(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知装置において、
上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知する位相差検知部と、
上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する異常判定部と、
を備え、
上記位相差検知部は、上記出力信号のうち上記入力信号との積算値が正になる信号成分の積分値と、上記出力信号のうち上記入力信号との積算値が負になる信号成分の積分値との比率を用いて上記位相差を検知することを特徴とする異物付着検知装置。
【請求項２】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知装置において、
上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知する位相差検知部と、
上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する異常判定部と、
を備え、
上記異常判定部は、上記閾値に上限値と下限値とが設定されており、上記位相差の値が上記上限値を超えている場合、及び上記位相差の値が上記下限値未満である場合、上記超音波振動子に異物が付着していると判定することを特徴とする異物付着検知装置。
【請求項３】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知装置において、
上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知する位相差検知部と、
上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する異常判定部と、
上記超音波振動子又は上記超音波振動子の周辺部の温度情報を取得する温度情報取得部を備え、
上記位相差検知部は、上記温度情報を用いて上記閾値を補正することを特徴とする異物付着検知装置。
【請求項４】
上記位相差検知部は、上記入力信号のゼロクロス点と上記出力信号のゼロクロス点との時間差を用いて上記位相差を検知することを特徴とする請求項２記載の異物付着検知装置。
【請求項５】
上記位相差検知部は、上記入力信号のゼロクロス点と上記出力信号のゼロクロス点との時間差を用いて上記位相差を検知することを特徴とする請求項３記載の異物付着検知装置。
【請求項６】
上記位相差検知部は、上記入力信号及び上記出力信号のゼロクロス点を検知するコンパレータと、上記入力信号のゼロクロス点と上記出力信号のゼロクロス点との上記時間差を検知するゲートと、上記時間差の値を積算するカウンタと、を備えることを特徴とする請求項５記載の異物付着検知装置。
【請求項７】
上記異常判定部は、上記閾値に上限値と下限値とが設定されており、上記位相差の値が上記上限値を超えている場合、及び上記位相差の値が上記下限値未満である場合、上記超音波振動子に異物が付着していると判定することを特徴とする請求項１、請求項３または請求項５のうちのいずれか１項記載の異物付着検知装置。
【請求項８】
上記超音波振動子又は上記超音波振動子の周辺部の温度情報を取得する温度情報取得部を備え、
上記位相差検知部は、上記温度情報を用いて上記閾値を補正する
ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項４のうちのいずれか１項記載の異物付着検知装置。
【請求項９】
上記超音波振動子又は上記超音波振動子の周辺部の温度情報を取得する温度情報取得部を備え、
上記異常判定部は、上記閾値に上限値と下限値とが設定されており、上記位相差の値が上記上限値を超えている場合、及び上記位相差の値が上記下限値未満である場合、上記超音波振動子に異物が付着していると判定し、
上記位相差検知部は、上記温度情報を用いて上記閾値を補正する
ことを特徴とする請求項１記載の異物付着検知装置。
【請求項１０】
上記入力信号は、上記超音波振動子の入出力端子間の電圧を示す電圧信号、上記超音波振動子の入力側に接続した送信アンプにおける増幅前の電圧を示す電圧信号、又は、上記超音波振動子の駆動を制御する送信制御部が上記送信アンプに出力する送信制御信号を用いることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の異物付着検知装置。
【請求項１１】
上記出力信号は、上記超音波振動子が出力する電流を示す電流信号、又は、上記超音波振動子の出力側に接続した受信アンプが増幅した信号を用いることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の異物付着検知装置。
【請求項１２】
上記超音波振動子を駆動させる送信制御信号を出力する送信制御部を備え、
上記位相差検知部は、上記送信制御部が上記送信制御信号を出力している期間、又は、上記送信制御部が上記送信制御信号の出力を停止した後の期間における上記入力信号と上記出力信号との上記位相差を検知する
ことを特徴とする請求項３記載の異物付着検知装置。
【請求項１３】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知装置において、
上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知する位相差検知部と、
上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する異常判定部と、
上記超音波振動子を駆動させる送信制御信号を出力するとともに、上記送信制御信号の出力を停止している期間に上記送信制御信号よりも振幅が小さい疑似送信制御信号を出力する送信制御部を備え、
上記位相差検知部は、上記疑似送信制御信号により生じた上記入力信号と上記出力信号との上記位相差を検知することを特徴とする異物付着検知装置。
【請求項１４】
上記超音波振動子又は上記超音波振動子の周辺部の温度情報を取得する温度情報取得部を備え、
上記位相差検知部は、上記温度情報を用いて上記閾値を補正する
ことを特徴とする請求項１３記載の異物付着検知装置。
【請求項１５】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知方法において、
位相差検知部が、上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知し、
異常判定部が、上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する
ことを特徴とする異物付着検知方法であって、
