(57)【要約】【課題】車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高める技術を提供する。【解決手段】本発明のある態様の車両用灯具の制御装置は、加速度センサ１１０の検出値を受信するための受信部１０２と、加速度センサ１１０の検出値をプロットして直線を導出し、直線の傾きを用いて車両用灯具の光軸調節を指示するための制御部１０４とを備える。直線の傾きからは、車両姿勢角度を推定可能である。制御部１０４は、直線の傾きからの車両姿勢角度の推定精度を低下せしめる所定の走行状態に車両３００があったときの検出値が、直線の導出に用いようとする検出値に含まれる場合、この検出値を除外して直線を導出して光軸調節するか、光軸調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力する。【選択図】図２
2014101109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向及び車両上下方向の加速度を導出可能な、加速度センサの検出値を受信するための受信部と、
車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両の加速時及び減速時の少なくとも一方における前記検出値をプロットし、プロットした複数点から直線を導出し、前記直線の傾きを用いて車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力するための制御部と、を備え、
前記直線の傾きから、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を推定可能であり、
前記制御部は、前記直線の傾きからの前記車両姿勢角度の推定精度を低下せしめる所定の走行状態に車両があったときの前記検出値が、前記直線の導出に用いようとする検出値に含まれる場合、この検出値を除外して前記直線を導出し、当該直線の傾きを用いて前記調節信号を出力するか、前記調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
【請求項２】
前記所定の走行状態は、所定の曲進状態、所定の凹凸路走行状態、及び所定の坂道走行状態の少なくとも１つである請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記検出値における車両左右方向の加速度と、複数の検出値における車両左右方向の加速度から導出される曲進判定基準値との差が、所定の曲進判定しきい値を上回る場合、
前記検出値における車両上下方向の加速度と、複数の検出値における車両上下方向の加速度から導出される凹凸路走行判定基準値との差が、所定の凹凸路走行判定しきい値を上回る場合、又は、
前記検出値における車両前後方向の加速度と、車速から算出された車両前後方向の加速度との加速度差が、所定の坂道走行判定しきい値を上回る場合に、
この検出値を除外して前記直線を導出し、当該直線の傾きを用いて前記調節信号を出力するか、前記調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力する請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、基準値更新部を備え、
前記基準値更新部は、前記曲進判定基準値及び前記凹凸路走行判定基準値の少なくとも一方を、所定のタイミングで繰り返し更新する請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、しきい値調整部を備え、
前記しきい値調整部は、前記曲進判定しきい値及び前記凹凸路走行判定しきい値の少なくとも一方の大きさを、車速又は車両の加速度に応じて調整する請求項３又は４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、車両前後方向の加速度のしきい値を設定する坂道用加速度しきい値設定部を備え、
前記加速度差が前記坂道走行判定しきい値以下であり、且つ前記坂道走行判定しきい値よりも小さい第２の坂道走行判定しきい値を上回る場合、前記坂道用加速度しきい値設定部は車両前後方向の第１の加速度しきい値を設定し、前記制御部は車両前後方向の加速度が当該第１の加速度しきい値以下の検出値を用いて前記直線を導出し、
前記加速度差が前記第２の坂道走行判定しきい値以下の場合、前記坂道用加速度しきい値設定部は前記第１の加速度しきい値よりも大きい車両前後方向の第２の加速度しきい値を設定し、前記制御部は車両前後方向の加速度が当該第２の加速度しきい値以下の検出値を用いて前記直線を導出する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具の制御装置に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の傾斜角度に応じて車両用前照灯の光軸位置を自動的に調節して、前照灯の照射方向を変化させるオートレベリング制御が知られている。一般にオートレベリング制御では、車高センサの出力値から導出される車両のピッチ角度に基づいて前照灯の光軸位置が調節される。これに対し、特許文献１及び２には、加速度センサ等の傾斜センサを用いてオートレベリング制御を実施する車両用灯具の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０３０７８２号公報
【特許文献２】特開２０１２−０３０７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ、角加速度センサ）や地磁気センサ等の傾斜センサを用いた場合、車高センサを用いた場合に比べてオートレベリングシステムをより安価にすることができ、また軽量化を図ることもできる。その結果、車両の低コスト化及び軽量化を図ることができる。一方で、加速度センサ等の傾斜センサを用いた場合であっても、オートレベリング制御の性能をより高めたいという要求はある。
【０００５】
本発明者らは、オートレベリング制御の高性能化を実現すべく鋭意検討した結果、従来の車両用灯具の制御装置には、オートレベリング制御のさらなる高性能化を図る余地があることを認識するに至った。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具の制御装置である。当該制御装置は、車両前後方向及び車両上下方向の加速度を導出可能な、加速度センサの検出値を受信するための受信部と、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両の加速時及び減速時の少なくとも一方における前記検出値をプロットし、プロットした複数点から直線を導出し、前記直線の傾きを用いて車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力するための制御部と、を備える。前記直線の傾きから、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を推定可能である。前記制御部は、前記直線の傾きからの前記車両姿勢角度の推定精度を低下せしめる所定の走行状態に車両があったときの前記検出値が、前記直線の導出に用いようとする検出値に含まれる場合、この検出値を除外して前記直線を導出し、当該直線の傾きを用いて前記調節信号を出力するか、前記調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力する。この態様の制御装置によれば、車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高めることができる。
【０００８】
上記態様において、前記所定の走行状態は、所定の曲進状態、所定の凹凸路走行状態、及び所定の坂道走行状態の少なくとも１つであってもよい。また、上記いずれかの態様において、前記制御部は、前記検出値における車両左右方向の加速度と、複数の検出値における車両左右方向の加速度から導出される曲進判定基準値との差が、所定の曲進判定しきい値を上回る場合、前記検出値における車両上下方向の加速度と、複数の検出値における車両上下方向の加速度から導出される凹凸路走行判定基準値との差が、所定の凹凸路走行判定しきい値を上回る場合、又は、前記検出値における車両前後方向の加速度と、車速から算出された車両前後方向の加速度との加速度差が、所定の坂道走行判定しきい値を上回る場合に、この検出値を除外して前記直線を導出し、当該直線の傾きを用いて前記調節信号を出力するか、前記調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力してもよい。
