JP2005037374A - 対地速度計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
一台の対地速度計測装置で、車両の前後方向速度，左右方向速度，横滑り角および回転角速度を検出する。
【解決手段】
波を送信する送信部と、前記送信部から送信された波の反射波を受信する受信部とを有する送受信部を、３以上備えた対地速度計測装置であって、
前記送受信部のうち、少なくとも３つが、前記車両の床面の一点を通る直線を中心軸とする円筒領域の外側に位置し、該３つの送受信部それぞれを通り、各送受信部の向きと直交する３本の直線が、前記円筒領域内で相互に交わり、若しくはねじれの関係をなし、且つ、前記送受信手段の送信部が、前記車両の床面と所定の角度を為す対地速度計測装置。
【選択図】図１

Description

本発明は対地速度計測装置及び該装置の車両への取り付け方法に関する。

車両の対地速度を計測する装置として、ヤヌス(Janus) 型ドップラ式対地速度計測装置が知られている（参考文献は、例えば、J. Kehrbeck他“Microwave Front End for True Ground Speed Measurements”、Journal of Navigation、pp.88-96、Vol.48、No.1、1995）。このヤヌス(Janus) 型は、車両の進行方向に対して前後に上記ドップラ式対地速度計測装置を二つ搭載することにより、取付誤差，路面の凹凸，車両前後荷重配分などによる検出精度劣化を低減するものである。

また、特開平１１−３５２２２５号公報には、送信手段から照射されるビームを３本とし、ビームの照射点が真上からみて正三角形の頂点をなすように構成することにより、前後方向だけでなく左右方向の速度も計測可能とするものが開示されている。

特開平１１−３５２２２５号公報（３頁，図４） "Microwave Front End for True Ground Speed Measurements"、Journal of Navigation、pp.88-96、Vol.48、No.1、1995

しかし、上記ヤヌス型ドップラ式対地速度計測装置は車両進行方向の速度を測定対象としており、その構造上左右方向の速度を計測することができない。

また、特開平１１−３５２２２５号公報記載の方法では、図１２に示すように、正三角形の中心点０２を回転の中心として、車両又は車体がヨー方向（路面に平行な平面内での回転方向）に回転する場合、その回転方向の速度成分（角速度）を計測することができなくなるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車両前後方向速度，左右方向速度，横滑り角および角速度を一台の計測装置で計測することにある。

波を送信する送信部と、前記送信部から送信された波の反射波を受信する受信部とを有する送受信部を、
３以上備えた対地速度計測装置において、
前記送受信部のうち、少なくとも３つが、前記車両の床面の一点を通る直線を中心軸とする円筒領域の外側に位置し、
該３つの送受信部それぞれを通り、各送受信部の向きと直交する３本の直線が、前記円筒領域内で相互に交わり、若しくはねじれの関係をなし、
且つ、前記送受信手段の送信部が、前記車両の床面と所定の角度を為すように構成する。

本発明によれば、対地速度計測装置の計測性能を向上することができる。また、一台の対地速度計測装置で、車両の前後方向速度，左右方向速度，横滑り角および回転角速度を検出することが出来る。

以下図を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１に、本発明の対地速度計測装置の一実施形態を示す。図１はドップラ式対地速度計測装置を上から見た図を表しており、図中のｘ軸，ｙ軸は、対地速度計測装置が車両に取り付けられた状態で、図４に示す座標と一致するように定めたものである。

図１において、１００，１０１，１０２はそれぞれ、波を送信し、送信された波が路面に反射して返ってきた波を受信する送受信手段である。ここで、Ｃは点Ｏ１を中心とする半径ｒの円であり、送受信手段１００，１０１，１０２は円Ｃの円周上の点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２に位置するとともに、各送受信装置から送信される波が、上から見て円Ｃの接線方向に送信されるように設置する。

なお、図１は前述の通り、ドップラ式対地速度計測装置を上から見た図であり、円Ｃと同一平面内に波を送信するような図となっているが、実際には、路面に向けて波を送信するため、図２に示すように、送受信手段１００,１０１,１０２の送受信部２００〜２０２は、円Ｃと同一平面に対して路面方向に俯角θで傾斜して設置される。ここで、２０３は車両の構造物（例えばシャシなど）、２０４は道路面を示す。

なお図１において、点線で記載した円Ｃ、ｘ軸，ｙ軸、直線Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２は送受信手段１００，１０１，１０２の相互の位置関係を説明する為に便宜的に記載したものである。