上記位相差検知部は、上記出力信号のうち上記入力信号との積算値が正になる信号成分の積分値と、上記出力信号のうち上記入力信号との積算値が負になる信号成分の積分値との比率を用いて上記位相差を検知することを特徴とする異物付着検知方法。
【請求項１６】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知方法において、
位相差検知部が、上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知し、
異常判定部が、上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する
ことを特徴とする異物付着検知方法であって、
上記異常判定部は、上記閾値に上限値と下限値とが設定されており、上記位相差の値が上記上限値を超えている場合、及び上記位相差の値が上記下限値未満である場合、上記超音波振動子に異物が付着していると判定することを特徴とする異物付着検知方法。
【請求項１７】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知方法において、
位相差検知部が、上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知し、
異常判定部が、上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定し、
送信制御部が、上記超音波振動子を駆動させる送信制御信号を出力するとともに、上記送信制御信号の出力を停止している期間に上記送信制御信号よりも振幅が小さい疑似送信制御信号を出力する
ことを特徴とする異物付着検知方法であって、
上記位相差検知部は、上記疑似送信制御信号により生じた上記入力信号と上記出力信号との上記位相差を検知することを特徴とする異物付着検知方法。
【請求項１８】
超音波振動子への異物の付着を検知する異物付着検知方法において、
位相差検知部が、上記超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、上記印加電圧によって上記超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知し、
異常判定部が、上記位相差の値を閾値と比較して、上記超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定し、
温度情報取得部が、上記超音波振動子又は上記超音波振動子の周辺部の温度情報を取得する
ことを特徴とする異物付着検知方法であって、
上記位相差検知部は、上記温度情報を用いて上記閾値を補正することを特徴とする異物付着検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサへの異物の付着を検知する異物付着検知装置及び異物付着検知方法に関するものであり、特に車載用の超音波センサに適した異物付着検知装置及び異物付着検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両に超音波センサが搭載されている。超音波センサは、車両の周囲に向けて超音波を送信するとともに、障害物により反射された超音波を受信するものである。超音波センサを用いることで、車両周辺の障害物の位置及び形状を検知している。
【０００３】
車両の走行環境に応じて、超音波センサの送信面が結露したり、送信面が氷結したり、送信面に泥が付着したりする場合がある。超音波センサの送信面に異物が付着すると、超音波の送受信感度が低下したり、超音波の残響時間が長くなったりするため、障害物を正確に検知することができなくなる。これに対し、超音波センサへの異物の付着を検知する技術が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
超音波センサの送信面に異物が付着すると、超音波センサのインピーダンスの変動が顕著になる。特許文献１の障害物検知装置は、超音波センサのインピーダンスを測定し、測定値の変化量から水及び泥などの付着を検知している。また、特許文献２の超音波ソナーは、超音波センサが発生した超音波の残響時間の長さ及び任意の残響時間帯における周波数成分に基づいて、超音波センサの断線及び氷結などの異常の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１５５７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の障害物検知装置は、超音波センサを励振する信号源に矩形波を用いている。特許文献１の障害物検知装置は、超音波センサへの電圧の印加を開始してから所定時間後に超音波センサに流れる電流を求め、電流値の低下に応じて超音波センサへの異物の付着を検知している。この構成では、送信電圧によって電流値が変動するので、送信電圧をモニタする電圧モニタを設けなければ異物の付着を正確に検知することができない課題があった。
【０００７】
特許文献２の超音波ソナーは、残響時間、残響周波数及び反射波の周波数成分の組み合わせを用いて異常の有無を判定している。このため、車両の周辺に障害物がない場合、反射波の周波数成分を検知できないので、異常の有無を正確に判定できない課題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、送信電圧の変動によらず安定して超音波センサへの異物の付着を検知することができ、かつ、超音波センサが反射波を受信していない場合にも異物の付着を検知することができる異物付着検知装置及び異物付着検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の異物付着検知装置は、超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、印加電圧によって超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知する位相差検知部と、位相差の値を閾値と比較して、超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定する異常判定部と、を備え、位相差検知部は、出力信号のうち入力信号との積算値が正になる信号成分の積分値と、出力信号のうち入力信号との積算値が負になる信号成分の積分値との比率を用いて位相差を検知するものである。
【００１０】
