JPS5842913A - 自動車用方位計 - Google Patents

自動車用方位計

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JPS5842913A
JPS5842913A JP14141281A JP14141281A JPS5842913A JP S5842913 A JPS5842913 A JP S5842913A JP 14141281 A JP14141281 A JP 14141281A JP 14141281 A JP14141281 A JP 14141281A JP S5842913 A JPS5842913 A JP S5842913A
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JP
Japan
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signal
circuit
magnetism
phase
zero
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JP14141281A
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JPS6218842B2 (ja
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Tetsuyuki Kondou
哲行 近藤
Akira Matsubara
松原 昭
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02Magnetic compasses
    • G01C17/28Electromagnetic compasses
    • G01C17/30Earth-inductor compasses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転;イルにょシ地砕気を検出して自動車の
方位を測定する自動車用方位−計に関するものである。
地磁気により方位を測定する手釣としては、(1)地磁
気による電圧から地磁気のN、8に対する方位を測定す
る回転コイル磁力計、(3)強磁性体のコアを用いたト
ランスの出方側の第2次高調波が外゛部磁界に比例する
”ことを利用したフ、′)ツクスゲート磁力計、(4)
磁界中のプロトンが、磁界HOとプロトンの核磁気モー
メントrと・にょシ −= r −Haの角速度−で歳
差連動を行なうことを利用したプロトン磁力計、(5)
アルカリ原子のエネルギ単位が磁界中のゼーマン効果に
ょシいくっがのゼーマン副準位に分裂することを利用し
た光ポンピング磁力針、(6)ホール効果を利用したホ
ール素子磁力計等がある。
自動車用としては、廉価な構成で正確な方位を測定でき
ると共に、方位情報をマイクロプロセッサ等によシ処珪
できることが望ましい。又自動車の車体は鉄で構成され
るのが一般的であふから・、車体自身による磁場の影響
を考慮しなければならない。前記(f)〜(6)のうち
、(1)は構成が簡単であるが目視観測のみで方位情報
信号を得ることができないと共に、車体磁気によシ誤動
作するものであシ、又(4)〜(5)は構成が袂雑化す
る欠点がある。又(6)は精度を向上させることが困難
である。従って(2)又は(3)が適切であるが、(3
)はコアの飽和特性を利用するため、絶対測定ができな
い故に、絶対測定が可能なものとして(2)の回転コイ
ル磁力計が自動車用表して、好適である。
本発明は、回転コイルにより地磁気を検出すると共に、
車体磁気による誤竺を補正して、正確な自動車の方位を
測定することを目的とするものである。以下実施例につ
いて蒜細に説明する。
第1図は本発明の実施例のプルツク線図であシ、lはコ
イル、2は円板、3祉円板2の1個所の孔。
磁石等を検出して位置基準信号を出力する7オトセンサ
、磁気センサ等のセンサ、4はコイル1及び円板怠を回
転させるモータ、5は増幅器、6はローパスフィルタ、
7はレベル変換回路、8は位相同期ループ回路、9はカ
ウンタ、1oは誤差補償回路、11社加算器、νはゼロ
クロス検出回路、13はラッチ回路、14は方位表示器
、15はマイクロプロセッサ、16は車速センサ、17
i1′マツプ表示器である。
コイルlはモータ4にょシ一定回転数で回転されるので
、地磁気及び車体磁気に応じた誘起電圧が発生し、増幅
器6にょシ増幅されてノイズ成分を除く為にローパスフ
ィルタ6に加えられる。又センサ3は円板2と対向して
配置され、円板2の1回転でlバルーの位置基準信号を
出力するもので、レベル変換す路7にょシ例えばTTL
()ランジスタ・トランジスタ・pシック)レベルに変
換され、位相同期ループ回路8に位相同期信号として入
力され、且っカウンタ9にリセット信号として入力され
る。
位相同期ループ回路8は公知の種々の構成を用いること
ができ、誤差補償回路lOに線位置基準信号の1周期で
1サイクルとなる矩形波信号を加え、カウンタ9には、
