(57)【要約】      （修正有）【課題】特殊な環境を必要とせずにオートレベリング制御に必要な補正情報を得る車両用灯具の制御装置を提供する。【解決手段】車両用灯具の制御装置は、車両の前後方向と上下方向に相関する第１加速度と第２加速度を検出する加速度センサ（検出部）１２と、停車中の第１時期と第２時期の各々における第１加速度と第２加速度に基づいて停車中の車両角度の変化量を求め、走行中の第１加速度と第２加速度の相関関係に基づいて車両の走行中の車両角度を求め、これらの差に基づいて補正角度を求めて保持する補正部（記憶部２０、角度設定部２１）と、走行中の第１加速度と第２加速度の相関関係に基づいて走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度から補正角度を減じた値に基づいて実際の車両角度を求める角度算出部（角度算出部２１）と、実際の車両角度に基づいて制御信号を生成して当該車両用灯具へ供給する光軸制御部２２とを含む、車両用灯具の制御装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のピッチ方向の姿勢変化に応じて車両用灯具の光軸を可変に制御するための制御装置であって、
前記車両の前後方向に相関する第１加速度と当該車両の上下方向に相関する第２加速度を検出する検出部と、
前記車両の停車中における第１時期と当該第１時期より後の第２時期の各々における前記第１加速度及び前記第２加速度に基づいて停車中の車両角度の変化量を求めるとともに、前記車両の走行中における前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記車両の走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度と前記停車中の車両角度の変化量の差に基づいて補正角度を求めて保持する補正部と、
前記車両の走行中において前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度から前記補正角度を減じた値に基づいて実際の車両角度を求める角度算出部と、
前記角度算出部により求められた前記実際の車両角度に基づいて前記車両用灯具の光軸を制御するための制御信号を生成して当該車両用灯具へ供給する光軸制御部と、
を含む、車両用灯具の制御装置。
【請求項２】
前記車両の停車中における前記第１時期と前記第２時期は、前記車両の姿勢が変化する前と後の各々に対応する時期である、
請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項３】
前記角度算出部は、前記車両の走行中の前記第１加速度と前記第２加速度の蓄積数が所定基準以上となった場合に、当該蓄積された第１加速度と前記第２加速度を用いて前記走行中の車両角度を求める、
請求項１又は２に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項４】
前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係は、前記第１加速度と前記第２加速度から得られる近似直線の傾きである、
請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項５】
前記補正部により前記補正角度が求められるまでの間は前記実際の車両角度に基づく光軸制御が行われない、
請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用灯具の制御装置。
【請求項６】
車両のピッチ方向の姿勢変化に応じて車両用灯具の光軸を可変に制御するための制御方法であって、
前記車両の前後方向に相関する第１加速度と当該車両の上下方向に相関する第２加速度を検出する第１ステップと、
前記車両の停車中における第１時期と当該第１時期より後の第２時期の各々における前記第１加速度及び前記第２加速度に基づいて停車中の車両角度の変化量を求めるとともに、前記車両の走行中における前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記車両の走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度と前記停車中の車両角度の変化量の差に基づいて補正角度を求めて保持する第２ステップと、
前記車両の走行中において前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度から前記補正角度を減じた値に基づいて実際の車両角度を求める第３ステップと、
前記第３ステップにて求められた前記実際の車両角度に基づいて前記車両用灯具の光軸を制御するための制御信号を生成して当該車両用灯具へ供給するステップと、
