JP3357334B2 - 車両検出装置 - Google Patents

車両検出装置

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JP3357334B2
JP3357334B2 JP2000052572A JP2000052572A JP3357334B2 JP 3357334 B2 JP3357334 B2 JP 3357334B2 JP 2000052572 A JP2000052572 A JP 2000052572A JP 2000052572 A JP2000052572 A JP 2000052572A JP 3357334 B2 JP3357334 B2 JP 3357334B2
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oscillation
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栄一 廣瀬
真一 西本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ループコイルを使
用して車両の有無を検出するものに係り、更に詳しく
は、車両が駐車されていないときと駐車されたときにお
ける発振回路のパルス波を比較して、車両の有無を検出
するようにしたものにおいて、検出精度を上げ、簡単な
構成で多数の駐車スペースの管理ができるようにしたも
のに関する。
【0002】
【従来技術】従来から駐車場における車両の有無の検出
には、一般にループコイルを備えた車両検出装置が使用
されている。この車両検出装置は、車両が駐車されたと
きのループコイルの特性の変化を利用して車両の有無を
検出するというものである。
【0003】上記した車両検出装置としては、例えば、
所定の磁束を発生する送信用ループコイルと、このルー
プコイルから所要の距離を置いて配置されている受信用
ループコイルとを備えたものが知られている。
【0004】この車両検出装置によれば、送信用ループ
コイルと受信用ループコイルとの間に駐車することによ
って、受信用ループコイルが送信用ループコイルの磁束
を受信し、受信用ループコイルに誘導起電力が誘起され
たことを感知部が感知することによって車両の有無が検
出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した車両
検出装置では、送信用ループコイルと受信用ループコイ
ルとが所要の距離をおいて配置してあるため、送信用ル
ープコイルの磁束は、受信用ループコイルに受信される
までにある程度減衰してしまう。従って、通常、従来の
ものには増幅器が備えられている。しかし、増幅器を設
けることによって、送信用ループコイルの磁束によるも
のではないノイズ等まで増幅してしまい、これが感知部
に誤動作をおこさせる原因となり、車両検出精度が十分
ではなかった。
【0006】また、この車両検出装置には、どこの駐車
スペースに車両が駐車されているのかを正確に検出する
ために、受信用ループコイルに誘導起電力が誘起された
ことを感知する感知部が各受信用ループコイルに一つず
つ設けられている。この感知部は、センサやマイクロコ
ンピュータなどの高価な部品で構成されており、このた
め構成も複雑となり、車両検出装置の設置には、多大な
コストがかかっていた。
【0007】通常、発振回路としては、ハートレーやコ
ルピッツと称されるコンデンサを備えた形式のものが一
般的である。しかし、コンデンサは、電極の間に誘電体
を有しており、気候等の変化によって電極の間隔が変化
したり、誘電体の特性が変化したりするという特性を有
している。このためコンデンサを有する発振回路を採用
した場合では、パルス波が安定せず、これが誤動作の原
因ともなっている。
【0008】本発明者はコンデンサを使用しないで発振
させることができないか実験を試み、発振回路にループ
コイルと抵抗による、いわゆるLR発振回路を採用する
ことによって、不安定要素であるコンデンサを用いてい
ないで安定したパルス波が得られることを知見した。本
発明はこの知見に基づいて完成したものである。
【0009】そこで本発明の目的は、ノイズ等による誤
動作が生じにくく、車両検出精度の高い車両検出装置を
提供することにある。また、本発明の他の目的は、簡単
な構成で多数の駐車スペースの管理ができ、しかも、設
置コストの低減が図れる車両検出装置を提供することに
