JPS62159008A - マイクロコンピユ−タ制御迅速レンジング法及びデイジタルフイルタ - 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〉 本発明は広くは、自動車で使用するだめの電子的制御コ
ンパスの分野に関する。より特にはスポーツ・アビニー
ジョン（Ｓｐｏｒｔ　Ａｖ４ａｔｔｏｎ３の１９８１年
１１月号と１２月号に２回にわたり掲載さ九そしてここ
に参考のために包含させる１ア・マグネチック・ヘツデ
ング・リファレンス・フォー・ザ・エレクトロ・フルー
イブツク・オート・パイロットＣＡ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ
　Ｈｅａｄｉｎｇ　ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＦｏｒ　Ｔｈｅ
　Ｅｌｔｔｃｔｒｏ　Ｆｌｗｉｄｉｃ　Ａｕｔｏ　Ｐｉ
ｌｏｔ　］”と題するガーナ−〔Ｇαデａｇデ〕による
雑文に記載された種類に類似する７ラツクスゲ一ト式セ
ンサを使用する種類の電子コンパスに関する。

く従来の技術〉 自動単向用途の７ラツクスゲ一ト式磁界センサの操作の
理論は更に、１９８０年２月付での伊藤久嗣による”？
ダネチック・フィールド・センサ・アンド・イツ・アビ
リケーション・ツウ・オートモビールズ〔Ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　ＦｉｅｌｄＳｔｔｎｓｏｒ　　Ａｎｄ　　Ｉｔｓ
　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　　Ｔｏ　　Ａｓｔａｍｏ
ｂｉＬｅｓ丁と題して、アメリカ自動車技術協会（ｔｈ
ｅ　５ｏｃｉｅｔｌｏｆ　Ａｘｔｏｒｎｏｔｉｖｅ　Ｅ
ｎｇｉｎａａｒｓ〕から”　Ｐａｐｅｒ　Ａ３００１２
３″として刊行された雑文に記載されている。

この参考文献も参考のためにここに包含させる。

電子コンパスの分野の業績の更なる例は以下のアメリカ
特許に見られる：１９７６年３月１６付の第３．９１７
６３号（ＨｏｗａＥＩ　Ｄ、Ｇαデ（デ）の“マグネチ
ック・ヘツデング書リファレンス［Ｍａｇｎｔｔｔｉｃ
　Ｈｅａｄｉｎｇ　Ｒｔｔｆｔｔｒｅｎｃｅγ：１９８
４年１月ｌＯ日の第４．４２４，６３１号（Ｆｒａｎｋ
ｓ’ｌＤ１エレクテイカル・コンパス［Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌ　Ｃａｍ％５８］−；１９８４年１月１７日の第
４．４２５，７１７号（ｆｉｌａｒｃｘｓ）の１ビーク
ル・マグネチック・センサ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｍａｇｎ
ｅｔｉｃＳｅｎｓｏｒ）″；１９８５年３月１９日付の
第４，５０５，０５４号（Ｃ１ａｒｋ　ｔｔｔ　ａｌ、
）の１マグネナツク・センサ・マクゝ　ンテイングーシ
ステム（Ｍａｇｎａｔｉｅ　５ｅｎｓｏｒ　Ｍｏ１Ｌｎ
ｔｉｎｇＳ’ｌｓｔｅｒｍ〕−：及び１９８５年１０月
１５日付の第４．５４６，５５１号（Ｆｒａｎｋｓ）の
１エレクテイカル・コントロール・システム〔Ｅｌｅｃ
ｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓ３Ｎｔｔｔｔｍｌ“
。

第３，９４３，７６３号特許（Ｇαデ■デ）は電気式補
償磁力計（ｌｉＢ、力計の機能ハ磁界を検出し、その規
模と方向を測ることである）を記述している。それは乗
物例えば航空機用の機首方位参照器として使用する磁力
計の北廻り旋回誤差補償用手段を備えている。北廻り旋
回誤差は上で引用した“ア・マグネチック・ヘッディン
グ・リファレンス・フォー・ザ・エレクトロ・フルーイ
ブイック・オート・パイロット（Ａ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ
　Ｈｅａｄｉｎｇ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｆｏｒｔｈｅ
　Ｅｌｇｃｔｒｏ　Ｆｌｘｉｄｉｃ　Ａｕｔｏ　Ｐｉｌ
ｏｔ〕−に記載されている。基本的にはこれは数地点を
除けば、地磁界が水平的で無いという事に起因している
。米国での磁束の線（ａ力線）は水平から６０乃至７５
＠であり、これはガーナ−（Ｇａｒｎ６デ）のスポーツ
・アビニージョン（”１ＰｏｒｔＡｖｉａｔｉｏｎ）悪
文によると伏角である。

第４，４２４，６３１号特許（Ｆｒａｎｋｓ）ｎ１１Ｌ
気コンパスと共に働らく回路を記載している。フラック
スゲート式セ／すからの出力信号の周波数と位相が励磁
信号に対して予め定められた関係を有する様にディジタ
ル帯域フィルタと同期位相検波器と結合した発振器を特
徴としている。フランクス（Ｆｒａｎｋｓ　）によると
、同一の発振器信号が７ラツクスゲ一ト式センサを励磁
させるのに存在させられているので、これは同調に無関
係の構成となる。

第４．４２５，７１７号特許（Ｍαデｃｕｅ）は乗物の
電気コンパンのための７ラツクスゲ一ト式センサ装着用
構造物を記載している。マルカス（ＭｃＬｒｃｌＬａ）
によると、バック・ミラーと組合わせたセンサの配置は
乗物の金属集体と乗物の配線からセンナを若干隔離する
ことになる。

第４，５０５．０５４号特許（Ｃｌａｒｋ　ａｔ　ａｌ
、）は７ラツクスゲ一ト式センサ用の第二の装着装置を
記載している。

クラーク等（Ｃ１ａｒｋ　ａｔ　ａＬ、）によると、こ
の装着装置には乗物の縦軸と一直線にする垂直面での調
整動作のためにピボット的にセンナを装着するクレード
ル（受は台）が含まれている。

第４，５４６，５５１号特許（Ｆｒａｎｋｓ）は電気コ
ンパス修正制御用マイクロコンピュータを含む電気制御
装置ｆｔ記載している。修正信号は直接センサ巻線に印
加されて、センナ出力信号を所望レベルに動かす。北廻
り旋回誤差は信号処理方法を経て修正され、記憶されて
いる地凪気の偏角修正の角情報にもとづく表示出力信号
に影響を与える。

〈発明の目的〉 本発明の目的はソフトウェアとノ・−ドラエアの組合わ
せを利用する単純化した補正方法を提供することによっ
て先行技術の装置を改良することであり、而してハード
ウェアは所要範囲（レンジ）の電圧レベルを用いて操作
さねへ且つソフトウェアは精密な補正を実施するのに利
用される。

本発明の第二の目的はフラックスゲート式センサ出力と
共に作用する帯域フィルタを多重化し、制御装置と共に
働らくのに必要な電子回路の量を最小にし且つ回路のゲ
イン（利得）の影響を減らすことである。これはアクセ
ンチユニージョン化繰返し性（ｇｒｎｐｈａ　ｓ　ｉ　
ｚｉｎｇ　ｒｇｐｇａｔａｂｔｌ　ｉ　ｔ　ｙ　）によ
って達成され机 本発明の第三の目的は補正電圧を狭い範囲にしてソフト
ウェアによるよりｆｉｔ密なコンパス補正を５Ｔ能にす
る目動レンジング回路を提供することである。この回路
はアナログ電位差計及び付属補正調整の必要性を無くし
た。

本発明の第四の目的は方向計算に先立って磁界成分を平
滑化するためのディジタルフィルタを与えることである
。

本発明の第五の目的は電圧を所望の補正範囲に迅速にす
るためのマイクロコンピュータ制御の迅速なレンジング
化方法を提供することである。

く好ましい態様の詳細な記載〉 図１を説明すると、電子コンパスのブロック図が示され
ている。装置の中核はマイクロコンピュータ１０であり
、図に示した殆んどすべての他の構成部品とインターフ
ェイスしている。マイクロコンピュータｌＯは図の他の
構成部品の多くと同様に電源１２を介してその電力を受
けている。

