JPH07287066A - ドップラ速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は送受信信号の周波数差に基づいてド
ップラ速度の絶対値を検出し、送受信信号の周波数の大
小によりドップラ速度の方向を検出するドップラ速度検
出装置に関し、検出精度の向上を図ることを目的とす
る。 【構成】 送信器１から周波数Ｆの送信信号３を送信す
る。受信器２により受信された中心周波数Ｆ±ｆｄに信
号をプリアンプ１０、フィルタ１１、アンプ１２で成形
してミキシング回路１３及びＦ／Ｖ変換器１６に供給す
る。ミキシング回路１３は送受信信号の周波数差ｆｄを
周波数として変動する信号を出力する。送信信号３の一
部に相当する信号をＦ／Ｖ変換するＦ／Ｖ変換器１７を
設ける。２つのＦ／Ｖ変換器１６，１７の出力電圧を前
進後退判定コンパレータ１８に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドップラ速度検出装置
に係り、特に送信器から発せられる送信信号の周波数
と、受信器が受信する受信信号の周波数との差に基づい
てドップラ速度の絶対値を検出し、送信信号の周波数に
対する受信信号の周波数の大小により、ドップラ速度の
方向を検出するドップラ速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平４−２８５５８
２号公報に開示されるように、所定周波数の送信信号を
発する送信器と、この送信信号の反射波等を受信する受
信器とを設け、送受信信号の周波数差に基づいて、車速
等の物理量を検出する装置が知られている。

【０００３】すなわち上記公報には、路面に対して所定
周波数の送信信号を発する送信器と、路面からの反射波
を受信する受信器とを車両に搭載し、車速に応じて受信
信号に重畳されるドップラシフトを利用して車両の絶対
車速を検出する対地車速センサが開示されている。

【０００４】ところで、かかる装置において検出される
送受信信号の周波数差は、車速の絶対値に相当する概念
であり、その値のみから車両の進行方向を判断すること
はできない。これに対して、上記公報は、送受信信号の
周波数をそれぞれカウントし、そのカウント値より送信
信号の周波数と受信信号の周波数の大小を判定し、その
結果に基づいて車両の進行方向を判定する方法を開示し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、送受信器の指
向性にはある程度幅があること、対地車速センサにおい
ては送信信号が路面上で乱反射することを否めないこ
と、等の理由により、受信信号の周波数には、送信信号
の周波数ｆに車速に応じたドップラシフトｆｄが重畳し
た周波数ｆ−ｆｄを中心として、通常図１０（Ａ）に示
す如く広がりが認められる。

【０００６】この場合、ドップラシフトの成分ｆｄが十
分に大きな高速走行時においては、受信信号の周波数帯
と送信信号の周波数ｆとが重なることはなく、両者の大
小比較に基づいて車両の進行方向を判定することに問題
はないが、図１０（Ａ）に示す如くドップラシフト成分
ｆｄが小さく、受信信号の周波数帯と送信信号の周波数
ｆとに重なりが生ずる場合においては、車両の進行方向
を誤判定する可能性が生じ、好ましくない。

【０００７】一方、かかる弊害を除去すべくゼロクロス
コンパレータを用い、出力レベルが所定レベルを越える
成分のみを利用する構成とした場合、受信信号に重畳し
て得られた情報の一部を切り捨てることになり、正確な
ドップラシフトの検出の妨げとなる場合がある。

【０００８】特に、送信器から発せられる送信信号が、
取付け用ブラケット等を介して機械的に、又は共通の電
源ライン若しくはグランドライン等を介して電気的に、
正規の経路を経ることなく受信器に伝達されることによ
り生ずるいわゆるクロストークが、比較的大きな強度で
伝達された場合には、ドップラシフトを含む受信信号の
受信器における受信レベルが相対的に低下する事態が生
ずるが、この場合、図１０（Ｂ）に示す如く、検出すべ
き周波数成分の信号強度がゼロクロスコンパレータのス
レッショルドレベルに到達せず、その信号が全く検出で
きない事態も生じ得る。

【０００９】このように、受信信号が上記図１０（Ａ）
に示す如くある程度周波数に広がりをもって検出される
場合、ゼロクロスコンパレータを設けてその所定の周波
数領域をカットすることは必ずしも最適な手法ではな
く、新たな弊害をもたらすという問題を有していた。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、受信信号をアナログ的に処理することで、内包
される情報を切り捨てることなく有効利用することによ
り、送受信信号の周波数差検出、及び送信信号の周波数
と受信信号の周波数との大小判定とを精度良く実行し得
るドップラ速度検出装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成するドップラ速度検出装置の原理構成図を示す。すな
わち、上記の目的は、図１（Ａ）中に実線で示すよう
に、送信器Ｍ１から発せられる送信信号の周波数と、受
信器Ｍ２が受信する受信信号の周波数との差を検出する
周波数差検出手段Ｍ３と、前記受信信号を周波数−電圧
変換する周波数−電圧変換器Ｍ４と、該周波数−電圧変
換器Ｍ４の出力と所定の判定値とを比較する比較器Ｍ５
と、該比較器Ｍ５の出力に基づいて、前記送信信号の周
波数と前記受信信号の周波数の大小を判定する判定手段
Ｍ６とを備えるドップラ速度検出装置により達成され
る。