ある。更に、本発明の他の目的は、安定したパルス波が
得られるようにすることで、誤動作をおこしにくく、車
両の検出精度を安定させた車両検出装置を提供すること
にある。本発明のその他の目的は以下の説明から明らか
になるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた本発明の手段は次のとおりである。第1の発明
にあっては検出部と、駐車スペースに設置されたループ
コイルとを備え、上記検出部は、上記ループコイルと対
応して設けられており、該ループコイルと組み合わされ
て発振回路を構成するコイル発振手段と、上記発振回路
から発振されたパルス波で車両の有無を判別する一の判
別手段と、を含んでおり、上記コイル発振手段は、スイ
ッチング回路と、ヒステリシス回路と、抵抗を含み、
記判別手段は、排他的判別回路と、計測手段と、判断・
演算・記憶または処理機能から選ばれた一または二以上
の機能を有するマイクロコンピュータを含み、上記発振
回路は、ループコイルと、ヒステリシス回路と、スイッ
チング回路とを直列に接続して閉回路を構成しているこ
とを特徴とする、車両検出装置である。
【0011】第2の発明にあっては、検出部と、複数の
駐車スペースに設置された各ループコイルと、を備え、
上記検出部は、上記各ループコイルとそれぞれ対応して
設けられており、これらの対応する各ループコイルと組
み合わされて発振回路を構成するコイル発振手段と、上
記各発振回路から発振されたパルス波で車両の有無を判
別する、少なくとも一の判別手段と、を含んでおり、上
記コイル発振手段は、スイッチング回路と、ヒステリシ
ス回路と、抵抗を含み、上記判別手段は、排他的判別回
路と、計測手段と、判断・演算・記憶または処理機能か
ら選ばれた一または二以上の機能を有するマイクロコン
ピュータを含み、上記発振回路は、ループコイルと、ヒ
ステリシス回路と、スイッチング回路とを直列に接続し
て閉回路を構成していることを特徴とする、車両検出装
置である。
【0012】(作 用) 本発明に係る車両検出装置は、増幅器を備えていないた
めにノイズ等の増幅による誤動作をおこさないか、また
はおこすおそれが少なく、車両検出精度について高い信
頼性を備えている。
【0013】本発明に係る車両検出装置は、発振回路が
コイルと抵抗からなる時定数回路を採用しており、不安
定要素であるコンデンサを用いていないので、コンデン
サを備えた形式のものよりも安定したパルス波を得るこ
とができる。これにより誤動作をおこしにくく、車両の
検出精度を安定させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明を図面に示した実施の形態
に基づき更に詳細に説明する。図1は車両検出装置を説
明するためのブロック図である。車両検出装置Sは、ル
ープコイルL,Lと検出部2を有している。なお、本実
施の形態で車両検出装置は、2台の駐車スペース用のも
のを示しているが、駐車スペースの数は限定されない。
また、図1の一点鎖線で囲まれた部分を表す符号,
は駐車スペースを示しており、各駐車スペースには車両
が一台ずつ駐車できる。
【0015】検出部2は、コイル発振手段11,11
と、判別手段3とを備えている。コイル発振手段11,
11は、車両が駐車される各駐車スペース,にそれ
ぞれ埋設してあるループコイルL,Lと接続されて発振
回路1a、1bを構成する。符号4は判別手段3で判定
された結果に基づき、命令を受けて作動する作動装置を
示している。
【0016】判別手段3は、発振回路1a,1bのパル
ス波とマイクロコンピュータが発する計測時間パルス波
との論理積を演算する排他的判別回路であるAND回路
30と、演算されたパルス波数を計数する計測手段であ
るカウンタ31と、計数されたパルス波数により車両の
有無の判定等を行うマイクロコンピュータ32を備えて
いる。
【0017】図2は図1に示す発振回路を説明するため
の図である。コイル発振手段11は、抵抗Rと、ヒステ
リシス回路111と、スイッチング回路112を備えて
いる。このため発振回路1a,1bは、ループコイルL
と抵抗Rを含む時定数回路またはLR発振回路となる。
抵抗Rは、ループコイルLの過渡現象と協働して時定数
τを導出する。ヒステリシス回路111は、ヒステリシ
ス時間をもってスイッチング回路112を動作させる。
【0018】スイッチング回路112は、ヒステリシス
