(57)【要約】【課題】測定対象までの距離を迅速に測定することが可能でかつ超音波の多重反射による測定精度の低下が防止された超音波距離測定装置およびそれを備えた輸送機器を提供する。【解決手段】送信素子５０は、各測定期間において、超音波を送信する。受信素子６０は測定対象で反射された超音波を受信し、受信した超音波の強度に対応する受信信号を出力する。反射時間測定部９０は、各測定期間において、受信信号の第１の反射成分の時間軸上の位置に基づいて測定対象までの距離に対応する時間を算出する。ピーク保持部１１０は、第１の反射成分の最大値を保持する。可変電源１４０は、保持された最大値に基づいて、次の測定期間において受信信号に第１の反射成分が出現するとともに第２の反射成分の出現が抑制されるように、次の測定期間において送信素子５０により送信される超音波の強度を調整する。【選択図】図１
2012251952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に設定される測定期間で測定対象までの距離を測定するために用いられる超音波距離計測装置であって、
各測定期間において超音波を送信する送信部と、
前記送信部から送信される超音波が測定対象で反射されることにより生じる反射波を受信し、受信された反射波の強度に対応する受信信号を出力する受信部と、
各測定期間において、前記受信部から出力される受信信号において最初に出現するピークの時間軸上の位置に基づいて前記送信部による超音波の送信から前記受信部による反射波の受信までの時間を算出する時間算出部と、
各測定期間において、前記受信部から出力される受信信号において出現する１または複数のピークを検出し、検出された１または複数のピークの値を取得する検出部と、
一の測定期間において前記検出部により取得された値に基づいて、前記一の測定期間に続く次の測定期間において最初のピークが出現するとともに最初のピークの出現後における他のピークの出現が抑制されるように、前記次の測定期間において前記送信部により送信される超音波の強度を調整する調整部とを備えることを特徴とする超音波距離計測装置。
【請求項２】
少なくとも一の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値に基づいて、前記一の測定期間において送信された超音波に起因する他のピークが前記一の測定期間に続く次の測定期間内で検出されないように前記一の測定期間の長さを増加させる測定期間制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の超音波距離計測装置。
【請求項３】
前記測定期間制御部は、前記一の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値および前記一の測定期間の直前の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値に基づいて前記一の測定期間の長さを増加させることを特徴とする請求項２記載の超音波距離計測装置。
【請求項４】
前記測定期間制御部は、
前記直前の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値に対する前記一の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値の増加の程度が予め定められた第１の値以上である場合に、前記一の測定期間の長さを増加させることを特徴とする請求項３記載の超音波距離計測装置。
【請求項５】
前記増加の程度は、前記一の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値と前記直前の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値との差であることを特徴とする請求項４記載の超音波距離計測装置。
【請求項６】
前記測定期間制御部は、
前記一の測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値が予め定められた第２の値以上である場合に、前記一の測定期間の長さを増加させることを特徴とする請求項２記載の超音波距離計測装置。
【請求項７】
測定期間の開始時点をそれぞれ規定するための周期的なパルスを有する基準信号を発生する信号発生部をさらに備え、
前記送信部は、前記信号発生部により発生される基準信号の各パルスに応答して超音波を送信し、
前記測定期間制御部は、前記信号発生部により発生される基準信号において前記一の測定期間に続く次の測定期間の開始時点のパルスの出力を阻止することにより前記一の測定期間の長さを増加させることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の超音波距離計測装置。
【請求項８】
測定期間の開始時点をそれぞれ規定するためのパルスを有する基準信号を発生するとともに前記基準信号のパルスの周期を変更可能に構成された信号発生部をさらに備え、
前記送信部は、前記信号発生部により発生される基準信号の各パルスに応答して超音波を送信し、
前記測定期間制御部は、前記信号発生部により発生される基準信号における前記一の測定期間を規定するパルスの周期を増加させることにより前記一の測定期間の長さを増加させることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の超音波距離計測装置。
【請求項９】
前記調整部は、各測定期間において前記検出部により取得された最初のピークの値および次のピークの値の予め定められた演算の結果に基づいて、前記次の測定期間において前記送信部により送信される超音波の強度を調整することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の超音波距離計測装置。
【請求項１０】
本体部と、
前記本体部を移動させる駆動部と、
前記本体部に設けられる請求項１〜９のいずれかに記載の超音波距離計測装置とを備えることを特徴とする輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象までの距離を測定するために用いられる超音波距離測定装置およびそれを備えた輸送機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車には、周囲の測定対象までの距離を測定する距離測定装置が設けられる。特許文献１〜３には、超音波を用いた距離測定装置が記載されている。これらの距離測定装置においては、超音波が測定対象に周期的に送信されるとともに、測定対象により反射された超音波（反射波）が受信される。超音波が送信されてから反射波が受信されるまでの時間を計測することにより、測定対象までの距離を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２８０９３２号公報
【特許文献２】特開昭６１−９５２６７号公報
【特許文献３】特開２００７−３４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
距離測定装置では、連続的に設定される複数の測定期間の各々において、超音波が送信されるとともに反射波が受信される。超音波の送信部および受信部は、例えば自動二輪車の車体に設けられる。ここで、距離測定装置から地面までの距離を測定する場合、送信部から送信された超音波が、地面と車体との間で複数回にわたって反射（多重反射）されることがある。それにより、１回の超音波の送信後に複数の反射波が異なるタイミングで受信される。この場合、複数の反射波が異なる測定期間内で受信される可能性がある。
【０００５】
特許文献１の超音波距離測定装置においては、多重反射が生じた場合、各測定期間で受信された超音波が同じ測定期間で送信された超音波に対応する反射波であるか、他の測定期間で送信された超音波に対応する反射波であるかを判別することができない。そのため、多重反射が生じた場合、測定対象までの距離を正確に測定することができない。
【０００６】
特許文献２の超音波物体測定装置においては、超音波発振子の励振パルス中に励振休止期間が設けられる。これにより、所望の測定期間において送信された超音波に対応する反射波が、他の測定期間において送信された超音波に対応する反射波として受信される可能性が低減される。しかしながら、励振休止期間が設けられることにより、各測定期間の周期が長くなる。そのため、迅速に距離を測定することができない。自動二輪車のような移動体では、測定対象までの距離が短時間で変化する。このような場合に、各測定期間の周期が長いと、測定対象までの距離が測定された時点において、測定対象までの距離が既に変化していることがある。
【０００７】
特許文献３の自律走行装置は、複数の超音波センサを有する。この自律走行装置は、進行方向に障害物がある場合、横方向に回避を行う。ここで、回避方向にも障害物がある場合、回避方向とは反対方向に送信される超音波が停止されまたは超音波の強度が低減される。これにより、自律走行装置の進行方向および回避方向の反対方向に存在する障害物での多重反射が低減される。しかしながら、上記の二方向以外に存在する障害物での多重反射を低減することができない。そのため、多重反射が生じた場合、距離を正確に測定することができない。 
【０００８】
本発明の目的は、測定対象までの距離を迅速に測定することが可能でかつ超音波の多重反射による測定精度の低下が防止された超音波距離測定装置およびそれを備えた輸送機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の発明に係る超音波距離計測装置は、連続的に設定される測定期間で測定対象までの距離を測定するために用いられる超音波距離計測装置であって、各測定期間において超音波を送信する送信部と、送信部から送信される超音波が測定対象で反射されることにより生じる反射波を受信し、受信された反射波の強度に対応する受信信号を出力する受信部と、各測定期間において、受信部から出力される受信信号において最初に出現するピークの時間軸上の位置に基づいて送信部による超音波の送信から受信部による反射波の受信までの時間を算出する時間算出部と、各測定期間において、受信部から出力される受信信号において出現する１または複数のピークを検出し、検出された１または複数のピークの値を取得する検出部と、一の測定期間において検出部により取得された値に基づいて、一の測定期間に続く次の測定期間において最初のピークが出現するとともに最初のピークの出現後における他のピークの出現が抑制されるように、次の測定期間において送信部により送信される超音波の強度を調整する調整部とを備えるものである。
【００１０】
この超音波距離計測装置においては、送信部により各測定期間において超音波が送信される。送信部から送信される超音波が測定対象で反射される。測定対象で反射された超音波が受信部により受信される。それにより、反射波の強度に対応する受信信号が受信部から出力される。各測定期間において、受信部から出力される受信信号において最初に出現するピークの時間軸上の位置に基づいて時間算出部により測定対象までの距離に対応する時間が算出される。
【００１１】
