JPS60142207A - 前方路面状態検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パー術うシＩ一 本発明は、自動車の進行方向における前方路面の凹凸状
態を検知する前方路面状態検知装置に関する。

従来技術 最近、路面の凹凸状態に応し７て自動車におけるサスペ
ンションの強度調整を行なわせるようにしたシステ１１
が開発さＪしているが、従来のものにあっては自動車が
実際に走行している現在の路面における凹凸状態を検知
してフィードバック制御を行なわせるようにしており、
路面の凹凸状態に応じたサスペンションの強度調整をな
す際の制御遅れが否めないものになっている。

■煎 本発明は以」二の点を考慮してなされたもので、自動車
の進行方向における前方路面の凹凸状態を正確に予知し
て、フィードフォワードによる遅れのないサスペンショ
ンなどの車体足廻り一般の最適制御を行なわせることが
できるようにした前方路面状態検知装置を提供するもの
である。

また特に本発明にあっては、車体から指向性をもったビ
ームを前方一定距離にあるｂ′δ面一１ユにｆｆ（＋　
、！ｌ−Ｊし、その反射波を受光することにより距ｐａ
ｒｔ測定をなしてビーム長の変化から路面の凹凸状態？
？検知するようにしたものにおいて、車体のビンチンタ
によるビーム長の変化分に応した補正手段をとるように
した前方路面状態検知装置を提供するものである。

構歇。

以下、添イ・」図面を参照して本発明の一実施例に−）
いて詳述する。

第１図は本発明の前方路面状態検知′ｊＡ、置による油
力路面状態の検知原理を示すもので、自動車１の前部に
指向性をもったレーザビームに前方一定＋ｉ′ｒｉ　ｓ
ｔ＋の路面上に照射させる発光部およびその路面からの
反射波を受光する受光部をもった三角測量法を利用して
距離ｉ１＋１定髪行なう光学式距離センサ２を設け、そ
の距ｎ１［センサ２によるへ１１］定距離が・定の場合
には前方路面が平担（、）であり、またそのＪｌす定圧
Ｉｔ！Ｉｆか一定よりも長い場合には前方路面が四部（
ｂ）になっており、知かい場合には前方路面か凸部（ｃ
）になっていることをそれぞれ検知するようにしている
。

第２図は本発明による基本的な前方路面状態検知装置の
一構成例を示すもので、指向性をもったレーザビームを
一定方向に発射して対象物（この場合は路面）３からの
反則波を受光してそＡＩとの間の距離を４１１定する光
学式距ｖ１（［センサ２ど、その測定結果にもとづいて
前方路面の凹凸状態を判定する路面状態判定回路４とに
よって構成されている。

またその光学式距離センサ２としては、変調器２２にお
いて電源２０からのレーザ駆動信号をパルス発生器２１
からの一定周期をもったパルス信号により変調させ、そ
の変調（Ｆ３号により１〕・−ザ発光器（半導体レーザ
）２３を駆動させるレーサ駆動部と、レーザ発光器２３
からコリメー１−１ノンス２４を介して指向性をも、っ
て発射され、対象物３による反射された変調ヒームが受
光レンズ２５および光学フィルタ２６を介して入射する
、ように改番づられたホトタイオード、ＣＣＵＩなどの
光電変換素子かアレイ状に配設された光学位圃センサ２
７と、そのセンサ２７から時系列的に出力されろ信号を
増幅して復調する増幅および復調器２８と、その復調さ
れた信号が光学位置センサ２７の何番目の素子から出力
されたかを解読して対象物３との間の距１ｔ１１に応じ
たデータを出力するエンコーダ２９とによ−〕で構成さ
れている。なお、その光学位置センサ２７にあっては光
学軸に列して垂直になるように多数の光電変換素子Ｐ　
１　＝　Ｐ　ｎが配設されており、対象物３との間の距
離が変化することによりその反射波を受光する光電変換
素子の位置が変化するようになっている。しかしてこの
ように構成さ扛た光学式距離センサ２にあっては、特に
その発光部から変調されたレーザビーｌＸを発ｆｌイさ
せてりｔＩ象物３からの反射光をその受光部で復調して
距Ｓ　ａ＋す定を行なわせるようにしているために外乱
）■の影響を受けることなく、またその光学位置センサ
２７として光電変換素子をライン状に配設したものを用
いているために比較的低パワーのビーム出力によっても
精度良く対象物３との間の距Ｉ！＋ｌｌ：を測定するこ
とができるものとなる。

しかしてこのように構成された本発明による前方路面状
態検知装置では、光学式距離センサ２を例えば自動車１
の前部に取す付けてその前方一定の距Ａｌｌの路面上を
変調されたレーザヒートにより照射させ、その反ｎＪ波
を受光して増幅、　ｆｉｔ調、エンコー１−の各処理を
なしてビーム長の変化に応じた距離の長短を測定させる
ようにすれば、その測定データにもとづいて路面状態判
定回路４により自動車１の進行方向における前方路面の
凹凸状態を検知することができるようになる、。

このような前方路面状エル検知装置にあって、特に本発
明では車体のピッチングを考慮したうえで、そのピッチ
ングによる４１す定距離の誤差分を補正する手段を講す
るようにしたことを特徴としている。

ｔなわら、その装置の車体への数個（Ｊが固定されてい
る場合には、検知したい前方路面の凹凸によるビーム長
の変化に比して車体のピッチングによるビーム長の変化
が大きな割合を占めて光学式距離センサ２による測定結
果に誤差を含んでしまうことになり、そのため車体のピ
ッチングの影響をなくすために何らかの補正手段をとる
必要がある。