従って電源１２は図を雑然とさせるのを避けるために図
１中の構成部品のいずれとも接続する形では図示されて
いないだけである。

スイッチ１４がマイクロコンピュータと働らくために設
けられており、電子コンパスを装備した自動車の運転者
にマイクロコンビエータｌＯと対話させる様になってい
る。

発振器１６がマイクロコンピュータ１０がタイミング（
サイクル時間の調節）用及び信号処理用に使う信号を発
する。

コンデンサ１８は回路中でリセット及びフィルター用に
使用されており、そして略図的にマイクロコンピュータ
１０に接続されているものとして示されている。その機
能はノイズを低下させ且つ必要な場合に、ある信号条件
を提供することである。スイッチ１４は運転者が装置を
補正し、方向偏差を人手で入力し、温度の読取りに接続
したり外したり、コンパスに接続したり外したり及び／
又はフィート・ポンド（Ｓ、ａ、）又はメートル法で結
果を表示させる機能がある。

入力サーキットリー２０はマイクロコンピュータ１０と
接続しており、表示（ディスプレー）３００強度とサー
ミスタ型温度センナの読みを制御する構成部品からなる
。

タイマ回路２ｚは乗物力ζエンジンの温度が周囲温度段
階迄低下する前に、再スタートする可能性を補償するた
めに存在する。かかる場合、タイマが無ければ、サーミ
スタ温度センナは実際の周囲の温度の代りにエンジン放
射温度に起因するより高い周囲温度を検知するであろう
。１時間タイマ２２は最後に検知した周囲温度を保持し
て、エンジンを周囲の温度に復帰させる。１時間タイマ
の規格は＋１５分又は−１５分である。

ディスプレー３０にマイクロコンピュータｌＯによって
制御されており、電子コンパス回路によって発生させら
れた出力と図１に示した温度センサによって発生させら
れた出力の眼に見える形の読出しを提供する。このディ
スプレーが次に自動車の運転者に読取られて乗物が走っ
ている方向を示す。ディスプレー３０Ｆｉデイスプレー
・ドライバ３ｚとディスプレー電源３４によって駆動さ
れる。ディスプレー電源３４はこの用途に特製された変
圧器を使用している。構成部品の多くは標準的既製集積
回路及び電源チップである。ディスプレー電源３４ｔ：
を定周波数スイッチング・レキュレータとしてはたらく
。

マイクロコンピュータ１０はフラックスゲート・′ドラ
イバ４０及び７ラツクスゲート４２と結合してはたらく
。７ラツ力ゲート操作は参考のために先に引用した１ア
・マグネチック・ヘツデング・リファレンス・フォー・
ザ・エレクトロ・フルーイブツク・オート・パイロット
（ＡＭａｇｙｔｉｅＨｇａｄｔｎｇ　　Ｒｅｆｅｒｅｎ
ｃｅ　　Ｆｏｒ　　Ｔに−ＥＬｅｃｔｒｏ　ＦＬｕｉｄ
ｉｃＡｕｔｏ　Ｐｔ１ｏｔ〕“と題する文書を参照する
ことによって最も良く記述できる。

フランｌゲートドラドパ４０はマイクロプロセッサ又は
マイクロコンピュータ１０から矩形波を取って、光分な
駆動をそれに加えて７ラツクスゲート４２を飽和させる
。この操作は参考のために包含した文書、即ち“ア・マ
グネチツク・ヘツデング・リファレンス・フォー・す・
エレクトロ・フルーイブツク・オート・パイロット［Ａ
　ＭａｇＭｔ　ｉ　ｃＨｅａｄｉｒＬｇ　　Ｅｅｆｅｒ
ａｎｃｅ　　Ｆｏｒ　　Ｔんｇ　　Ｉｌｌｇｅｔｒｏ　
ＦＥｓｉｄｉｅＡｕｔｏ　Ｐｉｌｏｔ″１１及びここに
参考として包含した”マグネチック・フィールド・セン
サ・アンド・イツ・アピリケーション・ツウ・オートモ
ビールズ（ニスニーイー−ペーパー／１６８００１２３
　）　［：　Ｍａｇｎｔｔｔｉｃ　Ｆｉｔｔｌｄ　５ｅ
ｎｓｏｒＡｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｔ
ｏ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ（ＳＡＥＰｃＬｐｇｒＡ８
００１２３）］にも説明されている。

フラックスゲートは多重変換装置５０に通じている。多
重変換装［５０もマイクロコンピュータ１０に通じてい
る。

多重変換装置５０は４極帯域フイルタ６０に通じており
、６０はフィルタした信号を同期検波器７０に送入する
。

同期検波器７０からのフィードバックは、その電流の一
部を積分器８０と加算係数器９０を通してフラックスゲ
ート４２にフィードバックさせることによって、図１に
示した全コンパス制御装置を安定化するのにはたらく。

フィード・バック電流は結局、フラックスゲート４２が
磁界を検知した時にフラックスゲート４２によって生ず
るのと等しくそして反対（向）の信号となる。

より特には、帯域フィルタ６０の出力、これは（図２ａ
に示す）ゲートスイッチ１０２Ｃと次に積分器８０に送
入されるのだ力ζは正弦信号である。

シヌソイド（正弦波）ハ、マイクロコンピュータ１０に
よって制御される同一周波数でパルスをオン、オフさせ
られているゲートスイッチ１０２Ｃに送入される。ゲー
トスイッチセンサで得られる出力ｆｌ槓分器８０に送入
された半波整流信号である。

積分器８０の出力はり、Ｃ，レベルである。検知された
地球の磁界がフラックスゲート４２に信号をつくり出限
それは帯域フィルタ６０と同期検波器７０を通してフィ
ルタされる。従ってゲートスイッチ１０２６を出た後は
整流された正の半波である。積分器８０の出力は１０３
ｃの入力とバランスするために下方へと降下する。この
出力が加算係数器９０と７ラツクスゲート４２を通して
フィードバックさねヘコイルの電流を上方又は下方に調
整し、そして従ってり、Ｃ，レベル及び積分器８０の出
力を安定化する帯域フィルタ６０に与えられる信号を調
整する。

同様に、積分器８０の入力が帯域フィルタ６０及びゲー
トスイッチ１０２ｃからの整流された負の半波の場合に
は、積分器８０の出力は入力を等しくするために上昇す
る。この上昇出力が加算係数器９０を通して４２中の７
ラツクスゲートコイルにフィードバックされ、それで帯
域フィルタ６０に与えられる信号を調整し同様にして装
置の安定性を保持する。

７ラツ匁ゲー）４２の説明を更に４斤するには、達成が
困難な事である地球磁界を測定するのが所望されている
ことを理解されたい。従って、所望の内容は、地球磁界
によってコイル中につくり出された信号を単に検知しそ
してり、Ｃ，電流によって同一コイル中にその検知され
た信号と大きさが等しく逆の（虚）像をつくり出すこと
である。

換言すると、南北ゲートスイッチを閉じた時、地球磁界
の南北成分によって７ラツクスゲートコイル中につくり
出された信号はフィードバック径路中に発生した電流で
バランスされる。同様に東西ゲートスイッチを閉じた時
に、地球磁界の東西成分によってフラックスゲートコイ
ル中につくり出された信号は加算係数器からの抵抗器１
４９を介してフィードバック径路中に発生させられた電
流とバランスする。

フィードバック径路中で発生しそして抵抗器１４９及び
１４８を通して送られる電流は地球磁界によってつくり
出された時のコイル中に生じた電流と反対である。

４極帯域フイルタ６０からの第２（次）高調波〔倍周波
である〕信号は同期検波器７０に与えられ４同期検波器
７００機能は積分器８０によって積分すべき第２高調波
部分を選ぶことである。積分器８０の出力はＤＣ信号で
あり、加算係数器９０を通してビン３．４．５及び６で
７ラツクスゲート４ｚの二次コイルにフィードバックさ
れる。これは４極帯域フイルタの入力を相殺する効果を
持つ。これが装置に安定性を与える。

