JPH0798322A - 車載用車速計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一時的に車速データ欠損が発生しても、安定
した車速表示ができ、信頼性が高いこと。 【構成】 ステップＳ４０で所定の受波信号レベル以上
の信号が得られていることが判定されている間に、得ら
れた受波信号レベルからステップＳ４１乃至ステップＳ
４５により車速Ｖを算出し、ステップＳ４６でその車速
データをメモリに格納し、そのメモリに格納した過去ｎ
（ｎは整数）回分の車速データから最小２乗法により定
数を算出しておき、ステップＳ４０で所定の受波信号レ
ベル以上の信号が得られていないことが判定されたと
き、ステップＳ４７及びステップＳ５０からなる算定式
生成手段で設定された定数を用いて、ステップＳ４０３
で前記最小２乗法によって車速Ｖを算出し、ステップＳ
４０４でその車速データを前記メモリに格納し、前記算
定式生成手段で算出する定数をステップＳ５０で更新す
るものである。

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、ＡＢＳ装
置等の各種速度情報を使用する車速計測装置に関するも
ので、特に、車両に積載した超音波を利用する車載用車
速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、この種の車載用車速計測装置として
は、特開平３−２６９３８８号公報に掲載の技術があ
る。

【０００７】この技術は、送受波器から車両の前方向或
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、車両前方の路
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】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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この種の超音波を路面
或いはタイヤ等に送波し、その路面或いはタイヤ等から
の反射波を受波する車載用車速計測装置は、路面の状態
によって検出出力が急変する可能性がある。

【００１０】特に、路面の一部に陥没、穴、アスファル
ト舗装の境界端部の段差、冠水面、飛石、水飛沫等の急
激に超音波の照射部分に不連続面が存在したり、反射波
が飛石、冠水面、水飛沫等で遮られると受波した検出出
力が急激に低下し、車速データ欠損となる可能性があ
る。

【００１１】このような車速データにより車速表示を行
なうと、不安定な車速データのために、表示車速が安定
しないことになり、また、その信頼性が低下する。

【００１２】そこで、本発明は一時的に車速データ欠損
が発生しても、安定した車速表示ができ、信頼性が高い
車載用車速計測装置の提供を課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる車載用
車速計測装置は、車両に対して所定の俯角傾度を持って
超音波を送波し、その反射波を受波する超音波送受波器
の検出出力から車速を演算する車載用車速計測装置にお
いて、前記超音波送受波器の検出出力が所定の受波信号
レベル以上であるか判定する信号レベル判定手段と、前
記信号レベル判定手段で所定の受波信号レベル以上の信
号が得られていることが判定されたとき、得られた受波
信号レベルから車速を算出し、その車速データをメモリ
に格納し、そのメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）回
分の車速データから最小２乗法により定数を算出する算
定式生成手段と、前記信号レベル判定手段で所定の受波
信号レベル以上の信号が得られていないと判定されたと
き、前記算定式生成手段で設定された定数を用いて前記
最小２乗法によって想定される車速を算出し、その車速
データを前記メモリに格納し、前記算定式生成手段で算
出する定数を更新する推定補間手段とを具備するもので
ある。

【００１４】

【作用】この発明においては、超音波送受波器の検出出
力が所定の受波信号レベル以上であるか判定する信号レ
ベル判定手段で所定の受波信号レベル以上の信号が得ら
れていることが判定されたとき、得られた受波信号レベ
ルから車速を算出し、その車速データをメモリに格納
し、そのメモリに格納した過去Ｎ回分の車速データから
最小２乗法による定数を算出し、前記信号レベル判定手
段で所定の受波信号レベル以上の信号が得られないと
き、前記算定式生成手段で算出された定数を用いて前記
最小２乗法によって想定される車速を算出し、その車速
データを前記メモリに格納し、欠損した車速データを補
間する。更に、続く車速データが欠損している場合を想
定して、前記定数を更新しておく。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例の車載用車速計測装置
について説明する。

【００１６】〈算定式生成手段及び推定補間手段の原
理〉図１は車載用車速計測装置の時間と受信レベル及び
車速特性の説明図、図２は車載用車速計測装置の車速デ
ータ回数と車速特性の説明図である。

【００１７】図１において、通常の車載用車速計測装置
で車速を検出しているとき、その受信レベルは路面等の
状態によって変化する。特に、路面の一部に陥没、穴、
アスファルト舗装の境界端部の段差、冠水面、飛石、水
飛沫等の急激に超音波の照射部分に不連続面が存在した
り、反射波が飛石、冠水面、水飛沫等で遮られると受波
した受信レベルが所定の閾値よりも低下し、計測不能区
間が発生する。

【００１８】このとき、車載用車速計測装置の実測車速
は、喩え、内部に平均値化回路、積分回路等を内蔵して
いても、その出力は急激に低下し、真の車速との間に隔
りが生し、それだけ検出された車速の信頼性が低下す
る。

