JPH0462490A - 車両用ｇｐｓ受信装置 - 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） 本発明は衛星からの送信電波を受信するに適した車両用
ＧＰＳ受信装置に関する。

（従来技術） 従来、例えば自動車用ＧＰＳ受信装置においては、単一
の受信アンテナを採用して、同受信アンテナにより衛星
からの送信電波を受信するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような構成においては、上述の受信アンテ
ナが、通常、自動車の屋根の外壁等の自動車の外部に配
設されているため、この受信アンテナが自動車の外観を
損なうというおそれがあった。また、このようなことは
、最近の自動車の高級化指向からみて、好ましいことで
はないといえる。一方、受信アンテナを自動車の車室内
に配設した場合には、自動車の外観は損なわれないもの
の、回動車の屋根やピラー等が電波伝播の妨げとなり、
単一の受信アンテナでは車外で受信可能な電波も、車室
内では受信不可能となるおそれかある。

そこで、本発明は、以上のようなことに対処すべく、車
両用ＧＰＳ受信装置において、複数の受信アンテナを衛
星からの電波を受信し易い位置にて車室内に離散して配
設するようにして、いずれかの受信アンテナでもって衛
星からの電波を適正に受信するようにしようとするもの
である。

（課題を解決するための手段〕 かかる課題の解決にあたり、本発明の構成は、第１図に
て例示するごとく、車両の車室内に離散的に配設されて
同車室の各開口部を通し衛星からの送信電波を受信する
両受信アンテナと、これら両受信アンテナの一方を選択
する選択手段１と、衛生仰角及び車両の衛星に対する相
対方位を車両の状態に基づいて決定する第１決定手段２
と、前記衛星仰角及び相対方位との関連にて予め定めた
前記両受信アンテナの少なくとも一方の受信可能領域を
表すデータに基づき、第１決定手段２の決定による衛星
仰角及び相対方位に応じて、選択手段１の選択すべき受
信アンテナを決定する第２決定手段３とを設けるように
したことにある。

（作用） このように本発明を構成したことにより、第１決定手段
２が車両の状態に基づいて前記衛星仰角及び相対方位を
決定すれば、第２決定手段３が、同衛星仰角及び相対方
位に応じ、前記データに基き、選択すべき受信アンテナ
を決定ｌ、同受信アンテナを選択手段１に選択させる。

（発明の効果） このように、前記相対方位だけでなく衛星仰角をも考慮
して予め定めた前記両受信アンテナの少なくとも一方の
受信可能領域を表わすデータを採用して、このデータに
基き受信アンテナを選択するようにしたので、前記両受
信アンテナが車室内にあっても、車両の屋根とかピラー
等による受信障害を伴うことなく、衛星からの送信電波
をいずれかの受信アンテナでもって常に適正に受信でき
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図は自動車用ＧＰＳ受信装置に本発明が適用された例を
示している。このＧＰＳ受信装置は、第２図〜第４図に
示すごとく、一対の受信アンテナ１０．２０を有してお
り、受信アンテナ１０は、当該自動車の車室内前壁側に
位置するダツシュボードＤの上面Ｄａの左右中央部上に
、フロントウィンドシールドＳｆの下縁部に対向して取
付けられており、一方、受信アンテナ２ｏは、前記車室
内の後壁側にてリヤトレイ２０の左右中央部上にリヤウ
ィンドシールドＳｒの下縁部に対向して取付けられてい
る。しかして、衛星が当該自動車の前方に位置するとき
受信アンテナ１ｏが衛星からフロントウィンドシールド
Ｓｆを通し送信電波を受信し前側受信信号として発生す
る。一方、衛星が当該自動車の後方に位置するとき受信
アンテナ２０が衛星からリヤウィンドシールドＳｒを通
し送信電波を受信し後側受信信号として発生する。

アンテナ選択回路３０は、マイクロコンピュータ４０の
制御のもとに、受信アンテナ１ｏからの前側受信信号及
び受信アンテナ２ｏからの後側受信信号の一方を選択し
てマイクロコンピュータ４０に付与する。地磁気センサ
５ｏは、当該自動車の前方方位を検出し方位検出信号と
して発生する。

