JPH0198921A - 車輪速センサのパルス−距離変換係数補正方法 - 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〉 この発明は車輪速センサのパルス−距離変換係数補正方
法に関し、さらに詳細にいえば、移動体の左右の車輪に
装着されて、走行に伴なって、移動体の回転角度を算出
するためのパルス信号を出力する車輪速センサに適用さ
れるパルス−距離変換係数補正方法に関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする問題点〉 従来から移動体を代表する車両の位置を検出するシステ
ムとしてナビゲーションシステム、ロケーションシステ
ムが研究されているが、これらのシステムにおいては、
車両の走行距離、および回転角度を検出し、検出データ
を初期データに順次積算していくことにより車両の現在
位置を認識することが必要である゛関係上、走行距離セ
ンサ、および回転角度センサが必須である。

そして、上記走行距離センサとしては、一般的に、左右
の車輪に装着された車輪速センサが使用され、上記回転
角度センサとしては、一般的に地磁気方位センサ、およ
び車輪速センサが併用されている。

上記車輪速センサについて詳細に説明すると、左右の車
輪のそれぞれについて回転角度に対応するパルス信号が
生成されるのであるから、一方の車輪速センサから出力
されるパルス数ｐ１と移動距離ｄ１とはｄｉ　−ａｌ　
ｐｉ　　（但し、ａｌは変換係数）の関係を有し、他方
の車輪速センサから出力されるパルス数ｐ２と移動距離
ｄ２とはｄ２＝ａ２ｐ２（但し、ａ２は変換係数）の関
係を有している。

したがって、車両の走行距離りは、上記両移動距離ｄｉ
、ｄ２の単純平均（即ち、Ｌ＝　（ｄｉ　＋６２　）／
２１　として算出することができ、車両の回転角度θは
、θ−（ｄｉ　−ｄ２　）　／Ｊｌ　（但し、）は左右
の車輪間の距離）として算出することができる。

この結果、車輪速センサからの出力パルス数にそれぞれ
変換係数を乗算することにより距離データを得、両距離
データに基いて車両の走行距離、および車両の回転角度
を得ることができる。尚、車両の回転角度については、
一般的に地磁気方位センサからの出力信号に基いて算出
されているのであるが、車体着磁等の原因により地磁気
方位センサの出力が真の方位から大きく外れた場合にお
いては、車輪速センサからの出力パルス数データ、およ
び変換係数に基いて得られる車両の回転角度が非常に重
要なデータとなる。即ち、車輪速センサからの出力パル
ス数データに基いて走行距離を算出する場合における変
換係数ａｌ、ａ２については、車輪速センサの装着状態
、車輪の直径、空気圧等に基いて定められることになる
のであるから、車両毎に正確に初期設定を行なっておけ
ば、車輪速センサからの出力パルス数データに基いてか
なり正確な回転角度データを算出することができ、上記
のような状況下において使用することにより、かなり高
い車両現在位置の検出を継続することができるのである
。

しかし、タイヤの空気圧、摩耗の程度等は、走行継続時
間、タイヤの種類等によって変化するのであるから、初
期設定された変換係数ａｔ、ａ２が正確であっても、走
行中ずっと正確であるという保証はなく、変換係数が不
正確になってしまう可能性が高いのであるから、回転角
度検出動作についてみれば、実際は直進しているにも拘
わらず、ゆるやかにカーブしている状態であると認識し
てしまうことになり、このような誤認識に基いて車両現
在位置検出動作を継続することにより、累積誤差が著し
く大きくなってしまうという問題がある。

さらに詳細に説明すると、車両の走行状態の大半は直線
走行状態であるが、上記変換係数ａｌ。

ａ２は多少の誤差を必然的に含んでいるのであるから、
直線走行状態からカーブ走行状態に移行し、再び直線走
行状態に移行した場合において、当初の直線走行状態に
おける走行方位検出誤差が、カーブ走行を行なうことに
より大きくなり、再び直線走行状態に移行した場合に、
上記大きくなった走行方位検出誤差を基準として直線走
行に伴なう走行方位検出誤差が重畳されてしまうことに
なる。

