JP2000186938A - ナビゲーションシステムの故障診断装置 - Google Patents
ナビゲーションシステムの故障診断装置Info
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- JP2000186938A JP2000186938A JP36514598A JP36514598A JP2000186938A JP 2000186938 A JP2000186938 A JP 2000186938A JP 36514598 A JP36514598 A JP 36514598A JP 36514598 A JP36514598 A JP 36514598A JP 2000186938 A JP2000186938 A JP 2000186938A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ナビゲーションシステムに採用されているジ
ャイロの自己故障診断を行う。 【解決手段】 自己診断機能を備え、車両制御ユニット
11のために信頼性の高い舵角信号を出力することができ
る舵角センサ12の舵角信号を自システム１側に取り込
み、この舵角信号と車速信号とによって算出する方位角
を方位角レファレンスとし、自システムに内蔵されてい
るジャイロ２の検出する方位角計測値と比較し、所定値
を超える誤差が発生した場合に、自システムのジャイロ
２に故障が発生していると診断する。
ャイロの自己故障診断を行う。 【解決手段】 自己診断機能を備え、車両制御ユニット
11のために信頼性の高い舵角信号を出力することができ
る舵角センサ12の舵角信号を自システム１側に取り込
み、この舵角信号と車速信号とによって算出する方位角
を方位角レファレンスとし、自システムに内蔵されてい
るジャイロ２の検出する方位角計測値と比較し、所定値
を超える誤差が発生した場合に、自システムのジャイロ
２に故障が発生していると診断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナビゲーションシ
ステムに搭載されている方位角センサ（ジャイロ）の故
障を診断するナビゲーションシステムの故障診断装置に
関する。
ステムに搭載されている方位角センサ（ジャイロ）の故
障を診断するナビゲーションシステムの故障診断装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マップマッチング機能を有するナ
ビゲーションシステムは、図４に示す構成であり、マイ
クロコンピュータを搭載したナビゲーションコントロー
ラ１が方位角センサ（ジャイロ）２を内蔵し、ＧＰＳア
ンテナ３の受信した自車の絶対位置及び進行方向と車速
センサ４からの車速とジャイロ２の検出する旋回角度に
基づき、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤのような地図情報記憶装
置５に記憶された地図情報を参照してディスプレイ６に
表示されている地図上での自車位置を割り出し、その地
図上の該当する位置に現在位置マークを付して表示する
構成である。
ビゲーションシステムは、図４に示す構成であり、マイ
クロコンピュータを搭載したナビゲーションコントロー
ラ１が方位角センサ（ジャイロ）２を内蔵し、ＧＰＳア
ンテナ３の受信した自車の絶対位置及び進行方向と車速
センサ４からの車速とジャイロ２の検出する旋回角度に
基づき、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤのような地図情報記憶装
置５に記憶された地図情報を参照してディスプレイ６に
表示されている地図上での自車位置を割り出し、その地
図上の該当する位置に現在位置マークを付して表示する
構成である。
【０００３】そして、自車位置の絶対位置の検出には、
図５に示すように、前回の自車位置Ｐ０から現在の自車
位置Ｐ１を割り出すには、前回の方位をψとし、今回検
出した方位変化分をθ１とし、また現在の車速ｖ、測定
周期Ｔとすると、次の数１式によって今回の自車位置の
座標Ｘ１，Ｙ１を算出する。
図５に示すように、前回の自車位置Ｐ０から現在の自車
位置Ｐ１を割り出すには、前回の方位をψとし、今回検
出した方位変化分をθ１とし、また現在の車速ｖ、測定
周期Ｔとすると、次の数１式によって今回の自車位置の
座標Ｘ１，Ｙ１を算出する。
【０００４】
【数１】 ここで、方位角変化分θ１の検出にはジャイロ２の信号
を用い、車速センサ４の車速信号ｖとこのジャイロ２の
信号を用いて自車位置の座標を決定し、これに対応する
地図上の座標を求めて、ディスプレイ６に表示されてい
る道路地図上で該当する地図座標位置に自車位置マーク
を表示するのである。
を用い、車速センサ４の車速信号ｖとこのジャイロ２の
信号を用いて自車位置の座標を決定し、これに対応する
地図上の座標を求めて、ディスプレイ６に表示されてい
る道路地図上で該当する地図座標位置に自車位置マーク
を表示するのである。
