車両傾斜検知装置
【課題】温度変化や風や騒音があっても傾斜角度を精度よく検知することができる車両傾斜検知装置を得ることを目的とする。また、受信信号レベルの偏位があっても傾斜角度を精度よく検知することができる車両傾斜検知装置を得ることを目的とする。
【解決手段】車両に設置され、所定の周波数、振幅、位相を持つ送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し送信手段からの送信信号と第１の受信信号で直交検波して得た信号から第１の振幅値と第１の位相値を算出し送信手段からの送信信号と第２の受信信号で直交検波して得た信号から第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、算出された振幅値と位相値に基づいて車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【解決手段】車両に設置され、所定の周波数、振幅、位相を持つ送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し送信手段からの送信信号と第１の受信信号で直交検波して得た信号から第１の振幅値と第１の位相値を算出し送信手段からの送信信号と第２の受信信号で直交検波して得た信号から第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、算出された振幅値と位相値に基づいて車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車などの車両の傾斜角度を自動的に検知するための車両傾斜検知装置に関するものである。特に、この車両傾斜検知装置は車両用ヘッドライトの光軸制御を自動で行うシステムにおいて適したものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に係る車両傾斜検知装置として、例えば、特許文献１に示す装置がある。超音波送信部は地面（路面）に向けて超音波を送信する。地面で反射した超音波を異なる位置で設置した超音波受信部で受信する。送信から受信までの時間を計測し、各信号受信部における受信時間差または位相差を算出し、車両の傾斜角度を検知する。
【０００３】
また、従来技術に係る車両傾斜検知装置として、例えば、特許文献２に示す装置がある。電波送信部は電波を地面に向けて放射し、電波受信部は路面で反射した電波を２箇所の受信アンテナで受信する。演算部は受信した２信号の位相差を合成処理により算出し、車両の傾斜角度を検知する。
【０００４】
また、従来技術に係る車両傾斜検知装置として、例えば、特許文献３に示す装置がある。車両の前後方向に二個の超音波送受信センサが設置されている。超音波送信部は地面に向けて超音波を送信する。地面で反射した超音波を超音波受信部で受信し、送信から受信までの時間を計測する。超音波送受信センサの前後方向の設置間隔と超音波送受信センサ間の受信時間差または位相差から二個の超音波送受信センサの高さ変位から車両の傾斜角度を検知する。車速センサで計測した車速から車両の走行状態および停止状態を判定し、走行中に算出された傾斜角度を優先的に用いて平均処理した傾斜角度平均値を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１による車両傾斜検知装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１による電波の伝播経路を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による傾斜角度と位相差の関係を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２による車両傾斜検知装置の受信手段と傾斜角度演算手段を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３による周波数と位相差の関係を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態４による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態５における車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５によるアンテナを三角形に配置したときの傾斜角度と位相差とアンテナ高さの関係を説明する説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態５による送信アンテナと受信アンテナを直線上に配置した時の傾斜角と位相差の関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６による前後方向の傾斜角度と位相差の関係を説明した図である。
【図１４】本発明の実施の形態６による前後方向の傾斜角度と位相差の関係を説明した図である。
【図１５】本発明の実施の形態７による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態８による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態９による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態９による車両傾斜検知装置の車両状態判定手段を説明した図である。
【図１９】本発明の実施の形態９による車両傾斜検知装置の路面状態判定手段を説明した図である。
【図２０】本発明の実施の形態１０による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態１１による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図２２】本発明の車両傾斜検知装置の適用例を説明する図である。
【図２３】本発明の車両傾斜検知装置の適用例を説明する図である。
【図２４】本発明の車両傾斜検知装置の適用例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。車両の傾斜角度を検出する車両傾斜検知装置は送信手段１００と受信手段２００と傾斜角度演算手段３００とを備えている。送信手段１００は、発振器１０１と増幅器１０２と送信アンテナ１０３とを備えている。受信手段２００は第１の受信アンテナ２０１と第２の受信アンテナ２０２と第１の増幅器２０３と第２の増幅器２０４と直交検波器２０５とを備えている。傾斜角度演算手段３００は傾斜角演算器３０１を備えている。
【００２０】
なお、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２とは直線上に設置する、三角形の各頂点に設置するなどいかなる配置をしてもよい。また、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２は同一の高さになるように設置する、異なる高さになるよう設置するなどいかなる設置をしてもよい。さらに、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１の間隔１と、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０２の間隔２の関係について、間隔１と間隔２とか等間隔でも等間隔じゃなくてもどちらでもよい。
【００２１】
次に動作について説明する。送信手段１００は増幅器１０２を介して発振器１０１から所定の周波数と振幅と位相とを持った送信信号を送信アンテナ１０３へ出力する。送信アンテナ１０３に入力された送信信号は電波として放射される。周波数帯としては、２４ＧＨｚ帯域の送信信号がある。
【００２２】
受信手段２００は、電波を第１の受信アンテナ２０１と第２の受信アンテナ２０２とでそれぞれ受信し第１の受信信号１と第２の受信信号２とを得る。受信信号は増幅器２０３，２０４を介して直交検波器２０５から、第１の受信信号１と第２の受信信号２の振幅値と位相値を算出して傾斜角度演算手段３００へ出力する。傾斜角度演算手段３００は、振幅値と位相値とから傾斜角度を算出する。
【００２３】
送信手段１００内の発振器１０１は予め設定した周波数と振幅と位相をもつ信号を送信信号として増幅器１０２へ出力する。増幅器１０２は送信信号を所定のレベルまで電力増幅し送信アンテナ１０３へ出力する。送信アンテナ１０３は送信信号を電波として空間へ放射する。送信アンテナ１０３は指向性アンテナ、アレイアンテナ、ホーンアンテナ、パッチアンテナ等いかなるアンテナを用いてもよい。また、放射する電波は、垂直偏波、水平偏波、円偏波等いかなる電波を放射してもよい。
【００２４】
放射された電波は地面で反射し受信手段２００内の異なる位置に設置された第１の受信アンテナ２０１と第２の受信アンテナ２０２でそれぞれ受信され、第１の受信信号１と第２の受信信号２として出力される。受信アンテナは指向性アンテナ、アレイアンテナ、ホーンアンテナ、パッチアンテナ等いかなるアンテナを用いてもよい。
【００２５】
受信手段２０１内の第１の増幅器２０３は第１の受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し直交検波器２０５へ出力する。第２の増幅器２０４は第２の受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し直交検波器２０５へ出力する。直交検波器２０５はどちらか一方の受信信号を基準信号として他方の受信信号をベースバンド信号にＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号を傾斜演算器３０１へ出力する。
【００２６】
ＩＱ信号は基準信号の０度成分によって得られるベースバンド信号のＩ信号と９０度成分によって得られるベースバンド信号のＱ信号の２信号で構成される。Ｉ信号とＱ信号の逆正接は第１の受信信号１と第２の受信信号２の位相差に相当する。Ｉ信号とＱ信号の二乗和の平方根は第１の受信信号１と第２の受信信号２の振幅の積に相当する。傾斜角度演算手段３００内の傾斜角度演算器３０１は、ＩＱ信号から出力された受信信号１と受信信号２の位相差から車両の傾斜角度を算出し出力する。
【００２７】
図２は、実施の形態１による電波の伝播経路を説明する説明図である。より具体的には、送信アンテナ１０３から放射された電波が路面で反射し受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２へ伝播する経路を示した説明図である。送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２は、同一平面上かつ送信アンテナ１０３を中心として等間隔に直線配置されている。送信アンテナ１０３から受信アンテナ２０１までの伝播する経路長をＬ１、送信アンテナ１０３から受信アンテナ２０２までの伝播する経路長をＬ２とおくと、車両と路面が平行のときのＬ１とＬ２は等しくなる。これに対して、車両が路面に対して傾斜すると経路長Ｌ１と経路長Ｌ２の経路長はそれぞれ変化し経路差が生じる。
【００２８】
経路差（Ｌ１−Ｌ２）と波長λとＩＱ信号から算出した位相差φには以下の関係式が成り立つ。
φ＝２π×（Ｌ１―Ｌ２）/λ
【００２９】
図３は、実施の形態１による傾斜角度と位相差の関係を説明する図である。横軸を車両の路面に対する傾斜角度、縦軸を位相差とおくと、傾斜角度と位相差には一対一の関係があり位相差から傾斜角度を算出することができる。
【００３０】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬経路の偏位を位相差の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度良く傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、ＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００３１】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による車両傾斜検知装置の受信手段と傾斜角度演算手段を示すブロック図である。受信手段５００は受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２と増幅器２０３と増幅器２０４と直交検波器５０１と直交検波器５０２とを備えている。傾斜角度演算手段６００は振幅位相演算器６０１と傾斜角度演算器６０２とを備えている。なお、図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。また、明細書全文に表れている構成要素の形容は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００３２】
受信アンテナ２０１は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号１として出力する。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０１へ出力する。直交検波器５０１は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号１をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００３３】
同様に受信アンテナ２０２は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号２として出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０２へ出力する。直交検波器５０２は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号２をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００３４】
傾斜角度演算手段６００内の振幅位相演算器６０１は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２との位相差を導出し、傾斜角度演算器６０２へ出力する。傾斜角度演算器６０２は位相差から傾斜角度を算出する。
【００３５】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬経路の偏位を位相差の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度良く傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、ＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００３６】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。車両傾斜検知装置は、送信手段７００と受信手段２００と傾斜角度演算手段８００とを備えている。送信手段７００は、制御器７０１と信号生成器７０２と増幅器７０３と送信アンテナ７０４とを備えている。受信手段２００は二つの受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２と増幅器２０３と増幅器２０４と直交検波器２０５とを備えている。傾斜角度演算手段８００は傾斜角度演算器８０１を備えている。
【００３７】
次に動作について説明する。送信手段７００内の信号生成器７０２は制御器７０１から出力された制御信号の指示に従って所定の周波数と振幅と位相を持った送信信号を出力する。制御器７０１は、制御信号を信号生成器７０２と傾斜角度演算器８０１へ出力する。制御器７０１が信号生成器７０２に所定の周波数帯域をもつ周波数を挿引した信号の出力を指示した場合について説明する。信号生成器７０２は制御信号の指示に従って周波数挿引信号を送信信号として増幅器７０３へ出力する。増幅器７０３は送信信号を所定のレベルまで電力増幅し送信アンテナ７０４へ出力する。
【００３８】
放射された電波は地面で反射し受信手段２００内の異なる位置に設置された２つの受信アンテナ１と受信アンテナ２でそれぞれ受信され受信信号１と受信信号２として出力される。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで増幅し直交検波器２０５へ出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し直交検波器２０５へ出力する。直交検波器２０５はどちらか一方の受信信号を基準信号として受信信号をベースバンド信号にＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号を傾斜角度演算器８０１へ出力する。
