JP3530982B2 - 車載用車速計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、自動車に取付けられ
て、ナビゲーションシステム、車速検出装置、ＡＢＳ装
置等の各種速度情報を使用する車速計測装置に関するも
ので、特に、車両に積載した超音波を利用する車載用車
速計測装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種の車載用車速計測装置とし
て、特開平４−２５２９８５号公報に掲載の技術があ
る。 【０００３】この公報に掲載の技術は、２つの振動子を
送波と受波に使用し、連続波の送受信によりドップラシ
フトを検出して対地速度を計測する車速計測装置におい
て、車両が走行することによって生ずる送信角度と受信
角度とのずれにより、高速走行時に実測車速とドップラ
シフトが定速走行時の関係からずれることに対する補正
方法について述べられている。 【０００４】即ち、従来の送信角度及び受信角度を同一
の送受信角度θとした場合、低速走行時の進行方向に対
して向けられたビームに対するドップラ周波数は、 △ｆ1 ＝２Ｖｃｏｓθ・ｆo ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ） ・・・・・（１） （但し、ここで、Ｖは実測車速，θは送信周波数，Ｃは
音速である。）で近似されるが、実際には車両の移動が
伴なうため受信位置が変化し、送信角度θに対して受信
角度θ＋αとなり、この効果を考えた場合、前記（１）
式は △ｆ2 ＝Ｖ｛ｃｏｓθ＋ｃｏｓ（θ＋α）｝ｆo ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ） ・・・・・（２） （但し、補正角度αは実測車速Ｖ及び送信角度θにより
決定される値である。）と変形され、この補正角度αを
考慮に入れて、（２）式により実測車速を計算する方法
が開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、超音波の音速
は約３４０［m/sec］程度であり、車速が１００［Km/ho
ur］になると音速の約８％になり、音波が伝搬する間で
の伝搬媒質である空気の移動による影響が無視し得なく
なる。即ち、路面と振動子の間の空気の流れが一様なも
のであれば、前記公報で開示された方法は有効であるも
のの、現実には超音波振動子は車両の前端部、後端部或
いは底面部に配設され、車両周辺の複雑な空気流の影響
を受けることになる。特に、車両周辺の複雑な空気流の
影響を受け、車両後部に配設した場合、ビームが車両の
外側に出ると車両後部に発生するうず流のために、高速
走行時にその影響を大きく受ける。また、車両前端部で
は後端部程の影響はないが、別の問題として冠水面等で
計測不能になるといった問題点がある。 【０００６】一方、車両底部では空気流は層流となって
いるが伴走流のため上下方向では速度勾配を有してい
る。したがって、超音波が伝搬する間にその経路は空気
流で流されると共に、空気流の流速の速度勾配によって
その伝搬方向が変化する（経路のベンディング）。この
結果、実際の超音波の伝搬路は前述の公報で開示された
モデルとは異なるものとなり、送受信角度に違いが発生
する。 【０００７】また、超音波振動子の送受信の指向性をビ
ーム状にして特定の路面位置に対して選択的に使用する
ようにしているため、前述のような送受信角度の変化は
最も大きな受信レベルとなる送受信角度の組み合せによ
っても影響を受ける。 【０００８】そこで、本発明は車両の走行に伴なう車両
下部に発生する空気流の影響及び車両速度の影響を受け
ることのない車載用車速計測装置の提供を課題とするも
のである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この発明にかかる車載用
車速計測装置は、車両に対して所定の俯角傾度を持って
超音波を送波し、その反射波を受波する超音波送受波器
の検出出力から車速を演算する車載用車速計測装置にお
いて、前記車両の走行に伴ない車両下部に発生する伴走
する空気流による音波の伝搬経路の変化による車速誤差
を予測して、実測車速に対応して車速補正する超音波の
送波軌跡補正手段と、前記車両の走行に伴なう前記超音
波送受波器の送受信角度の変化と送受信指向性に基いて
車速誤差を予測して、実測車速に対応して車速補正する
送受信角度補正手段とを具備するものである。 【００１０】 【作用】この発明においては、車両の走行に伴ない車両
下部に発生する車両走行に伴走する空気流を粘性流体と
し、車両と空気との境界部では移動体と同一速度を持
ち、その表面から離れるに従って運動粘性率で定められ
た割合で減少し、路面表面に至るものとする。また、前
記超音波送受波器の送受信指向性と送受信角度の変化に
基いて、前記超音波送受波器からの超音波の送波位置と
受波位置との関係から前記超音波送受波器の送受信指向
性を補正する。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の実施例の車載用車速計測装置
について説明する。 【００１２】〈送波軌跡補正手段の原理〉図１は本発明
の実施例の車載用車速計測装置の基本動作原理図であ
り、（ａ）は車両全体の側面図、（ｂ）はペアビーム方
式による車載用車速計測装置の超音波の伝搬軌跡の説明
図である。また、図２は車両走行に伴なう平行伴走流モ
デル図である。 【００１３】図１において、空気を粘性流体として流体
力学を適用すれば、車両１００と空気との境界部では移
動体と同一速度を持ち、その表面から離れるに従って運
動粘性率で定められた割合で減少し、路面表面に至るも
のである。これを指数関数で図２のようにモデル化する
ことができる。空気流速ｖ(y) は、 ｖ(y) ＝Ｖ・ｅ^-y/w ・・・・・（３） 但し、ｖ(y) は空気流速、Ｖは実測車速、ｙは車両底部
に配設した超音波送受波器ＴＲから路面までの距離、ｗ
は伴走流の厚さ（１／ｅの値）である。なお、伴走流の
厚さｗは実測車速Ｖの増加に従って小さくなる。 【００１４】ここで、計算により具体的な気流の影響を
俯角傾度と車速０，１００，２００［Km/hour ］との関
係を求めると、図３〜図６のようになる。 【００１５】図３は本発明の実施例の車載用車速計測装
置における超音波送受波器から車両進行方向の前方への
超音波の送波軌跡図で、図４は本発明の実施例の車載用
車速計測装置における超音波送受波器から車両進行方向
の前方への超音波の受波軌跡図である。また、図５は本
発明の実施例の車載用車速計測装置における超音波送受
波器から車両進行方向の後方への超音波の送波軌跡図
で、図６は本発明の実施例の車載用車速計測装置におけ
る超音波送受波器から車両進行方向の後方への超音波の
受波軌跡図である。 【００１６】図３〜図６から確認できるように、車速が
高速である場合、俯角傾度が小さいほど空気流速の影響
を受けている。 【００１７】図３乃至図６の計算に用いた音線の計算式