この結果、直線走行を行なっている状態においてかなり
大きな走行方位検出誤差を伴なうことになってしまうと
いう問題がある。

また、上記変換係数ａ１．ａ２を、車両の実際の状況に
対応させて補正する場合には、予め設定された走行状況
、例えば８字状の走行状況を出現させ、この状態におい
て得られる車輪速センサからの出力パルス数データを基
準として新たな変換係数を算出することが必要であり、
このような走行状況を許容することができる地理的条件
は非常に少ないのであるから、現実には、変換係数ａｔ
。

ａ２を補正することなく、初期設定値のままにしておい
て、車輪速センサからの出力パルス数データに基く走行
距離の検出、および回転角度の検出を行なっており、上
記の問題は殆ど解消されていない。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
通常の走行を行なっている場合に頻繁に出現する走行状
態における車輪速センサからの出力パルス数データに基
いて、左右の車輪に装着された車輪速センサからの出力
パルス数データに対する変換係数を補正する方法を提供
することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の車輪速センサ
のパルス−距離変換係数補正方法は、所定の走行状態に
おいて、左右の車輪に装着された各車輪速センサからの
出力パルス信号列を選択的に取込んで、各パルス信号の
パルス間隔−距離変換係数同士の関係を算出し、算出さ
れた関係に基いて各車輪速センサのパルス間隔−距離変
換係数を補正する方法である。

但し、上記所定の走行状態としては、移動体が直進走行
している状態であることが好ましく、また、移動体の回
転角度の走行距離による二次微分値が零の走行状態であ
ることが好ましい。そして、これらの場合におけるパル
ス間隔−距離変換係数同士の関係としては比であること
が好ましい。

く作用〉 以上の車輪速センサのパルス−距離変換係数補正方法で
あれば、移動体の左右の車輪に装着された車輪速センサ
からの出力パルス信号列に基いて移動体の回転角度をも
検出する場合において、所定の走行状態において各車輪
速センサからの出力パルス信号列を互に独立した出力パ
ルス信号列として選択的に取込み、各パルス信号列にお
けるパルス間隔−距離変換係数を算出するとともに、両
変換係数同士の関係を算出し、算出された関係に基いて
各車輪速センサのパルス間隔−距離変換係数を補正する
ことにより、左右の車輪速センサから出力されるパルス
信号列に基いて変換された距離データ同士の相対関係を
、実際の走行状態に近似できる状態とすることができる
。　　　　′そして、上記所定の走行状態が、移動体が
直進走行している状態であるとともに、パルス間隔−距
離変換係数同士の関係が比である場合には、変換後の距
離データ同士が等しくなるので、距離データが等しくな
るように両係数の比に基いて各車輪速センサのパルス−
距離変換係数を補正すればよく、補正のための処理を簡
素化することができる。

また、上記所定の走行状態が、移動体の回転角度の走行
距離による二次微分値が零の走行状態である場合には、
移動体の回転角度の加速度が零の状態に基いて直進走行
状態を検出することができるので、この条件下において
、変換後の距離データが等しくなるように各車輪速セン
サのパルス−距離変換係数を補正することができ、直進
走行状態の検出を確実化することができるとともに、補
正のための処理を簡素化することができる。

さらに詳細に説明すると、移動体の各車輪に装着された
車輪速センサのパルス−距離変換係数をａｔ、ａ２とし
、各車輪速センサから出力されるパルス数をｐｉ、ｐ２
とし、しかも各車輪同士の間隔をノとすれば、所定の走
行を行なった場合に、各車輪は、それぞれｄｉ　−ａｌ
　ｐｉ　、ｄ２　＝ａ２ｐ２の距離を移動することにな
る。

したがって、移動体の移動距離りは、Ｌ＝（ｄｉ　＋ｄ
２　）／２となり、移動体の回転角度θは、θ＝　（ｄ
ｉ　−ｄ２　）　／、、ｆ　＝　（ａｌ　ｐｉ　−ａ２
　ｐ２　）／Ｊとなる。そして、上記回転角度θが既知
であれば、上記間隔Ｊが既知であるとともに、パルス数
ｐ１．ｐ２が車輪速センサから出力されるのであるから
、ａ１＝（θＪ＋ａ２ｐ２）／ｐｔとなり、ａｌとａ２
との関係が得られる。