各測定期間において、受信部から出力される受信信号において出現する１または複数のピークが検出部により検出され、検出された１または複数のピークの値が取得される。一の測定期間において検出部により取得されたピークの値が大きい場合には、一の測定期間送信された超音波に起因する多重反射によるピークが次の測定期間内に出現する可能性がある。この場合、次の測定期間で誤って多重反射によるピークに基づいて時間が算出される。
【００１２】
そこで、一の測定期間において検出部により取得されたピークの値に基づいて、次の測定期間において最初のピークが出現するとともに最初のピークの出現後における他のピークの出現が抑制されるように、次の測定期間において送信部により送信される超音波の強度が調整部により調整される。
【００１３】
このようにして、各測定期間において多重反射によるピークの出現が抑制される。したがって、各測定期間の長さを短く設定しても、多重反射によるピークが次の測定期間内に出現することが防止される。その結果、次の測定期間で誤って多重反射によるピークに基づいて時間が算出されることがない。そのため、各測定期間の長さを短く設定することができる。
【００１４】
また、各測定期間において多重反射によるピークの出現が抑制されかつ各測定期間における最初のピークの値が一定範囲内に維持されることにより、受信部から出力される受信信号において最初に出現するピーク幅がほぼ一定となる。それにより、時間軸上でのピークの位置の検出が容易になるとともにピークの位置の検出精度が向上する。
【００１５】
これらの結果、測定対象までの距離を迅速に測定するとともに超音波の多重反射による測定精度の低下を防止することができる。
【００１６】
（２）超音波距離計測装置は、少なくとも一の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値に基づいて、一の測定期間内において送信された超音波に起因する他のピークが一の測定期間に続く次の測定期間内で検出されないように一の測定期間の長さを増加させる測定期間制御部をさらに備えてもよい。
【００１７】
測定対象の反射率が急に増加した場合、多重反射による反射波の強度が増加する。そのため、より遠方の測定対象での多重反射による反射波が受信部により受信される可能性がある。この場合、一の測定期間において超音波が送信されてから多重反射による反射波が受信されるまでの時間が長くなる。その結果、多重反射による反射波が次の測定期間で受信される可能性がある。
【００１８】
このような場合でも、一の測定期間の長さが増加されることにより、多重反射による反射波が次の測定期間で受信されることが防止される。これにより、一の測定期間の受信信号における最初のピークと同じ超音波に起因する他のピークが、次の測定期間の受信信号において最初に出現するピークとして検出されることがない。その結果、超音波の多重反射による距離の測定精度の低下を防止することができる。
【００１９】
（３）測定期間制御部は、一の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値および一の測定期間の直前の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値に基づいて一の測定期間の長さを増加させてもよい。
【００２０】
この場合、一の測定期間において取得された最初のピークの値および直前の測定期間において取得された最初のピークの値に基づいて、直前の測定期間における最初のピークの検出後に測定対象の反射率が急に増加したことを確実に検出することができる。これにより、測定対象の反射率が急に増加した場合にて一の測定期間の長さを確実に増加させることができる。
【００２１】
（４）測定期間制御部は、直前の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値に対する一の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値の増加の程度が予め定められた第１の値以上である場合に、一の測定期間の長さを増加させてもよい。
【００２２】
この場合、最初のピークの値の増加の程度と第１の値とを比較することにより、直前の測定期間における最初のピークの検出後に測定対象の反射率が急に増加したことを容易かつ確実に検出することができる。
【００２３】
（５）増加の程度は、一の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値と直前の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値との差であってもよい。
【００２４】
この場合、最初のピークの値の増加の程度を減算により容易に算出することができる。
【００２５】
（６）測定期間制御部は、一の測定期間において検出部により取得された最初のピークの値が予め定められた第２の値以上である場合に、一の測定期間の長さを増加させてもよい。
【００２６】
一の測定期間における最初のピークの検出前に測定対象の反射率が急に増加した場合には、一の測定期間における最初のピークの値が大きくなる。そこで、一の測定期間において取得された最初のピークの値と第２の値とを比較することにより、一の測定期間において測定対象の反射率が急に増加したことを容易かつ迅速に検出することができる。
【００２７】
（７）超音波距離計測装置は、測定期間の開始時点をそれぞれ規定するための周期的なパルスを有する基準信号を発生する信号発生部をさらに備え、送信部は、信号発生部により発生される基準信号の各パルスに応答して超音波を送信し、測定期間制御部は、信号発生部により発生される基準信号において一の測定期間に続く次の測定期間の開始時点のパルスの出力を阻止することにより一の測定期間の長さを増加させてもよい。
【００２８】
この場合、一の測定期間に続く次の測定期間の開始時点ではパルスが出力されないことにより、一の測定期間と次の測定期間とが合体する。その結果、一の測定期間が実質的に増加する。これにより、一の測定期間の長さを確実に増加させることができる。
【００２９】
（８）超音波距離計測装置は、測定期間の開始時点をそれぞれ規定するためのパルスを有する基準信号を発生するとともに基準信号のパルスの周期を変更可能に構成された信号発生部をさらに備え、送信部は、信号発生部により発生される基準信号の各パルスに応答して超音波を送信し、測定期間制御部は、信号発生部により発生される基準信号における一の測定期間を規定するパルスの周期を増加させることにより一の測定期間の長さを増加させてもよい。
【００３０】
この場合、一の測定期間を規定するパルスの周期が増加されることにより、一の測定期間の長さを確実かつ任意に増加させることができる。
【００３１】
（９）調整部は、各測定期間において検出部により取得された最初のピークの値および次のピークの値の予め定められた演算の結果に基づいて、次の測定期間において送信部により送信される超音波の強度を調整してもよい。
【００３２】
この場合、各測定期間において最初に受信される反射波の強度だけでなく、多重反射による反射波の強度にも基づいて超音波の強度が調整される。これにより、超音波の多重反射によるピークの出現を確実に抑制することができる。
【００３３】
（１０）第２の発明に係る輸送機器は、本体部と、本体部を移動させる駆動部と、本体部に設けられる第１の発明に係る超音波距離計測装置とを備えるものである。
【００３４】
この輸送機器においては、駆動部が本体部を移動させる。本体部には、上記の超音波距離計測装置が設けられるので、測定対象までの距離を迅速に測定するとともに超音波の多重反射による測定精度の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、測定対象までの距離を迅速に測定するとともに超音波の多重反射による測定精度の低下を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態に係る超音波距離測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図２】パルス発生部、送信波形発生部および発振器により発生される信号の波形図である。
【図３】パルス発生部、受信素子、検波部および増幅部により発生される信号の波形図である。
【図４】パルス発生部、送信出力部、増幅部および保持信号発生部により発生される信号ならびにピーク保持部および可変電源により出力される電圧のタイミング図である。
【図５】可変電源の構成を示すブロック図である。
【図６】受信素子および検波部により発生される信号の波形図である。
【図７】第２の実施の形態に係る超音波距離測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のパルス発生部、受信素子、保持信号発生部および停止信号発生部により発生される信号ならびにピーク保持部およびサンプル保持部により出力される電圧のタイミング図である。
【図９】第３の実施の形態に係る超音波距離測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図１０】トリガ回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】図９のパルス発生部、受信素子、保持信号発生部、比較部およびトリガ発生部より発生される信号ならびにピーク保持部により出力される電圧のタイミング図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る超音波距離測定装置を備えた超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２の超音波傾斜測定装置を備えた自動二輪車を示す模式的側面図である。
【図１４】図１３の自動二輪車の模式的上面図である。
【図１５】超音波傾斜測定装置の動作を説明するための図である。
【図１６】第５の実施の形態に係る超音波距離測定装置を備えた超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図１７】第６の実施の形態に係る超音波距離測定装置を備えた超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［１］第１の実施の形態
以下、第１の実施の形態に係る超音波距離測定装置について図面を参照しながら説明する。超音波距離測定装置は、例えば自動二輪車に設けられる。
【００３８】
（１）超音波距離測定装置の信号処理系の構成
図１は、第１の実施の形態に係る超音波距離測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。図１に示すように、超音波距離測定装置３００は、パルス発生部１０、送信波形発生部２０および発振器３０を含む。また、超音波距離測定装置３００は、送信出力部４０、送信素子５０、受信素子６０、検波部７０、増幅部８０、反射時間測定部９０および保持信号発生部１００を含む。さらに、超音波距離測定装置３００は、ピーク保持部１１０，１２０、加算部１３０および可変電源１４０を含む。
【００３９】
