JP5591067B2 - 車両用灯具の制御装置、車両用灯具システム、および車両用灯具の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具の制御装置、車両用灯具システム、および車両用灯具の制御方法に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具の制御装置、車両用灯具システム、および車両用灯具の制御方法に関するものである。

従来、車両のピッチ方向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には、傾斜検出装置として重力センサを用いた構成が開示されている。また、特許文献２には、傾斜検出装置として水平面に対する傾斜角度を検出する三次元ジャイロセンサを用いた構成が開示されている。また、特許文献３には、傾斜検出装置として車両の重力方向に対する傾斜角を検出する傾斜計を用いた構成が開示されている。また、特許文献４には、傾斜検出装置として重力加速度を検出する加速度センサを用いた構成が開示されている。

特開２０００−０８５４５９号公報 特開２００４−３１４８５６号公報 特開２００１−３４１５７８号公報 特開２００９−１２６２６８号公報

車両の傾斜検出装置として重力センサや三次元ジャイロセンサなどを含む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、センサの検出誤差を減ら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。

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ことができる技術を提供することにある。

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、加速度センサから出力されるベクトルを受信するための受信部と、車両がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサから出力されるべき複数の基準ベクトルを予め有し、複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサから出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、現在の加速度センサから出力されているベクトルから車両の傾斜角度を導出し、導出された車両の傾斜角度に基づいて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成するための制御部と、制御信号を車両用灯具の光軸調節部に送信するための送信部と、を備えたことを特徴とする。

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。

上記態様において、複数の基準ベクトルは、車両が水平状態、水平状態から仰角方向に傾斜した状態、および水平状態から俯角方向に傾斜した状態のそれぞれをとったときに加速度センサから出力されるべきベクトルを含んでもよい。この態様によれば、車両が頻繁に取るであろう傾斜角度の範囲でのオートレベリング制御の精度をより確実に向上させることができる。

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、加速度センサと、車両用灯具を制御するための制御部と、を備え、制御部は、車両がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサから出力されるべき複数の基準ベクトルを予め有し、複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサから出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、現在の加速度センサから出力されているベクトルから車両の傾斜角度を導出し、導出された車両の傾斜角度に基づいて車両用灯具の光軸を調節することを特徴とする。

また、本発明のさらに他の態様は車両用灯具の制御方法であり、当該制御方法は、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸を調節するための車両用灯具の制御方法であって、車両がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサから出力されるべき複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサから出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、現在の加速度センサから出力されているベクトルから車両の傾斜角度を導出し、導出された車両の傾斜角度に基づいて車両用灯具の光軸を調節することを特徴とする。

これらの態様によっても、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。

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ことができる。

実施形態１に係る車両用灯具システムの内部構造を説明する概略鉛直断面図である。 前照灯ユニットの照射制御部と車両側の車両制御部との動作連携を説明する機能ブロック図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、単一の基準ベクトルを用いてオートレベリング制御を実施する場合を説明するための模式図である。 図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、複数の基準ベクトルを用いてオートレベリング制御を実施する場合を説明するための模式図である。

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。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具システムの内部構造を説明する概略鉛直断面図である。本実施形態の車両用灯具システム２００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つずつ配置された配光可変式前照灯システムである。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の説明は適宜省略する。なお、左側の前照灯ユニットの各部材について記載する場合には、説明の便宜上、各部材に対して前照灯ユニット２１０Ｒの対応する部材と同一の符号を付す。

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、その車両後方側にバルブ１４の交換時等に取り外すことができる着脱カバー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。

灯具ユニット１０の一部には、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、曲線道路走行時などに進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯などを構成するための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、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。

灯具ユニット１０下方の灯室２１６の内壁面には、灯具ユニット１０の点消灯制御や配光パターンの形成制御、灯具ユニット１０の光軸調節などを実行する照射制御部２２８（制御部、制御装置）が配置されている。図１の場合、前照灯ユニット２１０Ｒを制御するための照射制御部２２８Ｒが配置されている。この照射制御部２２８Ｒは、スイブルアクチュエータ２２２、レベリングアクチュエータ２２６などの制御も実行する。なお、照射制御部２２８Ｒは、前照灯ユニット２１０Ｒの外に設けられてもよい。

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。このエイミング調整は、例えば車両出荷時や車検時、前照灯ユニット２１０Ｒの交換時に行われる。そして、前照灯ユニット２１０Ｒが設計上定められた姿勢に調整され、この姿勢を基準に配光パターンの形成制御や光軸位置の調節制御が行われる。

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。そして、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。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。

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、反転像として車両用灯具システム２００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。

