JP3293448B2 - 車両走行位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両走行位置検出
装置に関し、特に、カーブ曲率が急変するような走路を
走行する場合でも、車両の走行制御の収束特性を良好か
つ安定化することができる車両走行位置検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場内無人搬送や無人耐久走行試
験等には自動操縦車が用いられている。この自動操縦車
を走路から外れないように走行させるためには、車両の
走路に対する位置を常時把持するように車両の操舵制御
を行う必要がある。従って、自動操縦車の制御において
は、車両の走路に対する正確な位置検出が非常に重要で
ある。

【０００３】従来、車両の走路に対する正確な位置検出
を行うための磁気式走行位置センサとしては、特開平４
−２８８６０５号公報記載の車両走行位置検出装置が知
られている。

【０００４】このものは、図１５に示すように、走路の
両側に敷設した電流周波数の異なる２本の誘導ケーブル
１０２，１０３が形成する交流磁界を縦コイル、横コイ
ルとで一対をなす、横ずれ量を検出する磁界センサ１０
４，１０５を、車両前端および車両後端にそれぞれ配設
して、前後横ずれ量の差と前後磁界センサとの距離とか
ら車両のヨー角を検出するものである。

【０００５】このように構成された車両走行位置検出装
置によれば、一方の誘導ケーブルによる交流磁界によっ
て第一の磁界センサの縦コイルと横コイルとにそれぞれ
発生する誘導起電圧を検出し、他方の誘導ケーブルによ
る交流磁界によって第二の磁界センサの縦コイルと横コ
イルとにそれぞれ発生する誘導起電圧を検出すること
で、それぞれの磁界センサにおいて得られる２つのコイ
ルの誘導起電圧のベクトル和よりそれぞれの磁界センサ
の対応する誘導ケーブルからの距離を算出でき、この値
と走路の幅より車両の横変位を求めることができるとい
う利点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両走行位置検出装置にあっては、前端部に配設された
磁界センサからの信号のみを用いて走行する場合、直線
走路又は曲率が一定なカーブ走路では良好な走行性能を
発揮する反面、曲率が変化するような走路では、特に、
高速走行時におけるドリフト走行状態では、車両の進行
方向と操舵角とが一致しないため、同一の横変位であっ
てもどのような進入角度によって磁石の磁力線を横切る
かを表す走行上必要な情報が欠落し、車両が蛇行すると
いった問題があった。

【０００７】また、従来の車両走行位置検出装置にあっ
ては、車両前端部及び車両後端部の２カ所にコイルから
なるセンサを配設しなければならないので、この２個の
センサのために用いられるハーネス及びケースがコスト
の大半を占めるようになり製造コスト高の要因になると
いった問題があった。

【０００８】さらに、一般に乗用車にヒップアップのデ
ザインが採用されることが多いので、特に車両後端部で
路面との距離が比較的小さい部位に従来の磁気式走行位
置センサを配設するにはデザイン的制約が大きいといっ
た問題があった。

