JPH07181258A - 車載用超音波計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体が上下動を伴っても、車体から送波する
超音波の反射波を的確に検出できること。 【構成】 受波した反射波の信号を増幅及び包絡線検波
した後、その振幅の大きさを検出し、また、受波する反
射波の受信レベルＥｖが超音波の反射時間と出力との関
係が、時間の経過により低下する特性の反射波の到来時
間の関数から得た閾値ＴHLとする振幅閾値手段との両出
力を比較し、振幅検出手段の出力が振幅閾値手段の閾値
ＴHLで設定した所定期間上回ったとき、目的対象からの
反射波の到来として判定する比較判別手段を有し、比較
判別手段の出力によって所定時間だけ受波した反射波を
抽出し、その増幅信号をサンプリングホールドし、信号
を電圧制御発振回路で電圧／周波数変換し、反射波に比
例した周波数をマイクロコンピュータに入力して速度を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に取付けられ
て、ナビゲーションシステム、車速検出装置、横滑り防
止装置、ＡＢＳ装置、サスペンション装置、遠心力検出
装置、ヨー角、ヨーレート検出装置等の各種速度情報を
使用する計測装置に関するもので、特に、車輌に積載し
た超音波を利用する車載用超音波計測装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の超音波を使用した速度計測装置
としては、実開昭５７−６８５７４号公報に掲載の技術
がある。この公報に掲載の技術は、別体となった送波器
から連続的に超音波を送波し、反射体から反射して得ら
れる受波を連続受信し、送波と受波の差分でドプラー周
波数を検出するものであり、現在では周知の技術となっ
ている。

【０００３】また、この種の超音波を使用した速度計測
装置としては、特開昭５９−２０３９７３号公報に掲載
の技術がある。この公報に掲載の技術は、前記公報の技
術と同様、別体となった送波器と受波器とを有し、特
に、受波器を２台とし、車体の上下振動、ノーズアッ
プ、ノーズダウンによる誤差を軽減するものである。

【０００４】これらの技術では連続的に超音波の送受信
を行なっているため、反射体の特定ができず多重反射波
等のノイズ除去が困難であった。

【０００５】そして、この種の超音波を使用した別の速
度計測装置としては、特開昭５８−３９９７１号公報に
掲載の技術がある。この公報に掲載の技術は、超音波を
パルス状に送波し、特定の反射物体である路面から反射
して受波される時点でパルス幅に対応した受信ゲートを
開き、受信波の所定波長分の時間を計測することで、ド
プラーシフト量を求め、車速を計測するものである。

【０００６】更に、この種の車載用超音波計測装置とし
ては、特開平３−２６９３８８号公報に掲載の技術があ
る。

【０００７】この技術は、送受波器から車輌の前方向或
いは前後方向の路面に所定の俯角度で超音波が放射さ
れ、放射された超音波と路面の突起の反射波の受信信号
から突起までの時間を計測し、また、路面の突起の反射
波の信号レベルと所定の閾値とを比較し、車輌前方の路
面の突起等の有無及びその大きさを検出している。そし
て、反射波が路面から帰来する時間における直線距離と
超音波の放射角度とから車高を検出し、得られたドプラ
ー周波数をもとに車速を検出している。

【０００８】即ち、図１４の車載用超音波計測装置の１
個の超音波送受波器ＴＲで送波及び受波する場合の動作
原理図に示すように、超音波を放射して路面に到達する
までの距離をＬ［ｍ］、その高さをＨ［ｍ］、その放射
角度をφ度とすれば、 Ｌ＝Ｈ／ｓｉｎφ ・・・・・・（１） となる。

【０００９】このときの伝搬距離に起因する損失Ｌoos
は、 Ｌoos ＝（拡散損）＋（伝搬損） ＝２０・ｌｏｇ（２・Ｌ）＋２・Ｌ・α ［dB］・・・（２） 但し、α：減衰定数 例えば、α100KHz＝２．１［dB/m］ α200KHz＝８．５［dB/m］ で求められる。

【００１０】一方、超音波ビーム幅θ度を狭くした場合
には、送波はエネルギーが集中するため信号成分Ｓが増
加する。また、受波では等方向性雑音に対するＳ／Ｎが
向上する。

【００１１】送受波総合の利得Ｇは、 Ｇ＝（送波利得）×（受波利得） ＝｛１０・ｌｏｇ（γ／θ² ）｝×２ ・・・・・・（３） 但し、γは、ビームが回転対称の場合、γ＝３．４×１
０⁴である。

【００１２】なお、図１４の車載用超音波計測装置の動
作原理図で、間歇的に周波数ｆ［Hz］の超音波を路面に
放射して、受波した周波数ｆo ＝ｆ− dｆ［Hz］からそ
のドプラー周波数 dｆ［Hz］を算出すると、 dｆ＝２ｆ・（Ｖ／３．６）・ｃｏｓφ／Ｃ ［Hz］・・・・・（４） 但し、Ｖ：車速 ［Km/h］ Ｃ：音速 ［m/s ］ となる。

【００１３】特に、前記公報に掲載の技術は、車体の前
後方向に等しい放射角度を有して超音波が放射され、そ
れぞれの反射波の受信信号のドプラー周波数を検出し、
その差のドプラー周波数を求めて、車体の垂直速度成分
が打消された車速を検出している。また、反射波が受信
されるまでの時間を計測することで車高を検出してい
る。

【００１４】このようにして、超音波を用いて車輌の走
行時の前方路面の突起等が検出され、かつ、車高、車速
を検出している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】この種の超音波を使用
した路面という特定の反射体に限定して反射波を選択
し、より精度を向上しようとする運動測定用超音波計測
装置は、車輌の積荷・人員状態及び走行状態における車
体の上下振動、加減速時のノーズアップ、ノーズダウン
等での車高変化により、反射波が到来するまでの時間が
変動するものであるから、パルスドップラ方式では反射
波が受信される時点を予め固定して決定しておくと、場
合によっては、車高の変動による時間的なずれによって
正しい反射波を受信できなくなり、誤差が生ずるという
問題点があった。

【００１６】そこで、本発明は、超音波送受信器の地上
高等の測定条件が変動しても、的確に目的の反射波を検
出できる車載用超音波計測装置の提供を課題とするもの
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる車載用
超音波計測装置は、車輌に取付けられ、間歇的に出力す
る超音波信号を目的対象に送波し、その反射波を受波す
る車載用超音波計測装置において、前記受波した反射波
の信号を増幅及び包絡線検波した後、その振幅の大きさ
を検出する振幅検出手段と、前記受波する反射波の予測
される振幅の大きさを反射波の到来時間の関数として設
定し、それを閾値とする振幅閾値手段との出力を比較
し、前記振幅検出手段の出力が前記振幅閾値手段の出力
を所定期間上回ったとき、目的対象からの反射波の到来
として判定するものである。

