JPH02228565A

JPH02228565A - 速度計測状態判定方式

Info

Publication number: JPH02228565A
Application number: JP5053289A
Authority: JP
Inventors: Masashi Toda; 戸田　昌司
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1989-03-02
Publication date: 1990-09-11

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】〔概　　　要〕走行中の車両から走行上の路面に反射される反射光に基
づいて速度情報を得て演算処理等を行って可視的に速度
を知り得る装置が利用されている。

こうした装置では、車両が停止している時、即ち、無速
度状態になっている時、前記速度情報は無変化の状態で
、速度表示として０が示される。

一方、例えば、トンネル等に差し掛かり急激に前記走行
上の路面からの反射光が低減すると、実際には無速度状
態ではないのに、無速度状態と同様の状態になることが
ある。本発明は、そのような状態を区別するため、計測
対象から速度に対応する信号の入力がない状態になった
ときに、それが誤計測のためなのか、それとも無速度状
態になっているのかを判定できるようにする。そのため
に、それらの相違に基づく信号を入力する状態判定手段
を設け、該状態判定手段の出力を用いて警報による報知
や制御系の補正等ができる速度計測状態判定方式を提供
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電車、自動車、オートバイその他の車両の走
行速度を計測する速度計測装置に係る速度計測状態判定
方式に関する。

（従来の技術］走行中の電車、自動車、オートバイその他の車両から走
行下の路面で反射される反射光を受け、その強弱に基づ
いて該車両の走行速度を計測できるようにした走行速度
計測装置が知られている。

そのような走行速度計測装置は前記反射光を受ける受光
素子を有し該受光素子の検知物理量の変化を例えば電圧
変化に変換した後、若しくは前記受光素子から速度に応
する検出電圧が直接得られるときにはそのまま、それを
増幅回路で増幅し該増幅回路の出力に基づいて二値化し
それを第６図に示すように周波数カウンタ１に入力して
いる。

該周波数カウンタ１にはサンプリング時間コントロール
信号発生回路２からのサンプリング時間コントロールパ
ルスＴｒ、が入力されており、該サンプリング時間コン
トロールパルスＴ６によりカウント動作が例えば一定時
間内に入ってきたカウントパルスをカウントし、そのカ
ウント値を速度値に変換し出力する。そして、該周波数
カウンタ１の出力は７セグメント数字表示素子等で構成
される表示器３をドライブするドライバ４に入力し、該
ドライバ４で前記表示器３が駆動され、前記周波数カウ
ンタ１のカウント結果が読み取れるようになり、その表
示を読み取ることにより、車両の走行速度を知ることが
できる。一方、前記走行速度計測装置には前記周波数カ
ウンタのカウント結果が所定の計測範囲内にあるかどう
かをチエツクするためカウント結果と計測範囲の上下限
値（■、ＶＬ）とを比較するコンパレータが設けられる
。

第６図には、カウント結果■９と計測範囲の下限値■、
とを比較するコンパレータ５が示されており、該コンパ
レータ５には比較用下限値データ発生手段６から下限値
■Ｌのデータが人力されている。また、前記コンパレー
タ５の出力は表示ゼロリセット回路７に入力されており
、該表示ゼロリセット回路７の出力は前記ドライバ４に
入力されている。そして、カウント結果が前記下限値を
下回る（ＶＬ＞ＶＭ）と前記コンパレータ５から前記表
示ゼロリセット回路７にコントロールパルスが発せられ
、その結果、該表示ゼロリセット回路７から前記ドライ
バ４にリセット信号が出力され、表示をゼロリセットす
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述した如き従来の走行速度計測装置におい
ては、車両が停止して無速度状態になった場合でも、何
等かの障害に起因する誤計測の場合でも、とにかく、前
記周波数カウンタｌの入力が無人力状態若しくはそれに
近い状態になると、前記表示器３の表示をゼロリセット
するようになっている。

