(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサで検出される、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を受信するための受信部と、
車両用灯具の光軸調節を制御するための制御部と、を備え、
前記水平面に対する車両の傾斜角度を合計角度と呼ぶとき、この合計角度には水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度と路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度とが含まれ、
前記制御部は、前記合計角度から、第１計算方法に基づいた第１暫定車両姿勢角度と第２計算方法に基づいた第２暫定車両姿勢角度とを導出し、前記第１暫定車両姿勢角度および前記第２暫定車両姿勢角度の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度とし、当該車両姿勢角度に応じて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を出力し、
前記制御部は、前記路面角度の基準値と、前記第１暫定車両姿勢角度の基準値とを保持し、
前記第１計算方法では、車両停止中に前記合計角度から前記路面角度の基準値を減算して前記第１暫定車両姿勢角度を導出し、導出した第１暫定車両姿勢角度を新たな基準値とし、車両停止時に前記合計角度から前記第１暫定車両姿勢角度の基準値を減算して前記路面角度を導出し、導出した路面角度を新たな基準値とし、
前記第２計算方法では、車両の加速時およ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時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率から前記第２暫定車両姿勢角度を導出することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２暫定車両姿勢角度をもとに前記第１暫定車両姿勢角度を補正する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記合計角度の履歴に基づいて所定の合計角度と所定の車両姿勢角度とを対応付けた対応データを生成し、合計角度が前記所定の合計角度にあるときに、前記対応データに基づいて前記第１暫定車両姿勢角度および前記第２暫定車両姿勢角度の少なくとも一方を補正する請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
光軸を調節可能な車両用灯具と、
水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度と路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度とを含む、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を検出する加速度センサと、
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、
車両停止中に前記加速度センサの出力値から前記路面角度を減算して第１暫定車両姿勢角度を導出し、車両停止時に前記加速度センサの出力値から前記第１暫定車両姿勢角度を減算して前記路面角度を導出し、
車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率から第２暫定車両姿勢角度を導出し、
前記第１暫定車両姿勢角度および前記第２暫定車両姿勢角度の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度とし、当該車両姿勢角度に応じて前記光軸調節を指示する制御信号を出力することを特徴とする車両用灯具システム。
【請求項５】
加速度センサで検出される、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を受信するための受信部と、
車両用灯具の光軸調節を制御するための制御部と、を備え、
前記水平面に対する車両の傾斜角度を合計角度と呼ぶとき、この合計角度には水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度と路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度とが含まれ、
前記制御部は、前記合計角度から、第１計算方法に基づいた第１暫定車両姿勢角度と第２計算方法に基づいた第２暫定車両姿勢角度とを導出し、前記第１暫定車両姿勢角度および前記第２暫定車両姿勢角度の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度とし、当該車両姿勢角度に応じて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を出力し、
前記制御部は、前記路面角度の基準値と、前記第１暫定車両姿勢角度の基準値とを保持し、
前記第１計算方法では、車両停止中に前記合計角度から前記路面角度の基準値を減算して前記第１暫定車両姿勢角度を導出し、導出した第１暫定車両姿勢角度を新たな基準値とし、車両停止時に前記合計角度から前記第１暫定車両姿勢角度の基準値を減算して前記路面角度を導出し、導出した路面角度を新たな基準値とし、
前記第２計算方法では、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、車両の加速時および減速時の少なくとも一方における加速度センサの検出値をプロットし、少なくとも２点から得られる直線またはベクトルの傾きから前記第２暫定車両姿勢角度を導出することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
【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および車両用灯具システムに関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具の制御装置および車両用灯具システムに関するものである。
