(57)【要約】【課題】レーダ検出性能を損なうことなく異常発生状態の検出回路をできるだけ簡便にして安価でかつ小形な構成を実現し、ＲＦ送受信回路の感度低下や、Ａ／Ｄ変換器および信号処理回路を含めた異常発生状態を高い信頼性で検出することのできる車載電波パルスレーダ装置を得る。【解決手段】信号処理回路１４で制御されるアンプゲイン制御回路１７により、ＲＦ送受信回路１５に含まれる送受信アンプのゲインを所定範囲内で個別かつ任意に強制的に変化させて、ＲＦ送受信回路１５内または送受信アンテナ間に存在する漏れ波の振幅を変化させる。これにより得られたＩＦ信号を観測し、検出値と初期調整時に記憶した正常時と比較して、回路上の異常発生状態を検出する。【選択図】図６
2010249737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて車両制御システムに接続された車載電波パルスレーダ装置であって、
電波パルスからなる送信ビームを出射するビーム送信手段と、
前記送信ビームの送信範囲内の被検出物体から反射された受信ビームを受信するビーム受信手段と、
前記送信ビームと前記受信ビームとを混合したビート信号に基づいて前記車両から前記被検出物体までの距離情報を算出する信号処理回路と、
前記ビーム受信手段と前記信号処理回路との間に挿入されたＡ／Ｄ変換器とを備え、
前記ビーム送信手段および前記ビーム受信手段は、送受信アンテナを含むＲＦ送受信回路により構成された車載電波パルスレーダ装置において、
前記信号処理回路は、
前記ＲＦ送受信回路内の送受信アンプのゲインを変化させるゲイン可変手段と、
前記ＲＦ送受信回路または前記Ａ／Ｄ変換器または前記信号処理回路の異常発生状態を判定する異常判定手段とを備え、
前記ゲイン可変手段は、前記送受信アンプのゲインを所定範囲内で強制的に変化させて、前記ＲＦ送受信回路に存在する漏れ波の振幅を強制的に変化させ、
前記異常判定手段は、前記送受信アンプのゲインを強制的に変化させたときに得られる前記漏れ波の振幅変化および周波数成分の検出値と正常時に学習された学習値とを比較し、前記検出値と前記学習値との差分が許容範囲を逸脱したときに、前記ＲＦ送受信回路または前記Ａ／Ｄ変換器または前記信号処理回路の故障状態を示す異常判定フラグを発生して、前記車両制御システムに対して異常通知を行うことを特徴とする車載電波パルスレーダ装置。
【請求項２】
前記車両は、前記車両の速度を検出する車速センサを備え、
前記異常判定手段は、前記車両の速度が所定速度以上を示し、かつ前記目標検出物が存在しないと判定された場合に、異常判定処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の車載電波パルスレーダ装置。
【請求項３】
前記車両は、前記車両の位置情報に基づく走行道路情報を認識するためのナビゲーションシステムを備え、
前記異常判定手段は、前記ナビゲーションシステムにより認識された前記車両の走行道路情報が車両専用道路を示す場合に、異常判定処理を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載電波パルスレーダ装置。
【請求項４】
前記異常判定手段は、所定のレーダ観測周期内の空き時間において、異常判定処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車載電波パルスレーダ装置。
【請求項５】
前記車両は、車両制御システムをＯＮ／ＯＦＦするためのシステムスイッチを備え、
前記異常判定手段は、前記システムスイッチがＯＦＦ状態を示す場合に、異常判定処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車載電波パルスレーダ装置。
【請求項６】
前記異常判定手段は、異常判定処理を一定周期で繰り返し実行し、異常発生状態が所定回数だけ連続して判定された場合に、前記ＲＦ送受信回路または前記Ａ／Ｄ変換器または前記信号処理回路の実際の故障状態と判定し、前記実際の故障状態を示す異常判定フラグを発生して、前記車両制御システムに対して異常通知を行うことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車載電波パルスレーダ装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記送受信アンプに含まれる送信アンプのゲイン可変操作において、前記送信ビームの電力が電波法の規制範囲内に収まるように、ゲイン可変操作量の上限クリップ値を設定するためのクリップ手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の車載電波パルスレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波ビームを送受信して、車両から所定範囲内の障害物となる被検出物体（以下、「ターゲット