【００１２】また、図１（Ａ）中に実線及び破線で示す
ように、上記構成のドップラ速度検出装置において、前
記送信信号を周波数−電圧変換する第２の周波数−電圧
変換器Ｍ７を備え、前記比較器Ｍ５は、該第２の周波数
−電圧変換器Ｍ７の出力を前記所定の判定値として比較
処理を行うドップラ速度検出装置も有効である。

【００１３】更に、上記の目的は、図１（Ｂ）中に実線
で示すように、送信器Ｍ１から発せられる送信信号の周
波数と、受信器Ｍ２が受信する受信信号の周波数との差
を検出する周波数差検出手段Ｍ３と、前記送信信号の周
波数をカットオフ周波数として前記受信信号をフィルタ
リングするハイパス又はローパスフィルタＭ８と、該ハ
イパス又はローパスフィルタＭ８の出力信号の振幅の大
きさを所定の判定値と比較する比較器Ｍ９と、該比較器
Ｍ９の出力に基づいて、前記送信信号の周波数と前記受
信信号の周波数の大小を判定する判定手段Ｍ６とを備え
るドップラ速度検出装置によっても達成される。。

【００１４】また、図１（Ｂ）中に実線及び破線で示す
ように、上記構成のドップラ速度検出装置において、前
記送信信号の周波数をカットオフ周波数として前記受信
信号をフィルタリングするハイパス及びローパスフィル
タＭ８，Ｍ１０を共に備え、前記比較器Ｍ９は、前記ハ
イパスフィルタＭ８（Ｍ１０）の出力信号の振幅の大き
さと、前記ローパスフィルタＭ１０（Ｍ８）の出力信号
の振幅の大きさとを比較するドップラ速度検出装置も有
効である。

【００１５】そして、上記の目的は、図１（Ｃ）に示す
ように、送信器Ｍ１から発せられる送信信号と、受信器
Ｍ２が受信する受信信号とを混合する第１の混合器Ｍ１
１と、該第１の混合器Ｍ１１の出力信号と前記送信信号
又は受信信号の一方とを混合する第２の混合器Ｍ１２
と、該第２の混合器Ｍ１２の出力信号と、前記送信信号
及び受信信号のうち前記第２の混合器１２で混合対象と
されなかった信号とを混合する第３の混合器Ｍ１３と、
該第３の混合器Ｍ１３の出力に基づいて、前記送信信号
の周波数と前記受信信号の周波数の大小を判定する判定
手段Ｍ１４と、前記第１の混合器Ｍ１１の出力信号に基
づいて、前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数
との差を検出する周波数差検出手段Ｍ１５とを備えるド
ップラ速度検出装置よっても達成される。

【００１６】

【作用】本発明に係るドップラ速度検出装置の第１の態
様において、前記受信器Ｍ２には、前記送信器Ｍ１が発
する送信信号にドップラシフトが重畳してなる周波数を
中心周波数として、適当に周波数の広がりをもった受信
信号が受信される。

【００１７】そして、前記周波数−電圧変換器Ｍ４は、
前記受信器Ｍ２が受信した受信信号を周波数−電圧変換
する。ここで、上記受信信号の如く周波数の変動する信
号を周波数−電圧変換する場合、その出力電圧は変動す
る周波数の平均値に対する電圧となる。従って、前記周
波数−電圧変換器の出力電圧は、送信信号にドップラシ
フトが重畳してなる上記中心周波数に対応した値とな
る。

【００１８】このため、前記比較器Ｍ５において、前記
周波数−電圧変換器Ｍ４の出力電圧と、送信信号の周波
数に対応して設定した前記判定値とを比較した場合、ド
ップラシフトにより上記中心周波数が送信信号の周波数
に比して低下している場合と増加している場合とでは、
異なる比較結果が得られることになる。

【００１９】この結果、前記判定手段Ｍ６は、前記比較
器Ｍ５の比較結果に基づいて、送信信号の周波数と受信
信号の周波数との大小判定を精度良く行うことができ、
前記周波数差検出手段Ｍ３の検出結果と合わせて、ドッ
プラシフトによる周波数の変動幅、及び変動方向が、精
度良く検出されることになる。

【００２０】また、本発明の第２の態様において、前記
第２の周波数−電圧変換器Ｍ７は、前記送信信号につい
て周波数−電圧変換を行い、その出力電圧を判定値とし
て前記比較器Ｍ５に供給する。従って、本発明における
前記比較器Ｍ５においては、前記送信信号の周波数が変
動しても、常に送信信号の現実の周波数と受信信号の中
心周波数とが比較されることになり、更に周波数の大小
判定精度の向上が図られる。

【００２１】本発明の第３の態様において、前記ハイパ
ス又はローパスフィルタＭ８は、前記送信信号の周波数
をカットオフ周波数として前記受信信号をフィルタリン
グする。