【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、車両の傾斜検出装置として車高センサが用いられ、車高センサにより検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１〜４には、傾斜検出装置として加速度センサを用いてオートレベリング制御を実施する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０８５４５９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１４８５６号公報
【特許文献３】特開２００１−３４１５７８号公報
【特許文献４】特開２００９−１２６２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の傾斜検出装置として加速度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。一方で、加速度センサを用いた場合であっても、センサの検出誤差等に起因する精度低下を抑制して高精度にオートレベリング制御を実施したいという要求はある。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度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】
【０００６】
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り、当該制御装置は、加速度センサで検出される、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を受信するための受信部と、車両用灯具の光軸調節を制御するための制御部と、を備え、水平面に対する車両の傾斜角度を合計角度と呼ぶとき、この合計角度には水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度と路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度とが含まれ、制御部は、合計角度から、第１計算方法に基づいた第１暫定車両姿勢角度と第２計算方法に基づいた第２暫定車両姿勢角度とを導出し、第１暫定車両姿勢角度および第２暫定車両姿勢角度の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度とし、当該車両姿勢角度に応じて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度を高めることができる。
【０００８】
上記態様において、制御部は、路面角度の基準値と、第１暫定車両姿勢角度の基準値とを保持し、第１計算方法では、車両停止中に合計角度から路面角度の基準値を減算して第１暫定車両姿勢角度を導出し、導出した第１暫定車両姿勢角度を新たな基準値とし、車両停止時に合計角度から第１暫定車両姿勢角度の基準値を減算して路面角度を導出し、導出した路面角度を新たな基準値とし、第２計算方法では、車両の加速時およ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時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率から第２暫定車両姿勢角度を導出してもよい。この態様によっても、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度を高めることができる。
【０００９】
また、上記態様において、制御部は、第２暫定車両姿勢角度をもとに第１暫定車両姿勢角度を補正してもよい。この態様によれば、路面角度の基準値に含まれる誤差成分が第１暫定車両姿勢角度に含まれ、第１暫定車両姿勢角度の基準値に含まれる誤差成分が路面角度に含まれることで起こり得る誤差の累積を抑制することができる。
【００１０】
また、上記いずれかの態様において、制御部は、合計角度の履歴に基づいて所定の合計角度と所定の車両姿勢角度とを対応付けた対応データを生成し、合計角度が所定の合計角度にあるときに、対応データに基づいて第１暫定車両姿勢角度および第２暫定車両姿勢角度の少なくとも一方を補正してもよい。この態様によれば、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。
【００１１】
また、本発明の他の態様は車両用灯具システムであり、当該車両用灯具システムは、光軸を調節可能な車両用灯具と、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を検出する加速度センサと、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、水平面に対する車両の傾斜角度を合計角度と呼ぶとき、この合計角度には水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度と路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度とが含まれ、制御装置は、合計角度から、第１計算方法に基づいた第１暫定車両姿勢角度と第２計算方法に基づいた第２暫定車両姿勢角度とを導出し、第１暫定車両姿勢角度および第２暫定車両姿勢角度の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度とし、当該車両姿勢角度に応じて光軸調節を指示する制御信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
この態様によっても、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度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】
【００１４】
