(57)【要約】  前照灯用光軸制御装置の制御部は、車両走行中の異なるタイミングで第１の車両角度（θα）と第２の車両角度（θβ）を算出し、前後方向の加速度信号の差分（ΔＸ）が零になるときの第３の車両角度（θｓ）を算出する。制御部は、複数個の第３の車両角度（θｓ）の分布に基づいて代表値（θＳ）を算出し、代表値（θＳ）に基づいて前照灯の光軸を操作する信号を生成する。
2016189707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された加速度センサによって計測された上下方向および前後方向の加速度信号を用いて、路面に対する前記車両の傾斜角度である車両角度を算出し、前照灯の光軸を操作する信号を生成する制御部を備えた前照灯用光軸制御装置であって、
前記制御部は、前記車両が走行している状態において、
第１の２時点で計測された前後方向の加速度信号の差分に対する、当該第１の２時点で計測された上下方向の加速度信号の差分の比から第１の車両角度を算出し、
前記第１の２時点とは異なる第２の２時点で計測された前後方向の加速度信号の差分に対する、当該第２の２時点で計測された上下方向の加速度信号の差分の比から第２の車両角度を算出し、
前記第１の車両角度および前記第１の車両角度の算出に使用した前後方向の加速度信号の差分と、前記第２の車両角度および前記第２の車両角度の算出に使用した前後方向の加速度信号の差分とを用いて、前後方向の加速度信号の差分が零になるときの第３の車両角度を算出し、
前記第３の車両角度を複数個算出しその分布に基づいて前記第３の車両角度の代表値を算出し、当該代表値に基づいて前記前照灯の光軸を操作する信号を生成することを特徴とする前照灯用光軸制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記代表値として、複数個の前記第３の車両角度の平均値、中央値あるいは最頻値を算出することを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記２時点で計測された加速度信号のいずれか一方として、予め定められた基準加速度に相当する加速度信号を用いることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項４】
前記基準加速度は、前記車両が停止している状態において計測された加速度信号、等速走行している状態において計測された加速度信号、あるいは、前記第１の２時点間もしくは前記第２の２時点間の時間間隔より長い時間において計測された複数個の加速度信号の平均値であることを特徴とする請求項３記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記車両に搭載された車速センサによって計測された速度信号を用いて、前記車両が停止している状態、あるいは等速走行している状態を判断することを特徴とする請求項４記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の車両角度および前記第２の車両角度の算出に、予め定められた範囲内の加速度信号、あるいは予め定められた範囲内の加速度信号の差分を使用することを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項７】
２時点で計測された前後方向の加速度信号の差分に対する当該２時点で計測された上下方向の加速度信号の差分の比から算出された車両角度と、前記車両角度の算出に使用された前後方向の加速度信号の差分とを１組のデータとして、複数組のデータを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記第３の車両角度の算出に、前記記憶部が記憶している複数組のデータの中から少なくとも１組のデータを選択して使用することを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第３の車両角度の算出に、前記記憶部が記憶している複数組のデータの中から２組のデータを選択して使用することを特徴とする請求項７記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記記憶部が記憶している複数組のデータの中から、前後方向の加速度信号の差分間の差が最も大きい２組のデータを選択して、前記第３の車両角度を算出することを特徴とする請求項８記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記代表値を、前記車両が停止したときにリセットし、前記車両が走行を開始したときに改めて算出することを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項１１】
前記加速度センサと一体に構成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項１２】
前記車両に搭載される車載電装品と一体に構成されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加速度センサによって計測された加速度信号を用いて、車載用前照灯の光軸を制御する前照灯用光軸制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される前照灯において、高いデザイン性および高級感を醸し出しながら、夜間走行時の安全性を高めるために、光源として従来のハロゲン電球に代替して、明るい放電灯あるいは任意の方向を明るく照らすＬＥＤ（発光ダイオード）が普及している。【０００３】
上記明るい光源を車両に搭載するにあたっては、例えば、後部座席に搭乗者が乗車、あるいは、トランクに荷物を積載して車両の後部が下がって傾いたとき、換言すれば、車両の前部が上がって前照灯の照射方向が上方に傾いたときには、対向車を運転するドライバを眩惑しないように、また、当前照灯に対峙する歩行者に不快感を与えないように、前照灯の照射方向、つまり前照灯の光軸を下げて、路面に対する光軸を一定に維持する必要がある。要するに、上記明るい光源を使用する車両には、少なくとも搭乗者の乗車あるいはトランクへの荷物の積載によって車両が傾き前照灯の照射方向が上方に変化したときに、当前照灯の照射方向を下げて、変化前の照射方向に戻す前照灯用光軸制御装置の搭載が必須となっている。
なお、搭乗者の乗車あるいは荷物の積載は、車両が停車しているときに行われるものであり、車両が停車しているときの光軸制御が、当前照灯用光軸制御装置の主な制御となる。【０００４】
ところで、前照灯の光軸制御は、上記のように車両が前後方向に傾斜したときに前照灯の照射方向をもとの方向に戻すべく、路面に対する車両の傾斜角度の変化を相殺するように光軸を上下に操作するものであるため、まず、路面に対する車両の傾斜角度を測定する必要がある。以下では、路面に対する車両の傾斜角度を「車両角度」と呼ぶ。【０００５】
従来は、車両前後のサスペンション（懸架装置）に取り付けられたストロークセンサを使用して、前後のサスペンションの縮み量、つまり前後の車軸部の沈み込み量を計測し、当前後の沈み込み量の差分とホイールベースの長さとに基づいて、車両角度を算出していた。【０００６】
昨今においては、上記サスペンションに取り付けられたストロークセンサを使用する構成以外に、例えば特許文献１のような、重力加速度を検出できる加速度センサを使用する構成が検討されている。当加速度センサを使用する構成においては、停車中の車両の傾斜角度の変化を検出することは容易であり、初期の車両角度に対して搭乗者の乗り降り等による変化量を累積して現時点の車両角度を得ることは容易である。その一方で、当加速度センサの出力にはオフセットおよび当オフセットの経時変化が存在し、上記累積して得た車両角度には累積誤差が潜在するため、計測値および変化を累積して得た車両角度は確度が低いという問題がある。そのため、前照灯の光軸を長期間にわたって正しい角度に安定して維持するためには、加速度センサによって計測された加速度に対し、何らかの補正を加えること、あるいは車両角度の中の累積誤差を取り除くことによって確度を確保する必要がある。【０００７】