図２は、パルス発生部１０、送信波形発生部２０および発振器３０により発生される信号の波形図である。図２の横軸は時間である。以下、図１および図２を参照しながらパルス発生部１０、送信波形発生部２０および発振器３０の動作について説明する。
【００４０】
図１のパルス発生部１０は、図２（ａ）に示すように、矩形パルスを有する基準信号ＢＳを発生する。基準信号ＢＳは、“Ｈ”レベルおよび“Ｌ”レベルに周期的に変化する。基準信号ＢＳの各周期が測定期間Ｔとなる。
【００４１】
パルス発生部１０により発生された基準信号ＢＳは、送信波形発生部２０、反射時間測定部９０および保持信号発生部１００に与えられる。また、パルス発生部１０は、図２（ｂ）に示すように、“Ｈ”レベルおよび“Ｌ”レベルに周期的に変化するマスク信号ＭＳを発生する。各測定期間Ｔにおいて、マスク信号ＭＳは、基準信号ＢＳの“Ｈ”レベルへの立ち上がりと同時に“Ｈ”レベルに立ち上がり、基準信号ＢＳの“Ｌ”レベルへの立ち下がりから一定時間後に“Ｌ”レベルに立ち下がる。パルス発生部１０により発生されたマスク信号ＭＳは、検波部７０に与えられる。マスク信号ＭＳの働きについては後述する。
【００４２】
図１の発振器３０は、図２（ｃ）に示すように、基準信号ＢＳの周波数１／Ｔよりも高い周波数（例えば２００ｋＨｚ）を有する発振信号ＯＳを発生する。発振器３０により発生された発振信号ＯＳは送信波形発生部２０に与えられる。送信波形発生部２０は、図２（ｄ）に示すように、基準信号ＢＳが“Ｈ”レベルである期間に、発振信号を送信信号ＴＳ０として出力する。送信波形発生部２０により出力された送信信号ＴＳ０は送信出力部４０に与えられる。
【００４３】
図１の送信出力部４０は、後述する可変電源１４０から供給される電源電圧ＳＶに応じて送信信号ＴＳ０の振幅を変化させることにより送信信号ＴＳ１を生成する。送信出力部４０により生成された送信信号ＴＳ１は送信素子５０に与えられる。送信素子５０は、送信信号ＴＳ１の振幅に比例する強度を有する超音波を送信する。
【００４４】
図３は、パルス発生部１０、受信素子６０、検波部７０および増幅部８０により発生される信号の波形図である。図３の横軸は時間である。以下、図１および図３を参照しながら受信素子６０、検波部７０および増幅部８０の動作について説明する。図３（ａ）の基準信号ＢＳは、図２（ａ）の基準信号ＢＳと同様である。
【００４５】
図１の送信素子５０により送信された超音波は、周囲の測定対象により反射され、反射波として受信素子６０により受信される。受信素子６０は、図３（ｂ）に示すように、受信した反射波の強度に応じた振幅を有する受信信号ＲＳ０を出力する。受信素子６０により出力された受信信号ＲＳ０は、検波部７０および増幅部８０に与えられる。
【００４６】
送信素子５０および受信素子６０は、例えば後述する図１３の自動二輪車１の車体に設けられる。ここで、超音波距離測定装置３００から地面までの距離を測定する場合、送信素子５０により送信される超音波が、地面と車体との間で複数回反射されることがある。以下、このような複数回の超音波の反射を多重反射と呼ぶ。多重反射が発生した場合、基準信号ＢＳの各測定期間Ｔにおいて反射波が受信素子６０により複数回受信される。各測定期間Ｔにおいて、１回目に受信素子６０により受信される反射波を第１の反射波と呼ぶ。第１の反射波に対応する受信信号ＲＳ１のピークを第１の反射成分ｒ１と呼ぶ。各測定期間Ｔにおいて、受信素子６０により第１の反射波が受信された後、２回目に受信素子６０により受信される反射波を第２の反射波と呼ぶ。第２の反射波に対応する受信信号ＲＳ１のピークを第２の反射成分ｒ２と呼ぶ。多重反射が発生しない場合、受信素子６０により受信される第２の反射波の強度は０である。
【００４７】
図１の検波部７０には、前述のようにパルス発生部１０からマスク信号ＭＳが与えられている。検波部７０は、マスク信号ＭＳが“Ｌ”レベルの期間に、図３（ｃ）に示すように、受信信号ＲＳ０を検波することにより検波信号ＤＳを発生する。具体的には、検波部７０は、受信信号ＲＳ０の波形の包絡線を抽出し、抽出した包絡線を予め定められたしきい値で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとに２値化することにより矩形状のパルスを有する検波信号ＤＳを生成する。
【００４８】
検波部７０は、マスク信号ＭＳが“Ｈ”レベルである期間には、受信信号ＲＳ０にかかわらず検波信号ＤＳを“Ｌ”レベルに保持する。これにより、送信素子５０により送信される超音波が直接受信素子６０により受信された場合でも、直接された超音波に基づく変化が検波信号ＤＳに現れない。
【００４９】
検波部７０により発生された検波信号ＤＳは、図１の反射時間測定部９０および保持信号発生部１００に与えられる。反射時間測定部９０は、基準信号ＢＳおよび検波信号ＤＳに基づいて、送信素子５０により超音波が送信されてから受信素子６０により反射波が受信されるまでの時間ｔを測定する。本実施の形態では、基準信号ＢＳが“Ｈ”レベルに立ち上がってから検波信号ＤＳの最初のパルスの立ち上がりまでの時間ｔを測定する。（図３（ｃ）参照）。また、反射時間測定部９０は、測定された時間ｔおよび超音波の速度に基づいて、超音波距離測定装置３００から周囲の測定対象までの距離を算出する。なお、反射時間測定部９０により測定された時間に基づいて、後述する図１３のＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）７００等の外部の処理装置が距離を算出してもよい。
【００５０】
図１の増幅部８０は、図３（ｄ）に示すように、受信信号ＲＳ０を増幅することにより受信信号ＲＳ１を出力する。受信信号ＲＳ０の第１の反射成分ｒ１は、増幅部８０で増幅されることにより第１の反射成分Ｒ１となる。受信信号ＲＳ０の第２の反射成分ｒ２は、増幅部８０で増幅されることにより第２の反射成分Ｒ２となる。増幅部８０により出力された受信信号ＲＳ１は、保持信号発生部１００およびピーク保持部１１０，１２０に与えられる。
【００５１】
図４は、パルス発生部１０、送信出力部４０、増幅部８０および保持信号発生部１００により発生される信号ならびにピーク保持部１１０，１２０および可変電源１４０により出力される電圧のタイミング図である。図４の横軸は時間である。以下、図１および図４を参照しながら、超音波による第２の反射成分Ｒ２を抑制するとともに第１の反射成分Ｒ１を調整する手順について説明する。
【００５２】
図１のパルス発生部１０により発生される基準信号ＢＳは、図４（ａ）に示すように、測定期間Ｔ１の開始時点ｔ１１で“Ｈ”レベルに立ち上がった後、“Ｌ”レベルに立ち下がり、測定期間Ｔ２の開始時点ｔ２１で“Ｈ”レベルに立ち上がった後、“Ｌ”レベルに立ち下がる。送信出力部４０は、図４（ｂ）に示すように、基準信号ＢＳに基づいて送信素子５０に送信信号ＴＳ１を与える。これにより、送信素子５０から送信される超音波による反射波が受信素子６０により受信される。
【００５３】
また、パルス発生部１０により発生されるマスク信号ＭＳは、図４（ｃ）に示すように、測定期間Ｔ１の開始時点ｔ１１から時点ｔ１２までの期間“Ｈ”レベルとなり、測定期間Ｔ２の開始時点ｔ２１から時点ｔ２２までの期間“Ｈ”レベルとなる。
【００５４】
保持信号発生部１００は、マスク信号ＭＳおよび受信信号ＲＳ１に応答して図４（ｅ）に示すピーク保持信号ＰＳ１および図４（ｆ）に示すピーク保持信号ＰＳ２を発生する。
【００５５】
ピーク保持信号ＰＳ１は、マスク信号ＭＳの立ち下がり時に“Ｈ”レベルに立ち上がり、受信信号ＲＳ１の振幅が予め定められた値以下になった時点で“Ｌ”レベルに立ち下がる。図４の例では、ピーク保持信号ＰＳ１は、測定期間Ｔ１の時点ｔ１２から時点ｔ１３まで“Ｈ”レベルとなり、測定期間Ｔ２の時点ｔ２２から時点ｔ２３まで“Ｈ”レベルとなる。
【００５６】
ピーク保持信号ＰＳ２は、ピーク保持信号ＰＳ１の立ち下がり時に“Ｈ”レベルに立ち上がり、予め定められた一定時間経過後に“Ｌ”レベルに立ち下がる。図４の例では、ピーク保持信号ＰＳ２は、測定期間Ｔ１の時点ｔ１３から時点ｔ１４まで“Ｈ”レベルとなり、測定期間Ｔ２の時点ｔ２３から時点ｔ２４まで“Ｈ”レベルとなる。
【００５７】
各測定期間において、ピーク保持信号ＰＳ１が“Ｈ”レベルとなる期間を第１の有効期間Ｐ１と呼び、ピーク保持信号ＰＳ２が“Ｈ”レベルとなる期間を第２の有効期間Ｐ２と呼ぶ。測定期間Ｔ１においては、時点ｔ１２から時点ｔ１３までが第１の有効期間Ｐ１であり、時点ｔ１３から時点ｔ１４までが第２の有効期間Ｐ２である。測定期間Ｔ２においては、時点ｔ２２から時点ｔ２３までが第１の有効期間Ｐ１であり、時点ｔ２３から時点ｔ２４までが第２の有効期間Ｐ２である。
【００５８】
ここで、第２の有効期間Ｐ２は、第２の反射波が受信されると予想される期間を含みかつ次の測定期間の開始時点よりも前までに終了するように設定される。
【００５９】
保持信号発生部１００により発生されたピーク保持信号ＰＳ１，ＰＳ２は、ピーク保持部１１０，１２０にそれぞれ与えられる。
【００６０】
なお、保持信号発生部１００には、前述のように検波部７０から図３（ｃ）の検波信号ＤＳが与えられている。保持信号発生部１００は、各測定期間において、受信信号ＲＳ０の第１の反射成分ｒ１に対応する検波信号ＤＳのパルスが“Ｌ”レベルに立ち下がる時点でピーク保持信号ＰＳ１を“Ｌ”レベルに立ち下げてもよい。
【００６１】
ピーク保持部１１０は、各測定期間において、ピーク保持信号ＰＳ１に基づいて、第１の有効期間Ｐ１における受信信号ＲＳ１の振幅の最大値（最大振幅）を保持し、保持した最大値をピーク保持電圧ＰＶ１として出力する。本例では、図４（ｅ）に示すように、ピーク保持信号ＰＳ１が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がった時点でピーク保持電圧ＰＶ１が確定する。それにより、図４（ｅ）および図４（ｇ）に示すように、ピーク保持電圧ＰＶ１は、測定期間Ｔ１の時点ｔ１３で受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１１となり、測定期間Ｔ２の時点ｔ２３で受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１２となる。
【００６２】
ピーク保持部１２０は、各測定期間において、ピーク保持信号ＰＳ２に基づいて、第２の有効期間Ｐ２における受信信号ＲＳ１の振幅の最大値（最大振幅）を保持し、保持した最大値をピーク保持電圧ＰＶ２として出力する。本例では、図４（ｆ）に示すように、ピーク保持信号ＰＳ２が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がった時点でピーク保持電圧ＰＶ２が確定する。それにより、図４（ｆ）および図４（ｈ）に示すように、ピーク保持電圧ＰＶ２は、測定期間Ｔ１の時点ｔ１４で受信信号ＲＳ１の第２の反射成分Ｒ２の最大値Ｖ１２となる。測定期間Ｔ２においては、受信信号ＲＳ１に第２の反射成分Ｒ２は現れない。そのため、測定期間Ｔ２の第２の有効期間Ｐ２における受信信号ＲＳ１の最大値は０である。
【００６３】
