DE112012001279T5 - Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung - Google Patents

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Wararu Tsujita
Kenji INOMATA
Takashi Ohsawa
Masahiro Shikai
Masahiro Watanabe
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Abstract

Bei einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung (1) besitzt eine Empfangseinheit (200) eine Schalteinheit (601) zum wechselweisen Umschalten zwischen einem Empfangssignal von einer ersten Empfangsantenne (201) und einem Empfangssignal von einer zweiten Empfangsantenne (202), um wechselweise die Empfangssignale an einen Orthogonalsignal-Detektor (701) auszugeben. Der Orthogonalsignal-Detektor (701) führt eine Orthogonalsignal-Detektion mit jedem der zwei Empfangssignale aus der Schalteinheit (601) und einem oszillierenden Signal aus einem Oszillator (101) unter Verwendung einer identischen Leitung aus.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung zum automatischen Detektieren des Neigungswinkels eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Automobils. Insbesondere ist diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung dazu geeignet, in einem System verwendet zu werden, das automatisch eine Steuerung der optischen Achse der Fahrzeugscheinwerfer durchführt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ist zum Beispiel im Patentdokument 1 gezeigt. Eine Ultraschallwellen-Sendeeinheit sendet eine Ultraschallwelle in Richtung einer Bodenfläche (Straßenfläche). Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung empfängt die von der Bodenfläche reflektierte Ultraschallwelle unter Verwendung von Ultraschall-Empfangseinheiten, die an verschiedenen Orten angeordnet sind.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung misst die Zeit, die von der Aussendung bis zum Empfang vergeht, und sie berechnet die Differenz zwischen den Empfangszeiten der Ultraschall-Empfangseinheiten oder die Phasendifferenz zwischen den Ultraschallwellen, die von den Ultraschall-Empfangseinheiten empfangen werden, um den Neigungswinkel des Fahrzeugs zu detektieren.
  • Ferner ist eine herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung zum Beispiel im Patentdokument 2 gezeigt. Eine Funkwellen-Sendeeinheit sendet eine Funkwelle in Richtung einer Bodenfläche aus, und eine Funkwellen-Empfangseinheit empfängt die von der Straßenfläche reflektierte Ultraschallwelle unter Verwendung von zwei Empfangsantennen. Eine Berechnungseinheit berechnet die Phasendifferenz zwischen den zwei empfangenen Signalen, indem sie einen Vereinigungsvorgang durchführt, und sie detektiert den Neigungswinkel des Fahrzeugs.
  • Ferner ist eine herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung zum Beispiel im Patentdokument 3 gezeigt. Zwei Ultraschall-Sende- und Empfangssensoren sind in Longitudinalrichtung eines Fahrzeugs angeordnet. Eine Ultraschallwellen-Sendeeinheit sendet eine Ultraschallwelle in Richtung einer Bodenfläche. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung empfängt die von der Bodenfläche reflektierte Ultraschallwelle unter Verwendung einer Ultraschall-Empfangseinheit, und sie misst die Zeit, die von der Aussendung bis zum Empfang vergeht.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung detektiert den Neigungswinkel des Fahrzeugs von dem Anbringungsraum in einer Longitudinalrichtung zwischen den Ultraschall-Sende- und -Empfangssensoren, die Differenz zwischen den Empfangszeitpunkten der Ultraschall-Sende- und -Empfangssensoren oder die Phasendifferenz zwischen den Ultraschall-Sende- und -Empfangssensoren, und die Differenz zwischen den Pegeln der zwei Ultraschall Sende- und -Empfangssensoren.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ermittelt, ob sich das Fahrzeug entweder in einem Fahrzustand oder in einem Ruhezustand befindet, und zwar aus der mittels eines Geschwindigkeitssensors gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit, und sie führt einen Mittelungsvorgang aus, indem sie den Neigungswinkel verwendet, welchen die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet, während das Fahrzeug fährt, und zwar auf einer Prioritätsbasis, um einen Mittelwert des Neigungswinkels auszugeben.
  • Ferner ist eine herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung zum Beispiel im Patentdokument 4 gezeigt. Eine Funkwellen-Sendeeinheit sendet eine Funkwelle in Richtung einer Bodenfläche aus, und eine Funkwellen-Empfangseinheit empfängt die von der Straßenfläche reflektierte Ultraschallwelle unter Verwendung von zwei Empfangsantennen. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Orthogonalsignal-Detektion (Orthogonalsignal-Demodulation) für jedes der Empfangssignale und für das Sendesignal aus, um ihre jeweiligen Basisband-Signale zu erhalten.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung leitet dann eine Phasendifferenz ab, um den Neigungswinkel eines Fahrzeugs zu detektieren, indem sie einen arithmetischen Vorgang auf der Grundlage der Amplitude und der Phase von jedem dieser Basisband-Signale durchführt.
  • Dokumente zum Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2003-307 420 A
    • Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2005-189 101 A
    • Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2003-127 757 A
    • Patentdokument 4: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2009-282 022 A .
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Wenn die im Patentdokument 1 beschriebene herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung wie oben beschrieben aufgebaut ist, ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung durch Temperaturänderungen, Wind und Geräusche beeinträchtigt wird, und infolgedessen schwankt die Phasendifferenz. Daher kann die herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Wenn ferner die im Patentdokument 2 beschriebene herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung wie oben beschrieben aufgebaut ist, ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung durch eine Schwankung von jedem der Pegel der zwei Empfangssignale beeinflusst wird, die mittels der zwei unterschiedlichen Empfangsantennen empfangen werden, und infolgedessen schwankt die berechnete Phasendifferenz. Daher kann die herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Wenn die im Patentdokument 3 beschriebene herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung wie oben beschrieben aufgebaut ist, ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung eine fehlerhafte Entscheidung treffen kann, und zwar infolge von Messfehlern, die in dem Geschwindigkeitssensor entstehen und die durch Gleiten und Rutschen des Rades verursacht werden. Daher kann die herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass eine Verdrahtung zwischen dem Geschwindigkeitssensor und der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung benötigt wird, und somit können weder Platz noch Draht eingespart werden. Ein weiteres Problem ist folgendes: Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann nur eine Bewegung und ein Anhalten des Fahrzeugs ermitteln, während die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung aber keine plötzliche Veränderung der Ebenheit detektieren kann, die in der Straßenfläche auftritt, wie beispielsweise eine Verbindungsstelle einer Straße, die das Fahrzeug passiert, wenn das Fahrzeug auf einer Autobahn fährt, oder z. B. einem Bahnübergang.
  • Daher kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs auch dann nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren, wenn die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Mittelungsvorgang durchführt.
  • Wenn die im Patentdokument 4 beschriebene herkömmliche Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung wie oben beschrieben aufgebaut ist, ergibt sich folgendes Problem: Da ein Fehler infolge von Schwankungen der Charakteristiken – beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der zwei mittels der Orthogonalsignal-Detektoren erfassten Basisband-Signale – von jedem der Orthogonalsignal-Detektoren auftritt, und da somit die auf den beiden Basisband-Signalen basierende Phasendifferenz nicht korrekt ausgegeben wird, kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Ein weiteres Problem ist folgendes: Wenn die jeweils mit den zwei Empfangsantennen verbundenen Orthogonalsignal-Detektoren keine guten Linearitätscharakteristiken als ihre Phasencharakteristiken aufweisen, ist die Phasendifferenz nicht korrekt, da der Phasenwert von jedem der zwei Basisband-Signale nicht korrekt ausgegeben wird. Daher kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Ein weiteres Problem ist folgendes: Da die auf den zwei Basisband-Signalen basierende Phasendifferenz eine Phasendifferenz aufweist, die durch eine Einfachreflexion hervorgerufen wird, und eine Phasendifferenz aufweist, die durch zwei oder mehrere Reflexionen hervorgerufen wird, wenn die von der Bodenfläche reflektierte Funkwelle von der Fahrzeugkarosserie inklusive der Funkwellen-Sendeeinheit erneut ausgesendet (reflektiert) wird, und wenn die zwei Empfangsantennen die von der Bodenfläche erneut reflektierte Welle empfangen, kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, und es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren kann, und zwar selbst dann, wenn eine Temperaturänderung auftritt, der Wind bläst, oder Geräusche auftreten.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren kann, und zwar selbst dann, wenn eine Schwankung des Empfangssignal-Pegels auftritt.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren kann, ohne einen Geschwindigkeitssensor zu verwenden.
  • Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren kann, und zwar selbst dann, wenn eine Straße, welche das Fahrzeug entlangfährt, eine Oberfläche hat, die gebietsweise einen unregelmäßigen Bereich aufweist.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die Fehler entfernen kann, welche infolge einer Variation der Charakteristiken von jedem der Orthogonalsignal-Detektoren auftreten, wodurch sie in der Lage ist, den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren kann, und zwar selbst dann, wenn die jeweils mit den zwei Empfangsantennen verbundenen Orthogonalsignal-Detektoren als ihre Phasencharakteristiken keine guten Linearitätscharakteristiken aufweisen.
  • Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anzugeben, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren kann, und zwar selbst dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden.
  • Lösung der Probleme
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung angegeben, die folgendes aufweist:
    eine in einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit zum Abstrahlen eines oszillierenden Signals mit vorbestimmter Frequenz als Funkwelle von einer Sendeantenne;
    eine Schalteinheit zum wechselweisen Umschalten zwischen einem ersten Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, und einem zweiten Empfangssignal, das eine zweite Empfangsantenne durch Empfangen der von der Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, um wechselweise das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal an eine einzelne erste Leitung auszugeben;
    eine Orthogonalsignal-Detektionseinheit zum Anwenden von Orthogonalsignal-Detektion sowohl auf das erste Empfangssignal oder das zweite Empfangssignal, welche von der Schalteinheit an die Orthogonalsignal-Detektionseinheit unter Verwendung der einzelnen ersten Leitung geschickt werden, als auch auf das oszillierende Signal, um einen ersten Amplitudenwert und einen ersten Phasenwert oder einen zweiten Amplitudenwert und einen zweiten Phasenwert zu erhalten, und um wechselweise zwischen dem ersten Amplituden- und Phasenwert und dem zweiten Amplituden- und Phasenwert umzuschalten, um wechselweise den ersten Amplituden- und Phasenwert und den zweiten Amplituden- und Phasenwert an eine einzelne zweite Leitung auszugeben; und
    eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit zum Berechnen des Neigungswinkels des Fahrzeugs in Bezug auf die Bodenfläche auf der Grundlage des ersten Amplituden- und Phasenwerts und des zweiten Amplituden- und Phasenwerts, welche dort von der Orthogonalsignal-Detektionseinheit mittels der einzelnen zweite Leitung geschickt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung angegeben, die folgendes aufweist:
    eine in einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit zum Abstrahlen eines Sendesignals, das durch Drehen der Phase eines oszillierenden Signals mit vorbestimmter Frequenz erhalten wird, als Funkwelle von einer Sendeantenne;
    eine erste Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem ersten Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, und dem Sendesignal, das die erste Schalteinheit von der Sendeeinheit erhält, um wechselweise das erste Empfangssignal und das Sendesignal auszugeben;
    eine zweite Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem zweiten Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, und dem Sendesignal, das die zweite Schalteinheit von der Sendeeinheit erhält, um wechselweise das zweite Empfangssignal und das Sendesignal auszugeben;
    eine Empfangseinheit, um folgendes zu erhalten: einen ersten Amplitudenwert und einen ersten Phasenwert, welche eine erste Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem ersten Empfangssignal aus der ersten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt, einen zweiten Amplitudenwert und einen zweiten Phasenwert, welche eine zweite Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonal-signal-Detektion mit dem zweiten Empfangssignal aus der zweiten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt, und um folgendes zu erhalten: einen dritten Amplitudenwert und einen dritten Phasenwert, welche die erste Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem Sendesignal aus der ersten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt, und einen vierten Amplitudenwert und einen vierten Phasenwert, welche die zweite Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem Sendesignal aus der zweiten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt; und
    eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit zur Bezugnahme sowohl auf Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken der ersten Orthogonalsignal-Detektionseinheit, die aus dem dritten Amplitudenwert und dem dritten Phasenwert berechnet werden, als auch auf Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken der zweiten Orthogonalsignal-Detektionseinheit, die aus dem vierten Amplitudenwert und dem vierten Phasenwert berechnet werden, um den Neigungswinkel des Fahrzeugs in Bezug auf die Bodenfläche zu berechnen, und zwar auf der Grundlage des ersten Amplitudenwerts und des ersten Phasenwerts und des zweiten Amplitudenwerts und des zweiten Phasenwerts.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung angegeben, die folgendes aufweist:
    eine in einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit zum Durchführen von Pulsmodulation eines oszillierenden Signals mit vorbestimmter Frequenz zum Abstrahlen des oszillierenden Signals als Funkwelle von einer Sendeantenne;
    eine Empfangseinheit, um folgendes zu erhalten: einen ersten Amplitudenwert und einen ersten Phasenwert, welche eine erste Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit einem ersten Puls-Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erhält, und dem oszillierenden Signal durchführt, einen zweiten Amplitudenwert und einen zweiten Phasenwert, welche eine zweite Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit einem zweiten Puls-Empfangssignal, das eine zweite Empfangsantenne durch Empfangen der von der Bodenfläche reflektierten Funkwelle erhält, und dem oszillierenden Signal durchführt; und
    eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit zum Berechnen des Neigungswinkels des Fahrzeugs in Bezug auf die Bodenfläche auf der Grundlage sowohl eines Wertes, der durch Abtasten des ersten Amplituden- und Phasenwerts erhalten wird, als auch eines Wertes, der durch Abtasten des zweiten Amplituden- und Phasenwerts erhalten wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein dahingehender Vorteil erreicht, dass es möglich wird, eine Variation der Funkwellen-Ausbreitungsentfernung zu detektieren, die gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankt, und zwar als Variation der Phase mit einem hohen Grad an Genauigkeit, und dadurch die Fahrzeugneigung mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu berechnen. Es ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass es möglich wird, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar selbst dann, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Es ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass es möglich wird, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen IQ-Signalen, die selbst dann durch die Orthogonalsignal-Detektion erhalten werden, wenn die Differenz zwischen den Empfangs-Signalpegeln schwankt. Dadurch ergibt sich ein dahingehender Vorteil, dass es möglich wird, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Außerdem schaltet die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung wechselweise zwischen den Empfangssignalen aus den zwei Empfangsantennen um, um Orthogonalsignal-Detektion mit dem oszillierenden Signal und jedem der Empfangssignale unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchzuführen. Daher kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken von jedem der Orthogonalsignal-Detektoren auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale. Außerdem kann sie den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt außerdem das Sendesignal, das das oszillierende Signal aus dem Oszillator darstellt und dessen Phase gedreht wird, direkt dem Orthogonalsignal-Detektor als ein dem Empfangssignal äquivalentes Signal zu. Zudem erhält sie die Phasencharakteristiken eines durch diese Orthogonalsignal-Detektion erlangten IQ-Signals als ihre Selbstkalibrierungsfunktion.