時計回路６０は、常時、現実の時刻を時計信号として発
生する。マイクロコンピュータ４０は、主制御プログラ
ム及び割込制御プログラムを、第５図及び第６図に示す
各フローチャートに従い、アンテナ選択回路３０、地磁
気センサ５０及び時計回路６０との協働により実行し、
この実行中において、アンテナ選択回路３０による受信
アンテナの選択及び表示回路７０による表示の各制御に
必要な演算処理をする。但し、上述の主制御プログラム
及び割込制御プログラムはマイクロコンピュータ４０の
ＲＯＭに予め記憶されている。また、マイクロコンビコ
ータ４０のＲＡＭは、バッテリＢから常時給電されて、
当該自動車のイグニソンヨンスイッチＩＧの開成直前の
記憶データをイグニッションスイッチＩＧの開成後もそ
のまま保持する。また、マイクロコンピュータ４０はイ
クニ、／ヨンスイッチｒＧを介しバッテリＢがら給電さ
れて作動状態となる。また、割込制御プログラムの割込
は、マイクロコンピュータ４ｏに内蔵の割込タイマの計
時終了毎に開始される。かかる場合、前記割込タイマは
マイクロコンピュータ４０の作動と同時にリセットされ
て所定計時時間の計時を開始し、以後、同所定計時時間
の計時終了毎にリセットされて当該所定計時時間の計時
を繰返す。

以上のように構成した本実施例において、イブニラシラ
ンスイッチＩＧの閉成のもとに当該自動車を走行状態に
お（ものとする。このとき、マイクロコンビ二−タ４０
がイグニッションスイ・ソチＩＧの閉成に応答して作動
状態になり第５図のフローチャートに従い主制御ブワグ
ラムの実行をステップ１００ａにて開始すると同時に、
マイクロコンピュータ４１０の割込タイマがリセットさ
れて前記所定計時時間の計時を開始する。なお、マイク
ロコンピュータ４０のＲＡＭには、今回のイグニッショ
ンスイッチｒＧの閉成に先立つ同イグニ、ジョンスイッ
チＩＧの開成直前の記憶データ（衛星軌道情報、その収
集時刻Ｔｐ及び当該自動車の位置データ等）が保持され
ているものとする。

主制御プログラムがステップ１１０に進むと、マイクロ
コンピュータ４０が、そのＲＡＭ内の保持位置データを
当該自動車の現在位置としてセットし、ステップ１２０
にて、時計回路６０からの時計信号の値に基き前記ＲＡ
Ｍ内の保持衛星軌道情報データとの関連にて衛星の現在
位置（以下、衛星位置という）を演算する。ついで、マ
イクロコンピュータ４０が、ステップ１３０にて、前記
ＲＡＭ内の衛星軌道情報データに基きステップ１１０に
おける現在位置及びステップ！２０＋：おける衛星位置
に応じ衛星仰角θ及び衛星方位φ（第７図参照）を演算
する。然る後、マイクロコンピュータ４０が、ステップ
１４０にて、地磁気センサ５０からの方位検出信号の値
に応じ当該自動車の前方方向の絶対方位φＣ（第７図参
照）を演算し、かつステップ１５０にて、同絶対方位φ
ｃ（Ｄステップ１３０における衛星方位φに対する差を
当該自動車の相対方位φｒ（＝φ−φＣ）（第７図参照
）として決定する。

このようにしてステップ１５０における演算処理が終了
すると、マイクロコンピユータ４０が、ステップ１６０
において、次のく表−１）にて示すアンテナ受信領域マ
ツプからなるデータ（以下、マツプデータという）に基
き、ステップ１３０における衛星仰角θ及びステップ１
５０における相対方位φｒに応じ、両受信アンテナ１０
．２０の少なくとも一つの受信可能領域を表わす符号デ
ータＣｄを読取る。

