JP2580872B2 - ドップラ型対地車速検出装置 - Google Patents

ドップラ型対地車速検出装置

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JP2580872B2 JP2305827A JP30582790A JP2580872B2 JP 2580872 B2 JP2580872 B2 JP 2580872B2 JP 2305827 A JP2305827 A JP 2305827A JP 30582790 A JP30582790 A JP 30582790A JP 2580872 B2 JP2580872 B2 JP 2580872B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音波のドップラ効果を利用して車両の路面
に対する走行速度である対地車速を検出するドップラ型
対地車速検出装置に関するものであり、特にその検出精
度を向上させる技術に関するものである。
従来の技術 ドップラ型対地車速検出装置は一般に、例えば特開昭
60−253990号公報に記載されているように、(a)路面
に向かって音波を送信する送信部と、(b)その送信波
が路面で反射した反射波を受信する受信部とを含み、そ
の受信部からの出力信号に基づき、音波のドップラ効果
を利用して対地車速を検出するように構成される。
そして、本出願人は先に次のようなドップラ型対地車
速検出装置を開発した。これは、前記送信部および受信
部と、(c)その受信部からそれの出力信号を逐次取り
込み、その取り込んだ出力信号に基づいて、対地車速の
標本である標本車速を決定する標本車速決定手段と、
(d)それら標本車速のうち互いに連続した複数の標本
車速の平均値を対地車速に決定し、かつ、その標本車速
の数である標本数が不変である対地車速決定手段とを含
むドップラ型対地車速検出装置である。
発明が解決しようとする課題 本出願人のその後の研究により、本出願人が開発した
先のドップラ型対地車速検出装置(以下、単に開発装置
という)を用いる場合には、対地車速が常に精度よく検
出できるとは限らないという問題があることが判明し
た。
対地車速が精度よく検出できない場合の一例は車両の
車速が大きい場合である。この理由は、車速が大きいほ
ど、送信波および反射波が進む媒質である空気が車両に
対してそれの走行方向とは逆の方向に相対的に進行する
速度が大きくなり、送信波および反射波が上記逆の走行
方向に流される傾向が強くなって、受信部に入射する反
射波の強度が低下し、受信部からの出力信号が歪むこと
であると推定される。
以上要するに、上記開発装置には常に対地車速が精度
よく検出できるとは限らないという問題があるのであ
り、本発明はこの問題を解決することを課題として為さ
れたものである。
課題を解決するための手段 そして、本発明の要旨は、第1図に示すように、前記
送信部1,受信部2,標本車速決定手段3および対地車速決
定手段4を含むドップラ型対地車速検出装置において、
対地車速決定手段4を、標本車速決定手段3により決定
された複数の標本車速のうち互いに連続した複数の標本
車速を用いて対地車速を決定するものとし、かつ、車両
の走行速度に基づいて、対地車速決定手段4が対地車速
を決定するのに用いる標本車速の数である標本数を変更
する標本数変更手段5を設けたことにある。
なお、対地車速決定手段4の一態様は、複数の標本車
速の平均値を対地車速に決定するものであり、別の態様
は、複数の標本車速のうち最も出現頻度が高いものを対
地車速に決定するものである。
作用 本発明に係るドップラ型対地車速検出装置において
は、標本数変更手段により、車両の走行速度に基づい
て、対地車速決定手段が対地車速を決定するのに用いる
標本車速の数である標本数が変更される。一方、車両の
走行速度と受信部の出力信号に生じる誤差との間に一定
の関係があり、例えば、車両の走行速度が大きいほど受
信部の出力信号に生じる誤差が大きくなるという関係が
ある。したがって、標本数変更手段を例えば、車両の走
行速度に基づき、受信部の出力信号に誤差が生じること
が予想される場合には、標本数を増加させるように設計
することができ、このようにすれば、受信部の出力信号
に誤差が生じた場合でもその影響ができる限り対地車速
の検出値に現れないようにされ、対地車速の検出精度の
低下が抑制される。
発明の効果 このように、本発明に従えば、標本車速の標本数が可
変とされることによって対地車速の検出精度を常に良好
に維持することが可能となり、ドップラ型対地車速検出
装置の信頼性が向上するという効果が得られる。
さらに、本発明に従えば、標本数が必要に応じて変更
され、その必要がない場合には標本数が増加させられな
いら、標本数の増加に起因して検出対地車速の、車速の
実際の変化に対する応答性が無意味に低下させらずに済
むという効果も得られる。
さらにまた、本発明に従えば、比較的簡単に検出する
ことができる物理量である車両の走行速度に基づいて、
受信部の出力信号に生じるであろう誤差を予測しつつ標
本数が変更されるから、標本数の変更を簡単かつ迅速に
行うことが可能となるという効果も得られる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第2図に本発明の実施例であるドップラ型対地車速検