  • Daher kann die Fahrzeug-neigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors selbst dann korrigieren, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors nicht gut sind. Außerdem kann sie den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren.
  • Zudem führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung eine Pulsmodulation des Sendesignals durch, und sie tastet die pulsmodulierten IQ-Signale ab, die durch Ausführen der Orthogonalsignal-Detektion mit jedem der zwei pulsmodulierten Empfangssignale von den zwei Empfangsantennen im Zeitablauf erhalten werden. So kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasenwerte der IQ-Signale, die von einer Einfachreflexion von einer Bodenfläche herrühren, von den Phasenwerten der IQ-Signale, die von Mehrfachreflexionen herrühren, auf einer Zeitachse voneinander trennen.
  • Daher kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit detektieren, indem sie einen Berechnungsvorgang einer Phasendifferenz aus den Phasenwerten der einfachreflektierten Komponenten durchführt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine beispielhafte Zeichnung, die die Ausbreitungswege einer Funkwelle bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 3 ein Diagramm, das eine Relation zwischen dem Neigungswinkel und der Phasendifferenz bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 4 ein Diagramm, das eine Relation zwischen der Frequenz und der Phasendifferenz bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 5 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ein Diagramm, das die Phasencharakteristiken eines Orthogonalsignal-Detektors und deren Korrektur gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert;
  • 7 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
  • 12 ein Diagramm, das die Mehrfachreflexion zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Straßenfläche gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 ein Diagramm, das die Abtastung eines Puls-Sendesignals bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ein Diagramm, das eine Reihe von Empfangsantennen-Daten und Phasendaten bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung;
  • 19 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung;
  • 20 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung;
  • 21 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung;
  • 22 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 15 der vorliegenden Erfindung;
  • 23 ein Diagramm, das den Aufbau einer Antennenanordnung einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 16 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 24 eine erläuternde Zeichnung, die eine Relation zwischen einem Neigungswinkel, einer Phasendifferenz und den Empfangspegeln der Antennen gemäß Ausführungsform 16 der vorliegenden Erfindung erläutert, wenn die Antennen in einer Dreiecksform angeordnet sind;
  • 25 ein Diagramm, das eine Relation zwischen dem Neigungswinkel und der Phasendifferenz zeigt, wenn eine Sendeantenne und Empfangsantennen gemäß Ausführungsform 16 der vorliegenden Erfindung auf einer Geraden angeordnet sind;
  • 26 ein Diagramm, das den Aufbau einer Antennenanordnung einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 28 ein Diagramm, das eine Relation zwischen einem Neigungswinkel in einer Longitudinalrichtung und einer Phasendifferenz bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung erläutert; und
  • 29 ein Diagramm, das eine Relation zwischen dem Neigungswinkel in einer Longitudinalrichtung und der Phasendifferenz bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Um diese Erfindung noch genauer zu beschreiben, werden im folgenden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1, die den Neigungswinkel eines Fahrzeugs detektiert, ist mit einer Sendeeinheit 100, einer Empfangseinheit 200 und einer Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 versehen.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Oszillator 101, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine Schalteinheit 601 und einen Orthogonalsignal-Detektor 701. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Die Sendeantenne 103, die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 können in beliebiger Weise angeordnet sein, wobei sie z. B. auf einer Geraden bzw. an den Eckpunkten eines Dreiecks angeordnet sind. Ferner können die Sendeantenne 103, die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 in beliebiger Weise angeordnet sein, wobei sie z. B. auf derselben Höhe oder auf verschiedenen Höhen angeordnet sind. Außerdem können der Abstand A zwischen der Sendeantenne 103 und der ersten Empfangsantenne 201 und der Abstand B zwischen der Sendeantenne 103 und der zweiten Empfangsantenne 202 auf eine der folgenden Arten in Relation zueinander stehen: Sie sind zueinander gleich groß, oder sie sind zueinander nicht gleich groß.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. Die Sendeeinheit 100 gibt ein Sendesignal mit einer vorbestimmten Frequenz, einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Phase vom Oszillator 101 über den Verstärker 102 in die Sendeantenne 103 ein. Das in die Sendeantenne 103 eingegebene Sendesignal wird als Funkwelle abgestrahlt. Das Sendesignal kann in einem Frequenzband von 24 GHz oder in einem Frequenzband von 24 bis 29 GHz liegen. Um sich an die von den japanischen Funkfrequenzgesetzen zugelassenen Frequenzbänder anzupassen, können das 24-GHz-Band (24,05 bis 24,25 GHz) zur Verwendung in spezifizierten Niedrigleistungs-Funksendern oder das 26-GHz-Band (24,25 bis 29,0 GHz) zur Verwendung in Ultrabreitband-Radargeräten verwendet werden.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Empfangssignal und ein zweites Empfangssignal. Die Empfangssignale werden über den ersten und zweiten Verstärker 203 und 204 in die Schalteinheit 601 eingegeben. Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Empfangssignalen um, um die Empfangssignale wechselweise an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 berechnet den Amplitudenwert und den Phasenwert von jedem von dem ersten und dem zweiten Empfangssignal und gibt den Amplitudenwert und den Phasenwert an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus. Da eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen ist, wird die Phasenlänge, welche das erste Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt.
  • Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, verhindert die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung außerdem, dass ein Fehler auftritt, der sich durch eine Schwankung der Charakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektors ergibt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale.
  • Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Amplitudenwerten und den Phasenwerten.
  • Genauer gesagt: Der Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 gibt ein Signal mit einer vorgegebenen Frequenz, einer vorgegebenen Amplitude und einer vorgegebenen Phase als das Sendesignal an den Verstärker 102 aus. Der Verstärker 102 führt eine Leistungsverstärkung des Sendesignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das hierdurch verstärkte Sendesignal an die Sendeantenne 103 aus. Die Sendeantenne 103 strahlt das Sendesignal als Funkwelle in den Raum ab.
  • Als Sendeantenne 103 kann jede Art von Antenne, wie beispielsweise eine Richtantenne, eine Array-Antenne, eine Hornantenne oder eine Patch-Antenne verwendet werden. Ferner kann die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle jede Art von Funkwelle sein, wie beispielsweise eine vertikal polarisierte Welle, eine horizontal polarisierte Welle oder eine zirkular polarisierte Welle.
  • Die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle wird von einer Bodenfläche reflektiert und von der ersten Empfangsantenne 201 und der zweiten Empfangsantenne 202 empfangen, die an verschiedenen Orten in der Empfangseinheit 200 angebracht sind. Die von der ersten und zweiten Empfangsantenne empfangenen Signale werden als das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal ausgegeben. Als Sendeantenne kann jeweils jede Art von Antenne, wie beispielsweise eine Richtantenne, eine Array-Antenne, eine Hornantenne oder eine Patch-Antenne verwendet werden.
  • Der erste Verstärker 203 in der ersten Empfangsantenne 201 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das hierdurch verstärkte erste Empfangssignal über die Schalteinheit 601 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der zweite Verstärker 204 gibt das zweite Empfangssignal über die Schalteinheit 601 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) entweder des ersten Empfangssignals oder des zweiten Empfangssignals durch, indem er das oszillierende Signal aus dem Oszillator 101 als Referenzsignal verwendet, und er gibt ein IQ-Signal an die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase aus.
  • Das IQ-Signal besteht aus zwei Signalen: Einem I-Signal (In-Phase-Signal), das aus einer Null-Grad-Komponente des Referenzsignals gewonnen wird, und einem Q-Signal (Quadratursignal), das von einer 90-Grad-Komponente des Referenzsignals gewonnen wird. Der Arkustangens des I-Signals und des Q-Signals entspricht der Phasendifferenz zwischen dem ersten Empfangssignal und dem zweiten Empfangssignal. Der Wert der Quadratwurzel der Summe der Quadrate (Root-Sum-Square-Wert) des I-Signals und des Q-Signals entspricht dem Produkt der Amplitude des ersten Empfangssignals und derer des zweiten Empfangssignals.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 leitet die Phasendifferenz zwischen den zwei Empfangssignalen aus dem IQ-Signal (dem ersten IQ-Signal) des ersten Empfangssignals und dem IQ-Signal (dem zweiten IQ-Signal) des zweiten Empfangssignals her, welche die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase wechselweise von dem Orthogonalsignal-Detektor erhält. Sie gibt die Phasendifferenz an die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 aus. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen dem ersten IQ-Signal und dem zweiten IQ-Signal, und sie gibt den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus.
  • 2 ist eine beispielhafte Zeichnung, die die Ausbreitungswege der Funkwelle bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 erläutert. Genauer gesagt: Diese Figur ist eine beispielhafte Zeichnung, die die Wege zeigt, auf welchen die von der Sendeantenne 103 abgestrahlte Funkwelle durch die Straßenfläche reflektiert wird und sich dann zu der ersten Empfangsantenne 201 und der zweiten Empfangsantenne 202 ausbreitet. Die Sendeantenne 103, die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 sind in derselben Ebene angeordnet und entlang einer Geraden ausgerichtet, und zwar in gleichen Abständen in dem Fahrzeug, wobei hierbei die Sendeantenne 103 zentriert in der Mitte liegt.
  • Wenn die Weglänge des Ausbreitungswegs 401 von der Sendeantenne 103 zu der ersten Empfangsantenne 201 als L1 bezeichnet wird und die Weglänge des Ausbreitungswegs von der Sendeantenne 103 zu der zweiten Empfangsantenne 202 als L2, dann sind die Weglängen L1 und L2 gleich groß, wenn das Fahrzeug parallel zur Straßenfläche ausgerichtet ist. Wenn im Gegensatz dazu das Fahrzeug gegenüber der Straßenfläche geneigt ist, verändern sich die Weglängen L1 und L2, so dass eine Wegdifferenz zwischen ihnen auftritt.
  • Zwischen der Wegdifferenz (L1 – L2) und der aus der Wellenlänge λ und den IQ-Signalen berechneten Phasendifferenz φ ergibt sich folgender Vergleichsausdruck: Φ = 2π × (L1 – L2)/λ (1).
  • 3 ist ein Diagramm, das eine Relation zwischen dem Neigungswinkel und der Phasendifferenz bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 erläutert. Wenn auf der Horizontalachse der Neigungswinkel des Fahrzeugs in Bezug auf die Straßenfläche aufgetragen wird und auf der Vertikalachse die Phasendifferenz aufgetragen wird, ergibt sich ein Eins-zu-eins-Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel und der Phasendifferenz, und daher kann der Neigungswinkel aus der Phasendifferenz errechnet werden.
