WO2019097724A1 - 傾斜角度計測装置及び光軸制御装置 - Google Patents

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WO2019097724A1
WO2019097724A1 PCT/JP2017/041669 JP2017041669W WO2019097724A1 WO 2019097724 A1 WO2019097724 A1 WO 2019097724A1 JP 2017041669 W JP2017041669 W JP 2017041669W WO 2019097724 A1 WO2019097724 A1 WO 2019097724A1
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WO
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vehicle
pitch angle
value
calculation unit
state
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PCT/JP2017/041669
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴夫 福永
大澤　孝
亘 辻田
努 朝比奈
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三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/08—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically
    • B60Q1/10—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to vehicle inclination, e.g. due to load distribution
    • B60Q1/115—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to vehicle inclination, e.g. due to load distribution by electric means

Definitions

  • the present invention relates to an inclination angle measurement device and an optical axis control device.
  • an inclination angle in the pitch direction of the vehicle body with respect to the road surface (hereinafter referred to as “a road surface pitch angle") using a detection value (hereinafter, simply referred to as “a detected value”) by an acceleration sensor provided in a vehicle.
  • a detection value hereinafter, simply referred to as "a detected value”
  • An inclination angle measurement device that calculates the value of is being developed.
  • an optical axis control device has been developed which controls the optical axis angle of a headlight provided on a vehicle (hereinafter sometimes simply referred to as “optical axis angle”) using the calculated value. .
  • control of the optical axis angle may be referred to as “optical axis control”.
  • the conventional optical axis control device calculates the value of the road surface pitch angle using the detection value while the vehicle is stopped, and controls the optical axis angle using the calculated value.
  • the optical axis control device described in Patent Document 1 calculates the value of the road surface pitch angle using a detected value while the vehicle is traveling, more specifically, a detected value during acceleration or deceleration.
  • the optical axis angle is controlled using the calculated value (see FIGS. 4 and 6 of Patent Document 1). This increases the timing at which the detected value can be used for optical axis control with respect to the conventional optical axis control device.
  • the value of the anti-road surface pitch angle calculated using the detected value at this time is the value ⁇ v that is the original calculation target, in which the error ⁇ n due to the nose lift during acceleration is superimposed.
  • the value of the road surface pitch angle calculated using the detected value at this time is the value ⁇ v that is the original calculation target, in which the error ⁇ n due to the nose dive at the time of deceleration is superimposed.
  • the optical axis control device described in Patent Document 1 has a problem that the accuracy of the optical axis control is reduced due to these errors ⁇ n.
  • the optical axis control device described in Patent Document 2 calculates the value of the road surface pitch angle using a detection value from when the traveling vehicle stops to when the vehicle body comes to a standstill. is there. More specifically, the optical axis control device described in Patent Document 2 uses detected values at two points in time from immediately before to immediately after when the vehicle is in the same attitude as the stationary state. The value is calculated. As a result, it is possible to calculate the value ⁇ v of the road surface pitch angle from which the error ⁇ n due to the ups and downs of the front portion of the vehicle body during acceleration and deceleration is eliminated. As a result, it is possible to increase the timing at which the detection value can be used for optical axis control with respect to the conventional optical axis control device, and to prevent the accuracy of the optical axis control from decreasing due to the error ⁇ n.
  • the present invention can use the detected value for optical axis control by calculating the value ⁇ v of the road surface pitch angle from which the error ⁇ n has been eliminated using the detected value at a timing different from that of the optical axis control device described in Patent Document 2.
  • the goal is to further increase the timing.
  • the inclination angle measurement device of the present invention determines an acceleration acquiring unit that acquires a detection value by an acceleration sensor provided in the vehicle, and determines whether or not the vehicle is in a vibration state when transitioning from a stop state to a traveling state.
  • a vehicle state determination unit, and a first pitch angle calculation unit that calculates a value of a road surface pitch angle of the vehicle using a detection value in a vibration state.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle from which the error ⁇ n due to the ups and downs of the front part of the vehicle body during acceleration and deceleration is eliminated is calculated using detection values at different timings from the optical axis control device described in Patent Document 2. can do.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by rectangles A-B-C-D shown in FIG. 2; It is a block diagram which shows the principal part of the inclination-angle measurement apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and an optical axis control apparatus.
  • FIG. 5A is a block diagram showing a hardware configuration of the optical axis control device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5B is a block diagram showing another hardware configuration of the optical axis control device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. 8A is a flowchart showing operations of the second vehicle state determination unit and the second pitch angle calculation unit in the tilt angle measurement device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a flowchart showing operations of the first vehicle state determination unit and the first pitch angle calculation unit in the tilt angle measurement device according to the second embodiment of the present invention.
  • It is a block diagram which shows the principal part of the inclination-angle measurement apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention, and an optical axis control apparatus.
  • FIG. 12A is a flowchart showing operations of a second vehicle state determination unit and a second pitch angle calculation unit in another tilt angle measurement device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12B is a flowchart showing operations of the first vehicle state determination unit and the first pitch angle calculation unit in the other tilt angle measurement devices according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example of the time change of the posture of the vehicle when the vehicle 1 starts moving.
  • the vehicle 1 is a front engine four-wheeled vehicle.
  • R indicates a road surface.
  • the direction of the arrow A1 indicates the rotation direction of the wheel. Further, the direction of the arrow A2 indicates the moving direction of the vehicle 1 in the front-rear direction, and the length of the arrow A2 indicates the moving speed of the vehicle 1 in the front-rear direction. From the state shown in (c) in the figure to the state shown in (i) in the figure, the moving speed of the vehicle 1 in the front-rear direction gradually increases.
  • vibration in the vertical direction is generated in the vehicle body of the vehicle 1 due to the nose lift when the vehicle 1 starts moving (see (b) to (h) in the figure).
  • This vibration is, for example, due to the expansion and contraction of a suspension provided in the vehicle 1, and the vibration amplitude at the front portion of the vehicle body is larger than the vibration amplitude at the rear portion of the vehicle body.
  • the direction of the arrow A3 indicates the moving direction of the vehicle body front portion due to the vibration
  • the length of the arrow A3 indicates the magnitude of the vibration in the vehicle body front portion.
  • the state in which the vehicle 1 is stopped is referred to as “stopped state”
  • the state in which the vehicle body of the vehicle 1 is stationary immediately before the vehicle 1 starts moving is referred to as “stationary state”. That is, the state shown in (a) in the figure is the stop state and the rest state.
  • a state in which the vertical vibration of the vehicle body of the vehicle 1 caused by the nose lift at the time of start of the vehicle 1 continues is referred to as "vibration state”.
  • a state in which the vehicle 1 is traveling and a state in which the vibration is sufficiently reduced is referred to as a "running state”.
  • the states shown in (b) to (h) in the figure are vibration states, and the state shown in (i) in the figure is a running state.
  • the states shown in (b) to (h) in the drawing are also states in which the vehicle 1 changes from the stopped state to the traveling state.
  • the states shown in (b) to (h) in the figure, that is, the vibration state may be referred to as “transition state”.
  • An arrow I in FIG. 2 shows an example of a temporal change of the movement amount of the vehicle body in the front-rear direction and the vertical direction when the vehicle 1 starts moving.
  • An arrow II in FIG. 2 shows an example of a temporal change in moving speed of the vehicle body in the front-rear direction and the vertical direction when the vehicle 1 starts moving.
  • An arrow III in FIG. 2 indicates an example of a temporal change of acceleration of the vehicle body in the front-rear direction and the vertical direction when the vehicle 1 starts moving. Times t0, t1 and t2 in arrow III correspond to times t0, t1 and t2 in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 2 shows the range in which the arrow I corresponds to the vibration state (that is, the range in which the arrow I corresponds to the transition state), and the range in which the arrow I corresponds to the traveling state.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by rectangles A-B-C-D shown in FIG. 2, and more specifically, is an enlarged view of arrow III between times t1 and t2.
  • This timing tc is a timing corresponding to the central portion of the vibration amplitude in the vertical direction of the vehicle body of the vehicle 1 (see FIG. 2), and in the vibration state, the vehicle posture becomes equivalent to the vehicle posture in the stationary state. It is a timing (refer FIG. 1 (a) and FIG.1 (d)).
  • this timing tc is referred to as "reference timing".
  • the detection value at the timing near the reference timing tc is the detection value in the vehicle posture substantially equal to the vehicle posture in the stationary state. . Therefore, by using the detection value at the timing near the reference timing tc, it is possible to calculate the value ⁇ v of the road surface pitch angle from which the error ⁇ n due to the ups and downs of the vehicle front part during acceleration and deceleration is eliminated.
  • the detected values Gx1, Gz1 at the immediately preceding timing with respect to the reference timing tc that is, the timing corresponding to time t1
  • the detected values Gx2 at the immediately following timing with respect to the reference timing tc that is, the timing corresponding to time t2
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle can be calculated by the following equation (1) and equation (3) based on equation (2).
  • each of Gx1 and Gx2 indicates acceleration in the front-rear direction
  • each of Gz1 and Gz2 indicates acceleration in the vertical direction.
  • Gx2-Gx1 ⁇ Gx (1)
  • Gz2-Gz1 ⁇ Gz (2)
  • ⁇ v tan ⁇ 1 ( ⁇ Gz / ⁇ Gx) (3)
  • the inclination angle measuring device 100 calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle based on the above principle.
  • the optical axis control device 200 according to the first embodiment controls the optical axis angle using the value ⁇ v of the road surface pitch angle calculated by the inclination angle measurement device 100.
  • the tilt angle measurement apparatus 100 and the optical axis control apparatus 200 according to the first embodiment will be described below with reference to FIG.
  • the acceleration sensor 2 is constituted by, for example, a 2-axis acceleration sensor provided on the vehicle body of the vehicle 1.
  • the acceleration sensor 2 detects an acceleration Gx in the longitudinal direction and an acceleration Gz in the vertical direction, and outputs the detection values Gx and Gz at predetermined time intervals.
  • the acceleration acquisition unit 11 acquires detection values Gx and Gz output from the acceleration sensor 2 and outputs these detection values Gx and Gz to the first pitch angle calculation unit 13 at predetermined time intervals. .
  • the output interval of the detection values Gx and Gz by the acceleration acquisition unit 11 is set to a value larger than the output interval of the detection values Gx and Gz by the acceleration sensor 2.
  • the first vehicle state determination unit 12 acquires information indicating the traveling speed of the vehicle 1 (hereinafter referred to as “vehicle speed information”). Further, the first vehicle state determination unit 12 is information indicating the number of rotations of the wheels of the vehicle 1 (hereinafter referred to as “rotational number information”) or information indicating the movement distance of the vehicle 1 by rotation of the wheels of the vehicle 1 (hereinafter referred to as “ It is called "moving distance information”. These pieces of information can be acquired, for example, from a computer network (not shown) in the vehicle 1 based on a CAN (Controller Area Network) standard. The first vehicle state determination unit 12 uses these pieces of information to determine whether the vehicle 1 is in the transition state (that is, whether the vehicle 1 is in the vibration state).