」ともいう）までの距離情報（距離、速度、角度など）を検出する車載電波パルスレーダ装置に関し、特に、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送受信回路の感度低下や、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器の後段側の信号処理回路を含めた回路故障などの異常状態を、安価でかつ小型な回路を用いて高い信頼性で検出するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載電波パルスレーダ装置においては、ＲＦ送受信回路の感度低下や、Ａ／Ｄ変換器およびその後段側の信号処理回路を含めた回路故障などにより、回路機能が不安定になると、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御、プリクラッシュ制御、ＦＳＲＡ（Ｆｕｌｌ  Ｓｐｅｅｄ  Ｒａｎｇｅ  Ａｄｐｔｉｖｅ  ｃｒｕｉｓｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）制御などに対して、悪影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
したがって、車載電波パルスレーダ装置の回路異常状態（特性変化や回路故障）を速やかに検出して、対処を可能にすることが要求されている。
また、同時に、コストダウンや小型化などを実現するために、できるだけ簡便に異常検出することも要求されている。
【０００４】
従来から、この種の故障検出技術として、送受信ＲＦ回路内の各種アンプ系のバイアス電流および電圧などをモニタすることにより、送受信ＲＦ回路の異常を検出する手段を備えた装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５９０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の車載電波パルスレーダ装置では、ＲＦ送受信回路の異常（劣化または故障）を検出する手段として、ＲＦ送受信回路の内部の電流および電圧をモニタしているので、モニタ用の配線を引き回す必要があるうえ、部品追加などが必要となり、ＲＦ送受信回路の性能に対して悪影響を与えるとともに、コストアップや部品設置面積の増加を招くという課題があった。
【０００７】
また、各部品を個々にモニタせずに、回路全体のバイアス電流でＲＦ送受信回路を一括してモニタする場合には、個別部品のばらつきの積算を考慮すると、異常判定の閾値の設定が困難になり、結局、ＲＦ送受信回路の部品全体をモニタすることが困難になるという課題があった。
【０００８】
さらに、Ａ／Ｄ変換器の後段側の信号処理回路を含めて、パルスレーダ回路全体の異常判定を実現するためには、さらなる付加回路が必要になり、コストアップや部品設置面積の増加を招くという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、異常判定用の付加回路をできるだけ簡便な回路として安価でかつ小形な構成を実現するとともに、ＲＦ送受信回路の感度低下や故障などの異常を高い信頼性で検出することのできる車載電波パルスレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る車載電波パルスレーダ装置は、車両に搭載されて車両制御システムに接続された車載電波パルスレーダ装置であって、電波パルスからなる送信ビームを出射するビーム送信手段と、送信ビームの送信範囲内の被検出物体から反射された受信ビームを受信するビーム受信手段と、送信ビームと受信ビームとを混合したビート信号に基づいて車両から被検出物体までの距離情報を算出する信号処理回路と、ビーム受信手段と信号処理回路との間に挿入されたＡ／Ｄ変換器とを備え、ビーム送信手段およびビーム受信手段は、送受信アンテナを含むＲＦ送受信回路により構成された車載電波パルスレーダ装置において、信号処理回路は、ＲＦ送受信回路内の送受信アンプのゲインを変化させるゲイン可変手段と、ＲＦ送受信回路またはＡ／Ｄ変換器または信号処理回路の異常発生状態を判定する異常判定手段とを備え、ゲイン可変手段は、送受信アンプのゲインを所定範囲内で強制的に変化させて、ＲＦ送受信回路に存在する漏れ波の振幅を強制的に変化させ、異常判定手段は、送受信アンプのゲインを強制的に変化させたときに得られる漏れ波の振幅変化および周波数成分の検出値と正常時に学習された学習値とを比較し、検出値と学習値との差分が許容範囲を逸脱したときに、ＲＦ送受信回路またはＡ／Ｄ変換器または信号処理回路の故障状態を示す異常判定フラグを発生して、車両制御システムに対して異常通知を行うものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ＲＦ送受信回路またはＡ／Ｄ変換器の後段側の信号処理回路を含む回路異