JP6371510B2 - 車載レーダの軸調整装置及び軸調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、車載レーダの軸調整装置及び軸調整方法に関する。

従来、車両には、例えば車両前方の対象物を検出するものとして、ミリ波レーダ等の車載レーダが搭載される場合があり、このような車載レーダの軸調整装置として、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された軸調整装置は、車軸方向に可視レーザを照射する照射装置を備え、車載レーダのビーム軸（アンテナ軸）方向をレーザ照射方向又は車軸方向に平行となるような調整することが図られている。

特開平１１―３２６４９５号公報

ここで、通常、上述した車載レーダの軸調整装置では、例えば工場の製造ラインにおいて、車両に架装物が存在しない状態でビーム軸の調整を行わなければならず、また、設備や調整時間の制約のために、一の狙い値（一基準）でビーム軸を調整せざるを得ない実情がある。よって、車両に架装物が架装された架装時には、調整時に対して車両姿勢が変化する場合があることから、ビーム軸の向きが変わってしまい、その結果、車載レーダが対象物を誤検出してしまう虞がある。そのため、架装後に再度ビーム軸の調整を行わなければならない場合がある。かかる虞は、例えば車両が商用車の場合、架装される架装物が多岐にわたること等から顕著となる。

そこで、本発明は、架装物の架装時においても車載レーダの精度よい検出を実現できる車載レーダの軸調整装置及び軸調整方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車載レーダの軸調整装置は、車両に搭載された車載レーダの軸調整を行う軸調整装置であって、車載レーダのビーム軸の向きを可動させて変化させる可動部と、可動部の動作を制御するための制御部と、を備え、制御部は、車両における少なくとも車型の種別に基づいてオフセット値を導出し、水平面に対するビーム軸の角度が当該オフセット値に応じてオフセットするように、可動部を動作させること、を特徴とする。

この本発明に係る車載レーダの軸調整装置によれば、例えば次の理由から、架装物の架装時においても車載レーダの精度よい検出を実現することが可能となる。すなわち、架装時においては、車両が前傾又は後傾し、さらに、その程度が車型により異なる場合があることから、水平面に対するビーム軸の角度（水平線方向とビーム軸とのなす角：以下、「高低角」ともいう）が車型によって変化することが見出される。この点、本発明では、上述したように、少なくとも車型の種別に基づいて導出したオフセット値に応じて、ビーム軸の高低角をオフセットさせており、これにより、架装時に車型によって変化するビーム軸の高低角を考慮し、車型毎に最適なビーム軸の調整を実現することができるためである。

また、制御部は、車型の種別を少なくともパラメータとしてオフセット値を規定するマップを有し、マップを用いて、外部入力又は予め記憶された車両の車両情報に基づき、車両における車型の種別に対応するオフセット値を導出することか好ましい。これにより、車型毎に最適なビーム軸の調整を実現できるという上記作用効果が、好適且つ具体的に発揮されることとなる。

また、マップは、サスペンションの種別をさらにパラメータとしてオフセット値を規定し、制御部は、マップを用いて、外部入力又は予め記憶された車両情報に基づき、車両におけるサスペンションの種別に対応するオフセット値を導出することが好ましい。この場合、架装時にサスペンションの種別によって変化するビーム軸の高低角をも考慮でき、サスペンションの種別毎に最適なビーム軸の調整をも実現することが可能となる。

また、マップは、ホイールベースをさらにパラメータとしてオフセット値を規定し、制御部は、マップを用いて、外部入力又は予め記憶された車両情報に基づき、車両のホイールベースに対応するオフセット値を導出することが好ましい。この場合、架装時にホイールベースによって変化するビーム軸の高低角をも考慮でき、ホイールベース毎に最適なビーム軸の調整をも実現することが可能となる。

また、本発明に係る車載レーダの軸調整方法は、車両に搭載された車載レーダの軸調整を行う軸調整方法であって、車載レーダのビーム軸がリフレクタの中心を向くように、ビーム軸の向きを可動させて変化させる可動部を動作させる第１工程と、第１工程の後、車載レーダのビーム軸の角度がオフセットするように、可動部を動作させる第２工程と、を含み、第２工程では、車両における少なくとも車型の種別に基づいてオフセット値を導出し、水平面に対するビーム軸の角度が当該オフセット値に応じてオフセットするように、可動部を動作させること、を特徴とする。

