JPH04177193A - ドップラ型対地車速検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音波のドツ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ツプラ型対
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 ドツプラ型対地車速検出装置は一般に、例えば特開昭６
０−２５３９９０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、音波のドツプ
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ツプラ型対地車速
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
ツ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
のドツ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か常に精度よ（検出で
きるとは限らないという問題かあることが判明した。

対地車速か精度よ（検出できない場合の一例は車両の車
速か大きい場合である。この理由は、車速か大きいほど
、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
度か大きくなり、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か歪むことで
あると推定される。

対地車速か精度よく検出てきない場合の別の例は路面の
凹凸が少ない場合である。路面の凹凸が少ない場合には
例えば路面上に水溜まりかある場合や路面かアイスバー
ンである場合かある。送信部と受信部とは同じ方向を向
いて路面に斜めに対向するように車体に取り付けられる
のか普通てあって、受信部に入射する反射波は送信部か
ら送信された送信波が路面上で乱反射したものである。

そのため、路面の凹凸が少なく、鏡面に近い場合には、
送信波が路面上でほとんど乱反射せず、受信部に入射す
る反射波の強度か低下し、その結果、対地車速の検出精
度が低下すると推定される。

以上要するに、上記開発装置には常に対地車速か精度よ
く検出できるとは限らないという問題かあるのであり、
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を含むドツ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、そ
の対地車速決定手段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 本発明に係るドツ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、対地車速決定手段か対地車速を
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。そのため、標本数変更手段を、受信部の出力信号
にやや大きな誤差が生じることを予想される場合、すな
わち、標本数の変更なしでは対地車速の検出精度か低下
することを予想される場合に標本数を増加させるように
設計すれば、受信部からの出力信号にやや大きな誤差か
含まれていてもその影響かできる限り検出対地車速に及
ばないようにされ、対地車速の検出精度の低下か抑制さ
れる。

なお、受信部の出力信号にやや大きな誤差か生じること
を予想される場合とは例えば、車速か大きい場合や路面
の凹凸が少ない場合（この場合は普通、路面の摩擦係数
が小さい場合でもある）であるから、標本数変更手段の
一態様は、車速か大きいほど標本数を増加させるものと
なり、別の態様は、路面の凹凸か少ないほど（または路
面の摩擦係数か小さいほど）標本数を増加させるものと
なる。

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
維持することか可能となり、ドツ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か得られる。

さらに、本発明に従えば、標本数か必要に応じて変更さ
れ、その必要かない場合には標本数か増加させられない
から、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か無意味に低下させられずに
済む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ツ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−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
１４．１６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ＩＯ２１２，
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（これか本
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たけ傾斜した状態（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
か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
に進行するものか受信部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１８，２０，３０．３２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、ＣＰＵ７
０．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１０．１２，２
２．２４に過大なスリップか生じないようにアクチュエ
ータ１８，２０．３０．３２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２２．２
４に過大なスリップが生じないようにアクチュエータ３
０，３２を制御するトラクション制御ルーチンを始め、
種々のプログラムか格納されている。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
ドツプラ車速（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、互いに連続した複数のドツプラ
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ツ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の出力信号に基つく推定車
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Ｒ
ＯＭ７２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、車速か１５０ｋｍ／ｈ以下である領域では車速か大
きいほと平均個数が増加し、車速カ月５０１ａｎ／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１８．２０，３０．３
２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ｌＯ，１２
，２０，２２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回分のドツプラ車速を個々に格納する第１〜６４ド
ツプラ車速メモリ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
とか設けられている。

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れば、超音波センサ４８の送信
部５０から一定の送信周波数ｆ１を有する超音波が送信
されるとともに、ＣＰＵ７０か第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Ｓｌ（以下、単に８１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が経過したか否か、す
なわち、タイマの計測時間ｔか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
か終了するか、そうであればＳ２以後のステップか実行
される。すなわち、本ルーチンの実質的な実行が２．５
ｍｓか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ドツプラ車速メモリ８４に
格納されているドツプラ車速かそれぞれ第１〜６３ドツ
プラ車速メモリ８４に移送される。

第１．〜６３ドツプラ車速メモリ８４の各内容か１回分
た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ｆ７か決定され、前記送信周波数ｆ、
から受信周波数ｆ、を差し引いた値がドツプラシフトΔ
ｆとして算出され、そのドツプラシフトΔｆと次式て表
されるドツプラ車速算出用関数（これもＲＯＭ７２に格
納されている）とを用いてドツプラ車速Ｖ。か算出され
る。

Ｃ・Δｆ Ｖｏ＝□ ２−Ｌ　　・ｃｏｓ　θ＋Δｆ−ｃｏｓ　θただし、 Ｃ：超音波の音速 θ、送信部５０および受信部５２の、車両進行方向に対
する角度 続いて、Ｓ４において、その算出されたドツプラ車速Ｖ
Ｄか第６４ドツプラ車速メモリ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
か決定され、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ｖ６か決定され
る。例えば、車両制動時には、４つの車輪１０゜１２．
２２．２４のうち車輪速度か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
減速度か予め定められている上限値を超えた後には減速
度をその上限値に固定して推定車速ｖ２か決定され、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Ｖ６か決定されるのであ
る。決定された推定車速ｖ６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Ｖ、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ドツプラ車
速メモリ８４に格納されている６４個のドツプラ車速Ｖ
ｏのうち最新のｎ個の平均値、すなわち、第（６５−ｎ
）〜６４ドツプラ車速メモリ８４にそれぞれ格納されて
いるｎ個のドツプラ車速Ｖｏの平均値か対地車速Ｖｏ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か終了する。

したかって、本実施例においては、車速か太きいほと、
対地車速ｖ６を決定するのに用いるドツプラ車速ｖｒ、
の平均個数ｎか増加させられるから、受信部５２の出力
信号に誤差か生じてもその影響かできる限り検出対地車
速ｖ６に及ばずに済むこととなって、対地車速ｖ６の検
出精度が車速の大小とはほぼ無関係に良好に維持される
という効果か得られる。

ドツプラ車速■、の平均個数ｎか増加すると、車速の実
際の変化に対する検出対地車速ｖ６の応答性が低下する
恐れかある。しかし、車速か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Ｖ。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８１〜４を実行する部分か標
本車速決定手段３を構成し、コンピュータの、同図の８
７を実行する部分か対地車速決定手段４を構成し、コン
ピュータの、同図の８５および６を実行する部分か車輪
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ＶＦ、に応じて平
均個数ｎか変更されるようになっていたか、例えばドツ
プラ車速Ｖ、に応して変更したり、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ついて詳細に説明し
たが、この他にも当業者の知識に基ついて種々の変形、
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ツプラ型対地車速検
出装置を含むアンチロック／トラクション型ブレ−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ｌ・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)

1. 【特許請求の範囲】 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、 その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 を含むことを特徴とするドップラ型対地車速検出装置。