JP2000111348A - 移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 方位角演算装置10は、自動車のナビゲーショ
ン装置に装備され、角速度センサ11の出力に基づいて自
動車の方位角を検出する。角速度センサ11の零点電圧−
温度特性について、角速度センサ11の個体差や経年変化
に有効に対処する。 【解決手段】 補正特性保存メモリ17は、角速度センサ
11の零点電圧−温度特性を読み書き自在に書き込まれて
いる。移動体速度判定手段24及びＧＰＳシステム26によ
り直進走行中等の角速度センサ11が零点電圧を出力して
いる時を検出すると、この時の角速度センサ11の出力電
圧と共に、温度センサ14より角速度センサ11の周囲温度
を検出し、検出温度における補正特性保存メモリ17の零
点電圧−温度特性の零点電圧を検出出力電圧に変更す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車、船舶等
の移動体においてナビゲーション装置等の素子として用
いられる角速度検出手段の零点出力補正装置に係り、詳
しくは移動体用角速度検出手段の温度による零点出力の
補正機能を装備する零点出力補正装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両、船舶等の移動体にナビゲーション
装置を搭載し自律航法を行う場合、定期的に移動体の方
位角又は方位変化量を検出する必要がある。一般には、
角速度センサとしてはジャイロセンサを用いて角速度を
検出し、時間積分して方位変化量を求めるようにしてい
る。ジャイロセンサには振動型、回転型、ガスレート
型、光ファイバー型等、種々のタイプが存在するが、自
律航法用には主に振動型が用いられている。振動型ジャ
イロセンサとは、振動している物体に回転角速度を加え
たときに、振動方向と直角方向に生じるコリオリの力を
利用して角速度を検出するもので、安価、小型、量産向
きという特徴を備えたものである（例えばムラタ社製、
正三角形音型振動ジャイロ。日本放送協会発行「エレク
トロニクスライフ」1994年10月号、30〜36頁参照）。

【０００３】振動型ジャイロセンサを初めとした各種ジ
ャイロセンサは、通常、図２に示すごとく、一定の範囲
内では入力角速度に対してほぼ直線的に変化する電圧を
出力する。センサの出力電圧はＡ／Ｄコンバータを介し
て位置計算マイコンに入力される。この位置計算マイコ
ンはセンサ出力に対し所定の換算をして角速度データを
求め、さらに時間積分して方位変化量データを求める。
そして、別途、距離センサから入力した距離データと合
わせて、ベクトル計算により位置が求められるようにな
っている。

【０００４】なお、図２において入力角速度がゼロのと
きの角速度検出手段の出力電圧を一般に零点電圧とい
い、本明細書で「零点電圧」という場合には、上記内容
を意味するものとする。また、入力角速度がゼロの場合
としては、移動体自身が停止している状態（以下「停止
状態」という。）にある場合だけでなく、移動体が直進
している状態（以下「直進状態」という。）にある場合
がある。しかし、移動体が一定角速度で回転している状
態（以下「回転状態」という。）においては、出力電圧
は零点電圧を出力するわけではないが一定値を出力する
ことになる。本明細書においては、入力角速度が一定の
場合には出力電圧に変動がないため、停止状態、直進状
態及び回転状態を総称してこれらを「静止状態」として
定義する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両、船舶
などの移動体では温度変化が激しい。一方、零点電圧
は、温度により変動する温度特性を有するほか、経年変
動する特性をも有しており、移動体が停止状態又は直進
状態にあるとき、その温度において出力された電圧を零
点電圧として把握し、角速度を正確にゼロと判断しなけ
れば、自律航法では角速度センサの誤差が累積して大き
な位置誤差を生じてしまう。

【０００６】また、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように角
速度センサの零点電圧の温度特性は個体差によりばらつ
きがあるので、同種類の角速度センサとして量産されて
いる角速度センサの零点電圧の温度特性が図３に示すよ
うなものであったとしても、個別に適切な補正をする必
要がある。

