JPH1048332A - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車載用レーダ装置のアンテナの着雪除去装置
を着雪を自動的に検出し、着雪除去装置を自動的に起動
または停止させる。 【解決手段】 アンテナに着雪すると、ミキサ出力に低
周波成分が現れる。この低周波成分によって着雪を検出
する。さらに、着雪の厚みも検出できる。 【効果】 着雪除去装置を自動運転できるため、降雪時
にも正確な距離または相対速度の測定を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に搭載し電
波を送信しその電波の反射波を受信するレーダ装置に関
する。本発明は、自動車に搭載し、走行中に先行する車
両との車間距離を自動的に計測し、その車間距離が短く
なるときに警報を発生する装置として利用する。本発明
は、レーダ装置のアンテナに着雪があるか否かを判定す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両前方に向け数十ＧＨｚ帯の電波を送
信し、その電波の反射波を受信し、その送信タイミング
から受信タイミングまでの時間差により、車両前方にあ
る物体までの距離を測定する車載用レーダが開発されて
いる。近年、日本国では６０ＧＨｚ（波長５ｍｍ）帯を
車載用レーダの周波数として利用することが指定され、
この周波数帯の車間距離警報装置が研究されている。こ
の従来例の概念を図８に示す。図８はレーダ装着車両と
ターゲット車の降雪時の走行例を示す図である。

【０００３】レーダ装着車両のアンテナの実装状態を図
９を参照して説明する。図９はアンテナの実装例を示す
図である。図９の例では、アンテナ２は自動車のバンパ
に一辺が数ｃｍ程度の四角形の穴を設けて取付けられ
る。図８に示すような降雪時にはこの穴に雪が詰まり電
波の送受信の妨げとなるため、着雪除去装置が備えられ
ている。その一つの例として空気圧により吹き飛ばすた
めのブロアが設けられている。このブロアは電動の空気
ポンプからの圧縮空気を噴射して雪を吹き飛ばすが、空
気ポンプの起動はワイパースイッチに連動している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがワイパースイ
ッチは、降雪時だけではなく降雨時にも操作される。例
えば、日本のような温帯地域ではむしろ、降雪に比較す
ると降雨のためにワイパーを用いることの方が圧倒的に
多い。

【０００５】したがって、従来例で示したようにワイパ
ースイッチに連動する着雪除去装置の場合には、降雨時
にも着雪除去装置が働いてしまい無駄な電力を消費する
ことになる。また、着雪除去装置の寿命を不必要に縮め
ることにもなる。

【０００６】あるいは、着雪除去装置の起動を手動によ
り行うようにした場合には、降雪時に空気ポンプの起動
を忘れるなどの原因によりレーダ装置が正常に作動しな
い場合がある。

【０００７】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、アンテナの着雪を検出することを目的とす
る。本発明は、降雪時にも正常に動作する車載用レーダ
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は車載用レーダ装
置であって、発振周波数が数十ＧＨｚ帯の発振器と、こ
の発振器出力を電波として車両の走行方向空間に向けて
送信しこの電波の反射波を受信するアンテナと、前記電
波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングとの
時間差から車両の前方にある物体までの距離を演算する
演算回路とを備えた車載用レーダ装置である。本発明の
特徴とするところは、前記演算回路に、前記アンテナの
放射端から送受信分離回路までの距離に相当する前記時
間差について前記反射波のレベルを検出する手段と、こ
のレベルの大きさによりアンテナへの着雪を検出する手
段とを含むところにある。

【０００９】すなわち、アンテナに着雪があると、アン
テナを介して送信される電波の一部は着雪により反射さ
れる。したがって、送受信分離回路とアンテナの放射端
との間を往復する電波が発生する。この反射波のレベル
を検出することによってアンテナの着雪を検出すること
ができる。

【００１０】この反射波のレベルを検出する手段は、前
記時間差がきわめて小さい反射波のレベルを連続的に検
出する手段を含み、前記着雪を検出する手段は、前記反
射波のレベルが所定値を越えたときに警報を送出する手
段を含むことが望ましい。これにより、着雪を連続的に
検出し、着雪を運転者に通知したり、着雪を除去する装
置を起動させることができる。

【００１１】本発明を他の観点からみれば、前記電波の
送信波周波数と前記反射波周波数とのビート周波数を検
出することにより車両の前方にある物体までの距離を演
算する演算回路とを備えた車載用レーダ装置である。本
発明の特徴とするところは、前記演算回路に、前記ビー
ト信号の零周波数近傍の信号レベルが所定値を越えたと
きにアンテナへの着雪を検出する手段を含むところにあ
る。したがって、演算回路に低周波電流を検出する手段
を含むことにより着雪を検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

