(57)【要約】  前照灯用光軸制御装置は、走行している車両が停車してから車体が静止するまでの間において当車体が静止状態と同等の姿勢になるときの近傍の２時点（ｋｎ，ｋｎ＋１）で計測された前後方向の加速度信号の差分に対する、当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、路面に対する車両の傾斜角度を算出する。
2016143124.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、走行している前記車両が停車してから車体が静止するまでの間において当車体が静止状態と同じ姿勢になるときの直前から直後にわたる時刻の中の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路面に対する前記車両の傾斜角度を算出することを特徴とする前照灯用光軸制御装置。
【請求項２】
走行している前記車両が停車してから前記車体が静止するまでの間において計測された前記２時点の加速度信号とは、前記車両の車輪が停止したときから前記車体が静止するまでの間の前記車体の振動に起因する加速度信号であ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】
走行している前記車両が停車してから車体が静止するまでの間において前記車体が静止状態と同じ姿勢になるときとは、前記車輪停止後の前記車体が振動している間に上下方向の振幅の中央を通過するときであることを特徴とする請求項２記載の前照灯用光軸制御装置。
【請求項４】
前記車輪停止後の前記車体が振動している間に上下方向の振幅の中央を通過するときとは、
上下方向の加速度信号が零になるとき、
あるいは、上下方向の加速度信号を微分した加加速度が極大または極小となるとき、
あるいは、上下方向の加速度信号を積分した移動速度が極大または極小となるとき、
あるいは、前記移動速度をさらに積分した移動量の、極大値と極小値の中央もしくは平均値となるとき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６】
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（以下、「車両角度」とも呼ぶ）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、車両角度を測定する必要がある。【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】
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得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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（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、制御部は、走行している車両が停車してから車体が静止するまでの間において当車体が静止状態と同じ姿勢になるときの直前から直後にわたる時刻の中の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前記車両角度を算出するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、走行している車両が停車してから車体が静止するまでの間において当車体が静止状態と同じ姿勢になるときの直前から直後にわたる時刻の中の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車両角度を算出するようにしたので、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得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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において走行している車両が停車して静止状態に至るときの車体の挙動を示す図である。
【図６】実施の形態１において走行している車両が停車して静止状態に至るときの車体の振動を示すグラフである。
【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８】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９】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１０】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】
【００１４】
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、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。
【００１５】
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、加速度信号を出力する。車速センサ３は、車両７の車速を計測し、速度信号を出力する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。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。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、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構成された車両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。
【００１８】
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（車両角度）を算出し、車両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。
【００１９】
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の光軸が一定に保たれる。
【００２０】