この車載レーダの軸調整方法においても、上記効果と同様な効果が奏される。すなわち、架装時に車型によって変化するビーム軸の高低角を考慮し、車型毎に最適なビーム軸の調整を実現し、その結果、架装物の架装時においても車載レーダの精度よい検出を実現することが可能となる。

本発明によれば、架装物の架装時においても車載レーダの精度よい検出を実現できる車載レーダの軸調整装置及び軸調整方法を提供することが可能となる。

実施形態に係る車載レーダの軸調整装置を示す概略ブロック図である。 実施形態に係る車載レーダの軸調整装置において予め記憶されたマップの一例を説明する図である。 実施形態に係る車載レーダの軸調整方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る車載レーダの軸調整装置を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る車載レーダの軸調整装置１は、自車両（車両）Ｖに搭載されたミリ波レーダ１０の軸調整を行うためのものである。適用される自車両Ｖとしては、特に限定されるものではないが、例えばバス及びトラック等の商用車が挙げられる。

ミリ波レーダ１０は、ミリ波を利用して自車両Ｖの周囲状況を探知可能なレーダ装置であり、例えば自車両Ｖの前面の車幅方向中央に取り付けられている。ここでのミリ波レーダ１０は、ビーム状のミリ波（ミリ波帯の電磁波）を自車両Ｖから前方へ出射すると共に、当該前方の物体表面で反射された反射波を検知することにより、物体までの距離、物体の大きさ、及び物体の相対速度等の情報を取得する。

例えば、ミリ波レーダ１０は、衝突被害の軽減に寄与する衝突被害軽減ブレーキシステムを構成するものとして、自車両Ｖの前方の物体（障害物）を検出することができる。また例えば、ミリ波レーダ１０は、自車両Ｖの車速を自動的にコントロールするクルーズシステムを構成するものとして、自車両Ｖに先行する他車両との車間距離や相対速度を検出することができる。

このミリ波レーダ１０は、アンテナ基板１１、モータ１２及びコントロール部１３を備えている。アンテナ基板１１は、ビーム軸Ｇを有する送受信アンテナであって、基板と一体に構成された基板一体型のものである。アンテナ基板１１は、ビーム軸Ｇに沿ってミリ波を送信すると共に、その反射波を受信する。このアンテナ基板１１は、当該ビーム軸Ｇの向きが可変できるようにして保持されている。

モータ１２は、アンテナ基板１１を可動させてビーム軸Ｇの向きを変化させる可動部である。モータ１２としては、例えばＤＣモータが用いられている。コントロール部１３は、モータ１２の駆動（動作）を制御するものである。このコントロール部１３は、ミリ波の送受信結果に基づきモータ１２を駆動させる制御（下記Ｓ５参照）と、後述のＥＣＵ２０からの指令に基づきモータ１２を駆動させる制御（下記Ｓ８参照）と、を少なくとも実行する（詳しくは、後述）。

また、本実施形態における車載レーダの軸調整装置１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０を備えている。ＥＣＵ２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。

ＥＣＵ２０は、モータ１２の動作を制御するための機能を有し、ミリ波レーダ１０のコントロール部１３にＣＡＮ（Controller Area Network）通信等を介して接続されている。また、ＥＣＵ２０は、自車両Ｖに関する情報である車両情報を、その受信部（不図示）によって外部のライン設備Ｌから有線又は無線で受信可能とされている。

このＥＣＵ２０は、自車両Ｖにおける車型の種別、サスペンションの種別及びホイールベースに基づいて、オフセット値を導出する。具体的には、ＥＣＵ２０においては、車型の種別とサスペンションの種別とホイールベースとをパラメータにしてオフセット値を規定するマップが予め記憶されており、このマップを用いて、受信した車両情報に基づきオフセット値を導出する。そして、導出したオフセット値に応じてビーム軸Ｇの角度をオフセットさせるべく、当該オフセット値をコントロール部１３に送信する。

