JPH045334B2

JPH045334B2 -

Info

Publication number: JPH045334B2
Application number: JP60103579A
Authority: JP
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1992-01-31
Also published as: JPS61260116A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は車載用方位検出器に関し、一層詳細に
は、自動車が走行するに際し、その進行に係る絶
対方位と相対方位とを計測し、夫々の計測地に含
まれる方位誤差を除去するよう信号処理すること
によつて真正な方位を得るように構成した車載用
方位検知器に関する。

自動車に搭載されてその進行方向に関する方位
情報を運転車に提供すべく、近年、方位検知器が
普及しつつある。この方位検知器は、特に、交通
が混雑する地点を回避したり、あるいは、目的地
までの最短距離を確認するために頗る有益な装置
と謂える従来から用いられているこの種の車載用
方位検知器としては、磁気コンハパス、ガスレー
トセンサ等を例示することが出来る。然しなが
ら、磁気コンパスを用いて方位検知を行おうとす
ると、例えば、自動車の車体自体が着磁している
場合には正確な方位検知が不能となる。また、こ
の磁気コンパスを搭載する車輌が電車の線路沿い
の道路を走行する場合、架線、または、線路に流
れる電流に起因する磁界によつて、検出される方
位信号に含まれる誤差が極めて大きくなる欠点が
ある。この結果、正確な方位が測定出来なくな
り、本来の機能を達成出来ないことから無用の混
乱を生ずるに至る。

一方、後者のガスレートセンサでは、電源投入
後の初期状態から安定状態に至るまでかなりの時
間を必要とし、その間、当該センサの出力信号に
よつて方位検出しようとすると、不安定状態にあ
るために、方位検出結果に対して信頼性が乏し
い。すなわち、車輌の走行を開始するに当たつて
相当期間待機状態を維持しなければならず即応性
に欠けるという難点がある。しかも、このガスレ
ートセンサは高価であるために経済的理由から普
及が著しく阻害される等の不都合を露呈してい
る。

本発明は前記の種々の不都合を解決すべくなさ
れたものであつて、磁気方位計と車輌の後輪に装
着された回転計とによつて自動車の進行方向の全
体方位と相対方位とを計測し、これらを信号処理
することによつて夫々の計測値に含まれた測定誤
差を所越し、自動車の進行方向の真正な方位を確
保することを可能にする車載用方位検知器を提供
することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車輌
に搭載されて地磁気に感応し当該車輌の進行方向
の絶対方位を検知する第１の方位測定手段と、前
記車輌の両後輪の回転数または回転角速度に対応
して当該車輌の進行方向の相対方位を検知する第
２の方位測定手段と、前記第１包囲測定手段と第
２包囲測定手段の出力信号に含まれる測定誤差を
除去して当該車輌の真正方位を検出する手段とを
含み、前記車輌の真正方向を検出する手段は、第
２方位測定手段を構成する１組の回転検出器の出
力側に接続される相対方位演算器と、この相対方
位演算器の出力側に接続されしかも第１方位測定
手段を構成する磁気方言計の出力を受ける誤差発
生期間検出器と、前記誤差発生期間検出器の出力
により時定数を変えて磁気方位計と相対方位演算
器の出力に含まれる誤差信号を除去する時定数可
変積分器とからなることを特徴とする。

次に、本発明に係る車載用方位検知器について
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

第１図において参照符号１０は第１の回転検出
器を示し、また、参照符号１２は第２の回転検出
器を示す。これらの回転検出器１０，１２は、
夫々第２図に示すように、この装置を搭載する車
輌１３の左後輪並びに右後輪の回転軸に歯車等を
介して夫々装着される。この場合、前記第１回転
検出器１０と第２回転検出器１２の出力側は夫々
相対方位演算器１４に接続され、前記相対方位演
算器１４の出力側は誤差発生検出器１６の一方の
入力端子に接続される。一方、前記車輌１３の、
例えば、ルーフに装着される磁気方位計１８の出
力側は、前記誤差発生期間検出器１６の他方の入
力端子に接続すると共に、さらに磁定数可変積分
器２０の一方の入力即に接続する。前記磁定数可
変積分器２０の他方の入力端子には誤差発生期間
検出器１６の出力側が接続している。

