JP5506730B2 - 車載用レーダ装置 - Google Patents
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Description
チョッパ型電源回路のデューティ比を電圧に変換するデューティ比電圧変換回路と、前記チョッパ型電源回路の入力電圧とデューティ比変換電圧との正常時の相関テーブルAとを備え、前記デューティ比電圧変換回路で得られるデューティ比変換電圧を、前記入力電圧取得回路で得られる入力電圧を基に、前記相関テーブルAと比較して、前記チョッパ型電源回路の内部回路消費電流異常又は電力変換効率異常の電源系異常を検出するものであって、前記チョッパ型電源回路の入力側コンデンサにかかるリップル電圧振幅を抽出するリップル電圧振幅抽出回路と、前記チョッパ型電源回路の入力電圧とリップル電圧振幅との正常時の相関テーブルBとを備え、前記リップル電圧振幅抽出回路で得られるリップル電圧振幅を、前記入力電圧取得回路で得られる入力電圧を基に、前記相関テーブルBと比較して、前記チョッパ型電源回路の入力側コンデンサのインピーダンス異常の電源系異常を検出するようにしたものである。
また、この発明の車載用レーダ装置によれば、電流検出抵抗を用いることなく、前記に加えて、チョッパ型電源回路の入力側コンデンサのインピーダンス異常を検出できるので、熱上昇,最低動作保障電圧に影響を与えないで電源系監視を可能とする信頼性の高い車載用レーダ装置を得ることができる。
図1はこの発明が適用される車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、車載用レーダ装置1は、電波送受回路3,マイコン(演算手段)4,電源回路2と通信インタフェース5を備えている。電波送受回路3は、送信アンテナ3a,受信アンテナ3b(アンテナと送受信回路の間にスイッチを設けることでアンテナ3aとアンテナ3bは共用される場合もある),送信回路3dと受信回路3eを有し、送信アンテナ3aと送信回路3dで電波(電波ビーム)を被検出物体に送信し、受信アンテナ3bと受信回路3eで被検出物体で反射された電波を受信する。
但し:Tonはオン期間、Tは周期)で考えた場合、効率が低いポイントではon比率が高く、効率が高いポイントではon比率が低く制御されることになり、この関係は図3の破線のように表すことができる。なおチョッパ型電源回路の出力電圧は例えば5Vに一定に保たれているので、入出力間電圧差はチョッパ型電源回路の入力電圧をパラメータとして考えれば良いことが分かる。チョッパ型電源回路の出力電圧Voは、マイコン4にて監視しているので、これが変動した場合は電源回路異常と判定すれば良い。
Duty=(Vo/Vi)/α=(Ii/Io)/α
∵ α=1の時 Vi×Ii=Vo×Io
但し、Vi:チョッパ型電源回路の入力電圧=Q1入力電圧
Vo:チョッパ型電源回路の出力電圧=内部回路用電圧
Ii:チョッパ型電源回路の入力電流=Q1入力電流
Io:チョッパ型電源回路の出力電流=内部回路消費電流(負荷電流)
α: チョッパ型電源回路での電力変換効率(1>α>0)
と表すことができる。
ms:実効値)は、チョッパ型電源回路の負荷電流と入出力間電圧差により規定され、次式で表すことが出来る。
サC2にかかるリップル電流Iripを一定とした場合、リップル電圧増減はコンデンサC
2のインピーダンス増減と考えることができる。図5に後述するリップル電圧振幅抽出回路6,7を具備することにより、コンデンサC2にかかるリップル電圧振幅(電圧平均値)をマイコン4にて観測することで、コンデンサC2の劣化によるインピーダンス増加異常(変化)を検知することができる。
実施の形態1で示したチョッパ型電源回路の入力側コンデンサにかかるリップル電圧振幅の監視においては、マイコン4に実装されるAD変換器の有効レンジ幅に対して、必要十分な観測信号レンジ幅を確保する目的で、図5に示すゲインを持たせる場合のピーク検出回路71で示すように、オペアンプOP7aにゲインを持たせることで、誤判定を抑制した信頼性の高い車載用レーダ装置を得ることができる。例では、オペアンプOP7aの帰還電圧を抵抗R7d,R7eにより分圧することで、ゲインを持たせている。なお前記抵抗R7d,R7eは、コンデンサC7aの放電抵抗R7cの役割も果たしている。