  • the first vehicle state determination unit 12 uses the vehicle speed information to detect the timing at which the traveling speed of the vehicle 1 changes from zero to a value larger than zero.
  • the first vehicle state determination unit 12 determines that the detected timing is the start timing of the transition state (hereinafter, may be simply referred to as “start timing”). Thereafter, the first vehicle state determination unit 12 calculates the number of rotations of the wheels of the vehicle 1 after the start timing using the number of rotations information, and compares the calculated number of rotations with a predetermined threshold (for example, three times). Do.
  • the first vehicle state determination unit 12 detects a timing when the calculated number of rotations becomes equal to or greater than a threshold, and the detected timing may be referred to as an end timing of the transition state (hereinafter simply referred to as “end timing” .). The first vehicle state determination unit 12 determines that the vehicle 1 is in the transition state in the time interval from the start timing to the end timing, and determines that the vehicle 1 is not in the transition state in the other time intervals.
  • the first vehicle state determination unit 12 detects the timing at which the traveling speed of the vehicle 1 changes from zero value to a value larger than zero value using the vehicle speed information.
  • the first vehicle state determination unit 12 determines that the detected timing is the start timing of the transition state.
  • the first vehicle state determination unit 12 calculates the movement distance of the vehicle 1 after the start timing using the movement distance information, and compares the calculated movement distance with a predetermined threshold (for example, 10 meters).
  • the first vehicle state determination unit 12 detects the timing at which the calculated travel distance becomes equal to or greater than the threshold, and determines that the detected timing is the end timing of the transition state.
  • the first vehicle state determination unit 12 determines that the vehicle 1 is in the transition state in the time interval from the start timing to the end timing, and determines that the vehicle 1 is not in the transition state in the other time intervals.
  • the threshold in the first vehicle state determination unit 12 is that the time interval from the start timing to the end timing corresponds to the duration of the transition state based on the diameter of the wheel of the vehicle 1 and the performance of the suspension provided in the vehicle 1 It is preset to become. That is, the threshold for the number of rotations is not limited to three, and the threshold for the movement distance is not limited to 10 meters.
  • the first pitch angle calculation unit 13 uses the detection values Gx and Gz output from the acceleration acquisition unit 11 to generate the first pitch angle calculation unit 13 The value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated.
  • the first pitch angle calculation unit 13 detects the timing at which the vertical acceleration Gz indicated by the detection values Gx and Gz in the transition state becomes zero. As a result, the timing at which the vehicle 1 becomes the vehicle posture equivalent to the vehicle posture in the stationary state in the transition state, that is, the reference timing tc is detected.
  • the first pitch angle calculation unit 13 uses the detection values Gx1 and Gz1 at the timing immediately before the reference timing tc and the detection values Gx2 and Gz2 at the timing immediately after the reference timing tc to use the above-described equation (3)
  • the angle value ⁇ v is calculated.
  • the optical axis control unit 21 controls the optical axis angle of the headlight 3 provided on the vehicle body of the vehicle 1 using the value ⁇ v of the road surface pitch angle calculated by the first pitch angle calculation unit 13. is there.
  • the optical axis control unit 21 uses the value ⁇ v of the road surface pitch angle calculated by the first pitch angle calculation unit 13 to substantially parallel the optical axis of the headlight 3 to the road surface. To generate a control signal (hereinafter referred to as "optical axis control signal").
  • the optical axis control unit 21 outputs an optical axis control signal to the headlight 3.
  • the drive device (not shown) provided to the headlamp 3 rotates the optical axis of the headlamp 3 in response to the optical axis control signal, whereby the optical axis of the headlamp 3 is substantially parallel to the road surface. Control to the
  • the acceleration acquisition unit 11, the first vehicle state determination unit 12, and the first pitch angle calculation unit 13 constitute the main part of the inclination angle measurement device 100.
  • the tilt angle measuring device 100 and the optical axis control unit 21 constitute a main part of the optical axis control device 200.
  • the function of the acceleration acquisition unit 11 to acquire the detection values Gx and Gz and the function of the first vehicle state determination unit 12 to acquire various information is realized by the receiver 33.
  • the memory 32 has a function that the first vehicle state determination unit 12 determines whether the vehicle 1 is in the transition state, a function that the first pitch angle calculation unit 13 calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle, and light A program corresponding to the function in which the axis control unit 21 generates an optical axis control signal is stored. These functions are realized by the processor 31 reading and executing the program stored in the memory 32.
  • optical axis control unit 21 outputs an optical axis control signal is realized by the transmitter 34.
  • the processor 31 uses, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, a microcontroller, or a digital signal processor (DSP).
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • DSP digital signal processor
  • the memory 32 is, for example, a semiconductor memory such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an erasable programmable read only memory (EPROM), or an electrically erasable programmable read only memory (EEPROM).
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • EPROM erasable programmable read only memory
  • EEPROM electrically erasable programmable read only memory
  • An optical disk or a magneto-optical disk is used.
  • the first vehicle state determination unit 12 determines whether the vehicle 1 is in the transition state, the first pitch angle calculation unit 13 calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle, and the light axis control unit.
  • the function of generating an optical axis control signal 21 may be realized by the processing circuit 35 as shown in FIG. 5B. Alternatively, some of these functions may be realized by the processor 31 and the memory 32, and the remaining functions of these functions may be realized by the processing circuit 35.
  • the processing circuit 35 may be, for example, an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), a field-programmable gate array (FPGA), a system-on-a-chip (SoC), or a large-scale integration (LSI). Etc. are used.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • PLD programmable logic device
  • FPGA field-programmable gate array
  • SoC system-on-a-chip
  • LSI large-scale integration
  • the operation of the tilt angle measurement device 100 will be described focusing on the operations of the first vehicle state determination unit 12 and the first pitch angle calculation unit 13.
  • the acceleration acquiring unit 11 acquires the detection values Gx and Gz output by the acceleration sensor 2, and detects these detection values Gx and Gz at the first pitch.
  • the processing to be output to the angle calculation unit 13 is executed at predetermined time intervals. In parallel with the process, the processes of the following steps ST1 and ST2 are performed.
  • step ST1 the first vehicle state determination unit 12 determines whether the vehicle 1 is in the transition state (that is, whether the vehicle 1 is in the vibration state).
  • the specific example of the determination method by the 1st vehicle state determination part 12 is as above-mentioned.
  • the first pitch angle calculation unit 13 outputs the acceleration acquisition unit 11 in step ST2.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated using the detected values Gx and Gz.
  • the first pitch angle calculation unit 13 detects the timing at which the vertical acceleration Gz indicated by the detection values Gx and Gz in the transition state becomes zero. Thereby, the reference timing tc is detected. The first pitch angle calculation unit 13 uses the detection values Gx1 and Gz1 at the timing immediately before the reference timing tc and the detection values Gx2 and Gz2 at the timing immediately after the reference timing tc to use the above-described equation (3) The angle value ⁇ v is calculated. The first pitch angle calculation unit 13 outputs the calculated value ⁇ v to the optical axis control unit 21.
  • the vehicle 1 is in the transition state every time the vehicle 1 starts moving, and the timing at which the vehicle 1 becomes the vehicle posture equivalent to the vehicle posture in the stationary state in each transition state (that is, reference timing tc) is multiple times It exists.
  • the first pitch angle calculation unit 13 may calculate the value ⁇ v of the road surface pitch angle only once in the transition state of each time. Thereby, the processing load of inclination angle measuring device 100 can be reduced.
  • the first vehicle state determination unit 12 may use any information that can be acquired in the vehicle 1 to determine whether the vehicle 1 is in the transition state or not, and the determination by the first vehicle state determination unit 12 may be performed. The method is not limited to the above specific example.
  • the timing corresponding to the central portion of the vibration amplitude in the vertical direction in the vibration state is also the timing at which the additive acceleration of the vehicle body in the vertical direction becomes the maximum value or the minimum value. Therefore, the first pitch angle calculation unit 13 calculates the jerk by differentiating the vertical acceleration Gz indicated by the detection values Gx and Gz in the transition state, and the calculated jerk is the maximum value or the minimum value. It may be detected as the reference timing tc.
  • the timing corresponding to the central portion of the vibration amplitude in the vertical direction in the vibration state is also the timing at which the moving speed of the vehicle body in the vertical direction becomes the maximum value or the minimum value. Therefore, the first pitch angle calculation unit 13 calculates the moving speed by integrating the acceleration Gz in the vertical direction indicated by the detected values Gx and Gz in the transition state, and the calculated moving speed is the maximum value or the minimum value. It may be detected as the reference timing tc.
  • the timing corresponding to the central part of the vibration amplitude in the vertical direction in the vibration state is the timing at which the moving amount of the vehicle body in the vertical direction becomes the central value between the maximum value and the minimum value or the average value of the maximum value and the minimum value. It is also. Therefore, the first pitch angle calculation unit 13 calculates the moving speed by integrating the acceleration Gz in the vertical direction indicated by the detection values Gx and Gz in the transition state, and integrates the calculated moving speed. The amount may be calculated, and the timing at which the calculated movement amount is the center value between the maximum value and the minimum value or the average value of the maximum value and the minimum value may be detected as the reference timing tc.
  • the first pitch angle calculation unit 13 uses the detection values Gx and Gz at a plurality of timings in the vicinity of the reference timing tc to minimize the approximate straight line of the characteristic line corresponding to the arrow III in the time section including the reference timing tc. What is necessary is to calculate ⁇ v by the inclination of the approximate straight line by multiplication. That is, the equations (1) to (3) are equations in the case where the detection values Gx1, Gz1, Gx2, Gz2 at two adjacent timings with respect to the reference timing tc are used for linear approximation.
  • Gx1 and Gz1 are not limited to the detection values at the timing immediately before the reference timing tc.
  • Gz2 is not limited to the detection value at the timing immediately after the reference timing tc.
  • Gx1 and Gz1 are the same timing as the reference timing tc, n timings before the reference timing tc (n is an integer of 1 or more), or m timings after the reference timing tc (m is an integer of 1 or more)
  • the detection value may be used at any timing of the above.
  • Gx2 and Gz2 may use detection values at any timing different from the detection timing of Gx1 and Gz1 among these timings.
  • n and m are set to smaller values as the output interval of the detection values Gx and Gz by the acceleration acquiring unit 11 is larger. This is because it is preferable to use, as Gx1, Gz1, Gx2, and Gz2, detection values in a state where the vehicle attitude of the vehicle 1 is sufficiently close to the vehicle attitude in the stationary state, from the viewpoint of eliminating the error ⁇ n.