  • Ferner ist 4 ein Diagramm, das eine Relation zwischen Phasendifferenzen erläutert, die aus den IQ-Signalen berechnet werden, die durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase für eine Mehrzahl von Frequenzen erhalten werden. In dieser Zeichnung zeigt die Horizontalachse die Frequenz, und die Vertikalachse zeigt die Phasendifferenz. Die Wellenlänge wird kurz, und die Wellenlänge λ in der oben erwähnten Gleichung (1) wird bei steigender Frequenz kürzer. Daher wird die Phasendifferenz bei steigender Frequenz sogar dann kürzer, wenn die Weglängen konstant sind, und es ergibt sich zwischen der Frequenz und der Phasendifferenz eine Relation, wie es durch eine gerade Linie in 4 gezeigt ist.
  • Wenn beliebige Frequenzen ausgewählt werden und Sendesignale mit diesen Frequenzen ausgesendet werden, oder wenn Sendesignale mit verschiedenen Frequenzen im Zeitmultiplex ausgesendet werden, führt daher die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 eine Linearapproximation auf die Kurvenpunkte der Phasendifferenzen aus, die jeweils für die Frequenzen von der Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase aus den IQ-Signalen erhalten werden.
  • Sie leitet dadurch eine gerade Linie her, wie sie in 4 gezeigt ist. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet die Phasendifferenz bei der vorgegebenen Frequenz aus dieser angenäherten geraden Linie, und sie berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der berechneten Phasendifferenz. Das Verhältnis zwischen der Phasendifferenz und dem Neigungswinkel, die so berechnet werden, ist das gleiche wie dasjenige, das unter Bezugnahme auf 3 beschrieben worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen.
  • Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst. Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. So ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Außerdem ist die einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen. Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt.
  • So ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektor auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 2
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300. Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103.
  • Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 603, eine zweite Schalteinheit 604, einen ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und einen zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • In 5 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie die in den anderen Zeichnungen verwendeten die gleichen oder ähnliche Komponenten. Das gleiche gilt auch für die übrigen Ausführungsformen. Ferner stellen die Erläuterungen der in der gesamten Beschreibung erwähnten Komponenten nur Beispiele dar, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Erläuterungen beschränkt.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal 101 mit einer vorbestimmten Frequenz, einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Phase, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Ein Verfahren zum Drehen der Phase kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals, dessen Phase gedreht wird, auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die Sendeeinheit 602 für die Aussendung und den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Das in die Sendeantenne 103 eingegebene Sendesignal wird als Funkwelle abgestrahlt.
  • Die erste Empfangsantenne 201 empfängt die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein erstes Empfangssignal aus. Der erste Verstärker 203 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das erste Empfangssignal über die Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) sowohl des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 als auch des ersten Empfangssignals durch, und er gibt ein erstes IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Empfangsantenne 202 die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein zweites Empfangssignal aus. Der zweite Verstärker 204 führt eine Leistungsverstärkung des zweiten Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das erste Empfangssignal über die zweite Schalteinheit 604 an den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus. Der Orthogonalsignal-Detektor 702 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) sowohl des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 als auch des zweiten Empfangssignals durch, und er gibt ein zweites IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die erste Schalteinheit 603 und die zweite Schalteinheit 604 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus. Hierdurch werden der erste Orthogonalsignal-Detektor und den zweiten Orthogonalsignal-Detektor dazu veranlasst, ein drittes IQ-Signal bzw. ein viertes IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten Orthogonalsignal-Detektors 701 und solche des zweiten Orthogonalsignal-Detektors 702 aus dem dritten IQ-Signal und dem vierten IQ-Signal. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren.
  • Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus der Amplitude und Phase des ersten IQ-Signals und aus der Amplitude und Phase des zweiten IQ-Signals her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • 6 zeigt ein I/Q-Zustandsdiagramm, das ein Beispiel der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken (vor der Korrektur) des ersten und zweiten Orthogonalsignal-Detektors 701 und 702 und der normalen Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken (nach der Korrektur) des ersten und zweiten Orthogonalsignal-Detektors 701 und 702 zeigt. Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektor nicht gut sind, wie es durch eine durchgezogene Linie 1101 in 6 dargestellt ist, kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen, indem sie die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken korrigiert, wie es durch eine unterbrochene Linie 1102 gezeigt ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Daher kann sie den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Da die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann berechnet, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektor nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. So ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 3
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 1 (wie in 1 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 2 (wie in 5 gezeigt) kombiniert. Sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 601, eine zweite Schalteinheit 603 und einen Orthogonalsignal-Detektor 701. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal 101 mit einer vorbestimmten Frequenz, einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Phase, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Ein Verfahren zum Drehen der Phase kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals, dessen Phase gedreht wird, auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die Schalteinheit 602 für die Aussendung und den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Das in die Sendeantenne 103 eingegebene Sendesignal wird als Funkwelle abgestrahlt.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Empfangssignal und ein zweites Empfangssignal. Die Empfangssignale werden über den ersten und zweiten Verstärker 203 und 204 in die erste Schalteinheit 601 eingegeben. Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Empfangssignalen um, um die Empfangssignale wechselweise über die zweite Schalteinheit 603 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 berechnet den Amplitudenwert und den Phasenwert (ein erstes IQ-Signal oder ein zweites IQ-Signal) von jedem von dem ersten und dem zweiten Empfangssignal und gibt den Amplitudenwert und den Phasenwert an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die erste Schalteinheit 601 das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die zweite Schalteinheit 603 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der Orthogonalsignal-Detektor gibt ein drittes IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 aus dem dritten IQ-Signal. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren.
  • Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus dem Amplitudenwert und dem Phasenwert des ersten IQ-Signals und aus dem Amplitudenwert und dem Phasenwert des zweiten IQ-Signals her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. So ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen.
  • Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. So ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektor auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale.
  • Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektor nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 4
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300. Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine Schalteinheit 601, einen Orthogonalsignal-Detektor 701, und eine Korrelations-Berechnungseinheit 803. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. Der Modulator 802 in der Sendeeinheit 100 moduliert ein oszillierendes Signal mit einer vorbestimmten Frequenz, das der Oszillator 101 ausgibt, mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID, welchen bzw. welche der Codesignal-Generator 801 ausgibt. Er gibt das dadurch modulierte oszillierende Signal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Das mit dem Codesignal modulierte oszillierende Signal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Als Sendeantenne 103 kann jede Art von Antenne, wie beispielsweise eine Richtantenne, eine Array-Antenne, eine Hornantenne oder eine Patch-Antenne verwendet werden. Ferner kann die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle jede Art von Funkwelle sein, wie beispielsweise eine vertikal polarisierte Welle, eine horizontal polarisierte Welle oder eine zirkular polarisierte Welle.
  • Der Codesignal-Generator 801 gibt Informationen über den vorgegebenen Code oder die ID als Codesignal aus. Dieser Code besteht aus einer Kombination von Codes, wie beispielsweise M-Folgen-Codes, GOLD-Folgen-Codes oder Orthogonal-Folgen-Codes. Das durch den Codesignal-Generator 801 erzeugte Codesignal wird sowohl in den Modulator 802 in der Sendeeinheit 100 als auch in die Korrelations-Berechnungseinheit 803 in der Empfangseinheit 200 eingegeben.
  • Der Oszillator 101 erzeugt ein oszillierendes Signal mit der vorbestimmten Frequenz, und er gibt das oszillierende Signal sowohl an den Modulator 802, als auch an den Orthogonalsignal-Detektor 701 in der Empfangseinheit 200 aus. Der Modulator 802 führt eine BPSK-(Binary Phase Shift Keying-)Modulation mit dem Codesignal aus, indem er das oszillierende Signal als Träger verwendet. Er gibt das dadurch modulierte Codesignal als moduliertes Signal an den Verstärker 102 aus. Der Verstärker 102 führt eine Leistungsverstärkung des modulierten Signals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt dieses modulierte Signal an die Sendeantenne 103 aus. Die Sendeantenne 103 strahlt das modulierte Signal als Funkwelle in den Raum ab.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Empfangssignal und ein zweites Empfangssignal. Die Empfangssignale werden durch den ersten bzw. zweiten Verstärker 203 bzw. 204 bis zu einem vorbestimmten Pegel leistungsverstärkt, und sie werden in die Empfangseinheit 601 eingegeben. Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Empfangssignalen um, um die Empfangssignale wechselweise an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des ersten Empfangssignals oder des zweiten Empfangssignals und des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 durch, um ein IQ-Signal eines ersten Basisband-Signals oder ein IQ-Signal eines zweiten Basisband-Signals (ein erstes IQ-Signal oder ein zweites IQ-Signal) zu berechnen. Er gibt das erste IQ-Signal oder das zweite IQ-Signal an die Korrelations-Berechnungseinheit 803 aus.
  • Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten IQ-Signals oder des zweiten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 durch, um die Amplitude und die Phase eines ersten Korrelationswerts oder die Amplitude und die Phase eines zweiten Korrelationswerts zu erhalten. Sie gibt die Amplitude und die Phase des ersten Korrelationswerts oder die Amplitude und die Phase des zweiten Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Genauer gesagt: Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des von dem Codesignal-Generator 801 erzeugten Codesignals und des ersten IQ-Signals oder des zweiten IQ-Signals aus, welche der Orthogonalsignal-Detektor 701 berechnet. Bei dem Korrelationsvorgang berechnet die Korrelations-Berechnungseinheit eine Korrelation für eine Periode des Codesignals, und sie berechnet einen einer I-Komponente entsprechenden Korrelationswert I sowie einen einer Q-Komponente entsprechenden Korrelationswert Q.
  • Der Wert der Quadratwurzel der Summe der Quadrate (Root-Sum-Square-Wert) des I-Signals und des Q-Signals entspricht der Amplitude des Empfangssignals, und der Arkustangens des Korrelationswerts I und des Korrelationswerts Q entspricht der Phase des ersten Empfangssignals. Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 gibt diese errechnete Amplitude und Phase des ersten Korrelationswerts oder diese errechnete Amplitude und Phase des zweiten Korrelationswerts an die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase aus.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erhält wechselweise die Amplitude und Phase des ersten Korrelationswerts und die Amplitude und Phase des zweiten Korrelationswerts um eine Phasendifferenz zu berechnen. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Phasendifferenz zwischen der Phase des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts und der Neigungswinkel haben das gleiche Eins-zu-Eins-Verhältnis wie dasjenige, das in 3 gezeigt und in der oben erwähnten Ausführungsform 1 erläutert ist. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann den Neigungswinkel auf der Grundlage dieses Eins-zu-Eins-Verhältnisses berechnen.
  • Alternativ kann die Korrelations-Berechnungseinheit 803 in der Empfangseinheit 200 einen Korrelationsvorgang unter Verwendung des ersten IQ-Signals und des zweiten IQ-Signals durchführen, um die Amplitude und die Phase eines Korrelationswerts zu berechnen. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 kann den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dem Korrelationswert errechnen. Zu diesem Zeitpunkt entsprechen die berechnete Amplitude und die berechnete Phase dem Produkt der Amplitude des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts bzw. der Phasendifferenz zwischen der Phase des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Da die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen den Korrelationswerten sogar dann berechnet, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen. Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch. Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird. So ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 5
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300. Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103.
  • Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 603, eine zweite Schalteinheit 604, einen ersten Orthogonalsignal-Detektor 701, einen zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702, eine erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 und eine zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal 101 mit einer vorbestimmten Frequenz, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals, dessen Phase gedreht wird, auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die Sendeeinheit 602 für die Aussendung an den Modulator 802 aus.
  • Der Modulator 802 moduliert dieses Sendesignal mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID, welchen bzw. welche der Codesignal-Generator 801 ausgibt, und er gibt das dadurch modulierte Sendesignal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Ein Verfahren zum Drehen der Phase unter Verwendung des Phasenschiebers 501 kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Das code-modulierte Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die erste Empfangsantenne 201 empfängt die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein erstes Empfangssignal aus. Der erste Verstärker 203 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte erste Empfangssignal über die erste Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der erste Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des ersten Empfangssignals durch, um ein IQ-Signal (erstes IQ-Signal) eines ersten Basisband-Signals an die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 auszugeben.
  • Die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus, um die Amplitude und die Phase eines ersten Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Empfangsantenne 202 die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein zweites Empfangssignal aus. Der zweite Verstärker 204 führt eine Leistungsverstärkung des zweiten Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte zweite Empfangssignal über die zweite Schalteinheit 604 an den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus.
  • Der zweite Orthogonalsignal-Detektor 702 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des zweiten Empfangssignals durch, um ein IQ-Signal (zweites IQ-Signal) eines zweiten Basisband-Signals an die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 auszugeben. Die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 führt einen Korrelationsvorgang des zweiten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus, um die Amplitude und die Phase eines zweiten Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die erste Schalteinheit 603 und die zweite Schalteinheit 604 in den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 ein.