この場合において、θが走行距離と比べて非常に小さけ
れば、θノを無視することができ、ａ１＃ａ２ｐ２／ｐ
ｉとなる。したがって、当初の変換係数が上記の関係を
満足するものでなかった場合には、このようにして得ら
れた比ａ１．／ａ２に基いて変換係数を補正することに
より、上記の関係を満足する状態にすることができ、各
車輪速センサから出力されるパルス列データに基いて直
進＝　１０− 状態であるか、回転状態であるかを正確に検出すること
ができ、しかも回転状態においては、回転角度を正確に
検出することができる。

また、移動体が直進している状態において各車輪速セン
サから出力されるパルス列データに基いて変換係数の補
正を行なう場合には、上記θ」が零になるのであるから
、上記比率が非常に正確な値となり、変換係数同士の比
を高精度に補正することができる。

さらに、移動体の回転角度の加速度が零の走行状態にお
いて各車輪速センサから出力されるパルス列データに基
いて変換係数の補正を行なう場合には、移動体が直進し
ている状態を簡単に検出することができ、この状態にお
いて、上記と同様に変換係数同士の比を高精度に補正す
ることができる。

尚、各車輪速センサからの出力パルス列に基いて走行距
離の検出を行なう場合には、変換係数の絶対値が算出で
きないので、走行距離算出データが不正確になる可能性
があるが、非常に長距離にわたる走行を行なう場合には
、ロケータの如き従来公知の装置により走行距離の補正
を行なうことができるのであるから、走行距離が長くな
っても特に不都合はない。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明を実施するための装置の一実施例を示
すブロック図であり、左右の車輪にそれぞれ装着された
車輪速センサ（ＬＬ）　（ＩＲ）と、各車輪速センサか
ら出力されるパルス信号列を入力としてパルス数ｐＬ、
ｐＲをカウントするパルス数カウンタ（２Ｌ）　（２Ｒ
）と、各車輪速センサ（ＩＬ）　（ＩＲ）に対応してパ
ルス−距離変換のための変換係数ａＬ、ａＲが格納され
ている変換係数メモリ（３Ｌ）　（３Ｒ）と、各パルス
数カウントデータ、および変換係数を入力として、両者
を乗算することにより距離データｄＬ、ｄｒを生成する
距離算出部（４Ｌ）　（４１？）　＜！：、算出された
両距離データを平均することにより車両の走行距離デー
タｄを生成する走行距離算出部（５）と、算出された距
離データ、および予め設定されている車輪間隔データＪ
に基いて（ｄＬ　−ｄＲ）　／Ｊの演算を行なうことに
より回転角度データθを生成する角度算出部（６）と、
回転角度データθの距離に関する二次微分ｄ　θ／ｄｄ
２を生成する二次微分値算出部（７）と、二次微分ｄ　
θ／ｄｄ２が零であるか否かを判別する二次微分値判別
部（８）と、二次微分ｄ　θ／ｄｄ２が零であることを
示す二次微分値判別部（８）からの判別結果信号が供給
されていることを条件として、上記距離算出部（４Ｌ）
（４Ｒ）からの出力データｄ　Ｌ、　ｄ　Ｒに基いて、
変換係数同士の比ａＬ’／ａＲ’＝ｐＲ／ｐＬを算出す
る変換係数比算出部（９）と、得られた比ａ　Ｌ’／　
ａ　Ｒ’、および変換係数メモリ（３Ｒ）に格納されて
いる変換係数ａＲ，ａＬに基いて （ａＲ＋ａＬ）・［ｐＲ／（ｐＲ＋ｐＬ）ｌ　。

（ａＲ＋ａＬ）・Ｉ　ｐＬ　／（ｐＲ＋ｐＬ）ｌ　の演
算を行なうことにより新たな変換係数を算出し、変換係
数メモリ（３Ｌ）に供給する変換係数補正部００）とか
ら構成されている。

