(57)【要約】【課題】部品点数を低減して省スペース化すると共に、移動体検知と騒音低減とを実現することができる超音波センサを提供する。【解決手段】車両に設けられ、車両内における移動体を検知する超音波センサにおいて、車両内に超音波を送波する送波器１と、受波した音波を受波信号に変換して出力する受波器２と、送波器１から超音波を送波させて、受波器２が受波した音波に基づいて移動体を検知する移動体検知部３１１と、送波器１に超音波の送波を停止させて、受波器２が受波した音波を打ち消すキャンセル音のキャンセル信号を生成するノイズキャンセル部３１２とを備える。【選択図】図１
2015010839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられ、前記車両内における移動体を検知する超音波センサにおいて、
前記車両内に超音波を送波する送波器と、
受波した音波を電気信号に変換して出力する受波器と、
前記送波器から前記超音波を送波させて、前記受波器が受波した音波に基づいて前記移動体を検知する移動体検知部と、
前記送波器に前記超音波の送波を停止させて、前記受波器が受波した音波を打ち消すキャンセル音の電気信号を生成するノイズキャンセル部とを備える
ことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
前記車両の動作状態に応じて、前記移動体検知部を動作させる移動体検知モードと、前記ノイズキャンセル部を動作させるノイズキャンセルモードとのうちいずれか一方の動作モードを設定するモード設定部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記モード設定部は、
前記車両の始動スイッチがオンされると前記ノイズキャンセルモードを設定し、
前記車両の前記始動スイッチがオフされると前記ノイズキャンセルモードを解除する
ことを特徴とする請求項２記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記モード設定部は、
前記車両の始動スイッチがオフ状態、かつ前記車両のドアがロックされると前記移動体検知モードを設定し、
前記車両のドアがアンロックされると前記移動体検知モードを解除する
ことを特徴とする請求項２または３記載の超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内における移動体を検知する超音波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を送受信することで車両内における移動体を検知する超音波センサがあり、車両への侵入者を検知するために用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、騒音を打ち消す波形のキャンセル音をスピーカから出すことにより、騒音を低減し静粛性を向上させる騒音制御装置（ノイズキャンセルシステム）がある（例えば、特許文献２参照）。また、この騒音制御装置は、車両にも採用されており、走行中におけるロードノイズ等の騒音を低減するために用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０６８７９号公報
【特許文献２】特開２００９−２９４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、上述した超音波センサ，騒音制御装置を車両に設ける場合、車両のオーバーヘッドコンソール（天井操作盤）に設けられるが、オーバーヘッドコンソールは、機器の搭載スペースが小さく、搭載機器の省スペース化が望まれていた。しかし、超音波センサと騒音制御装置とは別体に構成されているので、部品点数が多くなり省スペース化が困難であった。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を低減して省スペース化すると共に、移動体検知と騒音低減とを実現することができる超音波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】
【０００７】
本発明の超音波センサは、車両に設けられ、前記車両内における移動体を検知する超音波センサにおいて、前記車両内に超音波を送波する送波器と、受波した音波を電気信号に変換して出力する受波器と、前記送波器から前記超音波を送波させて、前記受波器が受波した音波に基づいて前記移動体を検知する移動体検知部と、前記送波器に前記超音波の送波を停止させて、前記受波器が受波した音波を打ち消すキャンセル音の電気信号を生成するノイズキャンセル部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この超音波センサにおいて、前記車両の動作状態に応じて、前記移動体検知部を動作させる移動体検知モードと、前記ノイズキャンセル部を動作させるノイズキャンセルモードとのうちいずれか一方の動作モードを設定するモード設定部を備えることが好ましい。