【０００９】
また、上記態様において、前記制御部は、基準値更新部を備え、前記基準値更新部は、前記曲進判定基準値及び前記凹凸路走行判定基準値の少なくとも一方を、所定のタイミングで繰り返し更新してもよい。また、前記制御部は、しきい値調整部を備え、前記しきい値調整部は、前記曲進判定しきい値及び前記凹凸路走行判定しきい値の少なくとも一方の大きさを、車速又は車両の加速度に応じて調整してもよい。また、前記制御部は、車両前後方向の加速度のしきい値を設定する坂道用加速度しきい値設定部を備え、前記加速度差が前記坂道走行判定しきい値以下であり、且つ前記坂道走行判定しきい値よりも小さい第２の坂道走行判定しきい値を上回る場合、前記坂道用加速度しきい値設定部は車両前後方向の第１の加速度しきい値を設定し、前記制御部は車両前後方向の加速度が当該第１の加速度しきい値以下の検出値を用いて前記直線を導出し、前記加速度差が前記第２の坂道走行判定しきい値以下の場合、前記坂道用加速度しきい値設定部は前記第１の加速度しきい値よりも大きい車両前後方向の第２の加速度しきい値を設定し、前記制御部は車両前後方向の加速度が当該第２の加速度しきい値以下の検出値を用いて前記直線を導出してもよい。
【００１０】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高める技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る制御装置の制御対象である車両用灯具を含む前照灯ユニットの概略鉛直断面図である。
【図２】前照灯ユニット、車両制御ＥＣＵ及びレベリングＥＣＵの動作連携を説明する機能ブロック図である。
【図３】車両に生じる加速度ベクトルと、加速度センサで検出可能な車両の傾斜角度を説明するための模式図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、車両の運動加速度ベクトルの方向と車両姿勢角度との関係を説明するための模式図である。
【図５】車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、車両が曲進状態にあるとき検出される加速度センサの検出値を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、車両が曲進状態にあるときの検出値が直線導出に用いようとする検出値に含まれる場合のオートレベリング制御を説明するための図である。
【図８】車両が凹凸路走行状態にあるとき検出される加速度センサの検出値を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、車両が凹凸路走行状態にあるときの検出値が直線導出に用いようとする検出値に含まれる場合のオートレベリング制御を説明するための図である。
【図１０】路面角度の傾きに応じた加速度センサの検出値の変化を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、路面角度の傾きによる、加速度センサの検出値と車速から求まる加速度とのオフセットを説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、車両が坂道走行状態にあるときの検出値が直線導出に用いようとする検出値に含まれる場合のオートレベリング制御を説明するための図である。
【図１３】実施形態１に係る車両用灯具の制御装置により実行されるオートレベリング制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る制御装置の制御対象である車両用灯具を含む前照灯ユニットの概略鉛直断面図である。前照灯ユニット２１０は、左右対称に形成された一対の前照灯ユニットが車両の車幅方向の左右に１つずつ配置された構造である。右側の前照灯ユニット２１０Ｒ及び左側の前照灯ユニット２１０Ｌは実質的に同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット２１０Ｒの構造を説明する。前照灯ユニット２１０Ｒは、車両前方側に開口部を有するランプボディ２１２と、この開口部を覆う透光カバー２１４とを有する。ランプボディ２１２は、車両後方側に着脱カバー２１２ａを有する。ランプボディ２１２と透光カバー２１４とによって灯室２１６が形成されている。灯室２１６には車両用灯具としての灯具ユニット１０が収納されている。
【００１５】
灯具ユニット１０には、灯具ユニット１０の上下左右方向の揺動中心となるピボット機構２１８ａを有するランプブラケット２１８が形成されている。ランプブラケット２１８は、ランプボディ２１２に支持されたエイミング調整ネジ２２０と螺合している。灯具ユニット１０の下面には、スイブルアクチュエータ２２２の回転軸２２２ａが固定されている。スイブルアクチュエータ２２２は、ユニットブラケット２２４に固定されている。ユニットブラケット２２４には、レベリングアクチュエータ２２６が接続されている。レベリングアクチュエータ２２６は、例えばロッド２２６ａを矢印Ｍ，Ｎ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。灯具ユニット１０は、ロッド２２６ａが矢印Ｍ，Ｎ方向に伸縮することで後傾姿勢、前傾姿勢となり、これにより光軸Ｏのピッチ角度を下方、上方に向けるレベリング調整ができる。
【００１６】
灯具ユニット１０は、回転シェード１２を含むシェード機構１８、光源１４、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７、及び投影レンズ２０を備える。光源１４は、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。リフレクタ１６は、少なくとも一部が楕円球面状であり、光源１４から放射された光を反射する。光源１４からの光及びリフレクタ１６で反射した光は、一部が回転シェード１２を経て投影レンズ２０へと導かれる。回転シェード１２は、回転軸１２ａを中心に回転可能な円筒部材であり、切欠部と複数のシェードプレート（図示せず）とを備える。切欠部又はシェードプレートのいずれかが光軸Ｏ上に移動されて、所定の配光パターンが形成される。投影レンズ２０は、平凸非球面レンズからなり、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。
【００１７】
図２は、前照灯ユニット、車両制御ＥＣＵ及びレベリングＥＣＵの動作連携を説明する機能ブロック図である。なお、図２では前照灯ユニット２１０Ｒ及び前照灯ユニット２１０Ｌをまとめて前照灯ユニット２１０としている。また、レベリングＥＣＵ１００は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図２ではそれらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１８】
車両用灯具の制御装置としてのレベリングＥＣＵ１００は、受信部１０２、制御部１０４、送信部１０６、メモリ１０８及び加速度センサ１１０を備える。レベリングＥＣＵ１００は、例えば車両３００のダッシュボード付近に設置される。なお、レベリングＥＣＵ１００の設置位置は特に限定されず、例えば前照灯ユニット２１０内に設けられてもよい。また、加速度センサ１１０は、レベリングＥＣＵ１００の外に設けられていてもよい。レベリングＥＣＵ１００には、車両制御ＥＣＵ３０２やライトスイッチ３０４が接続されている。車両制御ＥＣＵ３０２やライトスイッチ３０４から出力される信号は、受信部１０２によって受信される。また、受信部１０２は、加速度センサ１１０の検出値を受信する。
【００１９】
車両制御ＥＣＵ３０２には、ステアリングセンサ３１０、車速センサ３１２、ナビゲーションシステム３１４等が接続されている。これらのセンサから出力された信号は、車両制御ＥＣＵ３０２を介してレベリングＥＣＵ１００の受信部１０２によって受信される。ライトスイッチ３０４は、運転者の操作内容に応じて、前照灯ユニット２１０の点消灯を指示する信号やオートレベリング制御の実行を指示する信号等を、電源３０６、車両制御ＥＣＵ３０２、レベリングＥＣＵ１００等に送信する。
【００２０】