常の発生状態を、安価でかつ小型な回路を用いて高い信頼性で検出することができるので、安価で小型かつ高信頼性の車載電波パルスレーダ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係る車載電波パルスレーダ装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】この発明に係る車載電波パルスレーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１によるターゲットの検出動作を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるターゲットの検出動作におけるＦＦＴ結果を示す波形図である。
【図５】この発明の実施の形態１における漏れ波の一例をブロック図に重畳させて示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１による強制的ゲイン操作時での漏れ波とアンプゲイン変化とＩＦ信号との関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による異常判定処理動作の一例を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による異常判定処理動作の他の例を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態６による異常判定手段の要部を車両制御システムとともに示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図であり、基本的なレーダ構成を被検出物体（ターゲット）７とともに示している。
【００１４】
図１において、車両（図示せず）に搭載された車載電波パルスレーダ装置は、送信ビームＷ１の放射範囲内にあるターゲット７を検出するために、送信ビームＷ１を放射して受信ビームＷ２を受信するＲＦ送受信回路１５と、ＲＦ送受信回路１５の電波送受信側に配置されたレドーム６と、ＲＦ送受信回路１５の出力端子に接続されたＡ／Ｄ変換器１３と、Ａ／Ｄ変換器１３の出力端子に接続された信号処理回路１４とを備えている。
【００１５】
ＲＦ送受信回路１５は、発信器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１と、パワーデバイダ２と、送信アンプ３と、開閉スイッチ４と、送信アンテナ５と、受信アンテナ８と、受信アンプ９と、ミキサ１０と、ローパスフィルタ（高域カットフィルタ）１１と、ＩＦアンプ１２とを備えている。
【００１６】
ＲＦ送受信回路１５において、送信アンテナ５を含む回路は、ビーム送信手段を構成しており、受信アンテナ８を含む回路は、ビーム受信手段を構成している。
なお、送信アンテナ５および受信アンテナ８は、図示したようにＲＦ送受信回路１５に含まれてもよく、ＲＦ送受信回路１５の外側に配置されてもよい。また、送信アンテナ５および受信アンテナ８は、送受切換器を介して単一の送受信アンテナ（図示せず）で構成されてもよい。
【００１７】
信号処理回路１４は、デジタル演算を実行するために、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）およびマイクロコンピュータなどの演算器により構成されている。
なお、図１では図示しないが、信号処理回路１４は、ＲＦ送受信回路１５内の漏れ波（後述する）に基づいて回路異常を判定する異常判定手段を備えており、回路異常を判定した場合には、図示しない車両制御システム（または、警報手段など）に対して異常判定フラグＦを出力する。
【００１８】
また、信号処理回路１４は、アンプゲイン制御回路（後述する）を備えている。
ＲＦ送受信回路１５と信号処理回路１４との間に挿入されたＡ／Ｄ変換器１３は、ＲＦ送受信回路１５または信号処理回路１４に含まれていてもよい。
【００１９】
信号処理回路１４において、まず、発振器１は、所定の送信周波数（たとえば７６．５ＧＨｚ）を生成するとともに、必要に応じて、信号処理回路１４の制御下で、所定周波数範囲内での周波数変調を行う。
パワーデバイダ２は、発振器１からの送信周波数の送信電力を送信アンプ３およびミキサ１０に分配する。
【００２０】
送信アンプ３は、送信ビームＷ１が所定電力になるように送信信号を増幅する。
開閉スイッチ４は、信号処理回路１４の制御下で、送信アンプ３の出力端子と送信アンテナ５とを接続する経路をＯＮ／ＯＦＦし、送信ビームＷ１をパルス変調する。
【００２１】
送信アンテナ５は、送信ビームＷ１を車両前方に放射し、レドーム６を通して、送信ビームＷ１の放射範囲内にあるターゲット７に照射する。
受信アンテナ８は、ターゲット７からの反射ビームを受信ビームＷ２として受信する。
レドーム６は、たとえば車両の正面グリルなどと一体化構成されており、送信アンテナ５および受信アンテナ８の表面を保護している。
