JPH06338832A

JPH06338832A - ループコイル式感知器

Info

Publication number: JPH06338832A
Application number: JP5148477A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Imazu; 健三今津
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【構成】ループコイル式感知器を、一つのループコイ
ル(1) のインダクタンスに対応して定まる複数の異なる
周波数で順次発振を繰り返す発振回路部(4) と、この発
振回路部(4) に後続し入力周波数を基に前記所定周期内
で各周波数の複数が所定設定値以上の変動をした場合を
検知して感知出力を送出する検出部(3) とから構成す
る。【効果】高レベルの外来ノイズが感知器のに混入した
場合でも誤感知することがない信頼性の高いループコイ
ル式感知器が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、路面埋設用のループコ
イル式車両感知器その他のループコイル式の物体感知器
に関し、特に外来ノイズによる誤感知の少ないループコ
イル式感知器の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】ループコイルをセンサとし、このループ
コイルに接近した金属物体（磁性体）を検出するループ
コイル式感知器が各種用途に用いられている。例えば、
車両の交通制御や駐車場での入退場車管理等には、この
様なループコイル式の車両感知器が用いられている。こ
の種のループコイル式車両感知器は、例えば本出願人に
よる、特願平２−６０７００号（特開平３−２６１８６
７号）の提案等にも開示されている。

【０００３】図４は、このようなループコイル式感知器
の一例（車両感知器）を示すブロック図を、また図５は
設置例を示す図を夫々示している。図のループコイル式
車両検知器は、検知対象となる車両ＣＡが走行する路面
に埋設（あるいは敷設）される所定のインダクタンスを
有するループコイル１、このループコイル１に接続され
た車両検出回路部１００から構成されている。

【０００４】前記車両検出回路部１００は、ループコイ
ル１のインダクタンス変化に応じて車両を検知し車両感
知出力を送出する。この車両検出回路部１００は、キャ
パシタＣと発振回路２０を含む発振回路部２′インダク
タンス算出回路３１、及び車両検出のための検出回路３
２を含み構成され車両の存在を検出し車両感知出力を送
出する。

【０００５】周知のように、この種の回路では発振回路
部２′の発振周波数（ｆｔ）を決める回路要素としてル
ープコイル１のインダクタンスが上記キャパシタＣと共
に機能する。従って、車両がループコイル１上を通過す
ることによりインダクタンスが変化し対応して発振周波
数（ｆｔ）も変化する。

【０００６】図６に、各種車両の通過によるインダクタ
ンス変化の一例を示す。この変化に対応した周波数変化
により車両が感知される。例示回路ではこの変化をイン
ダクタンス算出回路３１にて電圧変換しインダクタンス
値に対応した電圧出力（ｖｔ）を得る。この電圧出力
（ｖｔ）は、検出回路３２に入力され、所定の基準電圧
値（Ｖｒ）と比較されて感知出力を得て車両が検出され
る。図７は、車両通過を含む場合を例として、上記電圧
出力Ｖｔ（インダクタンスの現在値Ｌｔに対応）及び車
両感知出力を示すタイムチャートである。インダクタン
ス変化検出のためには、上述構成以外にも、ＣＰＵを含
むデジタル回路で発振回路部２' から出力される周波数
を監視するように構成しても良い。

【０００７】上述したように、従来のループコイル式感
知器においては、１つのループコイルに対して発振回路
の発振周波数は１つの周波数であった。そしてその発振
周波数はループコイルのインダクタンスと発振回路内部
のキャパシタＣとの共振回路で決定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のルー
プコイル式感知器において、上述共振回路は外部ループ
コイルがアンテナとなって、その共振周波数に近い周波
数成分を持つ外部ノイズが感知器内部に混入しやすくな
っている。一例を挙げると、非同期又は連続発振するル
ープコイルが隣接して設置され、しかも互いに近い周波
数で発振動作している場合には相互干渉を起こし、スレ
ッシヨルドレベルのマージンが減り、結果、誤感知の原
因となる。

【０００９】このようなノイズに対しては、ループコイ
ル同志お互いの発振周波数を充分異なるものに設定する
といった手段をとることもできるが、別種のノイズ例え
ば高レベルの外来ノイズが装置の測定系に混入した場合
等には周波数は特定できないため、検出出力が得られて
しまう（誤報、図７参照）。このように、外来ノイズに
よる誤感知が発生すると交通用であれば、車両台数の計
測や旅行時間の計測等にも誤った結果が得られてしまい
信頼性の高い交通制御が達成されない等で問題であっ
た。