【０００７】これを避けるために、角速度センサごとに
温度センサを用いて零点電圧の温度特性を補正するもの
として、特開平６−１６０１００号がある。これによれ
ば、パーソナルコンピュータを用いて零点電圧温度特性
及び感度温度特性を環境温度変化を設定しつつあらかじ
め測定し、温度特性データをＥＥＰＲＯＭ等のメモリに
記憶させ、所定の算出式により調整を行う振動ジャイロ
の信号処理回路が開示されており、ジャイロセンサの感
度調整、零点電圧温度補正及び感度温度補正を効率的に
かつ完全に行うことができる旨記載されている。

【０００８】しかし、この種の処理回路によると、振動
ジャイロの零点電圧の温度特性の個体差によるばらつき
に応じて個別に温度特性を測定して、あらかじめパーソ
ナルコンピュータを用いて当該振動ジャイロの固有の特
性を個別にメモリに記憶させる必要があり、角速度セン
サが交換されたときなど再度測定をやり直す必要がある
等、量産品に適用するのは困難であった。

【０００９】この発明の目的は、上述の問題点を克服す
る移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置を提供す
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、移動
体用角速度検出手段(11)は、移動体に装備され、出力の
時間積分が移動体の方位変化量の演算に利用されるよう
になっている。この移動体用角速度検出手段(11)の零点
出力補正装置(10)は次の（ａ）〜（ｄ）を有している。 （ａ）移動体の向きがほぼ一定に維持されているか否か
を判定する移動体向き判定手段(32) （ｂ）角速度検出手段(11)の温度を検出する温度検出手
段(14) （ｃ）移動体の向きがほぼ一定に維持されている時の角
速度検出手段(11)の出力を零点出力として角速度検出手
段(11)についての零点出力と各温度との関係を零点出力
−温度特性として記憶する零点出力−温度特性記憶手段
(17) （ｄ）移動体向き判定手段(32)により移動体の向きがほ
ぼ一定に維持されていると判定された場合は零点出力−
温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、温度検
出手段(14)のその時の検出温度における零点出力を、角
速度検出手段(11)のその時の出力に基づいて修正する零
点出力−温度特性修正手段(30)

【００１１】この発明の移動体用角速度検出手段(11)の
零点出力補正装置(10)によれば、角速度検出手段(11)
は、移動体に作用する角速度を直接検出する角速度セン
サ(11)を備えるか、又は移動体に作用する角加速度を検
出する角加速度検出センサと、角加速度検出センサの出
力を時間積分した値を角速度として出力する積分手段と
を備えるかするものである。すなわち、この発明の移動
体用角速度検出手段(11)は、角速度センサ(11)単独であ
っても、角加速度検出センサと、その出力を時間積分す
る積分手段との組み合わせであってもよい。

【００１２】移動体には、自動車だけでなく、船舶等の
他の移動体も包摂する。角速度検出手段(11)は、通常
は、移動体に搭載されるナビゲーション装置等に使用さ
れる。角速度検出手段(11)自体の温度と角速度検出手段
(11)の周囲温度とはほぼ等しく、温度検出手段(14)の検
出する角速度検出手段(11)の温度とは、角速度検出手段
(11)自体の温度、及び角速度検出手段(11)の周囲温度を
含む。角速度検出手段(11)の零点出力とは、角速度検出
手段(11)が、角速度＝０のときの出力を言うものとし、
角速度検出手段(11)の出力には、電圧出力型、電流出力
型、インピーダンス出力型等が含まれ、したがって、角
速度検出手段(11)の零点出力とは、零点電圧だけでな
く、零点電流、零点インピーダンス、及び零点抵抗も含
むものとする。

【００１３】零点出力の零点出力−温度特性は、零点出
力の個体差だけでなく、経時変化や経年変化もある。こ
の移動体用角速度検出手段(11)の零点出力補正装置(10)
では、移動体の向きがほぼ一定に維持されていると移動
体向き判定手段(32)が判定した場合、すなわち、角速度
検出手段(11)が零点出力を出力していると判断される場
合、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度
特性の、温度検出手段(14)のその時の検出温度における
零点出力を、角速度検出手段(11)のその時の出力に基づ
いて修正する（一般には、角速度検出手段(11)のその時
の出力へ変更する。）。移動体の向きがほぼ一定に維持
されていると移動体向き判定手段(32)が判定したときの
角速度検出手段(11)のその時の検出温度は、いつも同じ
ではなく、適当に異なっている。これにより、零点出力
−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性のいろい
ろな温度における零点出力が修正される。こうして、零
点出力の個体差や経時変化及び経年変化に因る零点出力
−温度特性を、個々の角速度検出手段(11)に基づいて及
び経時変化及び経年変化に基づいて修正することにな
り、結果、角速度検出手段(11)の出力から正しい零点出
力−温度特性に基づいて移動体の方位変化量を検出する
ことができるようになる。

