JP5752379B2 - 乗物のバンク角検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動二輪車、小型滑走艇のような乗物のコーナリング時の乗物バンク角を精度よく検知できる乗物のバンク角検出装置に関するものである。

自動二輪車の走行においては、車体をバンクさせてコーナリングする。ところが、従来の一般的な自動二輪車のヘッドランプは車体に固定されていて、車体がバンクすると、これに合わせてヘッドランプの光軸も傾斜するため、夜間の走行においてコーナリングするとき、ライダーの目線が向く進行方向の内側へのヘッドライトの配光が減少し、進行方向前方の視野が狭くなる。

すなわち、自動二輪車が直進するとき、搭乗したライダーからの前方視を示す図１４のように、ヘッドランプの照射範囲（配光）Ａは水平線Ｈに平行な左右方向に広がった照射範囲となるが、例えば図１５のように、自動二輪車がカーブした車線９０に沿って矢印Ｐで示す左側に進行方向を変えるとき、車体を左側にバンクさせてコーナリングするので、ヘッドランプの照射範囲Ａが直進の場合に比べて左下がりに傾斜する。その結果、ライダーの目線が向く旋回方向の内側（同図に破線の円で囲む部分Ｂ）、つまり進行先となるエリアへのヘッドランプの照射範囲Ａが少なくなり、事実上、進行方向前方の視野が狭くなる。

このような課題の解決を図るヘッドランプ装置として、バンク角検出手段により検知された車体のバンク角に基づき、ヘッドランプのレンズおよび発光体をバンクした方向と逆方向に回転させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開２００４−１５５４０４号公報

前記特許文献１のヘッドランプ装置では、バンク角検出手段として、ジャイロのようなヨーレートセンサを用いており、バンク角δは、自動二輪車の車速をｖ、重力加速度をｇ、ヨーレートをＲとすると、式（１）より得られる。
δ＝ｓｉｎ^-1（ｖ・Ｒ／ｇ） ・・・・・・（１）
このようにして求められたバンク角δに応じた角度だけバンク角δと反対方向にヘッドランプを回転させることで、視野の広いヘッドランプの照射範囲を得ている。

ところが、前記式（１）におけるヨーレートセンサの値Ｒは、実際のヨーレート値にセンサドリフト量が加わったものとなっている。ここで、センサドリフト量とは、電気的な特性により電源投入時に発生するゼロ点誤差と、温度変化などの外的要因により発生するゼロ点の時間変動量を合わせたものである。センサドリフト量が０であれば、精度よく車体のバンク角δを算出することが可能であるが、実際にはセンサドリフト量は０ではなく、その影響によりバンク角δに推定誤差が発生する。この推定誤差は、一般に車速およびセンサドリフト量に比例するので、特に車速が高い場合には、センサドリフト量による推定誤差が大きくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、センサドリフト量を精度よく除去してバンク角の推定精度を向上できる乗物のバンク角検知装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る鞍乗型乗物のバンク角検出装置は、乗物の前後軸心回りの角速度であるロールレートおよび上下軸心回りの角速度であるヨーレートのそれぞれの成分を含む検出値を検出する角速度センサと、前記角速度センサの検出値と乗物の走行速度とに基づいて推定ロールレートを算出するロールレート推定手段と、前記推定ロールレートから乗物の推定バンク角を算出するバンク角推定手段と、走行中に、前記推定ロールレートと、前記推定バンク角に関連する値とに基づいて乗物の直進状態を判定する直進判定手段と、前記直進判定手段が直進と判定したときに、前記角速度センサの出力から直進時のセンサドリフト量を推定する直進時ドリフト量推定手段と、前記角速度センサの出力を前記推定されたセンサドリフト量により補正する角速度補正手段とを備えている。ここで、「推定バンク角に関連する値」とは、推定バンク角、および推定バンク角と走行速度とから算出される推定ヨーレートを含む。

この構成によれば、推定ロールレートと、推定バンク角に関連する値、例えば推定ヨーレートまたは推定バンク角とに基づいて乗物の直進状態を判定している。すなわち、推定ロールレートからスラローム走行の有無が判定され、推定ヨーレートまたは推定バンク角から旋回半径の大きさが判定される。これにより、直進走行状態あるいは直進とみなせるほどの大きな旋回半径での走行状態を精度よく判定することができる。そのうえで、角速度センサの出力から直進時のセンサドリフト量を推定して、角速度センサの出力を推定されたセンサドリフト量により補正しているので、簡単な構造で走行中のセンサドリフト量の正確な算出、除去が可能となり、これによりバンク角の推定精度が向上する。角速度補正手段は、角速度センサの出力からドリフト量を除去することで、ドリフト量の影響を除いて現実の角速度に近い値を得ることができる。この角速度センサの出力値に代えて、ドリフト量の影響が除去された補正値に基づいてバンク角を推定することで、推定精度が向上する。

本発明において、前記角速度センサは、乗物の前後軸心に対して左右軸心回りに予め定めた傾斜角度で傾斜配置されていることが好ましい。この構成によれば、１つの角速度センサで、バンク角の算出、センサドリフトの除去ができるので、構造が一層簡単になる。

さらに、前記直進判定手段は、前記推定ロールレートがあらかじめ定める第１判定値よりも小さい状態が所定時間継続し、かつ前記推定バンク角に関連する値があらかじめ定める第２判定値よりも小さい状態が所定時間継続したときに、直進状態と判定するものとすることができる。この構成によれば、推定ロールレートが第１判定値よりも小さい状態が所定時間続くことで、スラローム状態でないことを判断できる。さらに、推定バンク角に関連する値、例えば推定ヨーレートまたは推定バンク角が第２判定値よりも小さい状態が所定時間続くことで、直進または直進とみなせるほどの大きな旋回半径での走行状態であることを判断できる。また、第１判定値、第２判定値および各所定時間を適宜設定することで、精度よく直進状態が判定される。

本発明において、前記角速度補正手段が、補正量の変化を抑制する抑制回路を有していることが好ましい。この構成によれば、抑制回路により急激なバンク角の変化が抑制されるので、急激にバンク角が変化することで、例えば、ランプ照射面が急に変化して、運転者が違和感を覚えるのを防ぐことができる。

本発明において、さらに、直進判定後に、前記推定ロールレート、前記推定バンク角に関連する値が所定値を超えた場合に、前記直進時ドリフト量推定手段による直進時のドリフト量の演算を中断し、所定値以下になると演算を再開する処理中断回路を備えることが好ましい。この構成によれば、直進走行中に風や路面の状態により乗物本体が振動して一時的に直進判定条件から外れた場合であっても、その後に直進状態に復帰すると直進時のドリフト量の演算が継続されるので、操縦者が意識的に車体を大きく動揺させた場合のような演算不能のケースが減り、演算が確実に実施される。

処理中断回路を備える場合、さらに、直進判定後所定時間内に前記直進時ドリフト量推定手段による直進時のドリフト量の演算が完了しなかったとき、この演算処理を無効とするリセット回路を備えることが好ましい。この構成によれば、例えば、角速度センサの出力変動が大きい等の原因で前記演算が長引いたときに、これを中止することで、不安定状態におけるドリフト量の誤推定防止および演算の無駄な継続を防止することができる。

本発明において、さらに、乗物の静止状態を判定する静止判定手段と、前記静止判定手段が静止と判定したときに、前記角速度センサの出力からセンサドリフト量を推定する静止時ドリフト量推定手段とを備え、前記角速度補正手段が、前記角速度センサの出力を前記静止時のセンサドリフト量により補正することが好ましい。この構成によれば、直進時に加えて、乗物が停止中のセンサドリフトも除去することができる。