【００１８】請求項２にかかる車載用超音波計測装置
は、車輌に取付けられ、間歇的に出力される超音波信号
を超音波送受波器から目的対象に送波し、その反射波を
受波して、その受波した信号を増幅し、その増幅信号か
ら速度を得る車載用超音波計測装置において、前記受波
した反射波の信号を増幅及び包絡線検波した後、その振
幅の大きさを検出する振幅検出手段と、前記受波する反
射波の予測される振幅の大きさを反射波の到来時間の関
数として設定し、それを閾値とする振幅閾値手段とを具
備し、前記振幅検出手段の出力と前記振幅閾値手段の出
力とを比較し、前記振幅検出手段の出力が前記振幅閾値
手段の出力を所定期間上回ったとき、目的対象からの反
射波の到来として判定し、所定時間だけ受波した反射波
を抽出して速度を得るものである。

【００１９】

【作用】請求項１においては、車輌に取付けられ、間歇
的に出力する超音波信号を目的対象に送波し、受波した
反射波の信号を増幅及び包絡線検波した後、その振幅の
大きさを振幅検出手段で検出する。一方、予め、受波す
る反射波の予測される振幅の大きさを反射波の到来時間
の関数として設定した閾値を持ち、その閾値と前記振幅
閾値手段との出力を比較し、前記振幅検出手段の出力が
前記閾値を所定期間上回ったとき、目的対象からの反射
波の到来として判定し、距離または速度等を測定するも
のである。

【００２０】請求項２においては、車輌に取付けられ、
間歇的に出力する超音波信号を目的対象に送波し、受波
した反射波の信号を増幅及び包絡線検波した後、その振
幅の大きさを振幅検出手段で検出する。一方、予め、受
波する反射波の予測される振幅の大きさを反射波の到来
時間の関数として設定した閾値を持ち、その閾値と前記
振幅閾値手段との出力を比較し、前記振幅検出手段の出
力が前記閾値を所定期間上回ったとき、目的対象からの
反射波の到来として判定し、所定時間だけ受波した反射
波を抽出して速度を得るものである。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例の車載用超音波計測装
置について説明する。

【００２２】〈基本的動作説明〉図１は本発明の実施例
の車載用超音波計測装置の基本動作説明図で、（ａ）は
ペアビーム方式による車載用超音波計測装置の側面図、
（ｂ）はペアビーム方式による車載用超音波計測装置の
基本的動作説明図である。

【００２３】図１において、車輌１００の進行方向に平
行し、進行方向に対して俯角を４５度に設定した超音波
送受波器ＴＲF は、２００［KHz ］帯の超音波振動を所
定の超音波ビーム幅で路面に送波し、その反射波を受波
するものであり、車輌１００の進行方向に対して平行す
る車速（速度ベクトル）ＶＦを得るものである。具体的
には、超音波送受波器ＴＲF は車輌１００の前方中央に
配設している。超音波送受波器ＴＲR は、超音波送受波
器ＴＲF と同一特性を持ち、所定の超音波ビーム幅で超
音波を路面に送波し、その反射波を受波するものであ
り、図１（ｂ）に示すように、車輌１００の進行方向に
対して平行して配設した超音波送受波器ＴＲF に対して
１８０度角変位した位置に配設し、路面に対して俯角を
４５度に設定されており、車速（速度ベクトル）ＶＲを
得るものである。

【００２４】これら超音波送受波器ＴＲF 、超音波送受
波器ＴＲR はそれらをプリント回路基板等と共にハウジ
ングＢに収容して一体化している。そして、図１（ｂ）
に示すように、ハウジングＢは車輌１００の下面に取付
けられている。また、この実施例の超音波送受波器ＴＲ
R の超音波を放射する高さはＨ［ｍ］である。

【００２５】 車輌１００の進行方向の車速ＶＦは、 ＶＦ＝Ｖ＋△Ｖ ・・・（５） 車輌１００の反進行方向の車速ＶＲは、 ＶＲ＝Ｖ−△Ｖ ・・・（６） ただし、△Ｖはバウンシング、ピッチング等による誤車
速成分となる。したがって、ペアビーム方式による計測
車速ＰＶは、 ＰＶ＝（ＶＦ＋ＶＲ）／２＝Ｖ ・・・・・・（７） となる。

【００２６】同様に、速度ベクトルの積分、微分を行な
うことにより距離、加速度が演算でき、このとき、超音
波送受波器ＴＲF 、超音波送受波器ＴＲR は、車輌の走
行状態における車体の上下振動、ノーズアップ、ノーズ
ダウン、コーナリングによる車高変化により、反射波が
到来するまでの時間が変動することになる。したがっ
て、各超音波送受波器ＴＲF 、超音波送受波器ＴＲR 毎
に受信ゲートを開くタイミングを調整することにより、
目的とする反射波を的確に捕え、それによってドプラー
周波数を演算し、正確な速度を得る。

【００２７】〈実施例の回路構成〉図２は本発明の実施
例の車載用超音波計測装置の回路構成図である。

【００２８】図２において、内部に８ｃｈのＡ／Ｄコン
バータを有するマイクロコンピュータ１は、内部に演算
制御に必要なＲＡＭ及びＲＯＭ及び演算部等を有してい
る公知のものであり、その内部機能説明は後述する。超
音波送受波器ＴＲF は２００［KHz ］帯の超音波振動を
所定の超音波ビーム幅で送波及び受波するものである。
また、送受切替回路３は超音波送受波器ＴＲF から超音
波を出力したり、受波したりする際の切替を行なうもの
である。即ち、送受切替回路３は送信時に双方向ダイオ
ードＺＤ1 及びＺＤ2 がオンし、超音波送受波器ＴＲF
から信号が出力されると共に、受信回路の保護を行な
い、一方、受信時に双方向ダイオードＺＤ1 及びＺＤ2
はオフして、受信信号がプリアンプ４に出力される。

【００２９】送受切替回路３の双方向ダイオードＺＤ1
はトランス５の二次側に直列接続されており、そのトラ
ンス５の一次側はスイッチングトランジスタ６によっ
て、電源を供給するように接続されている。スイッチン
グトランジスタ６は１０［MHz］の外部発振周波数出力
を入力する分周回路７の出力による矩形波の２００［KH
z ］を入力し、間歇的に２００［KHz ］の信号でスイッ
チングトランジスタ６を開閉している。

【００３０】したがって、マイクロコンピュータ１が間
歇的な出力Ｐ1 を“１”とすると、分周回路７の出力は
スイッチングトランジスタ６をオン・オフし、トランス
５の二次側には高電圧の２００［KHz ］が発生し、それ
によって、超音波送受波器ＴＲF は超音波を発生する。

【００３１】送受切替回路３を介して検出された超音波
送受波器ＴＲF からの信号は、プリアンプ４で増幅さ
れ、車速等の速度変化に対応して変化する周波数を持つ
受信波を通過させるバンドパスフィルタ８を介して放射
した超音波の反射波のみを検出し、それを更にアンプ９
で増幅してコンパレータ１０に入力して２値化する。こ
のコンパレータ１０の入力の一部は、ダイオードＤ11及
びコンデンサＣ11からなる受信レベル検出回路１１に入
力され、そこで包絡線検波した後、それをマイクロコン
ピュータ１が内蔵するＡ／Ｄコンバータに入力してい
る。