【００１９】そこで、図２に示すように、正常に車速が
検出できるときから、その都度、車速データをメモリに
格納しておき、その間の実測車速データの値及びその実
測車速データの変化からデータ欠損した車速データを補
間することができる。特に、実測車速データの変化を推
定する場合には、最小２乗法で推定することが望ましい
ことが発明者等の実験により確認された。

【００２０】ここで、最小２乗法を用いて実測車速デー
タの変化を推定する場合について説明する。

【００２１】まず、実測車速データの変化を推定する最
小２乗法の基本式を Ｖ＝ａｎ² ＋ｂｎ＋ｃ ・・・・・（１） とする実測車速データはｎ＝−１，−２，−３，・・
・，−(N-1) でデータ取りされている。Ｎ点の車速デー
タＶn は、ｎ＝０，−１，−２，・・・，−(N-1)を代
入することにより表現される。したがって、（１）式は Ｖn ＝ａｎ² ＋ｂｎ＋ｃ＋εn ・・・・・（２） 但し、εn は誤差となる。ここで、最小２乗法による

【００２２】

【数１】

【００２３】を最小にするａ，ｂ，ｃを求めればよいこ
とになる。即ち、

【００２４】

【数２】

【００２５】より、

【００２６】

【数３】

【００２７】よって、

【００２８】

【数４】

【００２９】ここで、（６）式の係数行列をＡとすれば

【００３０】

【数５】

【００３１】但し、

【００３２】

【数６】

【００３３】である。係数行列Ａはデータ数Ｎを決定す
れば一義的に決まる定数である。

【００３４】したがって、

【００３５】

【数７】

【００３６】によって、ａ，ｂ，ｃを求めることができ
る。

【００３７】また、Ｓ0 ，Ｓ1 ，Ｓ2 に関しては、

【００３８】

【数８】

【００３９】によって求めることができる。

【００４０】〈超音波送受波器の構成〉図３は本発明の
実施例の車載用車速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車速計測装置の側
面図、（ｂ）はペアビーム方式による車載用車速計測装
置の基本的動作説明図である。

【００４１】図３において、車両１００の進行方向に平
行し、進行方向に対して俯角を４５度に設定した前方用
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、車両１００の進行方向に対して
平行する実測車速（速度ベクトル）ＶＦを得るものであ
る。具体的には、前方用超音波送受波器ＴＲF は車両１
００の前方中央に配設している。後方用超音波送受波器
ＴＲR は、前方用超音波送受波器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３（ｂ）に示すよう
に、車両１００の進行方向に対して平行して配設した前
方用超音波送受波器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、実測車速（速度ベクトル）ＶＲを得るものであ
る。

【００４２】これら前方用超音波送受波器ＴＲF 、後方
用超音波送受波器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３（ｂ）に示すように、ハウジングＢは車両１０
０の下面に取付けられている。また、この実施例の後方
用超音波送受波器ＴＲR の超音波を放射する高さはＨ
［ｍ］である。

【００４３】 車両１００の進行方向の実測車速ＶＦは、 ＶＦ＝Ｖ＋△Ｖ ・・・（11） 車両１００の反進行方向の実測車速ＶＲは、ＶＲ＝Ｖ−△Ｖ ・・・（12） 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実測
車速ＰＶは、 ＰＶ＝（ＶＦ＋ＶＲ）／２＝Ｖ ・・・・・・（13） となる。

【００４４】〈全体回路構成〉図４は本発明の実施例の
車載用車速計測装置の回路構成図である。

【００４５】図４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（ＣＰＵ）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。前方用超音波送受波器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は前方用超音波
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。

【００４６】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
［ＫＨｚ ］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。

【００４７】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、前方用超音波送受波器ＴＲF は超音波を発生
する。

【００４８】送受切替回路３を介して検出された前方用
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超音波周
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。受信レベル閾値の決定はマイクロコンピュ
ータ１によって行なわれ、その大小の判定はＡ／Ｄコン
バータの出力との間のディジタル比較によって行なわれ
る。

【００４９】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。

【００５０】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、必要な分解能
で、短時間に周波数検出をするため、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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】そして、公知のスピードセンサのパルス入
力は、波形整形回路１６でパルス整形され、割り込み端
子ＩＮＴに入力されている。

【００５４】この種の前方用超音波送受波器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、前方用超音波送受波器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Ｐ
ＬＬ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。

【００５５】また、他の後方用超音波送受波器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。

【００５６】図５は本発明の実施例の車載用車速計測装
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。

【００５７】図５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。

【００５８】〈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。

【００５９】前方用超音波送受波器ＴＲF 、後方用超音
波送受波器ＴＲR 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
って前方用超音波送受波器ＴＲF 、後方用超音波送受波
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。

【００６０】この際の前方用超音波送受波器ＴＲF 、後
方用超音波送受波器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
きが大きく、相互干渉の可能性が低いことから、同時に
前方用超音波送受波器ＴＲＦ、後方用超音波送受波器Ｔ
ＲＲ から出力している。

