JP7354639B2 - 超音波センサ - Google Patents

Description

本発明は、カバーを有するケーシング内に収容された超音波素子を有する超音波センサに関するものである。

従来より、超音波を送信する超音波素子がカバーを有するケーシング内に収容された超音波センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、カバーは、空孔を有する材質で構成されている。

このような超音波センサは、例えば、車両のバンパー周辺に搭載され、車両の周囲に位置する物体を検出する物体検出装置を構成するのに用いられる。そして、このような超音波センサは、カバーに形成されている空孔を通じて超音波としての送信波を外部へ送信し、当該送信波が反射した反射波を受信波として受信することにより、周囲に存在する物体の検出を行う。

特許５００４８４０号公報

しかしながら、上記超音波センサは、カバーの空孔の表面に水、雪、泥、埃等の異物が付着したり、空孔に異物が詰まった場合、外部へと送信される超音波の音圧が低下する。このため、検出精度が低下する可能性がある。したがって、近年では、カバーの音響透過率が低下したか否かを判定したいという要望がある。

本発明は上記点に鑑み、カバーの音響透過率が低下したか否かを判定できる超音波センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１、３、５では、カバー（７０）を有するケーシング（４０）内に超音波素子（１０）が収容された超音波センサであって、超音波を送信波として送信する送信部（２０）および送信波の反射波を受信波として受信する受信部（３０）が形成された超音波素子（１０）と、超音波素子を収容し、空孔（７１）が形成されたカバーを有するケーシングと、所定の処理を行う制御部（９０）と、を備え、超音波素子は、送信部と受信部とが別々に形成されており、制御部は、送信部にカバー診断用信号を印加して送信部から送信波を送信させ、当該送信波と受信部で受信した受信波とに基づいて反射率を算出すると共に反射率を反射率閾値と比較し、反射率が反射率閾値未満であると判定した場合、カバーが正常であると判定するカバーの音響透過率判定を行う。
また、請求項１は、送信部から送信された送信波が、送信部、カバー、受信部を結ぶ最短経路（Ｌｍｉｎ）で受信部に達するまでの期間を第１所定期間とすると共に、送信部、カバー、受信部を結ぶ最長経路（Ｌｍａｘ）で受信部に達するまでの期間を第２所定期間とすると、さらに制御部は、送信部から送信波が送信された後、第１所定期間と第２所定期間との間にカバーの音響透過率判定を行う。
請求項３は、超音波素子には、送信部および受信部と異なるメイン送信部（２００）およびメイン受信部（３００）が形成されており、さらに、制御部は、カバーの音響透過率判定を行う場合には、メイン送信部およびメイン受信部を用いる。
請求項５は、超音波素子には、送信部の振動を検出する歪み検出素子（１００）、および受信部の振動を検出する歪み検出素子（１００）が配置されており、さらに、制御部は、カバーの音響透過率判定を行う前に、送信部および受信部を振動させ、歪み検出素子の検出結果と所定の閾値とを比較する振動状態判定を行う。

これによれば、反射率が反射率閾値未満である場合にカバーが正常であると判定するため、カバーの音響透過率が低下したか否かを判定できる。また、制御部は、反射率が反射率閾値以上であると判定した場合、例えば、周囲の物体の検出を行わないようにすることにより、検出精度が低い状態で物体検出が実行されることが抑制される。

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実施形態における超音波センサの模式図である。 図１に示す超音波素子の平面図である。 送信部の残響時間を説明するための図である。 制御部が実行するカバーの音響透過率判定を含む各種処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における超音波素子の平面図である。 第３実施形態における超音波素子の平面図である。 第３実施形態における制御部が実行するカバーの音響透過率判定を含む各種処理を示すフローチャートである。

以下、本発明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、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の超音波センサは、例えば、車両のバンパー周辺に搭載され、車両の周囲に位置する物体を検出する物体検出装置を構成するのに適用されると好適である。

本実施形態の超音波センサは、図１に示されるように、超音波素子１０、ケーシング４０、制御部９０等を有する構成とされている。

超音波素子１０は、図１および図２に示されるように、シリコン等の基板１１に周知のＭＥＭＳ技術が施されることによってダイヤフラム部１２が形成され、ダイヤフラム部１２上に圧電膜１３が形成されることで構成される送信部２０および受信部３０を有している。本実施形態では、送信部２０および受信部３０は、基板１１に対して別々に形成されていると共に、共振周波数が一致するように形成されている。

