JPH04213089A - ドップラ型対地車速検出装置 - Google Patents

ドップラ型対地車速検出装置

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JPH04213089A
JPH04213089A JP2406338A JP40633890A JPH04213089A JP H04213089 A JPH04213089 A JP H04213089A JP 2406338 A JP2406338 A JP 2406338A JP 40633890 A JP40633890 A JP 40633890A JP H04213089 A JPH04213089 A JP H04213089A
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JP
Japan
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vehicle speed
ground vehicle
receiver
transmitter
reception
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Application number
JP2406338A
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English (en)
Inventor
Shinji Ikeda
愼治 池田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、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に関するものであ
り、特にそれの検出精度を向上させる技術に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ドップラ型対地車速検出装置は一般に、
特開昭60−253990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器と、
(b) その送信波が路面で反射した反射波を受信する
受信器と、(c) その受信器からの出力信号に基づい
て対地車速を決定する対地車速決定手段とを含むように
構成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】送信器の送信周波数が
一定であれば、対地車速が変化するのに伴って受信器の
受信周波数が変化する。具体的には、送信器および受信
器が車体にそれの進行方向に向かって配置される場合に
は対地車速の増加につれて受信周波数が増加し、逆に、
進行方向とは反対方向に向かって配置される場合には対
地車速の増加につれて受信周波数が減少するのである。 しかし、受信器はその変化領域全域について反射波を感
度よく受信できるようにはなっておらず、良好受信領域
が制限されるのが普通である。そのため、対地車速をそ
れの検出領域全域について精度よく検出することは困難
であるという問題があった。
【0004】送信器および受信器は路面に直に臨まされ
て車体に取り付けられるのが普通である。そのため、そ
れら送信器および受信器のうち音波が通過する部分に泥
などの汚れが付着することがある。音波通過部分に汚れ
が付着すると、受信器に入射する反射波の強度すなわち
受信強度が不足してしまい、対地車速を精度よく検出で
きない。
【0005】以上、対地車速を精度よく検出できないと
いう問題の存在を2つの場合を例に取って説明したが、
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。
【0006】
【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨は
、前記送信器,受信器および対地車速決定手段を含むド
ップラ型対地車速検出装置において、送信器と受信器と
の少なくとも一方を2つ設けるとともに、対地車速決定
手段を、2つ設けられた送信器または受信器をそれぞれ
選択的に用いて対地車速を決定するものとしたことにあ
る。
【0007】
【作用】本発明に係るドップラ型対地車速検出装置にお
いては、対地車速決定手段により、2つ設けられた送信
器または受信器がそれぞれ選択的に用いられて対地車速
が決定される。
【0008】そのため、例えば、送信器を2つ、受信器
を1つ設け、かつ、2つ設けられた送信器を、それぞれ
互いに異なる送信周波数の下で作動するものとするとと
もに、対地車速決定手段を、対地車速が小さい場合には
、一方の送信器(送信器および受信器が対地車速の増加
につれて受信周波数が増加するように配置される場合に
は、2つの送信器のうち高い送信周波数の下で作動する
ものであるのに対し、対地車速の増加につれて受信周波
数が減少するように配置される場合には低い送信周波数
の下で作動するもの)から送信された送信波に基づく受
信周波数とその一方の送信器の送信周波数とに基づいて
対地車速を決定する一方、対地車速が大きい場合には、
他方の送信器から送信された送信波に基づく受信周波数
とその一方の送信器の送信周波数とに基づいて対地車速
を決定するものとすれば、対地車速の検出領域全域に対
応する受信周波数の変化領域が狭くなる。そのように狭
くなった受信周波数の変化領域全域を含む良好受信領域
