JPH09203634A - 車載用傾斜計測装置、車速計測装置および傾斜車速計測装置 - Google Patents
車載用傾斜計測装置、車速計測装置および傾斜車速計測装置Info
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- JPH09203634A JPH09203634A JP1038096A JP1038096A JPH09203634A JP H09203634 A JPH09203634 A JP H09203634A JP 1038096 A JP1038096 A JP 1038096A JP 1038096 A JP1038096 A JP 1038096A JP H09203634 A JPH09203634 A JP H09203634A
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】車両への装着、配線の処理が容易で、誤差の少
ない傾斜角の計測が可能となる車載用傾斜計測装置を提
供する。 【解決手段】車両に装着され、進行方向前方に所定の俯
角θをもって第１の波動信号を送波し、路面Ｍからの反
射波を受波する少なくとも１箇の第１波動信号送受波器
１１と、進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動
信号を送波し、路面Ｍからの反射波を受波する少なくと
も１箇の第２波動信号送受波器１２と、第１、第２波動
信号送受波器１１、１２で受波した反射波のそれぞれの
周波数を検出する第１、第２周波数計数回路３２７、３
３４と、第１、第２波動信号送受波器１１、１２から送
波される波動信号の周波数と前記反射波の周波数に基づ
いて、車両１６の路面Ｍに対する傾斜角を算出する中央
演算処理回路（傾斜角算出手段）４０とからなる。第
１、第２波動信号送受波器１１、１２で受波した反射波
のドップラ周波数を検出し、このドップラ周波数に基づ
いて車両１６の路面Ｍに対する傾斜角を計測する。
ない傾斜角の計測が可能となる車載用傾斜計測装置を提
供する。 【解決手段】車両に装着され、進行方向前方に所定の俯
角θをもって第１の波動信号を送波し、路面Ｍからの反
射波を受波する少なくとも１箇の第１波動信号送受波器
１１と、進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動
信号を送波し、路面Ｍからの反射波を受波する少なくと
も１箇の第２波動信号送受波器１２と、第１、第２波動
信号送受波器１１、１２で受波した反射波のそれぞれの
周波数を検出する第１、第２周波数計数回路３２７、３
３４と、第１、第２波動信号送受波器１１、１２から送
波される波動信号の周波数と前記反射波の周波数に基づ
いて、車両１６の路面Ｍに対する傾斜角を算出する中央
演算処理回路（傾斜角算出手段）４０とからなる。第
１、第２波動信号送受波器１１、１２で受波した反射波
のドップラ周波数を検出し、このドップラ周波数に基づ
いて車両１６の路面Ｍに対する傾斜角を計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、車両の
サスペンション制御装置、ヘッドライトのビーム制御装
置、車速制御装置等に適用して好適な車載用傾斜計測装
置、車速計測装置および傾斜車速計測装置に関する。
サスペンション制御装置、ヘッドライトのビーム制御装
置、車速制御装置等に適用して好適な車載用傾斜計測装
置、車速計測装置および傾斜車速計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両のサスペンション制御、ヘッドライ
トのビーム制御等においては、車両の路面に対する傾斜
角を計測することが必要になる。傾斜角の計測手段とし
ては、バーティカルジャイロ、振り子式傾斜計等が存在
するが、それらはいずれも地球の水平面に対する傾斜角
を計測するものであり、車両の路面に対する傾斜角を計
測する用途には適していない。すなわち、これらの傾斜
角計測手段は、車両に搭載した場合、車両の加速度によ
り計測精度が影響を受け、また、高価でもある。
トのビーム制御等においては、車両の路面に対する傾斜
角を計測することが必要になる。傾斜角の計測手段とし
ては、バーティカルジャイロ、振り子式傾斜計等が存在
するが、それらはいずれも地球の水平面に対する傾斜角
を計測するものであり、車両の路面に対する傾斜角を計
測する用途には適していない。すなわち、これらの傾斜
角計測手段は、車両に搭載した場合、車両の加速度によ
り計測精度が影響を受け、また、高価でもある。
【０００３】一方、車両の路面に対する傾斜角を計測す
る車載用の傾斜角計測装置としては、空中超音波を利用
した装置が知られている。車両のサスペンション制御、
ヘッドライトのビーム制御等、車両の進行方向に対する
前後の傾き（路面に対する前後方向の傾斜）を計測する
必要がある場合、図４に示すように、車両１の前面側底
部Ｆと後面側底部Ｒにそれぞれ１箇の超音波送受波器
２、３を装着し、路面Ｍに向けて垂直に超音波信号（超
音波パルス）を送波する。
る車載用の傾斜角計測装置としては、空中超音波を利用
した装置が知られている。車両のサスペンション制御、
ヘッドライトのビーム制御等、車両の進行方向に対する
前後の傾き（路面に対する前後方向の傾斜）を計測する
必要がある場合、図４に示すように、車両１の前面側底
部Ｆと後面側底部Ｒにそれぞれ１箇の超音波送受波器