加算係数器９０はレンジング回路１００の出力を積分器
８０のそれと比較もする。信号が多重変換装置５００Å
力にフィードバックされて装置を安定化する。安定化効
果は７ラツクスゲートセンサ出力の両方に印加される。

レンジングサーキットリー１００は下述の方法でマイク
ロコンピュータ１０とインター７エイススル。

図１のブロック図に記載されている回路の詳細が示され
ている図２ａ及び図２ｂをさて説明する。

マイクロコンピュータ１０は既製の市場で購入できるコ
マーシャル１パーツ・ナンバー（Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ
　ＰａｒｔＮｕ扉６＋ｒ）ＭＣ６８０５Ｓ２を持ったマ
イクロプロセッサである。

７ｃｃｌ＃ＩＺは図２ｃＬ及び図２６中のさまざ１の構
成部品に電力を供給する。ＶＣＣ電源１２ｔ−！５及び
１０ボルトを装置の雨傘の図２α及び図２ｂ中で示され
ているものに供給する。ＶＣＣ電源の５ボルト部分の核
心は調整器チップＵ−２００であり、これはダイオード
Ｄ−２０３を介して電池から入力電圧を受取り、そして
び−２００のビン１中にコンデンサＣ−Ｚｏｏに論理上
の地絡に接続されている。

又、調整器ｖ−ｚｏｏに入力する時には、ダイオードＤ
　−２Ｏ２及び抵抗器Ｒ−２０１を通して調整器ｖ−ｚ
ｏｏのスイッチリセットビン４に始動電圧ＩＧＮＮが与
えられる。

電圧ＶＪ２ｆｒｉｆイ、ｔ−ＶＤ−２０２と抵抗器Ｅ−
２０１１７）間の保護スイッチ化電池電圧として得られ
る。

調整器ｖ−ｓｏｏｈ熱だめＭ−２００を備えている。調
整器び−２００はビン３を介して論理上の地絡に接地さ
れている。調整器Ｕ−２００の出力はビン２から出て来
て部分的にコンデンサＣ−２０１によって保持される。

Ｃの特定用途では、調整器Ｕ−２００のビン２上の出力
は約７５０ミリアンイアの５ボルトである。調整器Ｕ−
２００からはビン５で与えられる予備の５ボルト出力電
圧も利用できて、コンデンサＣ−２０２を用いて論理上
の地絡に接続されている。予備５ボルト電圧は１０ミリ
アンペアで利用できる。

Ｖｃｃ’ａＬ源にはトランジスタＱ−Ｚｏｏからの電圧
ＹＡの出力を有するＩＯボルト部分もある。図示したと
おりダイオードＤ−２００及びＤ−２０１，抵抗器Ｒ−
２０２及びコンデンサＣ−２０５とＣ−１０６がトラン
ジスタＱ−２００と協働してこのｌＯボルト出力をつく
り出す。

また利用できるのは始動電圧からとられて抵抗器デバイ
ダネットワークＲ−１１１及びＲ−２１０を通して分割
されてコンデンサＣ−２１０によって保たれた別の電圧
である。この回路の目的はディスプレーの制御調光の始
動電圧を間接的に測ることである。これはディスプレー
パネル電圧変化の速度の間接的測定である。始動電圧は
抵抗器Ｒ−２１０を横断して間接的に測定される。抵抗
器Ｒ−２１０を横断する電圧の直列接続抵抗器Ｅ−２１
１及びＲ−２１０を横断する電圧に対する比は同一に保
たれる。従って、始動電圧は常にＥ−２１０を横断する
電圧をマイクロコンピュータｌＯ中でモニターしそして
それをマイクロコンピュータ１０に記憶された比率計的
関係の始動電圧の演算に使用することによって算出でき
る。

始動電圧は矢に、マイクロコンピュータｌＯのピン７上
のＡ／Ｄコンバータに表われる信号を注目して後、ディ
スプレー３０の調光の調節に使用される。この信号は抵
抗器デバイダＲ１１７及びＲ１１６によりモディファイ
されてコンデンサＣ１１５に支持されてＤＩＭ３に接続
された電位差計スイッチを運転者がターニングすること
によって生ずる。マイクロコンピュータｌＯのピン９に
与えられた間接的に測定された始動電圧の関数としてマ
イクロコンピュータはディスプレードライバ３ｚに与え
られた調光信号を修正する。

図２ｃ及び図２ｂに示した装置に与えられる入力にはス
イッチング部分１４もある。スイッチング部分１４はス
イッチング素子ＡｆＺ２１−Ｍ２２５から成り、すべて
のスイッチは同一の方法で作動し、論理上の地絡とＶＣ
Ｃに接続されたプルアップ抵抗器間に接続されている。

スイッチのい＜　つかＨ２極テアル。ＶＣＣは抵抗器Ｒ
−１２０、Ｒ−１２１、Ｅ−１２２及びＲ−１２３の各
々につながっており、抵抗器は順にＭ−２２１乃至Ｍ−
２２５のそれぞれのスイッチにつながっている。スイッ
チと抵抗器間の接続はマイクロコンピュータ１０上のさ
まざまのピンに送られて、マイクロコンピュータ１０は
スイッチＭ−２２１乃至Ｍ−２２５のいずれかを閉じる
運転者の操作によってそれらの点が論理上の地絡に結ば
れる時を検知する。スイッチは運転者がＭ−２２１上の
温度機能、スイッチＭ−２２５上の偏差機能、Ｍ−２２
２上のＵ、１．−メートル制機能、スイッチＭ−２２４
上の補正機能及びスイッチＭ−２２３上の補償機能を選
ぶことができる様になっている。

発振器部分１６Ｈ水晶発振器Ｍ−１２０とコンデンサＣ
−１２０及びＣ−１２１を備え、マイクロコンピュータ
１０のクロック入力に発振器信号を与える。

フィルタ部分１８ｆｌリセツトとフィルタ目的用の、マ
イクロコンピュータｌＯのピン２３につながるリセット
コンデンサＣ−１２２及び結合ピン５、ｚ４と結合ピン
１．６．２８の間に接続されたフィルタコンデンサＣ−
１８５を有する。

入力サーキットリ一部分２０Ｆｉマイクロコンピュータ
１０のピン８．７及び２２に入力を与える。　Ｍａｒｋ
　−４が高いと、前述した様に調充電圧と始動電圧の読
みに従って！Ｉｌ１元が起こる。（もどり止めによって
作動しなくならない限り）光が高い時Ｆｉｕａｒｋ　−
４は高い。

入カサーキット！Ｊ−２０Ｆｉディスプレー３００強度
と（図示していない）マイクロコンピュータ１０のピン
へ゛と温度センサ２を接続しているサーミスタ型温度変
換器の読み（示度）とを制御するいくつかの構成部品か
ら成る。

タイマサ−キラトリー２２ｆｌマイクロコンピユータ１
０の１ビツトの入力口である、マイクロコンピュータ１
０のピン１６に信号を与える。タイマ２２Ｈ工ンジン温
度が周囲温度に低下する前に乗物が再スタートする可能
性に備えて存在する。かかる場合、タイマが無ければ実
際の周囲温度の代りにエンジンから放射される温度によ
って、サーミスタ温度センナはより高い周囲温度を検出
するであろう。

１時間タイマは、センナが周囲の温度に復帰する迄、マ
イクロコンピュータ１０中のン７トウエアに最後に検知
した周囲温度を保持させる信号を送る。タイマの規格は
１時間−１−／−１５分である。タイマは通常の構成で
あり、電力動作増幅器（ｐｏｗｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏ
ｎａｌ　ａｍｐＬｉｆｉｔｒ）Ｕ−１０１ａから成る。