また、本発明の異物付着検知方法は、位相差検知部が、超音波振動子への印加電圧に対応する入力信号と、印加電圧によって超音波振動子に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差を検知し、異常判定部が、位相差の値を閾値と比較して、超音波振動子に異物が付着しているか否かを判定するものであって、位相差検知部は、出力信号のうち入力信号との積算値が正になる信号成分の積分値と、出力信号のうち入力信号との積算値が負になる信号成分の積分値との比率を用いて位相差を検知するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の異物付着検知装置及び異物付着検知方法は、超音波センサへの印加電圧に対応する入力信号と、負荷電流に対応する出力信号との位相差を用いて異物付着の有無を判定する。これにより、送信電圧の変動によらず安定して超音波センサへの異物の付着を検知することができ、かつ、超音波センサが反射波を受信していない場合にも異物の付着を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の異物付着検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の位相差検知部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の送信制御信号、電圧信号、セット信号、電流信号及びリセット信号を示すタイミング図である。
【図４】本発明の実施の形態１の異常判定部に設定された閾値を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１の異物付着検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１の異物付着検知装置の他の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１の異物付着検知装置の他の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１の異物付着検知装置の他の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態１の送信アンプ、超音波センサ、入力信号検知部、出力信号検知部及び受信アンプの回路構成の一例を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態２の異物付着検知装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の送信制御信号、電圧信号、第１コンパレータ及び第２コンパレータの出力、電流信号、同相成分、積分値Ｒ、皮相成分並びに積分値Ｚｃｌを示すタイミング図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の異物付着検知装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態３の送信制御信号及び疑似送信制御信号、電圧信号、第１コンパレータ及び第２コンパレータの出力、電流信号、同相成分、積分値Ｒ、皮相成分並びに積分値Ｚｃｌを示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１を参照して、本発明の実施の形態１の異物付着検知装置について説明する。
送信制御部１は、超音波センサ（超音波振動子）３を駆動させる期間に、送信アンプ２にパルス状の送信制御信号を出力するものである。送信アンプ２は、送信制御部１が出力した送信制御信号を増幅して、超音波センサ３に正弦波状の交流電圧を印加するものである。
【００１４】
入力信号検知部４は、超音波センサ３の入出力端子間の電圧を検知するものである。入力信号検知部４は、検知した電圧を示す電圧信号を出力するものである。この電圧信号は、超音波センサ３に印加した電圧に対応する信号（入力信号）である。
【００１５】
出力信号検知部５は、超音波センサ３が出力した電流を検知するものである。出力信号検知部５は、検知した電流を示す電流信号を出力するものである。この電流信号は、印加電圧によって超音波センサ３に流れる負荷電流に対応する信号（出力信号）である。
【００１６】
位相差検知部６は、入力信号検知部４が出力した電圧信号と、出力信号検知部５が出力した電流信号との位相差Δθを検知するものである。位相差検知部６は、検知した位相差Δθの値を異常判定部７に出力する。
【００１７】
異常判定部７は、位相差検知部６が出力した位相差Δθの値を、予め設定された閾値と比較するものである。異常判定部７は、位相差Δθと閾値との比較結果を用いて、超音波センサ３に異物が付着しているか否かを判定する。
【００１８】
超音波センサ３は、例えば、圧電素子などで構成されており、図示しない車両に搭載されている。送信制御部１、位相差検知部６及び異常判定部７は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）又は専用の集積回路、及び半導体メモリなどで構成されている。送信制御部１、送信アンプ２、入力信号検知部４、出力信号検知部５、位相差検知部６及び異常判定部７によって、異物付着検知装置１００が構成されている。
【００１９】
次に、図２を参照して、位相差検知部６の詳細な構成について説明する。
第１コンパレータ６０ａは、入力信号検知部４が出力した電圧信号の、いわゆる「ゼロクロス点」を検知するものである。第１コンパレータ６０ａは、電圧信号が零値以上であれば「１」を示し、零値未満であれば「−１」を示すパルス状の信号（以下「セット信号」という）を出力するものである。
【００２０】
第２コンパレータ６０ｂは、出力信号検知部５が出力した電流信号のゼロクロス点を検知するものである。第２コンパレータ６０ｂは、電流信号が零値以上であれば「１」を示し、電圧信号が零値未満であれば「−１」を示すパルス状の信号（以下「リセット信号」という）を出力するものである。
【００２１】
第１フリップフロップゲート６１０ａは、第１コンパレータ６０ａが出力したセット信号と、第２コンパレータ６０ｂが出力したリセット信号とが入力される、いわゆる「ＲＳ型フリップフロップ」である。第１フリップフロップゲート６１０ａは、セット信号の値が「１」を示し、かつリセット信号の値が「−１」を示す場合に「１」を示す信号（以下「Δｔｕｐ信号」という）を出力するようになっている。Δｔｕｐ信号は、セット信号の立ち上がりと、リセット信号の立ち上がりとの時間差を示すものである。
【００２２】
第１ＡＮＤゲート６１１ａは、第１フリップフロップゲート６１０ａが出力したΔｔｕｐ信号の値が「１」を示し、かつクロック６２が出力した周期Δｔのクロック信号の値が「１」を示す場合に、「１」を示す信号を出力するものである。第１フリップフロップゲート６１０ａ及び第１ＡＮＤゲート６１１ａによって、第１ゲート６１ａが構成されている。第１ゲート６１ａの動作の開始及び停止は、送信制御部１により制御されるようになっている。