【図１】実施形態１に係るレベリングＥＣＵの制御対象である灯具ユニット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およびレベリング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）および図４（Ｂ）は、車両の運動加速度ベクトルの方向と第２暫定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との関係を表すグラフである。
【図６】実施形態１に係るレベリングＥＣＵにより実行されるオートレベリング制御フローチャートである。
【図７】実施形態１に係るレベリングＥＣＵにより実行される他のオートレベリング制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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または同等の構成要素、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。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るレベリングＥＣＵの制御対象である灯具ユニットを含む前照灯ユニットの概略鉛直断面図である。この前照灯ユニット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。左右に配置された前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外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の構造を説明し、左側の前照灯ユニット２１０Ｌの説明は適宜省略する。
【００１７】
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、その車両後方側に取り外し可能な着脱カバー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、光を車両前方に照射する灯具ユニット１０（車両用灯具）が収納されている。
【００１８】
灯具ユニット１０には、当該灯具ユニット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の壁面に回転自在に支持されたエイミング調整ネジ２２０と螺合している。したがって、灯具ユニット１０は、エイミング調整ネジ２２０の調整状態で定められた灯室２１６内の所定位置に固定されるとともに、その位置を基準にピボット機構２１８ａを中心として、前傾姿勢または後傾姿勢等に姿勢変化可能である。また、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。
【００１９】
ユニットブラケット２２４には、ランプボディ２１２の外部に配置された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。ロッド２２６ａが矢印Ｍ方向に伸長した場合、灯具ユニット１０は、ピボット機構２１８ａを中心として後傾姿勢になるように揺動する。逆にロッド２２６ａが矢印Ｎ方向に短縮した場合、灯具ユニット１０は、ピボット機構２１８ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。灯具ユニット１０が後傾姿勢になると、光軸Ｏのピッチ角度、すなわち、光軸Ｏの上下方向の角度を上方に向けるレベリング調整ができる。また、灯具ユニット１０が前傾姿勢になると、光軸Ｏのピッチ角度を下方に向けるレベリング調整ができる。
【００２０】
灯具ユニット１０は、エイミング調整機構を備えることができる。例えば、レベリングアクチュエータ２２６のロッド２２６ａとユニットブラケット２２４の接続部分に、エイミング調整時の揺動中心となるエイミングピボット機構（図示せず）を配置する。また、ランプブラケット２１８には前述したエイミング調整ネジ２２０が車幅方向に間隔を空けて配置される。そして、２本のエイミング調整ネジ２２０を回転させることで、灯具ユニット１０をエイミングピボット機構を中心に上下左右に旋回させ、光軸Ｏを上下左右に調整することができる。
【００２１】
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、光源としてのバルブ１４、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７、および投影レンズ２０を備える。バルブ１４は、例えば、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。本実施形態では、バルブ１４をハロゲンランプで構成する例を示す。リフレクタ１６は、バルブ１４から放射された光を反射する。バルブ１４からの光およびリフレクタ１６で反射した光は、その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。
【００２２】
回転シェード１２は、回転軸１２ａを中心に回転可能な円筒形状の部材であり、軸方向に一部が切り欠かれた切欠部と、複数のシェードプレート（図示せず）とを備える。切欠部また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。リフレクタ１６は、その少なくとも一部が楕円球面状であり、この楕円球面は、灯具ユニット１０の光軸Ｏを含む断面形状が楕円形状の少なくとも一部となるように設定されている。リフレクタ１６の楕円球面状部分は、バルブ１４の略中央に第１焦点を有し、投影レンズ２０の後方焦点面上に第２焦点を有する。
【００２３】
投影レンズ２０は、車両前後方向に延びる光軸Ｏ上に配置される。バルブ１４は、投影レンズ２０の後方焦点を含む焦点面である後方焦点面よりも後方側に配置される。投影レンズ２０は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の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。なお、灯具ユニット１０の構成は特にこれに限定されず、投影レンズ２０を持たない反射型の灯具ユニットなどであってもよい。
