＣＵ３０に入力される。本実施形態では、後述するように駆動周波数ｆ_ｄは６０ｋＨｚとされており、ＢＰＦの中心周波数は駆動周波数ｆ_ｄと同じ６０ｋＨｚとされている。

　温度センサ２０は、超音波センサ１０が置かれた環境の温度を検出し、温度に応じた信号を出力するものであり、超音波センサ１０の近傍に配置されている。温度センサ２０はＣＡＮ（Controller Area Network）通信バス等によりＥＣＵ３０に接続されており、ＥＣＵ３０は、温度センサ２０が出力した信号に基づいて、後述する異常検出処理および物体検知処理を行う。

　ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行する。ＲＯＭおよびＲＡＭは、非遷移的実体的記憶媒体である。

　報知部４０は、ＥＣＵ３０からの信号に応じて、近距離に物体があること等を運転者に報知する。報知部４０は、例えば、モニタ、ブザー等で構成される。

　このような構成の物体検知装置では、ＥＣＵ３０から制御部１２へ送信された信号に基づいて、制御部１２からマイクロホン１１に交流電圧が印加されることにより、マイクロホン１１から超音波が送信される。また、マイクロホン１１は受信した超音波に応じた信号を出力し、この信号は制御部１２を介してＥＣＵ３０に送信される。そして、ＥＣＵ３０は、マイクロホン１１が超音波を送信してから受信するまでの時間に基づいて物体との距離を計測し、計測結果に基づいて、近距離に物体があるか否かを判定する。

　このような動作について、図３を用いて説明する。なお、図３、および、後述する図５のグラフの縦軸は、マイクロホン１１の出力信号の振幅を示している。

　図３に示すように、ＥＣＵ３０から制御部１２に信号が送信された後、時点ｔ_１でマイクロホン１１が超音波を送信すると、しばらくの間は残響によりマイクロホン１１の出力信号が大きい状態が続くが、時間の経過とともに残響が減り、出力信号が小さくなる。

　この残響による出力信号と、超音波の物体での反射波による出力信号とを区別するために、出力信号が所定の閾値Ａ_ｔｈ１よりも大きいとき、および、出力信号が閾値Ａ_ｔｈ１を下回ってから所定の時間が経過するまでは、近距離の物体の検出は行われない。具体的には、出力信号が閾値Ａ_ｔｈ１を下回った時点をｔ_２とし、時点ｔ_２から一定時間が経過した時点をｔ_３として、時点ｔ_１から時点ｔ_３までの間は近距離の物体の検出が行われない。

　物体との距離を検出する機能に異常がなければ、時点ｔ_２の後も出力信号が減衰し、時点ｔ_３までに所定の閾値Ａ_ｔｈ２よりも小さくなる。そして、近距離に物体がなければ時点ｔ_４まで出力信号は減衰を続ける。一方、物体があると、物体で反射した超音波をマイクロホン１１が受信し、図３の一点鎖線で示すように、時点ｔ_４よりも前の時点で、閾値Ａ_ｔｈ２よりも大きな信号が出力される。これにより、近距離の物体が検出され、ＥＣＵ３０は、近距離に物体があることを示す信号を報知部４０に送信する。なお、時点ｔ_４は、時点ｔ_１から一定時間が経過した時点とされており、時点ｔ_１から時点ｔ_４までの時間は、物体を検出する距離等に応じて設定される。

　このように、物体検知装置では、出力信号に閾値Ａ_ｔｈ１を設け、近距離の物体の検出を行わない時間を設けることによって、残響による出力信号と、超音波の物体での反射波による出力信号とを区別している。

　しかしながら、例えば、図４に示すように、シリコン樹脂１５の形成工程においてマイクロホン１１内に気泡が形成されていると、共鳴によって残響特性が変化し、物体との距離を検出する機能に異常が発生することがある。

　具体的には、図４の矢印で示すように、圧電素子１３から送信された超音波がケース１４を通って気泡に到達すると、気泡の直径が超音波の半波長と合致した場合などに共鳴が発生し、超音波の音圧が大きく増幅される。そして、音圧が増幅された超音波は、ケース１４を通って圧電素子１３に戻り、圧電素子１３を大きく変形させる。

　このような圧電素子１３の変形による出力信号は、図５に示すように、大きな増減を繰り返す。そのため、出力信号が閾値Ａ_ｔｈ１を下回った状態が所定の時間継続し、時点ｔ_３を過ぎた後にも、出力信号が再び大きくなることがあり、これによって誤検出が発生するおそれがある。