【００３２】コンパレータ１０の出力信号は周波数検出
用ＰＬＬ回路１２に入力し、その出力信号としてコンパ
レータ１０の出力に比例した繰返しパルス数を出力す
る。

【００３３】詳しくは、コンパレータ１０の出力は車速
による速度変化に対応して変化する２００±５０［KHz
］程度の周波数を持つ受信波であり、これを必要な分
解能で短時間に周波数検出をするために、周波数を逓倍
する構成としている。また、コンパレータ１０の出力は
受信ゲートが開いている時間だけ意味を持つものである
から、その間の時間信号により周波数に比例した電圧を
サンプリングホールドするものである。受信ゲートが閉
じており、有効でないときにはＰＬＬ回路としての機能
を停止させ、サンプリングホールドした電圧を保持す
る。

【００３４】具体的には、電圧制御発振回路ＶＣＯの出
力を８分の１に分周したパルスとコンパレータ１０の出
力を位相差検出回路ＰＤで比較し、その位相差をローパ
スフィルターＬＰＦを介してアナログスイッチング回路
ＡＳに導き、その出力をサンプリングホールド用の抵抗
Ｒ及びコンデンサＣに入力し、また、電圧制御発振回路
ＶＣＯを介してマイクロコンピュータ１に入力してい
る。電圧制御発振回路ＶＣＯの出力は８分の１に分周す
る分周回路ＤＥＭを介して位相差検出回路ＰＤに入力し
ている。結果的に、電圧制御発振回路ＶＣＯからは８倍
したパルス繰返し周波数がマイクロコンピュータ１に入
力される。

【００３５】外気温度はサーミスタ１５により検出さ
れ、マイクロコンピュータ１の内蔵するＡ／Ｄコンバー
タの端子Ａ2in に入力されている。

【００３６】この種の超音波送受波器ＴＲF 、送受切替
回路３、トランス５、スイッチングトランジスタ６、分
周回路７からなり超音波を送波する送信回路系と、超音
波送受波器ＴＲF 、送受切替回路３、プリアンプ４、バ
ンドパスフィルタ８、アンプ９、コンパレータ１０、受
信レベル検出回路１１、周波数検出用ＰＬＬ回路１２か
らなり超音波を受波する受信回路系とからなり、超音波
送受信回路ＦＯＲＥを構成している。

【００３７】また、他の超音波送受波器ＴＲR を用いた
超音波送受信回路ＲＥＡＲについても同様の回路構成か
らなっている。なお、具体的回路構成の説明は重複する
ので、ここではその説明を省略する。

【００３８】図３は本発明の実施例の車載用超音波計測
装置の回路構成で使用したマイクロコンピュータ１の機
能構成図である。

【００３９】図３において、クロック発振器１０５によ
って駆動されている主演算制御回路（ＭＣＵ）１０１
は、このマイクロコンピュータ１を駆動制御するプログ
ラムを格納したＰＲＯＭ１０２、及び主演算制御回路１
０１の演算制御に必要なデータを格納するＳＲＡＭ１０
３、タイマ及びカウンタとして計数機能を有するタイマ
・カウンタ１０４、外部アナログ入力となる８ｃｈのＡ
／Ｄコンバータ１０６、外部ディジタル入出力となるパ
ラレルポート１０７、割込み制御を行なう割込みコント
ローラ１０８、車速演算結果をシリアルに出力するシリ
アルコミュニケーションインターフェース１０９等を有
しており、これらはデータ・アドレス・コントロールバ
ス１１０でバス結合されている。

【００４０】〈回路構成の全体基本的動作〉超音波送受
信回路ＦＯＲＥ及び超音波送受信回路ＲＥＡＲは、次の
ように動作する。なお、基本的動作は超音波送受信回路
ＦＯＲＥと超音波送受信回路ＲＥＡＲは同一であるの
で、ここでは超音波送受信回路ＦＯＲＥを中心に説明す
るが、当然、超音波送受信回路ＲＥＡＲも同様に、独立
に制御される。

【００４１】超音波送受波器ＴＲF 、超音波送受波器Ｔ
ＲR からは周波数２００［KHz ］、継続時間１［msec］
の間歇超音波を１０［msec］毎に送信するマイクロコン
ピュータ１のパラレルポート１０７の端子Ｐ1 より間歇
的出力のためのゲート信号を出力する。分周回路７の出
力によりスイッチングトランジスタ６をオン・オフ制御
し、昇圧させた２００［KHz ］の出力によって超音波送
受波器ＴＲF 、超音波送受波器ＴＲR から超音波を発生
させる。このとき、送受切替回路３は送信動作中に受信
側のプリアンプ４の入力に過大信号が加わらないように
している。

【００４２】この際の超音波送受波器ＴＲF 、超音波送
受波器ＴＲR の出力は、同時に行なう場合と時分割で行
なう場合がある。本実施例の場合は、その開きが１２０
度であり、相互干渉の可能性が低いことから、同時に超
音波送受波器ＴＲF 、超音波送受波器ＴＲR から出力し
ている。

【００４３】また、超音波送受波器ＴＲF （超音波送受
波器ＴＲR ）が路面からの反射波を受波すると、プリア
ンプ４でゲイン８０［dB］程度の増幅をした後、バンド
パスフィルタ８により略２００±５０［KHz ］の信号の
みを取出し、更に、それを増幅した後、コンパレータ１
０によって２値化し、周波数検出用ＰＬＬ回路１２に入
力して、その路面からの反射波の周波数を検出する。コ
ンパレータ１０の出力は周波数検出用ＰＬＬ回路１２に
よって、路面からの特定の反射波を検出する時間だけサ
ンプリングホールドし、その電圧を保持することによっ
て、路面からの反射波の特定の検出周波数を保持する。
電圧制御発振回路ＶＣＯの出力は８分の１に分周してフ
ィードバックさせて位相差検出回路ＰＤに入力してお
り、これによって超音波送受波器ＴＲF （超音波送受波
器ＴＲR ）に入力される反射周波数の８倍の周波数にロ
ックされるようになっている。したがって、マイクロコ
ンピュータ１で電圧制御発振回路ＶＣＯの出力をカウン
トすれば、放射した超音波周波数及び反射してきた超音
波周波数を基にドプラー周波数を検出できる。なお、本
実施例においては、車速換算で約０．５［Km/h］以上の
分解能が得られる。

【００４４】また、超音波送受信回路ＲＥＡＲについて
も同様に動作するが、その動作説明は重複するので省略
する。

【００４５】〈マイクロコンピュータによるメイン制御
動作（図４，５参照）〉図４及び図５は本発明の実施例
の車載用超音波計測装置のマイクロコンピュータ１が実
行するメインプログラムのフローチャートである。ま
た、図６は同じく割込み処理ルーチンのフローチャー
ト、図７は同じくゲート位置検出処理のフローチャー
ト、図８は同じく受信レベル閾値更新処理のフローチャ
ート、図９は同じく車速演算処理のフローチャート、図
１０は同じくビームモード判定処理のフローチャート、
図１１は同じく車速選択処理のフローチャートである。
そして、図１２は本発明の実施例の車載用超音波計測装
置の制御のタイミングチャート、図１３は図１２の要部
のタイミングチャートである。

【００４６】なお、基本的動作は超音波送受信回路ＦＯ
ＲＥと超音波送受信回路ＲＥＡＲの動作は同一であるの
で、ここでは超音波送受信回路ＦＯＲＥを中心に動作説
明するが、当然、超音波送受信回路ＲＥＡＲも同様に制
御される。