を含む、車両用灯具の制御方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の制御装置と当該制御装置によって制御される車両用灯具を備える、車両用灯具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の姿勢変化に対応して車両用灯具（例えば前照灯）による光の照射方向を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗員や積荷による車両のピッチ方向の姿勢変化に対応して前照灯による光の照射方向（光軸）を自律的に調整するオートレベリング制御が知られている。このようなオートレベリング制御によれば、車両の姿勢変化があった場合にも対向車両や先行車両などに対してグレアを与えることを防ぐことができる。車両の走行中におけるオートレベリング制御を実現する先行技術は、例えば特許第６００５４９１号公報（特許文献１）に開示されている。この文献には、車両に設置した加速度センサによる出力値を用いて車両の姿勢を求め、オートレベリング制御を行うという技術が記載されている。
【０００３】
ところで、加速度センサの出力値を用いてオートレベリング制御を行う場合には、この加速度センサの車体への取り付け状態による誤差を考慮する必要がある。具体的には、例えば三軸の加速度センサを用いるとすると、それらの軸が車両の前後方向、上下方向などと正確に一致していることが望ましいが、実際にはズレが生じることが多い。このため、オートレベリング制御の際には、例えば軸のズレに応じた補正値を予め求めておき、加速度センサの出力から求められる車両角度をその補正値によって補正する必要がある。
【０００４】
上記のような補正値を正確に求めるには、路面の傾斜角度が０°という特殊な環境に車両を配置する必要がある。これに関し、例えば新車としての工場出荷時であればそのような環境を得ることも容易である。しかし、例えば故障などによりオートレベリング制御に必要なセンサ等をディーラーの工場などで取り替えた際において補正値を求める必要が生じた場合、路面の傾斜角度が０°という特殊な環境を用意することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６００５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、特殊な環境を必要とせずにオートレベリング制御に必要な補正情報を得ることが可能な技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明に係る一態様の車両用灯具の制御装置は、（ａ）車両のピッチ方向の姿勢変化に応じて車両用灯具の光軸を可変に制御するための制御装置であって、（ｂ）前記車両の前後方向に相関する第１加速度と当該車両の上下方向に相関する第２加速度を検出する検出部と、（ｃ）前記車両の停車中における第１時期と当該第１時期より後の第２時期の各々における前記第１加速度及び前記第２加速度に基づいて停車中の車両角度の変化量を求めるとともに、前記車両の走行中における前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記車両の走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度と前記停車中の車両角度の変化量の差に基づいて補正角度を求めて保持する補正部と、（ｄ）前記車両の走行中において前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度から前記補正角度を減じた値に基づいて実際の車両角度を求める角度算出部と、（ｅ）前記角度算出部により求められた前記実際の車両角度に基づいて前記車両用灯具の光軸を制御するための制御信号を生成して当該車両用灯具へ供給する光軸制御部と、を含む、車両用灯具の制御装置である。
［２］本発明に係る一態様の車両用灯具の制御方法は、（ａ）車両のピッチ方向の姿勢変化に応じて車両用灯具の光軸を可変に制御するための制御方法であって、（ｂ）前記車両の前後方向に相関する第１加速度と当該車両の上下方向に相関する第２加速度を検出する第１ステップと、（ｃ）前記車両の停車中における第１時期と当該第１時期より後の第２時期の各々における前記第１加速度及び前記第２加速度に基づいて停車中の車両角度の変化量を求めるとともに、前記車両の走行中における前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記車両の走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度と前記停車中の車両角度の変化量の差に基づいて補正角度を求めて保持する第２ステップと、（ｄ）前記車両の走行中において前記第１加速度と前記第２加速度の相関関係に基づいて前記走行中の車両角度を求め、当該走行中の車両角度から前記補正角度を減じた値に基づいて実際の車両角度を求める第３ステップと、（ｅ）前記第３ステップにて求められた前記実際の車両角度に基づいて前記車両用灯具の光軸を制御するための制御信号を生成して当該車両用灯具へ供給するステップと、を含む、車両用灯具の制御方法である。
［３］本発明に係る一態様の車両用灯具システムは、上記の制御装置と当該制御装置によって制御される車両用灯具を備える、車両用灯具システムである。