上記特許文献１の光軸制御装置は、車両の前後方向と上下方向の２軸の加速度センサを使用しながら、車両角度の確度を高め、好適な前照灯の光軸制御を行うために、車両が停車しているときの光軸制御以外に、車両が走行しているときにも加速度を計測して光軸制御を行っている。上記特許文献１の光軸制御装置は、車両が走行しているときに計測した加速度を使用して、加速度の変化方向を時間ごとに求める、あるいは計測タイミングが異なる二つの加速度から加速度の変化方向を求めることで、車両角度を算出し、当車両角度の変化に基づいて光軸を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１０６７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実際の車両においては、加速するときは車両の前方が上がるか後方が下がる方向に傾斜が変化し、減速するときに車両の前方が下がるか後方が上がる方向に傾斜が変化する。そのため、加減速するときの加速度の変化方向は、直線状にはならない。
しかしながら、上記特許文献１では、車両が加速しても減速しても、車両角度が変化しないことを前提としており、加減速するときの加速度の変化方向を、特許文献１の図４および図６のように直線近似して求めている。つまり、上記特許文献１では、車両が加減速することによって傾斜角度が変化することが考慮されておらず、確度の高い車両角度を得られないという課題があった。【００１０】
また、上記特許文献１のように、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、加速度センサの検出値を経時的にプロットする構成では、数多くの検出値を記憶する大容量のメモリが必要になると同時に、数多くの検出値から１点の角度を求める複雑な演算が必要になるという課題があった。【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両が加減速することによって生じる傾斜角度の誤差を含まない、確度の高い車両角度を算出すること、ならびに当該車両角度の算出に必要となるメモリ容量および演算負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る前照灯用光軸制御装置は、車両に搭載された加速度センサによって計測された上下方向および前後方向の加速度信号を用いて、路面に対する車両の傾斜角度である車両角度を算出し、前照灯の光軸を操作する信号を生成する制御部を備えた前照灯用光軸制御装置であって、制御部は、車両が走行している状態において、第１の２時点で計測された前後方向の加速度信号の差分に対する、当該第１の２時点で計測された上下方向の加速度信号の差分の比から第１の車両角度を算出し、第１の２時点とは異なる第２の２時点で計測された前後方向の加速度信号の差分に対する、当該第２の２時点で計測された上下方向の加速度信号の差分の比から第２の車両角度を算出し、第１の車両角度および第１の車両角度の算出に使用した前後方向の加速度信号の差分と、第２の車両角度および第２の車両角度の算出に使用した前後方向の加速度信号の差分とを用いて、前後方向の加速度信号の差分が零になるときの第３の車両角度を算出し、第３の車両角度を複数個算出しその分布に基づいて第３の車両角度の代表値を算出し、当該代表値に基づいて前照灯の光軸を操作する信号を生成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、第１の車両角度および第１の車両角度の算出に使用した前後方向の加速度信号の差分と、第２の車両角度および第２の車両角度の算出に使用した前後方向の加速度信号の差分とを用いて、前後方向の加速度信号の差分が零になるときの第３の車両角度を算出し、第３の車両角度を複数個算出しその分布に基づいて第３の車両角度の代表値を算出し、当該代表値に基づいて前照灯の光軸を操作する信号を生成するようにしたので、代表値を算出するために必要となるメモリ容量および演算負荷を軽減することができる。また、車両が停止あるいは等速走行している状態の車両角度に相当する代表値を得ることができるので、車両が加減速することによって生じる傾斜角度の誤差を含まない、確度の高い車両角度を用いた前照灯の光軸操作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の車両搭載例を示す図である。
【図３】実施の形態１において加速度と車両角度の関係を説明する図である。
【図４】実施の形態１において加減速により変化する車両の傾斜を説明する図である。
【図５】実施の形態１の理解を助けるための参考例として、車両の前後方向の加速度信号の差分と車両角度の関係を説明するグラフである。
【図６】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置による代表車両角度の算出処理を説明するグラフである。
【図７】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８Ａ】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の代表車両角度の算出方法を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ａに示したフローチャートの続きである。
【図９】実施の形態１における差分加速度の使用範囲の一例を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の初期設定方法を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の初期設定方法を説明する図である。
【図１２】実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置の取り付け角度の設定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置１０の構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係る前照灯用光軸制御装置１０は、電源部１１、加速度信号入力部１２、速度信号入力部１３、車両情報入力部１４、および制御部１５を含んでいる。制御部１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１６、半導体メモリ等で構成された記憶部１７、および光軸操作信号出力部１８を含んでいる。
【００１６】
図２は、前照灯用光軸制御装置１０を車両７に搭載した例を示す図である。車両７には、光軸の方向を調整する光軸操作装置６Ｌ，６Ｒを備えた左側の前照灯５Ｌおよび右側の前照灯５Ｒと、加速度センサ２と、車速センサ３と、前照灯用光軸制御装置１０とが設置されている。加速度センサ２は、車両７に加わる前後方向の加速度と、車両７に加わる上下方向の加速度を計測して、加速度信号として出力する。車速センサ３は、車両７の車速を計測し、速度信号として出力する。
【００１７】
図２（ａ）の例では、前照灯用光軸制御装置１０と加速度センサ２とが別体で構成されている。図２（ｂ）の例では、前照灯用光軸制御装置１０の内部に加速度センサ２が収容されて一体に構成されている。図２（ｃ）の例では、加速度センサ２と一体に構成された前照灯用光軸制御装置１０が、他の車載電装品８の内部に収容されている。
なお、図２（ｃ）のように前照灯用光軸制御装置１０が車載電装品８の内部に収容されている場合、電源部１１、加速度信号入力部１２、速度信号入力部１３、車両情報入力部１４または光軸操作信号出力部１８のうちの一部または全部の機能は、前照灯用光軸制御装置１０が備えていてもよいし車載電装品８が備えていてもよい。
【００１８】
前照灯用光軸制御装置１０は、車両７の前方を照らす左右の前照灯５Ｌ，５Ｒの上下方向の光軸を一定に保つものである。