【００２３】
第２フリップフロップゲート６１０ｂは、第１コンパレータ６０ａが出力したセット信号と、第２コンパレータ６０ｂが出力したリセット信号とが入力されるＲＳ型フリップフロップである。第２フリップフロップゲート６１０ｂは、セット信号の値が「−１」を示し、かつリセット信号の値が「１」を示す場合に「１」を示す信号（以下「Δｔｄｏｗｎ信号」という）を出力するようになっている。Δｔｄｏｗｎ信号は、セット信号の立ち下がりと、リセット信号の立ち下がりとの時間差を示すものである。
【００２４】
第２ＡＮＤゲート６１１ｂは、第２フリップフロップゲート６１０ｂが出力したΔｔｄｏｗｎ信号の値が「１」を示し、かつクロック６２が出力した周期Δｔのクロック信号の値が「１」を示している場合に、「１」を示す信号を出力するものである。第２フリップフロップゲート６１０ｂ及び第２ＡＮＤゲート６１１ｂによって、第２ゲート６１ｂが構成されている。第２ゲート６１ｂの動作の開始及び停止は、送信制御部１により制御されるようになっている。
【００２５】
第１カウンタ６３ａは、第１ＡＮＤゲート６１１ａが出力した信号を積算して、積算値Ｎｕｐを出力するものである。第２カウンタ６３ｂは、第２ＡＮＤゲート６１１ｂが出力した信号を積算して、積算値Ｎｄｏｗｎを出力するものである。
【００２６】
ここで、送信制御部１は、超音波センサ３の印加電圧又は負荷電流の周波数ｆの値と、クロック６２が出力するクロック信号の周期Δｔの値とを記憶するようになっている。位相差算出部６４は、送信制御部１から取得した周波数ｆ及び周期Δｔの値と、第１カウンタ６３ａが出力した積算値Ｎｕｐの値と、第２カウンタ６３ｂが出力した積算値Ｎｄｏｗｎの値とを用いて、電圧信号と電流信号との位相差Δθを算出する。位相差算出部６４は、算出した位相差Δθの値を異常判定部７に出力する。
【００２７】
第１コンパレータ６０ａ、第２コンパレータ６０ｂ、第１ゲート６１ａ、第２ゲート６１ｂ、クロック６２、第１カウンタ６３ａ、第２カウンタ６３ｂ及び位相差算出部６４によって、位相差検知部６が構成されている。
【００２８】
次に、図２〜図４を参照して、異物付着検知装置１００の動作について説明する。
まず、時刻ｔ０において、送信制御部１が送信アンプ２への送信制御信号の出力を開始する。図３（ａ）に示す如く、送信制御信号の波形はパルス状である。
【００２９】
次いで、時刻ｔ１において、送信アンプ２が超音波センサ３への交流電圧の印加を開始する。印加された電圧により、超音波センサ３は超音波の送信を開始する。入力信号検知部４は、超音波センサ３への印加電圧を検知して、電圧信号を出力する。図３（ｂ）に示す如く、電圧信号の波形は、送信制御信号と周波数がほぼ等しい正弦波状となる。
【００３０】
次いで、時刻ｔ２において、超音波センサ３に負荷電流が流れ始める。出力信号検知部５は、超音波センサ３が出力した電流を検知して、電流信号を出力する。図３（ｄ）に示す如く、電流信号の波形は、電圧信号と周波数がほぼ等しい正弦波状となる。
【００３１】
次いで、時刻ｔ３において、送信制御部１が送信アンプ２への送信制御信号の出力を停止する。送信制御信号の停止により、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、印加電圧が一時的に負電圧となる。時刻ｔ４以降、印加電圧はいわゆる「自由振動」の状態となり、電圧信号は正弦波状の波形を保ちながら振幅が徐々に小さくなっていく。同様に、時刻ｔ５以降、負荷電流も自由振動の状態となり、電流信号は正弦波状の波形を保ちながら振幅が徐々に小さくなっていく。
【００３２】
時刻ｔ２以降、第１コンパレータ６０ａは電圧信号のゼロクロス点を検知して、セット信号を出力する。図３（ｃ）に示す如く、セット信号の波形は、電圧信号と周波数がほぼ等しいパルス状となる。時刻ｔ３以降、第２コンパレータ６０ｂは電流信号のゼロクロス点を検知して、リセット信号を出力する。リセット信号の波形は、電流信号と周波数がほぼ等しいパルス状となる。
【００３３】
ここで、送信制御部１は、時刻ｔ３と時刻ｔ５間の時間に応じた待機期間を予め記憶しておく。送信制御部１は、送信制御信号の出力を停止してから待機期間が経過すると、第１ゲート６１ａ及び第２ゲート６１ｂの動作を開始させる。第１カウンタ６３ａは、時刻ｔ５から所定の検知期間内に第１ＡＮＤゲート６１１ａが出力した信号を積算して、積算値Ｎｕｐを出力する。第２カウンタ６３ｂは、時刻ｔ５から検知期間内に第２ＡＮＤゲート６１１ｂが出力した信号を積算して、積算値Ｎｄｏｗｎを出力する。この検知期間は、印加電圧及び負荷電流が自由振動を継続する時間に応じて予め設定された期間である。
【００３４】
位相差算出部６４は、送信制御部１から、印加電圧又は負荷電流の周波数ｆの値と、クロック信号の周期Δｔの値とを取得する。位相差算出部６４は、第１カウンタ６３ａから積算値Ｎｕｐを取得し、第２カウンタ６３ｂから積算値Ｎｄｏｗｎを取得する。
【００３５】
ここで、セット信号のゼロクロス点と、リセット信号のゼロクロス点との個々の位相差をθｎで表す（ｎは０以上の整数）。ｎが奇数である場合、θｎは、電圧信号の立ち上がりと、この立ち上がりの直後の電流信号の立ち上がりとの位相差を示している。ｎが偶数である場合、θｎは、電圧信号の立ち下がりと、この立ち下がりの直後の電流信号の立ち下がりとの位相差を示している。
【００３６】
位相差算出部６４は、以下の式（１）及び式（２）を用いて、電圧信号と電流信号との位相差Δθを算出する。なお、式（２）において、ｉが奇数である場合、Ｎは第１カウンタ６３ａの積算値Ｎｕｐを示している。ｉが偶数である場合、Ｎは第２カウンタ６３ｂの積算値Ｎｄｏｗｎを示している。
0006338499.tif 000002
0006338499.tif 000003
【００３７】
異常判定部７は、位相差算出部６４で算出した位相差Δθの値を、予め設定された閾値と比較する。ここで、異常判定部７は、図４に示す如く、閾値として上限値と下限値とが設定されている。異常判定部７は、位相差Δθの値が上限値を超えている場合、及び位相差Δθの値が下限値未満である場合、超音波センサ３に異物が付着していると判定する。一方、異常判定部７は、位相差Δθの値が下限値以上かつ上限値以下である場合、超音波センサ３に異物が付着していないと判定する。
【００３８】
このように、実施の形態１の異物付着検知装置１００は、超音波センサ３の印加電圧に対応する電圧信号と、印加電圧によって超音波センサ３に流れる負荷電流に対応する電流信号との位相差Δθを用いて、超音波センサ３への異物の付着を検知している。このため、送信電圧の変動によらず、安定して異物の付着を検知することができる。また、車両周辺に障害物が存在せず、超音波センサ３が反射波を受信していない場合でも、異物の付着を検知することができる。