【０００９】本発明は上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的としては、カーブ曲率が急変するような走路を走
行する場合でも、車両の走行制御の収束特性が良好な車
両走行位置検出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、車線中央部に磁石または誘導
コイルが所定間隔毎に埋設されている走行路面を走行
し、自車両の車線に対する走行位置を検出する車両走行
位置検出装置であって、 車両に設けられて磁界または
電磁界を検出する検出手段と、前記磁石または誘導コイ
ルが検出手段に対して進行方向前部に位置しているとき
の前記磁石または誘導コイルと前記検出手段との距離が
第１の所定距離になった場合に、前記検出手段の出力に
基づいて、車両の前部横ずれ量を演算する前部横ずれ量
演算手段と、前記磁石または誘導コイルが検出手段に対
して進行方向後部に位置しているときの前記磁石または
誘導コイルと前記検出手段との距離が第２の所定距離に
なった場合に、前記検出手段の出力に基づいて、車両の
後部横ずれ量を演算する後部横ずれ量演算手段と、前部
横ずれ量を演算した位置から後部横ずれ量を演算した位
置までの距離、前部横ずれ量及び後部横ずれ量に基づい
て前記車線に対する車両の前後軸線がなすヨー角を演算
するヨー角演算手段と、を有することを要旨とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、車線中央部に磁石または誘導コイルが所定間隔
毎に埋設されている走行路面を走行し、自車両の車線に
対する走行位置を検出する車両走行位置検出装置であっ
て、車両に設けられて磁界または電磁界を検出する検出
手段と、前記磁石または誘導コイルが検出手段に対して
進行方向前部に位置しているときの前記磁石または誘導
コイルと前記検出手段との距離が第１の所定距離になっ
た場合に、前記検出手段の出力に基づいて、車両の前部
横ずれ量を演算する前部横ずれ量演算手段と、前記検出
手段が前記磁石または誘導コイルの真上位置に到達した
かどうかを判断する位置判断手段と、前記検出手段が前
記磁石または誘導コイルの真上位置に到達した場合に、
前記検出手段の出力に基づいて、車両の横ずれ量を演算
する横ずれ量演算手段と、前記磁石または誘導コイルが
検出手段に対して進行方向後部に位置しているときの前
記磁石または誘導コイルと前記検出手段との距離が第２
の所定距離になった場合に、前記検出手段の出力に基づ
いて、車両の後部横ずれ量を演算する後部横ずれ量演算
手段と、前部横ずれ量を演算した位置から後部横ずれ量
を演算した位置までの距離、前部横ずれ量及び後部横ず
れ量に基づいて前記車線に対する車両の前後軸線がなす
ヨー角を演算するヨー角演算手段と、前回の横ずれ量と
今回の横ずれ量の差から車両の横すべり量を演算する横
すべり量演算手段と、を有することを要旨とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記検出手段は、車両に対して高さ方向の磁界
または電磁界を検出する縦電磁界検出手段と、車両に対
して幅方向の磁界または電磁界を検出する横電磁界検出
手段と、を有する一方、前記前部横ずれ量演算手段及び
前記後部横ずれ量演算手段は、縦電磁界検出手段及び横
電磁界検出手段により検出された縦磁束または電束密度
及び横磁束または電束密度に対応させて横ずれ量に変換
する横ずれ量変換手段を有することを要旨とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記検出手段は、車両前端の一カ所に設けられ
ることを要旨とする。

【００１４】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
本発明によれば、前記磁石または誘導コイルが検出手段
に対して進行方向前部に位置しているときの、磁石また
は誘導コイルと磁界センサとの距離が第１の所定距離に
なった場合に、検出手段の出力に基づいて、車両の前部
横ずれ量を演算し、前記磁石または誘導コイルが検出手
段に対して進行方向後部に位置しているときの、磁石ま
たは誘導コイルと磁界センサとの距離が第２の所定距離
になった場合に、検出手段の出力に基づいて、車両の後
部横ずれ量を演算する。ここで、前部横ずれ量を演算し
た位置から後部横ずれ量を演算した位置までの距離、前
部横ずれ量及び後部横ずれ量に基づいて車線に対する車
両の前後軸線がなすヨー角を演算することで、自車両の
車線に対する走行位置を検出するようにしているので、
カーブ曲率が急変するような走路を走行する場合でも、
車両の走行制御の収束特性を良好かつ安定化することが
できる。

【００１５】また、請求項２記載の本発明によれば、前
記磁石または誘導コイルが検出手段に対して進行方向前
部に位置しているときの、磁石または誘導コイルと磁界
センサとの距離が第１の所定距離になった場合に、検出
手段の出力に基づいて、車両の前部横ずれ量を演算し、
磁界センサが磁石または誘導コイルの真上位置に到達し
た場合に、検出手段の出力に基づいて、車両の横ずれ量
を演算する。さらに、前記磁石または誘導コイルが検出
手段に対して進行方向後部に位置しているときの、磁石
または誘導コイルと磁界センサとの距離が第２の所定距
離になった場合に、検出手段の出力に基づいて、車両の
後部横ずれ量を演算し、前部横ずれ量を演算した位置か
ら後部横ずれ量を演算した位置までの距離、前部横ずれ
量及び後部横ずれ量に基づいて車線に対する車両の前後
軸線がなすヨー角を演算する。また、前回の横ずれ量と
今回の横ずれ量の差から車両の横すべり量を演算するこ
とで、横すべり量を横ずれ制御に用いることができ、ヨ
ー角をヨー角制御に用いることができるので、カーブ曲
線が急変するような走路を走行する場合でも、車両の走
行制御の収束特性を良好かつ安定化することができる。