さらに詳細に説明すると、上記各車輪速センサは、交互
にＮ極とＳ極とが位置する磁気ベルトをリムの内側にリ
ング状に貼着しているとともに、磁気ベルトに近接させ
て車体の所定位置にセンサコイルを設けた構成であり、
車輪が所定角度だけ回転する毎にパルス信号を出力する
ようにしている。

また、上記変換係数ａＬ、ａＲは、磁気ベルトの貼着状
態、車輪の外径等に基いて初期設定されるものであり、
具体的には、予め定められている距離の走行、或は走行
方向が３６０°変化する走行を行なうことにより得られ
たパルス数に基いて所定の演算を行なうことにより算出
され、算出結果が変換係数メモリ（３Ｌ）　（３Ｒ）に
それぞれ初期値として格納される。

上記の構成の装置の動作は次のとおりである。

車両の走行に伴なって左右の車輪が回転し、車輪速セン
サ（ＩＬ）　（ＩＲ）からそれぞれパルス信号列が出力
される。そして、各パルス信号列が、パルス数カウンタ
（２Ｌ）　（２Ｒ）に供給されることによりパルス数の
カウントが行なわれ、各カウントデータｐＬ、ｐＲ，お
よび変換係数メモリ（３Ｌ）　（３Ｒ）に格納されてい
る変換係数ａ　Ｌ、　ａ　Ｒに基いて距離算出部（４Ｌ
）　（４１？）において各車輪毎の距離データｄＬ＝ａ
Ｌ　、ｐＬ　、ｄＲ＝ａＲｐＲを算出する。

そして、算出された距離データｄ　Ｌ、　ｄ　Ｒを走行
距離算出部（５）に供給することにより、車両の走行距
離データｄ＝　（ｄＬ　十ｄＲ）／２を算出するととも
に、上記距離データｄ　Ｌ、　ｄ　Ｒを角度算出部（６
）に供給することにより、車両の回転角度データθ＝　
（ｄＬ　−ｄＲ）ＩＲを算出し、上記走行距離データｄ
１および回転角度データθを図示しない積算部に供給す
ることにより車両の現在位置を検出することができる。

また、以上のようにして現在位置検出動作を行なってい
る間において、上記回転角度データθを二次微分値算出
部（７）ｌこ供給することにより、回転角度データθの
距離に関する二次微分 ｄ　θ／ｄｄ２を生成し、二次微分値判別部（８）にお
いて二次微分値が０であるか否か、即ち、直線走行を行
なっているか否かが判別される（第２図参照）。そして
、直線走行を行なっていると判別された場合には、各車
輪毎の距離データｄＬ＝ａＬ　ｐＬ、ｄＲ＝ａＲｐＲが
互に等しくなっている筈であるから、ｄＬ＝ｄＨの関係
が成立することになり、この関係式に基いて変換係数比
算出部（９）において両変換係数の比ａＬ’／　ａＲ’
＝　ｐＲ／ｐＬを算出することができる。その後は、得
られた比ａＬ’／ａＲ’、および変換係数メモリ（３Ｒ
）に格納されている変換係数ａＲ，ａｌに基いて変換係
数補正部００）において （ａＲ＋ａＬ）・ｌ　　ｐＲ／（ｐＲ＋ｐＬ）ｌ　　。

（ａＲ＋ａＬ）・（ｐＬ　／（ｐＲ＋ｐＬ）ｌ　の演算
を行なうことにより新たな変換係数を算出し、変換係数
メモリ（３Ｌ）に供給して、両変換係数メモリ（３Ｌ）
（３Ｒ）に格納される変換係数同士の比がｐＲ／ｐＬと
等しくなるようにすることができる。

したがって、その後の走行に伴なって算出される各車輪
毎の距離データｄ　Ｌ、　ｄ　Ｒは、直線走行状態にお
いて互に等しくなるとともに、カーブ走行状態において
も、比較的正確な回転角度データが得られることになる
。即ち、地磁気方位センサを搭載していない場合、或は
、地磁気方位センサが車体着磁の影響を受けて正確な方
位の検出が行なえない場合等において、車輪速センサ（
ＩＬ）（ＩＲ）からそれぞれ出力されるパルス信号列に
基いて正確な走行方位変化量データを得ることができ、
走行距離と共に積算することにより、正確な現在位置の
検出を行なうことができる。

