JPH01287413A - 方位センサの外乱補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等の進行方向を検出用の磁気検出素
子が外乱により乱れることを抑制できるようにした方位
センサの外乱補正装置に関するものである。

〔従来の技術〕

方位センサは地磁気の水平成分を検出することで、自動
車等の進行方向を算出するものである。

しかしながら、走行中に着磁した大型トラックなどが傍
を通過（対向および追い越し）すれば、瞬間的に方位セ
ンサの出力の成分が変わり、誤方位を示す原因となる。

このため、例えば、特開昭６２−１３８７１６号公報に
示された平均化処理法などの信号処理を施す必要がある
。

ところで、同一平面上で互いに９０度の位相角をもって
地磁気を検出するＸ軸およびＹ軸の磁気検出素子を有す
る方位センサを地球磁界中に水平に置いた場合に、Ｘ軸
の磁気検出素子の巻線中心軸が地磁気の水平成分Ｈとな
する角度をθとすれば、適当な検出回路により、次の（
１１式および（２）式の出力となる。

ｘ＝ｋｘＨｃｏｓθ　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１ｙ　−ｋ
ｙＨｓｉｎθ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（２１ここで、ＸはＸ
軸の磁気検出素子の出力、ｙはＹ軸の磁気検出素子の出
力、 ｋｘ、ｋｙはそれぞれＸ軸、Ｙ軸の磁気検出素子の出力
ゲインに依存する係数、 であり、バランスがとれていれば、ｋｘｍｋｙｘｋであ
る。

この場合において、角度θは前記Ｘ軸、Ｙ軸の磁気検出
素子を有する方位センサ出力ｘ、ｙから次の（３）式に
よって算出される。

θ−ｊａｎ−’　（ｙ＃）・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３１とこ
ろで、瞬間的に外乱が加わった場合、前記磁気検出セン
サの出力Ｘ＋Ｙはそれぞれ独立のバイアスα（ｔ）、β
（１）が加わり、次の（４）式、（５）式となる。

ｘ＝に買Ｈｃｏｓθ＋α（ｔ）　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（４１ｙ−ｋｙＨｓｉｎ
θ＋β（１）　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（５）この＋４１式、（６）式を上記（
３）式に代入して算出した角度θは誤差をもつ、このた
め、過去数サンプリング分を平均し、前記（４）式、（
５）式のバイアスα（ｔ）、β（１）を小さく抑えるこ
とで、算出する角度誤差を小さくする方法が採られてい
る。

〔発明が解決しようとする！ｉ題〕

従来の平均化処理法では、方位センサの出力信号を平均
化して取り出すことにより、実際に進行方向を変えた場
合には、その変化を迅速に検出することはできないとい
う問題点を有する。

また、進行方向の変化を微分信号により取り出す手法を
採る場合においても、方位変化と外乱の区別を検出する
ことは難しい点および方位変化中に外乱が加わったとき
は誤差を生じるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、迅速に方位変化を検出できるとともに、瞬間
的な外乱による乱れを抑えることができる方位センサの
外乱補正装置を得ることを目的と°する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る方位センサの外乱補正装置は、互いに同
一平面上に９０度の位相角をもって地磁気を検出するＸ
軸およびＹ軸の磁気検出素子を有しそれぞれＸ軸とＹ軸
の磁気検出素子の各出力より方位を検出する方位検出装
置と、Ｘ軸およびＹ軸の磁気検出素子の出力を入力して
移動変化量を検出し、この移動変化量と所定のしきい値
とからＸ軸、Ｙ軸の各磁気検出素子の出力値を修正する
演算装置とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明における方位検出装置のＸ軸、Ｙ軸の磁気検出
素子で方位を検出し、その検出出力から演算装置で移動
変化量を算出し、この移動変化量が所定のしきい値を越
えると、このしきい値を越えたときのＸ軸、Ｙ軸の磁気
検出素子のサンプリング値がＸ、Ｙ座標の原点を中心と
する半径に■の円の方程式を満たさなければ、ｌサンプ
リング前のサンプリングに近づくようにＸ軸、Ｙ軸の磁
気検出素子のサンプリング値を修正するように作用する
。

〔実施例〕

以下、この発明の方位センサの外乱補正装置の実施例に
ついて図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の
構成を示すブロック図であり、図中の１は方位検出装置
である。

この方位検出装置ｌは、図示されていないが、同一平面
上に互いに９０度の位相角をもって地磁気を検出するＸ
軸およびＹ軸の磁気検出素子を有し、その各出力により
方位を検出するようになっている。

