JPH051910B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は路面状況弁別装置に関するものであ
る。更に詳しくは、本発明は、ドツプラレーダを
用いて、車両走行制御に用いる路面状態を検出す
る路面状況弁別装置に係わるものである。

［従来の技術］ 従来、路面を非接触に検出する装置としてマイ
クロ波を用いたものがある。例えば、特開昭55−
155228、特開昭59−17182、特開昭58−184912に
示す路面状態判別装置がある。これは、マイクロ
波を路面に放射して、その反射強度により路面凹
凸を検出しようとしたものである。これによつて
路面が滑り易い路面であるかどうかを確実に検出
して車高調整・減衰力、ばね定数調整といつたサ
スペンシヨン制御を路面状態に応じて行い、良好
な乗り心地、操縦安定性、安全性が確保される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記発明は路面の材質、状態等が異な
れば、平らな路面でも平均対地反射強度が変化す
るため、反射強度の基準レベルを決められないと
いう欠点がある。つまり、同じ良路でも平均対地
反射強度が路面により変わるので、検出結果に誤
差が生ずる結果、反射強度の基準レベル（スレツ
シヨルドレベル）を一義的に決められないという
問題がある。

［問題が解決するための手段］ 本発明は、このような事情を背景としてなされ
たもので、第１図の基本的構成図に示すように、
車両から所定距離前方の路面に電波を発射する送
信器Ｍ１と、 上記発射電波が路面で反射された反射電波を検
出する受信器Ｍ２と、 上記検出された反射電波に応じたドツプラビー
ト信号を出力するドツプラビート信号検出手段Ｍ
３と、 上記ドツプラービート信号を所定の高周波数成
分を通過させるハイパスフイルタで濾波した信号
と、上記ドツプラービート信号を所定の低周波数
成分を通過させるローパスフイルタで濾波した信
号の差を検出することにより路面状態を検出する
路面状態弁別手段Ｍ４とを備えることを特徴とす
る路面状況弁別装置を要旨とするものである。

［作用］ ドツプラビート信号検出手段Ｍ３により検出さ
れたドツプラビート信号は路面の凹凸状態を検出
するための基礎となるデータであるが、ここで
は、路面材質等の違いによる平均対地反射強度の
誤差は存在している。この誤差を取り除くため、
路面状況弁別手段Ｍ４によつて上記ドツプラビー
ト信号検出手段Ｍ３により検出されたドツプラビ
ート信号を所定の高周波数成分を通過させるハイ
パスフイルタで濾波した信号と、所定の低周波数
成分を通過させるローパスフイルタで濾波した信
号とを得て、これら信号の差を検出する。この信
号の差は、ドツプラビート信号の中の平均受信レ
ベル（平均D.C.成分）を除去した信号になる。従
つて、このような路面状態弁別手段Ｍ４をを備え
ることにより、上記路面材質等による誤差を解消
する。

［実施例］ 以下に本発明を実施例を挙げて図面と共に説明
する。

第２図ないし第６図は本発明の路面状況弁別装
置が自動車のサスペンシヨン制御用に用いられた
一実施例を示すものである。第２図に示すように
実施例のドツプラレーダ２は自動車１の前部の床
下に取付けられ、自動車からＬ［ｍ］前方の路面
３に電波を発射し、反射電波を受信する。即ち、
自動車の床下に路面３に対し、θなる角度をもつ
て取付けられる。図中斜線部分は発射電波のビー
ム幅である。第３図はドツプラレーダ２の斜視図
で、第４図はドツプラレーダ２の分解図であり、
ドツプラレーダ２は誘電体レンズが用いられた電
波レンズ３と、電波レンズ３をその基部に取付け
る中空略角すい形のホーンアンテナ４と、ホーン
アンテナ４先端部に設けたドツプラモジユール５
と、固定部６とから構成される。

次に第５図はドツプラレーダ２の構成図で、ド
ツプラモジユール５は、結合器（カプラ）７と混
合器（ミキサ）８とガン・ダイオード等を用い、
バツテリの給電により発振する発振器９とからな
り、発振器９からのマイクロ波は結合器７を介し
て混合器８に導かれるとともに、電波レンズ３と
ホーンアンテナ４とを介して路面３へ発射され
る。発射電波が路面３で反射された反射電波は電
波レンズ３とホーンアンテナ４とを介して結合器
７に導かれ、更に混合器８に導かれる。そして混
合器８で発射電波と反射電波とは混合され、ドツ
プラビート信号が出力される。ここで車速Ｖで自
動車が走行している場合に、発射電波の周波数fo
とすると路面３からの反射電波の周波数fdは、周
知のようにドツプラー効果により次式のように増
加する。

fd＝2Vcosθ／λ＋fo …(1) 但し、λはマイクロ波の波長［ｍ］である。上
記(1)式より発射電波と反射電波の差（fd−fo）に
より得られた、 2V・cosθ／λ …(2) の周波数の信号が上述した混合器８から出力され
るドツプラビート信号に相当する。