本発明において、前記静止判定手段に入力される前記推定ロールレートは、あらかじめ定めた周波数よりも小さい低周波変化を除去したものであることが好ましい。ロールレートは静止状態では０であるが、人が乗る際、および人が乗物に跨った状態で乗物本体を揺らしている場合には変動する。一方、センサドリフト量は数十秒単位の時間間隔で見れば一定の値とみなせる。仮に、温度変化などの外的要因により変動したとしても、人の動作によるロールレートの変動に比べると、その変動速度は十分に低い。この構成によれば、センサドリフト量などの低周波変化を除去しているので、静止時の人為的な操作が的確に検出されて、静止状態を正確に判定することができる。

本発明に係るバンク角検出方法は、角速度センサにより乗物のロールレート成分およびヨーレート成分を含む検出値を検出する検出工程と、前記検出工程で検出した検出値と乗物の走行速度とに基づいて前後軸心回りの角速度である推定ロールレートを算出するロールレート推定工程と、前記推定ロールレートから乗物の推定バンク角を算出するバンク角推定工程と、前記推定ロールレートと前記推定バンク角に関連する値とに基づいて乗物の直進状態を判定する直進判定工程と、前記直進判定工程で直進と判定したときに、前記角速度センサの出力から直進時のセンサドリフト量を推定する直進時ドリフト量推定工程と、前記角速度センサの出力を前記推定されたセンサドリフト量により補正する角速度補正工程とを備えている。

この構成によれば、推定ロールレートと、推定バンク角に関連する値、例えば推定ヨーレートまたは推定バンク角とに基づいて乗物の直進状態を判定している。すなわち、推定ロールレートからスラローム走行の有無が判定され、推定ヨーレートまたは推定バンク角から旋回半径の大きさが判定される。これにより、直進走行状態あるいは直進とみなせるほどの大きな旋回半径での走行状態を精度よく判定することができる。そのうえで、角速度センサの出力から直進時のセンサドリフト量を推定して、角速度センサの出力を推定されたセンサドリフト量により補正しているので、簡単な構造で走行中のセンサドリフト量の正確な算出、除去が可能となり、これによりバンク角の推定精度が向上する。

本発明のバンク角検出装置またはバンク角検出方法によれば、推定ロールレートと、推定バンク角に関連する値とに基づいて乗物の直進状態を判定している。すなわち、推定ロールレートからスラローム走行の有無が判定され、推定バンク角に関連する値から旋回半径の大きさが判定される。これにより、直進走行状態あるいは直進とみなせるほどの大きな旋回半径での走行状態を精度よく判定することができる。そのうえで、角速度センサの出力から直進時のセンサドリフト量を推定して、角速度センサの出力を推定されたセンサドリフト量により補正しているので、簡単な構造で走行中のセンサドリフト量の正確な算出、除去が可能となり、これによりバンク角の推定精度が向上する。

本発明の第１実施形態に係るバンク角検知装置付きヘッドランプ装置を取り付けた自動二輪車の側面図である。 同ヘッドランプ装置におけるヘッドランプの縦断面図である。 ヘッドランプ装置の概略構成を示すブロック図である。 バンク角検知装置の概略構成を示すブロック図である。 自動二輪車のバンク状態を示す正面図である。 車体座標とセンサ取付座標との関係を示す図である。 推定バンク角の算出の流れを示すフロー図である。 センサドリフト除去の流れを示すフロー図である。 本発明の第１実施形態のヘッドランプ装置の概略構成を示すブロック図であって、推定バンク角とランプ角度の関係を示す。 本発明の第２実施形態のバンク角検知装置の概略構成を示すブロック図である。 同第３実施形態の概略構成を示すブロック図であって、推定バンク角とランプ角度の関係を示す。 同第４実施形態の概略構成を示すブロック図であって、推定バンク角とランプ角度の関係を示す。 本発明に係るヘッドランプのコーナリング時の照射範囲を示す前方視認図である。 自動二輪車が直進するときのヘッドランプの照射範囲を示す前方視認図である。 従来のヘッドランプのコーナリング時の照射範囲を示す前方視認図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１は本発明のバンク角検知装置を用いたヘッドランプ装置を有する自動二輪車の側面図である。自動二輪車１は、車体フレーム２の前端のヘッドパイプ３に軸支されたフロントフォーク４に前車輪５を取り付け、車体フレーム２の中央下部のスイングアームブラケット６に軸支されたスイングアーム７に後車輪８を取り付け、車体フレーム２の中央下部に取り付けたエンジン９で後車輪８を駆動する。フロントフォーク４の上端部に固定したハンドル１０で操向するように構成されている。スイングアーム７と車体フレーム２との間には後輪懸架装置１５が取り付けられている。

フロントフォーク４には、ヘッドランプ装置１１を構成するヘッドランプ１２がブラケット１３を介して取り付けられている。ただし、カウリングを備えた自動二輪車では、ヘッドランプ１２はカウリングを介して車体フレームに取り付けられる場合がある。

図２は前記ヘッドランプ１２の縦断面図を示す。このヘッドランプ１２では、ランプケース２１内に設けられた発光体であるバルブ２２の前面に、レンズ２３が対向配置され、バルブ２２およびレンズ２３が、それらの中心軸Ｃのまわりに回転自在とされて、照射範囲可変機構１７が構成されている。すなわち、ランプケース２１がその前側の環状のリム１４に図示しないねじ体により取り付けられ、このリム１４に、バルブのような発光体２２を囲むように配置された碗状のリフレクタ２４が、図示しないフックとねじ体により取り付けられ、このリフレクタ２４に設けられたレンズ支柱２５の回転軸２６にレンズ２３が回転自在に支持されている。リフレクタ２４の中心部には、レンズ２３と同軸位置となるように回転ベース２７が配置されており、この回転ベース２７の中心部、すなわち、前記中心軸Ｃ上に、バルブ２２がバルブブラケット３１を介して取り付けられている。

回転ベース２７はその外側の固定ベース２８により回転自在に支持されており、この固定ベース２８が、ブラケット５８を介してリフレクタ２４に支持されている。前記回転ベース２７とレンズ２３の外周部とは、アーム３８によって連結されている。こうして、バルブ２２およびレンズ２３が、ランプケース２１、リム１４およびリクレクタ２４に対して相対回転自在とされている。リクレクタ２４の前面部には前面カバー３０が装着されている。また、バルブソケット３７には電源コード３３が接続されている。

回転ベース２７の外周部には、ほぼ１８０度の角度範囲にわたって、円弧状の従動ギヤ３２が設けられており、他方、固定ベース２８の外周部には、回転ベース２７を回動させる駆動機１８が取り付けられている。この駆動機１８は例えばＤＣモータからなる。また、固定ベース２８の外周部には、駆動機１８から周方向に離れた位置に、回転ベース２７の回転角度、つまり、レンズ２３およびバルブ２２の回転角度を検出するためのエンコーダ２９が設けられている。駆動機１８の回転は、円形の駆動ギヤ３４および従動ギヤ３２を介して回転ベース２７に伝達され、これにより、レンズ２３がバルブ２２とともに回転駆動される。したがって、駆動機１８と前記照射範囲可変機構１７とは配光調整機構１６を構成する。

エンコーダ２９は従動ギヤ３２とかみ合う円形の伝達ギヤ３５に連結されて回転し、これにより、駆動機１８の回転量（数量）または回転角度を検出し、これに基づいてレンズ２３およびバルブ２２の回転角度を検出する。伝達ギヤ３５は、歯数が駆動ギヤ３４と同一に設定されており、駆動ギヤ３４と同一量だけ回転する。また、固定ベース２８には、回転ベース２７の設定角度範囲を越えた過回転を検知して駆動機１８を停止させるためのリミットスイッチ３６が取り付けられている。これら駆動機１８、エンコーダ２９およびリミットスイッチ３６の電源コードまたは信号コード、ならびに前記バルブ２２の電源コード３３は、ランプケース２１に設けた図示しないコード導出孔から外部に導出されている。