このＹ軸、Ｙ軸の磁気検出素子の出力ｘ、ｙはアナログ
／ディジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器２に入力さ
れ、ディジタル化して演算装置３に送出するようになっ
ている。

演算装置３はＡ／Ｄ変換器２を通した上記出力ｘ、ｙを
入力して、移動変化量を算出し、この移動変化量が所定
のしきい値を越えると、Ｙ軸、Ｙ軸の磁気検出素子の出
力値を修正することにより、方位検出袋！１の出力値を
修正するようになっている。

演算装置３で修正された値が記憶装置４に格納されるよ
うになっている。この記憶装置４および上記演算装置３
は制御装置５により動作制御されるようになっており、
この制御装置５の制御に基づき、記憶装置４で記憶した
補正されたセンサ出力ｘ／、、Ｉを外部に出力するよう
になっている。

次に、動作について説明する。前記（１１式、（２）式
で示される方位検出装置１のＹ軸、Ｙ軸の磁気検出素子
の出力ｘ、ｙはｋｘ＝ｋｙ−にの場合において、自動車
を水平面上で一旋回させたとき、（１）式および（２）
式からθを消去すれば、次の（６）式で示すようなＸ、
Ｙ座標の原点を中心とする半径ｋＨの円の軌跡となる ｘ　ｔ　＋ｙ　ｔ　−（ｋＨ）　ｚ　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（６１通常の方位検出装置１におけるＸ輪、Ｙ軸の磁
気検出素子の出力ｘ、ｙは前記（６）式を満たす、この
特徴を利用して、外乱に対する補正を施す。

第２図はこの補正を行うための具体的な方法を説明する
説明図でありｘ、ｙ座標の第１象現を示している。この
第２図において、Ｘ、、　ｘｔはＹ軸の磁気検出素子の
サンプリング値、Ｙ、、　ｙｔはＹ軸の磁気検出素子の
サンプリング値、（ｘ＋、ｙｔ）を点Ａ、（Ｘｓ、Ｙｉ
）を点Ｂとする。

いま、点Ａに対して、点Ｂが半径ｋＨの円上の動きをす
れば、修正はされず、点Ｂが円外に移動すれば、線分Ａ
Ｂ上のある比の位置「点になるように点Ｂの（Ｘオ、Ｙ
８）を修正する。

ここで、前記（６）式を時間ｔで微分すれば、次の（７
）式となる。

ｄｘ　　　ｄｙ Ｘπ＋ｙπ！Ｏ……・・１・・……・・・・・・・・・
・・・・・・（７）この（７）式は大型トランク等のす
れ違いによる瞬間的な外乱に対しては満たされない。

したがって、前記（７）式の左辺をサンプリング時間ご
とに計算することで、外乱を見付けることができる。前
記（７）式の代わりに、サンプリング時間は一定である
ことを考慮して、移動変化量Ｉを次の（８）式により計
算する。

１　＝ｘ　ｄｘ＋ｙ　ｄｙ −（Ｘｔ　＋Ｘｔ）（Ｘｓ−Ｙｔ）　＋　（Ｙｔ　＋Ｙ
ｔ）（Ｙｔ−Ｙｔ）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・＋８）ここで、 ｄｘ　＝　ＸＩ　　ＸＩ ｄｙ　−Ｙｔ−Ｙ。

とし、この傾きに対する座標を近似的にＸ−ＸＩ＋Ｘｌ
、 ｙ麟ｙｔ＋ｙｘ とおく。

外乱が加わったとき、ＸＩ口よ大きくなる磁気検出素子
の精度を考慮して、あるしきい値Ｊを設け、移動変化量
の絶対値用がしきい値Ｊを越えた場合については、前記
の磁気検出素子のサンプリング値Ｘ＊、　’ｌｘを次の
（９）式、０１式にて修正を加える。

ｘ、　”　ＸＩ　＋　Ｉ／Ｊ・（Ｘｉ　−ＸＩ）　　・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）Ｙよ
−Ｙ、＋ｒ／Ｊ・（Ｙｉ−Ｙｔ）　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・α〔この発明は上記関係
式に基づいて方位検出装置１の磁気検出素子の出力補正
を演算的に行うようにしている。