次に、図３及び図５を用いて、図１に示す対地速度計測装置により、車両前後方向速度，左右方向速度、および横滑り角を求める演算方法の一例を説明する。

図３は、送受信手段１００〜１０２の構成の一例である。なお、この実施例では送受信する波として電波を用いている。図２において、送受信部２００は送信部３０１と受信部３０２より構成されており、変調器３０３からの変調信号に基づく発信周波数で発信器
３０４によって発信された波が送信部３０１より放射される。送信部３０１から放射された波が路面に反射して返ってきた波は、受信部３０２で受信され、ミキサ回路３０５で周波数変換される。このミキサ回路３０５には、発信器３０４からの信号も供給されており、この２つの信号のミキシングによって発生する低周波信号がアナログ回路３０６へ入力される。低周波信号はアナログ回路３０６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３０７によってディジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）され、ＦＦＴ処理部３０８に供給される。Ａ／Ｄ変換で得られたディジタルのサンプルデータをＦＦＴ処理部３０８で高速フーリエ変換（Fast
Fourier Transform ）処理し、受信されたビート信号の全周波数帯域での周波数スペクトラムを得る。信号処理部３０９ではＦＦＴ処理結果に対してピーク検出処理を行い、得られたピークに対するドップラ周波数ｆｄを用いて、次式（数１）により速度ｖを計測する。ここで、ｃは光速、ｆｔは送信周波数を示す。

ｖ＝（ｃ・ｆｄ）／（２・ｆｔ） （数１）
図１において、送受信手段１０１および１０２の送信方向を、送受信手段１００を基準としてそれぞれθｌ，θｒとし、各送受信手段１００〜１０２で得られた信号に基づいて（数１）により演算した速度をそれぞれｖ１，ｖ２，ｖ３とする。ただし、各速度ｖ１，ｖ２，ｖ３は、図２に示すように路面と平行な平面に対して俯角θ方向の速度成分であるため、Ｓ５０１で次式（数２）〜（数４）により、路面と平行な平面における速度成分に変換する。

Ｖ１＝ｖ１／cosθ （数２）
Ｖ２＝ｖ２／cosθ （数３）
Ｖ３＝ｖ３／cosθ （数４）
次に、Ｓ５０２で速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いて、車体のｚ軸周りの回転角速度成分
（ヨーレイト）によって各送受信手段の出力のオフセット量（Ｖｗ）を次式（数５）により演算する。

Ｖｗ＝（sinθｌ（Ｖ１cosθｒ−Ｖ２）
−sinθｒ（Ｖ１cosθｌ−Ｖ３））／（sinθｌ（cosθｒ−１）
−sinθｒ（cosθｌ−１）） （数５）
ここで、角速度をｗとすると、Ｖｗ＝ｒｗである。よって、（数５）より回転角速度
（ヨーレイト）ｗを求めることができる。

さらに、Ｓ５０３で、速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３から車両の回転運動の影響による送受信手段１００〜１０２の出力変化分を（数６）〜（数８）にしたがって差し引く。

ＶＦ＝Ｖ１−Ｖｗ （数６）
ＶＬ＝Ｖ２−Ｖｗ （数７）
ＶＲ＝Ｖ３−Ｖｗ （数８）
ＶＦ，ＶＬ，ＶＲは、それぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３から回転速度分を差し引いた値である。

続くＳ５０４およびＳ５０５では、車両の進行方向の速度成分（第１のｘ方向速度
(Ｖｘ１)と呼ぶ）および車両の進行方向と逆方向の速度成分（第２のｘ方向速度(Ｖｘ２)と呼ぶ）を演算する。Ｖｘ１は図１において、ＶＦと同一方向であるため、Ｖｘ１＝ＶＦとなる。

一方、Ｖｘ２は、送受信手段１１および１２の出力に基づいて演算されたＶＬおよび
ＶＲの前後方向の速度成分を合成したものとして次式（数９）のように表される。

Ｖｘ２＝｜−（ＶＲcosθｒ＋ＶＬcosθｌ）｜ （数９）
そして、Ｓ５０６で上記Ｖｘ１およびＶｘ２を用いて、ｘ軸方向（車両の前後方向）速度Ｖｘを次式（数１０）により演算する。

Ｖｘ＝（Ｖｘ１＋Ｖｘ２）／２ （数１０）
Ｓ５０７では、第１のｘ方向速度および第２のｘ方向速度から、ｘ方向速度比（Ｒｘ）を次式（数１１）にしたがって演算する。

Ｒｘ＝Ｖｘ２／Ｖｘ１ （数１１）
さらにＳ５０８で、車両の左右方向に相当するｙ方向速度（Ｖｙ）を演算する。ｙ方向速度は、ＶＬおよびＶＲのｙ方向速度成分の合成として（数１２）により演算できるが、車両のピッチ変化（前後の傾斜）の影響を受けるため、補正する必要がある。