  • Hierdurch werden der erste Orthogonalsignal-Detektor und der zweite Orthogonalsignal-Detektor dazu veranlasst, Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des Sendesignals durchzuführen, um ein IQ-Signal (drittes IQ-Signal) eines dritten Basisband-Signals und ein IQ-Signal (viertes IQ-Signal) eines vierten Basisband-Signals zu erzeugen und an die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 bzw. an die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 auszugeben. Die erste und zweite Korrelations-Berechnungseinheit 803 und 804 führt keine Korrelationsvorgänge des dritten IQ-Signals bzw. des vierten IQ-Signals mit dem Codesignal aus dem Codesignal-Generator 801 aus.
  • Sie geben das dritte IQ-Signal und das vierte IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 als die Amplitude und die Phase eines dritten Korrelationswerts bzw. als die Amplitude und die Phase eines vierten Korrelationswerts aus.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten Orthogonalsignal-Detektors 701 und solche des zweiten Orthogonalsignal-Detektors 702 aus der Amplitude und der Phase des dritten Korrelationswerts und derer des vierten Korrelationswerts. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren.
  • Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus der Amplitude und der Phase des ersten Korrelationswerts und derer des zweiten Korrelationswerts her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten und zweiten Orthogonalsignal-Detektors 701 und 702 und die Korrektur der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu den normalen Phasendrehungs-Charakteristiken durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase sind die gleichen wie diejenigen, die in 6 gezeigt sind und in der oben erwähnten Ausführungsform 2 erläutert worden sind.
  • Alternativ kann die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 in der Empfangseinheit 200 einen Korrelationsvorgang unter Verwendung des ersten IQ-Signals und des zweiten IQ-Signals durchführen, um die Amplitude und die Phase eines Korrelationswerts zu berechnen. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 kann den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dem Korrelationswert errechnen (oder die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 kann diesen Vorgang anstelle der ersten Korrelations-Berechnungseinheit ausführen).
  • Zu diesem Zeitpunkt entsprechen die berechnete Amplitude und die berechnete Phase dem Produkt der Amplitude des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts bzw. der Phasendifferenz zwischen der Phase des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen den Korrelationswerten sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. So ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. Hierdurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch.
  • Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird. So ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 6
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 4 (wie in 8 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 5 (wie in 9 gezeigt) kombiniert, und sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 601, eine zweite Schalteinheit 603, einen Orthogonalsignal-Detektor 701 und eine Korrelations-Berechnungseinheit 803. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal 101 mit einer vorbestimmten Frequenz, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals, dessen Phase gedreht wird, auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die Sendeeinheit 602 für die Aussendung an den Modulator 802 aus.
  • Der Modulator 802 moduliert dieses Sendesignal mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID, welchen bzw. welche der Codesignal-Generator 801 ausgibt, und er gibt das dadurch modulierte Sendesignal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Ein Verfahren zum Drehen der Phase unter Verwendung des Phasenschiebers 501 kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Das code-modulierte Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Empfangssignal und ein zweites Empfangssignal. Die Empfangssignale werden durch den ersten bzw. zweiten Verstärker 203 bzw. 204 bis zu einem vorbestimmten Pegel leistungsverstärkt, und sie werden in die erste Empfangseinheit 601 eingegeben.
  • Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Empfangssignalen um, um die Empfangssignale wechselweise über die zweite Schalteinheit 603 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben. Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des ersten Empfangssignals oder des zweiten Empfangssignals aus dem Oszillator 101 durch, um ein IQ-Signal eines ersten Basisband-Signals oder ein IQ-Signal eines zweiten Basisband-Signals (ein erstes IQ-Signal oder ein zweites IQ-Signal) zu berechnen, und er gibt das erste IQ-Signal oder das zweite IQ-Signal an die Korrelations-Berechnungseinheit 803 aus.
  • Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten IQ-Signals oder des zweiten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 durch, um die Amplitude und die Phase eines ersten Korrelationswerts oder die Amplitude und die Phase eines zweiten Korrelationswerts zu erhalten, und sie gibt die Amplitude und die Phase des ersten Korrelationswerts oder die Amplitude und die Phase des zweiten Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die zweite Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Dadurch wird der Orthogonalsignal-Detektor dazu veranlasst, Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des Sendesignals durchzuführen, um ein IQ-Signal (drittes IQ-Signal) eines dritten Basisband-Signals zu erzeugen und an die Korrelations-Berechnungseinheit 803 auszugeben.
  • Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des dritten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus. Sie gibt das dritte IQ-Signal als die Amplitude und die Phase eines dritten Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 der Amplitude und der Phase des dritten Korrelationswerts. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren. Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus der Amplitude und der Phase des ersten Korrelationswerts oder derer des zweiten Korrelationswerts her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten.
  • Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 und die Korrektur der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu den normalen Phasendrehungs-Charakteristiken durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase sind die gleichen wie diejenigen, die in 6 gezeigt sind und in der oben erwähnten Ausführungsform 2 erläutert worden sind.
  • Alternativ kann die Korrelations-Berechnungseinheit 803 in der Empfangseinheit 200 einen Korrelationsvorgang unter Verwendung des ersten IQ-Signals und des zweiten IQ-Signals durchführen, um die Amplitude und die Phase eines Korrelationswerts zu berechnen. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 kann den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dem Korrelationswert errechnen.
  • Zu diesem Zeitpunkt entsprechen die berechnete Amplitude und die berechnete Phase dem Produkt der Amplitude des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts bzw. der Phasendifferenz zwischen der Phase des ersten Korrelationswerts und derjenigen des zweiten Korrelationswerts.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen den Korrelationswerten sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken.
  • Hierdurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen. Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch.
  • Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird. So ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 7
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300. Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103.
  • Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, einen ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und einen zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. Der Modulator 802 in der Sendeeinheit 100 führt eine Pulsmodulation eines oszillierenden Signals mit einer vorbestimmten Frequenz, das der Oszillator 101 ausgibt, mit einer Abfolge von Pulsen aus, die der Pulssignal-Generator 901 ausgibt. Er gibt das dadurch modulierte oszillierende Signal über den Verstärker 102 als Puls-Sendesignal an die Sendeantenne 103 aus.
  • Das Puls-Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt. Als Sendeantenne 103 kann jede Art von Antenne, wie beispielsweise eine Richtantenne, eine Array-Antenne, eine Hornantenne oder eine Patch-Antenne verwendet werden. Ferner kann die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle jede Art von Funkwelle sein, wie beispielsweise eine vertikal polarisierte Welle, eine horizontal polarisierte Welle oder eine zirkular polarisierte Welle.
  • Die erste Empfangsantenne 201 empfängt die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein erstes Puls-Empfangssignal aus. Der erste Verstärker 203 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte erste Puls-Empfangssignal an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der erste Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des ersten Puls-Empfangssignals durch, um ein erstes Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Empfangsantenne 202 die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein zweites Puls-Empfangssignal aus. Der zweite Verstärker 204 führt eine Leistungsverstärkung des zweiten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte zweite Puls-Empfangssignal an den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus. Der zweite Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des zweiten Puls-Empfangssignals durch, um ein zweites Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • 12 ist ein Diagramm, das Mehrfachreflexionen der Funkwelle zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einer Straßenfläche bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 7 zeigt. In 12(a) ist folgendes gezeigt: Wenn die von der Straßenfläche reflektierte Funkwelle erneut abgestrahlt (reflektiert) wird, und zwar von der Fahrzeugkarosserie inklusive der Sendeantenne 103, der ersten Empfangsantenne 201 und der zweiten Empfangsantenne 202, und sie dann erneut von der Straßenfläche reflektiert und von der ersten Empfangsantenne 201 und der zweiten Empfangsantenne 202 empfangen wird, so verändert sich die Länge des Ausbreitungswegs von der Sendeantenne 103 zu der ersten Empfangsantenne 201: Aus der Länge L1 des Ausbreitungswegs 401 wird nämlich die Länge L3 des Ausbreitungswegs 403.
  • Auf ähnliche Weise ändert sich die Länge des Ausbreitungswegs von der Sendeantenne 103 zu der zweiten Empfangsantenne 202: Aus der Länge L2 des Ausbreitungswegs 402 wird die Länge L4 des Ausbreitungswegs 404. Wie in 12(b) gezeigt, werden daher die Amplituden und Phasen der reflektierten Wellen entsprechend der Anzahl an Reflexionen derart auf jedes von dem ersten und zweiten Puls-IQ-Signal zeitchronologisch draufgesetzt, dass die Amplitude und die Phase einer einmalig von der Straßenfläche reflektierten Welle, die Amplitude und die Phase einer zweimalig von der Straßenfläche reflektierten Welle, die Amplitude und die Phase einer dreimalig von der Straßenfläche reflektierten Welle usw. auf jedes von dem ersten und zweiten Puls-IQ-Signal draufgesetzt werden.
  • Daher tastet die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 die Amplitude und die Phase des ersten Puls-IQ-Signals und diejenigen des zweiten Puls-IQ-Signals im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jedes von dem ersten und zweiten Puls-IQ-Signal zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Um die Genauigkeit des Neigungswinkels zu gewährleisten, separiert bei dieser Ausführungsform die Abtasteinheit nur die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle, die einmalig von der Straßenfläche reflektiert worden ist, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten. Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einmalig reflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-IQ-Signals her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann relativ schnell arbeitende AD-(Analog-Digital-)Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, um alle Abtastwerte von Amplitude und Phase eines jeden Puls-IQ-Signals im Zeitverlauf zu erhalten. Alternativ kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung relativ langsam arbeitende AD-Umsetzer als Abtasteinheit verwenden, um auf gleichwertige Weise alle Abtastwerte von Amplitude und Phase eines jeden Puls-IQ-Signals im Zeitverlauf zu erfassen, indem sie die Amplitude und Phase eines jeden Puls-IQ-Signals erfasst und sammelt, während sie die Abtastposition der Amplitude und der Phase verschiebt.
  • 13 ist ein Diagramm, das die Abtastung des Puls-Sendesignals mittels der Abtasteinheit 902 zeigt. Es wird ein Fall beschrieben, bei welchem ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird. Zum Beispiel ist die Modulationsfrequenz aus dem Pulssignal-Generator 901 zu dem Modulator 802 10 MHz, und die Abtastfrequenz für den Empfang aus dem Pulssignal-Generator 901 zu der Abtasteinheit 902 ist 9,99 MHz.
  • Durch den Frequenzunterschied zwischen der Modulationsfrequenz und der Abtastfrequenz wird die Abtastposition, bei welcher die Abtasteinheit 902 jedes der Puls-IQ-Signale abtastet, in Schritten von 0,1 ns (= 1/9,99 MHz bis 1/10 MHz) in Richtung des Zeitverlaufs verschoben. Das Sammeln dieser verschobenen Abtastdaten ist gleichwertig zu einem Abtasten mit einem Hochgeschwindigkeits-AD-Umsetzer entsprechend 10 GHz (= 1/0,1 ns). Da die Pulsweite eines jeden Puls-IQ-Signals 50 ns beträgt, wenn die 10-MHz-Betriebsart, die die Modulationsfrequenz für die Aussendung darstellt, 50% beträgt, ist es ferner notwendig, die Abtastposition zu verschieben, bei welcher die Abtasteinheit jedes Puls-IQ-Signal mit einer Abfolge von 500 Pulsen abtastet, um so das Puls-IQ-Signal gleichwertig über seine gesamte Pulsweite abzutasten.
  • Die Länge eines Hin- und Rückwegs von der Fahrzeugkarosserie zu der Straßenfläche muss betrachtet werden. Daher ist es außerdem erforderlich, die Abtastposition eine größere Anzahl von Malen zu verschieben. Genauer gesagt: Da die Ausbreitungszeit, die die Funkwelle zum Zurücklegen des Hin- und Rückwegs benötigt, 1 ns beträgt, wenn die Entfernung zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Straßenfläche 15 cm beträgt, ist es notwendig, die Abtastposition zehnmal (= 1 ns/0,1 ns) zu verschieben.