は以下のようになっている。 【００１８】ｘ、ｙ、θ及び△ｔは、それぞれ音線の位
置（水平及び垂直位置）、伝搬角度及び時間の刻幅であ
る。 【００１９】図３の超音波送受波器から車両進行方向の
前方への超音波の送波軌跡は、 ｘn+1 ＝ｘn ＋｛Ｃ・ｃｏｓθn ＋ｖ(y) ｝△ｔ ・・・・・（４） ｙn+1 ＝ｙn ＋Ｃ・ｓｉｎθn ・△ｔ ・・・・・（５） θn+1 ＝ｔａｎ^-1｛ｔａｎθn −ｖ'(y)・△ｔ｝ ・・・・・（６） 図４の超音波送受波器から車両進行方向の前方への超音
波の受波軌跡は、 ｘn+1 ＝ｘn ＋｛Ｃ・ｃｏｓθn −ｖ(y) ｝△ｔ ・・・・・（７） ｙn+1 ＝ｙn ＋Ｃ・ｓｉｎθn ・△ｔ ・・・・・（８） θn+1 ＝ｔａｎ^-1｛ｔａｎθn ＋ｖ'(y)・△ｔ｝ ・・・・・（９） 図５の超音波送受波器から車両進行方向の後方への超音
波の送波軌跡は、 ｘn+1 ＝ｘn ＋｛−Ｃ・ｃｏｓθn ＋ｖ(y) ｝△ｔ ・・・・・（10） ｙn+1 ＝ｙn ＋Ｃ・ｓｉｎθn ・△ｔ ・・・・・（11） θn+1 ＝ｔａｎ^-1｛ｔａｎθn ＋ｖ'(y)・△ｔ｝ ・・・・・（12） 図６の超音波送受波器から車両進行方向の後方への超音
波の受波軌跡は、 ｘn+1 ＝ｘn ＋｛−Ｃ・ｃｏｓθn −ｖ(y) ｝△ｔ ・・・・・（13） ｙn+1 ＝ｙn ＋Ｃ・ｓｉｎθn ・△ｔ ・・・・・（14） θn+1 ＝ｔａｎ^-1｛ｔａｎθn −ｖ'(y)・△ｔ｝ ・・・・・（15） ここで、車両１００の走行に伴ないその車両１００の下
部に発生する伴走する空気流による音波の伝搬経路の変
化による車速誤差を予測して、実測車速に対応して車速
補正する機能は、本実施例の超音波の送波軌跡補正手段
を構成する。 【００２０】〈送受信角度補正手段の原理〉一方、車速
に対応する超音波送受波器の送受信指向性と送受信角度
の変化は、次のようになる。 【００２１】図７は本発明の実施例の車載用車速計測装
置における超音波送受波器の実測車速と送信及び受信と
の関係を示す説明図である。 【００２２】図７において、送信角度θ1 で送出された
超音波は、前述した伝搬経路により時間ｔ1 で路面に到
達し、そこで反射される。その路面から超音波は各方向
に乱反射されるが、その中で受信点に到達するものは図
７の幾何学的関係を満足するもののみで、このときの受
信角度はθ2 となる。この間の伝搬時間は往復でｔ1＋
ｔ2 である。このことにより送信角度θ1 が決まれば受
信角度θ2 で、伝搬時間ｔ1 ＋ｔ2 が決まり、送信角度
の異なる各種の伝搬経路の受信波がそれぞれの伝搬時間
で合成されて受信されることとなる。 【００２３】このとき、受信波に含まれるドップラ周波
数△ｆ2 は送信角度θ1 、受信角度θ2 で異なり、前述
の（２）式により、 △ｆ2 ＝Ｖ｛ｃｏｓθ1 ＋ｃｏｓθ2 ｝ｆo ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ1 ） ・・・・・（16） で示される。 【００２４】ここで検出されるドップラ周波数△ｆ2
は、最も受信レベルの大きなものであり、それは超音波
送受波器の振動子の送受信指向性に関連した送受信角度
θ1 ，θ2 及び伝搬経路長差による距離減衰の違い及び
路面での反射特性の違いにより決定される。なお、これ
らの中で最も影響の大きなものは超音波送受波器の振動
子の指向性である。 【００２５】また、図８は図３及び図４に示す本発明の
実施例の車載用車速計測装置における超音波送受波器か
ら車両進行方向への超音波の送受波時間の特性図、図９
は図５及び図６に示す本発明の実施例の車載用車速計測
装置における超音波送受波器から車両進行方向の後方へ
の超音波の送受波時間の特性図である。また、図１０は
本発明の実施例の車載用車速計測装置における超音波送
受波器の振動子送受信指向性の特性図である。 【００２６】図８及び図９に示すように、送受信角度及
び送受波時間特性においては、超音波を送波する俯角傾
度、即ち、送信角度θ1 が大きいほど伝搬経路長が短く
なり、伝搬時間ｔ1 ＋ｔ2 も短くなる。 【００２７】また、図１０に示すように、超音波送受波
器の振動子送受信指向性は、±２０度内が使用可能範囲
内であることが理解される。 【００２８】図１１は本発明の実施例の車載用車速計測
装置において、前方に超音波を送波した場合における各
車速下における伝搬時間と検出レベル特性を示す特性図
である。また、図１２は本発明の実施例の車載用車速計
測装置において、前方に超音波を送波した場合における
各車速下における伝搬時間とエラー車速特性を示す特性
図である。そして、図１３は本発明の実施例の車載用車
速計測装置において前方に超音波を送波した場合におけ
る平均車速とエラー車速特性を示す特性図、図１４は本
発明の実施例の車載用車速計測装置において検出した実
測車速と真の車速との関係を対応付けてメモリマップに
格納した特性の説明図である。 【００２９】図１１において、車速０［Km/hour ］の場
合には、空気流速の影響を受けず、車速に対応する送受
信指向性と送受信角度の影響を受けないが、高速になる
と、例えば、２００［Km/hour ］の場合には、空気流速
の影響を受け、また、車速に対応する送受信指向性と送
受信角度の影響により、その出力レベルは低下し、各車
速をピーク点Ｐ0 ，Ｐ50，Ｐ100 ，Ｐ200 は時間的に早
く車速が検出されていることが分る。また、各車速をピ
ーク点Ｐ0 ，Ｐ50，Ｐ100 ，Ｐ200 を検出した場合に
は、図１２に示すように車速を速くするに伴なって各車
速のピーク点Ｐ0,P50，Ｐ100 ，Ｐ200 は車速誤差が大
きくなることが分る。 【００３０】なお、車速の検出は、常に、車速０［Km/h
our ］の伝搬経路で決定される伝搬時間よりも３〜１０
％短い時間に設定しても、比較的誤差の少ない検出がで
きることが分る。 【００３１】ここで、アスファルト走行における実測車
速（黒点）と近似値（実線）との関係を示すと図１３の
ようになる。この実線は最小２乗法によって求めたもの
で、具体的には、真の速度である真の車速Ｖo 、検出し
た実測車速Ｖとの関係で Ｖo ＝２．５６６×１０^-2Ｖ−９．７７５×１０^-1Ｖ ・・・・・（17） （但し、単位は［Km/h］である。）で示される。 【００３２】したがって、検出した実測車速Ｖと真の速
度である実車速Ｖo との関係を対応付けて、メモリマッ
プに格納しておく、このとき、格納される特性は図１４
のようになる。故に、検出した実測車速Ｖの値で真の車
速Ｖo を選択すれば、正確な車両１００の実測車速Ｖが
得られる。勿論、(17)式を用いてその都度、計算により
算出してもよい。 【００３３】ここで、車両１００の走行に伴なう超音波
送受波器の送受信角度の変化と送受信指向性に基いて車
速誤差を予測して、検出した実測車速Ｖに対応して車速
補正する機能は、本実施例の送受信角度補正手段を構成
する。 【００３４】〈超音波送受波器の構成〉本実施例におい
ては、送波用と受波用とを共用した超音波送受波器の事