しかしながら、例えば、自動車の走行速度に応じて、即
ち、前記周波数カウンタ１のカウント結果によってエン
ジン系統、例えば、キャブレーク等をコントロールする
自動制御システムなどに適用しよう、とする場合には、
前記無速度状態と前記誤計測とは明確に区別し実情に合
った正しいコントロールが行われるようにする必要があ
る。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、前記無速度状態と
前記誤計測とを明確に区別できる速度計測状態判定方式
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の原理を示すブロック図
である。本発明の速度計測状態判定方式において、受光
素子８は車両が走行する路面からの反射光を受光する。

カウンタ９は前記受光素子８の出力に基づいてカウント
動作する。受光強度検出手段ｌＯは前記受光素子８の出
力に基づいて受光強度に対応する信号を得る。比較手段
１３は前記受光強度検出手段１０の出力と所定の基準電
圧とを比較する。状態判定手段１１は前記比較手段１３
の出力と前記カウンタ９のオーバーフローに起因する信
号とを入力し、誤計測か停止による無速度状態かにより
異なる状態の信号を出力する。

また、前記受光強度検出手段１０の代りに位相変更手段
１２で構成する場合、位相変更手段１２は前記受光素子
８の出力に基づく信号を入力し、その信号の位相を変更
させて出力する。比較手段１３は前記位相変更手段１２
の出力と前記受光素子８の出力に基づく信号とを比較す
る。状態判定手段１１は前記比較手段１３の出力と前記
カウンタ９のオーバーフローに起因する信号とを入力し
、誤計測か停止による無速度状態かにより異なる状態の
信号を出力する。

〔作　　　用〕

速度の変化に応する信号は走行下の路面等の計測対象の
凹凸の如き「むら」に光源から投光した光が反射し、そ
の反射光は前記受光素子８で捉えられ該受光素子８の出
力は例えばシュミット回路で二値化され前記カウンタ９
に入力される。一方該カウンタ９には基準クロックが入
力されており、該カウンタ９は前記二値化されたーの入
力パルスの立ち上がりエツジから次のパルスの立ち上が
りエツジの期間、前記基準クロックを数える。従って、
自動車が停止した場合には、前記受光素千日の出力状態
が変化しなくなるため前記二値化された入力信号の状態
も変化しなくなり、前記゛Ｉ］パレヘルの期間が長く持
続する。そのため、前記カウンタ９はオーバフローにな
る。

一方、受光強度検出手段１０により前記受光素子８が受
ける光の強度に応する信号が検出されており、該信号と
前記所定の基準電圧とが前記比較手段１３で比較され該
比較手段１３の出力と前記カウンタ９のオーバフローに
基づく信号との論理積を前記状態判定手段１１で得てい
る。従って、誤計測状態のときには前記受光素子８が受
ける光の強度が弱いため、前記受光強度検出手段１０の
出力電圧の方が前記所定の基準電圧より低下する。

それ故、前記比較手段１３の出力信号と前記カウンタ９
のオーバフローに基づく信号との双方が°“Ｈ”°レベ
ルとなるため前記状態判定手段１１の出力も“Ｈ′”レ
ベルとなる。また、無速度状態の場合は、前記オーバフ
ローに基づく信号が°Ｈ”レベルになっても前記受光素
子８が受ける光の強度が強いため、前記比較手段１３の
出力は“Ｌ　ＩＩレベルであり、前記状態判定手段１１
の出力も”′Ｌ”レベルである。このように、無速度状
態のときと誤計測のときとでは該状態判定手段１１の出
力状態が異なるので、これらを区別することができる。

前述のように、前記受光強度検出手段ｌＯの代りに前記
位相変更手段１２で構成するようにしても無速度状態と
誤計測とを区別することができる。

即ち、誤計測の場合には前記受光素子８の出力に基づく
信号の強度は弱いが交流成分を含むため前記比較手段１
３には位相差のある二つの信号が入力される。そのため
、該比較手段１３はその位相差に応じたパルスを出力す
る。従って、前記状態判定手段１１の出力は“Ｈ”レベ
ルになったり、“Ｌ　１１レベルになったり変化する。