【００２４】
図２は、前照灯ユニット、車両制御ＥＣＵおよびレベリングＥＣＵの動作連携を説明する機能ブロック図である。なお、上述のように右側の前照灯ユニット２１０Ｒおよび左側の前照灯ユニット２１０Ｌの構成は基本的に同一であるため、図２では前照灯ユニット２１０Ｒおよび前照灯ユニット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。
【００２５】
レベリングＥＣＵ１００（車両用灯具の制御装置）は、受信部１０２、制御部１０４、送信部１０６、メモリ１０８、および加速度センサ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３００に搭載された車両制御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の出力値を受信する。
【００２６】
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等が接続されており、これらのセンサ等から各種情報を取得して、レベリングＥＣＵ１００等に送信することができる。例えば、車両制御ＥＣＵ３０２は、車速センサ３１２の出力値をレベリングＥＣＵ１００に送信する。これにより、レベリングＥＣＵ１００は、車両３００の走行状態を検知することができる。
【００２７】
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、前照灯ユニット２１０によって形成すべき配光パターンを指示する信号、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や、車両制御ＥＣＵ３０２、レベリングＥＣＵ１００等に送信する。例えば、ライトスイッチ３０４は、オートレベリング制御の実施を指示する信号をレベリングＥＣＵ１００に送信する。これにより、レベリングＥＣＵ１００はオートレベリング制御を開始する。
【００２８】
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、受信部１０２から送られてきた加速度センサ１１０の出力値と必要に応じてメモリ１０８に保持している情報をもとに車両３００の傾斜角度の変化を導出して、灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を生成する。制御部１０４は、生成した制御信号を送信部１０６から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、受信した制御信号をもとに駆動されて、灯具ユニット１０の光軸Ｏが車両上下方向（ピッチ角度方向）について調整される。
【００２９】
車両３００には、レベリングＥＣＵ１００、車両制御ＥＣＵ３０２および前照灯ユニット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を介してバルブ１４に電力が供給される。
【００３０】
続いて、上述の構成を備えたレベリング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）および図４（Ｂ）は、車両の運動加速度ベクトルの方向と第２暫定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、後述する第２暫定車両姿勢角度θｖ２が変化していない状態を示し、図４（Ｂ）は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２が変化している状態を示している。また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）において、車両３００が加速したときに生じる運動加速度ベクトルαおよび合成加速度ベクトルβを実線矢印で示し、車両３００が減速したときに生じる運動加速度ベクトルαおよ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との関係を表すグラフである。
【００３１】
たとえば、車両後部の荷室に荷物が載せられたり後部座席に人等が乗車した場合、車両姿勢は後傾姿勢となり、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。灯具ユニット１０の照射方向も車両３００の姿勢に対応して上下に変動し、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の出力値から車両のピッチ方向の傾斜角度の変化を導出し、レベリングアクチュエータ２２６を制御して光軸Ｏのピッチ角度を車両姿勢に応じた角度とする。このように、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。
【００３２】
ここで、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３００の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換される。
【００３３】
加速度センサ１１０の出力値からは、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が検出する加速度から、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とが含まれる、水平面に対する車両の傾斜角度である合計角度θを導出することができる。なお、路面角度θｒ、車両姿勢角度θｖおよび合計角度θは、それぞれ車両３００の前後軸の上下方向の角度、言い換えれば車両３００のピッチ方向の角度である。
【００３４】
上述したオートレベリング制御は、車両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。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では、合計角度θあるいは合計角度θの変化から、車両姿勢角度θｖあるいは車両姿勢角度θｖの変化を抽出する必要がある。
【００３５】