例について説明するが、本発明を実施する場合には、送
波用の超音波送受波器と受波用の超音波送受波器とを個
別に有する実施例にも適用できる。 【００３５】図１５は本発明の実施例の車載用車速計測
装置の基本動作説明図で、（ａ）はペアビーム方式によ
る車載用車速計測装置の側面図、（ｂ）はペアビーム方
式による車載用車速計測装置の基本的動作説明図であ
る。 【００３６】図１５において、車両１００の進行方向に
平行し、進行方向に対して俯角を４５度に設定した前方
用超音波送受波器ＴＲF は、２００［KHz ］帯の超音波
振動を所定の超音波ビーム幅で路面に送波し、その反射
波を受波するものであり、車両１００の進行方向に対し
て平行する実測車速（速度ベクトル）ＶＦを得るもので
ある。具体的には、前方用超音波送受波器ＴＲF は車両
１００の前方中央に配設している。後方用超音波送受波
器ＴＲR は、前方用超音波送受波器ＴＲF と同一特性を
持ち、所定の超音波ビーム幅で超音波を路面に送波し、
その反射波を受波するものであり、図１５（ｂ）に示す
ように、車両１００の進行方向に対して平行して配設し
た前方用超音波送受波器ＴＲF に対して１８０度角変位
した位置に配設し、路面に対して俯角を４５度に設定さ
れており、実測車速（速度ベクトル）ＶＲを得るもので
ある。 【００３７】これら前方用超音波送受波器ＴＲF 、後方
用超音波送受波器ＴＲR はそれらをプリント回路基板等
と共にハウジングＢに収容して一体化している。そし
て、図１５（ｂ）に示すように、ハウジングＢは車両１
００の下面に取付けられている。また、この実施例の後
方用超音波送受波器ＴＲR の超音波を放射する高さはＨ
［ｍ］である。 【００３８】 車両１００の進行方向の実測車速ＶＦは、 ＶＦ＝Ｖ＋△Ｖ ・・・（18） 車両１００の反進行方向の実測車速ＶＲは、ＶＲ＝Ｖ−△Ｖ ・・・（19） ただし、△Ｖはバウンシング、ピッチング等による誤車
速成分となる。したがって、ペアビーム方式による実測
車速ＰＶは、 ＰＶ＝（ＶＦ＋ＶＲ）／２＝Ｖ ・・・・・・（20） となる。 【００３９】〈全体回路構成〉図１６は本発明の実施例
の車載用車速計測装置の回路構成図である。 【００４０】図１６において、内部に８ｃｈのＡ／Ｄコ
ンバータを有するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１
は、内部に演算制御に必要なＲＡＭ及びＲＯＭ及び演算
部等を有している公知のものであり、その内部機能説明
は後述する。前方用超音波送受波器ＴＲF は２００［KH
z ］帯の超音波振動を所定の超音波ビーム幅で送波及び
受波するものである。また、送受切替回路３は前方用超
音波送受波器ＴＲF から超音波を出力したり、受波した
りする際の切替を行なうものである。即ち、送受切替回
路３は送信時に双方向ダイオードＺＤ1 及びＺＤ2 がオ
ンし、超音波送受波器ＴＲから信号が出力されると共に
受信回路の保護を行ない、一方、受信時に双方向ダイオ
ードＺＤ1 及びＺＤ2 はオフして、受信信号がプリアン
プ４に出力される。 【００４１】送受切替回路３の双方向ダイオードＺＤ1
はトランス５の二次側に直列接続されており、そのトラ
ンス５の一次側はスイッチングトランジスタ６によっ
て、電源を供給するように接続されている。スイッチン
グトランジスタ６は１０［MHz］の外部発振周波数出力
を入力する分周回路７の出力による矩形波の２００［KH
z ］を入力し、間歇的に２００［KHz ］の信号でスイッ
チングトランジスタ６を開閉している。 【００４２】したがって、マイクロコンピュータ１が間
歇的な出力Ｐ1 を“１”とすると、分周回路７の出力は
スイッチングトランジスタ６をオン・オフし、トランス
５の二次側には高電圧の２００［KHz ］が発生し、それ
によって、前方用超音波送受波器ＴＲF は超音波を発生
する。 【００４３】送受切替回路３を介して検出された前方用
超音波送受波器ＴＲF からの信号は、プリアンプ４で増
幅され、車速等の速度変化に対応して変化する超音波周
波数を持つ受信波を通過させるバンドパスフィルタ８を
介して放射した超音波の反射波のみを検出し、それを更
にアンプ９で増幅してコンパレータ１０に入力して２値
化する。このコンパレータ１０の入力の一部は、ダイオ
ードＤ11及びコンデンサＣ11からなる受信レベル検出回
路１１に入力され、そこで包絡線検波した後、それをマ
イクロコンピュータ１が内蔵するＡ／Ｄコンバータに入
力している。 【００４４】コンパレータ１０の出力信号は周波数検出
用ＰＬＬ回路１２に入力し、その出力信号としてコンパ
レータ１０の出力に比例した繰返しパルス数を出力す
る。 【００４５】詳しくは、コンパレータ１０の出力は車速
による速度変化に対応して変化する２００±５０［KHz
］程度の周波数を持つ受信波であり、必要な分解能
で、短時間に周波数検出をするため、周波数を逓倍する
構成としている。また、コンパレータ１０の出力は受信
ゲートが開いている時間だけ意味を持つものであるか
ら、その間の時間信号により周波数に比例した電圧をサ
ンプリングホールドするものである。受信ゲートが閉じ
ており、有効でないときにはＰＬＬ回路としての機能を
停止させ、サンプリングホールドした電圧を保持する。 【００４６】具体的には、電圧制御発振回路ＶＣＯの出
力を８分の１に分周したパルスとコンパレータ１０の出
力を位相差検出回路ＰＤで比較し、その位相差をローパ
スフィルターＬＰＦを介してアナログスイッチング回路
ＡＳに導き、その出力をサンプリングホールド用の抵抗
Ｒ及びコンデンサＣに入力し、また、電圧制御発振回路
ＶＣＯを介してマイクロコンピュータ１に入力してい
る。電圧制御発振回路ＶＣＯの出力は８分の１に分周す
る分周回路ＤＥＭを介して位相差検出回路ＰＤに入力し
ている。結果的に、電圧制御発振回路ＶＣＯからは８倍
したパルス繰返し周波数がマイクロコンピュータ１に入
力される。 【００４７】外気温度はサーミスタ１５により検出さ
れ、マイクロコンピュータ１の内蔵するＡ／Ｄコンバー
タの端子Ａ2in に入力されている。 【００４８】そして、公知のスピードセンサのパルス入
力は、波形整形回路１６でパルス整形され、割り込み端
子ＩＮＴに入力されている。 【００４９】この種の前方用超音波送受波器ＴＲF 、送
受切替回路３、トランス５、スイッチングトランジスタ
６、分周回路７からなり超音波を送波する送信回路系
と、前方用超音波送受波器ＴＲF 、送受切替回路３、プ
リアンプ４、バンドパスフィルタ８、アンプ９、コンパ
レータ１０、受信レベル検出回路１１、周波数検出用Ｐ
ＬＬ回路１２からなり超音波を受波する受信回路系とか
らなり、超音波送受信回路ＦＯＲＥを構成している。 【００５０】また、他の後方用超音波送受波器ＴＲR を
用いた超音波送受信回路ＲＥＡＲについても同様の回路
構成からなっている。なお、具体的回路構成の説明は重
複するので、ここではその説明を省略する。 【００５１】図１７は本発明の実施例の車載用車速計測
装置の回路構成で使用したマイクロコンピュータ１の機