  • the tilt angle measuring device 100 changes the vehicle 1 from the stop state to the running state, and the acceleration acquiring unit 11 for acquiring the detection values Gx and Gz by the acceleration sensor 2 provided in the vehicle 1
  • the first vehicle state determination unit 12 that determines whether or not it is a vibration state at the time of transition, and a first pitch that calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle of the vehicle 1 using the detection values Gx and Gz in the vibration state
  • a corner calculation unit 13 As a result, it is possible to calculate the value ⁇ v of the road surface pitch angle from which the error ⁇ n due to the ups and downs of the front portion of the vehicle body during acceleration and deceleration is eliminated. As a result, it is possible to increase the timing at which the detected values Gx and Gz can be used for optical axis control, and to prevent the accuracy of the optical axis control from being lowered due to the error ⁇ n.
  • the first pitch angle calculation unit 13 detects a reference timing tc at which the vehicle 1 has a vehicle posture equivalent to that in the stationary state in the vibration state, and detects detection values Gx at plural timings in the vicinity of the reference timing tc.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated using Gz. Based on the principle described with reference to FIGS. 1 to 3, it is possible to calculate the value ⁇ v of the road surface pitch angle from which the error ⁇ n has been eliminated by linear approximation of the characteristic line corresponding to the arrow III.
  • the first pitch angle calculation unit 13 detects the timing corresponding to the central portion of the vibration amplitude in the vibration state as the reference timing tc, using the detection values Gx and Gz in the vibration state.
  • the reference timing tc can be detected using the detection values Gx and Gz of the acceleration sensor 2.
  • dedicated sensors for detecting the reference timing tc can be eliminated.
  • the optical axis control device 200 uses the inclination angle measurement device 100 and the value ⁇ v of the road surface pitch angle calculated by the first pitch angle calculation unit 13 to provide the front of the vehicle 1. And an optical axis control unit 21 for controlling an optical axis angle of the illuminating lamp 3. By using the tilt angle measurement device 100, the accuracy of optical axis control can be improved.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the main parts of an inclination angle measurement device and an optical axis control device according to a second embodiment.
  • the tilt angle measuring device 100a and the optical axis control device 200a according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the same blocks as the blocks shown in FIG. 4 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the second vehicle state determination unit 14 acquires vehicle speed information.
  • the vehicle speed information can be acquired, for example, from a computer network (not shown) in the vehicle 1 based on the CAN standard.
  • the second vehicle state determination unit 14 uses the vehicle speed information to determine whether the vehicle 1 is in the stop state.
  • the second vehicle state determination unit 14 uses the vehicle speed information to determine whether the traveling speed of the vehicle 1 is zero. When the traveling speed of the vehicle 1 is zero, the second vehicle state determination unit 14 determines that the vehicle 1 is in the stop state. On the other hand, when the traveling speed of the vehicle 1 is a value larger than the zero value, the first vehicle state determination unit 12 determines that the vehicle 1 is not in the stop state.
  • the second pitch angle calculation unit 15 uses the detection values Gx and Gz output from the acceleration acquisition unit 11 to obtain the second pitch angle calculation unit 15 The value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated.
  • the second pitch angle calculation unit 15 detects the detected value Gx, by the acceleration acquisition unit 11, every time Gz is output, the value ⁇ of the inclination angle in the pitch direction of the vehicle body with respect to the horizontal plane (hereinafter referred to as “horizontal plane pitch angle”) is calculated by the following equation (4).
  • the second pitch angle calculation unit 15 calculates the amount of change ⁇ of the currently calculated value ⁇ with respect to the previously calculated value ⁇ each time the value ⁇ of the horizontal plane pitch angle is calculated.
  • the second pitch angle calculation unit 15 calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle by integrating the change amount ⁇ , assuming that the change amount ⁇ of the horizontal plane pitch angle is the change amount of the road surface pitch angle. .
  • an initial value ⁇ vo of the road surface pitch angle is set in advance in the second pitch angle calculation unit 15.
  • the second pitch angle calculation unit 15 calculates ⁇ v by adding the calculated change amount ⁇ to the initial value ⁇ vo. Thereafter, the second pitch angle calculation unit 15 updates ⁇ v by adding the calculated change amount ⁇ to the immediately preceding ⁇ v each time the second change amount ⁇ is calculated. That is, the second pitch angle calculation unit 15 calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle by the following equation (5).
  • the first pitch angle calculation unit 13a uses the detection values Gx and Gz output by the acceleration acquisition unit 11 to use the first pitch angle calculation unit 13a.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated.
  • the calculation method of ⁇ v by the first pitch angle calculation unit 13a is the same as the calculation method of ⁇ v by the first pitch angle calculation unit 13 shown in FIG. That is, the first pitch angle calculation unit 13a detects the reference timing tc using the detection values Gx and Gz in the transition state. The first pitch angle calculation unit 13a calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle according to the above equation (3) using the detection values Gx1, Gz1, Gx2, Gz2 at two nearby timings with respect to the reference timing tc.
  • the optical axis control unit 21 executes optical axis control using the value ⁇ v of the road surface pitch angle calculated by the first pitch angle calculation unit 13 a or the second pitch angle calculation unit 15. That is, when the vehicle 1 is in the stop state, the light axis control unit 21 executes the light axis control using ⁇ v calculated by the second pitch angle calculation unit 15. When the vehicle 1 is in the transition state, the optical axis control unit 21 executes optical axis control using ⁇ v calculated by the first pitch angle calculation unit 13a.
  • the first pitch angle calculation unit 13a is configured to replace the latest ⁇ v in the second pitch angle calculation unit 15 with the calculated ⁇ v when the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated.
  • the second pitch angle calculation unit 15 calculates ⁇ v by integrating the change amount ⁇ . For this reason, the errors superimposed on ⁇ v accumulate due to a temporary change in the vehicle attitude or the like, and a so-called “accumulation error” occurs.
  • the first pitch angle calculation unit 13a calculates ⁇ v according to the above equation (3)
  • the second pitch is calculated by replacing the latest ⁇ v in the second pitch angle calculation unit 15 with the calculated ⁇ v. The accumulated error can be eliminated by calibrating ⁇ v in the angle calculation unit 15.
  • the first vehicle state determination unit 12 and the second vehicle state determination unit 14 constitute a vehicle state determination unit 16.
  • a pitch angle calculation unit 17 is configured by the first pitch angle calculation unit 13 a and the second pitch angle calculation unit 15.
  • the acceleration acquisition unit 11, the vehicle state determination unit 16, and the pitch angle calculation unit 17 constitute a main part of the inclination angle measurement device 100a.
  • the tilt angle measuring device 100 a and the optical axis control unit 21 constitute a main part of the optical axis control device 200 a.
  • the hardware configuration of the main part of the optical axis control device 200a is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG. That is, the function of the second vehicle state determination unit 14 acquiring the vehicle speed information is realized by the receiver 33. Also, there is a program corresponding to the function of determining whether the second vehicle state determination unit 14 determines whether the vehicle 1 is in the stopped state and the function of calculating the value ⁇ v of the road surface pitch angle by the second pitch angle calculation unit 15 These functions are realized by the processor 31 reading and executing the program stored in the memory 32. Alternatively, these functions are realized by the processing circuit 35.
  • the operation of the tilt angle measurement device 100 a will be described focusing on the operations of the vehicle state determination unit 16 and the pitch angle calculation unit 17.
  • the acceleration acquisition unit 11 acquires detection values Gx and Gz output by the acceleration sensor 2, and calculates these pitches Gx and Gz as pitch angles.
  • the processing to be output to the unit 17 is executed at predetermined time intervals. In parallel with the processing, the processing of the following steps ST11 and ST12 and the processing of the following steps ST1 to ST3 are performed.
  • step ST11 the second vehicle state determination unit 14 determines whether the vehicle 1 is in the stop state.
  • the specific example of the determination method by the 2nd vehicle state determination part 14 is as above-mentioned.
  • the second pitch angle calculation unit 15 outputs the acceleration acquisition unit 11 in step ST12.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated using the detected values Gx and Gz.
  • the second pitch angle calculation unit 15 calculates the value ⁇ of the horizontal plane pitch angle by the above equation (4) to calculate the amount of change ⁇ .
  • the second pitch angle calculation unit 15 calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle based on the integration of the change amount ⁇ , that is, the above equation (5).
  • the second pitch angle calculator 15 outputs the calculated value ⁇ v to the optical axis controller 21.
  • the first vehicle state determination unit 12 determines whether or not the vehicle 1 is in the transition state (that is, whether or not the vehicle 1 is in the vibration state).
  • a specific example of the determination method by the first vehicle state determination unit 12 is as described in the first embodiment.
  • the first pitch angle calculation unit 13a is output by the acceleration acquisition unit 11 in step ST2.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated using the detected values Gx and Gz.
  • the first pitch angle calculation unit 13a detects the reference timing tc using the detection values Gx and Gz in the transition state.
  • the first pitch angle calculation unit 13a calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle according to the above equation (3) using the detection values Gx1, Gz1, Gx2, Gz2 at two nearby timings with respect to the reference timing tc.
  • the first pitch angle calculation unit 13 a outputs the calculated value ⁇ v to the optical axis control unit 21.
  • step ST3 the first pitch angle calculation unit 13a replaces the latest ⁇ v in the second pitch angle calculation unit 15 with ⁇ v calculated in step ST2. Thereby, ⁇ v in the second pitch angle calculation unit 15 is calibrated.
  • the second vehicle state determination unit 14 may use any information that can be acquired in the vehicle 1 to determine whether the vehicle 1 is in the stopped state, and the determination by the second vehicle state determination unit 14 The method is not limited to the above specific example.
  • the second pitch angle calculation unit 15 may calculate the value ⁇ v of the road surface pitch angle using the detection values Gx and Gz in the stopped state, and the calculation method by the second pitch angle calculation unit 15 is the above. It is not limited to the specific example.
  • the first pitch angle calculation unit 13a employs various modifications similar to those described in the first embodiment, that is, various modifications similar to the first pitch angle calculation unit 13 shown in FIG. be able to.
  • the tilt angle measuring device 100a uses the second vehicle state determination unit 14 that determines whether the vehicle 1 is in the stopped state and the detection values Gx and Gz in the stopped state.
  • a second pitch angle calculation unit 15 for calculating the value ⁇ v of the road surface pitch angle, and the first pitch angle calculation unit 13a calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle;
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle in the above is replaced with the calculated value ⁇ v.
  • ⁇ v in the second pitch angle calculation unit 15 can be calibrated to eliminate the accumulated error.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the main parts of an inclination angle measurement device and an optical axis control device according to a third embodiment.
  • the tilt angle measuring device 100b and the optical axis control device 200b according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 9 the same blocks as the blocks shown in FIG.
  • the nose dive determination unit 18 indicates information (hereinafter referred to as “road surface gradient information”) indicating the road surface slope angle value ⁇ r at the current position of the vehicle 1 and information (hereinafter referred to as “vehicle type information”) indicating the vehicle type of the vehicle 1. It is what you acquire. These pieces of information can be acquired, for example, from a computer network (not shown) in the vehicle 1 based on the CAN standard.