上記車型の種別としては、特に限定されるものではないが、単車系、トラクタ系（トレーラ系）及びバス系等を含んでいる。単車系は、ダンプ、カーゴ、タンクローリ及びミキサ等を含み、トラクタ系は、セミトラクタを含んでいる。さらにまた、自車両Ｖの車型の種別は、車輪軸に係る構成としては、前一軸、前二軸、後一軸、後二軸及び低床後二軸を含んでいる。

上記サスペンションの種別としては、特に限定されるものではないが、リーフスプリングにより車台を支持するリーフサスペンション（以下、単に「リーフ」ともいう）、及び、圧縮空気の弾力性を利用して車台を支持するエアサスペンションを含んでいる。エアサスペンションの種別としては、リア（Rear）側のみがエアサスペンションであるリアエアサスペンション（以下、単に「Ｒｒエア」ともいう）、及び、全てがエアサスペンションであるフルエアサスペンション（以下、単に「フルエア」ともいう）を含んでいる。

図２は、ＥＣＵに予め記憶されたマップの一例を説明する図である。図中において、車型のＡ型〜Ｈ型は、その種別の名称の例を示し、ホイールベースのRange１〜Range４は、その番号が大きくなるに連れてホイールベースが長いことを意味している（つまり、Range１＜Range２＜Range３＜Range４）。

図２に示すように、マップＭでは、まず車型の種別毎に区画され、その夫々でサスペンションの種別毎に区画され、さらにその夫々でホイールベースの距離（長さ範囲）で区画されて、オフセット値が割り当てられている。このマップＭは、車型の種別、サスペンションの種別及びホイールベースについて、以下の関係を有している。

すなわち、マップＭは、車型の種別として、単車系及びトラクタ系を含んでおり、トラクタ系に対応するオフセット値が、単車系に対応するオフセット値よりも大きい関係を有している。また、マップＭは、サスペンションの種別として、リーフサスペンション及びエアサスペンションを含んでおり、リーフサスペンションに対応するオフセット値が、エアサスペンションに対応するオフセット値よりも大きい関係を有している。また、マップＭは、ホイールベースが長いほどオフセット値が小さい関係を有している。

また、このオフセット値は、水平面に対するビーム軸Ｇの角度（以下、単に「高低角」ともいう）に関する値とされている。換言すると、オフセット値は、車幅方向に沿う軸回りの回転角度に相当する角度値とされている。ここでのオフセット値は、例えば、計算上、実測上又は経験上から求めることができる。一例として、オフセット値は、自車両Ｖの架装状態が空車時と定積時との間の状態のときに、ビーム軸Ｇの高低角が所定角度範囲に収まるように補正する角度値とされている。なお、所定角度範囲は、例えばビーム軸Ｇが上向き／下向きになり過ぎず、ミリ波レーダ１０に誤検出が生じないとされる角度範囲である。

次に、上述した車載レーダの軸調整装置１を用いて実施する軸調整方法について、図３を参照しつつ説明する。なお、ここでは、工場の製造ラインにて架装前の状態のときに実施される例について説明する。

図３は、実施形態における車載レーダの軸調整方法を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、工場側治具であるライン設備ＬからＥＣＵ２０に自車両Ｖの車両情報が送信され、これにより、ＥＣＵ２０にて車両情報が取得される（Ｓ１）。車両情報には、自車両Ｖにおける車型の種別、サスペンションの種別及びホイールベースに関する情報が少なくとも含まれている。

続いて、三角錐形状を有する反射物であるリフレクタが、ミリ波レーダ１０の中心位置と対向するようにセットされる（Ｓ２）。そして、ライン設備ＬからＥＣＵ２０に、ミリ波レーダ１０の軸調整を開始させる開始要求が送信され、ＥＣＵ２０からミリ波レーダ１０のコントロール部１３に、ビーム軸Ｇの調整を開始させる軸調整モード移行指令が送信される（Ｓ３，Ｓ４）。

上記軸調整モード移行指令を受け、ミリ波レーダ１０においては、ビーム軸Ｇがリフレクタ中心に向くように自動調整される（Ｓ５：第１工程）。具体的には、アンテナ基板１１からミリ波がリフレクタに送信（照射）され、その反射波がアンテナ基板１１で受信されると共に、これら送信及び受信に係る値が一基準（一位の値）の範囲内に収まるように、コントロール部１３でモータ１２が駆動されてアンテナ基板１１が可動される。これにより、ビーム軸Ｇの向きがリフレクタ中心の向きへと自動的に調整される。

