JPH08313260A

JPH08313260A - 車両用方位検出装置

Info

Publication number: JPH08313260A
Application number: JP12001595A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ozaki; 俊昭尾崎; Tadao Ota; 忠夫太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】磁場を地磁気に対し三次元的に把握すること
で外乱磁場を検出し、外乱磁場が検出された場合には地
磁気センサによる方位データを排除する。【構成】車両のルーフ後部に設けられたセンサケース
50内に地磁気センサ11が略水平に、磁場のＺ方向成分を
検出する磁場Ｚ成分センサ13が略鉛直に配設されてい
る。磁場Ｚ成分センサ13のコイルに生じる電圧が所定閾
値を超えた場合に外乱磁場が存在すると判断し、その判
定結果に基づき、地磁気センサ11で得られた車両の方位
データを排除し、地磁気に依存しない他のセンサにより
車両の方位を検出する。即ち、単一の磁場Ｚ成分センサ
13のみで外乱磁場が検出可能であり、距離を置いて複数
センサを配設する必要がない。従って、装置の小型化が
可能となる。また、外乱磁場が検出された場合には地磁
気センサ11で得られた方位データを排除することによ
り、車両方位検出における信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用方位検出装置に
関し、特に、外乱磁場による車両の進行方位検出の異常
を防止する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用方位検出装置としては、例
えば特開平63− 85312号公報に開示された装置が知られ
ている。この公報に開示された装置のブロック図を図５
に示して、説明する。

【０００３】図５に示されるように、地磁気を基準に車
両の進行方位を検出する一対の磁気センサ70及び71が、
得られた方位検出出力をＡＤ変換に備えて調整する調整
回路72を介して、各々の方位検出出力をＡＤ変換する一
対のＡＤ変換器73及び74に接続されている。ただし、前
記磁気センサ70及び71は、車両搭載時には一定距離を置
いて搭載される。前記ＡＤ変換器73及び74は、前記磁気
センサ70及び71により得られた各々の方位データを比較
する比較器75に接続されている。前記ＡＤ変換器73及び
74は、前記比較器75において前記磁気センサ70により得
られた方位データと前記磁気センサ71により得られた方
位データとの差が所定値を超えた場合に、外乱磁場（高
圧線、線路等による乱れた磁場）が存在すると判断し、
外乱磁場を検出する外乱磁場検出回路76に接続されてい
る。また、前記ＡＤ変換器73及び74は、その前後に検出
した方位データを記憶する記憶回路77に各々接続されて
いる。

【０００４】そして、前記外乱磁場検出回路76と前記記
憶回路77とが、外乱磁場の影響を受けている間の方位デ
ータを排除し、その間の方位データをその前後に検出し
た方位データから推定して補完するための演算を行う演
算処理回路78に接続され、補完した方位を表示する表示
装置79に接続されている。

【０００５】この車両用方位検出装置の作用を説明す
る。前記磁気センサ70及び71から得られる方位データに
ついて、前記磁気センサ70の方位データＤ１、前記磁気
センサ71の方位データＤ２とする。また、前記外乱磁場
検出回路において、Ｄ１とＤ２との差が外乱磁場検出基
準値Ｄｎを超える場合に外乱磁場が存在し、得られたデ
ータがその影響を受けていると判断する。

【０００６】車両が外乱磁場の影響を受ける領域に進入
する前と通過した後では、前記方位データＤ１と方位デ
ータＤ２との差がＤｎを超えず、前記Ｄ１とＤ２が前記
記憶回路77に記憶されるとともに、前記演算処理回路78
により方位が演算される。車両が外乱磁場の影響を受け
る領域を通過する時には、前記方位データＤ１と方位デ
ータＤ２との差がＤｎを超えるため、前記外乱磁場検出
回路により外乱磁場が検出され、前記演算処理回路によ
り前記磁気センサ70及び71から得られた方位データが排
除される。この間の方位データは、外乱磁場の影響を受
ける領域に進入する直前の方位データと通過した直後の
方位データとを前記記憶回路77から読み出し、これらの
データに基づいて前記演算処理回路78により内挿補完さ
れる。このようにして得られた方位を前記表示装置79に
表示する車両用方位検出装置である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
車両用方位検出装置においては、二つの地磁気センサか
らの方位データを比較して外乱磁場を検出するため、両
センサの方位データの差が必要とされる。そのため、外
乱磁場の影響を受ける領域への進入前後において同じ外
乱磁場の影響を受けない方位データを得るため、両セン
サ間にある程度の水平方向の距離が必要とされるという
問題点があった。そこで、本発明の車両用方位検出装置
は、磁場を地磁気に対して三次元的に把握することによ
り外乱磁場の検出を行い、検出した車両進行方位が外乱
磁場の影響を受けて異常であることを判断することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、車両に搭載され、車両の進行方位を検出す
る車両用方位検出装置において、磁場の水平成分を検出
する水平成分検出手段と、該水平成分検出手段の検出結
果に基づき、車両の進行方位を検出する方位検出手段
と、磁場の鉛直成分を検出する鉛直成分検出手段と、該
鉛直成分検出手段の検出結果に基づき、外乱磁場を検出
する外乱磁場検出手段と、該外乱磁場検出手段の検出結
果に基づき、前記方位検出手段の検出結果が異常である
と判断する異常判断手段と、を具備することを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】上記手段によれば、磁場の水平成分を前記水平
成分検出手段により検出し、その検出結果に基づき、前
記方位検出手段により車両の進行方位を検出する。同時
に、磁場の鉛直成分を前記鉛直成分検出手段により検出
し、その検出結果に基づき、前記外乱磁場検出手段によ
り外乱磁場を検出する。そして、前記外乱検出手段の検
出結果に基づき、前記異常判断手段により前記方位検出
手段の検出結果が異常であると判断する。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例の構造を図１から図４に示し
て、説明する。図１は本実施例のブロック図であり、図
２（ａ）は地磁気センサ、（ｂ）は磁場Ｚ成分センサの
概略図であり、図３は車両に取付けられた状態の地磁気
センサの概略図である。ただし、矢印Ｆが車両前方、矢
印Ｒが車両後方である。