【００３９】
傾斜角度演算器８０１は、制御器７０１から出力された制御信号とＩＱ信号からから車両の傾斜角度を算出する。図６は、制御器７０１が指示した周波数と各周波数から得られたＩＱ信号から算出された位相差の関係を説明する図である。横軸を周波数とし、縦軸を位相差とする。周波数が高くなると波長が短くなり実施の形態１で示した式中のλが小さくなる。そのため、経路差が一定でも周波数が高くなると位相差は大きくなり、周波数と位相差には図中の直線に示した関係が成り立つ。
【００４０】
傾斜角度演算器８０１は、制御信号とＩＱ信号から周波数挿引した時に得られた各位相差のプロット点から直線近似をおこない図に示した直線を線形近似により導出する。近似直線から所定の周波数における位相差を算出し、算出した位相差から傾斜角度を算出する。算出した位相差と傾斜角度の関係は実施の形態１で説明したのと同じ関係がある。
【００４１】
また、制御器７０１が異なる周波数を持つ信号を時分割で送信するよう信号生成器７０２に指示した場合も同様に、傾斜角度演算器８０１は異なる周波数で得られた位相差から近似曲線を算出し、近似曲線から傾斜角度を算出する。また、車両傾斜検知装置内の受信手段は実施の形態２と同様に、受信信号１と送信手段内の信号生成器７０２から出力された送信信号でＩＱ検波しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段へ出力し、受信信号２と送信手段内の信号生成器７０２から出力された送信信号でＩＱ検波しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段へ出力する。傾斜角度演算手段はＩＱ信号１とＩＱ信号２と制御信号から傾斜角度を算出してもよい。
【００４２】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬経路の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、ＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。さらに、各周波数の送信信号から算出された位相差から近似曲線を算出し傾斜角度を算出するので、精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００４３】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。車両傾斜検知装置は送信手段９００と受信手段１０００と傾斜角度演算手段１１００とを備えている。また、送信手段９００は、符号生成器９０１と発振器９０２と変調器９０３と増幅器９０４と送信アンテナ９０５を備えている。受信手段１０００は受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２と増幅器１００３と増幅器１００４と復調器１００５と復調器１００６と相関演算器１００７と相関演算器１００８を備えている。傾斜角度演算手段１１００は傾斜角演算器１１０１を備えている。
【００４４】
次に動作について説明する。送信手段９００は所定の周波数の発振信号を所定の符号またはＩＤによる符号信号で変調して送信信号として送信アンテナ９０５へ出力する。送信アンテナ９０５に入力された送信信号は電波として放射される。アンテナは指向性アンテナ、アレイアンテナ、ホーンアンテナ、パッチアンテナ等いかなるアンテナを用いてもよい。また、放射する電波は、垂直偏波、水平偏波、円偏波等いかなる電波を放射してもよい。
【００４５】
受信手段１０００は、電波を２箇所に設置した受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２で受信した受信信号１と受信信号２をそれぞれ送信手段９００内の発振信号で直交検波して得られたベースバンド信号と符号信号との相関値の振幅および位相を演算し傾斜角度演算手段１１００へ出力する。傾斜角度演算手段１１００は相関値の振幅および位相から傾斜角度を演算する。
【００４６】
送信手段９００内の符号生成器９０１は、予め設定した符号又はＩＤの情報を符号信号として出力する。この符号はＭ系列やＧＯＬＤ系列や直交系列等の符号と組み合わせで構成する。符号生成器９０１が生成する符号信号は、送信手段９００内の変調器９０３と受信手段１０００内の相関演算器１００７と相関演算器１００８に入力される。
【００４７】
送信手段９００内の発振器９０２は予め設定した周波数を生成して発振信号として変調器９０３と受信手段１０００内の復調器１００５と復調器１００６へ出力する。変調器９０３は発振信号を搬送波として符号信号でＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調して増幅器９０４に変調信号として出力する。増幅器９０４は変調信号を所定のレベルまで電力増幅し送信信号として送信アンテナ９０５へ出力する。送信アンテナ９０５は送信信号を電波として空間へ放射する。
【００４８】
放射された電波は受信手段１０００内の異なる位置に設置された受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２で受信されそれぞれ受信信号１と受信信号２として出力される。
【００４９】
増幅器１００３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００５へ出力する。復調器１００５は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号１をベースバンド信号１にＩＱ検波して得られたＩＱ信号１を相関演算器１００７へ出力する。
【００５０】
相関演算器１００７は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号１との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号１の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号１の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値１の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１に出力する。
【００５１】
増幅器１００４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００６へ出力する。復調器１００６は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号２をベースバンド信号２にＩＱ検波して得られたＩＱ信号２を相関演算器１００８へ出力する。
【００５２】
相関演算器１００８は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号２との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号２の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号２の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値２の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１に出力する。
【００５３】
傾斜角度演算器１１０１は相関値１と相関値２から傾斜角度を算出する。相関値１の位相と相関値２の位相の位相差と傾斜角度には実施の形態１と同様の一対一の関係があり傾斜角度が算出される。
【００５４】
また、受信手段内の相関演算器は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２を用いて相関演算を行い相関値の振幅と位相を算出し、傾斜角度演算手段は相関値から傾斜角度を算出してもよい。この時、算出された振幅と位相は、相関値１の振幅と相関値２の振幅の積、相関値１の位相と相関値２の位相の位相差に相当する。
【００５５】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、相関値の位相差から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。さらに、送信信号を符号変調しているので車両用レーダー装置から放射された電波や他の装置から放射された電波など同一周波数をもつ電波を受信アンテナで受信しても位相干渉による誤差を抑圧できるので精度良く傾斜角度を測定できるという効果がある。
【００５６】
実施の形態５．
図８はこの発明の車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。二等辺三角形の底辺の角頂点に第１の受信アンテナ１２０２と第２の受信アンテナ１２０３を設置し、残りの頂点に送信アンテナ１２０１を設置している。
【００５７】
図９は本発明のアンテナを三角形に配置したときの傾斜角度と位相差とアンテナ高さの関係を説明する説明図である。具体的には、図８に示したアンテナ配置のときの傾斜角度と位相差の関係を示す図である。図中の直線１３０１は車高もしくはアンテナの高さが高い時の関係を示し、破線１３０２は車高またはアンテナの高さが低い時の関係を示している。アンテナの高さが偏位しても傾斜角度と位相差の関係は偏位しない。
【００５８】
図１０は送信アンテナと受信アンテナを直線上に配置した時の傾斜角と位相差の関係を示した図である。送信アンテナを中心として直線上に送信アンテナと第１の受信アンテナと第２の受信アンテナを設置している。図中の直線１４０１は車高もしくはアンテナの高さが高いときの関係を示し、破線１４０２は車高もしくはアンテナの高さが低いときの関係を示している。アンテナの高さが偏位すると同じ傾斜角度でも位相差が異なる。
【００５９】
また、図８では二等辺三角形の各頂点にアンテナを配置した場合について述べたが、正三角形の各頂点に送信アンテナと第１の受信アンテナと第２の受信アンテナを設置しても同様の結果となる。
【００６０】
送信手段、受信手段等については、実施の形態１から実施の形態４までのいずれかに記載された構成であればよい。
【００６１】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、二等辺三角形の各頂点にアンテナを設置するとアンテナを直線上に設置した時よりも車高の偏位による位相差の偏位を抑圧できるので、傾斜角度を精度良く算出できるという効果がある。
【００６２】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。受信アンテナを３つ以上用いた場合における実施の形態の一例である。四角形の各頂点に第１の受信アンテナ１５０１と第２の受信アンテナ１５０２と第３の受信アンテナ１５０３と第４の受信アンテナ１５０４を設置し、四角形の対角線の交点に送信アンテナ１５０５を配置する。第１の受信アンテナ１５０１と第２の受信アンテナ１５０２をつなぐ直線と車両の前後方向が略平行で、受信アンテナ１５０１と受信アンテナ１５０３をつなぐ直線と車両の左右（幅）方向が略平行になるように設置したとする。受信手段が受信アンテナを４個備える場合には、送信アンテナを中心とした四角形の各頂点に受信アンテナを配置することになる。
【００６３】
図１２はこの発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。送信手段１６００は、送信アンテナ１６０５から電波を放射し、受信手段１７００は、受信アンテナ１５０１と受信アンテナ１５０２で受信した受信信号から算出した振幅と位相を傾斜角度演算手段１９００へ出力する。受信手段１８００は、受信アンテナ１５０３と受信アンテナ１５０４で受信した受信信号から算出した振幅と位相を傾斜角度演算手段１９００へ出力する。
【００６４】
受信手段は、受信アンテナを３つ以上備え、傾斜角度演算手段は、第１の受信アンテナおよび第２の受信アンテナ以外の前記受信アンテナの受信信号も更に用いて傾斜角度を算出することになる。例えば、第３の受信アンテナで受信した第３の受信信号は、その後の扱いは第１の受信信号と同様の処理をすることになる。ここで、受信アンテナすべての組み合わせを行っても良いし、一方、組み合わせの一部を用いても良い。
【００６５】
送信手段１６００は実施の形態１から実施の形態４までのいずれかに記載された構成である。また、受信手段１７００と受信手段１８００とは実施の形態１から実施の形態４までのいずれかに記載された構成である。傾斜角度演算手段１９００内の傾斜角度演算器１９０１は、受信手段１７００から算出された位相差と受信手段１８００から算出された位相差の平均値から傾斜角度を算出する。
【００６６】
図１３と図１４は実施の形態６による前後方向の傾斜角度と位相差の関係を説明した図である。具体的には、図１３は車両が左右方向に傾斜していない時の傾斜角度と位相差の関係を示している。図中の実線２００１は受信手段１７００から算出された値で、図中の破線２００２は受信手段１８００から算出された値で、実線２００１と破線２００２は一致する。また、図１４は車両が左右方向に傾斜している時の傾斜角度と位相差の関係を示している。図中の実線２１０１は受信手段１７００から算出された値で、破線２１０２は受信手段１８００から算出された値を示しており、実線２１０１と破線２１０２は一致していない。点線２１０３は実線２１０１と破線２１０２の平均値から算出して得られた直線であり、左右方向に傾斜していない時に得られる実線２００１や破線２００２と一致する。
【００６７】
また、同様に受信アンテナ１５０１と受信アンテナ１５０３でそれぞれ受信した受信信号から得られた振幅と位相と、受信アンテナ１５０２と受信アンテナ１５０４でそれぞれ受信した受信信号から得られた振幅と位相から左右方向の傾斜角度を算出する。さらに、上記の信号処理を同時に実施すれば、前後方向と左右方向の傾斜角度を同時に算出される。
【００６８】
以上のように、車両の左右方向の傾斜の影響を受けずに前後方向の傾斜を精度良く算出できるという効果がある。また、車両の前後方向の傾斜の影響を受けずに左右方向の傾斜を精度良く算出できるという効果がある。さらに、車両の前後方向の傾斜と左右方向の傾斜を同時に精度良く算出できるという効果がある。
【００６９】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段を示すブロック図である。傾斜角度演算手段２２００は、傾斜角度演算器２２０１と補正値記憶器２２０２とから構成される。補正値記憶部２２０２は、装置の製作バラツキや車両に取り付けた際に生じる傾斜のオフセットによるバラツキを補正する補正値をあらかじめ記憶している。傾斜角度演算器２２０１は算出した傾斜角度を補正値記憶部２２０２に記憶されている補正値に従って補正した傾斜角度を算出する。
【００７０】
装置の製作バラツキや車両設置時のバラツキを補正値として記憶し、傾斜角度演算器は補正値で傾斜角度を補正するので、精度よく傾斜角度を算出することができるという効果がある。
【００７１】
実施の形態８．
図１６はこの発明の実施の形態８による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段の構成を示すブロック図である。傾斜角度演算手段２３００は、傾斜角度演算器２３０１と信号レベル監視器２３０２とから構成される。
【００７２】
信号レベル監視部２３０２は、振幅値のレベルが予め設定した所定レベルの範囲の内外にあるか判定する判定信号を傾斜角度演算器２３０１と外部に出力する。傾斜角度演算器２３０１は、判定信号が所定レベルの範囲内となっているとき傾斜角度を算出し、判定信号が所定レベルの範囲外となっているとき傾斜角度を算出しない。
【００７３】
信号レベル監視器は受信信号のレベルが所定のレベル内にあるか判定を行い装置の健全性および信号の健全性のチェックが行えるので、傾斜角度を精度よく算出することができるという効果がある。
【００７４】
実施の形態９．