【００２２】
受信アンプ９は、受信ビームＷ２に基づく受信アンテナ８からの受信信号を増幅し、ミキサ１０は、増幅された受信信号Ｓ２と、パワーデバイダ２からのローカル信号Ｓ１とをミキシングして、ビート信号Ｂを生成する。
ローパスフィルタ１１は、ミキサ１０からのビート信号Ｂに含まれる低周波成分を通過させ、ＩＦアンプ１２は、ローパスフィルタ１１を通過したビート信号Ｂの低周波成分を増幅する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器１３は、ＩＦアンプ１２の出力信号を量子化したディジタル値を信号処理回路１４に入力し、信号処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換器１３からのディジタル値を処理して、車両からターゲット７までの距離Ｒ（および、ターゲット７の相対速度Ｖなど）を算出する。
【００２４】
次に、図２〜図４を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による基本的なレーダ動作について説明する。
図２は送信ビームＷ１（送信パルス）、受信ビームＷ２（受信パルス）およびビート信号Ｂの各波形を示すタイミングチャートであり、それぞれ、ターゲット７までの距離Ｒに依存した遅延時間Δｔ、距離ゲート時間幅ｔｇおよび距離ゲート番号「０、１、２、・・・、ｎ」と関連させて示している。
【００２５】
図３はこの発明の実施の形態１によるターゲット７の検出動作を示す説明図であり、Ｎ個のパルス信号に基づく各ビート信号Ｂとサンプリングタイミングとの関係を示している。
図４はＦＦＴ（高速フーリエ変換）結果を用いたターゲット７の検出処理の一例を示す説明図であり、ローカル信号Ｓ１からドップラシフトされた受信信号Ｓ２の周波数成分すなわちビート周波数ｆｂ（ドップラシフト周波数）を示している。
【００２６】
まず、発振器１は、所定の周波数（たとえば、７６．５ＧＨｚ）のローカル信号Ｓ１を出力する。ローカル信号Ｓ１は、パワーデバイダ２および送信アンプ３を通過し、さらに開閉スイッチ４を介してパルス変調される。
パルス変調された信号は、送信アンテナ５から放射され、さらにレドーム６を通過して、送信ビームＷ１として空間に放射される。
【００２７】
送信アンテナ５から放射された送信ビームＷ１は、車両から距離Ｒだけ離れて存在するターゲット７で反射され、図２のように、距離Ｒに依存した遅延時間Δｔの経過後に、再びレドーム６を通過して受信アンテナ８に入力される。
このとき、目標となるターゲット７が、車両に対して相対速度Ｖを有する場合、受信ビームＷ２の周波数成分は、送信ビームＷ１の周波数ｆａに対して、ビート周波数ｆｂ（図４参照）だけドップラシフトする。
【００２８】
受信アンテナ８に入力された受信ビームＷ２は、受信アンプ９で増幅された後、ミキサ１０において、パワーデバイダ２からのローカル信号Ｓ１とミキシングされ、ビート信号Ｂとなって出力される。
ミキサ１０から生成されたビート信号Ｂは、ローパスフィルタ１１でフィルタリングされた後、ＩＦアンプ１２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１３を介して信号処理回路１４に入力される。
【００２９】
信号処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換器１３からの入力信号に基づき、ビート信号Ｂの遅延時間Δｔと、観測された受信ビームＷ２の距離ゲート「０、１、２、・・・、ｎ」および距離ゲート時間幅ｔｇ（図２参照）とを用いて、ターゲット７までの距離Ｒを算出する。
【００３０】
具体的には、信号処理回路１４は、図３のように、Ａ／Ｄ変換器１３からの入力信号をパルスＮ発分だけ観測し、各ビート信号ＢをサンプリングしてＦＦＴ処理を施すことにより、図４のように、ドップラシフトされたビート周波数ｆｂを求める。
【００３１】
以下、信号処理回路１４は、距離ゲート時間幅ｔｇと、距離ゲート番号ｋ（ｋ＝０〜ｎ）と、ビート周波数ｆｂと、送信周波数ｆ０と、光速Ｃとを用いて、以下の式（１）、式（２）のように、ターゲット７までの距離Ｒとターゲット７の相対速度Ｖとを算出する。
【００３２】
Ｒ＝ｔｇ×ｋ×Ｃ／２      ・・・（１）
Ｖ＝ｆｂ×Ｃ／（２×ｆ０）・・・（２）
【００３３】
ところで、実際にＲＦ送受信回路１５を動作させた場合には、送信回路側から受信回路側への漏れ波が発生し、ＲＦ送受信回路１５の出力信号として、漏れ波に起因した極めて低い周波数が観測されることが知られている。
また、前述のように、車載電波パルスレーダ装置の用途を考えれば、車両走行の健全性を確保するために、ＲＦ送受信回路１５の感度低下や、Ａ／Ｄ変換器１３の後段側の信号処理回路１４を含めた回路故障などの異常発生状態を診断することは、最重要の要求課題である。
【００３４】