  • the nose dive determination unit 18 determines whether the nose dive amount of the vehicle 1 is equal to or more than a predetermined amount (hereinafter, referred to as a “reference amount”) using the information.
  • the nose dive determination unit 18 determines whether the road surface at the current position of the vehicle 1 is a down slope, using the road surface gradient information. Further, the nose dive determination unit 18 determines whether the vehicle 1 is a front engine type vehicle type, using the vehicle type information. When the vehicle 1 is a front engine type vehicle type and the road surface at the current position of the vehicle 1 is a downhill, the nose dive determination unit 18 determines that the nose dive amount of the vehicle 1 is equal to or greater than the reference amount. Otherwise, the nose dive determination unit 18 determines that the nose dive amount of the vehicle 1 is less than the reference amount.
  • the first pitch angle calculation unit 13 b uses the detection values Gx and Gz output by the acceleration acquisition unit 11 to use the first pitch angle calculation unit 13 b.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated.
  • the calculation method of ⁇ v by the first pitch angle calculation unit 13 b is the same as the calculation method of ⁇ v by the first pitch angle calculation unit 13 shown in FIG. 4, and thus detailed description will be omitted. That is, the first pitch angle calculation unit 13b detects the reference timing tc using the detection values Gx and Gz in the transition state. The first pitch angle calculation unit 13b calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle according to the above equation (3) using the detection values Gx1, Gz1, Gx2, Gz2 at two nearby timings with respect to the reference timing tc.
  • the first pitch angle calculation unit 13 b cancels the calculation of the value ⁇ v of the road surface pitch angle. ing.
  • the optical axis control device controls the optical axis of the headlight on a flat surface so as to be substantially parallel to the road surface.
  • the amount of nose dive generated on the uphill is equal to the amount of nose dive generated on the flat ground, while the nose dive generated on the downhill slope is generated on the flat ground It has the characteristic of being larger than the amount.
  • the optical axis angle is controlled based on the value of the anti-road surface pitch angle calculated using the detection value on the downhill, when the vehicle moves from the downhill to the flat ground, the optical axis of the headlight becomes the road It will be in a non-parallel state. That is, an error according to the difference value of the nose dive amount on the downhill to the nose dive amount on the flat ground is superimposed on the value of the road surface pitch angle.
  • the first pitch angle calculation unit 13b cancels the calculation of ⁇ v. .
  • the first pitch angle calculation unit 13b cancels the calculation of ⁇ v.
  • the acceleration acquisition unit 11, the first vehicle state determination unit 12, the first pitch angle calculation unit 13b, and the nose dive determination unit 18 constitute a main part of the inclination angle measurement device 100b.
  • the tilt angle measuring device 100 b and the optical axis control unit 21 constitute a main part of the optical axis control device 200 b.
  • the hardware configuration of the main part of the optical axis control device 200b is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG. That is, the function of the nose dive determination unit 18 acquiring road surface slope information and vehicle type information is realized by the receiver 33. Further, a program corresponding to a function in which the nose dive determination unit 18 determines whether the nose dive amount of the vehicle 1 is the reference amount or more is stored in the memory 32, and the processor 31 reads out and executes the program. The function is realized by this. Alternatively, the processing circuit 35 realizes the function.
  • the operation of the tilt angle measurement device 100b will be described focusing on the operations of the first vehicle state determination unit 12, the first pitch angle calculation unit 13b and the nose dive determination unit 18.
  • the acceleration acquiring unit 11 acquires detection values Gx and Gz output by the acceleration sensor 2, and detects these detection values Gx and Gz at the first pitch.
  • the processing to be output to the angle calculation unit 13b is executed at predetermined time intervals. The processes of the following steps ST1, ST2, and ST4 are performed in parallel with the process.
  • the first vehicle state determination unit 12 determines whether the vehicle 1 is in the transition state (that is, whether the vehicle 1 is in the vibration state).
  • a specific example of the determination method by the first vehicle state determination unit 12 is as described in the first embodiment.
  • the nose dive determination unit 18 determines that the nose dive amount of the vehicle 1 is equal to or greater than the reference amount in step ST4. It is determined whether the The specific example of the determination method by the nose dive determination unit 18 is as described above.
  • the first pitch angle calculation unit 13b determines by the acceleration acquisition unit 11 in step ST2.
  • the value ⁇ v of the road surface pitch angle is calculated using the output detected values Gx and Gz.
  • the first pitch angle calculation unit 13b detects the reference timing tc using the detection values Gx and Gz in the transition state.
  • the first pitch angle calculation unit 13b calculates the value ⁇ v of the road surface pitch angle according to the above equation (3) using the detection values Gx1, Gz1, Gx2, Gz2 at two nearby timings with respect to the reference timing tc.
  • the first pitch angle calculation unit 13 b outputs the calculated value ⁇ v to the optical axis control unit 21.
  • step ST4 “YES” when it is determined by the nose dive determination unit 18 that the nose dive amount of the vehicle 1 is equal to or greater than the reference amount (step ST4 “YES”), the calculation of ⁇ v by the first pitch angle calculation unit 13b is cancelled. That is, the process of step ST2 is skipped.
  • the nose dive determination unit 18 may be any one as long as it determines whether or not the nose dive amount of the vehicle 1 is the reference amount or more using information that can be acquired in the vehicle 1, and the nose dive determination unit 18 The determination method is not limited to the above specific example.
