JPH04220515A - 車載用方位計 - Google Patents
車載用方位計Info
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- JPH04220515A JPH04220515A JP41164990A JP41164990A JPH04220515A JP H04220515 A JPH04220515 A JP H04220515A JP 41164990 A JP41164990 A JP 41164990A JP 41164990 A JP41164990 A JP 41164990A JP H04220515 A JPH04220515 A JP H04220515A
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- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 244000089409 Erythrina poeppigiana Species 0.000 description 1
- 235000009776 Rathbunia alamosensis Nutrition 0.000 description 1
- 230000005358 geomagnetic field Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両に搭載して車両
の現在位置の方位を計測する車載用方位計に関するもの
である。
の現在位置の方位を計測する車載用方位計に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の方位計としては、トロイ
ダルコイルセンサを用いこれに交流信号を流して方位を
検出するもの、および可動マグネットを用い地磁気の方
向を指針させるもの等が知られている。
ダルコイルセンサを用いこれに交流信号を流して方位を
検出するもの、および可動マグネットを用い地磁気の方
向を指針させるもの等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トロイ
ダルコイルセンサを用いた方位計は、センサの励磁に高
周波電流を用いる必要があること、および外乱の磁気を
補正するのに車両を１回転しなければならないこと等に
より、構造が複雑になってコストが高くなるという欠点
がある。また、従来の可動マグネットを用いた方位計は
、外乱磁気が存在する場合にこれを補正することができ
ず、その都度マニュアルで補正しなければならないとい
う問題があった。この発明は、従来のこのような問題を
解決するために考えられたもので、比較的簡単な構造に
より外乱磁気の影響を除去すべく検出値を補正するよう
にしたものである。
ダルコイルセンサを用いた方位計は、センサの励磁に高
周波電流を用いる必要があること、および外乱の磁気を
補正するのに車両を１回転しなければならないこと等に
より、構造が複雑になってコストが高くなるという欠点
がある。また、従来の可動マグネットを用いた方位計は
、外乱磁気が存在する場合にこれを補正することができ
ず、その都度マニュアルで補正しなければならないとい
う問題があった。この発明は、従来のこのような問題を
解決するために考えられたもので、比較的簡単な構造に
より外乱磁気の影響を除去すべく検出値を補正するよう
にしたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、地磁気に感
応して回転するマグネット（１１）、このマグネットの
磁極の角度位置を検出する検出手段（１２，１３）、通
電によりマグネットの角度位置を所定量変化させる補正
用コイル（１４，１５）を有するセンサ部（１）と、こ
のセンサ部の検出手段を入力してセンサ部のマグネット
の磁極の角度位置に応じた角度位置に回転するマグネッ
ト（３１）を有するメータ部（３）と、センサ部の検出
手段の検出出力により地磁気と外乱磁気の合成ベクトル
の方位角を算出する手段（Ｓ２）、地磁気をキャンセル
した状態で外乱磁気ベクトルの方位角を算出する手段（
Ｓ５）、両方位角より外乱磁気ベクトルの大きさを算出
する手段（Ｓ７）、外乱磁気ベクトルの方位角と大きさ
から補正量を算出する手段（Ｓ８）を有する演算部（４
）とから構成したものである。
応して回転するマグネット（１１）、このマグネットの
磁極の角度位置を検出する検出手段（１２，１３）、通