（以下余白） く表−１） ここで、　（表−１）におけるアンテナ受信領域マツプ
の導出根拠について説明する。各受信アンテナ１０．２
０の衛星からの電波に対する各受信可能領域を求めるに
当り、各受信アンテナ１０゜２０に対し、第８図及び第
９図にそれぞれ示すごとく各仮想天球ＲＩＱ＋　　Ｒ２
ａを同一半径で描き、これら各仮想天球Ｒ１＠、Ｒ１！
・の中心を通る水平状断面内及び鉛直状断面内にて各仮
想天球Ｒ１１１１Ｒ２１Ｉの中心を基準として相対方位
φｒ及び衛星仰角θをとる。但し、各受信アンテナｔｏ
、２０は、それぞれ、各仮想天球Ｒ１＠＋　　Ｒ２＠の
中心に位置するものとする。

しかして、受信アンテナ１０が衛星からフロントウィン
ドシールドＳｆを通し電波を受信できる相対方位φｒ及
び衛星仰角θの各範囲を調べたところ、仮想天球Ｒ１１
１を真上からみたときの第８図にて図示斜線で示す領域
（以下、受信可能領域Ｐ、＠という）内に相対方位φｒ
及び衛星仰角θが属すればよいことが確認できた。一方
、受信アンテナ２０が衛星からリヤウィンドシールドＳ
ｒを通し電波を受信できる相対方位φｒ及び衛星仰角θ
の各範囲を調べたところ、仮想天球Ｒ２１１を真上から
みたときの第９図にて図示斜線で示す領域（以下、受信
可能領域０２ｍという）内に相対方位φｒ及び衛星仰角
θが属すればよいことが確認できた。

ついで、両仮想天球Ｒ１１ｌ　　Ｒ２１１を、その各中
心、各水平状断面及び各鉛直状断面を一致させるように
して、第１０図に示すごとく重ね合わせたものとすると
、第１０図の仮想天球において、両受信可能領域Ｐ＋＠
＋　　Ｑ２１から外れる領域（以下、受信不可能領域Ｐ
Ｑｏ。ｔ、受信アンテナ１０単独の受信可能領域Ｐ（受
信可能領域ＦＩＢから両受信可能領域Ｐ、。　Ｑ２１の
重合部分を除いた領域に相当する）、受信アンテナ２０
単独の受信可能領域Ｑ（受信可能領域Ｑｚｓから両受信
司能領域Ｐ＋Ｉ、Ｐ２＠の重合部分を除いた領域に相当
する）、及び両受信アンテナ１０．２０の共通受信可能
領域ＰＱ（両受信可能領域Ｐ　Ｉａ、　　Ｐ　２９０重
合部分に相当する）をそれぞれ形成するように区画され
る。そこで、これら各領域Ｐ　Ｑ　ｏｕｔ＋　　Ｐ＋　
　ＣＬ　　ＰＱをφｒ、θとの間違でそれぞれ最小単位
にて量子化し、第１１図に示すごとく、各領域Ｐ　Ｑ　
ｏｕｔｄ＋　　Ｐ　’＋　　Ｑ　ｄ＋　　ＰＱｄとして
形成した。然る後、各領域ＰＱｏｕｔｄＰｄ、Ｑ（１，
ＰＱｄに、それぞれ「０」、　「１」ｒ２Ｊ、　　ｒ３
Ｊを符号３３　（ｄとして割当てるとともに、この符号
１ｉＣ６、相対方位φｒ及び衛星何番θに基づき（表−
１）のごときアンテナ受信領域マツプを作成しマイクロ
コンビコータ４０のＲＯＭに予め記憶した。

上述のようにステップ１６０における演算処理を終了し
た後、同ステップ１６０での符号語がＣ（１−１ならば
、マイクロコンピュータ４０が、ステップ１７０にて、
　ｒＹＥ　ＳＪと判別し、ステップ１７０ａにて、受信
アンテナ２０の選択のための第２選択信号を消滅させて
受信アンテナ１０の選択のための第１選択信号を発生す
る。また、Ｃ（＋＝２ならば、マイクロコンピュータ４
０が、ステ、ブ１７０にてｒＮＯＪと判別した後、ステ
ップ１８０にてｒＹＥｓＪと判別し、ステップ１８０ａ
にて第１選択信号を消滅させて第２選択信号を発生する
。また、Ｃ（１＝３ならば、マイクロフンピユータ４０
が、各ステップ１７０，１８０にて順次ｒＮＯＪと判別
した後、ステップ１８０ｃにて、ステップ１７０ａでの
第１選択信号或いはステップ１８０ａでの第２選択信号
の発生をそのまま維持する。