  • the nose dive determination unit 18 may acquire road surface gradient information indicating the value ⁇ r of the road surface gradient angle calculated by the first pitch angle calculation unit 13 b from the first pitch angle calculation unit 13 b.
  • the first pitch angle calculation unit 13b adopts various modifications similar to those described in the first embodiment, that is, various modifications similar to the first pitch angle calculation unit 13 shown in FIG. be able to.
  • the inclination angle measurement device 100b replaces the first pitch angle calculation unit 13a in the inclination angle measurement device 100a shown in FIG. 7 with the first pitch angle calculation portion 13b, and also performs a nose dive on the inclination angle measurement device 100a shown in FIG.
  • the determination unit 18 may be added.
  • a block diagram in this case is shown in FIG. 11, and a flowchart in this case is shown in FIG.
  • the first pitch angle calculation unit 13 b cancels the calculation of the value ⁇ v of the road surface pitch angle.
  • the latest ⁇ v in the second pitch angle calculation unit 15 may be replaced with the calculated ⁇ v. Since the processing contents in each step shown in FIG. 12 are as already described, the description of the second time will be omitted.
  • the tilt angle measurement device 100b includes the nose dive determination unit 18 that determines whether the nose dive amount of the vehicle 1 is equal to or greater than the reference amount, and the first pitch angle calculation unit 13b.
  • the nose dive amount is determined to be equal to or larger than the reference amount
  • the calculation of the value ⁇ v of the road surface pitch angle is canceled. This makes it possible to cancel the calculation of ⁇ v when a nose dive amount larger than the normal nose dive amount is generated. As a result, it is possible to avoid that an error according to the difference value of the latter nose dive amount with respect to the former nose dive amount is superimposed on ⁇ v.
  • the nose dive determination unit 18 determines that the nose dive amount is equal to or greater than the reference amount. Thereby, it is possible to avoid that an error according to the difference value of the nose dive amount on the downhill with respect to the nose dive amount on the flat ground is superimposed on ⁇ v.
  • the present invention allows free combination of each embodiment, or modification of any component of each embodiment, or omission of any component in each embodiment. .
  • the tilt angle measurement device of the present invention can be used, for example, for controlling the optical axis of a headlight.
  • Reference Signs List 1 vehicle, 2 acceleration sensor, 3 headlights, 11 acceleration acquisition unit, 12 first vehicle state determination unit, 13, 13a, 13b first pitch angle calculation unit, 14 second vehicle state determination unit, 15 second pitch angle Calculation unit, 16 vehicle state determination unit, 17 pitch angle calculation unit, 18 nose dive determination unit, 21 light axis control unit, 31 processor, 32 memory, 33 receiver, 34 transmitter, 35 processing circuit, 100, 100a, 100b Inclination angle measurement device, 200, 200a, 200b Optical axis control device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

傾斜角度計測装置（１００）は、車両（１）に設けられた加速度センサ（２）による検出値（Ｇｘ，Ｇｚ）を取得する加速度取得部（１１）と、車両（１）が停止状態から走行状態に遷移するときの振動状態であるか否かを判定する第１車両状態判定部（１２）と、振動状態における検出値（Ｇｘ，Ｇｚ）を用いて車両（１）の対路面ピッチ角の値（θｖ）を算出する第１ピッチ角算出部（１３）と、を備える。

Description

傾斜角度計測装置及び光軸制御装置
　本発明は、傾斜角度計測装置及び光軸制御装置に関する。
　従来、車両に設けられた加速度センサによる検出値（以下、単に「検出値」ということがある。）を用いて、路面に対する車体のピッチ方向の傾斜角度（以下「対路面ピッチ角」という。）の値を算出する傾斜角度計測装置が開発されている。また、当該算出された値を用いて、車両に設けられた前照灯の光軸角度（以下、単に「光軸角度」ということがある。）を制御する光軸制御装置が開発されている。以下、光軸角度の制御を「光軸制御」ということがある。
　従来の光軸制御装置は、車両停止中における検出値を用いて対路面ピッチ角の値を算出して、当該算出された値を用いて光軸角度を制御するものであった。これに加えて、特許文献１記載の光軸制御装置は、車両走行中における検出値、より具体的には加速時又は減速時における検出値を用いて対路面ピッチ角の値を算出して、当該算出された値を用いて光軸角度を制御するものである（特許文献１の図４、図６等参照）。これにより、従来の光軸制御装置に対して検出値を光軸制御に使用可能なタイミングを増やしている。
特開２０１２－１０６７１９号公報 国際公開第２０１６／１４３１２４号
　通常、走行中の車両が加速するときは車体前方部が浮き上がり、いわゆる「ノーズリフト」が発生する。したがって、このときの検出値を用いて算出される対路面ピッチ角の値は、本来の算出対象である値θｖに加速時のノーズリフトによる誤差θｎが重畳されたものとなる。同様に、走行中の車両が減速するときは車体前方部が沈み込み、いわゆる「ノーズダイブ」が発生する。したがって、このときの検出値を用いて算出される対路面ピッチ角の値は、本来の算出対象である値θｖに減速時のノーズダイブによる誤差θｎが重畳されたものとなる。特許文献１記載の光軸制御装置は、これらの誤差θｎにより光軸制御の精度が低下するという問題があった。
　これに対して、特許文献２記載の光軸制御装置は、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ける検出値を用いて対路面ピッチ角の値を算出するものである。より具体的には、特許文献２記載の光軸制御装置は、当該車両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時点における検出値を用いて対路面ピッチ角の値を算出するものである。これにより、加減速時の車体前方部の浮き沈みによる誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。この結果、従来の光軸制御装置に対して検出値を光軸制御に使用可能なタイミングを増やすことができ、かつ、誤差θｎにより光軸制御の精度が低下するのを防ぐことができる。
　本発明は、特許文献２記載の光軸制御装置と異なるタイミングにおける検出値を用いて誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することにより、検出値を光軸制御に使用可能なタイミングを更に増やすことを目的とする。
　本発明の傾斜角度計測装置は、車両に設けられた加速度センサによる検出値を取得する加速度取得部と、車両が停止状態から走行状態に遷移するときの振動状態であるか否かを判定する第１車両状態判定部と、振動状態における検出値を用いて車両の対路面ピッチ角の値を算出する第１ピッチ角算出部と、を備えるものである。
　本発明によれば、特許文献２記載の光軸制御装置と異なるタイミングにおける検出値を用いて、加減速時の車体前方部の浮き沈みによる誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。
車両が発進するときの車両姿勢の時間変化を示す説明図である。 車両が発進するときの前後方向及び上下方向に対する車体の移動量の時間変化と、車両が発進するときの前後方向及び上下方向に対する車体の移動速度の時間変化と、車両が発進するときの前後方向及び上下方向に対する車体の加速度の時間変化とを示す説明図である。 図２に示す矩形Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｄにより囲まれた領域の拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る傾斜角度計測装置及び光軸制御装置の要部を示すブロック図である。 図５Ａは、本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る傾斜角度計測装置のうちの第１車両状態判定部及び第１ピッチ角算出部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る傾斜角度計測装置及び光軸制御装置の要部を示すブロック図である。 図８Ａは、本発明の実施の形態２に係る傾斜角度計測装置のうちの第２車両状態判定部及び第２ピッチ角算出部の動作を示すフローチャートである。図８Ｂは、本発明の実施の形態２に係る傾斜角度計測装置のうちの第１車両状態判定部及び第１ピッチ角算出部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る傾斜角度計測装置及び光軸制御装置の要部を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る傾斜角度計測装置のうちの第１車両状態判定部及び第１ピッチ角算出部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る他の傾斜角度計測装置及び光軸制御装置の要部を示すブロック図である。 図１２Ａは、本発明の実施の形態３に係る他の傾斜角度計測装置のうちの第２車両状態判定部及び第２ピッチ角算出部の動作を示すフローチャートである。図１２Ｂは、本発明の実施の形態３に係る他の傾斜角度計測装置のうちの第１車両状態判定部及び第１ピッチ角算出部の動作を示すフローチャートである。
　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、車両１が発進するときの車両姿勢の時間変化の一例を示している。なお、車両１はフロントエンジン型の四輪自動車であるものとする。図中、Ｒは路面を示している。
　初期状態において、車両１の車輪の回転は停止しており、かつ、車両１の車体は静止している（図中（ａ）参照）。
　アクセルペダルが踏み込まれてエンジンの回転数が上昇したとき、まず、ノーズリフトが発生して（図中（ｂ）参照）、次いで、車両１の車輪が回転し始めることにより車両１が前進し始める（図中（ｃ）参照）。その後、車両１の車輪が回転し続けることにより車両１が前進し続ける（図中（ｄ）～（ｉ）参照）。
　図中、矢印Ａ１の向きは車輪の回転方向を示している。また、矢印Ａ２の向きは前後方向に対する車両１の移動方向を示しており、矢印Ａ２の長さは前後方向に対する車両１の移動速度を示している。図中（ｃ）に示す状態から図中（ｉ）に示す状態に亘り、前後方向に対する車両１の移動速度が次第に上昇している。
　ここで、車両１の発進時のノーズリフトに起因して、車両１の車体に上下方向の振動が発生する（図中（ｂ）～（ｈ）参照）。この振動は、例えば、車両１に設けられたサスペンションの伸縮によるものであり、車体前方部における振動振幅が車体後方部における振動振幅よりも大きいものである。図中、矢印Ａ３の向きは当該振動による車体前方部の移動方向を示しており、矢印Ａ３の長さは車体前方部における当該振動の大きさを示している。
　以下、車両１が停止している状態を「停止状態」といい、車両１が発進する直前において車両１の車体が静止している状態を「静止状態」という。すなわち、図中（ａ）に示す状態は停止状態であり、かつ、静止状態である。