ピーク保持部１１０，１２０からそれぞれ出力されるピーク保持電圧ＰＶ１，ＰＶ２は、図１の加算部１３０に与えられる。加算部１３０は、ピーク保持電圧ＰＶ１とピーク保持電圧ＰＶ２とをそれぞれ所定の比率で加算し、図４（ｉ）に示すように、加算結果に相当する制御電圧ＣＶを出力する。ここで、ピーク保持電圧ＰＶ１およびピーク保持電圧ＰＶ２の加算時の比率をそれぞれａおよびｂとする。比率ａおよびｂは、任意の値に設定することができる。本例では、制御電圧ＣＶは、測定期間Ｔ１の時点ｔ１３で値ａＶ１１となり、時点ｔ１４で値（ａＶ１１＋ｂＶ２１）となる。また、制御電圧ＣＶは、測定期間Ｔ２の時点ｔ２３で値（ａＶ１２＋ｂＶ２１）となり、時点ｔ２４で値ａＶ１２となる。加算部１３０から出力される制御電圧ＣＶは、可変電源１４０に与えられる。
【００６４】
可変電源１４０は、図４（ｊ）に示すように、一定の設定電圧から制御電圧ＣＶを所定の比率で減算することにより得られる電源電圧ＳＶを発生する。すなわち、制御電圧ＣＶが上昇すると、電源電圧ＳＶは低下する。一方、制御電圧ＣＶが低下すると、電源電圧ＳＶは上昇する。
【００６５】
本例では、制御電圧ＣＶは、測定期間Ｔ１の時点ｔ１３で値ＶＡに低下し、時点ｔ１４でさらに値ＶＢに低下する。その後、電源電圧ＳＶは、測定期間Ｔ２の時点ｔ２３で値ＶＣに上昇し、時点ｔ２４でさらに値ＶＤに上昇する。
【００６６】
可変電源１４０により発生される電源電圧ＳＶは、送信出力部４０に供給される。可変電源１４０により供給される電源電圧ＳＶが高いほど、送信出力部４０により生成される送信信号ＴＳ１の振幅が大きくなる。それにより、送信素子５０により送信される超音波の強度が大きくなる。一方、可変電源１４０により供給される電源電圧ＳＶが低いほど、送信出力部４０により生成される送信信号ＴＳ１の振幅が小さくなる。それにより、送信素子５０により送信される超音波の強度が小さくなる。そのため、可変電源１４０の電源電圧ＳＶの大きさを調整することにより、送信素子５０により送信される超音波の強度を調整することができる。
【００６７】
図４の例においては、測定期間Ｔ１の第１の有効期間Ｐ１における受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値に基づいて電源電圧ＳＶが値ＶＡに制御される。その後、第２の有効期間Ｐ２において受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れる。この場合、電源電圧ＳＶが値ＶＢに低下される。それにより、測定期間Ｔ２の開始時に送信される超音波の強度が低下する。
【００６８】
その結果、測定期間Ｔ２の第１の有効期間Ｐ１における受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値が低下する。また、測定期間Ｔ２の第２の有効期間Ｐ２においては、受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れない。
【００６９】
以後、各測定期間の第１の有効期間Ｐ１および第２の有効期間Ｐ２における受信信号ＲＳ１の最大値に基づいて、第２の有効期間Ｐ２において受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れず、かつ、各測定期間の第１の有効期間Ｐ１における受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値が一定範囲内に維持されるように、超音波の強度が制御される。
【００７０】
図５は、可変電源１４０の構成を示すブロック図である。図５に示すように、可変電源１４０は、ＮＯＴ回路１４１、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１４２、抵抗１４３，１４４，１４５および可変電源ＩＣ（集積回路）１４６を含む。
【００７１】
図１の加算部１３０から出力される制御電圧ＣＶは、ＮＯＴ回路１４１を介してＦＥＴ１４２のゲートＧに与えられる。なお、ＮＯＴ回路１４１は線形増幅器により構成され、入力された電圧が上昇すると出力電圧が低下し、入力された電圧が低下すると出力電圧が上昇するように動作する。ＦＥＴ１４２のドレインＤは、抵抗１４３を介してノードＮ１に接続される。ＦＥＴ１４２のソースＳは、抵抗１４４を介してノードＮ１に接続される。ノードＮ１は、抵抗１４５を介して可変電源ＩＣ１４６の制御端子ＣＴに接続される。可変電源ＩＣ１４６の出力端子は、図１の送信出力部４０の電源端子に接続される。
【００７２】
可変電源ＩＣ１４６は、制御端子ＣＴに与えられる電圧を一定の設定電圧から減算し、減算された電圧を電源電圧ＳＶとして送信出力部４０の電源端子に供給する。制御電圧ＣＶが上昇すると、ＦＥＴ１４２のゲートＧに与えられる電圧が低下する。それにより、可変電源ＩＣ１４６の制御端子ＣＴの電圧が上昇する。その結果、可変電源ＩＣ１４６から送信出力部４０に供給される電源電圧ＳＶが低下する。逆に、制御電圧ＣＶが低下すると、ＦＥＴ１４２のゲートＧに与えられる電圧が上昇する。それにより、可変電源ＩＣ１４６の制御端子ＣＴの電圧が低下する。その結果、可変電源ＩＣ１４６から送信出力部４０に供給される電源電圧ＳＶが上昇する。
【００７３】
（２）効果
本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００においては、各測定期間において受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れずかつ各測定期間における受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値が一定範囲内に維持されるように、超音波の強度が制御される。それにより、以下に説明するように、測定対象までの距離の測定精度が向上する。
【００７４】
図６は、受信素子６０および検波部７０により発生される信号の波形図である。図６の横軸は時間である。図６（ａ）は、受信素子６０により受信される反射波の強度が大きい場合に受信素子６０により発生される受信信号ＲＳ０を示す。検波部７０が図６（ａ）の受信信号ＲＳ０を検波することにより、図６（ｂ）の検波信号ＤＳが得られる。図６（ｂ）の検波信号ＤＳは、幅ｗ１の矩形状のパルスを有する。
【００７５】
図６（ｃ）は、受信素子６０により受信される反射波の強度が小さい場合に受信素子６０により発生される受信信号ＲＳ０を示す。検波部７０が図６（ｃ）の受信信号ＲＳ０を検波することにより、図６（ｄ）の検波信号ＤＳが得られる。図６（ｄ）の検波信号ＤＳは、幅ｗ２の矩形状のパルスを有する。
【００７６】
図６（ｃ）の受信信号ＲＳ０の第１の反射波に相当する成分の振幅は、図６（ａ）の受信信号ＲＳ０の第１の反射波に相当する成分の振幅よりも小さい。この場合、図６（ｄ）の検波信号ＤＳのパルスの幅ｗ２は、図６（ｂ）の検波信号ＤＳのパルスの幅ｗ１よりも小さい。それにより、図６（ｂ）の検波信号ＤＳのパルスの前縁および後縁の位置は、図６（ｄ）の検波信号ＤＳのパルスの前縁および後縁の位置とは異なる。したがって、図３を用いて説明した方法で距離を算出する場合に、受信素子６０により受信される反射波の強度に測定誤差が生じる。
【００７７】
本実施の形態では、各測定期間において受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値が一定範囲内に維持されるので、検波信号ＤＳのパルスの幅が一定となる。それにより、測定対象までの測定精度が向上する。
【００７８】
また、検波信号ＤＳのパルスの中点を検出することなく、測定対象までの距離を正確に測定することができるので、検波信号ＤＳのパルスの中点を検出する処理が不要となる。したがって、超音波距離測定装置３００の反射時間測定部９０の回路構成が複雑化しない。
【００７９】
また、各測定期間において送信された超音波に起因する多重反射による第２の反射成分Ｒ２が、次の測定期間内の受信信号ＲＳ１に現れることが防止される。そのため、次の測定期間で誤って多重反射による第２の反射成分Ｒ２に基づいて距離が算出されることがない。
【００８０】
なお、各測定期間の長さ（周期）を短く設定した場合、超音波距離測定装置３００の動作開始時点において、受信信号ＲＳ１における第２の反射成分Ｒ２が抑制されるまでに、測定対象までの距離によっては第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間の第１の有効期間Ｐ１内に現れる可能性がある。しかしながら、一定時間の経過後には、第１および第２の有効期間Ｐ１，Ｐ２における第１および第２の反射成分Ｒ１，Ｒ２の最大値に基づいて、第２の反射成分Ｒ２が現れなくなるように超音波の強度が調整される。したがって、以後は測定対象までの距離が正確に測定される。そのため、各測定期間の長さ（周期）を短くすることが可能となる。
【００８１】
これらの結果、測定対象までの距離を迅速に測定するとともに超音波の多重反射による測定精度の低下を防止することが可能になる。
【００８２】
［２］第２の実施の形態
（１）超音波距離測定装置の信号処理系の構成
第２の実施の形態に係る超音波距離測定装置３００について、第１の実施の形態に係る超音波距離測定装置３００と異なる点を説明する。図７は、第２の実施の形態に係る超音波距離測定装置３００の信号処理系の構成を示すブロック図である。図７の超音波距離測定装置３００が図１の超音波距離測定装置３００と異なるのは以下の点である。
【００８３】
図７に示すように、本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００は、サンプル保持部１５０、差分検出部１６０、比較部１７０、基準電圧発生部１８０および停止信号発生部１９０をさらに含む。
【００８４】
図８は、図７のパルス発生部１０、受信素子６０、保持信号発生部１００および停止信号発生部１９０により発生される信号ならびにピーク保持部１１０およびサンプル保持部１５０により出力される電圧のタイミング図である。図８の横軸は時間である。
【００８５】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、図７の送信素子５０により送信される超音波の強度が調整されている。そのため、図８に示すように、時点ｔ３１から時点ｔ４１までの測定期間Ｔ３においては、受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れない。
【００８６】
ここで、測定期間Ｔ４以後において、周囲の測定対象の反射率が増加する場合を考える。この場合、多重反射による第２の反射波の強度が増加する。そのため、多重反射による第２の反射波が受信素子６０により受信される可能性がある。それにより、受信信号ＲＳ１における第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間に現れる。その結果、超音波距離測定装置３００による測定対象までの距離の測定結果が一時的に不正確になる可能性がある。
【００８７】
以下、図７および図８を参照しながら測定対象の反射率が増加した場合における本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００の動作について説明する。
【００８８】