【０００９】
この超音波センサにおいて、前記モード設定部は、前記車両の始動スイッチがオンされると前記ノイズキャンセルモードを設定し、前記車両の前記始動スイッチがオフされると前記ノイズキャンセルモードを解除することが好ましい。
【００１０】
この超音波センサにおいて、前記モード設定部は、前記車両の始動スイッチがオフ状態、かつ前記車両のドアがロックされると前記移動体検知モードを設定し、前記車両のドアがアンロックされると前記移動体検知モードを解除することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明では、受波器が反射超音波と騒音との両方を受波するので、部品点数を低減して省スペース化すると共に、移動体検知と騒音低減とを実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の超音波センサのブロック構成図である。
【図２】同上の動作モードの設定条件を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施形態）
本実施形態の超音波センサのブロック構成図を図１に示す。本実施形態の超音波センサは、車両のオーバーヘッドコンソール（天井操作盤）に設けられている。そして、超音波センサは、超音波を送受信しドップラー効果を利用して車両内における移動体を検知する移動体検知モードに加えて、能動的に騒音を打ち消すキャンセル音を生成（アクティブノイズキャンセル）するノイズキャンセルモードを有している。
【００１５】
まず、本実施形態の超音波センサの構成を図１を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の超音波センサは、送波器１，受波器２，マイクロコンピュータ３（以降、マイコン３と略称する）を主構成として備えている。
【００１７】
マイコン３は、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）３１，リセット回路３２，発振回路３３を備えており、電源回路４から駆動電源が供給され、動作制御および演算処理を行う。ＣＰＵ３１は、移動体検知部３１１，ノイズキャンセル部３１２，モード設定部３１３を有している。移動体検知部３１１は、車両内における移動体を検知する移動体検知モードを実行する。ノイズキャンセル部３１２は、騒音を打ち消すキャンセル音を生成するノイズキャンセルモードを実行する。モード設定部３１３は、移動体検知モードとノイズキャンセルモードとのうちいずれか一方の動作モードを設定する。なお、移動体検知モードおよびノイズキャンセルモードの具体的な動作については後述する。リセット回路３２は、電源投入時にマイコン３を初期化（リセット）する。発振回路３３は、所定周波数の送波信号を出力する。
【００１８】
送波器１は、超音波振動子で構成されており、電気信号を音波（超音波）に変換し、車両内に向けて超音波を送波する。具体的には、送波器１は、発振回路３３から出力される送波信号を受けて、送波信号の発振周波数と同じ周波数の超音波を車両内に送波する。
【００１９】
受波器２は、マイクロホンで構成されており、受波した音波を電気信号（受波信号）に変換して出力する。受波器２から出力された受波信号は、信号処理回路５を介してマイコン３に入力される。なお、本実施形態の受波器２は、一般的な超音波センサの受波器に用いられている超音波振動子ではなく、可聴域から超音波域まで周波数特性の変化が小さいコンデンサマイクで構成されている。
【００２０】
信号処理回路５は、増幅回路５１，スイッチング回路５２，ミキサー回路５３，増幅回路５４，フィルタ回路５５を備えている。増幅回路５１は、受波器２から出力された受波信号を増幅する。スイッチング回路５２は、マイコン３の移動体検知部３１１，ノイズキャンセル部３１２によって制御されており、増幅回路５１の出力先をミキサー回路５３とフィルタ回路５５とのうちいずれか一方に切り替える。具体的には、移動体検知部３１１は、モード設定部３１３が移動体検知モードを設定すると、スイッチング回路５２を制御して増幅回路５１−ミキサー回路５３間を導通させる。また、ノイズキャンセル部３１２は、モード設定部３１３がノイズキャンセルモードを設定すると、スイッチング回路５２を制御して増幅回路５１−フィルタ回路５５間を導通させる。ミキサー回路５３は、増幅回路５１から出力された受波信号と、発振回路３３から出力された送波信号とを混合（ミキシング）することで、受波信号と送波信号との周波数差に応じた振幅を有するドップラー信号を出力する。なお、ミキサー回路５３は、入力段にハイパスフィルターを備えており、受波信号から低周波成分をカットしている。増幅回路５４は、ミキサー回路５３から出力されたドップラー信号を増幅し、マイコン３の移動体検知部３１１に出力する。フィルタ回路５５は、ローパスフィルタからなり、受波信号から高周波成分をカットしてマイコン３のノイズキャンセル部３１２に出力する。