【０００５】ところで、方位角センサ（ジャイロ）２に
よる方位角の検出原理は、図６に示すように次の通りで
ある。ジャイロ２には左右の圧電セラミック素子が備わ
っていて、車両の転回操作によってステアリングホイー
ルの旋回方向と旋回角度に応じて符号と大きさが異なる
電圧値を電圧差値として出力する。図６は右旋回時のジ
ャイロ２の左圧電素子と右圧電素子の出力電圧の変化を
示している。このような右旋回の場合、出力電圧Ｖは、
Ｖ＝（Ａ＋ａ）−（Ａ−ａ）＝２ａとなる。左旋回の場
合にはこの逆である。そして、方位角変化分θ１はこの
電圧信号Ｖの関数であり、θ１＝ｆ（Ｖ）で表すことが
できる。
よる方位角の検出原理は、図６に示すように次の通りで
ある。ジャイロ２には左右の圧電セラミック素子が備わ
っていて、車両の転回操作によってステアリングホイー
ルの旋回方向と旋回角度に応じて符号と大きさが異なる
電圧値を電圧差値として出力する。図６は右旋回時のジ
ャイロ２の左圧電素子と右圧電素子の出力電圧の変化を
示している。このような右旋回の場合、出力電圧Ｖは、
Ｖ＝（Ａ＋ａ）−（Ａ−ａ）＝２ａとなる。左旋回の場
合にはこの逆である。そして、方位角変化分θ１はこの
電圧信号Ｖの関数であり、θ１＝ｆ（Ｖ）で表すことが
できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のナビゲーションシステムでは、方位角センサ（ジ
ャイロ）の故障を診断する手段が備えられておらず、そ
のためにユーザーが自車位置の表示位置が実際と大きく
異なることから、システムのどこかに何らかの故障が発
生していることにようやく気づくものであった。
従来のナビゲーションシステムでは、方位角センサ（ジ
ャイロ）の故障を診断する手段が備えられておらず、そ
のためにユーザーが自車位置の表示位置が実際と大きく
異なることから、システムのどこかに何らかの故障が発
生していることにようやく気づくものであった。
【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、他の車両制御ユニット、例えば、エン
ジン制御ユニットで利用されている自己診断機能の備わ
っている舵角センサの信号をナビゲーションシステム側
でもレファレンスとして取り込み、舵角センサと車速セ
ンサとに基づいて演算する方位角θ２と方位角センサの
検出する方位角検出値θ１との誤差が所定範囲を超えた
場合に自システムに内蔵されている方位角センサの故障
を診断するようにして、センサ信号線の追加と、マイク
ロコンピュータに組み込むプログラムの若干の変更だけ
で自己故障診断ができるナビゲーションシステムの故障
診断装置を提供することを目的とする。
なされたもので、他の車両制御ユニット、例えば、エン
ジン制御ユニットで利用されている自己診断機能の備わ
っている舵角センサの信号をナビゲーションシステム側
でもレファレンスとして取り込み、舵角センサと車速セ
ンサとに基づいて演算する方位角θ２と方位角センサの
検出する方位角検出値θ１との誤差が所定範囲を超えた
場合に自システムに内蔵されている方位角センサの故障
を診断するようにして、センサ信号線の追加と、マイク
ロコンピュータに組み込むプログラムの若干の変更だけ
で自己故障診断ができるナビゲーションシステムの故障
診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、外部
からの舵角検出信号と車速信号とを用い、自システム内
部に内蔵されている方位角センサの故障診断を行うナビ
ゲーションシステムの故障診断装置であって、前記舵角
信号と車速信号とによって算出する方位角レファレンス
と、前記方位角センサの検出する方位角計測値とを比較
し、所定値を超える誤差が発生した場合に、前記方位角
センサの故障を診断するものである。
からの舵角検出信号と車速信号とを用い、自システム内
部に内蔵されている方位角センサの故障診断を行うナビ
ゲーションシステムの故障診断装置であって、前記舵角
信号と車速信号とによって算出する方位角レファレンス
と、前記方位角センサの検出する方位角計測値とを比較
し、所定値を超える誤差が発生した場合に、前記方位角
センサの故障を診断するものである。
【０００９】請求項１の発明のナビゲーションシステム
の故障診断装置では、自己診断機能を備え、車両制御ユ
ニットのために信頼性の高い舵角信号を出力することが
できる舵角センサからの舵角信号を自システム側に取り
込み、この舵角信号と車速信号とによって算出する方位
角を方位角レファレンスとし、自システムに内蔵されて
いる方位角センサの検出する方位角計測値と比較し、所
定値を超える誤差が発生した場合に自システムの方位角
センサに故障が発生していると診断する。
の故障診断装置では、自己診断機能を備え、車両制御ユ
ニットのために信頼性の高い舵角信号を出力することが
できる舵角センサからの舵角信号を自システム側に取り
込み、この舵角信号と車速信号とによって算出する方位
角を方位角レファレンスとし、自システムに内蔵されて