　また、車両１の発進時のノーズリフトに起因する車両１の車体の上下方向の振動が継続している状態を「振動状態」という。また、車両１が走行している状態であって、当該振動が十分に小さくなった状態（具体的には例えば車体前方部における振動振幅が所定値未満になった状態）を「走行状態」という。すなわち、図中（ｂ）～（ｈ）に示す状態は振動状態であり、図中（ｉ）に示す状態は走行状態である。
　また、図中（ｂ）～（ｈ）に示す状態は、車両１が停止状態から走行状態に遷移する状態でもある。以下、図中（ｂ）～（ｈ）に示す状態、すなわち振動状態を「遷移状態」ということがある。
　図２における矢印Ｉは、車両１が発進するときの前後方向及び上下方向に対する車体の移動量の時間変化の一例を示している。図２における矢印ＩＩは、車両１が発進するときの前後方向及び上下方向に対する車体の移動速度の時間変化の一例を示している。図２における矢印ＩＩＩは、車両１が発進するときの前後方向及び上下方向に対する車体の加速度の時間変化の一例を示している。矢印ＩＩＩにおける時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２は、図１における時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２にそれぞれ対応している。
　図２に示す如く、車両１の発進時のノーズリフトにより、車両１の車体に上下方向の振動が発生することが分かる。また、車両１が前進しつつ当該振動の振幅が次第に小さくなっていき、車両１が振動状態から走行状態に遷移することが分かる。図２には、矢印Ｉが振動状態に対応している範囲（すなわち矢印Ｉが遷移状態に対応している範囲）と、矢印Ｉが走行状態に対応している範囲とを示している。
　図３は、図２に示す矩形Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｄにより囲まれた領域の拡大図であり、より具体的には時刻ｔ１，ｔ２間における矢印ＩＩＩの拡大図である。図３に示す如く、時刻ｔ１，ｔ２間において、上下方向に対する車両１の車体の加速度が零値となるタイミングｔｃが存在する。このタイミングｔｃは、車両１の車体の上下方向の振動振幅の中心部に対応するタイミングであり（図２参照）、かつ、振動状態において車両１が静止状態における車両姿勢と同等の車両姿勢になるタイミングである（図１（ａ）及び図１（ｄ）参照）。以下、このタイミングｔｃを「基準タイミング」という。
　すなわち、車両１の車体に加速度センサが設けられている場合、基準タイミングｔｃに対する近傍のタイミングにおける検出値は、車両１が静止状態における車両姿勢と略同等の車両姿勢である状態における検出値となる。このため、基準タイミングｔｃに対する近傍のタイミングにおける検出値を用いることにより、加減速時の車体前方部の浮き沈みによる誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。
　具体的には、例えば、基準タイミングｔｃに対する直前のタイミング（すなわち時刻ｔ１に対応するタイミング）における検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１と基準タイミングｔｃに対する直後のタイミング（すなわち時刻ｔ２に対応するタイミング）における検出値Ｇｘ２，Ｇｚ２とを用いて、以下の式（１）及び式（２）に基づく式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。ここで、Ｇｘ１及びＧｘ２の各々は前後方向の加速度を示しており、Ｇｚ１及びＧｚ２の各々は上下方向の加速度を示している。
　Ｇｘ２－Ｇｘ１＝ΔＧｘ　（１）
　Ｇｚ２－Ｇｚ１＝ΔＧｚ　（２）
　θｖ＝ｔａｎ－１（ΔＧｚ／ΔＧｘ）　（３）
　実施の形態１の傾斜角度計測装置１００は、以上の原理により対路面ピッチ角の値θｖを算出するものである。実施の形態１の光軸制御装置２００は、傾斜角度計測装置１００により算出された対路面ピッチ角の値θｖを用いて光軸角度を制御するものである。以下、図４を参照して、実施の形態１の傾斜角度計測装置１００及び光軸制御装置２００について説明する。
　加速度センサ２は、例えば、車両１の車体に設けられた２軸の加速度センサにより構成されている。加速度センサ２は、前後方向の加速度Ｇｘ及び上下方向の加速度Ｇｚを検出して、これらの検出値Ｇｘ，Ｇｚを所定の時間間隔にて出力するものである。加速度取得部１１は、加速度センサ２により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを取得して、これらの検出値Ｇｘ，Ｇｚを所定の時間間隔にて第１ピッチ角算出部１３に出力するものである。通常、加速度取得部１１による検出値Ｇｘ，Ｇｚの出力間隔は、加速度センサ２による検出値Ｇｘ，Ｇｚの出力間隔よりも大きい値に設定されている。
　第１車両状態判定部１２は、車両１の走行速度を示す情報（以下「車速情報」という。）を取得するものである。また、第１車両状態判定部１２は、車両１の車輪の回転回数を示す情報（以下「回転回数情報」という。）又は車両１の車輪の回転による車両１の移動距離を示す情報（以下「移動距離情報」という。）を取得するものである。これらの情報は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格に基づく車両１内のコンピュータネットワーク（不図示）から取得することができる。第１車両状態判定部１２は、これらの情報を用いて、車両１が遷移状態であるか否か（すなわち車両１が振動状態であるか否か）を判定するものである。
　具体的には、例えば、第１車両状態判定部１２は、車速情報を用いて、車両１の走行速度が零値から零値よりも大きい値に変化したタイミングを検出する。第１車両状態判定部１２は、当該検出されたタイミングが遷移状態の開始タイミング（以下、単に「開始タイミング」ということがある。）であると判定する。その後、第１車両状態判定部１２は、回転回数情報を用いて開始タイミング以降における車両１の車輪の回転回数を算出して、当該算出された回転回数を所定の閾値（例えば３回）と比較する。第１車両状態判定部１２は、当該算出された回転回数が閾値以上になったタイミングを検出して、当該検出されたタイミングが遷移状態の終了タイミング（以下、単に「終了タイミング」ということがある。）であると判定する。第１車両状態判定部１２は、開始タイミングから終了タイミングまでの時間区間は車両１が遷移状態であると判定し、それ以外の時間区間は車両１が遷移状態でないと判定する。
　または、例えば、第１車両状態判定部１２は、車速情報を用いて車両１の走行速度が零値から零値よりも大きい値に変化したタイミングを検出する。第１車両状態判定部１２は、当該検出されたタイミングが遷移状態の開始タイミングであると判定する。その後、第１車両状態判定部１２は、移動距離情報を用いて開始タイミング以降における車両１の移動距離を算出して、当該算出された移動距離を所定の閾値（例えば１０メートル）と比較する。第１車両状態判定部１２は、当該算出された移動距離が閾値以上になったタイミングを検出して、当該検出されたタイミングが遷移状態の終了タイミングであると判定する。第１車両状態判定部１２は、開始タイミングから終了タイミングまでの時間区間は車両１が遷移状態であると判定し、それ以外の時間区間は車両１が遷移状態でないと判定する。
　第１車両状態判定部１２における閾値は、車両１の車輪の直径及び車両１に設けられたサスペンションの性能などに基づき、開始タイミングから終了タイミングまでの時間区間が遷移状態の継続時間に対応するものとなるように予め設定されたものである。すなわち、回転回数に対する閾値は３回に限定されるものではなく、移動距離に対する閾値は１０メートルに限定されるものではない。
　第１ピッチ角算出部１３は、第１車両状態判定部１２により車両１が遷移状態であると判定された場合、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、車両１の対路面ピッチ角の値θｖを算出するものである。
　具体的には、例えば、第１ピッチ角算出部１３は、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚが示す上下方向の加速度Ｇｚが零値になるタイミングを検出する。これにより、遷移状態において車両１が静止状態における車両姿勢と同等の車両姿勢になるタイミング、すなわち基準タイミングｔｃが検出される。第１ピッチ角算出部１３は、基準タイミングｔｃに対する直前のタイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１と基準タイミングｔｃに対する直後のタイミングにおける検出値Ｇｘ２，Ｇｚ２とを用いて、上記式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　光軸制御部２１は、第１ピッチ角算出部１３により算出された対路面ピッチ角の値θｖを用いて、車両１の車体に設けられた前照灯３の光軸角度を制御するものである。
　具体的には、例えば、光軸制御部２１は、第１ピッチ角算出部１３により算出された対路面ピッチ角の値θｖを用いて、前照灯３の光軸を路面に対して略平行に制御するための信号（以下「光軸制御信号」という。）を生成する。光軸制御部２１は、光軸制御信号を前照灯３に出力する。前照灯３に設けられた駆動装置（不図示）が光軸制御信号に応じて前照灯３の光軸を回動させることにより、前照灯３の光軸が路面に対して略平行な状態に制御される。
　加速度取得部１１、第１車両状態判定部１２及び第１ピッチ角算出部１３により、傾斜角度計測装置１００の要部が構成されている。傾斜角度計測装置１００及び光軸制御部２１により、光軸制御装置２００の要部が構成されている。
　次に、図５Ａを参照して、光軸制御装置２００の要部のハードウェア構成について説明する。
　加速度取得部１１が検出値Ｇｘ，Ｇｚを取得する機能、及び第１車両状態判定部１２が各種情報を取得する機能は、受信機３３により実現される。
　メモリ３２には、第１車両状態判定部１２が車両１が遷移状態であるか否かを判定する機能、第１ピッチ角算出部１３が対路面ピッチ角の値θｖを算出する機能、及び光軸制御部２１が光軸制御信号を生成する機能に対応するプログラムが記憶されている。メモリ３２に記憶されているプログラムをプロセッサ３１が読み出して実行することにより、これらの機能が実現される。
　光軸制御部２１が光軸制御信号を出力する機能は、送信機３４により実現される。
　プロセッサ３１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを用いたものである。
　メモリ３２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）若しくはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク又は光磁気ディスクなどを用いたものである。
　なお、第１車両状態判定部１２が車両１が遷移状態であるか否かを判定する機能、第１ピッチ角算出部１３が対路面ピッチ角の値θｖを算出する機能、及び光軸制御部２１が光軸制御信号を生成する機能は、図５Ｂに示す如く処理回路３５により実現されるものであっても良い。または、これらの機能のうちの一部の機能がプロセッサ３１及びメモリ３２により実現され、かつ、これらの機能のうちの残余の機能が処理回路３５により実現されるものであっても良い。
　処理回路３５は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などを用いたものである。
　次に、図６のフローチャートを参照して、傾斜角度計測装置１００の動作について、第１車両状態判定部１２及び第１ピッチ角算出部１３の動作を中心に説明する。
　光軸制御装置２００の電源がオンされている状態にて、加速度取得部１１は、加速度センサ２により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを取得して、これらの検出値Ｇｘ，Ｇｚを第１ピッチ角算出部１３に出力する処理を所定の時間間隔にて実行する。当該処理と並列に、以下のステップＳＴ１，ＳＴ２の処理が実行される。
　まず、ステップＳＴ１にて、第１車両状態判定部１２は、車両１が遷移状態であるか否か（すなわち車両１が振動状態であるか否か）を判定する。第１車両状態判定部１２による判定方法の具体例は上記のとおりである。
　第１車両状態判定部１２により車両１が遷移状態であると判定された場合（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ２にて、第１ピッチ角算出部１３は、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　具体的には、例えば、第１ピッチ角算出部１３は、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚが示す上下方向の加速度Ｇｚが零値になるタイミングを検出する。これにより、基準タイミングｔｃが検出される。第１ピッチ角算出部１３は、基準タイミングｔｃに対する直前のタイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１と基準タイミングｔｃに対する直後のタイミングにおける検出値Ｇｘ２，Ｇｚ２とを用いて、上記式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。第１ピッチ角算出部１３は、当該算出された値θｖを光軸制御部２１に出力する。
　このように、車両１が停止状態から走行状態に遷移するときの振動状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、加減速時の車体前方部の浮き沈みによる誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。この結果、検出値Ｇｘ，Ｇｚを光軸制御に使用可能なタイミングを増やすことができ、かつ、誤差θｎにより光軸制御の精度が低下するのを防ぐことができる。
　なお、車両１は発進する度毎に遷移状態となるものであり、かつ、各回の遷移状態において車両１が静止状態における車両姿勢と同等の車両姿勢になるタイミング（すなわち基準タイミングｔｃ）は複数回存在するものである。これに対して、第１ピッチ角算出部１３は、各回の遷移状態において１回のみ対路面ピッチ角の値θｖを算出するものであっても良い。これにより、傾斜角度計測装置１００の処理負荷を低減することができる。
　また、第１車両状態判定部１２は車両１内にて取得可能な情報を用いて車両１が遷移状態であるか否かを判定するものであれば良く、第１車両状態判定部１２による判定方法は上記の具体例に限定されるものではない。
　また、振動状態における上下方向の振動振幅の中心部に対応するタイミングは、上下方向に対する車体の加加速度が極大値又は極小値になるタイミングでもある。そこで、第１ピッチ角算出部１３は、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚが示す上下方向の加速度Ｇｚを微分することにより加加速度を算出して、当該算出された加加速度が極大値又は極小値になるタイミングを基準タイミングｔｃとして検出するものであっても良い。