ここで、図５を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１に係る車載電波パルスレーダ装置の動作時に発生する漏れ波Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃについて説明する。
図５において、漏れ波Ｌａは、ＲＦ送受信回路１５内の開閉スイッチ４と受信アンプ９との間に発生する。
【００３５】
また、漏れ波Ｌｂは、送信アンテナ５と受信アンテナ８との間の結合により発生し、漏れ波Ｌｃは、レドーム６（または、車両グリル）などの車両の極近距離にある物体（主として車両構造物）からの反射波として発生する。漏れ波Ｌａ〜Ｌｃは、全体的に漏れ波Ｌとして総称される。
【００３６】
次に、図６を参照しながら、ＲＦ送受信回路１５内の各アンプ３、９、１２のゲイン可変制御動作について説明する。
図６はこの発明の実施の形態１に係る車載電波パルスレーダ装置をさらに具体的に示すブロック図である。
【００３７】
図６において、アンプゲイン制御回路１７は、異常判定手段と協働するアンプゲイン可変手段を構成しており、必要に応じて、信号処理回路１４の制御下でアンプゲイン制御信号Ｇ３、Ｇ１２、Ｇ９を生成し、送信アンプ３、受信アンプ９およびＩＦアンプ１２の各ゲインを個別かつ任意に制御する。
なお、アンプゲイン制御回路１７は、図示したように、信号処理回路１４とは別に構成してもよく、信号処理回路１４内に含まれていてもよい。
【００３８】
アンプゲイン制御回路１７は、通常動作時のアンプゲイン制御信号Ｇ３、Ｇ１２、Ｇ９として、出荷時に調整された最適値をあらかじめ保持している。
また、アンプゲイン制御回路１７は、アンプゲイン制御信号Ｇ３、Ｇ１２、Ｇ９の値を調整するためのＤ／Ａ変換器を備えており、回路故障の診断時に、アンプゲイン制御信号Ｇ３、Ｇ１２、Ｇ９を所定範囲内で強制的に変化させるように構成されている。
【００３９】
以下、図７を参照しながら、送信アンプ３のゲインを強制的に変化させたときの、漏れ波によるＡ／Ｄ変換器１３への入力信号の変化について説明する。
図７において、通常動作状態での漏れ波Ｌ（１点鎖線参照）に対して、ゲイン制御信号Ｇ３（実線参照）を操作して送信アンプ３のゲインを強制的に変化させると、Ａ／Ｄ変換器１３への入力信号として観測されるＩＦ信号（漏れ波に基づくＩＦアンプ１２の出力信号）ＳＬは、破線波形のように変化する。
【００４０】
図７に示すように、送信アンプ３のゲインを強制的に変化させることにより、図５に示した漏れ波Ｌａ〜Ｌｃの各エネルギーが、強制的なゲイン操作に応じて変化するので、Ａ／Ｄ変換器１３に入力されるＩＦ信号ＳＬ（漏れ波）の振幅が変化する。
このとき、元々の漏れ波Ｌの周波数成分は極めて低いので、信号処理回路１４においては、ほぼ送信アンプ３のゲイン操作の周波数に応じた振幅変化が観測されることになる。
【００４１】
したがって、送信アンプ３のゲイン操作に対して観測されるＩＦ信号ＳＬを信号処理回路１４でＦＦＴ処理すれば、ゲイン操作の周波数およびゲイン変化量に応じたピーク値を求めることができ、ＲＦ送受信回路１５の特性状態や、Ａ／Ｄ変換器１３の後段側の信号処理回路１４を含めた回路動作状態を確認することができる。
【００４２】
また、送信アンプ３のゲイン操作に関して同一条件であらかじめ学習された初期値（正常時の学習値）と、異常診断検出時に得られたピーク値とを比較することにより、検出値と学習値との差分が許容範囲を逸脱したときに、ＲＦ送受信回路１５の感度低下や、Ａ／Ｄ変換器１３の後段側の信号処理回路１４を含めた回路故障を、高精度に検出することができる。
【００４３】
なお、ゲイン操作時のゲイン制御信号Ｇ３を得るためには、アンプゲイン制御回路１７に含まれるＤ／Ａ変換器の値を周期的に変更することにより、容易に実現することができる。
また、アンプゲイン制御回路１７がＤ／Ａ変換器を備えていない場合（たとえば、初期調整時に抵抗比による固定値として設定されている場合など）には、信号処理回路１４を構成するたとえばマイクロコンピュータのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）出力と抵抗加算することなどにより、容易にゲイン操作用のゲイン制御信号Ｇ３を得ることができる。
さらに、上記説明では、送信アンプ３をゲイン操作したが、受信アンプ９をゲイン操作してもよい。
【００４４】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図７）に係る車載電波パルスレーダ装置は、車両に搭載されて車両制御システムに接続された車載電波パルスレーダ装置であって、電波パルスからなる送信ビームＷ１を出射するビーム送信手段と、送信ビームＷ１の送信範囲内の被検出物体７から反射された受信ビームＷ２を受信するビーム受信手段と、送信ビームＷ１と受信ビームＷ２とを混合したビート信号Ｂに基づいて車両から被検出物体７までの距離情報を算出する信号処理回路１４と、ビーム受信手段と信号処理回路１４との間に挿入されたＡ／Ｄ変換器１３とを備えており、ビーム送信手段およびビーム受信手段は、送受信アンテナ（送信アンテナ５、受信アンテナ８）を含むＲＦ送受信回路１５により構成されている。