  • Zusätzlich zu der Länge des Hin- und Rückwegs von dem Fahrzeugkörper zu der Straßenfläche muss noch folgendes berücksichtigt werden: Die Phasenlänge von dem AD-Umsetzer (korrespondierend zu der Abtasteinheit 902), der jedes Puls-IQ-Signal mit 9,99 MHz abtastet, zu jeder von erster und zweiter Empfangsantenne 201 und 202; die Phasenlänge von dem Modulator 802, der das mit 10 MHz modulierte Sendesignal ausgibt, zu der Sendeantenne 103; die Synchronisationszeiten von 10 MHz und 9,99 MHz; usw.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen den Puls-IQ-Signalen sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Dadurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfach reflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 8
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 1 (wie in 1) gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert, und sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200, und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine Schalteinheit 601 und einen Orthogonalsignal-Detektor 701. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. Der Modulator 802 in der Sendeeinheit 100 führt eine Pulsmodulation eines oszillierenden Signals mit einer vorbestimmten Frequenz, das der Oszillator 101 ausgibt, mit einer Abfolge von Pulsen aus, die der Pulssignal-Generator 901 ausgibt. Er gibt das dadurch modulierte oszillierende Signal über den Verstärker 102 als Puls-Sendesignal an die Sendeantenne 103 aus. Das Puls-Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Puls-Empfangssignal und ein zweites Puls-Empfangssignal. Die Puls-Empfangssignale werden über den ersten und zweiten Verstärker 203 und 204 in die Schalteinheit 601 eingegeben. Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Puls-Empfangssignalen um, um die Puls-Empfangssignale wechselweise an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des ersten Puls-Empfangssignals oder des zweiten Puls-Empfangssignals und des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 durch, um den Amplitudenwert und den Pulswert von jedem von dem ersten Puls-IQ-Signal und dem zweiten Puls-IQ-Signal durchzuführen. Er gibt den Amplitudenwert und den Pulswert von jedem von dem ersten und dem zweiten Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 tastet wechselweise die Amplitude und die Phase des ersten Puls-IQ-Signals und diejenigen des zweiten Puls-IQ-Signals im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jedes von dem ersten und zweiten Puls-IQ-Signal zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einmalig reflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-IQ-Signals her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus der Phasendifferenz zwischen den Puls-IQ-Signalen sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Dadurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen. Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Puls-Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Puls-Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. Hierdurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 9
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 2 (wie in 5 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert. Sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200, und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 603, eine zweite Schalteinheit 604, einen ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und einen zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal mit einer vorbestimmten Frequenz, einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Phase, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals, dessen Phase gedreht wird, auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die Sendeeinheit 602 für die Aussendung an den Modulator 802 aus.
  • Der Modulator 802 führt eine Pulsmodulation dieses Sendesignals mit einer Abfolge von Pulsen aus, die der Pulssignal-Generator 901 ausgibt, um ein Puls-Sendesignal zu erzeugen, und er gibt das Puls-Sendesignal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Ein Verfahren zum Drehen der Phase unter Verwendung des Phasenschiebers 501 kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Das Puls-Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die erste Empfangsantenne 201 empfängt die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein erstes Puls-Empfangssignal aus. Der erste Verstärker 203 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte erste Puls-Empfangssignal über die erste Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus.
  • Der erste Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des ersten Puls-Empfangssignals durch, um ein erstes Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Empfangsantenne 202 die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein zweites Puls-Empfangssignal aus. Der zweite Verstärker 204 führt eine Leistungsverstärkung des zweiten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte zweite Empfangssignal über die zweite Schalteinheit 604 an den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus.
  • Der zweite Orthogonalsignal-Detektor 702 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des zweiten Puls-Empfangssignals durch, um ein zweites Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die erste Schalteinheit 603 und die zweite Schalteinheit 604 in den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 ein, um den ersten Orthogonalsignal-Detektor und den zweiten Orthogonalsignal-Detektor dazu zu veranlassen, Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des Sendesignals durchzuführen, um ein drittes Puls-IQ-Signal und ein viertes Puls-IQ-Signal zu erzeugen und an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 tastet das dritte Puls-IQ-Signal und das vierte Puls-IQ-Signal ab und erfasst diese, und zwar synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100. Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten Orthogonalsignal-Detektors 701 und solche des zweiten Orthogonalsignal-Detektors 702 aus dem dritten Puls-IQ-Signal und dem vierten Puls-IQ-Signal, welche die Abtasteinheit 902 abtastet und erfasst.
  • Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren. Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen des ersten und des zweiten Puls-IQ-Signals her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten und zweiten Orthogonalsignal-Detektors 701 und 702 und die Korrektur der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu den normalen Phasendrehungs-Charakteristiken durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase sind die gleichen wie diejenigen, die in 6 gezeigt sind und in der oben erwähnten Ausführungsform 2 erläutert worden sind.
  • Grundsätzlich tastet die Abtasteinheit 920 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 die Amplitude und die Phase des ersten Puls-IQ-Signals und diejenigen des zweiten Puls-IQ-Signals im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jedes von dem ersten und zweiten Puls-IQ-Signal zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet dann eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einfachreflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-IQ-Signals her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Dadurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. Hierdurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 10
  • 16 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 3 (wie in 7 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert, und sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200, und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 601, eine zweite Schalteinheit 603 und einen Orthogonalsignal-Detektor 701. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal mit einer vorbestimmten Frequenz, einer vorbestimmten Amplitude und einer vorbestimmten Phase, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die erste Schalteinheit 602 an den Modulator 802 aus.
  • Der Modulator 802 führt eine Pulsmodulation dieses Sendesignals mit einer Abfolge von Pulsen aus, die der Pulssignal-Generator 901 ausgibt, um ein Puls-Sendesignal zu erzeugen, und er gibt das Puls-Sendesignal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Ein Verfahren zum Drehen der Phase unter Verwendung des Phasenschiebers 501 kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Das Puls-Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Puls-Empfangssignal und ein zweites Puls-Empfangssignal. Die Puls-Empfangssignale werden über den ersten bzw. zweiten Verstärker 203 bzw. 204 in die Schalteinheit 601 eingegeben. Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Empfangssignalen um, um die Puls-Empfangssignale wechselweise über die zweite Schalteinheit 603 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 berechnet den Amplitudenwert und den Pulswert von jedem von dem ersten und dem zweiten Puls-Empfangssignal und gibt den Amplitudenwert und den Pulswert von jedem von dem ersten und dem zweiten Empfangssignal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die zweite Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus. Der Orthogonalsignal-Detektor führt Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des Sendesignals durch, um ein drittes Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 tastet das dritte Puls-IQ-Signal ab und erfasst dieses, und zwar synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100. Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 aus dem dritten Puls-IQ-Signal, das die Abtasteinheit 902 abtastet und erfasst. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren.
  • Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen des ersten und des zweiten Puls-IQ-Signals her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 und die Korrektur der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu den normalen Phasendrehungs-Charakteristiken durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase sind die gleichen wie diejenigen, die in 6 gezeigt sind und in der oben erwähnten Ausführungsform 2 erläutert worden sind.
  • Grundsätzlich tastet in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 die Abtasteinheit 902 die Amplitude und die Phase des ersten Puls-IQ-Signals und diejenigen des zweiten Puls-IQ-Signals wechselweise im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jedes von dem ersten und zweiten Puls-IQ-Signal zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet dann eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einfachreflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-IQ-Signals her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Im folgenden wird ein Beispiel des Datenerfassungs-Zeitablaufs der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 10 unter Bezugnahme auf 17 erläutert. 17 ist ein Diagramm, das eine Reihe von Empfangsantennen-Daten und Phasendaten zeigt. Dieses Beispiel zeigt den Datenerfassungs-Zeitablauf in allen Zustandskombinationen für einen Fall, bei welchem der Phasenschiebers 501 ein 4-bit-Modell (16 mögliche Werte) ist. Die zwei Empfangsantennen 201 und 202 werden als vordere Fahrzeugantenne bzw. als hintere Fahrzeugantenne verwendet.
  • Wenn die Abtasteinheit 902 (AD-Umsetzer) die Daten von 2000 Samples für jeden Phasenzustand und für jeden der Zustände der vorderen und der hinteren Antenne erfasst und eine Zeit zum Umschalten zwischen den Zuständen der vorderen und der hinteren Antenne und zum Umschalten zwischen den Phasenzuständen eingestellt wird, die äquivalent zu 1000 Samples ist, so ist die Datenerfassungszeit, die benötigt wird, um Daten einmal in allen Zustandskombinationen zu erfassen, 9,6 ms.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Hierdurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen.
  • Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Puls-Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Puls-Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. Hierdurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken von jedem Orthogonalsignal-Detektors auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale.
  • Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 11
  • 18 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der einen solchen Aufbau, der ein Codesignal verwendet, wie es in der oben erwähnten Ausführungsform 4 gezeigt ist (wie in 8 gezeigt), mit einem solchen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert. Sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200, und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300. Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103.
  • Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, einen ersten Orthogonalsignal-Detektor 701, einen zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702, eine erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 und eine zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. Der Modulator 802 in der Sendeeinheit 100 moduliert ein oszillierendes Signal mit einer vorbestimmten Frequenz, das der Oszillator 101 ausgibt, mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID, welchen bzw. welche der Codesignal- Generator 801 ausgibt, und mit einer Abfolge von Pulsen, welche der Pulssignal-Generator 901 ausgibt, um ein Puls-Sendesignal zu erzeugen. Dieses Puls-Sendesignal wird über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 ausgegeben und als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die erste Empfangsantenne 201 empfängt die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein erstes Puls-Empfangssignal aus. Der erste Verstärker 203 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte erste Puls-Empfangssignal an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus.
  • Der erste Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des ersten Puls-Empfangssignals durch, um ein IQ-Signal (erstes Puls-IQ-Signal) eines ersten Basisband-Signals an die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 auszugeben. Die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus, um die Amplitude und die Phase eines ersten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Empfangsantenne 202 die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein zweites Puls-Empfangssignal aus. Der zweite Verstärker 204 führt eine Leistungsverstärkung des zweiten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das zweite Puls-Empfangssignal an den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus.
  • Der zweite Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des zweiten Puls-Empfangssignals durch, um ein IQ-Signal (zweites Puls-IQ-Signal) eines zweiten Basisband-Signals an die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 auszugeben. Die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 führt einen Korrelationsvorgang des zweiten IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus, um die Amplitude und die Phase eines zweiten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 tastet die Amplitude und die Phase des ersten Puls-Korrelationswerts und diejenigen des zweiten Puls-Korrelationswerts im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jeden von dem ersten und zweiten Puls-Korrelationswert zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet dann eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einfachreflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-Korrelationswerts her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Hierdurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch. Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird.
  • Hierdurch ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 12
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. 19 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 4 (wie in 8 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert, und sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200, und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine Schalteinheit 601, einen Orthogonalsignal-Detektor 701, und eine Korrelations-Berechnungseinheit 803. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. Der Modulator 802 in der Sendeeinheit 100 moduliert ein oszillierendes Signal mit einer vorbestimmten Frequenz, das der Oszillator 101 ausgibt, mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID, welchen bzw. welche der Codesignal-Generator 801 ausgibt, und mit einer Abfolge von Pulsen, welche der Pulssignal-Generator 901 ausgibt, um ein Puls-Sendesignal zu erzeugen. Dieses Puls-Sendesignal wird über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 ausgegeben und als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Puls-Empfangssignal und ein zweites Puls-Empfangssignal. Die Puls-Empfangssignale werden über den ersten und zweiten Verstärker 203 und 204 in die Schalteinheit 601 eingegeben. Die Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Puls-Empfangssignalen um, um die Puls-Empfangssignale wechselweise in den Orthogonalsignal-Detektor 701 einzugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion des ersten Puls-Empfangssignals oder des zweiten Puls-Empfangssignals und des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 durch, um ein erstes Puls-Basisband-Signal oder ein zweites Puls-Basisband-Signal zu errechnen, und er gibt das erste Puls-Basisband-Signal oder das zweite Puls-Basisband-Signal an die Korrelations-Berechnungseinheit 803 aus. Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten Puls-Basisband-Signals oder des zweiten Puls-Basisband-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 durch, um die Amplitude und die Phase eines ersten Puls-Korrelationswerts oder eines zweiten Puls-Korrelationswerts zu erhalten. Sie gibt die Amplitude und die Phase des ersten Puls-Korrelationswerts oder des zweiten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 tastet wechselweise die Amplitude und die Phase des ersten Puls-Korrelationswerts und diejenigen des zweiten Puls-Korrelationswerts im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jeden von dem ersten und zweiten Puls-Korrelationswert zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet dann eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einfachreflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-Korrelationswerts her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Hierdurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen.
  • Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Puls-Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Puls-Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale.
  • Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch.
  • Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird. So ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 13
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 5 (wie in 9 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert, und sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 603, eine zweite Schalteinheit 604, einen ersten Orthogonalsignal-Detektor 701, einen zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702, eine erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 und eine zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804. Die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 besitzt eine Abtasteinheit 902, eine Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase und eine Neigungswinkel-Berechungseinheit 302.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal 101 mit einer vorbestimmten Frequenz, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die erste Schalteinheit 602 für die Aussendung an den Modulator 802 aus.
