JPH069303Y2 - 車両用位置検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は、変速シフトポジションがニュートラルの場
合における方位検出に改良を加えた車両用位置検出装置
に関する。

《従来技術》 従来この種装置としては、特開昭６１−２６０１１６号
公報に記載のものが知られている。

この例では、車両走行中における現在位置の検出に際し
て、必要とされる一定時間走行中の走行方位の演算は、
まず前輪または後輪における左右両輪の微小時間におけ
る軌道長の差を検出し、次にこの検出値を左右両輪の幅
すなわちトレッドで除し、これにより微小時間中の方位
変化量を求めるとともに、これらをさらに積分加算する
ことにより一定時間走行中の方位変化量を求めるよう構
成されている。

今第１２図を参照しながら上記従来例を説明すると、車
両２０がＡ地点からＢ地点まで移動した場合の方位変化
量Δθの演算は次のようになる。

すなわち、後輪に設けられた左右両車輪速センサＳ_R，
Ｓ_Lの１パルス当たりの走行距離をｌ、車両２０がＡ地
点からＢ地点まで移動したときの右車輪速センサＳ_Rか
ら出力するパルス数をＰ_R、左車輪速センサＳ_Lから出力
するパルス数をＰ_L、車両トレッドをＴ、車両回転半径
をｒとすると、両輪の軌道長を演算することによりまず
次式が得られる。

Ｐ_L・ｌ＝Δθ（ｒ＋Ｔ） （１） Ｐ_R・ｌ＝Δ・ｒ （２） ここで（１）−（２）を演算すると次式が得られる。

（Ｐ_L−Ｐ_R）ｌ＝Δθ・Ｔ （３） したがって、車両２０がＡ地点からＢ地点まで移動した
場合の方位変化量Δθは、 として求められることになる。

《考案が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記の如き従来装置にあっては、単に左
右両輪の軌道長の差を求めて、これにより方位変化量の
演算をするだけなので、車両後進時の場合、実際の方位
変化量の２倍の誤差を生じるという問題点がある。

今これを第１３図に基づいて説明すると、例えば駐車場
等において後進しながら切り返しを行なった場合であっ
て、車両２０はＣ地点からＤ地点まで変速シフトポジシ
ョンはリバースレンジで後進するとともにＤ地点で変速
シフトポジションをニュートラルレンジに変え、そのま
まＤ地点からＥ地点まではハンドルを左へ切りながら惰
性後進し、Ｅ地点で停止したとする。

この場合、Ｄ地点からＥ地点までは方位変化量略９０°
で進行方位を変えながら後進しているが、車両２０の左
右両輪の移動量を比較した場合、第１３図で右車輪の移
動量の方が大きい。

また、この例では変速シフトポジションがニュートラル
の場合、実際の車両の前進・後進に関係なく、車両は前
進していると判断される。

したがって、左右両輪の軌跡長の差からのみ車両の方位
変化量を演算した場合、Ｄ地点からは前進しながら９０
°左折したことになり、実際の車両現在位置はＥ地点で
あるにもかかわらず、演算上求まる車両現在位置はＦ地
点となり、また実際の進行方位Ｐと演算上の進行方位Ｑ
とでは１８０°の誤差を生むことになる。

《考案の目的》 この考案は、上記問題点に鑑み、変速シフトポジション
がニュートラルレンジの状態で惰性後進した場合でも、
実際の進行方位を検出し、これにより精度よく現在位置
を演算することができる車両用位置検出装置を提供する
ことを目的とする。

《問題点を解決するための手段》 上記問題点を解決するために、本考案は第１図のように
構成されている。

同図において、走行距離検出手段ａでは、車両の走行距
離が検出されている。

進行方位検出手段ｂでは、車両の進行方位が検出されて
いる。

変速シフトポジション検出手段ｃでは、車両の変速シフ
トポジションが検出されている。

そして、前後進判別手段ｄでは、上記検出された変速シ
フトポジションに基づいて車両の前後進が判別されてい
るとともに、変速シフトポジションがニュートラルレン
ジにある場合には、それ以前の変速シフトポジションに
基づいて車両の前後進が判別されている。

《実施例の説明》 以下、図面に基づいて本考案に係る車両用位置検出装置
の実施例を説明する。

第２図は本考案の第１の実施例装置の基本構成を示すブ
ロック図であり、右後輪車輪速センサ１および左後輪車
輪速センサ２では、それぞれの車輪が１回転する毎に一
定数のパルスが発せられている。