しかして、上述のようにステップ１７０ａにて第１選択
信号がマイクロコンピュータ４０から生じると、アンテ
ナ選択回路３０が受信アンテナ１０を選択する。また、
上述のようにステップ１８０ａにて第２選択信号がマイ
クロコンピュータ４０から生じると、アンテナ選択回路
３０が受信アンテナ２０を選択する。また、ステップ１
８０Ｃで第１又は第２の選択信号の発生がマイクロコン
ビコータ４０によりそのまま維持された場合には、アン
テナ選択回路３０の選択に係る受信アンテナがそのまま
選択される。このようにして受信アンテナの選択が終了
すると、アンテナ選択回路３０が、同選択後の受信アン
テナを通し衛星からの電波を前側受信信号或は後側受信
信号として付与されてマイクロコンピュータ４０に付与
する。このため、マイクロコンピュータ４０が、表示処
理ルーティン１９０において、アンテナ選択回路３０か
らの前側受信信号或いは後側受信信号に基づき表示デー
タを作成し表示回路７０に表示させる。

かかる段階にて、前記割込タイマの前記所定計時時間に
対する計時が終了すると、マイクロコンピュータ４０が
第６図のフローチャートに従い割込制御プログラムの実
行をステップ２００ａにて開始し、ステップ２１０にて
、時計回路６０からの時計信号に応答して現在時刻Ｔｆ
を決定し、ステップ２２０にて、現在時刻ＴｆとＲＯＭ
内の衛星軌道情報の収集時刻Ｔｐとの間の時刻差（Ｔｆ
−Ｔｐ）を演算する。しかして、時刻差（Ｔｆ−Ｔｐ）
が所定時間Ｔ２４よりも長ければ、マイクロコンビコー
タ４０が、ステップ２３０にて、「ＹＥＳＪと判別し、
ステップ２３０ａにて、アンテナ選択回路３０により現
段階にて選択されている両受信アンテナ１０．２０の一
方からの受信信号に基づき、衛星軌道情報、その収集時
刻Ｔｐ＝Ｔｆ及び当該自動車の位置データ等を収集し前
記ＲＡＭに記憶し直す。然る後は、かかるＲＡＭ内の新
たな記憶データに基づいて、マイクロコンピュータ４０
が第５図のフローチャートに従い主制御プログラムを上
述の同様に実行する。なお、所定時間Ｔ２Ｊは２４時間
としてマイクロコンピュータ４０のＲＯＭに予め記憶さ
れている。

以上説明したように、　（表−１）に示したようなアン
テナ受信領域マツプを作成し、このアンテナ受信領域マ
ツプに基づき相対方位φｒ及び衛星仰角θに応じて符号
ｇ　（６を決定し、この符号語Ｃｄに基づいて両受信ア
ンテナ１０．２０のうちの一方を選択するようにしたの
で、両受信アンテナ１０．２０が当該自動車の車室内に
位置するにもかかわらず、当該自動車の屋根、ピラー等
により衛星からの電波に対する受信障害を受けることな
く、両受信アンテナ１０．２０のいずれかにより、衛星
からの電波を常に適正に受信できる。また、両受信アン
テナ１０．２０は車室外に位置していないので、当該自
動車の外観を損なうこともない。

次に、本発明の他の実施例について説明すると、この他
の実施例においては、前記実施例に述べた地磁気センサ
５０に代えて、第１２に示すごとく、ジャイロセンサ８
０を採用し、かつ第５図のフローチャートを第１３図に
示すごと（部分的に変更したことにその構成上の特徴が
ある。ジャイロセンサ８０は、当該自動車の横加速度を
検出し横加速度検出信号を発生する。その他の構成は前
記実施例と同様である。