  • Der Modulator 802 führt eine Pulsmodulation dieses Sendesignals mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID aus dem Codesignal-Generator 801 und mit einer Abfolge von Pulsen aus, die der Pulssignal-Generator 901 ausgibt, um ein Puls-Sendesignal zu erzeugen, und er gibt das Puls-Sendesignal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Ein Verfahren zum Drehen der Phase unter Verwendung des Phasenschiebers 501 kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360 Grad). Das Puls-Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die erste Empfangsantenne 201 empfängt die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein erstes Puls-Empfangssignal aus. Der erste Verstärker 203 führt eine Leistungsverstärkung des ersten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das so verstärkte erste Puls-Empfangssignal über die erste Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus.
  • Der erste Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des ersten Puls-Empfangssignals durch, um ein IQ-Signal (erstes Puls-IQ-Signal) eines ersten Puls-Basisband-Signals an die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 auszugeben. Die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten Puls-IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus, um die Amplitude und die Phase eines ersten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Auf ähnliche Weise empfängt die zweite Empfangsantenne 202 die von der Sendeeinheit 100 abgestrahlte Funkwelle und gibt die Funkwelle als ein zweites Puls-Empfangssignal aus. Der zweite Verstärker 204 führt eine Leistungsverstärkung des zweiten Puls-Empfangssignals bis zu einem vorbestimmten Pegel durch und gibt das zweite Puls-Empfangssignal über die zweite Schalteinheit 604 an den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 aus.
  • Der zweite Orthogonalsignal-Detektor 702 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des zweiten Puls-Empfangssignals durch, um ein IQ-Signal (zweites Puls-IQ-Signal) eines zweiten Puls-Basisband-Signals an die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 auszugeben. Die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 führt einen Korrelationsvorgang des zweiten Puls-IQ-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 aus, um die Amplitude und die Phase eines zweiten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 auszugeben.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die erste Schalteinheit 603 und die zweite Schalteinheit 604 in den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 und den zweiten Orthogonalsignal-Detektor 702 ein. Hierdurch werden der erste Orthogonalsignal-Detektor und der zweite Orthogonalsignal-Detektor dazu veranlasst, Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des Sendesignals durchzuführen, um ein IQ-Signal (drittes IQ-Signal) eines dritten Puls-Basisband-Signals und ein IQ-Signal (viertes IQ-Signal) eines vierten Puls-Basisband-Signals zu erzeugen und in die erste Korrelations-Berechnungseinheit 803 bzw. an die zweite Korrelations-Berechnungseinheit 804 einzugeben.
  • Die erste und zweite Korrelations-Berechnungseinheit 803 und 804 führen keine Korrelationsvorgänge des dritten Puls-IQ-Signals bzw. des vierten Puls-IQ-Signals mit dem Codesignal aus dem Codesignal-Generator 801 aus. Sie geben das dritte Puls-IQ-Signal und das vierte Puls-IQ-Signal an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 als die Amplitude und die Phase eines dritten Puls-Korrelationswerts bzw. als die Amplitude und die Phase eines vierten Puls-Korrelationswerts aus.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erfasst die Amplitude und die Phase des dritten Puls-Korrelationswerts und diejenigen des vierten Puls-Korrelationswerts synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100. Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 erhält Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten Orthogonalsignal-Detektors 701 und solche des zweiten Orthogonalsignal-Detektors 702 aus der Amplitude und der Phase des dritten Puls-Korrelationswerts und derer des vierten Puls-Korrelationswerts, welchse die Abtasteinheit 902 abtastet und erfasst. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren.
  • Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus der Amplitude und der Phase des ersten Korrelationswerts und derer des zweiten Korrelationswerts her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des ersten und zweiten Orthogonalsignal-Detektors 701 und 702 und die Korrektur der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu den normalen Phasendrehungs-Charakteristiken durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase sind die gleichen wie diejenigen, die in 6 gezeigt sind und in der oben erwähnten Ausführungsform 2 erläutert worden sind.
  • Grundsätzlich tastet in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 die Abtasteinheit 902 die Amplitude und die Phase des ersten Puls-Korrelationswerts und diejenigen des zweiten Puls-Korrelationswerts im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jeden von dem ersten und zweiten Puls-Korrelationswert zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet dann eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einfachreflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-Korrelationswerts her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Hierdurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch. Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird.
  • So ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 14
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 hat einen Aufbau, der den Aufbau gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 6 (wie in 10 gezeigt) und denjenigen gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 7 (wie in 11 gezeigt) kombiniert, und sie besitzt eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300.
  • Die Sendeeinheit 100 besitzt einen Pulssignal-Generator 901, einen Codesignal-Generator 801, einen Modulator 802, einen Oszillator 101, einen Phasenschieber 501, eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502, eine Schalteinheit 602 für die Aussendung, einen Verstärker 102 und eine Sendeantenne 103. Die Empfangseinheit 200 besitzt eine erste Empfangsantenne 201, eine zweite Empfangsantenne 202, einen ersten Verstärker 203, einen zweiten Verstärker 204, eine erste Schalteinheit 601, eine zweite Schalteinheit 603, einen Orthogonalsignal-Detektor 701 und eine Korrelations-Berechnungseinheit 803.
  • Als nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung erläutert. In der Sendeeinheit 100 wird ein oszillierendes Signal 101 mit einer vorbestimmten Frequenz, das vom Oszillator 101 ausgegeben wird, in ein Sendesignal umgesetzt, dessen Phase durch den Phasenschieber 501 gedreht wird. Die Verstärkungs-Regelungseinheit 502 setzt den Pegel des Sendesignals auf einen vorbestimmten Pegel, und sie gibt das Sendesignal über die erste Schalteinheit 602 für die Aussendung an den Modulator 802 aus.
  • Der Modulator 802 führt eine Pulsmodulation dieses Sendesignals mit einem Codesignal gemäß einem vorbestimmten Code oder einer ID aus dem Codesignal-Generator 801 und mit einer Abfolge von Pulsen aus, die der Pulssignal-Generator 901 ausgibt, um ein Puls-Sendesignal zu erzeugen. Er gibt das Puls-Sendesignal über den Verstärker 102 an die Sendeantenne 103 aus. Ein Verfahren zum Drehen der Phase unter Verwendung des Phasenschiebers 501 kann auf analoge oder digitale Art implementiert sein, und die Phase des oszillierenden Signals wird um eine Periode gedreht (360°). Das Puls-Sendesignal wird als Funkwelle von der Sendeantenne 103 abgestrahlt.
  • Die Empfangseinheit 200 empfängt die von der Sendeantenne abgestrahlte Funkwelle über die erste Empfangsantenne 201 und die zweite Empfangsantenne 202 und erhält so ein erstes Puls-Empfangssignal und ein zweites Puls-Empfangssignal. Die Puls-Empfangssignale werden durch den ersten bzw. zweiten Verstärker 203 bzw. 204 bis zu einem vorbestimmten Pegel leistungsverstärkt, und sie werden in die erste Empfangseinheit 601 eingegeben. Die erste Schalteinheit schaltet wechselweise zwischen den Empfangssignalen um, um die Puls-Empfangssignale wechselweise über die zweite Schalteinheit 603 an den Orthogonalsignal-Detektor 701 auszugeben.
  • Der Orthogonalsignal-Detektor 701 führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des ersten Puls-Empfangssignals oder des zweiten Puls-Empfangssignals und des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 durch, um ein IQ-Signal eines ersten Puls-Basisband-Signals oder ein IQ-Signal eines zweiten Puls-Basisband-Signals (eines ersten Puls-IQ-Signals oder eines zweiten Puls-IQ-Signals) zu berechnen. Er gibt das erste Puls-Basisband-Signal oder das zweite Puls-Basisband-Signal an die Korrelations-Berechnungseinheit 803 aus.
  • Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt einen Korrelationsvorgang des ersten Puls-Basisband-Signals oder des zweiten Puls-Basisband-Signals und des Codesignals aus dem Codesignal-Generator 801 durch, um die Amplitude und die Phase eines ersten Puls-Korrelationswerts oder die Amplitude und die Phase eines zweiten Puls-Korrelationswerts zu erhalten. Sie gibt die Amplitude und die Phase des ersten Puls-Korrelationswerts oder des zweiten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Als ein Vorgang, der sich von dem oben beschriebenen Vorgang unterscheidet, gibt außerdem die Schalteinheit 602 für die Aussendung das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, über die zweite Schalteinheit 603 an den ersten Orthogonalsignal-Detektor 701 aus, und der Orthogonalsignal-Detektor führt eine Orthogonalsignal-Detektion (IQ-Signal-Detektion) des oszillierenden Signals aus dem Oszillator 101 in der Sendeeinheit 100 und des Sendesignals durch, um ein IQ-Signal (drittes Puls-IQ-Signal) eines dritten Puls-Basisband-Signals an die Korrelations-Berechnungseinheit 803 auszugeben.
  • Die Korrelations-Berechnungseinheit 803 führt hier keinen Korrelationsvorgang des dritten Puls-IQ-Signals mit dem Codesignal aus dem Codesignal-Generator 801 aus, und sie gibt das dritte IQ-Signal als die Amplitude und die Phase eines dritten Puls-Korrelationswerts an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 aus.
  • Die Abtasteinheit 902 in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 tastet die Amplitude und die Phase des dritten Puls-Korrelationswerts ab und erfasst diese, und zwar synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100. Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase erhält die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 aus der Amplitude und der Phase des dritten Puls-Korrelationswerts, welche die Abtasteinheit 902 abtastet und erfasst. Sie bereitet Selbstkalibrierungsdaten vor, die verwendet werden, um die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken in normale Phasendrehungs-Charakteristiken zu korrigieren.
  • Die Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet eine Phasendifferenz aus der Amplitude und der Phase des ersten Puls-Korrelationswerts und derer des zweiten Puls-Korrelationswerts her, und zwar unter Bezugnahme auf diese Selbstkalibrierungsdaten. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit kann einen Mittelwert der Phasendifferenzen für die Berechnung des Neigungswinkels in einer Periode verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird. Alternativ kann die Neigungswinkel-Berechungseinheit für die Berechnung des Neigungswinkels die Phasendifferenz in einem vorbestimmten Phasenzustand aus der Menge der Phasenzustände verwenden, die für die Phasenzustände des Sendesignals erhalten werden, dessen Phase gedreht wird.
  • Die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken des Orthogonalsignal-Detektors 701 und die Korrektur der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu den normalen Phasendrehungs-Charakteristiken durch die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase sind die gleichen wie diejenigen, die in 6 gezeigt sind und in der oben erwähnten Ausführungsform 2 erläutert worden sind.
  • Grundsätzlich tastet in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 300 die Abtasteinheit 902 die Amplitude und die Phase des ersten Puls-Korrelationswerts und diejenigen des zweiten Puls-Korrelationswerts im Zeitablauf synchron mit dem Pulssignal aus dem Pulssignal-Generator 901 in der Sendeeinheit 100 ab. Sie trennt die Amplitude und die Phase einer reflektierten Welle, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen von der Straßenfläche reflektiert worden ist, von den reflektierten Funkwellen, die jeweils zweimal oder öfter von der Straßenfläche reflektiert worden sind und auf jeden von dem ersten und zweiten Puls-Korrelationswert zeitchronologisch draufgesetzt sind, um die Amplitude und die Phase der reflektierten Welle zu erhalten.
  • Die Einheit 301 zum Berechnen von Amplitude und Phase leitet dann eine Phasendifferenz aus den Amplituden und den Phasen der einfachreflektierten Komponenten des ersten und zweiten Puls-Korrelationswerts her. Die Neigungswinkel-Berechungseinheit 302 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dieser Phasendifferenz.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann einen relativ schnell arbeitenden AD-Umsetzer oder einen relativ langsam arbeitenden AD-Umsetzer als Abtasteinheit 902 verwenden, wie diejenige aus der oben beschriebenen Ausführungsform 7. Wenn ein relativ langsam arbeitender AD-Umsetzer verwendet wird, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den gleichen Vorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 13 in der oben erwähnten Ausführungsform 7 erläutert worden ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Sie kann daher den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen. Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst.
  • Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird. Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung berechnet ferner den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus den Phasen der IQ-Signale sogar dann, wenn die Empfangs-Signalpegel schwanken. Hierdurch ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Außerdem ist eine einzelne Leitung zwischen der Schalteinheit 601 und dem Orthogonalsignal-Detektor 701 vorgesehen. Somit wird die Phasenlänge, welche das erste Puls-Empfangssignal zurücklegt, gleich derjenigen gemacht, welche das zweite Puls-Empfangssignal in der Leitung von der Schalteinheit 601 zum Orthogonalsignal-Detektor 701 zurücklegt. Dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Indem die Orthogonalsignal-Detektion unter Verwendung des einzelnen Orthogonalsignal-Detektors durchgeführt wird, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung verhindern, dass ein Fehler infolge einer Schwankung der Charakteristiken eines jeden Orthogonalsignal-Detektors auftritt, wie beispielsweise Schwankungen der Amplitude und der Phase von jedem der von jedem Orthogonalsignal-Detektor erhaltenen Signale, und dadurch ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Sogar dann, wenn die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken nicht gut sind, kann außerdem die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken unter Bezugnahme auf die Selbstkalibrierungsdaten korrigieren. So ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Ferner ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, und zwar sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Reflexionswellen von der Straßenfläche reflektiert werden.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung führt eine Code-Modulation des Sendesignals durch. Dadurch kann sie sogar dann die die infolge von Phaseninterferenz auftretenden Fehler verringern, wenn jede der Empfangsantennen Funkwellen derselben Frequenz empfängt, wie zum Beispiel eine Funkwelle, die von einem Radargerät für Fahrzeuge abgestrahlt wird, und eine Funkwelle, die von einem anderen Gerät abgestrahlt wird.
