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`(54)
`
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`
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`
`(57)【要約】
`【課題】 自動二輪車で走行中にピッチ角、バンク角、
`舵角等が変化しても、前照灯の照射範囲を安定に確保す
`る。
`【解決手段】 前照灯光軸制御装置１０は、ピッチ角θ
`ｐを検出するポテンショメータ１２１，１２２と、バン
`ク角θｂを検出する角速度センサ１４と、舵角θｓを検
`出する舵角センサ１６と、車速ｖを検出する車速センサ
`１８と、ピッチ角方向Ｄｐ、バンク角方向Ｄｂ及び舵角
`方向Ｄｓに前照灯２０の光軸を回動するステップモータ
`２２ｘ，２２ｙ，２２ｚと、検出されたピッチ角θｐ、
`バンク角θｂ、舵角θｓ及び車速ｖに基づきピッチ角方
`向補正量Ｄｐｙ、バンク角方向補正量Ｄｂｘ及び舵角方
`向補正量Ｄｓｚを求め、ステップモータ２２ｘ，２２
`ｙ，２２ｚを介して前記光軸の角度を補正する制御部２
`４とを備えている。
`
`−1−
`
`TOYOTA EX. 1006
`
`

`
`1
`
`【特許請求の範囲】
`【請求項１】 ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`ピッチ角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータ
`と、前記ピッチ角センサによって検出されたピッチ角に
`基づきピッチ角方向補正量を求め、前記アクチュエータ
`を介して前記光軸の角度を補正する制御部とを備えた、
`自動二輪車の前照灯光軸制御装置。
`【請求項２】 バンク角を検出するバンク角センサと、
`バンク角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータ
`と、前記バンク角センサによって検出されたバンク角に
`基づきバンク角方向補正量を求め、前記アクチュエータ
`を介して前記光軸の角度を補正する制御部とを備えた、
`自動二輪車の前照灯光軸制御装置。
`【請求項３】 ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`バンク角を検出するバンク角センサと、車速を検出する
`車速センサと、ピッチ角方向、バンク角方向及び舵角方
`向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータと、前記ピ
`ッチ角センサ、前記バンク角センサ及び前記車速センサ
`によって検出されたピッチ角、バンク角及び車速に基づ
`きピッチ角方向補正量、バンク角方向補正量及び舵角方
`向補正量を求め、前記アクチュエータを介して前記光軸
`の角度を補正する制御部とを備えた、自動二輪車の前照
`灯光軸制御装置。
`【請求項４】 ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`バンク角を検出するバンク角センサと、舵角を検出する
`舵角センサと、車速を検出する車速センサと、ピッチ角
`方向、バンク角方向及び舵角方向に前照灯の光軸を回動
`するアクチュエータと、前記ピッチ角センサ、前記バン
`ク角センサ、前記舵角センサ及び前記車速センサによっ
`て検出されたピッチ角、バンク角、舵角及び車速に基づ
`きピッチ角方向補正量、バンク角方向補正量及び舵角方
`向補正量を求め、前記アクチュエータを介して前記光軸
`の角度を補正する制御部とを備えた、自動二輪車の前照
`灯光軸制御装置。
`【発明の詳細な説明】
`【０００１】
`【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車の前照
`灯の光軸を常に好ましい角度に保つための前照灯光軸制
`御装置に関する。
`【０００２】
`【従来の技術】自動二輪車において、その前照灯の光軸