【００１４】この発明の移動体用角速度検出手段(11)の
零点出力補正装置(10)によれば、零点出力−温度特性修
正手段(30)による零点出力−温度特性記憶手段(17)の零
点出力−温度特性の修正は、零点出力−温度特性記憶手
段(17)の零点出力−温度特性の、温度検出手段(14)のそ
の時の検出温度における零点出力だけでなく、その時の
検出温度を内に含む温度範囲内の他の温度における零点
出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の零
点出力ついても、角速度検出手段(11)のその時の出力に
基づいて行う。

【００１５】移動体の向きがほぼ一定に維持されている
と移動体向き判定手段(32)が判定した場合について角速
度検出手段(11)のその時の検出温度は、幾つか存在する
ものの、零点出力−温度特性の温度全体にわたっては限
られている。一方、その時の検出温度近傍の温度につい
ての零点出力−温度特性の零点出力は、その時の角速度
検出手段(11)の出力に近い値と推定される。したがっ
て、その時の検出温度でなくても、その時の検出温度を
含む温度範囲内の零点出力−温度特性の各零点出力を、
その時の角速度検出手段(11)の出力に基づいて修正する
ことにより、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出
力−温度特性の各温度における零点出力の修正を効率良
く行うことができる。

【００１６】この発明の移動体用角速度検出手段(11)の
零点出力補正装置(10)によれば、温度検出手段(14)の検
出した相互に異なる第１及び第２の温度において移動体
の向きがほぼ一定に維持されていると移動体向き判定手
段(32)が判定したとし、かつその時の角速度検出手段(1
1)の出力がそれぞれ第１及び第２の出力とすると、零点
出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、
第１及び第２の温度間の各温度における零点出力につい
て、第１及び第２の出力に基づいて修正する。

【００１７】移動体の向きがほぼ一定に維持されている
と移動体向き判定手段(32)が判定した場合の角速度検出
手段(11)のその時の検出温度は、幾つか存在するもの
の、零点出力−温度特性の温度全体にわたっては限られ
ている。第１及び第２の温度において、移動体の向きが
ほぼ一定に維持されていると移動体向き判定手段(32)が
判定した場合、第１及び第２の温度間の各温度における
前記零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度
特性の零点出力について、第１及び第２の出力に基づい
て修正することにより、零点出力−温度特性記憶手段(1
7)の零点出力−温度特性の各温度における零点出力の修
正を効率良く行うことができる。なお、第１及び第２の
温度間の各温度における前記零点出力−温度特性記憶手
段(17)の零点出力−温度特性の零点出力について、第１
及び第２の出力に基づいて修正する方式としては例えば
補間法等を利用する。補間法には、また、角速度検出手
段(11)の離散的な２個の出力を直線で結び、その直線上
の各値を零点出力とする場合だけでなく、角速度検出手
段(11)の離散的な３個の出力を適当な二次曲線で結び、
その二次曲線上の各値を零点出力とする場合も含む。

【００１８】この発明の移動体用角速度検出手段(11)に
よれば、移動体向き判定手段(32)は、移動体の走行中で
かつＧＰＳによる現在位置の履歴により移動体がほぼ直
進していると判断した場合、移動体の移動方向がほぼ一
定に維持されていると判定するものである。

【００１９】ＧＰＳ測位により各時刻の移動体の現在位
置が判明し、現在位置の変化から移動体の移動軌跡が分
かる。移動軌跡が所定時間にわたり直線である場合は、
移動体は直進していると判断される。移動体が直進して
いる場合は、角速度検出手段(11)の出力は零点出力とな
っているので、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点
出力−温度特性を角速度検出手段(11)のその時の出力に
より修正できる。