を持つ受信器は比較的容易に取得することができるから
、そのような受信器を用いれば、対地車速の大小を問わ
ず対地車速が精度よく検出できることになる。なお、こ
の態様において、一方の送信器の作動から他方の送信器
の作動に移行する際に、先の送信器の作動終了時と後の
送信器の作動開始時との間に有閑期間を設ければ、それ
ぞれから送信される送信波が重なり合うことがなくなっ
て、送信波の混在に起因して検出精度が低下する心配を
せずに済む。
【0009】また、送信器を1つ、受信器を2つ設け、
かつ、送信器を唯一の送信周波数の下で作動するものと
し、2つ設けられた受信器を、それぞれ互いに異なる良
好受信領域を持つものとするとともに、対地車速決定手
段を、対地車速が小さい場合には、一方の受信器(送信
器および受信器が対地車速の増加につれて受信周波数が
増加するように配置される場合には、2つの受信器のう
ち低い良好受信領域を持つものであるのに対し、対地車
速の増加につれて受信周波数が減少するように配置され
る場合には、高い良好受信領域を持つもの)の受信周波
数と上記唯一の送信周波数とに基づいて対地車速を決定
する一方、対地車速が大きい場合には、他方の受信器の
受信周波数と上記唯一の送信周波数とに基づいて対地車
速を決定するものとすれば、対地車速決定手段が対地車
速を決定するのに用いる受信周波数がいずれかの受信器
に感度よく受信されたものとなって、上記の態様と同様
に、対地車速の大小を問わず対地車速が精度よく検出で
きる。
【0010】以上例示した2つの態様は、対地車速の大
小を問わず、受信器が感度よく受信した受信周波数に基
づいて対地車速が検出されるように、2つ設けられた送
信器または受信器を車速との関係において使い分けるこ
とによって対地車速の検出精度を向上させるものである
が、本発明はその他の態様でも目的を達成することがで
きる。すなわち、例えば、対地車速決定手段を、2つ設
けられた送信器または受信器のうち正常に作動するもの
(例えば前記音波通過部分に汚れが付着していないもの
)を用いて対地車速を決定するものとすれば、2つ設け
られた送信器または受信器が共に故障しない限り対地車
速が正常に検出されることとなって、対地車速の検出精
度を向上させることができるのである。
【0011】
【発明の効果】このように、本発明に従えば、対地車速
の検出精度が向上するから、例えば、その対地車速を用
いて作動する装置の作動信頼性が向上するという効果が
得られる。
【0012】なお、送信器を2つ設け、かつ、それら送
信器を車速に応じて選択的に作動させる態様で本発明を
実施する場合には、送信のために各送信器にかかる負担
が軽減され、1つの送信器で送信を行う場合よりドップ
ラ型対地車速検出装置の信頼性が向上するという特有の
効果が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。
【0014】図2に本発明の一実施例であるドップラ型
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ーキシステムを示す。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の各ブレーキ26,2
8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10,12,22,2
4の周速度である車輪速度はそれぞれ車輪速度センサ4
0,42,44,46によって検出される。
【0015】このシステムは、車体前後方向における対
地車速(これが本発明における対地車速の一態様である
)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第1送信器
50および第2送信器51と、超音波を受信する受信器
52とを備えている。それら送信器50,51および受
信器52は、自動車を真上から見た場合に車体底面54
の後端部のうち重心位置を通る前後中心線と一致する位
置に共に後向きの状態で取り付けられている。さらに、
送信器50,51および受信器52は、車両側面図であ
る図3および車両背面図である図4に示すように、車体
進行方向(図において白い矢印で示す)とは反対の方向
に対して一定角度θだけ傾斜した状態で、車体左右方向
に並んで取り付けられている。そして、各送信器50,
51から超音波が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が受信器52に入射する
【0016】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,送信器50,
51および受信器52は図5に示すコントローラ60に
接続されている。コントローラ60は、CPU70,R
OM72,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。
【0017】ROM72には図6のフローチャートで表
される対地車速決定プログラム,アンチロック制御プロ
グラム,トラクション制御プログラム,推定車速決定プ
ログラムを始め、種々のプログラムが格納されている。 アンチロック制御プログラムは、車両制動時に各車輪1
0,12,22,24に過大なスリップが生じないよう
にアクチュエータ18,20,30,32を制御するプ
ログラムである。トラクション制御プログラムは、車両