能構成図である。 【００５２】図１７において、クロック発振器１０５に
よって駆動されている主演算制御回路（ＭＣＵ）１０１
は、このマイクロコンピュータ１を駆動制御するプログ
ラムを格納したＰＲＯＭ１０２、及び主演算制御回路１
０１の演算制御に必要なデータを格納するＳＲＡＭ１０
３、タイマ及びカウンタとして計数機能を有するタイマ
・カウンタ１０４、外部アナログ入力となる８ｃｈのＡ
／Ｄコンバータ１０６、外部ディジタル入出力となるパ
ラレルポート１０７、割込み制御を行なう割込みコント
ローラ１０８、車速演算結果をシリアルに出力するシリ
アルコミュニケーションインターフェース１０９等を有
しており、これらはデータ・アドレス・コントロールバ
ス１１０でバス結合されている。 【００５３】〈回路構成の全体基本的動作〉超音波送受
信回路ＦＯＲＥ及び超音波送受信回路ＲＥＡＲは、次の
ように動作する。なお、基本的動作は超音波送受信回路
ＦＯＲＥと超音波送受信回路ＲＥＡＲは同一であるの
で、ここでは超音波送受信回路ＦＯＲＥを中心に説明す
るが、当然、超音波送受信回路ＲＥＡＲも同様に、独立
に制御される。 【００５４】前方用超音波送受波器ＴＲF 、後方用超音
波送受波器ＴＲR からは周波数２００［KHz ］、継続時
間１［msec］の間歇超音波を１０［msec］毎に送信する
マイクロコンピュータ１のパラレルポート１０７の端子
Ｐ1 より間歇的出力のためのゲート信号を出力する。分
周回路７の出力によりスイッチングトランジスタ６をオ
ン・オフ制御し、昇圧させた２００［KHz ］の出力によ
って前方用超音波送受波器ＴＲF 、後方用超音波送受波
器ＴＲR から超音波を発生させる。このとき、送受切替
回路３は送信動作中に受信側のプリアンプ４の入力に過
大信号が加わらないようにしている。 【００５５】この際の前方用超音波送受波器ＴＲF 、後
方用超音波送受波器ＴＲR の出力は、同時に行なう場合
と時分割で行なう場合がある。本実施例の場合はその開
きが大きく、相互干渉の可能性が低いことから、同時に
前方用超音波送受波器ＴＲF、後方用超音波送受波器Ｔ
ＲR から出力している。 【００５６】また、前方用超音波送受波器ＴＲF （後方
用超音波送受波器ＴＲR ）が路面からの反射波を受波す
ると、プリアンプ４でゲイン８０［dB］程度の増幅をし
た後、バンドパスフィルタ８により略２００±５０［KH
z ］の信号のみを取出し、更に、それを増幅した後、コ
ンパレータ１０によって２値化し、周波数検出用ＰＬＬ
回路１２に入力して、その路面からの反射波の周波数を
検出する。コンパレータ１０の出力は周波数検出用ＰＬ
Ｌ回路１２によって、路面からの特定の反射波を検出す
る時間だけサンプリングホールドし、その電圧を保持す
ることによって、路面からの反射波の特定の検出周波数
を保持する。電圧制御発振回路ＶＣＯの出力は８分の１
に分周してフィードバックさせて位相差検出回路ＰＤに
入力しており、これによって前方用超音波送受波器ＴＲ
F （後方用超音波送受波器ＴＲＲ）に入力される反射周
波数の８倍の周波数にロックされるようになっている。
したがって、マイクロコンピュータ１で電圧制御発振回
路ＶＣＯの出力をカウントすれば、放射した超音波周波
数及び反射してきた超音波周波数を基にドプラー周波数
を検出できる。なお、本実施例においては、車速換算で
約０．５［Ｋｍ／ｈ］以上の分解能が得られる。 【００５７】また、超音波送受信回路ＲＥＡＲについて
も同様に動作するが、その動作説明は重複するので省略
する。 【００５８】図１８及び図１９は本発明の実施例の車載
用車速計測装置のマイクロコンピュータ１が実行するメ
インプログラムのフローチャートである。 【００５９】また、図２０は同じく『タイマ割込み処
理』ルーチンのフローチャート、図２１は同じく『車速
演算処理』ルーチンのフローチャート、図２２は同じく
『ビームモード判定処理』ルーチンのフローチャート、
図２３は同じく『車速選択処理』ルーチンのフローチャ
ート、図２４は同じく『ゲート位置演算処理』ルーチン
のフローチャートである。また、図２５は本発明の一実
施例の車載用車速計測装置の制御のタイミングチャート
である。 【００６０】〈マイクロコンピュータによるメイン制御
動作（図１８，１９参照）〉基本的動作は超音波送受信
回路ＦＯＲＥと超音波送受信回路ＲＥＡＲの動作は同一
であるので、ここでは超音波送受信回路ＦＯＲＥを中心
に動作説明するが、当然、超音波送受信回路ＲＥＡＲも
同様に制御される。 【００６１】まず、図示しない電源の投入によって、パ
ワーオンリセット回路の働きによって主演算制御回路１
０１にリセットパルスが入力され、このリセットによっ
てＰＲＯＭ１０２に格納されている図１８及び図１９の
メインプログラムの処理を開始する。 【００６２】ステップＳ１で超音波送受信回路ＦＯＲ
Ｅ、超音波送受信回路ＲＥＡＲで使用する各種メモリ及
びカウンタ、タイマをクリア或いは所定の値に設定し、
各出力ポート等を初期設定するイニシャライズ処理を行
なう。特に、受信ゲートスタート時間ＴG 及びサンプリ
ングスタート時間Ｔs を設定する。受信ゲートスタート
時間ＴG は、既定値として標準状態での車両１００の取
付け高さに対応する超音波信号の受信時間を設定する。
例えば、取付高さ位置をＨ＝２８０［mm］とし、超音波
の俯角傾度φ＝４５度、放射角度をθ＝３０度、音速Ｃ
＝３４５［m/s ］とした場合、 ＴG ＝２×０．２８／ｓｉｎ４５・ｓｉｎ６０×１／３
４５＋０．３×１０^-3 ＝３．０［msec］ として設定される。ここで、０．３［msec］が加算され
ているのは、送波パルス幅１［msec］に対して受信ゲー
ト幅０．５［msec］の位置を受波のほぼ中央に設定する
ためである。 【００６３】ステップＳ２で１０［msec］のシーケンス
の終了を判断する１０msecシーケンス終了フラグＦ10及
びサンプリング許可フラグＦs 、メインタイマＴをクリ
アする。ステップＳ３で１００［μsec ］毎に割込みを
行なう１００μsec タイマ割込みを許可し、ステップＳ
４で１０msecシーケンス終了フラグＦ10が降りているか
判断し、１０msecシーケンス終了フラグＦ10が降りるま
で待機し、以降の処理を１０［msec］毎に行なう。１０
msecシーケンス終了フラグＦ10が降りると、ステップＳ
５でスイッチングトランジスタ６をオンとして超音波送
受信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲの送信ゲ
ートを開き、ステップＳ６でメインタイマＴで１［mse
c］の経過を判断し、ステップＳ７で超音波送受信回路
ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲの送信ゲートを閉
じる。これにより、１［msec］の超音波のバースト信号
を出力することになる。即ち、図２５に示すように、ス
テップＳ５からステップＳ７は送信ゲートの開閉をマイ
クロコンピュータ１の出力端子Ｐ1 の１０［msec］毎に
１［msec］間の“１”によって行ない、その間、分周回