受信部１０２が受信した信号は、制御部１０４に送信される。制御部１０４は、加速度センサ１１０の検出値を用いて、灯具ユニット１０の光軸Ｏを制御する。制御部１０４は、角度演算部１０４１、調節指示部１０４２、検出値判定部１０４３、基準値更新部１０４４、しきい値調整部１０４５、及び坂道用加速度しきい値設定部１０４６を有する。角度演算部１０４１は、加速度センサ１１０の検出値と必要に応じてメモリ１０８が保持する情報を用いて車両３００のピッチ角度情報を生成する。調節指示部１０４２は、角度演算部１０４１で生成されたピッチ角度情報を用いて灯具ユニット１０の光軸調節を指示する調節信号を生成する。
【００２１】
制御部１０４は、調節指示部１０４２で生成した調節信号を送信部１０６を介してレベリングアクチュエータ２２６に出力する。レベリングアクチュエータ２２６は、受信した調節信号をもとに駆動し、灯具ユニット１０の光軸Ｏがピッチ角度方向について調整される。制御部１０４が行うオートレベリング制御の内容、及び検出値判定部１０４３、基準値更新部１０４４、しきい値調整部１０４５、坂道用加速度しきい値設定部１０４６の動作については、後に詳細に説明する。
【００２２】
車両３００には、レベリングＥＣＵ１００、車両制御ＥＣＵ３０２及び前照灯ユニット２１０に電力を供給する電源３０６が搭載されている。ライトスイッチ３０４の操作により前照灯ユニット２１０の点灯が指示されると、電源３０６から電源回路２３０を介して光源１４に電力が供給される。
【００２３】
続いて、上述の構成を備えるレベリングＥＣＵ１００によるオートレベリング制御について詳細に説明する。図３は、車両に生じる加速度ベクトルと、加速度センサで検出可能な車両の傾斜角度を説明するための模式図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、車両の運動加速度ベクトルの方向と車両姿勢角度との関係を説明するための模式図である。図４（Ａ）は、車両姿勢角度θｖが変化していない状態を示し、図４（Ｂ）は、車両姿勢角度θｖが変化している状態を示している。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、車両３００が前進したときに生じる運動加速度ベクトルα及び合成加速度ベクトルβを実線矢印で示し、車両３００が減速若しくは後進したときに生じる運動加速度ベクトルα及び合成加速度ベクトルβを破線矢印で示している。図５は、車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を示すグラフである。
【００２４】
例えば、車両後部の荷室に荷物が載せられたり後部座席に乗員がいる場合、車両姿勢は後傾姿勢となり、荷室から荷物が下ろされたり後部座席の乗員が下車した場合、車両姿勢は後傾姿勢の状態から前傾する。車両が後傾姿勢あるいは前傾姿勢になると、灯具ユニット１０の照射方向も上下に変動し、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、レベリングＥＣＵ１００は、加速度センサ１１０の検出値から車両のピッチ方向の傾斜角度又はその変化を導出し、光軸Ｏのピッチ角度（以下では適宜、この角度を光軸角度θｏという）を車両姿勢に応じた角度とする。車両姿勢に基づき灯具ユニット１０のレベリング調整をリアルタイムで行うオートレベリング制御を実施することで、車両姿勢が変化しても前方照射の到達距離を最適に調節することができる。
【００２５】
加速度センサ１１０は、例えば互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する３軸加速度センサである。加速度センサ１１０は、任意の姿勢で車両３００に取り付けられ、車両３００に生じる加速度ベクトルを検出する。走行中の車両３００には、重力加速度と車両３００の移動により生じる運動加速度とが生じる。そのため、加速度センサ１１０は、図３に示すように、重力加速度ベクトルＧと運動加速度ベクトルαとが合成された合成加速度ベクトルβを検出することができる。また、車両３００の停止中、加速度センサ１１０は、重力加速度ベクトルＧを検出することができる。加速度センサ１１０は、検出した加速度ベクトルの各軸成分の数値を出力する。加速度センサ１１０から出力されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各成分の数値は、制御部１０４によって車両の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換される。したがって、加速度センサ１１０の検出値からは、車両前後方向、車両左右方向及び車両上下方向の加速度を導出可能である。
【００２６】
車両停止中の加速度センサ１１０の検出値からは、重力加速度ベクトルＧに対する車両３００の傾きを導出することができる。すなわち、加速度センサ１１０の検出値から、水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度θｒと、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度θｖとを含む、水平面に対する車両の傾斜角度である合計角度θを導出可能である。なお、路面角度θｒ、車両姿勢角度θｖ及び合計角度θは、車両３００のピッチ方向の角度である。
【００２７】
これに対し、オートレベリング制御は、車両のピッチ方向の傾斜角度の変化にともなう車両用灯具の前方照射距離の変化を吸収して、照射光の前方到達距離を最適に保つことを目的とするものである。したがって、オートレベリング制御に必要とされる車両の傾斜角度は、車両姿勢角度θｖである。すなわち、オートレベリング制御では、車両姿勢角度θｖが変化した場合に灯具ユニット１０の光軸位置が調節され、路面角度θｒが変化した場合に灯具ユニット１０の光軸位置が維持されることが望まれる。これを実現するためには、加速度センサ１１０から得られる合計角度θから、車両姿勢角度θｖについての情報を抽出する必要がある。
【００２８】
ここで、車両３００は路面に対して平行に移動する。よって、運動加速度ベクトルαは、車両姿勢角度θｖによらず路面に対して平行なベクトルとなる。また、図４（Ａ）に示すように、車両３００の車両姿勢角度θｖが０°であった場合、理論上は加速度センサ１１０のＸ軸（あるいは車両３００の前後軸Ｌ）は路面に対して平行となるため、運動加速度ベクトルαは、加速度センサ１１０のＸ軸に平行なベクトルとなる。よって、車両３００の加減速によって運動加速度ベクトルαの大きさが変化した際に、加速度センサ１１０によって検出される合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、Ｘ軸に対して平行な直線となる。
【００２９】
一方、図４（Ｂ）に示すように、車両姿勢角度θｖが０°でない場合、加速度センサ１１０のＸ軸は路面に対して斜めにずれるため、運動加速度ベクトルαは、加速度センサ１１０のＸ軸に対して斜めに延びるベクトルとなる。よって、車両３００の加減速によって運動加速度ベクトルαの大きさが変化した際の合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、Ｘ軸に対して傾いた直線となる。
【００３０】
そこで、角度演算部１０４１は、車両３００の加速時及び減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の変化量と車両上下方向の加速度の変化量との比率を算出する。すなわち、角度演算部１０４１は、図５に示すように車両前後方向の加速度を第１軸（X軸）に設定し、車両上下方向の加速度を第２軸（Ｚ軸）に設定した座標に、車両３００の加速時及び減速時の少なくとも一方における加速度センサ１１０の検出値をプロットする。この検出値のプロットには、加速度センサ１１０の検出値から得られる車両座標系の加速度値をプロットすることが含まれる。
【００３１】
点ｔＡ１〜ｔＡｎは、図４（Ａ）に示す状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける検出値である。点ｔＢ１〜ｔＢｎは、図４（Ｂ）に示す状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける検出値である。そして、プロットした複数点（少なくとも２点）から直線を導出し、得られる直線の傾きを上述した比率として算出する。角度演算部１０４１は、プロットされた複数点ｔＡ１〜ｔＡｎ，ｔＢ１〜ｔＢｎに対して最小二乗法や移動平均法等を用いて直線近似式Ａ，Ｂを求め、当該直線近似式Ａ，Ｂの傾きを比率として算出する。
【００３２】