図１７は実施の形態９による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。より具体的には、実施の形態９による車両傾斜検知装置の送信手段１００と受信手段５００と傾斜角度演算手段６００と車両状態判定手段２５００と路面状態判定手段２６００と出力信号演算手段２７００とを示すブロック図である。車両状態判定手段２５００は、位相偏差演算器２５０１と車両状態判定器２５０２とを備えている。路面状態判定手段２６００は角度偏差演算器２６０１と路面状態判定器２６０２とを備えている。出力信号演算手段２７００は出力信号演算器２７０１を備えている。
【００７５】
次に動作について説明する。受信アンテナ２０１は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号１として出力する。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０１へ出力する。直交検波器５０１は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号１をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００７６】
同様に受信アンテナ２０２は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号２として出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０２へ出力する。直交検波器５０２は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号２をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００７７】
傾斜角度演算手段６００内の振幅位相演算器６０１は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２と振幅と位相を導出し、傾斜角度演算器６０２と車両状態判定手段２５００内の位相偏差演算器２５０１に出力する。
【００７８】
傾斜角度演算器６０２は受信信号１と受信信号２の位相の位相差から傾斜角度を算出し路面状態判定手段２６００内の角度偏差演算器２６０１と出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１へ出力する。
【００７９】
車両状態判定手段２５００内の、位相偏差演算器２５０１は、受信信号１と受信信号２のそれぞれ過去複数点にわたる位相の標準偏差を演算して位相標準偏差値として車両状態判定器２５０２へ出力する。
【００８０】
車両状態判定器２５０２は、位相標準偏差が所定の閾値で区切られたどこの領域に存在するか判定し車両状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。位相の時間に対する変化量（時間変化量）から車両の走行および停止状態を判定することになる。
【００８１】
図１８は車両傾斜検知装置の車両状態判定手段を説明した図であり、車両状態を判定する閾値の一例を示した図である。横軸は時間、縦軸は位相偏位（位相の標準偏差値）を表している。例えば、車両状態として、単純な車両の走行および停止以外にも、踏み切りなどの局所的な路面の凸凹を走行している状態を判定する。車両が振動することで車両と路面との間の距離が変化すると受信信号１および受信信号２の電波伝搬経路長が変化し位相が変化する。
【００８２】
図中の領域１となる場合には、車両の停止と判別する。車両が停止すると車両の振動が小さく、言い換えると電波伝搬経路長の偏位が小さくなるので、位相標準偏差値は小さくなる。走行すると路面の凹凸によって車両が振動するので、位相標準偏差値は大きくなる。閾値１は車両の停止と走行を判別するように設定される。
【００８３】
図中の領域３は、高架を走行している時の道路の繋ぎ目や踏み切りなど局所的に発生する路面の凹凸を走行している状態を判定する。踏み切りなど局所的に発生する路面の凹凸により車両は大きく振動するので位相標準偏差は大きくなる。閾値２は、局所的に凸凹した路面を走行している状態を判別するように設定される。図中の領域２は、そのほかの路面を車両が走行していると判別する。
【００８４】
路面状態判定手段２６００内の角度偏差演算器２６０１は、過去複数点の傾斜角度の標準偏差を演算して角度標準偏差値として路面状態判定器２６０２へ出力する。路面状態判定部２６０２は、角度標準偏差が所定の閾値で区切られたどの領域に存在するか判定し路面状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知することになる。
【００８５】
図１９は車両傾斜検知装置の路面状態判定手段を説明した図であり、路面の状態を判定する閾値の一例を示した図である。横軸は時間、縦軸は傾斜角度偏位（傾斜角度の標準偏差）標準偏差を表している。例えば、路面状態として踏み切りなど局所的にある凹凸の有無を検知する。
【００８６】
図中の領域１は、車両の停止状態と判別する。車両が停止しているときは路面の電波照射面は変化しないので、角度標準偏差値は小さな値となる。走行すると路面の凹凸などにより傾斜角度は時々刻々と変化するので角度標準偏差値は増加する。閾値１は車両の停止を判別するように設定される。
【００８７】
図中の領域３は、踏み切り等の局所的な路面の凹凸を走行している状態と判定する。車両の傾斜角度が大きく変化するので角度標準偏差は大きな値となる。閾値２は局所的な凸凹した路面を走行している状態を判別するように設定される。傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知することとなる。
【００８８】
出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１は、傾斜角度と車両状態判定結果と路面状態判定結果を用いて、補正した傾斜角度を出力する。出力される補正した傾斜角度は、車両走行中と判定されている時に計測された過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、踏み切りなどを走行している時の計測データを除外して過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、領域ごとに重み係数を割り振り、過去複数点の傾斜角度の重み付け平均値を傾斜角度として出力する。
【００８９】
よって、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度変化や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベル差が変動しても、直交検波によるＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００９０】
また、車両振動によって変化する電波伝搬距離の時間偏位を位相の時間変化として高精度に検出し位相の時間偏位量や過去複数点の位相の偏差として求め、車両の走行および停止など車両の状態を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、車両状態と傾斜角度により傾斜角度を出力するので車速センサを用いることなく精度よく傾斜角度を求めることができる。
【００９１】
また、路面の凹凸によって変化する車両の傾斜角度を傾斜角度の時間偏位量や過去複数点の傾斜角度の偏差として高精度に検知し、局所的に生じる路面凹凸の有無を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、判定結果と傾斜角度を用いて車両の傾斜角度を求めるので、精度よく補正した傾斜角度を求めることができる。
【００９２】
位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、車両状態判定手段の判定結果および路面状態判定手段の検知結果を用いて傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段によって、例えば、補正した傾斜角度で車両のヘッドライトの光軸を調整することができるようになる。
【００９３】
実施の形態１０．
図２０はこの発明の実施の形態１０による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。車両傾斜検知装置は送信手段９００と受信手段１０００と傾斜角度演算手段１１００と路面状態判定手段２６００と車両状態判定手段２８００と出力信号演算手段２７００を備えている。また、車両状態判定手段２８００は、相関値偏差演算器２８０１と車両状態判定器２８０２とを備えている。
【００９４】
送信手段９００から放射された電波は受信手段１０００内の異なる位置に設置された受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２で受信されそれぞれ受信信号１と受信信号２として出力される。
【００９５】
増幅器１００３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００５へ出力する。復調器１００５は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号１をベースバンド信号１にＩＱ検波して得られたＩＱ信号１を相関演算器１００７へ出力する。
【００９６】
相関演算器１００７は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号１との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号１の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号１の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値１の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１と相関値偏差演算器２８０１に出力する。
【００９７】
増幅器１００４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００６へ出力する。復調器１００６は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号２をベースバンド信号２にＩＱ検波して得られたＩＱ信号２を相関演算器１００８へ出力する。
【００９８】
相関演算器１００８は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号２との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号２の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号２の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値２の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１と相関値偏差演算器２８０１に出力する。
【００９９】
傾斜角度演算器１１０１は相関値１と相関値２から傾斜角度を算出する。相関値１の位相と相関値２の位相の位相差と傾斜角度には実施の形態１と同様の一対一の関係があり傾斜角度が算出され出力信号演算器２７０１と角度偏差演算器２６０１に出力する。
【０１００】
車両状態判定手段２８００内の、相関値偏差演算器２８０１は相関値１と相関値２それぞれ過去複数点にわたる相関値の位相の標準偏差を演算して相関標準偏差値として車両状態判定器２８０２へ出力する。
【０１０１】
車両状態判定器２８０２は、相関標準偏差値が所定の閾値で区切られたどの領域に存在するか判定し車両状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。この判定については実施の形態９と同様である。位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定することになる。
【０１０２】
路面状態判定手段２６００内の角度偏差演算器２６０１は、過去複数点の傾斜角度の標準偏差を演算して角度標準偏差値として路面状態判定器２６０２へ出力する。
【０１０３】
路面状態判定部２６０２は、角度標準偏差が所定の閾値で区切られたどの領域に存在するか判定し路面状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。この判定については実施の形態９と同様である。傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知することになる。
【０１０４】
出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１は、傾斜角度と車両状態判定結果と路面状態判定結果を用いて、補正した傾斜角度を出力する。出力される傾斜角度は、車両走行中と判定されている時に計測された過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、踏み切りなどを走行している時の計測データを除外して過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、領域ごとに重み係数を割り振り、過去複数点の傾斜角度の重み付け平均値を傾斜角度として出力する。
【０１０５】
よって、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度変化や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベル差が変動しても、直交検波によるＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【０１０６】
また、車両振動によって変化する電波伝搬距離の時間偏位を位相の時間変化として高精度に検出し位相の時間偏位量や過去複数点の位相の偏差として求め、車両の走行および停止など車両の状態を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、車両状態と傾斜角度により傾斜角度を出力するので車速センサを用いることなく精度よく傾斜角度を求めることができる。
【０１０７】
また、路面の凹凸によって変化する車両の傾斜角度を傾斜角度の時間偏位量や過去複数点の傾斜角度の偏差として高精度に検知し、局所的に生じる路面凹凸の有無を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、判定結果と傾斜角度を用いて車両の傾斜角度を求めるので、精度よく傾斜角度を求めることができる。
【０１０８】
さらに、位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、車両状態判定手段の判定結果および路面状態判定手段の検知結果を用いて傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段によって、例えば、補正した傾斜角度で車両のヘッドライトの光軸を調整することができるようになる。
【０１０９】
実施の形態１１．
図２１はこの発明の実施の形態１１による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。車両傾斜検知装置は、送信手段１００と受信手段５００と傾斜角度演算手段６００と診断較正手段２９００とを備えている。送信手段１００は発振器１０１と増幅器１０２と送信アンテナ１０３と可変減衰器１０４と移相器１０５とを備えている。診断較正手段２９００は診断信号制御器２９０１と診断較正演算器２９０２を備えている。
【０１１０】
次に動作について説明する。診断較正手段２９００内の診断信号制御器２９０１は送信手段１００内の可変減衰器１０４と移相器１０５へ所定の減衰量と移相量を指示する制御信号を出力する。また、診断信号制御器２９０１は同じ制御信号を診断較正演算器２９０２へ出力する。
【０１１１】
送信手段１００は増幅器１０２と可変減衰器１０４と移相器１０５を介して所定の周波数と振幅と位相とを持った送信信号を送信アンテナ１０３へ出力する。送信アンテナ１０３に入力された送信信号は電波として放射される。
【０１１２】