　また、振動状態における上下方向の振動振幅の中心部に対応するタイミングは、上下方向に対する車体の移動速度が極大値又は極小値になるタイミングでもある。そこで、第１ピッチ角算出部１３は、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚが示す上下方向の加速度Ｇｚを積分することにより移動速度を算出して、当該算出された移動速度が極大値又は極小値になるタイミングを基準タイミングｔｃとして検出するものであっても良い。
　また、振動状態における上下方向の振動振幅の中心部に対応するタイミングは、上下方向に対する車体の移動量が極大値と極小値間の中央の値又は極大値と極小値との平均値になるタイミングでもある。そこで、第１ピッチ角算出部１３は、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚが示す上下方向の加速度Ｇｚを積分することにより移動速度を算出して、当該算出された移動速度を積分することにより移動量を算出して、当該算出された移動量が極大値と極小値間の中央の値又は極大値と極小値との平均値になるタイミングを基準タイミングｔｃとして検出するものであっても良い。
　また、第１ピッチ角算出部１３は、基準タイミングｔｃに対する近傍の複数タイミングにおける検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、基準タイミングｔｃを含む時間区間における矢印ＩＩＩに対応する特性線の近似直線を最小二乗法により求めて、当該近似直線の傾きによりθｖを算出するものであれば良い。すなわち、上記式（１）～式（３）は、基準タイミングｔｃに対する近傍の２タイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２を直線近似に用いる場合の式である。
　また、基準タイミングｔｃに対する近傍の２タイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２を直線近似に用いる場合、Ｇｘ１，Ｇｚ１は基準タイミングｔｃに対する直前のタイミングにおける検出値に限定されるものではなく、Ｇｘ２，Ｇｚ２は基準タイミングｔｃに対する直後のタイミングにおける検出値に限定されるものではない。
　例えば、Ｇｘ１，Ｇｚ１は、基準タイミングｔｃと同一のタイミング、基準タイミングｔｃに対するｎ個前のタイミング（ｎは１以上の整数）、又は基準タイミングｔｃに対するｍ個後のタイミング（ｍは１以上の整数）のうちのいずれのタイミングにおける検出値を用いたものであっても良い。また、Ｇｘ２，Ｇｚ２は、これらのタイミングのうちのＧｘ１，Ｇｚ１の検出タイミングと異なる任意のタイミングにおける検出値を用いたものであっても良い。
　ただし、加速度取得部１１による検出値Ｇｘ，Ｇｚの出力間隔が大きいほど、ｎ，ｍは小さい値に設定するのが好適である。これは、誤差θｎを排除する観点から、車両１の車両姿勢が静止状態の車両姿勢に十分に近い状態における検出値をＧｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２に用いるのが好適だからである。
　以上のように、実施の形態１の傾斜角度計測装置１００は、車両１に設けられた加速度センサ２による検出値Ｇｘ，Ｇｚを取得する加速度取得部１１と、車両１が停止状態から走行状態に遷移するときの振動状態であるか否かを判定する第１車両状態判定部１２と、振動状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて車両１の対路面ピッチ角の値θｖを算出する第１ピッチ角算出部１３と、を備える。これにより、加減速時の車体前方部の浮き沈みによる誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。この結果、検出値Ｇｘ，Ｇｚを光軸制御に使用可能なタイミングを増やすことができ、かつ、誤差θｎにより光軸制御の精度が低下するのを防ぐことができる。
　また、第１ピッチ角算出部１３は、振動状態において車両１が静止状態における車両姿勢と同等の車両姿勢になる基準タイミングｔｃを検出して、基準タイミングｔｃに対する近傍の複数タイミングにおける検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出する。図１～図３を参照して説明した原理に基づき、矢印ＩＩＩに対応する特性線の直線近似により、誤差θｎが排除された対路面ピッチ角の値θｖを算出することができる。
　また、第１ピッチ角算出部１３は、振動状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、振動状態における振動振幅の中心部に対応するタイミングを基準タイミングｔｃとして検出する。これにより、加速度センサ２による検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて基準タイミングｔｃを検出することができる。この結果、基準タイミングｔｃを検出するための専用のセンサ類を不要とすることができる。
　また、実施の形態１の光軸制御装置２００は、傾斜角度計測装置１００と、第１ピッチ角算出部１３により算出された対路面ピッチ角の値θｖを用いて、車両１に設けられた前照灯３の光軸角度を制御する光軸制御部２１と、を備える。傾斜角度計測装置１００を用いることにより、光軸制御の精度を向上することができる。
実施の形態２．
　図７は、実施の形態２に係る傾斜角度計測装置及び光軸制御装置の要部を示すブロック図である。図７を参照して、実施の形態２の傾斜角度計測装置１００ａ及び光軸制御装置２００ａについて説明する。なお、図７において、図４に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
　第２車両状態判定部１４は、車速情報を取得するものである。車速情報は、例えば、ＣＡＮ規格に基づく車両１内のコンピュータネットワーク（不図示）から取得することができる。第２車両状態判定部１４は、車速情報を用いて、車両１が停止状態であるか否かを判定するものである。
　具体的には、例えば、第２車両状態判定部１４は、車速情報を用いて、車両１の走行速度が零値であるか否かを判定する。車両１の走行速度が零値である場合、第２車両状態判定部１４は車両１が停止状態であると判定する。他方、車両１の走行速度が零値よりも大きい値である場合、第１車両状態判定部１２は車両１が停止状態でないと判定する。
　第２ピッチ角算出部１５は、第２車両状態判定部１４により車両１が停止状態であると判定された場合、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、車両１の対路面ピッチ角の値θｖを算出するものである。
　具体的には、例えば、第２ピッチ角算出部１５は、第２車両状態判定部１４による判定結果が車両１が停止状態であることを示しているとき、加速度取得部１１により検出値Ｇｘ，Ｇｚが出力される度毎に、以下の式（４）により、水平面に対する車体のピッチ方向の傾斜角度（以下「対水平面ピッチ角」という。）の値θを算出する。第２ピッチ角算出部１５は、対水平面ピッチ角の値θを算出する度毎に、前回算出された値θに対する今回算出された値θの変化量Δθを算出する。
　θ＝ｔａｎ－１（Ｇｘ／Ｇｚ）　（４）
　ここで、車両１が停止状態であるとき、車両１の現在位置において、水平面に対する路面のピッチ方向の傾斜角度（以下「路面勾配角」という。）の値θｒが変化する蓋然性は低い。そこで、第２ピッチ角算出部１５は、対水平面ピッチ角の変化量Δθが対路面ピッチ角の変化量であると擬制して、変化量Δθの積算により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　より具体的には、第２ピッチ角算出部１５には、対路面ピッチ角の初期値θｖｏが予め設定されている。第２ピッチ角算出部１５は、第１回目の変化量Δθを算出したとき、当該算出された変化量Δθを初期値θｖｏに加算することによりθｖを算出する。その後、第２ピッチ角算出部１５は、第２回目以降の各回の変化量Δθを算出する度毎に、当該算出された変化量Δθを直前のθｖに加算することによりθｖを更新する。すなわち、第２ピッチ角算出部１５は、以下の式（５）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　θｖ＋Δθ→θｖ　（５）
　第１ピッチ角算出部１３ａは、第１車両状態判定部１２により車両１が遷移状態であると判定された場合、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、車両１の対路面ピッチ角の値θｖを算出するものである。
　第１ピッチ角算出部１３ａによるθｖの算出方法は、図４に示す第１ピッチ角算出部１３によるθｖの算出方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、第１ピッチ角算出部１３ａは、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて基準タイミングｔｃを検出する。第１ピッチ角算出部１３ａは、基準タイミングｔｃに対する近傍の２タイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２を用いて、上記式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　光軸制御部２１は、第１ピッチ角算出部１３ａ又は第２ピッチ角算出部１５により算出された対路面ピッチ角の値θｖを用いて光軸制御を実行するようになっている。すなわち、車両１が停止状態であるとき、光軸制御部２１は第２ピッチ角算出部１５により算出されたθｖを用いて光軸制御を実行する。車両１が遷移状態であるとき、光軸制御部２１は第１ピッチ角算出部１３ａにより算出されたθｖを用いて光軸制御を実行する。
　ここで、第１ピッチ角算出部１３ａは、対路面ピッチ角の値θｖを算出したとき、第２ピッチ角算出部１５における最新のθｖを当該算出されたθｖに置き換えるようになっている。
　すなわち、第２ピッチ角算出部１５は変化量Δθの積算によりθｖを算出するものである。このため、一時的な車両姿勢の変化などによりθｖに重畳された誤差が累積していき、いわゆる「累積誤差」が発生する。これに対して、第１ピッチ角算出部１３ａが上記式（３）によりθｖを算出したとき、第２ピッチ角算出部１５における最新のθｖを当該算出されたθｖに置き換えることにより、第２ピッチ角算出部１５におけるθｖを校正して累積誤差を解消することができる。
　第１車両状態判定部１２及び第２車両状態判定部１４により、車両状態判定部１６が構成されている。第１ピッチ角算出部１３ａ及び第２ピッチ角算出部１５により、ピッチ角算出部１７が構成されている。加速度取得部１１、車両状態判定部１６及びピッチ角算出部１７により、傾斜角度計測装置１００ａの要部が構成されている。傾斜角度計測装置１００ａ及び光軸制御部２１により、光軸制御装置２００ａの要部が構成されている。
　光軸制御装置２００ａの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図５を参照して説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、第２車両状態判定部１４が車速情報を取得する機能は受信機３３により実現される。また、第２車両状態判定部１４が車両１が停止状態であるか否かを判定する機能、及び第２ピッチ角算出部１５が対路面ピッチ角の値θｖを算出する機能に対応するプログラムがメモリ３２に記憶されており、当該プログラムをプロセッサ３１が読み出して実行することによりこれらの機能が実現される。または、処理回路３５によりこれらの機能が実現される。
　次に、図８のフローチャートを参照して、傾斜角度計測装置１００ａの動作について、車両状態判定部１６及びピッチ角算出部１７の動作を中心に説明する。
　光軸制御装置２００ａの電源がオンされている状態にて、加速度取得部１１は、加速度センサ２により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを取得して、これらの検出値Ｇｘ，Ｇｚをピッチ角算出部１７に出力する処理を所定の時間間隔にて実行する。当該処理と並列に、以下のステップＳＴ１１，ＳＴ１２の処理及び以下のステップＳＴ１～ＳＴ３の処理が実行される。
　まず、ステップＳＴ１１にて、第２車両状態判定部１４は、車両１が停止状態であるか否かを判定する。第２車両状態判定部１４による判定方法の具体例は上記のとおりである。
　第２車両状態判定部１４により車両１が停止状態であると判定された場合（ステップＳＴ１１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１２にて、第２ピッチ角算出部１５は、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　具体的には、例えば、第２ピッチ角算出部１５は、上記式（４）により対水平面ピッチ角の値θを算出して、変化量Δθを算出する。第２ピッチ角算出部１５は、変化量Δθの積算により、すなわち上記式（５）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。第２ピッチ角算出部１５は、当該算出された値θｖを光軸制御部２１に出力する。
　また、ステップＳＴ１にて、第１車両状態判定部１２は、車両１が遷移状態であるか否か（すなわち車両１が振動状態であるか否か）を判定する。第１車両状態判定部１２による判定方法の具体例は実施の形態１にて説明したとおりである。
　第１車両状態判定部１２により車両１が遷移状態であると判定された場合（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ２にて、第１ピッチ角算出部１３ａは、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　具体的には、例えば、第１ピッチ角算出部１３ａは、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて基準タイミングｔｃを検出する。第１ピッチ角算出部１３ａは、基準タイミングｔｃに対する近傍の２タイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２を用いて、上記式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。第１ピッチ角算出部１３ａは、当該算出された値θｖを光軸制御部２１に出力する。
　次いで、ステップＳＴ３にて、第１ピッチ角算出部１３ａは、第２ピッチ角算出部１５における最新のθｖをステップＳＴ２で算出されたθｖに置き換える。これにより、第２ピッチ角算出部１５におけるθｖが校正される。
　なお、第２車両状態判定部１４は車両１内にて取得可能な情報を用いて車両１が停止状態であるか否かを判定するものであれば良く、第２車両状態判定部１４による判定方法は上記の具体例に限定されるものではない。
　また、第２ピッチ角算出部１５は停止状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出するものであれば良く、第２ピッチ角算出部１５による算出方法は上記の具体例に限定されるものではない。
