JPS61172080A - 超音波測定装置 - Google Patents

超音波測定装置

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JPS61172080A
JPS61172080A JP60012357A JP1235785A JPS61172080A JP S61172080 A JPS61172080 A JP S61172080A JP 60012357 A JP60012357 A JP 60012357A JP 1235785 A JP1235785 A JP 1235785A JP S61172080 A JPS61172080 A JP S61172080A
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reception
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Teruo Kishi
岸　輝夫
Yosuke Yamamoto
洋祐 山本
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • Y10S280/00—Land vehicles
    • Y10S280/01—Load responsive, leveling of vehicle

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波受信信号にレベル変動があっても距離
や角度情報等を得るための正確な受信タイミングが検出
できるようにした超音波測定装置に関する。
（従来技術） 従来、超音波の伝搬時間から距離あるいは角度等を検出
する超音波測定装置としては、例えば特開昭５７−１０
０３６２号の装置があり、この装置における超音波の受
信タイミングの検出は、受信信号を基準レベルと比較し
、基準レベルを越えたときの比較器出力で受信タイミン
グを検出するようにしている。
これと同様な受信タイミングの検出原理を採用した装置
として、例えば２系統の超音波測定系の伝搬時間の差か
ら路面に対する車両の傾斜角（例えば旋回走行時のロー
ル角）を検出する装置として例えば第７図に示すものが
知られている。
第７図において、１は発振器であり、発振器１の出力は
一対の超音波素子２ａ、２ｂに供給され、路面９に向け
て発射される。路面９で反射した超音波は超音波受信素
子３ａ、３ｂのそれぞれで受信され、受信信号に変換さ
れる。４ａ、４ｂは信号変換器であり、超音波受信信号
のエンベロープ変化を検波すると共に第８図（ａ）（ｂ
）に示すように検波後の受信信号が予め定めた閾値を越
えたときの比較器出力で与えられるＴＴＬ信号に変換し
、それぞれ時間測定器５ａ、５ｂに出力する。
時間測定器５ａ、５ｂにはＴＴＬ信号の外に発振器１か
ら送信信号（第８図（Ｃ））が与えられており、送信信
号が得られてから受信信号（ＴＴＬ信号）が得られるま
での超音波伝搬時間Ｔ１．７２を測定する。６は角度変
換器であり、時間測定器５ａ、５ｂで測定された各系統
の超音波伝搬時間の時間差（Ｔ２−ＴＩ）に基づいて路
面９に対する車両の傾斜角（ロール角等）φを求め、指
示器８に表示すると共に外部ターミナル９から他の装置
に出力して例えば旋回時の横加速度等を求めたり、また
計測されたロール角に基づいてサスペンションの電子制
御等を行なうようにしている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の超音波測定装置におけ
る受信タイミングの検出は、第８図に示すように、超音
波受信信号が予め定めた閾値を越えた所で受信タイミン
グを決定していたため、気象状況、路面条件、自動車の
速度等によって受信信号の信号レベルが変動した場合、
同じ伝搬距離であっても受信タイミングが変化するよう
になる。
即ち、第９図に示すように、受信信号レベルが受信信号
１０から１１のようにレベルが下がった場合、両者の間
に６丁に相当する受信タイミングの誤差が生じ、正確な
伝搬時間の測定ができなくなるという問題があった。
（問題点を解決するための手段〉 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、超音波受信信号の信号レベルが変動しても受信タ
イミングの検出誤差をなくして正確な超音波伝搬時間の
測定ができるようにした超音波測定装置を提供すること
を目的とする。
この目的を達成するため本発明は、超音波受信信号のピ
ーク値から受信タイミングを検出するようにしたもので
ある。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を２系統の超音波系の伝搬時
間の差から車両の路面に対する傾斜角を検出する超音波
傾斜計を例にとって示したブロック図である。
まず構成を説明すると、１２は発振器であり、２０ＫＨ
ｚ以上となる超音波発振信号を一対の超音波送信素子ｉ
３ａ、１３ｂに供給する。超音波送信素子１３ａ、１３
ｂは車両の下部に路面９に向けて配置されており、超音
波送信素子１３ａ。
１３ｂから発射された超音波は路面９で反射され、近接
配置した超音波受信素子１４ａ、１４ｂで受信され電気
信号に変換される。超音波受信素子１４ａ、１４ｂの各
出力は、プリアンプ１５ａ。
１５ｂに与えられる。プリアンプ１５ａ、１５ｂは超音
波受信信号を規定の信号レベルに増幅すると共に、ロー
パスフィルタを内蔵しており、超音波受信素子１４ａ、
１４ｂからの受信信号に含まれる高周波成分を除去して
受信信号のエンベロープ変化を取り出す。
プリアンプ１５ａ、１５ｂからの超音波受信信号は、遅
延器１６ａ、、１６ｂを介して比較器１７ａ。
１７ｂの一方に入力されると共に比較器１７ａ。
１７ｂの他方に直接入力される。
この遅延器１６ａ、１６ｂと比較器１７ａ、１７ｂで成
る各回路部は、プリアンプ１５ａ、１５ｂから得られた
超音波受信信号のピーク値が得られたタイミングを受信
タイミングとして検出する回路機能を有する。
比較器１７８．１７ｂの出力は位相検出器１８（与えら
れ、位相検出器１８は２つの比較器出力の間の位相差を
検出し、この位相差が車両の傾斜角に比例することから
指示器１９に出力して傾斜角φを表示させると共に、外
部ターミナル２０から他の装置に与え、例えば傾斜角に
基づいた横加速度の演算若しくは傾斜角に基づいたサス
ペンションの電子制御等°に利用する。
次に、第２図のタイミングチャートを参照して、第１図