出装置を含む4輪自動車用のアンチロック/トラクショ
ン型ブレーキシステムを示す。このシステムにおいて
は、左右前輪10,12の回転をそれぞれ抑制するブレーキ1
4,16のブレーキ圧はアクチュエータ18,20、左右後輪22,
24の回転をそれぞれ抑制するブレーキ26,28のブレーキ
圧はアクチュエータ30,32によってそれぞれ制御され
る。また、各車輪10,12,22,24の周速度である車輪速度
はそれぞれ車輪速度センサ40,42,44,46によって検出さ
れる。
このシステムは、車体前後方向における車速(これが
本発明における車速に相当する)を検出する超音波セン
サ48を備えている。超音波センサ48は、音波としての超
音波を送信する送信部50と超音波を受信する受信部52と
を備えていて、それら送信部50および受信部52は同図に
示すように、自動車を真上から見た場合に車体底面54の
前端部のうち重心位置を通る前後中心線と一致する位置
に共に前向きの状態で取り付けられている。さらに、送
信部50および受信部52はそれぞれ、第3図に示すよう
に、車体進行方向(図において白い矢印で示す)に対し
て一定角度θだけ傾斜した状態(路面に対して一定角度
θを有して対向する状態でもある)で取り付けられると
ともに、第4図に示すように、水平方向に並んで取り付
けられている。そして、送信部50から超音波が路面に向
かって送信されれば、その送信波が路面で反射した反射
波のうち送信波の進行方向とはほぼ逆の方向に進行する
ものが受信部52に入射する。
以上説明した車輪速度センサ40〜46,アクチュエータ1
8,20,30,32ならびに超音波センサ48の送信部50および受
信部52は第5図に示すコンローラ60に接続されている。
コントローラ60は、CPU70,ROM72,RAM74およびバス76を
含むコンピュータを主体とするものであって、そのバス
76にそれぞれ図示しない制御回路を介して上記車輪速度
センサ40等が接続されているのである。
ROM72には第6図のフローチャートで表される対地車
速決定ルーチン,車両制動時に各車輪10,12,22,24に過
大なスリップが生じないようにアチュエータ18,20,30,3
2を制御するアンチロック制御ルーチン,車両加速時に
駆動輪である各後輪22,24に過大なスリップが生じない
ようにアクチュエータ30,32を制御するトラクション制
御ルーチンを始め、種々のプログラムが格納されてい
る。対地車速決定ルーチンを概略的に説明すれば、超音
波センサ48を用いてドップラ車速(これが本発明におけ
る標本車速の一態様である)を逐次検出して、互いに連
続した複数のドップラ車速の平均値を対地車速に決定す
るとともに、その対地車速を決定するのに用いるドップ
ラ車速の数である平均個数(これが本発明における標本
数の一態様である)を、車輪速度センサ40〜46の出力信
号に基づく推定車速に応じて変更するものである。そし
て、その推定車速と平均個数との関係を規定する平均個
数算出用関数もROM72に格納されており、それら推定車
速と平均個数との関係を第7図にグラフで表す。図から
明らかなように、車速が150km/h以下である領域では車
速は大きいほど平均個数が増加し、車速が150km/hより
大きい領域では車速の変化とは無関係に平均個数が一定
に保たれる。
なお、アンチロック制御ルーチンもトラクション制御
ルーチンも、対地車速決定ルーチンにより決定された対
地車速を参照しつつアクチュエータ18,20,30,32を制御
するプログラムである。
RAM74には第5図に示すように、各車輪10,12,20,24の
車輪速度を個々に格納する車輪速度メモリ80と、推定車
速を格納する推定車速メモリ82と、64回分のドップラ車
速を個々に格納する第1〜64ドップラ車速メモリ84と、
平均個数を格納する平均個数メモリ86と、対地車速を格
納する対地車速メモリ88とが設けられている。
以上のように構成されたブレーキシステムにおいて
は、自動車の電源が投入されば、超音波センサ48の送信
部50から一定の送信周波数ftを有する超音波が送信され
るとともに、CPU70が第6図の対地車速決定ルーチンと
アンチロック制御ルーチンとトラクション制御ルーチン
とをそれぞれ繰返し実行する。
対地車速決定ルーチンの各回の実行時には、まず、ス
テップS1(以下、単にS1で表す。他のステップについて
も同じ)において、ROM72に設けられたタイマ(図示し
ない)において2.5msが経過したが否か、すなわち、タ
イマの計測時間tが2.5の倍数であるか否かが判定さ
れ、そうでなければ本ルーチンの一回の実行が終了する
が、そうであればS2以後のステップが実行される。すな
わち、本ルーチンの実質的な実行が2.5msが経過する毎
に繰り返されるように設計されているのである。
S2においては、第2〜64ドップラ車速メモリ84に格納
されているドップラ車速がそれぞれ第1〜63ドップラ車
速メモリ84に移送される。第1〜63ドップラ車速メモリ
84の各内容が1回分だけ更新されるのである。その後、
S3において、超音波センサ48の受信部52からの出力信号
に基づいて反射波の受信周波数frが決定され、前記受信
周波数frから送信周波数ftを差し引いた値がドップラシ