`を車速、舵角、バンク角等に応じて変化させる前照灯光
`軸制御装置が知られている（特開昭６３−５３１３７号
`公報、特開平７−１９５９７４号公報等）。例えば、前
`照灯を車速に応じて上下動させることにより、高速時に
`は遠方を照射し、低速時には近方を照射し、また、舵角
`やバンク角に応じて前照灯を左右に振らせている。
`【０００３】
`【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
`前照灯光軸制御装置には次のような問題があった。
`
`(2)
`
`特開平１０−３２４１９１
`
`2
`【０００４】自動二輪車は、四輪車に比べて、加速又は
`減速や路面の凹凸によってピッチ角が変化しやすい。と
`ころが、従来、前照灯の照射範囲をピッチ角に応じて変
`化させるものはなかった。そのため、自動二輪車で走行
`中にピッチ角が変化することにより、前照灯が上下動す
`るので、前照灯の照射範囲が定まらずに揺動していた。
`【０００５】自動二輪車において、車体がバンク角方向
`に傾斜すると、図１０に示すとおり、前照灯の照射範囲
`が偏平化する。これは、前照灯の光軸が水平方向のやや
`下向きであること、及び、前照灯の光束が、光軸を中心
`線として、円錐状ではなく、水平方向を長軸とする楕円
`錐状に広がることに起因している。ところが、従来の、
`舵角やバンク角に応じて前照灯を左右に振らせるもの
`は、前照灯を舵角方向に振らせる、すなわち右折時なら
`ば右へ左折時ならば左へ前照灯を振らせているに過ぎな
`いので、照灯の照射範囲が偏平化することに対しては、
`何ら効果を奏しないものであった。なお、本明細書にお
`いて、右折には右カーブを進む場合も含むものとし、左
`折には左カーブを進む場合も含むものとする。
`【０００６】
`【発明の目的】そこで、本発明の目的は、自動二輪車で
`走行中にピッチ角、バンク角、舵角等が変化しても前照
`灯の照射範囲を安定に確保できる、前照灯光軸制御装置
`を提供することにある。
`【０００７】
`【課題を解決するための手段】請求項１記載の前照灯光
`軸制御装置は、ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`ピッチ角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータ
`と、前記ピッチ角センサによって検出されたピッチ角に
`基づきピッチ角方向補正量を求め、前記アクチュエータ
`を介して前記光軸の角度を補正する制御部とを備えたも
`のである。
`【０００８】ピッチ角センサは、車体の傾斜によるピッ
`チ角の変化を検出している。制御部は、ピッチ角センサ
`によって検出されたピッチ角に基づき、ピッチ角方向補
`正量を求める。アクチュエータは、制御部から出力され
`たピッチ角方向補正量に応じて、ピッチ角方向に前照灯
`の光軸を回動する。したがって、車体の傾斜によりピッ
`チ角が変化しても、前照灯の光軸の上下動が抑制される
`ことにより、前照灯の照射範囲は直ちに補正される。
`【０００９】請求項２記載の前照灯光軸制御装置は、バ
`ンク角を検出するバンク角センサと、バンク角方向に前
`照灯の光軸を回動するアクチュエータと、前記バンク角
`センサによって検出されたバンク角に基づきバンク角方
`向補正量を求め、前記アクチュエータを介して前記光軸
`の角度を補正する制御部とを備えたものである。
`【００１０】バンク角センサは、車体の傾斜によるバン
`ク角の変化を検出している。制御部は、バンク角センサ
`によって検出されたバンク角に基づき、バンク角方向補
`正量を求める。アクチュエータは、制御部から出力され
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−2−
`
`

`
`3
`たバンク角方向補正量に応じて、バンク角方向に前照灯
`の光軸を回動する。したがって、車体の傾斜によりバン
`ク角が変化しても、前照灯の照射範囲に偏平化が生じな
`い。これは、楕円錐状に広がる光束の長軸が、常に水平
`方向に保たれるためである。
