JP6507760B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置に関する。

従来、対象物を検出するためのレーダ装置において、車両に搭載され、車両の速度が閾値以上である場合に、レーダ装置の保護のために電波の送信を停止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、レーダ装置の温度を測定し、測定された温度が所定の閾値より高い場合に、電波の停止を判断するための速度の閾値をより低くする制御を行う。このような制御により、高温時にはレーダ装置が停止されやすくなり、レーダ装置の発熱が抑制される。

特開２００９−１７３１２３号公報

従来の技術では、レーダ装置の発熱の結果、速度の閾値が低く設定され、車両の速度が閾値を超えてレーダ装置における電波の送信が停止されると、車両前方の対象物の検出が行われない。その結果、例えば、レーダにより検出された対象物の情報を用いたＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、及び衝突被害軽減ブレーキ等の種々の制御が制限されることとなる。

そこで本発明は、レーダ装置の温度が閾値を超えた場合に電波送信時間を短くすることで発熱量を抑制し、レーダ装置による対象物の検出を継続することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るレーダ装置は、電波を送信し、対象物において反射された電波を受信することにより対象物を検知するレーダ装置であって、当該レーダ装置の温度であるレーダ温度を取得する取得部と、１度の電波の送信において連続して電波を送信する時間である電波送信時間を制御する制御部と、を備え、制御部は、レーダ温度が第１の閾値以下、かつレーダ装置が搭載されている搭載部と対象物とが衝突するまでの衝突余裕時間が第２の閾値より大きい場合に、電波送信時間を第１の送信時間にし、レーダ温度が第１の閾値を超えている、または衝突余裕時間が前記第２の閾値以下である場合に、電波送信時間を前記第１の送信時間と比べて短くする。

本発明によれば、レーダ装置の温度が閾値を超えた場合に電波送信時間を短くすることで発熱量を抑制し、レーダ装置による対象物の検出を継続することができる。

本実施形態に係るレーダ装置を示すブロック図である。 レーダ装置における電波送信時間の制御処理を示すフローチャートである。 電波送信時間の制御における、レーダ温度と電波送信時間との対応関係を設定したマップを示す図である。 電波送信時間の制御と周波数の変調の周期による制御との関係を示す図である。 レーダ装置における電波送信時間の制御処理を示すフローチャートの他の例である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態のレーダ装置を示すブロック図である。図１に示すレーダ装置１は、例えば、車両に搭載され、自車両の周辺の対象物を検出する装置である。具体的には、レーダ装置１は、電波を送信し、対象物において反射する電波を受信することにより対象物を検知する。検知された対象物に関する情報は、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）及び衝突被害軽減ブレーキ等の制御に用いられる。なお、本実施形態のレーダ装置１における対象物の検出方式は、ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式、パルス圧縮方式等のいずれであってもよい。また、レーダ装置１は、必ずしも車両に搭載されている必要はなく、自転車やロボットその他の移動体に搭載されていてもよい。レーダ装置１は、建物等に設置されていてもよい。

図１に示すように、レーダ装置１は、制御部１１、送信部１２、受信部１３及び温度センサ１４（取得部）を備える。

制御部１１は、送信部１２による電波の送信を制御する。制御部１１は、送信部１２に送信される電波の電波送信時間を制御する。電波送信時間は、１度の電波の送信において連続して電波を送信する時間である。

具体的には、制御部１１は、レーダ温度が第１の閾値を超えている場合、レーダ温度が第１の閾値以下である場合と比べて、電波送信時間を短い時間にする。制御部１１は、例えば、レーダ温度が第１の閾値以下である場合には電波送信時間を第１の送信時間に制御し、レーダ温度が第１の閾値を超えている場合には電波送信時間を第１の送信時間より短い第２の送信時間に制御する。レーダ温度は、後述するように、レーダ装置１の温度である。レーダ温度は、レーダ装置１の全体の温度ではなく、一部の温度であればよい。第１の閾値は、レーダ温度の判定のために適切に選択された閾値である。制御部１１による電波送信時間の制御については、後に詳述する。