【００２２】つまり、前記受信器Ｍ２に受信された受信
信号の中心周波数が、前記送信信号の周波数より低い場
合、該受信信号は、主に前記ハイパス又はローパスフィ
ルタＭ８のカットオフ周波数に満たない信号として処理
され、一方、その中心周波数が、前記送信信号の周波数
より高い場合は、主に前記ハイパス又はローパスフィル
タＭ８のカットオフ周波数を越える信号として処理され
る。

【００２３】従って、受信信号の中心周波数が送信信号
の周波数に比べて低い場合と高い場合とでは、その受信
信号に対する前記ハイパス又はローパスフィルタＭ８の
減衰特性に大きな差異が生ずることになり、その結果、
受信信号の中心周波数が送信信号の周波数に比べて低い
場合と高い場合とで、前記比較器Ｍ９に到達する信号の
振幅に大きな差異が生ずることになる。

【００２４】そして、前記比較器Ｍ９は、前記送信信号
の周波数を基準にして設定した所定の判定値と、前記ハ
イパス又はローパスフィルタＭ８から供給される信号の
振幅の大きさとを比較し、前記送受信信号の周波数の大
小に対応した比較結果を出力する。

【００２５】また、本発明の第４の態様においては、前
記比較器Ｍ９に、前記受信信号を前記ハイパスフィルタ
Ｍ８（Ｍ１０）で処理することで得られた信号と、前記
受信信号を前記ローパスフィルタＭ１０（Ｍ８）で処理
することで得られた信号とが供給される。

【００２６】この場合、受信信号の中心周波数が送信信
号の周波数より低い場合、前記ハイパスフィルタＭ８
（Ｍ１０）からは振幅の小さな信号が、前記ローパスフ
ィルタＭ１０（Ｍ８）からは振幅の大きな信号がそれぞ
れ出力され、一方、受信信号の中心周波数が送信信号の
周波数より高い場合は、前記ハイパスフィルタＭ８（Ｍ
１０）からは振幅の大きな信号が、前記ローパスフィル
タＭ１０（Ｍ８）からは振幅の小さな信号がそれぞれ出
力される。

【００２７】従って、前記比較器Ｍ９には、受信信号に
内包される全ての情報を反映して、かつ送受信信号の周
波数の大小に対応して形成されたレベル差の大きな２つ
の信号が供給されることになり、誤差のない比較処理が
実行されることになる。

【００２８】本発明の第５の態様において、前記第１の
混合器Ｍ１１は、送信信号（周波数Ｆ）と、該送信信号
に正又は負のドップラシフト（シフト幅＋ｆｄ、又は−
ｆｄ）が重畳されてなる信号を主体に構成された受信信
号（中心周波数Ｆ＋ｆｄ、又はＦ−ｆｄ）とを混合し、
両者の周波数差ｆｄを周波数とする第１の混合信号を生
成する。

【００２９】前記第２の混合器Ｍ１２が、該第１の混合
信号と前記送信信号とを混合する場合（図１（Ｃ）中、
一点鎖線で示す経路の場合）、該第２の混合器Ｍ１２か
らは、それらの信号の周波数差Ｆ−ｆｄを周波数とする
第２の混合信号が出力される。

【００３０】そして、前記第３の混合器により該第２の
混合信号と前記受信信号とを混合されると、両者の周波
数差に起因し、受信信号に正のドップラシフトが重畳さ
れている場合は２ｆｄを周波数とする信号が形成され、
一方受信信号に負のドップラシフトが重畳されている場
合は、ほぼ周波数が“０”の信号が形成される。

【００３１】また、前記第２の混合器Ｍ１２が、該第１
の混合信号と前記受信信号とを混合する場合（図１
（Ｃ）中、破線で示す経路の場合）、該第２の混合器Ｍ
１２からは、受信信号に正のドップラシフトが重畳され
ている場合はＦを周波数とする信号が出力され、一方受
信信号に負のドップラシフトが重畳されている場合は、
Ｆ−２ｆｄを周波数とする信号が形成される。

【００３２】そして、前記第３の混合器により該第２の
混合信号と前記送信信号とが混合されると、両者の周波
数差に起因し、受信信号に正のドップラシフトが重畳さ
れている場合は、ほぼ周波数が“０”の信号が、受信信
号に負のドップラシフトが重畳されている場合は周波数
２ｆｄの信号が、それぞれ形成される。

【００３３】つまり、前記第３の混合器Ｍ１３では、受
信信号に重畳されたドップラシフトの正負に対応して周
波数“０”、又は２ｆｄの信号が形成され、前記判定手
段Ｍ１４においては、前記第３の混合器Ｍ１３の出力信
号に周波数変動が存在するか否かにより、確実にドップ
ラシフトの符号が、すなわち送受信信号の周波数の大小
が判定される。

【００３４】

【実施例】図２は、本発明に係るドップラ速度検出装置
の第１実施例のブロック構成図を示す。尚、本実施例
は、ドップラ速度検出装置を、車載用対地車速センサに
適用した例を示したものである。