車両姿勢角度θｖが０°の場合、加速度センサ１１０の検出値から、ｘ軸に平行な直線近似式Ａが得られる。すなわち、直線近似式Ａの傾きは０となる。これに対し、車両姿勢角度θｖが０°でない場合、加速度センサ１１０の検出値から、車両姿勢角度θｖに応じた傾きを有する直線近似式Ｂが得られる。直線近似式Ａと直線近似式Ｂとがなす角度（図５におけるθＡＢ）が、車両姿勢角度θｖとなる。したがって、車両３００の加減速時における車両前後方向及び車両上下方向の加速度の変化量の比率（直線の傾き）又はその変化を計測することで、加速度センサ１１０の検出値から車両姿勢角度θｖ又はその変化を知ることができる。すなわち、上述した直線の傾きから、車両姿勢角度θｖを推定可能である。そして、得られた車両姿勢角度θｖの情報を利用することで、より高精度なオートレベリング制御を実現することができる。
【００３３】
本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、上述した直線の傾きから得られる車両姿勢角度θｖについての情報を利用して、次のようなオートレベリング制御を実行する。すなわち、まず、車両メーカの製造工場等で、車両３００が水平面に置かれて基準状態とされる。そして、初期化処理装置のスイッチ操作やＣＡＮ（Controller Area Network）システムの通信等により、レベリングＥＣＵ１００に初期化信号が送信される。制御部１０４は、初期化信号を受けると初期エイミング調整を開始し、灯具ユニット１０の光軸Ｏを初期設定位置に合わせる。また、制御部１０４は、基準状態における加速度センサ１１０の出力値を、路面角度θｒの基準値（θｒ＝０°）、車両姿勢角度θｖの基準値（θｖ＝０°）としてメモリ１０８に記録する。
【００３４】
また、車両３００が基準状態を保ったまま走行させられる。そして、角度演算部１０４１は、上述した座標に加速度センサ１１０の検出値をプロットし、このプロットから直線近似式を求める。この直線近似式は、図５における直線近似式Ａに相当する。制御部１０４は、この直線近似式Ａの傾きを傾きの基準値としてメモリ１０８に記録する。
【００３５】
車両３００が実際に使用される状況において、車両走行中は積載荷量や乗車人数が増減して車両姿勢角度θｖが変化することは稀である。そのため、走行中の合計角度θの変化を路面角度θｒの変化と推定することができる。そこで、調節指示部１０４２は、車両走行中の合計角度θの変化に対して光軸調節を回避する。調節指示部１０４２は、光軸調節を指示する調節信号の出力を回避するか光軸位置の維持を指示する維持信号を生成して出力することで光軸調節を回避する。なお、調節信号を生成しないことで調節信号の出力を回避してもよいし、調節信号を生成した上で生成した調節信号の出力を回避してもよい。
【００３６】
そして車両停止時に、角度演算部１０４１が現在（車両停止時）の合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減算して路面角度θｒを得る。そして、得られた路面角度θｒを新たな基準値としてメモリ１０８に保持する。これにより、路面角度θｒの変化と推定される車両走行中の合計角度θの変化が、路面角度θｒの基準値に取り込まれる。なお、角度演算部１０４１は、車両停止時に走行前後での合計角度θの差分を算出し、この差分を路面角度θｒの基準値に算入して新たな路面角度θｒの基準値を算出してもよい。
【００３７】
前記「車両走行中」は、例えば車速センサ３１２の検出値が０を越えたときから、車速センサ３１２の検出値が０となるまでの間である。前記「車両停止時」は、例えば車速センサ３１２の検出値が０となった後、加速度センサ１１０の出力値が安定したときである。この「安定したとき」は、加速度センサ１１０の検出値の単位時間あたりの変化量が所定量以下となったときとしてもよいし、車速センサ３１２の検出値が０になってから所定時間経過後としてもよい。前記「車両停止時」、「所定量」、及び「所定時間」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
【００３８】
一方、車両停止中は、車両３００が移動して路面角度θｒが変化することは稀である。そのため、車両停止中の合計角度θの変化を車両姿勢角度θｖの変化と推定することができる。そこで、調節指示部１０４２は、車両停止中の合計角度θの変化に対して、光軸を調節する。具体的には、車両停止中、角度演算部１０４１は加速度センサ１１０の検出値から得られる現在の合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して、車両姿勢角度θｖを得る。得られた車両姿勢角度θｖは、新たな基準値としてメモリ１０８に保持される。車両姿勢角度θｖの計算は、例えば所定のタイミングで繰り返し実行される。なお、角度演算部１０４１は、例えば前回検出した合計角度θと現在の合計角度θとの差分を算出し、この差分を車両姿勢角度θｖの基準値に算入して新たな車両姿勢角度θｖの基準値を算出してもよい。
【００３９】
そして、調節指示部１０４２は、得られた車両姿勢角度θｖ、すなわち更新した車両姿勢角度θｖの基準値を用いて光軸調節を指示する調節信号を生成する。例えば、調節指示部１０４２は、予めメモリ１０８に記録されている車両姿勢角度θｖと光軸角度θｏとを対応付けた変換テーブルを用いて光軸角度θｏを決定し、この光軸角度θｏとなるように光軸Ｏを調節する。前記「車両停止中」は、例えば加速度センサ１１０の出力値が安定したときから車速センサ３１２の検出値が０を越えるまでの期間である。前記「車両停止中」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
【００４０】
車両３００の加速時及び／又は減速時、例えば車両の発進時あるいは停止時の所定時間、角度演算部１０４１は、加速度センサ１１０の検出値を記録する。角度演算部１０４１は、車両前後方向の加速度を第１軸とし車両上下方向の加速度を第２軸とした座標に、記録した検出値を例えば経時的にプロットし、直線近似式を連続的若しくは所定時間毎に算出する。そして、角度演算部１０４１は、得られた直線近似式の傾きとメモリ１０８に保持されている傾きの基準値とから、車両姿勢角度θｖを算出する。例えば、加速度センサ１１０の検出値は、所定の時間間隔で繰り返しメモリ１０８に記憶される。そして、メモリ１０８に記憶された検出値の数が、直線の算出に用いる予め定められたプロット数に達したとき、角度演算部１０４１は直線を算出する。なお、加速度センサ１１０の検出値は、後述する検出値判定部１０４３の判定結果を示す情報と共にメモリ１０８に記憶される。
【００４１】
調節指示部１０４２は、得られた車両姿勢角度θｖに基づいて光軸角度θｏを補正する。また、メモリ１０８に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値を補正する。例えば、調節指示部１０４２は、直線近似式の傾きから得られた車両姿勢角度θｖに対応する光軸角度θｏとなるように光軸角度θｏを補正する。また、メモリ１０８に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値を、直線近似式の傾きから得られた車両姿勢角度θｖに書き換える。
【００４２】
これにより、路面角度θｒの基準値及び車両姿勢角度θｖの基準値を繰り返し書き換えることで加速度センサ１１０の検出誤差等が基準値に積み重なって、オートレベリング制御の精度が低下してしまうことを抑制することができる。制御部１０４は、車両３００の１回の発進から停止までの間における加減速時の加速度センサ１１０の出力値を記録しておき、車両停止時等に直線近似式を算出して、補正処理を実行してもよい。
【００４３】
なお、制御部１０４は、現在の直線の傾きと前回の直線の傾きとの差を計算し、この差を基準値へ積算していき、初回計算からの積算値を用いて補正処理を実行してもよい。また、制御部１０４は、得られた直線近似式の傾きと前回の計算で得られた直線近似式の傾きとを比較し、直線近似式の傾きの変化が検出された場合、当該傾きの変化に基づいて補正処理を実行してもよい。
【００４４】
例えば、メモリ１０８に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値がｐ°であり、直線近似式の傾きの変化の初回計算からの積算値がｑ°であったとする。あるいは、直近の車両停止時に保持していた車両姿勢角度θｖの基準値とその後の発進時、すなわち今回の発進時に保持していた車両姿勢角度θｖの基準値との差がｐ°であり、前回の発進時に算出した直線近似式と今回の発進時に算出した直線近似式の傾きの差がｑ°であったとする。この場合、調節指示部１０４２は、車両姿勢角度θｖの誤差（ｐ−ｑ）°だけ光軸角度θｏ及び車両姿勢角度θｖの基準値を補正する。