【００６１】また、前方用超音波送受波器ＴＲF （後方
用超音波送受波器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［KH
z ］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１０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ＰＬ
Ｌ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、これによって前方用超音波送受波器ＴＲ
F （後方用超音波送受波器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。

【００６２】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。

【００６３】図６及び図７は本発明の実施例の車載用車
速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。

【００６４】また、図８は同じく『タイマ割込み処理』
ルーチンのフローチャート、図９は同じく『車速演算処
理』ルーチンのフローチャート、図１０は同じく『ビー
ムモード判定処理』ルーチンのフローチャート、図１１
は同じく『車速選択処理』ルーチンのフローチャート、
図１２は同じく『ゲート位置演算処理』ルーチンのフロ
ーチャートである。また、図１３は本発明の一実施例の
車載用車速計測装置の制御のタイミングチャートであ
る。そして、図１４は本発明の一実施例の車載用車速計
測装置の制御のタイミングチャートである。

【００６５】〈マイクロコンピュータによるメイン制御
動作（図６，７参照）〉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。

【００６６】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６及び図７のメイ
ンプログラムの処理を開始する。

【００６７】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時間ＴG 及びサンプリ
ングスタート時間Ｔs を設定する。受信ゲートスタート
時間ＴG は、既定値として標準状態での車両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、取付高さ位置をＨ＝２８０［mm］とし、超音波
の俯角傾度φ＝４５度、放射角度をθ＝３０度、音速Ｃ
＝３４５［m/s ］とした場合、 ＴG ＝２×０．２８／ｓｉｎ４５・ｓｉｎ６０×１／３
４５＋０．３×１０^-3 ＝３．０［msec］ として設定される。ここで、０．３［msec］が加算され
ているのは、送波パルス幅１［msec］に対して受信ゲー
ト幅０．５［msec］の位置を受波のほぼ中央に設定する
ためである。

【００６８】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１００μsec タイマ割込みを許可し、ステップＳ
４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。１０
msecシーケンス終了フラグＦ10が降りると、ステップＳ
５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［mse
c］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］の超音波のバースト信号
を出力することになる。即ち、図１３に示すように、ス
テップＳ５からステップＳ７は送信ゲートの開閉をマイ
クロコンピュータ１の出力端子Ｐ1 の１０［msec］毎に
１［msec］間の“１”によって行ない、その間、分周回
路２の出力ｅ1 に示すバースト信号となり、前方用超音
波送受波器ＴＲF 及び後方用後方用超音波送受波器ＴＲ
R の送波入力は出力ｅ2 のようになる。また、その反射
波は前方用超音波送受波器ＴＲF または後方用超音波送
受波器ＴＲR を介して出力ｅ3 のようになる。

【００６９】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。しかし、以降は、超音波送受
信回路ＦＯＲＥ、超音波送受信回路ＲＥＡＲ毎に反射波
を入力する予測されたサンプリングスタート時間Ｔs が
異なることから、超音波送受信回路ＦＯＲＥ、超音波送
受信回路ＲＥＡＲが個々に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、両者に
共通する事項の説明を省略する。

【００７０】ステップＳ８で超音波送受信回路ＦＯＲＥ
（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）に反射波の受波信号を入
力する予測されたサンプリングスタート時間Ｔs の経過
を判断し、サンプリングスタート時間Ｔs が到来したと
きステップＳ９でサンプリング許可フラグＦs を立て、
初期設定した値またはゲート位置演算処理ルーチンで得
た各受信ゲートスタート時間ＴG の到来をステップＳ１
０で待つ。各受信ゲートスタート時間ＴG が到来したと
き、ステップＳ１１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Ｓ１２で０．５［msec］だけ受信ゲートをオンと
した後、ステップＳ１３で受信ゲートを閉じ、ステップ
Ｓ１４の処理に入る。即ち、ステップＳ８からステップ
Ｓ１３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。

【００７１】そして、ステップＳ１４で主演算制御回路
１０１が内蔵するカウンタCOUNT1（カウンタCOUNT2）の
ゲートを開とし、ステップＳ１５でサンプリングスター
ト時間Ｔs から３［msec］の経過を判断する。即ち、サ
ンプリングスタート時間Ｔsは受信ゲートのオン時間の
中心から±１．５［msec］だけ、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Ａoin （Ａ／Ｄコ
ンバータの端子Ａ1in）に各超音波送受信回路ＦＯＲＥ
（超音波送受信回路ＲＥＡＲ）毎の信号を入力し、到来
する信号のサンプリングを行なう。各サンプリングスタ
ート時間Ｔs から３［msec］経過したとき、ステップＳ
１６でサンプリング許可フラグＦs を降ろす。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ＦＯＲＥ（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
２．５msec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て、カ
ウンタの計数値を読込む。ステップＳ１９で路面を超音
波ビームの反射点とする車両１００の進行方向の実測車
速ＶＦ、反進行方向の実測車速ＶＲの演算を行なうべく
『車速演算処理』ルーチンをコールする。また、車速ベ
クトルの積分、微分を行なうことにより、距離、加速度
が演算できる。

