JP2003315437A - 車載用レーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の車載用レーダの温度制御装置では、プ
リレギュレータと電源電圧レギュレータの２つの電源回
路を設けるため、電源回路規模が増大し車載用レーダが
大型化したりコストアップを招く。 【解決手段】 物体を検知するための電波を送受信する
アンテナ部３と、アンテナ部３からの送信波及びアンテ
ナ部３への受信波を処理する高周波発振部２と、高周波
発振部２の動作を制御する信号処理部８と、高周波発振
部２の温度検知を行う温度センサ７と、高周波発振部２
の加熱を行う発熱手段１０とを備え、信号処理部８は、
温度センサ７による検知温度が所定の低温条件を満たす
場合に発熱手段１０に発熱指令を出すようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載さ
れ、周辺の障害物や車両を検出する車載用レーダに関
し、特に送受信特性の変動を防止して検出性能を向上さ
せた車載用レーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、例えば実公平５−４３５４６号
公報に記載された従来の車載用レーダの温度制御装置を
示すブロック図である。図において、１は電源電圧レギ
ュレータ、２は高周波発振部、３はアンテナ部、４はバ
ッテリ、５は信号処理ブロック、６は高周波ブロック、
７は温度センサ、８は信号処理部、９はプリレギュレー
タである。

【０００３】次に、上記構成装置の動作を説明する。高
周波ブロック５、信号処理ブロック６、アンテナ部３か
らなる車載用レーダにバッテリ４から電源電圧Ｖ_Bを印
加する。印加された電源電圧Ｖ_Bをプリレギュレータ９
により電圧降下させ、電源電圧レギュレータ１に電源電
圧Ｖ_INを供給する。電源電圧レギュレータ１は、電源電
圧Ｖ_INをさらに降下させ、高周波発振部２に電源電圧Ｖ
_outを出力する。その際、電源電圧レギュレータ１は、
パワーロスにより廃熱を発生し高周波発振部２を加熱す
る。

【０００４】この時、高周波発振部２の温度を温度セン
サ７で感知し、電源電圧レギュレータ１への供給電圧Ｖ
_INを温度センサ７の検出温度によって変化させること
で、電源電圧レギュレータ１におけるパワーロスを変化
させ、これにより検出温度を一定にする負帰還ループを
構成し、高周波発振部２の温度を一定に保つように制御
する。

【０００５】そのため、通常は温度特性を持ち、環境温
度が変化すると発振周波数のドリフト、発振出力の変化
を生じる高周波発振部２の動作を安定化させることがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の車載用レーダの温度制御装置では、プリレギュレ
ータ９と電源電圧レギュレータ１の２つの電源回路を設
けるため、電源回路規模が増大し車載用レーダが大型化
したりコストアップを招くという問題点があった。

【０００７】また、電源電圧レギュレータ１の熱を高周
波発振部２に伝えるために、電源電圧レギュレータ１と
高周波発振部２を近接して設置しなければならないとい
う制約が生じる。そのため、部品配置の自由度が低下
し、車載用レーダが大型化したり外観設計が制限される
という問題点があった。

【０００８】また、レーダ本体の消費電流により、電源
電圧レギュレータ１の最大発熱量が制約される。そのた
め、高周波発振部２を低温から急加熱したり、寒冷時の
加熱では発熱量が不足するという問題点があった。

【０００９】また、高周波発振部２は、動作中は常に電
源電圧レギュレータ１の発熱により加熱されるため、夏
季等では高周波発振部２の温度が上昇しすぎてしまうと
いう問題点があった。

【００１０】また、高周波発振部２の温度制御は、一定
温度に保とうとする負帰還ループによる制御のため、柔
軟な温度制御が不可能である。その結果、高周波発振部
２を一時的に急加熱したり、低温に保つように制御した
りすることができないという問題点があった。

【００１１】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、コストアップを招くことなく車
載用レーダの外観設計の自由度向上や小型化を可能とし
たり、高周波回路の温度制御を柔軟に行えるようにする
ことで、結露や温度変化による回路特性の変動を防止し
て性能を向上させた車載用レーダを得ることを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車載用レ
ーダは、物体を検知するための電波を送受信するアンテ
ナ部と、上記アンテナ部からの送信波及び上記アンテナ
部への受信波を処理する高周波発振部と、上記高周波発
振部の動作を制御する信号処理部と、上記高周波発振部
の温度検知を行う温度センサと、上記高周波発振部の加
熱を行う発熱手段とを備え、上記信号処理部は、上記温
度センサによる検知温度が所定の低温条件を満たす場合
に上記発熱手段に発熱指令を出すようにしたものであ
る。