図３は、加速度と車両角度の関係を説明する図である。
本発明の説明においては、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、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。
【００２１】
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（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。
【００２２】
従って、車両７に設置された加速度計測系においては、所定時間を隔てた２時点のｋｎと、ｋｎ＋１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）、つまり上下方向と前後方向の加速度の変化量を観測すれば、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
そこで、本発明では、走行している車両７が停車してから車体が静止するまでの間において、車体の姿勢が図４（ｂ）に示す静止状態の姿勢と同じになると推定されるときの加速度を用いて、車両角度を算出する。ここで、「停車したとき」とは車両の車輪の回転が停止したときを指す。
【００２６】
図５は、走行している車両７が停車して静止状態に至るときの車体の挙動の例を示す図である。なお、車一式の全体の挙動を示すときは「車両」、局部的な挙動を示すときは「車体」と記す。
図５（ａ）において走行している車両７が、図５（ｂ）において制動するときには、車両７がノーズダイブし、サスペンションのばねおよびリンクが撓み、当撓みによる応力を貯えながら車輪停止に至る。そのため、走行している車両７が停車してから静止状態に至る中で、当停車即ち車輪停止時のｔ０における車体のノーズダイブ量が最大となる。図５（ｃ）には車輪停止時の時刻ｔ０の様子を示す。
【００２７】
車輪停止後、サスペンションのばねおよびリンクが撓んで貯えた応力が解放され、車体は、サスペンションのばねの応力により上下方向に振動すると共にリンクの応力により前後方向に振動する。図５（ｄ）〜図５（ｆ）では、車体の振動の様子をｔ０，ｔ１，ｔ２・・・の時間経過に沿って示す。なお、ｔ０，ｔ１，ｔ２・・・は、サスペンションおよびリンクと、車体重量によって発生する振動（例えば、１周期が約１秒の振動）中の経過点を表している。図５（ｇ）では、車輪停止時のｔ０以降の車体が変移する軌跡を渦状の矢印で示す。上下方向および前後方向の車体の振動はいずれ収束し、図４（ｂ）に示した静止状態になる。
【００２８】
図６は、走行している車両７が停車して静止状態に至るときの車体の振動の例を示すグラフである。グラフの水平軸は車体の上下方向の振動の中央位置、垂直軸は車体の前後方向の振動の中央位置を示し、両方向の合成振動を両軸の交点に示す。破線は、走行中の車両７が制動し車輪が停止するときに車体が変移する軌跡を示す。実線は、車輪が停止したときから車体が静止するまでの振動による軌跡を示す。丸印は、加速度センサ２による加速度の計測タイミングｋｎ−１，ｋｎ，ｋｎ＋１・・・を示し、計測周期は例えば１００ｍｓとする。星印は、上下方向の振動振幅の中央を示す。三角印は、前後方向の振動振幅が反転する点を示す。
【００２９】
車体が上下方向に振動する中で、図６に星印で示す振動振幅の中央を通過するときの車体は、静止状態と同等の車両角度θになると推定される。従って、車両７の停車に起因する上下方向の振動がもたらす上下方向の振幅の中央における車両角度θは、車体のピッチ角度による誤差を含まない。
【００３０】
上記の車両角度θは、具体的には、下式（１）により算出される。
θ＝ｔａｎ−１（ΔＺ／ΔＸ）      （１）
ΔＺ＝Ｚｋｎ＋１−Ｚｋｎ
ΔＸ＝Ｘｋｎ＋１−Ｘｋｎ
【００３１】
実施の形態１において、車体が上下方向の振幅中央を通過するときの近傍の計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１で計測されたＺ軸方向の加速度をＺｋｎ，Ｚｋｎ＋１とする。同じ計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１で計測されたＸ軸方向の加速度をＸｋｎ，Ｘｋｎ＋１とする。
車体が上下方向の振幅中央を通過するときの直前から直後にわたる時刻の中の２時点は、振幅中央に最も近い振幅中央通過直前の２時点または振幅中央通過直後の２時点、より好ましくは振幅中央を挟む前後２時点とする。図６においては、星印で示す振幅中央を挟む前後２時点の計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１が好ましい。
なお、車体が静止状態と同等の車両角度θになるタイミングは、車体が下から上へ振動するときの振幅の中央（星印で示す）だけではなく、車体が上から下へ振動するときの振幅の中央でもよい。
【００３２】
図３で示したように、加速しながら車両が動いているときの車両角度θは、計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１で計測されたＺ軸方向およびＸ軸方向の加速度を用いて上式（１）より算出される。
なお、走行中に加速すれば、水平な路面はもとより、登り坂でも下り坂でも、矢印１００で示すように加速度は路面に対して平行方向に変化する。つまり、車両７が路面に対して平行になっていれば、即ち加速度計測系のＸ軸が路面に対して平行になっていれば、加速度が計測タイミングｋｎとｋｎ＋１で変化したときに、当加速度はＸ軸に対して平行に変化する。一方、車両７が路面に対して「θ度」傾斜していれば、即ち加速度計測系のＸ軸が路面に対して「θ度」傾斜していれば、加速度が計測タイミングｋｎとｋｎ＋１で変化したときに、当加速度はＸ軸に対して「θ度」傾斜した方向に変化する。
【００３３】
ただし、上述したように、実際の車両７においては、加速するときにはスクワットが生じ、減速するときにはノーズダイブが生じて車両７には何らかのピッチングが発生しているため、むやみに２時点の加速度を用いて車両角度θを算出しても、「静止状態と同じ車両角度θ」を安定して得ることはできない。