なお、ダイヤフラム部１２は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、平面形状が円形状とされている。圧電膜１３は、例えば、圧電セラミックス等の圧電材料が用いられ、ダイヤフラム部１２の平面形状よりも小さくされている。そして、圧電膜１３は、ダイヤフラム部１２の外縁部が当該圧電膜１３から露出するように、ダイヤフラム部１２上に配置されている。

また、基板１１には、図示しない配線パターン等を介して圧電膜１３等と電気的に接続されるパッド部１４も形成されている。なお、図１および図２では、基板１１と圧電膜１３との関係を簡略化して示してあるが、実際には、基板１１上に絶縁膜等も適宜形成されている。

そして、このような超音波素子１０は、送信部２０から送信波としての超音波を送信し、送信波が反射した反射波を受信波として受信部３０で受信する。

ケーシング４０は、図１に示されるように、収容空間４０ａ内に超音波素子１０を収容するものである。本実施形態では、ケーシング４０は、実装基板５０、側壁部材６０、カバー７０を有する構成とされている。

実装基板５０は、例えば、一面５０ａおよび他面５０ｂを有し、一面５０ａおよび他面５０ｂにパッド部５１を有すると共に、一面５０ａ側と他面５０ｂ側とを電気的に接続する図示しないスルーホール電極等が形成されたプリント基板等で構成される。そして、実装基板５０の一面５０ａ側には、超音波素子１０が図示しない接着剤等を介して搭載されている。また、実装基板５０のパッド部５１と超音波素子１０のパッド部１４とは、ボンディングワイヤ５２を介して電気的に接続されている。

側壁部材６０は、金属等の剛体で構成され、一端部および他端部を有する筒状部材とされている。そして、側壁部材６０は、超音波素子１０を内部に収容するように、一端部側が実装基板５０に固定されている。例えば、側壁部材６０は、実装基板５０に、かしめ固定や接着剤等によって固定されている。

カバー７０は、空孔７１を有する材料で構成され、例えば、ポーラスシート、ゴアテックス（登録商標）、金属の焼結体で構成されている。そして、カバー７０は、側壁部材６０の他端部側に、接着剤等の接合部材８０を介して固定されている。これにより、実装基板５０、側壁部材６０、カバー７０で囲まれる収容空間４０ａを有するケーシング４０が構成され、当該収容空間４０ａに超音波素子１０が収容された状態となる。

制御部９０は、実装基板５０を介して超音波素子１０と接続されており、図示しないＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等の非遷移的実体的記憶媒体で構成される記憶部等を備えたマイクロコンピュータ等で構成される。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略であり、ＲＯＭは、Read Only Memoryの略であり、ＲＡＭは、Random Access Memoryの略であり、ＨＤＤはHard Disk Driveの略である。なお、超音波センサが車両に搭載される場合には、制御部９０は、例えば、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unitの略）等で構成される。

そして、制御部９０は、ＣＰＵがＲＯＭ等の記憶部からプログラム（すなわち、後述の各ルーチン）を読み出して実行することで各種の制御作動を実現する。なお、ＲＯＭ等の記憶部には、プログラムの実行の際に用いられる各種のデータ（例えば、初期値、ルックアップテーブル、マップ等）が予め格納されている。また、ＲＯＭ等の記憶媒体は、非遷移的実体的記憶媒体である。

具体的には、記憶部には、送信部２０から送信される送信波の振幅に対する、受信部３０で受信される受信波の振幅で算出される反射率（以下では、単に反射率ともいう）に基づく反射率閾値が記憶されている。そして、制御部９０は、カバー診断用信号を送信部２０に印加することで送信部２０から送信波を送信させ、所定期間内に受信部３０で受信する受信波に基づいて、カバー７０の音響透過率の低下有無を判定（以下では、単に音響透過率判定ともいう）する。具体的には、制御部９０は、実際の反射率と、反射率閾値とを比較することによって音響透過率判定を実行する。