【００３５】図２において送信器１及び受信器２は、そ
れぞれ車両前後方向に所定距離離間して配設された超音
波の送信器及び受信器である。ここで、これら送信器１
及び受信器２は、送信器１から路面５に向けて発せられ
た送信信号３の反射波が、受信信号４として受信器２に
伝播されるように、両者の位置関係が調整されている。

【００３６】送信器１には、後述の如く送信切替増幅回
路６、発振回路７、送信周波数切り換え回路８、及び周
波数−電圧変換器（以下Ｆ／Ｖ変換器と称す）９より構
成される送信系から、所定周波数Ｆの発振信号が供給さ
れており、送信器１からは周波数Ｆの送信信号３が出力
される。

【００３７】受信器２には、プリアンプ１０、ローパス
及びハイパスフィルタ（以下、単にフィルタと称す）１
１、及びアンプ１２を介してミキシング回路１３が接続
されている。また、ミキシング回路１３には、上記した
送信切替増幅回路６が接続されており、送信器１に供給
する信号と同様の発振信号が供給されている。

【００３８】ところで、車両の走行中においては、送信
器１から発せられた送信信号３が受信器２に到達する過
程で、受信信号４に車速に対応したドップラシフトｆｄ
が重畳する。

【００３９】従って、当該対地車速センサを搭載した車
両が図１中右向きに走行した場合（以下、この場合を前
進とする）、送信信号３の周波数Ｆに対して受信信号４
の周波数はＦ−ｆｄとなり、また車両が図１中左向きに
走行した場合は（以下、この場合を後退とする）、受信
信号４の周波数はＦ＋ｆｄとなる。

【００４０】このため、ミキシング回路１３には、送信
切替増幅回路６からは周波数Ｆの信号が、アンプ１２か
らは周波数Ｆ±ｆｄの信号が、それぞれ供給されること
になる。

【００４１】そして、ミキシング回路２０は、これら検
出信号２１と発振信号２２とを混合することにより、具
体的には周波数Ｆ±ｆｄの信号と、周波数Ｆの信号とを
乗算することにより、両者の周波数差ｆｄを周波数とす
る低周波振動を伴った発振信号を生成する。

【００４２】ここで、ミキシング回路１３の出力は、入
力された信号の低周波成分のみを増幅して出力するロー
パスフィルタ・アンプ回路（以下、ＬＰＦ＋アンプ回路
と称す）１４に供給されている。そして、ＬＰＦ＋アン
プ回路１４の出力は、波形成形用コンパレータ１５、及
び上記したＦ／Ｖ変換器９に接続されている。

【００４３】その結果、コンパレータ１５からは、ドッ
プラシフトによる周波数変動成分ｆｄを周波数とするパ
ルス状のドップラ信号が出力されることになり、そのパ
ルスをカウントすることで、送信信号３の周波数と受信
信号４の周波数との差を検出することができる。この意
味で、上記したミキシング回路１３、及びコンパレータ
１５は、本実施例において前記した周波数差検出手段Ｍ
３に相当する。

【００４４】一方、Ｆ／Ｖ変換器９は、ＬＰＳ＋アンプ
１４の出力信号に基づいて、受信信号４に重畳されてい
るドップラシフトｆｄに対応した電圧を発生し、送信周
波数切り換え回路８に供給する。

【００４５】送信周波数切り換え回路８は、図３に示す
ように多段のコンパレータ群８_-1〜８-n、及びコンパレ
ータ群８_-1〜８-nの出力状態をデコードする中央処理装
置又はプログラマブルロジックアレイ（ＣＰＵｏｒＰＡ
Ｌ）８ａから構成されており、Ｆ／Ｖ変換器９の出力電
圧に対応した周波数切り換え信号を出力する回路であ
る。

【００４６】すなわち、受信信号に重畳されるｆｄが大
きく成長し、それに伴ってＦ／Ｖ変換器９の出力電圧が
高まると、段階的に異なる基準電圧が設定されているコ
ンパレータ８_-1〜８-nが順次ロー出力からハイ出力に切
り替わる。そして、ＣＰＵｏｒＰＡＬ８ａは、それらの
出力状態に基づいてｆｄの大きさを判断し、その値に応
じた周波数切り換え信号を出力する。

【００４７】また、送信周波数切り換え信号の供給を受
ける送信切替増幅回路６は、図３に示す如く分周回路６
ａ及びパワーアンプ６ｂにより構成されている。ここ
で、分周回路６ａは、供給される周波数切り換え信号に
基づいて適当な分周比を決定し、発振回路７から供給さ
れる発振信号をその分周比で分周する回路であり、パワ
ーアンプ６ｂは、その分周信号を適当に増幅する回路で
ある。

【００４８】つまり、本実施例の対地車速センサは、受
信器２の周波数特性を考慮し、ドップラシフトｆｄの大
きさに因らず常に受信信号４の周波数が適当な周波数帯
内に収まるよう、ｆｄに応じて送信信号の周波数Ｆを切
り換える機能を備えており、上記したＦ／Ｖ変換器９、
送信周波数切り換え回路８、及び送信切替増幅回路６
は、かかる機能を満たすべく設けられたものである。