【００１１】図１に示されるように、水平成分検出手段
である地磁気センサ11は、地磁気の水平成分を三次元系
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向におけるＸ，Ｙ成分とし、地磁気のＸ成
分により生じる電圧とＹ成分により生じる電圧とに基づ
き、車両の方位データである地磁気に対する方位角を検
出するためのセンサである。即ち、前記地磁気センサ11
は、地球上の絶対方位を検出するためのセンサである。
前記地磁気センサ11は、車両の方位データを検出する方
位検出手段である方位データ検出部12に接続されてい
る。鉛直成分検出手段である磁場Ｚ成分センサ13は、地
磁気に対する磁場の鉛直成分を三次元系のＸ，Ｙ，Ｚ方
向におけるＺ成分とし、Ｚ成分により生じる電圧に基づ
き、外乱磁場を検出するためのセンサである。そして、
前記磁場Ｚ成分センサ13は、外乱磁場を検出する外乱磁
場検出手段である出力電圧判断部14に接続されている。

【００１２】前記方位データ検出部12と前記出力電圧判
断部14は、前記出力電圧判断部14の判断結果に基づき、
前記方位データ検出部12からの方位データが外乱磁場の
影響を受けて異常であると判断する異常判断手段である
方位データ出力部15に各々接続されている。そして、前
記方位データ出力部15は、車両の現在位置を検出する現
在位置検出部16に接続されている。

【００１３】前記現在位置検出部16には、衛星からの信
号により地球上の絶対位置（緯度、経度及び高度）を検
出するＧＰＳ測位装置17が、振動ジャイロや光ファイバ
ージャイロ等の車両の回転角度を検出して車両の相対方
位を検出するジャイロセンサ18が各々接続されている。
また、前記現在位置検出部16には、車両の車速情報を出
力する車速信号出力装置19及びＣＤ−ＲＯＭ等の地図情
報装置20、車両の位置を表示するディスプレイ21が各々
接続されている。

【００１４】図２（ａ）に示されるように、前記地磁気
センサ11は、励磁コイル31が環状パーマロイコア30に巻
き付けられ、Ｘ方向コイル32とＹ方向コイル33とが十字
形状に交差して前記環状パーマロイコア30の外径をまた
ぐように巻き付けられた構造である。

【００１５】図２（ｂ）に示されるように、前記磁場Ｚ
成分センサ13は、環状パーマロイコア40に励磁コイル41
が巻き付けられ、前記環状パーマロイコア40の外径をま
たぐようにＺ方向コイル42が巻き付けられた構造であ
る。

【００１６】図３に示されるように、車両においてルー
フ後部に取り付けられた箱状のセンサケース50内に前記
地磁気センサ11が略水平として、前記磁場Ｚ成分センサ
13が略鉛直として各々前記センサケース50の底面よりわ
ずかに距離を持たせて配設されている。

【００１７】本実施例の作用を説明する。前記地磁気セ
ンサ11において、前記励磁コイル31に交流電圧を印加
し、前記Ｘ方向コイル32に生じる電圧V1と前記Ｙ方向コ
イル33に生じる電圧V2を前記方位データ検出部12が測定
し、前記方位データ検出部12で地磁気に対する車両の方
位データである方位角Ｉが式 I=tan^-1(V1/V2) により検
出される。