【００４５】
信号処理回路１４は、ＲＦ送受信回路１５内の送受信アンプ（送信アンプ３、受信アンプ９）のゲインを変化させるゲイン可変手段（アンプゲイン制御回路１７）と、ＲＦ送受信回路１５またはＡ／Ｄ変換器１３または信号処理回路１４の異常発生状態を判定する異常判定手段とを備えている。
【００４６】
ゲイン可変手段（アンプゲイン制御回路１７）は、送受信アンプ（送信アンプ３、受信アンプ９）のゲインを所定範囲内で強制的に変化させて、ＲＦ送受信回路１４（または、送受信アンテナ）に存在する漏れ波Ｌの振幅を強制的に変化させる。
【００４７】
信号処理回路１４内の異常判定手段は、送受信アンプのゲインを強制的に変化させたときに得られる漏れ波（ＩＦ信号ＳＬ）の振幅変化および周波数成分の検出値と、正常時に学習された学習値とを比較し、検出値と学習値との差分が許容範囲を逸脱したときに、ＲＦ送受信回路１５またはＡ／Ｄ変換器１３または信号処理回路１４の故障状態を示す異常判定フラグＦを発生して、車両制御システムに対して異常通知を行う。
これにより、安価でかつ小型な回路構成で、高信頼性の車載電波パルスレーダ装置を実現することができる。
【００４８】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、故障診断時のゲイン操作の実行条件について言及しなかったが、図８のように、車両に常備された車速センサ２０（または、車輪速センサ２１）からの車両速度情報に応じてゲイン操作を実行するように構成してもよい。
【００４９】
図８はこの発明の実施の形態２に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図であり、前述（図１、図６参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
【００５０】
異常判定処理用の診断時に、信号処理回路１４に設けられたアンプゲイン制御回路１７によりＲＦ送受信部１５のゲイン操作を実行する場合には、送受信部（車両取り付け部）の周辺にレドーム６以外の障害物が存在する場合を考慮して、障害物による誤判定を回避する必要がある。
【００５１】
たとえば、停車時に周辺で子供が遊んでいる場合や、市街地一般道で車両近傍に色々な停止物（または、電波的に大きな反射物など）が存在する場合には、漏れ波の観測信号に対してノイズが重畳されるので、異常診断処理の実行を禁止する必要がある。
【００５２】
特に、漏れ波に基づく異常診断処理の場合、わずかな漏れ波の変化量を観測しているので、これらノイズによって異常発生状態を誤判定する可能性が高くなるので、異常診断処理の禁止条件を設定することが重要となる。
【００５３】
図８において、信号処理回路１４Ａは、車両側の車速センサ２０または車輪速センサ２１から自車両の速度（車速）や車輪速などの自車両速度情報を取得する速度情報取得手段を備えている。
【００５４】
信号処理回路１４Ａは、車速センサ２０または車輪速センサ２１から取得した速度情報が、自車両の直近に障害物がないと考えられる通常走行速度（たとえば、６０ｋｍ／ｈ）以上を示しており、かつ周辺にターゲット７が存在しないと判定した場合に限って、異常判定処理を実行する。
【００５５】
すなわち、この発明の実施の形態２（図８）による信号処理回路１４Ａは、速度情報が通常走行速度未満を示す場合、または、周辺にターゲット７が存在する場合には、異常判定処理の実行を禁止する。
これにより、漏れ波に対するノイズ重畳を抑制した条件下で、高精度の異常判定を実現することが可能となる。
【００５６】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２（図８）では、異常判定処理の実行条件として、自車両の速度情報を用いたが、図９のように、ナビゲーションシステム２２からの位置情報を用いてもよい。
図９はこの発明の実施の形態３に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図であり、前述（図１、図６、図８参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。
【００５７】
前述の実施の形態２のように、異常判定処理の実行条件として速度情報を加味したとしても、たとえば市街地一般道では、人や車両の突然の動きなどが発生するなど、周辺環境（ノイズ）の予測が困難な状態にあるので、依然として異常判定における誤判定の可能性を含んでいる。
【００５８】
図９において、信号処理回路１４Ｂは、車速センサ２０または車輪速センサ２１からの速度情報を取得する手段のみならず、車両に搭載されたナビゲーションシステム２２からの位置情報を取得する位置情報取得手段を備えている。