Ｖｙ＝ＶＲsinθｒ−ＶＬsinθｌ （数１２）
車両の前後の傾斜は、ｘ方向速度比（Ｒｘ）に反映されており、Ｒｘ＝１の時は前後の傾斜のない理想的な状態であり、Ｒｘ＞１の場合は前方に傾斜した状態である。一方、
Ｒｘ＜１の場合は、後方に傾斜した状態を意味する。したがって、次式（数１３）により前記Ｖｙを補正した値を新たにｙ方向速度（Ｖｙ）とする。

Ｖｙ←Ｖｙ／Ｒｘ （数１３）
最後に、Ｓ５０９にてｘ方向速度（Ｖｘ）およびｙ方向速度（Ｖｙ）より横滑り角(β)を次式（数１４）にしたがって演算する。

β＝arctan（Ｖｙ／Ｖｘ） （数１４）
以上のように、車両の前後の傾斜を考慮して前後および左右方向の速度を演算することにより、車両の傾斜の影響を低減し、対地速度の精度が向上するという効果がある。

以上により、車両の前後方向速度，左右方向速度、および横滑り角を検出することが出来る。また、車両が中心Ｏ１を中心とする回転運動を含む挙動を示した場合にも、その回転成分を損なうことなく車両の前後方向速度，左右方向速度，横滑り角および回転角速度を取得することができる。よって、従来、別々に搭載していた速度センサと角速度センサの機能を併せた装置となり、コストを下げる効果もある。また、３つの送受信手段の取り付け位置が正三角形の頂点を成すように配置すれば、θｌ＝θｒとなり演算を簡略化することもできる。

なお、本実施例における３つの送受信手段の設置形態は、必ずしも図１に示す形態に限られず、例えば、図６（Ａ）に示すように、送受信手段１００〜１０２の取り付け位置を、図１の場合に対して所定の角度ずつ移動した形態としても良い。ただし、本実施例の数式を用いる場合は、３つの送受信手段のいずれか一つが、ｘ軸方向（車両の進行方向若しくはその逆方向）に向く構成とする必要がある。なお、３つの送受信手段のいずれも、Ｘ軸方向を向かない場合は、Ｖｘ１＝ＶＦとならずＶＦが進行方向と左右方向の速度成分を持つため、それぞれ成分に分けて演算する必要があるか、本実施例と同様の原理により前後方向速度，左右方向速度，横滑り角、および回転角速度を計測することができる。

また、本実施例では、対地速度測定装置を上から見たときに、円Ｃに沿って右回りに波を送信する構成となっているが、左回りとする構成としても、同様の効果が得られる。

また、本実施例では、３つの送受信手段を同一の円Ｃ上に設置する場合について説明したが、図６（Ｂ）に示すように、０１を中心とする同心円上に配置する構成としても、数式（５）よりオフセット量が修正されるので本発明と同様の効果が得られる。このように、３つの送受信部の相対位置関係が所定の状態であれば、波の送信方向は車両の進行方向に関係なく定めることが出来るので、車体への取り付けの自由度も向上される。

次に、本発明の対地速度測定装置を車両制御に用いた実施例について説明する。

自動車分野において、スリップなどによって車両の挙動が不安定になったときに、安定化する装置として、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）やＥＳＰ（Electronic StabilityProgram ）などの車両制御が知られている。また、車両の乗り心地を改善する制御としてアクティブサスペンションなどの制御が知られている。

ここでＡＢＳとは急制動時に車輪のロックを防止する制御であり、ＥＳＰとは運転者のステアリング操作に対して車両のスピンを防止する制御である。また、アクティブサスペンションとは、サスペンションにアクチュエータなどの動作部を設け、車両の揺れを打ち消す方向にアクチュエータなどを動作させる制御である。

上記のような車両制御は、入力情報として車両の対地速度及び／または角速度が必要とされる。現在の車両制御では、対地速度の検出手段として先行技術の欄に示したようなヤヌス型のドップラ式対地速度計測装置を用い、角速度の検出手段としてジャイロセンサ等の角速度センサを用いているため、複数のセンサを搭載し、それらの検出情報をコントローラに入力する必要があるため、搭載スペースの増大及び搭載位置の制約，配線の複雑化，コストアップなどの問題がある。

これに対し、本発明の対地速度計測装置を適用することにより、一台の計測装置で対地速度と角速度を計測可能となり、上記のような課題が解決される。以下、図を用いて説明する。