図２は、上述のように構成された前照灯ユニットの照射制御部と車両側の車両制御部と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、前照灯ユニット２１０Ｒ側のみの説明を行い前照灯ユニット２１０Ｌ側の説明は省略する。

前照灯ユニット２１０Ｒの照射制御部２２８Ｒは、受信部２２８Ｒ１と、制御部２２８Ｒ２と、送信部２２８Ｒ３と、メモリ２２８Ｒ４とを有する。照射制御部２２８Ｒは、車両３００に搭載された車両制御部３０２から得られた情報に基づいて電源回路２３０の制御を行い、バルブ１４の点灯制御を実行する。また、照射制御部２２８Ｒは、車両制御部３０２から得られた情報に基づいて可変シェード制御部２３２、スイブル制御部２３４、レベリング制御部２３６（光軸調節部）を制御する。加速度センサ３１６から出力されるベクトルを含む、車両制御部３０２から送信された各種情報は受信部２２８Ｒ１によって受信され、制御部２２８Ｒ２によって当該情報と必要に応じてメモリ２２８Ｒ４に記憶されている情報とから各種制御信号が生成される。そして、送信部２２８Ｒ３によって当該制御信号が灯具ユニット１０の電源回路２３０や可変シェード制御部２３２、スイブル制御部２３４、レベリング制御部２３６等に送信される。メモリ２２８Ｒ４は、例えば不揮発メモリである。

可変シェード制御部２３２は、回転シェード１２の回転軸１２ａに接続されたモータ２３８を回転制御して、所望のシェードプレートまたは切欠部を光軸Ｏ上に移動させる。また、スイブル制御部２３４は、スイブルアクチュエータ２２２を制御して灯具ユニット１０の光軸Ｏの角度を車幅方向（左右方向）について調整する。例えば、曲路走行や右左折走行などの旋回時に灯具ユニット１０の光軸Ｏをこれから進行する方向に向ける。レベリング制御部２３６は、レベリングアクチュエータ２２６を制御して、灯具ユニット１０の光軸Ｏを車両上下方向（ピッチ角度方向）について調整する。例えば、積載荷量増減時や乗車人数増減時における車両姿勢の前傾、後傾に応じて灯具ユニット１０の姿勢を調整して前方照射光の到達距離を最適な距離に調整する。車両制御部３０２は、前照灯ユニット２１０Ｌに対しても同様の情報を提供し、前照灯ユニット２１０Ｌに設けられた照射制御部２２８Ｌ（制御部、制御装置）が、照射制御部２２８Ｒと同様の制御を実行する。

前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒによって形成される配光パターンは、運転者によるライトスイッチ３０４の操作内容に応じて切り替え可能である。この場合、ライトスイッチ３０４の操作に応じて、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが可変シェード制御部２３２を介してモータ２３８を制御して灯具ユニット１０により形成する配光パターンを決定する。また、前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒは、ライトスイッチ３０４の操作によらず、車両３００の状態や車両周囲の状況を各種センサで検出して最適な配光パターンを形成するように自動制御してもよい。この配光パターンの自動形成制御は、例えばライトスイッチ３０４によって配光パターンの自動形成制御が指示された場合に実行される。

先行車や対向車などの対象物を検出するために、車両制御部３０２にはステレオカメラなどのカメラ３０６が接続されている。カメラ３０６で撮影された画像フレームデータは、画像処理部３０８で対象物認識処理などの所定の画像処理が施され、その認識結果が車両制御部３０２へ提供される。また、車両制御部３０２は、車両３００に搭載されている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、加速度センサ３１６などからの情報も取得可能である。そして、これにより照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両３００の走行状態や姿勢に応じて形成する配光パターンを選択したり、光軸Ｏの方向を変化させることができる。

続いて、上述の構成を備えた車両用灯具システム２００によるオートレベリング制御について詳細に説明する。なお、照射制御部２２８Ｌで行われる制御と照射制御部２２８Ｒで行われる制御とは同一であるため、ここでは照射制御部２２８Ｒ側のみの説明を行い照射制御部２２８Ｌ側の説明は省略する。

図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、単一の基準ベクトルを用いてオートレベリング制御を実施する場合を説明するための模式図である。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、複数の基準ベクトルを用いてオートレベリング制御を実施する場合を説明するための模式図である。図３（Ａ）および図４（Ａ）は、車両３００のピッチ方向の傾斜角度θｐが変化していない状態を示す。図３（Ｂ）および図４（Ｂ）は、車両３００のピッチ方向の傾斜角度θｐが変化した状態を示す。図３（Ｃ）および図４（Ｃ）は、車両３００の傾斜角度θｐと、導出された傾斜角度と実際の傾斜角度の誤差Ｅとの関係を表すグラフである。