【００４９】ところで、本実施例の対地車速センサは、
図２に示すようにアンプ１２の出力の一部を周波数−電
圧変換するＦ／Ｖ変換器１６、及び送信切替増幅回路６
の出力信号の一部、すなわち送信器１に供給される発振
信号の一部を周波数−電圧変換するＦ／Ｖ変換器１７を
備えている。

【００５０】また、これらのＦ／Ｖ変換器１６，１７の
出力端子は、それぞれ前記した比較器Ｍ５に相当する前
進後退判定コンパレータ１８の負極入力端子、及び正極
入力端子に接続されている。ここで、Ｆ／Ｖ変換器１６
は、受信信号の周波数Ｆ−ｆｄ又はＦ＋ｆｄを電圧に変
換し、一方Ｆ／Ｖ変換器１７は、送信信号３の周波数Ｆ
を電圧に変換する処理を行う。

【００５１】ところで、受信器２が受信する受信信号４
には、図４（Ａ）又は（Ｄ）に示すように、正規のドッ
プラシフトの重畳により生成される周波数Ｆ−ｆｄ又は
Ｆ＋ｆｄの信号の他、その前後にある程度の広がりをも
って形成された周波数帯の信号が含まれることは前記し
た通りであるが、かかる受信信号４をＦ／Ｖ変換した場
合、その出力電圧は、受信信号４の平均周波数に対する
電圧、すなわち周波数Ｆ−ｆｄ又はＦ＋ｆｄに対する電
圧となり、その値は、図４（Ｂ）又は（Ｅ）に示すよう
に送信信号３の周波数ＦをＦ／Ｖ変換した場合の出力電
圧とは明らかに異なる値となる。

【００５２】従って、受信信号４をＦ／Ｖ変換して得ら
れた出力電圧、及び送信信号３をＦ／Ｖ変換して得られ
た出力電圧を比較する前進後退判定コンパレータ１８か
らは、車両が前進中であってドップラシフトｆｄが負方
向に生じている場合は、図４（Ｃ）に示す如く“ハイ”
レベルの信号が、また車両が後退中であってドップラシ
フトｆｄが正方向に生じている場合は、図４（Ｆ）に示
す如く“ロー”レベルの信号が、それぞれ確実に出力さ
れることになる。

【００５３】この場合、受信信号４の中心周波数の代用
特性値であるＦ／Ｖ変換器１６の出力電圧は、受信信号
４の内容を全て反映させて求めた値である。従って、受
信信号４をディジタル処理することにより、その一部の
情報を切り捨てて中心周波数を推定する従来の手法に比
べて高い検出精度を得ることができるという効果をも有
している。

【００５４】尚、上記図２に示す対地車速センサは、送
信信号３の周波数を切り換えて出力する機能を備えてい
ることとの関係上、送信信号３についてもＦ／Ｖ変換を
施して、その結果を比較判定値として前後後退判定コン
パレータ１８に供給する構成としているが、これに限る
ものではなく、Ｆ／Ｖ変換器１７の代わりに所定の判定
電圧を発生する基準電圧回路を設けてもよい。

【００５５】すなわち、かかる構成によれば、送信信号
３の周波数変動に対する多少の検出精度の悪化は伴うも
のの、上記図２に示す構成に比べて更に構成を簡単化す
ることができ、特に送信信号３の周波数Ｆを切り換えな
い対地車速センサについては有効である。

【００５６】図５は、本発明に係るドップラ速度検出装
置の第２実施例の対地車速センサのブロック構成図を示
す。尚、同図において上記図２に示す実施例と同一の構
成部分については、同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００５７】すなわち、本実施例の対地車速センサは、
受信信号４を増幅するアンプ１２の出力の一部を、並列
に設けたローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０、及びハイパ
スフィルタ（ＨＰＦ）２１に導き、それらの出力信号を
それぞれ整流・平滑回路２２，２３で処理して前進後退
判定コンパレータ１８の正極入力端子、及び負極入力端
子に供給する点に特徴を有している。

【００５８】ここで、ローパスフィルタ２０、及びハイ
パスフィルタ２１は、それぞれ図６に示すように送信信
号３の周波数Ｆをカットオフ周波数として構成されてい
る。このため、ドップラシフトｆｄが負方向に生じ、受
信信号４の中心周波数Ｆ−ｆｄがＦに比して小さい場合
には、ローパスフィルタ２０からは大きな振幅を保った
信号が出力され、一方ハイパスフィルタ２１からは、振
幅の減衰された信号が出力され、その出力分布は、図７
（Ａ）に示す如き状況となる。

【００５９】従って、供給された信号の振幅の大きさに
相当する出力信号を生成する整流・平滑回路２２，２３
の出力を比較した場合、図７（Ｂ）に示すようにローパ
スフィルタ２０通過後の信号が、ハイパスフィルタ２１
通過後の信号に比べて大きな値を示すことになり、この
場合前進後退判定コンパレータ１８からは図７（Ｃ）に
示す如く“ハイ”レベルの信号が出力される。