【００１０】なお、現状では、ある一定期間だけ強力な
ノイズと想定されるものが入った時は、一定時間だけ入
力をマスクする方法がとられているが、この場合にもマ
スク時間より長い時間のノイズには対処できず誤感知し
てしまう。本願発明は、以上の状況に鑑みてなされたも
ので、外来ノイズが侵入した場合等にも適切に処理して
検出とはせず、誤動作無く感知対象の車両通過のみを確
実に検出することができるループコイル式感知器を提案
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述課題を解決するため
に本願第一発明ではループコイル式感知器を、一つのル
ープコイル(1) と、このループコイル(1) に接続され所
定周期で該ループコイル(1) のインダクタンスに対応し
て定まる複数の異なる周波数で順次発振を繰り返す発振
回路部(4) と、この発振回路部(4) に後続し入力周波数
を基に前記所定周期内で各周波数の複数が所定設定値以
上の変動をした場合を検知して感知出力を送出する検出
部(3) とから構成する。

【００１２】また、本願第二発明では、ループコイル式
感知器を、一つのループコイル(1) と、このループコイ
ル(1) に接続され所定周期で該ループコイル(1) のイン
ダクタンスに対応して定まる複数の異なる周波数で順次
発振を繰り返す発振回路部(4) と、この発振回路部(4)
に後続し各発振周波数に対応して同数設けられ入力周波
数が所定設定値以上の変動をした場合を検知して感知出
力を送出する検出回路(32)と、前記所定周期内で各検出
回路の複数から検出出力が得られた場合にのみ感知出力
を送出する論理ゲート回路(34)とを含み構成する。

【００１３】

【作用】第一発明では、発振回路部が所定周期でループ
コイル(1) のインダクタンスに対応して定まる複数の異
なる周波数で順次発振を繰返し、これら出力が入力され
る検出部は、前記所定周期内で各周波数の複数が所定設
定値以上の変動をした場合にのみ最終的に感知出力を送
出する。

【００１４】本願第二発明では、発振回路部(4) に後続
し発振周波数に対応して同数設けられたインダクタンス
算出回路夫々が、対応周波数が発振回路部より出力され
た時にこれに対応した電圧を発生し夫々に後続した検出
回路が入力に所定値以上の変動があれば検出出力を出力
し、各検出出力が入力される論理ゲート回路が、前記所
定周期内で各検出回路の複数から検出出力が得られた場
合にのみ感知出力を送出する。これは、結局各周波数出
力の複数のものが所定設定値以上の変動をした場合に対
応している。

【００１５】

【実施例】本願のループコイル式感知器では、１つのル
ープコイルに対し、２値以上の共振周波数を持たせ、夫
々の発振周波数に対応して検出回路を備え各検出回路の
ＡＮＤ的出力（後述）を最終的な感知出力としている。
以下、本願発明を実施例に基づき添附図面に沿って詳細
に説明する。

【００１６】図１は、本願のループコイル式感知器の一
実施例を示すブロック図である。図のループコイル式車
両感知器は、従来のものと同様な検知対象となる車両が
走行する路面に埋設（あるいは敷設）される所定のイン
ダクタンスを有するループコイル１と、このループコイ
ル１に接続された（車両）検出部から構成されている。
この検出部は発振回路部２及び後続する検出回路部３と
から構成されている。

【００１７】前記発振回路部２はループコイル１のイン
ダクタンスに対応した周波数で発振するが、従来と異な
りループコイルのインダクタンスに対応して定まる複数
の異なる周波数で所定周期で順次繰返し発振するように
構成されている。

【００１８】このために実施例の検出部を構成する発振
回路部２は、主キャパシタＣ₀及びこの主キャパシタＣ
₀に並列に接続されたｎ個の補助キャパシタ群（Ｃ_1,Ｃ
_2,…_,Ｃ_n）から構成されたキャパシタ部と、このキャ
パシタ部に接続された発振回路２０及び各補助キャパシ
タ（Ｃ_1,Ｃ_2,…_,Ｃ_n）夫々には対応して直列に接続さ
れたアナログスイッチ（ＡＳ１₁〜ＡＳ１_n）、各アナ
ログスイッチを個別に制御する切換信号発生回路２１を
含み構成されている。

【００１９】タイミング作成のための切換信号発生回路
２１は、ｎ個のクロック出力端子を有しており、クロッ
ク出力端子のいづれか１つから順次出力し所定周期で繰
返す。各クロック出力端子は第１番目からｎ番目までの
夫々が前記アナログスイッチ（ＡＳ１₁〜ＡＳ１_n）に
個々に順に対応して入力されている。

