JPH0552578A

JPH0552578A - 車両用走行方位検出装置

Info

Publication number: JPH0552578A
Application number: JP3211165A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kimura; 直樹木村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-08-22
Filing date: 1991-08-22
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】車両走行方位検出精度を高める。【構成】車両に搭載される振動ジャイロ２と、車両の車
速を検出する車速センサ６と、車両の直進時または停止
時の振動ジャイロ２からの出力を基準値として車両走行
時の振動ジャイロ２の出力との差に基づいて車両の走行
方位を求める演算装置７と、車両が停止する都度振動ジ
ャイロ２の出力を基準値に変更する基準値変更手段８
と、車両の走行停止または走行開始から所定時間迄のジ
ャイロの出力を、基準値を求める演算から除外する除外
手段９とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカーナビゲーションシス
テムの車載装置として好適な車両用走行方位検出装置に
係り、特に、車両走行方位検出精度を高めた車両用走行
方位検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カーナビゲーションシステムと
しては車両用走行方位検出装置を自動車等の車両に搭載
して、自動車の走行方位を検出することにより、自己車
両の現在位置（以下自車位置という）を検出するものが
ある。

【０００３】従来、この種の車両用走行方位検出装置は
振動ジャイロで検出された検出出力に基づいて車両の走
行方位を算出している。つまり、振動ジャイロは振動し
ている物体に角速度が加わることにより、その振動方向
に対して垂直方向に発生するコリオリ力を検出するもの
であり、その検出出力は車両の旋回する方向によって発
生する電圧の極性が変わるので、車両の停止状態または
直進状態の出力を基準にして、図４に示すように正旋回
時に正の信号を、その逆旋回時に負の信号をそれぞれ出
力する。図４中、ａは車両の正旋回時の振動ジャイロか
らの出力波形の面積を、ｂは同逆旋回時の出力波形の面
積をそれぞれ示し、これら面積ａ，ｂは振動ジャイロか
らの正負の出力をそれぞれ積分することにより求めら
れ、これらの面積ａ，ｂの差を演算手段により算出する
ことにより、車両の走行方位を求めることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用走行方位検出装置では、図４のフロー
チャートに示すように、車両が旋回していないとき、つ
まり、車両が直進または停止していて振動ジャイロに角
速度が加わらないときの振動ジャイロの出力を基準値と
し、車両の旋回時の振動ジャイロの出力が基準値に対し
正負方向にどの程度振れているかによって車両の走行方
位を求めている。このために、振動ジャイロの基準値が
高精度であれば、車両の走行方位検出精度は向上する。

【０００５】しかし、振動ジャイロは、図５に示すよう
に周囲温度の変化により時間と共に出力にドリフトを発
生し、しかも増大するので、車両の直進状態でも最初に
設定した基準値との間に電位差を生じてしまう。このた
めに、車両が直進しているにも拘らず、車両の走行方位
が時間の経過に伴って徐々に変化しているものと検出し
てしまい、方位検出精度が低下するという課題がある。

【０００６】しかも、この振動ジャイロの出力からドリ
フト分のみを分離して検出することは非常に困難であ
る。

【０００７】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は車両の走行方位検出精度を
高めることができる車両用走行方位検出装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来例の課題
が、振動ジャイロの出力の基準値を一旦設定すると、以
後更新しないために、振動ジャイロの出力中に含まれる
ドリフトが時間の経過と共に増大し、車両走行方位検出
精度を低下させる点にあるということに鑑みてなされた
ものであり、振動ジャイロ等のジャイロからの出力信号
の基準値を車両の停止毎に求め、かつ更新するようにし
たものであり、次のように構成される。

【０００９】つまり本願の請求項１記載の発明（以下第
１の発明という）は、車両に搭載されてこの車両の旋回
角に対応した信号を出力するジャイロと、このジャイロ
の車両走行時の出力をその基準値と比較してその差に基
づいて前記車両の走行方位を求める演算手段とを有する
車両用走行方位検出装置において、前記車両の車速を検
出する車速検出手段と、この車速検出手段により前記車
両の停車状態を検出したときに、その停車の際の前記ジ
ャイロの出力を基準値として設定し、この基準値により
前回の基準値を更新する基準値更新手段とを設けたこと
を特徴とする。