回路111を経た電流によって、ハイレベルの電圧値を
有する電流を流したり、ローレベルの電圧値を有する電
流を流したりする。なお、「ハイレベル」の電圧値と
は、所定の電圧値(0.368E)以上を指し、「ロー
レベル」の電圧値とは、所定の電圧値(0.368E)
未満(ゼロの場合も含む)を指す。
【0019】図3は、図2のBにおいて、時間の経過と
ともに電圧値が変化する状態を示す図である。図4は発
振回路で発生したパルス波を整形した波形図である。図
2ないし図4を参照して発振原理を説明する。なお、説
明の便宜上、図2におけるスイッチング回路112とル
ープコイルLの間をA、ループコイルLとヒステリシス
回路111の間をB、ヒステリシス回路111とスイッ
チング回路112の間をCと表して説明する。
【0020】ハイレベルの電圧値を有する電流がスイッ
チング回路112からAに供給されると、AとBとの間
には、ループコイルLの特性から図3で示す過渡現象の
波形で表されるような電圧値でもって電流が流れる。こ
の過渡現象による波形は、次の計算式によって求められ
る。 E(t)=L(d/dt)I・sinωt E 電圧値 [V] I 電流値 [A] t 時間 [s] ω 各周波数[rad/s]
【0021】ループコイルLを流れる電流の電圧値がハ
イレベルの状態から過渡現象により所要の時間をかけて
所定の電圧値(0.368E)にまで下がると、ヒステ
リシス回路111がヒステリシス時間をもってスイッチ
ング回路112を動作させる。このようにヒステリシス
回路111が、ヒステリシス時間をもち、ロジック動作
をさせることによって、パルス波を整形すると共にスイ
ッチング回路112に安定した動作をさせることが可能
となる。
【0022】なお、ヒステリシス回路111を構成する
ものとしては、例えば、ヒステリシスを備えたインバー
ターを2個直列に接続したもの等を挙げることができる
が、ヒステリシス回路111の構成はこれに限定されな
い。
【0023】電流がループコイルLへ流れると、ハイレ
ベルの電圧値から上記した所定の電圧値(0.368
E)にまで下がる時間は、時定数τで表される(図3参
照)。時定数τは、次の計算式によって求められる。 τ=L/R τ 時定数 L インダクタンス[H] R インピーダンス[Ω] 時定数τで表される時間によって、パルス波の立ち上が
りからパルス波の立ち下がりまでのパルス幅が形成され
る(図4参照)。
【0024】スイッチング回路112は、ヒステリシス
回路111を通過したCの電流によって、Aにハイレベ
ルの電圧値を有する電流を流したり、ローレベルの電圧
値を有する電流を流したりする。
【0025】図5はパルス波によって車両を検出する原
理を説明するための波形図である。 (a) は車両が駐車されていない状態における発振回路の
パルス波、 (b) は車両が駐車された状態における発振回路のパルス
波、 (c) は立ち上がりから立ち下がりまでが一定幅のパルス
波であり、該パルス波は計測時間を構成する。 (d) は車両が駐車されていない状態における発振回路の
パルス波と、計測時間のパルス波との論理積を演算した
状態のパルス波、 (e) は車両が駐車された状態における発振回路のパルス
波と、計測時間のパルス波との論理積を演算した状態の
パルス波を示している。
【0026】図1ないし図5を参照して車両検出装置に
よる検出原理を説明する。まず、簡単に説明すると、車
両検出装置Sは、マイクロコンピュータ32により予め
設定した計測時間内における、各駐車スペース,に
車両が駐車されていないときのパルス波数と、駐車され
たときのループコイルLのインダクタンスが変化した状
態でのパルス波数とを比較して、その変化量により車両
の有無を検出するものである。
【0027】更に詳しく説明する。 [車両が駐車されていない状態] 駐車スペース,に車両が駐車されていないときのパ
ルス波を「計測パルス波A」と称す(図5(a)参照)。
なお、特に説明上必要があるときは、発振回路1aでの
計測パルス波Aを「計測パルス波Aa」と称し、発振回
路1bでの計測パルス波Aを「計測パルス波Ab」と称
す。
【0028】発振回路1a,1bは、各発振回路1a,
1b固有の計測パルス波Aa,Abを発振し、計測パル
ス波Aa,AbはAND回路に送られている。計測パル
ス波Aは、車両の影響を受けておらず、それぞれに略均
一なパルス波形状を形成する。なお、発振回路1a,1
bは、車両検出装置Sの作動中は連続したパルス波が出