フトΔfとして算出され、そのドップラシフトΔfと次
式で表されるドップラ車速算出用関数(これもROM72に
格納されている)とを用いてドップラ車速VDが算出され
る。
ただし、 C:超音波の音速 θ:送信部50および受信部52の、車両走行方向に対する
角度 続いて、S4において、その算出されたドップラ車速VD
第64ドップラ車速メモリ84に格納される。その後、S5に
おいて、車輪速度センサ40〜46の出力信号に基づいて各
車輪10,12,22,24の車輪速度が決定され、RAM74の車輪速
度メモリ80に各車輪に関連付けて格納される。本ステッ
プにおいては、さらに、それら車輪速度に基づいて推定
車速VEが決定される。例えば、車両制御時には、4つの
車輪10,12,22,24のうち車輪速度が最大である最高速車
輪の車輪速度が真の車速を表すと推定され、その最高速
車輪の減速度が予め定められている上限値を越えた後に
は減速度をその上限値に固定して推定車速VEが決定さ
れ、一方車両加速時または惰力走行時には、非駆動輪で
ある左右前輪10,12の2つの車輪速度の平均値が真の車
速を表すと推定されて推定車速VEが決定されるのであ
る。決定された推定車速VEはRAM74の推定車速メモリ82
に格納される。
続いて、S6において、その推定車速VEに対応する平均
個数nがROM72の平均個数算出用関数を用いて算出さ
れ、それがRAM74の平均個数メモリ86に格納される。そ
の後、S7において、第1〜64ドップラ車速メモリ84に格
納されている64個のドップラ車速VDのうち最新のn個の
平均値、すなわち、第(65−n)〜64ドップラ車速メモ
リ84にそれぞれ格納されているn個のドップラ車速VD
平均値が対地車速VGとして算出され、RAM74の対地車速
メモリ88に格納される。以上で本ルーチンの一回の実行
が終了する。
したがって、本実施例においては、車速が大きいほ
ど、対地車速VGを決定するのに用いるドップラ車速VD
平均個数nが増加させられるから、受信部52の出力信号
に誤差が生じてもその影響ができる限り検出対地車速VG
に及ばすに済むこととなって、対地車速VGの検出精度が
車速の大小とほぼ無関係に良好に維持されるという効果
が得られる。
ドップラ車速VDの平均個数nが増加すると、車速の実
際の変化に対する検出対地車速VGの応答性が低下する恐
れがある。しかし、車速が大きい場合には実車速はそれ
程急に変化することはないから、検出対地車速VGの応答
性は実質的にはほとんど低下しない。
以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、コンピュータの、第6図のS1〜4を実行する部分が
標本車速決定手段3を構成し、コンピュータの、同図の
S7を実行する部分が対地車速決定手段4を構成し、コン
ピュータの、同図のS5および6を実行する部分が車輪速
度センサ40〜46と共同して標本数変更手段5を構成して
いる。
なお、本実施例においては、推定車速VEに応じて平均
個数nが変更されるようになっていたが、例えばドップ
ラ車速VDに応じて変更したり、前回の対地車速VGに応じ
て変更してもよい。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
したが、この他にも当業者の知識に基づいて種々の変
形,改良を施した態様で本発明を実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を概念的に示す図である。第2図
は本発明の一実施例であるドップラ型対地車速検出装置
を含むアンチロック/トラクション型ブレーキシステム
の系統図、第3図および第4図はそれぞれ、第2図にお
ける超音波センサの配置を説明するための図である。第
5図は上記ドップラ型対地車速検出装置の電気系統を示
す図である。第6図は第5図におけるROMに格納されて
いるプログラムのうち本発明に関連の深いものを取り出
して示すフローチャートである。第7図は上記ROMに格
納されている車速と平均個数との関係を示すグラフであ
る。 1,50:送信部、2,52:受信部 3:標本車速決定手段、4:対地車速決定手段 5:標本数変更手段、48:超音波センサ 60:コントローラ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音波のドップラ効果を利用して車両の路面
    に対する走行速度である対地車速を検出するドップラ型
    対地車速検出装置であって、 前記路面に向かって音波を送信する送信部と、 その送信波が路面で反射した反射波を受信する受信部
    と、 その受信部からそれの出力信号を逐次取り込み、その取
    り込んだ出力信号に基づいて、前記対地車速の標本であ
    る標本車速を決定する標本車速決定手段と、 それら標本車速のうち互いに連続した複数の標本車速を
    用いて前記対地車速を決定する対地車速決定手段と、 前記車両の走行速度に基づいて、前記対地車速決定手段
    が対地車速を決定するのに用いる標本車速の数である標
    本数を変更する標本数変更手段と を含むこと特徴とするドップラ型対地車速検出装置。
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