【００３９】
以上のような異物付着検知装置１００の動作のフローチャートを図５に示す。
まず、ステップＳＴ１において、送信制御部１が送信アンプ２への送信制御信号の出力を開始する（時刻ｔ０）。次いで、ステップＳＴ２において、入力信号検知部４が電圧信号の出力を開始する（時刻ｔ１）。次いで、ステップＳＴ３にて、出力信号検知部５が電流信号の出力を開始する（時刻ｔ２）。次いで、ステップＳＴ４にて、位相差検知部６が電圧信号と電流信号との位相差Δθを検知する（時刻ｔ５以降）。次いで、ステップＳＴ５にて、異常判定部７が位相差Δθの値を閾値と比較して、超音波センサ３への異物付着の有無を判定する。
【００４０】
なお、送信制御部１は、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの送信制御信号出力期間を検知期間として、第１ゲート６１ａ及び第２ゲート６１ｂを動作させるものとしても良い。送信制御部１が送信アンプ２に送信制御信号を出力している期間、並びに印加電圧及び負荷電流が自由振動している期間は、電圧信号と電流信号との位相変化が大きくなる。この期間に電圧信号と電流信号との位相差Δθを検知することで、検知した値を個々の超音波センサ３が有する共振周波数の固有値に連動させて、検知した値の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、第１コンパレータ６０ａがゼロクロス点を検知する信号（入力信号）は、超音波センサ３への印加電圧と同期した信号であればよく、超音波センサ３の入出力端子間の電圧を示す電圧信号に限定されるものではない。また、第２コンパレータ６０ｂがゼロクロス点を検知する信号（出力信号）は、印加電圧によって超音波センサ３に流れる負荷電流と同期した信号であればよく、超音波センサ３に流れる電流を示す電流信号に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、第１コンパレータ６０ａは、送信制御部１が送信アンプ２に出力した送信制御信号のゼロクロス点を検知するものとしても良い。第２コンパレータ６０ｂは、超音波センサ３が出力した電流を示す電流信号のゼロクロス点を検知するものとしても良い。図６に、この場合の異物付着検知装置１００のブロック図の一例を示す。図６の異物付着検知装置１００は、入力信号検知部を用いずに、送信制御信号が位相差検知部６に直接入力されるようになっている。
【００４３】
又は、例えば、第１コンパレータ６０ａは、送信アンプ２における増幅前の電圧を示す電圧信号のゼロクロス点を検知するものとしても良い。第２コンパレータ６０ｂは、超音波センサ３が出力した電流を示す電流信号のゼロクロス点を検知するものとしても良い。図７に、この場合の異物付着検知装置１００のブロック図の一例を示す。図７の異物付着検知装置１００は、入力信号検知部を用いずに、電圧信号が位相差検知部６に直接入力されるようになっている。
【００４４】
又は、例えば、第１コンパレータ６０ａは、送信制御部１が送信アンプ２に出力した送信制御信号のゼロクロス点を検知するものとしても良い。異物付着検知装置１００は、超音波センサ３が超音波を受信したときに出力する信号を増幅する受信アンプ８を有し、第２コンパレータ６０ｂは、受信アンプ８が増幅した信号のゼロクロス点を検知するものとしても良い。図８に、この場合の異物付着検知装置１００のブロック図の一例を示す。図８の異物付着検知装置１００は、入力信号検知部を用いずに、送信制御信号が位相差検知部６に直接入力されるようになっている。また、図８の異物付着検知装置１００は、出力信号検知部を用いずに、受信アンプ８で増幅した信号が位相差検知部６に直接入力されるようになっている。
【００４５】
ここで、図９を参照して、送信アンプ２、超音波センサ３、入力信号検知部４、出力信号検知部５及び受信アンプ８の具体的な回路構成について説明する。
トランジスタ２０のコレクタ端子に電源が接続されており、ベース端子に図示しない送信制御部１が接続されている。トランジスタ２０のエミッタ端子と回路グランドとの間に、昇圧トランス２１の１次巻線２１０が接続されている。トランジスタ２０及び昇圧トランス２１によって、送信アンプ２が構成されている。
【００４６】
昇圧トランス２１の２次巻線２１１に対して並列に、２つの分圧抵抗４０，４１が直列に接続されている。分圧抵抗４０，４１によって、入力信号検知部４が構成されている。
【００４７】
分圧抵抗４０，４１に対して並列に、超音波センサ３が接続されている。超音波センサ３の回路グランド側の入出力端子と、分圧抵抗４１の回路グランド側の一端部とは、シャント抵抗５０を介して接続されている。超音波センサ３の回路グランド側の入出力端子には、抵抗素子５１０の一端部が接続されている。抵抗素子５１０の他端部はオペアンプ５１１に接続されている。オペアンプ５１１には、帰還抵抗５１２が接続されている。抵抗素子５１０、オペアンプ５１１及び帰還抵抗５１２によって、アンプ５１が構成されている。シャント抵抗５０及びアンプ５１によって、出力信号検知部５が構成されている。
【００４８】
分圧抵抗４０と２次巻線２１１間に、抵抗素子８０の一端部が接続されている。抵抗素子８０の他端部はオペアンプ８１に接続されている。オペアンプ８１には、帰還抵抗８２が接続されている。抵抗素子８０、オペアンプ８１及び帰還抵抗８２によって、受信アンプ８が構成されている。
【００４９】
図９の回路においてアンプ５１が出力する信号Ａは、図１、図６及び図７のブロック図における、超音波センサ３が出力する電流を示す電流信号に対応している。図９の回路において分圧抵抗４０，４１間から出力される信号Ｂは、図１のブロック図における、超音波センサ３の入出力端子間の電圧を示す電圧信号に対応している。図９の回路においてトランジスタ２０から１次巻線２１０に印加した電圧あるいは流れる信号Ｃは、図７のブロック図における、送信アンプ２における増幅前の電圧を示す電圧信号に対応している。図９の回路において送信制御部１からトランジスタ２０に印加した電圧あるいは流れる信号Ｄは、図６及び図８のブロック図における、送信制御信号に対応している。図９の回路において受信アンプ８が出力する信号Ｅは、図８のブロック図における、受信アンプ８が増幅した信号に対応している。
【００５０】
このように、図９に例示する回路を採用することで、図１及び図６〜図８のすべてのブロック図に対応した送信アンプ２、超音波センサ３、入力信号検知部４、出力信号検知部５及び受信アンプ８を構成することができる。
【００５１】