力されるように常時発振している。
【0029】マイクロコンピュータ32は計測時間パル
ス波(図5(c) 参照)を発生し、この計測時間パルス波
はAND回路に送られる。計測時間パルス波は、発振回
路1a,1bから出力される計測パルス波Aよりも立ち
上がりから立ち下がりまでの時間が長い。
【0030】計測パルス波Aと、マイクロコンピュータ
32による計測時間パルス波との論理積をAND回路3
0により演算する。計測時間パルスは、この計測時間パ
ルス中の”ア”の部分が割り当て手段によって計測パル
ス波Aaに割り当てられており、AND回路によって計
測時間パルス波中の”ア”の部分と計測パルス波Aaと
の論理積が取られる。また、計測時間パルス中の”イ”
の部分は、計測パルス波Abに割り当てられており、同
じくAND回路によって計測時間パルス波中の”イ”の
部分と計測パルス波Abとの論理積が取られる。
【0031】AND回路により計測パルス波Aと計測時
間パルス波との論理積が演算されたパルス波を「論理積
パルス波A」と称す(図5(d) 参照)。なお、特に説明
上必要があるときは、発振回路1aでの論理積パルス波
Aを「論理積パルス波Aa」と称し、発振回路1bでの
論理積パルス波Aを「論理積パルス波Ab」と称す。つ
まり、計測時間パルス波は、図5(c) の”ア”の部分で
は発振回路1aの計測パルス波Aaとの論理積パルス波
Aaを算出する。”イ”の部分では発振回路1bの計測
パルス波Abとの論理積パルス波Abを算出する。
【0032】発振回路1a,1bによるそれぞれの論理
積パルス波Aa,Abのパルス波数をカウンタ31によ
り計数する。パルス波数の情報はマイクロコンピュータ
32に送られる。
【0033】マイクロコンピュータ32には、記憶され
ている基準値と、送られたパルス波数の数値との差分を
比較し、この差分パルス波数の数値が予め決められた所
定の数値を越えていなければ車両無しと判定し、越えて
いれば車両有りと判定する判定値が設定されている。な
お、基準値は、初期設置時の車の無い状態での論理積パ
ルス波の検出値が設定してある。
【0034】パルス波数の情報が送られると、マイクロ
コンピュータ32によってこのパルス波数と基準値との
差分が比較されて、この差分パルス波数が上記した判定
値を越えていないかどうか判定される。
【0035】なお、上記のように発振回路が複数あり計
測パルス波も複数ある場合では、各論理積パルス波がど
の発振回路から出力された計測パルス波との論理積を演
算したものなのかが認識されれば、計測時間パルス波と
計測パルス波の組み合わせ順序は、特に限定されない。
また、計測時間パルス波による計測時間は、任意に設定
することができる。
【0036】[車両が駐車されている状態] 駐車スペースやに車両が駐車すると、ループコイル
Lが車両の影響を受けてインダクタンスが変化する。こ
れにより駐車された駐車スペース,に設けてある発
振回路1a,1bからは、駐車前の計測パルス波とは形
状の異なるパルス波が出力される。この駐車スペースに
車両が駐車されたときのパルス波を「計測パルス波B」
と称す(図5(b)参照)。なお、特に説明上必要がある
ときは、発振回路1aでの計測パルス波Bを「計測パル
ス波Ba」と称し、発振回路1bでの計測パルス波Bを
「計測パルス波Bb」と称す。
【0037】以下、駐車スペースに車両が駐車された
場合を例にとって説明する。発振回路1aの計測パルス
波Baは、計測時間パルス波によって論理積がAND回
路30で演算される。AND回路30により計測パルス
波Baと上記した計測時間パルス波との論理積が演算さ
れたパルス波を「論理積パルス波B」と称す(図5(e)
参照)。なお、特に説明上必要があるときは、発振回路
1aでの論理積パルス波Bを「論理積パルス波Ba」と
称し、発振回路1bでの論理積パルス波Bを「論理積パ
ルス波Bb」と称す。
【0038】発振回路1aによる論理積パルス波Ba
は、パルス波数が論理積パルス波Aaと同様にカウンタ
31により計数され、このパルス波数の情報は、マイク
ロコンピュータ32に送られる。なお、マイクロコンピ
ュータ32に送られた論理積パルス波Baは、インダク
タンスの減少により時定数τが短くなるので、論理積パ
ルス波Baのパルス波数の方が論理積パルス波Aaのパ
ルス波数より数が多く検出される。
【0039】マイクロコンピュータ32によって論理積
パルス波Baのパルス波数と基準値との差分が比較され