【００６０】これに対して、ドップラシフトが正方向に
生じ、受信信号の中心周波数Ｆ＋ｆｄが送信信号の周波
数Ｆに比べて大きい場合は、図７（Ｄ）に示す出力レベ
ルの関係に従い、図７（Ｅ）に示す如くハイパスフィル
タ２１通過後の出力がローパスフィルタ２０通過後の出
力に比べて大きくなり、その結果図７（Ｆ）に示すよう
に、前進後退判定コンパレータ１８からはローレベルの
信号が出力されることになる。

【００６１】このように、本実施例の対地車速センサに
おいては、比較的高価なＦ／Ｖ変換器を用いることな
く、ローパスフィルタ２０及びハイパスフィルタ２１を
設け、それらの出力信号の振幅を比較することのみによ
り確実に受信信号の中心周波数と送信信号の周波数との
大小判定を行うことができる。

【００６２】従って、本実施例によれば、上記図２に示
す対地車速センサに比べて構成の簡単化を図ることによ
り、低コスト化を実現することができるという高価をも
享受することができる。尚、本実施例においては、整流
・平滑回路２２，２３及び前進後退判定コンパレータ１
８が前記した比較器Ｍ９に相当している。

【００６３】ところで、上記図５に示す実施例は、送受
信信号の大小関係に対応して、レベル差の大きな信号を
発生させるべくローパスイルタ２０とハイパスフィルタ
２１とを共に設ける構成を採用しているが、これに限る
ものではなく、何れか一方のみを設けることによっても
同様の判定を実現することができる。

【００６４】すなわち、図５におけるローパスフィルタ
２０の出力信号、及びハイパスフィルタ２１の出力信号
は、送受信信号の周波数の大小関係に対応して、それぞ
れ独立にその強度が変化し、何れか一方のみに着目する
ことによっても、その大小関係の判断が可能である。

【００６５】従って、図５に示すローパスフィルタ２０
及びハイパスフィルタ２１の何れか一方の系統のみを存
置し、他方の系統の出力に変えて所定の基準電圧を前進
後退判定コンパレータ１８に供給することによっても、
精度良く送受信信号の周波数の大小判定を行うことが可
能であり、その場合、上記図５に示す実施例に比べて更
に構成の簡単化を実現することができる。

【００６６】図８は、本発明に係るドップラ速度検出装
置の第３実施例の対地車速センサのブロック構成図を示
す。尚、同図において上記図２又は図５中に示す構成部
分と同一の部分については、同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００６７】すなわち、本実施例の対地車速センサは、
第１のミキシング回路１３に加え、第２及び第３のミキ
シング回路３０，３１を備え、第３のミキシング回路３
１の出力信号に基づいて、パルス入力判定回路３２によ
って前進後退判定を行う点に特徴を有する装置である。

【００６８】第２のミキシング回路３０は、第１のミキ
シング回路１３の出力信号（以下、第１の混合信号と称
す）と、アンプ１２の出力信号の一部とを乗算し、両信
号の周波数差に相当する周波数で変動する第２の混合信
号を出力する回路である。

【００６９】また、第３のミキシング回路３１は、上述
した第２の混合信号と、送信切替増幅回路６から出力さ
れる送信信号の一部とを乗算し、両者の周波数差に相当
する周波数で変動する第３の混合信号を出力する回路で
ある。

【００７０】そして、パルス入力判定回路３２は、第３
のミキシング回路３１の出力信号が、後述する周波数で
変動する信号であるか、ほぼ変動のない直流信号である
かに基づいて、送受信信号の周波数の大小判定、すなわ
ち車両の前進後退判定を行う。

【００７１】以下、図９を参照して、本実施例の対地車
速センサの動作について説明する。

【００７２】図９（Ａ）中に破線で示すように、受信信
号４に負のドップラシフトｆｄが重畳されている場合、
第１の混合信号は図９（Ａ）中に実線で示すように周波
数ｆｄにピークを有する信号となる。

【００７３】また、図９（Ｅ）中に破線で示すように受
信信号４に正のドップラシフトｆｄが重畳されている場
合についても、第１の混合信号は図９（Ａ）中に実線で
示すように周波数ｆｄにピークを有する信号となる。

【００７４】次に、第２のミキシング回路３０において
第１の混合信号（周波数ｆｄ）と、アンプ１２の出力信
号（周波数Ｆ−ｆｄ又はＦ＋ｆｄ）とを混合した場合、
ドップラシフトｆｄが負の場合は図９（Ｂ）に示す如く
周波数Ｆ−２ｆｄにピークを持つ第２の混合信号が、ド
ップラシフトｆｄが正の場合は図９（Ｆ）に示す如く周
波数Ｆにピークを持つ第２の混合信号が、それぞれ生成
される。

