(57)【要約】【課題】車両の前輪又は後輪のうち、一方の車軸部に対して車高検出手段が設けられる場合であっても、車両における荷重分布の変化を検出して制御線を切り替えることにより、車両の姿勢変化に応じた灯具の照射方向制御に関して精度の向上及びコスト上昇の抑制を実現する。【解決手段】車両の進行方向における車両姿勢に応じて灯具の照射方向を変化させる車両用灯具の照射方向制御装置１において、車両の前輪又は後輪の車軸部の高さ変化を検出するための車高検出手段２と、灯具の照射光を所望の方向に向けるための駆動手段６を設ける。そして、乗車人員又は積荷の変化に伴う車両の荷重分布を検出するための荷重分布検出手段３を設け、車両における乗車条件や積載条件の変化に伴う車両の荷重変化を把握し、現在の荷重状態に対応する制御線又は該制御線に係る傾斜若しくは切片を切り替える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向における車両姿勢の傾きに応じて灯具の照射方向を変化させる車両用灯具の照射方向制御装置において、
車両の前輪又は後輪の車軸部に係る車高変位を検出する車高検出手段と、
灯具の照射光軸方向を変化させるための駆動手段と、
乗員又は積荷の変化に伴う車両の荷重状態の変化を検出する荷重状態検出手段と、
上記車高検出手段及び上記荷重状態検出手段からの信号に応じて灯具の照射方向に係る補正信号を上記駆動手段に送出する照射制御手段を設け、
上記照射制御手段には、上記車高検出手段により検出される車高変位を「Δｈ」とし、該車高変位に対する車両のピッチ角を「ｐ」とするとき、両者の相関関係としてｐ−Δｈ特性を一次式で示す制御線が、車両の荷重状態毎に予め複数用意されており、上記荷重状態検出手段からの信号に基づいて、現在の荷重状態に対応する制御線又は該制御線に係る傾斜若しくはｐ軸上の切片を切り替えるとともに、該制御線に従って車高変位からピッチ角を照射制御手段が算出する
ことを特徴とする車両用灯具の照射方向制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両用灯具の照射方向制御装置において、
上記荷重状態検出手段により乗員の有無又は体重を検出する
ことを特徴とする車両用灯具の照射方向制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載した車両用灯具の照射方向制御装置において、
上記荷重状態検出手段により積荷の有無又は積荷の重量を検出する
ことを特徴とする車両用灯具の照射方向制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載した車両用灯具の照射方向制御装置において、
上記荷重状態検出手段による検出信号に基づいて運転席及び助手席の乗員重量を各別に検出するとともに荷重状態を複数段階に分類し、各段階の荷重状態に応じて制御線を切り替える
ことを特徴とする車両用灯具の照射方向制御装置。
【請求項５】
請求項２に記載した車両用灯具の照射方向制御装置において、
上記荷重状態検出手段による検出信号に基づいて前席の乗員重量合計を検出するとともに荷重状態を複数段階に分類し、各段階の荷重状態に応じて制御線を切り替える
ことを特徴とする車両用灯具の照射方向制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載した車両用灯具の照射方向制御装置において、
上記荷重状態検出手段により車両のトランクルーム又は荷台にかかる荷重の有無又は積荷の重量を検出し、その荷重状態に応じて制御線の切片を切り替える
ことを特徴とする車両用灯具の照射方向制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前輪又は後輪の車軸部に関する車高変位を検出するとともに、乗員配置や荷物の積載状態等を判別することで、車両の姿勢変化に応じて車両用灯具の照射方向制御を適切に行うための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の停車時や走行中において、車両進行方向における姿勢変化によって車両に付設された灯具の照射光の向きが一定しなくなるのを防止するために、車両姿勢の変化に対して、該変化を打ち消すように灯具の照射方向を常時補正する装置（所謂オートレベリング装置）が知られている。
【０００３】
例えば、後輪の車軸部に対して付設された車高検出手段によって得られる検出信号に基づいて、車両姿勢に係るピッチ角の変化を求め、これに応じて灯具の照射方向を制御するようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２２６２７１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２３０７７７号公報
【特許文献３】
