JP3381397B2

JP3381397B2 - 車両用ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP3381397B2
Application number: JP18477594A
Authority: JP
Inventors: 弘之北川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH0850024A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の現在位置を検出
して走行案内を行う車両用ナビゲーション装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用ナビゲーション装
置において、車両の回転により角速度信号を発生する角
速度センサと、車両の走行速度に応じた車速信号（車速
パルス信号）を発生する車速センサとを備え、それぞれ
のセンサからの信号に基づき、車両の現在位置を検出す
るようにしたものが種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような装置におい
て、センサが正しく作動しないと現在位置を正しく検出
することができず誤った走行案内をしてしまう。例え
ば、角速度センサが異常になった場合に、その角速度セ
ンサの異常状態の信号を使って現在位置の検出を行う
と、車両の現在位置が誤ったものになり、正確なる走行
案内をすることができない。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、角速度センサが異常になった時に他の代替手段によ
り現在位置を検出し、角速度センサが異常になった場合
でも走行案内を十分行えるようにすることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１に記載の発明においては、車両の角
速度を検出し、角速度信号を出力する角速度センサ
（１）と、車両の走行速度に応じた車速信号を発生する
車速センサ（２）と、前記角速度信号および前記車速信
号に基づいて車両の現在位置を検出する現在位置検出手
段（３００）とを備え、この検出された現在位置に基づ
いて走行案内を行う車両用ナビゲーション装置におい
て、前記角速度信号が車両の回転状態を示す正常な信号
であり、この正常な信号発生状態が所定時間以上継続し
たことにより前記角速度センサ（１）の異常を判定する
異常判定手段（２１１〜２１４）を有し、この異常判定
手段（２１１〜２１４）にて前記角速度センサ（１）の
異常を判定した時に、代替手段（３，４００）により前
記現在位置の検出を行うことを特徴としている。

【０００６】

【０００７】請求項２に記載の発明においては、車両の
角速度を検出し、角速度信号を出力する角速度センサ
（１）と、車両の走行速度に応じた車速信号を発生する
車速センサ（２）と、人工衛星からの信号を受信して車
両の位置情報および進行方向情報を出力するＧＰＳ受信
機（３）と、前記角速度信号、前記車速信号および前記
位置情報に基づいて車両の現在位置を検出する現在位置
検出手段（３００）とを備え、この検出された現在位置
に基づいて走行案内を行う車両用ナビゲーション装置に
おいて、前記角速度センサ（１）からの角速度信号に基
づく方位変化量（ΔＤgyro）と、前記ＧＰＳ受信機
（３）からの進行方向情報に基づく方位変化量（ΔＤgp
s ）との差を検出し、この差が所定値を越える状態によ
り前記角速度センサの異常を判定する異常判定手段（２
２２〜２２６）を有し、この異常判定手段（２２２〜２
２６）にて前記角速度センサ（１）の異常を判定した時
に、代替手段（３，４００）により前記現在位置の検出
を行うことを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の発明において、前記代替手段（３，４０
０）は、人工衛星からの信号を受信して車両の位置情報
を出力するＧＰＳ受信機（３）を含み、このＧＰＳ受信
機（３）からの位置情報により前記現在位置の検出を行
うことを特徴としている。

【０００９】なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１０】

【発明の作用効果】請求項１に記載の発明によれば、角
速度信号が車両の回転状態を示す信号であり、この信号
発生状態が所定時間以上継続したことにより角速度セン
サの異常を判定している。すなわち、車両の回転状態は
ある程度続いてもある一定以上は通常は続かず、そのよ
うな状態が所定時間以上継続する時は、角速度センサが
異常であると判断される。従って、この場合も他の代替
手段による現在位置検出により走行案内を十分行うこと
ができる。

【００１１】

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、角速度セ
ンサからの角速度信号に基づく方位変化量と、ＧＰＳ受
信機からの進行方向情報に基づく方位変化量との差を検
出し、この差が所定値を越える状態により角速度センサ
の異常を判定している。すなわち、角速度センサ信号に
より求められる方位変化量とＧＰＳ受信機からの進行方
向情報に基づく方位変化量とはある程度一致した関係に
あり、その差が大きい状態になった時は、角速度センサ
が異常であると判断される。従って、この場合も他の代
替手段による現在位置検出により走行案内を十分行うこ
とができる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、角速度セ
ンサが異常と判定された時に、ＧＰＳ受信機からの位置
情報により現在位置の検出を行ようにしている。ＧＰＳ
受信機からの位置情報は多少誤差が含まれているもの
の、ある程度正確に現在位置を検出することができるた
め、これにより走行案内を十分行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。（第１実施例）図１は、本発明の実施例を示す全体構成
図である。この図１において、角速度センサ１は、車両
の角速度を検出し角速度信号（ヨー出力）を発生する。
この角速度センサ１としては、振動型角速度センサ、光
ファイバージャイロ、ガスレートジャイロ等を用いるこ
とができる。車速センサ２は、車両の走行速度に応じた
車速パルス信号を発生する。