【００７５】そして、第３のミキシング回路３０におい
て第２の混合信号（周波数Ｆ−２ｆｄ又はＦ）と、送信
信号３の一部（周波数Ｆ）とを混合した場合、ドップラ
シフトｆｄが負の場合には図９（Ｃ）に示す如く周波数
２ｆｄにピークを持つ第３の混合信号が、ドップラシフ
トｆｄが正の場合は図９（Ｇ）に示す如く周波数０にピ
ークを持つ、すなわちほぼ直流信号に等しい第３の混合
信号が、それぞれ生成される。

【００７６】従って、本実施例においては、ドップラシ
フトｆｄが負の場合には図９（Ｄ）に示す如く周波数２
ｆｄの信号がパルス入力判定回路３２で検出されるはず
であり、一方ドップラシフトｆｄが正の場合は図９
（Ｈ）に示す如く周波数０の信号がパルス入力判定回路
３２で検出されるはずである。

【００７７】つまり、パルス入力判定回路３２は、供給
される信号が所定周期で変動する信号であるか、ほぼ直
流の信号であるかを判別することで、確実に送受信信号
の周波数の大小を判定することができる。

【００７８】この際、本実施例においては、検出すべき
周波数がドップラシフトｆｄの２倍の周波数であること
から、前進にしろ後退にしろｆｄが小さな値となる低速
走行時においても、精度良くその大小判定を行うことが
できる。

【００７９】また、本実施例の対地車速センサは、上記
した各実施例と異なり、Ｆ／Ｖ変換器やハイパス又はロ
ーパスフィルタの如く、波形を積分的に処理する回路、
又は平滑的に処理する回路を用いていない。このため、
送信信号３及び受信信号４の周波数変化に対して高い応
答性を確保することができるという特長を有している。

【００８０】ところで、上記図８に示す構成は、第２の
ミキシング回路３０が混合信号の一つとして受信信号４
の一部を取り入れ、第３のミキシング回路３１が混合信
号の一つとして送信信号３の一部を取り入れる構成とし
ているが、これらの処理は、順番を入れ換えて行うこと
も可能である。

【００８１】すなわち、図８中に破線で示すように、第
２のミキシング回路３０が第１の混合信号と送信信号３
の一部とを混合し、第３のミキシング回路３１が第２の
混合信号と受信信号４の一部とを混合する構成としても
よい。

【００８２】この場合、ドップラシフトｆｄの正負に関
わらず、第２の混合信号としては周波数Ｆ−ｆｄにピー
クを持つ信号が生成され、更に第３のミキシング回路３
１においては、ドップラシフトｆｄが負の場合は周波数
０にピークを持つ信号が、またドップラシフトｆｄが正
の場合は周波数２ｆｄにピークを持つ信号が、それぞれ
第３の混合信号として生成される。

【００８３】従って、かかる構成によっても、パルス入
力判定回路３２は、供給される信号が所定周期で変動す
る信号であるか、ほぼ直流の信号であるかを判別するこ
とで、確実に送受信信号の周波数の大小を判定すること
ができる。

【００８４】尚、本実施例においては、第１〜第３のミ
キシング回路１３，３０，３１が、それぞれ前記した第
１〜第３の混合器に、パルス入力判定回路３２が、前記
した判定手段Ｍ１４に、それぞれ相当している。

【００８５】ところで、上記した各実施例は、ドップラ
速度検出装置を対地車速センサに適用した例に限定して
いるが、これに限るものではなく、本発明は、ドップラ
シフトを利用して速度等の物理量を検出する装置につい
ては広く適用することが可能である。

【００８６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、受信器により周波数の広がりをもった受信信号が受
信される場合において、受信信号に周波数−電圧変換を
施すことにより、該受信信号に内包される全ての情報を
反映させた形で、受信信号の中心周波数、すなわち送信
信号に正規のドップラシフトが重畳してなる周波数の代
用特性信号を形成することができる。

【００８７】このため、この信号の供給を受ける比較器
においては、受信信号に内包された全ての情報に基づい
て、送信信号の周波数と受信信号の周波数との大小比較
ができる。従って、本発明に係るドップラ速度検出装置
においては、周波数差検出手段の検出結果と合わせて、
送受信信号の周波数差の検出と、送受信信号の周波数の
大小比較とを共に精度良く実行することができる。

【００８８】また、請求項２記載の発明によれば、送信
信号の周波数が変動した場合においても、比較器におい
ては常に現実の送信信号の周波数と、受信信号の中心周
波数とが比較されることになり、送信信号の周波数変動
の影響を受けることなく周波数の大小比較が実行でき
る。この意味で、本発明に係るドップラ速度検出装置
は、上記請求項１記載の発明に比べて更に高い検出精度
が確保できるという特長を有している。

【００８９】また、請求項３記載の発明によれば、送信
信号の周波数をカットオフ周波数に設定したハイパス又
はローパスフィルタを設けるだけで、送受信信号の周波
数の大小に対応した代用特性信号を、受信信号に内包さ
れる全ての情報を反映させた形で形成することができ
る。このため、本発明に係るドップラ速度検出装置によ
れば、簡易な構成により精度良く送受信信号の周波数の
大小判定を行うことができる。