いる方位角センサの検出する方位角計測値と比較し、所
定値を超える誤差が発生した場合に自システムの方位角
センサに故障が発生していると診断する。
【００１０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ナビゲーショ
ンシステムの方位角センサの自己故障診断ができ、シス
テムの信頼性が向上する。
ンシステムの方位角センサの自己故障診断ができ、シス
テムの信頼性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の
システム構成を示しており、この実施の形態のナビゲー
ションシステムは、ナビゲーション機能の統括制御演算
を実行するマイクロコンピュータで構成されるナビゲー
ションコントローラ１と、このナビゲーションコントロ
ーラ１に内蔵され、上述した左右の圧電セラミック素子
の出力する電圧差によって方位角変化を検出する方位角
センサ（ジャイロ）２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信
するＧＰＳアンテナ３と、自車速を検出する車速センサ
４（これは、自己診断機能を有し、また他の車両制御ユ
ニット、スピードメータなどに信号を出力する信頼性の
高いものである）と、ナビゲーションコントローラ１が
自車の絶対位置と進行方向を割り出し、地図上に表示す
るために参照する道路地図情報を記憶している地図情報
記憶装置５と、ナビゲーション情報を表示するディスプ
レイ６から構成されている。
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の
システム構成を示しており、この実施の形態のナビゲー
ションシステムは、ナビゲーション機能の統括制御演算
を実行するマイクロコンピュータで構成されるナビゲー
ションコントローラ１と、このナビゲーションコントロ
ーラ１に内蔵され、上述した左右の圧電セラミック素子
の出力する電圧差によって方位角変化を検出する方位角
センサ（ジャイロ）２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信
するＧＰＳアンテナ３と、自車速を検出する車速センサ
４（これは、自己診断機能を有し、また他の車両制御ユ
ニット、スピードメータなどに信号を出力する信頼性の
高いものである）と、ナビゲーションコントローラ１が
自車の絶対位置と進行方向を割り出し、地図上に表示す
るために参照する道路地図情報を記憶している地図情報
記憶装置５と、ナビゲーション情報を表示するディスプ
レイ６から構成されている。
【００１２】そして本実施の形態のナビゲーションシス
テムの特徴として、ハンドル操作による操舵角（舵角）
を検出し、これをエンジン制御ユニット、姿勢制御ユニ
ットその他、車両走行を制御する車両制御ユニット１１
に出力する舵角センサ１２からの信号をナビゲーション
コントローラ１に取り込む配線になっている。
テムの特徴として、ハンドル操作による操舵角（舵角）
を検出し、これをエンジン制御ユニット、姿勢制御ユニ
ットその他、車両走行を制御する車両制御ユニット１１
に出力する舵角センサ１２からの信号をナビゲーション
コントローラ１に取り込む配線になっている。
【００１３】そしてナビゲーションコントローラ１に
は、従来と同様のナビゲーションに必要な演算制御を実
行するプログラムと共に、後述の手順でジャイロ２の故
障診断を実行するプログラムが組み込まれている。
は、従来と同様のナビゲーションに必要な演算制御を実
行するプログラムと共に、後述の手順でジャイロ２の故
障診断を実行するプログラムが組み込まれている。
【００１４】次に、上記の構成のナビゲーションシステ
ムによる方位角センサ（ジャイロ）２の自己故障診断処
理動作について説明する。図２には自車１０が時刻ｔ＝
０で左に旋回するためにハンドルを左に切り、舵角セン
サ１２がその操舵角を検出してナビゲーションコントロ
ーラ１に入力してきたとする。
ムによる方位角センサ（ジャイロ）２の自己故障診断処
理動作について説明する。図２には自車１０が時刻ｔ＝
０で左に旋回するためにハンドルを左に切り、舵角セン
サ１２がその操舵角を検出してナビゲーションコントロ
ーラ１に入力してきたとする。
【００１５】この場合、自車１０の操向角（前輪の直進
に対する振れ角度）はαとなり、短い時間ｈの間に方位
角θ２だけ自車１０の向きが変化することになるが、こ
のときの演算式は、次の数２式のようになる。
に対する振れ角度）はαとなり、短い時間ｈの間に方位
角θ２だけ自車１０の向きが変化することになるが、こ
のときの演算式は、次の数２式のようになる。
【００１６】
【数２】 ここで、Ｓ：車速、Ｂ：車両のホイールベース（定
数）、ｈ：経過時間、Ｇ：ステアリングギア比（定数）
である。
数）、ｈ：経過時間、Ｇ：ステアリングギア比（定数）
である。
【００１７】したがって、ナビゲーションコントローラ
１がこの舵角センサ１２による検出信号に基づいて演算
した方位角変化量θ２と、内蔵されているジャイロ２の