【００１５】ＧＰＳ受信機３は、人工衛星からの受信信
号に基づき、車両の位置情報、車両の進行方向情報（速
度ベクトル）を出力する。制御部４は、マイクロコンピ
ュータ等により構成され、地図メモリ５からの地図デー
タに基づいて車両の現在位置を含む領域の道路地図を表
示部６に表示させる。また、角速度センサ１、車速セン
サ２からの信号により現在位置を算出するとともに、こ
の算出した現在位置をＧＰＳ受信機３からの位置情報に
より補正して、正確なる現在位置を検出する。これは、
角速度センサ１、車速センサ２からの信号により算出さ
れた現在位置が、それぞれのセンサ誤差により累積的に
誤差が生じる可能性があり、これをＧＰＳ受信機からの
位置情報により補正することによって、現在位置検出に
おける累積的誤差を少なくするためである。そして、こ
の検出された現在位置を表示部６の道路地図表示上に表
示させる。

【００１６】上記構成において、制御部４は、ナビゲー
ションに関する種々の演算処理を実行する。この演算処
理のうちの現在位置算出等の演算処理を図２に示す。ま
ず、ステップ１００にて、角速度センサ１、車速センサ
２、ＧＰＳ受信機３からの信号を入力する。この後、ス
テップ２００にて角速度センサ１が正常であるか否かを
判定する。この判定の詳細については後述する。

【００１７】このステップ２００にて角速度センサが正
常であると判定された場合は、ステップ３００に進み、
上述したように、角速度センサ１、車速センサ２からの
それぞれの信号により現在位置を算出するとともに、こ
の算出した現在位置をＧＰＳ受信機３からの位置情報等
により補正して、現在位置を検出し、表示部６の道路地
図表示上に車両の現在位置を表示させる。

【００１８】また、ステップ２００にて角速度センサが
異常であると判定され、後述する角速度センサ異常フラ
グがセットされている場合は、ステップ４００に進む。
この場合は、角速度センサ１、車速センサ２による現在
位置の算出を行わず、ＧＰＳ受信機３からの位置情報に
基づいて現在位置を検出し、表示部６の道路地図表示上
に車両の現在位置を表示させる。このことによって、異
常状態にある角速度センサ１からの信号に基づく誤った
現在位置の検出を防ぐことができる。

【００１９】図３に、上記ステップ２００における角速
度センサの異常判定の詳細な演算処理を示す。まず、ス
テップ２０１にて、車速センサ２からの車速パルス信号
に基づき車両が停車中であるか否かを判定する。停車中
であると判定されると、ステップ２０２に進み、角速度
センサ１からの角速度信号（ヨー出力Ｙ）が、所定の判
定値−Ｙ0 〜＋Ｙ0 の間に入っているか否かを判定す
る。判定値内に入っていれば角速度センサ１は正常であ
ると判定する。しかし、判定値内に入っていないと判定
されると、角速度センサ１は異常であると判定する。

【００２０】図４（ａ），（ｂ）に、角速度センサ１が
正常である場合の車速と角速度との関係を示す。角速度
センサが正常である場合には、車両の停車状態におい
て、角速度がゼロに近い値となる。しかし、角速度セン
サ１が異常状態になると、図４（ｃ），（ｄ）に示すよ
うに、車両が停車状態であっても、角速度センサ１はゼ
ロに近い値とならない。本実施例では、このような観点
から角速度センサ１の異常を判定している。

【００２１】そして、角速度センサ１が異常であると判
定されると、ステップ２０３にてダイアグ情報としてそ
の異常を記憶するとともに、角速度センサ異常フラグを
セットする。なお、この場合、車両の乗員に角速度セン
サ１が異常である旨報知するようにしてもよい。このよ
うに角速度センサ１が異常であると判定され、角速度セ
ンサ異常フラグがセットされると、図２のステップ４０
０に進むようになり、ＧＰＳ受信機３からの位置情報の
みによって車両の現在位置表示が行われる。

【００２２】なお、角速度センサは一般にオフセットを
持っているため、従来から種々提案されているように、
角速度センサ１中に、オフセットを修正する回路を備え
ておき、オフセット修正後の角速度信号を制御部４に加
えるようにしておく。このオフセット修正は、角速度セ
ンサ１側で行なわなくても制御部４側にて行うようにし
てもよい。