電によりマグネットの角度位置を所定量変化させる補正
用コイル（１４，１５）を有するセンサ部（１）と、こ
のセンサ部の検出手段を入力してセンサ部のマグネット
の磁極の角度位置に応じた角度位置に回転するマグネッ
ト（３１）を有するメータ部（３）と、センサ部の検出
手段の検出出力により地磁気と外乱磁気の合成ベクトル
の方位角を算出する手段（Ｓ２）、地磁気をキャンセル
した状態で外乱磁気ベクトルの方位角を算出する手段（
Ｓ５）、両方位角より外乱磁気ベクトルの大きさを算出
する手段（Ｓ７）、外乱磁気ベクトルの方位角と大きさ
から補正量を算出する手段（Ｓ８）を有する演算部（４
）とから構成したものである。
【０００５】
【作用】センサ部で検出した値は地磁気と外乱磁気の合
成されたものである。そこで、この検出値から合成ベク
トルの方位角（Ａ）を算出し、次いで地磁気をキャンセ
ルした状態で再度センサ部で検出した値から外乱磁気ベ
クトルの方位角（Ｂ）を算出し、この両方位角から３角
形の定理を用いて外乱磁気ベクトルの大きさ（Ｈ）を算
出し、これらのデータにより外乱磁気ベクトルの反対量
である補正量を算出する。そして、この算出した補正量
に応じてセンサ部の補正コイルに補正電流を通電して外
乱磁気の影響を除去するようにしたものである。
成されたものである。そこで、この検出値から合成ベク
トルの方位角（Ａ）を算出し、次いで地磁気をキャンセ
ルした状態で再度センサ部で検出した値から外乱磁気ベ
クトルの方位角（Ｂ）を算出し、この両方位角から３角
形の定理を用いて外乱磁気ベクトルの大きさ（Ｈ）を算
出し、これらのデータにより外乱磁気ベクトルの反対量
である補正量を算出する。そして、この算出した補正量
に応じてセンサ部の補正コイルに補正電流を通電して外
乱磁気の影響を除去するようにしたものである。
【０００６】
【実施例】第１図はこの発明の車載用方位計の一実施例
の回路構成図である。図において、１はセンサ部であり
、小さな摩擦で回転自在に支持された１対の磁極を有す
るマグネット１１と、このマグネット１１の周囲に９０
度の角度間隔で配置された検出手段としてのホール素子
１２，１３と、同じくマグネット１１の周囲に設けられ
たｘ軸用補正コイル１４，ｙ軸用補正コイル１５とから
なる。両補正コイルに電流が流れていないときは、マグ
ネット１１は外部から作用される磁気の方向に回転する
。外乱磁気がない場合は、地磁気の方向に回転し、通常
の磁気コンパス（地磁気方位計）と同じ動作をし、Ｎ極
が北を向く。しかし、自動車内では一般的には外乱の磁
気が存在するので、マグネット１１は地磁気と外乱磁気
との合成された磁気の作用を受け、その合成磁気のベク
トルの方位角に一致するように回転する。
の回路構成図である。図において、１はセンサ部であり
、小さな摩擦で回転自在に支持された１対の磁極を有す
るマグネット１１と、このマグネット１１の周囲に９０
度の角度間隔で配置された検出手段としてのホール素子
１２，１３と、同じくマグネット１１の周囲に設けられ
たｘ軸用補正コイル１４，ｙ軸用補正コイル１５とから
なる。両補正コイルに電流が流れていないときは、マグ
ネット１１は外部から作用される磁気の方向に回転する
。外乱磁気がない場合は、地磁気の方向に回転し、通常
の磁気コンパス（地磁気方位計）と同じ動作をし、Ｎ極
が北を向く。しかし、自動車内では一般的には外乱の磁
気が存在するので、マグネット１１は地磁気と外乱磁気
との合成された磁気の作用を受け、その合成磁気のベク
トルの方位角に一致するように回転する。
【０００７】このマグネット１１の回転角度位置は、ホ
ール素子１２，１３によって検出される。すなわち、ホ
ール素子１２の出力はオペアンプ２１で増幅されてｘ軸
検出信号Ｖｘとして出力され、ホール素子１３の出力は
オペアンプ２２で増幅されてｙ軸検出信号Ｖｙとして出
力される。この両検出信号Ｖｘ，Ｖｙはメータ部３に送
出される。メータ部３は、回転自在に支持された一対の
磁極を有するマグネット３１と、このマグネット３１の
周囲に配置されたｘ軸用駆動コイル３２，ｙ軸用駆動コ
イル３３とからなる。ｘ軸検出信号Ｖｘはｘ軸用駆動コ
イル３２に流れ、ｙ軸検出信号Ｖｙはｙ軸用駆動コイル
３３に流れる。したがって、マグネット３１は、コイル
配置を同じにすれば、マグネット１１と同じ角度位置に
回転することになる。なお、図示してないが、マグネッ
ト３１には胴軸上に方位指針が固定され、また、この指
針の指す位置を示す方位目盛板も設けられている。
ール素子１２，１３によって検出される。すなわち、ホ