【００２０】この発明の移動体用角速度検出手段(11)に
よれば、移動体向き判定手段(32)は、自動車の車速が０
であり、かつ角速度検出手段(11)の出力が、零点出力−
温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、温度検
出手段(14)によるその時の検出温度における零点出力に
対して所定範囲内の差である場合は、移動体の向きがほ
ぼ一定に維持されていると判定するものである。

【００２１】移動体が、前述の定義による静止状態であ
ったとしても、停止状態と限らない。例えば、自動車が
駐車場のターンテーブルに載せられて、回転している回
転状態の場合もある。このような場合に、零点出力−温
度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性が修正される
と、零点出力−温度特性は間違ったものになってしま
う。移動体が回転状態である場合は、角速度検出手段(1
1)の出力は、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出
力−温度特性の、温度検出手段(14)のその時の検出温度
における零点出力に対して大きくずれる。したがって、
角速度検出手段(11)の出力が、零点出力−温度特性記憶
手段(17)の零点出力−温度特性の、温度検出手段(14)の
その時の検出温度における零点出力に対して大きくずれ
ていたら、すなわち差が所定値を超えていたら、移動体
は、車速は０で静止状態であっても、停止状態ではない
回転状態と判断され、零点出力−温度特性記憶手段(17)
の零点出力−温度特性の修正は中止される。逆に、差が
所定値内であれば、移動体は、向きを一定に維持して、
停止中と判断され、零点出力−温度特性記憶手段(17)の
零点出力−温度特性を角速度検出手段(11)のその時の出
力に基づいて修正する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は方位角演算装置10のブ
ロック図である。この方位角演算装置10は、自動車に搭
載されるナビゲーション装置の一部を構成する。角速度
センサ11は、例えば振動ジャイロから成り、鉛直線の周
りの自動車の角速度を検出する。角速度センサ11の出力
電圧は、Ａ／Ｄ変換器12によりＡ／Ｄ変換されて、演算
手段13へ入力される。温度センサ14は、角速度センサ11
の近傍に配置され、角速度センサ11の周囲温度を検出す
る。角速度センサ11の周囲温度は角速度センサ11の温度
とほぼ等しいと考えられる。温度センサ14の出力電圧
は、Ａ／Ｄ変換器15によりＡ／Ｄ変換されて、演算手段
13へ入力される。ＲＯＭ16は零点電圧−温度特性のデフ
ォルト値（例：図３）を書き込まれている。補正特性保
存メモリ17は、読み書き自在であるとともに、バックア
ップ電源からの電力により又は不揮発型のために方位角
演算装置10の電源オフ中も記憶を保持し、方位角演算装
置10のリセット時又は方位角演算装置10が初めて電源オ
ンになった時、ＲＯＭ16からのデフォルト値を零点電圧
−温度特性の初期値として書き込まれ、後述されるよう
に、その後、零点電圧−温度特性を適宜補正される。演
算手段13は、自動車の方位角（＝向き）を計算する位置
計算マイコン18、及び位置計算マイコン18の演算処理に
利用されてデータの読み書き自在の内部メモリ19を有し
ている。位置計算マイコン18による自動車の方位角の計
算は、例えば角速度センサ11からの出力を時間積分して
絶対方位角に対する方位変化量を計算し、それを方位角
としている。

【００２３】移動体速度判定手段24は、自動車のタイヤ
の回転に同期してパルスを出力する車速センサ25を装備
し、所定時間内の車速センサ25の出力パルスの個数を計
数することにより、自動車の車速を検出する。ＧＰＳシ
ステム26は、ＧＰＳ受信機27、及びＧＰＳ受信機27の出
力から自動車の現在位置を検出しさらに現在位置の変化
から自動車が直進しているか否かを検出する検出器28を
有している。オフセットチェック手段30は、静止状態判
別手段32からの入力に基づいて補正特性保存メモリ17の
零点電圧−温度特性を修正する。誤差判定手段31は、Ａ
／Ｄ変換器12を介して角速度センサ11の出力電圧データ
を入力されるとともに、オフセットチェック手段30を介
して補正特性保存メモリ17の零点電圧−温度特性に係る
データ及び演算手段13からの温度センサ14の出力電圧デ
ータ等の種々のデータを入力され、補正特性保存メモリ
17の零点電圧−温度特性の、温度センサ14のその時の検
出温度における零点電圧に対して、角速度センサ11のそ
の時の出力電圧の差が、所定値以内か否かを判定する。
静止状態判別手段32は、移動体速度判定手段24、検出器
28、及び誤差判定手段31からの入力に基づいて自動車が
静止状態（すでに定義しているように、直進状態、停止
状態、及び回転状態を含む。）か否かを判定し、判定が
Ｙｅｓであるとき、オフセットチェック手段30へその旨
を出力する。