【００１６】さらに、請求項３記載の本発明によれば、
車両に対して高さ方向の磁界を縦磁界センサで検出する
一方、車両に対して幅方向の磁界を横磁界センサで検出
した後に、検出された縦磁束密度及び横磁束密度に対応
させて横ずれ量に変換することで、的確に横ずれ量を演
算でき、この結果に基づいてヨー角を演算するようにし
ているので、正確にヨー角を演算することができる。従
って、カーブ曲率が急変するような走路を高速で走行す
る場合でも、車両の走行制御の収束特性を良好かつ安定
化することができる。

【００１７】さらにまた、請求項４記載の本発明によれ
ば、磁界センサを車両前端の一カ所に設けても、ヨー角
を求めることができるので、従来のように車両前端部及
び車両後端部の２カ所に磁界センサを配設することに起
因するハーネス及びケースによるコスト高を回避するこ
とができる。また、車両のデザイン的自由度の向上に寄
与することができる。

【００１８】なお、磁石群でなく誘導コイル群を用いた
場合でも同様である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。以下、磁石群を用いた構成で説明
する。

【００２０】図１は、本発明の一実施の形態に係る車両
走行位置検出装置のシステム構成を示す図である。

【００２１】図１に示すように、車両のフロントバンパ
下部に路面から約１５ｃｍの高さに磁界センサケース１
が固定される。

【００２２】磁界センサケース１の中には、１０ｃｍの
間隙で車両正面右側から磁界センサ２ａ、磁界センサ２
ｂ、磁界センサ２ｃ、磁界センサ２ｄ、磁界センサ２ｅ
が配置されている。また、磁界センサケース１の中に
は、磁界センサ２ｃ、磁界センサ２ｄの間に回路基板３
も内蔵される。

【００２３】一方、走行路面には所定の間隔Ｔとして例
えば１ｍ間隔に磁力線４ａを有する磁石４が埋設され、
磁極を垂直にかつＮ極を上にして埋設される。なお、図
１においては、Ｎ極を上に位置させているが、Ｓを上に
位置させてもよい。

【００２４】次に、図２（ａ）及び（ｂ）は、磁界セン
サ２ａ〜２ｅの構造を示す図であり、図２（ａ）は車両
前面から見た正面図、図２（ｂ）は車両底面から見た底
面図である。

【００２５】縦ホール素子５ａ、横ホール素子５ｂ及び
前後ホール素子５ｇは近接して互いに感磁軸が直交する
ように基板７に固定される。感磁軸５ｃ，５ｄ，５ｊは
各ホール素子の感磁軸である。また、エレメント５ｅ，
５ｆ，５ｈは各ホール素子のエレメントである。なお、
縦ホール素子５ａ、横ホール素子５ｂ及び前後ホール素
子５ｇはそれぞれ比較的低コストで、高感度かつ温度特
性に優れ、雑音の少ないインジウムアンチモンのバルク
素子を使用するのが望ましい。さらに、縦ホール素子５
ａ、横ホール素子５ｂ及び前後ホール素子５ｇは、ガリ
ウム砒素、インジウム砒素、シリコン、ゲルマニウム等
のものや、蒸着、エピタキシャル成長等のものや、サー
チコイル、鎖交コイル、ＳＱＵＩＤ素子等を用いてもよ
い。また、磁界センサ２ａ〜２ｅはリード端子６ｂを基
板７に半田付けして固定されるものである。

【００２６】次に、図３は、本発明の一実施の形態に係
る車両走行位置検出装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００２７】磁界センサ２ａを構成する縦ホール素子５
ａ、横ホール素子５ｂ及び前後ホール素子５ｇの磁界セ
ンサ出力は差動アンプ８ａ、差動アンプ８ｂ及び差動ア
ンプ８ｃで差動増幅された後に、演算回路部１０に伝達
される。