電源１２からの電圧ｖＡを、一方が抵抗器Ｅ−１５１で
、それに並列な他方は抵抗器Ｅ−１５２と直列ダイオー
ドＤ−１５０から成っている並列回路な通してＵ−１０
１ｚの非変換用入力に送る。図び−１０１６の非変換用
入力には、び−１０１Ｇの非変換用入力とアースとの間
を接続しているコンデンサＣ−１５０も接続されている
。Ｕ−１０１６の変換用出力上に、抵抗器Ｒ−１５４と
抵抗器Ｒ−１５３から成る抵抗器デバイダネットワーク
がＵ−１０１４の出力とアースとの間に接続されている
。

Ｅ−１５３とＲ−１５４の間の抵抗器デバイダ点は変換
用入力に接続されており、これは順にマイクロコンピュ
ータ１０のピン１６に接続されている。

ディスプレ一部分３０は真空螢光ディスプレーＭ−２８
０より成る。ＹＦＩＬ＋とＶＦＩＬ−が電源１２から供
給される。

電圧が供給されるとフィラメントは赤熱する。フィラメ
ントの励起はフィラメントワイヤからの電子の沸騰留出
を起こす。

ディスプレー３０のフィラメントワイヤの次にグリッド
があり、正のり、Ｃ，電圧に昇圧されている。アノード
もある。グリッドはアノードとフィラメントワイヤに挾
まれている。表示できるディジタル文字又は数字の各セ
グメントにアノードがある。グリッドは各文字の領域を
きめている。

電子がフィラメントから留出すると、反対に荷電したグ
リッドに向けて加速される。表示用に選ばれたアノード
はグリッドと同一の正電圧を供給される。

電子はグリッドを通過し正に帯電したアノードに接近し
ている領域中のグリッド上に集積して、グリッド中に高
電流と励起アノード中に低電流をつくり出す。所望の文
字は励起グリッドと励起７ノードによって表示される。

これは各グリッドとアノードが励起のためにアドレス指
定できるのでマイクロコンピュータ１０によって制御さ
れる。

ディスプレードライバ部分３２は真空螢光ディスプレー
ドライバＵ−２０６から成る。機能的には、ディスプレ
ードライバＵ−２０６はピン８上に１号ができるラッチ
用ゲート及びビン３上のストロボ信号用ゲートを有する
。クロック信号はゲートを介してビン７上に受取り一デ
ータはゲートを介してピン５上のディスプレードライバ
に与えられる。クロック及びデータ入力Ｆｉ１２ビット
静的シフトレジスタに送入され、これは次にラッチがピ
ン８上へのゲートを可能化することにより、可能化され
る様に１２ラツチのバンクで操作する。ビン３のストロ
ボ信号は、ラッチバンクからの対応するラッチ信号の一
つの様に同時にストロボ信号が存在している場合にはさ
らに８の出力とゲートを可能化する。一連の出力も１２
ビツト静的シフトレジスタから与えられる。Ｕ−２０６
の出力は出力ピン９．１０．１１％１２．１３．１４．
１７．１８．１９．２０，１及び２からディスプレーＭ
−２８０に送入される。ラッチ信号はマイクロコンピュ
ータ１０のビン１１から共に結合されているビン８及び
３に与えられる。これはマイクロコンピュータ１０のデ
ータ制御レジスタである。ディスプレードライバび−２
０６へのクロック入力はマイクロコンピュータの（ビン
１３に結合されて−る）ピン１２からピン７上に与えら
れる。ピン１２及び１３もマイクロコンピュータ１０か
らのデータ制御レジスタ出力である。マイクロコンピュ
ータビン１４からのデータ入力、マイクロコンピュータ
１０用のデータ制御レジスタ出力はディスプレードライ
バＵ−２０６にはピン５上で与えられる。ｖｃｃ電源１
ｚからのＶＣＣ供給はピン６に与えらへそして電力アー
スはび−２０６のビン１５に与えられる。ビン６と１５
はコンデンサＣ−１８０で結ばれている。ディスプレー
３０は宵緑色の真空螢光型である。それは構造上必要な
ピンの数を少くするために多重化されている。それは多
重化されているので、ディスプレー上のグリッドｔｉｌ
Ｚ５ｆｆｚｏ最小速度励起される。この最小速度が存在
するので、乗物の運転者はディスプレー３０上のさ１ざ
まのグリッドの脈動を発見できない。

ディスプレー３０のアノードは乗物が向いているさまざ
まの方向を示す文字°Ｎ”、＠Ｓ°、“Ｅ”、＠Ｗ°、
＠ＮＺ”、−ＮＷ−１’ＳＥ”及び−５Ｗ−の形をとる
。

異なるグリッドが外側温度を表示するために存在し同様
な操作をする。この組のアノードは数字データも表示す
る。

１２ビツトデイスプレードライバ３２は既成部品である
。

しかしＪｌｉＦ空螢光ディスプレー＃ｉ％注品でこの目
的用に特製された。ディスプレードライバ部分３ｚへの
ディスプレ電圧供給３４は集積回路Ｕ−２０５のまわり
に集中している、これはオフライン電流モードパルス巾
変調器制御器である。

ディスプレー電源Ｆｉ４３ボルトの出力′４ｒ：有する
ｄ変圧器ＩｄＭ−２７０で示されており、この用途向け
の特注巻線である。集積回路Ｕ−２０５を含めた雨傘の
構成部品は既成部品である。電源チップＵ−２０５は定
周波数スイッチング調整器として作用する。

スラックスゲート飽和ドライバ４ｏは２電力演算増幅器
Ｕ−１０８から成り、これはマイクロプロセッサビン３
（タイマ出力）から与えられたとしてマイクロプロセッ
サ１０から矩形波をとり、それに充分な駆動を加えてフ
ラックスゲート４２を飽和さぜる。これは抵抗器デバイ
ダネットワークＲ−１３０とＥ−１３１を用いて基準電
圧をビン２と４の間でＵ−１０８に与えて達成される、
但しビン２＃１Ｖｏｃｔ圧を受取を構造になっており、
そしてビン４は電力アースレベルを受取る構造になって
いる。２電力演算増幅器の出力ＦｉＵ−１０８のビンｌ
及び３から、それぞれ抵抗器Ｒ−１３２とＥ−４３３に
結ばれている。ビン５及び７（一方の演算増幅器の変換
用入力と他方の非変換用入力）に結び合わされて、マイ
クロコンピュータ１０からそのビン３から矩形波信号を
受ける。残余の非変換用又は一方の演算増幅器とビン６
及び８上の他方の変換用入力が結び合わされて抵抗器Ｒ
−１３０とＲ−１３１の間の接虱に結ばれる。

Ｕ−１０８の６に算増幅器は比較器として使用され、異
なる比較器構成のために前後に接続される。

フラックスゲートドライバ４０はフラックスゲート４２
に飽和電流を供給する。フラックスゲート４２は図２ａ
中では変圧器Ｍ−１３０として示されている。７ラツク
スゲート飽和ドライバ４０は抵抗器Ｅ−１３４を横切っ
てフラックスゲート変圧器Ｍ−１３０（ビン１及び２）
の１次コイルに接続されている。フラックスゲート変圧
器Ｍ−１３０の二次には電圧ＶＣＣが供給される中央タ
ブがある。ビン３．４間のコイルＭ−１３０の二次側は
東／西７ラツクスゲートコイルであり、ビン５．６間の
コイルＭ−１３０の二次側は南／北方向用の７ラツクス
ゲートである。Ｖにｃｔｒ１．、Ｍ　−１３０上のビン
４と５の結合接続とアースの間に接続される。