【００２３】また上記の異常判定は、１回の異常判定で
なく、その異常状態が複数回判定された時に、最終的に
異常を判定するようにしてもよい。なお、角速度センサ
１の異常判定時に、ＧＰＳ受信機３からの位置情報によ
り現在位置検出を行うものを示したが、角速度センサ１
に変わる地磁気を用いた方位センサ、あるいは左右の前
輪の車輪速を検出する車輪速センサを代替手段として用
い、これにより車両の現在位置検出を行うようにしても
よい。（第２実施例）この第２実施例は、上記角速度センサ１
の異常判定ステップ２００を変形させた例である。

【００２４】車両の実際の走行パターンを見てみると、
直線走行がほとんどを占めており、車両の回転により角
速度が発生する状態は長時間連続しては発生しない。こ
の特徴を利用して、本実施例においては、車両走行時に
角速度センサ１の出力を監視し、一定時間（規定時間）
以上、所定値以上の角速度信号が連続して出力された場
合に、角速度センサ１が異常であると判定している。

【００２５】すなわち、図５のステップ２１１にて角速
度センサ１からのヨー出力Ｙが、所定の判定値−Ｙ1 〜
＋Ｙ1 の間に入っているか否かを判定する。判定値内に
入っている時には、ステップ２１２にて時間経過をカウ
ントするタイマＴをクリアする。しかし、判定値内に入
っていないと判定されると、ステップ２１３にてタイマ
Ｔのカウントを行う。角速度センサ１からのヨー出力Ｙ
が、判定値内に入っていない状態が続き、ステップ２１
３にてカウントされたタイマＴが規定時間に相当する値
Ｔ1 以上になると、角速度センサ１が異常であると判定
される。

【００２６】図６（ａ），（ｂ）に、角速度センサ１が
正常である場合の角速度の変化状態と角速度が所定値を
越えるタイマ時間の関係を示す。角速度センサ１が正常
である場合には、車両が回転して角速度が所定値を越え
る状態があってもその継続時間は短く規定時間を越える
ことはない。しかし、角速度センサ１が異常になると、
図６（ｃ），（ｄ）に示すように、角速度が所定値を越
えて継続する時間が長くなり、規定時間を越える。この
規定時間を越えた状態にて角速度センサ１の異常が判定
される。

【００２７】このように角速度センサ１の異常が判定さ
れると、第１実施例と同様に、ダイアグ情報としてその
異常を記憶し、角速度センサ異常フラグをセットする。
従って、図２のステップ４００によりＧＰＳ受信機３か
らの位置情報のみによって車両の現在位置表示が行われ
る。（第３実施例）この第３実施例も、角速度センサ１の異
常判定ステップ２００を変形させた例である。

【００２８】この実施例においては、ＧＰＳ受信機３か
らの車両の進行方向情報による方位の変化量と、角速度
センサ１の出力を積分して得られる方位の変化量を比較
し、変化量の差が一定値（規定値）以上の場合、角速度
センサ１の異常と判定するようにしている。図７に示す
演算処理において、まずステップ２２１にて車両の運転
開始後にＧＰＳの出力精度があるレベル以上になり計測
開始条件が成立したか否かを判定する。これは、車両の
運転開始後は、ＧＰＳ受信機３にて受信した信号による
情報が不安定であるため、この間の情報を使わないよう
にするためである。

【００２９】そして、上記条件が成立したことが判定さ
れると、その時のＧＰＳ方位ＤgpsをＤLgpsの初期値と
して記憶するとともに、角速度センサ１の出力積分値Δ
Ｄgyroをゼロに設定する。これらは、条件成立した時の
１回に限り行う。なお、この条件が成立した後のステッ
プ２２２以降の演算処理はＴ時間（例えば２０msec）毎
に行われる。

【００３０】この後、ステップ２２２にて一定時間、例
えば１分経過したか否かを判定する。一定時間が経過す
るまでは、ステップ２２３にてその時の角速度センサ１
からの角速度信号、すなわちヨー出力Ｙに上記時間Ｔを
掛けた値Ｙ×Ｔにて、ΔＤgyroの値を更新していく。一
定時間が経過し、ステップ２２２の判定がＹＥＳになる
と、ステップ２２４に進み、その時のＧＰＳ方位Ｄgps
と初期値ＤLgpsの差、すなわちＧＰＳ信号に基づく方位
の変化量ΔＤgps を求める。また、この一定時間が経過
した時点では、ステップ２２３にて更新記憶されたΔＤ
gyroは、その一定時間における角速度センサ１の出力を
積分して得られる方位の変化量を示している。

【００３１】そして、ステップ２２５にてΔＤgps とΔ
Ｄgyroの差の絶対値が所定値Ｄ1 以下か否かを判定す
る。その差の絶対値が所定値Ｄ1 以下の場合には、角速
度センサ１が正常であるとして、ステップ２２６に進
み、次回の演算のために、その時のＧＰＳ方位Ｄgps を
ＤLgpsに設定するとともに、角速度センサ１の出力積分
値ΔＤgyroをゼロに設定する。