図７はＥＳＰ（Electronic Stability Program）、図８はアクティブサスペンションの実施例である。図８において、（Ａ）は鉄道車両の実施例、（Ｂ）は自動車の実施例である。

図７において、７０５は本発明の対地速度計測装置、７０１〜７０４は各輪のブレーキキャリパ、７０６はコントローラ、７０７は油圧ユニット、７０８はマスタシリンダ、
７０９は舵角センサであり、点線は信号線、実線は油圧管を示している。

対地速度計測装置７０５により車速と図４におけるＺ軸まわりの回転角速度を検出し、舵角センサ７０９で操舵角を検出し、これらの情報を用いて各輪のブレーキキャリパ701〜７０４に発生させるブレーキ力を個別に変化させる。具体的には、旋回時にオーバーステアとなった場合には外側前輪のブレーキをかけてスピンを防止し、アンダーステアになった場合には内側後輪のブレーキをかけて車両を内側に向ける制御や、内側の車輪と外側の車輪で制動力を変えて、旋回を助ける制御等が考えられる。ここで図７の例は、ブレーキキャリパを動かす動力として油圧を用いているが、電動のアクチュエータを用いる方式としても良い。

図８において、８０１および８５１は本発明の対地速度計測装置、８０２，８５２はコントローラ、８０３，８０４及び８５３，８５４はアクチュエータ、８１１，８１２，
８６２は信号及び／又は電力を伝送する伝送線である。

車両には、路面の状況，車輪の構造等に起因して、図４におけるｚ軸周りの振動、すなわちヨーイング８３１，８８１が発生する。このヨーイングは、車両の乗客や積載物に対して悪影響を及ぼす。そこで、本発明の対地速度測定装置により車速とｚ軸まわりの回転角速度（以下、本実施例において、単に「角速度」と称する）を検出し、検出した角速度を打ち消す方向に、アクチュエータ８０３，８０４，８５３，８５４を動作させることにより、ヨーイングを抑制する。

上記のＥＳＰ及びアクティブサスペンションの制御内容は現在一般に行われているものであるが、従来のＥＳＰ及びアクティブサスペンションではその制御に必要な角速度を、ジャイロ等を用いて検出し、対地速度は、先行技術に示したような対地速度測定装置を用いて検出している。

これに対して、本発明の対地速度測定装置を用いることにより、角速度と対地速度とを単一の装置により測定することができるので、ジャイロ等のような角速度を検出する為の別のセンサが不要となり、コストダウンが図られる。また、装置の小型化，搭載スペースの節約が図られ、コントローラ７０６，８０２，８５２とセンサを結ぶ配線も削減できる。さらに、図８（Ｂ）に示すように、コントローラと対地速度計測装置を直接接続したり、図示しないが同一の筐体内に納めたりすることも可能となる。

また、ジャイロに比べて角速度の検出遅れ時間が短いため、角速度をより高精度に検出できる。よって、より高度な制御が実現できる。

続いて、本発明の対地速度測定装置の取り付け形状又は取り付け方法の実施例について説明する。

本発明の対地速度測定装置取り付け形状は、原理的には、３つの送受信部が図１又は図６及び図２に示すような位置関係及び角度で取り付けられていれば、どのような取り付け形状でも良い。

しかしながら、３つの送受信部を独立に車両に取り付けて、各送受信部が図１又は図６及び図２に示すような位置関係及び角度となるように調整することは、煩雑な作業を伴うこととなる。よって、あらかじめ、３つの送受信部を、所定の位置関係及び角度を満たすように固定したユニットを構成し、このユニットを車両に取り付ける方式が望ましい。

図９に、本発明の対地速度測定装置の取り付け形状の一例を示す。図９（Ａ）は対地速度測定装置を真下から見た図であり、図９（Ｂ）は下側からの俯瞰図である。

図９において、９０１は筐体であり、９０２は波を送受信する送受信部である。ここで３つの送受信部は筐体９０１に収められており、送受信部９０２が切欠部９０４から露出した構造とする。また３つの送受信部は、図１に示す通り、各送受信部から送信される波が、上から見て同一の円の接線方向に送信されるように設置し、かつ、図２に示すように路面に対して所定の角度を為すように設置する。

以上の構成により、３つの送受信部を別々に車両に取り付ける場合と比較して、取り付けが容易となり、また、取り付け精度が向上される。

また、送受信部９０２を設置する部分は、上述のように送受信部９０２が露出した切り欠き構造でも良いが、図１０（Ａ）に示すように、送受信される波の種類に応じて、その波を透過する材質のカバー部材１００１で覆う構成としても良い。あるいは、図１１(Ａ)に示すように、カバー部材１１０１において切欠部９０４に相対する部分の材質を、送受信される波を透過する材質とした透過部１１０２を設ける構造としても良い。このようにすることで、送受信部９０２を車外の水，埃，土砂等から保護することが可能となる。