特開２００１−８０４０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の姿勢は乗員の乗車条件や荷物の積載条件等の如何によって影響を受けるため、車両の荷重状態に応じて適正な制御特性を実現する必要があるが、従来の装置では、制御精度の向上に一定の限界がある。例えば、精度を高めるにあたって制御や構成が複雑化してしまうといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、車両の前輪又は後輪のうちの一方の車軸部のみに対して車高検出手段が設けられる場合であっても、車両における荷重分布の変化を検出して制御線を切り替えることにより、車両の姿勢変化に応じた照射方向制御を精度良く行うこと及びそのために構成等の複雑化を伴わないようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した課題を解決するために、下記に示す構成を有するものである。
【０００８】
・車両の前輪又は後輪の車軸部に係る車高変位を検出する車高検出手段。
・灯具の照射光軸方向を変化させるための駆動手段。
・乗員又は積荷の変化に伴う車両の荷重状態の変化を検出する荷重状態検出手段。
・車高検出手段及び荷重状態検出手段からの信号に応じて灯具の照射方向に係る補正信号を駆動手段に送出する照射制御手段。
【０００９】
そして、照射制御手段においては、車高検出手段により検出される車高変位を「Δｈ」とし、該車高変位に対する車両のピッチ角を「ｐ」とするとき、両者の相関関係としてｐ−Δｈ特性を一次式で示す制御線が、車両の荷重状態毎に予め複数用意されており、荷重状態検出手段からの信号に基づいて、現在の荷重状態に対応する制御線又は該制御線に係る傾斜若しくはｐ軸上の切片を切り替えるとともに、該制御線に従って車高変位からピッチ角を算出する。
【００１０】
従って、本発明によれば、荷重状態検出手段によって乗員や積荷による荷重状態を把握し、当該状態に対して予め用意された制御線又は該制御線に係る傾斜若しくはｐ軸上の切片を選択的に切り替えるだけで、車高変位の検出信号に基づくピッチ角に応じて灯具の照射方向を制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る車両用灯具の照射方向制御装置の基本構成例を示すものである。
【００１２】
照射方向制御装置１は、車高検出手段２、荷重状態検出手段３、車速検出手段４、照射制御手段５、駆動手段６を備えている。尚、照射制御手段５によって駆動手段６を介して照射方向が制御される灯具７には、例えば、自動車用灯具の場合、ヘッドランプ、フォッグランプ、コーナリングランプ等が挙げられる。
【００１３】
車高検出手段２は、車両の前輪又は後輪の車軸部に係る車高変位を検出するために設けられており、その検出信号は車両の停止姿勢や走行姿勢を把握するための基礎情報とされる。例えば、前輪又は後輪の車軸部の上下変動を検出するための車高検出手段２として車高センサを設けてサスペンションの伸縮量を検出する方法が挙げられる。
【００１４】
荷重状態検出手段３は、車両における乗員又は積荷の変化に伴う車両の荷重分布の変化を検出するために設けられている。即ち、車両姿勢は車両の荷重分布によって影響を受けるため、車高検出手段２の検出信号に基づいて車両姿勢を精度良く算定するためには車両についての荷重分布を把握する必要がある。
【００１５】
荷重分布の検出にあたっては、下記のように人的な荷重変化と物的な荷重変化とに分けて検出を行うことが処理の効率化の点で好ましい。
【００１６】
（Ａ）乗員の人数及び配置による荷重変化
（Ｂ）積載物の重量及び配置による荷重変化。
【００１７】
先ず、（Ａ）については、車両内の乗員位置及び重量の変化に伴う荷重変化である。例えば、座席に設けられた着座センサあるいは重量検出センサによって座席に人が座っているか否か又は着座している人の体重を検出することで情報を直接的に得ることができる。この他、座席に人が座っているか否かを、光（赤外線等）や音波等を利用した非接触式センサによって検出したりあるいはシートベルトの装着の有無をセンサ（バックルセンサ等を含む。）によって検出するとともに、人の体重については平均的な値を想定する（例えば、着座している人の座高によって大人か小人かを判断して、判断結果に応じて予め決められた体重値を用いる等）ことによって間接的に荷重を算定できる。あるいは、自動車のように乗車位置が定まっている場合には、ドアの開閉信号及び開閉の時間間隔によって助手席に人が座っているか否か等を判断することができる。尚、乗員重量については、これを連続量として検出することもできるが、段階的に範囲分けを行う方が制御の簡単化の点で好ましい。
【００１８】
上記（Ｂ）については、積載した荷物の位置及び重量を検出するセンサを車両に付設すれば良い。例えば、車両のトランクルームや荷台にかかる荷重の有無及び荷重量を検出することによって荷重変化を直接的に検出することができる。その際、積載物の重量を連続量として検出することもできるが、段階的に範囲分けを行う方が制御の簡単化の点で好ましい。
【００１９】
照射制御手段５には、車高検出手段２や荷重状態検出手段３からの信号が送られてくるので、これらに応じて灯具７の照射光軸方向に係る補正信号を駆動手段６に送出する。その際、下記に示す手順でレベリング制御を行う。
【００２０】
（１）車高検出手段２により検出される車高変位を「Δｈ」と記し、該変位に対する車両姿勢の傾き角（ピッチ角）を「ｐ」と記すとき、両者の相関関係としてｐ−Δｈ特性を一次式で示す制御線を、車両の荷重状態毎に予め複数用意しておく。
（２）荷重状態検出手段３からの信号に基づいて、現在の荷重状態に対応する制御線を切り替えるか、又は制御線に係る傾斜若しくはｐ軸上の切片を切り替える。