【００４７】まず、図示しない電源の投入によって、パ
ワーオンリセット回路の働きによって主演算制御回路１
０１にリセットパルスが入力され、このリセットによっ
てＰＲＯＭ１０２に格納されている図４及び図５のメイ
ンプログラムの処理を開始する。

【００４８】ステップＳ１で超音波送受信回路ＦＯＲ
Ｅ、超音波送受信回路ＲＥＡＲで使用する各種メモリ及
びカウンタ、タイマＴをクリア或いは所定の値に設定
し、各出力ポート等を初期設定するイニシャライズ処理
を行なう。特に、受信ゲートスタート開閉するタイミン
グ時間Ｔ1 からタイミング時間Ｔ2 のサーチエリア時間
及びサンプリングスタート時間Ｔs を設定する。この受
信ゲートスタート開閉するタイミング時間Ｔ1 からタイ
ミング時間Ｔ2 のサーチエリア時間は、既定値として標
準状態での車輌１００の取付け高さに対応する超音波信
号の受信時間を設定する。例えば、取付高さをＨ＝２８
０［mm］とし、超音波の放射角度をφ＝４５度、音速Ｃ
＝３４５［m/s ］とした場合、 ２×０．２８／ｓｉｎ４５×１／３４５＋０．３×１０
^-3＝２．６［msec］ となるから、通常、Ｔ1 ＝１．０［msec］、Ｔ2 ＝４．
２［msec］前後に設定される。

【００４９】ステップＳ２で１０［msec］のシーケンス
の終了を判断する１０msecシーケンス終了フラグＦ10及
びサンプリング許可フラグＦs 、メインタイマＴをクリ
アする。ステップＳ３で１００［μsec ］毎に割込みを
行なう１００［μsec ］タイマ割込みを許可し、ステッ
プＳ４で１０msecシーケンス終了フラグＦ10が降りてい
るか判断し、１０msecシーケンス終了フラグＦ10が降り
るまで待機し、以降の処理を１０［msec］毎に行なう。
１０msecシーケンス終了フラグＦ10が降りると、ステッ
プＳ５でスイッチングトランジスタ６をオンとして超音
波送受信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲの送
信ゲートを開き、ステップＳ６でメインタイマＴで１
［msec］の経過を判断し、ステップＳ７で超音波送受信
回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲの送信ゲート
を閉じる。これにより、１［msec］の超音波の間歇超音
波信号を出力することになる。即ち、図１２に示すよう
に、ステップＳ４からステップＳ７は、送信ゲートの開
をマイクロコンピュータ１の出力端子Ｐ1 の１０［mse
c］毎に１［msec］間の“１”によって行ない、その
間、分周回路７の出力ｅ1 に示す間歇的な超音波信号と
なり、超音波送受波器ＴＲF 、超音波送受波器ＴＲR の
送波は出力ｅ2 のようになる。また、その反射波は超音
波送受波器ＴＲF または超音波送受波器ＴＲR を介して
受波され、信号ｅ3となる。

【００５０】なお、ここまでは、超音波を送波する場
合、超音波送受信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥ
ＡＲが同時に制御される。以降は、超音波送受信回路Ｆ
ＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲが個々のプログラム
で制御されるものであるが、本実施例では、説明が煩雑
になるのを防止するため共通に説明する。

【００５１】ステップＳ８で超音波送受信回路ＦＯＲＥ
（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）毎にタイマ割込みを許可
するサンプリング許可フラグＦs を立て、ステップＳ９
でフラグＦopenを閉じ、ステップＳ１０及びステップＳ
１１でフラグＦopenが開になるまで、ステップＳ１０の
『ゲート位置検出処理』ルーチンをコールし、ステップ
Ｓ１１でフラグＦopenが開になったことが確認される
と、ステップＳ１２で受信ゲートスタート時間ＴG にメ
インタイマＴの時間を設定する。ステップＳ１３で超音
波送受信回路ＦＯＲＥ（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）毎
の各受信ゲートを開とし、ステップＳ１４で０．５［ms
ec］だけ受信ゲートを開とした後、ステップＳ１５で受
信ゲートを閉とし、ステップＳ１６の処理に入る。即
ち、ステップＳ８からステップＳ１５では、各超音波送
受信回路ＦＯＲＥ（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）毎の各
受信ゲートスタート時間ＴG の到来を判断し、各超音波
送受信回路ＦＯＲＥ（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）に対
応して、反射してくる超音波を通過させる受信ゲートを
開閉するものである。

【００５２】そして、ステップＳ１６で主演算部１０１
が内蔵するカウンタCOUNT1（カウンタCOUNT2）のゲート
を開とし、サンプリングホールドされた電圧を周波数と
して検出し、ステップＳ１７においてメインタイマＴで
カウンタのゲートの開の時間が、各超音波送受信回路Ｆ
ＯＲＥ（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）毎の受信ゲートス
タート時間ＴG から２．５［msec］の経過を判断して、
カウンタの計数値をステップＳ１８で読込み及びカウン
タのゲートを閉じ、ステップＳ１９で『車速演算処理』
ルーチンをコールする。

【００５３】次に、ステップＳ２０で『受信レベル閾値
更新処理』ルーチンをコールする。そして、ステップＳ
２１で１０msecシーケンス終了フラグＦ10を立て、ステ
ップＳ２２で大気温度を読込み、ステップＳ２３で次の
車速演算に使用する比例定数のＫの値を決定し、ステッ
プＳ４以降のルーチンを繰返し、実行する。

【００５４】即ち、このルーチンでは、各超音波送受信
回路ＦＯＲＥ（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）は、１０
［msec］毎に図１２、図１３に示すように、ステップＳ
５乃至ステップＳ７で１［msec］の出力Ｐ1 を発生し、
分周回路７の出力ｅ1 に示す間歇的な超音波信号を出力
する。そして、後述する『ゲート位置検出処理』ルーチ
ンのステップＳ４１及びステップＳ４２でタイミング時
間Ｔ1 からタイミング時間Ｔ2 内のサーチ時間に予測し
た反射波が到来したかを判定する。そして、『ゲート位
置検出処理』ルーチンのステップＳ４５で受波した反射
波の信号をアンプ９で増幅及び受信レベル検出回路１１
で包絡線検波した後、その振幅の大きさをマイクロコン
ピュータ１で検出し、それを前記受波する反射波の予測
される振幅の大きさを反射波の到来時間の関数として設
定した閾値ＴHLと比較し、ステップＳ４６乃至ステップ
Ｓ４８で閾値ＴHLを所定期間上回ったと判定されたと
き、目的対象としての道路からの反射波の到来として判
定し、ステップＳ１３乃至ステップＳ１５で反射波を取
込みそして車速を算出するものである。

【００５５】〈マイクロコンピュータのタイマ割込み処
理（図６参照）〉ステップＳ３１でメインタイマＴに
「＋１」インクリメントし、ステップＳ３２でメインタ
イマＴによって１０［msec］毎の割込みのタイミングで
あるか判断し、ステップＳ３２で割込みのタイミングで
あると判断されたとき、ステップＳ３３及びステップＳ
３４で１０［msec］のシーケンスの終了を判断する１０
msecシーケンス終了フラグＦ10を降ろし、メインタイマ
Ｔをクリアする。割込みのタイミングでないと判断され
たとき、ステップＳ３３及びステップＳ３４の処理を回
避する。