【０００８】
上記構成によれば、特殊な環境を必要とせずにオートレベリング制御に必要な補正情報を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ランプユニットの光軸制御の様子を模式的に示した図である。
【図３】図３は、加速度センサの設置状態を説明するための図である。
【図４】図４は、加速度センサの各軸と車両の姿勢に関わる角度の関係を拡大して示した図である。
【図５】図５は、走行時の加速度センサの出力について説明するための図である。
【図６】図６は、走行時の車両角度について説明するための図である。
【図７】図７は、車両用灯具システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用灯具システムは、制御部１１、加速度センサ（検出部）１２、一対のランプユニット１３を含んで構成されている。この車両用灯具システムは、図２に模式的に示すように、走行中における各ランプユニット１３による光照射方向（光軸）ａを車両のピッチ方向の姿勢変化に応じて可変に制御するものである。
【００１１】
制御部１１は、車両用灯具システムの動作を制御するものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるコンピュータシステムにおいて所定の制御プログラムを実行させることによって実現される。この制御部１１は、機能ブロックとしての記憶部２０、角度設定部２１、光軸制御部２２を含んで構成されている。なお、本実施形態では、記憶部２０と角度設定部２１が「補正部」に対応し、角度設定部２１が「角度算出部」に対応する。
【００１２】
加速度センサ１２は、少なくとも互いに直交する２つの軸の加速度を検出可能なセンサであり、車両内の所定位置に設置されている。この加速度センサ１２は、例えば１つの軸を車両の前後方向に対応付け、他の１つの軸を車両の上下方向に対応付けて設置される。それにより、車両の前後方向に相関する加速度と車両の上下方向に相関する加速度を検出することができる。
【００１３】
各ランプユニット１３は、車両前部の所定位置に設置されており、車両前方へ光を照射する。各ランプユニット１３は、光源や反射鏡等を有して構成される光源部３１と、この光源部３１から放射される光の光軸（主進行方向）ａを車両のピッチ方向にて上下に調整するための光軸調整部３２を有している（図２参照）。光軸調整部３２は、例えば各ランプユニット１３の光源部３１の向きを上下に調整するアクチュエータを有しており、制御部１１から与えられる制御信号に基づいて動作する。
【００１４】
記憶部２０は、制御部１１における情報処理に必要なデータを記憶する。この記憶部２０としては、車両のイグニッションオフ時にもデータを保持可能なメモリを用いることが望ましい。このため本実施形態の記憶部２０としては不揮発性メモリが用いられている。
【００１５】
角度設定部２１は、加速度センサ１２から得られる加速度に基づいて、車両のピッチ方向における姿勢を示す情報である車両角度を設定する。本実施形態では、角度設定部２１は、加速度センサ１２の車両（車体）への取り付け状態によって生じる取り付け誤差を補正するための補正情報を設定する処理（初期設定）も行う。
【００１６】
光軸制御部２２は、角度設定部２１によって設定される車両角度に基づいて、各ランプユニット１３の光軸ａを制御するための制御信号を生成し、各ランプユニット１３へ出力する。
【００１７】
図３は、加速度センサの設置状態を説明するための図である。図３（Ａ）は、車両に乗員や積荷等による姿勢変化が生じる前の加速度センサ１２の設置状態を示している。図示のように、加速度センサ１２の第１軸であるＸ軸は車両の前後方向（水平方向）に対応付けられ、第２軸であるＹ軸は車両の上下方向（垂直方向）に対応付けられているが、それぞれズレ（取り付け誤差）が生じている。これらのズレは、加速度センサ１２の車両（車体）への設置時（取り替え時など）に生じたズレである。図３（Ｂ）は、乗員や積荷などの影響で車両の後部が相対的に下がり前部が相対的にあがるように姿勢が変化した状態を示す。なお、いずれの状態についても停車中を前提としている。
【００１８】
図４は、加速度センサの各軸と車両の姿勢に関わる角度の関係を拡大して示した図である。図４（Ａ）は、車両が水平な路面に配置されている場合に対応している（図３（Ａ）参照）。図４（Ｂ）は、乗員や積荷等により車両が後傾している場合に対応している（図３（Ｂ）参照）。上記のように図３（Ａ）に示す状態が車両の姿勢の変化前であり、図３（Ｂ）に示す状態が車両の姿勢の変化後であるとする。
【００１９】
車両の姿勢の変化前における車両角度を加速度センサのＸＹ各軸の出力値Ｘｂｆ、Ｙｂｆとする。このとき、車両角度をθｂｆとし、加速度センサの設置時のズレ角度をαとすると、これらの和と加速度センサの出力値との関係は以下のように表すことができる。
θｂｆ＋α＝ＡｒｃＴＡＮ（Ｘｂｆ／Ｙｂｆ）  ・・・(1)
【００２０】