２、３を装着し、路面Ｍに向けて垂直に超音波信号（超
音波パルス）を送波する。
【０００４】超音波送受波器２、３から送波された超音
波信号は、路面Ｍからの反射波（反射エコー）となり、
超音波送受波器２、３にて受波される。送波された超音
波信号と反射エコーから超音波信号の伝搬時間を計測す
ることにより、それぞれの超音波送受波器２、３が装着
された位置、すなわち、車両１の前面側底部Ｆと後面側
底部Ｒの地上高（路面Ｍからの車両の高さ＝車高）を求
め、この前後の車高の差と、２箇の超音波送受波器２、
３の取り付けられた間隔Ｌから、車両１の路面Ｍに対す
る傾斜角を算出する。
波信号は、路面Ｍからの反射波（反射エコー）となり、
超音波送受波器２、３にて受波される。送波された超音
波信号と反射エコーから超音波信号の伝搬時間を計測す
ることにより、それぞれの超音波送受波器２、３が装着
された位置、すなわち、車両１の前面側底部Ｆと後面側
底部Ｒの地上高（路面Ｍからの車両の高さ＝車高）を求
め、この前後の車高の差と、２箇の超音波送受波器２、
３の取り付けられた間隔Ｌから、車両１の路面Ｍに対す
る傾斜角を算出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
空中超音波を利用した傾斜角計測装置では、車両の前後
の底部にそれぞれ１箇の超音波送受波器を装着する必要
があり、車両の進行方向と平行な同一線上、すなわち、
車軸上の２箇所に超音波送受波器の装着場所を確保する
ことが困難となるばかりでなく、各送受波器へのケーブ
ル類の配線も煩雑になるという問題が指摘されている。
空中超音波を利用した傾斜角計測装置では、車両の前後
の底部にそれぞれ１箇の超音波送受波器を装着する必要
があり、車両の進行方向と平行な同一線上、すなわち、
車軸上の２箇所に超音波送受波器の装着場所を確保する
ことが困難となるばかりでなく、各送受波器へのケーブ
ル類の配線も煩雑になるという問題が指摘されている。
【０００６】また、この空中超音波を用いて車両の前・
後部の車高を計測する傾斜角計測装置では、路面に凹凸
がある悪路や、降雪時の路面においては、路面からの地
上高さを正確に計測することができず、計測した路面に
対する車両の傾斜角に誤差が生じるという不都合も存在
していた。
後部の車高を計測する傾斜角計測装置では、路面に凹凸
がある悪路や、降雪時の路面においては、路面からの地
上高さを正確に計測することができず、計測した路面に
対する車両の傾斜角に誤差が生じるという不都合も存在
していた。
【０００７】従って、この発明は、車両への装着、配線
等の処理が容易で、誤差の少ない傾斜角の計測が可能と
なる車載用傾斜計測装置を提供することを目的とする。
等の処理が容易で、誤差の少ない傾斜角の計測が可能と
なる車載用傾斜計測装置を提供することを目的とする。
【０００８】またこの発明は、車載用の計測器として、
利用価値の高い車速計測を精度よく行うことのできる車
速計測装置を提供することを目的とする。
利用価値の高い車速計測を精度よく行うことのできる車
速計測装置を提供することを目的とする。
【０００９】さらにこの発明は、傾斜角と車速を同時に
計測可能な傾斜車速計測装置を提供することを目的とす
る。
計測可能な傾斜車速計測装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、進行方向前
方に所定の俯角をもって第１の波動信号を送波し、路面
からの反射波を受波する少なくとも１箇の第１波動信号
送受波器と、進行方向後方に所定の俯角をもって第２の
波動信号を送波し、路面からの反射波を受波する少なく
とも１箇の第２波動信号送受波器と、前記第１、第２波
動信号送受波器で受波した反射波のそれぞれの周波数を
検出する第１、第２周波数検出器と、第１、第２波動信
号送受波器から送波される波動信号の周波数と、前記反
射波の周波数に基づいて、車両の路面に対する傾斜角を
算出する傾斜角算出手段とを備えたことを特徴としてい
る。
方に所定の俯角をもって第１の波動信号を送波し、路面
からの反射波を受波する少なくとも１箇の第１波動信号
送受波器と、進行方向後方に所定の俯角をもって第２の
波動信号を送波し、路面からの反射波を受波する少なく
とも１箇の第２波動信号送受波器と、前記第１、第２波
動信号送受波器で受波した反射波のそれぞれの周波数を
検出する第１、第２周波数検出器と、第１、第２波動信
号送受波器から送波される波動信号の周波数と、前記反
射波の周波数に基づいて、車両の路面に対する傾斜角を
算出する傾斜角算出手段とを備えたことを特徴としてい
る。
【００１１】この発明によれば、車両の走行時に、第１
の波動信号送受波器が、進行方向前方に向かって、例え
ば、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角をもって送
波し、第２の波動信号送受波器が、進行方向後方に向か
って、同様に、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角
をもって送波し、それぞれ路面から反射されるエコー信
号（反射波）を受波する。第１、第２周波数検出器は、
それぞれ第１、第２波動信号送受波器で受波した反射信
号の周波数を検出し、傾斜角算出手段は、第１、第２波
動信号送受波器から送波される波動信号の周波数と、第
１、第２周波数検出器により検出した反射波の周波数に
基づいて、車両の路面に対する傾斜角を算出する。すな