なお、信号処理回路１４Ｂは、ナビゲーションシステム２２からの位置情報を取得する位置情報取得手段のみを備えていてもよい。
【００５９】
図９において、パルスレーダ装置が搭載された車両は、車両の位置情報に基づく走行道路情報を認識するためのナビゲーションシステム２２を備えており、信号処理回路１４Ｂ内の異常判定手段は、ナビゲーションシステム２２により認識された車両の走行道路情報が車両専用道路を示す場合に、異常判定処理を実行する。
【００６０】
すなわち、車両専用道路において、ある速度以上でターゲット７が存在しないと判定される場合に限って、故障診断処理を実行することにより、高精度の異常判定を実現することが可能となる。
【００６１】
このように、この発明の実施の形態３（図９）によれば、ナビゲーションシステム２２から自車両が走行している位置情報（道路状況）を取得することにより、異常判定処理を実行するうえで、よりノイズの少ない環境を選択することができる。
【００６２】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、特に言及しなかったが、図１０または図１１のように、所定のレーダ観測周期Ｔ内の各空き時間Ｔｄに異常判定処理を実行してもよい。
図１０、図１１はこの発明の実施の形態４に係る車載電波パルスレーダ装置の異常判定動作を示す説明図である。
【００６３】
たとえば、前述の実施の形態２、３ように、異常判定処理の実行条件として、ターゲット７が存在しないことを加えたとしても、強制的なゲイン操作を行うために、車両の走行中にレーダ観測を中断することは、車両制御システムから見れば、一時的な目隠し状態となることに等しく、レーダ検出性能を損なう方向に影響を及ぼす可能性があるので、望ましくない。
【００６４】
図１０において、異常判定処理の実行期間は、各観測周期Ｔ（ｍ−１）、Ｔｍ、Ｔ（ｍ＋１）内のレーダ観測期間Ｔｒを除いた空き時間Ｔｄに設定されている。
一般に、レーダとしての各観測周期Ｔにおいて、実際に電波を送受信してレーダ観測を行うレーダ観測期間Ｔｒは、必ずしも観測周期Ｔの１００％を占めるとは限らず、図１０に示すように、空き時間Ｔｄを含んでいる。
【００６５】
そこで、信号処理回路内の異常判定手段は、所定のレーダ観測周期内の空き時間Ｔｄにおいて、異常判定処理を実行する。
このように、空き時間Ｔｄを利用して異常判定処理を実行することにより、本来のレーダ検出性能を損なうことなく、かつ車両走行性に何ら支障を及ぼすことなく、異常判定処理を実行することができる。
【００６６】
また、１回の異常判定処理が、１観測周期Ｔ内の空き時間Ｔｄで収まり切らない場合には、特に観測周期内で異常判定処理を完了させる必要は無いので、異常判定処理を時分割して、複数の観測周期Ｔ（ｍ−１）〜Ｔ（ｍ＋１）にまたがって処理してもよい。
【００６７】
図１０では、各観測期間Ｔ内の空き時間Ｔｄごとに異常判定処理を実行したが、図１１に示すように、図１０内の観測周期Ｔｍの全体を空き時間Ｔｄとして、観測周期Ｔの長さに相当する空き時間Ｔｄにおいて異常判定処理を実行してもよい。
【００６８】
図１１のように異常判定処理を実行する場合も、本来のレーダ検出性能に与える影響を限定することができ、前述と同様の作用効果を奏する。
ただし、図１１のようにレーダ観測周期Ｔｍを間引く場合は、ターゲット７が近距離に無い状態と判定した場合に限る、などの車両走行性の劣化を回避するための制約を設けることが必要となる。
【００６９】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４では、車両制御システムの動作中に異常判定処理を実行したが、図１２に示すように、車両制御システムをＯＮ／ＯＦＦするシステムスイッチ３０からのＯＦＦ信号（車両制御システムの非動作中）に応答して、信号処理回路１４Ｃが異常判定処理を実行するように構成してもよい。
【００７０】
図１２はこの発明の実施の形態５に係る車載電波パルスレーダ装置を示すブロック図であり、前述（図１、図６、図８、図９参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｃ」を付して詳述を省略する。
【００７１】
図１２において、車両（図示せず）は、車載電波パルスレーダ装置を用いた車両制御システム（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦするためのシステムスイッチ３０を備えており、信号処理回路１４Ｃ内の異常判定手段は、システムスイッチ３０がＯＦＦ状態を示す場合に、異常判定処理を実行する。
【００７２】
このように、車両制御システムをＯＮ／ＯＦＦするためのシステムスイッチ３０がＯＦＦであると判定された場合に、異常判定処理を実行することにより、レーダ検出性能に全く悪影響を与えずに異常判定処理を実行することができる。
【００７３】
実施の形態６．