以上のように、実施の形態１の異物付着検知装置１００は、超音波センサ３への印加電圧に対応する入力信号と、印加電圧によって超音波センサ３に流れる負荷電流に対応する出力信号との位相差Δθを検知する位相差検知部６と、位相差Δθの値を閾値と比較して、超音波センサ３に異物が付着しているか否かを判定する異常判定部７とを有している。入力信号と出力信号との位相差Δθを用いて異物付着の有無を判定することで、送信電圧の変動によらず安定して超音波センサ３への異物の付着を検知することができる。また、超音波センサ３が反射波を受信していない場合にも異物の付着を検知することができる。
【００５２】
また、異物付着検知装置１００は、入力信号に、超音波センサ３の入出力端子間の電圧を示す電圧信号、超音波センサ３の入力側に接続した送信アンプ２における増幅前の電圧を示す電圧信号、又は、超音波センサ３の駆動を制御する送信制御部１が送信アンプ２に出力する送信制御信号を用いている。印加電圧のモニタに用いる入力信号を複数種類の信号から任意に選択することができるため、超音波センサ３を含む超音波センシングシステムの構成に制約されずに、異物付着検知装置１００を実現することができる。
【００５３】
また、異物付着検知装置１００は、出力信号に、超音波センサ３が出力する電流を示す電流信号、又は、超音波センサ３の出力側に接続した受信アンプ８が増幅した信号を用いている。負荷電流のモニタに用いる出力信号を複数種類の信号から任意に選択することができるため、超音波センサ３を含む超音波センシングシステムの構成に制約されずに、異物付着検知装置１００を実現することができる。
【００５４】
また、位相差検知部６は、入力信号のゼロクロス点と出力信号のゼロクロス点との時間差を用いて位相差Δθを検知する。すなわち、位相差検知部６は、入力信号及び出力信号のゼロクロス点を検知する第１コンパレータ６０ａ及び第２コンパレータ６０ｂと、入力信号のゼロクロス点と出力信号のゼロクロス点との時間差を検知する第１ゲート６１ａ及び第２ゲート６１ｂと、時間差の値を積算する第１カウンタ６３ａ及び第２カウンタ６３ｂとを有している。コンパレータ、ゲート及びカウンタを用いて位相差検知部６を構成することで、回路構成を簡単にすることができる。
【００５５】
また、異常判定部７は、閾値に上限値と下限値とが設定されており、位相差Δθの値が上限値を超えている場合、及び位相差Δθの値が下限値未満である場合、超音波センサ３に異物が付着していると判定する。上限値と下限値とを設定することで、個々の超音波センサ３の特性のばらつきを吸収して、ばらつきによる判定結果の変動を低減することができる。
【００５６】
また、位相差検知部６は、送信制御部１が送信制御信号を出力している期間、若しくは送信制御部１が送信制御信号の出力を停止した後の期間、又はこれらの両方の期間における入力信号と出力信号との位相差Δθを検知する。これらの期間に入力信号と出力信号との位相差Δθを検知することで、検知した値を個々の超音波センサ３が有する共振周波数の固有値に連動させて、検知した値の信頼性を向上させることができる。
【００５７】
実施の形態２．
図１０を参照して、実施の形態１と異なる位相差検知部６ａと、温度情報取得部９とを設けた異物付着検知装置１０１について説明する。図１０において、図１及び図２に示す実施の形態１の異物付着検知装置１００と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
第１コンパレータ６５０ａは、入力信号検知部４が出力した電圧信号のゼロクロス点を検知するものである。第１コンパレータ６５０ａは、電圧信号が零値以上であれば「１」を示し、零値未満であれば「−１」を示すパルス状の信号を出力するものである。第２コンパレータ６５０ｂは、第１コンパレータ６５０ａと同様に、電圧信号のゼロクロス点を検知してパルス状の信号を出力するものである。
【００５９】
ここで、第１コンパレータ６５０ａ及び第２コンパレータ６５０ｂは、送信制御部１から送信制御信号の周波数ｆｒの値を取得するようになっている。第１コンパレータ６５０ａ及び第２コンパレータ６５０ｂは、送信制御信号の周期ｔｒ＝１／ｆｒの値を用いて、パルス状の信号の立ち下がりが送信制御信号の立ち下がりと同期し、かつデューティ比が５０％となるように、パルスの位相を調整して出力するようになっている。第１コンパレータ６５０ａ及び第２コンパレータ６５０ｂによって、位相調整部６５が構成されている。
【００６０】
動作の詳細ブロック図は省くが、第１スイッチ６６０ａは、第１コンパレータ６５０ａが出力した信号が「１」を示し、かつ出力信号検知部５が出力した電流信号の値が正である場合、電流信号の値を出力するものである。第１スイッチ６６０ａは、第１コンパレータ６５０ａが出力した信号が「−１」を示し、かつ出力信号検知部５が出力した電流信号の値が負である場合、電流信号の値を出力するものである。
【００６１】
すなわち、第１スイッチ６６０ａは、出力信号検知部５が出力した電流信号のうち、入力信号検知部４が出力した電圧信号との積算値が正となる信号成分（以下「同相成分」という）を抽出するものである。この積算値は、超音波センサ３が消費する電力に対応している。同相成分は、超音波センサ３のインピーダンスの抵抗成分に対応している。
【００６２】
第２スイッチ６６０ｂは、第２コンパレータ６５０ｂが出力した信号が「１」を示し、かつ出力信号検知部５が出力した電流信号の値が負である場合、電流信号の値を出力するものである。第２スイッチ６６０ｂは、第２コンパレータ６５０ｂが出力した信号が「−１」を示し、かつ出力信号検知部５が出力した電流信号の値が正である場合、電流信号の値を出力するものである。
【００６３】
すなわち、第２スイッチ６６０ｂは、出力信号検知部５が出力した電流信号のうち、入力信号検知部４が出力した電圧信号との積算値が負となる信号成分（以下「皮相成分」という）を抽出するものである。皮相成分は、超音波センサ３のインピーダンスのインダクタンス成分に対応している。
【００６４】
第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂの動作の開始及び停止は、送信制御部１によって制御されるようになっている。第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂによって、信号成分抽出部６６が構成されている。
【００６５】
実部積分器６７は、第１スイッチ６６０ａが出力した値を積分して、積分値Ｒを出力するものである。虚部積分器６８は、第２スイッチ６６０ｂが出力した値を積分して、積分値Ｚｃｌを出力するものである。
【００６６】
位相差算出部６９は、実部積分器６７が出力した積分値Ｒと、虚部積分器６８が出力した積分値Ｚｃｌとの比率Ｚｃｌ／Ｒを用いて、電圧信号と電流信号との位相差Δθを算出するものである。位相差算出部６９は、算出した位相差Δθの値を異常判定部７に出力する。位相調整部６５、信号成分抽出部６６、実部積分器６７、虚部積分器６８及び位相差算出部６９によって、位相差検知部６ａが構成されている。