【００１０】また、本願の請求項２記載の発明（以下第
２の発明という）は、車両の走行停止または走行開始を
車速検出手段により検出したときに、その検出時から所
定時間経過迄のジャイロの出力を、基準値更新手段によ
る基準値を求める演算から除外する除外手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】

〈第１の発明〉車両が停止すると、その停止状態が車速
検出手段により検出される。また、その車両停止の検出
時には基準値更新手段により、この停車時のジャイロの
出力から新たに基準値が求められ、この新基準値により
これまでの旧基準値が更新される。

【００１２】したがって本発明によれば、ジャイロの出
力中に、走行時間の経過に伴って増大するドリフト等の
オフセットがある場合にはその車両の停止の都度、車両
の走行方位を検出する際の基準となる基準値を更新し
て、オフセットを除去できるので、走行方位検出精度を
高めることができる。

【００１３】〈第２の発明〉車両が走行から停止し、ま
たは停止から走行が開始されると、この状態が車速検出
手段により検出される。この車両の停止状態または走行
開始状態が検出されたときから所定時間までのジャイロ
の出力が基準値を求める基準値更新手段へ与えられるの
が除外手段により除外される。

【００１４】したがって本発明によれば、車両の停止時
または走行開始時にその走行状態を検出する車速センサ
に誤差があっても、その間の誤差を基準値演算から除外
するので、基準値の演算精度が向上し、ひいては車両走
行方位検出精度を向上させることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図２は本発明の一実施例の全体構成を示す
ブロック図であり、図において、車両用走行方位検出装
置１は自動車等の車両に搭載されて、その車両の走行方
位を検出するものであり、振動ジャイロ２、信号処理回
路３、フィルタ４、ＡＤ変換器５、車速を検出する車速
センサ６を接続している演算装置７をこの順に順次電気
的に接続し、演算装置７から車両の走行方位角を出力す
るようになっている。

【００１７】振動ジャイロ２は振動している物体に角速
度が加わることにり、その振動方向に対して垂直方向に
発生するコリオリ力を検出するものであり、その検出出
力は車両の旋回する方向によって発生する電圧の極性を
変える。

【００１８】振動ジャイロ２の一例としては図３に示す
ように構成されたものがあり、これはベース２ａの一面
上に、図中上下一対の薄板状のベースクリスタル２ｂ，
２ｃを相互に所要の間隔を置いて立設し、さらに、これ
らベースクリスタル２ｂ，２ｃの自由端上に、上下一対
の薄板状のセンスクリスタル２ｄ，２ｅを直角に取り付
けている。

【００１９】そして、一対のセンスクリスタル２ｄ，２
ｅを振動させた状態で検出軸Ｏ周りに角速度が発生する
と、一対のセンスクリスタル２ｄ，２ｅにコリオリ力が
生じ、センスクリスタル２ｄ，２ｅが屈曲して電気信号
が出力される。

【００２０】信号処理回路３はこの振動ジャイロ２から
の検出出力、つまり角速度出力を演算装置６で走行方位
に変換する演算処理を行ない易くするために、車両の停
止または直進状態を示す基準値（電圧）を例えばゼロボ
ルトからプラス側に適宜移動するものである。

【００２１】フィルタ４は信号処理回路３からの角速度
出力に重畳された高周波ノイズを除去するローパスフィ
ルタであり、ＡＤ変換器５はフィルタ４から出力される
アナログ信号をデジタル信号に変換して演算装置６に与
えるものである。

【００２２】演算装置６は図４で示すように、振動ジャ
イロ２からの正または負の出力と基準値との差をそれぞ
れ積分することにより、車両の正旋回（例えば右旋回）
時に振動ジャイロ２から出力される出力波形の面積ａ
と、車両の逆旋回（例えば左旋回）時に振動ジャイロ２
から出力される出力波形の面積ｂとをそれぞれ求め、さ
らに、これら両面積ａ，ｂの差を求め、その面積差に対
応した車両の走行方位を求めるものである。