受信手段５００内の受信アンテナ２０１は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号１として出力する。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０１へ出力する。直交検波器５０１は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号１をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【０１１３】
同様に受信アンテナ２０２は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号２として出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０２へ出力する。直交検波器５０２は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号２をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【０１１４】
傾斜角度演算手段６００内の振幅位相演算器６０１は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２との位相差を導出し、傾斜角度演算器６０２へ出力する。また、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２の振幅と位相を診断較正手段２９００内の診断較正演算器２９０２に出力する。
【０１１５】
診断較正手段２９００内の診断較正演算器２９０２は、受信信号１と受信信号２の振幅と位相が診断信号制御器２９０１から指示された減衰量と移相量に従って変化しているか判定し、変化量が予め設定した範囲内にあれば正常動作、範囲外にあれば異常動作と判定し診断結果として出力する。また、診断較正演算器２９０２は変化量が予め設定した範囲内にあるとき、装置の経時変化等によって生じる微小な偏位を再較正し得られた較正値を傾斜角度演算器６０２へ出力する。較正値として、直交検波器から出力されるＩＱ信号のＩ信号およびＱ信号のオフセット補正値、ＩＱ信号の振幅補正値、ＩＱ信号の位相補正値がある。
【０１１６】
傾斜角度演算器６０２は、受信信号１と受信信号２の振幅と位相を較正値を用いて較正された位相から位相差を算出して傾斜角度を求め出力する。
【０１１７】
送信信号の振幅および位相を送信手段に指示し、指示した振幅および位相並びに直交検波した信号の振幅および位相を比較して診断および較正を行う診断較正手段と、診断較正手段の前記較正に基づいて第１の受信信号および第２の受信信号の振幅および位相の関係から車両の地面に対する傾斜角度を較正する傾斜角度演算手段とを備えていることになる。
【０１１８】
よって、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度変化や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベル差が変動しても、直交検波によるＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【０１１９】
また、送信信号の振幅と位相を制御することで、受信信号の直交検波によるＩＱ信号の振幅と位相の偏位から装置の診断および経時変化等によって生じる微小な変化を再較正できるので、傾斜角度を精度良く測定できるという効果が得られる。
【０１２０】
さらに、位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、車両状態判定手段の判定結果および路面状態判定手段の検知結果を用いて傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段によって、例えば、補正した傾斜角度で車両のヘッドライトの光軸を調整することができるようになる。
【０１２１】
図２２と図２３と図２４は、この発明の車両傾斜検知装置の適用例について説明した図である。すべての実施の形態で適用できる適用例である。図２２の場合は、車両傾斜検知装置２４００を車両に一台取り付けて傾斜角度を計測する一例を示した図である。図２３の場合は、車両傾斜検知装置２４００を車両の前後方向の異なる位置に２台取り付けて傾斜角度を計測する一例を示した図である。図２４の場合は、車両傾斜検知装置２４００を車両の左右方向の異なる位置に２台取り付けて傾斜角度を計測する一例を示した図である。車両の底部に取付け、地面（路面）に対して対向する位置に設置する。
【０１２２】
車両の路面に対する傾斜角度は、乗員人数や着座位置や荷物の積載状況や車両のたわみなど様々な状況で変化するため、図２３や図２４のように２台以上の車両傾斜検知装置を取り付けて、各車両傾斜検知装置から算出された傾斜角度を平均値処理や重み付け平均値処理など行って傾斜角度を計測しても良い。
【０１２３】
例えば、車両に設置され、所定の周波数、振幅、位相を持つ送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面（路面）で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、送信手段からの送信信号と第１の受信信号で直交検波して得た信号から第１の振幅値と第１の位相値を算出し、送信手段からの送信信号と第２の受信信号で直交検波して得た信号から第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、算出された振幅値と位相値に基づいて車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とすることができる。
【０１２４】
また、車両に設置され、所定の周波数、振幅、位相を持つ送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの異なる位置に設置した第１の受信アンテナと第２の受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、取り出した上記の第１の受信信号と第２の受信信号を用いた直交検波し振幅と位相を算出する受信手段と、算出された振幅と位相に基づいて第一の受信信号と第二の受信信号の振幅と位相の関係から車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とすることができる。
【０１２５】
車両に設置され、所定の周波数帯域で周波数を挿引した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面（路面）で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、送信手段からの送信信号と第１の受信信号で直交検波して得た信号から第１の振幅値と第１の位相値を算出し、送信手段からの送信信号と第２の受信信号で直交検波して得た信号から第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、送信信号の周波数と算出された振幅値と位相値から傾斜角度を演算する構成とすることができる。
【０１２６】
例えば、車両傾斜検知装置内の送信手段は、所定の異なる周波数を持つ送信信号を時分割で送信することができる。
【０１２７】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を所定の符号またはＩＤによる符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、上記送信手段からの発振信号と第１の受信信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号と、上記送信手段からの発振信号と第２の受信信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、第１のベースバンド信号と符号信号との相関演算を行い第１の相関値の振幅および位相を演算し、第２のベースバンド信号と符号信号との相関演算を行い第２の相関値の振幅および位相を算出する相関演算手段と、演算された相関値の振幅および位相から車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とすることができる。
【０１２８】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を所定の符号またはＩＤによる符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、上記送信手段からの発振信号と第１の受信信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号と、上記送信手段からの発振信号と第２の受信信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号の相関値の振幅と位相を演算する相関演算手段と、演算された相関値の振幅と位相から車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とする。
【０１２９】
例えば、送信信号は符号分割多重信号を送信することができる。
【０１３０】
車両傾斜検知装置は、装置の製作バラツキや車両に取り付けた際のバラツキを補正する補正値を予め記憶する補正値記憶部を備え、傾斜角度演算手段は、前記補正値記憶部の補正値に基づいて振幅と位相を補正し傾斜角度を算出することができる。
【０１３１】
車両傾斜検知装置は、受信信号を監視するため受信信号レベルが予め設定した閾値の範囲にあるか監視し閾値範囲内外判定し判定信号を出力する監視部を備え、傾斜角度演算手段は、前記監視部から出力された判定信号に基づいて振幅と位相を補正し傾斜角度を算出することができる。
【０１３２】
例えば、送信手段は、周波数２４ＧＨｚ帯域の送信信号を生成し放射する。
【０１３３】
受信手段は、少なくとも３つ以上の受信アンテナを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置で、第１の受信信号と第２の受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出し、第２の受信信号と第３の受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出し、第３の受信信号と第１の受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出するなど、所定の二つの受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出する振幅位相演算手段と、算出された複数の振幅値と位相値から傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えた構成とすることができる。
【０１３４】
例えば、送信手段が放射する電波を円偏波とする。また、１つの送信アンテナを四角形の対角線の交点に配置し、４つの受信アンテナを四角形の各頂点に配置することができる。さらに、受信アンテナの高さが異なる高さになるように設置することができる。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車などの車両の傾斜角度を自動的に検知するための車両傾斜検知装置に関するものである。特に、この車両傾斜検知装置は車両用ヘッドライトの光軸制御を自動で行うシステムにおいて適したものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に係る車両傾斜検知装置として、例えば、特許文献１に示す装置がある。超音波送信部は地面（路面）に向けて超音波を送信する。地面で反射した超音波を異なる位置で設置した超音波受信部で受信する。送信から受信までの時間を計測し、各信号受信部における受信時間差または位相差を算出し、車両の傾斜角度を検知する。
【０００３】
また、従来技術に係る車両傾斜検知装置として、例えば、特許文献２に示す装置がある。電波送信部は電波を地面に向けて放射し、電波受信部は路面で反射した電波を２箇所の受信アンテナで受信する。演算部は受信した２信号の位相差を合成処理により算出し、車両の傾斜角度を検知する。
【０００４】
また、従来技術に係る車両傾斜検知装置として、例えば、特許文献３に示す装置がある。車両の前後方向に二個の超音波送受信センサが設置されている。超音波送信部は地面に向けて超音波を送信する。地面で反射した超音波を超音波受信部で受信し、送信から受信までの時間を計測する。超音波送受信センサの前後方向の設置間隔と超音波送受信センサ間の受信時間差または位相差から二個の超音波送受信センサの高さ変位から車両の傾斜角度を検知する。車速センサで計測した車速から車両の走行状態および停止状態を判定し、走行中に算出された傾斜角度を優先的に用いて平均処理した傾斜角度平均値を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１による車両傾斜検知装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１による電波の伝播経路を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による傾斜角度と位相差の関係を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２による車両傾斜検知装置の受信手段と傾斜角度演算手段を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３による周波数と位相差の関係を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態４による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態５における車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５によるアンテナを三角形に配置したときの傾斜角度と位相差とアンテナ高さの関係を説明する説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態５による送信アンテナと受信アンテナを直線上に配置した時の傾斜角と位相差の関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６による前後方向の傾斜角度と位相差の関係を説明した図である。
【図１４】本発明の実施の形態６による前後方向の傾斜角度と位相差の関係を説明した図である。
【図１５】本発明の実施の形態７による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態８による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態９による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態９による車両傾斜検知装置の車両状態判定手段を説明した図である。
【図１９】本発明の実施の形態９による車両傾斜検知装置の路面状態判定手段を説明した図である。
【図２０】本発明の実施の形態１０による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態１１による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。
【図２２】本発明の車両傾斜検知装置の適用例を説明する図である。
【図２３】本発明の車両傾斜検知装置の適用例を説明する図である。
【図２４】本発明の車両傾斜検知装置の適用例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。車両の傾斜角度を検出する車両傾斜検知装置は送信手段１００と受信手段２００と傾斜角度演算手段３００とを備えている。送信手段１００は、発振器１０１と増幅器１０２と送信アンテナ１０３とを備えている。受信手段２００は第１の受信アンテナ２０１と第２の受信アンテナ２０２と第１の増幅器２０３と第２の増幅器２０４と直交検波器２０５とを備えている。傾斜角度演算手段３００は傾斜角演算器３０１を備えている。
【００２０】