このように構成した本実施例において、前記実施例と同
様に主制御プログラムがステ・シブ１３０（第５図及び
第１３図参照）に進むと、マイクロコンビコータ４０が
、前記実施例と同様に衛星仰角θ及び衛星方位φを演算
する。すると、マイクロコンビ１−夕４０が、ステップ
１３０ａ　（第１３図参照）にて、ジャイロセンサ８０
からの横加速度検出信号に基づき、当該自動車の前方方
向の方位変化量△φを演算し、ステ・ノブＬ４０Ａにて
、前回の絶対方位φｎ−１に方位変化量△φを加算する
とともにこの加算結果をφｎとセットし、ステ、ブ１５
０Ａにて、ステップ１３０における衛星方位φとステッ
プ１４０Ａにおける絶対方位φれとの差を相対方位φｒ
として演算し、かつステップ１６０にて、同相対方位φ
ｒ及びステシブ１３０における衛星方位φに応じ前記実
施例にいうアンテナ受信領域マツプ（表−１参照）に基
づき符号語ｃｄを読取る。その後は、かかる符号語Ｃｄ
に基づき前記実施例と同様に受信アンテナの選択及び表
示回路７０の表示制御を行う。このことは、地磁気セン
サ５０に代えて、ジャイロセンサ８０を採用しても、前
記実施例と同様の作用効果を達成し得ることを意味する
。

なお、゛前記能の実施例においては、ジャイロセンサ８
０を地磁気センサ５０に代えて採用した例について説明
したが、これに限らず、ジャイロセンサ８０に代えて、
一対の車輪センサを採用して自動車の左右前輪の各操舵
角を検出するようにしてもよい。かかる場合には、前記
両車軸センサの各検出結果に基づく左右前輪の回転差に
基づいて第１３図のステップ１３０ａにて自動車の方位
変位量△φを演算した後ステップ１４０Ａ以後の演算処
理を行うようにすれば、前記能の実施例と同様の作用効
果が得られる。

また、本発明の実施にあたっては、前記各実施例及び変
形例に述べた地磁気センサ５ｏ、ジャイロセンサ８０、
前記各車輪センサ等を採用することなく、マイクロコン
ピュータ４０のＲＡＭに入力される衛星からの情報に基
づき当該自動車の絶対方位φＣを決定した後、この絶対
方位φＣに基づいて相対方位φｒを演算するようにして
も、前記各実施例酸いは変形例と同様の作用効果が得ら
れる。

また、本発明の実施にあたっては、自動車に限ることな
く、一般に、車両に対し本発明を適用して実施してもよ
い。

また、本発明の実施にあたっては、両受信アンテナ１０
．２０に限ることなく、受信アンテナの数を増大して当
該自動車のドアの窓等を通しても、衛星からの電波を受
信するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲の記載に対する対応図、第２図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図及び第４
図は両受信アンテナの配置図、第５図及び第６図は第２
図のマイクロコノピユータの作用を示す各フローチャー
ト、第７図は絶対方位φＣ及び相対方位φｒを決定する
ための説明図、第８図〜第１１図は両受信アンテナの受
信可能領域及びその重合領域に基き（表−１）のマツプ
を作成するための説明図、第１２図は本発明の他の実施
例を示す要部ブロック図、並びに第１３図は第１２図の
マイクロコンピュータの作用を示すフローチャート（第
５図のフローチャートを部分的に変更したもの）である
。 符　　号　　の　　説　　明 １０．２０・・・受信アンテナ、３０・・・アンテナ選
択回路、４０・・・マイクロコノピユータ、５０・・・
地磁気センサ、８０・・・ジャイロセンサ。 出願人　日本電装株式会社（外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車両の車室内に離散的に配設されて同車室の各開口部
   を通し衛星からの送信電波を受信する両受信アンテナと
   、これら両受信アンテナの一方を選択する選択手段と、
   衛星仰角及び車両の衛星に対する相対方位を車両の状態
   に基づいて決定する第１決定手段と、前記衛星仰角及び
   相対方位との関連にて予め定めた前記両受信アンテナの
   少なくとも一方の受信可能領域を表すデータに基づき、
   前記第１決定手段の決定による衛星仰角及び相対方位に
   応じて、前記選択手段の選択すべき受信アンテナを決定
   する第２決定手段とを設けるようにした車両用ＧＰＳ受
   信装置。