わち、送受波器から波動信号を送波し、路面から反射し
て帰来する反射波を受波する過程で生じるドップラ効果
を利用して車両の走行状態での路面に対する傾斜角を計
測する。
の波動信号送受波器が、進行方向前方に向かって、例え
ば、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角をもって送
波し、第２の波動信号送受波器が、進行方向後方に向か
って、同様に、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角
をもって送波し、それぞれ路面から反射されるエコー信
号（反射波）を受波する。第１、第２周波数検出器は、
それぞれ第１、第２波動信号送受波器で受波した反射信
号の周波数を検出し、傾斜角算出手段は、第１、第２波
動信号送受波器から送波される波動信号の周波数と、第
１、第２周波数検出器により検出した反射波の周波数に
基づいて、車両の路面に対する傾斜角を算出する。すな
わち、送受波器から波動信号を送波し、路面から反射し
て帰来する反射波を受波する過程で生じるドップラ効果
を利用して車両の走行状態での路面に対する傾斜角を計
測する。
【００１２】また、この発明は、第１、第２波動信号送
受波器を、実質的に１つの筐体に実装し、その筐体を車
両に装着することを特徴とする。従って、車両の底部１
箇所のみに傾斜計測装置を装着すればよいことになる。
受波器を、実質的に１つの筐体に実装し、その筐体を車
両に装着することを特徴とする。従って、車両の底部１
箇所のみに傾斜計測装置を装着すればよいことになる。
【００１３】さらに、この発明は、進行方向前方に所定
の俯角をもって第１の波動信号を送波し、路面からの反
射波を受波する少なくとも１箇の第１波動信号送受波器
と、進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動信号
を送波し、路面からの反射波を受波する少なくとも１箇
の第２波動信号送受波器と、前記第１、第２波動信号送
受波器で受波した反射波のそれぞれの周波数を検出する
第１、第２周波数検出器と、第１、第２波動信号送受波
器から送波される波動信号の周波数と前記反射波の周波
数に基づいて、路面に対する車両の速度を算出する車速
算出手段とを備えたことを特徴とする。
の俯角をもって第１の波動信号を送波し、路面からの反
射波を受波する少なくとも１箇の第１波動信号送受波器
と、進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動信号
を送波し、路面からの反射波を受波する少なくとも１箇
の第２波動信号送受波器と、前記第１、第２波動信号送
受波器で受波した反射波のそれぞれの周波数を検出する
第１、第２周波数検出器と、第１、第２波動信号送受波
器から送波される波動信号の周波数と前記反射波の周波
数に基づいて、路面に対する車両の速度を算出する車速
算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、車両の走行時に、第１
の波動信号送受波器は、進行方向前方に向かって、例え
ば、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角をもって送
波し、第２の波動信号送受波器は、進行方向後方に向か
って、同様に、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角
をもって送波し、それぞれ路面から反射されるエコー信
号（反射波）を受波する。第１、第２周波数検出器は、
それぞれ第１、第２波動信号送受波器で受波した反射信
号の周波数を検出し、車速算出手段は、第１、第２波動
信号送受波器から送波される波動信号の周波数と、第
１、第２周波数検出器により検出した反射波の周波数に
基づいて、路面に対する車両の速度を算出する。すなわ
ち、送受波器から波動信号を送波し、路面に反射して帰
来する反射波を受波する過程で生じるドップラ効果を利
用して路面に対する車両の走行速度（車速）を計測す
る。
の波動信号送受波器は、進行方向前方に向かって、例え
ば、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角をもって送
波し、第２の波動信号送受波器は、進行方向後方に向か
って、同様に、超音波パルス等の波動信号を所定の俯角
をもって送波し、それぞれ路面から反射されるエコー信
号（反射波）を受波する。第１、第２周波数検出器は、
それぞれ第１、第２波動信号送受波器で受波した反射信
号の周波数を検出し、車速算出手段は、第１、第２波動
信号送受波器から送波される波動信号の周波数と、第
１、第２周波数検出器により検出した反射波の周波数に
基づいて、路面に対する車両の速度を算出する。すなわ
ち、送受波器から波動信号を送波し、路面に反射して帰
来する反射波を受波する過程で生じるドップラ効果を利
用して路面に対する車両の走行速度（車速）を計測す
る。
【００１５】さらに、この発明によれば、上述の傾斜角
算出手段と車速算出手段とを合わせて持つことで、傾斜
と車速を同時に算出することができる。
算出手段と車速算出手段とを合わせて持つことで、傾斜
と車速を同時に算出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて、添付の図面を参照して説明する。
ついて、添付の図面を参照して説明する。
【００１７】図１は、この発明の原理を示す説明図であ