これに対し、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００の制御部１０４は、合計角度θから、第１計算方法に基づいて第１暫定車両姿勢角度θｖ１を導出する。また、制御部１０４は、合計角度θあるいは加速度センサ１１０の出力値から、第２計算方法に基づいて第２暫定車両姿勢角度θｖ２を導出する。そして、制御部１０４は、第１暫定車両姿勢角度θｖ１および第２暫定車両姿勢角度θｖ２の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度θｖとし、当該車両姿勢角度θｖに応じて灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を出力する。
【００３６】
（第１計算方法）
例えば、制御部１０４は、以下に示す第１計算方法により第１暫定車両姿勢角度θｖ１を導出する。この第１計算方法は、走行中の合計角度θの変化を路面角度θｒの変化と推定し、車両停止中の合計角度θの変化を車両姿勢角度θｖの変化と推定して、合計角度θから第１暫定車両姿勢角度θｖ１を導出する方法である。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ため、車両走行中の合計角度θの変化を路面角度θｒの変化と推定することができる。また、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。
【００３７】
例えば、まず車両メーカの製造工場やディーラの整備工場などで、車両３００が水平面に置かれて基準状態とされる。基準状態において、車両３００は、例えば運転席に１名乗車した状態とされる。そして、初期化処理装置のスイッチ操作等により、レベリングＥＣＵ１００に初期化信号が送信される。制御部１０４は、受信部１０２を介して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、車両３００が基準状態にあるときの加速度センサ１１０の出力値を、路面角度θｒの基準値（θｒ＝０°）、第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値（θｖ１＝０°）としてメモリ１０８に記録することで、これらの基準値を保持する。
【００３８】
車両３００が実際に使用される状況において、制御部１０４は、車両停止時に現在（車両停止時）の合計角度θから第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値を減算して、路面角度θｒを導出する。そして、導出した路面角度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。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。また、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の検出値が安定したときである。前記「車両走行中」および「車両停止時」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。
【００３９】
車両停止中、制御部１０４は、現在の合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して、第１暫定車両姿勢角度θｖ１を導出する。そして、導出した第１暫定車両姿勢角度θｖ１を新たな基準値としてメモリ１０８に保持する。前記「車両停止中」は、例えば加速度センサ１１０の検出値が安定したときから車速センサ３１２の検出値が０を越えたときである。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】
（第２計算方法）
通常、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、車両姿勢が路面に対して平行であった場合、言い換えれば、第２暫定車両姿勢角度θｖ２が０°である場合、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は前後軸Ｌに対して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の合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、車両３００の前後軸Ｌに対して平行な直線となる。
【００４１】
一方、図４（Ｂ）に示すように、車両姿勢が第２暫定車両姿勢角度θｖ２だけ傾いている場合、言い換えれば第２暫定車両姿勢角度θｖ２が０°でない場合、車両３００の前後軸Ｌ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、前後軸Ｌに対して斜めに延びるベクトルとなる。よって、車両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、前後軸Ｌに対して傾いた直線となる。
【００４２】
そこで、第２計算方法では、制御部１０４は、加速度センサ１１０が検出する加速度から得られる、車両３００の前後方向の加速度（前後軸成分）および上下方向の加速度（上下軸成分）を用いて、次のように第２暫定車両姿勢角度θｖ２を導出する。すなわち、例えば、まず車両３００が上述した基準状態とされ、その状態で加速または減速させられる。制御部１０４は、初期化処理として加速度センサ１１０の検出値から車両前後方向および車両上下方向の加速度を取得し、車両３００の加速時およ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時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率を算出する。そして、制御部１０４は、得られた比率を基準値としてメモリ１０８に記録する。
【００４３】
車両３００が実際に使用されている状況において、制御部１０４は、車両３００の加速時およ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時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率を算出する。そして、制御部１０４は、初期化処理によって予め記録された比率の基準値と現在の車両における比率とから第２暫定車両姿勢角度θｖ２を導出する。