【００７２】ステップＳ２０で『ゲート位置演算処理』
ルーチンをコールする。そして、ステップＳ２１でサン
プリングスタート時間Ｔs に受信ゲートスタート時間Ｔ
G から１．２［msec］だけ先にサンプリング時刻を設定
する。即ち、ゲート位置演算処理ルーチンは次回の受信
ゲートスタート時間ＴG を決定する。そして、ステップ
Ｓ２２で１０msecシーケンス終了フラグＦ10を立て、ス
テップＳ２３で大気温度を読込み、次の車速演算に使用
する大気温度によって決定される係数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。

【００７３】〈タイマ割込み処理（図８参照）〉ステッ
プＳ３１でメインタイマＴにインクリメントし、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Ｓ
３３及びステップＳ３４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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】〈車速演算処理（図９参照）〉図７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、まず、ステップＳ４０で受信レベルＥｖが所定の閾
値未満であるか判定し、受信レベルＥｖが所定の閾値以
上であるとき、ステップＳ４１及びステップＳ４２で車
両１００のＦＯＲＥ側、即ち、進行方向の実測車速ＶＦ
と、ＲＥＡＲ側、反進行方向の実測車速ＶＲは、 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 によって各実測車速の演算を行なう。そして、ステップ
Ｓ４３で実測車速が速くなると出力が低下するから、前
述した送波軌跡補正手段により、車両１００の走行に伴
ないその車両１００の下部に発生する伴走する空気流に
よる音波の伝搬経路の変化による車速誤差を予測して、
実測車速に対応して車速補正し、また、送受信角度補正
手段により、車両１００の走行に伴なう超音波送受波器
の送受信角度の変化と送受信指向性に基いて車速誤差を
予測して、実測車速ＶＦ，ＶＲに対応して車速補正し、
正確な実測車速を得るべく補正する。そして、ステップ
Ｓ４４で『ビームモード判定処理』ルーチンをコール
し、ステップＳ４５で『車速選択処理』ルーチンをコー
ルし、実行する。

【００７７】ステップＳ４６で『車速選択処理』ルーチ
ンで選択した車速Ｖを所定のメモリに格納する。このメ
モリはＮ個の車速データが格納できるようにループ状バ
ッファメモリとなっており、最新の車速データを格納す
ることにより、格納された最古の車速データが消去され
る。ステップＳ４７で（９）式を用いて最小２乗法の定
数ａ，ｂ，ｃを計算する。また、ステップＳ４８でステ
ップＳ４７で算出した最小２乗法の定数ａ，ｂ，ｃを用
いて、車速Ｖの予測車速を算出する。ステップＳ４９で
メモリｎをクリアし、ステップＳ５０で（10）式を用い
て定数Ｓ0 ，Ｓ1 ，Ｓ2 の値を更新し、このルーチンを
脱する。

【００７８】また、ステップＳ４０で受信レベルＥｖが
所定の閾値未満であると判定したとき、ステップＳ４０
１でメモリｎの値を判定し、メモリｎの値が５（この値
は任意に設定し得る）を超えるまでステップＳ４０２で
メモリｎの値をインクリメントし、ステップＳ４０３で
車速Ｖを（１）式により求める。ｎが５を越えた場合は
最後の予測値を一定値として出力する。そして、この求
めた車速ＶをステップＳ４０４でステップＳ４６におい
て格納したメモリの所定の位置に格納し、ステップＳ５
０で（10）式を用いて定数Ｓ0 ，Ｓ1 ，Ｓ2 の値を更新
し、このルーチンを脱する。

【００７９】そして、ステップＳ４０１でメモリｎの値
を判定し、メモリｎの値が５を超えていることが判定さ
れると、ステップＳ４０２でメモリｎの値をインクリメ
ントすることなく、即ち、メモリｎの値を５としたま
ま、ステップＳ４０３で車速Ｖを（１）式により求め、
求めた車速ＶをステップＳ４０４でメモリの所定の位置
に格納し、ステップＳ５０の処理を行なう。

【００８０】このルーチンでは、前方用超音波送受波器
ＴＲF 及び後方用後方用超音波送受波器ＴＲR 等の超音
波送受波器の検出出力、即ち、ＲＥＡＲ側の受信レベル
ＥｖとＦＯＲＥ側の受信レベルＥｖが所定の受波信号レ
ベル以上であるか判定するステップＳ４０からなる信号
レベル判定手段と、前記信号レベル判定手段で所定の受
波信号レベル以上の信号が得られていることが判定され
たとき、得られた受波信号レベルから車速Ｖを算出し、
その車速データをステップＳ４６でメモリに格納し、そ
のメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）回分の車速デー
タから最小２乗法により定数を算出するステップＳ４７
及びステップＳ５０からなる算定式生成手段と、前記ス
テップＳ４０からなる信号レベル判定手段で所定の受波
信号レベル以上の信号が得られていないと判定されたと
き、前記算定式生成手段で設定された定数を用いて前記
最小２乗法によって想定される受波信号レベルをステッ
プＳ４０３で算出し、算出された受波信号レベルから車
速Ｖを算出し、その車速データをステップＳ４０４で前
記メモリに格納し、また、補間した車速Ｖでもってステ
ップＳ５０で定数補正するものである。