【００２３】そして、演算装置７は基準値更新手段８
と、除外手段９とを有し、基準値更新手段８は車速セン
サ６により車速ゼロ、つまり車両が停止したときに、振
動ジャイロ２の出力から、車両の停止、または直進状態
を示す新しい基準値を求め直し、この新基準値により、
これまでの旧基準値を更新するものである。したがっ
て、車両の停止の都度振動ジャイロ２の基準値が常に求
め直される。

【００２４】また、車速センサ６は車両のタイヤの回転
数に比例するパルスを出力して、このパルスをカウント
することにより車速を検出するものであるが、車両の停
止直前と走行開始時では検出パルスの間隔が広がり若干
の誤差を生ずる。

【００２５】そこで、この車両の停止と走行開始時の車
速センサ６の誤差を、演算装置７による基準値を求める
演算に与えないように、除外手段９によりその車速検出
時刻から所定時間経過後までの振動ジャイロ２の出力を
除外するようになっている。

【００２６】次に、このような演算装置７の処理手順を
図１のフローチャートに基づいて説明する。なお、図中
Ｐ１〜Ｐ１６はフローチャートの各ステップを示す。

【００２７】また、図１中、Ｐ５〜Ｐ１０は車両が走行
中の振動ジャイロ２の出力の正値または負値の出力と基
準値との差をそれぞれ求め、さらに、これらの差をそれ
ぞれ積分し、これらの正値または負値の積分値同士を比
較して差を求め、この差に対応する車両走行方位を算出
するフローであり、Ｐ９〜Ｐ１１は図５で示す従来のフ
ローとほぼ同様である。

【００２８】Ｐ６，Ｐ１２〜Ｐ１６は走行停止中の振動
ジャイロ２の出力値を積算し、所定時間毎に保存するフ
ローである。

【００２９】つまり、演算装置７はＰ１の初期化処理で
振動ジャイロ２の基準値と方位角の初期値をそれぞれ設
定する。

【００３０】次に、Ｐ２で、車両の停止時等に振動ジャ
イロ２の出力をＡ／Ｄ変換器５から一定時間読み込み、
積分する。さらに、この積分値の平均値を求め、これを
基準値として設定する。

【００３１】Ｐ３では振動ジャイロ２の出力をＡ／Ｄ変
換器５から読み込む。これは一定間隔で繰り返される。

【００３２】Ｐ４では車速センサ６の出力を読み出し、
車両が走行中であるか、または停止中であるか走行状態
の判定を行なう。車両が走行中であれば、Ｐ５へ進み、
停止中であればＰ６へ進む。

【００３３】Ｐ５では基準値の更新を行なうためのデー
タ（保存データ）３が有効であるか否かを判定する。デ
ータが有効であれば、Ｐ７で保存データ３の平均値を計
算し、基準値を更新する。

【００３４】次に、Ｐ８で、車両が停止したときにデー
タを保存するために停止中に保存されていた振動ジャイ
ロ２の出力データを消去する。

【００３５】Ｐ９ではＰ３で読み込んだ振動ジャイロ２
の出力値と基準値を比較する。この出力値が基準値より
大きい場合はＰ１０へ進み、小さい場合はＰ１１へ進
む。

【００３６】Ｐ１０では振動ジャイロ２の出力値と基準
値との差を正方向（例えば右旋回）の回転角度のデータ
として処理する。

【００３７】一方、Ｐ１１では振動ジャイロ２の出力値
と基準値との差を逆方向（例えば左旋回）の回転角度の
データとして処理する。

【００３８】そして、Ｐ４で車両が停止状態であると判
定したときは、Ｐ６で走行状態から停止状態になって経
過した時間を計測する。所定時間Ｔ₁が経過していれば
次のＰ１２へ進む。経過していなければＰ３へ戻り、以
下繰り返す。時間Ｔ₁の計測は、車両が走行状態から停
止状態に移行したときのみ計測する。

