JPH04244913A - 車両用方位検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用方位検出装置に係
り、詳しくは、走行中に自車の方位を検出するための車
両用方位検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、自動車等の車両に、自車の現
在地を確認するための方位検出装置が設けられるように
なった。これは、運転席等に配置したブラウン管に表示
される地図に、目的地や自車の現在地を示して、運転に
利便となるようにしたものである。このような装置にお
いては、自車の方位の検出精度を高めるために、人工衛
星からの電波を受信することによる衛星航法と、スピー
ドセンサ，ホイールスピードセンサ，地磁気センサ等か
らの信号により移動距離と進行方向を認識する自立航法
と、が併用されることもある。ところで、上記の地磁気
センサは、地球の持つ磁気を検知することにより、車体
の向きを認識するために設けられる。しかし、車体は強
磁性体よりなる鋼板で形成されているため、その製造工
程において少なからず磁化されている。したがって、車
体に取り付けられた地磁気センサは、地磁気成分と車体
磁気成分の和を検出することになるため、検出した車体
磁気成分をキャンセルして、地磁気成分のみを取り出す
補正をおこなう必要がある。そのために、通常、以下の
ような方法が採用される。すなわち、地磁気センサを通
過する地磁気成分のうち、車体から発生する車体磁気成
分は、車体と地磁気センサとの関係が固定であるため、
車体の方位が変化しても常に同一となる。一方、地磁気
成分は、車体の向きの変化によって、検出されるＸ，Ｙ
成分が増減する。したがって、車体を水平地で旋回させ
ると、地磁気センサを通過する磁気成分のうち地磁気成
分のみが変化して円軌跡が得られる。この円の中心値が
原点からずれている場合は、車体が磁化しているからで
あり、そのずれの値をキャンセルするように補正をおこ
なえば、地磁気成分のみを検出することができる。つま
り、円軌跡の中心値が原点となるように補正すればよい
。また、電車の踏切を渡るときや、変電所のそばを通過
するとき等にも、車体の磁化の状態が大きく変化するこ
とがあり、このようなときにも補正を要する。ちなみに
、特開昭６２−１４８８１０号公報には、このような車
体の着磁状態の変化があったときには、地磁気センサに
よる方位データ検出を自動的に他の方位データ検出方式
に切り換えて着磁補正をするようにした車両用方位検出
装置が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな車体磁気成分をキャンセルする補正、および補正さ
れた地磁気成分に基づく方位の演算は、あくまで車体が
上述したように水平状態にあるときを基準としておこな
われる。そのため、路面の起伏や坂道等により車体が傾
斜したときには、検出されるＸ，Ｙ成分に影響があり、
方位の演算結果に誤差を生じさせることがある。このよ
うなことから、別途、傾斜センサ等を設けて、傾斜した
Ｘ，Ｙ成分をその都度水平状態に換算するような傾斜補
正をしてもよいが、その場合には、装置が複雑化しまた
高価なものとなる。一方、上述したような車体の傾きに
よる地磁気成分の検出値への影響は、高速で走行してい
る時ほど大きくなる。それは、高速走行時には、単位時
間あたりの走行距離が大きいことから、上述したような
車体の傾斜によるＸ，Ｙ検出成分への影響が、方位の演
算結果により大きく反映されるからである。一方、車体
が傾斜したときに、車体磁気成分をキャンセルする補正
がおこなわれる場合、前述したような理由から、その補
正そのものに誤差が生じていることがある。このような
場合に、起伏のある路面や坂道を高速で走行して車体が
傾斜すると、その補正の誤差が、検出されるＸ，Ｙ成分
により大きく影響し、方位の演算結果にかなりの誤差を
発生させ、信頼性を低下させることが懸念される。つま
り、補正の誤差と検出されたＸ，Ｙ成分との間に重合作
用が生じ、より一層不正確な結果となってしまうことが
起こる。本発明はこのような事情を考慮してなされ、高
速走行時における車体の傾斜に基因して発生する地磁気
成分の検出誤差を、できるだけ少なくするように補正で
きるようにした車両用方位検出装置を提供することを目
的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、地磁気センサ
で検出された方位出力を補正し、その補正された出力に
基づき、自車の方位を演算する方位検出手段が設けられ
ている車両用方位検出装置に適用される。そして、前記
課題を解決するために、地磁気センサで検出された方位
出力から車体磁気成分を除去するために補正する際、高
速時には、低速時よりも補正度を少なくする補正係数を
決定し、自車の方位の補正度を、高速になるにつれて軽
減するように指令する補正手段を設けている。上記の補
正手段は、所定車速までは補正を行う指令をする一方、
所定車速以上の高速状態では補正を行わないように指令
するものとしてもよい。