７ラツクスゲ一トコイルＭ−１３０の二次側はそのビン
３と６で多重変換装置５０に結ばれている。

多重変換装置５０はトランジスタＱ−１２０とＱ−１２
１の周りにつくられたスイッチングネットワークと働ら
く。

スイッチングネットワークはマイクロコンピュータ１０
のビン２１から信号をとりＱ−１２０及びＱ−１２１の
出力からの信号レベルに変えるので、Ｑ−１２０及びＱ
−１２１のコレクタからの信号がＵ　　１０２ｃＬ及び
Ｕ−１０２ｂとして示される２方向性スイツチに送入さ
れる。Ｑ−１２０又はＱ−１２１からの及び、ＶＡから
の電圧を供給された時、抵抗器Ｒ−１２４、Ｒ−１２５
、Ｒ−１２６及びＲ−１２７のその付属バイアスネット
ワーク、の制御信号によって２方向性スイッチＵ−１０
２ｃ又＃１Ｕ−１０２ｂノ一つが伝導位置に開かれた時
、フラックスゲート変圧器Ｍ−１３０の出力は次の部分
、即ち４極帯域フイルタ６０へと通過させられる。フラ
ックスゲートコイルＭ−１３０の二次側からのビン３と
６は２方向性スイツチび一１０２ｃＬ及びＵ−１０２６
に与えられる。フィードバック抵抗器Ｒ−１４８及びＲ
−１４９ｔ！７ラツクスゲ一ト変圧器Ｍ−１３０の出力
に、２方向性スイッチＵ−１０２８乃至Ｕ−１０２ｂへ
の入力で、加算係数器の出力を連結するのを可能にする
。

４極帯域フィルタ６０Ｆｉ変圧器Ｍ−１３０の南／北コ
イル又は変圧器Ｍ−１３０の東／西コイル検知用の在米
構造の帯域フィルタから成る。帯域フィルタ６０はスラ
ックスゲート４２を通して反射された駆動信号の２久高
調波（倍周波）以外のすべてをフィルトアウトする。同
一の高調波は地磁界によって発生させられる。同期検波
器７０を通して接続された帯域フィルタ６０の出力での
Ｎ／Ｓ及びＥ／Ｗ信号の振幅が乗物の位置での磁界強度
を表わしている。

より特には、多重変換装置５０の出力は、在米型構成で
あり実質的に図２Ｇで示されている２段階演算増幅器帯
域フィルタに送られる。

帯域フィルタ６０の出力は同期又は位相検波器に送られ
、これは多重変換装置５０で使用されているものとぴっ
たり類似した２方向性スイツチから成っている。帯域フ
ィルタ６０からの第２（久）高調波信号は位相検波器７
０に与えられる。位相検波器の機能は積分器８０で積分
される第２高調波部分を選ぶことである。２方向性スイ
ッチＵ−１０２Ｃは同期又は位相検波器７０を表わして
おり、そしてそれはトランジスタＱ−１２２によって制
御され且つ電圧ＹＡによって動力を与えた時に抵抗器Ｒ
−１２８及びＲ−１２９によってバイアスされるスイッ
チングネットワークによって制御されている。トランジ
スタＱ−１２２はマイクロコンピュータ１０のビン２に
よって与えられた時、信号に応答する。

Ｑ−１２２のコレクタからの信号が同期検波器７ｏに与
えられた時、４極帯域フイルタ６ｏからの信号が位相検
波器７０を通過し、信号は積分器８ｏ中で積分される。

その定常状態条件では、積分器８０の出力はＤＣ信号で
ある。定常状態条件は補正信号によってだ駆動させられ
る。積分器８０は通常の構成のもので、変換用入力に入
力抵抗器、非変換用入力に固定電圧及び演算増幅器び一
１０３Ｃの出力と入力抵抗器Ｒ−１４３の接続する変換
用入力の間にフィードバックコンデンサＣ−１３４を有
する演算増幅器を使用している。

積分器８０の出力ＦｉＤｃ信号で、抵抗器Ｒ−１４５を
通して加算係数器９０の非変換用入力に送られる。加算
係数器９０はｖｌによって動力を与えられる加算増幅器
び−１０１６から成る。積分器９０の出力ＦｉＵ−１０
１６の非変換用入力に与えられ〜そしてび−１０１６の
出力はび−１０１６の非変換用入力にフィードバックさ
れる。加算係数器９０の出力は多重変換装置５０の抵抗
器Ｅ−１４８及びＲ−１４９にフィードバックされる。

これは、７ラツクスゲ一ト信号のキャンセリングのため
、４極帯域フイルタ６０の出力を減少させる効果を有す
る。これは装置に安定性を与える。

本発明はこの制御装置に確度をつくり出す方法とハード
ウェアを使用する。これらの方法と構成は、レンジング
回路、単純化した補正方法及び方向的変動方法に関する
ものである。

レンジング回路１００はスラックスゲート４２の東／西
及び南／北検知コイル中に指定された電流を加えるため
にある。レンジング回路１００はマイクロコンピュータ
１０に包含されているソフトウェアの方法によって取扱
うことのできる範囲内にコンパス電圧をする。レンジン
グ回路１００１’ｉコンパス制御回路によって得られた
各示度（読み）に影響する。

乗物の運転者がコンパスを補正するために単純化した補
正方法ン利用している時にもレンジング回路１００が作
動している。

乗物が置かれている特定の（地球上の）位置による方位
上の変動した読み（偏差）についてコンパスの方向示度
を乗物の運転者が修正できる方位上の変動セット方法も
備わっている。換言すると磁界の北極は地球の回転軸と
は一致していないので、地図の北と磁界の北との間に変
動が認められる。Ｃｔ′Ｌは地磁気の偏角（自差）とし
ても知られている。この変動用の修正方法が備えられて
おり、修正値を記憶し、自動的に修正を行なう。方位上
の変動のセツティング方法を各補正後行なう様になって
いる。従ってマイクロコンピュータによって修正が自動
的に行なわれ、各方向の読みに影響する。

レンジング回路１００の説明にもどると、その目的はマ
イクロコンピュータ１０のピンｌＯ上のコンパス電圧を
マイクロコンピュータ１０のソフトウェアが取扱うこと
のできる範囲にすることである。このことは、レンジン
グ回路１００は装置が極めて大きい、方向が異なる磁界
を取扱える様にしていることを示す。レンジング回路１
００Ｈ南／北及び東／西両方向について使用さ１２　　
コンパスの補正にも使用される。

コンパスの補正時には、磁界強度情報が積分器８０から
ピックアップされる。マイクロコンピュータ１０がこの
情報を解析し、調整が必要か否かを決定する。

調整の必要性はマイクロコンピュータ１０のメモリー中
の索引表に記憶されているデータに基づいてきめられる
。

同一の表が南／北及び東／西の各方向成分について使用
される。いずれのにＪＪ４Ｍ、索引表は図１０に示した
一般的パターンに従い、これは下述する迅速レンジング
・スキーム中のフィードバックを示す。

レンジング回路１００では、コンデンサＣ−１６０がア
ースに近いある電圧に先ず放電される。これは加算増幅
器Ｕ−１０３４の非変換用入力としてアースに結ばれて
いる。

コンデンサＣ−１６０上の電圧はゲートスイッチＵ　−
１０２ｄ、抵抗器Ｒ−１６１及びマイクロコンピュータ
ｌＯのピン１５を通してアースに短絡される（この場合
、スイッチび一１０２ｄは閉じている。）コンデンサＣ
−１６０は次に、マイクロコンピュータのピン１５及び
１７から制御され、そして抵抗器Ｒ−１６４及びＲ−１
６５によってバイアスサ九且つ電圧ＶＡによって電力を
供給されているトランジスタＱ−１６０を介する電圧供
給から充電される。ゲートスイッチＵ−１０２ｄＦｉ抵
抗器Ｅ−１６１と直列であり、抵抗器Ｒ−１６１はＵ−
１０３ｄの加算増幅器の非変換用入力とコンデンサＣ−
１６０の接続点に結ばれている。

当初、マイクロコンピュータ１０のピン１５は５ボルト
に引上げられる。コンデンサＣ−１６０がゲートスイッ
チＵ−１０２４と抵抗器Ｒ−１６１を通して充電し始め
る。

マイクロコンピュータ１０のピン１０に与えられる、出
力Ａからの電圧が補正範囲（２，６５−３，２７ボルト
）の時に、ゲートスイッチＵ−１０Ｚｄが開いてマイク
ロコンピュータのピン１５は高インピーダンス状態にさ
れる。補正時には、ピン１５が高く引上げられる時から
ゲートスイッチＵ−１０２ｄが開かれる時速の充電時間
が次に測定されてマイクロコンピュータ１０で記憶され
る。この充電時間はこの方向性チャンネル（南／北又は
東／西）が測られる時はいつも、同一の充電時間でコン
デンサＣ−１６０を充電するために使用される。これは
、各地磁気成分に付属する記憶された充電時間だけゲー
トスイッチＵ−１０２ｄを制御することによってなされ
る。