路２の出力ｅ1 に示すバースト信号となり、前方用超音
波送受波器ＴＲF 及び後方用後方用超音波送受波器ＴＲ
R の送波入力は出力ｅ2 のようになる。また、その反射
波は前方用超音波送受波器ＴＲF または後方用超音波送
受波器ＴＲR を介して出力ｅ3 のようになる。 【００６４】なお、ここまでは、超音波を送波する場
合、超音波送受信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥ
ＡＲが同時に制御される。しかし、以降は、超音波送受
信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲ毎に反射波
を入力する予測されたサンプリングスタート時間Ｔs が
異なることから、超音波送受信回路ＦＯＲＥ、超音波送
受信回路ＲＥＡＲが個々に制御されるものであるが、本
実施例では説明が煩雑になるのを防止するため、両者に
共通する事項の説明を省略する。 【００６５】ステップＳ８で超音波送受信回路ＦＯＲＥ
（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）に反射波の受波信号を入
力する予測されたサンプリングスタート時間Ｔs の経過
を判断し、サンプリングスタート時間Ｔs が到来したと
きステップＳ９でサンプリング許可フラグＦs を立て、
初期設定した値またはゲート位置演算処理ルーチンで得
た各受信ゲートスタート時間ＴG の到来をステップＳ１
０で待つ。各受信ゲートスタート時間ＴG が到来したと
き、ステップＳ１１で超音波送受信回路ＦＯＲＥ（超音
波送受信回路ＲＥＡＲ）毎の各受信ゲートを開とし、ス
テップＳ１２で０．５［msec］だけ受信ゲートをオンと
した後、ステップＳ１３で受信ゲートを閉じ、ステップ
Ｓ１４の処理に入る。即ち、ステップＳ８からステップ
Ｓ１３では、各超音波送受信回路ＦＯＲＥ（超音波送受
信回路ＲＥＡＲ）毎の各受信ゲートスタート時間ＴG の
到来を判断し、各超音波送受信回路ＦＯＲＥ（超音波送
受信回路ＲＥＡＲ）に対応して、反射してくる超音波を
通過させる受信ゲートを開閉するものである。 【００６６】そして、ステップＳ１４で主演算制御回路
１０１が内蔵するカウンタCOUNT1（カウンタCOUNT2）の
ゲートを開とし、ステップＳ１５でサンプリングスター
ト時間Ｔs から３［msec］の経過を判断する。即ち、サ
ンプリングスタート時間Ｔsは受信ゲートのオン時間の
中心から±１．５［msec］だけ、マイクロコンピュータ
１の内蔵するＡ／Ｄコンバータの端子Ａoin （Ａ／Ｄコ
ンバータの端子Ａ1in）に各超音波送受信回路ＦＯＲＥ
（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）毎の信号を入力し、到来
する信号のサンプリングを行なう。各サンプリングスタ
ート時間Ｔs から３［msec］経過したとき、ステップＳ
１６でサンプリング許可フラグＦs を降ろす。ステップ
Ｓ１７においてメインタイマＴでカウンタのゲートの開
の時間が、各超音波送受信回路ＦＯＲＥ（超音波送受信
回路ＲＥＡＲ）毎の受信ゲートスタート時間ＴG から
２．５msecの経過を判断して、カウンタの計数値をステ
ップＳ１８で読込み及びカウンタのゲートを閉じて、カ
ウンタの計数値を読込む。ステップＳ１９で路面を超音
波ビームの反射点とする車両１００の進行方向の実測車
速ＶＦ、反進行方向の実測車速ＶＲの演算を行なうべく
『車速演算処理』ルーチンをコールする。また、車速ベ
クトルの積分、微分を行なうことにより、距離、加速度
が演算できる。 【００６７】ステップＳ２０で『ゲート位置演算処理』
ルーチンをコールする。そして、ステップＳ２１でサン
プリングスタート時間Ｔs に受信ゲートスタート時間Ｔ
G から１．２［msec］だけ先にサンプリング時刻を設定
する。即ち、ゲート位置演算処理ルーチンは次回の受信
ゲートスタート時間ＴG を決定する。そして、ステップ
Ｓ２２で１０msecシーケンス終了フラグＦ10を立て、ス
テップＳ２３で大気温度を読込み、次の車速演算に使用
する大気温度によって決定される係数Ｋの値を決定し、
ステップＳ４以降のルーチンを繰返し、実行する。 【００６８】〈タイマ割込み処理（図２０参照）〉ステ
ップＳ３１でメインタイマＴにインクリメントし、ステ
ップＳ３２でメインタイマＴによって１０［msec］毎の
割込みのタイミングであるか判断し、ステップＳ３２で
割込みのタイミングであると判断されたとき、ステップ
Ｓ３３及びステップＳ３４で１０［msec］のシーケンス
の終了を判断する１０msecシーケンス終了フラグＦ10を
降ろし、メインタイマＴをクリアする。割込みのタイミ
ングでないと判断されたとき、ステップＳ３３及びステ
ップＳ３４の処理を回避する。 【００６９】また、ステップＳ３５でサンプリング許可
フラグＦs が立っているか判断し、サンプリング許可フ
ラグＦs が立っているとき、ステップＳ３６で受信レベ
ル検出回路１１の出力によりＡ／Ｄ変換をスタートし、
ステップＳ３７でそれをバッファに書込み、このルーチ
ンを脱する。また、ステップＳ３５でサンプリング許可
フラグＦs が立っていないと判断されたとき、このルー
チンを脱する。 【００７０】即ち、このルーチンでは、メインタイマＴ
によって０．１［msec］毎に信号レベル検出回路１１を
介して信号レベルをサンプリングし、その信号レベルを
主演算部１０１が内蔵するバッファに格納するものであ
る。 【００７１】〈車速演算処理（図２１参照）〉図１９の
ステップＳ１９で『車速演算処理』ルーチンがコールさ
れると、ステップＳ４１及びステップＳ４２で車両１０
０のＦＯＲＥ側、即ち、進行方向の実測車速ＶＦと、Ｒ
ＥＡＲ側、反進行方向の実測車速ＶＲは、 ＶＦ＝Ｋ・ｃｏｕｎｔＸF ＶＲ＝Ｋ・ｃｏｕｎｔＸR 但し、ｃｏｕｎｔＸF ，ＸR ：カウンタの計数値 Ｋ：大気温度によって決定される係数 によって各実測車速の演算を行なう。そして、ステップ
Ｓ４３で実測車速が速くなると出力が低下するから、前
述した送波軌跡補正手段により、車両１００の走行に伴
ないその車両１００の下部に発生する伴走する空気流に
よる音波の伝搬経路の変化による車速誤差を予測して、
実測車速に対応して車速補正し、また、送受信角度補正
手段により、車両１００の走行に伴なう超音波送受波器
の送受信角度の変化と送受信指向性に基いて車速誤差を
予測して、実測車速ＶＦ，ＶＲに対応して車速補正し、
正確な実測車速を得るべく、メモリマップから実測車速
ＶＦ，ＶＲに対応する現実の車速である真の車速Ｖ0F，
Ｖ0Rを選択し、それをもって真の車速Ｖ0F，Ｖ0Rとす
る。ステップＳ４４で『ビームモード判定処理』ルーチ
ンをコールし、ステップＳ４５で『車速選択処理』ルー
チンをコールし、このルーチンを脱する。 【００７２】即ち、このルーチンでは、進行方向の車速
Ｖ0F（ＦＯＲＥ側）と反進行方向の車速Ｖ0R（ＲＥＡＲ
側）で得た各車速を演算する。 【００７３】〈ビームモード判定処理（図２２参照）〉