【００８１】〈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Ｓ４４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Ｓ５１でＲＥＡＲ側の受信レベルＥｖをメモリ
Ａr に格納し、また、ステップＳ５２でＦＯＲＥ側の受
信レベルＥｖをメモリＡf に格納する。ステップＳ５３
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Ｓ５４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。

【００８２】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Ｓ５８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Ｓ５９
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Ｓ６０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Ｓ６１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Ｓ６２で継続
回数を計数する継続回数カウンタＮe をインクリメント
する。

【００８３】また、ステップＳ５３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Ｓ５４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Ｓ５５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Ｓ５６でモード判定内部フラグＦｍをクリ
アし、ステップＳ５７で継続回数を計数する継続回数カ
ウンタＮe をクリアして、このルーチンを脱する。

【００８４】そして、ステップＳ５５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Ｓ５８でモード判定内部フラグＦｍが「１」であると
判定したとき、及びステップＳ６０でモード判定内部フ
ラグＦｍが「２」であると判定したとき、ステップＳ６
２で継続回数を計数する継続回数カウンタＮe にインク
リメントし、そして、ステップＳ６３で継続回数カウン
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Ｎ
o を超えているとき、ステップＳ６４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の値を格納し、このルーチンを
脱する。

【００８５】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、一方の受信レベルＥｖのみが大きい場合に
は、他者の超音波ノイズを受信している可能性があり、
または、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の値を選
択すべく、モード指定メモリＢＭＯＤ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。

【００８６】〈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Ｓ４５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
Ｓ７０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Ｓ７１で車速Ｖ
をＦＯＲＥ側の真の車速ＶF とＲＥＡＲ側の真の車速Ｖ
R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、前方
用超音波送受波器ＴＲF 側の出力が大きいことを意味す
ることから、ステップＳ７２で 車速ＶをＦＯＲＥ側の
真の車速ＶF とする。そして、モード指定メモリＢＭＯ
Ｄのモード判定内部フラグＦｍの値が「２」のとき、後
方用超音波送受波器ＴＲR 側の出力が大きいことを意味
することから、ステップＳ７３で車速ＶをＲＥＡＲ側の
真の車速ＶR とする。

【００８７】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
他車の超音波ノイズを受信している可能性があり、また
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の内容に応じて実測車速
Ｖを決定する。

【００８８】〈ゲート位置演算処理（図１２参照）〉
０．１［msec］毎の割込みによるサンプリングによって
サンプルされた受信レベルデータは、中央のサンプルデ
ータの前後に１５サンプル、即ち、計３１個のサンプル
データが存在する。まず、ステップＳ８１において全レ
ベルデータの単純平均により平均値Ｘを算出し、ステッ
プＳ８２で受信レベルデータは中央のサンプルデータの
レベル値をサンプル中心データ格納メモリＸc に格納す
る。ステップＳ８３でこれが前後に１５サンプルのレベ
ル値よりも平均値Ｘに所定量ｎだけ加算した値より大き
いか判断し、中央のサンプルデータのレベル値と前後に
１５サンプルのレベル値が所定の平均値Ｘに所定量ｎだ
け加算した値より大きいとき、目的とする反射波が整然
と反射されているデータを意味することから、これを採
用すべくステップＳ８４の処理に入る。しかし、中央の
サンプルデータのレベル値と前後に１５サンプルのレベ
ル値が所定の平均値Ｘに所定量ｎだけ加算した値より大
きくないとき、受信波形がランダムな干渉によって歪ん
でしまったデータを意味することから、このデータの採
用を防止する。ステップＳ８４で前記全レベルデータの
平均値Ｘに所定量ｎだけ加算した値を上回るデータ期間
を前後に探してその前時間Ｔ1 と後時間Ｔ2 を求める。
ステップＳ８５でＴ2 −Ｔ1 の幅が１［msec］で、受信
レベルデータを得るタイミングを十分にカバーできてい
るか否か判断する。この判断も受信波形がランダムな干
渉によって歪んでしまったデータを採用するのを防止す
るものである。そして、ステップＳ８６で（Ｔ2＋Ｔ1
）／２を受信ゲートスタート時間ＴG として設定す
る。ステップＳ８３で中央のサンプルレベル値よりも平
均値に所定量ｎだけ加算した値より大きくないとき、ま
た、ステップＳ８５でＴ2 −Ｔ1 の幅が１［msec］以上
でなくて、受信レベルデータを得るタイミングを十分に
カバーできていないとき、このルーチンを脱する。