【００４５】
また、調節指示部１０４２は、上述した直線近似式の傾きの変化を検出した場合に、光軸角度θｏを水平方向若しくは初期設定位置に近づけ、車両姿勢角度θｖの基準値を０°若しくは初期値に近づけるように補正してもよい。
【００４６】
また、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００は、上述した直線近似式の傾きからの車両姿勢角度θｖの推定精度を高めるべく、以下に示す制御を実施する。すなわち、本実施形態に係る制御部１０４の検出値判定部１０４３は、上述した直線の傾きからの車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる所定の走行状態に車両３００があったときの加速度センサ１１０の検出値（以下では適宜、この検出値を誤差要因検出値と称する）が、直線の導出に用いようとする検出値に含まれるか否かを判定する。
【００４７】
検出値判定部１０４３によって誤差要因検出値が含まれると判定された場合、角度演算部１０４１は、誤差要因検出値を除外して直線を導出する。そして、調節指示部１０４２は、この直線の傾きを用いて調節信号を出力する。これにより、検出値をプロットして得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度が高まる。そのため、オートレベリング制御の精度を高めることができ、したがってオートレベリング制御の高性能化を図ることができる。
【００４８】
車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる所定の走行状態としては、車両３００がカーブ路を走行している状態などを含む、所定の曲進状態を挙げることができる。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、車両が曲進状態にあるとき検出される加速度センサの検出値を説明するための図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、車両が曲進状態にあるときの検出値が直線導出に用いようとする検出値に含まれる場合のオートレベリング制御を説明するための図である。図６（Ａ）、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、車両前後方向の加速度と車両左右方向の加速度の関係を示し、図６（Ｂ）は、車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を示している。図６（Ａ）〜図７（Ｂ）において、黒丸は直線近似式の導出に用いられる加速度センサ１１０の検出値であり、白丸は直線近似式の導出に用いられない加速度センサ１１０の検出値である。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、車両３００が直進状態にあるときは、車両の左右軸（Ｙ軸）に対して直交する平面からの距離がほぼ等しい検出値（黒丸）が得られる。すなわち、車両３００が直進状態にあるときは、検出値をＸＹ平面に射影して得られる点は、車両の前後軸（Ｘ軸）からの距離がほぼ等しい。また、図６（Ｂ）に示すように、これらの検出値は、車両の上下軸（Ｚ軸）に対して直交する平面からもほぼ等しい距離に位置する。すなわち、車両３００が直進状態にあるときは、これらの検出値をＸＺ平面に射影して得られる点は、車両の前後軸（Ｘ軸）からの距離がほぼ等しい。これに対し、車両３００が所定の曲進状態にあると、破線で囲まれた領域中の検出値のように、直進状態で得られる検出値群から左右軸方向に大きく離れた検出値（白丸）が得られる。これらの検出値は、車両の上下軸に対しても、直進状態で得られる検出値群から上下軸方向に大きく離れる。そのため、これらの検出値は誤差要因検出値となる。
【００５０】
そこで、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、基準値更新部１０４４は、複数の検出値における車両左右方向の加速度から曲進判定基準値Ｅを導出する。例えば、上述した初期化処理において基準値更新部１０４４は、基準状態で車両３００を走行させた際に得られる複数の加速度センサ１１０の検出値から、初期の曲進判定基準値Ｅ（Ｙ＝０）を導出する。この曲路判定基準値Ｅは、メモリ１０８に記録される。
【００５１】
また、基準値更新部１０４４は、実際の車両３００の使用状況において、車両前後方向の加速度を第１軸（Ｘ軸）に設定し、車両左右方向の加速度を第２軸（Ｙ軸）に設定した座標に、加速度センサ１１０の検出値をプロットする。そして、最小二乗法や移動平均法を用いて、得られた検出値群から曲線判定基準値Ｅを算出する。実際の車両３００の使用状況において、車両３００は直進状態を取ることが最も多い。そのため、ある程度の数の検出値群を用いれば、車両３００の直進状態で得られる車両左右方向の加速度、すなわち曲路判定基準値Ｅを得ることができる。曲路判定基準値Ｅの算出に最小二乗法を用いる場合、例えば最小二乗法で得られる直線のＹ軸切片が曲路判定基準値Ｅとされる。
【００５２】
そして、検出値判定部１０４３は、加速度センサ１１０の検出値における車両左右方向の加速度と曲進判定基準値Ｅとの差が所定の曲進判定しきい値Ｅ１を上回る場合、車両３００が所定の曲進状態にあると判断し、このときの検出値を誤差要因検出値と判定する。
【００５３】
基準値更新部１０４４は、曲進判定基準値Ｅを所定のタイミングで繰り返し更新する。例えば、曲進判定基準値Ｅの算出に用いる検出値のプロット数が予め定められており、基準値更新部１０４４は、プロット数が算出に必要な数に達したら曲進判定基準値Ｅを算出し、更新する。曲進判定基準値Ｅの算出後、基準値更新部１０４４は用いたプロットの全部又は一部を消去して、再び検出値をプロットする。この動作を繰り返すことで、曲進判定基準値Ｅが繰り返し更新される。このように、実際の車両３００の走行状態に合わせて、曲進判定基準値Ｅが補正されるため、車両３００の使用状況に適したオートレベリング制御の実行が可能となる。そのため、オートレベリング制御の性能を向上させることができる。
【００５４】
また、しきい値調整部１０４５は、曲進判定しきい値の大きさを、車速又は車両３００の加速度に応じて調整する。通常、車速や車両３００の加速度が大きいほど、車両３００の曲進状態において検出される加速度センサ１１０の検出値は誤差が大きくなりやすい。制御部１０４は、車両３００の車速を車速センサ３１２から受信することができ、加速度を得られた車速から算出することができる。
【００５５】
そこで、図７（Ａ）に示すように、しきい値調整部１０４５は、車速が所定値未満である場合に曲進判定しきい値Ｅ１を設定し、所定値以上となったときに曲進判定しきい値Ｅ１よりも小さい曲進判定しきい値Ｅ２を設定する。
【００５６】
または、図７（Ｂ）に示すように、しきい値調整部１０４５は、車両３００の加速度（正の加速度及び負の加速度）が所定値未満である場合に曲進判定しきい値Ｅ１を設定し、所定値以上となったときに曲進判定しきい値Ｅ１よりも小さい曲進判定しきい値Ｅ３を設定する。なお、車速から求まる車両３００の加速度（運動加速度ベクトルα）は、加速度センサ１１０の検出値の車両前後方向の加速度に反映される。そのため、曲進判定しきい値は、検出値の車両前後方向の成分が所定値ｘ１未満で曲進判定しきい値Ｅ１となり、所定値ｘ１以上で曲進判定しきい値Ｅ３となる。
【００５７】
このように、車速又は加速度に応じて曲進判定しきい値を調整することで、加速度センサ１１０の検出値のプロットで得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度をより高めることができ、よってオートレベリング制御の精度をより高めることができる。なお、曲進判定しきい値Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３、所定値ｘ１は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
【００５８】