`【００１１】請求項３記載の前照灯光軸制御装置は、ピ
`ッチ角を検出するピッチ角センサと、バンク角を検出す
`るバンク角センサと、車速を検出する車速センサと、ピ
`ッチ角方向、バンク角方向及び舵角方向に前照灯の光軸
`を回動するアクチュエータと、前記ピッチ角センサ、前
`記バンク角センサ及び前記車速センサによって検出され
`たピッチ角、バンク角及び車速に基づきピッチ角方向補
`正量、バンク角方向補正量及び舵角方向補正量を求め、
`前記アクチュエータを介して前記光軸の角度を補正する
`制御部とを備えたものである。
`【００１２】この前照灯光軸制御装置は、前照灯が車体
`に固定されている自動二輪車に適用されるものであり、
`ピッチ角方向補正量及びバンク角方向補正量に加えて、
`舵角方向補正量を求めることにより、車体のいかなる傾
`斜に対しても、アクチュエータを介して光軸の角度を補
`正できる。
`【００１３】請求項４記載の前照灯光軸制御装置は、ピ
`ッチ角を検出するピッチ角センサと、バンク角を検出す
`るバンク角センサと、舵角を検出する舵角センサと、車
`速を検出する車速センサと、ピッチ角方向、バンク角方
`向及び舵角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエー
`タと、前記ピッチ角センサ、前記バンク角センサ、前記
`舵角センサ及び前記車速センサによって検出されたピッ
`チ角、バンク角、舵角及び車速に基づきピッチ角方向補
`正量、バンク角方向補正量及び舵角方向補正量を求め、
`前記アクチュエータを介して前記光軸の角度を補正する
`制御部とを備えたものである。
`【００１４】この前照灯光軸制御装置は、前照灯がハン
`ドルに固定されている自動二輪車に適用されるものであ
`り、ピッチ角方向補正量及びバンク角方向補正量に加え
`て、舵角方向補正量を求めることにより、車体のいかな
`る傾斜に対しても、アクチュエータを介して光軸の角度
`を補正できる。
`【００１５】
`【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る前照灯光軸
`制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図
`２は、図１の前照灯光軸制御装置を自動二輪車に取り付
`けた状態を示す概観図である。以下、これらの図面に基
`づき説明する。
`【００１６】本実施形態の前照灯光軸制御装置１０は、
`ピッチ角θｐを検出するピッチ角センサとしてのポテン
`ショメータ１２１，１２２と、バンク角θｂを検出する
`バンク角センサとしての角速度センサ１４と、舵角θｓ
`を検出する舵角センサ１６と、車速ｖを検出する車速セ
`ンサ１８と、ピッチ角方向Ｄｐ、バンク角方向Ｄｂ及び
`
`(3)
`
`特開平１０−３２４１９１
`
`4
`舵角方向Ｄｓに前照灯２０の光軸を回動するアクチュエ
`ータとしてのステップモータ２２ｘ，２２ｙ，２２ｚ
`と、ポテンショメータ１２１，１２２、角速度センサ１
`４、舵角センサ１６及び車速センサ１８によって検出さ
`れたピッチ角θｐ、バンク角θｂ、舵角θｓ及び車速ｖ
`に基づきピッチ角方向補正量Ｄｐｙ、バンク角方向補正
`量Ｄｂｘ及び舵角方向補正量Ｄｓｚを求め、ステップモ
`ータ２２ｘ，２２ｙ，２２ｚを介して前記光軸の角度を
`補正する制御部２４とを備えている。
`【００１７】ポテンショメータ１２１，１２２は、直線
`型ポテンショメータであり、前輪及び後輪のサスペンシ
`ョンに設けられ、ストローク長を検出するものである。
`ポテンショメータ１２１は前輪用、ポテンショメータ１
`２２は後輪用である。角速度センサ１４は、圧電式角速
`度センサであり、バンク角方向Ｄｂの角速度を検出する
`ものである。角速度を積分することによって、バンク角
`θｂが得られる。舵角センサ１６は、回転型ポテンショ
`メータであり、舵角θｓすなわちハンドルの操作角を検
`出するものである。車速センサ１８は、車輪の回転速度
`によって車速ｖを検出する一般的なものである。制御部
`２４は、光軸制御用のプログラムを内蔵したマイクロコ