【００１３】また、上記記載の車載用レーダにおいて、
上記温度センサは、高周波発振部の温度を検知するサー
ミスタを備えたことを特徴とするものである。

【００１４】また、上記記載の車載用レーダにおいて、
上記発熱手段は、上記高周波発振部を加熱する抵抗体
と、上記信号処理部からの信号により上記抵抗体の回路
をオンオフする開閉素子とで構成したことを特徴とする
ものである。

【００１５】また、上記記載の車載用レーダにおいて、
上記信号処理部は、車載用レーダの電源投入直後におけ
る温度センサの検出温度が所定温度以下のとき、また
は、車載用レーダの電源投入直後における温度センサの
検出温度の上昇変化率が所定値以上のとき、上記低温条
件を満たしていると判定することを特徴とするものであ
る。

【００１６】また、上記記載の車載用レーダにおいて、
上記低温条件の判定基準は、上記高周波発振部の特性保
証範囲の下限温度に対応していることを特徴とするもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック図であ
り、１はレギュレータ、２は高周波発振部、３はアンテ
ナ部、４はバッテリ、７は温度センサ、８は信号処理
部、１０は信号処理部８により制御される発熱手段で、
温度センサ７と共に高周波発振部２に近接配置されてい
る。

【００１８】図１の構成におけるレーダとしての動作
は、信号処理部８から高周波発振部２に向けて送信信号
が送られ、また、高周波発振部２で受信された信号は、
信号処理部８に送られ、信号処理部８により信号解析が
行われ、物体の検知等の判定が行われる。

【００１９】図１の構成において、電源回路がオンされ
ると、バッテリ４より電圧Ｖ_Bがレギュレータ１に供給
される。また、レギュレータ１は、高周波発振部２に、
供給電圧Ｖ_outを出力する。レギュレータ１は、信号処
理部８や温度センサ７にも所定の電力を供給する。

【００２０】温度センサ７は常に高周波発振部２の温度
を検知し、この温度センサ７で検知した温度情報信号は
信号処理部８に入力される。この入力から、信号処理部
８が、所定の低温条件を満たすと判断した場合、信号処
理部８は制御信号を発して発熱手段１０を作動させ、発
熱手段１０を発熱させる。この熱は、高周波発振部２に
伝導し、高周波発振部２を昇温させる。温度センサ７で
検知した温度情報信号により、高周波発振部２が所定の
温度に到達したと信号処理部８が判断すると、信号処理
部８は信号を発して発熱手段１０の発熱を停止する。こ
のようにして、高周波発振部２の温度変動を抑制でき、
送受信特性を一定に保つことができる。

【００２１】上記のような構成と動作により、レギュレ
ータ１を高周波発振部２に近接して配置する必要がなく
なり、レギュレータ１を自由に配置できるため、部品配
置や車載用レーダの外観設計の自由度が従来装置に比べ
て高まる。また、発熱量を自由に制御できるため、夏季
等で高周波発振部２が高温となった場合は、発熱手段１
０をオフにすれば発熱量を０にできるし、厳寒期に高周
波発振部２が低温となった場合は、発熱手段１０の発熱
量を最大にし、急速に加熱すればよい。

【００２２】従来装置では、図４において、レギュレー
タ１の消費電流をI(A)とすると、レギュレータ１の発熱
量は（Vin−Vout）×Ｉ(W)で、通常Vin＞Voutとなり、V
in=Voutにはできないため、発熱量は０にはできないう
えに、最大発熱量は、Vinの最大値をVin_Maxとすると、
（Vin_Max−Vout）×Ｉ(W)に制限されてしまう。

【００２３】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２の要部を示す回路図であり、図１、図４と同一の要
素については、同一符号を付して説明を省略する。本実
施の形態に係る温度センサ７の構成は以下のとおりであ
る。温度センサ７は、サーミスタ７Ａ（抵抗値Ｒｓ）、
抵抗素子７Ｂ（抵抗値Ｒａ）、電源７Ｃ（電圧Ｖ）で構
成されている。サーミスタ７Ａと抵抗素子７Ｂは直列接
続され、その接続部分が信号処理部８の温度センサ接続
端子に接続されている。抵抗素子７Ｂの他端は電源７Ｃ
に接続され、所定の電圧が供給されている。サーミスタ
７Ａの他端はGNDに接続されている。そのため、信号処
理部８の温度センサ接続端子には、Ｖ×（Ｒａ／（Ｒａ
＋Ｒｓ））の電圧値が入力される。