前記レンズ２３およびバルブ２２は、回転角度が０°の状態で、水平線Ｈに沿って左右に広がる照射範囲（配光）Ａとなる、一般的な照射範囲性を有する。その照射範囲性は、例えば、バルブ２２に光の発散方向を調節する光調節板を設け、レンズ２３の前面あるいはレンズ後面に多数のシリンドリカルレンズ素子やフレネルレンズ素子を一体形成することにより付与することができる。ヘッドランプ１２の構造は、駆動信号を与えることによりランプの照射範囲が変更されるヘッドランプであればよく、本実施形態に限定されない。例えば、ヘッドランプ１２は、レンズ２３を角変位するものの他に、反射板であるリフレクタ、ランプ本体などを角変位させるものであってもよい。レンズ２３は、この実施形態では散乱レンズが使用されているが、特にこれに限定されるものではない。

図３に示すように、ヘッドランプ装置１１は、前記ヘッドランプ１２のほか、このヘッドランプ１２に設けた駆動機１８およびエンコーダ（回転位置検出手段）２９、バンク角検知装置１９、配光制御手段２０などで構成される。車体には、図６に示すように、角速度センサ５５に設定される基準点を通る３つの軸心である、前後軸心Ｃ１、左右軸心Ｃ２および鉛直軸心Ｃ３が定義される。前後軸心Ｃ１は、車体が定速直進状態で、水平かつ前後方向に延びる。左右軸心Ｃ２は、車体が定速直進状態で、水平かつ左右方向に延びる。上下軸心Ｃ３は、車体が定速直進状態で、前後軸心Ｃ１および左右軸心Ｃ２に互いに直交して、鉛直方向に延びる。各軸心Ｃ１〜Ｃ３は、センサ基準点で互いに直交する。また、軸心Ｃ１〜Ｃ３は角速度センサ５５に設定されることから、車体とともに角速度センサ５５の向きが変化することで、軸心Ｃ１〜Ｃ３もまた車体に合わせて向きが変化する。

図３のバンク角検知装置１９は、車体の前後軸心Ｃ１（図６）回りの角速度、つまり、推定ロールレートＰを検知して推定バンク角δを出力し、配光制御手段２０はバンク角検知装置１９からの推定バンク角δにより作動して配光調整機構１６を制御する。バンク角検知装置１９の詳細は後述する。配光制御手段２０はエンコーダ２９からのフィードバック信号を受けて配光調整機構１６の駆動機１８を制御し、照射範囲可変機構１７を介してバルブ２２およびレンズ２３を回動させる。配光制御手段２０は、エンコーダ２９からのフィードバック信号に代えて、ランプ速度指令Ｄの積分信号を受けて配光調整機構１６の駆動機１８を制御するようにしてもよい。

バンク角検知装置１９は、車体の前後軸心Ｃ１（図６）に対して左右軸心Ｃ２（図６）回りに予め定めた傾斜角度θで傾斜配置された角速度センサ５５と、自動二輪車の走行速度を検出する速度センサ５７と、角速度センサ５５により検出された角速度ωと傾斜角度θと速度センサ５７により検出された走行速度ｖとに基づいて自動二輪車の推定バンク角δを求めるバンク角推定手段５９とを備えている。速度センサ５７および角速度センサ５５は、予め定められた時間間隔ごとに順次検出値を出力する。走行速度ｖは、例えば、車輪の回転数から求められてもよく、前後方向の加速度センサの出力値から求められてもよく、また変速比とエンジン回転数とから求められてもよい。

前記角速度センサ５５は、例えばジャイロセンサであり、図６に示すように、前後軸心Ｃ１と上下軸心Ｃ３とを含む平面において、左右軸心Ｃ２を通過して、前後軸心Ｃ１に対して予め定められる傾斜角度θだけ角変位した位置に設定されるセンサ軸心Ｃ４回りの角速度ωを検出する。角速度センサ５５によって検出される角速度ωは、前後方向軸心Ｃ１回りの角速度である推定ロールレートＰと、上下軸心Ｃ３回りの角速度である推定ヨーレートＲとの成分を含む。なお、本実施形態では、予め設定されるセンサ軸心Ｃ４回りの角速度を検出する角速度センサ５５について、前後軸心Ｃ１と上下軸心Ｃ３とに対して傾斜するように前記センサ軸心Ｃ４が位置すればよく、角度センサ５５の形状および姿勢は任意に選択することができる。

前記バンク角検知装置１９の詳細を図４に示す。バンク角推定手段５９は、角速度センサ５５の出力と、後述する推定ヨーレートＲおよび走行速度Ｖとから推定ロールレートＰを算出するロールレート推定回路６０と、推定ロールレートＰを時間積分して推定バンク角δを出力する角速度積分回路６２と、推定バンク角δと速度ｖとに基づき自動二輪車の上下軸心Ｃ３（図６）回りの角速度を推定した推定ヨーレートＲを求めて角速度ωに負帰還させるフィードバック回路６４と、予め定める直進走行条件または静止条件を満足すると角速度ωをゼロとするドリフト除去回路６６とを有している。ドリフト除去回路６６の詳細については後述する。

バンク角推定手段５９は、角速度センサ５５の傾斜角度θ、角速度センサ５５により検出された角速度ω、および速度センサ５７により検出された速度ｖに基づいて得られた前記推定ロールレートＰを時間積分することによって、推定バンク角δを算出している。

フィードバック回路６４は、前回算出された推定バンク角δ’と速度ｖとに基づき、推定バンク角に関連する値である推定ヨーレートＲを算出するヨーレート推定手段６８と、この推定ヨーレートＲにｃｏｓθを乗じて角速度センサ５５のヨー成分を算出するヨー成分推定手段７０と、前記ヨー成分の値を角速度センサ５５の検出値である角速度ωに負帰還させる負帰還回路７２とを有している。負帰還回路７２は、この実施形態では減算器である。

つまり、推定バンク角δは、前記推定ヨーレートＲで毎時刻補正された推定ロールレートＰにより得られるようになっている。このため、角速度センサ５５のゼロ点オフセットや積分誤差の影響が時間経過とともに蓄積されていくことを回避している。

図５、図６を用いて、バンク角推定手段５９により推定バンク角δを検出する方法について説明する。自動二輪車の旋回半径をｒ、重力加速度をｇ、車体の姿勢に関わらずに設定される鉛直軸回りの角速度（固定座標のヨーレート）をＲ０とすると、図５に示すように、車体の鉛直軸からバンク角δで傾斜しているときの推定ヨーレートＲは、
Ｒ＝Ｒ０・ｃｏｓδ ……（２）
である。
一方、自動二輪車の重心Ｇにかかる遠心力ｆは、車体の質量をｍとすると、
ｆ＝ｍ・ｖ・ｖ／ｒ ……（３）
である。ここで、質量ｍは車体とライダーの合計質量である。
Ｒ０は、
Ｒ０＝ｖ／ｒ ……（４）
と表せるから、（４）式を（３）式に代入すると、遠心力ｆは、
ｆ＝ｍ・ｖ・Ｒ０ ……（５）
となる。

また、バンク角δのとき、車体にかかる遠心力ｆと重力ｍ・ｇとの間には、
ｔａｎδ＝ｆ／（ｍ・ｇ） ……（６）
の関係が成り立つので、（６）式に（５）式を代入すると、
ｔａｎδ＝ｖ・Ｒ０／ｇ ……（７）
となる。さらに（７）式は、（２）式のδを代入して、
ｔａｎδ＝ｖ・Ｒ／（ｇ・ｃｏｓδ） ……（８）
と表される。（８）式から、
ｓｉｎδ＝ｖ・Ｒ／ｇ ……（９）
の関係が得られ、これより推定バンク角δは、
δ＝ｓｉｎ^−１（ｖ・Ｒ／ｇ） ……（１０）
となる。