【００２４】図２は所定温度における角速度センサ11の
出力電圧特性を示している。角速度センサ11は、それに
作用する角速度、すなわち角速度センサ11が搭載されて
いる自動車の所定鉛直線の周りの角速度ωに関係する出
力電圧を発生する。ω＝０のときの角速度センサ11の出
力電圧は零点電圧と定義される。この出力電圧特性で
は、自動車の右方向への角速度が正、左方向への角速度
が負とされている。角速度センサ11の出力電圧は、ω＝
０を中心とする＋−所定範囲内ではωに対して右肩下が
りの直線で変化し、所定範囲外では−又は＋の所定値と
なる。

【００２５】図３は角速度センサ11の標準の零点電圧−
温度特性である。零点電圧は、温度の上昇に対して直線
で上昇する。

【００２６】図４は角速度センサ11の個体差による種々
の零点電圧−温度特性を示す。図４（ａ）〜（ｃ）にお
いて、点線は、図３の標準の零点電圧−温度特性を示し
ている。図４（ａ）では、零点電圧は所定温度未満では
標準の零点電圧−温度特性に一致し、所定温度以上で
は、傾き（零点電圧の上昇量／温度上昇量）が標準の零
点電圧−温度特性の傾きよりも大となっている。図４
（ｂ）では、零点電圧は所定温度未満では標準の零点電
圧−温度特性に一致し、所定温度以上では、傾きが標準
の零点電圧−温度特性の傾きよりも小となっている。図
４（ｃ）の零点電圧−温度特性は、所定温度を境に屈曲
し、零点電圧は、所定温度未満では標準の零点電圧−温
度特性より高く、所定温度以上では標準の零点電圧−温
度特性より低くなっている。

【００２７】図５は補正特性保存メモリ17の零点電圧−
温度特性を初期設定するプログラムのフローチャートで
ある。この処理は、方位角演算装置10を初めて電源オン
にした時、及び補正特性保存メモリ17の内容をリセット
した時に行われる。ＲＯＭ16は、個々の角速度センサ11
の零点電圧−温度特性に関係なく標準の零点電圧−温度
特性（＝図３に示す零点電圧−温度特性）を記録してい
る。方位角演算装置10を初めて電源オンにしたり、補正
特性保存メモリ17の記録内容をリセットした時は、ＲＯ
Ｍ16に記録されている標準の零点電圧−温度特性が補正
特性保存メモリ17にコピーされ、それが補正特性保存メ
モリ17における角速度センサ11についての零点電圧−温
度特性の初期値とされる。

【００２８】図６は方位角演算装置10による自動車の方
位角算出プログラムのフローチャートである。Ｓ４４で
は、方位角演算装置10が電源オン中か否かを判定し、Ｙ
ｅｓであれば、Ｓ４５へ進み、Ｎｏであれば、該プログ
ラムを終了する。Ｓ４５では、Ａ／Ｄ変換器12，15によ
りディジタル値に変換された角速度センサ11及び温度セ
ンサ14の出力を演算手段13及びオフセットチェック手段
30へ入力する。Ｓ４６では、補正特性保存メモリ17に保
持されている零点電圧−温度特性を演算手段13へ入力
し、内部メモリ19に記録される。補正特性保存メモリ17
からの零点電圧−温度特性記憶手段(17)により、演算手
段13では、位置計算マイコン18が、温度センサ14からの
検出温度に対応する角速度センサ11についての角速度−
出力電圧特性（例：図２）を適宜作成可能になる。Ｓ４
７では、位置計算マイコン18は、角速度センサ11につい
ての角速度−出力電圧特性の、温度センサ14の検出温度
の出力電圧から角速度を求め、それを時間積分して方位
変化量を求め、さらに、絶対方位に対する方位変化量を
自動車の方位角として出力する。Ｓ４８では、方位角演
算装置10が電源オフになったか否かを判定し、判定がＹ
ｅｓであれば、該プログラムを終了し、Ｎｏであれば、
Ｓ４５へ戻る。