【００２４】温度センサ７の動作は以下のとおりであ
る。高周波発振部２の熱がサーミスタ７Ａに伝搬する。
サーミスタ７Ａの温度は、高周波発振部２と同じか、ほ
ぼ近い温度になる。この時の信号処理部８の温度センサ
接続端子に入力される電圧値であるＶ×（Ｒａ／（Ｒａ
＋Ｒｓ））に注目すると、Ｒａは、温度が変動してもほ
とんど抵抗値は変化しないのに対して、サーミスタ７Ａ
の抵抗値Ｒｓは温度により変動し、かつ、温度により抵
抗値は一意に決まることによって、温度により固有の電
圧値となる。そのため、この電圧値により高周波発振部
２の温度が判定できる。信号処理部８はこの温度に応じ
た信号を発熱手段１０に与え、高周波発振部２の温度を
制御する。

【００２５】この構成では、温度センサ７を抵抗素子１
個とサーミスタ素子１個のみで構成できるため、温度セ
ンサ７を極めて小型、安価に構成できる。従って、温度
センサ７を高周波発振部２に極めて近接、もしくは、接
触した状態で設置可能であり、高周波発振部２の温度が
短時間で大きく変動しても、正確に検知することが容易
である。

【００２６】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３の要部を示す回路図であり、図１、図４と同一の要
素については、同一符号を付して説明を省略する。本実
施の形態に係る発熱手段１０の構成は以下のとおりであ
る。発熱手段１０は、抵抗素子１０Ａ（抵抗値Ｒｂ）、
開閉素子であるトランジスタ１０Ｂ（ＮＰＮ型）、電源
１０Ｃ（電圧Ｖ）で構成されている。抵抗素子１０Ａの
一端は電源１０Ｃに接続され、他端はトランジスタ１０
Ｂのコレクタ端子に接続されている。トランジスタ１０
Ｂのベース端子は、信号処理部８のオンオフ信号出力端
子に接続され、エミッタはGNDに接続されている。

【００２７】発熱手段１０の動作は以下のとおりであ
る。発熱手段１０は、信号処理部８からオンオフ信号が
出力され、トランジスタ１０Ｂのベースに入力されるこ
とによりトランジスタ１０Ｂは開閉素子としてオンオフ
制御される。オンオフ信号はディジタル信号であり、オ
ン信号は高電圧（通常は５Ｖ）、オフ信号は０Ｖであ
る。オン信号が出力されると、トランジスタ１０Ｂのベ
ースの電位が高くなり、トランジスタ１０Ｂがオンされ
る。すると、トランジスタ１０Ｂのコレクタ−エミッタ
間の電気抵抗は極小となり、電位差が非常に小さくな
る。仮にコレクタ−エミッタ間の電位差を０Ｖと仮定す
ると、抵抗素子１０Ａに、Ｖ／Ｒｂ（A）の電流が流れ
る。このことにより抵抗素子１０Ａは、Ｖ²／Ｒｂ
（Ｗ）の発熱を生じ、この熱が高周波発信部２に伝導さ
れる。

【００２８】オフ信号が出力されると、トランジスタ１
０Ｂのベース電位が０Ｖとなり、トランジスタ１０Ｂの
コレクタ−エミッタ間の電気抵抗は無限大となり、抵抗
素子１０Ａに電流が流れない。よって、トランジスタ１
０Ｂがオフ時は、抵抗素子１０Ａに電流が流れないため
発熱はない。このオンオフ制御により、高周波発信部２
を任意の温度に制御することができる。

【００２９】仮に、電源１０Ｃを５Ｖ、抵抗素子１０Ａ
を５Ωとすると、５Ｗの発熱量となる。つまり、発熱量
を０〜５Ｗ間で自由に制御できることになる。また、高
温時には、常時オフ信号を出力すれば、高周波発振部２
が加熱されることはない。

【００３０】この構成によれば、発熱手段１０を抵抗素
子１個とトランジスタ１個のみで構成できるため、極め
て小型、安価に構成できる。そのため、発熱手段１０を
高周波発振部２に極めて近接、もしくは、接触した状態
で設置可能であり、高周波発振部２の温度を高い精度
で、かつ迅速に制御することができる。

【００３１】実施の形態４．上記実施の形態１乃至実施
の形態３における発熱手段１０の制御方法について、図
１を用いて説明する。実施の形態１では、低温条件を満
たす場合に、発熱手段１０を作動させるとしているが、
この時、低温条件としては、温度センサ７の検出温度が
所定温度以下を示す場合（特に車両エンジンオン直後）
と、検出温度の上昇変化率が所定値以上を示す場合とが
考えられ、信号処理部８は、温度センサ７の信号が所定
温度以下か温度変化率が所定値以上の少なくとも一方を
示す場合に、低温条件を満たしたと判定する。また、低
温条件の判定基準（所定温度、または温度上昇変化率の
所定値）は、ここでは結露温度に対応しているものとす
る。