より詳しくは、送信部２０から送信される送信波は、カバー７０の音響透過率により、カバー７０で反射される反射波の振幅が変化する。つまり、受信部３０で受信される受信波の振幅が変化する。具体的には、カバー７０の空孔７１が異物で閉塞されているほど、受信部３０で受信する受信波の振幅が大きくなり、反射率は大きくなる。このため、制御部９０は、反射率が反射率閾値以上である場合、カバー７０の空孔７１に多量の異物が配置された音響透過率が低い状態であると判定する。

この場合、本実施形態では、超音波素子１０は、送信部２０と受信部３０とが別々に形成されているため、受信波の検出精度を向上でき、判定精度の向上を図ることができる。すなわち、図３に示されるように、送信部２０から送信波を送信すると、送信部２０には、所定期間に渡って残響が発生する。このため、送信部２０と受信部３０とを一体的に形成した場合、残響が残る期間を残響期間とすると、残響期間内に受信波を受信した場合には、残響が受信波に影響して受信波の検出精度が低下する。特に、音響透過率判定を行う場合、超音波素子１０とカバー７０との間の距離が短いため、残響期間内に受信波を受信する状態となり易い。したがって、本実施形態では、受信部３０と送信部２０とを別々に形成することにより、受信波の検出精度が低下することを抑制できるようにしている。

また、送信部２０から送信される送信波は、側壁部材６０等で反射されて受信部３０で受信される可能性もある。このため、制御部９０は、側壁部材６０等で反射された反射波の影響を低減するため、所定期間内に音響透過率判定を行う。

具体的には、送信部２０から送信された送信波がカバー７０の異物によって反射されて受信部３０に到達するまでの時間は、送信部２０からカバー７０までの距離とカバー７０から受信部３０までの距離との和と、音速によって算出される。ここで、送信部２０の中心、カバー７０のうちの実装基板５０側の部分、受信部３０の中心を結ぶ経路のうちの最短経路の距離を最短距離Ｌｍｉｎとする。また、送信部２０の中心、カバー７０のうちの実装基板５０側の部分、受信部３０の中心を結ぶ経路のうちの最長経路の距離を最長距離Ｌｍａｘとする。

この場合、送信部２０から送信された送信波が最短距離Ｌｍｉｎで受信部３０に達するまでの時間は、Ｌｍｉｎ／音速となる。また、送信部２０から送信された送信波が最長距離Ｌｍａｘで受信部３０に達するまでの時間は、Ｌｍａｘ／音速となる。つまり、送信部２０から送信波が送信された時点を基準とし、当該基準からＬｍｉｎ／音速までの期間を第１所定期間とし、当該基準からＬｍａｘ／音速までの期間を第２所定期間とすると、受信部３０で受信される受信波には、第１所定期間と第２所定期間との間の期間において、カバー７０の異物によって反射される反射波が多く含まれることになる。したがって、制御部９０は、第１所定期間と第２所定期間との間の期間に音響透過率判定を行うことにより、判定精度を向上できる。

また、制御部９０は、物体検出用信号を送信部２０に印加することで送信部２０から送信波を送信させ、受信部３０で受信する受信波に基づいて周囲に存在する物体の検出を行う。例えば、超音波センサが車両に搭載されている場合には、制御部９０は、車両の周囲に存在する物体の検出を行う。

以上が本実施形態における超音波センサの構成である。そして、本実施形態の超音波センサは、例えば、上記のように、車両におけるバンパーの周辺に搭載され、車両の周囲に位置する物体を検出する物体検出装置を構成するのに適用される。

次に、上記超音波センサの作動について説明する。なお、以下では、上記超音波センサを車両に搭載した例について説明する。そして、制御部９０は、車両のイグニッションがオンされた直後や、所定期間毎に以下の処理を行う。また、制御部９０は、例えば、車両に搭載されているタッチパネル等に対して乗員が所定の処理を実行した場合に以下の処理を実行する。

制御部９０は、まず、ステップＳ１０１にて、送信部２０にカバー診断用信号を印加する。これにより、送信部２０は、音響透過率判定を行うための送信波を送信する。

次に、制御部９０はステップＳ１０２にて、第１所定期間が経過したか否かを判定する。なお、第１所定期間とは、上記のように、送信部２０から送信波が送信された時点からＬｍｉｎ／音速までの期間である。