【００９０】更に、請求項４記載の発明によれば、受信
信号に対してハイパスフィルタ及びローパスフィルタを
並列に設けることにより、送受信信号の周波数の大小に
対応した大きなレベル差を伴う２つの信号を形成するこ
とができる。このため、本発明に係るドップラ速度検出
装置によれば、比較対象が固定値である上記請求項３記
載の発明に比べて更に高精度な大小判定が実現できる。

【００９１】そして、請求項５記載の発明によれば、混
合器を組み合わせることにより、送受信信号の大小に対
応した代用特性信号を形成することができ、上記各発明
と同様、精度よく送受信信号の周波数の大小判定を行う
ことができると共に、周波数−電圧変換器、及びフィル
タ回路を用いていないため、より高い応答性を実現する
ことができるという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドップラ速度検出装置の原理構成
図である。

【図２】本発明の第１実施例である対地車速センサのブ
ロック構成図である。

【図３】本実施例の対地車速センサの一部についての詳
細なブロック構成図である。

【図４】第１実施例に係る対地車速センサの動作を説明
するための図である。

【図５】本発明の第２実施例である対地車速センサのブ
ロック構成図である。

【図６】本実施例の対地車速センサに用いるフィルタ回
路の特性図である。

【図７】第２実施例に係る対地車速センサの動作を説明
するための図である。

【図８】本発明の第３実施例である対地車速センサのブ
ロック構成図である。

【図９】第３実施例に係る対地車速センサの動作を説明
するための図である。

【図１０】従来の対地車速センサの問題点を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

Ｍ１，１ 送信器 Ｍ２，２ 受信器 Ｍ３，Ｍ１５ 周波数差検出手段 Ｍ４，Ｍ７，１６，１７ 周波数−電圧変換器 Ｍ５，Ｍ９ 比較器 Ｍ６，Ｍ１４ 判定手段 Ｍ８，Ｍ１０ フィルタ Ｍ１１ 第１の混合器 Ｍ１２ 第２の混合器 Ｍ１３ 第３の混合器 ３ 送信信号 ４ 受信信号 １３ （第１の）ミキシング回路 １５ コンパレータ １８ 前進後退判定コンパレータ ２０ ローパスフィルタ ２１ ハイパスフィルタ ２２，２３ 整流・平滑回路 ３０ 第２のミキシング回路 ３１ 第３のミキシング回路 ３２ パルス入力判定回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信器から発せられる送信信号の周波数
   と、受信器が受信する受信信号の周波数との差を検出す
   る周波数差検出手段と、 前記受信信号を周波数−電圧変換する周波数−電圧変換
   器と、 該周波数−電圧変換器の出力と所定の判定値とを比較す
   る比較器と、 該比較器の出力に基づいて、前記送信信号の周波数と前
   記受信信号の周波数の大小を判定する判定手段とを備え
   ることを特徴とするドップラ速度検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のドップラ速度検出装置に
   おいて、 前記送信信号を周波数−電圧変換する第２の周波数−電
   圧変換器を備え、 前記比較器は、該第２の周波数−電圧変換器の出力を前
   記所定の判定値として比較処理を行うことを特徴とする
   ドップラ速度検出装置。
3. 【請求項３】 送信器から発せられる送信信号の周波数
   と、受信器が受信する受信信号の周波数との差を検出す
   る周波数差検出手段と、 前記送信信号の周波数をカットオフ周波数として前記受
   信信号をフィルタリングするハイパス又はローパスフィ
   ルタと、 該ハイパス又はローパスフィルタの出力信号の振幅の大
   きさを所定の判定値と比較する比較器と、 該比較器の出力に基づいて、前記送信信号の周波数と前
   記受信信号の周波数の大小を判定する判定手段とを備え
   ることを特徴とするドップラ速度検出装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のドップラ速度検出装置に
   おいて、 前記送信信号の周波数をカットオフ周波数として前記受
   信信号をフィルタリングするハイパス及びローパスフィ
   ルタを共に備え、 前記比較器は、前記ハイパスフィルタの出力信号の振幅
   の大きさと、前記ローパスフィルタの出力信号の振幅の
   大きさとを比較することを特徴とするドップラ速度検出
   装置。
5. 【請求項５】 送信器から発せられる送信信号と、受信
   器が受信する受信信号とを混合する第１の混合器と、 該第１の混合器の出力信号と前記送信信号又は受信信号
   の一方とを混合する第２の混合器と、 該第２の混合器の出力信号と、前記送信信号及び受信信
   号のうち前記第２の混合器で混合対象とされなかった信
   号とを混合する第３の混合器と、 該第３の混合器の出力に基づいて、前記送信信号の周波
   数と前記受信信号の周波数の大小を判定する判定手段
   と、 前記第１の混合器の出力信号に基づいて、前記送信信号
   の周波数と前記受信信号の周波数との差を検出する周波
   数差検出手段とを備えることを特徴とするドップラ速度
   検出装置。