図６に示すように、角速度センサ５５は前後軸心Ｃ１に対して傾斜角度θだけ傾けて設置されているので、車体座標（点線）からセンサ取付座標（実線）への座標変換により角速度センサ５５で計測される角速度ωは、ロールレートＰを含むロール成分Ｐ・ｓｉｎθと、ヨーレートＲを含むヨー成分Ｒ・ｃｏｓθとが合成され、
ω＝Ｐ・ｓｉｎθ＋Ｒ・ｃｏｓθ ・・・・・・（１１）
となる。ここで、Ｐ，Ｒは直接の計測値ではないので、以下、それぞれ推定ロールレートＰおよび推定ヨーレートＲと呼ぶ。
前記（９）式から推定ヨーレートＲを求め、それを（１１）に代入すると、推定ロールレートＰは

となる。
この推定ロールレートＰを積分することにより、推定バンク角δが算出される。すなわち、前回算出した推定バンク角をδ’とすると、推定バンク角δは

となる。

図４のヨーレート推定手段６８は、上記（９）式に基づいて、前回の推定バンク角δ’と車速センサ５７により検出された走行車速ｖとから、推定ヨーレートＲ（＝ｇ・ｓｉｎδ’／ｖ）を算出する。ヨー成分推定手段７０は、前記推定ヨーレートＲにｃｏｓθを乗じて、角速度センサ５５で検出されるであろうヨー成分Ｒ・ｃｏｓθを算出する。負帰還回路７２は、角速度センサ５５から計測される角速度ω（＝Ｐ・ｓｉｎθ＋Ｒ・ｃｏｓθ）から、前記ヨー成分Ｒ・ｃｏｓθを減算して、角速度センサ５５の検出値ωに含まれるであろうロール成分Ｐ・ｓｉｎθを出力する。

ロールレート推定回路６０は、推定ロール成分Ｐ・ｓｉｎθをｓｉｎθで除して、推定ロールレートＰ（上記（１２）式）を算出する。つまり、ロールレート推定回路６０は、角速度センサで検出した角速度ωから、角速度ωに含まれるヨーレート成分Ｒ・ｃｏｓθ、すなわち（ｇ／ｖ）・ｓｉｎδ・ｃｏｓθを減ずることでロールレート成分Ｐ・ｓｉｎθを求め、この値をｓｉｎθで除して推定ロールレートＰを算出している。このように、ロールレート推定回路６０は角速度センサ５５からの角速度ωと、ヨーレート推定手段６８に入力される走行速度Ｖとに基づき、推定ロールレートＰを算出している。角速度積分回路６２は、前記推定ロールレートＰを積分して推定バンク角δを算出する（上記（１３）式）。

ドリフト除去回路６６は、車速ｖに基づいて走行中か停止中かを判定する走行／停止判定手段６５と、走行中に、角速度センサ５５の検出値ωに基づいて自動二輪車の直進状態を判定する直進判定手段６７と、直進判定手段６７が直進と判定したときに、角速度センサ５５の出力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１を平均化処理して、直進時のセンサドリフト更新量Ｄ１を推定する直進時ドリフト量推定手段６９と、角速度センサ５５の出力ωを推定センサドリフト量Ｄにより補正する角速度補正手段７１とを有している。

直進判定手段６７は、推定ロールレートＰがあらかじめ定める第１判定値Ｊ１よりも小さい状態が一定時間ｔ１継続し、且つ推定ヨーレートＲがあらかじめ定める第２判定値Ｊ２よりも小さい状態が一定時間ｔ１継続したときに、直進状態と判定するものである。

走行中の車体の状態は、直進、旋回およびスラロームに区分される。直進状態では、ロールレートもヨーレートも発生せず、旋回状態では、ロールレートは発生せずヨーレートのみ発生し、スラローム状態では、ロールレートとヨーレートの両方が発生する。したがって、走行中の直進状態を検出することができれば、角速度センサ５５の入力ωがセンサドリフト量ｄのみと考えられることから、センサドリフト量ｄの推定が可能となる。

図４に示すように、バンク角δを推定する過程で、推定ロールレートＰを算出している。この推定ロールレートＰが十分に小さい状態が一定時間継続した場合、車体は直進、あるいは旋回していると判定できる。さらに、ヨーレートが０であることを判定できれば、直進状態と旋回状態とを区別できる。しかしながら、センサドリフト量ｄが存在する状態で直進走行を行っている場合、図４の推定ヨーレートＲはｄ／ｃｏｓθとして算出される。つまり、推定ヨーレートＲが０か否かの判定によってのみ、直進状態と旋回状態とを区別することはできない。

ただし、例えば、推定ヨーレートＲが１（ｄｅｇ／秒）の場合、時速３０ｋｍで走行する際の旋回半径は約３３６ｍで、時速１５０ｋｍで走行する際の旋回半径は約１６８３ｍであり、この状態を直進状態とみなしても問題はない。そこで、推定ヨーレートＲが十分に小さい状態が一定時間継続した場合、直進状態と判定する。本実施形態では、直進判定手段６７は、推定ロールレートＰと推定ヨーレートＲから直進状態を判定しているが、推定ヨーレートＲに代えて推定バンク角δから判定してもよく、さらに、推定ヨーレートＲと推定バンク角δの両方を用いてもよい。このように、推定ロールレートＰと推定バンク角に関連する値（推定ヨーレートＰまたは推定バンク角δ）とを用いて直進状態が判定される。

直進時ドリフト量推定手段６９は、直進判定手段６７により直進状態と判定されると、所定時間ｔ３だけ角速度センサ５５の出力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１の平均化処理を行う平均化処理回路からなる。所定時間ｔ３は、直進状態での平均化処理を行う時間である。上述のように、直進状態では、角速度センサ入力ωがセンサドリフト量ｄとなるので、直進判定時の角速度センサ入力ωからセンサドリフト量ｄを推定できる。さらに、ノイズの影響を考慮して、一定時間ｔ３だけ平均化処理を行った平均値を直進時センサドリフト更新量Ｄ１としている。

ドリフト除去回路６６は、さらに、停止中に推定ロールレートＰから自動二輪車の静止状態を判定する静止判定手段７３と、静止判定手段７３が静止と判定したときに、角速度センサ５５の出力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１を平均化処理して、静止時のセンサドリフト更新量Ｄ２を推定する静止時ドリフト量推定手段７５とを有している。静止判定手段７３は、推定ロールレートＰがあらかじめ定める第３判定値Ｊ３よりも小さい状態が一定時間ｔ２継続したときに、静止状態と判定するものである。

角速度補正手段７１は、直進判定手段６７の直進判定または静止判定手段７３からの静止判定によりオンされるスイッチ６３を有しており、角速度センサ５５の出力ωを、直進時センサドリフト更新量Ｄ１または静止時のセンサドリフト更新量Ｄ２に基づき補正する。静止判定手段７３に入力される推定ロールレートPは、高域通過フィルタ７７により、あらかじめ定めた周波数ｆよりも小さい低周波変化を除去したものである。あらかじめ定められる周波数ｆの値は、例えば、０．２Ｈｚで、好ましくは０．１Ｈｚである。このような低周波変化の除去は、高域通過フィルタ７７以外の手段で行ってもよく、また、なくてもよい。

停止中は車体が旋回しない、つまり、ヨーレートが発生することはないので、角速度センサ５５の入力ωは、ロールレートと推定センサドリフト量Ｄの和となる。ロールレートはスタンドを接地した状態では０であるが、人が乗車する際、人が車体に跨った状態で車体を揺らしている場合等には変動する。一方、センサドリフト量は数十秒単位の時間間隔で見れば一定の値とみなせる。センサドリフト量が温度変化の外的要因により変動したとしても、人の動作によるロールレートの変動に比べると、その変動速度は十分に遅い。この特性を利用して、角速度センサ５５の入力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１に高域通過フィルタ７７による高域出力処理を施すことで、ロールレート成分を抽出することができる。つまり、高域通過フィルタ７７出力が十分に小さい状態が一定時間継続した場合、車体は静止していることを意味する。