３は上記車輪速センサ１，２より発生したパルス数を計
数するパルスカウンタである。

４は上記パルスカウンタ３からのカウンタ信号とシフト
セレクタ６からのセレクト位置信号により、車両の現在
位置を演算する位置演算コンピュータである。

７は上記位置演算コンピュータ４により演算された車両
の現在位置を、表示画面上に表示するＣＲＴである。

５は車両の進行方位を検出する地磁気センサである。

本実施例装置は上記の如き構成からなるが、次にその処
理手順をフローチャートに従って説明する。

第３図は本実施例装置の処理手順を示すゼネラルフロー
であり、プログラムがスタートされると、まず初期処理
が行なわれる（ステップ１１０）。

これにより、まず、前回システムがＯＦＦされたときの
車両進行方位θが、位置演算コンピュータ４に内蔵され
ているバックアップメモリから同じく位置演算コンピュ
ータ４に内蔵されているメインメモリに読込まれる。

そして次に、積分精算割込処理（ステップ１５０）に対
する割込許可の処理が行なわれると（ステップ１２
０）、メインループに入ることになる。

このメインループでは、積分計算割込処理（ステップ１
５０）がなされるたびに車両移動の有無が判断され（ス
テップ１３０）、車両の移動が確認されたとき（ステッ
プ１３０でＹＥＳ）、それらの移動に対する更新処理が
なされる（ステップ１４０）。

次に上記ステップ１５０の積分計算割込処理を、第４図
のフローチャートに基づいて説明する。

この処理は、一定時間Δｔ毎になされており、まずΔｔ
間における右後輪車輪速センサ１および左後輪車輪速セ
ンサ２の出力信号は、パルスカウンタ３に記録されると
ともに、それぞれのパルス数は右輪パルスカウンタ
Ｐ_Ｒ，および左輪パルスカウンタＰ_Ｌとして記憶される
（ステップ２１０，２２０）。

そして次に、Δｔ間の車両走行距離算出のため、両パル
スカウンタＰ_Ｒ、Ｐ_Ｌの平均を求める（ステップ２３
０）。

上記の如くして、一定時間Δｔ間における左右両輪の平
均パルス数が得られると、次に本実施例装置の特徴的
部分である車両の前後進の判別がなされることになる
（ステップ２４０）。

そして、この実施例装置では、車両がΔｔ間に後進した
と判別された場合（ステップ２４０でＹＥＳ）、車両の
前進状態を基準にして地磁気センサ５により得られる進
行方位θに１８０°を加えた方位が、後進中の真の車両
進行方位θとして得られることになる（ステップ２５
０）。

これは、前進と後進では、一般的には進行方位に１８０
°の差があるので、車両後進時の進行方位としては、前
進状態を基準にして得られる地磁気センサ５の検出方位
に１８０°を加えた方位が採用されるためである。

一方、ステップ２４０の前後進の判別において、Δｔ間
に前進したと判別された場合（ステップ２４０でＮ
Ｏ）、車両進行方位θとしては地磁気センサ５から検出
される方位がそのまま採用され、これによりステップ２
６０の現在位置の演算処理が行なわれることになる。

まずΔｔ間におけるＸ、Ｙ方向の車両移動量Ｘ_０，Ｙ_０
は、１パルス当たりの車輪の進む距離をｌとすると、次
式で表わされる。

Ｘ_０＝×ｌ×cosθ （５） Ｙ_０＝×ｌ×sinθ （６） したがって、現在位置座標をＸ、Ｙとすると、上記
Ｘ_０，Ｙ_０がＸ方向積算距離およびＹ方向積算距離とし
て加算され、次式に示す如く、それら積算処理が更新さ
れることになる（ステップ２６０）。

Ｘ＝Ｘ＋×ｌ×cosθ （７） Ｙ＝Ｙ＋×ｌ×sinθ （８） そして最後にパルスカウンタ３をクリアして次回に備
え、Δｔ間における積分計算割込処理が終了することに
なる（ステップ２７０）。

次に、上記ステップ２４０における車両の前後進判別の
処理手順を、第５図のフローチャートに基づいて詳述す
る。

この処理では、シフトセレクタ６からのセレクト位置信
号に基いて変速シフトポジションを検出することにより
前後進の判別がなされており、まずリバースレンジにあ
るか否かが調べられる（ステップ３１０）。