【００５６】また、ステップＳ３５でサンプリング許可
フラグＦs が立っているか判断し、サンプリング許可フ
ラグＦs が立っているとき、ステップＳ３６で受信レベ
ル検出回路１１の出力によりＡ／Ｄ変換をスタートし、
ステップＳ３７でそれをバッファに書込み、このルーチ
ンを脱する。また、ステップＳ３５でサンプリング許可
フラグＦs が立っていないと判断されたとき、このルー
チンを脱する。

【００５７】即ち、このルーチンでは、メインタイマＴ
によって０．１［msec］毎に信号レベル検出回路１１を
介して信号レベルをサンプリングし、その信号レベルを
主演算部１０１が内蔵するバッファに格納するものであ
る。

【００５８】〈ゲート位置検出処理（図７参照）〉図４
のステップＳ１０で『ゲート位置検出処理』ルーチンが
コールされると、このルーチンの処理に入る。

【００５９】ステップＳ４１及びステップＳ４２でアナ
ログスイッチング回路ＡＳを閉じて、ドプラー周波数を
検出する予め予測されたタイミング時間Ｔ1 からタイミ
ング時間Ｔ2 内のサーチ時間にあるかを判定する。因
に、本実施例では、Ｔ1 ＝１．０［msec］、Ｔ2 ＝４．
２［msec］サーチ時間を３．２［msec］に設定してい
る。前記サーチ時間内にないとき、ステップＳ４３の処
理に進まない。

【００６０】ステップＳ４３でアナログスイッチング回
路ＡＳの開閉を意味するフラグＦopenが開であるか判断
し、このルーチンに入った当初はフラグＦopenが閉（ア
ナログスイッチング回路ＡＳの開）である。一般に、受
信レベルＥｖは前述した（２）式により、超音波の反射
の距離長、即ち、反射波の到来時間との関係で、反射波
の到来時間が長くなると、その出力が低下する特性を有
することから、前述の特性に合致すべく、予め、その反
射波の到来時間の関数でＳＴＣ（SENSIBILITYTIMING CO
NTROL）カーブの閾値ＴHLを設定しておいたマップから
閾値ＴHLを選択すべく、ステップＳ４４でＳＴＣカーブ
のマップから閾値ＴHLを選択する。ステップＳ４５で受
信レベルＥｖがその反射波の到来時間に対応するＳＴＣ
カーブからなる閾値ＴHLを超えているか判定し、このル
ーチンに入った初期においては閾値ＴHLを超えていない
から、ステップＳ５１でこのルーチンに入ったことを記
憶するフラグＦf を降ろし、ステップＳ５２で受信レベ
ルの平均値の総和Ｅｖaveを算出すべく、受信レベルＥ
ｖの加算を行ない、このルーチンを脱する。

【００６１】ステップＳ４５で受信レベルＥｖがＳＴＣ
カーブからなる閾値ＴHLを超えていると判定したとき、
ステップＳ４６でこのルーチンに入ったことを記憶する
フラグＦf が立っているか判定し、フラグＦf が立って
いないとき、ステップＳ５０でフラグＦf を立て、ま
た、このルーチンに入ったことを計数するカウンタＮａ
に「１」を設定し、ステップＳ５２で受信レベルの平均
値の総和Ｅｖａｖｅ を算出すべく、受信レベルＥｖの
加算を行ない、このルーチンを脱する。

【００６２】ステップＳ４５で受信レベルＥｖが閾値Ｔ
HLを超え、ステップＳ４６でフラグＦf が立っていると
判定したとき、ステップＳ４７でこのルーチンに入った
ことを計数するカウンタＮa に＋１インクリメントし、
ステップＳ４８でカウンタＮa の値が「３」以上になっ
たとき、即ち、０．１［msec］毎に連続して受信レベル
Ｅｖが閾値ＴHLを超えていることを意味するから、ステ
ップＳ４９でフラグＦopenを開（アナログスイッチング
回路ＡＳの閉）とし、ステップＳ５２で受信レベルの平
均値の総和Ｅｖave を算出すべく、受信レベルＥｖの加
算を行ない、このルーチンを脱する。

【００６３】即ち、このルーチンでは、図１２に示すよ
うに、ドプラー周波数を検出する予め予測されたタイミ
ング時間Ｔ1 からタイミング時間Ｔ2 内のサーチ時間内
にあるかを判定し、受信レベルＥｖが閾値ＴHLを超え、
その０．１［msec］毎のタイミングで走行条件を考慮し
て任意に設定した所定回数継続されたとき、反射波の到
来と判断して、リアルタイムにゲート位置を設定し、ア
ナログスイッチング回路ＡＳを開にするタイミングを判
断する。

【００６４】〈受信レベル閾値更新処理（図８参照）〉
図５のステップＳ２０で『受信レベル閾値更新処理』ル
ーチンがコールされると、ステップＳ６１で前回実行し
た『ゲート位置検出処理』ルーチンのステップＳ５１に
おいて受信レベルＥｖの平均値Ｅｖave を算出すべく加
算した平均値の総和Ｅｖave を用いて、次のサーチ時間
内の平均値Ｅｖave を算出し、ステップＳ６２で一次フ
ィルタとして機能させるべく過去のＮ−１回の受信レベ
ルＥｖの平均値Ｅｖave の和に今回の平均値Ｅｖave を
加算し、それを基に今回の平均値Ｅｖave を算出し、ス
テップＳ６３で今回の平均値Ｅｖave を基に、受信レベ
ルＥｖが超音波の反射の距離（反射時間）と出力との関
係を基準値としたＳＴＣカーブからなるマップ及び係数
を使用して閾値ＴHLのマップを形成する。

【００６５】即ち、このルーチンでは、前回実行した
『ゲート位置検出処理』ルーチンの受信レベルＥｖの総
和Ｅｖave を用いて、超音波送受信回路ＦＯＲＥ及び超
音波送受信回路ＲＥＡＲの現在の環境を判断すべく、過
去のＮ−１回の受信レベルＥｖの平均値Ｅｖave を用い
てＳＴＣカーブからなる閾値ＴHLのマップを更新するも
のである。

【００６６】〈車速演算処理（図９参照）〉図５のステ
ップＳ１９で『車速演算処理』ルーチンがコールされる
と、ステップＳ７１及びステップＳ７２で車輌１００の
ＦＯＲＥ側、即ち、進行方向の車速ＶＦと、ＲＥＡＲ
側、反進行方向の車速ＶＲは、（５）及び（６）式から ＶＦ＝Ｋ・ｃｏｕｎｔＸF ＶＲ＝Ｋ・ｃｏｕｎｔＸR 但し、ｃｏｕｎｔＸF ，ＸR ：カウンタの計数値 Ｋ：大気温度によって決定される係数 によって各車速の演算を行なう。そして、ステップＳ７
３で車速が速くなると計測車速が低下するからそれを補
正し、ステップＳ７４で『モード判定処理』ルーチンを
コールし、ステップＳ７５で『車速選択処理』ルーチン
をコールし、このルーチンを脱する。