【００８９】このように、本実施例の車載用車速計測装
置は、車両１００に対して所定の俯角傾度を持って超音
波を送波し、その反射波を受波する前方用超音波送受波
器ＴＲF 及び／または後方用超音波送受波器ＴＲR から
なる超音波送受波器の検出出力から車速１００を演算す
る車載用車速計測装置において、前記前方用超音波送受
波器ＴＲF 及び／または後方用超音波送受波器ＴＲR か
らなる超音波送受波器の検出出力が所定の受波信号レベ
ル以上であるか判定するステップＳ４０からなる信号レ
ベル判定手段と、前記信号レベル判定手段で所定の受波
信号レベル以上の信号が得られていることが判定された
とき、得られた受波信号レベルからステップＳ４１乃至
ステップＳ４５により車速Ｖを算出し、そして、ステッ
プＳ４６でその車速データをメモリに格納し、そのメモ
リに格納した過去ｎ（ｎは整数）回分の車速データから
最小２乗法により定数を算出するステップＳ４７及びス
テップＳ５０からなる算定式生成手段と、前記信号レベ
ル判定手段で所定の受波信号レベル以上の信号が得られ
ていないと判定されたとき、前記ステップＳ４７及びス
テップＳ５０からなる算定式生成手段で設定された定数
を用いて、ステップＳ４０３で前記最小２乗法によって
車速Ｖを算出し、ステップＳ４０４でその車速データを
前記メモリに格納し、前記算定式生成手段で算出する定
数をステップＳ５０で更新する推定補間手段とを具備す
るものである。

【００９０】したがって、前方用超音波送受波器ＴＲF
、後方用超音波送受波器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、ス
テップＳ４０からなる信号レベル判定手段で所定の受波
信号レベル以上の信号が得られていることが判定された
とき、実測車速ＶＦ，ＶＲを得る。そして、前記前方用
超音波送受波器ＴＲF 及び後方用超音波送受波器ＴＲR
が正確に動作しておれば、ステップＳ７１で車速ＶをＦ
ＯＲＥ側の車速ＶF とＲＥＡＲ側の車速ＶR の単純平均
とすべく、（ＶF ＋ＶR ）／２で平均車速を得て、それ
を車速Ｖとする。これによって、車輪の空気圧及び積
荷、タイヤサイズ、スリップ等の影響を受けることなく
車速検出ができる。

【００９１】また、前方用超音波送受波器ＴＲF または
後方用超音波送受波器ＴＲR の一方に、冠水路面から巻
起す水飛沫や泥水の飛沫、雪、砂、塵埃が付着し、超音
波が出力されなかったり、その出力が低下したりして正
確な動作ができなくなっている状態、または前方用超音
波送受波器ＴＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR の回路
の断線等の異常で出力が発生できない場合には、ステッ
プＳ７２で真の車速ＶをＦＯＲＥ側の車速ＶF とする
か、或いはステップＳ７３で真の車速ＶをＲＥＡＲ側の
車速ＶR とするものである。よって、前方用超音波送受
波器ＴＲF または後方用超音波送受波器ＴＲR の一方が
故障等でその出力が低下しても、車輪の空気圧及び積
荷、タイヤサイズ、スリップ等の影響を受けることなく
車速検出ができる。勿論、路面の凹凸等により車体の上
下振動、ノーズアップ、ノーズダウン、コーナリングに
よる車高変化が発生している可能性がある場合でも、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の内容に応じて真の車速Ｖを決定する
ものであるから、車速検出の信頼性を向上することがで
きる。

【００９２】ステップＳ４０からなる信号レベル判定手
段で所定の受波信号レベル以上の信号が得られているこ
とが判定されている間に、得られた受波信号レベルから
ステップＳ４１乃至ステップＳ４５により車速Ｖを算出
し、そして、ステップＳ４６でその車速データをメモリ
に格納し、そのメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）回
分の車速データから最小２乗法により定数を算出してお
き、そして、ステップＳ４０からなる信号レベル判定手
段で所定の受波信号レベル以上の信号が得られていない
ことが判定されたとき、ステップＳ４７及びステップＳ
５０からなる算定式生成手段で設定された定数を用い
て、ステップＳ４０３で前記最小２乗法によって車速Ｖ
を算出し、ステップＳ４０４でその車速データを前記メ
モリに格納し、前記算定式生成手段で算出する定数をス
テップＳ５０で更新するものである。したがって、この
種の超音波を路面或いはタイヤ等に送波し、その路面或
いはタイヤ等からの反射波を受波する車載用車速計測装
置は、路面の状態によって検出出力が、路面の一部に陥
没、穴、アスファルト舗装の境界端部の段差、冠水面、
飛石、水飛沫等の急激に超音波の照射部分に不連続面が
存在したり、反射波が飛石、冠水面、水飛沫等で遮られ
ると受波した検出出力が急激に低下しても、正常走行の
際のステップＳ４７及びステップＳ５０からなる算定式
生成手段で設定された定数を用いて、ステップＳ４０３
で前記最小２乗法によって車速Ｖを算出し、ステップＳ
４０４でその車速データを前記メモリに格納し、更に、
連続する次回の車速データ欠損を補うべく前記算定式生
成手段で算出する定数をステップＳ５０で更新できるか
ら、その車速データに一時的な車速データ欠損が発生し
ても、安定した車速表示ができ、信頼性が高くなる。