【００２８】演算回路部１０は、内部にそれぞれ図示し
ないＡ／Ｄ変換器、オペアンプ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、クロック回路、電源回路等から構成される。

【００２９】さらに、Ｄ／Ａ変換器９ａによりアナログ
信号に変換されたヨー角信号は図示しない車両制御回路
に伝達される。また、Ｄ／Ａ変換器９ｂによりアナログ
信号に変換された横ずれ量信号も図示しない車両制御回
路に伝達される。

【００３０】なお、磁界センサ２ａ〜２ｅには、それぞ
れ縦ホール素子５ａ、横ホール素子５ｂ及び前後ホール
素子５ｇが内蔵されているので、ホール素子数は合計１
５個であり、各ホール素子から１５系統のセンサ出力信
号が各差動アンプを経由して演算回路部１０に入力され
るものである。

【００３１】次に、図５〜図１４を参照しつつ、図４に
示すフローチャートを用いて車両走行位置検出装置の信
号処理動作を説明する。

【００３２】まず、ステップＳ１０では、磁界センサ２
ａ〜２ｅから各差動アンプを経由して出力されるｃｈ１
〜ｃｈ１５までの１５系統のセンサ出力信号が演算回路
部１０内のＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。

【００３３】次に、ステップＳ２０では、磁界センサ２
ａ〜２ｅのうちどの磁界センサが最も磁石に近いかを判
断し、最も磁石に近い磁界センサのセンサ出力信号を以
下の手順に従って演算する。

【００３４】ここで、図５を用いて磁石４に最も近い磁
界センサの判断の仕方を説明する。なお、図５（ａ）
は、磁石４により形成される走行ライン上を車両が通過
する様子を上面より示した図であり、磁石４が磁界セン
サに近づくと図５（ｂ）のように、磁界センサ５ａ〜５
ｅの縦ホール素子から出力されるセンサ出力信号は変化
する。磁界センサ５ａ〜５ｅの縦ホール素子の出力電圧
を比較して最大のものが、磁石４に最も近い磁界センサ
であると判断する。ただし、磁石の極性が異なるとセン
サ出力信号の極性も反転するので、この演算処理は絶対
値で行うものとする。

【００３５】次に、ステップＳ３０では、磁界センサ２
ａ〜２ｅの磁界センサを結ぶ線から進行方向前方１５ｃ
ｍの位置に磁石４が来たか否かを判断する。磁石４が当
該位置に来た場合にはステップＳ４０に進む一方、そう
ではない場合にはステップＳ１０に進む。

【００３６】ここで、図６及び図７を用いて磁石４の磁
束密度分布とマップＢとの相関関係について説明する。

【００３７】図６は、磁石４の磁極軸線上に所定の距離
ｈを介したときの磁極軸方向の磁束密度を計測する方法
を示した図である。なお、紙面に対して奥行き方向に
は、磁界センサ２ａ〜２ｅと磁石４との位置は同一であ
る。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、距離ｈ( 大、
中、小) が変化した場合での、横ずれ量Ｙと縦ホール素
子５ａ及び横ホール素子５ｂの磁束密度との関係を示
す。縦ホール素子５ａ及び前後ホール素子５ｇとの関係
も同様である。

【００３８】図７（ｂ）のように、距離ｈが異なる場
合、同じ横ずれ量Ｙでも磁束密度が異なってくる。従っ
て、距離ｈの変化に依存しない横ずれ量Ｙを求めるため
には、図８に示すようなマップを用いる必要がある。な
お、本発明では、磁石４の磁場特性の関係において、横
ずれ量Ｙと距離ｈとの関係が非線形性が強いので、マッ
プを用いて線形変換を行っているが、磁石４の磁場特性
上、横ずれ量Ｙと距離ｈとの関係が線形が強いような形
状、材質を用いた場合には、数式を用いて線形変換を行
ってもよいことはいうまでもない。