そして、制御部９０は、第１所定期間が経過したと判定した場合には（すなわち、ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３にて、受信部３０が受信した受信波に基づいて反射率を算出し、反射率が反射率閾値未満であるか否かを判定する。一方、制御部９０は、第１所定期間が経過していないと判定した場合には（すなわち、ステップＳ１０２：ＮＯ）、再びステップＳ１０２の処理を実行する。つまり、制御部９０は、第１所定期間が経過するまで待機する。

制御部９０は、反射率が反射率閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、カバー７０が正常であると判定し、ステップＳ１０４にて、第２所定期間が経過したか否かを判定する。そして、制御部９０は、第２所定期間が経過したと判定した場合には（すなわち、ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５にて物体検出モードを実行する。なお、物体検出モードとは、車両の周囲に存在する物体を検出するモードのことである。つまり、制御部９０は、送信部２０に物体検出用信号を送信部２０に印加することで送信部２０から送信波を送信させ、受信部３０で受信する受信波に基づいて、車両の周囲に存在する物体の検出を行う。

一方、制御部９０は、反射率が反射率閾値以上であると判定した場合（すなわち、ステップＳ１０３：ＮＯ）、カバー７０の音響透過率が低下していると判定する。そして、制御部９０は、ステップＳ１０６にて、車両に搭載されているナビゲーション装置やブザー等で構成される報知部を制御し、乗員にカバー７０の音響透過率が低下していることを示す警告を報知する。

また、制御部９０は、第２所定期間が経過していないと判定した場合には（すなわち、ステップＳ１０４：ＮＯ）、再びステップＳ１０３の処理を実行する。つまり、制御部９０は、第２所定期間が経過するか、または反射率が反射率閾値以上であると判定するまでステップＳ１０３の処理を繰り返し実行する。

そして、制御部９０は、ステップＳ１０５、またはステップＳ１０６の処理を実行した後は、本処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、反射率に基づいてカバー７０の音響透過率が低下したか否かを判定できるようにしている。また、制御部９０は、反射率が反射率閾値以上であると判定した場合、警告を報知して物体検出モードを実行しない。このため、検出精度が低い状態で物体検出モードが実行されることが抑制される。

そして、本実施形態では、送信部２０および受信部３０は、共振周波数が同じとされている。このため、検出感度の向上を図ることができる。

さらに、制御部９０は、第１所定期間と第２所定期間との間の期間において、反射率と反射率閾値とを比較するようにしている。このため、カバー７０で反射された受信波が多く含まれるようにでき、音響透過率判定を高精度に行うことができる。

（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、送信部２０および受信部３０に加え、メイン送信部およびメイン受信部を追加したものである。その他に関しては、上記第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図５に示されるように、超音波素子１０は、上記送信部２０および受信部３０に加え、メイン送信部２００およびメイン受信部３００を有する構成とされている。なお、本実施形態では、送信部２０を診断用送信部２０とも称し、受信部３０を診断用受信部３０とも称する。

メイン送信部２００およびメイン受信部３００は、それぞれ診断用送信部２０および診断用受信部３０と同様に、ダイヤフラム部１２や圧電膜１３を有する構成とされている。そして、メイン送信部２００およびメイン受信部３００は、診断用送信部２０および診断用受信部３０よりも大きくされている。具体的には、メイン送信部２００およびメイン受信部３００は、診断用送信部２０および診断用受信部３０よりもダイヤフラム部１２や圧電膜１３の平面形状が大きくされることにより、診断用送信部２０および診断用受信部３０よりも大きくされている。言い換えると、診断用送信部２０および診断用受信部３０は、メイン送信部２００およびメイン受信部３００よりも平面形状が小さくされ、共振周波数が高くされている。

以上が本実施形態における超音波センサの構成である。そして、制御部９０は、音響透過率判定を行う場合には、診断用送信部２０および診断用受信部３０を用いて行う。一方、物体検出モードで物体検出を行う場合には、メイン送信部２００およびメイン受信部３００を用いて行う。

