JPH04120488A - 速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は速度検出装置、特に超音波のドツプラシフトを
利用した速度検出装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車の走行制御を行う上で、車両の速度は重要なパラ
メータとなる。たとえば、四輪駆動の自動車では、種々
のアクチュエータに対して車速感応型制御を行っている
ため、高精度な絶対車速を検出できる小型の対地速度検
出装置が必要になる。

現在、一般的に用いられている小型の対地速度検出装置
は、超音波のドツプラシフトを利用したものである。す
なわち、走行中の車両から路面に対して所定の周波数ｆ
。の超音波を発射し、この路面からの乱反射波（散乱波
）の周波数に基づいて車速を求める。乱反射波の周波数
はもとの周波数ｆｏに対してドツプラシフト量Δｆだけ
ずれたものとなる。このドツプラシフト量Δｆは車速に
比例した量であるため、乱反射波の周波数を検出するこ
とにより車速を求めることができる。このような原理に
基づく速度検出装置は、たとえば、特開昭６２−１２３
３７８号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来の速度検出装置には、路面
状態の変動により誤差が生じるという問題がある。路面
からの乱反射波の強度は路面状態に左右されて変動する
。たとえば、車両が凹凸の多い悪路を走行しているとき
は乱反射波の強度は大きくなるが、水溜まりのような鏡
面上を走行しているときは強度は小さくなる。このよう
に、路面状態が変動すると、乱反射波の受信信号の強度
も変動することになる。乱反射波の周波数をカウントす
る場合、受信信号を観測しながら所定のしきい値を越え
る山の数をカウントしてゆくことになるが、受信信号の
全体的な強度が変動していると、正確な周波数をカウン
トすることができなくなる。このような検出誤差を避け
るために、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路を
用い、受信信号のゲインを一定に保つような制御を行う
方法も考えられるが、急激な路面状態の変化に追従する
ことはできない。

そこで本発明は、路面状態が変動しても誤差が生じない
正確な速度検出を行うことのできる速度検出装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は速度検出装置において、路面に超音波を送信す
る手段と、この路面からの乱反射波を受信して乱反射信
号を得る手段と、この路面からの正反射波を受信して正
反射信号を得る手段と、乱反射信号を所定の増幅率で増
幅する手段と、正反射信号の強度に基づいてこの増幅率
を設定する手段と、増幅された乱反射信号に基づいて車
速を検出する手段と、を設け、乱反射波の経路が正反射
波の経路よりも長くなるように設定するようにしたもの
である。

〔作　用〕

路面に超音波を発射した場合、路面には反射波と乱反射
波（散乱波）とが生じる。両者を明確に区別するため、
本明細書では、通常の反射波を正反射波と呼ぶことにす
る。正反射波と乱反射波の発生割合は、路面の凹凸によ
り定まる。すなわち、路面が鏡面のような滑らかな面で
あれば、はとんどが正反射波となる。一方、超音波の波
長のオーダーの凹凸が多数形成されたいわゆるざらざら
の面であれば、はとんどが乱反射となる。したがって、
正反射波の強度が大きくなれば乱反射波の強度は小さく
なり、正反射波の強度が小さくなれば乱反射波の強度は
大きくなるという関係にある。

本発明の装置では、乱反射波とともに正反射波を検出し
、この正反射波の強度に基づいて乱反射波の増幅率を決
定し、路面状態の変化にかかわらず増幅後の乱反射波の
強度を一定に保つようにしたものである。すなわち、正
反射波の強度が大きいときは乱反射波（強度は小さい）
の増幅率を高く設定し、正反射波の強度が小さいときは
乱反射波（強度は大きい）の増幅率を低く設定すれば、
増幅後の乱反射波の強度は一定に保たれ、周波数をカウ
ントする上で誤差は生じない。

〔実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例に係る速度検出装置の構成を示
すブロック図である。この装置は、車両本体１００内に
搭載され、車両本体１００の路面２００に対する速度を
検出する機能を有する。

超音波発生源１０は、周波数ｆ。（たとえば、２００ｋ
Ｈｚ）の電気信号を発生する装置であり、この電気信号
に基づいて、送信器２１は路面２００に周波数ｆ。の超
音波を送信する。路面２００上では、この超音波に基づ
いて、正反射波と乱反射波が生じる。受信器２２は、こ
のうちの乱反射波を受けるのに適当な位置に配置される
。一般に、乱反射波は半球状に路面から広がってゆくの
で、受信器２２の配置には、正反射波を受けるときのよ
うな厳密な方向性は必要ない。ただし、有効なドツプラ
シフトを生じた乱反射波を受けるような配置にするのが
好ましい。この実施例では、路面２００に向けて垂直下
方に超音波を発信し、ここからの乱反射波を車両の走行
方向（図の右方向）に関して斜め４５＠の後方から受信
するようにしている。なお、図では超音波の経路を一点
鎖線で示しである。

受信器２２は、受は取った超音波を電気信号に変換し、
これをプリアンプ回路３ｏに与える。プリアンプ回路３
０はこの電気信号を増幅する。ここでは、この電気信号
を乱反射信号と呼ぶことにする。車両が速度Ｖで走行し
ていると、受信器２２の受は取る超音波の周波数は、も
との周波数ｆｏに対して所定のドツプラシフト量Δｆだ
けシフトしたｆｏ＋Δｆとなる。この周波数ｆ。