また、車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる所定の走行状態としては、車両３００が未舗装路等の悪路を走行している状態などを含む、所定の凹凸路走行状態を挙げることができる。図８は、車両が凹凸路走行状態にあるとき検出される加速度センサの検出値を説明するための図である。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、車両が凹凸路走行状態にあるときの検出値が直線導出に用いようとする検出値に含まれる場合のオートレベリング制御を説明するための図である。図８、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を示している。図８、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）において、黒丸は直線近似式の導出に用いられる加速度センサ１１０の検出値であり、白丸は直線近似式の導出に用いられない加速度センサ１１０の検出値である。
【００５９】
図８に示すように、車両３００が直進状態にあるときは、車両の上下軸（Ｚ軸）に対して直交する平面からの距離がほぼ等しい検出値（黒丸）が得られる。すなわち、車両３００が直進状態にあるときは、検出値をＸＺ平面に射影して得られる点は、車両の前後軸（Ｘ軸）からの距離がほぼ等しい。これに対し、車両３００が所定の凹凸路走行状態にあると、破線で囲まれた領域中の検出値のように、直進状態で得られる検出値群から上下軸方向に大きく離れた検出値（白丸）が得られる。これらの検出値は誤差要因検出値となる。
【００６０】
そこで、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、基準値更新部１０４４は、複数の検出値における車両上下方向の加速度から凹凸路走行判定基準値Ｆを導出する。例えば、上述した初期化処理において基準値更新部１０４４は、基準状態で車両３００を走行させた際に得られる複数の加速度センサ１１０の検出値から、初期の凹凸路走行判定基準値Ｆ（Ｚ＝０）を導出する。この凹凸路走行判定基準値Ｆは、メモリ１０８に記録される。
【００６１】
また、基準値更新部１０４４は、実際の車両３００の使用状況において、車両前後方向の加速度を第１軸（Ｘ軸）に設定し、車両上下方向の加速度を第２軸（Ｚ軸）に設定した座標に、加速度センサ１１０の検出値をプロットする。そして、最小二乗法や移動平均法を用いて、得られた検出値群から凹凸路走行判定基準値Ｆを算出する。実際の車両３００の使用状況において、車両３００は直進状態を取ることが最も多い。そのため、ある程度の数の検出値群を用いれば、車両３００の直進状態で得られる車両上下方向の加速度、すなわち凹凸路走行判定基準値Ｆを得ることができる。凹凸路走行判定基準値Ｆの算出に最小二乗法を用いる場合、例えば最小二乗法で得られる直線のＺ軸切片が凹凸路走行判定基準値Ｆとされる。
【００６２】
そして、検出値判定部１０４３は、加速度センサ１１０の検出値における車両上下方向の加速度と凹凸路走行判定基準値Ｆとの差が所定の凹凸路走行判定しきい値Ｆ１を上回る場合、車両３００が所定の凹凸路走行状態にあると判断し、このときのこの検出値を誤差要因検出値と判定する。
【００６３】
基準値更新部１０４４は、凹凸路走行判定基準値Ｆを所定のタイミングで繰り返し更新する。凹凸路走行判定基準値Ｆの更新方法は、例えば上述した曲進判定基準値Ｅの更新方法と同様である。このように、実際の車両３００の走行状態に合わせて、凹凸路走行判定基準値Ｆが補正されるため、車両３００の使用状況に適したオートレベリング制御の実行が可能となる。そのため、オートレベリング制御の性能を向上させることができる。
【００６４】
また、しきい値調整部１０４５は、凹凸路走行判定しきい値の大きさを、車速又は車両３００の加速度に応じて調整する。通常、車速や車両３００の加速度が大きいほど、車両３００の凹凸路走行状態において検出される加速度センサ１１０の検出値は誤差が大きくなりやすい。制御部１０４は、車速センサ３１２から車両３００の車速を受信することができ、得られた車速から加速度を算出することができる。
【００６５】
そこで、図９（Ａ）に示すように、しきい値調整部１０４５は、車速が所定値未満である場合に凹凸路走行判定しきい値Ｆ１を設定し、所定値以上となったときに凹凸路走行判定しきい値Ｆ１よりも小さい凹凸路走行判定しきい値Ｆ２を設定する。
【００６６】
または、図９（Ｂ）に示すように、しきい値調整部１０４５は、車両３００の加速度（正の加速度及び負の加速度）が所定値未満である場合に凹凸路走行判定しきい値Ｆ１を設定し、所定値以上となったときに凹凸路走行判定しきい値Ｆ１よりも小さい凹凸路走行判定しきい値Ｆ３を設定する。なお、車速から求まる車両３００の加速度（運動加速度ベクトルα）は、加速度センサ１１０の検出値の車両前後方向の加速度に反映される。そのため、凹凸路走行判定しきい値は、検出値の車両前後方向の成分が所定値ｘ２未満で凹凸路走行判定しきい値Ｆ１となり、所定値ｘ２以上で凹凸路走行判定しきい値Ｆ３となる。
【００６７】
このように、車速又は加速度に応じて凹凸路走行判定しきい値を調整することで、加速度センサ１１０の検出値のプロットで得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度をより高めることができ、よってオートレベリング制御の精度をより高めることができる。なお、凹凸路走行判定しきい値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３、所定値ｘ２は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
【００６８】
なお、凹凸路走行判定基準値Ｆは、加速度センサ１１０の各検出値におけるＺ値の平均値としてもよい。また、凹凸路走行判定基準値Ｆとして、第１の基準値Ｆａと、第２の基準値Ｆｂとを算出し、第１の基準値Ｆａと第２の基準値Ｆｂとを組み合わせて、誤差要因検出値を判定してもよい。例えば、まず上述した凹凸路走行判定基準値Ｆの算出方法と同じ方法で第１の基準値Ｆａを算出する。また、第１の基準値Ｆａの基準値に対応するしきい値Ｆａ１を設定する。しきい値Ｆａ１は、例えば車両３００の使用中に取り得る車両姿勢角度θｖに基づいて定められる。具体的には車高の最大値、最小値、サスペンションの可動範囲、ホイールベースの長さ等を含む車両３００の設計値に基づいて定められる。すなわち、しきい値Ｆａ１は、車両３００の機械的構造によって決まる車両３００の可動範囲に基づいて定められる。そして、第１の基準値Ｆａとしきい値Ｆａ１に基づいて、加速度センサ１１０の検出値から第１の誤差要因検出値を除外する。
【００６９】
続いて、この第１の誤差要因検出値の除外で残った各検出値におけるＺ値の平均値から、第２の基準値Ｆｂを算出する。また、上述した凹凸路走行判定しきい値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に相当する、第２の基準値Ｆｂの基準値に対応する凹凸路走行判定しきい値Ｆｂ１，Ｆｂ２，Ｆｂ３を設定する。そして、第２の基準値Ｆｂと凹凸路走行判定しきい値Ｆｂ１，Ｆｂ２を用いて、あるいは第２の基準値Ｆｂと凹凸路走行判定しきい値Ｆｂ２，Ｆｂ３を用いて第２の誤差要因検出値を除外し、残った検出値を用いて直線を求める。このように、時定数の異なる複数のフィルタを組み合わせて加速度センサ１１０の検出値を選別することで、加速度センサ１１０の検出値のプロットで得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度をより高めることができる。
【００７０】
さらに、加速度センサ１１０は、使用環境の温度変化によって出力値が変化することがある。そこで、この温度変化に起因する出力値の変化を考慮して、車両姿勢角度θｖを推定するための直線を導出してもよい。加速度センサ１１０は、重力加速度（１Ｇ）を検出する。重力加速度の大きさは、通常、路面や車両３００の傾きによらず一定である。そこで、制御部１０４は、加速度センサ１１０の検出値の大きさの変化に基づいて、温度変化に起因する出力値の変化を把握し、この変化分だけ加速度センサ１１０の検出値、あるいは加速度センサ１１０の軸位置を補正する。例えば、制御部１０４は、車両３００の停止毎に、加速度センサ１１０の検出値の大きさを算出する。そして、その大きさ又は大きさの変化に基づいて、加速度センサ１１０の検出値又は加速度センサ１１０の軸位置を補正する。これにより、加速度センサ１１０の検出値のプロットで得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度をより高めることができる。
【００７１】
また、車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる所定の走行状態としては、所定の坂道走行状態を挙げることができる。図１０は、路面角度の傾きに応じた加速度センサの検出値の変化を説明するための図である。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、路面角度の傾きによる、加速度センサの検出値と車速から求まる加速度とのオフセットを説明するための図である。