加速時に駆動輪である左右後輪22,24に過大なスリ
ップが生じないようにアクチュエータ30,32を制御
するプログラムである。それらプログラムはいずれも、
対地車速決定プログラムによる対地車速を参照しつつア
クチュエータ18,20,30,32を制御するプログ
ラムである。推定車速決定プログラムは、車輪速度セン
サ40〜46の各出力信号に基づいて4つの車輪速度を
算出し、さらに、それら車輪速度に基づいて実車速を推
定するプログラムである。なお、対地車速決定プログラ
ムについては後に詳述する。
【0018】RAM74には図5に示すように、各車輪
10,12,22,24の車輪速度を個々に格納する車
輪速度メモリ80と、前記推定車速決定プログラムによ
る推定車速を格納する推定車速メモリ82と、受信器5
2から逐次取り込んだ出力信号に基づく複数の受信周波
数のうち最新の一定個数を個々に格納する受信周波数メ
モリ84と、後述の第1および第2候補対地車速をそれ
ぞれ格納する第1および第2候補対地車速メモリ86,
88と、後述の真正対地車速を格納する真正対地車速メ
モリ90とが設けられている。
【0019】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、CPU70
は前記対地車速決定プログラム,アンチロック制御プロ
グラム,トラクション制御プログラムおよび推定車速決
定プログラムをそれぞれ実行する。以下、それらプログ
ラムのうち本発明に関連の深い対地車速決定プログラム
が実行される様子のみを図6のフローチャートおよび図
1のタイムチャートに基づいて詳細に説明し、他のプロ
グラムについては説明を省略する。
【0020】まず、図6のステップS1(以下、単にS
1で表す。他のステップについても同じ)において、第
1送信器50から超音波が42kHzで送信される。こ
の送信は、S2において、1msが経過したと判定され
るまで継続される。その後、S3において、遅延時間T
Dが経過するのが待たれ、S4において、受信器52か
ら出力信号が取り込まれ、その出力信号に基づいて受信
周波数Frが算出されてRAM74の受信周波数メモリ
84に格納される。S4の実行すなわち受信器52によ
る第1受信は、S5において、受信時間Trが経過した
と判定されるまで繰り返される。
【0021】第1送信器50はそれに送信開始信号が出
されても直ちに送信強度が予定値まで立ち上がることが
できず、また、それに送信終了信号が出されても直ちに
送信強度が0に立ち下がることができない。図1におい
て、最も下の段において二点鎖線で示すグラフは、第1
送信器50に作動遅れがないと仮定した場合に受信器5
2に受信される反射波を概念的に示すものであり、また
、同じ段において破線で示すグラフは、第1送信器50
に作動遅れがある場合に受信器52に受信される反射波
を概念的に示すものである。そのため、本実施例におい
ては、送信開始信号の供給によって第1送信器50の実
際の送信強度がはじめて予定値に到達すると予想される
時期以後に受信器52による一回の第1受信が開始され
、また、送信終了信号の供給によって第1送信器50の
実際の送信強度がはじめて予定値から低下する以前にそ
の回の第1受信が終了するように、前記遅延時間TDお
よび受信時間Trの長さが選定されている。
【0022】その後、S6において、S4の複数回の実
行により受信周波数メモリ84に格納された複数の受信
周波数Frの平均値が真の受信周波数Frtとして算出
され、それと今回の送信周波数Ftである42kHzと
次の数1とを用いて、真の受信周波数Frtに対応する
対地車速Vdが第1候補対地車速Vd1 として算出さ
れ、RAM74の第1候補対地車速メモリ86に格納さ
れる。
【0023】
【数1】
【0024】ただし、 C:超音波の進行速度 θ:送信器50,51および受信器52の傾斜角度
【0
025】続いて、S7において、第2送信器51から超
音波が45kHzで送信される。この送信は、S8にお
いて、1msが経過したと判定されるまで継続される。 その後、S9において、前記S3におけると同様に、遅
延時間TDが経過するのが待たれ、S10において、前
記S4におけると同様に、受信器52からの出力信号の
取込み,受信周波数Frの算出および格納が行われる。 S10の実行すなわち受信器52による第2受信は、S
11において、受信時間Trが経過したと判定されるま
で繰り返される。その後、S12において、受信周波数
メモリ84に格納された複数の受信周波数Frの平均値
が真の受信周波数Frtとして算出された後、それと今
回の送信周波数Ftである45kHzと前記数1とを用
いて、真の受信周波数Frtに対応する対地車速Vdが
第2候補対地車速Vd2 として算出され、RAM74
の第2候補対地車速メモリ88に格納される。
【0026】その後、S13において、RAM74の推
定車速メモリ82から推定車速Veが読み出され、その
推定車速Veが60km/hより小さいか否かが判定さ
れる。そうであれば、S14において、第1候補対地車
速メモリ86から第1候補対地車速Vd1 が読み出さ
れ、それが真正対地車速VdtとしてRAM74の真正
対地車速メモリ90に格納される。一方、推定車速Ve
が60km/h以上であれば、S15において、第2候
補対地車速メモリ88から第2候補対地車速Vd2 が
読み出され、それが真正対地車速VdtとしてRAM7
4の真正対地車速メモリ90に格納される。