【０００５】

【作用】高速時には、補正手段により、地磁気センサか
らの出力が、低速時よりも補正度を少なくする補正係数
を決定して、補正するので、車体の傾きによる誤差発生
要因が少なくなり、方位検出手段により演算される方位
の誤差が少なくなる。つまり、車体磁気成分を除去する
補正に、たとえ誤差が発生していても、高速時には、そ
の補正係数を小さくすることにより、その誤差の方位演
算結果への影響を少なくすることができる。所定車速ま
では補正するが、その所定車速以上の高速状態では、補
正を行わないように指令する補正手段とすれば、高速時
に車体磁気成分を除去する補正における補正誤差を、方
位の演算結果に反映させないようにすることができる。

【０００６】

【発明の効果】本発明の車両用方位検出装置は、地磁気
センサからの出力を補正する補正手段を、高速時には、
低速時よりも小さい補正係数で補正するように構成して
いるので、車体の傾斜に基因して発生する地磁気成分の
検出誤差をできるだけ少なくすることができる。また、
所定車速以上の高速状態では、補正を行わないような補
正手段としても、同様の効果を発揮させることができる
。

【０００７】

【実施例】以下に本発明をその実施例に基づいて詳細に
説明する。本例に示す車両用方位検出装置は、高速走行
時における車体の傾斜に基因して発生する地磁気成分の
検出誤差をできるだけ少なくするように、以下の如く構
成している。装置の全体構成を表す図１に示すように、
衛星航法と自立航法とを併用して自車の方位を演算する
方位検出手段１と補正手段２とを内蔵したメインコント
ローラ３が設けられる。その入力側に、ＧＰＳ衛星４か
らの電波を受信するＧＰＳユニット５，地磁気成分を検
出する地磁気センサ６，自車の走行速度を検出するスピ
ードセンサ７，左右の後輪の回転速度を検出するホイー
ルスピードセンサ８，８からの検出信号を中継するＡＢ
Ｓエレクトリックユニット９および地図データ等を記憶
したＣＤ−ＲＯＭ１２を収納するＣＤチェンジャー１０
が接続されており、一方、その出力側には、ＣＲＴディ
スプレイ１１が接続される。このような構成により、方
位検出手段１において、ＧＰＳユニット５を介して入力
されるＧＰＳ衛星４からの電波に基づき、衛星航法によ
る方位の演算がおこなわれるとともに、地磁気センサ６
，スピードセンサ７，左右のホイールスピードセンサ８
，８からの各検出信号に基づき、自立航法による自車の
移動距離と進行方向とが演算される一方、ＣＤチェンジ
ャー１０内にセットしたＣＤ−ＲＯＭ１２から地図デー
タを読み出し、その両航法の演算結果に基づいて、ＣＲ
Ｔディスプレイ１１に自車の現在地が表示されるように
なっている。この方位の演算過程において、車体１３（
図５参照）に取り付けられた地磁気センサ６（図４参照
）は、後述するように、地磁気成分と車体磁気成分の和
を検出するため、補正手段２で、その車体磁気成分を除
去して地磁気成分のみを取り出す補正をおこなっている
。そして、図２に示すように、高速になるほどその補正
をおこなうための補正係数Ｋを小さくすることにより、
補正の割合を少なくしている。これは、後述するよう理
由に基づくが、それによって、補正時に発生する誤差を
、方位の演算結果にできるだけ反映させないようにして
いる。その際、８０Ｋｍ／ｈ以上では、補正そのものを
排除している。つまり、所定以上の高速時には、補正に
よる誤差を方位の演算に算入させないようにしている。 詳しく説明すると、ＧＰＳ衛星４（図１参照）は、周知
のように、全世界航法システムに用いられている人工衛
星であり、このＧＰＳ衛星４からの電波が、ＧＰＳアン
テナ１４を介して、受信機能を有するＧＰＳユニット５
によって受信される。その後、メインコントローラ３内
の方位検出手段１に方位検出のための信号として入力さ
れ、自車の現在地認識のための測定演算がおこなわれる
。この現在地は一度設定すると、その後、自動的に修正
されて地図上に表示される。一方、地磁気センサ６は、
周知のように、地球が持つ磁気を検知することにより、
自車の向きを認識するためのもので、車体磁気成分の影
響の少ない車体１３のルーフ１５（図５参照）の中央に
取り付けられる。これは、図４に示す円形状のコア１６
，励磁コイル１７および東西成分と南北成分を検出する
検出コイル１８，１９等よりなり、その東西成分検出コ
イル１８が車両の進行方向と平行に配置される。この地
磁気センサ６からの磁気信号は、メインコントローラ３
内の補正手段２に入力され、検出した磁気成分から車体
磁気成分を除くような補正がなされる。すなわち、この
補正は、前述したように、例えば図６に示した方向の車
体磁気成分が車体に発生している場合には、地磁気成分
の円軌跡Ｃの中心値を、図７に示すように、東西方向を
示すＸ軸と南北方向を示すＹ軸の原点に移動させるよう
にする。なお、図４において、２０は増幅器，２１は電
圧・電流交換器である。そして、とくに本例では、この
補正手段２に、スピードセンサ７からのパルス信号も入
力させており、前述したように、高速になるほど上述し
た補正の演算をおこなうための補正係数Ｋを小さくする
（図２参照）とともに、図３に示すように、その補正係
数ＫのＹ軸方向（南北成分）のベクトル成分の補正レベ
ルを、高速になるほどＸ軸方向（東西方向）よりも低下
させるようにしている。これにより、後述するように、
高速時の車体傾斜による地磁気ベクトルのＸ，Ｙ成分の
検出誤差を効果的に少なくすることができる。ホイール
スピードセンサ８，８は、左右の後輪の回転速度から車
両の旋回状態を検出するもので、雪路等で車輪がロック
しないようにブレーキシステムの油圧制御をおこなうた
めのＡＢＳエレクトリックユニット９を介して、その検
出信号が方位検出手段１に入力される。また、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ１２には、地図のほかに、方位検出のための演算に
必要なデータが記憶され、前述したような各検出信号に
基づいて、方位検出手段１でおこなわれる方位検出のた
めの演算に供される。ところで、前述した車体磁気成分
を除去するための補正は、既述のように、車体１３が水
平状態にあるときを基準としている。したがって、路面
の起伏や坂道等により車体１３が傾斜したときに補正が
おこなわれると、その補正そのものの信頼性が低くなる
ことがある。このような場合に高速で走行し、しかも、
車体１３が傾斜すると、単位時間の走行距離が長くなる
ため、その補正とＸ，Ｙ検出成分との間に重合作用が生
じ、補正の誤差が方位の演算結果により大きく反映され
ることになってしまい、計測の信頼性を低下させること
が懸念される。そこで、本例では、このような不具合を
解消するために、前述した如く、車速Ｖが大になるほど
その補正係数Ｋを小さくしている（図２参照）。これに
より、たとえ補正時に車体１３が傾斜する等により誤差
が発生していたとしても、高速時にはその小さくされた
補正係数Ｋにより補正の度合いが低くなり、補正誤差の
方位の演算結果への影響を少なくして、装置の信頼性を
維持することができる。そして、さらに、その補正係数
ＫのＹ軸方向（南北成分）のベクトル成分の補正レベル
を、高速になるほどＸ軸方向（東西方向）よりも低下さ
せることにより（図３参照）、たとえ路面が平坦であっ
ても、高速時に発生しやすいローリングによる誤差の発
生要因を減じている。したがって、このような装置によ
れば、従来のように、高速時に車体が傾斜すると補正の
影響で方位検出の信頼性が低下するような事態が発生す
るのを、効果的に防止することができる。なお、より簡
略には、図２に破線で示すように、所定以上の車速例え
ば８０Ｋｍ／ｈ以上では、補正係数Ｋを０として車体磁
気成分を除く補正そのものをおこなわないようにしても
よい。つまり、所定以上の高速時に補正による誤差を方
位の演算結果に反映させないようにすればよい。