【００７２】
図１１（Ａ）は車速Ｖの時間変化を示すタイムチャートである。図１１（Ｂ）は、車両３００の水平路面走行状態における、加速度センサ１１０の検出値の車両前後方向の成分（ｘ成分）、及び車速から計算で求めた車両前後方向の加速度ａの時間変化を示すタイムチャートである。図１１（Ｃ）は、車両３００の所定の坂道走行状態における、ｘ成分及び加速度ａの時間変化を示すタイムチャートである。図１１（Ａ）の縦軸は車速Ｖを示し、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）の縦軸はｘ成分又は加速度ａを示す。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）の横軸は時間ｔを示す。
【００７３】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、車両が坂道走行状態にあるときの検出値が直線導出に用いようとする検出値に含まれる場合のオートレベリング制御を説明するための図である。図１０、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を示している。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）において、黒丸は直線近似式の導出に用いられる加速度センサ１１０の検出値であり、白丸は直線近似式の導出に用いられない加速度センサ１１０の検出値である。
【００７４】
図１０に示すように、水平路面上での加速度センサ１１０の検出値をｈ、路面角度θｒ１だけ傾いた路面上での加速度センサ１１０の検出値をｈ１とすると、検出値ｈ１は検出値ｈに対して、車両前後軸方向にＧｓｉｎθｒ１だけオフセットする。また、車両上下軸方向にＧ（１−ｃｏｓθｒ１）だけオフセットする。
【００７５】
一方、上述したように車両３００は路面に対して平行に移動するため、車両３００の加減速時に生じる運動加速度ベクトルαは路面に対して平行なベクトルとなる。よって、車速から計算で求まる車両前後方向の加速度ａは、路面角度θｒに応じて変化することはない。したがって、路面角度θｒが変化した場合、加速度ａは変化しないのに対してｘ成分は変化する。そのため、路面角度θｒが変化するとｘ成分と加速度ａとの間にオフセットが生じる。オフセット量は、路面角度θｒが大きくなるほど、すなわち急な坂道ほど大きくなる。
【００７６】
例えば、図１１（Ａ）に示すように車両３００の車速Ｖが変化した場合、車両３００が水平路面を走行している場合は、図１１（Ｂ）に示すようにｘ成分と加速度ａとがほぼ一致する。一方、車両３００が所定の坂道走行状態にある場合は、図１１（Ｃ）に示すようにｘ成分と加速度ａとにオフセットが生じる。このように、加速度ａとの間にオフセットが生じたｘ成分を含む検出値は、誤差要因検出値となる。
【００７７】
そこで、検出値判定部１０４３は、加速度センサ１１０の検出値における車両前後方向の加速度ｘと車速から算出された車両前後方向の加速度ａとの加速度差Ｈが、所定の坂道走行判定しきい値Ｈ１を上回る場合、車両３００が所定の坂道走行状態にあると判断する。そして、検出値判定部１０４３は、車両３００が所定の坂道走行状態にあると判断されている間の検出値を、誤差要因検出値と判定する。例えば、検出値判定部１０４３は、車両３００の走行中の任意のタイミングでの加速度差Ｈ、若しくは所定期間における加速度差Ｈの平均値を、坂道走行判定しきい値Ｈ１と比較する対象とすることができる。また、検出値判定部１０４３は、坂道走行判定の結果を次回の判定までの間維持することができる。すなわち、例えば、車両３００が坂道走行状態にあると判定された場合、検出値判定部１０４３は、次回の判定まで車両３００が坂道走行状態にあると判断する。
【００７８】
また、制御部１０４は、坂道走行判定で所定の坂道走行状態にないと判定された状況で得られる検出値についても、車両前後方向の加速度の大きさによって直線の導出に用いるか否かを選別する。また、制御部１０４は、路面角度θｒの大きさに応じて異なる選別基準を設ける。すなわち、坂道用加速度しきい値設定部１０４６は、路面角度θｒの大きさに応じて、異なる車両前後方向の加速度のしきい値を設定する。
【００７９】
具体的には、坂道用加速度しきい値設定部１０４６は、加速度差Ｈが坂道走行判定しきい値Ｈ１以下であり、且つ坂道走行判定しきい値Ｈ１よりも小さい第２の坂道走行判定しきい値Ｈ２を上回る場合、すなわち比較的傾斜した路面状態である場合、図１２（Ａ）に示すように、車両前後方向の第１の加速度しきい値Ｊ１を設定する。そして、角度演算部１０４１は、加速度センサ１１０の検出値における車両前後方向の加速度が当該第１の加速度しきい値Ｊ１以下の検出値を用いて直線を導出する。また、坂道用加速度しきい値設定部１０４６は、加速度差Ｈが第２の坂道走行判定しきい値Ｈ２以下の場合、すなわちより水平な路面状態である場合、図１２（Ｂ）に示すように、第１の加速度しきい値Ｊ１よりも大きい車両前後方向の第２の加速度しきい値Ｊ２を設定する。そして、角度演算部１０４１は、車両前後方向の加速度が当該第２の加速度しきい値Ｊ２以下の検出値を用いて直線を導出する。
【００８０】
すなわち、検出値判定部１０４３は、車両３００が所定の坂道走行状態にあるときの検出値を、車両前後方向の加速度の大きさによらず直線導出から除外する。また、検出値判定部１０４３は、路面角度θｒが所定の坂道走行状態にあると判定される程の大きさでない場合であっても、その範囲内で路面角度θｒが比較的大きい状況にあるときの検出値については、車両前後方向の加速度が比較的小さい検出値を直線導出に用いる。一方、検出値判定部１０４３は、路面角度θｒがより水平に近い状況にあるときの検出値については、上述した車両前後方向の加速度が比較的小さい検出値に加えて、車両前後方向の加速度がより大きい検出値も直線導出に用いる。すなわち、路面角度θｒが大きい場合は、小さい場合に比べて直線導出に用いる検出値の取得範囲が制限される。
【００８１】
これにより、検出値をプロットして得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度をより高めることができる。なお、坂道走行判定しきい値Ｈ１、第２の坂道走行判定しきい値Ｈ２、第１の加速度しきい値Ｊ１、第２の加速度しきい値Ｊ２は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。また、これらの値は、予め設定されてメモリ１０８に記録されている。
【００８２】
図１３は、実施形態１に係る車両用灯具の制御装置により実行されるオートレベリング制御のフローチャートである。このフローは、たとえばライトスイッチ３０４によってオートレベリング制御モードの実行指示がなされている状態において、イグニッションがオンにされた場合に制御部１０４により所定のタイミングで繰り返し実行され、イグニッションがオフにされた場合に終了する。
【００８３】
まず、制御部１０４は、車両走行中であるか判断する（Ｓ１０１）。車両走行中である場合（Ｓ１０１のＹ）、制御部１０４は、車両が加減速中であるか判断する（Ｓ１０２）。車両の加減速は、加速度センサ１１０や車速センサ３１２の検出値、アクセルペダルやブレーキペダル（ともに図示せず）の踏み込みの有無等から検知することができる。車両が加減速中でない場合（Ｓ１０２のＮ）、制御部１０４は本ルーチンを終了する。車両が加減速中である場合（Ｓ１０２のＹ）、制御部１０４は、上述した誤差要因検出値の有無判定を行い（Ｓ１０３）、続いて加速度センサ１１０の複数の検出値から直線近似式を算出する（Ｓ１０４）。制御部１０４は、誤差要因検出値があると判定された場合は誤差要因検出値を除外して直線近似式を算出する。そして、制御部１０４は、直線近似式の傾きを用いて光軸角度θｏ及び車両姿勢角度θｖの基準値を補正し（Ｓ１０５）、本ルーチンを終了する。
【００８４】
車両走行中でない場合（Ｓ１０１のＮ）、制御部１０４は、車両停止時であるか判断する（Ｓ１０６）。車両停止時である場合（Ｓ１０６のＹ）、制御部１０４は、現在の合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減じて路面角度θｒを算出する（Ｓ１０７）。そして、路面角度θｒの基準値を算出された路面角度θｒに更新し（Ｓ１０８）、本ルーチンを終了する。