なお、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２とは直線上に設置する、三角形の各頂点に設置するなどいかなる配置をしてもよい。また、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２は同一の高さになるように設置する、異なる高さになるよう設置するなどいかなる設置をしてもよい。さらに、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１の間隔１と、送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０２の間隔２の関係について、間隔１と間隔２とか等間隔でも等間隔じゃなくてもどちらでもよい。
【００２１】
次に動作について説明する。送信手段１００は増幅器１０２を介して発振器１０１から所定の周波数と振幅と位相とを持った送信信号を送信アンテナ１０３へ出力する。送信アンテナ１０３に入力された送信信号は電波として放射される。周波数帯としては、２４ＧＨｚ帯域の送信信号がある。
【００２２】
受信手段２００は、電波を第１の受信アンテナ２０１と第２の受信アンテナ２０２とでそれぞれ受信し第１の受信信号１と第２の受信信号２とを得る。受信信号は増幅器２０３，２０４を介して直交検波器２０５から、第１の受信信号１と第２の受信信号２の振幅値と位相値を算出して傾斜角度演算手段３００へ出力する。傾斜角度演算手段３００は、振幅値と位相値とから傾斜角度を算出する。
【００２３】
送信手段１００内の発振器１０１は予め設定した周波数と振幅と位相をもつ信号を送信信号として増幅器１０２へ出力する。増幅器１０２は送信信号を所定のレベルまで電力増幅し送信アンテナ１０３へ出力する。送信アンテナ１０３は送信信号を電波として空間へ放射する。送信アンテナ１０３は指向性アンテナ、アレイアンテナ、ホーンアンテナ、パッチアンテナ等いかなるアンテナを用いてもよい。また、放射する電波は、垂直偏波、水平偏波、円偏波等いかなる電波を放射してもよい。
【００２４】
放射された電波は地面で反射し受信手段２００内の異なる位置に設置された第１の受信アンテナ２０１と第２の受信アンテナ２０２でそれぞれ受信され、第１の受信信号１と第２の受信信号２として出力される。受信アンテナは指向性アンテナ、アレイアンテナ、ホーンアンテナ、パッチアンテナ等いかなるアンテナを用いてもよい。
【００２５】
受信手段２０１内の第１の増幅器２０３は第１の受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し直交検波器２０５へ出力する。第２の増幅器２０４は第２の受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し直交検波器２０５へ出力する。直交検波器２０５はどちらか一方の受信信号を基準信号として他方の受信信号をベースバンド信号にＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号を傾斜演算器３０１へ出力する。
【００２６】
ＩＱ信号は基準信号の０度成分によって得られるベースバンド信号のＩ信号と９０度成分によって得られるベースバンド信号のＱ信号の２信号で構成される。Ｉ信号とＱ信号の逆正接は第１の受信信号１と第２の受信信号２の位相差に相当する。Ｉ信号とＱ信号の二乗和の平方根は第１の受信信号１と第２の受信信号２の振幅の積に相当する。傾斜角度演算手段３００内の傾斜角度演算器３０１は、ＩＱ信号から出力された受信信号１と受信信号２の位相差から車両の傾斜角度を算出し出力する。
【００２７】
図２は、実施の形態１による電波の伝播経路を説明する説明図である。より具体的には、送信アンテナ１０３から放射された電波が路面で反射し受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２へ伝播する経路を示した説明図である。送信アンテナ１０３と受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２は、同一平面上かつ送信アンテナ１０３を中心として等間隔に直線配置されている。送信アンテナ１０３から受信アンテナ２０１までの伝播する経路長をＬ１、送信アンテナ１０３から受信アンテナ２０２までの伝播する経路長をＬ２とおくと、車両と路面が平行のときのＬ１とＬ２は等しくなる。これに対して、車両が路面に対して傾斜すると経路長Ｌ１と経路長Ｌ２の経路長はそれぞれ変化し経路差が生じる。
【００２８】
経路差（Ｌ１−Ｌ２）と波長λとＩＱ信号から算出した位相差φには以下の関係式が成り立つ。
φ＝２π×（Ｌ１―Ｌ２）/λ
【００２９】
図３は、実施の形態１による傾斜角度と位相差の関係を説明する図である。横軸を車両の路面に対する傾斜角度、縦軸を位相差とおくと、傾斜角度と位相差には一対一の関係があり位相差から傾斜角度を算出することができる。
【００３０】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬経路の偏位を位相差の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度良く傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、ＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００３１】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による車両傾斜検知装置の受信手段と傾斜角度演算手段を示すブロック図である。受信手段５００は受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２と増幅器２０３と増幅器２０４と直交検波器５０１と直交検波器５０２とを備えている。傾斜角度演算手段６００は振幅位相演算器６０１と傾斜角度演算器６０２とを備えている。なお、図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。また、明細書全文に表れている構成要素の形容は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００３２】
受信アンテナ２０１は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号１として出力する。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０１へ出力する。直交検波器５０１は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号１をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００３３】
同様に受信アンテナ２０２は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号２として出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０２へ出力する。直交検波器５０２は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号２をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００３４】
傾斜角度演算手段６００内の振幅位相演算器６０１は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２との位相差を導出し、傾斜角度演算器６０２へ出力する。傾斜角度演算器６０２は位相差から傾斜角度を算出する。
【００３５】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬経路の偏位を位相差の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度良く傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、ＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００３６】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。車両傾斜検知装置は、送信手段７００と受信手段２００と傾斜角度演算手段８００とを備えている。送信手段７００は、制御器７０１と信号生成器７０２と増幅器７０３と送信アンテナ７０４とを備えている。受信手段２００は二つの受信アンテナ２０１と受信アンテナ２０２と増幅器２０３と増幅器２０４と直交検波器２０５とを備えている。傾斜角度演算手段８００は傾斜角度演算器８０１を備えている。
【００３７】
次に動作について説明する。送信手段７００内の信号生成器７０２は制御器７０１から出力された制御信号の指示に従って所定の周波数と振幅と位相を持った送信信号を出力する。制御器７０１は、制御信号を信号生成器７０２と傾斜角度演算器８０１へ出力する。制御器７０１が信号生成器７０２に所定の周波数帯域をもつ周波数を挿引した信号の出力を指示した場合について説明する。信号生成器７０２は制御信号の指示に従って周波数挿引信号を送信信号として増幅器７０３へ出力する。増幅器７０３は送信信号を所定のレベルまで電力増幅し送信アンテナ７０４へ出力する。
【００３８】
放射された電波は地面で反射し受信手段２００内の異なる位置に設置された２つの受信アンテナ１と受信アンテナ２でそれぞれ受信され受信信号１と受信信号２として出力される。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで増幅し直交検波器２０５へ出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し直交検波器２０５へ出力する。直交検波器２０５はどちらか一方の受信信号を基準信号として受信信号をベースバンド信号にＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号を傾斜角度演算器８０１へ出力する。
【００３９】
傾斜角度演算器８０１は、制御器７０１から出力された制御信号とＩＱ信号からから車両の傾斜角度を算出する。図６は、制御器７０１が指示した周波数と各周波数から得られたＩＱ信号から算出された位相差の関係を説明する図である。横軸を周波数とし、縦軸を位相差とする。周波数が高くなると波長が短くなり実施の形態１で示した式中のλが小さくなる。そのため、経路差が一定でも周波数が高くなると位相差は大きくなり、周波数と位相差には図中の直線に示した関係が成り立つ。
【００４０】
傾斜角度演算器８０１は、制御信号とＩＱ信号から周波数挿引した時に得られた各位相差のプロット点から直線近似をおこない図に示した直線を線形近似により導出する。近似直線から所定の周波数における位相差を算出し、算出した位相差から傾斜角度を算出する。算出した位相差と傾斜角度の関係は実施の形態１で説明したのと同じ関係がある。
【００４１】
また、制御器７０１が異なる周波数を持つ信号を時分割で送信するよう信号生成器７０２に指示した場合も同様に、傾斜角度演算器８０１は異なる周波数で得られた位相差から近似曲線を算出し、近似曲線から傾斜角度を算出する。また、車両傾斜検知装置内の受信手段は実施の形態２と同様に、受信信号１と送信手段内の信号生成器７０２から出力された送信信号でＩＱ検波しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段へ出力し、受信信号２と送信手段内の信号生成器７０２から出力された送信信号でＩＱ検波しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段へ出力する。傾斜角度演算手段はＩＱ信号１とＩＱ信号２と制御信号から傾斜角度を算出してもよい。
【００４２】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬経路の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、ＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。さらに、各周波数の送信信号から算出された位相差から近似曲線を算出し傾斜角度を算出するので、精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００４３】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による車両傾斜検知装置の構成を示すブロック図である。車両傾斜検知装置は送信手段９００と受信手段１０００と傾斜角度演算手段１１００とを備えている。また、送信手段９００は、符号生成器９０１と発振器９０２と変調器９０３と増幅器９０４と送信アンテナ９０５を備えている。受信手段１０００は受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２と増幅器１００３と増幅器１００４と復調器１００５と復調器１００６と相関演算器１００７と相関演算器１００８を備えている。傾斜角度演算手段１１００は傾斜角演算器１１０１を備えている。
【００４４】
次に動作について説明する。送信手段９００は所定の周波数の発振信号を所定の符号またはＩＤによる符号信号で変調して送信信号として送信アンテナ９０５へ出力する。送信アンテナ９０５に入力された送信信号は電波として放射される。アンテナは指向性アンテナ、アレイアンテナ、ホーンアンテナ、パッチアンテナ等いかなるアンテナを用いてもよい。また、放射する電波は、垂直偏波、水平偏波、円偏波等いかなる電波を放射してもよい。
【００４５】
受信手段１０００は、電波を２箇所に設置した受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２で受信した受信信号１と受信信号２をそれぞれ送信手段９００内の発振信号で直交検波して得られたベースバンド信号と符号信号との相関値の振幅および位相を演算し傾斜角度演算手段１１００へ出力する。傾斜角度演算手段１１００は相関値の振幅および位相から傾斜角度を演算する。
【００４６】
送信手段９００内の符号生成器９０１は、予め設定した符号又はＩＤの情報を符号信号として出力する。この符号はＭ系列やＧＯＬＤ系列や直交系列等の符号と組み合わせで構成する。符号生成器９０１が生成する符号信号は、送信手段９００内の変調器９０３と受信手段１０００内の相関演算器１００７と相関演算器１００８に入力される。
【００４７】
送信手段９００内の発振器９０２は予め設定した周波数を生成して発振信号として変調器９０３と受信手段１０００内の復調器１００５と復調器１００６へ出力する。変調器９０３は発振信号を搬送波として符号信号でＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調して増幅器９０４に変調信号として出力する。増幅器９０４は変調信号を所定のレベルまで電力増幅し送信信号として送信アンテナ９０５へ出力する。送信アンテナ９０５は送信信号を電波として空間へ放射する。
【００４８】
放射された電波は受信手段１０００内の異なる位置に設置された受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２で受信されそれぞれ受信信号１と受信信号２として出力される。
【００４９】
増幅器１００３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００５へ出力する。復調器１００５は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号１をベースバンド信号１にＩＱ検波して得られたＩＱ信号１を相関演算器１００７へ出力する。
【００５０】
相関演算器１００７は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号１との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号１の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号１の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値１の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１に出力する。
【００５１】
増幅器１００４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００６へ出力する。復調器１００６は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号２をベースバンド信号２にＩＱ検波して得られたＩＱ信号２を相関演算器１００８へ出力する。