【００２９】図７は補正特性保存メモリ17における零点
電圧−温度特性の修正過程のフローチャートである。ま
ず、方位角演算装置10が電源オンにされると（Ｓ５
１）、誤差判定手段31は、Ａ／Ｄ変換器12によりデジタ
ル化された角速度センサ11のデータ（角速度電圧デー
タ）が、所定の基準値に対して所定の誤差範囲内にある
かどうかを判断する（Ｓ５２）。角速度電圧データが所
定の誤差範囲を超えて変動している間はこのＳ５２を維
持し、所定の誤差範囲内、すなわち微少変動に留まりつ
つ一定の値を維持している場合はＳ５３へ進む。次に角
速度電圧データが一定の値を維持しつつその変動が所定
範囲内の微小変動状態を所定時間継続しているか否かを
判断し（Ｓ５３）、所定時間を経過していない場合はＳ
５２へ戻り、所定時間を経過した場合にはＳ５４へ進
む。Ｓ５４では、移動体速度判定手段24により、例えば
車速センサ25からの信号により車速パルスがあるか否か
判断される。車両が停止状態にない場合にはＳ５５へ進
む一方、車両が停止状態にあることを恵味する信号を受
けた場合にはＳ５９へ進む。そしてＧＰＳ受信機27に接
続された検出器28により移動体の直進を判断した場合に
は（Ｓ５５）、静止状態判別手段32は移動体が静止状態
（この場合は、静止状態の中の直進状態）にあると判断
し、オフセットチェック手段30にデータ書換え命令を発
した後（Ｓ５６）、オフセットチェック手段30は演算手
段13から転送された角速度電圧データ及び温度電圧デー
タについて、当該温度の零点電圧を意味するデータを転
送し、補正特性保存メモリ17に格納する（Ｓ５７）。結
果、補正特性保存メモリ17における零点電圧−温度特性
の、当該温度の零点電圧は、その時の角速度電圧に書換
えられる。一方、Ｓ５４において移動体が停止状態にあ
る場合又はＳ５５においてＧＰＳシステム26が測位不能
で直進しているか否か不明の場合には、オフセットチェ
ック手段30は補正特性保存メモリ17から現在の温度の零
点電圧データを読み出す（Ｓ５９）。そして、その電圧
値が演算手段13から転送された角速度電圧データと所定
値以上差がある場合には、「異常」と判断してデータ書
換えは行わず、Ｓ５２に戻る一方、所定値以下の場合に
は静止状態（この場合は、静止状態の中の停止状態）に
あると判断してＳ５６へ進む（Ｓ６０）。Ｓ５９及びＳ
６０の処理は例えば自動車が走行はしていないが、ター
ンテーブル式の駐車場に入庫する場合のような、回転状
態の場合に角速度センサの値を零点データと判断しない
ようにするための処理である。Ｓ５８では、方位角演算
装置10の電源がオフかオンかにより該処理の終了状態か
否かを判定し、判定がＹｅｓであれば、該処理を終了
し、Ｎｏであれば、Ｓ５２へ戻る。