【００６７】
温度情報取得部９は、超音波センサ３又は超音波センサ３の周辺部の温度を取得するものである。温度情報取得部９は、取得した温度を示す温度情報を出力する。位相差算出部６９は、温度情報取得部９が出力した温度情報を用いて、位相差Δθの判定に用いる閾値を補正するようになっている。
【００６８】
位相差検知部６ａは、例えば、ＣＰＵ又は専用の集積回路などで構成されている。温度情報取得部９は、例えば、サーミスタなどで構成されている。送信制御部１、送信アンプ２、入力信号検知部４、出力信号検知部５、位相差検知部６ａ、異常判定部７及び温度情報取得部９によって、異物付着検知装置１０１が構成されている。
【００６９】
次に、図１０及び図１１を参照して、異物付着検知装置１０１の動作について説明する。
まず、時刻ｔ０において、送信制御部１が送信アンプ２への送信制御信号の出力を開始する。図１１（ａ）に示す如く、送信制御信号の波形は周期ｔｒのパルス状である。
【００７０】
次いで、時刻ｔ１において、送信アンプ２が超音波センサ３への交流電圧の印加を開始する。印加された電圧により、超音波センサ３は超音波の送信を開始する。入力信号検知部４は、超音波センサ３の印加電圧を検知して、電圧信号を出力する。図１１（ｂ）に示す如く、電圧信号の波形は、送信制御信号と周波数がほぼ等しい正弦波状となる。
【００７１】
次いで、時刻ｔ２において、超音波センサ３に負荷電流が流れ始める。出力信号検知部５は、超音波センサ３が出力した電流を検知して、電流信号を出力する。図１１（ｄ）に示す如く、電流信号の波形は、電圧信号と周波数がほぼ等しい正弦波状となる。
【００７２】
次いで、時刻ｔ３において、送信制御部１が送信アンプ２への送信制御信号の出力を停止する。送信制御信号の停止により、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、印加電圧が一時的に負電圧となる。時刻ｔ４以降、印加電圧はいわゆる自由振動の状態となり、電圧信号は正弦波状の波形を保ちながら振幅が徐々に小さくなっていく。同様に、時刻ｔ５以降、負荷電流も自由振動の状態となり、電流信号は正弦波状の波形を保ちながら振幅が徐々に小さくなっていく。
【００７３】
時刻ｔ１以降、第１コンパレータ６５０ａ及び第２コンパレータ６５０ｂは電圧信号のゼロクロス点を検知して、パルス状の信号を出力する。図１１（ｃ）に示す如く、第１コンパレータ６５０ａ及び第２コンパレータ６５０ｂが出力する信号は、立ち下がりのタイミングが送信制御信号と同期しており、かつデューティ比が５０％となる。
【００７４】
送信制御部１は、送信制御信号の出力を停止してから待機期間が経過すると、第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂの動作を開始させる。時刻ｔ５以降、第１スイッチ６６０ａが抽出した同相成分の波形は図１１（ｅ）に示すような波形となる。また、第２スイッチ６６０ｂが抽出した皮相成分の波形は図１１（ｇ）に示すような波形となる。
【００７５】
実部積分器６７は、時刻ｔ５から検知期間の間に第１スイッチ６６０ａが出力した値を積分して、積分値Ｒを出力する。図１１（ｆ）に示す如く、積分値Ｒは時刻ｔ５以降徐々に大きくなっていく。
【００７６】
虚部積分器６８は、時刻ｔ５から検知期間の間に第２スイッチ６６０ｂが出力した値を積分して、積分値Ｚｃｌを出力する。図１１（ｈ）に示す如く、積分値Ｚｃｌは時刻ｔ５以降徐々に大きくなっていく。
【００７７】
位相差算出部６９は、実部積分器６７から積分値Ｒを取得するとともに、虚部積分器６８から積分値Ｚｃｌを取得する。位相差算出部６９は、以下の式（３）を用いて、電圧信号と電流信号との位相差Δθを算出する。
0006338499.tif 000004
【００７８】
このとき、位相差算出部６９は、温度情報取得部９から温度情報を取得する。超音波センサ３は、周囲の温度が急変すると、印加電圧によらずに不要電流が流れる場合がある。位相差算出部６９は、温度情報の示す温度が急変した場合、位相差Δθの判定に用いる閾値を変更する。例えば、図４に示す閾値の上下限値を上方あるいは下方にシフトする。
【００７９】
異常判定部７は、位相差算出部６９が出力した位相差Δθの値を、予め設定された閾値又は位相差算出部６９により変更された閾値と比較する。異常判定部７は、位相差Δθの値が上限値を超えている場合、及び位相差Δθの値が下限値未満である場合、超音波センサ３に異物が付着していると判定する。一方、異常判定部７は、位相差Δθの値が下限値以上かつ上限値以下の値である場合、超音波センサ３に異物が付着していないと判定する。
【００８０】
以上のように、実施の形態２の異物付着検知装置１０１は、入力信号と出力信号との位相差Δθを検知する位相差検知部６ａを有している。位相差検知部６ａは、出力信号のうち入力信号との積算値が正になる同相成分の積分値Ｒと、出力信号のうち入力信号との積算値が負になる皮相成分の積分値Ｚｃｌとの比率Ｚｃｌ／Ｒを用いて位相差Δθを検知する。入力信号と出力信号との位相差Δθを用いて異物付着の有無を判定することで、実施の形態１と同様に、送信電圧の変動によらず安定して超音波センサ３への異物の付着を検知することができる。また、超音波センサ３が反射波を受信していない場合にも異物の付着を検知することができる。さらに、いわゆる「相互相関演算」を行なっているため、ノイズ除去性が良く、位相差Δθの検知精度をさらに向上させることができる。
【００８１】
また、異物付着検知装置１０１は、超音波センサ３又は超音波センサ３の周辺部の温度を取得する温度情報取得部９を有している。位相差検知部６は、温度情報を用いて閾値を補正するようになっている。これにより、超音波センサ３の周囲の温度が急変した場合でも、温度変化の影響を補償して、異物の付着を正確に検知することができる。
【００８２】
なお、送信制御部１は、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの送信制御信号出力期間を検知期間として、第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂを動作させるものとしても良い。
【００８３】
また、第１コンパレータ６５０ａ及び第２コンパレータ６５０ｂがゼロクロス点を検知する信号（入力信号）は、超音波センサ３の印加電圧と同期した信号であればよく、超音波センサ３の入出力端子間の電圧を示す電圧信号に限定されるものではない。また、第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂに入力される信号（出力信号）は、印加電圧によって超音波センサ３に流れる負荷電流と同期した信号であればよく、超音波センサ３が出力した電流を示す電流信号に限定されるものではない。