さらに、図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）において、上記のようなカバー部材を被せる構成ではなく、筐体９０１の路面に相対する側の面を上記のような構成としても良い。この構成により、本実施例の対地速度計測装置の取り付けがさらに簡略化される。

また、図１１（Ｂ）に示すように、図９の構成において、切欠部９０４ごとに独立したカバー部材１１０３を取り付ける構成としても良い。

なお、図１０（Ｂ）に示すように、筐体９０１の内部に、送信する波を発振したり、送受信信号を処理したりする処理部９０５を設け、筐体９０１の外壁に信号線及び／または電力線を車両と接続する接続部を設けることも出来る。この構成によれば、対地速度計測装置の車体への取り付けにより、対地速度計測装置と車両との信号線及び／または電力線の接続も達成されるため、対地速度計測装置の車両への取り付けがさらに簡略化される。この実施例において、処理部９０５は、図３における変調器３０３，発信器３０４，ミキサ回路３０５，アナログ回路３０６，Ａ／Ｄ変換器３０７，ＦＦＴ処理部３０８，信号処理部３０９の全てを含む構成としても良いが、上記の構成要件の一部を含む構成としても良い。

図９乃至図１１に示した対地速度計測装置の内装の実施例について図１３，図１４を用いて詳細に説明する。

図１３（ａ）は図９〜図１１に示す対地速度計測装置を横から見たときの構成図であり、図１３(ｂ)は下から見たときの構成図である。既に説明したように３つ送受信部９０２（ａ），９０２（ｂ），９０２（ｃ）が、図１，図５，図６等で説明した所定の位置関係となるように共通の筐体９０１に設けられている。ここで送受信部９０２（ａ），（ｂ），（ｃ）は図２における送受信部２００に相当する。なお図１３では記載を省略しているが、送受信部９０２（ａ），（ｂ），（ｃ）は変調器３０３，発信器３０４，ミキサ回路３０５等が集積されたＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit ）やアナログ回路３０６を備えた送受信手段（図１の送受信手段１００，１０１，１０２等に相当）として構成されており、電波を送信して地面による反射波を受信し、送信信号と受信信号から中間周波数信号（ＩＦ信号）を生成して、このＩＦ信号を増幅して出力する。出力されたＩＦ信号は、筐体９０１の内部に備えられた信号処理基板１３０１に入力される。信号処理基板は、Ａ／Ｄ変換器３０７，ＦＦＴ処理部３０８，信号処理部３０９を備えており、入力されたＩＦ信号をデジタル信号に変換し、ＦＦＴ処理を施して得られたピークから車両の対地速度や回転角速度等を算出する。

信号処理基板１３０１には３つの送受信部９０２（ａ），（ｂ），（ｃ）からのＩＦ信号が入力されている。また信号処理基盤１３０１は対地速度計測装置の車体への取り付け位置（例えば、車体の回転中心からのずれ量）や、車体への取り付け角度（例えば、電波送信方向と車両の直進方向とのなす角度）を記憶する記憶部を備えており、３つの送受信部のＩＦ信号より検出されたピークと、これらの取り付けに関する情報に基づいて、先述の数式（１）〜（１４）を用いて車両の対地速度等を計算する。

筐体９０１の内部には、電源基板１３０２が設けられており、装置外部から供給される電力を、信号処理基板１３０１や送受信部９０２（ａ），（ｂ），（ｃ）に好適な電圧に変換して供給する。筐体９０１にはコネクタが設けられており、車載電源からの電力供給線と、信号処理基板から対地速度等の測定結果を装置外部に出力する出力信号線とが一つのコネクタに集約されている。

このように３つの送受信部について電源基板１３０２と信号処理基板１３０１を共通化することにより、装置の簡略化と小型化が図られ、自動車の床下における設置箇所の自由度が向上される。またこのような電波を用いた測定機器においてはグランド電位の共通化が必須であるが、電源基板１３０２を３つの送受信部で共有することによりグランド電位の共通化が容易となる。また、本実施例では電源基板１３０２と信号処理基板１３０１とを横に並べて配置している。この構成により筐体９０１の垂直方向の寸法を削減することができ、車両の床下に取り付ける際の寸法上の制約が緩和される。