【００３０】図８は補正特性保存メモリ17の保持する零
点電圧−温度特性の計３回の書換えによる変遷を示して
いる。補正特性保存メモリ17の保持する零点電圧−温度
特性は、初期状態では、ＲＯＭ16からのデフォルトの零
点電圧−温度特性をセットされ、図８（ａ）となってい
る。１回目の静止条件が成立した時の角速度センサ11の
出力電圧及び角速度センサ11の温度をそれぞれＶ１，Ｔ
１とすると、１回目の書換えでは、Ｔ１における零点電
圧はＶ１に変更される。また、Ｔ１を中心とする所定温
度範囲の零点電圧Ｔも、その時までの値（これをＶａと
する。）と、Ｖ１とＶａとの中間の値Ｖｂへ変更され
る。Ｖｂは、ＴがＴ１に近い程、Ｖ１に近く、Ｖｂから
遠い程、元のＶａに近い量とされる。このようにして、
１回目の書換えにより、補正特性保存メモリ17の零点電
圧−温度特性は図８（ｂ）のようになる。同様にして、
２回目、３回目の静止条件の成立により、補正特性保存
メモリ17の零点電圧−温度特性は、図８（ｂ）及び図８
（ｃ）のように、変更される。こうして、零点電圧−温
度特性において適当に分布した各温度において、静止条
件が成立し、補正特性保存メモリ17の零点電圧−温度特
性は、広い温度範囲にわたり、初期のものから、個体差
のある角速度センサ11の固有のもの、経時変化や経年変
化を反映するものへ徐々に修正されていく。

【００３１】図９は補正特性保存メモリ17における零点
電圧−温度特性の図７とは別の修正過程のフローチャー
トである。Ｓ６６では、方位角演算装置10が電源オンか
否かを判定し、判定がＹｅｓであれば、Ｓ６７へ進み、
Ｎｏであれば、この修正処理を終了する。Ｓ６７では、
車速センサ25の出力から車速パルスがあるか否か、すな
わち、自動車が走行中か停止中かを判定し、走行中であ
れば、Ｓ６８へ進み、停止中であれば、Ｓ７６へ進む。
Ｓ６８では、ＧＰＳデータ（現在位置）について、今回
のものと前回（例えば１秒前）のものとを比較して、自
動車の今回の進行方向を検出する。Ｓ６９では、絶対方
位に対する自動車の進行方向の角度が、今回のものと前
回のものとが同じか否か、すなわち、自動車が直進して
いるか否かを判定し、判定がＹｅｓであれば、Ｓ７０へ
進み、Ｎｏであれば、Ｓ７４へ進む。Ｓ７０では、角速
度センサ11の出力電圧としての角速度電圧について、前
回と今回とを比較し、その差を求め、Ｓ７１では、その
差が一定範囲内にあるか否か、すなわち微小変動か否か
を判定し、判定がＹｅｓであれば、Ｓ７４へ進み、Ｎｏ
であれば、Ｓ７２へ進む。角速度電圧が微小振動のとき
のみ、Ｓ７４へ進むのは、角速度電圧が大きく変動して
いるときは、零点電圧−温度特性の書換えに誤差が生じ
やすいので、それを回避するためである。Ｓ７２では、
今回の角速度電圧データ、温度電圧データ、及びＧＰＳ
角度データを保存して、Ｓ６６へ戻る。Ｓ７４では、Ｓ
７２で保存したデータがあるか否かを判定し、判定がＹ
ｅｓであれば、Ｓ７５へ進み、Ｎｏであれば、Ｓ６６へ
戻る。Ｓ７５では、補正特性保存メモリ17の零点電圧−
温度特性の、温度センサ14のその時の検出温度（＝今回
の温度電圧データ）における零点電圧を、角速度センサ
11のその時の出力電圧（＝今回の角速度電圧データ）へ
書換える。この際、補正特性保存メモリ17の零点電圧−
温度特性の零点電圧は、図８で説明したように、補正特
性保存メモリ17の零点電圧−温度特性の、温度センサ14
のその時の検出温度の零点電圧だけでなく、該検出温度
を含む所定温度範囲にわたる各零点電圧を、角速度セン
サ11のその時の出力電圧に基づいて変更する。Ｓ７５の
後、Ｓ６６へ戻る。Ｓ７６では、角速度センサ11の出力
電圧としての角速度電圧について、前回と今回とを比較
し、その差を求め、Ｓ７７では、その差が一定範囲内に
あるか否か、すなわち微小変動か否かを判定し、判定が
Ｙｅｓであれば、Ｓ７４へ進み、Ｎｏであれば、Ｓ６６
へ戻る。