て、差分パルス波数が判定値を越えていないかどうか判
定される。上記したように論理積パルス波Baのパルス
波数は、論理積パルス波Aaのパルス波数より数が多く
検出されるので、これにより差分パルス波数が判定値を
越えた値となり、その結果、マイクロコンピュータ32
は車両有りと判定する。
【0040】車両有りと判定したマイクロコンピュータ
32は、作動装置に命令を送り、作動装置4を作動させ
る。本実施の形態において作動装置は特に具体例を挙げ
て説明していないが、この作動装置としては、例えば、
車両が駐車されたことを外部に伝達する装置(照明装
置、音声発生装置など)や車両の出庫や入庫を防止する
装置(車両のシャシーと当接する昇降板、駐車場の出口
を封鎖するバーやポールやシャッターなど)などを挙げ
ることができる。
【0041】車両が駐車されている状態から出庫したと
きは、ループコイルLのインダクタンスが変化してもと
の状態に戻るので、発振回路1aからは計測パルス波A
aが出力されるようになる。これにより論理積パルス波
Aaのパルス波数と基準値のパルス波数とが比較される
ようになり、その差分パルス波数が判定値を越えないよ
うになるので、マイクロコンピュータ32は、再び車両
無しと判定する。
【0042】本実施の形態において車両検出装置Sは、
2台の駐車スペースが管理できるようにしたものを例示
したが、車両検出装置Sはこれに限定するものではな
く、1台の駐車スペースに少なくとも一つの発振回路が
備えられていれば、1台のみまたは2台より多い複数台
の駐車スペースを管理することもできる。
【0043】本実施の形態に係る車両検出装置Sは、増
幅器を備えていないためにノイズ等の増幅による誤動作
をおこさないか、またはおこすおそれが少なく、車両検
出精度について高い信頼性を備えている。
【0044】車両検出装置Sは、発振回路1a,1bが
ループコイルLと抵抗RによるいわゆるLR発振回路を
採用しており、不安定要素であるコンデンサを用いてい
ないので、コンデンサを備えた形式のものよりも安定し
たパルス波を得ることができる。これにより誤動作をお
こしにくく、車両の検出精度を安定させることができ
る。
【0045】また、車両検出装置Sは、マイクロコンピ
ュータ32の計測時間パルス波の計測時間を長くして、
この計測時間に含まれる論理積パルス波Aと論理積パル
ス波Bのパルス波数がより多く計数できるようにすれ
ば、差分パルス波数の数値も大きくなり、車両検出の精
度を高めることができる。
【0046】計測時間パルス波は、割り当て手段によっ
て所定の計測時間パルス波が各発振回路1a,1bに割
り当てられており、この割り当てられた計測時間パルス
波の計測時間に含まれる各発振回路1a,1bのパルス
波の変化量により車両の有無を検出するようにしてある
ので、一つの判別手段3により複数の発振回路1a,1
bを管理することができる。これにより車両検出装置S
は、部品数を少なくして構造が簡単にでき、しかも、増
幅器が不要で、判別手段等も少なくて済むので、設置す
るためのコストを低減することができる。
【0047】なお、温度や湿度等の外気の小さな変化に
よってループコイルLのインダクタンスにわずかではあ
るが変化が生じることがある。この程度のパルス波の変
動は、マイクロコンピュータ32による判定値の範囲内
におさめることができるので、特にこの変動が原因で誤
動作を生じるようなことは殆どない。しかし、季節な
ど、外気の大きな変化によってはループコイルLのイン
ダクタンスに影響を与え検出精度に悪影響を与える。
【0048】そこで、その補償手段として次のような手
段を講じている。例えば車がいない通常状態と判定した
場合は、このパルス波数の情報がマイクロコンピュータ
32に予め設定されている所定の回数サンプリングされ
る。サンプリングされたパルス波の情報は、その平均値
が計算される。そして、マイクロコンピュータ32に記
憶された基準値がこの平均値の値で書き換えられる。こ
のようにしてマイクロコンピュータ32に記憶される基
準値は更新される。なお、車両を検出した場合には、パ
ルス波数の平均値を求めるサンプリングは止められる。
【0049】従って、車両検出装置Sは、温度や湿度等
の外気の大きな変化によってループコイルLのインダク
タンスに変化が生じた場合でも、基準値に記憶される情
報が、このときの外気の温度や湿度等の要因によって変
化したものに書き換えられて、その都度補正されるよう
にしてあるので、外気に大きな変化が生じたときでも、