　このような異常による誤報知を回避するために、ＥＣＵ３０は、異常が発生するときの超音波の波長を検出する異常検出処理を行う。そして、ＥＣＵ３０は、物体との距離に応じた信号を報知部４０へ送信する物体検知処理では、マイクロホン１１が送信する超音波の波長と、異常が発生するときの超音波の波長とが合致すると判断すると、報知部４０への信号の送信を停止する。

　このような異常検出処理および物体検知処理について図を用いて説明する。まず、図６を用いて異常検出処理について説明する。ＥＣＵ３０は、例えば車両のイグニッションスイッチがオンにされると、図６に示す異常検出処理を開始する。また、例えば４０ｋｍ／ｓ未満で走行しているときのみ物体検知処理を行う設定とした場合には、物体検知処理が行われない４０ｋｍ／ｓ以上での走行時に異常検出処理を行ってもよい。また、図６に示す異常検出処理を、物体検知装置の製品出荷前の検査に用いてもよい。

　図６に示すように、ＥＣＵ３０は、異常検出処理を開始すると、ステップＳ１０１にてｉ＝１としてステップＳ１０２に進み、ステップＳ１０２にてｉが所定の値ｉ_ＭＡＸより大きいか否かを判定する。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０２にてｉがｉ_ＭＡＸより大きくないと判定すると、ステップＳ１０３に進み、超音波センサ１０を周波数ｆ_ｓ［ｉ］で駆動する。すなわち、ＥＣＵ３０は、制御部１２に信号を送信することにより、圧電素子１３の２つの電極間に、周波数ｆ_ｓ［ｉ］の交流電圧を印加する。

　なお、物体との距離を検出するための駆動周波数をｆ_ｄとすると、超音波センサ１０がステップＳ１０３で送信する超音波の周波数ｆ_ｓ［ｉ］は、駆動周波数ｆ_ｄを含む所定の周波数の範囲に含まれ、かつ、駆動周波数ｆ_ｄとは異なる周波数とされている。また、ｉ_ＭＡＸは、２以上の整数とされている。ＥＣＵ３０は、駆動周波数ｆ_ｄを含む所定の周波数の範囲において、超音波センサ１０が送信する超音波の周波数を駆動周波数ｆ_ｄとは異なる複数の周波数に変化させる。

　本実施形態では、温度による波長の変化範囲等を考慮して、超音波センサ１０が送信する超音波の周波数を変化させる範囲を駆動周波数ｆ_ｄの１／２倍以上３倍以下としており、また、ｉの増加に伴って周波数ｆ_ｓ［ｉ］が増加するようにしている。具体的には、ｆ_ｄ＝６０ｋＨｚとし、周波数ｆ_ｓ［ｉ］の範囲を３０ｋＨｚ以上１８０ｋＨｚ以下としている。なお、ｉの増加に伴って周波数ｆ_ｓ［ｉ］が減少するようにしてもよい。ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０２、Ｓ１０３を実行することで、周波数制御部として機能する。

　ＥＣＵ３０は、超音波センサ１０が周波数ｆ_ｓ［ｉ］の超音波を送信し、この超音波の反射波を受信したときの超音波センサ１０の出力信号と、環境温度Ｔとに基づいて、波長λ_ｓ［ｉ］を算出する。波長λ_ｓ［ｉ］は、物体との距離を検出する機能に異常が発生するときの超音波の波長である。

　具体的には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０３からステップＳ１０４に進み、超音波センサ１０の出力信号を取得する。そして、ＥＣＵ３０は、出力信号が所定の範囲内の値であるか否かを判定し、出力信号が所定の範囲外の値であるとき、環境温度または超音波センサ１０が送信する超音波の波長によって物体との距離を検出する機能に異常が発生すると判定する。ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４を実行することで、異常判定部として機能する。

　ここでは、ＥＣＵ３０は、圧電素子１３に交流電圧を印加してから所定の時間経過した後に、マイクロホン１１の出力信号が所定の閾値以上となるか否かを判定し、出力信号が所定の閾値以上であるとき、物体との距離を検出する機能に異常が発生すると判定する。この閾値としては、例えば、残響による出力信号と、超音波の物体での反射波による出力信号とを区別するための閾値、すなわち、図３、図５に示す閾値Ａ_ｔｈ１を用いることができる。なお、この閾値を周波数ｆ_ｓ［ｉ］によって変化させてもよい。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４にて超音波センサ１０の出力信号が所定の閾値以上でないと判定すると、ステップＳ１０５に進み、ｉに１を加算して、ステップＳ１０２に進む。