そのため特に本発明では、第３図に示すように、自動車
１の走行にともなうビンチングレー１−を検出するピッ
チンクレーｊ〜センサ５．車体の仮想ピッチング中心に
おける−」１下方向の変位速度を検出する。」１下変位
速度センサ６および自動車１の走行速度に応したサンブ
リングパルス信号を発生する車速センサ７をそれぞれ設
け、それら各センサ出力を路面状態判定回路４′にＩｊ
えて所定の−り゛ンブリング周期による演算処理を行な
わせることにより車体のピッチングによる誤差分の補正
を行なわせるようにしている。

ずなわち、自動１１（１が第４図のようにピッチングす
る場合、同図の関係にあって、測定ビー１１長１−はｌ
〕、０の関数であるから 次式のように変形される。なお、Ｑは車体の仮想ピッチ
ング中心Ｏから光学式距離センサ２までの間の距離であ
る。

ここて、光学式距踵センサ２の出力信号Ｖｓおよびピッ
チングレーＩ〜センサ５の出力信４３．　ｙ　Ｐかｄθ それぞれＶ　ｓ　＝　ａ　（１，、−１−ｏ　）　、　
Ｖ　ｐ　＝　ｂ　丁としてＩｊえられると、　（２）式
は次式によ−）に変形されることになる。なお、Ｌ　ｏ
は平担路に自動１１（Ｉを停止させて平担な前方路面」
、を照射したときの基準ビー１１長であり、またａ、ｂ
はそれぞれ一定の係数である。

また、０は車体のピッチング“によって変化するもので
あるか、ここてｓｊｎ　Ｏ＝＝　α、ｃｏｓ　Ｏ−β（
ｆｆ。

βは定数）とすると、（３）式は次式のように近似され
る。なお、」１下変位速度センサ３１の出力ｃＬＴ（。

信号Ｖ　ｈはＶ　ｈ　””　ｃ　ａ　ｔによって与えら
れる。Ｃは一定の係数である。

したかって、前方路面の凹凸情報Ｘの時間変化字欠は（
４）式によって与えられ、自動車１のｔ 走行にともなう単位検知間隔てあたりの前方路面ｘ の凹凸率はで−となる。

ｔ しかして路面状態判定回路４′において、光学式ｙ＋ｒ
　ｍａｔセンサ２の出力信号ｖＳ、ピンヂングレー１−
センサ５の出力信号Ｖｐおよび」１下変位速度センザ６
の出力信３　Ｖ　ＩＩをそれぞＡし読み込ませて、自動
車１の走行速度に応じて車速センサ７から送られてくる
サンブリンクパルスの周期でごとにて・立を所定の演り
により逐次求めて連続データｔ とすることによって、例えば第５図に示すように、車体
のピッチングによる誤差が補償された前方路面の凹凸状
態が自動ｔ１７．　ｌの走行にしたがって順次検知され
るようになる。なお、車速センサ７から送られてくるサ
ンプリングパルスの周期では、自動車１の走行速度をＶ
、その走行距離分解能を［）（例えば］、　ｃｍ　）と
するとき、τ＝　Ｄ　／　ｖによって与えられる。また
その路面状態判定回路４′の機能をマイクロコンピュー
タによって代行させることが可能となる。

通常は車体の仮想ピッチング中心０の上下方向の変位率
は路面の凹凸変化率に比して充分小さいために（４）式
におけるＶ　ｈ　／　ｃ、の項を無視しても実用上問題
がない。したがって、」１下変位速度センサ６を省略す
ることが可能となる。

なお、本発明による前方路面状態検知装置では、距Ｉｌ
ｌ測定媒体としてレーサヒーｌ、を用いた光学式距離セ
ンサ２の代わりに、超音波、電波などのビームを用いた
一般的な距離センサを用いるようにしてもよいことはい
うまでもない。

匁米 以」二、本発明による前方路面状態検知装置にあっては
、指向性をもってビームを車体前方の一定距離にある路
面」二に照射してその反射波を受光することによりビー
ム長の変化から距離の長短を４１１定して、その測定結
果に応して前方路面の凹凸状態を判定する際、特に車体
のピッチングによるビーｌ＼長の変化分に応じた補正手
段をとるようにしたもので、車体のピッチングの影響を
受けることなく自動車の進行方向における前方路面の凹
凸状態をｉ’ｆ’ｆ度良く検知することかでき、ブイ−
１〜フフＹワー１−による動作遅れのないサスペンショ
ンなとの最適制御を行なわせることができるという優り
だ利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前方路面状態検知装置における前方路
面の凹凸状態の検知原理を示す図、第２図は本発明によ
る前方路面状態検知装置の基本的な構成例を示すブロッ
ク図、第３図は本発明の−・実施例を示すフロック構成
図、第４図は車体のピッチングによるビー１１長の変化
状態を示す図、第５図は同実施例により検知される１）
１ｊ方路面の凹凸状態の一例を示す特性図である。 １・自動車　２・光学式層ｎ（（センサ　３・一対象物
４．４′・路面状プル判定回路　５　ピッチングレー１
−センサ　６　上下変位速度センサ　７・屯速センサ ・ｉ２図 ２ 第３１ 床４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 指向性をもったビームを車体前方の一定距離にある路面
   上に照射してその反射波を受光することによりビーム長
   の変化がら距聞１の長短髪測定する距離測定手段と、車
   体のピッチングによるビーム長の変化分をめる手段と、
   そのめらＪした変化分に応して１？口１を測定手段によ
   る測定結果の補正をなして前方路面の凹凸状態を判定す
   る手段とによって構成された前方路面状態検知装置。