`ンピュータである。ステップモータ２２ｘ，２２ｙ，２
`２ｚは、制御部２４から出力されたバルス信号に応じて
`所定の角度だけ正逆に回転するものである。
`【００１８】図３及び図４は前照灯２０とステップモー
`タ２２ｘ，２２ｙ，２２ｚとの位置関係を示し、図３が
`正面図、図４が上面図である。以下、これらの図面に基
`づき説明する。
`【００１９】ステップモータ２２ｙの回動軸３０ｙの先
`端は前照灯２０に固定され、ステップモータ２２ｙ自体
`は取付ステー３２ｘに固定されている。取付ステー３２
`ｘは、コ字状に形成された金属板である。ステップモー
`タ２２ｘの回動軸３０ｘの先端は取付ステー３２ｘに固
`定され、ステップモータ２２ｘ自体は取付ステー３２ｚ
`に固定されている。取付ステー３２ｚは、Ｌ字状に形成
`された金属板である。ステップモータ２２ｚの回動軸３
`０ｚの先端は取付ステー３２ｚに固定され、ステップモ
`ータ２２ｚ自体は取付ステー３２に固定されている。取
`付ステー３２はハンドルに固定されている平板である。
`取付ステー３２，３２ｘ，３２ｚの構造は、前照灯２０
`を三軸方向に自在に回動できるようになっている。すな
`わち、ステップモータ２２ｘは、ｘ軸を中心としてバン
`ク角方向Ｄｂに前照灯２０の光軸を回動する。ステップ
`モータ２２ｙは、ｙ軸を中心としてピッチ角方向Ｄｐに
`前照灯２０の光軸を回動する。ステップモータ２２ｚ
`は、ｚ軸を中心として舵角方向Ｄｓに前照灯２０の光軸
`を回動する。
`【００２０】図５は、ポテンショメータ１２１，１２２
`によってピッチ角θｐを検出する原理を示す説明図であ
`る。図６は、ポテンショメータ１２１の出力電圧Ｖ1 と
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−3−
`
`

`
`(4)
`
`特開平１０−３２４１９１
`
`6
`に傾斜したことにより、点Ａ，Ｂが点Ａ’，Ｂ’になっ
`＊
`たとする。このとき、点Ａ，Ｂと点Ａ’，Ｂ’との上下
`方向の変位量をそれぞれΔａ，Δｂとすると、自動二輪
`車の前後方向の傾斜角度すなわちピッチ角θｐは、次式
`で与えられる。
`【００２２】
`
`5
`変位量Δａとの関係を示すグラフである。図７は、ポテ
`ンショメータ１２２の出力電圧Ｖ2 と変位量Δｂとの関
`係を示すグラフである。以下、これらの図面に基づきピ
`ッチ角θｐの検出原理について説明する。
`【００２１】図５に示すように、静止時の自動二輪車に
`おいて、地面に平行な直線上の一定距離Ｌの両端を点
`Ａ，Ｂとする。ここで、走行中の自動二輪車が前後方向
`＊
` θｐ＝ｓｉｎ- 1 ｛（Δａ−Δｂ）／Ｌ｝ ・・・・・
`【００２３】また、ポテンショメータ１２１，１２２
`き舵角方向補正量Ｄｓｚを求める方法について説明す
`は、それぞれ前輪及び後輪のサスペンションに設けられ
`る。
`ており（図２）、それぞれのストローク長の伸縮に比例
`【００３１】図８のグラフは、バンク角θｂ及び車速ｖ
`する出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を生成する。出力電圧Ｖ1 ，Ｖ
`と最適な舵角方向補正量Ｄｓｚ’との関係を、理論的及
`2 と変位量Δａ，Δｂとは、図６及び図７に示すとおり
`び実験的に求めたものである。この三次元マップは、制
`概ね比例関係にある。なぜなら、変位量Δａ，Δｂはス
`御部２４に予め記憶されている。本実施形態では、前照
`トローク長の伸縮に概ね比例するからである。
`灯２０がハンドルに固定されているので（図２）、次式
`【００２４】したがって、図６及び図７の関係をマップ
`のとおり、図８に示す舵角方向補正量Ｄｓｚ’から舵角
`化して制御部２４（図１）に記憶させておけば、出力電
`センサ１６（図１）で検出された舵角θｓを差し引い
`圧Ｖ1 ，Ｖ2 に対応する変位量Δａ，Δｂを正確に得ら
`て、舵角方向補正量Ｄｓｚとする。
`れるので、式 によってピッチ角θｐを即時に算出でき
`【００３２】
`る。
`Ｄｓｚ＝Ｄｓｚ’−θｓ ・・・・・