【００４４】
例えば、制御部１０４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、基準状態にある車両３００が加速または減速したときの加速度センサ１１０の検出値を経時的にプロットする。点ｔＡ１〜ｔＡｎは、車両３００が基準状態にあるときの時間ｔ１〜ｔｎにおける加速度センサ１１０の検出値である。そして、制御部１０４は、少なくとも２点から得られる直線またはベクトルの傾きを比率の基準値とする。本実施形態では、制御部１０４は、プロットされた複数点ｔＡ１〜ｔＡｎに対して最小二乗法などにより直線近似式Ａを求め、この直線近似式Ａの傾きを比率の基準値とする。
【００４５】
また、制御部１０４は、実際の使用状況下で車両３００が加減または減速したとき、たとえば車両３００の発進時あるいは停止時の加速度センサ１１０の検出値を、上述の座標に経時的にプロットする。点ｔＢ１〜ｔＢｎは、実際の使用状況下、例えば図４（Ｂ）に示すように車両３００が第２暫定車両姿勢角度θｖ２だけ傾いた状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける加速度センサ１１０の検出値である。制御部１０４は、プロットされた複数点ｔＢ１〜ｔＢｎに対して同様にして直線近似式Ｂを求め、この直線近似式Ｂの傾きを使用状況下における現在の比率とする。
【００４６】
車両３００が第２暫定車両姿勢角度θｖ２だけ傾いた状態で得られる直線近似式Ｂは、基準状態で得られる直線近似式Ａに対して、第２暫定車両姿勢角度θｖ２だけ傾く。すなわち、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、第２暫定車両姿勢角度θｖ２となる。よって、制御部１０４は、２つの直線近似式の傾きから第２暫定車両姿勢角度θｖ２を取得することができる。
【００４７】
第１暫定車両姿勢角度θｖ１および第２暫定車両姿勢角度θｖ２が得られた後、制御部１０４は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２をもとに第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正する。例えば、制御部１０４は、第１暫定車両姿勢角度θｖ１および第２暫定車両姿勢角度θｖ２の差分Δθｖを計算し、差分Δθｖよりも小さい補正値Δθｃだけ第２暫定車両姿勢角度θｖ２に近づくように第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正する。そして、制御部１０４は、補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１を光軸調節に用いるための車両姿勢角度θｖとし、この車両姿勢角度θｖに応じた光軸調節を実施する。
【００４８】
第１計算方法では、合計角度θから第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値を減算して路面角度θｒを算出し、合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して第１暫定車両姿勢角度θｖ１を算出している。したがって、この方法では、路面角度θｒの基準値に含まれる誤差成分が第１暫定車両姿勢角度θｖ１に含まれ、第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値に含まれる誤差成分が路面角度θｒに含まれることになるため、誤差の累積が生じ得る。これに対し、本実施形態では、第１計算方法とは異なる計算方法である第２計算方法で第２暫定車両姿勢角度θｖ２を算出し、第２暫定車両姿勢角度θｖ２を用いて第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正している。また、第２暫定車両姿勢角度θｖ２で補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１を用いて路面角度θｒが算出されるため、結果的に路面角度θｒも第２暫定車両姿勢角度θｖ２で補正される。これにより、上述した誤差の累積を抑制することができるため、オートレベリング制御の精度低下を軽減することができる。
【００４９】
なお、第２暫定車両姿勢角度θｖ２で補正した第１暫定車両姿勢角度θｖ１（第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値）を用いて路面角度θｒを算出し、この路面角度θｒ（路面角度θｒの基準値）を用いて第１暫定車両姿勢角度θｖ１を算出し、この第１暫定車両姿勢角度θｖ１を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実施してもよい。また、第２暫定車両姿勢角度θｖ２を用いて路面角度θｒを補正し、補正された路面角度θｒ（路面角度θｒの基準値）を合計角度θから減算して第１暫定車両姿勢角度θｖ１を算出し、この第１暫定車両姿勢角度θｖ１を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実施してもよい。第２暫定車両姿勢角度θｖ２を用いて路面角度θｒを補正する方法としては、例えば、合計角度θから第２暫定車両姿勢角度θｖ２を減算して路面角度θｒ２を算出し、この路面角度θｒ２を用いて路面角度θｒ（路面角度θｒの基準値）を補正する方法が挙げられる。これらの場合も、第２暫定車両姿勢角度θｖ２をもとに第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正し、補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実施することに含まれる。
【００５０】
（走行履歴からの学習）