電源部１１は、車載バッテリ１の電源を制御部１５へ供給する電源装置である。加速度信号入力部１２、速度信号入力部１３および車両情報入力部１４は通信装置であり、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の車両通信網を通じて加速度センサ２、車速センサ３およびスイッチ４といった車両側の機器と通信する。スイッチ４は、イグニッションスイッチ、ライティングスイッチ、あるいはディマースイッチ等である。加速度信号入力部１２は、加速度センサ２が出力した前後方向および上下方向の加速度信号をＣＰＵ１６へ入力する。速度信号入力部１３は、車速センサ３が出力した速度信号をＣＰＵ１６へ入力する。車両情報入力部１４は、車両７のスイッチ４に対してドライバが行った操作内容を示す車両情報を、ＣＰＵ１６へ入力する。
【００１９】
ＣＰＵ１６は、前後方向および上下方向の加速度信号と速度信号とを用いて、路面に対する車両７の傾斜角度を算出し、路面に対する車両７の傾斜角度の変化を相殺するための光軸操作信号を生成する。光軸操作信号出力部１８は、ＣＰＵ１６が算出した光軸操作信号を光軸操作装置６Ｌ，６Ｒへ出力する通信装置である。
以下では、路面に対する車両７の傾斜角度を「車両角度」と呼ぶ。
【００２０】
光軸操作装置６Ｌ，６Ｒは、前照灯用光軸制御装置１０から入力される光軸操作信号に応じて、前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸の角度を操作することによって、車両７の車両角度の変化を相殺するように光軸制御を行う。これにより、車両７の車両角度が変化しても路面に対する前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸が一定に保たれる。
【００２１】
図３は、加速度と車両角度の関係を説明する図である。
本実施の形態１の説明においては、車両７の上下方向をＺ軸、車両７の前後方向をＸ軸とした加速度の計測系を使用し、図３（ａ）に示すように、当加速度計測系である車両７に加わる加速度の方向と大きさを、ばねに吊り下げた錘の位置によって表現する。
なお、路面に接地した前後左右それぞれの車輪の中心点を４個の頂点とした平面状の四角形を仮想的な台車としてみれば、当仮想的な台車の面は路面に対して平行になるため、当仮想的な台車と、サスペンション（懸架装置）で支えられた車体のなす角度θが、路面に対する車両７の傾斜角度、即ち車両角度である。上記を念頭において、図３（ｂ）には、車両７の仮想的な台車、即ち道路側から見たものと同等の加速度計測系に加わる加速度をばねに吊り下げた錘の挙動として表す。なお、当図においては、仮想的な台車の上下方向をＺｉ軸、前後方向をＸｉ軸とする。
【００２２】
図３（ｂ）に示すように、車両７が加速するときには、水平な道路でも坂道でも、錘は道路面に対して平行に移動する、見方を変えれば、錘は仮想的な台車のＸｉ軸方向に移動する。つまり、走行による加速度の変化は路面に平行、即ち、仮想的な台車のＸｉ軸方向の矢印１００のようになる。
一方、図３（ａ）に示すように、サスペンションで支えられた車体に設置された加速度計測系から車両７に加わる加速度を見た場合も、車両７の加速によって、錘は、上記と同様に加速度計測系の前後方向のＸ軸の方向には係わらず、仮想的な台車のＸｉ軸方向に移動する。
上記錘の挙動により、加速度計測系の前後方向のＸ軸と仮想的な台車のＸｉ軸のなす角度θ、即ち、路面に対する車両７の傾斜角度である車両角度を、前後方向のＸ軸と車両７の加速による錘の移動方向（矢印１００）とがなす角度θとして検出することができる。
【００２３】
従って、車両７に設置された加速度計測系においては、ｋｍ点とｋｎ点の２時点において道路面に対して平行に移動する錘の移動量（矢印１００）、つまり上下方向の加速度の差分と前後方向の加速度の差分を観測すれば、走行している道路の上り下りの勾配に関係なく車両角度を算出することができる。
【００２４】
ただし、実際の車両７が加速または減速するときには、車両７が前後に傾斜（ピッチング）する。ここで、図４（ｂ）に停車中であって車体が静止した状態の車両７の例を示し、図４（ａ）に減速時の車両７の例を示し、図４（ｃ）に加速時の車両７の例を示す。
車両７が加速するときには、図４（ｃ）に示すように車両７が矢印１０１で示す方向に回転角度θ１回転し、車両７の前方が上がるか後方が下がる方向に傾斜する。ちなみに、車両７の加速時に後方が下がることを「スクワット」と呼ぶ。
車両７が減速するときには、図４（ａ）に示すように車両７が矢印１０２で示す方向に回転角度θ２回転し、車両７の前方が下がるか後方が上がる方向に傾斜する。ちなみに、車両７の減速時に前方が下がることを「ノーズダイブ」と呼ぶ。
【００２５】
このように、車両角度には車両７が加減速することによって変化した傾斜、つまりピッチ角度の誤差が含まれているため、スクワットまたはノーズダイブのような様相を示す不特定な２時点の加速度から得た車両角度の確度は低い。従って、前照灯の光軸制御に、不特定な２時点の加速度から得た車両角度をそのまま使用することは適切ではない。
【００２６】
ところで、ピッチング角度は、加速度と相関があり、加速度の大きさに対応してピッチング角度が大きくなる。そのため、図５に示すグラフのように、車両７の前後方向の加速度信号の差分、即ち前後方向の差分加速度ΔＸに対する車両角度θをプロットし、プロットした多数の車両角度θを通る代表的な直線１１０を描き、前後方向の差分加速度ΔＸが零となるところの車両角度を求めれば、車両７が加減速するときのピッチングの影響を排除した、車両７が停止している状態あるいは等速走行している状態に相当する車両角度を得ることができる。
【００２７】
この図５においては、横軸を前後方向の差分加速度ΔＸとし、縦軸を車両角度θとした座標上に、加速度センサ２により計測された加速度信号を用いて算出された車両角度θが、星印としてプロットされている。車両７が加減速するときのピッチングの影響を排除した、車両７が停止している状態あるいは等速走行している状態に相当する車両角度を、代表車両角度θＳと呼ぶ。
前後方向の差分加速度ΔＸは、加速度センサ２が計測したある時点の前後方向の加速度信号と他の時点の前後方向の加速度信号との差分、即ち２時点の前後方向の加速度信号の差分である。なお、図５においては、車両７が停止している状態あるいは等速走行している状態において計測された加速度信号をｋｍ点の加速度信号として用い、ｋｎ点の加速度信号との差分を差分加速度ΔＸとして横軸に設定してある。
【００２８】
図５のグラフのように、直交する座標上に、差分加速度ΔＸに対する車両角度θを多数プロットして代表的な直線１１０を描き代表車両角度θＳを算出するためには、多数の車両角度θと差分加速度ΔＸとを記憶しておくための大容量のメモリが必要になると同時に、複雑な演算を処理できるＣＰＵが必要となる。そのため、前照灯用光軸制御装置１０の構成が複雑になり、コストが高くなることは否めない。
【００２９】
そこで、本実施の形態１では、図５に示したような代表車両角度θＳの算出処理を簡素化して、図６に示すような処理にする。
図６においては、図５と同様に、横軸を前後方向の差分加速度ΔＸとし、縦軸を車両角度θとした座標上に、加速度センサ２が計測した２時点の前後方向および上下方向の加速度信号の差分を用いて算出された車両角度θが、星印としてプロットされている。車両角度θのそれぞれは異なるタイミングで算出されたものとする。ＣＰＵ１６は、第１の車両角度θと第２の車両角度θを示す２個の星印を通る直線１１１を描き、この直線１１１において前後方向の差分加速度ΔＸが零となる車両角度を、第３の車両角度θｓとして求める。図６では第３の車両角度θｓを白丸で示す。第３の車両角度θｓは、車両７が停止している状態あるいは等速走行している状態の車両角度に相当する。最後に、ＣＰＵ１６は、複数の直線１１１から求めた複数個の第３の車両角度θｓの分布状態を基に、第３の車両角度θｓの代表値である代表車両角度θＳを求める。図６では代表車両角度θＳを黒丸で示す。
【００３０】