【００９３】本実施例の車載用車速計測装置では、ペア
ビーム方式の前方用超音波送受波器ＴＲF 及び後方用超
音波送受波器ＴＲR で車速検出した実測車速データと、
データ欠損が発生したとする予測車速データの実測を図
示すると、図１４の特性図のようになる。この図１４か
らも明確なように、実測車速データがデータ欠損した場
合に、算定式生成手段で設定された定数を用いて、ステ
ップＳ４０３で前記最小２乗法によって車速Ｖを算出し
た予測車速データを使用すれば、信頼性の高い車速Ｖの
検出ができることが明確となった。

【００９４】なお、上記実施例のメモリに格納した過去
ｎ回分の車速データは、均等な時間間隔毎に格納してい
るが、本発明を実施する場合には、前記メモリに格納し
た過去ｎ回分の車速データは、車速に応じてその車速デ
ータの格納する周期を変更することもできる。このよう
にすることにより、車速が速くなると、路面の状態もそ
の速さに比例して変化するが、データ取りのタイミング
を速くすることにより、データ欠損した車速データの信
頼性を高くすることができる。

【００９５】ところで、上記実施例では、ペアビーム方
式の前方用超音波送受波器ＴＲF 及び後方用超音波送受
波器ＴＲR を具備するものであるが、本発明を実施する
場合には、必ずしもペアビーム方式に限定されるもので
はなく、シングルビーム方式に適用することもできる。
即ち、上記実施例では、２個の前方用超音波送受波器Ｔ
ＲF 、後方用超音波送受波器ＴＲR によって２方向の車
速ＶF ，ＶR 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
走行時の車速の測定用に超音波送受波器、また、高速走
行時の車速の測定用に超音波受波器で反射波を受波する
ようにツインのペアビーム方式としてもよい。更に、特
に、車両１００の走行方向に平行する車速を検出する超
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、信頼性の高い車速検出を行な
うことができる。即ち、本発明を実施する場合の車載用
車速計測装置は、車両１００に対して所定の俯角傾度を
持って超音波を送波し、その反射波を受波するものであ
ればよい。

【００９６】また、上記実施例のステップＳ４０からな
る信号レベル判定手段は、マイクロコンピュータ１でデ
ィジタル処理するものであるが、本発明を実施する場合
には、マイクロコンピュータ１内でディジタル処理して
もよいし、或いはアナログ比較回路等の外部回路によっ
て処理を行なってもよい。何れにせよ、超音波送受波器
の検出出力が所定の受波信号レベル以上であるか判定で
きればよい。

【００９７】そして、上記実施例の算定式生成手段は、
所定の受波信号レベル以上の信号が得られていることが
判定されたとき、得られた受波信号レベルからステップ
Ｓ４１乃至ステップＳ４５により車速Ｖを算出し、そし
て、ステップＳ４６でその車速データをメモリに格納
し、そのメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）回分の車
速データから最小２乗法により定数を算出するステップ
Ｓ４７及びステップＳ５０からなる。しかし、本発明を
実施する場合には、所定の受波信号レベル以上の信号が
得られていることが判定されたとき、得られた受波信号
レベルから車速Ｖを算出し、その車速データをメモリに
格納し、そのメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）回分
の車速データから最小２乗法により定数を算出できるも
のであればよい。勿論、この実施例では最小２乗法の算
出を前述の（１）式でＶ＝ａｎ² ＋ｂｎ＋ｃとして算出
し、その算出に有する時間を短くしているが、本発明を
実施する場合に、算出時間が若干長くなってもよい場合
には、他の算出式を使用することができる。

【００９８】更に、上記実施例の推定補間手段は、所定
の受波信号レベル以上の信号が得られていないと判定さ
れたとき、前記ステップＳ４７及びステップＳ５０から
なる算定式生成手段で設定された定数を用いて、ステッ
プＳ４０３で前記最小２乗法によって車速Ｖを算出し、
ステップＳ４０４でその車速データを前記メモリに格納
し、前記算定式生成手段で算出する定数をステップＳ５
０で更新するものであるが、本発明を実施する場合に
は、所定の受波信号レベル以上の信号が得られていない
と判定されたとき、それまでに算定式生成手段で設定さ
れた定数を用いて最小２乗法によって想定される車速を
算出し、その車速データを前記メモリに格納し、次回の
算定式生成手段で算出する定数を更新するものであれば
よい。

【００９９】なお、上記各実施例の車載用車速計測装置
は、結果的に、その車速ベクトルの積分、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。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、ＡＢＳ装置、左右の車輪側の路面と車
両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。

