[发明专利]超声波传感器和猝发信号控制方法

说明书

超声波传感器1000具有发射/接收处理电路100，并且发射/接收处理电路100具有生成并发射猝发信号S0的猝发信号发射电路1，以及处理由压电元件4接收到的接收信号的信号处理电路7。信号处理电路7验证从物体反射到压电元件4的超声波信号(接收信号)的回响信号的回响频率，并且基于接收信号的已验证回响频率和回响时间，将猝发信号S0的回响频率调整为基本等于回响频率，所述猝发信号由猝发信号发射电路1产生。

技术领域

本发明涉及发送和接收超声波的超声波传感器，并且涉及用于控制猝发信号的方法。更具体地，本发明涉及基于接收到的超声波信号来检测物体的状态、距离等的超声波传感器，并且涉及用于控制或者调整猝发波频率的方法，即超声波传感器中所使用的猝发信号的频率。

背景技术

常规地，例如在使用超声波传感器的针对行人车辆的障碍物检测设备中，超声波被发送直至接收从物体反射的波所经过的时间被用于确定检测范围内是否存在/不存在障碍物并且测量到该障碍物的距离。在这样的障碍物检测设备中，为了放大所发送的超声波振动并且由此提高发射/接收灵敏度，以等于压电元件的适当振动频率的频率发送波。

然而，压电元件的适当振动频率随着环境的变化而改变。此外，从超声波传感器进行的发射必须被引导至车辆周围存在的障碍物，并且压电元件通常附接到车辆的外壁；因此，压电元件的振动表面朝向车辆的周围暴露。因此，根据环境中的变化，振动表面趋于被例如泥土、雨、雪等污染。压电元件上的泥、雨、雪能够导致其适当振动频率的改变。发送的频率然后偏离压电元件的适当振动频率，导致发射/接收灵敏度的降低。

通常，在超声波传感器结束发送超声波之后，压电元件内部的超声波振子的振动继续预定的时间。从超声波发射结束到振动终止的时间称为回响时间。在此，回响信号的频率等于压电元件的适当振动频率，即谐振频率。

关于超声波传感器，已经制定出许多方案。专利文献1公开了如下方法：基于回响频率来检测共振频率，并且将所施加的电压的频率调整为等于谐振频率。

专利文献2公开了如下的方法：生成多个不同的频率并且将它们混合起来，基于接收到的信号的主要频率差异来选择用于发射的频率。

专利文献3公开了当雪附着到超声波传感器的振动表面时指示故障的检测设备。

专利文献4公开了针对接收和发射之间共享的压电元件的方法，为了提高波接收灵敏度并且抑制错误检测，根据该方法改变猝发波中的波数。

参考文献列表

专利文献

专利文献1：JP公开文献No.2009-267510

专利文献2：JP公开文献No.H9-184883

专利文献3：JP公开文献No.2002-148347

专利文献4：JP公开文献No.2013-156223

发明内容

技术问题

然而，上述专利文献1虽然提出了将施加到压电元件的电压的频率调整为谐振频率的技术思想，但是并没有公开任何具体的电路结构，其也未建议调整施加电压的频率。

专利文献2要求参考超声波接收机，涉及稍微复杂的电路结构。此外，专利文献2虽然公开了提供用于产生多个不同频率的频率发生装置和用于将多个频率混合在一起的频率混合装置，但是没有公开基于回响频率来调整频率。

专利文献3没有提出或公开用于在检测到超声波传感器被例如雪污染之后抑制雪的影响的任何具体的电路结构。

专利文献4没有提出抑制由于外部变化引起的波接收灵敏度下降的技术思想。