これに対し、本発明では、車両７が停車するときの車体の上下方向の振動の中に存在する「静止状態と同じ車両角度θ」となる状態における計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１の加速度を用いて車両角度θを算出するため、ピッチ角度の影響がない。ここで言う「静止状態と同じ車両角度θ」は、加速度の計測周期などの影響を受ける場合もあるので、厳密に「静止状態と全く同じ車両角度θ」とは限らず「静止状態と同等の車両角度θ」でもよい。なお、車輪停止後、車体は上下方向に振動するだけでなく前後方向にも振動しているため、上式（１）を用いて走行中と同じように車両角度θを算出できる。
さらに、本発明では、車両角度θの算出に加速度の変化量ΔＺ，ΔＸ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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。上述したように、加速度信号の計測周期は、例えば１００ｍｓとする。
【００３６】
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が停車しているときの光軸制御（ステップＳＴ３〜ＳＴ９）と、車両７が走行しているときの光軸制御（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１６）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。
【００３７】
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（対水平車両角度）を算出する（ステップＳＴ３）。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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、車輪が停止したか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。
【００４５】
車輪が停止した場合（ステップＳＴ１３“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１６は、走行から停車して静止状態に至るまでの加速度信号を使用して車体の上下方向の振動振幅の中央を検出し、当中央を通過する時刻の近傍２時点または当中央を通過する時刻を挟む前後２時点の計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１で計測された上下方向と前後方向の加速度信号を使用して、上式（１）より車両角度θを算出する（ステップＳＴ１４）。ここでは加速度信号の計測周期が１００ｍｓであるため、計測タイミングｋｎ，ｋｎ＋１は１００ｍｓの間隔になる。
【００４６】
ただし、車両７が静かに停車したときには車体の変化が小さいため、上下方向の振動振幅の中央を検出することが困難になり、車両角度θを算出できない場合がある。そのため、ＣＰＵ１６は、車両角度θを算出できなかった場合（ステップＳＴ１５“ＮＯ”）、ステップＳＴ１に戻る。一方、車両角度θを算出できた場合（ステップＳＴ１５“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１６は、車両角度を、ステップＳＴ１４で算出した車両角度θの値に更新する（ステップＳＴ１６）。
【００４７】
ステップＳＴ１６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。
【００４８】
このように、走行から停車して静止状態に至る加速度を使用して車両角度を算出することで、走行する道路の勾配による影響、ならびに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、静止状態と同等の車両角度を導くことができる。
また、車両角度の算出に１００ｍｓ間の加速度変化量を使用するため、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が停車しているときの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、走行から停車して静止状態に至る加速度を基に算出した車両角度を使用する光軸制御（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１６）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。
【００４９】
次に、図８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）。
【００５０】
図９（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９（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９（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。
【００５１】
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。
【００５２】
図１０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。
【００５３】
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。
【００５４】
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）。
【００５５】
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。
【００５６】
ステップＳＴ２８では、図１０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９（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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、走行している車両７が停車して静止状態に至るまでの間において車体が静止状態と同じ姿勢になるタイミング、即ち車輪停止後の車体が振動している間に上下方向の振幅の中央を通過するタイミングを検出する方法の具体例を説明する。
【００５９】
例えば、ＣＰＵ１６は、加速度センサ２によって計測された上下方向の加速度信号が零になるタイミングを検出し、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと判断する。