本発明に係る車載用方位検出器は基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用
並びに効果について説明する。

そこで、以上のような構成において、先ず、車
輌１３が直進中においては後輪２２，２４の夫々
の回転数は同一であり、従つて相対方位演算器１
４からの出力信号はない。一方、車輪が右折、左
折等を行うと相対方位演算器１４は第１回転検出
器１０と第２回転検出器１２における回転角度の
偏差を検出する。従つて、車輌１３が進行方向を
変えた場合には、相対的に一方の車輪は他方の車
輪よりも多く回転することになる。すなわち、第
３図に示すように、当該車輌１３の進行方向をθ
だけ変えた場合には、後輪２２に対して後輪２４
は走行距離ｌだけ余分に走行することになる。そ
こでその際の後輪２２に対し後輪２４が余分に回
転した回転数をΔnとし、後輪２２，２４の半径
をｐとすると、次式が成り立つ。すなわち、 Δn＝ｌ／dπp ……(1) そこで、後輪２２，２４の離間距離をｒとする
とθは次式により算出される。

θ＝rl＝2πp×rΔn ……(2) この場合、後輪２２，２４の半径ｐ、および、
これらの後輪２２，２４の離間距離ｒはその車種
固有の既知数であるために、後輪２２，２４の回
転数の左Δnが検出されれば、車輌１３の進行方
向の変化分θが求められる。すなわち、前記後輪
２２，２４の回転数の差Δnは、このようにして、
第１回転検出器１０と第２回転検出器１２の出力
信号により前記相対方位演算器１４を介して算出
されることになる。

一方、地磁気に感応して絶対方位を検出する磁
気方位計１８からの出力信号は磁定数可変積分器
２０に導入される。そこで、磁気方位計１８の絶
対方位に係る出力信号をθ_ABとし、この場合、磁
気方位計１８の出力信号θ_ABは第４図Ａに示す波
形を発生するものとする。すなわち、直進状態が
続き所定方向に車輌の進行方向を変位させ（波形
図Ａの立ち上がり部分）、さらに進行方向を直進
状態に維持する。この間、参照符号ａで示す点
は、例えば、車輌１３が電車の線路に沿つて延在
する道路上を進行し、この結果、架線に流れる電
流に起因した磁界の乱れによつて生起した方位誤
差に係る波形である。一方、第４図Ｂに示すよう
に、車輌１３が直進し、この結果、第１回転検出
器１０と第２回転検出器１２の回転数が同じなら
ば相対方位演算器１４は第４図Ｂに示すように平
坦な波形を示す。然しながら、進行方向が切り替
わつた状態ではいずれか一方の回転検出器の出力
が増加するために波形としては立ち上がり、さら
に車輌が直進を続けることによつて再び波形は平
坦状態を示すことになる。なお、第４図Ｂにおい
て、参照符号ｂは自動車の後輪２２，２４のいず
れか一方が空転をする等の原因によつて方位誤差
を生じた波形部分を示す。

そこで、前記方位誤差に係る波形ａ，ｂを考察
すれば、これらの波形が示す方位誤差は、通常、
夫々独立して発生することから、波形ａと波形ｂ
との離間間隔を捉えて方位誤差が発生している期
間を検出することが可能となる。誤差発生期間検
出器１６は磁気方位計１８の出力信号θ_ABを一方
の入力端子に受け、また、相対方位演算器１４の
出力信号θ_RLを他方の入力端子に受けるために、
夫々波形ａ、波形ｂを捉えて誤差発生期間を検出
することが可能となる。この誤差発生期間検出信
号は、磁定数可変積分器２０に導入される。そこ
で、磁定数可変積分器２０には磁気方位計１８か
らの出力信号θ_ABが導入されている。そこで、こ
の磁定数可変積分器２０では誤差発生期間検出器
１６からの出力信号が存在する場合にはその誤差
発生期間検出器１６からの出力信号に対応して時
定数を大とすることにより方位誤差を除去するこ
とが可能となる。すなわち、誤差発生期間検出器
１６では磁気方位計１８の絶対方位信号θ_ABと相
対方位演算器１４の相対方位θ_RLが共に導入され
るためにこれらの差信号θ_AB−θ_RL（第４図Ｃ参照）
から誤差発生期間信号T_e（第４図Ｄ参照）が検出
される。誤差発生期間検出器１６は第４図Ｃの波
形から矩形波状の絶対値信号を得る。