同様に、車両の姿勢の変化後における車両角度を加速度センサのＸＹ各軸の出力値Ｘａｆ、Ｙａｆとする。このとき、実際の車両角度をθａｆとし、加速度センサの設置時のズレ角度をαとすると、これらの和と加速度センサの出力値との関係は以下のように表すことができる。
θａｆ＋α＝ＡｒｃＴＡＮ（Ｘａｆ／Ｙａｆ）  ・・・(2)
【００２１】
上記(1)、(2)式から、以下の関係式が導かれる。
θａｆ＝θｂｆ＋｛ＡｒｃＴＡＮ（Ｘａｆ／Ｙａｆ）−ＡｒｃＴＡＮ（Ｘｂｆ／Ｙｂｆ）｝  ・・・(3)
【００２２】
上記(3)式の｛ＡｒｃＴＡＮ（Ｘａｆ／Ｙａｆ）−ＡｒｃＴＡＮ（Ｘｂｆ／Ｙｂｆ）｝の項は、車両姿勢変化の前後における車両角度の変化量に対応する。上記関係式には加速度センサの設置時のズレ角度αが含まれないので、ズレ角度αが既知ではなくても姿勢変化後の車両角度θａｆを求めることができる。停車中に路面傾斜角度は変化しないので、車両の姿勢変化前の車両角度θｂｆに対して上記の変化量を加算することで、姿勢変化後の車両角度θａｆを求めることができる。
【００２３】
上記のように求められる車両角度θａｆは、都度、制御部１１の記憶部２０に書き込まれて保持（記憶）される。そして、停車中にはこの車両角度θａｆを用いて光軸ａのレベリング制御が行われる。正確には、上記(3)式の｛ＡｒｃＴＡＮ（Ｘａｆ／Ｙａｆ）−ＡｒｃＴＡＮ（Ｘｂｆ／Ｙｂｆ）｝の項によって得られる変化量が姿勢変化の前後による差分であるので、これに基づいて光軸ａのレベリング制御が行われる。例えば、ランプユニット１３の光軸の初期値が０°に設定してあるとすると、この０°を基準として上記の変化量に相当する角度だけ光軸が変化するようにレベリング制御が行われる。
【００２４】
図５は、走行時の加速度センサの出力について説明するための図である。車両の走行時において、加速度センサのＸＹ各軸の出力値Ｘ、Ｙを所定周期（例えば、１００ｍｓ毎）に取得し、記憶部２０に蓄積する。ある程度のデータ数が得られると、図示のように各出力値に基づいて図示のようにプロットし、それらの出力値に対して直線近似を行って近似線を求める。すると、この近似線の傾き（Ｘ軸とのなす角度）が走行中の車両角度となる。ただし、ここで求められる車両角度には加速度センサ１２のズレ角度αが含まれている。この車両角度を以後、走行中の加速度に基づく車両角度θｄと呼ぶことにする。
【００２５】
図６は、走行時の車両角度について説明するための図である。上記のように、走行中の加速度に基づく車両角度θｄには加速度センサ１２のズレ角度αが含まれている。ここで、走行前に求められた停車中の車両角度θａｆを用いると、図示のように走行中の加速度に基づく車両角度θｄから停車中の車両角度θａｆを減算した差分が加速度センサ１２のズレ角度αに相当する。従って、このように差分として求められたズレ角度αを、以後の補正に用いる補正角度（補正情報）である車両基準角度θＩとして記憶部２０に保持し、これを用いることで、実際の車両角度θ（＝θｄ−θＩ）を算出し、その車両角度θに基づく光軸ａのレベリング制御を実施することができる。
【００２６】
図７は、車両用灯具システムの動作を説明するためのフローチャートである。ここでは、主に制御部１１による処理内容が示されている。なお、ここに示す各処理ブロックは、相互に矛盾を生じない限りにおいて順番を入れ替えることも可能である。また、後述する統計処理を行って角度算出を実施する場合の具体例を用いて説明している。
【００２７】
本実施形態の車両用灯具システムでは、制御部１１に対して、例えばディーラーの作業者等により初期学習を指示する所定のコマンド等が与えられると、初期学習処理が開始される。この初期学習処理は、加速度センサ１２の交換後、あるいは制御部１１と加速度センサ１２を含んだレベリング制御用ユニットの交換後、可能な限り早い段階で開始されることが望ましく、例えば交換後すぐに開始されることが望ましい。
【００２８】
角度設定部２１は、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。停車中か否かの判定は、例えば車速信号に基づいて行うことができる。例えば、車速が０ないしそれに極近い一定値以下である場合に停車中であり、当該一定値よりも車速が大きい場合に走行中であると判定することができる。なお、加速度センサ１２の出力値に基づいて判定してもよい。
【００２９】
車両が停車中である場合に（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、角度設定部２１は、停車中の車両角度θａｆを算出する（ステップＳ１１）。算出方法については上記した通りであり、角度設定部２１は、例えば停車直後の加速度センサの出力値を車両の姿勢変化前の出力値Ｘｂｆ、Ｙｂｆとして取得し、記憶部２０に記憶させる。停車直後をどのタイミングとするかは適宜設定することができ、例えばステップＳ１１において停車中であると判定してから数秒間後と設定することができる。その後、角度設定部２１は、車両の姿勢に変化があれば、そのときの加速度センサ１２の出力値Ｘａｆ、Ｙａｆを取得し、記憶部２０に記憶させる。姿勢変化の有無については、例えば加速度センサ１２の出力値に一定値以上の変化があった場合に姿勢変化が有ると判断できる。なお、姿勢変化がない場合には、例えば適宜のタイミングでの加速度センサ１２の出力値Ｘａｆ、Ｙａｆを取得してこれを姿勢変化後の出力値として用いる。算出された車両角度θａｆは記憶部２０へ書き込まれ、記憶される。