　一方、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０４にて超音波センサ１０の出力信号が所定の閾値以上であると判定すると、ステップＳ１０６に進み、温度センサ２０からの信号に基づいて環境温度Ｔを取得し、ステップＳ１０７に進む。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０７にて、周波数ｆ_ｓ［ｉ］（Ｈｚ）と、ステップＳ１０６で取得した環境温度Ｔ（℃）とに基づいて、波長λ_ｓ［ｉ］（ｍ）を算出する。具体的には、音速をｖ（ｍ／ｓ）とすると、λ_ｓ［ｉ］＝ｖ／ｆ_ｓ［ｉ］、ｖ＝０．６Ｔ＋３３１．５であることから、λ_ｓ［ｉ］＝（０．６Ｔ＋３３１．５）／ｆ_ｓ［ｉ］とする。そして、波長λ_ｓ［ｉ］にて物体との距離を検出する機能に異常が発生することを記憶し、ステップＳ１０５に進む。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０２にてｉがｉ_ＭＡＸより大きいと判定すると、ステップＳ１０８に進み、異常が発生する波長として記憶されたλ_ｓ［ｉ］があるか否かを判定する。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０８にて異常が発生する波長として記憶されたλ_ｓ［ｉ］がないと判定すると、ステップＳ１０９に進み、物体との距離を検出する機能に異常が発生しないと判断して、異常検出処理を終了する。

　一方、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０８にて異常が発生する波長として記憶されたλ_ｓ［ｉ］があると判定すると、ステップＳ１１０に進み、物体との距離を検出する機能に異常が発生すると判断して、異常検出処理を終了する。

　つぎに、図７を用いて物体検知処理について説明する。図７に示すように、ＥＣＵ３０は、物体検知処理を開始すると、ステップＳ２０１にて、波長λ_ｓ［ｉ］に基づいて、圧電素子１３に周波数ｆ_ｄの交流電圧を印加したときに異常が発生する温度Ｔ_ｓ［ｉ］を算出する。具体的には、λ_ｓ［ｉ］＝（０．６Ｔ_ｓ［ｉ］＋３３１．５）／ｆ_ｄとして、異常が発生する波長として記憶されたすべてのλ_ｓ［ｉ］について温度Ｔ_ｓ［ｉ］を算出する。

　そして、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０２にて温度センサ２０の出力信号に基づいて環境温度Ｔを取得し、ステップＳ２０１で算出した温度Ｔ_ｓ［ｉ］の中に環境温度Ｔと一致するものがあるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０２にて温度Ｔ_ｓ［ｉ］の中に環境温度Ｔと一致するものがあると判定すると、物体検知処理を終了する。

　一方、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０２にて温度Ｔ_ｓ［ｉ］の中に環境温度Ｔと一致するものがない、すなわち、物体との距離を検出する機能に異常が発生しないと判定すると、ステップＳ２０３に進み、物体との距離を算出する。

　具体的には、ＥＣＵ３０は、制御部１２に信号を送信して、マイクロホン１１に周波数ｆ_ｄの超音波を送信させるとともに、マイクロホン１１が受信した超音波の波形に基づく信号を制御部１２から取得する。そして、ＥＣＵ３０は、マイクロホン１１が超音波を送信してから受信するまでの時間、具体的には、制御部１２に信号を送信してから、反射波によるマイクロホン１１の出力信号が制御部１２を介して入力されるまでの時間に基づいて、物体との距離を算出する。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０３からステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０３で算出した距離が所定の閾値以下であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０４を実行することで、距離判定部として機能する。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０４にて物体との距離が所定の閾値以下でないと判定すると、物体検知処理を終了し、物体との距離が所定の閾値以下であると判定すると、ステップＳ２０５に進む。

　ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０５にて、物体との距離が所定の閾値以下であることを示す信号を報知部４０に送信し、物体検知処理を終了する。

　このように、ＥＣＵ３０は、異常検出処理において、マイクロホン１１が周波数ｆ_ｓ［ｉ］の超音波を送信し、この超音波の反射波を受信したときのマイクロホン１１の出力と、環境温度Ｔとに基づいて、異常が発生する波長λ_ｓ［ｉ］を算出し、記憶する。そして、ＥＣＵ３０は、物体検知処理において、近距離の物体があるとき、近距離の物体があることを示す信号を報知部４０へ出力し、Ｔ＝Ｔ_ｓ［ｉ］であるとき、すなわち、λ_ｄ＝λ_ｓ［ｉ］であるとき、近距離の物体があることを示す信号の出力を停止する。なお、λ_ｄは、マイクロホン１１が送信する探査波の波長であり、λ_ｄ＝（０．６Ｔ＋３３１．５）／ｆ_ｄである。