そこで、時定数可変積分器２０ではこのような
誤差発生期間検出器１６からの信号が導入されて
いない場合、すなわち、方位誤差が発生していな
い間は積分器２０の時定数が小となるように制御
され、絶対方位信号θ_ABはそのまま出力される。
一方、方位誤差が発生している間、すなわち、第
４図Ｂに示すように、矩形状の波形が誤差発生期
間検出器１６から時定数可変積分器２０に導入さ
れる場合には、当該時定数可変積分器２０は時定
数を大となるように選択され、この結果、第４図
Ａ，Ｂに示すａ，ｂで表す方位誤差信号が除去さ
れた状態で絶対方位θ_Tが時定数可変積分器２０か
ら出力される（第４図Ｅ参照）。

以上のようにして、測定誤差が取り除かれた出
力信号θ_Tは、例えば、図示しない表示器に表示さ
れて方位信号として運転車に視認されることにな
る。

本発明によれば、以上のように自動車進行方向
を絶対方位と相対方向とによつて測定し、しか
も、各方位信号に含まれる測定誤差を除去して走
行する車輌の真正な進行方位を検出するよう構成
している。従つて、従来の磁気方位計を使用する
場合に比較して極めて正確に車輌の方位を確認出
来るばかりか、例えば、ガスレートセンサを使用
する場合のように初期状態から定常状態に至るま
でに相当期間その走行を待機しなければならない
等の不都合も惹起しない。さらにまた、例えば、
回転検出器には比較的低廉なロータリエンコーダ
等を使用すればガスレートセンサの如き高価な装
置を利用する必要性もなく、装置全体としても低
廉に製造することが可能となる利点がある。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、後輪の回転数に代替してその
回転角速度を検出することによつても同様の効果
が得られる等、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の改良並びに設計の変更が可能なこと
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車載用方位検知器の構成
を示すブロツク図、第２図は車輌の後輪に回転検
出器を装着した状態の概略説明図、第３図は第２
図に示す車輌が進行方向を変位することによつて
一方の後輪が他方の後輪に対して変位した状態を
示す概略説明図、第４図は第１図に示す構成要素
の出力波形を示す説明図である。１０，１２……回転検出器、１３……車輌、１
４……相対方位演算器、１６……誤差発生期間検
出器、１８……磁気方位計、２０……時定数可変
積分器。

Claims

【特許請求の範囲】

１車輌に搭載されて地磁気に感応し当該車輌の
進行方向の絶対方位を検知する第１の方位測定手
段と、前記車輌の両後輪の回転数または回転角速
度に対応して当該車輌の進行方向の相対方位を検
知する第２の方位測定手段と、前記第１方位測定
手段と第２方位測定手段の出力信号に含まれる測
定誤差を除去して当該車輌の真正方位を検出する
手段とを含み、前記車輌の真正方向を検出する手
段は、第２方位測定手段を構成する１組の回転検
出器の出力側に接続される相対方位演算器と、こ
の相対方位演算器の出力側に接続されしかも第１
方位測定手段を構成する磁気方位計の出力を受け
る誤差発生期間検出器と、前記誤差発生期間検出
器の出力により時定数を変えて磁気方位計と相対
方位演算器の出力に含まれる誤差信号を除去する
時定数可変積分器とからなることを特徴とする車
載用方位検知器。