より具体的には、ＣＰＵ１６は、ｋｍ点とｋｎ点の２時点で計測された前後方向の加速度信号Ｘｋｍ，Ｘｋｎを使用して、式（１）により差分加速度ΔＸを算出する。また、ＣＰＵ１６は、同じｋｍ点とｋｎ点の２時点で計測された上下方向の加速度信号Ｚｋｍ，Ｚｋｎを使用して、式（２）により差分加速度ΔＺを算出する。続いてＣＰＵ１６は、式（３）により、差分加速度ΔＸに対する差分加速度ΔＺの比から車両角度θを算出する。
この車両角度θを第１の車両角度θαと呼び、第１の車両角度θαの算出に使用した前後方向の差分加速度ΔＸを第１の差分加速度ΔＸαと呼ぶ。ＣＰＵ１６は、第１の車両角度θαと第１の差分加速度ΔＸαを１組のデータとして、記憶部１７に記憶させる。
【００３１】
続いてＣＰＵ１６は、上記の２時点とは異なる２時点で計測された加速度信号Ｘｋｍ，Ｘｋｎ，Ｚｋｍ，Ｚｋｎを使用して、式（１）〜（３）により車両角度θを算出する。
この車両角度θを第２の車両角度θβと呼び、第２の車両角度θβの算出に使用した前後方向の差分加速度ΔＸを第２の差分加速度ΔＸβと呼ぶ。ＣＰＵ１６は、第２の車両角度θβと第２の差分加速度ΔＸβを１組のデータとして、記憶部１７に記憶させる。
【００３２】
続いてＣＰＵ１６は、記憶部１７に記憶されている第１の車両角度θα、第１の差分加速度ΔＸα、第２の車両角度θβ、第２の差分加速度ΔＸβを使用して、式（４）により、第１の車両角度θαと第２の車両角度θβとを通る直線１１１において差分加速度ΔＸが零となる第３の車両角度θｓを算出する。
【００３３】
ＣＰＵ１６は、上記処理を繰り返して、Ｎ（Ｎ≧２）個の第３の車両角度θｓを算出する。最後にＣＰＵ１６は、式（５）により、Ｎ個の第３の車両角度θｓの平均値を算出し、算出した平均値を代表車両角度θＳとする。なお、代表車両角度θＳは、Ｎ個の第３の車両角度θｓの代表的な値であればよく、上述した平均値のほか、中央値あるいは最頻値などでもよい。
【００３４】
ΔＸ＝Ｘｋｎ−Ｘｋｍ      （１）
ΔＺ＝Ｚｋｎ−Ｚｋｍ      （２）
θ＝ｔａｎ−１（ΔＺ／ΔＸ）      （３）
θｓ＝（θα・ΔＸβ−θβ・ΔＸα）／（ΔＸβ−ΔＸα）  （４）
θＳ＝（θｓ１＋θｓ２＋θｓ３＋・・・＋θｓＮ）／Ｎ      （５）
【００３５】
ちなみに、上記のように車両角度θの算出には加速度の変化量である差分加速度ΔＸ，ΔＺを使用するため、加速度センサ２の出力に存在するオフセットの影響がなく、当オフセットが経時的に変化しても問題ない。
【００３６】
ＣＰＵ１６は、第１の車両角度θαと第２の車両角度θβを算出する都度、第３の車両角度θｓを算出する構成であってもよいし、算出した複数組の車両角度θと差分加速度ΔＸを記憶部１７に記憶させておき、記憶部１７が記憶している複数組の車両角度θと差分加速度ΔＸの中から少なくとも１組の車両角度θと差分加速度ΔＸを使用して第３の車両角度θｓを算出する構成であってもよい。
【００３７】
ここで、ＣＰＵ１６が第３の車両角度θｓを算出するにあたり、記憶部１７に記憶されている車両角度θと差分加速度ΔＸを使用する構成例Ａ，Ｂを説明する。
【００３８】
＜構成例Ａ＞
ＣＰＵ１６は、新たに第１の車両角度θαを算出した場合に、記憶部１７が記憶している複数組の中から１組を選択し、選択した１組の車両角度θと差分加速度ΔＸを第２の車両角度θβと第２の差分加速度ΔＸβとして用いて、第３の車両角度θｓを算出する。
また、ＣＰＵ１６は、新たに第１の車両角度θαを算出した場合に記憶部１７が記憶している複数組の中から第２の車両角度θβとして使用する１組を選択する際、第１の差分加速度ΔＸαと第２の差分加速度ΔＸβとの差が最も大きくなるような１組のデータを選択することが好ましい。第１の差分加速度ΔＸαと第２の差分加速度ΔＸβとの差が大きいほど、第１の車両角度θαと第２の車両角度θβを結ぶ直線１１１の精度が向上し、確度の高い代表車両角度θＳを得ることができるためである。
【００３９】
＜構成例Ｂ＞
ＣＰＵ１６は、記憶部１７が記憶している複数組の中から２組を選択し、選択した１組の車両角度θと差分加速度ΔＸを第１の車両角度θαと第１の差分加速度ΔＸαとして用い、選択したもう１組の車両角度θと差分加速度ΔＸを第２の車両角度θβと第２の差分加速度ΔＸβとして用いて、第３の車両角度θｓを算出する。
また、ＣＰＵ１６は、記憶部１７が記憶している複数組の中から２組を選択する際、差分加速度ΔＸ間の差が最も大きい２組のデータを選択することが好ましい。第１の差分加速度ΔＸαと第２の差分加速度ΔＸβとの差が大きいほど、第１の車両角度θαと第２の車両角度θβを結ぶ直線１１１の精度が向上し、確度の高い代表車両角度θＳを得ることができるためである。
以下では、構成例Ｂについて説明する。
【００４０】
次に、図７のフローチャートを用いて、前照灯用光軸制御装置１０の動作を説明する。
ＣＰＵ１６は、電源が投入されて動作を開始すると、図７のフローチャートを実施する。
【００４１】
ＣＰＵ１６は、まず、加速度信号入力部１２を介して加速度センサ２から入力される上下方向および前後方向の加速度信号を取得する（ステップＳＴ１）。加速度信号の計測周期は、例えば１００ｍｓとする。
【００４２】
続いてＣＰＵ１６は、速度信号入力部１３を介して車速センサ３から入力される速度信号に基づいて、車両７が停車中か走行中かを判定する（ステップＳＴ２）。図７の動作例では、車両７が停車している状態での光軸制御（ステップＳＴ３〜ＳＴ９）と、車両７が走行している状態での光軸制御（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１５）とを切り替えて行う。
なお、停車中か走行中かを判定するステップＳＴ２には、速度信号中のノイズを走行信号と誤判定しないように、あるいは、上記車両が停車してから車体が静止するまでを走行中と判断するように、例えば２秒ほどの遅延時間を有するフィルタを設けることが望ましい。
【００４３】
車両７が停車しているとき（ステップＳＴ２“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１で取得した加速度信号を使用して、水平方向に対する車両７の傾斜角度を算出する（ステップＳＴ３）。水平方向に対する７の傾斜角度を「対水平車両角度」と呼ぶ。重力加速度を検出できる加速度センサの出力を使用する対水平車両角度の算出方法は、周知の方法を用いればよいため、説明を省略する。
【００４４】
ＣＰＵ１６は、停車中に搭乗者の乗り降り、あるいは荷物の積み下ろしによって車両７の傾斜が変化したか否かを判定するために、変化前の対水平車両角度が記憶部１７に記憶されているか否かを示す１回目フラグを持つ。
ＣＰＵ１６は、車両７の挙動が走行から停車に変わったときに、１回目フラグがセットされているか否かを確認し（ステップＳＴ４）、１回目フラグがセットされていない場合（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、つまり停車直後に、１回目フラグをセットし（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ３で算出した対水平車両角度を１回目対水平車両角度として記憶部１７に記憶させ（ステップＳＴ６）、ステップＳＴ１に戻る。
【００４５】
１回目フラグがセットされている場合（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、つまり停車後２回目以降には、ＣＰＵ１６は、記憶部１７から１回目対水平車両角度を読み出し、ステップＳＴ３で算出した対水平車両角度を減じて、傾斜角度差を算出する（ステップＳＴ７）。傾斜角度差が有る場合（ステップＳＴ８“ＹＥＳ”）、搭乗者の乗り降り、あるいは荷物の積み下ろし等によって車両７の傾斜が変化し光軸も変化しているため、ＣＰＵ１６は車両角度と傾斜角度差とを加算して、変化後の車両角度を算出する（ステップＳＴ９）。傾斜角度差が無い場合（ステップＳＴ８“ＮＯ”）、車両７の傾斜角度は変化しておらず光軸も変化していないため、ステップＳＴ１に戻る。
【００４６】
ステップＳＴ１０は、搭乗者の乗り降り、あるいは荷物の積み下ろし等によって車両７の対水平車両角度が変化したときに、光軸が初期位置に戻るように、当変化した角度を相殺する光軸操作角度を求める処理である。