尚、上記変換係数の補正は、相対的に行なわれるだけで
あるから、そのままでは得られる距離データが不正確に
なる可能性がある。しかし、直線走行距離は通常数ｋｍ
以内であるとともに、道路交通網とのマツチングをとる
ことにより簡単に補正を行なうことができるのであるか
ら、特に不都合ではなく、補正が著しく困難な走行方位
変化量データを正確に得ることができるのであるから、
全体として高精度の現在位置検出を行なうことができる
という利点を有することになる。

また、上記の実施例においては、直線走行状態において
のみ変換係数を補正するようにしているが、カーブ走行
を交える走行状態においても、以下のようにして変換係
数の補正を行なわせることが可能である。

即ち、回転角度データθが（ｄＬ−ｄＲ）　／Ｊで与え
られるのであるから、回転角度データθが方位センサ、
道路地図等により求められる場合、θＪ＋ｄＲ’−ｄＬ
となる。したがって、θノ＋ａＲｐＲ＝ａＬ　ｐＬとな
り、ａＬ−（θｊ＋ａｌ　ｐＲ）／ｐＬとなる。

この結果、上記ａＬの式に基いて変換係数の補正を行な
うことにより、両変換係数を、走行方位変化量データを
正確に算出できる状態にすることができる。特に、回転
角度データθが著しく小さければ、θノを無視すること
ができるので、この場合には、両者の比に基いて変換係
数の補正を行なうことができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば回転角度データθの距離に関する二次微分値が
０である場合に変換係数の補正を行なわせる代わりに、
運転者が直線走行状態であると認識し、スイッチ操作を
行なった場合、或は、道路交通網とのマツチングにより
直線走行状態であると認識された場合等に変換係数の補
正を行なわせることが可能である他、変換係数が補正さ
れる側を適宜設定することが可能であり、その他、この
発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更
を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、所定の走行状態において左右
の車輪速センサから出力されるパルス信号列を選択的に
取込んで、各車輪速センサ毎に設定されるべき変換係数
同士の関係を算出し、算出された関係に基いて変換係数
の補正を行なうようにしているので、タイヤ交換を行な
った場合、タイヤの空気圧が変化した場合タイヤが摩耗
した場合等においても、走行方位変化量データを正確に
算出できる状態を確保することができ、ひいては、車両
の現在位置検出精度を高めることができ条という特有の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するための装置の一実施例を示
すブロック図、 第２図は実際の走行状態と二次微分ｄ２θ／ｄｄ２との
関係を説明する図。 （ＬＬ）　（ＩＲ）・・・車輪速センサ、（２Ｌ）　（
２Ｒ）・・・パルス数カウンタ、（３Ｌ）　（３Ｒ）・
・・変換係数メモリ、ａＬ、ａＲ・・・変換係数、ｐＬ
、ｐＲ・・・パルス数 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　亀　　井　　弘　　勝
（ほか２名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　移動体の左右の車輪に装着された車輪速センサか
   らの出力パルス信号列に基い て移動体の回転角度をも検出する位置検 出装置において、所定の走行状態におい て各車輪速センサからの出力パルス信号 列を選択的に取込んで、各パルス信号の パルス間隔−距離変換係数同士の関係を 算出し、算出された関係に基いて各車輪 速センサのパルス間隔−距離変換係数を 補正することを特徴とする車輪速センサ のパルスー距離変換係数補正方法。
2. ２．　所定の走行状態が、移動体が直進走行している状
   態であるとともに、パルス間 隔−距離変換係数同士の関係が比である 上記特許請求の範囲第１項記載の車輪速 センサのパルス−距離変換係数補正方法。
3. ３．　所定の走行状態が、移動体の回転角度の走行距離
   による二次微分値が零の走行 状態である上記特許請求の範囲第１項、 または第２項に記載の車輪速センサのパ ルス−距離変換係数補正方法。