【0027】受信器52の受信特性すなわち受信周波数
Frに対する感度の変化を図7にグラフで表す。このグ
ラフから明らかなように、受信器52は39〜44kH
zが良好受信領域であると考えることができる。また、
超音波の進行速度Cを1224km/h(340m/s
)、送信器50,51および受信器52の傾斜角度θを
45°とした場合の、対地車速Vdに対する受信周波数
Frの変化を、送信周波数Frが42kHzである場合
と45kHzである場合とについてそれぞれ図8にグラ
フで表す。これらグラフから明らかなように、送信周波
数Ftが42kHzであれば対地車速Vdが0〜約60
km/hの領域で受信周波数Frが良好受信領域内に存
在し、また、送信周波数Ftが45kHzであれば対地
車速Vdが約20〜約125km/hの領域で受信周波
数Frが良好受信領域内に存在するから、推定車速Ve
が60km/hより小さい領域では第1送信器50に基
づく第1候補対地車速Vd1 、それ以上の領域では第
2送信器52に基づく第2候補対地車速Vd2 をそれ
ぞれ真正対地車速Vdtに決定すれば、対地車速Vdが
0〜約125km/hの領域にあれば、良好な受信感度
の下に得られた受信周波数Frに基づいて真正対地車速
Vdtが検出されることとなって、対地車速Vdの検出
精度が向上するという効果が得られる。
【0028】なお付言すれば、本実施例においては、図
1に示すように、第1送信器50の送信期間と第2送信
器51の送信期間との間に有閑期間が設けられていて、
それら送信器50,51からの2つの送信波が混在しな
いため、送信波の混在に起因して対地車速Vdの検出精
度が低下する心配をせずに済むという効果も得られる。
【0029】さらに、本実施例においては、2つの送信
器50と51とによって交互に送信が行われるから、1
つの送信器によって送信を行う場合より、各送信器50
,51にかかる負担が軽減され、送信器50,51ひい
てはドップラ型対地車速検出装置の信頼性が向上すると
いう効果も得られる。
【0030】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、図6の対地車速決定プロ
グラムを実行する部分が対地車速決定手段を構成してい
る。
【0031】別の実施例を説明する。本実施例は先の実
施例と対地車速決定プログラムのみが異なる。そのプロ
グラムを図9にフローチャートで表す。以下、本対地車
速決定プログラムの実行の様子を図9および図10に基
づいて詳細に説明する。なお、図10は、推定車速Ve
が60km/hより小さい場合を例に取って示すタイム
チャートである。
【0032】まず、S21において、推定車速Veが6
0km/hより小さいか否かが判定される。そうであれ
ば、S22および23において、第1送信器50から超
音波が42kHzで送信されることが1msの間行われ
、そうでなければ、S24および25において、第2送
信器51から超音波が45kHzで送信されることが1
msの間行われる。いずれの場合にも、S26において
、前記S3におけると同様に、遅延時間TDが経過する
のが待たれ、S27および28において、前記S4およ
び5におけると同様に、受信器52からの出力信号の取
込み,受信周波数Frの算出および格納が受信時間Tr
の間繰り返される。その後、S29において、前記S6
におけると同様に、受信周波数メモリ84に格納された
複数の受信周波数Frの平均値が真の受信周波数Frt
として算出された後、その真の受信周波数Frtと今回
の送信周波数Ft(42または45kHz)と前記数1
とを用いて、真の受信周波数Frtに対応する対地車速
Vdが真正対地車速Vdtとして算出される。
【0033】なお付言すれば、本実施例においては、図
10から明らかなように、一回の対地車速検出において
各送信器50,51による送信および受信器52による
受信がそれぞれ一回だけづつ行われるから、一回の対地
車速Vdの検出にかかるサイクルタイムの短縮を先の実
施例におけるより容易に図り得る。
【0034】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、図9の対地車速決定プロ
グラムを実行する部分が対地車速決定手段を構成してい
る。
【0035】さらに別の実施例を説明する。本実施例に
おいては、車両背面図である図11に示すように、超音
波センサ100が送信器102と第1および第2受信器
104,106とを含むものとされている。送信器10
2は超音波を唯一の送信周波数である45kHzでドッ
プラ型対地車速検出装置の作動中連続して送信するもの
とされている。また、第1受信器104は42〜45k
Hzを良好受信領域として持つものとされ、一方、第2
受信器106は39〜42kHzを良好受信領域として
持つものとされている。前記コントローラ60のROM
72には、前記対地車速決定プログラムとして図12に
示すものが格納されている。以下、本対地車速決定プロ
グラムの実行の様子を図12および図13に基づいて説
明する。なお、図13は、推定車速Veが60km/h
より小さい場合を例に取って示すタイムチャートである
【0036】まず、S41において、推定車速Veが6
0km/hより小さいか否かが判定される。そうであれ
ば、S42において、第1受信器104から出力信号が
取り込まれ、その出力信号に基づいて受信周波数Frが
算出され、それが前記受信周波数メモリ84に格納され