【００２１】
（３）（２）の制御線に基づき、車高検出手段２の検出信号から車両姿勢に係るピッチ角を算出する。
【００２２】
（４）（３）のピッチ角に対する照射光軸の方向制御に係る補正信号を駆動手段６に送出する。これにより灯具７の照射光軸が上下方向（あるいは鉛直面内）において傾動される。
【００２３】
車両の停車姿勢や走行姿勢については、本来車両の前後における車軸部の高さ変化からピッチ角を算出することによって得られるが、車両の前輪又は後輪のうちの一方の車軸部に対してしか車高検出手段が設けられていない場合、あるいは車高検出手段の故障等によって、前輪又は後輪の一方の車輪に対して設けられた車高検出手段しか正常に機能していない状態では、車高変位と車両姿勢との間の相関関係を予め規定しておく必要があり、そのための手順が（１）である。
【００２４】
図２は、横軸に車高変位「Δｈ」をとり、縦軸にピッチ角「ｐ」をとって、２つの制御線ｇ１、ｇ２を例示したものである。尚、原点に位置された点「Ｑ１」は車両（乗用車）に運転者１名が乗車している状況を表しており、灯具の照射光軸について出荷時の初期調整（所謂エイミング調整）を行うことで原点位置に設定される。
【００２５】
図中に示す各点の意味は下記の通りである。
【００２６】
・点「Ｑ２」＝運転者１名が乗車し、かつ助手席に１名が乗車している状況を示す
・点「Ｑ３」＝定員（５名）が乗車している状況を示す
・点「Ｑ４」＝定員（５名）が乗車し、かつトランクルームに荷物を積載している状況を示す
・点「Ｑ５」＝運転者１名だけが乗車し、かつトランクルームに荷物を積載している状況を示す。
【００２７】
尚、制御線ｇ１、ｇ２はいずれも直線近似を用いて１次式として規定されたものであり、制御線ｇ１が点Ｑ１、Ｑ５に対する近似直線、制御線ｇ２が、点Ｑ１、点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に対する近似直線をそれぞれ示している。
【００２８】
図示するように、各制御線は直線として規定されており、制御線ｇ１については、その傾きを「α１（＜０）」と記すとき、比例式「ｐ＝α１・Δｈ」で表され、他方、制御線ｇ２については、その傾きを「α２（＜０）」と記すとき、これは比例式「ｐ＝α２・Δｈ＋β」で表される（尚、図２では制御線ｇ１の方が制御線ｇ２に比して傾きが大きいので、｜α１｜＞｜α２｜であり、「β＝０」の例を示している。）。
【００２９】
このように、ｐ−Δｈ特性を示す相関関係式を１次近似式とし、かつ制御線が原点を通る直線となるように規定すると、計算処理が簡単化されるという利点が得られる。これら２つの制御線を使い分ける場合に、荷重状態検出手段として助手席に人が着座しているか否かを検知するための着座センサを設けるだけで良い。つまり、トランクルームへの積荷の有無を検知する必要がない理由は、点Ｑ１、Ｑ５に示す状態において助手席に人が着座していないことが分かっているので、このこと検知すれば使用すべき制御線を直ちに特定できるからである（点Ｑ４、点Ｑ５の違いをあえて区別する必要がない。）。
【００３０】
従って、本例では、助手席への人の着座が検知されない場合に制御線ｇ１を選択し、助手席への人の着座が検知された場合に制御線ｇ２を選択すれば良いので、制御線の切替を助手席への着座の有無に応じて簡単に行えるという利点がある。
【００３１】
ところで、図２に示すような特性がすべての車両において常に保証されるとは限らないため、現実には車高センサの車体への取付精度に関するバラツキ等に起因する車両姿勢の検出精度が問題となる。
【００３２】
図３は、図２に示した点Ｑ１乃至Ｑ５に関して車高センサの取付誤差等に起因するオフセットによって点Ｑ１′乃至Ｑ５′に示すようにデータが横軸（Δｈ軸）方向にずれてしまった状態を示したものである。同図において点線で示す制御線が上記ｇ１、ｇ２を示しており、これらに対して実線で示す制御線ｇ１′、ｇ２′はｐ軸上で図の下方にオフセットをもってずれた位置に来ている。
【００３３】
即ち、点Ｑ１′、Ｑ５′に対する制御線ｇ１′については、２点を通る直線であるため、そのｐ切片が原点からずれた位置を通るだけあって、近似精度に支障はないが、制御線ｇ２′については、図から分かるように点Ｑ２′、点Ｑ３′、点Ｑ４′に対してかけ離れたところにくるため、この位置ずれによる近似精度は問題である。
【００３４】
そこで、その対処法として、下記に示す方法が挙げられる。
【００３５】
（ｉ）車高センサの搭載時における初期設定により原点校正を行う方法
（ｉｉ）初期エイミング調整時における車高センサ出力を記憶しておく方法
（ｉｉｉ）各制御線について互いに平行な直線で近似を行う方法
【００３６】
上記の方法（ｉ）は、初期調整（ゼロ点調節）により車高センサの取付誤差を相殺して、センサ出力の絶対値校正を行う方法である。
【００３７】
また、方法（ｉｉ）は、エイミング調整時における車高センサの出力データを装置に記憶させておくことにより、車高センサの取付誤差や車両姿勢のバラツキを相殺してセンサ出力の絶対値校正を行う方法である。
【００３８】
但し、これらの方法は初期調整やメモリへのデータ記憶が必要とされ、作業が面倒であること、あるいはその後におけるエイミング調整時には再び校正をやり直さねばならないので、そのような不都合を避けたい場合には方法（ｉｉｉ）が好ましい。