位置基準信号の周期を360の整数X分の1としたパル
スを加える。
誤差補償回路10は第2図に示す構成を有し、21は移
相回路、22はサイン波信号を出力する為のローパスフ
ィルタ、nは振幅調整回路であシ、位相同期ループ回路
8からの矩形波信号が移相回路21により位相が調整さ
れ、ローパスフィルタ23によシ矩形波信号の基本波の
サイン波信号が取出され、振幅調整回路nによシ振幅が
調整された補正用サイン波信号が出力されて加算器11
に加えられる。
この補正用サイン波信号は、車体′磁気による誤差を補
正するように、位相及び振幅が調整されるものである。
従って加算器11の出力は地磁気の検出信号となシ、ゼ
ロクロス検出回路■に加えられ、ゼロクロス点が検出さ
れてラッチ回路13にストローブ信号として加えられ、
カウンタ9のカウント内容がラッチされる。
ラッチ回路13の内容は方位表示器14に加えられ、例
えば、方位分解能に応じた数の発光ダイオードを配置し
、カウンタ90カウント内容のデコードによシ選択した
発光ダイオードを点灯して方位を表示する。液晶表示器
を用いた場合は、デコード結果に応じて電極に電圧を印
加して方位を表示する。又アナログ表示器を用いた場合
は、DA変換器を設けてアナログ信号によシ指針等を駆
動して方位を表示する。
又マイクロプロセッサ15拡車速センサ16からの車速
情報とラッチ回路13からの方位情報とにより、マツプ
表示器17に現在位置を表示させ、又出発点からの方位
距離を演算して表示させることができる。
第8図は動作説明図であシ、同図(1)は位置基準信号
を示し、位相同期ループ回路8は、この位置基準信号に
同期し大周期Tの矩形波信号を同図(b)に示すように
出力して誤差補償回路10に加え、又同図−に示す逓倍
したパルス信号をカウンタ9に加える。誤差補償回路I
Oのローパスフィルタ22によシ同図(c)に示すサイ
ン波信号が取出される。なお同図(c)は移押回路21
による移相を零とした場合について示すものである。
コイル1に誘起した電圧がローパスフィルタ6を介して
′加算器11に加えられる信号が、第3図(d)に示す
も゛のとし、誤差補償回路lOの振幅調整回路nで振幅
を調整された補正用サイン波信号を第3図(e)に示す
ものとすると、加算器11の出力信号は同図(f)に示
すものとなる。ゼロクロス検出回路12は加算器11の
出力信号のゼロクロス点のうち例えば平から負へ変化す
るときのゼロクロス点を検出する。従って第3図(f)
に示す出力信号に対してゼロクロス検出回路は同図(h
)に示すものとなる。
カウンタ9は位、置基準信号によシリセットされ、位相
同期ループ回路8からのパルス信号をカウントシ、ゼロ
クロス検出信号をストローブ信号としてカウント内容を
ラッチ回路13にラツーするものであるから、リセット
からメ1トロープ信号が出力されるまでの期間T′のパ
ルス信号数は第3図0)に示すものとする。従って基準
位置からの方位角0パルス信号の周期を T/360 
とすれば、方位角θ車体磁気による誤差について以下説
明する。例えば自動車が第4図に示すように、磁北Nに
対して磁束E側にθの角度で走行している場合、地磁気
Heと車体磁気Hpとのベクトル和の磁界が前述のコイ
ルlに作用することになる。従って地磁気Heに対して
平行な磁界成分Hp、と直角な磁界成分Hp2とは、 Hp 1= He + Hpj j eolIθ+Hp
w1sinθ …・−・・−・(1)Hp2 = Hp
j−sinθ−Hpw−e08θ   曲・・・・・(
2)となる。なおHpj = Hpwは車体磁気Hpの
自動車進行方向に平行及び垂直な磁界成分である。
従って車体磁気による方位誤差Δりは次式で表わされる
ものと逐4る。
Δθp = tan−’ (HP2/HP1 )〜に一
5in(θ−α)        ・・・・・・・・・
〈3)コイル1に誘起する電圧Esは、地磁気aeによ
る誘起電圧Eeと車体磁気Hpによる誘起電圧Epとの
合成電圧で、例えば第5図に示すものとなる。
従って、 Is = Ee + Ep = Ke−1511st+Kp−8in (at −7
)= K@1−sin*t +Kp(sin*t co
s y −cos at sin y)= (Ke+K
p−cosy)sin*t−Kp−siny cosa
++t= (Ke +Kp−cog y)’ + Kp
’−sin’y −5in(at+β)・・・・・・・
・・(4) と車体磁気との角である。
コイル1の誘起電圧Isの振幅は、自動車の方向によシ
変化するもので、振幅をf (r)とすると、となシ、
第6図に示すように、自動車の、方向により振幅が変化
する。即ち、f (0) = Ke 十Kp  。
f(π) = Ke −Kp  となシ、によシKpが
求められる。従って補正信号Ep′は、wd = −K
p−sin (at −r )      −・・・・
・・(?)とすれば良いことになシ、振幅Kpを振幅調
整回路詔により調整し、位相γを移相回路21で調整す
れば食いことになる。
コイルlの具体例としては、巻数を1000 、コイル
の面積を161nrn2(各辺の長す’I nin 、
 23tm+ )、回転数を240Or、p、mとした