【００５２】
相関演算器１００８は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号２との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号２の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号２の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値２の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１に出力する。
【００５３】
傾斜角度演算器１１０１は相関値１と相関値２から傾斜角度を算出する。相関値１の位相と相関値２の位相の位相差と傾斜角度には実施の形態１と同様の一対一の関係があり傾斜角度が算出される。
【００５４】
また、受信手段内の相関演算器は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２を用いて相関演算を行い相関値の振幅と位相を算出し、傾斜角度演算手段は相関値から傾斜角度を算出してもよい。この時、算出された振幅と位相は、相関値１の振幅と相関値２の振幅の積、相関値１の位相と相関値２の位相の位相差に相当する。
【００５５】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベルが変動しても、相関値の位相差から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。さらに、送信信号を符号変調しているので車両用レーダー装置から放射された電波や他の装置から放射された電波など同一周波数をもつ電波を受信アンテナで受信しても位相干渉による誤差を抑圧できるので精度良く傾斜角度を測定できるという効果がある。
【００５６】
実施の形態５．
図８はこの発明の車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。二等辺三角形の底辺の角頂点に第１の受信アンテナ１２０２と第２の受信アンテナ１２０３を設置し、残りの頂点に送信アンテナ１２０１を設置している。
【００５７】
図９は本発明のアンテナを三角形に配置したときの傾斜角度と位相差とアンテナ高さの関係を説明する説明図である。具体的には、図８に示したアンテナ配置のときの傾斜角度と位相差の関係を示す図である。図中の直線１３０１は車高もしくはアンテナの高さが高い時の関係を示し、破線１３０２は車高またはアンテナの高さが低い時の関係を示している。アンテナの高さが偏位しても傾斜角度と位相差の関係は偏位しない。
【００５８】
図１０は送信アンテナと受信アンテナを直線上に配置した時の傾斜角と位相差の関係を示した図である。送信アンテナを中心として直線上に送信アンテナと第１の受信アンテナと第２の受信アンテナを設置している。図中の直線１４０１は車高もしくはアンテナの高さが高いときの関係を示し、破線１４０２は車高もしくはアンテナの高さが低いときの関係を示している。アンテナの高さが偏位すると同じ傾斜角度でも位相差が異なる。
【００５９】
また、図８では二等辺三角形の各頂点にアンテナを配置した場合について述べたが、正三角形の各頂点に送信アンテナと第１の受信アンテナと第２の受信アンテナを設置しても同様の結果となる。
【００６０】
送信手段、受信手段等については、実施の形態１から実施の形態４までのいずれかに記載された構成であればよい。
【００６１】
以上のように、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。さらに、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、二等辺三角形の各頂点にアンテナを設置するとアンテナを直線上に設置した時よりも車高の偏位による位相差の偏位を抑圧できるので、傾斜角度を精度良く算出できるという効果がある。
【００６２】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のアンテナ配置の構成を示す図である。受信アンテナを３つ以上用いた場合における実施の形態の一例である。四角形の各頂点に第１の受信アンテナ１５０１と第２の受信アンテナ１５０２と第３の受信アンテナ１５０３と第４の受信アンテナ１５０４を設置し、四角形の対角線の交点に送信アンテナ１５０５を配置する。第１の受信アンテナ１５０１と第２の受信アンテナ１５０２をつなぐ直線と車両の前後方向が略平行で、受信アンテナ１５０１と受信アンテナ１５０３をつなぐ直線と車両の左右（幅）方向が略平行になるように設置したとする。受信手段が受信アンテナを４個備える場合には、送信アンテナを中心とした四角形の各頂点に受信アンテナを配置することになる。
【００６３】
図１２はこの発明の実施の形態６における車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。送信手段１６００は、送信アンテナ１６０５から電波を放射し、受信手段１７００は、受信アンテナ１５０１と受信アンテナ１５０２で受信した受信信号から算出した振幅と位相を傾斜角度演算手段１９００へ出力する。受信手段１８００は、受信アンテナ１５０３と受信アンテナ１５０４で受信した受信信号から算出した振幅と位相を傾斜角度演算手段１９００へ出力する。
【００６４】
受信手段は、受信アンテナを３つ以上備え、傾斜角度演算手段は、第１の受信アンテナおよび第２の受信アンテナ以外の前記受信アンテナの受信信号も更に用いて傾斜角度を算出することになる。例えば、第３の受信アンテナで受信した第３の受信信号は、その後の扱いは第１の受信信号と同様の処理をすることになる。ここで、受信アンテナすべての組み合わせを行っても良いし、一方、組み合わせの一部を用いても良い。
【００６５】
送信手段１６００は実施の形態１から実施の形態４までのいずれかに記載された構成である。また、受信手段１７００と受信手段１８００とは実施の形態１から実施の形態４までのいずれかに記載された構成である。傾斜角度演算手段１９００内の傾斜角度演算器１９０１は、受信手段１７００から算出された位相差と受信手段１８００から算出された位相差の平均値から傾斜角度を算出する。
【００６６】
図１３と図１４は実施の形態６による前後方向の傾斜角度と位相差の関係を説明した図である。具体的には、図１３は車両が左右方向に傾斜していない時の傾斜角度と位相差の関係を示している。図中の実線２００１は受信手段１７００から算出された値で、図中の破線２００２は受信手段１８００から算出された値で、実線２００１と破線２００２は一致する。また、図１４は車両が左右方向に傾斜している時の傾斜角度と位相差の関係を示している。図中の実線２１０１は受信手段１７００から算出された値で、破線２１０２は受信手段１８００から算出された値を示しており、実線２１０１と破線２１０２は一致していない。点線２１０３は実線２１０１と破線２１０２の平均値から算出して得られた直線であり、左右方向に傾斜していない時に得られる実線２００１や破線２００２と一致する。
【００６７】
また、同様に受信アンテナ１５０１と受信アンテナ１５０３でそれぞれ受信した受信信号から得られた振幅と位相と、受信アンテナ１５０２と受信アンテナ１５０４でそれぞれ受信した受信信号から得られた振幅と位相から左右方向の傾斜角度を算出する。さらに、上記の信号処理を同時に実施すれば、前後方向と左右方向の傾斜角度を同時に算出される。
【００６８】
以上のように、車両の左右方向の傾斜の影響を受けずに前後方向の傾斜を精度良く算出できるという効果がある。また、車両の前後方向の傾斜の影響を受けずに左右方向の傾斜を精度良く算出できるという効果がある。さらに、車両の前後方向の傾斜と左右方向の傾斜を同時に精度良く算出できるという効果がある。
【００６９】
実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段を示すブロック図である。傾斜角度演算手段２２００は、傾斜角度演算器２２０１と補正値記憶器２２０２とから構成される。補正値記憶部２２０２は、装置の製作バラツキや車両に取り付けた際に生じる傾斜のオフセットによるバラツキを補正する補正値をあらかじめ記憶している。傾斜角度演算器２２０１は算出した傾斜角度を補正値記憶部２２０２に記憶されている補正値に従って補正した傾斜角度を算出する。
【００７０】
装置の製作バラツキや車両設置時のバラツキを補正値として記憶し、傾斜角度演算器は補正値で傾斜角度を補正するので、精度よく傾斜角度を算出することができるという効果がある。
【００７１】
実施の形態８．
図１６はこの発明の実施の形態８による車両傾斜検知装置の傾斜角度演算手段の構成を示すブロック図である。傾斜角度演算手段２３００は、傾斜角度演算器２３０１と信号レベル監視器２３０２とから構成される。
【００７２】
信号レベル監視部２３０２は、振幅値のレベルが予め設定した所定レベルの範囲の内外にあるか判定する判定信号を傾斜角度演算器２３０１と外部に出力する。傾斜角度演算器２３０１は、判定信号が所定レベルの範囲内となっているとき傾斜角度を算出し、判定信号が所定レベルの範囲外となっているとき傾斜角度を算出しない。
【００７３】
信号レベル監視器は受信信号のレベルが所定のレベル内にあるか判定を行い装置の健全性および信号の健全性のチェックが行えるので、傾斜角度を精度よく算出することができるという効果がある。
【００７４】
実施の形態９．
図１７は実施の形態９による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。より具体的には、実施の形態９による車両傾斜検知装置の送信手段１００と受信手段５００と傾斜角度演算手段６００と車両状態判定手段２５００と路面状態判定手段２６００と出力信号演算手段２７００とを示すブロック図である。車両状態判定手段２５００は、位相偏差演算器２５０１と車両状態判定器２５０２とを備えている。路面状態判定手段２６００は角度偏差演算器２６０１と路面状態判定器２６０２とを備えている。出力信号演算手段２７００は出力信号演算器２７０１を備えている。
【００７５】
次に動作について説明する。受信アンテナ２０１は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号１として出力する。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０１へ出力する。直交検波器５０１は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号１をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００７６】
同様に受信アンテナ２０２は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号２として出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０２へ出力する。直交検波器５０２は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号２をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【００７７】
傾斜角度演算手段６００内の振幅位相演算器６０１は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２と振幅と位相を導出し、傾斜角度演算器６０２と車両状態判定手段２５００内の位相偏差演算器２５０１に出力する。
【００７８】
傾斜角度演算器６０２は受信信号１と受信信号２の位相の位相差から傾斜角度を算出し路面状態判定手段２６００内の角度偏差演算器２６０１と出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１へ出力する。
【００７９】
車両状態判定手段２５００内の、位相偏差演算器２５０１は、受信信号１と受信信号２のそれぞれ過去複数点にわたる位相の標準偏差を演算して位相標準偏差値として車両状態判定器２５０２へ出力する。
【００８０】
車両状態判定器２５０２は、位相標準偏差が所定の閾値で区切られたどこの領域に存在するか判定し車両状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。位相の時間に対する変化量（時間変化量）から車両の走行および停止状態を判定することになる。
【００８１】
図１８は車両傾斜検知装置の車両状態判定手段を説明した図であり、車両状態を判定する閾値の一例を示した図である。横軸は時間、縦軸は位相偏位（位相の標準偏差値）を表している。例えば、車両状態として、単純な車両の走行および停止以外にも、踏み切りなどの局所的な路面の凸凹を走行している状態を判定する。車両が振動することで車両と路面との間の距離が変化すると受信信号１および受信信号２の電波伝搬経路長が変化し位相が変化する。
【００８２】
図中の領域１となる場合には、車両の停止と判別する。車両が停止すると車両の振動が小さく、言い換えると電波伝搬経路長の偏位が小さくなるので、位相標準偏差値は小さくなる。走行すると路面の凹凸によって車両が振動するので、位相標準偏差値は大きくなる。閾値１は車両の停止と走行を判別するように設定される。
【００８３】
図中の領域３は、高架を走行している時の道路の繋ぎ目や踏み切りなど局所的に発生する路面の凹凸を走行している状態を判定する。踏み切りなど局所的に発生する路面の凹凸により車両は大きく振動するので位相標準偏差は大きくなる。閾値２は、局所的に凸凹した路面を走行している状態を判別するように設定される。図中の領域２は、そのほかの路面を車両が走行していると判別する。
【００８４】
路面状態判定手段２６００内の角度偏差演算器２６０１は、過去複数点の傾斜角度の標準偏差を演算して角度標準偏差値として路面状態判定器２６０２へ出力する。路面状態判定部２６０２は、角度標準偏差が所定の閾値で区切られたどの領域に存在するか判定し路面状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知することになる。
【００８５】
図１９は車両傾斜検知装置の路面状態判定手段を説明した図であり、路面の状態を判定する閾値の一例を示した図である。横軸は時間、縦軸は傾斜角度偏位（傾斜角度の標準偏差）標準偏差を表している。例えば、路面状態として踏み切りなど局所的にある凹凸の有無を検知する。
【００８６】
図中の領域１は、車両の停止状態と判別する。車両が停止しているときは路面の電波照射面は変化しないので、角度標準偏差値は小さな値となる。走行すると路面の凹凸などにより傾斜角度は時々刻々と変化するので角度標準偏差値は増加する。閾値１は車両の停止を判別するように設定される。
【００８７】
図中の領域３は、踏み切り等の局所的な路面の凹凸を走行している状態と判定する。車両の傾斜角度が大きく変化するので角度標準偏差は大きな値となる。閾値２は局所的な凸凹した路面を走行している状態を判別するように設定される。傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知することとなる。
【００８８】
出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１は、傾斜角度と車両状態判定結果と路面状態判定結果を用いて、補正した傾斜角度を出力する。出力される補正した傾斜角度は、車両走行中と判定されている時に計測された過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、踏み切りなどを走行している時の計測データを除外して過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、領域ごとに重み係数を割り振り、過去複数点の傾斜角度の重み付け平均値を傾斜角度として出力する。
【００８９】
よって、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度変化や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベル差が変動しても、直交検波によるＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【００９０】