【００２１】
次に、移動体検知モードおよびノイズキャンセルモードの動作について説明する。
【００２２】
まず、モード設定部３１３が移動体検知モードを設定した場合について説明する。モード設定部３１３が移動体検知モードを設定する場合、移動体検知部３１１の動作を開始させる。まず、移動体検知部３１１は、スイッチング回路５２を制御して増幅回路５１−ミキサー回路５３間を導通させる。次に、移動体検知部３１１は、発振回路３３から送波信号の出力を開始させる。これにより、送波器１から超音波が車両内に向けて送波される。送波器１から送波された超音波は、車両内の物体または移動体によって反射され、反射された超音波を受波器２が受波する。そして、受波器２は、受波した超音波から受波信号を生成し、増幅回路５１，スイッチング回路５２を介してミキサー回路５３に出力する。ミキサー回路５３は、送波信号と受波信号との周波数差に応じたドップラー信号を生成し、増幅回路５４を介して移動体検知部３１１に出力する。ここで、車両内に移動体（侵入者）が存在する場合、ドップラー効果によって受波信号の周波数が変動し、送波信号と受波信号とに周波数差が発生するので、ドップラー信号の振幅に変動が生じる。移動体検知部３１１は、ドップラー信号の振幅成分と所定の閾値とを比較することによって、移動体（侵入者）の存在有無を判断する。そして、移動体検知部３１１は、ドップラー信号の振幅が閾値以上となり移動体（侵入者）が存在すると判断した場合、車両通信部６を介してブザー等の警報器７を動作させることで、侵入者の存在を報知する。
【００２３】
次に、モード設定部３１３がノイズキャンセルモードを設定した場合について説明する。モード設定部３１３がノイズキャンセルモードを設定する場合、ノイズキャンセル部３１２の動作を開始させる。まず、ノイズキャンセル部３１２は、スイッチング回路５２を制御して増幅回路５１−フィルタ回路５５間を導通させる。次に、ノイズキャンセル部３１２は、発振回路３３から送波信号の出力を停止状態にする。これにより、送波器１から超音波の送波が停止する。そして、受波器２は、受波した車両内の騒音から受波信号を生成し、増幅回路５１，スイッチング回路５２，フィルタ回路５５を介してノイズキャンセル部３１２に出力する。ノイズキャンセル部３１２は、適応フィルタを有しており、入力された受波信号の逆位相，同振幅（ほぼ逆位相，同振幅を含む）であるキャンセル信号（電気信号）を生成する。そして、ノイズキャンセル部３１２は、生成したキャンセル信号を車両通信部６を介して車両のスピーカ８に出力することで、スピーカ８から騒音を打ち消すキャンセル音を再生させる。
【００２４】
ここで、モード設定部３１３は、車両の動作状態に応じて、移動体検知部３１１を動作させる移動体検知モードと、ノイズキャンセル部３１２を動作させるノイズキャンセルモードとのうちいずれか一方の動作モードを設定する。具体的には、モード設定部３１３は、車両通信部６を介して図示しないＥＣＵ（ElectronicControl Unit）から、車両のエンジンを始動させるイグニッション（始動スイッチ）のオン・オフ情報および、車両のドアのロック・アンロック情報を取得している。そして、モード設定部３１３は、イグニッションのオン・オフ状態および、ドアのロック・アンロック状態に基づいて、移動体検知モードまたはノイズキャンセルモードを設定する。図２に示すフローチャートを用いて、モード設定部３１３が設定する動作モードについて説明する。
【００２５】
モード設定部３１３は、イグニッションがオフ状態かつ、ドアがアンロック状態である場合、移動体検知モードとノイズキャンセルモードとの両方を解除した無警戒状態とする（ステップＳ１）。
【００２６】
そして、運転手が乗車しイグニッションをオンしてエンジンを始動すると、モード設定部３１３は、ノイズキャンセルモードを設定する（ステップＳ２）。これにより、送波器１から超音波送波の停止状態が継続され、受波器２は、エンジン音や車両が走行している際に発生するロードノイズ等の騒音（低周波数音）の受波状態となる。そして、ノイズキャンセル部３１２は、騒音を打ち消すキャンセル音を生成してスピーカ８から再生するので、車両内の騒音が低減され静粛性を向上させることができる。
【００２７】