これに対し、無速度状態の場合には、前記受光素子８の
出力に基づく信号に交流成分を含まず、前記比較手段１
３の一方の入力端子には電圧が印加され、他方の入力端
子はゼロボルトに保持されるので、該比較手段１３の出
力は“Ｌ　１１レベルのままになる。それ故、前記状態
判定手段１１の出力を例えばリトリガラプルモノステー
ブルマルチバイプレークーを介して取り出せば無速度状
態の場合に“Ｌ　１１レベルの信号を、誤計測の場合に
は、“Ｈ”レベルの信号を得ることができ、これにより
前記状態を区別することができる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
述する。

第２図は、本発明の速度計測状態判定方式を適用した走
行速度計測装置の一例を示すブロック構成図である。同
図において、受光素子１４．１５は何れもほぼ同一の特
性が得られるよう例えばステアタイトの基板面に互いに
近接し且つほぼ同一平面上にフォトダイオード、ＣｄＳ
、アモルファスソーラセルやその他の光電変換材料で受
光部を形成し、該受光部に真空蒸着等で形成した電極１
６．１６を介して二対のリードを引き出し全体を受光窓
を有する容体に収容しである。尚、この受光素子１４．
１５は例えば、プリント基板に多数の例えば２０個のフ
ォトトランジスタを並列に接続したものを二組み設け、
前記同様全体を受光窓を有する容体に収容して構成する
こともできる。

前記受光素子１４．１５の一方のリードは図示を省略し
たがアース電位、即ち、電源のコモンラインに接続（以
下接地するという）してあり、前記受光素子１４．１５
の他方のリードはこれら受光素子１４．１５に流れる電
流変化を電圧変化に変換するオペレーショナルアンプ等
で構成された電流・電圧変換用アンプ１７．１日に入力
している。これらの電流・電圧変換用アンプ１７．１８
は例えば、前記受光素子１４．１５にフォトダイオード
やアモルファスソーラセルのように光を受けることによ
りそれ自身が電圧を生成するものを使用する場合には省
かれることもある。

前記電流・電圧変換用アンプ１７．１８の出力は、オペ
レーショナルアンプ等で受光強度検出手段として構成し
た加算演算回路１９と、同様にオペレーショナルアンプ
等で構成した差動演算回路２０のそれぞれに入力してい
る。該差動演算回路２０の出力はシュミット回路２１に
入力してあり、該シュミット回路２１の出力はワンショ
ットマルチバイブレーク等で構成したカウンタ制御回路
２２に入力し、該カウンタ制御回路２２の出力はカウン
タ２３に入力している。そして、該カウンタ２３には例
えば、水晶発振回路や分周回路等で構成された基準クロ
ック発生回路２４からの基準クロックが入力されている
。また、前記カウンタ２３の最上位ビットを入力する例
えば、フリップフロップ素子で構成されたオーバフロー
検出回路２５を設けてあり、該オーバフロー検出回路２
５の出力はＡＮＤゲート２６に入力している。

一方、前記加算演算回路１９の出力はコンパレータ２７
の一方の入力端子に入力してあり、該コンパレータ２７
の他方の入力端子は基準電圧設定回路２８からの基準電
圧を入力している。そして、前記コンパレータ２７の出
力は前記ＡＮＤゲート２６に入力している。

而して、車両の走行下の路面にハロゲンランプの如き光
源から光が当って或いは太陽光が当って、該路面で反射
した反射光が前記受光素子１４．１５に入射する。この
反射光の強弱に対応して流れる前記受光素子１４．１５
の電流変化は前記電流・電圧変換用アンプ１７．１８で
電圧変化に変換され、それらの出力端子から電圧が得ら
れる。前記差動演算回路２０には前記電流・電圧変換用
アンプ１７．１８の双方の出力電圧が入力されており、
その出力端子にその差に対応する電圧が得られる。この
電圧は前記入力電圧の同相成分が充分抑圧されているの
で、Ｓ／Ｎを大きく改善しており、速度に対応する信号
（以下単に速度信号という）として利用することができ
る。この速度信号は第３図（ａ）にｅ、の記号を付して
交流信号波形で示している。