以上説明したように、診断用送信部２０および診断用受信部３０に加え、メイン送信部２００およびメイン受信部３００を加えた構成としても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このような超音波センサでは、診断用送信部２０および診断用受信部３０と、メイン送信部２００およびメイン受信部３００とが別々に形成されている。このため、制御部９０は、診断用送信部２０および診断用受信部３０を用いて音響透過率判定を行いつつ、メイン送信部２００およびメイン受信部３００を用いて物体検出を実行することもできる。したがって、例えば、車両走行中に音響透過率判定を行う場合等では、物体検出モードを停止することなく音響透過率判定を行うことができる。

（第３実施形態）
第３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、送信部２０および受信部３０に歪み検出素子を配置したものである。その他に関しては、上記第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態の超音波センサは、図６に示されるように、送信部２０および受信部３０に歪み検出素子１００が配置されている。具体的には、送信部２０および受信部３０は、ダイヤフラム部１２上に圧電膜１３が配置されることで構成されているが、圧電膜１３は、ダイヤフラム部１２より平面形状が小さくされている。このため、ダイヤフラム部１２は、外縁部が圧電膜１３から露出した状態となっている。そして、歪み検出素子１００は、ダイヤフラム部１２のうちの圧電膜１３から露出する部分に配置されている。

また、歪み検出素子１００は、図示しない配線パターン等を介してパッド部１４と接続されることにより、制御部９０と接続される。そして、歪み検出素子１００は、ダイヤフラム部１２の歪み（すなわち、ダイヤフラム部１２の振幅）に関する検出用信号を制御部９０に送信する。

制御部９０は、記憶部に、反射率閾値に加え、送信部２０および受信部３０に印加される微小振動用信号（すなわち、微小電圧）と、送信部２０および受信部３０の振幅との関係に関する微小振動閾値も記憶されている。なお、微小振動用信号とは、送信部２０にカバー診断用信号を印加した場合よりも送信部２０を極めて小さく振動させる信号である。そして、制御部９０は、送信部２０および受信部３０に微小振動用信号を印加し、送信部２０および受信部３０の振幅と微小振動閾値とを比較して送信部２０および受信部３０が振動可能な状態か否かを判定する。

また、制御部９０は、記憶部に、送信部２０および受信部３０に自己診断用信号が印加された場合の振幅の範囲に関する自己診断振動の振幅の範囲が記憶されている。なお、本実施形態では、自己診断用信号は、微小振動用信号より大きな電圧である信号であり、カバー診断用信号と同じとされている。つまり、送信部２０は、カバー診断用信号が印加された場合の振動と、自己診断用信号が印加された場合の振動とが同じとなる。

そして、制御部９０は、送信部２０および受信部３０に自己診断用信号を印加し、送信部２０および受信部３０の振幅と自己診断振動の振幅の範囲とを比較して送信部２０および受信部３０が適切に振動できるか否かを判定する。

以上が本実施形態における超音波センサの構成である。次に、本実施形態の超音波センサにおける制御部９０の作動について、図７を参照しつつ説明する。なお、制御部９０は、例えば、車両のイグニッションがオンされた直後や、所定期間毎に以下の処理を行う。また、制御部９０は、例えば、車両に搭載されているタッチパネル等に対して乗員が所定の処理を実行した場合に以下の処理を実行する。

制御部９０は、まず、ステップＳ１１１にて、送信部２０および受信部３０に微小振動用信号を印加する。これにより、送信部２０および受信部３０は、印加された信号に応じて微小振動する。なお、ここでの微小振動とは、音響透過率判定を行う際における送信部２０の振動よりも極めて小さい振動である。

そして、制御部９０は、ステップＳ１１２にて、歪み検出素子１００の検出結果に基づき、送信部２０および受信部３０の振幅が微小振動閾値より大きいか否かを判定する。つまり、制御部９０は、送信部２０および受信部３０が振動可能な状態であるか否かを判定する。なお、送信部２０および受信部３０が振動不可能な状態とは、例えば、送信部２０および受信部３０が凍結している場合等が挙げられる。