【００２０】また、検出回路部３は、前記発振回路２０
の出力に接続されたｎ個の第二のアナログスイッチ（Ａ
Ｓ２₁〜ＡＳ２_n）と、これらに対応して順に接続され
たｎ個のインダクタンス算出回路３１（３１₁〜３
１_n）と検出回路３２（３２₁〜３２_n）及び信号延長
回路３３（３３₁〜３３_n）、そして各信号延長回路
（３３₁〜３３_n）の出力がｎ個の入力端子に接続され
感知対象（車両）の存在を検出し感知出力を送出する１
つの論理ゲート回路３４から構成されている。この論理
ゲート回路３４は、前記所定周期内で各周波数の複数が
所定設定値以上の変動をした場合を検知した場合にのみ
感知出力を送出する。上記第二の各アナログスイッチ
（ＡＳ２₁〜ＡＳ２_n）には、前述した切換信号発生回
路２１のｎ個のクロック出力が個々に順に対応して入力
されている。

【００２１】以下、実施例装置の作用を簡単に説明す
る。実施例では、発振回路部２は、ｆ₁，ｆ₂，…，ｆ
_nの各周波数で順次発振し、その発振出力は対応する検
出回路３２に入力されることになる。上記発振回路部２
の発振周波数（ｆｘ）はループコイル１のインダクタン
スと、キャパシタ部の主キャパシタＣ₀及びこの主キャ
パシタＣ₀に並列に接続されたｎ個の補助キャパシタ群
のうち選択された何れか１つの補助キャパシタ（例えば
Ｃ₁）により決まる。そして、補助キャパシタ群は、切
換信号発生回路２１の出力状態に応じてアナログスイッ
チ（ＡＳ１₁〜ＡＳ１_n）が順に導通するのに応じて各
補助キャパシタ（Ｃ₁〜Ｃ_n）のうちどれか１つが順に
切替え接続される。従って、発振回路２０の出力には図
２の波形（ｃ）に示すような所定周期で繰り返す複数の
異なる周波数の連続波の列が連続的に得られる。

【００２２】夫々の連続波に対応して上記アナログスイ
ッチ（ＡＳ２₁〜ＡＳ２_n）が導通するから、各連続波
は、対応するインダクタンス算出回路３１にのみ入力さ
れ電圧変換される。後続する検出回路３２は、夫々対応
した補助キャパシタが選択された時で車両が存在しない
時のインダクタンスに対応した電圧（連続波の周波数に
対応）では出力せずこれより変動した電圧が得られた時
に出力する。この出力は後続する信号延長回路で継続時
間の延長されたパルスに変換される（図２（ｄ）参
照）。

【００２３】各信号延長回路（３３₁〜３３_n）の出力
は論理ゲート回路３４に夫々入力されており、論理ゲー
ト回路３４は各入力の重複期間があれば（ＡＮＤ動作）
出力するように構成されている。従って、結局は前記所
定周期内で各周波数の複数が所定設定値以上の変動をし
た場合にのみ感知出力（図２（ｅ）参照）を送出するこ
とになる。これは、車両が前述した切替え周期以上継続
して存在した場合に対応する。なお、実施例では感知出
力として連続パルス波が得られるが、適宜遅延回路を挿
入してステップ状の感知出力を得るようにしても良い。

【００２４】なお、感知対象（車両等）が存在せずコイ
ルのインダクタンスが定常値の場合には各信号延長回路
（３３₁〜３３_n）の何れからも出力がなく、当然なが
ら論理ゲート回路３４からの感知出力は無い。そして、
外来ノイズが混入した場合にも信号延長回路（３３₁〜
３３_n）の１つから出力が有っても、外来ノイズの継続
期間は短くて次に切換られた系統の信号延長回路は応答
せず出力をしないので結局論理ゲート回路３４が外来ノ
イズにより最終的な感知出力を出力することが防止でき
る。

【００２５】なお、外来ノイズの継続時間が長くて上述
作用では対応できない場合でもノイズの周波数成分分布
が限られている場合には、上記各インダクタンス算出回
路３１₁〜３１_nの前段部に夫々対応する発振周波数の
みを選択的に通過させる帯域通過フィルタ特性を夫々兼
備させる等の手段により対応させることができる。この
場合には、例えばノイズの周波数成分が前述発振周波数
ｆ₁に近く、それによって検出回路３２₁も出力をした
場合でも、他の検出回路３２₂〜３２_nでは、周波数選
択性により検出が行われず、最終出力が得られず誤感知
が無い。一方、金属物体がループコイルに近づいた場合
は、ループコイルのインダクタンスが変化し各検出回路
３２が全て出力するから最終出力が得られる。なお、周
波数選択性は各インダクタンス算出回路３２に付加して
も良い。

【００２６】上記の周波数選択性に依存した構成では、
帯域の広い外部ノイズに対応するためには、各発振周波
数ｆ₁〜ｆ_nを夫々できる限り離れた値に、またお互い
が整数倍の関係に無い（いわゆる、高調波の関係に無
い）様に選定する。これは、外部ノイズの多くはその２
倍波、３倍波の周波数成分を含んでいるからである。