ール素子１２の出力はオペアンプ２１で増幅されてｘ軸
検出信号Ｖｘとして出力され、ホール素子１３の出力は
オペアンプ２２で増幅されてｙ軸検出信号Ｖｙとして出
力される。この両検出信号Ｖｘ，Ｖｙはメータ部３に送
出される。メータ部３は、回転自在に支持された一対の
磁極を有するマグネット３１と、このマグネット３１の
周囲に配置されたｘ軸用駆動コイル３２，ｙ軸用駆動コ
イル３３とからなる。ｘ軸検出信号Ｖｘはｘ軸用駆動コ
イル３２に流れ、ｙ軸検出信号Ｖｙはｙ軸用駆動コイル
３３に流れる。したがって、マグネット３１は、コイル
配置を同じにすれば、マグネット１１と同じ角度位置に
回転することになる。なお、図示してないが、マグネッ
ト３１には胴軸上に方位指針が固定され、また、この指
針の指す位置を示す方位目盛板も設けられている。
【０００８】４は演算部であり、ＣＰＵからなる演算回
路４１と、バッテリ５からの電圧を一定にして出力する
電源回路４２とからなる。演算回路４１は、スイツチ６
のオンにより補正開始信号を入力する入力端Ｉ０、ｘ軸
検出信号Ｖｘが入力される入力端Ｉ１、同じくｙ軸検出
信号Ｖｙが入力される入力端Ｉ２、後記するｘ軸補正信
号―Ｖｘ’が出力される出力端Ｉ３、同じくｙ軸補正信
号―Ｖｙ’が出力される出力端Ｉ４、地磁気キャンセル
信号―ｈが出力される出力端Ｉ５を有している。ｘ軸補
正信号―Ｖｘ’はオペアンプ７１で増幅されてｘ軸用補
正コイル１４に送出され、ｙ軸補正信号―Ｖｙ’はオペ
アンプ７２で増幅されてｙ軸用補正コイル１５に送出さ
れる。
路４１と、バッテリ５からの電圧を一定にして出力する
電源回路４２とからなる。演算回路４１は、スイツチ６
のオンにより補正開始信号を入力する入力端Ｉ０、ｘ軸
検出信号Ｖｘが入力される入力端Ｉ１、同じくｙ軸検出
信号Ｖｙが入力される入力端Ｉ２、後記するｘ軸補正信
号―Ｖｘ’が出力される出力端Ｉ３、同じくｙ軸補正信
号―Ｖｙ’が出力される出力端Ｉ４、地磁気キャンセル
信号―ｈが出力される出力端Ｉ５を有している。ｘ軸補
正信号―Ｖｘ’はオペアンプ７１で増幅されてｘ軸用補
正コイル１４に送出され、ｙ軸補正信号―Ｖｙ’はオペ
アンプ７２で増幅されてｙ軸用補正コイル１５に送出さ
れる。
【０００９】以上のような構成において、次に動作につ
いて、さらに第２図のベクトル図と第３図のフローチャ
ートとを使用して説明する。上記したように自動車には
通常外乱磁気が存在するので、センサ部１のマグネット
１１は、第２図に示すように、地磁気ベクトルｈと外乱
磁気ベクトルＨの合成ベクトルＨ０の方位角Ａ（地磁気
の方向からの角度で示す）の角度位置に回転する。これ
により、第２図に示すｘ軸検出信号Ｖｘおよびｙ軸検出
信号Ｖｙガオペアンプ２１，２２から出力される。
いて、さらに第２図のベクトル図と第３図のフローチャ
ートとを使用して説明する。上記したように自動車には
通常外乱磁気が存在するので、センサ部１のマグネット
１１は、第２図に示すように、地磁気ベクトルｈと外乱
磁気ベクトルＨの合成ベクトルＨ０の方位角Ａ（地磁気
の方向からの角度で示す）の角度位置に回転する。これ
により、第２図に示すｘ軸検出信号Ｖｘおよびｙ軸検出
信号Ｖｙガオペアンプ２１，２２から出力される。
【００１０】ここで、スイツチ６をオンして演算回路４
１にて補正処理をスタートさせると、第３図のステップ
Ｓ１にて、入力端Ｉ１，Ｉ２に入力された検出信号によ
り「方位センサの地磁気ベクトルｈと外乱磁気ベクトル
Ｈとの合成ベクトル値であるｘ軸検出信号Ｖｘとｙ軸検
出信号Ｖｙを読み出す」処理を行う。次いで、ステップ
Ｓ２にて、「方位センサの合成ベクトルＨ０の方位角Ａ
（第２図参照）を算出する」処理を行う。次に、ステッ
プＳ３において、「Ａ＝０か？」の判断がなされ、Ａが
０ならば「エンド」になるが、Ａは通常０でないので処
理はステップＳ４に行く。このステップＳ４においては
、演算回路４１からセンサ部１のｙ軸用補正コイル１５
に地磁気ベクトルｈと大きさが同じで方向が反対の地磁
気キャンセルベクトル（―ｈ）の信号電流を流して、地
磁気の影響を排除する。この状態で、「入力端にＩ１，
Ｉ２に入力される外乱磁気ベクトルＨの値であるｘ軸外
乱検出信号Ｖｘ’およびｙ軸外乱検出信号Ｖｙ’を検出
して読み出す」処理を行う。そして、ステップＳ５にて
、「外乱磁気ベクトルＨの方位角Ｂ（第２図参照）を算
出する」処理を行う。
１にて補正処理をスタートさせると、第３図のステップ
Ｓ１にて、入力端Ｉ１，Ｉ２に入力された検出信号によ