　これにより、波長を要因とする誤検知、誤報知を低減することができる。例えば、図５に示すように気泡等による異常な残響が発生し、時点ｔ_３よりも後にマイクロホン１１の出力信号が大きくなるような状況では、ステップＳ２０２においてＴ＝Ｔ_ｓ［ｉ］であると判定される。そして、近距離の物体の存在を示す信号が報知部４０へ送信されることなく、物体検知処理が終了する。

　本実施形態では、さらに、異常検出のための超音波の周波数を複数の値に変化させているので、異常検出のための周波数を特定の１つの値とする場合に比べて、異常の検出率が高くなる。これにより、近距離の物体の誤検知、誤報知をさらに低減することができる。

　なお、マイクロホン１１が送信する超音波の波長をλとし、気泡の直径をｄとすると、特に、ｄ＝λ／２のときに、共鳴によって超音波の音圧が大きく増幅される。しかしながら、ｍを３以上の整数、ｎを自然数とすると、ｄ＝λ／ｍ、ｄ＝ｎ×λのときにも、音圧が大きく増幅される可能性がある。

　そこで、物体検知処理において、λ_ｄ＝λ_ｓ［ｉ］／ｎまたはλ_ｄ＝ｎ×λ_ｓ［ｉ］となる場合に、近距離に物体があることの報知を停止してもよい。すなわち、ステップＳ２０１にて（０．６Ｔ_ｓ［ｉ］＋３３１．５）／ｆ_ｄ＝λ_ｓ［ｉ］／ｎ、ｎ×λ_ｓ［ｉ］となる温度Ｔ_ｓ［ｉ］を算出し、この温度Ｔ_ｓ［ｉ］と環境温度Ｔとが一致した場合に、近距離に物体があることの報知を停止するようにしてもよい。

　（第２実施形態）
　第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して環境温度Ｔが温度Ｔ_ｓ［ｉ］と一致したときの処理を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　本実施形態では、ＥＣＵ３０は、Ｔ＝Ｔ_ｓ［ｉ］、すなわち、λ_ｄ＝λ_ｓ［ｉ］となる場合に、駆動周波数ｆ_ｄを元の値とは異なる値に変化させる。

　具体的には、図８に示すように、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０２にてＴ＝Ｔ_ｓ［ｉ］であると判定すると、ステップＳ２０６に進み、λ_ｄ≠λ_ｓ［ｉ］となるように、駆動周波数ｆ_ｄを元の値とは異なる値に変更する。これにより、物体との距離を検出する機能に波長を要因とする異常が発生することが抑制される。そして、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２０６からステップＳ２０３に進み、物体との距離に応じて報知部４０に信号を送信する。

　このように駆動周波数ｆ_ｄを変更する本実施形態では、元の駆動周波数ｆ_ｄで異常が発生する温度においても、近距離の物体の検出および報知を行うことができる。

　なお、λ_ｄ＝λ_ｓ［ｉ］／ｎまたはλ_ｄ＝ｎ×λ_ｓ［ｉ］となる場合に、駆動周波数ｆ_ｄを元の値とは異なる値に変化させてもよい。すなわち、ステップＳ２０２にて、（０．６Ｔ_ｓ［ｉ］＋３３１．５）／ｆ_ｄ＝λ_ｓ［ｉ］／ｎ、ｎ×λ_ｓ［ｉ］となる温度Ｔ_ｓ［ｉ］を算出し、この温度Ｔ_ｓ［ｉ］と環境温度Ｔとが一致した場合に、駆動周波数ｆ_ｄを元の値とは異なる値に変化させてもよい。

　（他の実施形態）
　なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、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、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、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、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

　例えば、異常検出処理において、環境温度Ｔと周波数ｆ_ｓ［ｉ］から、波長λ_ｓ［ｉ］の代わりに気泡の直径ｄを算出し、物体検知処理において、直径ｄと駆動周波数ｆ_ｄから温度Ｔ_ｓ［ｉ］を算出してもよい。

　また、気泡以外の原因によって異常が発生する場合に本開示を適用してもよい。例えば、マイクロホン１１の外側に付着物がある場合等にも、波長を要因とする異常が発生することがあり、このような場合に本開示を適用することにより、異常が発生する波長を算出することができる。