【００３０】
次に、角度設定部２１は、停車中の姿勢変化に応じて求められた車両角度θａｆ（あるいは変化量）を光軸制御部２２へ与える。光軸制御部２２は、その車両角度θａｆ（または変化量）に基づいて光軸制御を行う（ステップＳ１２）。具体的には、光軸制御部２２により各ランプユニット１３の光軸ａを制御するための制御信号が生成されて各ランプユニット１３へ出力され、この制御信号に応じて各ランプユニット１３において光軸ａが調整される。その後、上記ステップＳ１０へ戻り、以降の処理が行われる。
【００３１】
車両が走行中である場合に（ステップＳ１０；ＮＯ）、角度設定部２１は、走行中の加速度センサの出力値を取得し、それに基づいて車両角度θｄを算出する（ステップＳ１３）。車両角度θｄの算出方法については図５を参照して説明した通りである。このとき、取得した加速度センサの出力値については角度設定部２１によって記憶部２０へ随時書き込まれ、記憶される。
【００３２】
次に、角度設定部２１は、現在、初期学習処理中であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。初期学習処理中である場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、角度設定部２１は、記憶部２０に記憶された加速度センサ１２による出力値のデータの蓄積数が一定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、判定に用いる一定値については、車両角度θｄの算出精度を確保するのに適した値が実験等によって求められ、設定される。
【００３３】
データの蓄積数が一定値以上である場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、角度設定部２１は、車両基準角度θＩを算出し、記憶部２０へ書き込んで記憶させる（ステップＳ１６）。車両基準角度θＩの算出方法については図６を参照して説明した通りである。この車両基準角度θＩの算出が行われると、角度設定部２１は、初期学習処理中を終了する。その後、ステップＳ１１へ戻り、以降の処理が行われる。
【００３４】
なお、データの蓄積数が一定値よりも少ない場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、車両基準角度θＩの算出が行われずに、ステップＳ１０へ戻り、以降の処理が行われる。つまり、データの蓄積数が一定値よりも少ない間は、走行中における加速度センサ１２の出力値の蓄積が続けられる。
【００３５】
ステップＳ１３〜ステップＳ１６の処理から分かるように、本実施形態の車両用灯具システムでは初期学習処理中には加速度に基づく車両角度θｄを用いたレベリング制御は実行されず、停車時に設定された車両角度θａｆに基づいて設定された光軸が保持される。
【００３６】
初期学習処理が終了している場合に（ステップＳ１４；ＮＯ）、角度設定部２１は、実際の車両角度θを算出する（ステップＳ１７）。実際の車両角度θは、加速度に基づいて求められた車両角度θｄと車両基準角度θＩの差分（θｄ−θＩ）として得られる。
【００３７】
角度設定部２１は、算出した実際の車両角度θを光軸制御部２２へ与える。光軸制御部２２は、その車両角度θに基づいて光軸制御を行う（ステップＳ１８）。具体的には、光軸制御部２２により各ランプユニット１３の光軸ａを制御するための制御信号が生成されて各ランプユニット１３へ出力され、この制御信号に応じて各ランプユニット１３において光軸ａが調整される。その後、上記ステップＳ１０へ戻り、以降の処理が行われる。
【００３８】
以上のような実施形態によれば、路面傾斜角度０°といった特殊な環境を必要とせずにオートレベリング制御に必要な補正情報を得ることが可能となる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態ではランプユニットの光源の向きをアクチュエータで調整していたが、光軸調整方法はこれに限られない。例えば、ランプユニットの光源が複数の発光素子をマトリクス状に配列した構成を有するような場合であれば、姿勢角度に応じて、点灯させる発光素子の行を上下に可変させることによっても、オートレベリング制御を実現することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１１：制御部
１２：加速度センサ
１３：ランプユニット
２０：記憶部
２１：角度設定部
２２：光軸制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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