スイッチＵ−１０２ｄが開いているのでコンデンサＣ−
１６０をよぎる電圧は一定に保たれる。演算増幅器Ｕ　
−１０３ｄの出力の電圧も一定に保たれる、これはＵ−
１０１ｂの非変換用入力でコンパス回路中に送入されそ
して抵抗器Ｒ−１６６と電圧Ｖ。Ｃを有するバイアス路
によってふやされる電圧である。演算増幅器び一１０３
ｄへのネガテブ・フィードバックは、両方とも演算増幅
器の変換用人力（結ばれている抵抗器Ｒ−１６２及びＲ
−１６３によって供給され、Ｅ−１６２はその他端でＵ
−１０３４の出力と結ばれておりそして抵抗器Ｅ−１６
３＃Ｓｔその他端でアースと結ばれている。

調整の必要がありそうな２チャンネル：南／北及び東／
酉チャンネルがある。上述の過程は各チャンネルについ
て繰返される。従って、マイクロコンピュータ１０＃ｉ
方向示度がとられる時は毎回、記憶された充電時間を使
用する。

補正時に、マイクロコンピュータ１０のビン１０に与え
られる出力Ａでの電圧が２．６５−３．２７ボルトの補
正範囲内になければ、マイクロコンピュータ１０は図１
０にグラブ的に示した迅速レンジング法を用いて電圧を
迅速に補正範囲圧する。この方法は詳しくは図５６及び
図５ｂに関連して上述する。

迅速レンジング法は補正時に、マイクロコンピュータ１
０によって迅速な方法でコンデンサＣ−１６０の充電時
間を変えて、乗物の補正段階での長時間の遅延を無くす
るのに用いられる。これはレンジング回路１００中での
ネガティブ・フィードバックと、マイクロコンピュータ
ｌＯによるコンデンサＣ−１６０の充電時間を制御する
ことによって達成される。積分器８０の出力電圧からど
こまでバランスが外れているかレンジング回路によって
検出される程度によるレンジンを用いることによって達
成される。例えば、図１０を参照するとビンｌＯでマイ
クロコンピュータ１０によって検知された電圧レベルが
０と２．２３ボ／ｌ／トの間であるなら、充電時間は７
ミリ秒だけ減らされる。同様にしてビン１０でマイクロ
コンビエータｌＯによって検知された電圧量によって図
１Ｏに示す様に充電時間がレンジに調整される。

ビン１０の電圧が２．６５乃至３．２７ボルトであるこ
とがわかると、装置は補正中であり、そして充電時間分
散は０にへる。従って出力Ａでの電圧を２．６５乃至３
．２７ボルトに降下できるコンデンサＣ−１６０への充
電時間がその方向成分について記憶される。各成分につ
いて記憶された値はその特定方向チャンネルの毎回の読
みでレンジング回路１００によって使用される充電時間
を表わしている。途方もない磁界及びコンパスに近い強
磁性材料について修正をするために、コンパスを調整又
は補償するのは部分的にはこの方法なのである。

さて図３を引用して、コンパス補正の運転者の操作法を
概説する。これはマイクロコンピュータ１０への入カポ
タンを押すと起動する。運転者はブロック３１０で点弧
装置（図中では”　Ｉｇｎ”と略示する）を点弧するこ
とによって開始しブロック３１２中の補正ディスプレー
の条件を注目する必要がある。次に乗物を広々とした場
所−大きな構造物から離れておりそして１８００回転の
ゆとりのあるところ−に置く必要がある。これはブロッ
ク３１４中に示されている。

さて図２８及び図２６に示されているスイッチＭ−２２
４と連動する“ＣＡＤ“ボタンをさて押すことになる。

ブロック３１６に示す様に、補正ディスプレーにはＣ１
″が表示されよう。これは補正方法の前半が機能中であ
ることを示している。補正方法の後半の準備が完了した
ことを示す′″Ｃ２°が補正ディスプレー上に点滅し始
めるまで待たねばならぬ。これはブロック３１８で示さ
れており、この時点で運転者は乗物をブロック３２０に
詳述される様に１８０°回転しなければならぬ。

次の工程は補正ボタンを押すことであり；−Ｃｚ”″が
補正ディスプレー上に光示され；これはブロック３２２
に示されている。次にブロック３２４に示される様に、
補正ディスプレーがその補正前の状態に復帰するのを待
つ。補正ディスプレーがその補正前の状態に復帰した時
、ブロック３２６に示す様に補正方法が完了する。

補正ディスプレーは補正目的だけの別個のディスプレー
でも通常は他の目的に使用されており、補正時にのみコ
ンパスに借用されるものでも良いことに留意されたい。

典型的には、このディスプレーは補正方法用に借用され
、そして常時は温度又は他のなにかの変数を光示する。

さて図４を説明すると、コンパス変動（地磁気の偏角）
の設定用のフローチャートが示されている。再言してお
くが、これは運転者が使用する方法であり、この方法で
は変動〔“ταｒｉａｎｃｔｔ“〕とは真の北と磁界の
北との間の変動（分散）と規定されている。これは磁界
の北極が地球の回転軸と一致しないために必要である。

この方法は毎補正後に実施する様になっている。

この補正方法では点弧装置を点弧する必要があり、これ
はブロック３３０に示されている。次にブロック３３２
で乗物を真北に向ける必要がある。次にブロック３３４
で、変動ボタンを押す。これでスイッチＭ−２，２５が
閉じられることになる。後刻、ブロック３３６で、コン
パスの文字が１回明滅して変動が収容されたことを示し
そしてコンパスは北を示す。

を子コンパス用のン７トウエア補正方法は図５ａ及び図
５ｂに示したフローチャートに表わされている。この方
法は乗物の運転者が補正ボタンを押した時、ブロック３
４０で始まる。このボタンを押すと図２α及び図２ｂの
スイッチＭ−２２４が付勢される。点弧装置がオンでな
ければ、この方法はマイクロコンピュータ１０の電力ロ
スで無駄になる。点弧装置がオンであれば、方法はブロ
ック３４４に降りて、補正ディスプレーに補正方法の前
半が機能中であることを示す文字（ＣＩ）を表示せよと
命令する。方法は次にブロック３４６へと降りて、積分
器８０出力での地磁気成分電圧に相当する記憶装置中の
コンデンサＣ−１６０の充電時間を調べる。表は図１０
の様にグラフの形で示されている。充電時間力ζ予め定
められた範囲にある積分器Ｏの出力電圧になければ、ブ
ロック３４８のΔ（デルタ）充電時間はゼロでは無く、
装置は所定のレンジには無い。本発明で記載されている
特定されたコンパス制御サーキットリーについては、こ
のレンジは２．６５乃至３．２７ボルトである。各成分
について積分器８０の出力電圧がこの範囲内になければ
、方法は図１０のグラフに従ってブロック３４９でΔ充
電時間を賦課してブロック３４６にもどる。然し積分器
８０の出力電圧が所要のレンジ内にあれば、方法はブロ
ック３５０へ降りに連続する２個の示度について積分器
８０の出力が同一であるかを見るためにチェックする。

ブロック３４６にもどることによって連続する２個の示
度について各成分についての積分器８０の電圧が同一で
ある迄、方法は待機している。ブロック３５０でチェッ
クした時、連続する２個の示度について、各成分につい
ての積分器８０の出力電圧が同一である場合は、方法は
ブロック３５１と３５２に降りて成分のそれぞれについ
ての充電時間と電圧値を記録しくこれを“第１回示度”
と標識する。）この待機の目的は装置をある数に安定化
させるためである。