【０００８】このように、本発明によれば、車体磁気成
分を除去するための補正係数を、高速時には、低速時よ
りも小さくすることができる補正手段を備えているので
、とくに高速時における車体の傾斜による検出方位の誤
差を少なくし、装置の信頼性を低下させないようにする
ことができる。このように高速になるにつれて補正度を
低くしていってもよいが、所定車速までは速度の増加に
よる考慮を払うことなく一定の補正を施す一方、所定車
速以上の高速状態では、その補正を全くおこなわないよ
うにすることもできる。これによっても、車体磁気成分
を除去する補正において、上記と同様の効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の車両用方位検出装置の一実施例に
おける構成対応ブロック図。

【図２】　　車速と補正係数の関係を示すグラフ。

【図３】　　補正係数のＸ，Ｙ成分の車速による変化を
示すグラフ。

【図４】　　地磁気センサの構成図。

【図５】　　地磁気センサを取り付けた車体の平面図。

【図６】　　車体に発生した車体磁気成分により地磁気
成分の円軌跡が原点からずれている状態を示すグラフ。

【図７】　　車体磁気成分をキャンセルするように補正
された状態の地磁気成分を示すグラフ。

【符号の説明】

１…方位検出手段、２…補正手段、６…地磁気センサ、
Ｋ…補正係数。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　地磁気センサで検出された方位出力を
   補正し、その補正された出力に基づき自車の方位を演算
   する方位検出手段が設けられている車両用方位検出装置
   において、上記地磁気センサで検出された方位出力から
   車体磁気成分を除去するために補正する際、高速時には
   、低速時よりも補正度を少なくする補正係数を決定し、
   自車の方位の補正度を、高速になるにつれて軽減するよ
   うに指令する補正手段が備えられていることを特徴とす
   る車両用方位検出装置。
2. 【請求項２】　　地磁気センサで検出された方位出力を
   補正し、その補正された出力に基づき自車の方位を演算
   する方位検出手段が設けられている車両用方位検出装置
   において、上記地磁気センサで検出された方位出力から
   車体磁気成分を除去するために補正する際、所定車速ま
   では補正を行う指令をする一方、所定車速以上の高速状
   態では補正を行わないように指令する補正手段が備えら
   れていることを特徴とする車両用方位検出装置。