図１４は図１３に示す実施例の変形例である。図１３では、電源基板１３０２と信号処理基板１３０１とを横に並べたため筐体９０１の垂直方向の寸法を削減することが出来たが、水平方向の寸法を小さくする上では限界がある。そこで本実施例では電源基板１３０２と信号処理基板１３０１と積み重ねた構成としている。これにより筐体９０１の垂直方向の寸法は図１３に示す実施例に比べて大きくなるが、水平方向の寸法を削減することが出来る。

車両には軽自動車から大型トラックまで様々の種類があり、寸法上の制約は車種に応じて異なる。例えば、軽自動車や小型車であれば、床下の面積が小さいので水平方向の寸法が小さい方が好適であると考えられ、オフロードの走行を想定するような車種では、車高を確保するために垂直方向の寸法が小さい方が有利であると考えられる。このように搭載される車両の車種，用途に応じて図１３および図１４の構成を使い分けることができる。

図１５に送受信部９０２（ａ），（ｂ），（ｃ）の詳細な実施例を示す。図９乃至図
１４においては送受信部９０２（図１における送受信部２００，２０１，２０２，図３の送受信部２００に相当）のみを記載して、一枚の平板のように記載しているが、実際には、送受信部ごとに当該送受信部から電波を送信するための回路等を含む送受信手段（図１の送受信手段１００，１０１，１０２に相当）として構成されている。

図１５に示すように、送受信手段１５００は、高周波回路基板１５０１を備えている。この高周波回路基板１５０１にはＭＭＩＣ１５０２が搭載されている。ＭＭＩＣ１５０２は、図３に示す送受信部２００（送信部と受信部），変調器３０３，発信機３０４，ミキサ回路３０５を備えた集積回路（ＩＣ）であり、所定の周波数の電波を送信し、反射波を受信して送信信号とのミキシングを行う。高周波回路基板１５０１はアナログ回路３０６を備えており、ミキシングによって得られた低周波信号（中間周波信号，ＩＦ信号とも称する）を増幅する。増幅された信号は、図１５等に示した信号処理基板１３０１に向けて出力される。なお、信号線１５０６および電源線１５０７が高周波回路基板１５０１からカバー１５１３にもうけたコネクタに接続されており、当該コネクタを会して外部から電力供給を受け、送受信信号の授受が行われる。

なお、本実施例のように電波を用いたドップラ式の対地速度計測装置においては、送受信部から送信される電波はある程度の角度の拡がりをもって伝播するので、送信電波を収束させない場合は縦横の速度成分が異なる無数の反射波を受信することになり、速度の測定精度が低下する場合がある。よって図１５に示すように直線状（１５１０）に電波を送信することが理想的であるが、電波の広がる角度は送受信部の幅に概ね逆比例する関係があるため、送受信部の小型化を図ろうとすると送信電波の広がる角度が大きくなるという課題がある。

そこで本実施例では、ＭＭＩＣ１５０２の送受信部２００の電波送信方向に１次レンズ１５０３を設け、送受信アンテナから送信された電波を収束する構成としている。１次レンズ１５０３の形状は図１５（ｂ）に示すような球状が好適であり、このような形状とすることで、送信部から送信される電波の広がりを所定の角度まで収束させることができる。このような構成により送受信部の小型化を図りつつ、対地速度の測定精度を向上することができる。

さらに、本実施例では、１次レンズ１５０３の前に２次レンズ１５０４を設置して、さらに送信電波を収束させる（１５１１）構成としている。ここで焦点１５１２の位置がちょうど路面に対応するように対地速度計測装置を車両に取り付けると、等価的に直線状に電波を送信した場合と同様の効果が得られるので、特に好適である。

図１６は、図１他に示す送受信手段１００，１０１，１０２等の変形例である。図１５との相違点は送受信手段１００の内部に電源基板１６０１を設けた点である。この場合は図１３に示すような共通の電源基板１３０２は不要となるが、３つの送受信手段ごとに電源基板１６０１が必要となる。この電源基板１６０１は車載バッテリ等の車載電源から電力の供給を受け、これを適切な電圧に変換して高周波回路基板１５０１等に供給する。電源基板１６０１と高周波回路基板１５０１とは電源線１６０３で接続されており、電源基板１６０１は電源線１６０４およびコネクタ１６０５を介して送受信手段１００の外部から電源の供給を受けている。