  • Hierdurch ergibt sich außerdem bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Das von der Sendeantenne abgestrahlte Puls-Sendesignal muss kein Pulssignal sein, solange die Phasendifferenz aufgrund der einfachreflektierten Komponente detektiert werden kann.
  • Ausführungsform 15
  • 22 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 15 der vorliegenden Erfindung zeigt. In der oben erwähnten Ausführungsform 2 wird ein Beispiel gezeigt, bei welchem das Sendesignal, dessen Phase gedreht wird, der Sendeantenne 103 zugeführt wird. Das der Sendeantenne 103 zugeführte Signal kann ein Signal sein, dessen Phase nicht gedreht wird. Wie in 22 gezeigt, führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 15 die Ausgabe eines Oszillators 101 einer Schalteinheit 602 für die Aussendung zu. Eine der zwei Ausgaben der Schalteinheit 602 für die Aussendung wird über einen Verstärker 102 einer Sendeantenne 103 zugeführt und für die Messung des Neigungswinkels eines Fahrzeugs verwendet.
  • Ferner wird die andere Ausgabe der Schalteinheit einem Phasenschieber 501 zugeführt. Die Ausgabe des Phasenschiebers 501 wird über eine Verstärkungs-Regelungseinheit 502 einer ersten Schalteinheit 603 und einer zweiten Schalteinheit 604 und zum Erfassen der Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken verwendet. Selbst in diesem Beispiel können sich für die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung dieselben Vorteile ergeben, wie diejenigen, die durch Ausführungsform 2 erzielt werden.
  • Auch in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen 3, 5, 6, 9, 10, 13 und 14 kann – indem in der oben beschriebenen Weise vorgegangen wird – die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs unter Verwendung des Sendesignals messen, dessen Phase nicht gedreht wird, während sie gleichzeitig in der Lage ist, die Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken zu erfassen, indem sie das Sendesignal verwendet, dessen Phase gedreht wird.
  • Ausführungsform 16
  • 23 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Antennenanordnung einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine erste Empfangsantenne 1202 und eine zweite Empfangsantenne 1203 werden jeweils auf den Eckpunkten der Basis eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet, und eine Sendeantenne 1201 wird auf dem übrigbleibenden Eckpunkt angeordnet.
  • 24 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel, einer Phasendifferenz und den Niveaus der Antennen gemäß Ausführungsform 16 der vorliegenden Erfindung erläutert, wenn die Antennen in einer Dreiecksform angeordnet sind. Genauer gesagt: 24 ist ein Diagramm, das eine Relation zwischen dem Neigungswinkel und der Phasendifferenz zeigt, wenn die Antennenanordnung wie in 23 gezeigt aufgebaut ist.
  • Eine durchgezogene Linie 1301 in 24 zeigt eine Relation zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs und der Phasendifferenz, wenn die Fahrzeughöhe oder die Höhe einer jeden Antenne hoch ist. Eine unterbrochene Linie 1302 zeigt eine Relation zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs und der Phasendifferenz, wenn die Fahrzeughöhe oder die Höhe einer jeden Antenne niedrig ist. Sogar dann, wenn die Höhe einer jeden Antenne schwankt, verändert sich das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs und der Phasendifferenz nicht.
  • 25 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs und der Phasendifferenz zeigt, wenn die Sendeantenne und die Empfangsantennen auf einer Geraden angeordnet sind. Obwohl nicht dargestellt, sind bei dieser Ausführungsform die Sendeantenne, die erste Empfangsantenne und die zweite Empfangsantenne auf einer Geraden angeordnet, wobei die Sendeantenne zentriert in der Mitte liegt.
  • Eine durchgezogene Linie 1401 in 25 zeigt das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs und der Phasendifferenz, wenn die Fahrzeughöhe oder die Höhe einer jeden Antenne hoch ist. Eine unterbrochene Linie 1402 zeigt das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs und der Phasendifferenz, wenn die Fahrzeughöhe oder die Höhe einer jeden Antenne niedrig ist. Wenn die Höhe einer jeden Antenne schwankt, ist die Phasendifferenz unterschiedlich, obwohl derselbe Neigungswinkel bereitgestellt wird.
  • Obwohl in 23 der Fall gezeigt ist, bei welchem die Antennen auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, ergeben sich außerdem sogar dann die gleichen Ergebnisse, wenn die Sendeantenne, die erste Empfangsantenne und die zweite Empfangsantenne auf den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
  • Die Sendeeinheit, die Empfangseinheit usw. müssen nur einen solchen Aufbau haben, wie er in einer der oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 15 erläutert ist.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 ein Vorteil dahingehend, dass sie dazu geeignet ist, eine Veränderung des gemäß der Neigung des Fahrzeugs schwankenden Ausbreitungswegs der Funkwelle als eine Schwankung der Phasendifferenz mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren. Daher kann sie den Fahrzeug-Neigungswinkel mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnen.
  • Ferner ergibt sich durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn eine Temperaturänderung auftritt oder der Wind bläst. Durch die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ergibt sich ein weiterer dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren, ohne dass er durch Motorgeräusche oder dergleichen beeinträchtigt wird.
  • Die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung kann Schwankungen der Phasendifferenz infolge von Schwankungen der Fahrzeughöhe wirkungsvoller reduzieren, wenn die Antennen auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, als wenn die Antennen auf einer Geraden angeordnet wären. Dadurch ergibt sich ferner bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie in der Lage ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu detektieren.
  • Ausführungsform 17
  • 26 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Antennenanordnung einer Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Zeichnung zeigt ein Beispiel der Ausführungsform, wenn drei oder mehr Empfangsantennen verwendet werden. Eine erste Empfangsantenne 1501, eine zweite Empfangsantenne 1502, eine dritte Empfangsantenne 1503 und eine vierte Empfangsantenne 1504 sind jeweils auf den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet, und eine Sendeantenne 1505 ist auf dem Schnittpunkt der Diagonalen dieses Rechtecks angeordnet.
  • Es wird davon ausgegangen, dass die erste bis vierte Empfangsantenne derart ausgerichtet sind, dass eine Gerade, die die erste Empfangsantenne 1501 und die zweite Empfangsantenne 1502 verbindet, in etwa parallel zur Longitudinalrichtung des Fahrzeugs ist, und dass eine Gerade, die die erste Empfangsantenne 1501 und die dritte Empfangsantenne 1503 verbindet, in etwa parallel ist zu einer Lateralrichtung (Breitenrichtung) des Fahrzeugs. Für den Fall, dass eine Empfangseinheit vier Empfangsantennen hat, sind die Empfangsantenne auf den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet, wobei die Sendeantenne zentriert in der Mitte liegt.
  • 27 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Sendeeinheit 1600 empfängt eine Funkwelle von der Sendeantenne 1505, und eine Empfangseinheit 1700 gibt die Amplitude und die Phase, welche die die Empfangseinheit aus einem von der ersten Empfangsantenne 1501 empfangenen Empfangssignal berechnet, und die Amplitude und die Phase, welche die die Empfangseinheit aus einem von der zweiten Empfangsantenne 1502 empfangenen Empfangssignal berechnet, an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 1900 aus.
  • Eine Empfangseinheit 1800 gibt die Amplitude und die Phase, welche die die Empfangseinheit aus einem von der dritten Empfangsantenne 1503 empfangenen Empfangssignal berechnet, und die Amplitude und die Phase, welche die Empfangseinheit aus einem von der vierten Empfangsantenne 1504 empfangenen Empfangssignal berechnet, an die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 1900 aus.
  • Für den Fall, dass die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung drei oder mehr Empfangsantennen besitzt, berechnet die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit den Neigungswinkel des Fahrzeugs, indem sie ferner andere Empfangssignale als diejenigen verwendet, die von der ersten Empfangsantenne und der zweiten Empfangsantenne empfangen worden sind.
  • Beispielsweise führt die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung anschließende Vorgänge mit dem von der dritten Empfangsantenne empfangenen dritten Empfangssignal auf die gleiche Art und Weise aus, wie die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die Vorgänge mit dem ersten Empfangssignal ausführt. In diesem Fall kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung die anschließenden Vorgänge mit jeder Kombination aller Empfangsantennen ausführen, oder sie kann einen Teil dieser Kombinationen verwenden.
  • Die Sendeeinheit 1600 hat einen Aufbau, wie er in einer der oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 15 erläutert ist. Ferner hat jede der Empfangseinheiten 1700 und 1800 einen Aufbau, wie er in einer der oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 15 erläutert ist. Eine (nicht dargestellte) Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase in der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 1900 berechnet den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus dem Durchschnitt einer mittels der Empfangseinheit 1700 berechneten Phasendifferenz und einer mittels der Empfangseinheit 1800 berechneten Phasendifferenz.
  • 28 und 29 sind Diagramme, um das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung und der Phasendifferenz in der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Im Einzelnen zeigt 28 eine Relation zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung und der Phasendifferenz, wenn sich das Fahrzeug in Lateralrichtung nicht neigt. Eine durchgezogene Linie 2001 in 28 zeigt einen Wert, der mittels der Empfangseinheit 1700 berechnet worden ist, eine unterbrochene Linie 2002 in 28 zeigt einen Wert, der mittels der Empfangseinheit 1800 berechnet worden ist, und die durchgezogene Linie 2001 stimmt mit der unterbrochenen Linie 2002 überein.
  • Ferner zeigt 29 das Verhältnis zwischen dem Neigungswinkel des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung und der Phasendifferenz, wenn sich das Fahrzeug in Lateralrichtung neigt. Eine durchgezogene Linie 2101 in 29 zeigt einen Wert, der mittels der Empfangseinheit 1700 berechnet worden ist, eine unterbrochene Linie 2102 in 29 zeigt einen Wert, der mittels der Empfangseinheit 1800 berechnet worden ist, und die durchgezogene Linie 2101 stimmt nicht mit der unterbrochenen Linie 2102 überein. Eine gepunktete Linie 2103 ist eine Gerade, die aus dem Mittelwert der durchgezogenen Linie 2101 und der unterbrochenen Linie 2102 berechnet worden ist, und sie stimmt mit der durchgezogenen Linie 2101 und der unterbrochenen Linie 2102 überein, die erhalten werden, wenn sich das Fahrzeug nicht in Lateralrichtung neigt.
  • Ferner berechnet auf ähnliche Weise die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit 1900 den Neigungswinkel des Fahrzeugs in Lateralrichtung aus den Amplituden und den Phasen, die aus den Empfangssignalen erhalten werden, die von der ersten Empfangsantenne 1501 bzw. der dritten Empfangsantenne 1503 erhalten werden, und aus den Amplituden und den Phasen, die aus den Empfangssignalen erhalten werden, die von der zweiten Empfangsantenne 1502 bzw. der vierten Empfangsantenne 1504 erhalten werden. Ferner kann die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit gleichzeitig den Neigungswinkel des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung und denjenigen in Lateralrichtung berechnen, indem sie gleichzeitig die oben beschriebene Signalverarbeitung durchführt.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, die Neigung des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu berechnen, ohne dass sie durch die Neigung des Fahrzeugs in Lateralrichtung beeinflusst wird.
  • Wie oben erwähnt, ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ferner ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, die Neigung des Fahrzeugs in Lateralrichtung mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu berechnen, ohne dass sie durch die Neigung des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung beeinflusst wird. Außerdem ergibt sich bei der Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung ein dahingehender Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, sowohl die Neigung des Fahrzeugs in Longitudinalrichtung wie auch in Lateralrichtung mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu berechnen.
  • Da die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 17 einen dahingehenden Vorteil bietet, dass sie dazu geeignet ist, den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit sogar dann zu detektieren, wenn der Wind bläst oder Lärm oder dergleichen auftritt, besteht kein Grund, hilfsweise einen Geschwindigkeitssensor usw. zu verwenden. Der Neigungswinkel des Fahrzeugs, der während der Fahrt des Fahrzeugs unter Verwendung des herkömmlichen, vorstehend beschriebenen Verfahrens bestimmt wird, ist infolge der Beeinflussung des Ultraschallsensors durch Wind, Geräusche etc. nicht genau.