　また、上記第１実施形態では、１つの超音波センサ１０を送受信部として用いたが、超音波を送信する送信部と超音波を受信する受信部とを別々に用意してもよい。また、上記第１実施形態では、周波数制御部、異常判定部、距離判定部としてＥＣＵ３０を用いたが、周波数制御部、異常判定部、距離判定部を別々に配置してもよい。また、ＥＣＵ３０が超音波センサ１０に含まれていてもよい。また、温度センサ２０が超音波センサ１０に含まれていてもよい。また、制御部１２が、ＥＣＵ３０が行う処理の一部を行い、周波数制御部、異常判定部、距離判定部として機能してもよい。

　また、物体検知処理において、図９に示すように、近距離の物体が存在すると判定された場合にのみ、物体との距離を検出する機能に異常が発生するか否かを判定してもよい。すなわち、物体検知処理の開始後にステップＳ２０３、Ｓ２０４を行い、物体との距離が所定の閾値以下である場合にステップＳ２０１、Ｓ２０２を行い、環境温度Ｔが温度Ｔ_ｓ［ｉ］に一致せず、λ_ｄ≠λ_ｓとなる場合にステップＳ２０５を行うようにしてもよい。

Claims (9)

1. 　物体との距離を検出する機能を備える物体検知装置であって、
   　超音波を送信するとともに、送信した超音波の反射波を含む超音波を受信し、受信した超音波の波形に応じた信号を出力する送受信部（１０）と、
   　前記送受信部が送信する超音波の周波数を、物体との距離を検出するための超音波の周波数である駆動周波数とは異なる複数の周波数に変化させる周波数制御部（１２、３０）と、
   　前記送受信部が前記駆動周波数とは異なる周波数の超音波を送信したときに出力した信号に基づいて、物体との距離を検出する機能に、環境温度または前記送受信部が送信する超音波の波長によって異常が発生するか否かを判定する異常判定部（１２、３０）と、を備える物体検知装置。
2. 　前記異常判定部は、前記送受信部が前記駆動周波数とは異なる周波数の超音波を送信したときに出力した信号が所定の範囲外の値であるとき、物体との距離を検出する機能に異常が発生すると判定する請求項１に記載の物体検知装置。
3. 　前記異常判定部は、前記送受信部が前記駆動周波数とは異なる周波数の超音波を送信したときに出力した信号、および、環境温度に基づいて、物体との距離を検出する機能に異常が発生するときの超音波の波長を算出する請求項１または２に記載の物体検知装置。
4. 　前記送受信部が超音波を送信してから該超音波の反射波を受信するまでの時間に基づいて物体との距離が所定の値以下であるか否かを判定する距離判定部（Ｓ２０４）を備え、
   　前記距離判定部は、物体との距離が所定の値以下であるとき、物体との距離が所定の値以下であることを示す信号を出力し、前記異常判定部が算出した波長をλ_ｓとし、前記駆動周波数および環境温度から求められる超音波の波長をλ_ｄとし、ｎを自然数として、λ_ｄ＝λ_ｓ／ｎまたはλ_ｄ＝ｎ×λ_ｓであるとき、物体との距離が所定の値以下であることを示す信号の出力を停止する請求項３に記載の物体検知装置。
5. 　前記距離判定部は、前記異常判定部が物体との距離を検出する機能に異常が発生しないと判定したとき、物体との距離が所定の値以下であるか否かを判定する請求項４に記載の物体検知装置。
6. 　前記異常判定部は、前記距離判定部が物体との距離が所定の値以下であると判定したとき、物体との距離を検出する機能に異常が発生するか否かを判定する請求項４に記載の物体検知装置。
7. 　前記周波数制御部は、前記異常判定部が算出した波長をλ_ｓとし、前記駆動周波数および環境温度から求められる超音波の波長をλ_ｄとし、ｎを自然数として、λ_ｄ＝λ_ｓ／ｎまたはλ_ｄ＝ｎ×λ_ｓであるとき、前記駆動周波数を元の値とは異なる値に変化させる請求項３に記載の物体検知装置。
8. 　前記周波数制御部は、前記駆動周波数の１／２倍以上３倍以下の周波数の範囲において、前記送受信部が送信する超音波の周波数を前記駆動周波数とは異なる複数の周波数に変化させる請求項１ないし７のいずれか１つに記載の物体検知装置。
9. 　前記送受信部が出力した信号は、所定の周波数帯域の信号を通過させるフィルタによって処理された後に前記異常判定部に入力され、
   　前記周波数帯域の中心周波数は、前記駆動周波数によって変化する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の物体検知装置。

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