静止時ドリフト量推定手段７５は、静止判定手段７３により、静止状態と判定されると、平均化処理により所定時間ｔ４だけ角速度センサ５５の出力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１の平均化処理を行う平均化処理回路からなる。所定時間ｔ４は、静止状態での平均化処理を行う時間である。本実施形態では、直進時の平均化処理時間ｔ３と静止時の平均化処理時間ｔ４を、互いに異なる値としているが、同じとしてもよい。

上述のように、車体静止判定時は、ロールレートが十分に小さいので、角速度センサ５５の入力ωがセンサドリフト量ｄという関係が成り立つ。そこで、角速度センサ５５の入力ωからセンサドリフト量ｄを推定できる。さらに、ノイズの影響を考慮して、一定時間ｔ４だけ平均化処理を行った平均値を静止時センサドリフト更新量Ｄ２としている。

また、ドリフト除去回路６６は、前記平均化処理の所定時間ｔ３内に、推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲがそれぞれ第１および第２判定値Ｊ１、Ｊ２を超えた場合に、直進時ドリフト量推定手段６９による直進時ドリフト更新量Ｄ１の演算を中断する処理中断回路８１を有している。推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲの一方が、第１判定値Ｊ１または第２判定値Ｊ２を超えた場合に、演算を中断するようにしてもよい。直進判定後の所定時間ｔ５内に、推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲがそれぞれ第１および第２値Ｊ１、Ｊ２以下の状態が所定時間ｔ１継続すると演算を再開する。さらに、直進判定してから所定時間ｔ５内に直進時ドリフト量推定手段６９による直進時ドリフト更新量Ｄ１の演算が完了しなかった場合、および推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲがそれぞれ動揺判定値Ｊ４，Ｊ５を超えた場合に、この演算処理を無効とするリセット回路８３を有している。これにより、角速度センサ５５の出力変動が大きい等の原因で演算が長引いたときに、これを中止することで、不安定状態におけるドリフト量の誤推定防止および、演算の無駄な継続を防止することができる。ドリフト除去回路６６のプロセスの詳細については後述する。

角速度補正手段７１は、平均化処理完了後に直進時ドリフト更新量Ｄ１または静止時ドリフト更新量Ｄ２の推定値Ｅ１を取得し、第１加算回路８５により前回の推定値Ｅ０に加算して推定センサドリフト量Ｄを得る。この推定センサドリフト量Ｄを第１減算回路８７によって角速度センサ５５の出力ωから減算することで角速度センサ５５のセンサドリフトが除去される。第１加算回路８５と第１減算回路８７との間に、補正の変化を抑制する抑制回路８９を導入してもよい。抑制回路８９は、推定センサドリフト量Ｄの変化速度を緩やかにするためのもので、例えば、（０．５＊ｔ３）時間でドリフトが除去される変化速度にする。

前記バンク角推定手段５９および配光制御手段２０は、図３のコントロールユニット４２に内蔵されて、例えば、図１のシート４０の下方に配置されている。角速度センサ５５は、自動二輪車の車体とライダーを合わせた重心Ｇの近傍に配置されるのが好ましいが、十分な剛性が確保された箇所であればよく、これに限定されない。

上記（１１）式からも分かるように、角速度センサ５５の傾斜角度θが小さくなるほど、すなわち０°に近づくほど、ヨー成分Ｒ・ｃｏｓθの影響が大きくなる。逆に傾斜角度θが大きくなるほど、すなわち９０°に近づくほど、ロール成分Ｐ・ｓｉｎθの影響が大きくなる。図６の角速度センサ５５の傾斜角度θは、好ましくは、３０〜６０°、より好ましくは、４５°である。ただし、最適な角度は、角速度センサ５５の精度（ドリフト量）や車体の運転特性により変わるので、３０°より小さい、あるいは６０°より大きくても本発明に含まれる。

上述の推定バンク角δを算出するフローは図７のようになる。つまり、推定バンク角δの算出工程がスタートすると、まず、角速度検出工程Ｓ１では、推定ロールレートＰを含むロール成分P・ｓｉｎθと、推定ヨーレートＲを含むヨー成分Ｒ・ｃｏｓθとが合成された角速度ωを予め定められた時間間隔ごとに順次検出する。本実施形態では、傾斜角度θで傾斜配置された１つの角速度センサ５５（図６）からロール成分P・ｓｉｎθとヨー成分Ｒ・ｃｏｓθとを検出しているが、ロールレート検出用のセンサとヨーレート検出用のセンサをそれぞれ設けた場合でも、図７の推定バンク角を算出するフローを適用できる。

次に自動二輪車の走行速度ｖを検出する速度検出工程Ｓ２を経て、前回バンク角取得工程Ｓ３に入る。前回バンク角取得工程Ｓ３では、注目する時点ｔ_nより以前の時点ｔ_n-Aで求められた推定バンク角δ_n-Aを取得する。この実施形態では、後述するバンク角記憶・出力工程Ｓ７で記録された推定バンク角を取得する。

つづいて、ヨー成分推定工程Ｓ４に入る。ヨー成分推定工程Ｓ４では、取得した前回推定バンク角δ_n-Aで、注目する時点ｔ_nでの走行速度ｖにおいて自動二輪車が傾斜した場合のヨーレートＲ_n-Aを算出し、自動二輪車がこのヨーレートＲで旋回する場合に角速度センサ５５で検出されるヨー成分Ｒ_n-A・ｃｏｓθを算出する。この実施形態では、ヨーレートＲ_n-A＝ｇ（ｓｉｎδ_n-A）／ｖで求められる。

さらに、ロールレート抽出工程Ｓ５に入る。ロールレート抽出工程Ｓ５では、注目する時点ｔ_nでの角速度ω_nから、ヨー成分Ｒ_n-A・ｃｏｓθを減算してロール成分Ｐ_n・ｓｉｎθを求め、このロール成分Ｐ_n・ｓｉｎθからロールレートＰ_nを抽出する。その後、バンク角算出工程Ｓ６に入る。バンク角算出工程Ｓ６では、予め定めた時点ｔ_oから注目する時点ｔ_nまでに順次抽出したロールレートＰを積分して注目する時点ｔ_nでの自動二輪車の推定バンク角δ_nを算出する。

最後に、バンク角記憶・出力工程Ｓ７に入り、算出した推定バンク角δ_nを記録および出力する。記録された推定バンク角δ_nは、次回の推定バンク角算出時の前回バンク角取得工程Ｓ４において、前回バンク角δ_n-Aとして取得される。

つぎに、図８を用いて、センサドリフト除去手順について説明する。図７のバンク角検出プロセスと図８のセンサドリフト除去プロセスは同時に進行している。まず、図８の走行状態判定工程であるステップＳ１０において、走行／停止判定手段６５によって速度センサ５７に基づいて走行中であるか停止中であるかを判定する。この判定は、例えば、車速が１ｋｍ／ｈよりも大きいか小さいかによって行われる。

ステップＳ１０において、停止状態と判定されると、角速度センサ入力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去したω１を高域通過フィルタ７７に入力し低周波変化を除去した推定ロールレートＰを算出するステップＳ２１に入る。つづいて、静止状態を判定するステップＳ２２において、静止判定手段７３によって、ステップＳ２１で得られた推定ロールレートＰと第３判定値Ｊ３とが比較される。推定ロールレートＰが第３判定値Ｊ３よりも大きい場合は、ステップＳ２５において、非静止状態と判定される。推定ロールレートＰが第３判定値Ｊ３以下の場合はステップＳ２３に入る。ステップＳ２３では、静止判定手段７３により、推定ロールレートＰが第３判定値Ｊ３以下の状態が所定時間ｔ２以上継続するかを判定する。所定時間ｔ２以上継続した場合は、ステップＳ２４において、静止状態と判定し、そうでない場合は、ステップＳ２５において、非静止状態と判定する。第３判定値Ｊ３は、例えば、２ｄｅｇ／秒で、所定時間ｔ２は、例えば２秒である。