【００３９】図６に示すように、横ずれ量Ｙに応じてＡ
〜Ｅまでの記号を付加すると、図８に示すマップＡにお
いては、Ａ〜Ｅへの軌跡を動く。ここで、縦ホール素子
５ａ及び横ホール素子５ｂをＹＸ座標に取り、領域を細
分して、図８に示すように、横ずれ量Ｙの大きさに応じ
て０〜７までの記号を入力する。次に、縦ホール素子５
ａ及び横ホール素子５ｂからの出力電圧値に対応するア
ドレス上にこの記号を入力してＲＯＭ化して記憶するよ
うにすれば、距離ｈが例えば大〜小に変動した場合で
も、距離ｈに依存しない横ずれ量Ｙが得られる。

【００４０】図４に戻り、ステップＳ３０での詳細な方
法を説明する。磁界センサ２ａ〜磁界センサ２ｅを結ぶ
線から進行方向前方１５ｃｍの位置に磁石４が来たか否
かを判断する方法として、図９に示すように、走行によ
り磁石４がＤ（右）Ｅ，Ｆ（中央）の３つの直線軌跡上
を進行方向後ろに接近した状態において説明する。

【００４１】走行により磁石４がＤ（右）Ｅ，Ｆ（中
央）の３つの直線軌跡上を進行方向後ろに接近したと
き、縦ホール素子５ａ及び前後ホール素子５ｇの磁束密
度は、図１０に示すように、２つの曲線軌跡を動く。

【００４２】図９に示す区間１ではそれぞれ、Ｄ１，Ｅ
１，Ｆ１に、地点２では、Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２、区間３で
はＤ３，Ｅ３，Ｆ３に位置する。磁界センサ２ａ〜磁界
センサ２ｅを結ぶ線から進行方向前方１５ｃｍの位置に
磁石４が位置したときは地点２である。縦ホール素子５
ａ及び前後ホール素子５ｇからの出力電圧値により対応
するアドレス上に進行方向前方１５ｃｍより遠い場合に
Ａを、進行方向前方１５ｃｍちょうどの場合にＢを、ま
た、進行方向前方１５ｃｍより近い場合にＣを入力する
ようにしてＲＯＭ化して記憶すれば、磁界センサ２ａ〜
２ｅを結ぶ線から進行方向前方１５ｃｍの位置に磁石４
が位置したか否かを判別することができる。

【００４３】次に、図１１に磁界センサ２ａ〜２ｅを結
ぶ線から進行方向前方１５ｃｍの位置に磁石４が位置し
た時のマップＢを示す。図６に示す処理方法と同様の処
理方法を用いて予め作成してＲＯＭに記憶しておく。

【００４４】図４に戻り、ステップＳ４０では、図１１
に示すマップＢを用いて縦磁束密度及び横磁束密度をマ
ップＢに投影させる。次に、ステップＳ５０では、進行
方向前方１５ｃｍにおける横ずれ量前Ｙf ’を求める。

【００４５】次に、ステップＳ６０では、磁界センサ２
ａ〜２ｅから出力されるｃｈ１〜ｃｈ１５までの１５系
統のセンサ出力信号が演算回路部１０内のＡ／Ｄ変換器
でデジタル信号に変換される。

【００４６】次に、ステップＳ７０では、磁界センサ２
ａ〜２ｅのうちどの磁界センサが最も磁石に近いかを判
断し、最も磁石に近い磁界センサのセンサ出力信号を上
述した手順に従って演算する。

【００４７】次に、ステップＳ８０では、磁界センサ２
ａ〜２ｅの直上位置に磁石４が来たか否かを判断する。
磁石４が当該位置に来た場合にはステップＳ９０に進む
一方、そうではない場合にはステップＳ６０に進む。

【００４８】次に、ステップＳ９０では、図８に示すマ
ップＡを用いて縦磁束密度及び横磁束密度をマップＡに
投影させる。次に、ステップＳ１００では、横ずれ量Ｙ
newを求め、Ｄ／Ａ変換器９ａ及び９ｂを通じてヨー角
信号及び横ずれ量信号を出力する。