ここで言う加速度信号が零になるタイミングとは、振動に起因する加速度が零になるタイミングである。よって、加速度センサ２が計測する加速度信号に重力加速度が重畳している場合は、加速度信号から重力加速度を差し引く処理が必要である。
【００６０】
また、ＣＰＵ１６は、加速度センサ２によって計測された上下方向の加速度信号を微分して加加速度（ＪＥＲＫ）を算出し、加加速度が極大または極小になるタイミングを検出し、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと判断してもよい。図６において、車体が下から上へ振動するときの振幅の中央を通過するタイミング（星印で示す）では加加速度が極大になり、車体が上から下へ振動するときの振幅の中央を通過するタイミングでは加加速度が極小になる。
車両角度θを算出する際に２時点の加速度信号の差分を算出する処理は、加加速度を算出するための微分と同様な処理であり、また、上述した重力加速度を差し引く処理が不要である。従って、加加速度の極大値または極小値を検出する処理は、比較的容易に実現できる。
【００６１】
また、ＣＰＵ１６は、加速度センサ２によって計測された上下方向の加速度信号を積分して車体が上下に振動する移動速度を算出し、移動速度が極大または極小になるタイミングを検出し、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと判断してもよい。
【００６２】
また、ＣＰＵ１６は、上記車体の移動速度をさらに積分して車体が上下に振動する移動量を算出し、移動量の極大値と極小値の中央になるタイミング、つまり車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングを検出してもよい。または、ＣＰＵ１６は移動量の平均値を算出し、当平均値になるタイミングを車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと判断してもよい。
【００６３】
なお、上記例では、上下方向の加速度信号を基にして、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングを検出する構成にしたが、前後方向の加速度信号を基にして、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングを推定することも可能である。
【００６４】
図６に示した例においては、車輪停止後の車体の上下方向の振動と前後方向の振動は略同期するので、上下方向の振動が中央になるタイミングは、前後方向の振動の向きが反転するタイミングと略一致する。図６の例では、星印で示す上下方向の振幅の中央と、三角印で示す前後方向の振幅の点とが、同じタイミングで現れている。
そこで、ＣＰＵ１６は、例えば加速度センサ２によって計測された前後方向の加速度信号が極大または極小になるタイミングを検出し、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと推定することも可能である。
【００６５】
また、ＣＰＵ１６は、加速度センサ２によって計測された前後方向の加速度信号を微分した加加速度が零になるタイミングを検出し、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと推定してもよい。
また、ＣＰＵ１６は、加速度センサ２によって計測された前後方向の加速度信号を積分して車体が前後に振動する移動速度を算出し、移動速度が零になるタイミングを検出して、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと推定してもよい。
また、ＣＰＵ１６は、上記車体の前後方向の移動速度をさらに積分して車体が前後に振動する移動量を算出し、移動量が極大または極小になるタイミングを検出し、検出した当タイミングを、車体が上下方向の振幅の中央を通過するタイミングと判断してもよい。
【００６６】
以上より、実施の形態１によれば、制御部１５は、走行している車両７が停車してから車体が静止するまでの間において当車体が静止状態と同じ姿勢になるときの直前から直後にわたる時刻の中の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車両角度θを算出するようにしたので、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θを得ることができる。また、加速度変化量を使用することにより、加速度センサ２の出力に潜在するオフセットおよび当該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θを得ることができる。
【００６７】
なお、実施の形態１では車両角度θの算出に、走行している車両７が停車して静止状態に至るときの車体の挙動を利用したが、理論的には、車両７が動き出すときにも類似の挙動が発生する。しかしながら、車両７が動き出すときの加速度は、停車するときの加速度に比べて小さく、現状において現実的な加速度センサを使用する限り、動き出すときの車体の小さな変化を検出することは、停車するときの変化を検出することに比べて困難である。そのため、現状においては車両角度θの算出には、車両７が停車するときの挙動を利用することが望ましい。
【００６８】
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、配線を省略する等でき、簡素な構成の前照灯用光軸制御装置１０を実現できる。
【００６９】
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。
【００７０】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または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】
【００７１】
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】
【００７２】
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８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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