ステップＳＴ１０において、ＣＰＵ１６は、車両７が停車した直後（停車後１回目）の対水平車両角度に対して、その後（停車後２回目以降）の対水平車両角度が変化したときに、変化した傾斜角度差を相殺した上で初期位置に戻す光軸操作角度を算出し光軸制御に使用する。ちなみに、停車後１回目の対水平車両角度は、搭乗者の乗り降り、あるいは荷物の積み下ろし等がない、走行しているときの車両角度に対応する角度であり、停車中の傾斜角度の変化を観測するための基準として好都合である。
【００４７】
停車中の光軸制御においては、例えば、予め車両７を水平な路面に停車させて、光軸を俯角側１％の初期位置に設定しておく。俯角側１％は、光軸が１００ｍ前方で１ｍ下がる角度である。設定後は、搭乗者の乗り降り、あるいは荷物の積み下ろし等によって変化する車両角度の差分に応じて、前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸が初期位置に戻るように、車両角度の変化量を相殺する方向に光軸を操作することができる。
【００４８】
一例として、光軸操作角度は、予め記憶部１７に記憶されている光軸補正角度と、予め記憶部１７に記憶されている車両角度基準値と、ステップＳＴ８で算出した車両角度とから求まる。（車両角度基準値−車両角度）により車両角度の変化量が相殺され、この値に（光軸補正角度＋車両角度基準値）が加算されることで光軸が初期位置に戻る。
光軸補正角度および車両角度基準値は後述する。
【００４９】
ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１０で求めた光軸操作角度から光軸操作信号を生成し、光軸操作信号出力部１８を介して光軸操作装置６Ｌ，６Ｒへ出力する（ステップＳＴ１１）。光軸操作装置６Ｌ，６Ｒは、光軸操作信号出力部１８から発せられた光軸操作信号に従って前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸を操作する。
【００５０】
他方、車両７の挙動が停止から走行に変わったとき（ステップＳＴ２“ＮＯ”）、ＣＰＵ１６は、１回目フラグをリセットする（ステップＳＴ１２）。続いてＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１で取得した加速度信号を使用して、代表車両角度θＳを算出する（ステップＳＴ１３）。ＣＰＵ１６は、代表車両角度θＳを算出できた場合（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、車両角度を、ステップＳＴ１３で算出した代表車両角度θＳの値に更新する（ステップＳＴ１５）。一方、代表車両角度θＳを算出できなかった場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、ＣＰＵ１６はステップＳＴ１に戻る。ステップＳＴ１３，ＳＴ１４の詳細な説明は後述する。
【００５１】
ステップＳＴ１５の後、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１０にて光軸操作角度を算出し、ステップＳＴ１１にて光軸操作信号を生成し光軸操作信号出力部１８を介して光軸操作装置６Ｌ，６Ｒへ出力する。
【００５２】
このように、車両７が走行している状態における加速度を使用して代表車両角度θＳを算出することで、走行している道路の勾配による影響、ならびに車両７が加減速することにより変化する車両７の傾斜（ピッチング）の影響を受けることなく、停止時あるいは等速走行時の車両角度を導くことができる。
また、代表車両角度θＳの算出に２時点の差分加速度を使用するため、加速度センサ２の出力に存在するオフセットの影響がなく、当オフセットが経時的に変化しても問題ない。一方、車両７が停車している状態における対水平車両角度を使用する光軸制御（ステップＳＴ３〜ＳＴ９）は、変化した角度を延々と蓄積する方法であるため、誤差が蓄積する可能性がある。そのため、対水平車両角度を使用する光軸制御においては、時間が経過するにつれて光軸がずれていく可能性があるが、この実施の形態１では代表車両角度θＳを使用する光軸制御（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１５）を組み合わせることにより蓄積した誤差を排除することができ、前照灯の光軸を長期間にわたって正しい角度に安定して維持することができる。
【００５３】
次に、図８Ａと図８Ｂのフローチャートを用いて、図７に示したステップＳＴ１３，ＳＴ１４の処理の詳細を説明する。
ＣＰＵ１６は、加速度信号入力部１２を介して加速度センサ２から入力された前後方向および上下方向の加速度信号が２時点分揃っていれば、当２時点の前後方向の加速度信号と、当２時点の上下方向の加速度信号を使用して、差分加速度ΔＸ，ΔＺを算出する（ステップＳＴ１３−１“ＹＥＳ”）。一方、加速度信号が１時点分しかなければ、ＣＰＵ１６は差分加速度ΔＸ，ΔＺを算出できない（ステップＳＴ１３−１“ＮＯ”）、ひいては代表車両角度θＳを算出できないと判定して（ステップＳＴ１３−１９）、図７のステップＳＴ１４へ進む。この場合、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１４において代表車両角度θＳを算出できなかったとして（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１へ戻り、２時点目の加速度信号を取得する。
【００５４】
続いてＣＰＵ１６は、算出した前後方向の差分加速度ΔＸを、予め定められている差分加速度の使用範囲と比較する（ステップＳＴ１３−２）。差分加速度の使用範囲は、記憶部１７に記憶されているものとする。
ここで、図９に、差分加速度の使用範囲の一例を示す。図９においては、図５および図６と同様に、横軸を前後方向の差分加速度ΔＸとし、縦軸を車両角度θとした座標上に、加速度センサ２が計測した加速度信号を用いて算出された車両角度θが、星印としてプロットされている。図示では、差分加速度ΔＸの使用範囲は、−０．５Ｇから−０．１Ｇまでの範囲と、０．１Ｇから０．５Ｇまでの範囲に設定されている。
車両７が急加速あるいは急停車等して大きな加速度が計測されるときは、車両７の挙動も異常になることがある。そのため、急加速あるいは急停車等したときの加速度信号を除外するために、差分加速度ΔＸの使用範囲が−０．５Ｇから０．５Ｇまでの範囲に設定されている。一方、加速度が小さなときは、車両角度θを算出する上式（３）の分母となるΔＸが小さく、算出結果が異常になることがある。そのため、車両角度θの算出結果が異常になる可能性のある−０．１Ｇから０．１Ｇまでの範囲は、上記使用範囲から除外されている。結果、車両７が減速しているときの差分加速度ΔＸの使用範囲は、−０．５Ｇ以上−０．１Ｇ以下となり、車両７が加速しているときの差分加速度ΔＸの使用範囲は、０．１Ｇ以上０．５Ｇ以下となる。
なお、この例では、前後方向の差分加速度ΔＸについて使用範囲を設定しているが、前後方向の加速度信号について使用範囲を設定してもよい。
【００５５】
ステップＳＴ１３−２においてＣＰＵ１６は、前後方向の差分加速度ΔＸが減速側の使用範囲−０．５Ｇ以上−０．１Ｇ以下であった場合、ステップＳＴ１３−３へ進み、ステップＳＴ１３−１で算出した差分加速度ΔＸ，ΔＺを使用して減速側の車両角度θを算出する。
【００５６】
続いてＣＰＵ１６は、記憶部１７の減速側メモリに空きがあるか確認する（ステップＳＴ１３−４）。ここでは、記憶部１７が、減速側メモリと加速側メモリの２個のメモリを備えているものとする。車両角度θと、その車両角度θの算出に使用した前後方向の差分加速度ΔＸとを１組のデータとした場合に、減速側メモリは１０組分のデータを記憶可能な容量をもつ。加速側メモリも同様に、１０組分のデータを記憶可能な容量をもつ。なお、１個のメモリの記憶領域を、減速側メモリ用と加速側メモリ用に割り当ててもよい。
【００５７】