また、車両振動によって変化する電波伝搬距離の時間偏位を位相の時間変化として高精度に検出し位相の時間偏位量や過去複数点の位相の偏差として求め、車両の走行および停止など車両の状態を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、車両状態と傾斜角度により傾斜角度を出力するので車速センサを用いることなく精度よく傾斜角度を求めることができる。
【００９１】
また、路面の凹凸によって変化する車両の傾斜角度を傾斜角度の時間偏位量や過去複数点の傾斜角度の偏差として高精度に検知し、局所的に生じる路面凹凸の有無を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、判定結果と傾斜角度を用いて車両の傾斜角度を求めるので、精度よく補正した傾斜角度を求めることができる。
【００９２】
位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、車両状態判定手段の判定結果および路面状態判定手段の検知結果を用いて傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段によって、例えば、補正した傾斜角度で車両のヘッドライトの光軸を調整することができるようになる。
【００９３】
実施の形態１０．
図２０はこの発明の実施の形態１０による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。車両傾斜検知装置は送信手段９００と受信手段１０００と傾斜角度演算手段１１００と路面状態判定手段２６００と車両状態判定手段２８００と出力信号演算手段２７００を備えている。また、車両状態判定手段２８００は、相関値偏差演算器２８０１と車両状態判定器２８０２とを備えている。
【００９４】
送信手段９００から放射された電波は受信手段１０００内の異なる位置に設置された受信アンテナ１００１と受信アンテナ１００２で受信されそれぞれ受信信号１と受信信号２として出力される。
【００９５】
増幅器１００３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００５へ出力する。復調器１００５は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号１をベースバンド信号１にＩＱ検波して得られたＩＱ信号１を相関演算器１００７へ出力する。
【００９６】
相関演算器１００７は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号１との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号１の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号１の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値１の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１と相関値偏差演算器２８０１に出力する。
【００９７】
増幅器１００４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し復調器１００６へ出力する。復調器１００６は発振器９０３の発振信号を基準として受信信号２をベースバンド信号２にＩＱ検波して得られたＩＱ信号２を相関演算器１００８へ出力する。
【００９８】
相関演算器１００８は符号生成器９０１により生成された符号信号とＩＱ信号２との相関演算を行う。相関演算は符号信号１周期分の相関を演算し、Ｉ成分に対応する相関値ＩとＱ成分に対応する相関値Ｑを計算する。相関値Ｉと相関値Ｑの二乗和の平方根は受信信号２の振幅に相当し、相関値Ｉと相関値Ｑの逆正接は受信信号２の位相に相当する。相関演算部は演算したこの相関値２の振幅と位相を傾斜角度演算器１１０１と相関値偏差演算器２８０１に出力する。
【００９９】
傾斜角度演算器１１０１は相関値１と相関値２から傾斜角度を算出する。相関値１の位相と相関値２の位相の位相差と傾斜角度には実施の形態１と同様の一対一の関係があり傾斜角度が算出され出力信号演算器２７０１と角度偏差演算器２６０１に出力する。
【０１００】
車両状態判定手段２８００内の、相関値偏差演算器２８０１は相関値１と相関値２それぞれ過去複数点にわたる相関値の位相の標準偏差を演算して相関標準偏差値として車両状態判定器２８０２へ出力する。
【０１０１】
車両状態判定器２８０２は、相関標準偏差値が所定の閾値で区切られたどの領域に存在するか判定し車両状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。この判定については実施の形態９と同様である。位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定することになる。
【０１０２】
路面状態判定手段２６００内の角度偏差演算器２６０１は、過去複数点の傾斜角度の標準偏差を演算して角度標準偏差値として路面状態判定器２６０２へ出力する。
【０１０３】
路面状態判定部２６０２は、角度標準偏差が所定の閾値で区切られたどの領域に存在するか判定し路面状態判定結果として出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１に出力する。この判定については実施の形態９と同様である。傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知することになる。
【０１０４】
出力信号演算手段２７００内の出力信号演算器２７０１は、傾斜角度と車両状態判定結果と路面状態判定結果を用いて、補正した傾斜角度を出力する。出力される傾斜角度は、車両走行中と判定されている時に計測された過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、踏み切りなどを走行している時の計測データを除外して過去複数点の傾斜角度の平均値を傾斜角度として出力する。また、領域ごとに重み係数を割り振り、過去複数点の傾斜角度の重み付け平均値を傾斜角度として出力する。
【０１０５】
よって、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度変化や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベル差が変動しても、直交検波によるＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【０１０６】
また、車両振動によって変化する電波伝搬距離の時間偏位を位相の時間変化として高精度に検出し位相の時間偏位量や過去複数点の位相の偏差として求め、車両の走行および停止など車両の状態を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、車両状態と傾斜角度により傾斜角度を出力するので車速センサを用いることなく精度よく傾斜角度を求めることができる。
【０１０７】
また、路面の凹凸によって変化する車両の傾斜角度を傾斜角度の時間偏位量や過去複数点の傾斜角度の偏差として高精度に検知し、局所的に生じる路面凹凸の有無を所定の閾値で区切られた領域に割り当て判定し、判定結果と傾斜角度を用いて車両の傾斜角度を求めるので、精度よく傾斜角度を求めることができる。
【０１０８】
さらに、位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、車両状態判定手段の判定結果および路面状態判定手段の検知結果を用いて傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段によって、例えば、補正した傾斜角度で車両のヘッドライトの光軸を調整することができるようになる。
【０１０９】
実施の形態１１．
図２１はこの発明の実施の形態１１による車両傾斜検知装置のブロック図の構成を示す図である。車両傾斜検知装置は、送信手段１００と受信手段５００と傾斜角度演算手段６００と診断較正手段２９００とを備えている。送信手段１００は発振器１０１と増幅器１０２と送信アンテナ１０３と可変減衰器１０４と移相器１０５とを備えている。診断較正手段２９００は診断信号制御器２９０１と診断較正演算器２９０２を備えている。
【０１１０】
次に動作について説明する。診断較正手段２９００内の診断信号制御器２９０１は送信手段１００内の可変減衰器１０４と移相器１０５へ所定の減衰量と移相量を指示する制御信号を出力する。また、診断信号制御器２９０１は同じ制御信号を診断較正演算器２９０２へ出力する。
【０１１１】
送信手段１００は増幅器１０２と可変減衰器１０４と移相器１０５を介して所定の周波数と振幅と位相とを持った送信信号を送信アンテナ１０３へ出力する。送信アンテナ１０３に入力された送信信号は電波として放射される。
【０１１２】
受信手段５００内の受信アンテナ２０１は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号１として出力する。増幅器２０３は受信信号１を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０１へ出力する。直交検波器５０１は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号１をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号１を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【０１１３】
同様に受信アンテナ２０２は送信手段１００から放射された電波を受信し、受信信号２として出力する。増幅器２０４は受信信号２を所定のレベルまで電力増幅し、直交検波器５０２へ出力する。直交検波器５０２は送信手段１００内の発振器１０１から出力された送信信号と受信信号２をＩＱ検波（直交検波）しＩＱ信号２を傾斜角度演算手段６００へ出力する。
【０１１４】
傾斜角度演算手段６００内の振幅位相演算器６０１は、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２との位相差を導出し、傾斜角度演算器６０２へ出力する。また、ＩＱ信号１とＩＱ信号２から受信信号１と受信信号２の振幅と位相を診断較正手段２９００内の診断較正演算器２９０２に出力する。
【０１１５】
診断較正手段２９００内の診断較正演算器２９０２は、受信信号１と受信信号２の振幅と位相が診断信号制御器２９０１から指示された減衰量と移相量に従って変化しているか判定し、変化量が予め設定した範囲内にあれば正常動作、範囲外にあれば異常動作と判定し診断結果として出力する。また、診断較正演算器２９０２は変化量が予め設定した範囲内にあるとき、装置の経時変化等によって生じる微小な偏位を再較正し得られた較正値を傾斜角度演算器６０２へ出力する。較正値として、直交検波器から出力されるＩＱ信号のＩ信号およびＱ信号のオフセット補正値、ＩＱ信号の振幅補正値、ＩＱ信号の位相補正値がある。
【０１１６】
傾斜角度演算器６０２は、受信信号１と受信信号２の振幅と位相を較正値を用いて較正された位相から位相差を算出して傾斜角度を求め出力する。
【０１１７】
送信信号の振幅および位相を送信手段に指示し、指示した振幅および位相並びに直交検波した信号の振幅および位相を比較して診断および較正を行う診断較正手段と、診断較正手段の前記較正に基づいて第１の受信信号および第２の受信信号の振幅および位相の関係から車両の地面に対する傾斜角度を較正する傾斜角度演算手段とを備えていることになる。
【０１１８】
よって、車両傾斜検知装置は車両の傾斜によって変化する電波伝搬距離の偏位を位相の偏位として高精度に検出し精度よく車両傾斜角度を算出できるという効果がある。また、温度変化や風があっても影響を受けず精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、エンジン等の騒音の影響を受けずに精度よく傾斜角度を算出できるという効果がある。また、受信信号レベル差が変動しても、直交検波によるＩＱ信号の位相から傾斜角度を算出するので精度良く傾斜角度を測定できるという効果が得られる。
【０１１９】
また、送信信号の振幅と位相を制御することで、受信信号の直交検波によるＩＱ信号の振幅と位相の偏位から装置の診断および経時変化等によって生じる微小な変化を再較正できるので、傾斜角度を精度良く測定できるという効果が得られる。
【０１２０】
さらに、位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、車両状態判定手段の判定結果および路面状態判定手段の検知結果を用いて傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段によって、例えば、補正した傾斜角度で車両のヘッドライトの光軸を調整することができるようになる。
【０１２１】
図２２と図２３と図２４は、この発明の車両傾斜検知装置の適用例について説明した図である。すべての実施の形態で適用できる適用例である。図２２の場合は、車両傾斜検知装置２４００を車両に一台取り付けて傾斜角度を計測する一例を示した図である。図２３の場合は、車両傾斜検知装置２４００を車両の前後方向の異なる位置に２台取り付けて傾斜角度を計測する一例を示した図である。図２４の場合は、車両傾斜検知装置２４００を車両の左右方向の異なる位置に２台取り付けて傾斜角度を計測する一例を示した図である。車両の底部に取付け、地面（路面）に対して対向する位置に設置する。
【０１２２】
車両の路面に対する傾斜角度は、乗員人数や着座位置や荷物の積載状況や車両のたわみなど様々な状況で変化するため、図２３や図２４のように２台以上の車両傾斜検知装置を取り付けて、各車両傾斜検知装置から算出された傾斜角度を平均値処理や重み付け平均値処理など行って傾斜角度を計測しても良い。
【０１２３】
例えば、車両に設置され、所定の周波数、振幅、位相を持つ送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面（路面）で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、送信手段からの送信信号と第１の受信信号で直交検波して得た信号から第１の振幅値と第１の位相値を算出し、送信手段からの送信信号と第２の受信信号で直交検波して得た信号から第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、算出された振幅値と位相値に基づいて車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とすることができる。
【０１２４】
また、車両に設置され、所定の周波数、振幅、位相を持つ送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの異なる位置に設置した第１の受信アンテナと第２の受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、取り出した上記の第１の受信信号と第２の受信信号を用いた直交検波し振幅と位相を算出する受信手段と、算出された振幅と位相に基づいて第一の受信信号と第二の受信信号の振幅と位相の関係から車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とすることができる。
【０１２５】
車両に設置され、所定の周波数帯域で周波数を挿引した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面（路面）で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、送信手段からの送信信号と第１の受信信号で直交検波して得た信号から第１の振幅値と第１の位相値を算出し、送信手段からの送信信号と第２の受信信号で直交検波して得た信号から第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、送信信号の周波数と算出された振幅値と位相値から傾斜角度を演算する構成とすることができる。
【０１２６】
例えば、車両傾斜検知装置内の送信手段は、所定の異なる周波数を持つ送信信号を時分割で送信することができる。