り「方位センサの地磁気ベクトルｈと外乱磁気ベクトル
Ｈとの合成ベクトル値であるｘ軸検出信号Ｖｘとｙ軸検
出信号Ｖｙを読み出す」処理を行う。次いで、ステップ
Ｓ２にて、「方位センサの合成ベクトルＨ０の方位角Ａ
（第２図参照）を算出する」処理を行う。次に、ステッ
プＳ３において、「Ａ＝０か？」の判断がなされ、Ａが
０ならば「エンド」になるが、Ａは通常０でないので処
理はステップＳ４に行く。このステップＳ４においては
、演算回路４１からセンサ部１のｙ軸用補正コイル１５
に地磁気ベクトルｈと大きさが同じで方向が反対の地磁
気キャンセルベクトル（―ｈ）の信号電流を流して、地
磁気の影響を排除する。この状態で、「入力端にＩ１，
Ｉ２に入力される外乱磁気ベクトルＨの値であるｘ軸外
乱検出信号Ｖｘ’およびｙ軸外乱検出信号Ｖｙ’を検出
して読み出す」処理を行う。そして、ステップＳ５にて
、「外乱磁気ベクトルＨの方位角Ｂ（第２図参照）を算
出する」処理を行う。
【００１１】次に、ステップＳ６にて「方位角ＡとＢか
ら定数Ｋの算出」の処理を行う。すなわち、３角形の２
辺と対角の関係は、３角形の定理から次のような式がな
りたつ。 （Ｈ＋ｈ）／（Ｈ―ｈ） ＝（ｓｉｎＡ＋ｓｉｎ（Ｂ―Ａ））／（ｓｉｎＡ―ｓｉ
ｎ（Ｂ―Ａ））＝Ｋ 次に、ステップＳ７にて「Ｋから外乱磁気ベクトルＨの
大きさを算出する」処理を行う。すなわち、上記式をＨ
について解くと、次の式から外乱磁気ベクトルＨの大き
さ（絶対値）が求まる。 Ｈ＝ｈ×（Ｋ＋１）／（Ｋ―１）
ら定数Ｋの算出」の処理を行う。すなわち、３角形の２
辺と対角の関係は、３角形の定理から次のような式がな
りたつ。 （Ｈ＋ｈ）／（Ｈ―ｈ） ＝（ｓｉｎＡ＋ｓｉｎ（Ｂ―Ａ））／（ｓｉｎＡ―ｓｉ
ｎ（Ｂ―Ａ））＝Ｋ 次に、ステップＳ７にて「Ｋから外乱磁気ベクトルＨの
大きさを算出する」処理を行う。すなわち、上記式をＨ
について解くと、次の式から外乱磁気ベクトルＨの大き
さ（絶対値）が求まる。 Ｈ＝ｈ×（Ｋ＋１）／（Ｋ―１）
【００１２】次に、ステップＳ８にて「補正量の算出」
の処理を行う。すなわち、外乱磁気ベクトルＨは、その
大きさ（絶対値）と方位角（ベクトル角）が算出された
ので、それから、ベクトル値となるｘ軸値Ｖｘ’とｙ軸
値Ｖｙ’を算出する。そして、外乱磁気の影響を除去す
るためには、この値のマイナスを補正量とすればよいの
であるから、補正量信号（―Ｖｘ’，―Ｖｙ’）が算出
される。以上で補正演算の処理は終了する。この補正量
信号（―Ｖｘ’，―Ｖｙ’）は、演算回路４１の出力端
Ｉ３，Ｉ４からそれぞれ出力され、オペアンプ７１，７
２で増幅された後、センサ部１のｘ軸用補正コイル１４
およびｙ軸用補正コイル１５に供給される。これによっ
て、センサ部１のマグネット１１には、―Ｈの磁気が作
用して外乱磁気は打ち消され、その影響が除去される。
の処理を行う。すなわち、外乱磁気ベクトルＨは、その
大きさ（絶対値）と方位角（ベクトル角）が算出された
ので、それから、ベクトル値となるｘ軸値Ｖｘ’とｙ軸
値Ｖｙ’を算出する。そして、外乱磁気の影響を除去す
るためには、この値のマイナスを補正量とすればよいの
であるから、補正量信号（―Ｖｘ’，―Ｖｙ’）が算出
される。以上で補正演算の処理は終了する。この補正量
信号（―Ｖｘ’，―Ｖｙ’）は、演算回路４１の出力端
Ｉ３，Ｉ４からそれぞれ出力され、オペアンプ７１，７
２で増幅された後、センサ部１のｘ軸用補正コイル１４
およびｙ軸用補正コイル１５に供給される。これによっ
て、センサ部１のマグネット１１には、―Ｈの磁気が作
用して外乱磁気は打ち消され、その影響が除去される。
【００１３】演算回路４１のＣＰＵは、第３図のような
演算処理をシリーズに行うのであるが、実際にこの処理
を４ビットの汎用ＣＰＵで行ったが、この発明では補正
演算処理が短くて済むので、十分に使用でき、コストを
低減できる効果がある。
演算処理をシリーズに行うのであるが、実際にこの処理
を４ビットの汎用ＣＰＵで行ったが、この発明では補正
演算処理が短くて済むので、十分に使用でき、コストを
低減できる効果がある。
【００１４】
【発明の効果】この発明によると、可動マグネット型の
センサを有する車載用方位計において、センサで検出し
た地磁気と外乱磁気の合成ベクトルの方位角を算出し、
地磁気をキャンセルした状態で外乱磁気ベクトルの方位
角を算出し、両方位角より外乱磁気ベクトルの大きさを
算出して、これらから外乱磁気を除去するための補正量
を算出し、この補正量に応じてセンサ部の補正コイルに