【００６７】即ち、このルーチンでは、進行方向の車速
ＶＦ（ＦＯＲＥ側）と反進行方向の車速ＶＲ（ＲＥＡＲ
側）で得た各車速を算出する。

【００６８】〈ビームモード判定処理（図１０参照）〉
図９の『車速演算処理』ルーチンのステップＳ７４で
『ビームモード判定処理』ルーチンがコールされると、
ステップＳ８１でＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖをメモリ
Ａr に格納し、ステップＳ８２でＦＯＲＥ側の受信レベ
ルＥｖをメモリＡf に格納する。ステップＳ８３でメモ
リＡr に格納したＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖとメモリ
Ａf に格納したＦＯＲＥ側の受信レベルＥｖを加算し、
その和が所定の閾値Ａo より大であるか判定し、所定の
閾値Ａo より大でないときステップＳ８８で継続回数を
計数する継続回数カウンタＮe をクリアし、このルーチ
ンを脱する。メモリＡr とメモリＡf に格納した受信レ
ベルＥｖの和が所定の閾値Ａo より大であるとき、その
受信レベルＥｖに偏りがあるかを調べるため、ステップ
Ｓ８４でメモリＡf からメモリＡr を減算した値が所定
の閾値Ａo より大であるか判定し、また、ステップＳ８
５でメモリＡr からメモリＡf を減算した値が所定の閾
値Ａo より大であるか判定する。

【００６９】メモリＡf からメモリＡr を減算した値が
所定の閾値Ａo より大のとき、ステップＳ８９でモード
判定内部フラグＦｍが「１」であるか判定し、モード判
定内部フラグＦｍが「１」でないとき、ステップＳ９０
でモード判定内部フラグＦｍを「１」に設定する。ま
た、メモリＡr からメモリＡf を減算した値が所定の閾
値Ａo より大のとき、ステップＳ９１でモード判定内部
フラグＦｍが「２」であるか判定し、モード判定内部フ
ラグＦｍが「２」でないとき、ステップＳ９２でモード
判定内部フラグＦｍを「２」に設定し、モード判定内部
フラグＦｍが「２」のときには、ステップＳ９３で継続
回数を計数する継続回数カウンタＮe を＋１インクリメ
ントする。

【００７０】また、ステップＳ８４でメモリＡf からメ
モリＡr を減算した値が所定の閾値Ａo より大でなく、
ステップＳ８５でメモリＡr からメモリＡf を減算した
値が所定の閾値Ａo より大でないと判定したとき、ステ
ップＳ８６でモード判定内部フラグＦｍが「０」である
か判定し、モード判定内部フラグＦｍが「０」でないと
き、ステップＳ８７でモード判定内部フラグＦｍをクリ
アし、ステップＳ８８で継続回数を計数する継続回数カ
ウンタＮe をクリアし、このルーチンを脱する。

【００７１】そして、ステップＳ８６でモード判定内部
フラグＦｍが「０」であると判定したとき、及びステッ
プＳ８９でモード判定内部フラグＦｍが「１」であると
判定したとき、ステップＳ９３で継続回数を計数する継
続回数カウンタＮe に＋１インクリメントし、ステップ
Ｓ９４で継続回数カウンタＮe が所定の継続回数閾値Ｎ
o を超えているか否かを判断し、継続回数カウンタＮe
が所定の継続回数閾値Ｎo を超えているとき、ステップ
Ｓ９５でビームモード指定変数コードを格納するモード
指定メモリＢＭＯＤにモード判定内部フラグＦｍの値を
格納する。

【００７２】即ち、このルーチンでは、メモリＡf に格
納したＦＯＲＥ側の受信レベルＥｖとメモリＡr に格納
したＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖとが所定の値以上であ
るか判定し、受信レベルが所定値以下の場合、その振動
子による受信波は信頼性が低いと判定し、信頼性の高い
受信レベルＥｖの値を選択すべく、モード指定メモリＢ
ＭＯＤにその状態に応じたモード判定内部フラグＦｍの
値を格納する。

【００７３】〈車速選択処理（図１１参照）〉図９の
『車速演算処理』ルーチンのステップＳ７５において、
『車速選択処理』ルーチンがコールされると、ステップ
Ｓ１００でビームモード指定変数コードを格納するモー
ド指定メモリＢＭＯＤのモード判定内部フラグＦｍの値
を判定し、モード指定メモリＢＭＯＤのモード判定内部
フラグＦｍの値が「０」のとき、ステップＳ１０１で車
速ＶをＦＯＲＥ側の車速ＶＦとＲＥＡＲ側の車速ＶＲの
単純平均とする。また、モード指定メモリＢＭＯＤのモ
ード判定内部フラグＦｍの値が「１」のとき、超音波送
受波器ＴＲF 側の出力が大きいことを意味することか
ら、ステップＳ１０２で車速ＶをＦＯＲＥ側の車速ＶＦ
とする。そして、モード指定メモリＢＭＯＤのモード判
定内部フラグＦｍの値が「２」のとき、超音波送受波器
ＴＲR 側の出力が大きいことを意味することから、ステ
ップＳ１０３で車速ＶをＲＥＡＲ側の車速ＶＲとする。

【００７４】即ち、このルーチンでは、『ビームモード
判定処理』ルーチンのメモリＡf に格納したＦＯＲＥ側
の受信レベルＥｖとメモリＡr に格納したＲＥＡＲ側の
受信レベルＥｖとが所定の値以上であるか判定した結果
を受けて、一方の受信レベルＥｖのみが大きい場合に
は、車体の上下振動、ノーズアップ、ノーズダウン、コ
ーナリングによる車高変化または振動子表面への異物付
着等が発生している可能性があることから、信頼性の高
い受信レベルＥｖの側を選択すべく、モード指定メモリ
ＢＭＯＤの内容に応じて車速Ｖを決定する。

【００７５】このように、本実施例の車載用超音波計測
装置は、車輌１００に取付けられ、超音波送受波器ＴＲ
F 、超音波送受波器ＴＲR から出力ｅ2 のように間歇的
に超音波信号を路面に送波し、その反射波を受波して信
号ｅ3 とし、その受波した信号ｅ3 を増幅し、その増幅
信号をサンプリングホールド用の抵抗Ｒ及びコンデンサ
Ｃに入力し、サンプリングホールドした信号を電圧制御
発振回路ＶＣＯで電圧／周波数変換し、反射波に比例し
た周波数をマイクロコンピュータ１に入力して速度を得
る車載用超音波計測装置において、前記受波した反射波
の信号を増幅及び包絡線検波した後、その振幅の大きさ
を検出するアンプ９及び受信レベル検出回路１１及びマ
イクロコンピュータ１からなる振幅検出手段と、前記受
波する反射波の受信レベルＥｖが超音波の反射時間と出
力との関係が、時間の経過によりその閾値が低下する特
性の反射波の到来時間の関数でＳＴＣカーブのマップか
ら得た閾値ＴHLとする振幅閾値手段と、前記振幅検出手
段の出力と前記振幅閾値手段の出力とを比較し、前記振
幅検出手段の出力が前記振幅閾値手段の閾値ＴHLをステ
ップＳ４４乃至ステップＳ４８で設定した所定期間上回
ったとき、目的対象からの反射波の到来として判定する
ステップＳ１０及びステップＳ１１からなる比較判別手
段と、前記比較判別手段の出力によってステップＳ１３
乃至ステップＳ１５からなる所定時間だけ受波した反射
波を抽出し、ステップＳ１９からなる車速を得る車速演
算手段とを具備するものであり、これを請求項２の実施
例とすることができる。