検出した方位角変化量θ１とを比較し、それらの計測誤
差のばらつきを考慮した上での許容範囲γ、たとえば、
１０〜５％の範囲を超えていればジャイロ２の故障と判
断して故障アラームを警告ランプの点灯やディスプレイ
６への表示によってユーザーに知らせる。
１がこの舵角センサ１２による検出信号に基づいて演算
した方位角変化量θ２と、内蔵されているジャイロ２の
検出した方位角変化量θ１とを比較し、それらの計測誤
差のばらつきを考慮した上での許容範囲γ、たとえば、
１０〜５％の範囲を超えていればジャイロ２の故障と判
断して故障アラームを警告ランプの点灯やディスプレイ
６への表示によってユーザーに知らせる。
【００１８】以上の自己故障診断処理の手順を図３のフ
ローチャートにより説明する。この故障診断処理のプロ
グラムはナビゲーションコントローラ１の起動後に、所
定周期毎に繰り返し行う。周期そのものは特に限定され
ないが、自車位置検出周期に同期した短い周期毎であっ
ても、さらに長い周期を決めてその周期毎に実行しても
よい。
ローチャートにより説明する。この故障診断処理のプロ
グラムはナビゲーションコントローラ１の起動後に、所
定周期毎に繰り返し行う。周期そのものは特に限定され
ないが、自車位置検出周期に同期した短い周期毎であっ
ても、さらに長い周期を決めてその周期毎に実行しても
よい。
【００１９】故障診断処理がスタートすると、舵角セン
サ１２から操舵角検出信号を取り込み、また車速センサ
４から車速を取り込む（ステップＳ１，Ｓ２）。そして
数２式に従う演算によって方位角レファレンスθ２を算
出する（ステップＳ３）。また、ジャイロ２から方位角
検出信号θ１を取り込む（ステップＳ４）。
サ１２から操舵角検出信号を取り込み、また車速センサ
４から車速を取り込む（ステップＳ１，Ｓ２）。そして
数２式に従う演算によって方位角レファレンスθ２を算
出する（ステップＳ３）。また、ジャイロ２から方位角
検出信号θ１を取り込む（ステップＳ４）。
【００２０】そして、これらの方位角レファレンスθ２
とジャイロ２の検出する方位角θ１の差を許容値γと比
較し、この許容値γを越える誤差が発生してれば故障と
判断してアラームを出力する（ステップＳ５，Ｓ６）。
とジャイロ２の検出する方位角θ１の差を許容値γと比
較し、この許容値γを越える誤差が発生してれば故障と
判断してアラームを出力する（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００２１】なお、アラームの出力後は、自動車の本来
の安全操行に影響するものではないので、ユーザーが故
障発生を確認してリセット操作をすれば、本ナビゲーシ
ョンシステムはナビゲーション機能を継続することにし
ている（ステップＳ７）。
の安全操行に影響するものではないので、ユーザーが故
障発生を確認してリセット操作をすれば、本ナビゲーシ
ョンシステムはナビゲーション機能を継続することにし
ている（ステップＳ７）。
【００２２】このようにして本実施の形態のナビゲーシ
ョンシステムの故障診断装置によれば、ジャイロの自己
故障診断が、従来から自動車に普通に搭載されており、
かつ信頼性の高い舵角センサの信号を取り込み、それに
基づいて算出した方位角レファレンスとし、これと自シ
ステムのジャイロの検出した方位角との比較によってジ
ャイロの故障を診断することができ、ナビゲーションシ
ステムの信頼性を高めることができる。
ョンシステムの故障診断装置によれば、ジャイロの自己
故障診断が、従来から自動車に普通に搭載されており、
かつ信頼性の高い舵角センサの信号を取り込み、それに
基づいて算出した方位角レファレンスとし、これと自シ
ステムのジャイロの検出した方位角との比較によってジ
ャイロの故障を診断することができ、ナビゲーションシ
ステムの信頼性を高めることができる。
【００２３】なお、上記の実施の形態ではナビゲーショ
ンシステム側で舵角センサ信号からに基づいて方位角レ
ファレンスを算出してジャイロの検出する方位角と比較
するようにしたが、車両制御ユニット側で方位角レファ
レンスを算出させ、その演算結果をナビゲーションシス
テム側に取り込み、ジャイロの検出する方位角と比較す
る方式を採用することもできる。
ンシステム側で舵角センサ信号からに基づいて方位角レ
ファレンスを算出してジャイロの検出する方位角と比較
するようにしたが、車両制御ユニット側で方位角レファ
レンスを算出させ、その演算結果をナビゲーションシス
テム側に取り込み、ジャイロの検出する方位角と比較す
る方式を採用することもできる。
【図１】本発明の１つの実施の形態のシステム構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】上記の実施の形態において、舵角センサの検出
信号に基づく車両の方位角を演算する方法の説明図。
信号に基づく車両の方位角を演算する方法の説明図。
【図３】上記の実施の形態における方位角センサ（ジャ
イロ）の自己故障診断手順を示すフローチャート。