また、制御部１１は、送信部１２による電波の送信及び受信部１３による電波の受信に基づいて、対象物の検知を行う。対象物とは、例えば、レーダ装置１の周囲の歩行者、車両、建物等の構造物である。また、制御部１１は、送信部１２による電波の送信及び受信部１３による電波の受信に基づいて、レーダ装置１に対する対象物の位置、レーダ装置１に対する対象物の相対速度を算出する。制御部１１により検知及び算出された対象物に関する情報は、車両の種々の制御に用いられる。また、制御部１１は、温度センサ１４により検出されたレーダ温度を取得する。

制御部１１は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などを備えており、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで各種の制御及び演算処理を行う。

送信部１２は、制御部１１による制御に基づき、電波を送信する。受信部１３は、対象物において反射された電波を受信する。送信部１２及び受信部１３としては、周知の構成を採用することができる。

温度センサ１４は、レーダ装置１の温度をレーダ温度として直接的又は間接的に検出する。温度センサ１４は、例えばサーミスタであるが、他の種類の温度センサであってもよい。温度センサ１４は、例えば、レーダ装置１が閉じた筐体内に収容されている場合、レーダ装置１の温度として筐体内の温度を検出してもよい。また、温度センサ１４は、レーダ装置１を構成するいずれかの部品の温度を取得することとしてもよい。

温度センサ１４は、例えば、レーダ装置１の構成要素のうち例えば電源系などの耐熱性が比較的低い部分又は自己発熱が比較的大きい部分の温度が測定されるように、レーダ装置１に対して配設される。しかしながら、温度センサ１４の配設場所は、このような場所に限定されるものではなく、レーダ装置１を収納する筐体の内側の任意の一点の温度や筐体の外表面上の任意の一点の温度など、レーダ装置１の温度に比例した温度変化を示し、レーダ装置１の温度を推定するのに用いることができると考えられる点（又は領域）の温度を測定できるようにする限り、温度センサ１４の配設場所は任意でよい。

次に、図２を参照して、レーダ装置１による電波送信時間の制御処理を詳細に説明する。図２は、レーダ装置１における電波送信時間の制御処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、制御部１１は、温度センサ１４により検出されたレーダ温度Ｔｒを取得する。続いて、ステップＳ２において、制御部１１は、レーダ温度Ｔｒが所定の第１の閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１以下であると判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ３に進められる。一方、レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１以下であると判定されなかった場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、処理はステップＳ４に進められる。

ステップＳ３において、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを所定の第１の送信時間Ｔｆ１に設定する。一方、ステップＳ４において、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを所定の第２の送信時間Ｔｆ２に設定する。送信時間Ｔｆ２は、送信時間Ｔｆ１より短い時間である。

このように、レーダ装置１では、制御部１１により電波送信時間が制御されることにより、レーダ装置１の温度が高いときには、短い電波送信時間が設定されるので、レーダ装置１の発熱量が抑制される。従って、レーダ装置１によれば、レーダ装置１の熱からの保護のために電波の送信が停止されることが避けられ、レーダ装置１による対象物の検出を継続することが可能となる。

なお、図２を参照して説明した例では、レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１以下であるか否かにより、電波送信時間Ｔｔを第１の送信時間Ｔｆ１及び第２の送信時間Ｔｆ２のいずれかに設定することとしたが、電波送信時間の設定の方式はこれには限定されない。

例えば、制御部１１は、レーダ温度Ｔｒと電波送信時間Ｔｔとの関係を規定した関数に基づいて、電波送信時間Ｔｔを制御することとしてもよい。また、制御部１１は、レーダ温度Ｔｒと電波送信時間Ｔｔとの関係をマッピングしたマップ情報に基づいて、電波送信時間Ｔｔを制御することとしてもよい。

図３は、レーダ温度Ｔｒと電波送信時間Ｔｔとの関係をマッピングしたマップ情報の例を示す図である。図３に示すように、レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１以下である場合には、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを第１の送信時間Ｔｆ１に設定する。レーダ温度Ｔｒが第２の閾値Ｔ２と一致する場合には、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを第２の送信時間Ｔｆ２に設定する。第２の閾値Ｔ２は、第１の閾値Ｔ１より値が大きい。レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１を超えて第２の閾値Ｔ２以下の温度域である場合には、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを、第１の送信時間Ｔｆ１〜第２の送信時間Ｔｆ２の時間にレーダ温度Ｔｒに対してリニアに設定する。レーダ温度Ｔｒが第２の閾値Ｔ２を超える場合には、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを送信時間０に設定する。即ち、制御部１１は、電波の送信を停止させる。