ステップＳ１０において、走行状態と判定されると、ロールレートＰおよびヨーレートＲを推定する工程であるステップＳ１１に入る。ステップＳ１１では、図７のヨー成分推定工程Ｓ４およびロールレート抽出工程Ｓ５から推定ヨーレートＲおよび推定ロールレートＰを得る。つづいて、図８の直進状態を判定するステップＳ１２において、直進判定手段６７によって、推定ヨーレートＲおよび推定ロールレートＰを用いて直進状態が判定される。具体的には、推定ロールレートＰと第１判定値Ｊ１、および推定ヨーレートＲと第２判定値Ｊ２とが比較される。推定ロールレートＰが第１判定値Ｊ１以下、かつ推定ヨーレートＲが第２判定値Ｊ２以下の場合はステップＳ１３に入る。ステップＳ１３では、直進判定手段６７により、推定ロールレートＰが第１判定値Ｊ１以下、かつ推定ヨーレートＲが第２判定値Ｊ２以下の状態が所定時間ｔ１以上継続するかを判定する。所定時間ｔ１以上継続した場合は、ステップＳ１５において、直進状態と判定し、そうでない場合は、ステップＳ１６において、非直進状態と判定する。第１および第２判定値Ｊ１，Ｊ２は、例えば、それぞれ２ｄｅｇ／秒、１．５ｄｅｇ／秒で、所定時間ｔ１は、例えば２秒である。

また、ステップＳ１２において、推定ロールレートＰおよび推定ヨーレートＲの少なくとも一方が、第１および第２判定値Ｊ１，Ｊ２よりも大きい場合、平均処理中断を判定する工程であるステップＳ１４に入る。ステップＳ１４では、推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲがそれぞれ動揺判定値Ｊ４，Ｊ５以下で、かつ直進判定されてから所定時間ｔ５内である場合に、ステップＳ１７において、「直進状態でかつ平均化処理中断」と判定する。これにより、不安定状態におけるドリフト量の誤推定およびセンサドリフト量が求められなくて演算が長引くのを防止する。動揺判定値Ｊ４，Ｊ５は、例えば、それぞれ６ｄｅｇ／秒、４．５ｄｅｇ／秒で、所定時間ｔ５は、例えば１０秒である。所定時間ｔ５を超えた場合、あるいは推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲがそれぞれ動揺判定値Ｊ４，Ｊ５を超えた場合、ステップＳ１６において、非直進状態と判定する。

ステップＳ１６またはステップＳ２５において、非直進状態または非静止状態と判定されると、無効化（リセット）工程であるステップＳ３０に入る。ステップＳ３０では、リセット回路８３によって継続中の平均化処理がクリアされてスタートへ戻る。また、ステップＳ１７において、「直進状態でかつ平均化処理中断」と判定された場合、平均化処理もリセットも行わずにスタートへ戻る。

ステップＳ２４で静止状態と判定されるか、あるいはステップＳ１５で直進状態と判定されると、直進時ドリフト量推定手段６９または静止時ドリフト量推定手段７５によりセンサドリフト更新量を推定する工程であるステップＳ３１に入る。ステップＳ３１では、直進時ドリフト量推定手段６９または静止時ドリフト量推定手段７５によって、角速度センサ５５の入力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１の平均化処理が行われる。

さらに、ステップＳ３２において、平均化処理が所定時間ｔ３、ｔ４継続して行われたかを判定する。平均化処理が所定時間ｔ３、ｔ４行われると、平均化処理は完了する。ここで、直進状態の所定時間ｔ３は、例えば８秒で、静止状態の所定時間ｔ４は、例えば４秒である。所定時間ｔ３、ｔ４内に直進状態または静止状態が解除されると、すなわち、非直進状態または非静止状態と判定されると、上記ステップ工程Ｓ３０において、平均化処理はクリアされ、センサドリフト量の演算は完了しない。

平均化処理が完了すると、センサドリフト量を抽出する工程であるステップＳ３３に入る。ステップＳ３３では、平均化された直進時ドリフト更新量Ｄ１または静止時ドリフト更新量Ｄ２を抽出し、図４に示す第１加算回路８５により前回の推定値Ｅ０に加算して推定センサドリフト量Ｄを得た後、この推定センサドリフト量Ｄを抑制回路８９を介して第１減算回路８７によって角速度センサ５５の出力ωから減算することで角速度センサ５５のセンサドリフトを除去する。センサドリフト抽出後は、ステップＳ３４において直進状態、静止状態および平均化処理がリセットされてスタートに戻る。

図９は、本発明に係るバンク角検出装置１９で算出された推定バンク角δに基づいてランプ角度を制御する回路を示す。ヘッドランプ装置１１は、配光制御手段２０と、この配光制御手段２０から出力されるランプ速度指令値Ｄを時間積分してランプ角度αを求めるランプ速度積分回路７４と、前記推定バンク角δと前記ランプ角度αとの差分を求める第２減算回路７６と、ランプ速度積分回路７４の出力を第２減算回路７６にマイナス入力するようフィードバックするフィードバック線路７８とを有している。

第２減算回路７６は、バンク角検出装置１９から出力される推定バンク角δと、ランプ速度積分回路７４から出力されるランプ角度αとの差分（δ−α）を、ランプ角度制御偏差δ１として生成する。配光制御手段２０は、この第２減算回路７６の出力値に基づいてランプ速度指令Ｄを出力する。ランプ速度積分回路７４は、このランプ速度指令Ｄを積分してランプ角度αを出力する。フィードバック線路７８は、ランプ速度積分回路７４の出力であるランプ角度αを第２減算回路７６にマイナス入力するようフィードバックする。配光制御手段２０は、ランプ速度指令Ｄに基づいて図３の配光調整機構１６を制御する。

配光調整機構１６の作動により、車体のバンクした方向と逆方向に、図３のレンズ２３およびバルブ２２を回動させて、照射範囲（配光）Ａをランプ速度指令Ｄ（図９）に等しい速度だけ逆方向に回動させる。その際、バルブ２２、レンズ２３の回転角度は、例えば、推定バンク各δの１〜２倍になるように駆動機１８の回転を制御する。配光制御手段２０は、ランプ角度αが推定バンク角δに達すると駆動機１８を停止させる。これにより、バンクした方向とは逆方向に、推定バンク角δ（図９）に応じた角度だけ照射範囲Ａが回転する。なお、ランプ角度αはエンコーダ２９が検出する駆動機１８の回転量から導出してもよい。

自動二輪車が例えば図１３に示すように、カーブした車線９０に沿って矢印Ｐで示す左側に進行方向を変えるとき、ヘッドランプ装置１１の照射範囲Ａは、図１４に示す直進時の水平線Ｈに沿った左右に延びた状態から、図１３のように若干左上がりに傾斜した状態となる。その結果、ライダーの目線が向く旋回方向の内側（同図に破線の円で囲む部分Ｂ）への配光が図１５に示す従来例の場合に比べてはるかに多くなり、それだけ視野が広くなる。なお、照射範囲Ａの形状によっては、バンクした方向と逆方向ではなく同一方向に、推定バンク角δの大きさに応じた角度だけ照射範囲Ａを回転させて、ライダーの目線が向く旋回方向の内側への配光を増大させることもある。

上記構成によれば、推定バンク角δから推定された推定ヨーレートＲだけでなく推定ロールレートＰに基づいて自動二輪車の直進状態を判定しているから、直進判定が正確になされる。そのうえで、角速度センサ５５の出力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１に基づき直進時のセンサドリフト更新量Ｄ１を推定して、角速度センサ５５の出力ωを直進時のセンサドリフト更新量Ｄ１に基づいて算出された推定センサドリフト量Ｄにより補正しているので、簡単な構造で走行中のセンサドリフトの正確な算出、除去が可能となり、これによりバンク角δの推定精度が向上する。