とき、最大t、amv の地磁気の検出信号が得られた
以上説明したように、本発明は、モータ4によって一定
回転速度で回転されて地磁気を検出するコイル1と、こ
のコイル10回転基準位置を検出するセンサ3と、との
センサ3からの位置基準信号に位相同期した矩形波信号
及び方位角測定用のパルス信号を出力する位相同期ルー
プ回路8と、位置基準信号によりリセットされ、位相同
期ループ回路8からのパルス信号をカウントするカウン
タ9と、位相同期ループ回路8からの矩形波信号をロー
パスフィルタn等によシサイン波信号に変換すると共に
、移相回路21.振幅調整回路23等によシ位相及び振
幅が調整さ姓た補正用サイン波信号を出力する誤差補償
回路10と、コイル1の検出信号と補正用サイン波信号
とを加算して車体磁気Hpによる信号成分を除いて地磁
気Heによる信号成分を出力する為の加算器11と、そ
の出力信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回
路12と、ゼロクロス検出信号によシカウンタ90カウ
ント内容をラッチするラッチ回路13と、方位表示器1
4とを備えたものであり、位相同期ループ回路8がらの
パルス信号を所望の方位分解能が得られる同期とするこ
とができると共に、車体磁気Hpによる誤差を補償でき
るから、高精度の方位測定が可能となる。
従ってマイクロプロセッサ15により方位情報と車速情
報とを処理すれば、マツプ表示も容易であり、このよう
なマイクロプロセッサ15を用いた場合は、カウンタ9
やラッチ回路13等をマイクロプロセッサ150機能で
実現することもできる。又自動車内の複数個所に回転コ
イル等の磁気センサを配置し、車体磁気分布を求めて車
体磁気による誤差を自動補正す゛ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック線図、第2図は誤差
補償回路のブロック線図、第3図は本発明の実施例の動
作説明図、第4図は地磁気と車体磁気との関係説明図、
第5図はコイルの誘起電圧と地磁気及び車体磁気による
誘起電圧との説明図、第6図は自動車方位とコイル銹起
電圧の振幅との−・例の説明図である。 lはコイル、2は円板、3はセンサ、4はモータ、5は
増幅器、6はローパスフィルタ、7はレベル変換回路、
8は位相同期ループ回路、9はカウンタ、10は誤差補
償回路、11は加算器、12はゼロクロス検出回路、1
3はラッチ回路、14は方位表示器、15拡マイクロプ
ロセツサ、16は車速センサ、17はマツプ表示器、2
1は移相回路、22はローパスフィルタ、23は振幅調
整回路である。 特許出願人 富士通テン株式会社 代理人弁理士 玉 蟲  久 丘部(外3名)第1図 第4図 誘 起 第5図 第6図 自動車方位

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一定回輯速度で回転されて地磁気を検出するコイル、該
    コイルの回転基準位置を検出するセンサ、該センサから
    の位置基準信号に位相同期した矩形波信号及び方位角測
    定用のパルス信号を出力する位相同期ループ回路、前記
    位置基準信号によシリセットされ、且つ前記パルス信号
    をカウントするカウンタ”、前記矩形波信号をサイン波
    信号に変換すると共に、位相及び振幅を調整した補正用
    サイン波信号を出力する誤差補償回路、前記コイルの検
    出信号と前記補正用サイン波信号とを加算して車体磁気
    による信号成分を除去する加算器、皺加算゛器の出力信
    号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路、該ゼ
    ロクロス検出回路からのゼロクロス検出信号によシ前記
    カウンタのカウント内容をラッチするラッチ回路、該ラ
    ッチ回路の内容に従った方位を表示する方位表示器とを
    備えたことを特徴とする自動車用方位計。
JP14141281A 1981-09-08 1981-09-08 自動車用方位計 Granted JPS5842913A (ja)

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JPS6218842B2 JPS6218842B2 (ja) 1987-04-24

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6231283A (ja) * 1985-08-02 1987-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録再生装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714710A (en) * 1980-07-01 1982-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bearing meter

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