また、制御部１１は、レーダ装置１がＦＭ−ＣＷ方式のレーダである場合に、電波送信時間の制御に代えて、送信する電波の周波数の変調周期を制御することにより、レーダ装置１の発熱を抑制することとしてもよい。図４は、電波送信時間の制御と周波数の変調の周期による制御との関係を示す図である。

即ち、図４には、電波送信時間Ｔｔにおける時間に対する、送信する電波の周波数Ｗの変化が示されている。この例では、送信する電波は、（時間Ｔｍ×２）の時間を変調周期として、変調されている。制御部１１は、レーダ温度Ｔｒに応じて電波送信時間Ｔｔをより短く制御することに代えて、時間Ｔｍを短く制御することにより、レーダ装置１の発熱を抑制することとしてもよい。

図５は、レーダ装置１における電波送信時間の制御処理を示すフローチャートの他の例である。例えば、車両に対象物が接近して、衝突余裕時間（ＴＴＣ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）が短くなっている状況では、電波送信時間Ｔｔを長くして利得を大きくして対象物を検知可能な距離を長くすることより、電波送信時間Ｔｔを短くして、検知した対象物の情報の更新周期を短くすることの方が有用である。このような事情に鑑みて、図５に示すような制御処理を行うこととしてもよい。

まず、ステップＳ１１において、制御部１１は、温度センサ１４により検出されたレーダ温度Ｔｒを取得する。次に、ステップＳ１２において、制御部１１は、レーダ装置１が検知した対象物に対するＴＴＣを求める。

続いて、ステップＳ１３において、制御部１１は、ＴＴＣが所定の閾値Ｔｃ１以上であるか否かを判定する。ＴＴＣが所定の閾値Ｔｃ１以上であると判定された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１４に進められる。この場合には、ステップＳ１４において、図２に示したフローチャートのステップＳ２と同様の判定処理が行われる。即ち、制御部１１は、レーダ温度Ｔｒが所定の第１の閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１以下であると判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１５に進められる。一方、レーダ温度Ｔｒが第１の閾値Ｔ１以下であると判定されなかった場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、処理はステップＳ１６に進められる。ステップＳ１５の処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ３の処理と同様である。ステップＳ１６の処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ４の処理と同様である。

一方、ステップＳ１３において、ＴＴＣが所定の閾値Ｔｃ１以上であると判定されなかった場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、処理はステップＳ１６に進められる。この場合には、車両が対象物に接近しているので、ステップＳ１６において、制御部１１は、電波送信時間Ｔｔを、第１の送信時間Ｔｆ１より短い時間である第２の送信時間Ｔｆ２に設定する。

以上のように、本実施形態のレーダ装置１によれば、レーダ装置１の温度が高いときには、電波送信時間が短くなるように制御されるので、レーダ装置１の発熱量が抑制され、レーダによる対象物の検出を継続することが可能となる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１…レーダ装置、１１…制御部、１２…送信部、１３…受信部、１４…温度センサ。

Claims (1)

1. 電波を送信し、対象物において反射された電波を受信することにより前記対象物を検知するレーダ装置であって、
   当該レーダ装置の温度であるレーダ温度を取得する取得部と、
   １度の電波の送信において連続して電波を送信する時間である電波送信時間を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記レーダ温度が第１の閾値以下、かつ前記レーダ装置が搭載されている搭載部と前記対象物とが衝突するまでの衝突余裕時間が第２の閾値より大きい場合に、前記電波送信時間を第１の送信時間にし、
   前記レーダ温度が前記第１の閾値を超えている、または前記衝突余裕時間が前記第２の閾値以下である場合に、前記電波送信時間を前記第１の送信時間と比べて短くする、
   レーダ装置。

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