なお、図１５，図１６に示す実施例では、送受信手段１００，１０１，１０２は、開口部を備えた筒状の構造体１００ｃ（断面形状は円でも、多角形でも、不規則な図形でもよい）に、高周波回路基板１５０１、または高周波回路基板１５０１と電源基板１６０１とを挿入して組み立てる構造となっている。筒状の構造体１００ｃの内部には鍔状の突起
１００ａ，１００ｂが形成されており、高周波回路基板１５０１を挿入した際に、当該基板の周辺部が当該突起１００ａに当接する。このとき、高周波回路基板１５０１に取り付けた送受信アンテナ及び一次レンズが鍔部１００ａの中央の開口部から突出する向きに取り付ける。また、構造体１００ｃまたは突起１００ａまたは高周波回路基板１５０１に相互に嵌合する凸部と凹部を設けることにより、構造体１００ｃと高周波回路基板１５０１との位置決めをすることができる。なお、図１６の実施例においては、電源基板１６０１も突起１００ｂに当節する構成とし、鍔状の突起１００ｂの中央の開口部を通じて高周波回路基板１５０１を挿入したのち、電源基板１６０１を挿入する構成とする。電源基板
１６０１の挿入後、カバー１５１３により開口部を封止する。ここで信号線または電源線あるいはこれらの双方を外部と接続するコネクタ１５０５を当該カバー１５１３に設けることにより、比較的形状が単純な部位にコネクタを設けることが可能となるので、構造体１００ｃの形状が複雑な場合には当該構造体１００ｃにコネクタを設ける場合に比べて製造が容易である。

また、図１５，図１６に示す実施例では、高周波回路基板を挿入する開口部と反対側の開口部に２次レンズ１５０４を取り付ける構造としている。これにより２次レンズの取り付け角度及び取り付け位置の調整が容易となる。また、２次レンズ１５０４によって当該開口部を覆う構造とすれば部品点数の削減を図ることができる。

本発明の対地速度測定手段の一例を示す図。 本発明の対地速度測定手段の一例を示す図。 本発明の送受信手段の一実施例を示す図。 車両制御に用いられる座標軸の一例を示す図。 本発明の実現方法の一例を示すフローチャート。 本発明の取り付け状態の一例を示す図（上から見た図）。 本発明の対地速度測定手段を搭載した車両の一例の図。 本発明の対地速度測定手段を搭載した車両の一例の図。 本発明の対地速度測定手段の取り付け構造の一例を示す図。 本発明の対地速度測定手段の取り付け構造の一例を示す図。 本発明の対地速度測定手段の取り付け構造の一例を示す図。 従来技術を示す図。 本発明の対地速度測定手段の構成例を示す図。 本発明の対地速度測定手段の構成例を示す図。 本発明の対地速度測定手段の送受信手段の構成例を示す図。 本発明の対地速度測定手段の送受信手段の構成例を示す図。

符号の説明

１００，１０１，１０２…送受信手段、２００，２０１，２０２…送受信部、２０３…車両の構造物(シャシなど)、２０４…道路面、３０１…送信部、３０２…受信部、３０３…変調器、３０４…発信器、３０５…ミキサ回路、３０６…アナログ回路、３０７…Ａ／Ｄ変換器、３０８…ＦＦＴ処理部、３０９…信号処理部、７０１，７０２,７０３,７０４…ブレーキキャリパ、７０５，８０１，８５１…対地速度計測装置、７０６，８０２，
８５２…コントローラ、７０７…油圧ユニット、７０８…マスタシリンダ、７０９…舵角センサ、８０３，８０４，８５３，８５４…アクチュエータ、８１１，８１２，８６２…伝送線、９０１…筐体、９０２…送受信部、９０３…電波送信方向、９０４…切欠部、
９０５…処理部、９０６…接続部、１００１，１１０１…カバー部材または底板、1102…透過部、１１０３…カバー部材。

Claims (18)