精度の高い状態での検出が可能であり、車両検出の信頼
性がより高い。
【0050】本明細書で使用している用語と表現は、あ
くまでも説明上のものであって、なんら限定的なもので
はなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等
価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の
技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるとい
うことは言うまでもない。
【0051】
【発明の効果】本発明は上記構成を備え、次の効果を有
する。 (a) 本発明に係る車両検出装置は、増幅器を備えて
いないためにノイズ等の増幅による誤動作をおこさない
か、またはおこすおそれが少なく、車両検出精度につい
て高い信頼性を備えている。
【0052】(b) 本発明に係る車両検出装置は、発
振回路がコイルと抵抗からなる時定数回路を採用してお
り、不安定要素であるコンデンサを用いていないので、
コンデンサを備えた形式のものよりも安定したパルス波
を得ることができる。これにより誤動作をおこしにく
く、車両の検出精度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両検出装置を説明するためのブロック図。
【図2】図1に示す発振回路を説明するための図。
【図3】図2のBにおいて、時間の経過とともに電圧値
が変化する状態を示す図。
【図4】発振回路で発生したパルス波を整形した波形
図。
【図5】パルス波によって車両を検出する原理を説明す
るための波形図。
【符号の説明】
S 車両検出装置 L ループコイル R 抵抗 1a,1b 発振回路 11 コイル発振手段 111 ヒステリシス回路 112 スイッチング回路 2 検出部 3 判別手段 30 AND回路 31 カウンタ 32 マイクロコンピュータ 4 作動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−105476(JP,A) 特開 平9−119984(JP,A) 特開 平1−151663(JP,A) 特開 平11−337658(JP,A) 特開 平11−328586(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/14 G01V 3/10 G08G 1/042

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出部と、駐車スペースに設置された
    ープコイルとを備え、 上記検出部は、 上記ループコイルと対応して設けられており、該ループ
    コイルと組み合わされて発振回路を構成するコイル発振
    手段と、 上記発振回路から発振されたパルス波で車両の有無を判
    別する一の判別手段と、を含んでおり、 上記コイル発振手段は、スイッチング回路と、ヒステリ
    シス回路と、抵抗を含み、 上記判別手段は、排他的判別回路と、計測手段と、判断
    ・演算・記憶または処理機能から選ばれた一または二以
    上の機能を有するマイクロコンピュータを含み、上記発振回路は、ループコイルと、ヒステリシス回路
    と、スイッチング回路とを直列に接続して閉回路を構成
    していることを特徴とする、 車両検出装置。
  2. 【請求項2】 検出部と、複数の駐車スペースに設置さ
    れた各ループコイルと、 を備え、上記検出部は、 上記各ループコイルとそれぞれ対応して設けられてお
    り、これらの対応する各ループコイルと組み合わされて
    発振回路を構成するコイル発振手段と、 上記各発振回路から発振されたパルス波で車両の有無を
    判別する、少なくとも一の判別手段と、を含んでおり、 上記コイル発振手段は、スイッチング回路と、ヒステリ
    シス回路と、抵抗を含 み、 上記判別手段は、排他的判別回路と、計測手段と、判断
    ・演算・記憶または処理機能から選ばれた一または二以
    上の機能を有するマイクロコンピュータを含み、上記発振回路は、ループコイルと、ヒステリシス回路
    と、スイッチング回路とを直列に接続して閉回路を構成
    していることを特徴とする、 車両検出装置。
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