また、角速度センサ５５は、自動二輪車の前後軸心Ｃ１に対して左右軸心回りＣ２に予め定めた傾斜角度θで傾斜配置されているので、１つの角速度センサ５５で、バンク角δの算出、センサドリフトの除去ができ、構造が一層簡単になる。

さらに、直進判定手段６７は、推定ロールレートＰがあらかじめ定める第１判定値Ｊ１よりも小さい状態が一定時間ｔ１継続し、かつ推定ヨーレートＲがあらかじめ定める第２判定値Ｊ２よりも小さい状態が一定時間ｔ１継続したときに、直進状態と判定するので、推定バンク角δの算出の過程で得られる、推定ロールレートＰ、推定ヨーレートＲを直進状態に判定に用いることで、容易に直進状態を判定することができる。

また、角速度補正手段７１が、補正の変化を抑制する抑制回路８９を有しているので、急激に推定バンク角δが変化することを防ぐことができる。例えば、ランプ照射面が急に変化して、運転者が違和感を覚えるのを防ぐことができる。

さらに、直進判定後に、推定ロールレートＰまたは推定ヨーレートＲが、第１判定値Ｊ１または第２判定値Ｊ２を超えた場合に、直進時ドリフト量推定手段６９による直進時のドリフト量Ｄ１の演算を中断する処理中断回路８１を備え、第１および第２判定値Ｊ１，Ｊ２以下になると演算を再開するように設定しているので、直進走行中に風や路面の状態により自動二輪車が振動して一時的に直進判定条件から外れた場合であっても、その後に直進状態に復帰すると直進時のドリフト更新量Ｄ１の演算が継続されるので、操縦者が意識的に車体を大きく動揺させた場合のような演算不能のケースが減り、演算が確実に実施される。

また、直進判定してから所定時間ｔ５内に直進時ドリフト量推定手段６９による直進時ドリフト量Ｄ１の演算が完了しなかった場合に、この演算処理を無効とするリセット回路８３を備えているので、例えば、角速度センサ５５の出力変動が大きい等の原因で演算が長引いたときに、これを中止することで、不安定状態におけるドリフト量の誤推定防止、および演算の無駄な継続を防止することができる。

さらに、推定ロールレートＰから自動二輪車の静止状態を判定する静止判定手段７３と、静止判定手段７３が静止と判定したときに、角速度センサ５５の出力ωから推定センサドリフト量Ｄを除去した信号ω１に基づき静止時のセンサドリフト更新量Ｄ２を推定する静止時ドリフト量推定手段７５とを備え、角速度補正手段７１が、角速度センサ５５の出力ωを静止時のセンサドリフト更新量Ｄ２に基づいて算出される推定センサドリフト量Ｄにより補正しているので、直進時に加えて、停止中のセンサドリフトも除去することができる。

また、静止判定手段７３に入力される推定ロールレートは、あらかじめ定めた周波数よりも小さい低周波変化が除去された角速度センサ入力ωから算出されているので、静止時のロールレート成分を抽出することができる。これにより、小さい低周波変化を除去しているので、静止時の人為的な操作を的確に検出でき、静止状態が正確に判定される。

図１０は、第２実施形態のバンク角検知装置１９Ａの概略構成を示すブロック図である。第１実施形態では、傾斜して配置された１つの角速度センサ５５から推定バンク角δを算出しているが、第２実施形態では、ロールレート成分センサ５５Ａおよびヨーレート成分センサ５５Ｂを配置して、これらの検出値に基づいて推定バンク角δを算出している。

この実施形態のバンク角検知装置１９Ａのバンク角推定手段５９Ａは、校正バンク角検出手段８６、第１除算回路８８、第３減算回路９２、第２加算回路９４、角速度積分回路６２、およびフィードバック線路９６を有している。校正バンク角検出手段８６は、後述するヨー成分減算回路８７Ｂによって補正されたヨー成分センサ５５Ｂの出力ωｙと速度センサ５７で計測された車速ｖとから校正用車体バンク角δ１を算出する。第３減算回路９２は、この校正用車体バンク角δ１と、角速度積分回路６２から出力される推定バンク角δとの差分（δ１−δ）を生成し、第１除算回路８８は、この差分（δ１−δ）を時間Ｔで除算する。第２加算回路９４は、第１除算回路８８の出力と前記ロールレート成分センサ５５Ａの出力とを加算し、推定ロールレートＰを算出する。つまり、第２加算回路９４は、ロールレート推定手段として機能する。角速度積分回路６２は、第２加算回路９４の出力を積分して推定バンク角δを出力する。フィードバック線路９６は、角速度積分回路６２の出力δを第３減算回路９２にマイナス入力するようフィードバックする。これにより、前記ロールレート成分センサ５５Ａの出力から求まる値を前記校正バンク角検出手段８６により検出された校正用車体バンク角δ１に近づけるよう補正する。

バンク角検知装置１９Ａは、さらに、第１実施形態と同様にドリフト除去回路６６Ａとヨーレート推定手段６８とを有している。ヨーレート推定手段６８は、角速度積分回路６２から出力された推定バンク角δに基づいて推定ヨーレートＲを算出する。ドリフト除去回路６６Ａは、ドリフト量推定回路９８とロール成分減算回路８７Ａとヨー成分減算回路８７Ｂとを有している。ドリフト量推定回路９８は、前記推定ヨーレートＲと、第２加算回路９４から出力される推定ロールレートＰとに基づいて第１実施形態と同様に直進/静止判定およびドリフト量推定処理を行い、各センサ５５Ａ，５５Ｂの推定センサドリフト量ＤＡ，ＤＢを得る。さらに、これら推定センサドリフト量ＤＡ，ＤＢをそれぞれ、ロール成分減算回路８７Ａ、ヨー成分減算回路８７Ｂによって各センサ５５Ａ，５５Ｂの出力から減算することでロールレート成分センサ５５Ａおよびヨーレート成分センサ５５Ｂのセンサドリフトが除去され、センサ出力が補正される。

図１１は、第３実施形態に係るヘッドランプ装置１１Ａのブロック図である。この実施形態では、配光制御手段２０は、推定ロールレートＰをランプ速度指令Ｄとして配光調整機構１６を制御する。角速度センサ５５から出力される角速度ωに基づいて、ロールレート推定回路６０が推定ロールレートＰを生成し、この推定ロールレートＰを角速度積分回路６２に出力する。角速度積分回路６２はこの推定ロールレートＰを時間積分して推定バンク角δを算出する。得られたバンク角δは、例えば後述する過剰なバンク角によりエンジントルクを制限する回路のような、他の用途に使用される。

図９の第１実施形態では、追従性と耐ノイズ性のバランスを整えるために、配光制御手段２０の制御ゲインのチューニングが必要であることに加え、ランプ角度αは推定バンク角δに対して遅れを持つことになる。これに対し、図１１の第３実施形態では、ランプ速度指令Ｄと推定ロールレートＰとが一致するので、ランプ角度αは推定バンク角δに対して遅れがないことに加えて、チューニングが不要となる。

図１２は、第４実施形態に係るヘッドランプ装置１１Ｂのブロック図である。この実施形態では、第３実施形態に加えて、配光制御手段２０が、推定バンク角δとランプ角度αとの差分を求める第２減算回路８０と、この第２減算回路８０の出力を予め定めた時間設定値で除算する第２除算回路８２と、推定ロールレートＰに第２除算回路８２の出力を加算してランプ速度指令信号Ｄを生成する第３加算回路８４とを有する。

第２減算回路８０は、角速度積分回路６２から出力される推定バンク角δと、ランプ速度積分回路７４から出力されるランプ角度αとの差分（δ−α）を生成し、第２除算回路８２は、この差分（δ−α）を時間Ｔで除算する。第３加算回路８４は、第２除算回路８２の出力と前記ロールレート推定回路６０の出力とを加算する。ランプ速度積分回路７４は、第３加算回路８４の出力を積分してランプ角度αを出力する。フィードバック線路７８は、ランプ速度積分回路７４の出力αを第２減算回路８０にマイナス入力するようフィードバックする。