1. 波を送信する送信部と、
   前記送信部から送信された波の反射波を受信する受信部とを有する送受信部を、
   ３以上備えた対地速度計測装置であって、
   前記送受信部のうち、少なくとも３つが、前記車両の床面の一点を通る直線を中心軸とする円筒領域の外側に位置し、
   該３つの送受信部それぞれを通り、各送受信部の向きと直交する３本の直線が、前記円筒領域内で相互に交わり、若しくはねじれの関係をなし、
   且つ、前記送受信手段の送信部が、前記車両の床面と所定の角度を為すこと
   を特徴とする対地速度計測装置。
2. 請求項１記載の対地速度計測装置であって、
   前記３つの送受信部が、
   ある一点を中心とする同心円上に、
   前記同心円の中心と該送受信部とを通る直線に対してそれぞれ垂直方向を向くように配置され、
   且つ、前記送受信部が、前記車両の床面と所定の角度を為すこと
   を特徴とする対地速度計測装置。
3. 請求項２記載の対地速度計測装置であって、
   前記３つの送受信手段を、同一の円上に配置すること
   を特徴とする対地速度計測装置。
4. 請求項３記載の対地速度計測装置であって、
   前記３つの送受信部の取り付け位置が、正三角形の頂点を成すように配置すること
   を特徴とする対地速度計測装置。
5. 請求項１記載の対地速度計測装置であって、
   前記３つの送受信部のいずれか一つが、
   前記車両の進行方向を向いていること
   を特徴とする対地速度計測装置。
6. 請求項１記載の対地速度計測装置であって、
   前記３つの送受信部を、同一の筐体に設置したこと
   を特徴とする対地速度計測装置。
7. 請求項６記載の対地速度計測装置であって、
   前記筐体は、前記車両に取り付けたときに路面に相対する面に切欠部を有し、 該切欠部から前記送受信部が露出する構造であること
   を特徴とする対地速度計測装置。
8. 請求項６記載の対地速度計測装置であって、
   前記筐体は、少なくとも前記車両に取り付けたときに路面に相対する面が、前記送受信部が送信又は受信する波を透過する材質であること
   を特徴とする対地速度計測装置。
9. 請求項６記載の対地速度計測装置であって、
   前記筐体の、前記車両に取り付けたときに路面に相対する面の全部又は一部に、前記送受信部が送信又は受信する波を透過する材質のカバー部材を取り付けること
   を特徴とする対地速度計測装置。
10. 請求項５記載の対地速度計測装置であって、
    前記筐体内部に、前記送受信部が送信する波を発振する、及び／または、送受信信号を処理する処理部を備え、
    前記筐体の外壁に前記処理部の信号線及び／または電力線を前記車両と接続する接続部を設けること
    を特徴とする対地速度計測装置。
11. 波を送信する送信部と、前記送信部から送信された波の反射波を受信する受信部とを有する送受信部を、３つ以上備えた対地速度計測装置であって、
    上記送受信部のうち、少なくとも３つの取り付け位置が、正三角形の頂点を成し、
    該３つの送受信部は、上記正三角形に外接する円の中心と該送受信部とを通る直線に対してそれぞれ垂直方向を向き、
    且つ、該３つの送受信部のうちの一つが、車両の前方を向いており、
    さらに、前記送受信部は、前記車両の床面と所定の角度を為すこと
    を特徴とする対地速度計測装置。
12. 波を送信する送信部と前記送信部から送信された波の反射波を受信する受信部とを有する送受信手段の、車両への取り付け方法であって、
    ３以上の前記送受信手段を、
    前記送受信手段のうち、少なくとも３つが、前記車両の床面の一点を通る直線を中心軸とする円筒領域の外側に位置し、
    該３つの送受信手段それぞれを通り、各送受信手段の向きと直交する３本の直線が、前記円筒領域内で相互に交わり、若しくはねじれの関係をなすように、
    且つ、前記送受信手段の送信部が、前記車両の床面と所定の角度を為すように、車両に取り付けること
    を特徴とする送受信手段の取り付け方法。
13. 請求項１２記載の送受信手段の車両への取り付け方法であって、
    前記３つの送受信手段を、
    ある一点を中心とする同心円上に、
    前記同心円の中心と該送受信手段とを通る直線に対してそれぞれ垂直方向を向くように配置し、
    且つ、前記送受信部が、前記車両の床面と所定の角度を為すように取り付けること
    を特徴とする送受信手段の車両への取り付け方法。
14. 請求項１３記載の送受信手段の車両への取り付け方法であって、
    前記３つの送受信手段を、同一の円上に配置すること
    を特徴とする送受信手段の車両への取り付け方法。
15. 請求項１４記載の送受信手段の車両への取り付け方法であって、
    前記３つの送受信手段が、正三角形の頂点を成すように配置すること
    を特徴とする送受信手段の車両への取り付け方法。
16. 請求項１２記載の送受信手段の車両への取り付け方法であって、
    前記３つの送受信部のいずれか一つが、
    前記車両の進行方向を向くように配置すること
    を特徴とする送受信手段の車両への取り付け方法。
17. 請求項１２記載の送受信手段の車両への取り付け方法であって、
    前記３つの送受信部を、同一の筐体に設置した後、
    該筐体を前記車両に取り付けること
    を特徴とする、送受信手段の車両への取り付け方法。
18. 請求項１７記載の送受信手段の車両への取り付け方法であって、
    前記筐体の、前記車両に取り付けたときに路面に相対する面の全部又は一部に、前記送受信部が送信又は受信する波を透過する材質のカバー部材を取り付けること
    を特徴とする送受信手段の車両への取り付け方法。
    
    

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