これは極めて短かい力ζハードウェア及びンフトクエア
積分器のために必要である。

次に方法は補正ディスプレーに、補正方法の後半の準備
が完了したことを示す文字“Ｃ２“のフラッシュを命す
る。

これはブロック３５４でなされる。

次に乗物が運転者によって１８０°回転させられ且つ第
２回目として運転者によって補正ボタンが押される必要
がある。従って方法はブロック３５６で補正ボタンの押
されるのを監視している。これが起らなければ方法はボ
タンが押される迄ブロック３５６で待機している。第２
回目についてボタンが押されたら、方法はブロック３５
８中に降りてブロック３５１で記憶された各地磁気成分
についての充電時間を使用する。方法はブロック３６２
中において、各磁気成分についての積分器８０の出力の
別のチェックを行ない引続く２回の試料時間について示
度が同一である迄待つ。

各地磁気成分についての積分器８０の出力電圧力ζ引続
く２個の示度について同一の場合には、方法はブロック
３６４中に降りて各地磁気成分についての電圧値を記憶
しくそしてこれを“第２回示度”として標識する）。

次に方法は次式： ％式％） を用いて各地磁気成分についてブロック３６６で補正（
残留）偏差を算出する。方法はブロック３６８に進み、
各地磁気成分についてのブロック３６６中の補正偏差を
記憶する。次に方法は３７０で式中の偏差をコンパス方
位（ｈ＃α−ｄｉｎｇ　）の算出に使用する。コンパス
の方位と度は次式を用いて算出される。

方位■アークタンジェント（Ｎ／Ｓ示度−Ｎ／Ｓ偏差）
÷（Ｅ／Ｗ指度−Ｅ／Ｗ偏差））Ｎ／Ｓ示度及びＥ／Ｗ
示度はフィルタされた値である。これはディジタルフィ
ルタリングの特徴と関連させて次に説明する。

ざて図６を説明すると、電子コンパス用のソフト９エア
レンジング方法が記載されている。この方法は、図５Ｇ
及び図５ｂで略述した方法で決定された充電時間を用い
てマイクロコンピュータ１０によって使用される。この
方法はブロック３８０で始まりブロック３８２に進んで
われわれがＴｌと呼ぶ５００ミリ秒カウンタ期（ｃｏ１
Ｌｎｔｅｒｐ＃デ１ｏｄ）を開始する。方法は次にブロ
ック３８４に降りて、われわれが時間Ｔ２と呼ぶ１８０
　ミＩＪ秒の時限の間、レンジング回路を放電する。次
に方法はブロック３８６に降りて時限Ｔ３の間、レンジ
ング回路を充電する。時間Ｔ３１１−１図５ａ及び図５
ｂに記載されたノット９エア補正方法中で決定された充
電時間である。図５ａ及び図５ｂで略述した方法で開発
された充電時間の範囲Ｆｉｏ乃至１００ミリ秒の範囲内
にある。

方法は次にブロック３８８に降りて時限７’ｌ　（５０
０ミリ秒）の終りで、フラックスゲート出力を表わして
いるＤＣ信号がマイクロコンピュータ１０のとンｌＯか
ら読取られる。これはフラックスゲート４２のフィルタ
ーされ、積分され、加算された出力である。次に方法は
ブロック３９０に降りＤＣ信号を用いてコンパス方位を
算出する。

積分器８０の出力はフラックスゲートに与えられた磁界
のＮ／ＳかＥ／Ｗかいずれかの成分である。この出力が
マイクロコンピュータ１０によって算出される時にコン
パス方位式中で利用される。

きて図７を説明すると、ン７トウエアと／Ｓ−ドウエア
が如何に相互に関連付けられているかを説明するのに役
豆つ信号ダイヤグラムが示されている。カーブ３９６は
積分器８０の出力である。信号３９８は抵抗Ｒ−１６２
と演算増幅器Ｕ−１０３４の間でとったレンジング電圧
信号である。

第３の信号４００はし／ジ／グ制御信号であり、マイク
ロコンピュータ１０のビン１７でモニターされる。第４
のトレースはマイクロコンピュータ１０のビン２１から
とった積分器多重変換装置信号である。これらのトレー
スの左半分はＥ／Ｗ７ラツクス検出用であり右半分のト
レースＦＡＮ／Ｓ検知用である。

同期検波器信号とコイルドライバ信号を示す図８も興味
あるものである。同期検波器信号は４０４として示され
、マイクロコンピュータ１０のビン３でモニターされる
。マイクロコンピュータ１０のビン３でモニターされた
コイルドライバ信号４０６も示されている。コイルドラ
イバ信号４０６はフラックスゲート４２を励磁する５０
０Ｈｚ、信号である。同期検波器信号４０４は７ラツク
スゲート出力に窓を与える１、０００　Ｈｚ、信号であ
る。同期検波器信号４０４とコイルドライバ信号４０６
との間の位相関係に、コイルドライバ信号が高くなって
２５０ミリ秒後に同期検波器信号が高くなることである
。

電子コンパスと協同作用をするソフトフェアはバードウ
ニアサ−キラトリー及びフラックスゲートトランスジュ
ーサ、並びに他の温度センナ及び装置中のスイッチと相
互作用する。ン７トウエアが提供する５種の基本的機能
がある。

それハ（１）　　地磁気成分の読出し及びフィルタ：（
２１コンパス方位の算出；電３Ｂ　　多重変換：（４）
レンジング及び（５Ｂ　　補正及び迅速レンジングであ
る。

図７、特にトレース３９６、積分器８０出力信号に注目
すると、地磁気成分の読出しとフィルタが起っている。

半秒毎にン７トウエアは前の半秒間にセットアツプされ
た地磁気成分の値を読出す。これｌ’ｉＮ／Ｓ成分又は
Ｅ／Ｗ成分のいずれかであろう。これはマイクロコンビ
エータ１０のビンで読取られるアナログディジタル変換
器（ＡＩＤ）値である。これは次に３秒の時定数を有す
るＩｔ／Ｃフイルノと等価であるディジタルフィルタを
通過する。ｃｉはすべてカーブ３９６上の点“Ｃｏでお
こる。点１８″はカーブ４０２上の各基準遷移（点“Ｃ
ｏ）に先立って丁度おこる。

点“α”でカーブ３９６で表わされた電圧は安定化され
る。

図９を説明すると、磁界成分の読出しとフィルタがダイ
ヤグラム的に示されている。先ずブロック４１０で磁界
成分、Ｎ／Ｅｌ又はＥ／Ｗがセットアツプされる。これ
は多重変換装置がスイッチした電荷電圧が印加され固定
されることを意味する。

次に、ブロック４２０中で、磁界成分が読出されて次に
電圧がブロック４３０中でディジタルフィルタを通過し
て磁界成分信号を平滑化する。新たにフィルタされた値
は；ブロック４４０中で （最も新らしい未フィルタ値＋（最も新らしいフィルタ
値×２））÷３ に算出される。

これはブロック４５０で方位算出の示度として使用され
る。

コンパス方位の算出は前述した通りである。算出はカー
ブ３９６の点＠Ｇ”の直後の、点′″ｂ″で起こる。然
しア−クタンジェント算出に整数の乗法又は整数の除法
命令を持ｔ、−ｙい様なマイクロコンピュータではその
ままゆかぬ。

本発明で使用した方法はスケール化整数算術を用いる比
例補間である２個の小さな表によるアークタンジェント
関数を近似させることであった。１つの表が０乃至２の
アークタンジェント値をカバーし、そして他方が２乃至
３ｚの値をカバーする。３ｚを越える値は８９°の角に
される。この方法は＋１．０及び−０，５°の誤差迄正
確である。これは図７のカーブ又はトレース３９６の点
１６”で起こる。

ソフトウェアに必要とされる多重変換の特徴は半秒毎に
各フラックスゲート検知用コイルを交互に選択するため
である。ビン２１を制御する入口ビットの値をトグルす
ることによってこれになされる。更に、検九用コイルは
修正レンジング及び補正に使用される様に選ばれている
ことに留意されたい。これは図７のトレース４０２の各
″Ｃ”点でおこる。多１ｉ変換装置５０の効果は図７及
び図８のトレースで見られる。