【００３９】
図４は、横軸に車高変位「Δｈ」をとり、縦軸にピッチ角「ｐ」をとって、２つの互いに平行な制御線Ｇ１、Ｇ２を例示したものである。尚、各点Ｑ１乃至Ｑ５の意味については既述の通りである。
【００４０】
制御線Ｇ１、Ｇ２はいずれも直線近似を用いることで１次式として規定されたものであるが、両者は互いに同じ傾き（これを「α」（＜０）と記す。）をもっていてｐ軸上の切片が異なる直線である。つまり、制御線Ｇ１が点Ｑ１、Ｑ５に対する近似直線であって、「ｐ＝α・Δｈ」で表され、他方、制御線Ｇ２は、点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に対する近似直線であって、「ｐ＝α・Δｈ＋β」で表される。尚、助手席への人の着座が検知されないときに制御線Ｇ１が選択され、助手席への人の着座が検知されたときに制御線Ｇ２が選択される。
【００４１】
図５は、点Ｑ１乃至Ｑ５に関して車高センサの取付誤差等に起因するオフセットによって点Ｑ１′乃至Ｑ５′に示すようにデータが横軸（Δｈ軸）方向にずれてしまった状態を示したものである。同図において点線で示す制御線が上記Ｇ１、Ｇ２を示しており、これらに対して実線で示す制御線Ｇ１′、Ｇ２′がｐ軸上で下方へのオフセットをもってずれた位置に来たそれぞれの制御線である。
【００４２】
図から分かるように、例えば、制御線Ｇ１に対する点Ｑ１、Ｑ５の相対的な位置関係と、制御線Ｇ１′に対する点Ｑ１′、Ｑ５′の相対的な位置関係には変化がないことが分かる。つまり、点Ｑ５から制御線Ｇ１に垂ろした垂線の足の長さ（図の「ｄ５」参照。）は、点Ｑ５′から制御線Ｇ１′に垂ろした垂線の足の長さ（図の「ｄ５′」参照。）に等しくなっている。
【００４３】
同様に、制御線Ｇ２に対する点Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の相対的な位置関係と、制御線Ｇ２′に対する点Ｑ２′、Ｑ３′、Ｑ４′の相対的な位置関係には変化がないことが分かる。例えば、点Ｑ２から制御線Ｇ２に垂ろした垂線の足の長さ（図の「ｄ２」参照。）と、点Ｑ２′から制御線Ｇ２′に垂ろした垂線の足の長さ（図の「ｄ２′」参照。）が等しく、また、点Ｑ４から制御線Ｇ２に垂ろした垂線の足の長さ（図の「ｄ４」参照。）と、点Ｑ４′から制御線Ｇ２′に垂ろした垂線の足の長さ（図の「ｄ４′」参照。）が等しいことから容易に確かめられる。
【００４４】
このように方法（ｉｉｉ）では、車高センサの各出力値にオフセットが生じたとしても各制御線が互いに平行であるという関係が保たれているので、各点と制御線との間の相対的な位置関係には悪影響が出ない（つまり、ずれが発生しない）という利点があり、また、制御線が互いに平行であるので、助手席への着座の有無に応じて、ｐ切片の切替を行うだけで使用すべき制御線を選択できる。
【００４５】
荷重状態検出手段３による検出信号に基づいて前席の乗員数又は乗員重量を検出したときに、そのときの荷重状態に応じて制御線を切り替える形態としては、例えば、下記の３通りが挙げられる。
【００４６】
・制御線の傾きを切り替える形態（原点を通る直線状の制御線のいずれかを選択する。）
・制御線のｐ軸上の切片を切り替える形態（傾きが同じとされｐ切片が異なる直線状の制御線のいずれかを選択する。）
・制御線の傾き及びｐ軸上の切片を切り替える形態。
【００４７】
尚、図２や図４に示した例において、制御線の近似精度の観点からは傾きを切り替える形態が好ましく、また、車高検出手段の取付精度のバラツキに起因する制御精度の観点からはｐ軸上の切片を切り替える形態が好ましい（目的に応じて各形態を使い分けることが肝要である。）。
【００４８】
次に、車両ピッチ角の変化に対して灯具の照射光軸方向を制御する場合の、具体的な構成形態を説明する。
【００４９】
先ず、荷重状態検出手段３によって、乗員の有無や乗員の体重を検出して、制御線を切り替える構成として、例えば、下記の形態が挙げられる。
【００５０】
（Ｉ）前席の乗員数又は乗員重量を検出して、そのときの荷重状態に応じて制御線を切り替える形態
（ＩＩ）運転席及び助手席の乗員重量を各別に検出するとともに荷重状態を複数段階に分類し、各段階の荷重状態に応じて制御線を切り替える形態
（ＩＩＩ）前席の乗員重量合計を検出するとともに荷重状態を複数段階に分類し、各段階の荷重状態に応じて制御線を切り替える形態。
【００５１】
先ず、形態（Ｉ）は、荷重状態検出手段による検出信号に基づいて前席の荷重状態を把握し、これに応じて制御線の傾き又は切片を切り替えるものである。
【００５２】
例えば、荷重状態検出手段として、下記のセンサを用いた構成形態を採用する。
【００５３】
・助手席の着座センサ（３０ｋｇ以上の重量を検出できるセンサであり、エアバックシステムに使用されるもの等。）
・運転席の着座センサ（例えば、６０ｋｇ以上の重量を検出できるセンサ等。助手席の着座センサとの比較において、閾値が異なるセンサ。）。
【００５４】
この２つのセンサを用いることで、車両前席の乗車状態に関して、例えば、下記の４状態を判別することができる。
【００５５】
（Ｃ１）運転席６０ｋｇ未満１名、助手席に人なしの状態
（Ｃ２）運転席６０ｋｇ以上１名、助手席に人なしの状態
（Ｃ３）運転席６０ｋｇ未満１名、助手席３０ｋｇ以上１名の状態