続いて、ＥＣＵ２０により、予め記憶されたマップＭを用いて、上記Ｓ１にて取得された車両情報からオフセット値が導出される（Ｓ６）。例えば、図２の例では、車型がＡ型の場合、サスペンションがリーフのときには、オフセット値は−０．５となる一方、サスペンションがＲｒエアのときには、オフセット値は０．０となる。また例えば、車型がＢ型でサスペンションがリーフの場合、ホイールベースがRange１のときには、オフセット値は−０．４となる一方、ホイールベースがRange２のときには、オフセット値は−０．２となる。

続いて、上記Ｓ６にて導出されたオフセット値が、ＥＣＵ２０からミリ波レーダ１０のコントロール部１３に送信される（Ｓ７）。そして、ミリ波レーダ１０において、ビーム軸Ｇの向きがオフセット値に基づいてさらに自動調整される（Ｓ８：第２工程）。具体的には、ビーム軸Ｇの高低角がオフセット値分だけ角度オフセットするように、コントロール部１３でモータ１２が駆動されてアンテナ基板１１が可動されることとなる。

ところで、ミリ波レーダ１０のビーム軸Ｇの高低角については、架装物の架装に起因して、車型、サスペンション及びホイールベースの少なくとも何れか如何で変化することが見出される。この点、本実施形態では、上述したように、マップＭを用いて自車両Ｖにおける車型の種別に対応するオフセット値を導出し、このオフセット値分だけビーム軸Ｇの高低角をオフセットさせている。

従って、本実施形態によれば、架装時（出荷時、空車時及び定積時）にて車型によって変化するビーム軸Ｇの高低角を考慮することができ、車型毎に最適なビーム軸Ｇの調整を実現することができる。よって、架装物の架装時においても（架装状態によらずに）ミリ波レーダ１０の精度よい検出を実現することが可能となる。その結果、ミリ波レーダ１０の不要作動を抑制することができ、例えば、道路の継ぎ目や道路標識等を障害物として誤検知することを抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、マップＭがサスペンションの種別をさらにパラメータとしており、オフセット値は、自車両Ｖにおけるサスペンションの種別にも対応するものとして導出されている。これにより、架装時にてサスペンションの種別によって変化するビーム軸Ｇの高低角をも考慮することができ、サスペンションの種別毎に最適なビーム軸Ｇの調整を実現することも可能となる。

加えて、本実施形態では、上述したように、マップＭがホイールベースをさらにパラメータとしており、オフセット値は、自車両Ｖにおけるサスペンションの種別にも対応するものとして導出されている。これにより、架装時にてホイールベースによって変化するビーム軸Ｇの高低角をもさらに考慮でき、ホイールベース毎に最適なビーム軸の調整を実現することも可能となる。

なお、上記のように、マップＭにあっては、トラクタ系のオフセット値が単車系のオフセット値よりも大きい関係、リーフサスペンションのオフセット値がエアサスペンションのオフセット値よりも大きい関係、及び、ホイールベースが長いほどオフセット値が小さい関係を有している。これらは、架装によるピッチ方向の車両姿勢について、単車系がトラクタ系よりも安定すること、エアサスペンションがリーフサスペンションよりも安定すること、ホイールベースが長いほど安定すること、に夫々よるものである。

ちなみに、ミリ波レーダ１０におけるビーム軸Ｇの水平角（水平面内の角度）の調整は、例えば自車両Ｖの走行時に、物体に対して送受信されたミリ波の角度から演算によって自動調整することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態では、車載レーダとしてミリ波レーダ１０を適用しているが、光式レーダ等を適用しても勿論よく、本発明では、電波、光又は超音波等を送受信するレーダ装置を車載レーダとして適用可能である。また、上記自車両Ｖとしては、限定されるものではなく、例えば大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等であってもよい。