【００２７】以上、実施例をあげて本願を説明したが、
検出部は実施例の形態に限らず、他の構成にて実現する
ことが可能である。要は、本願発明のループコイル式感
知器に於いてはループコイルのインダクタンスに対応し
て定まる複数の異なる周波数で所定周期で順次繰返し発
振する発振ブロックと、後続し前記所定周期内で各周波
数の複数が所定設定値以上の変動をした場合を検知して
感知出力を送出する検出部とを具備していれば、外部ノ
イズによる誤検知を防止するとの所定の効果が得られ
る。

【００２８】例えば、ＣＰＵ回路で直接に発振周波数を
監視し所定周期内で各周波数の複数が所定設定値以上の
変動をした場合を検知することもできる。図３は、本願
第一発明の他の実施例を示すブロック図である。図３の
ループコイル感知器も、ループコイル１と、このループ
コイル１に接続された検出部、即ち発振回路部２及び後
続する検出回路部３' とから構成されている。

【００２９】発振回路部２は、先に説明した図１のもの
と同一の構成である。検出回路部３' は、適宜のＣＰＵ
を含む処理回路で、発振回路部２からの出力がＩ／Ｏ回
路を介して入力される。発振回路部２からの出力は、適
宜プログラムにより監視され所定周期内で各周波数の複
数が所定以上の周波数的変動をした場合が検知され検知
出力がＩ／Ｏ回路を介して外部に送出される。

【００３０】以上、ループコイル式車両感知器を例に本
願を説明したが、言うまでもなく本願各発明の思想は車
両感知以外にも広く金属体（磁性体）の接近を感知する
用途のループコイル式感知器に適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したとおり本願第一発明のルー
プコイル式感知器は、所定周期で一つのループコイルの
インダクタンスに対応して定まる複数の異なる周波数で
順次繰返し発振する発振回路部と、これに後続し入力周
波数を基に前記所定周期内で各周波数の複数が所定設定
値以上の変動をした場合を検知して感知出力を送出する
検出部とを含み構成されているので、感知器に外来ノイ
ズが混入した場合にも誤報を発生することがなく、確実
に対象のみを感知する信頼性の高いループコイル式感知
器が得られる。

【００３２】また、本願第二発明のループコイル式感知
器は、一つのループコイルのインダクタンスに対応して
定まる複数の異なる周波数で所定周期で順次繰返し発振
する発振回路部と、後続し入力周波数の数に対応して同
数設けられ入力周波数に対応した電圧を発生するインダ
クタンス算出回路及び夫々に後続した検出回路と、前記
所定周期内で各検出回路の複数から検出出力が得られた
場合にのみ感知出力を送出する論理ゲート回路とを含み
構成されているので、前発明と同じく、感知器に外来ノ
イズが混入した場合にも誤報を発生することがない信頼
性の高いループコイル式感知器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のループコイル式感知器の一実施例を
示すブロック図である。

【図２】本願発明のループコイル式感知器の各部電圧・
保持値・感知出力等を示すタイムチャートである。

【図３】本願発明のループコイル式感知器の他の実施例
を示すブロック図である。

【図４】従来のループコイル式感知器の一例を示すブロ
ック図である。

【図５】本願に係るループコイル式感知器の設置例を示
す図である。

【図６】本願に係るループコイルのインダクタンス変化
の一例を示す説明図である

【図７】図４の従来のループコイル式感知器に対応した
各部電圧・保持値・感知出力等を示すタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１…ループコイル、２…発振回路部、３…検出部、２０…発振回路、３２（３２₁〜３２_n）…検出回路、３４…論理ゲート回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つのループコイル(1) と、このループ
コイル(1) に接続され所定周期で該ループコイル(1) の
インダクタンスに対応して定まる複数の異なる周波数で
順次発振を繰り返す発振回路部(2) と、この発振回路部
(2) に後続し入力周波数を基に前記所定周期内で各周波
数の複数が所定設定値以上の変動をした場合を検知して
感知出力を送出する検出部(3) とから成ることを特徴と
するループコイル式感知器。
【請求項２】一つのループコイル(1) と、このループ
コイル(1) に接続され所定周期で該ループコイル(1) の
インダクタンスに対応して定まる複数の異なる周波数で
順次発振を繰り返す発振回路部(2) と、この発振回路部
(2) に後続し各発振周波数に対応して同数設けられ入力
周波数が所定設定値以上の変動をした場合を検知して感
知出力を送出する検出回路(32)と、前記所定周期内で各
検出回路の複数から検出出力が得られた場合にのみ感知
出力を送出する論理ゲート回路(34)とを含み構成された
ことを特徴とするループコイル式感知器。