なお、上記実施の形態１〜５では、異常判定手段が異常発生状態と判定した場合に、１回の判定結果に応答して車両制御システム側に異常判定フラグＦを通知したが、図１３に示すように、異常発生フラグＦが所定回数だけ連続して判定された場合に、実際の故障状態を示す異常判定フラグＦ’を最終出力して、車両制御システム３２に対して異常通知してもよい。
【００７４】
前述のように、１回の判定結果のみに応答して異常判定フラグＦを出力することは、信号処理回路内の異常判定手段による異常判定処理が１００％の信頼性および精度を有していることが前提となる。
しかし、実際には、わずかな漏れ波の変動を観測して異常判定処理が実行されることを考慮すると、外的要因（ノイズ）によって誤判定が発生する可能性を否定することはできない。
【００７５】
したがって、図１３のように、連続的に発生した複数回の異常判定フラグＦに応答して、実際の異常判定フラグＦ’を出力することが望ましい。
図１３はこの発明の実施の形態６に係る異常判定手段の要部構成を示すブロック図である。なお、図１３に示されない他の構成は、前述の実施の形態１〜５と同様である。
【００７６】
図１３において、信号処理回路１４Ｄ内の異常判定手段は、異常判定フラグＦを記憶するシフトレジスタ３１と、シフトレジスタ３１内の記憶データの論理積をとるＡＮＤ回路３２とを備えており、ＡＮＤ回路３２の出力端子は、車両制御システム３３に接続されている。
【００７７】
シフトレジスタ３１は、複数の異常判定フラグＦを連続的に格納し、ＡＮＤ回路３２は、シフトレジスタ３１内の複数の異常判定フラグＦが同時に「１」を示す場合のみに、最終的な異常判定フラグＦ’を車両制御システム３３に出力する。
【００７８】
この場合、信号処理回路１４Ｄ内の異常判定手段は、異常判定処理を一定周期で繰り返し実行し、異常発生状態が所定回数だけ連続して判定された場合に、ＲＦ送受信回路１５またはＡ／Ｄ変換器１３または信号処理回路１４Ｄの実際の故障状態と判定し、実際の故障状態を示す異常判定フラグＦ’を発生して、車両制御システム３３に対して異常通知を行う。
【００７９】
図１３のように、信号処理回路１４Ｄで複数回判定した異常判定フラグＦを、異常判定処理ごとにシフトレジスタ３１に蓄えておき、異常判定フラグＦが複数回（たとえば、４回）連続して発生した場合のみに、車両側の制御システムに異常判定フラグＦ’を通知することにより、種々の外的要因（ノイズ）による誤判定を抑制することができる。
【００８０】
実施の形態７．
なお、上記実施の形態１〜６では、特に言及しなかったが、送信ビームＷ１の電波送信電力を、電波法の規制範囲内に収まるようにクリップしてもよい。
たとえば、前述（図６、図８、図９、図１２参照）のアンプゲイン制御回路１７により送信アンプ３のゲインを強制的に変化させる際には、不用意にゲインを上げ過ぎれば、電波法で規定されている電波送信電力を超過してしまうことが考えられる。
【００８１】
そこで、この発明の実施の形態７による異常判定手段は、送受信アンプに含まれる送信アンプ３のゲイン可変操作において、送信ビームＷ１の電力が電波法の規制範囲内に収まるように、ゲイン可変操作量の上限クリップ値を設定するためのクリップ手段を備えている。
【００８２】
すなわち、アンプゲイン制御回路１７の初期調整時において、電波法を満足するゲイン上限値をあらかじめ学習設定し、このゲイン上限値を上限クリップ値としてゲイン操作する際に適用することにより、法規に触れない異常判定処理を実現することが可能となる。
【００８３】
なお、上限クリップ値は、信号処理回路１４、１４Ａ〜１４Ｄを構成するマイクロコンピュータなどのメモリ（たとえば、フラッシュＲＯＭ）に記憶しておけばよい。
また、経年変化によってアンプ感度が向上することは考えにくいので、ゲイン上限値を一度学習しておけば、特に支障は生じない。
【符号の説明】
【００８４】
１  発振器（ＶＣＯ）、２  パワーデバイダ（電力分配器）、３  送信アンプ、４  送信スイッチ、５  送信アンテナ、６  レドーム、７  被検出物体（ターゲット）、８  受信アンテナ、９  受信アンプ、１０  ミキサ、１１  ローパスフィルタ（高域カットフィルタ）、１２  ＩＦアンプ、１３  Ａ／Ｄ変換器、１４、１４Ａ〜１４Ｄ  信号処理回路、１５  ＲＦ送受信回路、１７  アンプゲイン制御回路、２０  車速センサ、２１  車輪速センサ、２２  ナビゲーションシステム、３０  システムスイッチ、３１  シフトレジスタ、Ｂ  ビート信号、ｆｄ  ビート周波数、Ｆ  異常判定フラグ、Ｇ３、Ｇ１２、Ｇ９  アンプゲイン制御信号、Ｌａ〜Ｌｃ、Ｌ  漏れ波、ＳＬ  ＩＦ信号、Ｔｄ  空き時間（異常判定処理期間）、Ｔｒ  レーダ観測期間、Ｔ、Ｔｍ−１〜Ｔｍ＋１  観測周期。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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