図７のパルス発生部１０は、図８（ａ）の基準信号ＢＳと同じ周期を有するパルス信号を内部的に発生し、後述する停止信号発生部１９０により発生される停止信号ＳＳに基づいて基準信号ＢＳを発生する。
【００８９】
図８の測定期間Ｔ３の第１の有効期間Ｐ１において受信信号ＲＳ１に第１の反射成分Ｒ１が現れる。次の測定期間Ｔ４の第１の有効期間Ｐ１において受信信号ＲＳ１に第１の反射成分Ｒ１が現れる。この場合、上記のように、測定対象の反射率が増加することにより、測定期間Ｔ４における第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１４は、測定期間Ｔ３における第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１３に比べて増加する。本例では、多重反射による第２の反射成分Ｒ２が測定期間Ｔ５の第１の有効期間Ｐ１に現れている。
【００９０】
図８（ｃ）および図８（ｆ）に示すように、ピーク保持電圧ＰＶ１は、測定期間Ｔ３の時点ｔ３３で受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１３となり、測定期間Ｔ４の時点ｔ４３で受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１４となる。
【００９１】
保持信号発生部１００は、図８（ａ）の基準信号ＢＳに応答して、図８（ｅ）に示すように、サンプル保持信号ＨＳを発生する。サンプル保持信号ＨＳは、基準信号ＢＳの立ち上がり時に“Ｈ”レベルに立ち上がった後“Ｌ”レベルに立ち下がる。
【００９２】
本例では、図８（ｅ）に示すように、サンプル保持信号ＨＳは、測定期間Ｔ３のピーク保持信号ＰＳ１に応答して測定期間Ｔ４の開始時点ｔ４１で“Ｈ”レベルに立ち上がった後、“Ｌ”レベルに立ち下がる。サンプル保持信号ＨＳは、測定期間Ｔ４のピーク保持信号ＰＳ１に応答して測定期間Ｔ５の開始時点ｔ５１で“Ｈ”レベルに立ち上がった後、“Ｌ”レベルに立ち下がる。サンプル保持信号ＨＳは、測定期間Ｔ５のピーク保持信号ＰＳ１に応答して測定期間Ｔ６の開始時点ｔ６１で“Ｈ”レベルに立ち上がった後、“Ｌ”レベルに立ち下がる。
【００９３】
保持信号発生部１００により発生されたサンプル保持信号ＨＳは、サンプル保持部１５０に与えられる。また、ピーク保持部１１０から出力されるピーク保持電圧ＰＶ１は、加算部１３０に与えられるとともに、サンプル保持部１５０および差分検出部１６０に与えられる。
【００９４】
図７のサンプル保持部１５０は、サンプル保持信号ＨＳの“Ｈ”レベルへの立ち上がり時点でピーク保持電圧ＰＶ１を保持し、保持したピーク保持電圧ＰＶ１をサンプル保持電圧ＨＶとして出力する。サンプル保持電圧ＨＶは、図８（ｇ）に示すように、時点ｔ４１でピーク保持電圧ＨＶの値（第１の反射成分Ｒ１の最大値）Ｖ１３になり、時点ｔ６１まで一定に保持される。
【００９５】
図７の差分検出部１６０は、図８（ｆ）のピーク保持電圧ＰＶ１と図８（ｇ）のサンプル保持電圧ＨＶとの差分電圧Ｖｄを検出する。図８（ｈ）に示すように、差分電圧Ｖｄは、測定期間Ｔ３の時点ｔ３３から時点ｔ４１までの期間に値Ｖ１３となり、時点ｔ４１から時点ｔ４３までの期間に０となり、時点ｔ４３から時点ｔ６１までの期間に値（Ｖ１４−Ｖ１３）となる。
【００９６】
差分検出部１６０により検出された差分電圧Ｖｄは、図７の比較部１７０に与えられる。また、基準電圧発生部１８０は、予め設定された所定の基準電圧Ｖｒを発生する。基準電圧発生部１８０により発生された基準電圧Ｖｒは、比較部１７０に与えられる。比較部１７０は、差分電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒとを比較し、比較結果を示す出力信号を停止信号発生部１９０に与える。
【００９７】
図７の停止信号発生部１９０は、比較部１７０の出力信号に基づいて、“Ｈ”レベルおよび“Ｌ”レベルからなる停止信号ＳＳを発生する。停止信号ＳＳは、差分電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒ未満である場合に“Ｌ”レベルとなる。また、停止信号ＳＳは、図８（ｉ）に示すように、差分電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒ以上になった時点で“Ｈ”レベルに立ち上がり、パルス発生部１０において内部的に発生されるパルス信号の立ち上がりから一定時間τ後に“Ｌ”レベルに立ち下がる。本例では、停止信号ＳＳは、時点ｔ４３で“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がり、時点ｔ５１から一定時間τ後に“Ｌ”レベルに立ち下がる。
【００９８】
図７のパルス発生部１０は、停止信号ＳＳが“Ｈ”レベルの期間には基準信号ＢＳを“Ｌ”レベルに保持する。それにより、測定期間Ｔ５の開始時点ｔ５１では、基準信号ＢＳにパルスが発生しない。それにより、測定期間Ｔ５において、図８（ｂ）のマスク信号ＭＳ、図８（ｄ）のピーク保持信号ＰＳ１および図８（ｅ）のサンプル保持信号ＨＳが“Ｈ”レベルに立ち上がらず、“Ｌ”レベルに保持される。
【００９９】
このように、測定期間Ｔ５の開始時点ｔ５１で基準信号ＢＳが“Ｈ”レベルに立ち上がらないため、測定期間Ｔ５の開始時点ｔ５１では送信素子５０から超音波が送信されない。この場合、測定期間Ｔ４，Ｔ５が合体することにより、拡張された測定期間Ｔ４５が形成され、測定期間Ｔ４の長さが実質的に増加する。したがって、受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１および第２の反射成分Ｒ２は、拡張された測定期間Ｔ４５内に現れる。測定期間Ｔ５においては、基準信号ＢＳにパルスが現れず、ピーク保持信号ＰＳ１にパルスが現れない。それにより、第２の反射成分Ｒ２に基づいて測定対象までの距離が測定されない。
【０１００】
停止信号ＳＳが“Ｌ”レベルに立ち下がった後、測定期間Ｔ６の開始時点ｔ６１で基準信号ＢＳが“Ｈ”レベルに立ち上がり、マスク信号ＭＳが“Ｈ”レベルに立ち上がり、サンプル保持信号ＨＳが“Ｈ”レベルに立ち上がる。それにより、サンプル保持電圧ＨＶは、時点ｔ６１でピーク保持電圧ＰＶ１の値Ｖ１４に保持される。その後、ピーク保持信号ＰＳ１が時点ｔ６２で“Ｈ”レベルに立ち上がり、時点ｔ６３で“Ｌ”レベルに立ち下がる。時点ｔ６３でピーク保持信号ＰＳ１の立ち下がりに応答してピーク保持電圧ＰＶ１が受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値に保持される。その後、時点ｔ７１でサンプル保持信号ＨＳの立ち上がりに応答してサンプル保持電圧ＨＶがピーク保持電圧ＰＶ１の値Ｖ１６に保持される。
【０１０１】
これにより、差分電圧Ｖｄは、測定期間Ｔ６の開始時点ｔ６１から時点ｔ６３までの期間に０となり、時点ｔ６３から時点ｔ７１までの期間に値（Ｖ１６−Ｖ１４）となる。
【０１０２】
測定期間Ｔ６以後においては、第１の実施の形態と同様の方法により、受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れずかつ受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値が一定範囲内に維持されるように超音波の強度が制御される。これにより、受信信号ＲＳ１に第２の反射成分Ｒ２が現れることなく、周囲の測定対象までの距離を迅速かつ正確に測定することができる。
【０１０３】
（２）効果
本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００においては、測定対象の反射率が増加することにより、現在の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値が直前の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値よりも予め定められた値以上大きくなった場合には、次の測定期間の開始時点で送信素子５０から超音波が送信されない。それにより、現在の測定期間の長さが増加される。そのため、多重反射により受信信号ＲＳ１に現れる第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間で第１の反射成分Ｒ１として測定対象までの距離の測定に用いられることが防止される。したがって、測定対象の反射率の増加による測定精度の低下が防止される。その結果、測定期間の長さを短くすることが可能となる。
【０１０４】
［３］第３の実施の形態
（１）超音波距離測定装置の信号処理系の構成
第３の実施の形態に係る超音波距離測定装置３００について、第１の実施の形態に係る超音波距離測定装置３００と異なる点を説明する。図９は、第３の実施の形態に係る超音波距離測定装置３００の信号処理系の構成を示すブロック図である。図９の超音波距離測定装置３００が図１の超音波距離測定装置３００と異なるのは以下の点である。
【０１０５】
図９に示すように、本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００は、基準電圧発生部２１０、比較部２２０およびトリガ発生部２３０をさらに含む。
【０１０６】
図１０は、トリガ発生部２３０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、トリガ発生部２３０は、スイッチング素子２３１、抵抗２３２，２３３，２３４、コンデンサ２３５、トリガ回路２３６およびスイッチ切換部２３７を含む。
【０１０７】
スイッチング素子２３１と抵抗２３２とからなる直列回路は、ノードＮ２，Ｎ３間に接続される。抵抗２３３は、ノードＮ２，Ｎ３間に接続される。抵抗２３４は、ノードＮ３，Ｎ４間に接続される。コンデンサ２３５は、ノードＮ４，Ｎ５間に接続される。トリガ回路２３６は、ノードＮ４に接続される。ノードＮ２，Ｎ５は、それぞれ電源電位および基準電位（グランド電位）に保持される。スイッチ切換部２３７は、比較部２２０により与えられる後述する比較信号ＣＳに基づいてスイッチング素子２３１のオンおよびオフを切り換える。
【０１０８】
トリガ回路２３６は、無安定マルチバイブレータである。トリガ回路２３６は、ノードＮ２，Ｎ５間の抵抗２３２〜２３４およびコンデンサ２３５により定まる時定数と等しい周期を有するトリガ信号ＴＳを発生する。スイッチング素子２３１がオンすると、ノードＮ２，Ｎ３間の抵抗が小さくなる。それにより、トリガ回路２３６により発生されるトリガ信号ＴＳの周期が短くなる。スイッチング素子２３１がオフすると、ノードＮ２，Ｎ３間の抵抗が大きくなる。それにより、トリガ回路２３６により発生されるトリガ信号ＴＳの周期が長くなる。
【０１０９】
図１１は、図９のパルス発生部１０、受信素子６０、保持信号発生部１００、比較部２２０およびトリガ発生部２３０より発生される信号ならびにピーク保持部１１０により出力される電圧のタイミング図である。図１１の横軸は時間である。
【０１１０】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、図９の送信素子５０により送信される超音波の強度が調整されている。そのため、図１１に示すように、時点ｔ３１から時点ｔ４１までの測定期間Ｔ３においては、受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れない。