制御部９０は、送信部２０および受信部３０の振幅が微小振動閾値より大きいと判定した場合には（すなわち、ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３にて、送信部２０および受信部３０に自己診断用信号を印加する。これにより、送信部２０および受信部３０は、自己診断用信号に応じて振動する。なお、本実施形態では、自己診断用信号は、カバー診断用信号と同じとされている。このため、送信部２０および受信部３０は、音響透過率判定を行う場合と同じ振幅で振動する。

次に、制御部９０は、ステップＳ１１４にて、歪み検出素子１００の検出結果に基づき、送信部２０および受信部３０の振幅が自己診断振動の振幅の範囲内であるか否かを判定する。つまり、制御部９０は、送信部２０および受信部３０の振動が正常であるか否かを判定する。

制御部９０は、送信部２０および受信部３０の振幅が自己診断振動の振幅の範囲内であると判定した場合には（すなわち、ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。なお、本実施形態では、ステップＳ１１２の判定およびステップＳ１１４の判定が振動状態判定に相当する。

一方、制御部９０は、振幅が微小振動閾値以下である判定した場合（すなわち、ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１５にて、車両に搭載されている報知部を制御し、乗員に送信部２０および受信部３０に異常が発生していることを報知する。そして、制御部９０は、送信部２０から送信波を送信することができない停止モードへ移行する。その後、制御部９０は、本処理を終了する。

また、制御部９０は、振幅が自己診断振動の振幅の範囲内でないと判定した場合には（すなわち、ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１５の処理を実行する。

以上説明したように、本実施形態では、歪み検出素子１００を送信部２０および受信部３０に配置している。そして、制御部９０は、送信部２０および受信部３０が振動可能な状態か否かを判定し、振動可能な状態と判定した場合に音響透過率判定を行うようにしている。このため、例えば、送信部２０および受信部３０が凍結している場合等において、送信部２０および受信部３０が破壊されることを抑制できる。

また、制御部９０は、送信部２０および受信部３０が振動可能な状態であると判定した場合、音響透過率判定を行う前に、送信部２０および受信部３０の自己診断を行うようにしている。そして、送信部２０および受信部３０が正常に振動可能な状態であると判定した場合、音響透過率判定を行うようにしている。このため、音響透過率判定を高精度に行うことができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態において、側壁部材６０は、収容空間４０ａ側の内壁面に、音波を反射し難いウレタン等の材料がコーティング等されていてもよい。これによれば側壁部材６０で送信波が反射され難くなるため、さらに高精度に音響透過率判定を行うことができる。

また、上記第３実施形態において、制御部９０は、送信部２０および受信部３０が振動可能な状態であると判定した場合、送信部２０および受信部３０の自己診断を行わずに、音響透過率判定を行うようにしてもよい。このように音響透過率判定を行うようにしても、送信部２０および受信部３０が凍結等している場合には、送信部２０および受信部３０が破壊されることを抑制できる。同様に、上記第３実施形態において、制御部９０は、微小振動判定を行わず、送信部２０および受信部３０の自己診断を行うようにしてもよい。

そして、本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０ 超音波素子
２０ 送信部
３０ 受信部
４０ ケーシング
７０ カバー
７１ 空孔
９０ 制御部

Claims (8)