次に第６図は本実施例の全体構成図であり、ド
ツプラモジユール５から出力されるドツプラビー
ト信号は制御回路１０で所定の演算処理をされた
後に、サスペンシヨンの減衰力・ばね定数等を変
えるアクチユエータ３０、スキツドコントロール
用のアクチユエータ４０に出力されるよう構成さ
れる。上記制御回路１０は図に示すように、不要
周波数を除去するためのバンドパスフイルタ１１
と、増幅器１２と、コンデンサ容量の小さいハイ
パスフイルタを含むフイルタ回路１３と、コンデ
ンサ容量の大きいローパスフイルタを含むフイル
タ回路１４と、差動増幅器１５と、比較器１６
と、周波数を電圧に変換して対地車速を求める
Ｆ／Ｖ変換器１７と、対地車速に応じて上記フイ
ルタ回路１３，１４のコンデンサ容量を変更する
フイルタ切替器１８と、路面の凹凸及び対地車速
とからサスペンシヨンを制御するサスペンシヨン
コントロール用のECU（電子制御回路）１９、対
地車速を利用するスキツドコントロール用の
ECU２０とから構成される。

このような構成をとることにより、ドツプラビ
ート信号はバンドパスフイルタ１１、増幅器１２
で処理され、第７図Ａのようなドツプラビート信
号となる。

ここで、マイクロ波は路面で反射する訳である
が、路面上の凸部の大きさにより、第８図に示す
様に反射される。即ち、なだらかで小さい凸部で
は同図Ａに示す様に、反射電波の相当量はホーン
アンテナ４に向かわないが、急峻で大きい凸部で
は同図Ｂに示す様に、ほとんどの反射電波がホー
ンアンテナ４に向かう。このことは、同図Ｃに示
す様に凹部がある場合も同様である。そして、凸
部又は凹部を通過してしまえば弱い反射電波だけ
がホーンアンテナ４に向かうことになる。

このため、ドツプラビート信号は、一定強度の
信号になるのではなく、路面の急峻な凸部又は凹
部を通過する際に強い（振幅の大きい）信号にな
り、第７図Ａに示す様な包絡線となる。

ちなみに、平坦な路面、中程度の凹凸のある路
面及び大きい凹凸のある路面でのドツプラビート
信号を模式的に示すと図９の様になる。

ここで、図示Ａの平坦路におけるドツプラビー
ト信号の振幅は、対地反射強度そのものに対応し
ている。この対地反射強度は、図示Ｂ、図示Ｃの
ものにも含まれており、これらにあつては凸部又
は凹部故の反射強度の影響も含まれている。この
対地反射強度は路面の材質や状態、凸部が土なの
か石なのかなどの種々の条件によつて異なる。従
つて、第７図Ａのドツプラビート信号そのものか
ら路面の凹凸を判断しようとすると、こうした路
面材質等の影響が含まれ、正しい判断をすること
が困難である。

そこで、第７図Ａのドツプラビート信号は、フ
イルタ回路１３，１４で各々濾波され、各々第７
図Ｂ，Ｃで示すような信号とされる。フイルタ回
路１３の出力は、路面状況を表しており、またフ
イルタ回路１４の出力は、悪路判別の基準となる
平均受信レベル（平均対地反射強度）を表してい
る。これらフイルタ回路１３および１４の出力を
作動増幅器１５で差分すれば、第７図Ｄのような
信号を得ることができる。

ここで、フイルタ回路１４の出力する信号Ｃ
は、平均対地反射強度であるから、路面の材質
（アスフアルト、コンクリート等）や路面の濡れ
状態などに応じて異なる。一方、フイルタ回路１
３の出力する信号Ｂはこうした平均対地反射強度
の影響、即ち路面材質等の影響を含んだ信号であ
る。