第２計算方法で算出される第２暫定車両姿勢角度θｖ２にも加速度センサ１１０の検出誤差等に起因する誤差が含まれるおそれがある。そこで、制御部１０４は、加速度センサ１１０から定期的に加速度を受信して所定期間分の合計角度θを保持し、合計角度θの履歴に基づいて所定の合計角度θと所定の車両姿勢角度θｖとを対応付けた対応データを生成する。
【００５１】
例えば、車両３００の使用状況は、車両姿勢および路面が水平であるときが最も多いと考えられるため、前記「所定の合計角度θ」は合計角度θの履歴において最も多い角度（以下、適宜この角度を最多角度と称する）とされ、前記「所定の車両姿勢角度θｖ」は０°とされる。また、例えば、車両３００の製造後、最初に制御部１０４が記録した合計角度θを前記「所定の合計角度θ」とし、前記「所定の車両姿勢角度θｖ」を０°としてもよい。また、例えば、前記「所定の合計角度θ」は合計角度θの履歴において最大の角度とし、前記「所定の車両姿勢角度θｖ」は車両３００が取り得る最大の車両姿勢角度θｖの値としてもよい。
【００５２】
そして、制御部１０４は、生成した対応データに基づいて、加速度センサ１１０の検出値から得られた合計角度θが所定の合計角度θにあるときの第２暫定車両姿勢角度θｖ２を補正する。例えば、最多角度と車両姿勢角度θｖ＝０°とを対応付けた対応データが生成された場合、制御部１０４は、現在の合計角度θが最多角度であるときに、メモリ１０８に記録されている第２暫定車両姿勢角度θｖ２の基準値を０°に近づけるように補正する。このように、車両３００の走行履歴から合計角度θと車両姿勢角度θｖとの関係を学習させて、学習した結果に基づいて第２暫定車両姿勢角度θｖ２を補正することで、オートレベリング制御の精度を高めることができる。
【００５３】
なお、制御部１０４は、車両制御ＥＣＵ３０２から車速や舵角等の車両情報を取得し、これらの情報を走行履歴に含めて対応データを作成してもよい。これにより、より精度の高い対応データの作成が可能となる。また、制御部１０４は、第１暫定車両姿勢角度θｖ１をもとに第２暫定車両姿勢角度θｖ２を補正し、補正された第２暫定車両姿勢角度θｖ２を光軸調節に用いるための車両姿勢角度θｖとしてもよい。また、制御部１０４は、生成した対応データに基づいて、第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正してもよいし、第１暫定車両姿勢角度θｖ１および第２暫定車両姿勢角度θｖ２の両方を補正してもよい。
【００５４】
図６は、実施形態１に係るレベリングＥＣＵにより実行されるオートレベリング制御フローチャートである。図６のフローチャートではステップを意味するＳ（Ｓｔｅｐの頭文字）と数字との組み合わせによって各部の処理手順を表示する。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。
【００５５】
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３００が加速中または減速中であるか判断する（Ｓ１０２）。車両３００の加減速は、加速度センサ１１０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３００が加速中または減速中でない場合（Ｓ１０２のＮ）、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。
【００５６】
車両３００が加速中または減速中である場合（Ｓ１０２のＹ）、制御部１０４は、加速度センサ１１０の複数の出力値から直線近似式を導出する（Ｓ１０３）。そして、制御部１０４は、予め記録された基準状態での直線近似式と導出された直線近似式とから第２暫定車両姿勢角度θｖ２を算出する（Ｓ１０４）。その後、制御部１０４は、第１暫定車両姿勢角度θｖ１を算出済みであるか判断する（Ｓ１０５）。第１暫定車両姿勢角度θｖ１が算出されていない場合（Ｓ１０５のＮ）、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。第１暫定車両姿勢角度θｖ１が算出されている場合（Ｓ１０５のＹ）、制御部１０４は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２をもとに第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正し（Ｓ１０６）、補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実施して（Ｓ１０７）、本ルーチンを終了する。
【００５７】
車両走行中でない場合（Ｓ１０１のＮ）、制御部１０４は、車両停止中であるか判断する（Ｓ１０８）。車両停止中である場合（Ｓ１０８のＹ）、制御部１０４は、合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して第１暫定車両姿勢角度θｖ１を算出する（Ｓ１０９）。第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値は、算出された第１暫定車両姿勢角度θｖ１に更新される。その後、制御部１０４は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２を算出済みであるか判断する（Ｓ１１０）。第２暫定車両姿勢角度θｖ２が算出されていない場合（Ｓ１１０のＮ）、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。第２暫定車両姿勢角度θｖ２が算出されている場合（Ｓ１１０のＹ）、制御部１０４は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２をもとに第１暫定車両姿勢角度θｖ１を補正し（Ｓ１０６）、補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実施して（Ｓ１０７）、本ルーチンを終了する。
【００５８】