【００４９】なお、磁界センサ直上位置に磁石４が来た
ことを判別するための方法としては、図５（ａ），
（ｂ）において、縦ホール素子５ａの出力信号が最大で
あることを、一般に知られているピークホールド処理を
用いて判別してもよい。

【００５０】次に、ステップＳ１１０では、磁界センサ
２ａ〜２ｅから出力されるｃｈ１〜ｃｈ１５までの１５
系統のセンサ出力信号が演算回路部１０内のＡ／Ｄ変換
器でデジタル信号に変換される。

【００５１】次に、ステップＳ１２０では、磁界センサ
２ａ〜２ｅのうちどの磁界センサが最も磁石に近いかを
判断し、最も磁石に近い磁界センサのセンサ出力信号を
上述した手順に従って演算する。

【００５２】次に、ステップＳ１３０では、磁界センサ
２ａ〜２ｅを結ぶ線から進行方向後方１５ｃｍの位置に
磁石４が位置したか否かを判断する。磁石４が当該位置
に来た場合にはステップＳ１４０に進む一方、そうでは
ない場合にはステップＳ１１０に進む。

【００５３】次に、ステップＳ１４０では、図１１に示
すマップＢを用いて縦磁束密度及び横磁束密度をマップ
Ｂに投影させる。次に、ステップＳ１５０では、進行方
向後方１５ｃｍにおける横ずれ量前Ｙr ’を求める。

【００５４】ここで、ステップＳ１６０では、ＲＡＭに
記憶されている前回横ずれ量Ｙoldを呼び出す。次に、
ステップＳ１７０では、１つの磁石間隔を車両が通過す
る時間に変化した横ずれ量Ｙの値であるＹsub を、 Ｙnew −Ｙold ＝Ｙsub という演算を行って求める。

【００５５】次に、ステップＳ１８０では、 Ｙf ＝Ｙf ’−Ｙsub という演算を行う。この演算により、Ｙf 及びＹr は磁
界センサ前後１５ｃｍにおけるそれぞれ、横ずれ量Ｙか
ら横すべり量ωを減じて補正した値になる。

【００５６】ここで、図１２（ａ），（ｂ）を用いて横
すべり量ωを減じて補正する理由を説明する。

【００５７】図１２（ａ）に示すように、車両がカーブ
等の過度状態に入ると、横すべり量が０であってもヨー
角θが発生する。このとき、 Ｙnew ＝Ｙold ，Ｙf ’≠ Ｙr ’ となり、同時に横すべりも発生する。なお、極限状態に
おいては、車両の向きと走行車線の向きが同一でも車両
が横すべりする状態もあり得る。例えば図１２（ｂ）に
示すように、 Ｙnew ≠Ｙold ，Ｙf ’＝Ｙr ’ となる。また、これらの現象は車両固有のものであり、
舵角等既知手法で測定するには困難であるため補正を行
うことは不可能である。しかし、これらの過度現象は車
速が比較的高い場合に顕著であり、車速が低い場合には
無視できる程度のものである。

【００５８】また、車速が高い場合には、１つの磁石間
隔を車両が走行する時間内では横すべり量は一定とみな
せるので、前回の横ずれ量Ｙold と今回の横ずれ量Ｙne
w から横すべり量ωを求めると、 Ｙnew −Ｙold ＝Ｙsub ≒ω 前回の横ずれ量Ｙold を今回の横ずれ量Ｙnew から減じ
た値Ｙsub を求めれば、Ｙsub はおおむね横すべり量ω
と同一とみなすことができる。なお、車速が低い場合に
は、Ｙsub を減じなくてもよい。

【００５９】また、Ｙf ’とＹr ’との平均値を求めて
Ｙsub としてもよい。

【００６０】図４に戻って、ステップＳ１９０では、 Ｙr ＝Ｙr ’−Ｙsub という演算を行う。

【００６１】次に、ステップＳ２００では、 Ｙf −Ｙr ＝Ｙyaw という演算を行う。

【００６２】次に、ステップＳ２１０では、

【数１】 ヨー角θ＝Ｔａｎ^−１（Ｙyaw／Ｌ） からヨー角θを演算する。なお、Ｌは横ずれ量前Ｙｆ’
を演算したときの位置から横ずれ量後Ｙｒ’を演算した
ときの位置 までの距離を表わしている。