補正電流を通電して外乱磁気の影響をなくすことにより
、簡単な構造の方位計で、スイツチを押すだけの簡単な
操作で、短時間に自動補正して外乱磁気の影響を取り除
くことができるという効果がある。
センサを有する車載用方位計において、センサで検出し
た地磁気と外乱磁気の合成ベクトルの方位角を算出し、
地磁気をキャンセルした状態で外乱磁気ベクトルの方位
角を算出し、両方位角より外乱磁気ベクトルの大きさを
算出して、これらから外乱磁気を除去するための補正量
を算出し、この補正量に応じてセンサ部の補正コイルに
補正電流を通電して外乱磁気の影響をなくすことにより
、簡単な構造の方位計で、スイツチを押すだけの簡単な
操作で、短時間に自動補正して外乱磁気の影響を取り除
くことができるという効果がある。
【図１】この発明に係る車載用方位計の一実施例の回路
構成図である。
構成図である。
【図２】補正の原理を説明するためのベクトル図である
。
。
【図３】演算部の補正処理を説明するためのフローチャ
ートである。
ートである。
１ センサ部
１１ マグネット
１２，１３ ホール素子（検出手段）１４，１５
補正コイル ３ メータ部 ３１ マグネット ３２，３３ 駆動コイル ４ 演算部 ４１ ＣＰＵ ４２ 電源
補正コイル ３ メータ部 ３１ マグネット ３２，３３ 駆動コイル ４ 演算部 ４１ ＣＰＵ ４２ 電源
Claims (1)
- 【請求項１】 地磁気に感応して回転するマグネット
、このマグネットの磁極の角度位置を検出する検出手段
、通電することによりマグネットの角度位置を所定量変
化させる補正用コイルを有するセンサ部と、センサ部の
検出手段を入力してセンサ部のマグネットの磁極の角度
位置に応じた角度位置に回転するマグネットを有するメ
ータ部と、センサ部の検出手段の検出出力により地磁気
と外乱磁気の合成ベクトルの方位角を算出する手段、地
磁気をキャンセルした状態で外乱磁気ベクトルの方位角
を算出する手段、両方位角より外乱磁気ベクトルの大き
さを算出する手段、外乱磁気ベクトルの方位角と大きさ
から補正量を算出する手段を有する演算部とからなり、
算出した補正量に応じてセンサ部の補正コイルに補正電
流を通電するようにした車載用方位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41164990A JPH04220515A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 車載用方位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41164990A JPH04220515A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 車載用方位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220515A true JPH04220515A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=18520618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41164990A Pending JPH04220515A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 車載用方位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04220515A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5664335A (en) * | 1995-06-06 | 1997-09-09 | Prince Corporation | Vehicle compass circuit |
-
1990
- 1990-12-19 JP JP41164990A patent/JPH04220515A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5664335A (en) * | 1995-06-06 | 1997-09-09 | Prince Corporation | Vehicle compass circuit |
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