そして、変速シフトポジションがリバースレンジにあれ
ば（ステップ３１０でＹＥＳ）、 を立て、車両は後進していると判断される。

一方、シフトセレクタ６から検出される変速シフトポジ
ションが、リバースレンジでない場合（ステップ３１０
でＮＯ）、 の前進を示す各々レンジにあるか否かが調べられる（ス
テップ３３０）。

そして、 のいずれかのレンジにある場合（ステップ３１０でＹＥ
Ｓ）、 がクリアされ前進と判断される（ステップ３４０）。

一方、シフトセレクタ６から検出される変速シフトポジ
ションが、 のいずれのレンジにもない場合（ステップ３３０でＮ
Ｏ）、次にニュートラルレンジにあるか否かが調べられ
る（ステップ３５０）。

ところで、変速シフトポジションがニュートラルレンジ
であった場合でも、惰性で前進または後進している場合
があり、例えば変速シフトポジションがリバースレンジ
からニュートラルレンジに変った場合なら、ニュートラ
ルレンジである場合でもそのまま惰性後進している可能
性がある。

そこで、変速シフトポジションがニュートラルレンジの
場合（ステップ３５０でＹＥＳ）、次にそのときの の状態を検出し（ステップ３６０）、 が立っていれば（ステップ３６０でＹＥＳ）、後進と判
断される。

一方、 がクリアされていれば（ステップ３６０でＮＯ）、前進
と判断される。

すなわち、変速シフトポジションがニュートラルレンジ
と判断された場合は、それ以前の変速シフトポジション
を調べることにより現在の前後進状態が判別されるよう
なされていることになる。

また、ステップ３５０で変速シフトポジションがニュー
トラルレンジでないと判断された場合（ステップ３５０
でＮＯ）、さらに変速シフトポジションがパーキングレ
ンジか否かが調べられる（ステップ３７０）。

そして、パーキングレンジであれば（ステップ３７０で
ＹＥＳ）、前進と判断し、そうでなければエラー処理を
行なうことになる。

なお、パーキングレンジやニュートラルレンジの車両停
止時には、現在位置の更新はなされないため、前進と判
断しても後進と判断しても問題はない。

本実施例装置は上記の如く、変速シフトポジションによ
って車両の前進状態または後進状態を判別するととも
に、上記変速シフトポジションがニュートラルレンジの
場合、それ以前の変速シフトポジションから現在前進状
態にあるか後進状態にあるかを判別している。

このため、ニュートラルレンジの場合における惰性走行
をも確実に検知することができ、精度よく車両現在位置
の検出がなされることになる。

次に本考案の第２の実施例装置を第６図〜第８図に基づ
いて説明する。

第６図はこの第２の実施例装置の基本構成を示すブロッ
ク図で、右後輪車輪速センサ１は右後輪の中央部内側に
車輪（図示せず）と一体的に設けられた大ギヤ１１およ
びこの大ギヤの歯１１ｂを検出する大ギヤ用ピックアッ
プ１１ａからなるとともに、タイヤ１回転当たりに一定
のパルスを出力するようなされている。

また、左後輪車輪速センサ２Ａは、左後輪１０の中央部
内側に車輪１０と一体的に設けられた大ギヤ１１と、こ
の大ギヤ１１上にさらに重ね合せて設けられた小ギヤ１
２と、上記両ギヤ１１，１２の歯１１ｂ，１２ｂを検出
する大ギヤ用ピックアップ１１ａ，小ギヤ用ピックアッ
プ１２ａよりなる（第７図（ａ），（ｂ），（ｃ）参
照）。

ここで、上記大ギヤ１１および小ギヤ１２は、同数の歯
を持つとともに両者の歯は一定の位相差をもって組立て
られており、今両ギヤのピッチを共にα度とした場合、
1/2α度より小さい位相差をもって両者の歯１１ｂ，１
２ｂは各々のピックアップ１１ａ，１２ａに検出される
ようなされている（第８図参照）。

３は上記右後輪車輪速センサ１および左後輪車輪速セン
サ２Ａから発生したパルス数を計数するパルスカウンタ
である。

８は左後輪車輪速センサ２Ａに設けられた２つのピック
アップ１１ａ，１２ａからの検出信号により、車両の前
後進を判別する前後進判別ユニットである。

なお、同図において、位置演算コンピュータ４、地磁気
センサ５およびＣＲＴ７は第１の実施例装置と同様なも
のが用いられているので、その詳細説明は省略する。

この第２の実施例装置は上記の如く構成されているが、
次にその処理手順を説明する。

ところで、この実施例の処理手順と第１の実施例装置の
処理手順の相違は、ステップ２４０における前後進判別
方法だけである。

そこで、以下第６図〜第８図を参照しながら、本実施例
装置における前後進判別方法を説明する。

すなわち、この実施例装置において前後進を判別する場
合、前後進判別ユニット８の出力（例えば車両が前進し
ているときはＨＩＧＨで、後進しているときはＬＯＷ）
を検出することにより、前後進の判別がなされている。