【０１１１】
ここで、第２の実施の形態と同様に、測定期間Ｔ４以後において、周囲の測定対象の反射率が増加する場合を考える。この場合、多重反射による第２の反射波の強度が増加する。そのため、多重反射による第２の反射波が受信素子６０により受信される可能性がある。それにより、受信信号ＲＳ１における第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間に現れる。その結果、超音波距離測定装置３００による測定対象までの距離の測定結果が一時的に不正確になる可能性がある。
【０１１２】
以下、図９、図１０および図１１を参照しながら測定対象の反射率が増加した場合における本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００の動作について説明する。
【０１１３】
図１０のトリガ回路２３６は、図１１（ａ）に示すように、“Ｈ”レベルおよび“Ｌ”レベルに変化するトリガ信号ＴＳを発生する。トリガ回路２３６により発生されるトリガ信号ＴＳは、パルス発生部１０に与えられる。
【０１１４】
図９のパルス発生部１０は、トリガ信号ＴＳに基づいて、“Ｈ”レベルおよび“Ｌ”レベルに変化する基準信号ＢＳを発生する。基準信号ＢＳは、図１１（ｂ）に示すように、トリガ信号ＴＳの“Ｈ”レベルへの立ち上がりと同時に“Ｈ”レベルに立ち上がり、一定時間後に“Ｌ”レベルに立ち下がる。
【０１１５】
図１１の測定期間Ｔ３の第１の有効期間Ｐ１において受信信号ＲＳ１に第１の反射成分Ｒ１が現れる。次の測定期間Ｔ４の第１の有効期間Ｐ１において受信信号ＲＳ１に第１の反射成分Ｒ１が現れる。この場合、上記のように、測定対象の反射率が増加することにより、測定期間Ｔ４における第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１４は、測定期間Ｔ３における第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１３に比べて増加する。本例では、多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れている。
【０１１６】
図１１（ｃ）および図１１（ｅ）に示すように、ピーク保持電圧ＰＶ１は、測定期間Ｔ３の時点ｔ３３で受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１３となり、測定期間Ｔ４の時点ｔ４３で受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１４となる。ピーク保持部１１０により保持されるピーク保持電圧ＰＶ１は、加算部１３０に与えられるとともに、比較部２２０に与えられる。
【０１１７】
図９の基準電圧発生部２１０は、予め設定された基準電圧Ｖｒ２を発生する。基準電圧発生部２１０により発生された基準電圧Ｖｒ２は、比較部２２０に与えられる。
【０１１８】
図９の比較部２２０は、ピーク保持電圧ＰＶ１と基準電圧Ｖｒ２とを比較し、比較結果を示す比較信号ＣＳを発生する。比較信号ＣＳは、図１１（ｆ）に示すように、ピーク保持電圧ＰＶ１が基準電圧Ｖｒ２以上である期間では“Ｌ”レベルとなり、ピーク保持電圧ＰＶ１が基準電圧Ｖｒ２未満である期間では“Ｈ”レベルとなる。
【０１１９】
図１１（ｆ）の例においては、測定期間Ｔ３の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１３は基準電圧Ｖｒ２未満であり、測定期間Ｔ４の第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１４は基準電圧Ｖｒ２以上である。したがって、比較信号ＣＳは、時点ｔ４３で“Ｌ”レベルに立ち下がる。
【０１２０】
比較信号ＣＳは、トリガ発生部２３０のスイッチ切換部２３７に与えられる。スイッチ切換部２３７は、比較信号ＣＳが“Ｌ”レベルである期間にスイッチング素子２３１をオフにする。スイッチ切換部２３７は、比較信号ＣＳが“Ｈ”レベルである期間にスイッチ切換部２３７はスイッチング素子２３１をオンにする。
【０１２１】
時点ｔ３１から時点ｔ４３の期間においては、スイッチング素子２３１がオンであるため、時定数が小さく、トリガ回路２３６により発生されるトリガ信号ＴＳの周期が短くなる。
【０１２２】
一方、時点ｔ４３以降においては、比較信号ＣＳが“Ｌ”レベルになるため、トリガ発生部２３０のスイッチング素子２３１がオフになる。この場合、ノードＮ２，Ｎ５間の抵抗２３２〜２３４およびコンデンサ２３５により定まる時定数が大きくなる。そのため、トリガ回路２３６により発生されるトリガ信号ＴＳの周期が長くなる。これにより、測定期間Ｔ４の基準信号ＢＳの周期Ｔｂが、測定期間Ｔ３の基準信号ＢＳの周期Ｔａよりも長くなる。その結果、受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１および第２の反射成分Ｒ２は、測定期間Ｔ４内に現れる。
【０１２３】
測定期間Ｔ５以後においては、第１の実施の形態と同様の方法により、受信信号ＲＳ１に多重反射による第２の反射成分Ｒ２が現れずかつ受信信号ＲＳ１の第１の反射成分Ｒ１の最大値が一定範囲内に維持されるように超音波の強度が制御される。そのため、測定期間Ｔ５で第１の反射成分Ｒ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１５および測定期間Ｔ６で第１の反射成分Ｒ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１６は、測定期間Ｔ３で第１の反射成分Ｒ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値Ｖ１３とほぼ等しくなる。
【０１２４】
この場合、測定期間Ｔ５の時点ｔ５３以降では、比較信号ＣＳが“Ｈ”レベルに維持される。これにより、トリガ信号ＴＳの周期が短くなる。したがって、測定期間Ｔ５以降においては、周期Ｔａで超音波が送信される。その結果、受信信号ＲＳ１に第２の反射成分Ｒ２が現れることなく、周囲の測定対象までの距離を迅速かつ正確に測定することができる。
【０１２５】
（２）効果
本実施の形態に係る超音波距離測定装置３００においては、測定対象の反射率が増加することにより、現在の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値が基準電圧Ｖｒ２よりも大きくなった場合には、その測定期間の周期が長くなる。それにより、多重反射により受信信号ＲＳ１に現れる第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間で第１の反射成分Ｒ１として測定対象までの距離の測定に用いられることが防止される。したがって、測定対象の反射率の増加による測定精度の低下が防止される。その結果、測定期間の長さを短くすることが可能となる。
【０１２６】
［４］第４の実施の形態
（１）超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成
図１２は、第４の実施の形態に係る超音波距離測定装置を備えた超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、超音波傾斜測定装置４００は、一組の超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂならびに共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０を含む。
【０１２７】
超音波距離測定装置３００ａは、発振器３０および反射時間測定部９０を含まない点を除いて、図１の超音波距離測定装置３００と同様の構成を有する。超音波距離測定装置３００ａ、共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０により、図１の超音波距離測定装置３００が構成される。超音波距離測定装置３００ａの送信素子５０および受信素子６０をそれぞれ送信素子５０ａおよび受信素子６０ａと呼ぶ。
【０１２８】
超音波距離測定装置３００ｂは、発振器３０および反射時間測定部９０を含まない点を除いて、図１の超音波距離測定装置３００と同様の構成を有する。超音波距離測定装置３００ｂ、共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０により、図１の超音波距離測定装置３００が構成される。超音波距離測定装置３００ｂの送信素子５０および受信素子６０をそれぞれ送信素子５０ｂおよび受信素子６０ｂと呼ぶ。
【０１２９】
発振器３０は、以下の点を除いて、図１の発振器３０と同様の構成を有する。発振器３０は、発振信号ＯＳを超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの送信波形発生部２０に与える。
【０１３０】
反射時間測定部９０は、以下の点を除いて、図１の反射時間測定部９０と同様の構成および動作を有する。反射時間測定部９０には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂのパルス発生部１０により基準信号ＢＳが与えられる。また、反射時間測定部９０には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの検波部７０により検波信号ＤＳが与えられる。
【０１３１】
超音波傾斜測定装置４００は、以下に説明する自動二輪車１に取り付けられる。超音波傾斜測定装置４００の動作については後述する。
【０１３２】
（２）自動二輪車の概略構成
図１３は、図１２の超音波傾斜測定装置４００を備えた自動二輪車を示す模式的側面図である。図１４は、図１３の自動二輪車の模式的上面図である。
【０１３３】
図１３の自動二輪車１は、前後方向に延びるように形成された車体フレーム５００を備える。車体フレーム５００の前端にヘッドパイプ５１０が取り付けられる。ヘッドパイプ５１０に左右に分岐するフロントフォーク５２０が取り付けられる。この状態で、フロントフォーク５２０は、ヘッドパイプ５１０の軸心を中心として所定の角度範囲内で回転可能となっている。フロントフォーク５２０の下端に前輪５３０が回転可能に支持される。ヘッドパイプ５１０の上端にはハンドル５４０が設けられる。
【０１３４】
車体フレーム５００の後端には、リアスイングアーム５５０が揺動可能に取り付けられる。また、車体フレーム５００の後端には、リアクッションユニット５６０が上下に伸縮可能に取り付けられる。リアクッションユニット５６０の下端によりリアスイングアーム５５０の後端が支持される。リアスイングアーム５５０は、後輪５７０を回転可能に支持する。
【０１３５】
以下の説明では、前輪５３０の中心と後輪５７０の中心とを結ぶ直線Ｌ（図１４参照）の方向を車体の前後方向と呼び、車体の前後方向を含むおよび車体フレーム５００の対称面に垂直な方向を車体の左右方向と呼ぶ。
【０１３６】