【００７６】特に、本実施例では、反射波の信号を増幅
し、ダイオードＤ11及びコンデンサＣ11からなる受信レ
ベル検出回路１１に入力され、そこで包絡線検波した
後、その振幅の大きさを検出するマイクロコンピュータ
１が内蔵するＡ／Ｄコンバータからなる振幅検出手段
は、受波した反射波の信号を増幅及び受信レベル検出回
路１１で包絡線検波した後、振幅検出手段によって所定
のタイミングでサンプリングして、そのタイミング毎の
振幅の大きさを検出し、受信レベルＥｖが超音波の反射
の反射時間と出力との関係が、時間の経過によりその閾
値が低下する特性として、その反射波の到来時間の関数
でＳＴＣカーブのマップから閾値ＴHLを選択する振幅閾
値手段とを具備し、前記振幅検出手段の出力が前記振幅
閾値手段の閾値ＴHLを所定時間だけ上回ったとき、目的
の反射波が到来したとしてゲート制御のタイミングを決
定するものである。

【００７７】また、本実施例では、ペアビーム方式を採
用し、『ビームモード判定処理』及び『車速選択処理』
において、『ビームモード判定処理』ルーチンのメモリ
Ａfに格納したＦＯＲＥ側の受信レベルＥｖとメモリＡr
に格納したＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖとが所定の値
以上であるか判定した結果を受けて、一方の受信レベル
Ｅｖのみが大きい場合には、車体の上下振動、ノーズア
ップ、ノーズダウン、コーナリングによる車高変化、或
いは路面状態による信号の一次欠落または振動子表面へ
の異物付着等が発生している可能性があることから、信
頼性の高い受信レベルＥｖの側を選択すべく、モード指
定メモリＢＭＯＤの内容に応じて車速Ｖを決定するもの
である。したがって、車輌１００の走行状態において、
車体の上下振動、ノーズアップ、ノーズダウンコーナリ
ングによる車高変化、或いは路面状態による信号の一次
欠落または振動子表面への異物付着等により、超音波の
往復伝搬距離が変化し、反射波が到来するまでの時間変
化に対して、その反射波を取込むタイミングとなる受信
ゲートの開閉タイミングをリアルタイムに対応できる。
故に、各超音波送受信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路
ＲＥＡＲ毎の受信ゲートスタート時間ＴG を変更するこ
とにより、車輌１００の走行状態において、車体の上下
振動、ノーズアップ、ノーズダウンコーナリング等によ
る車高変化が、車速等の速度を検出する場合に誤差が介
在することがなくなるから、車体の上下振動を伴って
も、的確に目的の反射波を検出できる。

【００７８】そして、本実施例では、車輌１００に取付
けられ、間歇的に出力される超音波信号を超音波送受信
回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲから目的対象
を道路とし、その道路からの反射波を受波して、その受
波した信号を増幅し、その増幅信号から速度を得る車載
用超音波計測装置について説明したが、車速計測、距離
計測の違いは、出力の取扱いの違いがあるものであるか
ら、本実施例を汎用化することにより、車輌１００に取
付けられ、間歇的に出力する超音波信号を目的対象に送
波し、その反射波を受波する車載用超音波計測装置とす
ることができ、これは請求項１の実施例に相当する。

【００７９】また、目的対象を道路または車輪の構成部
分とすることにより車速、或いは特定方向の速度が得ら
れ、また、特定の建造物等とすることによりその間の距
離とすることができ、結果的に、本実施例の車載用超音
波計測装置は、その設置条件により、ヨー角、ヨーレー
トの演算もできる。更に、速度ベクトルの積分、微分を
行なうことにより、距離、加速度が演算でき、計測装置
及び制御装置に使用できる。

【００８０】即ち、得られた速度成分を使用することに
より、ナビゲーションシステムの移動距離及び移動方向
の補正、車輌速度及び横方向の速度等の速度検出装置、
横滑り防止装置、ヨーレート補正したり左右の車輪の回
転差を補正したＡＢＳ装置、ヨーレート補正したり左右
の車輪側の路面と車輌１００との車高を調整するサスペ
ンション装置等の各種速度情報を使用する計測装置及び
制御装置に使用できる。

【００８１】ところで、上記実施例では、２個の超音波
送受波器ＴＲF 、超音波送受波器ＴＲR によって２方向
の速度を検出しているが、本発明を実施する場合には、
１個の超音波送受波器のみを有するものにも適用できる
し、また、音速は車速に対して無視できる程度に速くな
いため、送受波総合の利得を上げようとして、超音波ビ
ーム幅を狭くした場合には、送波時のビームと受波時の
ビームにずれが生じるから、このときには、低速走行時
の速度の測定用に超音波送受波器、また、高速走行時の
速度の測定用に超音波受波器で反射波を受波するように
してもよい。更に、特に、車輌１００の走行方向に平行
する速度を検出する超音波送受波器を、２個の超音波送
受波器、または、超音波送波器及び超音波受波器とし、
車速に応じて反射波を受波する位置を変えると、信頼性
の高い速度検出を行なうことができる。

【００８２】また、本発明の実施例の振幅検出手段は、
受波した反射波の信号をダイオードＤ11及びコンデンサ
Ｃ11からなる受信レベル検出回路１１に入力し、そこで
包絡線検波した後、その振幅の大きさを検出するマイク
ロコンピュータ１が内蔵するＡ／Ｄコンバータからなる
ものである。しかし、本発明を実施する場合には、前記
受波した反射波の信号を増幅及び包絡線検波した後、そ
の振幅の大きさを検出できればよく、その出力形態はア
ナログ或いはディジタルまたは電圧・電流、周波数、パ
ルス数の何れでもよい。

【００８３】そして、本発明の実施例の振幅閾値手段
は、一般に、受信レベルＥｖは超音波の反射の距離長、
即ち、反射波の到来時間との関係で、反射波の到来時間
が長くなると、その出力が低下する特性を有することか
ら、予め、前述の特性に合致すべく、その反射波の到来
時間の関数でＳＴＣカーブの閾値ＴHLを設定しておき、
ステップＳ６３の処理により、前回の受信状態を加味し
て、前記基本的なマップの個々の閾値ＴHLに乗数を掛け
て今回使用する閾値ＴHLを設定し、それを選択するもの
であるが、本発明を実施する場合には、ＳＴＣカーブの
閾値ＴHLの漸近線に置換し、反射波の到来時間に反比例
する１以上の直線特性からなる閾値ＴHLを設定してもよ
いし、或いは基本的ＳＴＣカーブの閾値ＴHLを予め設定
しておき、乗数によりそれを補正してもよい。或いは複
数のＳＴＣカーブの閾値ＴHLのマップを保有していても
よい。即ち、受波する反射波の予測される振幅の大きさ
を反射波の到来時間の関数として設定し、それを閾値と
するものであればよい。

【００８４】更に、本発明の実施例の比較判別手段は、
振幅検出手段の出力と振幅閾値手段の出力とを比較し、
前記振幅検出手段の出力が前記振幅閾値手段の出力を所
定期間、即ち、所定回数だけ上回ったとき、目的対象か
らの反射波の到来として判定するものであるが、本発明
を実施する場合には、所定期間とは所定回数または所定
時間の何れであってもよい。