以下、上記前後進判別ユニット８の作用について説明す
る。

左後輪車輪速センサ２Ａに設けれた大ギヤ１１および小
ギヤ１２の歯１１ｂ，１２ｂを、大ギヤ用ピックアップ
１１ａおよび小ギヤ用ピックアップ１２ａで検出した場
合のパルス信号は、前進時第８図（ａ），（ｂ）の如く
なる。

これは、両ギヤ１１，１２の組立時の位相差によって予
め決められるものである。

また、この例では、２つのギヤ１１，１２の位相差ｔ
は、両ギヤ１１，１２のピッチをαとすると、 となるよう構成されている。

したがって、大ギヤ１１のパルス信号が出てから小ギヤ
１２のパルス信号が出るまでの時間ｔ_１と、小ギヤ１２
のパルス信号が出てから大ギヤ１１のパルス信号が出る
までの時間ｔ_２を比較した場合、 ｔ_１＜ｔ_２ （１０） なら、前進と判別できることになる。

一方、 ｔ_１＞ｔ_２ （１１） なら、後進と判別できることになる。

この判断は予め設定された大ギヤ１１と小ギヤ１２の位
相差によって一義的に決まる。

この第２の実施例装置は、上記の如く、車輪と一体的に
ピッチの等しい大小２つのギヤを設けるとともに、両ギ
ヤの取付位置をずらし、所定の位相差をもって両ギヤの
パルスが発生するようなされている。

このため、上記２つのギヤのパルスを比較することによ
り、簡単な装置で精度よく車両の前後進状態の判別がで
きることになる。

次に本考案の第３の実施例装置を第９図および第１０図
に基づいて説明する。

第９図は本実施例装置の基本構成を示すブロック図であ
るが、第１の実施例装置と異なるのは、本実施例装置で
は地磁気センサ５が設けられていないことである。

そして、この第３の実施例装置の特徴は、位置演算コン
ピュータ４での演算処理において使用される車両の走行
方位の検出は、右後輪車輪速センサ１と左後輪車輪速セ
ンサ２との車輪速差を算出することによりなされている
ことと、車両の前後進状態を判別し、後進と判別された
場合は、進行状態と想定して検出した方位変化量の符号
を変えて後進時の方位変化量を求めていることである。

したがって、第１の実施例装置の処理手順と異なるの
は、ステップ１５０の積分計算割込処理だけである。

そこで、第１０図のフローチャートを参照しながら、こ
の第３の実施例装置の積分計算割込処理について述べ
る。

この処理は、一定時間Δｔ毎になされており、まずΔｔ
間における、右後輪車輪速センサ１および左後輪車輪速
センサ２の出力信号はパルスカウンタ３に記録されると
ともに、それぞれのパルス数は右輪パルスカウンタＰ_Ｒ
および左輪パルスカウンタＰ_Ｌとして記憶される（ステ
ップ４１０，４２０）。

こうして、一定時間Δｔ走行中の左右両輪のパルスカウ
ンタが記憶されると、次に左右両輪のパルスカウンタの
差ΔＰと、両パルスカウンタの平均値を次式で求める
（ステップ４３０）。

ΔＰ＝Ｐ_Ｒ−Ｐ_Ｌ （１２） ここで、両パルスカウンタの差ΔＰを求めるのは、一定
時間Δｔ経過後の車両進行方位の変化量Δθを求めるた
めである。

また、両輪のパルスカウンタの平均値を求めるのは、
Δｔ間に進んだ車両走行距離を求めるためである。

そして、今車両の左右両輪の間隔であるトレッドをＴ、
１パルス当たりに車輪が進む距離をｌとすると、Δｔ間
の方位変化量Δθは次式で与えられる（ステップ４４
０）。

上記の如くして、車両の現在位置検出のための基準デー
タとなる平均パルスカウンタおよび進行方位変化量Δ
θが得られると、次に車両現在位置検出に先立って車両
の前後進の判別がなされることになる（ステップ４５
０）。