【００６３】ここで、横ずれ量前及び横ずれ量後の精度
を０．５（ｍｍ）とすると、横ずれ量の精度は、

【数２】 となり、車両制御上は十分な精度となる。なお、マップ
Ｂの精度として、０．５（ｍｍ）程度を確保することは
容易である。

【００６４】次に、ステップＳ２２０では、Ｄ／Ａ変換
器９ｂからヨー角θを出力する。次に、ステップＳ２３
０では、横ずれ量Ｙnew をＹold に代入してＲＡＭの記
憶内容を更新する。

【００６５】以上の手順を順次に繰り返すことで、ヨー
角θを実時間で求めることが可能となる。

【００６６】次に、図１３（ａ），（ｂ）を用いて横す
べりしない場合でのヨー角θの有無によるＹf ’及びＹ
r ’の値の違いを補足説明する。

【００６７】なお、図１４（ａ）はヨー角制御がなく、
横ずれ制御のみの場合でのカーブ走行を示す図であり、
図１４（ｂ）はヨー角制御と横ずれ制御を行う場合での
カーブ走行を示す図である。

【００６８】次に、図１４（ａ），（ｂ）を用いてヨー
角制御の有無による車両の走行制御の収束性を説明す
る。

【００６９】ヨー角制御をＯＦＦしている場合、図１４
（ａ）に示すように、カーブ内（イ）では所定の定常偏
差を有して走行している。一方、カーブの曲率が急変す
るような場合、車両が直線（ロ）に入って定常偏差をな
くすよう急に右に切れ込み、そこで、磁石走行線の直上
を車両がヨー角を有して通過するが、横ずれ制御のみで
は、磁石走行線の直上であるから舵角中立に戻そうとし
て操舵ゲインを落とす。ところが、車両がヨー角を有し
ているため、すぐに磁石走行線の右側にはずれるので反
対操舵を行い、同様の制御を繰り返すので車両の走行が
左右に振動的になり、場合によっては発散状態に近づ
き、乗り心地が低下する。

【００７０】一方、ヨー角制御をＯＮしている場合、図
１４（ｂ）に示すように、カーブ内（ハ）で所定の定常
偏差を有して走行している。ヨー角制御が加わった場
合、車両が直線（ニ）に入って定常偏差をなくすように
急に右側に切れ込むが、磁石走行線に車両が接近したに
もかかわらず、ヨー角が大きいと判断するので、左操舵
に切り替えて滑らかに磁石走行線に近づくことができ、
左右の振動が極めて少なく、乗り心地が向上する。

【００７１】また、車両前端１カ所に磁界センサを配設
するだけでヨー角をもとめることが可能で、ハーネスお
よびケースがコストの大半を占める磁界センサとして
は、製造コストが低くなる。また車両デザイン的自由度
が向上するという効果が得られる。

【００７２】磁石群の代わりに誘導コイル群を用いた場
合は、磁気センサの代わりにアンテナコイルを用いれば
よい。他の構成、作用は同じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る車両走行位置検出
装置のシステム構成を示す図である。

【図２】磁界センサ２ａ〜２ｅの構造を示す図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る車両走行位置検出
装置の構成を示すブロック図である。

【図４】車両走行位置検出装置の信号処理動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図５】磁石４に最も近い磁界センサの判断の仕方を説
明するための図である。