【００１８】同時に、前記磁場Ｚ成分センサ13におい
て、前記励磁コイル41に交流電圧を印加し、前記Ｚ方向
コイル42に生じる電圧V3を前記出力電圧判断部14が測定
し、外乱磁場を検出する。これは、地磁気には地平面に
わずかながらＺ方向（鉛直方向）の成分が存在するが、
非常に微弱であるため、通常では前記Ｚ方向コイル42に
生じる電圧V3はほぼ一定である。しかし、外乱磁場は地
磁気に対し、明らかな三次元的磁場を有するため、外乱
磁場の鉛直成分により前記電圧V3に変化が生じる。そこ
で、前記電圧V3に変化を検知することで、外乱磁場の検
出が可能となる。ところが、実際には車両の走行、路面
の傾斜等により、前記Ｚ方向コイル42の電圧値が常に一
定とはならないので、前記電圧V3が所定しきい電圧値Vt
を超える場合に外乱磁場の存在を判断し、外乱磁場を検
出するものである。

【００１９】そして、前記方位データ出力部15で、前記
出力電圧判断部14で判断された外乱磁場の有無により、
前記方位検出部12で得られた車両の方位データが異常で
あるか否かが判断される。

【００２０】これらの外乱磁場の検出及び方位データの
異常判断のフローチャートを図４に示し、図１及び２中
の構成部分を用いて詳細を説明する。まず、ステップ60
で前記Ｚ方向コイル42に生じた電圧V3が前記所定しきい
電圧値Vt以下か否かにより、外乱磁場の有無が前記出力
電圧判断部14において判断される。

【００２１】ＮＯの場合、即ち外乱磁場があると判断さ
れた場合には、ステップ61に進み、前記方位データ出力
部15において、前記方位データ検出部12で検出された方
位データが異常であると判断され、方位データの取り込
みを中止し、処理を終了する。ＹＥＳの場合、即ち外乱
磁場がないと判断された場合には、ステップ62に進み、
前記方位データ出力部15において、前記方位データ検出
部12で検出された方位データが正常であると判断され、
方位データの取り込みを行う。そして、ステップ63に進
み、前記現在位置検出部16へ方位データを出力する。

【００２２】ここで、ステップ60での外乱磁場の判断基
準を前記所定しきい電圧値Vtとしたが、例えば、前記Ｚ
方向コイル42に生じた電圧V3の変化率等としてもよく実
施例に限定されるものではない。

【００２３】前記現在位置検出部16では、前記方位デー
タ出力部15、前記ＧＰＳ測位装置17、前記ジャイロセン
サ18及び前記車速信号出力装置19からの情報により、車
両の現在位置を検出し、前記地図情報装置20から読み出
した地図に重ねて車両の現在位置を前記ディスプレイ21
に表示する。また、前記方位データ出力部15により、前
記方位データ検出部12で検出された方位データが前記出
力電圧判断部14の検出結果に基づき異常であると判断さ
れた場合（図４中のステップ61）は、前記ジャイロセン
サ18で得られた相対方位のみで車両の進行方位を検出す
る。

【００２４】本実施例によれば、前記磁場Ｚ成分センサ
13のみで外乱磁場の検出が可能である。即ち、複数のセ
ンサの方位検出結果を比較するために、センサ間に所定
距離を設ける必要がないため、前記センサケース50のよ
うに一体化が可能となり、装置の小型化が可能となる。
また、外乱磁場の影響を受けて前記方位データ検出部12
の検出結果が異常であると判断することが可能となるこ
とより、方位検出における信頼性を向上できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、磁場を地磁気に対し三
次元的に把握し、外乱磁場を検出することにより、単一
のセンサにより外乱磁界の検出が可能となる。従って、
複数センサの検出結果を比較するためのセンサ間の所定
距離が必要なく、装置の小型化が可能となる。また、外
乱磁場の影響を受けて方位検出結果が異常であると判断
することが可能となることより、方位検出における信頼
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例のブロック図である。

【図２】図２（ａ）は本発明の実施例におけるＸ，Ｙ成
分検出用地磁気センサの概略図である。図２（ｂ）は本
発明の実施例におけるＺ成分検出用地磁気センサの概略
図である。

【図３】図３は本発明の実施例における車両に取付けら
れた状態の地磁気センサの概略図である。

【図４】図４は本発明の実施例の外乱磁場の検出及び方
位データの異常判断のフローチャートである。

【図５】図５は従来の車両用方位検出装置のブロック図
である。

【符号の説明】

10・・・・地磁気センサ 11・・・・Ｘ，Ｙ成分検出用地磁気センサ 12・・・・方位データ検出部 13・・・・Ｚ成分検出用地磁気センサ 14・・・・出力電圧判断部 15・・・・方位データ出力部 16・・・・現在位置検出部 17・・・・ＧＰＳ測位装置 18・・・・ジャイロセンサ 19・・・・車速信号出力装置 20・・・・地図情報装置 21・・・・ディスプレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載され、磁場の水平成分を検出
する水平成分検出手段と、該水平成分検出手段の検出結果に基づき、車両の進行方
位を検出する方位検出手段と、磁場の鉛直成分を検出する鉛直成分検出手段と、該鉛直成分検出手段の検出結果に基づき、外乱磁場を検
出する外乱磁場検出手段と、該外乱検出手段の検出結果に基づき、前記方位検出手段
の検出結果が異常であると判断する異常判断手段と、を
具備することを特徴とする車両用方位検出装置。