これはシフトセレクタ６からのセレクト位置信号によ
り、変速シフトポジションを検出することによりなされ
るが、ステップ４５０の処理手順はステップ２４０の場
合と全く同一なので、その詳細説明は省略する。

そして、ステップ４５０で後進していると判断された場
合（ステップ４５０でＹＥＳ）、−Δθを後進中の進行
方位変化量Δθとし（ステップ４６０）、現在の車両の
進行方位θに加える（ステップ４７０）。

これは、車両が前進状態と想定してΔθの方位変化量が
検出された場合、もし後進状態なら、実際は−Δθの方
位変化があったことになるから、後進と判断された場合
の方位変化の誤差を補正するためである。

一方、ステップ４５０で前進と判断された場合（ステッ
プ４５０でＮＯ）、求められた方位変化量Δθをそのま
ま現在の進行方位θに加えることになる。

一方、Δｔ間におけるＸ、Ｙ方向の車両移動量Ｘ_０，Ｙ
_０は次式で表わせる。

Ｘ_０＝×ｌ×cosθ （１５） Ｙ_０＝×ｌ×sinθ （１６） したがって、現在位置座標をＸ、Ｙとすると、上記
Ｘ_０，Ｙ_０がＸ方向積算距離およびＹ方向積算距離とし
て加算され、それら積算処理で更新されることになる
（ステップ４８０）。

そして、最後にパルスカウンタ３をクリアして、次回に
備え、一定時間Δｔ間における積分計算割込処理が終了
することになる（ステップ４９０）。

第３の実施例装置は、上記の如く、両輪の車輪速差によ
り車両の方位変化量および進行方位を求める。

そして、車両の前後進状態を判別し、後進と判断された
場合は、進行状態と想定して検出した方位変化量の符号
を代えて後進時の方位変化量を求めている。

このため、車両の進行方位の補正が、後進時を含めて常
に精度よく行なわれ、正確に車両現在位置の検出がなさ
れることになる。

次に、第１１図は本考案の第４の実施例装置の基本構成
を示すブロック図である。

この第４の実施例装置が第２の実施例装置と異なるの
は、この実施例装置では、地磁気センサ５が設けられて
いないことである。

そして、この第４の実施例装置では、車両走行方位の検
出は、第３の実施例装置同様右後輪車輪速センサ１と左
後輪車輪速センサ２Ａとの車輪速差により求められてい
るので、その詳細説明は省略する。

《考案の効果》 本考案に係る車両用位置検出装置は、上記の如く、変速
シフトポジションに基いて車両の前後進を判別するとと
もに、変速シフトポジションがニュートラルレンジの場
合には、それ以前の変速シフトポジションを調べること
により車両の前後進状態を判別するようなされている。

このため、変速シフトポジションがニュートラルレンジ
の状態で惰性後進した場合でも、実際の進行方位を検出
し、これにより精度よく現在位置の演算をすることがで
きる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のクレーム対応図、第２図は本考案の第
１の実施例装置のシステム構成を示すブロック図、第３
図は第１の実施例装置のゼネラルフロー、第４図は第１
の実施例装置における積分計算割込処理を示すフローチ
ャート、第５図は第１の実施例装置の前後進判別方法を
示すフローチャート、第６図は本考案の第２の実施例装
置の基本構成を示すブロック図、第７図は第２の実施例
装置の車輪速センサ説明図、第８図は第２の実施例装置
における前後進判別作用説明図、第９図は本考案の第３
の実施例装置の基本構成を示すブロック図、第１０図は
第３の実施例装置における積分計算割込処理を示すフロ
ーチャート、第１１図は本考案の第４の実施例装置の基
本構成を示すブロック図、第１２図および第１３図は従
来例における車両用位置検出装置の説明図である。 １…右後輪車輪速センサ ２，２Ａ…左後輪車輪速センサ ３…パルスカウンタ ４…位置演算コンピュータ ５…地磁気センサ ６…シフトセレクタ ７…ＣＲＴ ８…前後進判別ユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の走行距離を検出する走行距離検出手
   段と、 車両の進行方位を検出する進行方位検出手段と、 車両の変速シフトポジションを検出する変速シフトポジ
   ション検出手段と、 を有する車両用位置検出装置において、 上記検出された変速シフトポジションに基づいて車両の
   前後進を判別するとともに、変速シフトポジションがニ
   ュートラルレンジにある場合には、それ以前の変速シフ
   トポジションに基づいて車両の前後進を判別する前後進
   判別手段を有することを特徴とする車両用位置検出装
   置。