イロ）の自己故障診断手順を示すフローチャート。
【図４】従来のナビゲーションシステムのブロック図。
【図５】一般的なジャイロによる方位角変化量の演算方
法の説明図。
法の説明図。
【図６】一般的なジャイロの出力特性を示す説明図。
１ ナビゲーションコントローラ ２ 方位角センサ（ジャイロ） ３ ＧＰＳアンテナ ４ 車速センサ ５ 地図情報記憶装置 ６ ディスプレイ １１ 車両制御ユニット １２ 舵角センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 外部からの舵角検出信号と車速信号とを
用い、自システム内部に内蔵されている方位角センサの
故障診断を行うナビゲーションシステムの故障診断装置
であって、 前記舵角信号と車速信号とによって算出する方位角レフ
ァレンスと、前記方位角センサの検出する方位角計測値
とを比較し、所定値を超える誤差が発生した場合に、前
記方位角センサの故障を診断することを特徴とするナビ
ゲーションシステムの故障診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36514598A JP2000186938A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | ナビゲーションシステムの故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36514598A JP2000186938A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | ナビゲーションシステムの故障診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000186938A true JP2000186938A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18483540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36514598A Pending JP2000186938A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | ナビゲーションシステムの故障診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000186938A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016017796A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 多摩川精機株式会社 | 車輌位置計測装置及び方法 |
| CN106767756A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种多功能无位移船模导航装置 |
| CN116519021A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-01 | 西北工业大学 | 一种惯性导航系统故障诊断方法、系统及设备 |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36514598A patent/JP2000186938A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016017796A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 多摩川精機株式会社 | 車輌位置計測装置及び方法 |
| CN106767756A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种多功能无位移船模导航装置 |
| CN106767756B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-08-27 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种多功能无位移船模导航装置 |
| CN116519021A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-01 | 西北工业大学 | 一种惯性导航系统故障诊断方法、系统及设备 |
| CN116519021B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-15 | 西北工业大学 | 一种惯性导航系统故障诊断方法、系统及设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080708 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081125 |