【０１２７】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を所定の符号またはＩＤによる符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、上記送信手段からの発振信号と第１の受信信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号と、上記送信手段からの発振信号と第２の受信信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、第１のベースバンド信号と符号信号との相関演算を行い第１の相関値の振幅および位相を演算し、第２のベースバンド信号と符号信号との相関演算を行い第２の相関値の振幅および位相を算出する相関演算手段と、演算された相関値の振幅および位相から車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とすることができる。
【０１２８】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を所定の符号またはＩＤによる符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、地面で反射した電波を２つの受信アンテナで受信し第１の受信信号と第２の受信信号として取り出し、上記送信手段からの発振信号と第１の受信信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号と、上記送信手段からの発振信号と第２の受信信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、第１のベースバンド信号と第２のベースバンド信号の相関値の振幅と位相を演算する相関演算手段と、演算された相関値の振幅と位相から車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段を備えた構成とする。
【０１２９】
例えば、送信信号は符号分割多重信号を送信することができる。
【０１３０】
車両傾斜検知装置は、装置の製作バラツキや車両に取り付けた際のバラツキを補正する補正値を予め記憶する補正値記憶部を備え、傾斜角度演算手段は、前記補正値記憶部の補正値に基づいて振幅と位相を補正し傾斜角度を算出することができる。
【０１３１】
車両傾斜検知装置は、受信信号を監視するため受信信号レベルが予め設定した閾値の範囲にあるか監視し閾値範囲内外判定し判定信号を出力する監視部を備え、傾斜角度演算手段は、前記監視部から出力された判定信号に基づいて振幅と位相を補正し傾斜角度を算出することができる。
【０１３２】
例えば、送信手段は、周波数２４ＧＨｚ帯域の送信信号を生成し放射する。
【０１３３】
受信手段は、少なくとも３つ以上の受信アンテナを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置で、第１の受信信号と第２の受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出し、第２の受信信号と第３の受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出し、第３の受信信号と第１の受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出するなど、所定の二つの受信信号を用いて直交検波し振幅値と位相値を算出する振幅位相演算手段と、算出された複数の振幅値と位相値から傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えた構成とすることができる。
【０１３４】
例えば、送信手段が放射する電波を円偏波とする。また、１つの送信アンテナを四角形の対角線の交点に配置し、４つの受信アンテナを四角形の各頂点に配置することができる。さらに、受信アンテナの高さが異なる高さになるように設置することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号および前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、
前記第１のベースバンド信号と前記符号信号との相関演算を行い第１の相関値の振幅および位相を演算し、前記第２のベースバンド信号と前記符号信号との相関演算を行い第２の相関値の振幅および位相を演算する相関演算手段と、
前記第１の相関値の振幅および位相並びに前記第２の相関値の振幅および位相から前記車両の前記地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項２】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号および前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、
前記第１のベースバンド信号と前記第２のベースバンド信号との相関値の振幅および位相を演算する相関演算手段と、
前記相関値の振幅および位相から前記車両の前記地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項３】
送信信号は、符号分割多重信号を送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項４】
車両に設置され所定の周波数帯域で周波数を挿引した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記送信信号とで直交検波して得た第１の振幅値および第１の位相値並びに前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記送信信号とで直交検波して得た第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、
前記送信信号の周波数と前記第１の振幅値および第１の位相値と前記第２の振幅値および第２の位相値とから前記車両の前記地面に対する傾斜角度を演算する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項５】
車両に設置され所定の送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号および前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号で直交検波し振幅と位相を算出する受信手段と、
前記振幅と前記位相に基づいて前記第１の受信信号および前記第２の受信信号の振幅と位相の関係から前記車両の前記地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項６】
車両に設置され所定の送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記送信信号とで直交検波して得た第１の振幅値および第１の位相値並びに前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記送信信号とで直交検波して第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、
前記第１の振幅値および第１の位相値並びに前記第２の振幅値と第２の位相値から前記車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項７】
送信手段は、所定の異なる周波数を持つ送信信号を時分割で送信することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項８】
受信信号レベルが予め設定した閾値の範囲にあるか否かを判定する判定信号を出力する監視部を備え、
傾斜角度演算手段は、前記判定信号に基づいて振幅と位相を補正し傾斜角度を算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項９】
送信手段が放射する周波数は、２４ＧＨｚ帯域としたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１０】
送信手段が放射する電波は、円偏波としたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１１】
受信手段は、受信アンテナを３つ以上備え、
傾斜角度演算手段は、第１の受信アンテナおよび第２の受信アンテナ以外の前記受信アンテナの受信信号も更に用いて傾斜角度を算出することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１２】
受信手段が受信アンテナを４個備える場合には、送信アンテナを中心とした四角形の各頂点に前記受信アンテナを配置したことを特徴とする請求項１１に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１３】
位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、
傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、
前記車両状態判定手段の判定結果および前記路面状態判定手段の検知結果を用いて前記傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１４】
送信信号の振幅および位相を送信手段に指示し、指示した前記振幅および位相並びに直交検波した信号の振幅および位相を比較して診断および較正を行う診断較正手段と、
前記診断較正手段の前記較正に基づいて第１の受信信号および第２の受信信号の振幅および位相の関係から車両の地面に対する傾斜角度を較正する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号および前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、
前記第１のベースバンド信号と前記符号信号との相関演算を行い第１の相関値の振幅および位相を演算し、前記第２のベースバンド信号と前記符号信号との相関演算を行い第２の相関値の振幅および位相を演算する相関演算手段と、
前記第１の相関値の振幅および位相並びに前記第２の相関値の振幅および位相から前記車両の前記地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項２】
車両に設置され所定の周波数の発振信号を符号信号で変調した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第１のベースバンド信号および前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記発振信号とで直交検波して得た第２のベースバンド信号を取り出す受信手段と、
前記第１のベースバンド信号と前記第２のベースバンド信号との相関値の振幅および位相を演算する相関演算手段と、
前記相関値の振幅および位相から前記車両の前記地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項３】
送信信号は、符号分割多重信号を送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項４】
車両に設置され所定の周波数帯域で周波数を挿引した送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記送信信号とで直交検波して得た第１の振幅値および第１の位相値並びに前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記送信信号とで直交検波して得た第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、
前記送信信号の周波数と前記第１の振幅値および第１の位相値と前記第２の振幅値および第２の位相値とから前記車両の前記地面に対する傾斜角度を演算する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項５】
車両に設置され所定の送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号および前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号で直交検波し振幅と位相を算出する受信手段と、
前記振幅と前記位相に基づいて前記第１の受信信号および前記第２の受信信号の振幅と位相の関係から前記車両の前記地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項６】
車両に設置され所定の送信信号を送信アンテナから電波にして放射する送信手段と、
地面で反射した前記電波を第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記送信信号とで直交検波して得た第１の振幅値および第１の位相値並びに前記地面で反射した前記電波を第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前記送信信号とで直交検波して第２の振幅値と第２の位相値を算出する受信手段と、
前記第１の振幅値および第１の位相値並びに前記第２の振幅値と第２の位相値から前記車両の地面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする車両傾斜検知装置。
【請求項７】
送信手段は、所定の異なる周波数を持つ送信信号を時分割で送信することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項８】
受信信号レベルが予め設定した閾値の範囲にあるか否かを判定する判定信号を出力する監視部を備え、
傾斜角度演算手段は、前記判定信号に基づいて振幅と位相を補正し傾斜角度を算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項９】
送信手段が放射する周波数は、２４ＧＨｚ帯域としたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１０】
送信手段が放射する電波は、円偏波としたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１１】
受信手段は、受信アンテナを３つ以上備え、
傾斜角度演算手段は、第１の受信アンテナおよび第２の受信アンテナ以外の前記受信アンテナの受信信号も更に用いて傾斜角度を算出することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１２】
受信手段が受信アンテナを４個備える場合には、送信アンテナを中心とした四角形の各頂点に前記受信アンテナを配置したことを特徴とする請求項１１に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１３】
位相の時間変化量から車両の走行および停止状態を判定する車両状態判定手段と、
傾斜角度演算手段で算出された傾斜角度の時間変化量から路面の局所的な凹凸を検知する路面状態判定手段と、
前記車両状態判定手段の判定結果および前記路面状態判定手段の検知結果を用いて前記傾斜角度を補正した結果を出力する出力信号演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【請求項１４】
送信信号の振幅および位相を送信手段に指示し、指示した前記振幅および位相並びに直交検波した信号の振幅および位相を比較して診断および較正を行う診断較正手段と、
前記診断較正手段の前記較正に基づいて第１の受信信号および第２の受信信号の振幅および位相の関係から車両の地面に対する傾斜角度を較正する傾斜角度演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の車両傾斜検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−２８２０２２（Ｐ２００９−２８２０２２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４０９１（Ｐ２００９−１０４０９１）
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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