＋Δｆの乱反射信号は、プログラマブルアンプ回路４０
に与えられて所定の増幅率で増幅される。

この増幅された信号は、更に整形回路５ｏによって矩形
波に変形され、周波数カウンタ６ｏによってその周波数
がカウントされる。この周波数値は、車速演算回路７０
に与えられ、ここで最終的な車速Ｖが演算により求まる
。すなわち、ドツプラシフト量Δｆは車速Ｖに比例した
値となるから、周波数カウンタ６０でカウントされた乱
反射信号の周波数ｆｏ＋Δｆと既知の周波数ｆｏを用い
れば、車速Ｖを演算することができる。

以上の各構成要素による検出系は、従来の速度検出装置
で用いられていた検出系とほぼ同じである。本願装置の
特徴は、プログラマブルアンプ回路４０における増幅率
の設定手法にある。前述のように、このプログラマブル
アンプ回路４０に、ＡＧＣ（オートゲインコントロール
）の機能ヲ持たせ、整形回路５０に与える乱反射信号の
強度をほぼ一定に制御する動作を行わせることは可能で
ある。しかしながら、路面状態の急激な変化に基づいて
、乱反射信号の強度が急激に変動した場合、ＡＧＣは十
分な追従ができなくなる。本願装置では、このプログラ
マブルアンプ回路４０における増幅率の設定を、正反射
波の強度に基づいて行うようにしている。このため、路
面２００からの正反射波を受信する受信器２３が設けら
れている。

この実施例では、送信器２１が路面２００に対して垂直
に超音波を送信するため、正反射波は同じく路面２００
に対して垂直方向に反射してくる。

したがって、受信器２３は、路面２００から垂直上方に
向かってくる正反射波を受は取れるような位置に配置さ
れる。受信器２３は、受は取った超音波を電気信号に変
換し、これをアンプ回路８０に与える。アンプ回路８０
はこの電気信号を増幅する。ここでは、この電気信号を
正反射信号と呼ぶことにする。検波回路９０は、この正
反射信号の強度Ｇを検出し、この強度Ｇに基づいてプロ
グラマブルアンプ回路４０の増幅率（プリアンプ回路３
０から与えられる乱反射信号の増幅率）を設定する機能
を有する。たとえば、正反射信号の強度Ｇに比例した増
幅率を設定するようにすればよい。

以上のような構成にしておけば、増幅後の乱反射信号の
強度をほぼ一定に保つことができ、整形回路５０にほぼ
一定の強度の信号を与えることができる。たとえば、車
両が凹凸の多い悪路を走行しているときは乱反射の割合
が増え、乱反射信号の強度は大きくなる。ところが、正
反射の割合は逆に減り、正反射信号の強度は小さくなる
。このため、プログラマブルアンプ回路４０における増
幅率は小さく設定され、増幅後の乱反射信号の強度はほ
ぼ一定の値に保たれる。逆に、車両が水溜まりのような
鏡面上を走行しているときは乱反射の割合が減り、乱反
射信号の強度は小さくなる。

ところが、正反射の割合は逆に増え、正反射信号の強度
は大きくなる。このため、プログラマブルアンプ回路４
０における増幅率は大きく設定され、増幅後の乱反射信
号の強度はほぼ一定の値に保たれる。このように、路面
状態の変動にかかわらず、整形回路５０にはほぼ一定の
強度の乱反射信号が与えられるようになるため、周波数
カウンタ６゜によるカウント値は常に正確な周波数値と
なり、常に正確な車速が求まる。

なお、ある時刻ｔｏにおいて発生した乱反射波に基づく
乱反射信号に対しての増幅率を設定するためには、同じ
時刻１０において発生した正反射波に基づく正反射信号
の強度を用いる必要がある。

したがって、上述の実施例の構成において、乱反射波の
経路が正反射波の経路よりも長くなるように設定してお
く必要がある。別言すれば、第１図に示すように、路面
２００上の反射波の発生位置から受信器２３までの距離
よりも、受信器２２までの距離の方を長くとる必要があ
る。このように配置すれば、正反射信号を乱反射信号よ
りも常１、先に得ることかできる。したがって、アンプ
回ン；８０、検波回路９０、そしてプログラマブルアー
プ回路４０における信号処理にある程度の時間力かかっ
ても、乱反射信号に対する増幅率制御を弁に同時点の正
反射信号によって行うことが可能になる。この実施例で
は、車両本体１００と路面２００との間を２５０１程度
とした場合、受信器２３が正反射波を受信する時点は、
受信器２２力゛乱反射波を受信する時点に比べて０．９
ｍ５ｅｃ＄５度早くなる。これは信号処理に必要な時間
に比べて十分に長い時間である。

以上、本発明を図示する一実施例に基づいて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、種々
の態様で実施可能である。本願発明の基本思想は、路面
からの乱反射波の強度変動を正反射波の強度によって補
正することにより、一定強度の信号を得る点にあり、こ
の基本思想を実現しうる構成であれば、どのような回路
構成を採ってもかまわない。

（発明の効果〕 以上のとおり本発明による速度検出装置によれば、路面
からの乱反射波の強度を正反射波の強度によって補正し
て一定強度に保つようにしたため、乱反射波の周波数を
正確にカウントすることが可能になり、路面状態の変動
による誤差を含まない正確な速度を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る路面状態検出装置の基
本構成を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　路面に超音波を送信する手段と、前記路面からの乱反
   射波を受信して乱反射信号を得る手段と、前記路面から
   の正反射波を受信して正反射信号を得る手段と、前記乱
   反射信号を所定の増幅率で増幅する手段と、前記正反射
   信号の強度に基づいて前記増幅率を設定する手段と、増
   幅された前記乱反射信号に基づいて車速を検出する手段
   と、を備え、前記乱反射波の経路が前記正反射波の経路
   よりも長くなるように設定したことを特徴とする速度検
   出装置。