図２１の『車速演算処理』ルーチンのステップＳ４４で
『ビームモード判定処理』ルーチンがコールされると、
ステップＳ５１でＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖをメモリ
Ａr に格納し、また、ステップＳ５２でＦＯＲＥ側の受
信レベルＥｖをメモリＡf に格納する。ステップＳ５３
でメモリＡf からメモリＡr を減算した値が所定の閾値
Ａo より大であるか判定し、また、ステップＳ５４でメ
モリＡrからメモリＡf を減算した値が所定の閾値Ａo
より大であるか判定する。 【００７４】メモリＡf からメモリＡr を減算した値が
所定の閾値Ａo より大のとき、ステップＳ５８でモード
判定内部フラグＦｍが「１」であるか判定し、モード判
定内部フラグＦｍが「１」でないとき、ステップＳ５９
でモード判定内部フラグＦｍを「１」に設定する。ま
た、メモリＡr からメモリＡf を減算した値が所定の閾
値Ａo より大のとき、ステップＳ６０でモード判定内部
フラグＦｍが「２」であるか判定し、モード判定内部フ
ラグＦｍが「２」でないとき、ステップＳ６１でモード
判定内部フラグＦｍを「２」に設定し、モード判定内部
フラグＦｍが「２」のときには、ステップＳ６２で継続
回数を計数する継続回数カウンタＮe をインクリメント
する。 【００７５】また、ステップＳ５３でメモリＡf からメ
モリＡr を減算した値が所定の閾値Ａo より大でなく、
ステップＳ５４でメモリＡr からメモリＡf を減算した
値が所定の閾値Ａo より大でないと判定したとき、ステ
ップＳ５５でモード判定内部フラグＦｍが「０」である
か判定し、モード判定内部フラグＦｍが「０」でないと
き、ステップＳ５６でモード判定内部フラグＦｍをクリ
アし、ステップＳ５７で継続回数を計数する継続回数カ
ウンタＮe をクリアして、このルーチンを脱する。 【００７６】そして、ステップＳ５５でモード判定内部
フラグＦｍが「０」であると判定したとき、及びステッ
プＳ５８でモード判定内部フラグＦｍが「１」であると
判定したとき、及びステップＳ６０でモード判定内部フ
ラグＦｍが「２」であると判定したとき、ステップＳ６
２で継続回数を計数する継続回数カウンタＮe にインク
リメントし、そして、ステップＳ６３で継続回数カウン
タＮe が所定の継続回数閾値Ｎo を超えているか否かを
判断し、継続回数カウンタＮe が所定の継続回数閾値Ｎ
o を超えているとき、ステップＳ６４でビームモード指
定変数コードを格納するモード指定メモリＢＭＯＤにモ
ード判定内部フラグＦｍの値を格納し、このルーチンを
脱する。 【００７７】即ち、このルーチンでは、メモリＡf に格
納したＦＯＲＥ側の受信レベルＥｖとメモリＡr に格納
したＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖとが所定の値以上であ
るか判定し、一方の受信レベルＥｖのみが大きい場合に
は、他者の超音波ノイズを受信している可能性があり、
または、車体の上下振動、ノーズアップ、ノーズダウ
ン、コーナリングによる車高変化が発生している可能性
があることから、信頼性の高い受信レベルＥｖの値を選
択すべく、モード指定メモリＢＭＯＤにその状態に応じ
たモード判定内部フラグＦｍの値を格納する。 【００７８】〈車速選択処理（図２３参照）〉図２１の
『車速演算処理』ルーチンのステップＳ４５において、
『車速選択処理』ルーチンがコールされると、ステップ
Ｓ７０でビームモード指定変数コードを格納するモード
指定メモリＢＭＯＤのモード判定内部フラグＦｍの値を
判定し、モード指定メモリＢＭＯＤのモード判定内部フ
ラグＦｍの値が「０」のとき、ステップＳ７１で真の車
速Ｖo をＦＯＲＥ側の真の車速Ｖ0FとＲＥＡＲ側の真の
車速Ｖ0Rの単純平均とする。また、モード指定メモリＢ
ＭＯＤのモード判定内部フラグＦｍの値が「１」のと
き、前方用超音波送受波器ＴＲF 側の出力が大きいこと
を意味することから、ステップＳ７２で真の車速Ｖo を
ＦＯＲＥ側の真の車速Ｖ0Fとする。そして、モード指定
メモリＢＭＯＤのモード判定内部フラグＦｍの値が
「２」のとき、後方用超音波送受波器ＴＲR 側の出力が
大きいことを意味することから、ステップＳ７３で真の
車速Ｖo をＲＥＡＲ側の真の車速Ｖ0Rとする。 【００７９】即ち、このルーチンでは、『ビームモード
判定処理』ルーチンのメモリＡf に格納したＦＯＲＥ側
の受信レベルＥｖとメモリＡr に格納したＲＥＡＲ側の
受信レベルＥｖとが所定の値以上であるか判定した結果
を受けて、一方の受信レベルＥｖのみが大きい場合には
他車の超音波ノイズを受信している可能性があり、また
は、車体の上下振動、ノーズアップ、ノーズダウン、コ
ーナリングによる車高変化が発生している可能性がある
ことから、信頼性の高い受信レベルＥｖの側を選択すべ
く、モード指定メモリＢＭＯＤの内容に応じて実測車速
Ｖを決定する。 【００８０】〈ゲート位置演算処理（図２４参照）〉
０．１［msec］毎の割込みによるサンプリングによって
サンプルされた受信レベルデータは、中央のサンプルデ
ータの前後に１５サンプル、即ち、計３１個のサンプル
データが存在する。まず、ステップＳ８１において全レ
ベルデータの単純平均により平均値Ｘを算出し、ステッ
プＳ８２で受信レベルデータは中央のサンプルデータの
レベル値をサンプル中心データ格納メモリＸc に格納す
る。ステップＳ８３でこれが前後に１５サンプルのレベ
ル値よりも平均値Ｘに所定量ｎだけ加算した値より大き
いか判断し、中央のサンプルデータのレベル値と前後に
１５サンプルのレベル値が所定の平均値Ｘに所定量ｎだ
け加算した値より大きいとき、目的とする反射波が整然
と反射されているデータを意味することから、これを採
用すべくステップＳ８４の処理に入る。しかし、中央の
サンプルデータのレベル値と前後に１５サンプルのレベ
ル値が所定の平均値Ｘに所定量ｎだけ加算した値より大
きくないとき、受信波形がランダムな干渉によって歪ん
でしまったデータを意味することから、このデータの採
用を防止する。ステップＳ８４で前記全レベルデータの
平均値Ｘに所定量ｎだけ加算した値を上回るデータ期間
を前後に探してその前時間Ｔ1 と後時間Ｔ2 を求める。
ステップＳ８５でＴ2 −Ｔ1 の幅が１［msec］で、受信
レベルデータを得るタイミングを十分にカバーできてい
るか否か判断する。この判断も受信波形がランダムな干
渉によって歪んでしまったデータを採用するのを防止す
るものである。そして、ステップＳ８６で（Ｔ2＋Ｔ1
）／２を受信ゲートスタート時間ＴG として設定す
る。ステップＳ８３で中央のサンプルレベル値よりも平
均値に所定量ｎだけ加算した値より大きくないとき、ま
た、ステップＳ８５でＴ2 −Ｔ1 の幅が１［msec］以上
でなくて、受信レベルデータを得るタイミングを十分に
カバーできていないとき、このルーチンを脱する。 【００８１】このように、本実施例は、車両１００の進
行方向に対して所定の俯角傾度を持って超音波を送波