そして、運転手がイグニッションをオフしてエンジンを停止すると、モード設定部３１３は、ノイズキャンセルモードを解除し無警戒状態となる（ステップＳ１）。
【００２８】
このように、モード設定部３１３は、車両のイグニッション（始動スイッチ）がオンされるとノイズキャンセルモードを設定し、車両のイグニッション（始動スイッチ）がオフされるとノイズキャンセルモードを解除する。すなわち、モード設定部３１３は、車両のエンジン音やロードノイズ等の騒音が発生する状況において、ノイズキャンセルモードを設定する。
【００２９】
次に、駐車した車両（エンジンは停止状態）から運転手が降車し、運転手がドアをロック状態にする。なお、ここでは運転手がリモコンキー等を使用し、ＥＣＵの集中ドアロック制御システムを動作させてドアをロック状態にしたとする。モード設定部３１３は、車両のイグニッションがオフ状態かつ、車両のドアがロックされると、移動体検知モードを設定する。これにより、移動体検知部３１１は、送波器１から超音波の送波を開始させる警戒準備状態（ステップＳ３）となり、所定のマスク期間が経過すると移動体の存在有無を判断する警戒状態（ステップＳ４）となる。そして、移動体検知部３１１が移動体を検知すると、車両通信部６を介して警報器７を動作させる警報状態（ステップＳ５）となり、一定時間警報器７を動作させると再び移動体の存在有無を判断する警戒状態（ステップＳ４）となる。
【００３０】
そして、運転手が車両に乗車するために、ドアをアンロック状態にしたとする。なお、ここでは運転手がリモコンキー等を使用し、ＥＣＵの集中ドアロック制御システムを動作させてドアをアンロック状態にしたとする。モード設定部３１３は、車両のドアがアンロックされると、移動体検知モードを解除し無警戒状態となる（ステップＳ１）。
【００３１】
このように、モード設定部３１３は、車両のイグニッション（始動スイッチ）がオフ状態、かつ車両のドアがロックされると移動体検知モードを設定し、車両のドアがアンロックされると移動体検知モードを解除する。すなわち、モード設定部３１３は、駐車した車両から運転手が離れる状況において、移動体検知モードを設定する。
【００３２】
このように、本実施形態は、車両に設けられ、車両内における移動体を検知する超音波センサにおいて、送波器１，受波器２，移動体検知部３１１，ノイズキャンセル部３１２を備える。送波器１は、車両内に超音波を送波する。受波器２は、受波した音波を受波信号（電気信号）に変換して出力する。移動体検知部３１１は、送波器１から超音波を送波させて、受波器２が受波した超音波（音波）に基づいて移動体を検知する。ノイズキャンセル部３１２は、送波器１に超音波の送波を停止させて、受波器２が受波した騒音（音波）を打ち消すキャンセル音のキャンセル信号（電気信号）を生成する。
【００３３】
すなわち、本実施形態の超音波センサは、移動体検知と騒音低減との両方の機能を実現することができる。さらに、受波器２は、移動体検知モードの設定時に反射超音波を受波する受波器と、ノイズキャンセルモードの設定時に騒音を受波する受波器とを兼用している。したがって、本実施形態の超音波センサは、移動体検知のみを行う従来の超音波センサと、ノイズキャンセルのみを行う従来の騒音制御装置とを両方備える場合に比べて部品点数が低減し省スペース化することができる。これにより、本実施形態の超音波センサは、機器の搭載スペースが小さいオーバーヘッドコンソールへの搭載が容易となる。
【００３４】
なお、本実施形態では、エンジンのみを駆動源とする車両（例えばガソリン車）である場合について説明したが、車両の種類を限定するものではなく、駆動源としてモーターを備える車両（例えば、電気自動車やハイブリッド自動車）であってもよい。なお、駆動源としてモーターを備える車両である場合、ノイズキャンセルモードの設定・解除のトリガーとなる始動スイッチは、車両の駆動システムを起動するパワースイッチに相当する。
【００３５】
また、本実施形態では、ＥＣＵの集中ドアロック制御システムを動作させてドアをロック・アンロックさせた場合に移動体検知モードを設定・解除するように構成しているが、これに限定するものではない。例えば、運転手が鍵を鍵穴に差し込み、機械的にドアをロック・アンロックさせた場合であっても移動体検知モードを設定・解除するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  送波器
２  受波器
３  マイコン
３１１  移動体検知部
３１２  ノイズキャンセル部
３１３  モード設定部
３３  発振回路
４  電源回路
５  信号処理回路
６  車両通信部
７  警報器
８  スピーカ
【図１】
2015010839.tif 000003
【図２】
2015010839.tif 000004