【００８５】更にまた、本実施例の車速演算手段は、超
音波送受波器からの信号をサンプリングホールド用の抵
抗Ｒ及びコンデンサＣに入力し、サンプリングホールド
した信号を電圧制御発振回路ＶＣＯで電圧／周波数変換
し、反射波に比例した周波数を得ているが、本発明を実
施する場合には、超音波送受波器からの信号を増幅し、
その周期を高速のクロックで直接カウントして周波数成
分を得ても良い。即ち、比較判別手段の出力によって所
定時間だけ受波した反射波を抽出して車速を判別できれ
ばよい。

【００８６】なお、上記発明の実施例では、車速の測定
について説明したが、本発明の車載用超音波計測装置
は、車輌１００に取付ける車載用超音波計測装置によっ
て、その検出される速度ベクトル成分を使用することに
より、ナビゲーションシステム、速度検出装置、横滑り
防止装置、ＡＢＳ装置、サスペンション装置等の各種速
度情報を使用する計測装置及び制御装置に使用できる。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の車載用超音波
計測装置は、車輌に取付けられ、間歇的に出力する超音
波信号を目的対象に送波し、受波した反射波の信号を増
幅及び包絡線検波した後、その振幅の大きさを振幅検出
手段で検出する。また、予め受波する反射波の予測され
る振幅の大きさを反射波の到来時間の関数として設定し
た閾値を持ち、その閾値と前記振幅閾値手段との出力を
比較し、前記振幅検出手段の出力が前記閾値を所定期間
上回ったとき、目的対象からの反射波の到来として判定
し、距離または速度等を測定するものである。

【００８８】したがって、車輌の走行状態において、車
体の上下振動、ノーズアップ、ノーズダウンコーナリン
グによる車高変化により、超音波の往復伝搬距離が変化
し、反射波が到来するまでの時間変化に対して、その反
射波を取込むタイミングとなる受信ゲートの開閉タイミ
ングをリアルタイムに対応でき、超音波送受信回路毎の
受信ゲートスタート時間を変更することにより、車体の
上下振動を伴っても的確に目的の反射波の到来を検出で
きる。

【００８９】請求項２の車載用超音波計測装置は、車輌
に取付けられ、間歇的に出力する超音波信号を目的対象
に送波し、受波した反射波の信号を増幅及び包絡線検波
した後、その振幅の大きさを振幅検出手段で検出する。
また、予め受波する反射波の予測される振幅の大きさを
反射波の到来時間の関数として設定した閾値を持ち、そ
の閾値と前記振幅閾値手段との出力を比較し、前記振幅
検出手段の出力が前記閾値を所定期間上回ったとき、目
的対象からの反射波の到来として判定し、所定時間だけ
受波した反射波を抽出して速度を得るものである。

【００９０】したがって、車輌の走行状態において、車
体の上下振動、ノーズアップ、ノーズダウンコーナリン
グによる車高変化により、超音波の往復伝搬距離が変化
し、反射波が到来するまでの時間変化に対して、その反
射波を取込むタイミングとなる受信ゲートの開閉タイミ
ングをリアルタイムに対応でき、各超音波送受信回路毎
の受信ゲートスタート時間を変更することにより、車輌
の走行状態における車体の上下振動、ノーズアップ、ノ
ーズダウンコーナリング等による車高変化が、車速等の
速度を検出する場合に誤差が介在することがなくなるか
ら、車体の上下振動を伴っても、的確に目的の反射波を
検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置の基本原理説明図である。

【図２】図２は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置の回路構成図である。

【図３】図３は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置の回路構成で使用したマイクロコンピュータの機能構
成図である。

【図４】図４は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置のマイクロコンピュータが実行するメインプログラム
の一部のフローチャートである。

【図５】図５は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置のマイクロコンピュータが実行するメインプログラム
の他の一部のフローチャートである。

【図６】図６は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置のマイクロコンピュータが実行する割込み処理ルーチ
ンのフローチャートである。

【図７】図７は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置のマイクロコンピュータが実行するゲート位置検出処
理ルーチンのフローチャートである。

【図８】図８は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置のマイクロコンピュータが実行する受信レベル閾値更
新処理ルーチンのフローチャートである。

【図９】図９は本発明の一実施例の車載用超音波計測装
置のマイクロコンピュータが実行する車速演算処理ルー
チンのフローチャートである。

【図１０】図１０は本発明の一実施例の車載用超音波計
測装置のマイクロコンピュータが実行するビームモード
判定処理ルーチンのフローチャートである。

【図１１】図１１は本発明の一実施例の車載用超音波計
測装置のマイクロコンピュータが実行する車速選択処理
ルーチンのフローチャートである。

【図１２】図１２は本発明の一実施例の車載用超音波計
測装置の制御のタイミングチャートである。

【図１３】図１３は図１２の要部のタイミングチャート
である。

【図１４】図１４は車載用超音波計測装置の１個の超音
波送受波器で送波及び受波する場合の動作原理図であ
る。

【符号の説明】

ＴＲF 超音波送受波器 ＴＲR 超音波送受波器 ＶＣＯ 電圧制御発振回路 Ｄ11 ダイオード Ｃ11 コンデンサ １ マイクロコンピュータ １１ 受信レベル検出回路 １２ 周波数検出用ＰＬＬ回路 ＦＯＲＥ 超音波送受信回路 ＲＥＡＲ 超音波送受信回路 １００ 車輌

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和郎 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輌に取付けられ、間歇的に出力する超
   音波信号を目的対象に送波し、その反射波を受波する車
   載用超音波計測装置において、 前記受波した反射波の信号を増幅及び包絡線検波した
   後、その振幅の大きさを検出する振幅検出手段と、 前記受波する反射波の予測される振幅の大きさを反射波
   の到来時間の関数として設定し、それを閾値とする振幅
   閾値手段と、 前記振幅検出手段の出力と前記振幅閾値手段の出力とを
   比較し、前記振幅検出手段の出力が前記振幅閾値手段の
   出力を所定期間上回ったとき、目的対象からの反射波の
   到来として判定する比較判別手段とを具備することを特
   徴とする車載用超音波計測装置。
2. 【請求項２】 車輌に取付けられ、間歇的に出力される
   超音波信号を超音波送受波器から目的対象に送波し、そ
   の反射波を受波して、その受波した信号を増幅し、その
   増幅信号から速度を得る車載用超音波計測装置におい
   て、 前記受波した反射波の信号を増幅及び包絡線検波した
   後、その振幅の大きさを検出する振幅検出手段と、 前記受波する反射波の予測される振幅の大きさを反射波
   の到来時間の関数として設定し、それを閾値とする振幅
   閾値手段と、 前記振幅検出手段の出力と前記振幅閾値手段の出力とを
   比較し、前記振幅検出手段の出力が前記振幅閾値手段の
   出力を所定期間上回ったとき、目的対象からの反射波の
   到来として判定する比較判別手段と、 前記比較判別手段の出力によって所定時間だけ受波した
   反射波を抽出して車速を得る車速演算手段とを具備する
   ことを特徴とする車載用超音波計測装置。