【００３９】Ｐ１２では振動ジャイロ２の出力値を第１
の保存エリア（保存データ１）へ加算する。Ｐ１３はＰ
１２の処理を開始してから経過した時間を計測する。時
間Ｔ₂を経過する毎に次のＰ１４へ進み、経過していな
ければＰ３へ戻る。

【００４０】次のＰ１４では第２の保存エリア（保存デ
ータ２）のデータと第３の保存エリア（保存データ３）
のデータを入れ換える。

【００４１】また、ステップ１５では第１の保存エリア
（保存データ１）のデータと第２の保存エリア（保存デ
ータ２）のデータを入れ換える。

【００４２】そして、第１の保存エリア（保存データ
１）のデータを消去し、Ｐ３へ戻る。

【００４３】なお、Ｐ１４〜Ｐ１６は車両が走行状態か
ら停止状態になってから、時間Ｔ₁が経過し、さらにＴ
₂が経過する毎に実行される。これらの処理は時間Ｔ₂
の間加算された振動ジャイロ２の出力値を１つのブロッ
クとして保存し、基準値の更新に使用されるデータに対
して遅延をかけている。

【００４４】また、Ｐ５における保存データ３の有効、
無効の判定基準は時間Ｔ₂で区切られた保存データ１の
ブロックが第２の保存エリアを通して第３の保存エリア
に保存されて初めて有効となる。このために、車両の停
止状態が最低［（Ｔ₁＋Ｔ₂）×２］の時間続かない
と、保存データ３にはデータが保存されず有効とはなら
ない。

【００４５】本実施例はこのように構成されているの
で、時間と共に増大する振動ジャイロ２の出力のドリフ
トを車両が停止する毎に計測し、これを次の走行時のド
リフト補正値として更新するので、走行時のドリフトの
影響を低減し、走行方位の精度を向上することができ
る。

【００４６】また、車両の停止判定後の時間Ｔ₁間およ
び走行判定前の時間Ｔ₂＋ｄ（但し０＜ｄ＜Ｔ₂）間は
振動ジャイロ２の出力の基準値の計算から除外するの
で、基準値の精度を向上させ、ひいては車両走行方位検
出精度を向上することができる。

【００４７】なお、前記実施例では振動ジャイロ２につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばガスレートジャイロ、光ファイバジャイロ等
にも本発明を適用することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
時間と共に変化するジャイロの出力のドリフトを車両が
停止する都度求め、これを次の走行時のドリフト補正値
として更新し使用するので、走行時のジャイロのドリフ
トを低減し、走行方位の精度を高めることができる。

【００４９】また、本願第２の発明は、車両の走行停止
または走行開始から所定時間の間はジャイロの出力をそ
の基準値の計算から除外するので、基準値の精度を高
め、ひいては車両走行方位精度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２で示す演算装置の処理手順を示すフローチ
ャート。

【図２】本願第１、第２の発明を含む一実施例の全体構
成を示すブロック図。

【図３】図２で示す振動ジャイロの要部斜視図。

【図４】図３で示す振動ジャイロの出力波形を示す波形
図

【図５】従来の車両走行方位演算手順を示すフローチャ
ート。

【図６】図３で示す振動ジャイロのオフセットを示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１車両用走行方位検出装置２振動ジャイロ３信号回路６車速センサ７演算装置８基準値更新手段９除外手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載されてこの車両の旋回角に対
応した信号を出力するジャイロと、このジャイロの車両
走行時の出力をその基準値と比較してその差に基づいて
前記車両の走行方位を求める演算手段とを有する車両用
走行方位検出装置において、前記車両の車速を検出する
車速検出手段と、この車速検出手段により前記車両の停
車状態を検出したときに、その停車の際の前記ジャイロ
の出力を基準値として設定し、この基準値により前回の
基準値を更新する基準値更新手段とを設けたことを特徴
とする車両用走行方位検出装置。
【請求項２】車両の走行停止または走行開始を車速検
出手段により検出したときに、その検出時から所定時間
経過迄のジャイロの出力を、基準値更新手段による基準
値を求める演算から除外する除外手段を設けたことを特
徴とする請求項１記載の車両用走行方位検出装置。