減速側メモリに空きがある、つまり記憶されているデータが９組以下である場合（ステップＳＴ１３−４“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１６はステップＳＴ１３−３で算出した減速側の車両角度θと差分加速度ΔＸとを１組のデータとして記憶部１７の減速側メモリに記憶させる（ステップＳＴ１３−５）。
【００５８】
一方、減速側メモリに空きがない、つまり記憶されているデータが１０組ある場合（ステップＳＴ１３−４“ＮＯ”）、ＣＰＵ１６はステップＳＴ１３−６においてデータの入れ替えを行う。ＣＰＵ１６は、減速側メモリに記憶されているすべての差分加速度ΔＸの絶対値がステップＳＴ１３−３で車両角度θの算出に使用した差分加速度ΔＸの絶対値より大きければ、ステップＳＴ１３−３で算出した減速側の車両角度θと差分加速度ΔＸを廃棄する。反対に、減速側メモリに記憶されている差分加速度ΔＸの絶対値の中に、ステップＳＴ１３−３で車両角度θの算出に使用した差分加速度ΔＸの絶対値より小さいものがあれば、当小さい差分加速度ΔＸをもつ１組のデータをステップＳＴ１３−３で算出した１組のデータと入れ替える。
【００５９】
続いてＣＰＵ１６は、記憶部１７の加速側メモリに空きがあるか確認する（ステップＳＴ１３−７）。加速側メモリに空きがある、つまり記憶されているデータが９組以下である場合（ステップＳＴ１３−７“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１６は代表車両角度θＳを算出できないと判定して（ステップＳＴ１３−１９）、図７のステップＳＴ１４へ進む。この場合、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１４において代表車両角度θＳを算出できなかったとして（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００６０】
一方、加速側メモリに空きがない、つまり記憶されているデータが１０組ある場合（ステップＳＴ１３−７“ＮＯ”）、ＣＰＵ１６は、加速側メモリの１組のデータと減速側メモリの１組のデータを使用して第３の車両角度θｓを算出する（ステップＳＴ１３−８）。ＣＰＵ１６は第３の車両角度θｓの算出に使用する２組のデータをどのように選択してもよいが、例えば、加速側メモリに記憶されている１０組のデータの中から差分加速度ΔＸの絶対値が最も大きい１組のデータ（図９にθαとして示す）と、減速側メモリに記憶されている１０組のデータの中から差分加速度ΔＸの絶対値が最も大きい１組のデータ（図９にθβとして示す）とを選択することが好ましい。第３の車両角度θｓの算出に使用する２組のデータの差分加速度ΔＸ間の差が大きいほど、当２組のデータの車両角度θを結ぶ直線１１１の精度が向上し、確度の高い代表車両角度θＳを算出することができる。
【００６１】
続いてＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１３−８で第３の車両角度θｓの算出に使用した２組のデータを加速側メモリおよび減速側メモリから削除する（ステップＳＴ１３−９）。また、ＣＰＵ１６は、代表車両角度θＳの算出に使用する第３の車両角度θｓの個数をカウントするカウント値Ｎを、インクリメントする（ステップＳＴ１３−１０）。
【００６２】
続いてＣＰＵ１６は、前回算出した第３の車両角度θｓの総和を記憶部１７から読み出し、当読み出した総和に、今回のステップＳＴ１３−８で算出した第３の車両角度θｓを加算して、今回の第３の車両角度θｓの総和を算出する（ステップＳＴ１３−１１）。ＣＰＵ１６は今回算出した第３の車両角度θｓの総和を記憶部１７に記憶させておく。そしてＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１３−１１で算出した今回の第３の車両角度θｓの総和を、カウント値Ｎで除して、第３の車両角度θｓの平均値を求め、当平均値を代表車両角度θＳとする（ステップＳＴ１３−１２）。なお、第３の車両角度θｓの初回算出時は、まだ記憶部１７に第３の車両角度θｓの総和が記憶されていないので、今回算出した第３の車両角度θｓがそのまま代表車両角度θＳになる。
【００６３】
最後にＣＰＵ１６は、代表車両角度θＳを算出できたと判定して（ステップＳＴ１３−１３）、図７のステップＳＴ１４へ進む。この場合、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１４において代表車両角度θＳを算出できたとして（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１５へ進む。
【００６４】
他方、ステップＳＴ１３−２において前後方向の差分加速度ΔＸが加速側の使用範囲０．１Ｇ以上０．５Ｇ以下であった場合、ＣＰＵ１６は続いてステップＳＴ１３−１４へ進み、ステップＳＴ１３−１で算出した差分加速度ΔＸ，ΔＺを使用して加速側の車両角度θを算出する。
【００６５】
続いてＣＰＵ１６は、記憶部１７の加速側メモリに空きがあるか確認し（ステップＳＴ１３−１５）、データの記憶（ステップＳＴ１３−１６）、またはデータの入れ替え（ステップＳＴ１３−１７）を行う。ステップＳＴ１３−１５，ＳＴ１３−１６，ＳＴ１３−１７の各処理は、ステップＳＴ１３−４，ＳＴ１３−５，ＳＴ１３−６の各処理と同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
続いてＣＰＵ１６は、記憶部１７の減速側メモリに空きがあるか確認する（ステップＳＴ１７−１８）。減速側メモリに空きがある、つまり記憶されているデータが９組以下である場合（ステップＳＴ１３−１８“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１６は代表車両角度θＳを算出できないと判定して（ステップＳＴ１３−１９）、図７のステップＳＴ１４へ進む。この場合、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１４において代表車両角度θＳを算出できなかったとして（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００６７】
一方、減速側メモリに空きがない、つまり記憶されているデータが１０組ある場合（ステップＳＴ１３−１８“ＮＯ”）、ＣＰＵ１６はステップＳＴ１３−８〜ＳＴ１３−１３の各処理を行って代表車両角度θＳを算出する。
【００６８】
なお、ＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１３−２において前後方向の差分加速度ΔＸが減速側の使用範囲でもなく加速側の使用範囲でもない場合にステップＳＴ１３−１９へ進み、代表車両角度θＳを算出できないと判定して、図７のステップＳＴ１４へ進む。
【００６９】
実施の形態１では以上のようにして代表車両角度θＳを算出するので、図５に示した処理のように数多くの前後方向の加速度と車両角度とを記憶して複雑な演算によって代表車両角度を求める必要はなく、記憶する前後方向の加速度と車両角度の数量を減らして、簡素な演算で、確度の高い代表車両角度を導くことができる。よって、図５に示した代表車両角度算出に必要なメモリ容量および演算負荷に比べて、実施の形態１の代表車両角度算出に必要なメモリ容量および演算負荷を軽減することができ、前照灯用光軸制御装置１０の構成を簡素にしてコストを下げることができる。
【００７０】
ところで、搭乗者の乗り降り、あるいは荷物の積み下ろしは、車両７が停止しているときに行われるため、車両７が走行を開始したときには車両角度θが変化している可能性がある。そのため、停止する以前の車両角度θの影響が残らないように、車両７が停止したときに代表車両角度θＳをリセットすることで、走行開始後に、応答が早く、確度の高い代表車両角度θＳを得ることができる。