　また、第１ピッチ角算出部１３ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例、すなわち図４に示す第１ピッチ角算出部１３と同様の種々の変形例を採用することができる。
　以上のように、実施の形態２の傾斜角度計測装置１００ａは、車両１が停止状態であるか否かを判定する第２車両状態判定部１４と、停止状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出する第２ピッチ角算出部１５と、を備え、第１ピッチ角算出部１３ａは、対路面ピッチ角の値θｖを算出したとき、第２ピッチ角算出部１５における対路面ピッチ角の値θｖを当該算出された値θｖに置き換える。これにより、第２ピッチ角算出部１５におけるθｖを校正して累積誤差を解消することができる。
実施の形態３．
　図９は、実施の形態３に係る傾斜角度計測装置及び光軸制御装置の要部を示すブロック図である。図９を参照して、実施の形態３の傾斜角度計測装置１００ｂ及び光軸制御装置２００ｂについて説明する。なお、図９において、図４に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
　ノーズダイブ判定部１８は、車両１の現在位置における路面勾配角の値θｒを示す情報（以下「路面勾配情報」という。）及び車両１の車種を示す情報（以下「車種情報」という。）を取得するものである。これらの情報は、例えば、ＣＡＮ規格に基づく車両１内のコンピュータネットワーク（不図示）から取得することができる。ノーズダイブ判定部１８は、これらの情報を用いて、車両１のノーズダイブ量が所定量（以下「基準量」という。）以上であるか否かを判定するものである。
　具体的には、例えば、ノーズダイブ判定部１８は、路面勾配情報を用いて、車両１の現在位置における路面が下り坂であるか否かを判定する。また、ノーズダイブ判定部１８は、車種情報を用いて、車両１がフロントエンジン型の車種であるか否かを判定する。ノーズダイブ判定部１８は、車両１がフロントエンジン型の車種であり、かつ、車両１の現在位置における路面が下り坂である場合、車両１のノーズダイブ量が基準量以上であると判定する。そうでない場合、ノーズダイブ判定部１８は、車両１のノーズダイブ量が基準量未満であると判定する。
　第１ピッチ角算出部１３ｂは、第１車両状態判定部１２により車両１が遷移状態であると判定された場合、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて、車両１の対路面ピッチ角の値θｖを算出するものである。
　第１ピッチ角算出部１３ｂによるθｖの算出方法は、図４に示す第１ピッチ角算出部１３によるθｖの算出方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、第１ピッチ角算出部１３ｂは、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて基準タイミングｔｃを検出する。第１ピッチ角算出部１３ｂは、基準タイミングｔｃに対する近傍の２タイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２を用いて、上記式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　ただし、第１ピッチ角算出部１３ｂは、ノーズダイブ判定部１８により車両１のノーズダイブ量が基準量以上であると判定された場合、対路面ピッチ角の値θｖの算出をキャンセルするようになっている。
　通常、光軸制御装置は、平地にて前照灯の光軸が路面に対して略平行な状態となるように制御するものである。一般に、フロントエンジン型の車両は、上り坂にて発生するノーズダイブ量が平地にて発生するノーズダイブ量と同等である一方、下り坂にて発生するノーズダイブ量が平地にて発生するノーズダイブ量よりも大きいという特性を有している。このため、下り坂における検出値を用いて算出された対路面ピッチ角の値に基づき光軸角度を制御した場合、車両が下り坂から平地に移動したとき、前照灯の光軸が路面に対して非平行な状態となる。すなわち、平地におけるノーズダイブ量に対する下り坂におけるノーズダイブ量の差分値に応じた誤差が対路面ピッチ角の値に重畳される。
　これに対して、第１ピッチ角算出部１３ｂは、車両１がフロントエンジン型の車種であり、かつ、車両１の現在位置における路面が下り坂である場合、θｖの算出をキャンセルするものである。これにより、平地におけるノーズダイブ量に対する下り坂におけるノーズダイブ量の差分値に応じた誤差がθｖに重畳されるのを回避することができる。
　加速度取得部１１、第１車両状態判定部１２、第１ピッチ角算出部１３ｂ及びノーズダイブ判定部１８により、傾斜角度計測装置１００ｂの要部が構成されている。傾斜角度計測装置１００ｂ及び光軸制御部２１により、光軸制御装置２００ｂの要部が構成されている。
　光軸制御装置２００ｂの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図５を参照して説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。すなわち、ノーズダイブ判定部１８が路面勾配情報及び車種情報を取得する機能は受信機３３により実現される。また、ノーズダイブ判定部１８が車両１のノーズダイブ量が基準量以上であるか否かを判定する機能に対応するプログラムがメモリ３２に記憶されており、当該プログラムをプロセッサ３１が読み出して実行することにより当該機能が実現される。または、処理回路３５により当該機能が実現される。
　次に、図１０のフローチャートを参照して、傾斜角度計測装置１００ｂの動作について、第１車両状態判定部１２、第１ピッチ角算出部１３ｂ及びノーズダイブ判定部１８の動作を中心に説明する。
　光軸制御装置２００ｂの電源がオンされている状態にて、加速度取得部１１は、加速度センサ２により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを取得して、これらの検出値Ｇｘ，Ｇｚを第１ピッチ角算出部１３ｂに出力する処理を所定の時間間隔にて実行する。当該処理と並列に、以下のステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ４の処理が実行される。
　まず、ステップＳＴ１にて、第１車両状態判定部１２は、車両１が遷移状態であるか否か（すなわち車両１が振動状態であるか否か）を判定する。第１車両状態判定部１２による判定方法の具体例は実施の形態１にて説明したとおりである。
　第１車両状態判定部１２により車両１が遷移状態であると判定された場合（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ４にて、ノーズダイブ判定部１８は、車両１のノーズダイブ量が基準量以上であるか否かを判定する。ノーズダイブ判定部１８による判定方法の具体例は上記のとおりである。
　ノーズダイブ判定部１８により車両１のノーズダイブ量が基準量未満であると判定された場合（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、ステップＳＴ２にて、第１ピッチ角算出部１３ｂは、加速度取得部１１により出力された検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて対路面ピッチ角の値θｖを算出する。
　具体的には、例えば、第１ピッチ角算出部１３ｂは、遷移状態における検出値Ｇｘ，Ｇｚを用いて基準タイミングｔｃを検出する。第１ピッチ角算出部１３ｂは、基準タイミングｔｃに対する近傍の２タイミングにおける検出値Ｇｘ１，Ｇｚ１，Ｇｘ２，Ｇｚ２を用いて、上記式（３）により対路面ピッチ角の値θｖを算出する。第１ピッチ角算出部１３ｂは、当該算出された値θｖを光軸制御部２１に出力する。
　ただし、ノーズダイブ判定部１８により車両１のノーズダイブ量が基準量以上であると判定された場合（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、第１ピッチ角算出部１３ｂによるθｖの算出はキャンセルされる。すなわち、ステップＳＴ２の処理はスキップされる。
　なお、ノーズダイブ判定部１８は車両１内にて取得可能な情報を用いて車両１のノーズダイブ量が基準量以上であるか否かを判定するものであれば良く、ノーズダイブ判定部１８による判定方法は上記の具体例に限定されるものではない。
　また、第１ピッチ角算出部１３ｂは、上記式（４）により対水平面ピッチ角の値θを算出して、以下の式（６）により路面勾配角の値θｒを算出するものであっても良い。ノーズダイブ判定部１８は、第１ピッチ角算出部１３ｂにより算出された路面勾配角の値θｒを示す路面勾配情報を、第１ピッチ角算出部１３ｂから取得するものであっても良い。
　θｒ＝θ－θｖ　（６）
　また、第１ピッチ角算出部１３ｂは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例、すなわち図４に示す第１ピッチ角算出部１３と同様の種々の変形例を採用することができる。
　また、傾斜角度計測装置１００ｂは、図７に示す傾斜角度計測装置１００ａにおける第１ピッチ角算出部１３ａを第１ピッチ角算出部１３ｂに置き換えるとともに、図７に示す傾斜角度計測装置１００ａにノーズダイブ判定部１８を付加してなるものであっても良い。この場合のブロック図を図１１に示し、この場合のフローチャートを図１２に示す。
　すなわち、第１ピッチ角算出部１３ｂは、ノーズダイブ判定部１８により車両１のノーズダイブ量が基準量以上であると判定された場合、対路面ピッチ角の値θｖの算出をキャンセルするものであり、かつ、対路面ピッチ角の値θｖを算出したとき、第２ピッチ角算出部１５における最新のθｖを当該算出されたθｖに置き換えるものであっても良い。図１２に示す各ステップにおける処理内容は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
　以上のように、実施の形態３の傾斜角度計測装置１００ｂは、車両１のノーズダイブ量が基準量以上であるか否かを判定するノーズダイブ判定部１８を備え、第１ピッチ角算出部１３ｂは、ノーズダイブ量が基準量以上であると判定された場合、対路面ピッチ角の値θｖの算出をキャンセルする。これにより、通常時のノーズダイブ量よりも大きいノーズダイブ量が発生しているとき、θｖの算出をキャンセルすることができる。この結果、前者のノーズダイブ量に対する後者のノーズダイブ量の差分値に応じた誤差がθｖに重畳されるのを回避することができる。
　また、ノーズダイブ判定部１８は、車両１がフロントエンジン型の車種であり、かつ、車両１の現在位置における路面が下り坂である場合、ノーズダイブ量が基準量以上であると判定する。これにより、平地におけるノーズダイブ量に対する下り坂におけるノーズダイブ量の差分値に応じた誤差がθｖに重畳されるのを回避することができる。
　なお、本願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、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　本発明の傾斜角度計測装置は、例えば、前照灯の光軸制御に用いることができる。
　１　車両、２　加速度センサ、３　前照灯、１１　加速度取得部、１２　第１車両状態判定部、１３，１３ａ，１３ｂ　第１ピッチ角算出部、１４　第２車両状態判定部、１５　第２ピッチ角算出部、１６　車両状態判定部、１７　ピッチ角算出部、１８　ノーズダイブ判定部、２１　光軸制御部、３１　プロセッサ、３２　メモリ、３３　受信機、３４　送信機、３５　処理回路、１００，１００ａ，１００ｂ　傾斜角度計測装置、２００，２００ａ，２００ｂ　光軸制御装置。

Claims (11)

  1. 　車両に設けられた加速度センサによる検出値を取得する加速度取得部と、
    　前記車両が停止状態から走行状態に遷移するときの振動状態であるか否かを判定する第１車両状態判定部と、
    　前記振動状態における前記検出値を用いて前記車両の対路面ピッチ角の値を算出する第１ピッチ角算出部と、
    　を備える傾斜角度計測装置。
  2. 　前記第１ピッチ角算出部は、前記振動状態において前記車両が静止状態における車両姿勢と同等の車両姿勢になる基準タイミングを検出して、前記基準タイミングに対する近傍の複数タイミングにおける前記検出値を用いて前記対路面ピッチ角の値を算出することを特徴とする請求項１記載の傾斜角度計測装置。
  3. 　前記第１ピッチ角算出部は、前記振動状態における前記検出値を用いて、前記振動状態における振動振幅の中心部に対応するタイミングを前記基準タイミングとして検出することを特徴とする請求項２記載の傾斜角度計測装置。
  4. 　前記第１ピッチ角算出部は、前記振動状態における前記検出値が示す上下方向の加速度が零値になるタイミングを前記基準タイミングとして検出することを特徴とする請求項３記載の傾斜角度計測装置。
  5. 　前記第１ピッチ角算出部は、前記振動状態における前記検出値が示す上下方向の加速度を微分することにより加加速度を算出して、前記加加速度が極大値又は極小値になるタイミングを前記基準タイミングとして検出することを特徴とする請求項３記載の傾斜角度計測装置。
  6. 　前記第１ピッチ角算出部は、前記振動状態における前記検出値が示す上下方向の加速度を積分することにより移動速度を算出して、前記移動速度が極大値又は極小値になるタイミングを前記基準タイミングとして検出することを特徴とする請求項３記載の傾斜角度計測装置。
  7. 　前記第１ピッチ角算出部は、前記振動状態における前記検出値が示す上下方向の加速度を積分することにより移動速度を算出して、前記移動速度を積分することにより移動量を算出して、前記移動量が極大値と極小値間の中央の値又は極大値と極小値との平均値になるタイミングを前記基準タイミングとして検出することを特徴とする請求項３記載の傾斜角度計測装置。
  8. 　前記車両が前記停止状態であるか否かを判定する第２車両状態判定部と、
    　前記停止状態における前記検出値を用いて前記対路面ピッチ角の値を算出する第２ピッチ角算出部と、を備え、
    　前記第１ピッチ角算出部は、前記対路面ピッチ角の値を算出したとき、前記第２ピッチ角算出部における前記対路面ピッチ角の値を当該算出された値に置き換える
    　ことを特徴とする請求項１記載の傾斜角度計測装置。
  9. 　前記車両のノーズダイブ量が基準量以上であるか否かを判定するノーズダイブ判定部を備え、
    　前記第１ピッチ角算出部は、前記ノーズダイブ量が前記基準量以上であると判定された場合、前記対路面ピッチ角の値の算出をキャンセルする
    　ことを特徴とする請求項１記載の傾斜角度計測装置。
  10. 　前記ノーズダイブ判定部は、前記車両がフロントエンジン型の車種であり、かつ、前記車両の現在位置における路面が下り坂である場合、前記ノーズダイブ量が前記基準量以上であると判定することを特徴とする請求項９記載の傾斜角度計測装置。
  11. 　請求項１記載の傾斜角度計測装置と、
    　前記第１ピッチ角算出部により算出された前記対路面ピッチ角の値を用いて、前記車両に設けられた前照灯の光軸角度を制御する光軸制御部と、
    　を備える光軸制御装置。
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