次に、第３図のフローチャートにより、第１図の動作を
説明する。まず、上述のように、演算装置３において、
上述のように、外乱により、Ｙ軸、Ｙ軸の磁気検出素子
のサンプリング値Ｘｉ、Ｙｔを修正する場合には、第３
図のステップｓ１において、サンプリング値χ、をＸ、
に代入するとともに、サンプリング値ｖ２をＹｌに代入
し、ｌサンプリング前のサンプリング値を記憶装置４に
制御装置５のもとに蓄える。

次いで、ステップＳ２でタイマ（図示せず）をリセット
し、ステップＳ３でタイマを一定サンプリング時間毎に
カウントアツプさせ、ステップｓ４で方位検出装置１の
Ｙ軸、Ｙ軸の磁気検出素子のサンプリング値Ｘｔ、　ｘ
ｔを得る。

スタート後、２サンプリング以降では（ステップＳ５）
、補正が行われる。一つ前のサンプリング値Ｘ、　、　
Ｙｌ　　と現在のサンプリング値Ｘｔ、Ｙ、から求めた
移動変化量ｉの絶対値ＩＩＩが所定のしきい値Ｊより大
きいかどうかで、修正の判定基準としている。

次いで、ステップＳ５でサンプリング値Ｘｌ、Ｙｌが２
個以上サンプリングされると、ステップＳ６に移行し、
外乱が加わらなければ、移動変化量Ｉば前記（８）式で
求めたとおりである。

ステップＳ７で外乱が加わり、移動変化量１の絶対値Ｉ
ＩＩがあるしきい値Ｊを越えると、ステップＳ８で、サ
ンプリング値ｘ、、ｙ、を前記（９）式、（１１式によ
って修正を加え、ステップＳ９でこの修正したサンプリ
ング値Ｘｓ、Ｙｔを制御装置５の制御のもとに記憶装置
４に格納する。このサンプリング値Ｘ、、Ｙ、が今回の
サンプリング時の補正出力となって、外部に取り出され
る。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものでなく
、この発明の技術的思想の範囲内で種々の実施例が可能
である。

また、上記実施例では、補正式として、（９）式、顛式
を採用したが、移動変化量ｆの絶対信用が大きくなった
場合に、上記（６）式の円上に近づくように修正可能と
なればよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、Ｘ軸、Ｙ軸の磁気検
出素子の２＆ｌｌの出力値を演算装置に入力して移動変
化量■を算出し、この移動変化量■が所定のしきい値Ｊ
より大きくなると、Ｘ軸、Ｙ軸の磁気検出装置の出力値
を１サンプリング前の出力値に近づくように修正するよ
うに構成したので、瞬間的な外乱による磁気検出素子の
出力の乱れを低く抑えることができ、精度の高い進行方
位を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による方位センサの外乱補
正装置のブロック図、第２図は同上実施例による外乱の
補正方法を説明するための説明図、第３１！Ｉは同上実
施例の動作の流れを示すフローチャートである。 ｌ・・・方位検出装置、３・・・演算装置、４・・・記
憶装置、５・・・制御装置。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　同一平面上にて互いに９０度の位相角をもって地磁気
   を検出するＸ軸およびＹ軸の磁気検出素子を有し、前記
   Ｘ軸およびＹ軸の磁気検出素子の各出力より方位を検出
   する方位検出装置と、前記Ｘ軸およびＹ軸の磁気検出素
   子の２組の出力を入力して移動変化量Ｉを微分方程式 Ｉ＝Ｘ・ｄＸ＋Ｙ・ｄＸ・・・（Ａ） で算出するとともに、この移動変化量Ｉがあるしきい値
   Ｊを越えるとこの移動変化量Ｉとしきい値をもとに Ｘ＿２＝Ｘ＿１＋Ｉ／Ｊ・ｄＸ・・・（Ｂ）Ｙ＿２＝Ｙ
   ＿１＋Ｉ／Ｊ・ｄＹ・・・（Ｃ）ただし、 Ｘ＿１、Ｘ＿２：Ｘ軸の磁気検出素子のサンプリング値
   、 Ｘ＝Ｘ＿１＋Ｘ＿２、 ｄＸ＝Ｘ＿２−Ｘ＿１、 Ｙ＿１、Ｙ＿２：Ｙ軸の磁気検出素子のサンプリング値
   、 Ｙ＝Ｙ＿１＋Ｙ＿２、 ｄＸ＝Ｙ＿２−Ｙ＿１、 なる演算を行って前記Ｘ軸、Ｙ軸の磁気検出素子の補正
   出力値を算出する演算装置とを備えた方位センサの外乱
   補正装置。