図１３に示すように、車体フレーム５００の中央部には、エンジン５８０が設けられる。エンジン５８０により発生されるトルクは、図示しない複数のギアおよびチェーン等の動力伝達機構を介して後輪５７０に伝達される。それにより、後輪５７０が回転する。
【０１３７】
車体フレーム５００の上方には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）７００が設けられる。ＥＣＵ７００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。ＥＣＵ７００の上方には、自動二輪車１の運転者が着座するシート５９０が設けられる。シート５９０の下部には、送信素子５０ａ，５０ｂおよび受信素子６０ａ，６０ｂを除く図１２の超音波傾斜測定装置４００が設けられる。超音波傾斜測定装置４００の超音波距離測定装置３００ａおよび超音波距離測定装置３００ｂにより測定された時間はＥＣＵ７００に与えられる。
【０１３８】
車体フレーム５００の前部は、フロントカウル４１０により覆われる。車体フレーム５００の後部は、リアカウル４２０により覆われる。車体フレーム５００の中央部は、サイドカバー４３０により覆われる。
【０１３９】
左側のサイドカバー４３０には、図１４の超音波傾斜測定装置４００の送信素子５０ａおよび受信素子６０ａが設けられる。右側のサイドカバー４３０には、図１４の超音波傾斜測定装置４００の送信素子５０ｂおよび受信素子６０ｂが設けられる。車体の左右方向における送信素子５０ａ，５０ｂ間の距離および受信素子６０ａ，６０ｂ間の距離はＤである。
【０１４０】
（３）超音波傾斜測定装置の動作
図１５は、超音波傾斜測定装置４００の動作を説明するための図である。図１５は、自動二輪車１の前方から見た送信素子５０ａ，５０ｂおよび受信素子６０ａ，６０ｂの配置を示す。図１５（ａ）に示すように、送信素子５０ａ，５０ｂは、地面Ｅに向かって超音波を送信するように自動二輪車１に設けられる。受信素子６０ａ，６０ｂは、地面Ｅにより反射された超音波を受信するように自動二輪車１に設けられる。
【０１４１】
車体の前後方向における送信素子５０ａと受信素子６０ａとの間の距離は、車体の左右方向における送信素子５０ａ，５０ｂ間および受信素子６０ａ，６０ｂ間の距離Ｄに比べて小さい。そのため、送信素子５０ａおよび受信素子６０ａは、空間的にほぼ同一の位置にあるとみなすことができる。同様に、車体の前後方向における送信素子５０ｂと受信素子６０ｂとの間の距離は、車体の左右方向における送信素子５０ａ，５０ｂ間および受信素子６０ａ，６０ｂ間の距離Ｄに比べて小さい。そのため、送信素子５０ｂおよび受信素子６０ｂは、空間的にほぼ同一の位置にあるとみなすことができる。
【０１４２】
図１２の反射時間測定部９０は、送信素子５０ａにより超音波が送信されてから受信素子６０ａにより反射波が受信されるまでの時間ｔ１を測定する。また、反射時間測定部９０は、送信素子５０ｂにより超音波が送信されてから受信素子６０ｂにより反射波が受信されるまでの時間ｔ２を測定する。反射時間測定部９０は、測定された時間ｔ１，ｔ２を示す信号を、図１３のＥＣＵ７００に与える。
【０１４３】
ＥＣＵ７００は、時間ｔ１および超音波の速度Ｖに基づいて、送信素子５０ａから地面Ｅまでの距離Ｌ１を算出する。送信素子５０ａから地面Ｅまでの距離Ｌ１は、Ｌ１＝Ｖ×ｔ１／２により算出される。同様に、ＥＣＵ７００は、時間ｔ２および超音波の速度Ｖに基づいて、送信素子５０ｂから地面Ｅまでの距離Ｌ２を算出する。送信素子５０ｂから地面Ｅまでの距離Ｌ２は、Ｌ２＝Ｖ×ｔ２／２により算出される。
【０１４４】
自動二輪車１が地面Ｅに対して傾斜していない場合、ｔ１＝ｔ２となるため、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは等しくなる。ここで、図１５（ｂ）に示すように、自動二輪車１が地面Ｅに対して傾斜することを考える。この場合、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは異なる。地面Ｅに対する車体の左右方向の傾斜角度をθとすると、ｓｉｎθ＝｜Ｌ２−Ｌ１｜／Ｄとなる。
【０１４５】
ＥＣＵ７００は、時間ｔ１，ｔ２、超音波の速度Ｖおよび距離Ｄに基づいて、θ＝ｓｉｎ−１｜ｔ２−ｔ１｜×Ｖ／（２×Ｄ）を算出することにより傾斜角度θを測定することができる。
【０１４６】
［５］第５の実施の形態
（１）超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成
図１６は、第５の実施の形態に係る超音波距離測定装置を備えた超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、超音波傾斜測定装置４００は、一組の超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂならびに共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０を含む。図１２の超音波傾斜測定装置４００と同様に、図１６の超音波傾斜測定装置４００は、図１３および図１４の自動二輪車１に設けられる。
【０１４７】
超音波距離測定装置３００ａは、発振器３０および反射時間測定部９０を含まない点を除いて、図７の超音波距離測定装置３００と同様の構成を有する。超音波距離測定装置３００ａ、共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０により、図７の超音波距離測定装置３００が構成される。超音波距離測定装置３００ａの送信素子５０および受信素子６０をそれぞれ送信素子５０ａおよび受信素子６０ａと呼ぶ。
【０１４８】
超音波距離測定装置３００ｂは、発振器３０および反射時間測定部９０を含まない点を除いて、図７の超音波距離測定装置３００と同様の構成を有する。超音波距離測定装置３００ｂ、共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０により、図７の超音波距離測定装置３００が構成される。超音波距離測定装置３００ｂの送信素子５０および受信素子６０をそれぞれ送信素子５０ｂおよび受信素子６０ｂと呼ぶ。
【０１４９】
発振器３０は、以下の点を除いて、図７の発振器３０と同様の構成および動作を有する。発振器３０は、発振信号ＯＳを超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの送信波形発生部２０に与える。
【０１５０】
反射時間測定部９０は、以下の点を除いて、図７の反射時間測定部９０と同様の構成および動作を有する。反射時間測定部９０には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂのパルス発生部１０により基準信号ＢＳが与えられる。また、反射時間測定部９０には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの検波部７０により検波信号ＤＳが与えられる。
【０１５１】
反射時間測定部９０は、送信素子５０ａにより超音波が送信されてから受信素子６０ａにより反射波が受信されるまでの時間ｔ１を測定する。また、反射時間測定部９０は、送信素子５０ｂにより超音波が送信されてから受信素子６０ｂにより反射波が受信されるまでの時間ｔ２を測定する。反射時間測定部９０は、測定された時間ｔ１，ｔ２を示す信号を、図１３のＥＣＵ７００に与える。
【０１５２】
（２）効果
図１３のＥＣＵ７００は、超音波傾斜測定装置４００により測定される時間ｔ１，ｔ２に基づいて、地面Ｅに対する車体の左右方向の傾斜角度θを測定することができる。
【０１５３】
超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂは、図７の超音波距離測定装置３００と同様の動作を有する。すなわち、測定対象の反射率が増加することにより、現在の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値が直前の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値よりも予め定められた値以上大きくなった場合には、次の測定期間の開始時点で送信素子５０から超音波が送信されない。
【０１５４】
この場合、現在の測定期間の長さが増加するため、多重反射により受信信号ＲＳ１に現れる第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間で第１の反射成分Ｒ１として測定対象までの距離の測定に用いられることが防止される。したがって、測定対象の反射率の増加による測定精度の低下が防止される。その結果、測定期間の長さを短く設定しつつ地面Ｅに対する車体の左右方向の傾斜角度θを測定することが可能となる。
【０１５５】
［６］第６の実施の形態
（１）超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成
図１７は、第６の実施の形態に係る超音波距離測定装置を備えた超音波傾斜測定装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、超音波傾斜測定装置４００は、一組の超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂを含む。また、超音波傾斜測定装置４００は、共通のパルス発生部１０、共通の送信波形発生部２０、共通の発振器３０および共通の反射時間測定部９０を含む。さらに、超音波傾斜測定装置４００は、共通の加算部２００、共通の基準電圧発生部２１０、共通の比較部２２０および共通のトリガ発生部２３０を含む。図１２の超音波傾斜測定装置４００と同様に、図１７の超音波傾斜測定装置４００は、図１３および図１４の自動二輪車１に設けられる。
【０１５６】
図１７の超音波距離測定装置３００ａは、パルス発生部１０、送信波形発生部２０、発振器３０、反射時間測定部９０、基準電圧発生部２１０、比較部２２０およびトリガ発生部２３０を含まない点を除いて、図９の超音波距離測定装置３００と同様の構成を有する。超音波距離測定装置３００ａならびにパルス発生部１０、送信波形発生部２０、発振器３０、反射時間測定部９０、加算部２００、基準電圧発生部２１０、比較部２２０およびトリガ発生部２３０により、図９と同様の超音波距離測定装置３００が構成される。超音波距離測定装置３００ａの送信素子５０および受信素子６０をそれぞれ送信素子５０ａおよび受信素子６０ａと呼ぶ。
【０１５７】
図１７の超音波距離測定装置３００ｂは、パルス発生部１０、送信波形発生部２０、発振器３０、反射時間測定部９０、基準電圧発生部２１０、比較部２２０およびトリガ発生部２３０を含まない点を除いて、図９の超音波距離測定装置３００と同様の構成を有する。超音波距離測定装置３００ｂならびにパルス発生部１０、送信波形発生部２０、発振器３０、反射時間測定部９０、加算部２００、基準電圧発生部２１０、比較部２２０およびトリガ発生部２３０により、図９と同様の超音波距離測定装置３００が構成される。超音波距離測定装置３００ｂの送信素子５０および受信素子６０をそれぞれ送信素子５０ｂおよび受信素子６０ｂと呼ぶ。