る。
る。
【００１８】図１において、路面Ｍに対して所定の等し
い俯角θをもって波動信号である超音波パルスを送波す
る波動信号送受波器１１、１２が、１つの筐体１４に実
装（収容）され、車両１６の底部に装着されている。
い俯角θをもって波動信号である超音波パルスを送波す
る波動信号送受波器１１、１２が、１つの筐体１４に実
装（収容）され、車両１６の底部に装着されている。
【００１９】今、車両１６が矢印Ｘ方向（水平方向、車
両の前後方向）に速度ｖで走行し、矢印Ｙ方向（垂直方
向、車両の上下方向）に速度ｕで上下動をしているとす
る。この時、波動信号送受波器１１、１２から、それぞ
れ送信周波数ｆ1 （Ｈｚ）、ｆ2 （Ｈｚ）の超音波パル
スを送波すると、路面Ｍで反射され、それぞれの波動信
号送受波器１１、１２で受波される反射波（反射エコ
ー）に含まれるドップラ周波数ｆｄ1 （Ｈｚ）、ｆｄ2
（Ｈｚ）は、空気中の超音波の伝搬速度をｃ（ｍ／ｓ）
とすると、（１−１）式および（１−２）式で与えられ
る。
両の前後方向）に速度ｖで走行し、矢印Ｙ方向（垂直方
向、車両の上下方向）に速度ｕで上下動をしているとす
る。この時、波動信号送受波器１１、１２から、それぞ
れ送信周波数ｆ1 （Ｈｚ）、ｆ2 （Ｈｚ）の超音波パル
スを送波すると、路面Ｍで反射され、それぞれの波動信
号送受波器１１、１２で受波される反射波（反射エコ
ー）に含まれるドップラ周波数ｆｄ1 （Ｈｚ）、ｆｄ2
（Ｈｚ）は、空気中の超音波の伝搬速度をｃ（ｍ／ｓ）
とすると、（１−１）式および（１−２）式で与えられ
る。
【００２０】 ｆｄ1 ＝（２ｆ1 ／ｃ）（ｖｃｏｓθ−ｕｓｉｎθ） …（１−１） ｆｄ2 ＝（２ｆ2 ／ｃ）（−ｖｃｏｓθ−ｕｓｉｎθ） …（１−２） 今、送信周波数ｆ1 と送信周波数ｆ2 とを同一周波数ｆ
0 とし、かつ、車両１６が図１に示すように、路面Ｍに
対して前後方向にｄθの傾斜が生じているものとする
と、前記（１−１）式、（１−２）式は、それぞれ、
（２−１）式および（２−２）式になる。
0 とし、かつ、車両１６が図１に示すように、路面Ｍに
対して前後方向にｄθの傾斜が生じているものとする
と、前記（１−１）式、（１−２）式は、それぞれ、
（２−１）式および（２−２）式になる。
【００２１】 ｆｄ1 ＝（２ｆ0 ／ｃ）｛ｖｃｏｓ（θ−ｄθ）−ｕｓｉｎ（θ−ｄθ）｝ …（２−１） ｆｄ2 ＝（２ｆ0 ／ｃ）｛−ｖｃｏｓ（θ＋ｄθ）−ｕｓｉｎ（θ＋ｄθ）｝ …（２−２） この（２−１）式と（２−２）式からドップラ周波数ｆ
ｄ1 とドップラ周波数ｆｄ2 の和と差をそれぞれ求める
と、それぞれ、（３−１）式、（３−２）式が得られ
る。
ｄ1 とドップラ周波数ｆｄ2 の和と差をそれぞれ求める
と、それぞれ、（３−１）式、（３−２）式が得られ
る。
【００２２】 ｆｄ1 ＋ｆｄ2 ＝（２ｆ0 ／ｃ）（２ｖｓｉｎθｓｉｎｄθ−２ｕｓｉｎθ ｃｏｓｄθ） …（３−１） ｆｄ1 −ｆｄ2 ＝（２ｆ0 ／ｃ）（２ｖｃｏｓθｃｏｓｄθ＋２ｕｃｏｓθ ｓｉｎｄθ） …（３−２） ここで、車両１６の矢印Ｘ方向（車両の前後方向）の速
度ｖに比較して、矢印Ｙ方向（車両の上下方向）の速度
ｕは、ｖ≪ｕ（ｖ、ｕは絶対値で比較）と考えられるた
め、ｕ≒０とする。これにより、（３−１）式、（３−
２）式は、それぞれ、（４−１）式、（４−２）式にな
る。
度ｖに比較して、矢印Ｙ方向（車両の上下方向）の速度
ｕは、ｖ≪ｕ（ｖ、ｕは絶対値で比較）と考えられるた
め、ｕ≒０とする。これにより、（３−１）式、（３−
２）式は、それぞれ、（４−１）式、（４−２）式にな
る。
【００２３】 ｆｄ1 ＋ｆｄ2 ≒（４ｆ0 ｖ／ｃ）ｓｉｎθｓｉｎｄθ …（４−１） ｆｄ1 −ｆｄ2 ≒（４ｆ0 ｖ／ｃ）ｃｏｓθｃｏｓｄθ …（４−２） 傾斜角ｄθは、路面Ｍに対する車両１６の傾斜角である
から、微小角、例えばｄθ≦５度であるとすれば、ｓｉ
ｎｄθ≒ｄθ、ｃｏｓｄθ≒１と近似できるから、前記
の（４−１）式、（４−２）式は、それぞれ、（５−
１）式、（５−２）式になる。
から、微小角、例えばｄθ≦５度であるとすれば、ｓｉ
ｎｄθ≒ｄθ、ｃｏｓｄθ≒１と近似できるから、前記
の（４−１）式、（４−２）式は、それぞれ、（５−
１）式、（５−２）式になる。
【００２４】 ｆｄ1 ＋ｆｄ2 ＝（４ｆ0 ｖ／ｃ）ｓｉｎθ・ｄθ …（５−１） ｆｄ1 −ｆｄ2 ＝（４ｆ0 ｖ／ｃ）ｃｏｓθ …（５−２） さらに、車両１６の矢印Ｘ方向（車両の前後方向）の速
度ｖは、車両１６が走行中であれば、ｖ≠０であるか
ら、前記（５−１）式、（５−２）式の商をとると、
（６）式が得られる。
度ｖは、車両１６が走行中であれば、ｖ≠０であるか
ら、前記（５−１）式、（５−２）式の商をとると、
（６）式が得られる。
【００２５】 （ｆｄ1 ＋ｆｄ2 ）／（ｆｄ1 −ｆｄ2 ）＝ｔａｎθ・ｄθ≒ｄθ …（６） この（６）式から分かるように、車両の前進方向と後方
向のドップラ周波数ｆｄ 1 とｆｄ2 の和と差の商から傾
斜角ｄθを算出することができる。但し、（６）式にお
いて、俯角θは、θ＝４５°（ｔａｎθ＝１）とした。
向のドップラ周波数ｆｄ 1 とｆｄ2 の和と差の商から傾
斜角ｄθを算出することができる。但し、（６）式にお
いて、俯角θは、θ＝４５°（ｔａｎθ＝１）とした。
【００２６】また、前記（５−２）式を速度ｖについて
解くと、（７）式が得られる。
解くと、（７）式が得られる。