図９の第１実施形態では、ランプ角度αを推定バンク角δに的確に追従させることができるが、前述のとおりランプ角度αが推定バンク角δに対して若干の遅れを持つことになる。一方、図１１の第３実施形態では、ランプ角度αの推定バンク角δに対する遅れは改善されるが、配光調整機構１６において、ランプ指令速度Ｄに対する実ランプ速度に、制御偏差が発生した場合、ランプ角度αを推定バンク角δに一致させる保証はない。これに対し、図１２の第４実施形態では、第１および第３実施形態の構成を併せ持っており、時間設定Ｔを適切に設定することで追従性と応答性を両立させることができる。図１２における第２減算回路８０の出力は、図９における第１減算回路７６の出力と等価である。つまり、図１２におけるランプ速度指令Ｄは、図１１の推定ロールレートＰに、図９のランプ角度制御偏差δ１を時間Ｔで除算したものを加算することで得られる。したがって、この時間Ｔを適切に設定することで第１実施形態が有する追従性と、第２実施形態が有する応答性とを両立させることができる。

すなわち、時間Ｔを短く設定すると、第２除算回路８２において時間Ｔで除算した差分δ−αの出力は大きくなり、図９の第１実施形態に近づく。一方、時間Ｔを長く設定すると、時間Ｔで除算した差分δ−αの出力が小さくなり、図１１の第３実施形態に近づく。設定時間Ｔは好ましくは０．５〜５秒、より好ましくは１〜２秒である。なお、図１２の第４実施形態でも、ランプ角度αを、エンコーダ２０が検出する駆動機１８の回転量から導出してもよい。

以上，本発明のバンク角検知装置を自動二輪車のヘッドランプ装置にも使用できるほか、次のような用途にも使用することができる。例えば自動二輪車の走行時、バンク角が大きいとき、タイヤが滑り易いので、これを回避するように、検知したバンク角の大きさに応じてエンジントルクを制限する用途に利用できる。また、ドライブレコーダに走行時のバンク角をデータとして記憶しておき、このデータにより運転内容を検討したり、今後の運転の参考にする用途に利用したりできる。また、雨天時のような滑り易い路面状態のとき、バンク角が大きくなると、警報を発し、ライダーに対して注意を喚起するような用途にも利用することができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。例えば、上記実施形態では、自動二輪車に適用した場合ついて説明しているが、本発明のバンク角検知装置は小型滑走艇のような鞍乗型乗物やスクータのように、本体をバンク（傾斜）させることで旋回可能な乗物全般に適用できる。また、上記実施形態では、傾斜させて配置した角速度センサ５５を１つのみ用いているが、２つ以上用いてもよい。したがって、そのような変更および修正は、添付のクレームから定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。

１９ バンク角検出装置
５５ 角速度センサ
５７ 速度センサ
５９、５９Ａ バンク角推定手段
６０、９４ ロールレート推定回路（手段）
６４ フィードバック回路
６６ ドリフト除去回路
６７ 直進判定手段
６８ ヨーレート推定手段
６９ 直進時ドリフト量推定手段
７１ 角速度補正手段
７３ 静止判定手段
７５ 静止時ドリフト量推定手段
８１ 処理中断回路
８３ リセット回路
８９ 抑制回路
Ｄ１ 直進時ドリフト更新量
Ｄ２ 静止時ドリフト更新量
Ｐ 推定ロールレート
Ｒ 推定ヨーレート（推定バンク角に関連する値）
ｖ 速度
δ 推定バンク角（推定バンク角に関連する値）
ω 角速度
θ 傾斜角度

Claims (9)

1. コーナーリング時に進行方向を変える側にバンクする乗物の前後軸心回りの角速度であるロールレートおよび上下軸心回りの角速度であるヨーレートのそれぞれの成分を含む検出値を検出する角速度センサと、
   前記角速度センサの検出値と乗物の走行速度とに基づいて推定ロールレートを算出するロールレート推定手段と、
   前記推定ロールレートから乗物の推定バンク角を算出するバンク角推定手段と、
   走行中に、前記推定ロールレートと、前記推定バンク角に関連する値との両方に基づいて乗物の直進状態を判定する直進判定手段と、
   前記直進判定手段が直進と判定したときに、前記角速度センサの出力値を直進時のセンサドリフト量であると推定する直進時ドリフト量推定手段と、
   前記角速度センサの出力を前記推定されたセンサドリフト量により補正する角速度補正手段と、
   を備えた乗物のバンク角検出装置。
2. 請求項１において、前記角速度センサは、乗物の前後軸心に対して左右軸心回りに予め定めた傾斜角度で傾斜配置されている乗物のバンク角検出装置。
3. 請求項１または２において、前記直進判定手段は、前記推定ロールレートがあらかじめ定める第１判定値よりも小さい状態が所定時間継続し、かつ前記推定バンク角に関連する値があらかじめ定める第２判定値よりも小さい状態が所定時間継続したときに、直進状態と判定するものである乗物のバンク角検出装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項において、前記角速度補正手段が、補正量の変化を抑制する抑制回路を有している乗物のバンク角検出装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項において、さらに、直進判定後に、前記推定ロールレート、前記推定バンク角に関連する値が所定値を超えた場合に、前記直進時ドリフト量推定手段による直進時のドリフト量の演算を中断し、所定値以下になると演算を再開する処理中断回路を備える乗物のバンク角検出装置。
6. 請求項５において、さらに、直進判定後所定時間内に前記直進時ドリフト量推定手段による直進時のドリフト量の演算が完了しなかった場合に、この演算処理を無効とするリセット回路を備える乗物のバンク角検出装置。
7. コーナーリング時に進行方向を変える側にバンクする乗物の前後軸心回りの角速度であるロールレートおよび上下軸心回りの角速度であるヨーレートのそれぞれの成分を含む検出値を検出する角速度センサと、
   前記角速度センサの検出値と乗物の走行速度とに基づいて推定ロールレートを算出するロールレート推定手段と、
   前記推定ロールレートから乗物の推定バンク角を算出するバンク角推定手段と、
   走行中に、前記推定ロールレートと、前記推定バンク角に関連する値とに基づいて乗物の直進状態を判定する直進判定手段と、
   前記直進判定手段が直進と判定したときに、前記角速度センサの出力値を直進時のセンサドリフト量であると推定する直進時ドリフト量推定手段と、
   前記角速度センサの出力を前記推定されたセンサドリフト量により補正する角速度補正手段と、
   乗物の静止状態を判定する静止判定手段と、
   前記静止判定手段が静止と判定したときに、前記角速度センサの出力からセンサドリフト量を推定する静止時ドリフト量推定手段とを備え、
   前記角速度補正手段が、前記角速度センサの出力を前記静止時のセンサドリフト量により補正する乗物のバンク角検出装置。
8. 請求項７において、前記静止判定手段に入力される前記推定ロールレートは、あらかじめ定めた周波数よりも小さい低周波変化を除去したものである乗物のバンク角検出装置。
9. 角速度センサにより、コーナーリング時に進行方向を変える側にバンクする乗物のロールレート成分およびヨーレート成分を含む検出値を検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出した検出値と乗物の走行速度とに基づいて前後軸心回りの角速度である推定ロールレートを算出するロールレート推定工程と、
   前記推定ロールレートから乗物の推定バンク角を算出するバンク角推定工程と、
   前記推定ロールレートと前記推定バンク角に関連する値との両方に基づいて乗物の直進状態を判定する直進判定工程と、
   前記直進判定工程で直進と判定したときに、前記角速度センサの出力値を直進時のセンサドリフト量であると推定する直進時ドリフト量推定工程と、
   前記角速度センサの出力を前記推定されたセンサドリフト量により補正する角速度補正工程と、
   を備えた乗物のバンク角検出方法。

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