【０１５８】
発振器３０、基準電圧発生部２１０およびトリガ発生部２３０は、図９の発振器３０、基準電圧発生部２１０およびトリガ発生部２３０と同様の構成および動作を有する。
【０１５９】
パルス発生部１０は、以下の点を除いて、図９のパルス発生部１０と同様の構成および動作を有する。パルス発生部１０は、基準信号ＢＳを超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの保持信号発生部１００に与える。パルス発生部１０は、マスク信号ＭＳを超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの検波部７０および保持信号発生部１００に与える。
【０１６０】
送信波形発生部２０は、以下の点を除いて、図９の送信波形発生部２０と同様の構成および動作を有する。送信波形発生部２０は、送信信号ＴＳ０を超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの送信出力部４０に与える。
【０１６１】
反射時間測定部９０は、以下の点を除いて、図９の反射時間測定部９０と同様の構成および動作を有する。反射時間測定部９０には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂのパルス発生部１０により基準信号ＢＳが与えられる。また、反射時間測定部９０には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂの検波部７０により検波信号ＤＳが与えられる。
【０１６２】
反射時間測定部９０は、送信素子５０ａにより超音波が送信されてから受信素子６０ａにより反射波が受信されるまでの時間ｔ１を測定する。また、反射時間測定部９０は、送信素子５０ｂにより超音波が送信されてから受信素子６０ｂにより反射波が受信されるまでの時間ｔ２を測定する。反射時間測定部９０は、測定された時間ｔ１，ｔ２を示す信号を、図１３のＥＣＵ７００に与える。
【０１６３】
加算部２００には、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂのピーク保持部１１０によりピーク保持電圧ＰＶ１が与えられる。加算部２００は、超音波距離測定装置３００ａのピーク保持部１１０により与えられるピーク保持電圧ＰＶ１と超音波距離測定装置３００ｂのピーク保持部１１０により与えられるピーク保持電圧ＰＶ１とを加算することにより、加算電圧ＡＶを発生する。加算部２００により発生される加算電圧ＡＶは、比較部２２０に与えられる。
【０１６４】
比較部２２０は、以下の点を除いて、図９の比較部２２０と同様の構成および動作を有する。比較部２２０は、加算電圧ＡＶと基準電圧Ｖｒ２とを比較し、比較結果を示す比較信号ＣＳを発生する。比較信号ＣＳは、加算電圧ＡＶが基準電圧Ｖｒ２以上である期間では“Ｌ”レベルとなり、加算電圧ＡＶが基準電圧Ｖｒ２未満である期間では“Ｈ”レベルとなる。
【０１６５】
（２）効果
図１３のＥＣＵ７００は、超音波傾斜測定装置４００により測定される時間ｔ１，ｔ２に基づいて、地面Ｅに対する車体の左右方向の傾斜角度θを測定することができる。
【０１６６】
また、超音波距離測定装置３００ａ，３００ｂは、図９の超音波距離測定装置３００と同様の動作を有する。すなわち、測定対象の反射率が増加することにより、現在の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値が基準電圧Ｖｒ２よりも大きくなった場合には、その測定期間の長さが増加する。
【０１６７】
この場合、多重反射により受信信号ＲＳ１に現れる第２の反射成分Ｒ２が次の測定期間で第１の反射成分Ｒ１として測定対象までの距離の測定に用いられることが防止される。したがって、測定対象の反射率の増加による測定精度の低下が防止される。その結果、測定期間の長さを短く設定しつつ地面Ｅに対する車体の左右方向の傾斜角度θを測定することが可能となる。
【０１６８】
［７］他の実施の形態
（１）第２の実施の形態において、図７の超音波距離測定装置３００は停止信号発生部１９０を含むが、これに限定されない。図７の超音波距離測定装置３００は、停止信号発生部１９０に代えて、第３の実施の形態のトリガ発生部２３０（図９）を含んでもよい。
【０１６９】
この場合、図７の比較部１７０は、差分電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒとを比較し、比較結果を示す出力信号を図１０のトリガ発生部２３０に与える。トリガ発生部２３０のスイッチ切換部２３７は、差分電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒ以上である期間にスイッチング素子２３１をオフにする。トリガ発生部２３０のスイッチ切換部２３７は、差分電圧Ｖｄが基準電圧Ｖｒ未満である期間にスイッチング素子２３１をオンにする。図１０のトリガ回路２３６は、トリガ信号ＴＳを図７のパルス発生部１０に与える。
【０１７０】
これにより、超音波距離測定装置３００においては、現在の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値が直前の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値よりも予め定められた値以上大きくなった場合には、次の測定期間の長さが増加する。
【０１７１】
（２）第２の実施の形態において、測定期間の長さが増加した場合には、反射時間測定部９０はその測定期間の距離の算出を停止してもよい。
【０１７２】
（３）第３実施の形態において、図９の超音波距離測定装置３００はトリガ発生部２３０を含むが、これに限定されない。図９の超音波距離測定装置３００は、トリガ発生部２３０に代えて、第２の実施の形態の停止信号発生部１９０（図７）を含んでもよい。
【０１７３】
この場合、図９のパルス発生部１０は、基準信号ＢＳと同じ周期を有するパルス信号を内部的に発生し、停止信号発生部１９０により発生される停止信号ＳＳに基づいて基準信号ＢＳを発生する。ピーク保持部１１０はピーク保持電圧ＰＶ１を停止信号発生部１９０に与え、基準電圧発生部２１０は基準電圧Ｖｒ２を停止信号発生部１９０に与える。
【０１７４】
停止信号発生部１９０は、ピーク保持電圧ＰＶ１および基準電圧Ｖｒ２に基づいて“Ｈ”レベルおよび“Ｌ”レベルからなる停止信号ＳＳを発生し、パルス発生部１０に与える。停止信号ＳＳは、ピーク保持電圧ＰＶ１が基準電圧Ｖｒ２未満である場合に“Ｌ”レベルとなる。また、停止信号ＳＳは、図８（ｉ）に示すように、ピーク保持電圧ＰＶ１が基準電圧Ｖｒ２以上になった時点で“Ｈ”レベルに立ち上がり、パルス発生部１０において内部的に発生されるパルス信号の立ち上がりから一定時間τ後に“Ｌ”レベルに立ち下がる。
【０１７５】
これにより、超音波距離測定装置３００においては、現在の測定期間において受信信号ＲＳ１に現れる第１の反射成分Ｒ１の最大値が基準電圧Ｖｒ２よりも大きくなった場合には、その測定期間の長さが増加する。
【０１７６】
（４）第３の実施の形態において、測定期間の長さが増加した場合には、反射時間測定部９０はその測定期間の距離の算出を停止してもよい。
【０１７７】
（５）第１〜第３の実施の形態において、反射時間測定部９０は距離を算出する機能を有するが、これに限定されない。反射時間測定部９０が自動二輪車１に設けられる場合、反射時間測定部９０が距離を算出する機能を有さずに、自動二輪車１のＥＣＵ７００が距離の算出を行ってもよい。
【０１７８】
（６）第４〜第６実施の形態において、輸送機器の一例として自動二輪車１について説明したが、これに限定されない。本発明は、４輪の自動車、３輪の自動車、電動自転車、滑走艇、水上バイク、電動車椅子または航空機等の種々の輸送機器にも適用可能である。
【０１７９】
［８］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１８０】
上記実施の形態においては、超音波距離測定装置３００が超音波距離計測装置の例であり、送信素子５０が送信部の例であり、受信素子６０が受信部の例であり、反射時間測定部９０が時間算出部の例である。ピーク保持部１１０，１２０が検出部の例であり、第１の反射成分Ｒ１（ｒ１）が最初のピークの例であり、第２の反射成分Ｒ２（ｒ２）が他のピークまたは次のピークの例である。
【０１８１】
可変電源１４０が調整部の例であり、停止信号発生部１９０またはトリガ発生部２３０が測定期間制御部の例であり、基準電圧Ｖｒが第１の値の例であり、基準電圧Ｖｒ２が第２の値の例であり、パルス発生部１０が信号発生部の例である。車体フレーム５００が本体部の例であり、後輪５７０およびエンジン５８０が駆動部の例であり、自動二輪車１が輸送機器の例である。
【０１８２】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明は、超音波を用いて検出対象物までの距離等の情報を測定するために利用することができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１  自動二輪車
１０  パルス発生部
２０  送信波形発生部
３０  発振器
４０  送信出力部
５０，５０ａ，５０ｂ  送信素子
６０，６０ａ，６０ｂ  受信素子
７０  検波部
８０  増幅部
９０  反射時間測定部
１００  保持信号発生部
１１０，１２０  ピーク保持部
１３０，２００  加算部
１４０  可変電源
１４１  ＮＯＴ回路
１４２  ＦＥＴ
１４３〜１４５，２３２〜２３４  抵抗
１４６  可変電源ＩＣ
１５０  サンプル保持部
１６０  差分検出部
１７０，２２０  比較部
１８０，２１０  基準電圧発生部
１９０  停止信号発生部
２３０  トリガ発生部
２３１  スイッチング素子
２３５  コンデンサ
２３６  トリガ回路
２３７  スイッチ切換部
３００，３００ａ，３００ｂ  超音波距離測定装置
４００  超音波傾斜測定装置
４１０  フロントカウル
４２０  リアカウル
４３０  サイドカバー
５００  車体フレーム
５１０  ヘッドパイプ
５２０  フロントフォーク
５３０  前輪
５４０  ハンドル
５５０  リアスイングアーム
５６０  リアクッションユニット
５７０  後輪
５８０  エンジン
５９０  シート
７００  ＥＣＵ
ＡＶ  加算電圧
ＢＳ  基準信号
ＣＳ  比較信号
ＣＶ  制御電圧
ＤＳ  検波信号
Ｅ  地面
ＨＳ  サンプル保持信号
ＨＶ  サンプル保持電圧
ＭＳ  マスク信号
ＯＳ  発振信号
Ｐ１，Ｐ２  有効期間
ＰＳ１，ＰＳ２  ピーク保持信号
ＰＶ１，ＰＶ２  ピーク保持電圧
ｒ１，ｒ２，Ｒ１，Ｒ２  反射成分
ＲＳ０，ＲＳ１  受信信号
ＳＳ  停止信号
ＳＶ  電源電圧
Ｔ  周期
Ｔ１〜Ｔ６，Ｔ４５  測定期間
ＴＳ  トリガ信号
ＴＳ０，ＴＳ１  送信信号
Ｖｒ，Ｖｒ２  基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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