【００８５】
車両停止時でない場合（Ｓ１０６のＮ）、この場合は車両停止中であることを意味するため、制御部１０４は、現在の合計角度θから路面角度θｒの基準値を減じて車両姿勢角度θｖを算出する（Ｓ１０９）。続いて、制御部１０４は、算出された車両姿勢角度θｖを用いて光軸角度θｏを調節する（Ｓ１１０）。そして、制御部１０４は、車両姿勢角度θｖの基準値を算出された車両姿勢角度θｖに更新し（Ｓ１１１）、本ルーチンを終了する。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具の制御装置としてのレベリングＥＣＵ１００において、制御部１０４は、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、加速度センサ１１０の検出値をプロットし、プロットした複数点から直線を導出する。そして、この直線の傾きを用いて車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力する。また、制御部１０４は、直線の傾きからの車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる所定の走行状態に車両３００があったときの検出値が、直線の導出に用いようとする検出値に含まれる場合、この検出値を除外して直線を導出する。
【００８７】
すなわち、制御部１０４は、車両３００が平坦な水平路面を直進している状態において検出された加速度センサ１１０の検出値を用いて、車両姿勢角度θｖを推定するための直線を導出している。これにより、検出値をプロットして得られる直線からの車両姿勢角度θｖの推定精度を高めることができる。そのため、加速度センサ１１０を用いたオートレベリング制御の精度を高めることができ、したがってオートレベリング制御の高性能化を図ることができる。
【００８８】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施形態と変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００８９】
実施形態１では、制御部１０４は、直線の導出に用いようとする検出値群に誤差要因検出値が含まれる場合、誤差要因検出値を除外して直線を導出している。しかしながら、特にこれに限定されず、制御部１０４は、誤差要因検出値が含まれる場合、調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力してもよい。これらの場合、精度が低いと予想される補正処理の実行を回避することができる。したがって、オートレベリング制御の高性能化を図ることができる。なお、調節信号の出力を回避する場合、制御部１０４は、角度演算部１０４１が直線を導出しないことにより回避してもよいし、調節指示部１０４２が調節信号を生成しないことにより回避してもよいし、調節指示部１０４２が調節信号を生成した上で生成した調節信号を出力しないことにより回避してもよい。
【００９０】
実施形態１では、直線の傾きからの車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる車両３００の所定の走行状態として、曲進状態、凹凸路走行状態、及び坂道走行状態を挙げている。そして、検出値判定部１０４３は、この３つの走行状態を判定している。しかしながら、車両３００の走行状態の判定は、上記３つの走行状態の少なくとも１つであればよい。すなわち、検出値判定部１０４３が判定する走行状態は、いずれか１つのみであってもよいし、任意の２つの組み合わせであってもよい。
【００９１】
基準値更新部１０４４は、曲進判定基準値Ｅ及び凹凸路走行判定基準値Ｆのいずれか一方のみを所定のタイミングで繰り返し更新してもよい。また、しきい値調整部１０４５は、曲進判定しきい値及び凹凸路走行判定しきい値のいずれか一方のみの大きさを、車速または加速度に応じて調整してもよい。
【００９２】
実施形態１では、検出値判定部１０４３が、直線導出に用いる検出値に誤差要因検出値が含まれるか否かの判定している。しかしながら、特にこれに限定されず、制御部１０４が検出値判定部１０４３を備えず、検出値と曲進判定基準値Ｅとの差が曲進判定しきい値を上回る場合、検出値と凹凸路走行判定基準値Ｆとの差が凹凸路走行判定しきい値を上回る場合、及び加速度差Ｈが坂道走行判定しきい値を上回る場合の少なくとも１つが満たされたときに、当該検出値を含めずに直線が導出されて光軸調節が実施されるか、光軸調節が回避（調節信号の出力回避、維持信号の出力など）される構成であってもよい。
【００９３】
凹凸路走行判定において説明した検出値の平均値に基づく基準値の設定、複数の基準値の使用、温度変化に応じた検出値の補正は、曲進判定及び／又は坂道走行判定に対しても適宜採用することができる。
【００９４】
なお、上述の実施形態に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
車両前後方向及び車両上下方向の加速度を導出可能な、加速度センサの検出値を受信するための受信部と、
車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両の加速時及び減速時の少なくとも一方における前記検出値をプロットし、プロットした複数点から直線を導出し、当該直線の傾きを用いて車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力するための制御部と、を備え、
前記制御部は、車両が所定の曲進状態、所定の凹凸路走行状態、及び所定の坂道走行状態の少なくとも一つにあったときの前記検出値が、前記直線の導出に用いようとする検出値に含まれる場合、この検出値を含めずに前記直線を導出し、当該直線の傾きを用いて前記調節信号を出力するか、前記調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
［項目２］
光軸を調節可能な車両用灯具と、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸調節を制御するための制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
車両前後方向及び車両上下方向の加速度を導出可能な、加速度センサの検出値を受信するための受信部と、
車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両の加速時及び減速時の少なくとも一方における前記検出値をプロットし、プロットした複数点から直線を導出し、前記直線の傾きを用いて車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力するための制御部と、を備え、
前記直線の傾きから、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を推定可能であり、
前記制御部は、前記直線の傾きからの前記車両姿勢角度の推定精度を低下せしめる所定の走行状態に車両があったときの前記検出値が、前記直線の導出に用いようとする検出値に含まれる場合、この検出値を除外して前記直線を導出し、当該直線の傾きを用いて前記調節信号を出力するか、前記調節信号の出力を回避するか、光軸位置の維持を指示する維持信号を出力することを特徴とする車両用灯具システム。
【符号の説明】
【００９５】
Ｅ  曲進判定基準値、  Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３  曲進判定しきい値、  Ｆ  凹凸路走行判定基準値、  Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  凹凸路走行判定しきい値、  Ｈ１  坂道走行判定しきい値、  Ｈ２  第２の坂道走行判定しきい値、  Ｊ１  第１の加速度しきい値、  Ｊ２  第２の加速度しきい値、  １０  灯具ユニット、  １００  レベリングＥＣＵ、  １０２  受信部、  １０４  制御部、  １１０  加速度センサ、  ３００  車両、  １０４１  角度演算部、  １０４２  調節指示部、  １０４３  検出値判定部、  １０４４  基準値更新部、  １０４５  しきい値調整部、  １０４６  坂道用加速度しきい値設定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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