【００２７】 ｖ＝（ｆｄ1 −ｖｄ2 ）・ｃ／（４ｆ0 ・ｃｏｓθ） …（７） すなわち、車両１６の前進方向と後方向のドップラ周波
数ｆｄ1 とｆｄ2 の差から、車両１６の路面Ｍに対する
速度（車速）を算出することができる。
数ｆｄ1 とｆｄ2 の差から、車両１６の路面Ｍに対する
速度（車速）を算出することができる。
【００２８】図２は、この発明の一実施の形態の詳細な
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【００２９】図２において、車載用傾斜計測装置１０
は、路面Ｍに対して所定の俯角θをもって車両の前進方
向ならびに後方に超音波パルスを送波する超音波送受波
器（波動信号送受波器）１１、１２を含む送受波器装置
２０と信号処理装置３０から構成されており、この超音
波送受波器１１、１２は、実質的に同一の、例えば、１
つの筐体に配設され、図１に示したように、車両に搭載
されている。
は、路面Ｍに対して所定の俯角θをもって車両の前進方
向ならびに後方に超音波パルスを送波する超音波送受波
器（波動信号送受波器）１１、１２を含む送受波器装置
２０と信号処理装置３０から構成されており、この超音
波送受波器１１、１２は、実質的に同一の、例えば、１
つの筐体に配設され、図１に示したように、車両に搭載
されている。
【００３０】送受波器装置２０は、超音波送受波器１
１、１２から超音波信号を送信し、かつ超音波送受波器
１１、１２から超音波信号を受信するための送受信回路
２１１、２１２から構成されている。信号処理装置３０
は、送受信回路２１１、２１２についての送受信信号を
処理するための信号処理回路３１１、３１２とマイクロ
プロセッサ等の中央演算処理回路（ｃｐｕ）４０とから
構成されている。
１、１２から超音波信号を送信し、かつ超音波送受波器
１１、１２から超音波信号を受信するための送受信回路
２１１、２１２から構成されている。信号処理装置３０
は、送受信回路２１１、２１２についての送受信信号を
処理するための信号処理回路３１１、３１２とマイクロ
プロセッサ等の中央演算処理回路（ｃｐｕ）４０とから
構成されている。
【００３１】信号処理回路３１１、３１２は、中央演算
処理回路４０の制御の下に対応する送受信回路２１１、
２１２、すなわち、超音波送受波器１１および１２によ
る超音波送波を制御する。また、対応する送受信回路２
１１、２１２、すなわち、超音波送受波器１１、１２よ
り得られた受波信号に所定の処理を施し、その結果を中
央演算処理回路４０に供給する。
処理回路４０の制御の下に対応する送受信回路２１１、
２１２、すなわち、超音波送受波器１１および１２によ
る超音波送波を制御する。また、対応する送受信回路２
１１、２１２、すなわち、超音波送受波器１１、１２よ
り得られた受波信号に所定の処理を施し、その結果を中
央演算処理回路４０に供給する。
【００３２】中央演算処理回路４０は、超音波送受波器
１１、１２の周囲温度Ｔair ［℃］を検出するサーミス
タ５０の出力と合わせ、信号処理回路３１１、３１２の
出力に基づき、所定の処理を実行する。その結果得られ
たデータ、例えば、車両１６の路面Ｍに対する傾斜角ｄ
θ、車速ｖは、出力端子４１を介して図示しない後段の
装置、例えば、サスペンション制御システム、ヘッドラ
イトビーム制御システム、アンチロックブレーキシステ
ム等に送られて利用に供される。
１１、１２の周囲温度Ｔair ［℃］を検出するサーミス
タ５０の出力と合わせ、信号処理回路３１１、３１２の
出力に基づき、所定の処理を実行する。その結果得られ
たデータ、例えば、車両１６の路面Ｍに対する傾斜角ｄ
θ、車速ｖは、出力端子４１を介して図示しない後段の
装置、例えば、サスペンション制御システム、ヘッドラ
イトビーム制御システム、アンチロックブレーキシステ
ム等に送られて利用に供される。
【００３３】送受信回路２１１と送受信回路２１２およ
び信号処理回路３１１と信号処理回路３１２は、全く同
一の構成であり、全く同じように動作するので、以下の
説明では、送受信回路２１１と信号処理回路３１１につ
いてのみ説明する。
び信号処理回路３１１と信号処理回路３１２は、全く同
一の構成であり、全く同じように動作するので、以下の
説明では、送受信回路２１１と信号処理回路３１１につ
いてのみ説明する。
【００３４】送受信回路２１１は、送受切換器２１３、
前置増幅回路２１４および電力増幅回路２１５を備えて
いる。送受切換器２１３は、送受波器１１の送信と受信
の切り換えを行うスイッチである。電力増幅回路２１５
は、後述する信号処理回路３１１の送信パルス生成回路
３２８にて生成される信号Ｐ1 （図３ａ参照）を電力増
幅して送受切換器２１３を介して送受波器１１を駆動す
る。前置増幅回路２１４は、送受波器１１により超音波
パルス信号を送波した後、当該送受波器１１で受波され
る路面Ｍからの反射エコー信号を固定利得にて増幅し、
後段の信号処理回路３１１に出力する。
前置増幅回路２１４および電力増幅回路２１５を備えて
いる。送受切換器２１３は、送受波器１１の送信と受信
の切り換えを行うスイッチである。電力増幅回路２１５
は、後述する信号処理回路３１１の送信パルス生成回路
３２８にて生成される信号Ｐ1 （図３ａ参照）を電力増
幅して送受切換器２１３を介して送受波器１１を駆動す
る。前置増幅回路２１４は、送受波器１１により超音波
パルス信号を送波した後、当該送受波器１１で受波され
る路面Ｍからの反射エコー信号を固定利得にて増幅し、