る。S42の実行は、S43において、受信時間Trが
経過したと判定されるまで繰り返される。これに対して
、推定車速Veが60km/h以上である場合には、S
44および45において、第2受信器106からの出力
信号の取り込み,受信周波数Frの算出および格納が受
信時間Trの間繰り返される。
【0037】いずれの場合にも、S46において、受信
周波数メモリ84に格納された複数の受信周波数Frの
平均値が真の受信周波数Frtとして算出された後、そ
れと今回の送信周波数Ft(45kHz)と前記数1と
を用いて、真の受信周波数Frtに対応する対地車速V
dが真正対地車速Vdtとして算出され、真正対地車速
メモリ90に格納される。
【0038】したがって、本実施例においては、真正対
地車速Vdtを決定するのに用いる真の受信周波数Fr
tが常に良好な受信感度の下で各受信器104,106
に受信されたものとなるから、対地車速Vdの大小を問
わず対地車速Vdが精度よく検出できるという効果が得
られる。
【0039】また、本実施例においては、唯一の送信器
102から超音波が唯一の送信周波数Ft(45kHz
)で、しかも連続して送信されるから、先の2つの実施
例におけるとは異なって、送信器102の作動遅れを勘
案することが不可欠ではなくなり、図13から明らかな
ように、一回の対地車速Vdの検出にかかるサイクルタ
イムの短縮を一層容易に図り得る。
【0040】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、図12の対地車速決定プ
ログラムを実行する部分が対地車速決定手段を構成して
いる。
【0041】なお、以上詳記した実施例においてはいず
れも、2つ設けられた送信器または受信器が推定車速V
eに応じて選択されるようになっていたが、前回の真正
対地車速Vdtに応じて選択してもよい。
【0042】以上、本発明のいくつかの実施例を図面に
基づいて詳細に説明したが、これらの他にも当業者の知
識に基づいて種々の変形,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】
【図1】本発明の一実施例であるドップラ型対地車速検
出装置における第1,第2送信器および受信器の作動の
様子を示すタイムチャートである。
【図2】そのドッ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ーキシステムの系統図であ
る。
【図3】図2における第1,第2送信器および受信器の
側面図である。
【図4】それら第1,第2送信器および受信器の正面図
である。
【図5】上記ブレーキシステムの電気系統図である。
【図6】図5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。
【図7】図2における受信器の受信特性を示すグラフで
ある。
【図8】上記ドップラ型対地車速検出装置における対地
車速と受信周波数と送信周波数と良好受信領域との関係
を示すグラフである。
【図9】別の実施例であるドップラ型対地車速検出装置
のROMに格納されているプログラムのうち図6に対応
するものを示すフローチャートである。
【図10】そのドップラ型対地車速検出装置における第
1,第2送信器および受信器の作動の様子の一例を示す
タイムチャートである。
【図11】さらに別の実施例であるドップラ型対地車速
検出装置における送信器および第1,第2受信器の正面
図である。
【図12】そのドップラ型対地車速検出装置のROMに
格納されているプログラムのうち図6に対応するものを
示すフローチャートである。
【図13】そのドップラ型対地車速検出装置における送
信器および第1,第2受信器の作動の様子の一例を示す
タイムチャートである。
【符号の説明】
48  超音波センサ 50  第1送信器 51  第2送信器 52  受信器 60  コントローラ 100  超音波センサ 102  送信器 104  第1受信器 106  第2受信器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  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
    波を送信する送信器と、その送信波が路面で反射した反
    射波を受信する受信器と、その受信器からの出力信号に
    基づいて前記対地車速を決定する対地車速決定手段とを
    含み、かつ、前記送信器と受信器との少なくとも一方が
    2つ設けられていて、前記対地車速決定手段が、2つ設
    けられた送信器または受信器をそれぞれ選択的に用いて
    前記対地車速を決定するものであることを特徴とするド
    ップラ型対地車速検出装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0235087B2 (ja) * 1982-12-06 1990-08-08 Toa Gurauto Kogyo Kk
JPH0235300B2 (ja) * 1984-11-01 1990-08-09 Canon Kk
JPH02287183A (ja) * 1989-04-28 1990-11-27 Nissan Motor Co Ltd 超音波ドップラ方式対地車速計

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