（Ｃ４）運転席６０ｋｇ以上１名、助手席３０ｋｇ以上１名の状態
【００５６】
各センサにより検出された荷重状態に応じて、制御線（１次近似直線）を切り替えれば良い。制御線の傾きがほぼ一定である場合（つまり、荷重状態の変化によって１次近似式の傾きがほとんど変化しない場合）には、制御線の切片を切り替えることで容易に対応できる。
【００５７】
図６は前席の荷重変化に関して後輪の車高変化とピッチ角の変化がどのような相関関係を示すかを例示したグラフ図であり、横軸に車高変位「Δｈ」をとり、縦軸にピッチ角「ｐ」をとって両者の関係を概略的に示したものである。
【００５８】
同図においてｇｆ１〜３に示す各グラフ線の意味は、下記の通りである。
【００５９】
・「ｇｆ１」＝前席荷重を３０ｋｇとした場合の１次近似直線
・「ｇｆ２」＝前席荷重を７５ｋｇとした場合の１次近似直線
・「ｇｆ３」＝前席荷重を１２０ｋｇとした場合の１次近似直線
【００６０】
尚、これらの３本のグラフ線は、車両のトランクルームに荷物を乗せない場合に得られたデータに基づくものであって、いずれも直線近似による１次近似式で表わしている。
【００６１】
また、グラフ線ｇｇ１、ｇｇ２、ｇｇ３は車両のトランクルームに１００ｋｇの重量物を積載した場合に得られたデータに基づくものであり、各グラフ線の意味は下記の通りである。
【００６２】
・「ｇｇ１」＝前席荷重３０ｋｇ、トランク荷重１００ｋｇとした場合の１次近似直線
・「ｇｇ２」＝前席荷重７５ｋｇ、トランク荷重１００ｋｇとした場合の１次近似直線
・「ｇｇ３」＝前席荷重１２０ｋｇ、トランク荷重１００ｋｇとした場合の１次近似直線
【００６３】
これらのグラフ線についてもそれぞれ直線近似による１次近似式で表すことができるが、グラフ線ｇｆ１乃至３やｇｇ１乃至３について共通する点は傾きがほとんど等しいということである。即ち、各グラフ線は、共通の傾きを「ａ」とするとき、１次式「ｐ＝ａ・Δｈ＋ｂ」で表され、切片ｂ（ｐ切片）だけがグラフ線毎に異なる。従って、前席やトランクルームの荷重が変化しても制御線の傾きにはほとんど変化がみられないので、切片ｂを荷重状態に応じて切り替えるだけで正確な近似式を得ることができる。
【００６４】
従って、例えば、前席荷重を、上記（Ｃ１）〜（Ｃ４）のように複数段階に分類して荷重状態を区分し、それぞれの状態に応じて適正な制御線を選択することができる。
【００６５】
形態（ＩＩ）では、荷重状態検出手段３によって、運転席及び助手席の乗員重量を各別に検出するとともに荷重状態を複数段階に分類することが要点である。
【００６６】
つまり、乗員重量を連続量として検出する形態では、検出重量に応じた無数の制御線を用意するか、又は、制御線の傾き若しくはｐ切片を検出重量の関数として規定する必要があるので、本形態では、各席にかかる重量を段階的に範囲分けして検出する。例えば、５ｋｇや１０ｋｇといった間隔をもって各席の重量を検出した後、各荷重状態に対応する制御線を段階的に選択すれば良い。
【００６７】
形態（ＩＩＩ）については、運転席や助手席にそれぞれかかる重量を各別に検出してそれらの組み合わせで荷重状態を特定するのではなく、前席の乗員重量合計を検出するとともに荷重状態を複数段階に分類するものである。つまり、前席の乗員重量合計について段階的な区分けや範囲分けをして、各段階の荷重状態に対応する制御線を選択していけば良いので制御が簡単になる（例えば、乗員重量合計の最低値から５ｋｇ又は１０ｋｇといった所定の重量間隔をもって車両前席の荷重状態を判別する等。）。
【００６８】
次に、荷重状態検出手段３によって、積荷の有無又は積荷の重量を検出する場合の制御について説明する。
【００６９】
図６に示したように、車両前席の乗員重量の合計が同じであっても、トランクルームの積荷の重量によって制御線が異なるが、各制御線の傾きは殆ど変らず、ｐ切片がそれぞれ異なっている。よって、車両のトランクルーム又は荷台にかかる荷重の有無あるいは積荷の重量を検出した場合に、そのときの荷重状態に応じて制御線の切片を切り替えれば良い。
【００７０】
図７はトランク（ラゲージ）の荷重変化に関して後輪の車高変化とピッチ角の変化がどのような相関関係を示すかを例示したグラフ図であり、横軸に車高変位「Δｈ」をとり、縦軸にピッチ角「ｐ」をとって両者の関係を概略的に示したものである。
【００７１】
各グラフ線の意味は、下記の通りである。
【００７２】
・「ｋ０」＝荷重０ｋｇ（荷物なし）とした場合の１次近似直線
・「ｋ１」＝荷重３０ｋｇとした場合の１次近似直線
・「ｋ２」＝荷重７５ｋｇとした場合の１次近似直線
・「ｋ３」＝荷重１００ｋｇとした場合の１次近似直線
【００７３】
尚、荷重が大きい場合ほどグラフ曲線が図７の上側に位置するが、これは後輪部の沈み込みが大きくなることに依る。
【００７４】
図から分かるように、各グラフ線は１次近似式で表すことができ、互いにほぼ平行な直線となっていて、各線の傾きがほとんど等しい。即ち、各グラフ線は、傾きを「ａ」とするとき、１次式「ｐ＝ａ・Δｈ＋ｂ」で表され、切片ｂだけがグラフ線によって異なる。従って、トランクルームにかかる荷重が変化しても制御線の傾きにはほとんど変化がみられず、切片ｂを荷重状態に応じて切り替えるだけで正確な近似式を得ることができる。
【００７５】