後段の信号処理回路３１１に出力する。
【００３５】信号処理回路３１１は、帯域フィルタ３２
２、増幅回路３２３、ＡＮＤゲート３２４、検波回路３
２５、レベル比較回路３２６、周波数計数回路３２７お
よび送信パルス生成回路３２８から構成されている。
２、増幅回路３２３、ＡＮＤゲート３２４、検波回路３
２５、レベル比較回路３２６、周波数計数回路３２７お
よび送信パルス生成回路３２８から構成されている。
【００３６】帯域フィルタ３２２は、送受波器１１の受
信信号から所定の周波数帯域に属する信号成分を取り出
すためのフィルタであり、その出力は増幅回路３２３に
より適当なレベルの信号Ｅ1 に増幅された後、ＡＮＤゲ
ート３２４および検波回路３２５に供給される。検波回
路３２５は、この信号を全波整流することにより、濾波
および増幅された受波信号Ｅ1 （図３ｂ参照）を直流検
波信号に変換する。
信信号から所定の周波数帯域に属する信号成分を取り出
すためのフィルタであり、その出力は増幅回路３２３に
より適当なレベルの信号Ｅ1 に増幅された後、ＡＮＤゲ
ート３２４および検波回路３２５に供給される。検波回
路３２５は、この信号を全波整流することにより、濾波
および増幅された受波信号Ｅ1 （図３ｂ参照）を直流検
波信号に変換する。
【００３７】レベル比較回路３２６は、直流検波信号の
電圧値を所定の基準電圧（Ｖref ：スレショルドレベル
と称する）と比較し、前者が後者を上回っている間ハイ
レベルとなる受波検出ゲート信号（検波ゲート信号）Ｇ
1 （図３ｃ参照）を出力する。
電圧値を所定の基準電圧（Ｖref ：スレショルドレベル
と称する）と比較し、前者が後者を上回っている間ハイ
レベルとなる受波検出ゲート信号（検波ゲート信号）Ｇ
1 （図３ｃ参照）を出力する。
【００３８】次に、ＡＮＤゲート３２４によって受波信
号Ｅ1 と検波ゲート信号Ｇ1 の論理積を求めることによ
って、受波信号Ｅ1 の中から路面Ｍからの反射エコー信
号（図３ｂ参照）を取り出すことができる。
号Ｅ1 と検波ゲート信号Ｇ1 の論理積を求めることによ
って、受波信号Ｅ1 の中から路面Ｍからの反射エコー信
号（図３ｂ参照）を取り出すことができる。
【００３９】ＡＮＤゲート３２４は、取り出した反射エ
コー信号を周波数計数回路３２７に供給し、周波数計数
回路３２７は、その周波数ｆr1を計数する。計数する方
法は、一例として、内蔵する周知の位相ロックループ回
路によってＡＮＤゲート３２４の出力に位相追従し、位
相ロック時点での電圧制御発振器（ＶＣＯ）の制御電圧
をサンプルホールドし、当該電圧制御発振器の発振周波
数を一定期間中央演算処理回路４０に内蔵するカウンタ
により、直接、計数することができる。
コー信号を周波数計数回路３２７に供給し、周波数計数
回路３２７は、その周波数ｆr1を計数する。計数する方
法は、一例として、内蔵する周知の位相ロックループ回
路によってＡＮＤゲート３２４の出力に位相追従し、位
相ロック時点での電圧制御発振器（ＶＣＯ）の制御電圧
をサンプルホールドし、当該電圧制御発振器の発振周波
数を一定期間中央演算処理回路４０に内蔵するカウンタ
により、直接、計数することができる。
【００４０】送信パルス生成回路３２８は、カウンタを
内蔵しており、中央演算処理回路４０から供給される、
例えば、１０（ＭＨｚ）の基準信号を分周する。その
際、中央演算処理回路４０は、分周設定用のコントロー
ル信号を出力して分周比を制御する。また、送信パルス
生成回路３２８は、分周により得られた周波数ｆa （超
音波キャリア周波数）の信号を基準信号に同期してパル
ス変調することにより、図３の波形図の（ａ）に示すパ
送信ルス幅Ｔw 、繰り返し周期Ｔo の送信パルス信号Ｐ
1 を生成する。
内蔵しており、中央演算処理回路４０から供給される、
例えば、１０（ＭＨｚ）の基準信号を分周する。その
際、中央演算処理回路４０は、分周設定用のコントロー
ル信号を出力して分周比を制御する。また、送信パルス
生成回路３２８は、分周により得られた周波数ｆa （超
音波キャリア周波数）の信号を基準信号に同期してパル
ス変調することにより、図３の波形図の（ａ）に示すパ
送信ルス幅Ｔw 、繰り返し周期Ｔo の送信パルス信号Ｐ
1 を生成する。
【００４１】なお、図３において、（ｂ）は送受波器１
１の受波信号Ｅ1 の波形を、（ｃ）は受波検出ゲート信
号Ｇ1 の波形を、それぞれ、示している。また、図３に
おいて、縦軸は信号レベル、横軸は時間軸である。
１の受波信号Ｅ1 の波形を、（ｃ）は受波検出ゲート信
号Ｇ1 の波形を、それぞれ、示している。また、図３に
おいて、縦軸は信号レベル、横軸は時間軸である。
【００４２】中央演算処理回路４０は、このようにして
得られた情報を使用して各種の計測演算を実行する。ま
ず、（８−１）式の演算を実行することにより、受波信
号Ｅ 1 のドップラ周波数を検出し、同様に送受波器１２
により検波された検波信号Ｅ 2 のドップラ周波数を、
（８−２）式の演算を実行することにより検出する。
得られた情報を使用して各種の計測演算を実行する。ま
ず、（８−１）式の演算を実行することにより、受波信
号Ｅ 1 のドップラ周波数を検出し、同様に送受波器１２
により検波された検波信号Ｅ 2 のドップラ周波数を、
（８−２）式の演算を実行することにより検出する。
【００４３】 ｆd1＝ｆr1−ｆ0 …（８−１） ｆd2＝ｆr2−ｆ0 …（８−２） ここで、ｆr2は、受波信号Ｅ2 の路面Ｍからの反射エコ
ー信号の周波数である。