【００１３】

【実施例】本発明実施例の構成を図１および図２を参照
して説明する。図１は本発明実施例装置のブロック構成
図である。図２は演算回路のブロック構成図である。

【００１４】本発明は車載用レーダ装置であって、発振
周波数が６０ＧＨｚ帯の発振器１と、この発振器１の出
力を電波として車両の走行方向空間に向けて送信しこの
電波の反射波を受信するアンテナ２と、前記電波の送信
タイミングと前記反射波の受信タイミングとの時間差か
ら車両の前方にある物体までの距離を演算する演算回路
４とを備えた車載用レーダ装置である。

【００１５】ここで、本発明の特徴とするところは、演
算回路４に、アンテナ２の放射端から送受信分離回路と
してのサーキュレータ１１までの距離に相当する前記時
間差について前記反射波のレベルを検出する手段として
の低周波電流測定部９と、このレベルの大きさによりア
ンテナ２への着雪を検出する手段としての着雪検出部４
３とを含むところにある。

【００１６】次に、本発明実施例の動作を図３ないし図
７を参照して説明する。図３は発振器が発生する送信電
波の波形の一つの例を示す図である。図４は晴天時の受
信スペクトラムを示す図である。図５は着雪時の受信ス
ペクトラムを示す図である。図４および図５は横軸にミ
キサ出力周波数をとり縦軸に受信電力をとる。図６は着
雪の厚みと低周波電流との関係を示す図であり、横軸に
着雪の厚みをとり縦軸に低周波電流値をとる。図７は着
雪検出の動作を示すフローチャートである。

【００１７】発振器１は図３に実線で示すように６０Ｇ
Ｈｚの電波を連続的に発振している。この電波は６０Ｇ
Ｈｚ〜６０．０７５ＧＨｚの間で周波数変調され、中心
周波数は６０．０３７５ＧＨｚである。周波数変調の繰
り返し周波数は７５０ＫＨｚである。この電波はサーキ
ュレータ１１に入力されてアンテナ２からこの車載用レ
ーダ装置１０を搭載している自動車の前方に向けて照射
される。図８に示すターゲット車に反射された電波は再
びアンテナ２に受信される。この受信された電波はサー
キュレータ１１に入力されてミキサ５に入力される。ミ
キサ５では、発振器１により発生した電波とサーキュレ
ータ１１を介して入力されたアンテナ２が受信した電波
とが混合される。その結果、ミキサ５からは二つの電波
の位相差から生じたビート信号が出力される。このビー
ト信号はＡＤ変換器６によりアナログ・ディジタル変換
され、利得が調整されて、周波数分析器７により周波数
分析される。周波数分析器７はＦＦＴ(Fast Fourier Tr
ansform:高速フーリエ変換) により実現できる。周波数
分析器７の出力は演算回路４の受信電力測定部４１に入
力されて周波数分布とその受信電力が測定される。この
周波数分布とその受信電力の値からターゲット車との距
離および相対速度が測定される。すなわち、ターゲット
車との距離が短ければビート信号の周波数は低く、ター
ゲット車との距離が長ければビート信号の周波数は高
い、図４に示すように、このビート信号の周波数分布に
したがってターゲット車との距離を測定する。

【００１８】さらに詳細に説明すると、ターゲット車に
反射してアンテナ２に戻って来る電波は、図３に破線で
示すように、発振器１が発振する電波に比較してΔｔ＝
２Ｌ／ｃ（Ｌはターゲット車とレーダ搭載車との距離、
ｃは電磁波の速度）だけ位相がずれる。これにともなっ
て、Δｆだけ周波数がずれる。このΔｆがビート信号の
周波数になる。このΔｆは距離Ｌに比例して大きくな
る。距離演算部４２は、この受信電力の周波数分布にし
たがってターゲット車との距離および相対速度を測定す
る。警報発生部４４は、距離演算部４２からの距離およ
び相対速度情報を表示器８に出力するとともに、距離お
よび相対速度情報が所定値を越えている場合には、警報
出力を行う。警報出力は、表示器８への出力および外部
出力の双方を行うことができる。

【００１９】図４に晴天時の受信スペクトラムを示す。
上述のように測定された受信電力Ｐの受信スペクトラム
は、晴天時であれば図４に示すように、波形Ｐ０のよう
な電力波形を生じる。図５に着雪時の受信スペクトラム
を示す。アンテナ２に着雪があると、発振器１で発生し
た電波はサーキュレータ１１を介してアンテナ２に供給
されるが、その一部が雪によって反射され再びサーキュ
レータ１１を介してミキサ５に戻って来る。この場合の
電波の伝搬距離は、装置内部のごく短い距離に限定され
るため、ミキサ５により発振器１の電波とこの雪によっ
て反射された電波とを混合すると周波数がきわめて小さ
いビート信号を生じる。