し、その反射波を受波する前方用超音波送受波器ＴＲF
と、車両１００の反進行方向に対して所定の俯角傾度を
持って超音波を送波し、その反射波を受波する後方用超
音波送受波器ＴＲR と、前記前方用超音波送受波器ＴＲ
F または後方用超音波送受波器ＴＲR の何れか一方の検
出出力が低下したとき、前記前方用超音波送受波器ＴＲ
F 及び後方用超音波送受波器ＴＲR の検出出力から前方
用超音波送受波器ＴＲF または後方用超音波送受波器Ｔ
ＲR の検出出力に切替えて、それを出力するステップＳ
５１乃至ステップＳ６４のルーチンからなる切替手段
と、前記切替手段の出力から真の車速Ｖo を演算するス
テップＳ７０乃至ステップＳ７３のルーチンからなる演
算手段とを具備する車載用車速計測装置において、車両
１００の走行に伴ない車両１００の下部に発生する伴走
する空気流による音波の伝搬経路の変化による車速誤差
を予測して、前記前方用超音波送受波器ＴＲF 及び／ま
たは後方用超音波送受波器ＴＲR から検出した実測車速
Ｖに対応して車速補正する送波軌跡補正手段と、車両１
００の走行に伴なう前方用超音波送受波器ＴＲF 及び／
または後方用超音波送受波器ＴＲR の送受信角度の変化
と送受信指向性に基いて車速誤差を予測して、実測車速
Ｖに対応して車速補正する送受信角度補正手段とを具備
するものである。 【００８２】したがって、前方用超音波送受波器ＴＲF
、後方用超音波送受波器ＴＲR から出力ｅ2 のように
間歇的に超音波信号を路面に送波し、その反射波を受波
して信号ｅ3 とし、その受波した信号ｅ3 を増幅し、そ
の増幅信号をサンプリングホールド用の抵抗Ｒ及びコン
デンサＣに入力し、サンプリングホールドした信号を電
圧制御発振回路ＶＣＯで電圧／周波数変換し、反射波に
比例した周波数をマイクロコンピュータ１に入力して実
測車速ＶＦ，ＶＲを得る。そして、その実測車速ＶＦ，
ＶＲからメモリマップに格納した理想値である真の車速
Ｖ0F，Ｖ0Rをメモリマップから選択する。また、このと
き、前記前方用超音波送受波器ＴＲF 及び後方用超音波
送受波器ＴＲR が正確に動作しておれば、ステップＳ７
１で車速ＶをＦＯＲＥ側の車速Ｖ0FとＲＥＡＲ側の車速
Ｖ0Rの単純平均とすべく、（Ｖ0F＋Ｖ0R）／２で平均車
速を得て、それを真の車速Ｖo とする。このとき、車輪
の空気圧及び積荷、タイヤサイズ、スリップ等の影響を
受けることなく車速検出ができる。 【００８３】前方用超音波送受波器ＴＲF または後方用
超音波送受波器ＴＲR の一方に、冠水路面から巻起す水
飛沫や泥水の飛沫、雪、砂、塵埃が付着し、超音波が出
力されなかったり、その出力が低下したりして正確な動
作ができなくなっている状態、または前方用超音波送受
波器ＴＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR の回路の断線
等の異常で出力が発生できない場合には、ステップＳ７
２で真の車速Ｖo をＦＯＲＥ側の車速Ｖ0Fとするか、或
いはステップＳ７３で真の車速Ｖo をＲＥＡＲ側の車速
Ｖ0Rとするものである。よって、前方用超音波送受波器
ＴＲF または後方用超音波送受波器ＴＲR の一方が故障
等でその出力が低下しても、車輪の空気圧及び積荷、タ
イヤサイズ、スリップ等の影響を受けることなく車速検
出ができる。勿論、路面の凹凸等により車体の上下振
動、ノーズアップ、ノーズダウン、コーナリングによる
車高変化が発生している可能性がある場合でも、信頼性
の高い受信レベルＥｖの側を選択すべく、モード指定メ
モリＢＭＯＤの内容に応じて真の車速Ｖo を決定するも
のであるから、車速検出の信頼性を向上することができ
る。 【００８４】特に、車両１００の走行に伴ない車両１０
０の下部に発生する車両走行に伴走する空気流を粘性流
体とし、車両１００と空気との境界部では移動体（車
両）と同一車速を持ち、その表面から離れるに従って運
動粘性率で定められた割合で減少し、路面表面に至る伴
走流に対応付けることができる。また、前方用超音波送
受波器ＴＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR の送受信指
向性と送受信角度の変化に基いて、前方用超音波送受波
器ＴＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR からの超音波の
送波位置と受波位置との関係から超音波送受波器の送受
信指向性を補正することができ、理想とする現実の真の
車速Ｖo を得ることができ、車速に対する信頼性が向上
する。 【００８５】ところで、上記実施例では、ペアビーム方
式の前方用超音波送受波器ＴＲF 及び後方用超音波送受
波器ＴＲR を具備するものであるが、本発明を実施する
場合には、必ずしもペアビーム方式に限定されるもので
はなく、シングルビーム方式に適用することもできる。
即ち、上記実施例では、２個の前方用超音波送受波器Ｔ
ＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR によって２方向の車
速を検出しているが、本発明を実施する場合には、１個
の超音波送受波器のみを有するものにも適用できるし、
また、音速は車速に対して無視できる程度に速くないた
め、送受波総合の利得を上げようとして、超音波ビーム
幅を狭くした場合には、送波時のビームと受波時のビー
ムにずれが生じるから、このときには、低速走行時の車
速の測定用に超音波送受波器、また、高速走行時の車速
の測定用に超音波受波器で反射波を受波するようにペア
ビーム方式としてもよい。更に、特に、車両１００の走
行方向に平行する車速を検出する超音波送受波器を、２
個の超音波送受波器、または、超音波送波器及び超音波
受波器とし、車速に応じて反射波を受波する位置を変え
ると、信頼性の高い車速検出を行なうことができる。 【００８６】即ち、本発明を実施する場合の車載用車速
計測装置は、車両１００に対して所定の俯角傾度を持っ
て超音波を送波し、その反射波を受波するものであれば
よい。 【００８７】また、上記実施例の送波軌跡補正手段は、
本発明を実施する場合には、車両１００の走行に伴ない
車両下部に発生する伴走する空気流による音波の伝搬経
路の変化による車速誤差を予測して、実測車速Ｖに対応
して車速補正できる手段であればよい。そして、上記実
施例の送受信角度補正手段は、本発明を実施する場合に
は、車両１００の走行に伴なう前方用超音波送受波器Ｔ
ＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR 等の超音波送受波器
の送受信角度の変化と送受信指向性に基いて車速誤差を
予測して、実測車速Ｖに対応して車速補正する手段であ
ればよい。 【００８８】即ち、上記実施例の送波軌跡補正手段及び
送受信角度補正手段は、車両１００の走行に伴なって変
化する値であることから、上記実施例のように、両手段
によって得られる値をマップに格納した既知の車速値に
より一括して補正することもできる。また、その都度、