尚、本形態については、上記形態（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）と組み合わせることができる。例えば、前席（運転席及び助手席）の荷重を段階的に区分して検出できる着座センサ及びトランクルームの荷重検出用センサを付設して、前席の合計荷重及びトランクにかかる荷重を検出して、その検出結果に応じて制御線を切り替えることで、より正確な照射方向制御を実現できる。つまり、着座の有無、トランクルームにかかる荷重の有無を検出する形態から、着座時の重量、積み荷の重量を段階的に検出する形態へと進むにつれてより詳細な荷重状態の検出が可能になる。
【００７６】
乗員の配置や体重、トランクルームの積荷の位置や重量等の条件に応じた車高値データについては、実際にそれらの荷重を変えてみて車両姿勢が変化する場合のデータを集計してみれば明らかであるが、車両姿勢に係る計算方法から算出することもできる。実際、オートレベリング装置の開発において、荷重条件による車両姿勢の変化については車両の設計データを基にして計算している。
【００７７】
車両に加わる荷重を「Ｍ」とし、荷重ポイントの位置座標を（Ｘ,Ｙ）と記し（車両の進行方向をＹ軸方向とし、車両の幅方向をＸ軸方向に設定する。）、左右の前輪及び後輪のそれぞれにかかる荷重を「Ｆi」（i=1〜4）」と記すとき、荷重分配により「Ｍ＝ΣＦi」（「Σ」はｉについての和を意味する。）が成り立つ。
【００７８】
また、左右の前輪及び後輪の位置データ（ｘi,ｙi）を用いて、力のモーメントのつり合いから２つの関係式が得られる。つまり、Ｘ軸、Ｙ軸についてモーメントの各成分の和、Σ（Ｘ−ｘi）・Ｆi、Σ（Ｙ−ｙi）・Ｆiがともにゼロである。
【００７９】
前輪に係る左右の車高変化の差を「Ｌ1−Ｌ2」とし、後輪に係る左右の車高変化の差を「Ｌ3−Ｌ4」とするとき、両者が等しいとする（Ｌ1−Ｌ2＝Ｌ3−Ｌ4）。これは、各車輪の支持部が単一の平面上にあることを考慮したものであり、前輪部の左右の車高差と、後輪部の左右の車高差が同じになる（つまり、基準位置からの各車輪部の車高変化分に関して、４点を繋いだ面は捩れない。）。
【００８０】
さらには、サスペンションの弾性係数に相当する、前輪部や後輪部のバネ定数をそれぞれ「Ｋｆ」、「Ｋｒ」と記すと、「Ｆi＝Ｋｆ・Ｌi」（i=1,2）、「Ｆi＝Ｋｒ・Ｌi」（i=3,4）が得られる。
【００８１】
各車輪の位置データ「（ｘi,ｙi）」（i=1〜4）は、前輪や後輪のトレッド幅、ホィールベースから分かる。
【００８２】
よって、以上の式を連立させることで、Ｌi（i=1〜4）を解くことができる。
【００８３】
上記荷重Ｍを乗員や積荷の重量としてその位置情報が与えられれば、そのときの車高変化を正確に計算することができる。
【００８４】
尚、複数の荷重については荷重毎に計算を行い、結果の総和を求めれば良い。
【００８５】
【実施例】
図８乃至図１１は本発明を自動車用灯具の照射制御装置（オートレベリング装置）に適用した実施の一例を示すものである。
【００８６】
図８は装置構成例８の要部を示すものであり、下記に示す要素を備えている（括弧内の数字は符号を示す。）。
【００８７】
・リヤの車高センサ（９）
・着座センサ（１０）
・積荷重量センサ（１１）
・車速センサ（１２）
・ＥＣＵ（１３）
・駆動源（１４）及びレベリング機構（１５）
・ヘッドランプ（１６）
【００８８】
尚、ＥＣＵ１３は電子制御ユニットを略記したものであって、図示するように、信号変換部１３ａ、車両姿勢算出部１３ｂ、演算処理部１３ｃ、駆動制御部１３ｄを備えている。また、実際の制御についてはマイクロコンピュータを用いたソフトウェア処理により実現される。図示は省略するが、ＥＣＵ１３には、ヘッドランプスイッチからの指示信号、エンジンの始動信号であるイグニッション信号等、各種の信号が入力される。
【００８９】
車両の前部に付設される左右のヘッドランプは、モータ等の駆動源１４及びレベリング機構１５を備えている。例えば、ステッピングモータを駆動源とする機構部が、ヘッドランプ１６のランプボディの背面に付設されていて、灯室内の反射鏡を、その光軸を含む鉛直面において傾動させることでヘッドランプの照射光軸が所望の方向を向くように制御される。尚、以下では説明の簡単化及び両ヘッドランプ間でレベリング制御に差がないことを理由に、一方のヘッドランプについてのみ説明を行うことにする（車両の旋回時のロール等に応じて各ヘッドランプの照射光軸方向をそれぞれ別個に制御する形態も勿論可能である。）。
【００９０】
車高センサ９については、例えば、リヤサスペンションに設けられており、車高変位に対応する検出信号がＥＣＵ１３に送出される。後輪の電子制御エアサスペンション用に設けられたセンサ等が用いられる。
【００９１】
また、着座センサ１０は、助手席や運転席に人が座っているか否かを検知するために設けられていて、その出力信号はＥＣＵ１３に送出される。例えば、着座センサによって助手席における１５ｋｇ以上の重量の有無を検知できるようになっている。既存の設備として助手席に設けられているセンサ（エアバッグシステムにおいて子供が着座している場合にエアバックが作動しないように搭乗者の重量を検出するために設けられているセンサ等。）が挙げられる。また、シートベルトのバックルセンサを併用して搭乗者の存在について検出することができる。
【００９２】