`【００３３】また、前照灯２０がハンドルに固定されて
`【００２５】次に、バンク角θｂの検出原理について説
`いない場合（車体に固定されている場合）は、Ｄｓｚ＝
`明する。
`Ｄｓｚ’とする。
`【００２６】バンク角θｂは、圧電振動ジャイロ等の角
`【００３４】図９は、前照灯光軸制御装置１０の動作を
`速度センサ１４により、バンク角方向の角速度を検出
`示すフローチャートである。以下、図１及び図９に基づ
`し、その角速度を時間で積分することによって算出す
`き前照灯光軸制御装置１０の動作を説明する。この動作
`る。すなわち、バンク角θｂは、時間をｔ、バンク角方
`向の角速度をｗｂ（ｔ）、バンク角の初期値をθｂ0 と
`は、制御部２４のプログラムに従って実行されるもので
`すると、次式で与えられる。
`ある。
`【００２７】
`【００３５】まず、車速センサ１８で検出された速度ｖ
`θｂ＝∫t 0 t ｗｂ（ｔ）ｄｔ＋θｂ0 ・・・・・
`が零でなく（すなわち走行中であり）、かつ、角速度セ
`【００２８】次に、ピッチ角方向補正量Ｄｐｙ及びバン
`ンサ１４によって検出されたバンク角方向Ｄｂの角速度
`ク角方向補正量Ｄｂｘを求める方法について説明する。
`ｗｂ（ｔ）が零であり、これらの状態が一定時間以上続
`【００２９】例えば、ピッチ角方向補正量Ｄｐｙ及びバ
`いているか否かを判断する（ステップ１０１）。一定時
`ンク角方向補正量Ｄｂｘを、ピッチ角θｐ及びバンク角
`間以上続いていれば、車体が路面に対して直立状態（す
`θｂの絶対値を変えずに正負を反転させたものとする。
`なわち直進状態）であると判断し、バンク角θｂ及びそ
`の初期値θｂ0 を零とするとともに、式 による積分動
`すなわち、Ｄｐｙ＝−θｐ，Ｄｂｘ＝−θｂとする。こ
`作をリセットする（ステップ１０２）。続いて、ステッ
`れにより、自動二輪車の傾斜によって生じたピッチ角θ
`プ１０１で一定時間以上続いていなければ、又は、ステ
`ｐ及びバンク角θｂを解消するように、ステップモータ
`ップ１０２で積分動作をリセットしたら、前述した方法
`２２ｙ，２２ｘ（図１）を回転させる。この方法は、ピ
`により、ピッチ角方向補正量Ｄｐｙ、バンク角方向補正
`ッチ角方向補正量Ｄｐｙ及びバンク角方向補正量Ｄｂｘ
`量Ｄｂｘ及び舵角方向補正量Ｄｓｚを算出する（ステッ
`を算出するパラメータがそれぞれ一つであるので、最も
`プ１０３〜１０５）。続いて、ピッチ角方向補正量Ｄｐ
`簡単である。また、ピッチ角方向補正量Ｄｐｙを算出す
`ｙ、バンク角方向補正量Ｄｂｘ及び舵角方向補正量Ｄｓ
`るパラメータとして、ピッチ角θｐに加えて、バンク角
`ｚに応じて、ステップモータ２２ｙ，２２ｘ，２２ｚを
`θｂ、舵角θｓ又は車速ｖのいずれか一つ又は二つ以上
`駆動する（ステップ１０６〜１０８）。
`を用いてもよい。同様に、バンク角方向補正量Ｄｂｘを
`【００３６】なお、本発明は、言うまでもなく、上記実
`算出するパラメータとして、バンク角θｂに加えて、ピ
`施形態に限定されるものではない。例えば、ピッチ角セ
`ッチ角θｐ、舵角θｓ又は車速ｖのいずれか一つ又は二
`ンサ、バンク角センサ及び舵角センサの全てを、三軸方
`つ以上を用いてもよい。
`向を検出できる圧電振動ジャイロによって構成してもよ
`【００３０】図８は、舵角方向補正量Ｄｓｚを求める三
`い。ただし、この場合、ピッチ角に関しては坂道等にお
`次元マップを示すグラフである。以下、この図面に基づ
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−4−
`
`

`
`7
`ける傾斜角（すなわち初期値）を考慮する必要がある。
`【００３７】
`【発明の効果】請求項１、２、３又は４記載の前照灯光
`軸制御装置によれば、ピッチ角センサによって検出され
`たピッチ角に基づきピッチ角方向補正量を求め、アクチ
`ュエータを介して光軸の角度を補正することにより、加
`速又は減速や路面の凹凸によってピッチ角が変化して
`も、光軸の上下動を抑制できるので、前照灯の照射範囲
`の揺動を防止できる。
`【００３８】請求項２、３又は４記載の前照灯光軸制御