そして、この速度信号は前記シュミ・ント回路２１で二
値化され、前記カウンタ制御回路２２に入力される。前
記第３図（ａ）において、０レベルを基準に上下に（＋
）、（−）を付し一点鎖線で示す電圧レベルの範囲は前
記シュミット回路２１のヒステリシス幅である。前記カ
ウンタ制御回路２２は前記シュミット回路２１の出力パ
ルス（第３図（ｂ））の立ち上がりのエツジに同期して
ワンショ・ントバルスを発生し、これを前記カウンタ２
３に供給している。該カウンタ２３は前記カウンタ制御
回路２２から発せられるパルスに応働してカウントを開
始し、前記カウンタ制御回路２２から次のパルスが発せ
られるまでカウント動作を継続する。

即ち、該カウンタ２３は第３図（ｂ）に示す’Ｉ’＋　
、Ｔ２、Ｔ３の間カウント動作をする。従って、第３図
（ｂ）に示すＴ２のように周期が長いと前記カウンタ２
３はオーバフローを起こす。該オーバフローは前記カウ
ンタ２３の最上位ビットの立ち下がり工・ンジに応働す
る前記オーバフロー検出回路２５で検出され、その結果
、第３図（Ｃ）に示す如くその出力状態が“°Ｈ゛レベ
ルとなり、これが前記ＡＮＤゲート２６の一方の入力端
子へ供給される。なお、前記オーバフロー検出回路２５
の前記゛Ｈ゛レベルの出力状態は以降の速度信号の周期
において前記カウンタ２３をオーバフローさせない信号
が該カウンタ２３に入力されるまでの期間継続される（
第３図（Ｃ）のＴ３参照）。

一方、前記受光素子１４．１５への入射光量が何等かの
障害等に起因して減ると、それに伴って第３図（ｄ）に
示すように総受光量信号である前記加算演算回路１９の
出力も減少する。そして、該加算演算回路１９の出力電
圧が前記基準電圧設定回路２８の基準電圧より低下する
と、第３図（ｅ）に示す如く前記コンパレータ２７の出
力状態が“Ｌ“レベルから“Ｈｌ＋レベルに変化し、こ
の出力は前記ＡＮＤゲート２６の他方の入力端子へ供給
される。それ故、該ＡＮＤゲート２６の双方の入力端子
が“Ｈ１１レベルとなるため、その出力状態が第３図（
ｆ）に示すように“Ｌｏ”レベルから“Ｈ”レベルに変
化する。こうして、何等かの障害等に起因する誤計測の
場合、該ＡＮＤゲート２６の出力状態が“′Ｌパレベル
から“Ｈ１ルベルに変化するので、これを利用して例え
ば、不図示の警報回路を作動させ、これによりＬＥＤの
如き発光素子を点灯させたり、圧電ブザー或いはスピー
カを鳴らしたりして誤計測であることを報知したり、又
は不図示の制御回路に前記ＡＮＤゲート２６の出力信号
を送り、正しい制御が行われるようにすることができる
。これに対して、自動車が停止して無速度状態のときは
、前記カウンタ２３がオーバフローすると、前記オーバ
フロー検出回路２５は“Ｈ”レベルを出力するものの、
総受光量信号である前記加算演算回路１９の出力の方は
前記受光素子１４．１５が入射光を充分受けているので
、異常を示さず、前記コンパレータ２７の出力状態が“
Ｌ”レベルを維持する。従って、前記ＡＮＤゲート２６
の出力もＬ′”レベルを維持する。

第４図は、他の実施例を示す概略回路図である。

同図において、前記差動演算回路２０の出力（Ａ）は前
記シュミット回路２１に供給されると共にコンデンサ２
９と抵抗３０で構成された微分回路に供給し且つオペレ
ーショナルアンプ３１の反転入力端子に供給されている
。また、前記微分回路の出力即ち、前記コンデンサ２９
と抵抗３０の接部（Ｂ）に生ずる出力は前記オペレーシ
ョナルアンプ３１の非反転入力端子に供給されている。