【図面の簡単な説明】

【図１】方位角演算装置のブロック図である。

【図２】所定温度における角速度センサの出力電圧特性
を示す図である。

【図３】角速度センサの標準の零点電圧−温度特性であ
る。

【図４】角速度センサの個体差による種々の零点電圧−
温度特性を示す図である。

【図５】補正特性保存メモリの零点電圧−温度特性を初
期設定するプログラムのフローチャートである。

【図６】方位角演算装置による自動車の方位角算出プロ
グラムのフローチャートである。

【図７】補正特性保存メモリにおける零点電圧−温度特
性の修正過程のフローチャートである。

【図８】補正特性保存メモリの保持する零点電圧−温度
特性の計３回の書換えによる変遷を示す図である。

【図９】別の修正過程のフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 方位角演算装置（零点出力補正装置） １１ 角速度センサ（移動体用角速度検出手段、角速
度検出手段） １４ 温度センサ（温度検出手段） １７ 補正特性保存メモリ（零点電圧−温度特性記憶
手段） ３０ オフセットチェック手段（零点電圧−温度特性
修正手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に装備され、出力の時間積分が前
   記移動体の方位変化量の演算に利用されるようになって
   いる移動体用角速度検出手段(11)の零点出力補正装置(1
   0)において、（ａ）前記移動体の向きがほぼ一定に維持
   されているか否かを判定する移動体向き判定手段(32)、
   （ｂ）前記角速度検出手段(11)の温度を検出する温度検
   出手段(14)、（ｃ）前記移動体の向きがほぼ一定に維持
   されている時の前記角速度検出手段(11)の出力を零点出
   力として前記角速度検出手段(11)についての零点出力と
   各温度との関係を零点出力−温度特性として記憶する零
   点出力−温度特性記憶手段(17)、及び（ｄ）前記移動体
   向き判定手段(32)により前記移動体の向きがほぼ一定に
   維持されていると判定された場合は前記零点出力−温度
   特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、前記温度検
   出手段(14)のその時の検出温度における零点出力を、前
   記角速度検出手段(11)のその時の出力に基づいて修正す
   る零点出力−温度特性修正手段(30)、を有していること
   を特徴とする移動体用角速度検出手段の零点出力補正装
   置。
2. 【請求項２】 前記角速度検出手段(11)は、前記移動体
   に作用する角速度を直接検出する角速度センサ(11)を備
   えるか、又は前記移動体に作用する角加速度を検出する
   角加速度検出センサと、前記角加速度検出センサの出力
   を時間積分した値を角速度として出力する積分手段とを
   備えるかするものであることを特徴とする請求項１記載
   の移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置。
3. 【請求項３】 前記零点出力−温度特性修正手段(30)に
   よる前記零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−
   温度特性の修正は、前記零点出力−温度特性記憶手段(1
   7)の零点出力−温度特性の、前記温度検出手段(14)のそ
   の時の検出温度における零点出力だけでなく、その時の
   検出温度を内に含む温度範囲内の他の温度における前記
   零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性
   の零点出力ついても、前記角速度検出手段(11)のその時
   の出力に基づいて行うことを特徴とする請求項１又は２
   記載の移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置。
4. 【請求項４】 前記温度検出手段(14)の検出した相互に
   異なる第１及び第２の温度において前記移動体の向きが
   ほぼ一定に維持されていると前記移動体向き判定手段(3
   2)が判定したとし、かつその時の前記角速度検出手段(1
   1)の出力がそれぞれ第１及び第２の出力とすると、前記
   零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性
   の、第１及び第２の温度間の各温度における零点出力に
   ついて、第１及び第２の出力に基づいて修正することを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体用角
   速度検出手段の零点出力補正装置。
5. 【請求項５】 前記移動体向き判定手段(32)は、前記移
   動体の走行中でかつＧＰＳによる現在位置の履歴により
   前記移動体がほぼ直進していると判断した場合、前記移
   動体の移動方向がほぼ一定に維持されていると判定する
   ものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載の移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置。
6. 【請求項６】 前記移動体向き判定手段(32)は、自動車
   の車速が０であり、かつ前記角速度検出手段(11)の出力
   が、前記零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−
   温度特性の、前記温度検出手段(14)によるその時の検出
   温度における零点出力に対して所定範囲内の差である場
   合は、前記移動体の向きがほぼ一定に維持されていると
   判定するものであることを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれかに記載の移動体用角速度検出手段の零点出力補正
   装置。