具体的には、ＣＰＵ１６は、車両７が停止したときに、代表車両角度θＳとその算出に使用した車両角度θ、差分加速度ΔＸおよび第３の車両角度θｓの総和等のデータをリセットし、車両７が走行を開始したときに改めてこれらのデータを収集して代表車両角度θＳを算出する。ＣＰＵ１６は、例えば速度信号入力部１３から入力される速度情報に基づいて車両７の停止を判断すればよい。また、ＣＰＵ１６は、例えば車両情報入力部１４から入力されるイグニッションスイッチの情報に基づいてエンジン停止に相当する状態を検出したときに、車両７が停止したと判断してもよい。この構成の場合、記憶部１７として、揮発性メモリまたは不揮発性メモリを使用可能である。
【００７１】
次に、図１０のフローチャートを用いて、前照灯用光軸制御装置１０の初期設定の方法を説明する。ここでは、図２（ｂ）または図２（ｃ）に示したように、加速度センサ２が前照灯用光軸制御装置１０に組み込まれた構成を例に用いる。
製造工場において、前照灯用光軸制御装置１０の完成後にＣＰＵ１６の１回目フラグをリセットしておく（ステップＳＴ２１）。作業者は、加速度センサ２が組み込まれた前照灯用光軸制御装置１０を３方向以上に傾け、加速度センサ２がその都度の上下方向と前後方向の加速度を測定して加速度信号を出力する（ステップＳＴ２２）。ＣＰＵ１６は、入力された加速度信号に基づいて、加速度センサ２のオフセットと感度を推定する（ステップＳＴ２３）。
【００７２】
図１１（ａ）は、初期設定時の、鉛直方向および水平方向から見た加速度計測系と錘を説明する図である。Ｘ軸とＺ軸の交点が加速度センサ２の原点であり、鉛直方向の軸と水平方向の軸の交点が車両７からみた計測上の原点Ｏである。ステップＳＴ２２において、図１１（ｂ）に示すように加速度センサ２を組み込んだ前照灯用光軸制御装置１０を回転させたとき、図１１（ａ）に示すように加速度センサ２により計測された加速度、つまりばねに吊り下げられた錘が描く円の中心となる原点Ｏが加速度計測系に対するオフセットであり、円の大きさが加速度計測系の感度である。ここでは、Ｘ軸方向のオフセットをＸｏｆｆ、Ｚ軸方向のオフセットをＺｏｆｆとして図示する。θｏｆｆは、加速度センサ２の取り付け角度のずれを示す。
【００７３】
続いて作業者は、前照灯用光軸制御装置１０を水平な面に固定し、前照灯用光軸制御装置１０に対する加速度センサ２の取り付け角度の設定を行う（ステップＳＴ２４）。前照灯用光軸制御装置１０は、外部から設定用信号が入力されると、ステップＳＴ２３の加速度センサ２のオフセットと感度と、ステップＳＴ２４の取り付け角度の設定値を記憶部１７に格納する。
なお、上記各種設定値を格納する設定用信号としては、外部装置との通信による設定信号の他に、たとえば、車両情報入力部１４に、特定の入力パターンを入力することで代用する。ちなみに、当特定な入力パターンとは、たとえば、変速機の選択レバーを「Ｒ」に設定、かつ、ライティングスイッチを「オン」に設定、かつ、パッシングスイッチの「オン」を３回繰り返す等の暗号的な組み合わせである。もちろん、入力パターン用の信号の組み合わせは上記以外でも構わない。
【００７４】
図１２に、取り付け角度の設定方法を示す。前照灯用光軸制御装置１０が水平面上に固定された状態で、加速度センサ２が加速度を測定し（ステップＳＴ２４−１）、ＣＰＵ１６が対水平車両角度を算出し（ステップＳＴ２４−２）、算出した対水平車両角度を車両角度基準値として記憶部１７に格納する（ステップＳＴ２４−３）。最後に、ＣＰＵ１６は、光軸操作角度（例えば、０度）から車両角度基準値を減じて光軸補正角度を算出し、記憶部１７に格納する（ステップＳＴ２４−４）。なお、取り付け角度設定時は、加速度センサ２が水平な面上に固定されているため、光軸操作角度として中央値（＝０度）を用いる。
【００７５】
ステップＳＴ２４−４の光軸補正角度＝（取り付け角度設定時の光軸操作角度−車両角度基準値）を変形すると、取り付け角度設定時の光軸操作角度＝（光軸補正角度＋車両角度基準値）となる。光軸補正角度と車両角度基準値は記憶部１７に格納され、図７のフローチャート実行時に使用される。
【００７６】
続いてＣＰＵ１６は、取り付け角度設定時の光軸操作角度から光軸操作信号を生成して出力する（ステップＳＴ２５）。作業者は、この光軸操作信号が正しい値になっているか確認する（ステップＳＴ２６）。
【００７７】
ステップＳＴ２７〜ＳＴ３０の処理は、車両の製造工場または整備工場において実施される。作業者は、前照灯用光軸制御装置１０を車両７に搭載し（ステップＳＴ２７）、車両７を水平な路面に停車した状態で車両７に対する加速度センサ２の取り付け角度の設定を行う（ステップＳＴ２８）。ステップＳＴ２８，ＳＴ２９の処理は、ステップＳＴ２４，ＳＴ２５と同じである。
【００７８】
ステップＳＴ２８では、図１２のステップＳＴ２４−１〜ＳＴ２４−４と同様の手順で取り付け角度設定を行う。作業者は、車両７を水平な路面に停車させて対水平車両角度、即ち、図１１（ａ）に示した加速度センサ２の取り付け角度のずれθｏｆｆを前照灯用光軸制御装置１０に認識させ、車両７に対する加速度センサ２の取り付け角度のずれを補正させる。
【００７９】
以上の前照灯用光軸制御装置１０の電気的な設定を済ませた後で、作業者がスパナあるいはドライバを使用して前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸を機械的に調整することにより、前照灯の光軸を初期位置に設定する（ステップＳＴ３０）。これにより、光軸操作角度（＝光軸補正角度＋車両角度基準値）が０度のとき、前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸が初期位置になる。
【００８０】
なお、加速度センサ２のオフセットと感度、取り付け角度の設定値、車両角度基準値、および光軸補正角度を記憶する記憶部１７としては、不揮発性メモリを使用する。
【００８１】
以上より、実施の形態１によれば、制御部１５は、車両７が走行している状態において、第１の２時点における前後方向の差分加速度ΔＸに対する当該第１の２時点における上下方向の差分加速度ΔＺの比から第１の車両角度θを算出し、第１の２時点とは異なる第２の２時点における前後方向の差分加速度ΔＸに対する当該第２の２時点における上下方向の差分加速度ΔＺの比から第２の車両角度θを算出し、第１の車両角度θとその差分加速度ΔＸと第２の車両角度θとその差分加速度ΔＸとを用いて前後方向の差分加速度ΔＸが零になるときの第３の車両角度θｓを算出し、第３の車両角度θｓを複数個算出しその分布に基づいて代表車両角度θＳを算出し、当該代表車両角度θＳに基づいて前照灯５Ｌ，５Ｒの光軸を操作する信号を生成する構成にしたので、代表車両角度θＳを算出するために必要となるメモリ容量および演算負荷を軽減することができる。また、車両７が停止あるいは等速走行しているときの車両角度に相当する代表車両角度θＳを得ることができ、車両７が加減速することによって生じる傾斜角度の誤差を含まない、確度の高い車両角度を用いて前照灯の光軸を操作できる。さらに、加速度信号の差分を使用するようにしたので、加速度センサ２の出力に潜在するオフセットおよび当オフセットの経時変化による影響を少なくでき、長期にわたって安定した車両角度を得ることができる。これにより、前照灯の光軸を高精度に制御可能な前照灯用光軸制御装置１０を実現できる。
【００８２】
また、実施の形態１によれば、制御部１５は、代表車両角度θＳとして、複数個の第３の車両角度θｓの平均値、中央値あるいは最頻値を算出する構成にしたので、複雑な演算を行うことなく代表車両角度θＳを求めることができる。
【００８３】
また、実施の形態１によれば、制御部１５は、第１の車両角度θおよび第２の車両角度θの算出に、予め定められた使用範囲内の加速度信号、あるいは予め定められた使用範囲内の差分加速度ΔＸを使用する構成にしたので、急加速時、急停止時および極低速での走行時の加速度信号あるいは差分加速度を車両角度θの算出に使用しないようにでき、確度の高い代表車両角度θＳを得ることができる。
【００８４】