【００２０】この周波数がきわめて小さいビート信号
は、ミキサ５からの低周波電流出力として測定される。
したがってミキサ５の出力周波数がきわめて小さいとき
には、図５に示すように、きわめて小さい周波数値の付
近に波形Ｐ１のような電力波形を生じる。波形Ｐ０′は
ターゲット車に反射された電波による電力波形である
が、波形Ｐ１の増加に反比例して減少する。低周波電流
測定部９はミキサ５から出力されるこの低周波電流値を
測定する。アンテナ２の着雪の厚みの増加にともなって
雪により反射される電波も増加する。したがって、図６
に示すように、この低周波電流値はアンテナ２の着雪の
厚さに比例して増加する。

【００２１】図７を参照して着雪検出部４３の動作を示
す。Ｓ１〜Ｓ４はすでに説明したとおりである。低周波
電流測定部９によりミキサ５からの低周波電流Ｉ０を求
める（Ｓ５）。受信電力測定部４１により測定された受
信電力Ｌ０と低周波電流測定部９により測定された低周
波電流Ｉ０との関係が着雪の閾値を越えていれば、着雪
除去装置として、例えば空気ポンプを起動する（Ｓ
７）。ここで、受信電力Ｌ０と低周波電流Ｉ０との関係
から着雪を検出する原理について説明する。すなわち、
図５に示すように、波形Ｐ０′で示したターゲット車に
反射した電波の受信電力Ｌ０と波形Ｐ１で示した着雪に
反射した電波の受信電力とは反比例関係にある。着雪に
反射した電波の受信電力レベルは低周波電流Ｉ０に比例
しているので、低周波電流Ｉ０の値が増加すれば、それ
はすなわちターゲット車に向けて送信されるべき電波の
一部が着雪に反射して本来の役割を果たしていないこと
を示す。したがって、ターゲット車に反射して戻って来
た電波の受信電力Ｌ０の値は減少する。よって、受信電
力Ｌ０および低周波電流Ｉ０の二つの数値にそれぞれ閾
値を設けておき、例えば、受信電力Ｌ０が閾値Ａを下回
り、低周波電流Ｉ０が閾値Ｂを上回ったときに着雪と判
定する。なお、この閾値の設定は、低周波電流Ｉ０の値
だけに設定しておき、低周波電流Ｉ０が閾値Ｂを越える
ことによって着雪を判定してもよい。さらに、着雪除去
装置が起動したにもかかわらず着雪した雪が取れない場
合には、着雪警報を発生する（Ｓ９）。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンテナの着雪を検出することができる。したがって、
降雪時にも正常に動作する車載用レーダ装置を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。

【図２】演算回路のブロック構成図。

【図３】発振器が発生する送信電波の波形を示す図。

【図４】晴天時の受信スペクトラムを示す図。

【図５】着雪時の受信スペクトラムを示す図。

【図６】着雪の厚みと低周波電流との関係を示す図。

【図７】着雪検出の動作を示すフローチャート。

【図８】レーダ装着車両とターゲット車の降雪時の走行
例を示す図。

【図９】アンテナの実装例を示す図。

【符号の説明】

１ 発振器 ２ アンテナ ４ 演算回路 ５ ミキサ ６ ＡＤ変換器 ７ 周波数分析器 ８ 表示器 ９ 低周波電流測定部 １０ 車載用レーダ装置 １１ サーキュレータ ４１ 受信電力測定部 ４２ 距離演算部 ４３ 着雪検出部 ４４ 警報発生部

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振周波数が数十ＧＨｚ帯の発振器と、
   この発振器出力を電波として車両の走行方向空間に向け
   て送信しこの電波の反射波を受信するアンテナと、前記
   電波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングと
   の時間差から車両の前方にある物体までの距離を演算す
   る演算回路とを備えた車載用レーダ装置において、 前記演算回路に、前記アンテナの放射端から送受信分離
   回路までの距離に相当する前記時間差について前記反射
   波のレベルを検出する手段と、このレベルの大きさによ
   りアンテナへの着雪を検出する手段とを含むことを特徴
   とする車載用レーダ装置。
2. 【請求項２】 前記反射波のレベルを検出する手段は、
   前記時間差がきわめて小さい反射波のレベルを連続的に
   検出する手段を含み、 前記着雪を検出する手段は、前記反射波のレベルが所定
   値を越えたときに警報を送出する手段を含む請求項１記
   載の車載用レーダ装置。
3. 【請求項３】 発振周波数が数十ＧＨｚ帯の周波数変調
   発振器と、この発振器出力を電波として車両の走行方向
   空間に向けて送信しこの電波の反射波を受信するアンテ
   ナと、前記電波の送信波周波数と前記反射波周波数との
   ビート周波数を検出することにより車両の前方にある物
   体までの距離を演算する演算回路とを備えた車載用レー
   ダ装置において、 前記演算回路に、前記ビート周波数の零周波数近傍の信
   号レベルが所定値を越えたときにアンテナへの着雪を検
   出する手段を含むことを特徴とする車載用レーダ装置。