の実施例の動作を説明する。
まず、発振器１２は一定の発振周期Ｔ毎に超音波送信素
子１３ａ、１３ｂに発振信号ａを供給しており、超音波
送信素子１３ａ、１３ｂのそれぞれから発射された超音
波は、路面９で反射し、超音波受信素子１３ａ、１３ｂ
で路面との距離に応じた伝搬時間後に受信する。
ここで、超音波受信信号の信号処理を、超音波受信素子
１４ａの系統について説明すると、超音波受信素子１４
ａからの受信信号すはプリアンプ１５ａで信号増幅され
ると共に、そのエンベロープ変化が検出され、ＴＬＬ信
号信号型て遅延器１６ａ及び比較器１７ａに与えられる
。そのため、比較器１７ａの（−）入力端子にはプリア
ンプ１５ａからのＴＬＬ信号信号型接入力されると共に
、（＋）入力端子には遅延器１６ａで一定時間τｄだけ
遅延されたＴＬＬ信号ｄが与えられるようになる。
このようにＴＬＬ信号信号型遅延されたＴＬＬ信号ｄを
受けた比較器１７ａは、第３図に示すようにＴＬＬ信号
信号型延ＴＬＬ信号ｄとが交差する時点で出力がＨレベ
ルに反転し、ＴＬＬ信号信号型−ク値に略一致したタイ
ミングで比較器の反転出力を得ることができる。
比較器１７ａ、１７ｂにおいて、受信信号のピーク値の
タイミングで反転した比較器出力は、それぞれ位相検出
器１８に与えられ、位相検出器１８は２つの比較器出力
の位相差を検出し、この位相差は２つの超音波系統の伝
搬時間の時間差を与えることとなる。時間差と車両の傾
斜角φとの間には比例関係があることから、位相差に応
じた信号ｇを指示器１９に与えることで路面９に対する
車両の傾斜角φを表示させる。
第５図は位相検出器１８から位相差に応じて出力される
出力電圧と車両のロール角φとの関係を示したグラフ図
であり、この特性グラフに基づいて指示器１つにロール
角を表示させるようにすればよい。
また、第６図はロール角に対する横加速度の関係を示し
たグラフ図であり、第５図から得られたロール角φに基
づいて横加速度を求めることができる。
第４図は第１図の実施例において、気象条件。
路面条件、自動車の速度等によってプリアンプ１５ａ、
１５ｂから得られる超音波受信信号（ＴＴＬ信号）の信
号レベルが変化したときのピーク値に基づく受信タイミ
ングの検出を示したタイミングチャートである。第４図
から明らかなように本発明にあっては、信号レベルが変
化してもピーク値が得られるタイミングに変化がないこ
とから、レベル変動の影響を受けることなく常に一定の
受信タイミングを与える比較器出力を得ることができる
。
尚、上記の実施例では、比較器の一方に対する信号入力
を遅延させることで、ピークレベルが得られるタイミン
グを検出する受信タイミング検出手段を例にとるもので
あったが、ピークレベルとなる受信タイミングの検出は
これに限定されず、例えば超音波受信信号を微分し、微
分信号の零クロスを検出することでピークレベルとなる
受信タイミングを検出するようにしてもよい。また、上
記の実施例は２系統の超音波送受信系を使用して、路面
に対する車両の傾斜角、例えばロール角を検出する装置
を例にとるものであったが、本発明はこれに限定されず
、車両と障害物との間の距離を超音波で測定する装置等
の超音波の伝搬時間を利用した適宜の装置にそのまま適
用することができる。
（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、超音波の送信
から受信までの伝搬時間を測定する超音波測定装置にお
いて、超音波受信素子で受信された受信信号のピーク値
から受信タイミングを検出するようにしたため、気象条
件、路面条件、車両の速度等により超音波の伝搬条件が
変って受信信号の信号レベルが変動しても、伝搬距離に
変化がない限り常に一定の受信タイミングをもって正確
な超音波伝搬時間を測定することができ、超音波伝搬時
間に基づく角度や距離の測定誤差を確実に防ぐことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は超音波による車両の傾斜角の測定を例にとって
本発明の一実施例を示したブロック図、第２図は第１図
の動作を示したタイミングチャート、第３図は第１図の
比較器によるピーク値に基づく受信タイミングの検出動
作を示した信号波形図、第４図は信号レベルが変動した
ときの受信タイミングの検出を示した信号波形図、第５
図は第１図の実施例における位相検出出力とロール角と
の関係を示したグラフ図、第６図はロール角と横示した
タイミングチャート、第９図は信号レベルが変動したと
きの従来例の問題を示した信号波形図である。 ９：路面 １２：発振器 １３ａ　、１３ｂ　：超音波送信素子 １４ａ、１４ｂ：超音波受信素子 １５ａ、１５ｂ：プリアノス １６ａ、１６ｂ　：ｌ延１ １７ａ　、　１７ｂ　：比較！ １９：指示器 ２０：外部ターミナル

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 超音波の送信から受信までの伝搬時間を測定する超音波
    測定装置に於いて、 超音波受信素子で受信された受信信号のピーク値から受
    信タイミングを検出する受信タイミング検出手段を設け
    たことを特徴とする超音波測定装置。
JP60012357A 1985-01-28 1985-01-28 超音波測定装置 Pending JPS61172080A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60012357A JPS61172080A (ja) 1985-01-28 1985-01-28 超音波測定装置
US06/823,119 US4722547A (en) 1985-01-28 1986-01-27 Ultra-sonic sensor system for monitoring rolling and/or pitching motion of vehicle

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JP60012357A JPS61172080A (ja) 1985-01-28 1985-01-28 超音波測定装置

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JPS61172080A true JPS61172080A (ja) 1986-08-02

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