車両停止中でない場合（Ｓ１０８のＮ）、制御部１０４は、車両停止時であるか判断する（Ｓ１１１）。車両停止時でない場合（Ｓ１１１のＮ）、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。車両停止時である場合（Ｓ１１１のＹ）、制御部１０４は、合計角度θから第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値を減算して路面角度θｒを算出する（Ｓ１１２）。路面角度θｒの基準値は、算出された路面角度θｒに更新される。そして、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。
【００５９】
また、レベリングＥＣＵ１００は、次のようなオートレベリング制御を実施してもよい。図７は、実施形態１に係るレベリングＥＣＵにより実行される他のオートレベリング制御フローチャートである。
【００６０】
制御部１０４は、車両走行中であるか判断する（Ｓ２０１）。車両走行中である場合（Ｓ２０１のＹ）、制御部１０４は、加速度センサ１１０の複数の出力値から直線近似式を導出する（Ｓ２０２）。そして、制御部１０４は、予め記録された基準状態での直線近似式と導出された直線近似式とから第２暫定車両姿勢角度θｖ２を算出し（Ｓ２０３）、本ルーチンを終了する。車両走行中である場合、一般に車両３００が一定速度を維持する時間は短く、大部分の時間は加減速していると推定することができる。そのため、車両３００が加速または減速しているかの判断を省略することができる。なお、車両３００の加減速を判断してから直線近似式の導出処理を実施する場合には、より高精度に第２暫定車両姿勢角度θｖ２を算出することができる。
【００６１】
車両走行中でない場合（Ｓ２０１のＮ）、制御部１０４は、車両停止時であるか判断する（Ｓ２０４）。車両停止時である場合（Ｓ２０４のＹ）、制御部１０４は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２をもとに第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値を補正する（Ｓ２０５）。そして、制御部１０４は、補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値を合計角度θから減算して路面角度θｒを算出する（Ｓ２０６）。算出された路面角度θｒは、路面角度θｒの基準値としてメモリ１０８に記録される。そして、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。
【００６２】
車両停止時でない場合（Ｓ２０４のＮ）、制御部１０４は、車両停止中であるか判断する（Ｓ２０７）。車両停止中でない場合（Ｓ２０７のＮ）、制御部１０４は本ルーチンを終了する。車両停止中である場合（Ｓ２０７のＹ）、制御部１０４は、合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して第１暫定車両姿勢角度θｖ１を算出する（Ｓ２０８）。この路面角度θｒの基準値は、第２暫定車両姿勢角度θｖ２で補正された第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値を用いて算出されたものである。そして、制御部１０４は、算出された第１暫定車両姿勢角度θｖ１を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実施する（Ｓ２０９）。算出された第１暫定車両姿勢角度θｖ１は、第１暫定車両姿勢角度θｖ１の基準値としてメモリ１０８に記録される。その後、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００は、合計角度θから、第１計算方法に基づいた第１暫定車両姿勢角度θｖ１と第２計算方法に基づいた第２暫定車両姿勢角度θｖ２とを導出し、第１暫定車両姿勢角度θｖ１および第２暫定車両姿勢角度θｖ２の一方を他方との差が小さくなるよう補正して、補正された暫定車両姿勢角度を車両姿勢角度θｖとして光軸調節を実行している。そのため、加速度センサ１１０を用いて灯具ユニット１０の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度を高めることができる。
【００６４】
また、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００は、１つの加速度センサ１１０で検出された加速度から、異なる計算方法で２つの暫定車両姿勢角度を算出している。そのため、複数の加速度センサで複数の暫定車両姿勢角度を算出する場合と比べて、低コストでオートレベリング制御の精度を高めることができる。なお、加速度センサの数は１つに限定されるものではなく、複数の加速度センサで複数の暫定車両姿勢角度を算出する構成であってもよい。この場合であっても、オートレベリング制御の精度向上を図ることができる。
【００６５】
上述したレベリングＥＣＵ１００は、本発明の一態様である。このレベリングＥＣＵ１００は、加速度センサ１１０で検出される加速度を受信する受信部１０２と、上述したオートレベリング制御を実行する制御部１０４とを備える。
【００６６】
本発明の他の態様としては、車両用灯具システムを挙げることができる。この車両用灯具システムは、灯具ユニット１０と、加速度センサ１１０と、レベリングＥＣＵ１００と（実施形態１ではレベリングＥＣＵ１００に加速度センサ１１０が含まれている）を有する。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
Ｏ  光軸、  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、  ２２６  レベリングアクチュエータ、  ３００  車両、  θ  合計角度、  θｒ  路面角度、  θｖ  車両姿勢角度、  θｖ１  第１暫定車両姿勢角度、  θｖ２  第２暫定車両姿勢角度。
【図１】
0005780839.tif 000002
【図２】
0005780839.tif 000003
【図３】
0005780839.tif 000004
【図４】
0005780839.tif 000005
【図５】
0005780839.tif 000006
【図６】
0005780839.tif 000007
【図７】
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