`装置によれば、バンク角センサによって検出されたバン
`ク角に基づきバンク角方向補正量を求め、アクチュエー
`タを介して光軸の角度を補正することにより、前照灯の
`照射範囲の偏平化を防止できる。換言すると、光軸の角
`度をバンク角方向に補正することにより、左折時又は右
`折時でも直進方向側の照射範囲を安定に確保できる。
`【００３９】請求項３又は４記載の前照灯光軸制御装置
`によれば、ピッチ角方向補正量及びバンク角方向補正量
`に加えて、舵角方向補正量を求めることにより、車体の
`いかなる傾斜に対しても、アクチュエータを介して光軸
`の角度を補正できるので、前照灯の照射範囲をいかなる
`場合でも常に安定に保つことができる。また、光軸の角
`度を舵角方向に補正することにより、夜間において進行
`方向側の情報を確実に得ることができる。
`【図面の簡単な説明】
`【図１】本発明に係る前照灯光軸制御装置の一実施形態
`を示す機能ブロック図である。
`【図２】図１の前照灯光軸制御装置を自動二輪車に取り
`付けた状態を示す概観図である。
`【図３】図１の前照灯光軸制御装置における、前照灯と
`ステップモータとの位置関係を示す正面図である。
`【図４】図１の前照灯光軸制御装置における、前照灯と
`ステップモータとの位置関係を示す上面図である。
`【図５】図１の前照灯光軸制御装置における、ポテンシ
`ョメータによってピッチ角を検出する原理を示す説明図
`
`(5)
`
`特開平１０−３２４１９１
`
`8
`
`である。
`【図６】図１の前照灯光軸制御装置における、ポテンシ
`ョメータの出力電圧と変位量との関係を示すグラフであ
`る。
`【図７】図１の前照灯光軸制御装置における、ポテンシ
`ョメータの出力電圧と変位量との関係を示すグラフであ
`る。
`【図８】図１の前照灯光軸制御装置における、舵角方向
`補正量を求める三次元マップを示すグラフである。
`【図９】図１の前照灯光軸制御装置の動作を示すフロー
`チャートである。
`【図１０】従来の問題点を説明するための概略図であ
`り、図１０〔１〕が直進時であり、図１０〔２〕が右折
`時である。
`【符号の説明】
`１０ 前照灯光軸制御装置
`１２１，１２２ ポテンショメータ（ピッチ角センサ）
`１４ 角速度センサ（バンク角センサ）
`１６ 舵角センサ
`１８ 車速センサ
`２０ 前照灯
`２２ｘ，２２ｙ，２２ｚ ステップモータ（アクチュエ
`ータ）
`２４ 制御部
`θｐ ピッチ角
`θｂ バンク角
`θｓ 舵角
`ｖ 車速
`Ｄｐ ピッチ角方向
`Ｄｂ バンク角方向
`Ｄｓ 舵角方向
`Ｄｐｙ ピッチ角方向補正量
`Ｄｂｘ バンク角方向補正量
`Ｄｓｚ 舵角方向補正量
`
`10
`10
`
`20
`20
`
`30
`
`【図３】
`
`【図４】
`
`−5−
`
`

`
`(6)
`
`特開平１０−３２４１９１
`
`【図１】
`
`【図２】
`
`【図６】
`
`【図７】
`
`−6−
`
`

`
`(7)
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`特開平１０−３２４１９１
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`【図５】
`
`【図８】
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`−7−
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`(8)
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`特開平１０−３２４１９１
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`【図９】
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`【図１０】
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`−8−