積荷重量センサ１１は、トランクルーム内の積荷重量を検出するために設けられており、その検出信号はＥＣＵ１３に送られる。
【００９３】
車速センサ１２は、車両速度を検出したり、車両が停止中であるか走行中であるかを判断するための情報を提供する。その検出信号はＥＣＵ１３に送出される。尚、車速センサとしては、例えば、ＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｓｋｉｄ  ＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ）用に後輪に設けられたセンサを用いることができ、該センサによる検出信号はＡＢＳ制御ユニットからＥＣＵ１３に送られる。
【００９４】
信号変換部１３ａは車高センサ９の出力電圧を車高値データに変換するものであり、その結果は後段の車両姿勢算出部１３ｂに送出される。
【００９５】
車両姿勢算出部１３ｂは、車高値の変化に対応した車両ピッチ角を、所定の制御線に従って算出するものである。尚、所定の制御線とは前記したｐ−Δｈ特性を示す制御線であって、これらは１次近似式として処理される。そして、車両姿勢算出部１３ｂには着座センサ１０や積荷重量センサ１１からの検出信号が送られてくるようになっており、該信号に基づく荷重状態の判別結果に応じて、使用すべき制御線が特定される。
【００９６】
演算処理部１３ｃは、車両姿勢算出部１３ｂからの車両姿勢を示す情報を受けてレベリング機構１５を駆動するための制御量を算定して、これを駆動制御部１３ｄに送出する。その際、演算処理部１３ｃには車速センサ１２からの信号が送られてくるので、ＥＣＵ１３は車両が現在停車中であるのか、走行中であるのかを知ることができる。従って、例えば、停車中や安定走行中である場合にレベリング制御を行い、それ以外の状況（例えば、凹凸の多い悪路等）では当該レベリング制御を禁止するといった制御が可能になる。尚、「安定走行中」であるか否かの判断方法については、例えば、車両走行時の車速や加速度、さらには加加速度から判断する方法や、車高変化の様相等から判断する方法等、各種の形態が知られている。
【００９７】
駆動制御部１３ｄは、演算処理部１３ｃからの制御量に応じた制御信号を駆動源１４（ステッピングモータ等）に送出してレベリング機構１５を動作させる。これによって、車両姿勢の変化に応じてヘッドランプ１６の照射光軸に係る対地角度又は該ランプの前方視認距離が一定となるように制御が行われる。
【００９８】
図９は車両における上記要素の配置を概略的に示したものである。
【００９９】
車高センサ９にはリンク式のものが使用されて後輪の車軸部に設けられており、また、助手席シート等に付設された着座センサ１０には、例えば、カーボン接点式のものが用いられる。そして、車速センサ１２はＡＢＳ用に後輪部に設けられたものである。
【０１００】
各センサの出力信号はＥＣＵ１３に送出され、例えば、該ＥＣＵの出力信号がモータに送られてその回転力がヘッドランプ１６におけるレベリング機構１５の動力となる。
【０１０１】
図１０及び図１１はＥＣＵにおける主要な処理の流れについて一例を示すフローチャート図である。
【０１０２】
先ず、図１０のステップＳ１において、ＥＣＵ内のマイクロコンピュータに関して入出力ポートやメモリの初期化等の処理を行った後、制御基準位置の初期設定（つまり、アクチュエータの原点位置出し等。）を終えた後、次ステップＳ２においてタイマー割込みを許可してからステップＳ３に進む。
【０１０３】
ステップＳ３では車高センサ９からのデータを取得する。
【０１０４】
そして、次ステップＳ４において、前席の荷重分布について検出する。例えば、助手席に人が着座しているか否かを着座センサ１０によって検出し、その結果、前席に１名（運転者）しか検知されない場合にはステップＳ５に進み、前席に２名（運転者と助手席搭乗者）が検知された場合にはステップＳ６に進む。
【０１０５】
ステップＳ５では、前席１名の場合に想定される体重又は運転者の体重検出値に応じて使用すべき制御線を選択する。また、ステップＳ６では前席２名の場合に想定される体重又は前席乗員の合計重量の検出値に応じて使用すべき制御線を選択する。尚、トランクルーム内に荷物がある場合にその重量を計測する形態では、積荷重量センサ１１による検出結果を参照して適切な制御線を決定する。
【０１０６】
ステップＳ５、Ｓ６に続くステップＳ７では、選択された制御線に従って、車高変位に対する車両ピッチ角を算出する。
【０１０７】
次ステップＳ８では、割込み処理により車速センサからの検出データを取得した後、図１１のステップＳ９に進んで車速を算出する。
【０１０８】
そして、次ステップＳ１０では、車速の時間変化率から加速度を算出する。
【０１０９】
次ステップＳ１１では、前ステップＳ７で求めたピッチ角に対する応答性について車両走行状態（車速や加速度）に応じて規定する。つまり、ピッチ角データについて当該データをそのまま反映したレベリング制御を行う（リアルタイム処理による制御）か、あるいは当該データに基くフィルタリング処理後の値（移動平均値等）を求めて当該値に応じたレベリング制御を行うかを決定する。
【０１１０】