そして、該オペレーショナルアンプ３１の出力は前記Ａ
ＮＤゲート２６に供給される。

この構成において、誤計測の場合には前記受光素子８の
出力に基づく信号の強度は弱いが交流成分を含むため第
５図（ａ）の上段、中段に交流波形で示すように前記オ
ペレーショナルアンプ３１には位相差（Φ）のある二つ
の信号が入力される。そのため、該オペレーショナルア
ンプ３１はその位相差に応じたパルスを第５図（ａ）の
下段に示す如く出力する。従って、前記ＡＮＤゲート１
１の出力はＨ”レベルになったり、“Ｌ”レベルになっ
たり変化する。これに対し、無速度状態の場合には、前
記受光素子８の出力に基づく信号に交流成分を含まず、
前記オペレーショナルアンプ３１の反転入力端子には電
圧が印加され、非反転入力端子はゼロボルトに保持され
るので、該オペレーショナルアンプ３１の出力は“Ｌ゛
レベルままになる。それ故、前記ＡＮＤゲート２６の出
力を例えばリトリガラプルモノステーブルマルチバイブ
レークーを介して取り出せば、無速度状態の場合に°′
Ｌ”レベルの信号を、誤計測の場合には、“Ｈｎレベル
の信号を得ることができ、これにより前記状態を区別す
ることができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、速度計測
装置において、計測対象から速度信号の入力がない状態
になったときに、それが誤計測のためなのか、それとも
無速度状態になっているのかを電気信号として得て、そ
の状態により判定できるようにしたから、前記電気信号
を制御信号として用いることにより、実際に即した正し
い制御を行ったり或いは警報により、誤計測であること
を報知したりすることができ、極めて信頌性に優れた速
度計測装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、■）は本発明の原理を示すブロック図、
第２図は本発明の速度計測状態判定方式を適用した走行
速度計測装置の一例を示すブロック構成図、第３図（ａ）乃至第３図（ｆ）は各部の信号出力を対比
的に示したフローチャート、第４図は他の実施例を示す概略回路図、第５図（ａ）は
誤計測時におけるオペレーショナルアンプ３１の入出力
信号の状態を示す説明図、第５図（ｂ）は無速度時にお
けるオペレーショナルアンプ３１の入出力信号の状態を
示す説明図、第６図は従来の走行速度計測装置の一例を
示すブロック構成図である。８・・・・受光素子、９・・・・カウンタ、ｌＯ・・・・受光強度検出手段、１１・・・・状態判定手段、１２・・・・位相変更手段、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両が走行する路面からの反射光を受光する受光
素子を有し、該受光素子の出力の変化に基づいて前記車
両の走行速度を計測する走行速度計測装置において、前
記受光素子の出力に基づいてカウント動作が制御される
カウンタと前記受光素子の出力に基づいて受光強度を検
出する受光強度検出手段と該受光強度検出手段の出力と
所定の基準電圧とを比較する比較手段と該比較手段の出
力と前記カウンタのオーバーフローに起因する信号とに
より誤計測か停止による無速度状態かを判定する状態判
定手段を具備して構成したことを特徴とする速度計測状
態判定方式。
（２）車両が走行する路面からの反射光を受光する受光
素子を有し、該受光素子の出力の変化に基づいて前記車
両の走行速度を計測する走行速度計測装置において、前
記受光素子の出力に基づいてカウント動作が制御される
カウンタと前記受光素子の出力に基づく信号を入力する
位相変更手段と該位相変更手段の出力と前記受光素子の
出力に基づく信号とを比較する比較手段と該比較手段の
出力と前記カウンタのオーバーフローに起因する信号と
により誤計測か停止による無速度状態かを判定する状態
判定手段を具備して構成したことを特徴とする速度計測
状態判定方式。