1. カバー（７０）を有するケーシング（４０）内に超音波素子（１０）が収容された超音波センサであって、
   超音波を送信波として送信する送信部（２０）および前記送信波の反射波を受信波として受信する受信部（３０）が形成された前記超音波素子と、
   前記超音波素子を収容し、空孔（７１）が形成された前記カバーを有する前記ケーシングと、
   所定の処理を行う制御部（９０）と、を備え、
   前記超音波素子は、前記送信部と前記受信部とが別々に形成されており、
   前記制御部は、前記送信部にカバー診断用信号を印加して前記送信部から前記送信波を送信させ、当該送信波と前記受信部で受信した前記受信波とに基づいて反射率を算出すると共に前記反射率を反射率閾値と比較し、前記反射率が前記反射率閾値未満であると判定した場合、前記カバーが正常であると判定するカバーの音響透過率判定を行い、
   前記送信部から送信された送信波が、前記送信部、前記カバー、前記受信部を結ぶ最短経路（Ｌｍｉｎ）で前記受信部に達するまでの期間を第１所定期間とすると共に、前記送信部、前記カバー、前記受信部を結ぶ最長経路（Ｌｍａｘ）で前記受信部に達するまでの期間を第２所定期間とすると、
   さらに、前記制御部は、前記送信部から前記送信波が送信された後、前記第１所定期間と前記第２所定期間との間に前記カバーの音響透過率判定を行う超音波センサ。
2. 前記超音波素子には、前記送信部および前記受信部と異なるメイン送信部（２００）およびメイン受信部（３００）が形成されており、
   前記制御部は、前記カバーの音響透過率判定を行う場合には、前記メイン送信部および前記メイン受信部を用いる請求項１に記載の超音波センサ。
3. カバー（７０）を有するケーシング（４０）内に超音波素子（１０）が収容された超音波センサであって、
   超音波を送信波として送信する送信部（２０）および前記送信波の反射波を受信波として受信する受信部（３０）が形成された前記超音波素子と、
   前記超音波素子を収容し、空孔（７１）が形成された前記カバーを有する前記ケーシングと、
   所定の処理を行う制御部（９０）と、を備え、
   前記超音波素子は、前記送信部と前記受信部とが別々に形成されており、
   前記制御部は、前記送信部にカバー診断用信号を印加して前記送信部から前記送信波を送信させ、当該送信波と前記受信部で受信した前記受信波とに基づいて反射率を算出すると共に前記反射率を反射率閾値と比較し、前記反射率が前記反射率閾値未満であると判定した場合、前記カバーが正常であると判定するカバーの音響透過率判定を行い、
   前記超音波素子には、前記送信部および前記受信部と異なるメイン送信部（２００）およびメイン受信部（３００）が形成されており、
   さらに、前記制御部は、前記カバーの音響透過率判定を行う場合には、前記メイン送信部および前記メイン受信部を用いる超音波センサ。
4. 前記超音波素子には、前記送信部の振動を検出する歪み検出素子（１００）、および前記受信部の振動を検出する歪み検出素子（１００）が配置されており、
   前記制御部は、前記カバーの音響透過率判定を行う前に、前記送信部および前記受信部を振動させ、前記歪み検出素子の検出結果と所定の閾値とを比較する振動状態判定を行う請求項１ないし３のいずれか１つに記載の超音波センサ。
5. カバー（７０）を有するケーシング（４０）内に超音波素子（１０）が収容された超音波センサであって、
   超音波を送信波として送信する送信部（２０）および前記送信波の反射波を受信波として受信する受信部（３０）が形成された前記超音波素子と、
   前記超音波素子を収容し、空孔（７１）が形成された前記カバーを有する前記ケーシングと、
   所定の処理を行う制御部（９０）と、を備え、
   前記超音波素子は、前記送信部と前記受信部とが別々に形成されており、
   前記制御部は、前記送信部にカバー診断用信号を印加して前記送信部から前記送信波を送信させ、当該送信波と前記受信部で受信した前記受信波とに基づいて反射率を算出すると共に前記反射率を反射率閾値と比較し、前記反射率が前記反射率閾値未満であると判定した場合、前記カバーが正常であると判定するカバーの音響透過率判定を行い、
   前記超音波素子には、前記送信部の振動を検出する歪み検出素子（１００）、および前記受信部の振動を検出する歪み検出素子（１００）が配置されており、
   さらに、前記制御部は、前記カバーの音響透過率判定を行う前に、前記送信部および前記受信部を振動させ、前記歪み検出素子の検出結果と所定の閾値とを比較する振動状態判定を行う超音波センサ。
6. 前記制御部は、前記振動状態判定では、前記カバーの音響透過率判定を行う際の前記送信部の振動より小さい振動が発生するように、前記送信部および前記受信部を振動させ、前記歪み検出素子の検出結果が微小振動閾値より大きい場合、前記カバーの音響透過率判定を行う請求項５に記載の超音波センサ。
7. 前記制御部は、前記振動状態判定では、前記送信部および前記受信部を振動させ、前記歪み検出素子の検出結果が自己診断振動の振幅の範囲内である場合、前記カバーの音響透過率判定を行う請求項５または６に記載の超音波センサ。
8. 前記送信部および前記受信部は、共振周波数が同じとされている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の超音波センサ。

Images