  • Es wird daher gemäß dem herkömmlichen Verfahren bestimmt, ob sich das Fahrzeug bewegt oder stillsteht, und zwar aus einem von dem Geschwindigkeitssensor kommenden Messwert, und der Neigungswinkel des Fahrzeugs wird gemessen, während das Fahrzeug stillsteht. Da infolge von Gleiten oder Rutschen des Rades usw. ein Fehler auch für den Messwert des Geschwindigkeitssensors auftritt, verschlechtert sich außerdem die Genauigkeit des Neigungswinkels.
  • Da im Gegensatz dazu die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Funkwelle mit einem höheren Grad an Störfestigkeit als Ultraschallwellen usw. verwendet, und da sie auch eine Frequenz verwendet, welche den Neigungswinkel des Fahrzeugs unter Verwendung einer Phasendifferenz der Funkwelle ausdrücken kann, die zum Bestimmen des Neigungswinkels des Fahrzeugs geeignet ist, kann die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung den Neigungswinkel des Fahrzeugs mit einem höheren Grad an Genauigkeit detektieren, ohne einen Geschwindigkeitssensor zu verwenden.
  • Ferner kann ein System aufgebaut werden, das automatisch eine Steuerung der optischen Achse der Scheinwerfer des Fahrzeugs auf der Grundlage der Informationen über den Neigungswinkel des Fahrzeugs durchführt, welchen die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung 1 gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 17 ausführt.
  • Zum Beispiel kann für den Fall, dass der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit folgendes hinzugefügt wird, die optische Achse der Scheinwerfer des Fahrzeugs mit dem korrigierten Neigungswinkel eingestellt werden: Eine Fahrzeugszustands-Bestimmungseinheit zum Bestimmen aus einer Zeitveränderung der Phase, ob sich das Fahrzeug in einem Bewegungszustand oder in einem Ruhezustand befindet; eine Straßenflächenzustands-Bestimmungseinheit zum Detektieren einer örtlich begrenzten unebenen Stelle der Straßenfläche aus einer Zeitveränderung des Neigungswinkels des Fahrzeugs, der von der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit berechnet worden ist; und einer Ausgangssignal-Berechnungseinheit zum Ausgeben eines Korrektur-Ergebnisses des Neigungswinkels unter Verwendung sowohl des Ergebnisses der Bestimmung durch die Fahrzeugszustands-Bestimmungseinheit, als auch des Ergebnisses durch die Straßenflächenzustands-Bestimmungseinheit.
  • Während die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass zusätzlich zu den oben erwähnten Ausführungsformen eine beliebige Kombination zweier oder mehrerer der Ausführungsformen durchgeführt werden kann, dass verschiedenartige Veränderungen einer beliebigen Komponente gemäß einer der Ausführungsformen gemacht werden können, und dass eine beliebige Komponente gemäß einer der Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung weggelassen werden kann.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Da – wie oben erwähnt – die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Neigungswinkel eines Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit berechnet, ohne durch die Umgebung beeinflusst zu werden, ist die Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung dazu geeignet, in einem System eingesetzt zu werden, das automatisch eine Steuerung der optischen Achse der Scheinwerfer eines Autos usw. vornimmt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung
    100 und 1600
    Sendeeinheit
    101
    Oszillator
    102
    Verstärker
    103, 1201 und 1505
    Sendeantenne
    200, 1700 und 1800
    Empfangseinheit
    201, 202, 1202, 1203 und 1501 bis 1504
    Empfangsantenne
    203 und 204
    Verstärker
    300 und 1900
    Neigungswinkel-Arithmetikeinheit
    301
    Einheit zum Berechnen von Amplitude und Phase
    302
    Neigungswinkel-Berechungseinheit
    401 bis 404
    Ausbreitungsweg
    501
    Phasenschieber
    502
    Verstärkungs-Regelungseinheit
    601 bis 604
    Schalteinheit
    701 und 702
    Orthogonalsignal-Detektor
    801
    Codesignal-Generator
    802
    Modulator
    803 und 804
    Korrelations-Berechnungseinheit
    901
    Pulssignal-Generator
    902
    Abtasteinheit
    1301, 1401, 2001 und 2101
    durchgezogene Linie
    1302, 1402, 2002 und 2102
    unterbrochene Linie
    2103
    gepunktete Linie
    L1 bis L4
    Weglänge
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (19)

  1. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung, die folgendes aufweist: – eine in einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit zum Abstrahlen eines oszillierenden Signals mit vorbestimmter Frequenz als Funkwelle von einer Sendeantenne; – eine Schalteinheit zum wechselweisen Umschalten zwischen einem ersten Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, und einem zweiten Empfangssignal, das eine zweite Empfangsantenne durch Empfangen der von der Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, um wechselweise das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal an eine einzelne erste Leitung auszugeben; – eine Orthogonalsignal-Detektionseinheit zum Anwenden von Orthogonalsignal-Detektion sowohl auf das erste Empfangssignal oder das zweite Empfangssignal, welche von der Schalteinheit an die Orthogonalsignal-Detektionseinheit unter Verwendung der einzelnen ersten Leitung gesendet werden, als auch auf das oszillierende Signal, um einen ersten Amplitudenwert und einen ersten Phasenwert oder einen zweiten Amplitudenwert und einen zweiten Phasenwert zu erhalten, und um wechselweise zwischen dem ersten Amplituden- und Phasenwert und dem zweiten Amplituden- und Phasenwert umzuschalten, um wechselweise den ersten Amplituden- und Phasenwert und den zweiten Amplituden- und Phasenwert an eine einzelne zweite Leitung auszugeben; und – eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit zum Berechnen des Neigungswinkels des Fahrzeugs in Bezug auf die Bodenfläche auf der Grundlage des ersten Amplituden- und Phasenwerts und des zweiten Amplituden- und Phasenwerts, welche dorthin von der Orthogonalsignal-Detektionseinheit mittels der einzelnen zweiten Leitung geschickt werden.
  2. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung, die folgendes aufweist: – eine in einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit zum Abstrahlen eines Sendesignals, das durch Drehen der Phase eines oszillierenden Signals mit vorbestimmter Frequenz erhalten wird, als Funkwelle von einer Sendeantenne; – eine erste Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem ersten Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, und dem Sendesignal, das die erste Schalteinheit von der Sendeeinheit erhält, um wechselweise das erste Empfangssignal und das Sendesignal auszugeben; – eine zweite Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem zweiten Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erfasst, und dem Sendesignal, das die zweite Schalteinheit von der Sendeeinheit erhält, um wechselweise das zweite Empfangssignal und das Sendesignal auszugeben; – eine Empfangseinheit, um folgendes zu erhalten: einen ersten Amplitudenwert und einen ersten Phasenwert, welche eine erste Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem ersten Empfangssignal aus der ersten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt, einen zweiten Amplitudenwert und einen zweiten Phasenwert, welche eine zweite Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem zweiten Empfangssignal aus der zweiten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt, und um folgendes zu erhalten: einen dritten Amplitudenwert und einen dritten Phasenwert, welche die erste Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem Sendesignal aus der ersten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt, und einen vierten Amplitudenwert und einen vierten Phasenwert, welche die zweite Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit dem Sendesignal aus der zweiten Schalteinheit und dem oszillierenden Signal durchführt; und – eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit zur Bezugnahme sowohl auf Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken der ersten Orthogonalsignal-Detektionseinheit, die aus dem dritten Amplitudenwert und dem dritten Phasenwert berechnet werden, als auch auf Phasendrehungs-Linearitätscharakteristiken der zweiten Orthogonalsignal-Detektionseinheit, die aus dem vierten Amplitudenwert und dem vierten Phasenwert berechnet werden, um den Neigungswinkel des Fahrzeugs in Bezug auf die Bodenfläche zu berechnen, und zwar auf der Grundlage des ersten Amplitudenwerts und des ersten Phasenwerts und des zweiten Amplitudenwerts und des zweiten Phasenwerts.
  3. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung, die folgendes aufweist: – eine in einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit zum Durchführen von Pulsmodulation eines oszillierenden Signals mit vorbestimmter Frequenz zum Abstrahlen des oszillierenden Signals als Funkwelle von einer Sendeantenne; – eine Empfangseinheit, um folgendes zu erhalten: einen ersten Amplitudenwert und einen ersten Phasenwert, welche eine erste Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit einem ersten Puls-Empfangssignal, das eine erste Empfangsantenne durch Empfangen der von einer Bodenfläche reflektierten Funkwelle erhält, und dem oszillierenden Signal durchführt, einen zweiten Amplitudenwert und einen zweiten Phasenwert, welche eine zweite Orthogonalsignal-Detektionseinheit erhält, indem sie Orthogonalsignal-Detektion mit einem zweiten Puls-Empfangssignal, das eine zweite Empfangsantenne durch Empfangen der von der Bodenfläche reflektierten Funkwelle erhält, und dem oszillierenden Signal durchführt; und – eine Neigungswinkel-Arithmetikeinheit zum Berechnen des Neigungswinkels des Fahrzeugs in Bezug auf die Bodenfläche auf der Grundlage sowohl eines Wertes, der durch Abtasten des ersten Amplituden- und Phasenwerts erhalten wird, als auch eines Wertes, der durch Abtasten des zweiten Amplituden- und Phasenwerts erhalten wird.
  4. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinheit eine beliebige Frequenz auswählt, die in ein vorbestimmtes Frequenzband fällt, und das Signal aussendet, oder wobei die Sendeeinheit Sendesignale mit verschiedenen Frequenzen, die in ein vorbestimmtes Frequenzband fallen, im Zeitmultiplex aussendet.
  5. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Sendeeinheit eine beliebige Frequenz auswählt, die in ein vorbestimmtes Frequenzband fällt, und das Signal aussendet, oder wobei die Sendeeinheit Sendesignale mit verschiedenen Frequenzen, die in ein vorbestimmtes Frequenzband fallen, im Zeitmultiplex aussendet.
  6. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Sendeeinheit eine beliebige Frequenz auswählt, die in ein vorbestimmtes Frequenzband fällt, und das Signal aussendet, oder wobei die Sendeeinheit Sendesignale mit verschiedenen Frequenzen, die in ein vorbestimmtes Frequenzband fallen, im Zeitmultiplexbetrieb aussendet.
  7. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Pulsmodulations-Frequenz der Sendeeinheit gleich der oder verschieden ist von einer Abtastfrequenz der Neigungswinkel-Arithmetikeinheit.
  8. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Funkwelle, die die Sendeeinheit abstrahlt, ein 24-GHz- oder 26-GHz-Frequenzband aufweist.
  9. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Funkwelle, die die Sendeeinheit abstrahlt, ein 24-GHz- oder 26-GHz-Frequenzband aufweist.
  10. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Funkwelle, die die Sendeeinheit abstrahlt, ein 24-GHz- oder 26-GHz-Frequenzband aufweist.
  11. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Funkwelle, die die Sendeeinheit abstrahlt, eine zirkular polarisierte Welle ist.
  12. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Funkwelle, die die Sendeeinheit abstrahlt, eine zirkular polarisierte Welle ist.
  13. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Funkwelle, die die Sendeeinheit abstrahlt, eine zirkular polarisierte Welle ist.
  14. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Empfangseinheit drei oder mehr Empfangsantennen aufweist, und wobei die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit den Neigungswinkel berechnet, indem sie ferner ein Empfangssignal von der Empfangsantenne verwendet, die eine andere ist als die erste Empfangsantenne und die zweite Empfangsantenne.
  15. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Empfangseinheit drei oder mehr Empfangsantennen aufweist, und wobei die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit den Neigungswinkel berechnet, indem sie ferner ein Empfangssignal von der Empfangsantenne verwendet, die eine andere ist als die erste Empfangsantenne und die zweite Empfangsantenne.
  16. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Empfangseinheit drei oder mehr Empfangsantennen aufweist, und wobei die Neigungswinkel-Arithmetikeinheit den Neigungswinkel berechnet, indem sie ferner ein Empfangssignal von der Empfangsantenne verwendet, die eine andere ist als die erste Empfangsantenne und die zweite Empfangsantenne.
  17. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Empfangseinheit vier Empfangsantennen aufweist, wobei die Empfangsantennen auf den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet sind, wobei die Sendeantenne zentriert in der Mitte der Empfangsantennen liegt.
  18. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Empfangseinheit vier Empfangsantennen aufweist, wobei die Empfangsantennen auf den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet sind, wobei die Sendeantenne zentriert in der Mitte der Empfangsantennen liegt.
  19. Fahrzeugneigungs-Detektiervorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Empfangseinheit vier Empfangsantennen aufweist, wobei die Empfangsantennen auf den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet sind, wobei die Sendeantenne zentriert in der Mitte der Empfangsantennen liegt.
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