また、実施の形態１によれば、制御部１５は、車両角度θと差分加速度ΔＸとを１組のデータとして、複数組のデータを記憶する記憶部１７を備え、第３の車両角度θｓの算出に、記憶部１７が記憶している複数組のデータの中から少なくとも１組のデータを選択して使用する構成にしたので、複数組のデータの中から、直線１１１を精度よく描くことが可能なデータを選択できるようになり、確度の高い代表車両角度θＳを得ることができる。
【００８５】
また、実施の形態１によれば、制御部１５は、代表車両角度θＳを、車両７が停止したときにリセットし、車両７が走行を開始したときに改めて算出するように構成したので、、停止する以前の車両角度θの影響が、走行開始後の代表車両角度θＳに残らない。これにより、応答が早く、確度の高い代表車両角度θＳを得ることができる。
【００８６】
また、実施の形態１によれば、図２（ｂ）のように、加速度センサ２を前照灯用光軸制御装置１０と一体に構成することにより、配線を省略することができ、簡素な構成の前照灯用光軸制御装置１０を実現できる。
【００８７】
また、実施の形態１によれば、図２（ｃ）のように、前照灯用光軸制御装置１０を光軸制御とは異なる機能の車載電装品８と一体に構成することにより、独立した前照灯用光軸制御装置１０が存在しないため、車両７に搭載されるシステム構成が簡素になる。
【００８８】
実施の形態２．
実施の形態２に係る前照灯用光軸制御装置の構成は、上記実施の形態１の図１に示した前照灯用光軸制御装置１０と図面上では同じ構成であるため、以下では図１を援用する。
本実施の形態２に係る前照灯用光軸制御装置１０において、ＣＰＵ１６は、車両角度θの算出に使用するｋｍ点の加速度信号またはｋｎ点の加速度信号のいずれか一方に、基準となる加速度を使用する。以下では、基準となる加速度を「基準加速度」と呼ぶ。
【００８９】
実施の形態２のＣＰＵ１６は、基準加速度として、例えば車両７が停止している状態において加速度センサ２により計測された加速度信号を使用する。
上記実施の形態１の図７に示したフローチャートにおいて車両７が停止している状態で光軸制御（ステップＳＴ３〜ＳＴ９）を行う際に、実施の形態２のＣＰＵ１６は、ステップＳＴ１で取得した停止時の加速度信号を基準加速度として記憶部１７に記憶させておく。その後、車両７が走行している状態で光軸制御（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１５）を行う際に、実施の形態２のＣＰＵ１６は、記憶部１７に記憶されている基準加速度を取得し、ｋｍ点の加速度信号として当基準加速度を使用し、ｋｎ点の加速度信号として今回のステップＳＴ１で取得した走行時の加速度信号を使用して、上式（１）〜（３）により車両角度θを算出する。
停止している状態において計測された加速度信号を基準加速度として使用することで、変化する加速度、つまり差分加速度を容易に検出できるため、確度の高い車両角度θを得ることができる。これにより、前照灯の光軸を高精度に制御可能な前照灯用光軸制御装置１０を実現できる。
【００９０】
ただし、基準加速度として、水平な路面に停車した状態で計測された加速度信号だけを使用すると、上りまたは下りの坂道で車両角度θがずれることがある。そこで、基準加速度として、車両７が等速走行をしている状態において計測された加速度信号、あるいは長時間に計測された加速度信号の平均値を使用してもよい。
【００９１】
車両７は、上り下りのある坂道を走行しているときであっても、加速と減速を繰り返しながら走行しているため、当加速と減速の間には等速走行をしているタイミングがある。従って、加速と減速の間の等速走行をしている状態において計測された加速度信号を基準加速度として使用すれば、路面の勾配が一定と見なせる時間が短い坂道を走行しているときであっても、車両角度θを算出しやすい。
上記実施の形態１の図７に示したフローチャートのステップＳＴ２において、実施の形態２のＣＰＵ１６は、速度信号入力部１３を介して車速センサ３から入力される速度信号に基づいて、車両７が停車中か走行中かを判定するだけでなく、車両７が等速走行中か否かも判定する。実施の形態２のＣＰＵ１６は、車両７が等速走行中であると判定した場合に、今回のステップＳＴ１で取得した等速走行時の加速度信号を基準加速度として記憶部１７に記憶させておく。その後、車両７が走行している状態で光軸制御（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１５）を行う際に、実施の形態２のＣＰＵ１６は、記憶部１７に記憶されている基準加速度を使用する。
【００９２】
あるいは、車両７が上り坂を走行している状態、下り坂を走行している状態、加速している状態、減速している状態のすべての状態が含まれる長時間の加速度信号を平均化して基準加速度として使用すれば、水平な路面に停車した状態での車両角度と同等な車両角度θを得ることができる。ＣＰＵ１６は、例えば、車両角度θの算出に使用する差分加速度の２時点間の時間間隔よりも長い時間、加速度信号を収集し、収集した加速度信号の平均値を算出して基準加速度とする。加速度信号の収集時間を長くすれば、上り坂、下り坂、加速および減速のすべての状態が含まれ得るようになり、車両角度θの確度が向上する。
上記実施の形態１の図７に示したフローチャートのステップＳＴ２において、実施の形態２のＣＰＵ１６は、速度信号入力部１３を介して車速センサ３から入力される速度信号に基づいて車両７が走行中であることを判定した場合に、今回のステップＳＴ１で取得した走行時の加速度信号を記憶部１７に記憶させる。そして、実施の形態２のＣＰＵ１６は、記憶部１７に記憶されている複数個の走行時の加速度信号を平均化して、基準加速度とする。
【００９３】
以上より、実施の形態２によれば、制御部１５は、２時点で計測された加速度信号のいずれか一方として、予め定められた基準加速度に相当する加速度信号を用いる構成にしたので、例えば基準加速度として車両７が停止している状態において計測された加速度信号を使用することによって差分加速度を容易に検出できるため、確度の高い車両角度θを得ることができる。これにより、前照灯の光軸を高精度に制御可能な前照灯用光軸制御装置１０を実現できる。また、基準加速度として、車両７が等速走行している状態において計測された加速度信号、あるいは、車両角度θの算出に使用する差分加速度の２時点間の時間間隔よりも長い時間において計測された複数個の加速度信号の平均値を使用することによっても、前照灯の光軸を高精度に制御可能な前照灯用光軸制御装置１０を実現できる。
【００９４】
また、実施の形態２によれば、制御部１５は、車両７に搭載された車速センサ３によって計測された速度信号を用いて、車両７が停止している状態、あるいは等速走行している状態を判断する構成にしたので、振動によるノイズを含みやすい加速度センサ２を使用せずに、車速センサ３の速度情報を用いて停止、等速走行、加速および減速等の車両７の状態を判定することができる。そして制御部１５は、この判定結果に基づいて、基準加速度として使用する加速度信号を的確に抽出することができるので、確度の高い車両角度θの算出が可能となる。
【００９５】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
この発明に係る前照灯用光軸制御装置は、加速度センサを使用しながらも高い確度で前照灯の光軸を制御できるようにしたので、ＬＥＤ等の明るい光源を使用した前照灯の光軸制御装置などに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００９７】
１  車載バッテリ、２  加速度センサ、３  車速センサ、４  スイッチ、５Ｌ  左側前照灯、５Ｒ  右側前照灯、６Ｌ，６Ｒ  光軸操作装置、７  車両、８  車載電装品、１０  前照灯用光軸制御装置、１１  電源部、１２  加速度信号入力部、１３  速度信号入力部、１４  車両情報入力部、１５  制御部、１６  ＣＰＵ、１７  記憶部、１８  光軸操作信号出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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