【０１００】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は車両に
対して所定の俯角傾度を持って超音波を送波し、その反
射波を受波する超音波送受波器の検出出力から車速を演
算する車載用車速計測装置において、前記超音波送受波
器の検出出力が所定の受波信号レベル以上であるか判定
する信号レベル判定手段で所定の受波信号レベル以上の
信号が得られていることが判定されたとき、得られた受
波信号レベルから車速を算出し、その車速データをメモ
リに格納し、そのメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）
回分の車速データから最小２乗法により定数を算出して
おく算定式生成手段と、前記信号レベル判定手段で所定
の受波信号レベル以上の信号が得られていないと判定さ
れたときには、前記算定式生成手段で設定された定数を
用いて最小２乗法によって想定される車速を算出し、そ
の車速データを前記メモリに格納し、前記算定式生成手
段で算出する定数を更新しておく推定補間手段とを具備
するものである。

【０１０１】したがって、所定の受波信号レベル以上の
信号が得られていることが判定されている間に、得られ
た受波信号レベルから車速を算出し、また、その車速デ
ータをメモリに格納し、そのメモリに格納した過去ｎ
（ｎは整数）回分の車速データから最小２乗法により定
数を算出しておき、そして、所定の受波信号レベル以上
の信号が得られないとき、それまでに算定式生成手段で
設定された定数を用いて最小２乗法によって現在の推定
される車速を算出し、その車速データを前記メモリに格
納し、前記算定式生成手段で算出する定数を更新してお
くことができる。故に、路面或いはタイヤ等からの反射
波を受波する車載用車速計測装置は、路面からの反射波
の検出出力の一部に不連続面が存在したり、反射波が飛
石、冠水面、水飛沫等で遮られて、受波した検出出力が
急激に低下しても、正常走行の際に算定式生成手段で設
定された定数を用いて前記最小２乗法によって車速を算
出できるから、喩え、車速データに一時的な車速データ
欠損が発生しても、安定した車速検出ができ、その信頼
性が高くなる。

【０１０２】請求項２の発明においては、前記メモリに
格納した過去ｎ回分の車速データは、車速に応じてその
車速データの格納する周期を変更するものであるから、
車速が速くなると、路面の状態もその速さに比例して変
化するが、データ取りのタイミングを速くすることによ
り、データ欠損した車速データの信頼性を高くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は車載用車速計測装置の時間と受信レベル
及び車速特性の説明図である。

【図２】図２は車載用車速計測装置の車速データ回数と
車速特性の説明図である。

【図３】図３は本発明の一実施例の車載用車速計測装置
の基本動作説明図で、（ａ）はペアビーム方式による車
載用車速計測装置の側面図、（ｂ）はペアビーム方式に
よる車載用車速計測装置の基本的動作説明図である。

【図４】図４は本発明の一実施例の車載用車速計測装置
の回路構成図である。

【図５】図５は本発明の一実施例の車載用車速計測装置
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６】図６は本発明の一実施例の車載用車速計測装置
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７】図７は本発明の一実施例の車載用車速計測装置
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８】図８は本発明の一実施例の車載用車速計測装置
のマイクロコンピュータが実行する『タイマ割込み処
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車速計測装置
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車速計測
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車速計測
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車速計測
装置のマイクロコンピュータが実行する『ゲート位置演
算処理』ルーチンのフローチャートである。

【図１３】図１３は本発明の一実施例の車載用車速計測
装置の制御のタイミングチャートである。

【図１４】図１４は本発明の一実施例の車載用車速計測
装置の車速検出した実測車速データとデータ欠損が発生
したとする予測車速データの実測を示す特性図である。

【符号の説明】

ＴＲF 前方用超音波送受波器 ＴＲR 後方用超音波送受波器 ＶＣＯ 電圧制御発振回路 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 車両

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に対して所定の俯角傾度を持って超
   音波を送波し、その反射波を受波する超音波送受波器の
   検出出力から車速を演算する車載用車速計測装置におい
   て、 前記超音波送受波器の検出出力が所定の受波信号レベル
   以上であるか判定する信号レベル判定手段と、 前記信号レベル判定手段で所定の受波信号レベル以上の
   信号が得られていることが判定されたとき、得られた受
   波信号レベルから車速を算出し、その車速データをメモ
   リに格納し、そのメモリに格納した過去ｎ（ｎは整数）
   回分の車速データから最小２乗法により定数を算出する
   算定式生成手段と、 前記信号レベル判定手段で所定の受波信号レベル以上の
   信号が得られていないと判定されたとき、前記算定式生
   成手段で設定された定数を用いて前記最小２乗法によっ
   て想定される車速を算出し、その車速データを前記メモ
   リに格納し、前記算定式生成手段で算出する定数を更新
   する推定補間手段とを具備することを特徴とする車載用
   車速計測装置。
2. 【請求項２】 前記メモリに格納した過去ｎ回分の車速
   データは、車速に応じてその車速データの格納する周期
   を変更することを特徴とする請求項１に記載の車載用車
   速計測装置。