ー信号の周波数である。
【００４４】次に、前述の（６）式に従って演算し、車
両１６の路面Ｍに対する傾斜角ｄθを検出する。また、
前述の（７）式に従って演算し、路面Ｍに対する車両１
６の速度ｖを検出する。ここで、ｃは音速であり、
（９）式により求めることができる。
両１６の路面Ｍに対する傾斜角ｄθを検出する。また、
前述の（７）式に従って演算し、路面Ｍに対する車両１
６の速度ｖを検出する。ここで、ｃは音速であり、
（９）式により求めることができる。
【００４５】 ｃ＝３３１．６＋０．６１×Ｔair …（９） なお、上述の実施例では、送受波器１１、１２の送信周
波数を同一の値としたが、各々異なる周波数ｆ1 、ｆ2
としても何ら差し支えない。また、以上の説明では、超
音波パルス信号による計測の例を示したが、この発明
は、ミリ波、光信号等の他の種類の波動信号を用いた計
測においても、同様に実施することができる。
波数を同一の値としたが、各々異なる周波数ｆ1 、ｆ2
としても何ら差し支えない。また、以上の説明では、超
音波パルス信号による計測の例を示したが、この発明
は、ミリ波、光信号等の他の種類の波動信号を用いた計
測においても、同様に実施することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、従来
の空中超音波を用いて車両の前・後部の車高を計測する
傾斜角計測装置に比較し、路面に凹凸がある悪路や、降
雪時の路面においても、路面に対する車両の傾斜角を正
確に計測することができ、また、実質的に１つの筐体に
波動信号送受波器を実装したことにより、車両への装
着、配線の処理が容易になるという効果が達成される。
の空中超音波を用いて車両の前・後部の車高を計測する
傾斜角計測装置に比較し、路面に凹凸がある悪路や、降
雪時の路面においても、路面に対する車両の傾斜角を正
確に計測することができ、また、実質的に１つの筐体に
波動信号送受波器を実装したことにより、車両への装
着、配線の処理が容易になるという効果が達成される。
【００４７】また、この発明によれば、傾斜角計測装置
に何ら付加することなく、利用価値の高い路面に対する
車両の走行速度である車速を精度よく計測することがで
きるという効果が達成される。
に何ら付加することなく、利用価値の高い路面に対する
車両の走行速度である車速を精度よく計測することがで
きるという効果が達成される。
【図１】この発明の原理を示す説明図である。
【図２】この発明の一実施の形態の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３】図２の例についての要部波形を説明する波形図
である。
である。
【図４】従来の車載用の傾斜角計測装置を説明するため
の概略構成図である。
の概略構成図である。
１０…車載用傾斜計測装置 １１、１２…送
受波器 １４…筐体 ２０…送受波器
装置 ３０…信号処理装置 ４０…中央演算
処理回路 ５０…サーミスタ ２１１、２１２
…送受信回路 ２１３、２１６…送受切換器 ２１４、２１７
…前置増幅回路 ３２２、３２９…帯域フィルタ ３２３、３３０
…増幅回路 ３２４、３３１…ＡＮＤゲート ３２５、３３２
…検波回路 ３２６、３３３…レベル比較回路 ３２７、３３４
…周波数計数回路 ３２８、３３５…送信パルス生成回路
受波器 １４…筐体 ２０…送受波器
装置 ３０…信号処理装置 ４０…中央演算
処理回路 ５０…サーミスタ ２１１、２１２
…送受信回路 ２１３、２１６…送受切換器 ２１４、２１７
…前置増幅回路 ３２２、３２９…帯域フィルタ ３２３、３３０
…増幅回路 ３２４、３３１…ＡＮＤゲート ３２５、３３２
…検波回路 ３２６、３３３…レベル比較回路 ３２７、３３４
…周波数計数回路 ３２８、３３５…送信パルス生成回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 15/60 Ｂ６０Ｑ 1/10 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】進行方向前方に所定の俯角をもって第１の
波動信号を送波し、路面からの反射波を受波する少なく
とも１箇の第１波動信号送受波器と、 進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動信号を送
波し、路面からの反射波を受波する少なくとも１箇の第
２波動信号送受波器と、 前記第１、第２波動信号送受波器で受波した反射波のそ
れぞれの周波数を検出する第１、第２周波数検出器と、 前記第１、第２波動信号送受波器から送波される波動信
号の周波数と前記反射波の周波数に基づいて、車両の路
面に対する傾斜角を算出する傾斜角算出手段とを備えた
ことを特徴とする車載用傾斜計測装置。 - 【請求項２】前記第１、第２波動信号送受波器を、実質
的に１つの筐体に実装し、当該筐体を車両に装着するこ
とを特徴とする請求項１記載の車載用傾斜計測装置。 - 【請求項３】進行方向前方に所定の俯角をもって第１の
波動信号を送波し、路面からの反射波を受波する少なく
とも１箇の第１波動信号送受波器と、 進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動信号を送
波し、路面からの反射波を受波する少なくとも１箇の第
２波動信号送受波器と、 前記第１、第２波動信号送受波器で受波した反射波のそ
れぞれの周波数を検出する第１、第２周波数検出器と、 前記第１、第２波動信号送受波器から送波される波動信