従つて、両信号Ｂ，Ｃの差分をとることで、初
めて路面材質等の影響のなくなつた信号Ｄを得る
ことができるのである。

次いで比較器１６で基準電圧（反射強度の基準
レベルを示すもの）と信号Ｄとが比較され第７図
Ｅのようなデイジタル信号が得られ、ECU１９
に出力される。

又、ドツプラビート信号ＡはＦ／Ｖ変換器１７
で車速に応じたアナログ信号に変換され、次いで
フイルタ切替器１８で基準電圧と比較される。そ
して、車速が上昇している時はフイルタ回路１
３，１４のコンデンサ容量を小さくして、それぞ
れのハイパスフイルタ及びローパスフイルタの濾
波基準値を高くして車速が速くなつたことにより
信号の周波数が上昇する影響が直接的に表れない
ようにし、又、逆に車速が下降する時はコンデン
サ容量を大きくしてそれぞれのハイパスフイルタ
及びローパスフイルタの濾波基準値を引くして車
速が遅いために信号の周波数が低くなる影響が直
接的に表れないようにする。即ち、ハイパスフイ
ルタ及びローパスフイルタの濾波基準値を車速に
応じた基準値とするのである。これによつて、高
速時と低速時とで路面状況の検出精度が大きく異
ならないようにすることができ、車速による誤差
のない路面検出をすることができるようになる。
この結果、検出精度の向上が図られる。又、Ｆ／
Ｖ変換器１７の出力はECU１９及びECU２０に
入力され、ECU１９でサスペンシヨン制御、
ECU２０でスキツドコントロールが行われる。

尚、送信器と受信器とは実施例では一体型とな
つており、ドツプラレーダ２が送信器と受信器と
に相当し、ドツプラモジユール５とバンドパスフ
イルタ１１と増幅器１２とがドツプラ信号検出手
段に相当し、フイルタ回路１３，１４と差動増幅
器器１５と比較器１６とが路面状況弁別手段に相
当する。

以上述べたように本実施例によれば、平均対地
反射強度に対して敏感に反応するフイルタ回路１
３と、鈍く反応するフイルタ回路１４とからの出
力を差動増幅器１５で差分しているので、様々な
材質、状態の路面での平均D.C.成分を除去して、
路面の凹凸による変位成分を正しく検出し得る。
又、この変位成分を用いて正確なサスペンシヨン
制御が行われる結果、悪路進入時の衝撃緩和等の
良好な乗り心地、操縦安定性を得ることができ
る。そして、フイルタ回路１３，１４のコンデン
サ容量を車速に応じて切換えているので、路面の
凹凸変位成分の検出精度を向上させることができ
る。しかも、この車速はドツプラビート信号Ａか
ら得られる対地車速を利用しているので、装置を
簡素化しうるとともに、車速センサとしても活用
でき、これによつてスキツドコントロールを行
い、高度な安全性が確保できる利点がある。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は
このような実施例に何等限定されることなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において様々なる態様
で実施し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は、ドツプラビート
信号を所定の高周波数成分を通過させるハイパス
フイルタと、所定の低周波数成分を通過させるロ
ーパスフイルタの各々濾波し、当該濾波された信
号の差を検出するので、様々な材質、状態の路面
に対して、平均D.C.成分を除去して路面の凹凸状
態を正しく検出することができる。従つて、正確
なサスペンシヨン制御が行われ、良好な乗り心
地、操縦安定性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図はドツ
プラレーダの自動車への取付位置を示す説明図、
第３図はドツプラレーダの斜視図、第４図はドツ
プラレーダの分解図、第５図はドツプラレーダの
構成図、第６図は実施例の全体構成図、第７図は
制御回路各部の出力波形の説明図、第８図は路面
の凹凸による反射電波の状態の説明図、第９図は
路面の凹凸の程度によるドツプラビート信号の模
式図を夫々表わす。 ２……ドツプラレーダ、３……電波レンズ、４
……ホーンアンテナ、５……ドツプラモジユー
ル、１３，１４……フイルタ回路、１５……差動
増幅器、１７……Ｆ／Ｖ変換器、１８……フイル
タ切替器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両から所定距離前方の路面に電波を発射す
   る送信器と、 上記発射電波が路面で反射された反射電波を検
   出する受信器と、 上記検出された反射電波に応じたドツプラビー
   ト信号を出力するドツプラビート信号検出手段
   と、 上記ドツプラービート信号を所定の高周波数成
   分を通過させるハイパスフイルタで濾波した信号
   と、上記ドツプラービート信号を所定の低周波数
   成分を通過させるローパスフイルタで濾波した信
   号との差を検出することにより路面状態を検出す
   る路面状態弁別手段とを備えることを特徴とする
   路面状況弁別装置。 ２ 前記ハイパスフイルタ及びローパスフイルタ
   における濾波の基準値を、車速に応じて増減する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   路面状況弁別装置。