【００３２】また、ΔＤgps とΔＤgyroの差の絶対値が
所定値Ｄ1 より大きい場合には、角速度センサ１が異常
であると判定する。図８（ａ），（ｂ）に、角速度セン
サ１が正常の場合の、方位変化量ΔＤgpsとΔＤgyroの
変化、およびその差の変化状態を示す。この場合には、
方位変化量の差は、所定値Ｄ1 以内に納まっている。し
かし、角速度センサ１が異常になると、図８（ｃ），
（ｄ）に示すように、方位変化量の差が大きくなるよう
に変化する。この差が大きくなった状態により角速度セ
ンサ１の異常が判定される。

【００３３】このように角速度センサ１の異常が判定さ
れると、ステップ２２７に進み、第１実施例と同様に、
ダイアグ情報としてその異常を記憶し、角速度センサ異
常フラグをセットする。従って、図２のステップ４００
によりＧＰＳ受信機３からの位置情報のみによって車両
の現在位置表示が行われる。なお、上記実施例では、方
位変化量の差が判定値を越えた時点ですぐに角速度セン
サ１の異常を判定しているが、誤判定を避けるために、
ステップ２２５の判定条件として異常状態が一定時間
（規定時間）以上継続した場合に角速度センサ１の異常
を判定するようにしてもよい。

【００３４】また、異常を判定する方位変化量の差の判
定値を一定値としたが、この値はＧＰＳの受信状態によ
って変化する方位精度に応じて変化させたり、角速度セ
ンサ１自体の精度に応じて適宜変化させるようにしても
よい。なお、上記第１〜第３実施例における角速度セン
サ１の異常判定を１つの装置にて行うようにしてもよ
い。

【００３５】なお、上記したフローチャートにおける各
ステップは、それぞれの機能を実現する手段として構成
されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成図である。

【図２】制御部４における現在位置検出等の演算処理を
示すフローチャートである。

【図３】角速度センサの異常判定の演算処理を示すフロ
ーチャートである。

【図４】車両停車時において、角速度センサが正常な場
合と異常な場合の角速度信号のの状態を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の第２実施例において、角速度センサの
異常判定の演算処理を示すフローチャートである。

【図６】車両回転時において、角速度センサが正常な場
合と異常な場合の角速度信号のの状態を示す説明図であ
る。

【図７】本発明の第３実施例において、角速度センサの
異常判定の演算処理を示すフローチャートである。

【図８】角速度センサ１が正常の場合と異常な場合にお
ける、方位変化量ΔＤgps とΔＤgyroの変化、およびそ
の差の変化状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１角速度センサ２車速センサ３ＧＰＳ受信機４制御部５地図メモリ６表示部

───────────────────────────────────────────────────── 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 - 25/00 G01S 5/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の角速度を検出し、角速度信号を出
力する角速度センサと、車両の走行速度に応じた車速信
号を発生する車速センサと、前記角速度信号および前記
車速信号に基づいて車両の現在位置を検出する現在位置
検出手段とを備え、この検出された現在位置に基づいて
走行案内を行う車両用ナビゲーション装置において、前記角速度信号が車両の回転状態を示す正常な信号であ
り、この正常な信号発生状態が所定時間以上継続したこ
とにより前記角速度センサの異常を判定する異常判定手
段を有し、この異常判定手段にて前記角速度センサの異常を判定し
た時に、代替手段により前記現在位置の検出を行うこと
を特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】車両の角速度を検出し、角速度信号を出
力する角速度センサと、車両の走行速度に応じた車速信
号を発生する車速センサと、人工衛星からの信号を受信
して車両の位置情報および進行方向情報を出力するＧＰ
Ｓ受信機と、前記角速度信号、前記車速信号および前記
位置情報に基づいて車両の現在位置を検出する現在位置
検出手段とを備え、この検出された現在位置に基づいて
走行案内を行う車両用ナビゲーション装置において、前記角速度センサからの角速度信号に基づく方位変化量
と、前記ＧＰＳ受信機からの進行方向情報に基づく方位
変化量との差を検出し、この差が所定値を越える状態に
より前記角速度センサの異常を判定する異常判定手段を
有し、この異常判定手段にて前記角速度センサの異常を判定し
た時に、代替手段により前記現在位置の検出を行うこと
を特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】前記代替手段は、人工衛星からの信号を
受信して車両の位置情報を出力するＧＰＳ受信機を含
み、このＧＰＳ受信機からの位置情報により前記現在位
置の検出を行うことを特徴とする請求項１または２に記
載の車両用ナビゲーション装置。