【００８４】
実施の形態３．
図１２を参照して、送信制御信号よりも振幅が小さい疑似送信制御信号を用いた異物付着検知装置１０２について説明する。図１２において、図１０に示す実施の形態２の異物付着検知装置１０１と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
送信制御部１は、送信アンプ２に送信制御信号を出力しておらず、かつ超音波センサ３が反射波を受信していない期間に、送信アンプ２に疑似送信制御信号を出力するようになっている。疑似送信制御信号は、送信制御信号と周波数がほぼ等しく、送信制御信号よりも振幅が小さいパルス状の信号である。
【００８６】
送信アンプ２は、送信制御部１が疑似送信制御信号を出力した場合に、送信制御部１が送信制御信号を出力した場合よりも振幅が小さい交流電圧を超音波センサ３に印加するようになっている。
【００８７】
位相差算出部６９は、位相差Δθの算出が可能な状態である場合（例えば、実部積分器６７及び虚部積分器６８から取得した積分値Ｒ，Ｚｃｌが零値である場合）に、送信制御部１に対して疑似送信制御信号の出力を指示するようになっている。
【００８８】
次に、図１２及び図１３を参照して、このように構成された異物付着検知装置１０２の動作について説明する。
ここで、初期状態において、位相差算出部６９は位相差Δθの算出が可能な状態であるものとする。
【００８９】
まず、時刻ｔ６において、位相差算出部６９は、送信制御部１に対して疑似送信制御信号の出力を指示する。送信制御部１は、送信制御信号を出力しておらず、かつ超音波センサ３が反射波を受信していない期間であるため、送信アンプ２への疑似送信制御信号の出力を開始する。なお、送信制御部１は、送信制御信号を出力している場合、送信制御信号の出力を停止して、印加電圧及び負荷電流の自由振動が収束した後に疑似送信制御信号の出力を開始する。
【００９０】
次いで、時刻ｔ７において、送信アンプ２が超音波センサ３への交流電圧の印加を開始する。疑似送信制御信号の振幅は十分に小さく設定されており、超音波センサ３の印加電圧の振幅は超音波センサ３が超音波を送信しない程度の振幅になる。入力信号検知部４は、超音波センサ３の印加電圧を検知して、電圧信号を出力する。
【００９１】
次いで、時刻ｔ８において、超音波センサ３に負荷電流が流れ始める。出力信号検知部５は、超音波センサ３が出力した電流を検知して、電流信号を出力する。
【００９２】
次いで、時刻ｔ９において、送信制御部１は疑似送信制御信号の出力を停止する。疑似送信制御信号の停止により、印加電圧及び負荷電流は自由振動の状態となる。印加電圧及び負荷電流の自由振動が収束すると、時刻ｔ１０において、送信制御部１は送信アンプ２への送信制御信号の出力を開始することが可能となる。
【００９３】
ここで、送信制御部１は、疑似送信制御信の出力を開始するのと同時に第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂの動作を開始させる（時刻ｔ６）。また、送信制御部１は、疑似送信制御信の出力を停止するのと同時に第１スイッチ６６０ａ及び第２スイッチ６６０ｂの動作を停止させる（時刻ｔ９）。
【００９４】
位相差検知部６ａは、時刻ｔ６から時刻ｔ９までの積分値Ｒ及び積分値Ｚｃｌを用いて、実施の形態２と同様に位相差Δθを算出する。異常判定部７は、位相差Δθの値を閾値と比較して、超音波センサ３への異物の付着の有無を判定する。
【００９５】
以上のように、実施の形態３の異物付着検知装置１０２は、超音波センサ３を駆動させる送信制御信号を出力するとともに、送信制御信号の出力を停止している期間に送信制御信号よりも振幅が小さい疑似送信制御信号を出力する送信制御部１を有している。位相差検知部６ａは、疑似送信制御信号により生じた入力信号と出力信号との位相差Δθを検知する。超音波を送受信していない期間において、振幅が十分に小さい疑似制御信号を用いることで、超音波センサ３の印加電流及び負荷電流の変異が小さくなる。このため、異物の影響が相対的に大きくなり、異物の検知感度を向上させることができる。
【００９６】
なお、図１２に示す位相差検知部６ａに代えて、実施の形態１と同様の位相差検知部６を設けたものとしても良い。この場合、位相差検知部６は、疑似送信制御信号により生じた入力信号のゼロクロス点と、疑似送信制御信号により生じた出力信号のゼロクロス点との時間差を用いて、位相差Δθを検知する。
【００９７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１  送信制御部、２  送信アンプ、３  超音波センサ（超音波振動子）、４  入力信号検知部、５  出力信号検知部、６，６ａ  位相差検知部、７  異常判定部、８  受信アンプ、９  温度情報取得部、２０  トランジスタ、２１  昇圧トランス、４０，４１  分圧抵抗５０  シャント抵抗、５１  アンプ、６０ａ  第１コンパレータ、６０ｂ  第２コンパレータ、６１ａ  第１ゲート、６１ｂ  第２ゲート、６２  クロック、６３ａ  第１カウンタ、６３ｂ  第２カウンタ、６４  位相差算出部、６５  位相調整部、６６  信号成分抽出部、６７  実部積分器、６８  虚部積分器、６９  位相差算出部、８０  抵抗素子、８１  オペアンプ、８２  帰還抵抗、１００，１０１，１０２  異物付着検知装置、２１０  １次巻線、２１１  ２次巻線、５１０  抵抗素子、５１１  オペアンプ、５１２  帰還抵抗、６１０ａ  第１フリップフロップゲート、６１０ｂ  第２フリップフロップゲート、６１１ａ  第１ＡＮＤゲート、６１１ｂ  第２ＡＮＤゲート、６５０ａ  第１コンパレータ、６５０ｂ  第２コンパレータ、６６０ａ  第１スイッチ、６６０ｂ  第２スイッチ。
【図１】
0006338499.tif 000005
【図２】
0006338499.tif 000006
【図３】
0006338499.tif 000007
【図４】
0006338499.tif 000008
【図５】
0006338499.tif 000009
【図６】
0006338499.tif 000010
【図７】
0006338499.tif 000011
【図８】
0006338499.tif 000012
【図９】
0006338499.tif 000013
【図１０】
0006338499.tif 000014
【図１１】
0006338499.tif 000015
【図１２】
0006338499.tif 000016
【図１３】
0006338499.tif 000017