また、上記実施形態では、車型の種別とサスペンションの種別とホイールベースとをパラメータとしたマップＭを利用してオフセット値を導出しているが、これらの少なくとも何れをパラメータとしたマップを利用してオフセット値を導出してもよい。また、マップＭを利用せずにオフセット値を導出してもよく、要は、車型の種別とサスペンションの種別とホイールベースとの少なくとも何れかに基づきオフセット値を導出すればよい。

また、上記実施形態では、自車両Ｖの車両情報をライン設備Ｌから外部入力として取得したが、車両情報を自車両Ｖが予め有していてもよい。また、上記実施形態では、可動部としてモータ１２を用いたが、ビーム軸Ｇの向きを可動できるものであれば他の手段を用いてもよい。なお、上記において、コントロール部１３及びＥＣＵ２０が、モータ１２の動作を制御するための制御部を構成する。

１…車載レーダの軸調整装置、１０…ミリ波レーダ（車載レーダ）、１２…モータ（可動部）、１３…コントロール部（制御部）、２０…ＥＣＵ（制御部）、Ｇ…ビーム軸、Ｍ…マップ、Ｖ…自車両（車両）。

Claims (7)

1. 車両に搭載された車載レーダの軸調整を行う軸調整装置であって、
   前記車載レーダのビーム軸の向きを可動させて変化させる可動部と、
   前記可動部の動作を制御するための制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記車両における少なくとも車型の種別に基づいてオフセット値を導出し、
   水平面に対する前記ビーム軸の角度が当該オフセット値に応じてオフセットするように、前記可動部を動作させ、
   前記車両は、架装物が架装される商用車であり、
   前記オフセット値は、前記車両の架装状態が空車時と定積時との間の状態のときに水平面に対する前記ビーム軸の角度が所定角度範囲に収まるように補正する角度値であり、
   車型の種別として、単車系、トラクタ系及びバス系を含むこと、を特徴とする車載レーダの軸調整装置。
2. 前記制御部は、
   車型の種別を少なくともパラメータとして前記オフセット値を規定するマップを有し、
   前記マップを用いて、外部入力又は予め記憶された前記車両の車両情報に基づき、前記車両における車型の種別に対応する前記オフセット値を導出すること、を特徴とする請求項１記載の車載レーダの軸調整装置。
3. 前記マップは、サスペンションの種別をさらにパラメータとして前記オフセット値を規定し、
   前記制御部は、前記マップを用いて、外部入力又は予め記憶された前記車両情報に基づき、前記車両におけるサスペンションの種別に対応する前記オフセット値を導出すること、を特徴とする請求項２記載の車載レーダの軸調整装置。
4. 前記マップは、ホイールベースをさらにパラメータとして前記オフセット値を規定し、
   前記制御部は、前記マップを用いて、外部入力又は予め記憶された前記車両情報に基づき、前記車両のホイールベースに対応する前記オフセット値を導出すること、を特徴とする請求項２又は３記載の車載レーダの軸調整装置。
5. 前記制御部は、前記車両における車型の種別、サスペンションの種別、及びホイールベースに基づいて前記オフセット値を導出すること、を特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の車載レーダの軸調整装置。
6. 車両に搭載された車載レーダの軸調整を行う軸調整方法であって、
   前記車載レーダのビーム軸がリフレクタの中心を向くように、前記ビーム軸の向きを可動させて変化させる可動部を動作させる第１工程と、
   前記第１工程の後、前記車載レーダの前記ビーム軸の角度がオフセットするように、前記可動部を動作させる第２工程と、を含み、
   前記第２工程では、
   前記車両における少なくとも車型の種別に基づいてオフセット値を導出し、
   水平面に対する前記ビーム軸の角度が当該オフセット値に応じてオフセットするように、前記可動部を動作させ、
   前記車両は、架装物が架装される商用車であり、
   前記オフセット値は、前記車両の架装状態が空車時と定積時との間の状態のときに水平面に対する前記ビーム軸の角度が所定角度範囲に収まるように補正する角度値であり、
   車型の種別として、単車系、トラクタ系及びバス系を含むこと、を特徴とする車載レーダの軸調整方法。
7. 前記第２工程では、前記車両における車型の種別、サスペンションの種別、及びホイールベースに基づいて前記オフセット値を導出すること、を特徴とする請求項６記載の車載レーダの軸調整方法。

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