カーブ４００上の点′″ｄ”はカーブ４０２上の各″Ｃ
”点での遷移の直後に２こる。点“ｄ“で自動レンジ電
圧はカー１３９８で示す様に放電し始める。カーブ４０
００点°８”はコンデンサＣ−１６０への充電の開始を
示す。この充電電圧は点゛ｅ″遷移の時以後のカーブ３
９８で示される。

多重化したＷｔ成部品の使用が必要なサーキットＩＪ−
を最小にしそして回路のゲインの影響を少なくしている
。これはアクセンチユニージョン化繰返し性によって達
成されている。唯１個の帯域フィルタ６０が使用される
。それは経済性から通常のアナログ構成部品の構造であ
る。各磁界成分に１個のフィルタを使用したとすると、
各フィルタに対する温度の影響が予想外の結果を生じる
であろう。両成分に１個の多重化したフィルタを使用す
ると両成分示度は温度（ゲイン）ｆ化に影響されるが再
現性あることが予想できる。レンジング回路１００と組
合わせると、多重変換装ｆｔ５０は再現性あり、かなり
正確な結果を生じる。

本発明のレンジングの特徴は３段階で起こる：放電、充
電及び保持：そして図７のトレース中でよりはっきりと
みられる。再言するが、図７に関するこの説明はレンジ
ングの特徴の理解の一助のためのものである。

方位を算出して後、フラックスゲート検知用コイルはＥ
／ＷコイルからＮ／Ｗにスイッチさｎて、レンジング順
序がスタートはぜられる。レンジングの段階はマイクロ
コンピュータ１０の駆動用ビン１５及び１７によるコン
デンサＣ−１６０の低状態への放電で始まる。この条件
は１８０ミリ秒間保持さね一図７に示した点°ｄ１で始
まる。

Ｃ−１６０に次に、第２の段階で、（図５α及び図５６
に関連して先述した）補正によってきめられている電圧
に充電される。これはマイクロコンピュータの駆動用ピ
ン１５を高い状態に保ちつつマイクロコンピュータの保
持用ビンを低状態に保持することによって達成される。

これは補正順序によってきめられた時間の長さ、典型的
にＩｆｉ２０乃至１００ミリ秒で図７に示した点“−”
で始まる時間、保持される。

磁気成分が読取られる前に全順序はフィードバック回路
に３００乃至２２０ミリ秒間安定化を命令する。これは
ビン１５が如何なる状態でもマイクロコンピュータのビ
ン１２を高い状態にドライブすることによって行なわれ
る。各１ｆ′″点の電圧レベルは各地磁気成分について
の充電時間の関数であり、そして１回補正されると、再
補正される迄は各成分について同一のままであろう。

本発明をその好ましい態様に関連させて開示した力ζ本
発明の精神と範囲に属する他の態様が存在し得るもので
あり、特許請求の範囲の適切な範囲と正当な解釈を離れ
ること無く、改良、変型、変更が可能であることを理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

図１は電子コンパス制御ハードウェアのブロック図であ
る。 図２ａは電子コンバスサーキツ）　ＩＪ−の略図である
。 図２ｂは電子コンパスサーキットリーの続きの略図であ
る。 図３はコンパス補正のための７０−チャートである。 図４はコンパス変動（地磁気偏角）設定のための７０−
チャートである。 図５αは補正／レンジング（標定）方法用の７０−チャ
ートであり、図５６Ｆｉ補正／レンジング（標定）方法
用の続キのフローチャートである。 図６は自動レンジング方法用の７０−チャートである。 図７は積分計出力、レンジング回路、レンジング制御ピ
ン及び多重変換装置の信号を示すタイミング図である。 図８は同期検波器信号とコイル励振器信号のタイミング
図である。 図９Ｆｉ占界成分の読込み及びフィルターの７０−チャ
ートである。 図１Ｏは迅速レンジング用フィードバックを示すグラフ
である。 出　　願　　人　　フライスラー　モーターズコーポレ
ーション 代　埋　人　弁理士　　斉　藤　武　彦代　　理　　人
　　弁理士　　　川　　瀬　良　治　′−ス■＝；・３
・ −■■＝−−、７ 二＝Σ匡≠；・巳・ Δ艷堂時１句（網材） 手続補正書 昭和６１年１０月８日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２１０８４０号 ２、発明の名称 マイクロコンピュータ制御迅速レンジング法及びディジ
タルフィルタ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　フライスラー　モーターズ　コーポレーション
４、代理人 氏名　弁理士　（７１７５）　　斉　藤　武　彦じ、倉
１・゛ ゛−−２．−・ ５、補正の対象 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第２１０８４０号 ２、発明の名称 マイクロコンピュータ制御迅速レンジング法及びディジ
タルフィルタ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　フライスラー　モーターズ　コーポレーション昭
和６１年１１月２５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロコンピュータ、フラックスゲート、フラッ
   クスゲートドライバ、帯域フィルタ、同期検波器、積分
   器及び加算係数器を含む電子コンパス制御回路用の、記
   憶した充電時間を用いる、補正方法で使用するための各
   地磁気成分の迅速レンジング方法であつて； 制御回路に、積分器の出力に接続した抵抗性ネガティブ
   フィードバックを有する演算増幅器；演算増幅器への非
   変換用入力に接続したＲＣ充電用ネットワーク；ＲＣ充
   電用ネットワークとマイクロコンピュータの間に接続さ
   れ、ゲートスイッチが閉じている時間にマイクロコンピ
   ュータがＲＣ充電用ネットワークを充電するゲートスイ
   ッチ；及び積分器の出力に応じてゲートスイッチの操作
   を制御する比較器部材を含むレンジング回路を備えてお
   り；迅速レンジング方法が 迅速レンジング法が、 ＲＣ充電用ネットワーク充電のために、測定中の地磁気
   成分に関する記憶された充電時間を使用し；電圧が補正
   範囲内にあるか否かを見るために積分器出力をモニター
   し； 電圧が補正範囲にない場合には電圧が範囲内になる迄、
   レンジング表からのΔ（デルタ）充電時間を用いて充電
   時間を調整し； 調整済の充電時間を、その地磁気成分を測定する毎に記
   憶された充電時間の間、ＲＣ充電用ネットワークを充電
   することによつて使用する地磁気成分に関する新規な充
   電時間として記憶する、諸過程を有することを特徴とす
   る記憶した充電時間を使用する補正方法で使用するため
   の各地磁気成分についての迅速レンジング方法。 ２、レンジング表が電圧範囲に関するΔ充電時間を有す
   るレンジング表を用いる特許請求の範囲第１項記載の迅
   速レンジング方法。 ３、１ボルト以上の範囲内となる迄、該方法を繰返す過
   程を更に有する特許請求の範囲第２項記載の迅速レンジ
   ング法。 ４、マイクロコンピュータ、フラックスゲート、フラッ
   クスゲートドライバ、帯域フィルタ、同期検波器、積分
   器及び加算係数器を含む電子コンパス制御回路用の磁界
   成分平滑化のためのディジタルフィルタリング法であつ
   て；制御回路には積分器の出力に接続した抵抗性ネガテ
   ィブフィードバックを有する演算増幅器；演算増幅器へ
   の非変換性入力に接続したＲＣ充電用ネットワーク；Ｒ
   Ｃ充電用ネットワークとマイクロコンピュータの間に接
   続し、ゲートスイッチが閉じているとマイクロコンピュ
   ータがＲＣ充電用ネットワークを充電するゲートスイッ
   チ；積分器の出力に応じてゲートスイッチの操作を制御
   する比較器部材を含むレンジング回路を備え；ディジタ
   ルフィルタリング方法が最新の未フィルタ値／３＋２／
   ３×最新のフィルタ値にフィルタした値を再規定し； 新らしく再規定した値をコンパス方位の算出に使用する
   ；過程を有することを特徴とする磁界成分のディジタル
   フィルタリング方法。