車両から供給される電源電圧が大きく変動している場合、例えば、エンジンスタータ駆動やエアコンコンプレッサー駆動等の車両側電源負荷変動が大きい非定常状態では、実施の形態1,2で説明した電源系異常の検出手段で、この変動自体を検出してしまうことが考えられる。そのため、チョッパ型電源回路の入力電圧を取得する入力電圧取得回路で得られ、マイコン4で取得している入力電圧(車両からの供給電圧相当)が、所定の閾値を超えていると判定した期間は、電源系異常の検出を実施しないようにする。図7は実施の形態3におけるチョッパ型電源回路の異常の判定手順を説明する図である。異常の判定に先だって、入力電圧が閾値内外か判定し(ステップS0)、許容閾値外であれば、異常の判定を実施しない。許容閾値内であれば、異常の判定を実施するように、実施の形態1と同様に、ステップS1以下に手順を進める。これにより、誤判定を防止することができ、信頼性の高い車載用レーダ装置を得ることができる。
3 電波送受回路 3a 送信アンテナ
3b 受信アンテナ 3d 送信回路
3e 受信回路 3f VCO(電圧制御発振器)
3g DA変換器 3h AD変換器
4 マイコン(演算手段) 5 通信インタフェース
6 正クランプ回路 7 ピーク検出回路
8 制御IC 9 デューティ比電圧変換回路
13 入力電圧取得回路 14 出力電圧取得回路
15 バッテリ
Claims (5)
- 電波を被検出物体に送信する送信アンテナ及び送信回路と、
被検出物体で反射された電波を受信する受信アンテナ及び受信回路と、
送信電波の周波数を決定する電圧制御発振器VCOと、
前記電圧制御発振器VCOを制御するDA変換器と、
前記受信回路が受信した受信電波と前記電圧制御発振器VCOの出力との周波数差を量子化するAD変換器と、
前記AD変換器の出力を基に被検出物体までの距離・速度・角度を算出するレーダ信号処理を行う演算手段と、
車両からの供給電圧を所定の内部回路用電圧に変換する電圧変換回路とを有し、
前記電圧変換回路は入力側電源回路としてスイッチング制御周期が一定であるチョッパ型電源回路にて構成される車載用レーダ装置において、
前記チョッパ型電源回路の入力電圧を取得する入力電圧取得回路と、
前記チョッパ型電源回路のデューティ比を電圧に変換するデューティ比電圧変換回路と、前記チョッパ型電源回路の入力電圧とデューティ比変換電圧との正常時の相関テーブルAとを備え、
前記デューティ比電圧変換回路で得られるデューティ比変換電圧を、前記入力電圧取得回路で得られる入力電圧を基に、前記相関テーブルAと比較して、前記チョッパ型電源回路の内部回路消費電流異常又は電力変換効率異常の電源系異常を検出するものであって、
前記チョッパ型電源回路の入力側コンデンサにかかるリップル電圧振幅を抽出するリップル電圧振幅抽出回路と、
前記チョッパ型電源回路の入力電圧とリップル電圧振幅との正常時の相関テーブルBとを備え、
前記リップル電圧振幅抽出回路で得られるリップル電圧振幅を、前記入力電圧取得回路で得られる入力電圧を基に、前記相関テーブルBと比較して、前記チョッパ型電源回路の入力側コンデンサのインピーダンス異常の電源系異常を検出するようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。 - 前記相関テーブルAには、前記チョッパ型電源回路の入力電圧に対して、正常時とするデューティ比変換電圧としてはノイズを許容する電圧幅があることを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。
- 前記相関テーブルBには、前記チョッパ型電源回路の入力電圧に対して、正常時とするリップル電圧振幅としてはノイズを許容する電圧振幅幅があることを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。
- 前記チョッパ型電源回路の入力側コンデンサにかかるリップル電圧振幅を抽出する前記リップル電圧振幅抽出回路には、ピーク検出回路を有し、前記ピーク検出回路には、電圧ゲインを持たせたことを特徴とする請求項1又は請求項3記載の車載用レーダ装置。
- 前記チョッパ型電源回路の入力電圧を取得する前記入力電圧取得回路で得られる入力電圧が許容閾値を超えているときは、電源系異常を検出しないようにしたことを特徴とする請求項1記載の車載用レーダ装置。
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