例えば、走行速度及び走行加速度に応じた制御区分を採用した場合において、走行速度がその下限閾値を下回った場合には、所定時間（例えば、０．５秒）におけるピッチ角平均値を用い、また、走行速度がその下限閾値以上である場合には、加速度の大きさについて判別する。加速度の大きさがその上限閾値を超える場合には、前記ステップＳ７で求めたピッチ角をそのまま採用してリアルタイム処理とする。また、加速度の大きさがその下限閾値を超える場合には、所定時間（例えば、０．５秒）におけるピッチ角平均値を用い、加速度の大きさがその下限閾値以下の場合には、所定時間（例えば、５秒）のピッチ角平均値を用いる。
【０１１１】
尚、リアルタイム処理又はフィルタリングによる平均値処理等については、下記に示す事項を考慮して設計される。
【０１１２】
・加速度が大きい場合には平均値処理に要する時間を極力短くして制御応答を速くする方が良いこと。
【０１１３】
・停車時には車両姿勢の変化に対して時間遅れなく当該変化に追従した照射方向制御を行うのが好ましいこと。
【０１１４】
・加速度が小さい場合（例えば、凹凸の多い悪路走行時等。）には制御応答を遅くすることによって、照射光軸方向の制御に関して過剰な補正がかからないようにし、無暗に光軸方向が変化しないようにするのが好ましいこと。
【０１１５】
・急加速等、加速度の変化が顕著であるとき（加加速度が大きいときに）は一旦リアルタイム処理を経た上で移動平均処理に移行することが車両姿勢変化に対して時間遅れなく追従できること。
【０１１６】
次ステップＳ１２では、前ステップで決定したピッチ角に応じた照射光軸方向制御に係る制御量をＥＣＵ１３が算出してから、ステップＳ１３に進んでヘッドランプ６への点灯指示が出されているか否かを判断する。つまり、ヘッドランプスイッチによりヘッドランプへの点灯指示が出されている場合には次ステップＳ１４に進むが、当該指示がない場合には図１０のステップＳ３に戻る。
【０１１７】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ１３からの制御信号がレベリング機構１５を構成するモータ駆動回路等に送出されて、ヘッドランプ１６の照射方向が制御される。そして、図１０のステップＳ３に戻る。
【０１１８】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、荷重状態検出手段によって車両における乗員や積荷の荷重状態を把握し、車高検出手段の検出信号に基づき車両の姿勢に応じた照射光軸方向の制御を精度良く行うことができる。しかも、そのために車両の前輪及び後輪の車軸部にそれぞれ車高検出手段を設ける必要がない。そして、荷重状態に対して予め用意された制御線又は該制御線に係る傾斜若しくはｐ軸上の切片を選択的に切り替えるだけ済むため、制御や構成の複雑化を伴うことがない。
【０１１９】
請求項２に係る発明によれば、乗員の有無又は体重を検出することにより、灯具の照射方向を精度良く制御することができる。
【０１２０】
請求項３に係る発明によれば、積荷の有無又は積荷の重量を検出することにより、灯具の照射方向を精度良く制御することができる。
【０１２１】
請求項４に係る発明によれば、運転席及び助手席の乗員重量に応じた荷重状態を複数段階に区分けすることで制御精度を高めることができる。
【０１２２】
請求項５に係る発明によれば、前席の乗員重量合計に応じた荷重状態を複数段階に区分けすることで制御精度を高めることができる。
【０１２３】
請求項６に係る発明によれば、積荷の有無や重量に応じた制御線を用いることにより制御精度を高めることができる。
【０１２４】
請求項５や請求項６に係る発明によれば、荷重状態に応じて制御線の切片を切り替えることで荷重条件の違いに対して容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用灯具の照射方向制御装置の基本構成例を示すブロック図である。
【図２】車高変位に対する車両姿勢の関係を例示したグラフ図である。
【図３】車高センサの取付誤差の影響について説明するためのグラフ図である。
【図４】制御線を互いに平行な直線とする近似方法について説明するためのグラフ図である。
【図５】図４の方法について、車高センサの取付誤差の影響を説明するためのグラフ図である。
【図６】車両前席の荷重変化に関して後輪の車高変化とピッチ角の関係を例示したグラフ図である。
【図７】トランクの荷重変化に関して後輪の車高変化とピッチ角の関係を例示したグラフ図である。
【図８】図９乃至図１１とともに本発明の実施例を示すものであり、本図は装置構成を示すブロック図である。
【図９】車両におけるセンサ等の配置を概略的に示す図である。
【図１０】図１１とともに処理例を示すフローチャート図であり、本図は処理の前半部を示す図である。
【図１１】処理の後半部を示す図である。
【符号の説明】
１…照射方向制御装置、２…車高検出手段、３…荷重状態検出手段、５…照射制御手段、６…駆動手段、７…車両用灯具
【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】
2004196212.tif 000009
【図８】
2004196212.tif 000010
【図９】
2004196212.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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