【００３２】すなわち、高周波発振部２が結露しやすい
状態の判定条件は、電源オン時の検出温度が所定温度よ
りも低い場合と、単位時間当たりの検出温度の上昇率が
一定の閾値を超えた場合とが考えられ、前者の条件は冷
涼な季節の朝などに、高周波発振部２が夜露で結露し得
る場合に該当する。また、後者の条件は、外気温の急上
昇により高周波発振部２の温度が急上昇しつつある状態
（低温時に車両エンジンを始動してその熱で高周波発振
部２の外気温が急上昇した場合）で、高周波発振部２の
温度が外気温よりも顕著に低く、高周波発振部２により
外気が冷却されて結露が発生しやすい場合に該当する。

【００３３】上記のような低温条件を満たしたときに、
信号処理部８による指令により発熱手段１０を発熱駆動
することにより、高周波発振部２への結露を防止でき
る。また、結露していた場合も、結露を乾燥させること
ができ、結露による誤動作や破壊を防止することができ
る。よって、結露に対する耐性向上、低温用の電気特性
補償回路の簡素化、回路の小型化およびコストダウンを
実現することができる。

【００３４】また、ここでは、低温条件を結露温度に対
応させたが、高周波発振部２を含む回路部の特性保証範
囲の下限温度に対応させてもよい。この場合、発熱手段
１０を発熱させることにより、回路部を特性保証範囲の
下限温度以上に保持し、回路特性の劣化を防止すること
ができる。このことから、動作温度範囲を低温側に拡張
することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、従来技術を用いた車載用レーダに比べて、部品配
置と外観デザインの自由度が高く、小型でコストアップ
を招くことなく、高周波発振部の温度が自由に制御可能
な車載用レーダが得られる効果がある。

【００３６】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、温度センサをサーミスタと抵抗素子で構
成したことにより、小型で安価な温度センサを装備した
車載用レーダが得られる効果がある。

【００３７】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、発熱手段をオンオフスイッチ回路を有す
る抵抗素子で構成したことにより、小型で安価で発熱制
御を信号処理部から自由に行える発熱手段を装備した車
載用レーダが得られる効果がある。

【００３８】また、この発明の請求項４、請求項５によ
れば、請求項１乃至請求項３において、高周波発振部の
結露による誤動作や破壊の防止効果が高く、そして、特
性保証温度範囲の広い車載用レーダが得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る車載用レーダ
を示すブロック構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る車載用レーダ
の要部を示す回路図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る車載用レーダ
の要部を示す回路図である。

【図４】 従来の車載用レーダを示すブロック構成図で
ある。

【符号の説明】

１ レギュレータ、 ２ 高周波発
振部、３ アンテナ部、 ４ バ
ッテリ、７ 温度センサ、 ７Ａ
サーミスタ、７Ｂ 抵抗素子、
７Ｃ 電源、８ 信号処理部、 １
０ 発熱手段、１０Ａ 抵抗素子、
１０Ｂ トランジスタ、１０Ｃ 電源。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体を検知するための電波を送受信する
   アンテナ部と、上記アンテナ部からの送信波及び上記ア
   ンテナ部への受信波を処理する高周波発振部と、上記高
   周波発振部の動作を制御する信号処理部と、上記高周波
   発振部の温度検知を行う温度センサと、上記高周波発振
   部の加熱を行う発熱手段とを備え、上記信号処理部は、
   上記温度センサによる検知温度が所定の低温条件を満た
   す場合に上記発熱手段に発熱指令を出すようにしたこと
   を特徴とする車載用レーダ。
2. 【請求項２】 上記温度センサは、高周波発振部の温度
   を検知するサーミスタを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の車載用レーダ。
3. 【請求項３】 上記発熱手段は、上記高周波発振部を加
   熱する抵抗体と、上記信号処理部からの信号により上記
   抵抗体の回路をオンオフする開閉素子とで構成したこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載用レ
   ーダ。
4. 【請求項４】 上記信号処理部は、車載用レーダの電源
   投入直後において、温度センサの検出温度が所定温度以
   下のとき、または、車載用レーダの電源投入直後の温度
   センサの検出温度の上昇変化率が所定値以上のとき、上
   記低温条件を満たしていると判定することを特徴とする
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車載用レ
   ーダ。
5. 【請求項５】 上記低温条件の判定基準は、上記高周波
   発振部の特性保証範囲の下限温度に対応していることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載
   の車載用レーダ。