号の周波数と前記反射波の周波数に基づいて、路面に対
する車両の速度を算出する車速算出手段とを備えたこと
を特徴とする車載用車速計測装置。 - 【請求項４】進行方向前方に所定の俯角をもって第１の
波動信号を送波し、路面からの反射波を受波する少なく
とも１箇の第１波動信号送受波器と、 進行方向後方に所定の俯角をもって第２の波動信号を送
波し、路面からの反射波を受波する少なくとも１箇の第
２波動信号送受波器と、 前記第１、第２波動信号送受波器で受波した反射波のそ
れぞれの周波数を検出する第１、第２周波数検出器と、 前記第１、第２波動信号送受波器から送波される波動信
号の周波数と前記反射波の周波数に基づいて、車両の路
面に対する傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、 前記第１、第２波動信号送受波器から送波される波動信
号の周波数と、前記反射波の周波数に基づいて、路面に
対する車両の速度を算出する車速算出手段とを備えたこ
とを特徴とする車載用傾斜車速計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01038096A JP3631550B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 車載用傾斜計測装置および傾斜車速計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01038096A JP3631550B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 車載用傾斜計測装置および傾斜車速計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203634A true JPH09203634A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3631550B2 JP3631550B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=11748532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01038096A Expired - Fee Related JP3631550B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 車載用傾斜計測装置および傾斜車速計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3631550B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124352A1 (ja) * | 2011-03-17 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | 車両傾斜検知装置 |
| WO2022113586A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 古野電気株式会社 | ドップラー装置、俯角推定方法およびプログラム |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP01038096A patent/JP3631550B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124352A1 (ja) * | 2011-03-17 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | 車両傾斜検知装置 |
| WO2012124009A1 (ja) * | 2011-03-17 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | 車両傾斜検知装置 |
| CN103403572A (zh) * | 2011-03-17 | 2013-11-20 | 三菱电机株式会社 | 车辆倾斜检验装置 |
| JPWO2012124352A1 (ja) * | 2011-03-17 | 2014-07-17 | 三菱電機株式会社 | 車両傾斜検知装置 |
| JP5657097B2 (ja) * | 2011-03-17 | 2015-01-21 | 三菱電機株式会社 | 車両傾斜検知装置 |
| US9348012B2 (en) | 2011-03-17 | 2016-05-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicle inclination detecting device |
| WO2022113586A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 古野電気株式会社 | ドップラー装置、俯角推定方法およびプログラム |
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|---|---|
| JP3631550B2 (ja) | 2005-03-23 |
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