【図６】磁石４の磁束密度分布について説明するための
図である。

【図７】磁石４の磁束密度分布とマップＢとの相関関係
について説明するための図である。

【図８】縦磁束密度及び横磁束密度に対応する横ずれ量
を示すマップである。

【図９】走行により磁石４が３つの直線軌跡上を進行方
向後ろに接近した状態を説明するための図である。

【図１０】縦磁束密度及び前後磁束密度に対応する前後
ずれ量を示すマップである。

【図１１】磁界センサ２ａ〜２ｅを結ぶ線から進行方向
前方１５ｃｍの位置に磁石４が位置した時のマップＢを
示す。

【図１２】横すべり量ωを用いて補正する理由を説明す
るための図である。

【図１３】横すべりしない場合でのヨー角θの有無によ
るＹf ’及びＹr ’の値の違いを補足説明するための図
である。

【図１４】ヨー角制御の有無による車両の走行制御の収
束特性を説明するための図である。

【図１５】従来の車両走行位置検出装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ａ〜２ｅ 磁界センサ １０ 演算回路部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 - 21/36 G05D 1/00 - 1/12 G08G 1/00 - 9/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車線中央部に磁石または誘導コイルが所定
   間隔毎に埋設されている走行路面を走行し、自車両の車
   線に対する走行位置を検出する車両走行位置検出装置で
   あって、 車両に設けられて磁界または電磁界を検出する検出手段
   と、前記磁石または誘導コイルが検出手段に対して進行方向
   前部に位置しているときの 前記磁石または誘導コイルと
   前記検出手段との距離が第１の所定距離になった場合
   に、前記検出手段の出力に基づいて、車両の前部横ずれ
   量を演算する前部横ずれ量演算手段と、前記磁石または誘導コイルが検出手段に対して進行方向
   後部に位置しているときの 前記磁石または誘導コイルと
   前記検出手段との距離が第２の所定距離になった場合
   に、前記検出手段の出力に基づいて、車両の後部横ずれ
   量を演算する後部横ずれ量演算手段と、 前部横ずれ量を演算した位置から後部横ずれ量を演算し
   た位置までの距離、前部横ずれ量及び後部横ずれ量に基
   づいて前記車線に対する車両の前後軸線がなすヨー角を
   演算するヨー角演算手段と、を有することを特徴とする
   車両走行位置検出装置。
2. 【請求項２】車線中央部に磁石または誘導コイルが所定
   間隔毎に埋設されている走行路面を走行し、自車両の車
   線に対する走行位置を検出する車両走行位置検出装置で
   あって、 車両に設けられて磁界または電磁界を検出する検出手段
   と、前記磁石または誘導コイルが検出手段に対して進行方向
   前部に位置しているときの 前記磁石または誘導コイルと
   前記検出手段との距離が第１の所定距離になった場合
   に、前記検出手段の出力に基づいて、車両の前部横ずれ
   量を演算する前部横ずれ量演算手段と、 前記検出手段が前記磁石または誘導コイルの真上位置に
   到達したかどうかを判断する位置判断手段と、 前記検出手段が前記磁石または誘導コイルの真上位置に
   到達した場合に、前記検出手段の出力に基づいて、車両
   の横ずれ量を演算する横ずれ量演算手段と、前記磁石または誘導コイルが検出手段に対して進行方向
   後部に位置しているときの 前記磁石または誘導コイルと
   前記検出手段との距離が第２の所定距離になった場合
   に、前記検出手段の出力に基づいて、車両の後部横ずれ
   量を演算する後部横ずれ量演算手段と、 前部横ずれ量を演算した位置から後部横ずれ量を演算し
   た位置までの距離、前部横ずれ量及び後部横ずれ量に基
   づいて前記車線に対する車両の前後軸線がなすヨー角を
   演算するヨー角演算手段と、 前回の横ずれ量と今回の横ずれ量の差から車両の横すべ
   り量を演算する横すべり量演算手段と、を有することを
   特徴とする車両走行位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、 車両に対して高さ方向の磁界または電磁界を検出する縦
   電磁界検出手段と、 車両に対して幅方向の磁界または電磁界を検出する横電
   磁界検出手段と、を有する一方、 前記前部横ずれ量演算手段及び前記後部横ずれ量演算手
   段は、 縦電磁界検出手段及び横電磁界検出手段により検出され
   た縦磁束または電束密度及び横磁束または電束密度に対
   応させて横ずれ量を変換する横ずれ量変換手段を有する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両走行位置検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、 車両前端の一カ所に設けられることを特徴とする請求項
   ２または３記載の車両走行位置検出装置。