計算によって真の車速Ｖo を得ることができる。 【００８９】なお、上記各実施例の車載用車速計測装置
は、結果的に、その車速ベクトルの積分、微分を行なう
ことにより、距離、加速度が演算でき、計測装置及び制
御装置に使用できる。即ち、得られた速度成分を使用す
ることにより、ナビゲーションシステムの移動距離及び
移動方向の補正、ＡＢＳ装置、左右の車輪側の路面と車
両１００との車高を調整するサスペンション装置等の各
種速度情報を使用する計測装置及び制御装置に使用でき
る。 【００９０】 【発明の効果】以上のように、本発明は、車両に対して
所定の俯角傾度を持って超音波を送波し、その反射波を
受波する超音波送受波器の検出出力から車速を演算する
車載用車速計測装置において、前記車両の走行に伴ない
車両下部に発生する伴走する空気流による音波の伝搬経
路の変化による車速誤差を予測し、また、前記車両の走
行に伴なう前記超音波送受波器の送受信角度の変化と送
受信指向性に基いて車速誤差を予測して、前記超音波送
受波器から得た実測車速に対応して車速補正して真の車
速を得るものであるから、車両の走行の際に伴走する空
気流の分布状態を考慮して、真の車速を得ることができ
るから、得られた車速の信頼性が高くなり、特に、高車
速において顕著になる。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は本発明の実施例の車載用車速計測装置の
基本動作原理図であり、（ａ）は車両全体の側面図、
（ｂ）はペアビーム方式による車載用車速計測装置の超
音波の伝搬軌跡の説明図である。 【図２】図２は本発明の実施例の車載用車速計測装置に
おける車両走行に伴なう平行伴走流モデル図である。 【図３】図３は本発明の実施例の車載用車速計測装置に
おける超音波送受波器から車両進行方向の前方への超音
波の送波軌跡図である。 【図４】図４は本発明の実施例の車載用車速計測装置に
おける超音波送受波器から車両進行方向の前方への超音
波の受波軌跡図である。 【図５】図５は本発明の実施例の車載用車速計測装置に
おける超音波送受波器から車両進行方向の後方への超音
波の送波軌跡図である。 【図６】図６は本発明の実施例の車載用車速計測装置に
おける超音波送受波器から車両進行方向の後方への超音
波の受波軌跡図である。 【図７】図７は本発明の実施例の車載用車速計測装置に
おける超音波送受波器の車速と送信及び受信との関係を
示す説明図である。 【図８】図８は図３及び図４に示す本発明の実施例の車
載用車速計測装置における超音波送受波器から車両進行
方向への超音波の送受波時間の特性図である。 【図９】図９は図５及び図６に示す本発明の実施例の車
載用車速計測装置における超音波送受波器から車両進行
方向の後方への超音波の送受波時間の特性図である。 【図１０】図１０は本発明の実施例の車載用車速計測装
置における超音波送受波器の振動子送受信指向性の特性
図である。 【図１１】図１１は本発明の実施例の車載用車速計測装
置において、前方に超音波を送波した場合における各車
速下における伝搬時間と検出レベル特性を示す特性図で
ある。 【図１２】図１２は本発明の実施例の車載用車速計測装
置において、前方に超音波を送波した場合における各車
速下における伝搬時間とエラー車速特性を示す特性図で
ある。 【図１３】図１３は本発明の実施例の車載用車速計測装
置において前方に超音波を送波した場合における平均車
速とエラー車速特性を示す特性図である。 【図１４】図１４は本発明の実施例の車載用車速計測装
置において検出した実測車速と真の車速との関係を対応
付けてメモリマップに格納した特性の説明図である。 【図１５】図１５は本発明の実施例の車載用車速計測装
置の基本動作説明図で、（ａ）はペアビーム方式による
車載用車速計測装置の側面図、（ｂ）はペアビーム方式
による車載用車速計測装置の基本的動作説明図である。 【図１６】図１６は本発明の実施例の車載用車速計測装
置の回路構成図である。 【図１７】図１７は本発明の実施例の車載用車速計測装
置の回路構成で使用したマイクロコンピュータの機能構
成図である。 【図１８】図１８は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行するメインプログラム
の一部のフローチャートである。 【図１９】図１９は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行するメインプログラム
の他の一部のフローチャートである。 【図２０】図２０は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行する『タイマ割込み処
理』ルーチンのフローチャートである。 【図２１】図２１は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行する『車速演算処理』
ルーチンのフローチャートである。 【図２２】図２２は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行する『ビームモード判
定処理』ルーチンのフローチャートである。 【図２３】図２３は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行する『車速選択処理』
ルーチンのフローチャートである。 【図２４】図２４は本発明の実施例の車載用車速計測装
置のマイクロコンピュータが実行する『ゲート位置演算
処理』ルーチンのフローチャートである。 【図２５】図２５は本発明の実施例の車載用車速計測装
置の制御のタイミングチャートである。 【符号の説明】 ＴＲF 前方用超音波送受波器 ＴＲR 後方用超音波送受波器 ＶＣＯ 電圧制御発振回路 １ マイクロコンピュータ １１ 受信レベル検出回路 １２ 周波数検出用ＰＬＬ回路 ＦＯＲＥ 超音波送受信回路 ＲＥＡＲ 超音波送受信回路 １００ 車両

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−357486（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 5/00 G01S 15/60

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両に対して所定の俯角傾度を持って超
   音波を送波し、その反射波を受波する超音波送受波器の
   検出出力から車速を演算する車載用車速計測装置におい
   て、前記超音波送受波器の検出出力から演算して得た実測車
   速を基準に、 前記車両の走行に伴ない車両下部に発生
   し、伴走する空気流による音波の伝搬経路の変化による
   車速誤差を予測して、前記実測車速を車速補正する送波
   軌跡補正手段と、 前記車両の走行に伴なう前記超音波送受波器の送受信角
   度の変化と送受信指向性に基いて車速誤差を予測して、
   前記実測車速を車速補正する送受信角度補正手段とを具
   備することを特徴とする車載用車速計測装置。