たとえば、車両後部の荷室に荷物を載せ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の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、照射制御部２２８Ｒは、加速度センサ３１６から出力されるベクトルを車両制御部３０２を介して受信し、受信したベクトルから車両３００のピッチ方向の傾斜角度θｐを検出し、レベリング制御部２３６を介して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３００の使用状況に応じて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。

加速度センサ３１６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３１６は、センサのＸ軸が車両３００の前後軸と、センサのＹ軸が車両３００の左右軸と、センサのＺ軸が車両３００の上下軸と沿うように車両３００に取り付けられている。加速度センサ３１６は、重力加速度ベクトルに対する車両３００の傾きを検出し、３軸方向における重力加速度ベクトルの各軸成分の数値を出力する。

一般に加速度センサ３１６は、センサ感度のムラやセンサのオフセットを持つため、加速度センサ３１６の姿勢あるいは車両姿勢によって、同じ加速度に対して異なる検出値を出力する場合がある。そのため、加速度センサ３１６の姿勢あるいは車両姿勢によって、加速度センサ３１６が検出したベクトルから導出される車両３００の傾斜角度θｐと実際の車両３００の傾斜角度θｐとに誤差が生じ得る。したがって、比較例として示す以下のオートレベリング制御では次のような課題があった。

すなわち、比較例に係るオートレベリング制御では、図３（Ａ）に示すように、まず、車両３００が水平面にある基準状態で加速度センサ３１６から出力されるベクトルが単一の基準ベクトルＳとして記録される。そして、図３（Ｂ）に示すように、車両３００の傾斜角度θｐが変化した際に、加速度センサ３１６から出力されたベクトルＶと基準ベクトルＳとから車両の傾斜角度θｐを導出する。具体的には、ベクトルＶと基準ベクトルＳとがなす角度が車両の傾斜角度θｐとなる。そして、この導出された車両の傾斜角度θｐに基づいて、光軸調節が実施される。

しかしながら、上述したように加速度センサ３１６は、センサ感度のムラやセンサのオフセットを持つ。そのため図３（Ｃ）に示すように、加速度センサ３１６は、現在の車両３００の傾斜角度θｐが基準状態の傾斜角度である０°からずれるほど、すなわち、基準状態の傾斜角度θｐと実際の傾斜角度θｐとの差が大きくなるほど、基準ベクトルＳを用いて導出された傾斜角度と実際の傾斜角度の誤差Ｅが大きくなるというセンサ特性を有する。したがって、比較例に係るオートレベリング制御では、車両３００の傾きが基準状態から変化するほど光軸位置の調節精度が低下してしまう。

そこで、本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、車両３００がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサ３１６から出力されるべき複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサ３１６から出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、現在の加速度センサ３１６から出力されているベクトルから車両の傾斜角度θｐを導出し、導出した傾斜角度θｐに基づいて灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節するオートレベリング制御を実施する。

具体的には、まず、例えば車両メーカの製造工場やディーラの整備工場などで、図４（Ａ）に示すように、車両３００が水平面に置かれて第１基準状態とされる。工場の初期化処理装置のスイッチ操作、または照射制御部２２８Ｒと加速度センサ３１６とを車両制御部３０２を介して接続するＣＡＮ（Controller Area Network）システムの通信等により、照射制御部２２８Ｒに初期化信号が送信される。照射制御部２２８Ｒに送信された初期化信号は、受信部２２８Ｒ１から制御部２２８Ｒ２に送られる。制御部２２８Ｒ２は、初期化信号を受けると、第１基準状態で加速度センサ３１６から出力されたベクトルを、第１基準ベクトルＳ１としてメモリ２２８Ｒ４に記録する。必要に応じて、第１基準ベクトルＳ１を用いた初期エイミング調整が実施される。

次に、第１基準状態にある車両３００のピッチ角度が変化させられる。そして、制御部２２８Ｒ２は、第１基準状態とピッチ角度が異なる複数の傾斜状態において加速度センサ３１６から出力されるベクトルを、それぞれ第２〜第ｎ基準ベクトルとしてメモリ２２８Ｒ４に記録する。例えば、車両３００のピッチ角度は、複数の基準ベクトルが、車両が水平状態、水平状態から仰角方向に傾斜した状態、および水平状態から俯角方向に傾斜した状態のそれぞれをとったときに加速度センサ３１６から出力されるべきベクトルを含むように、変化させられる。具体的には、第１基準状態にある車両３００のピッチ角度が、俯角方向に所定角度−ａ°だけ変化させられて車両３００が第２基準状態とされ、このときのベクトルが第２基準ベクトルＳ２としてメモリ２２８Ｒ４に記録される。また、第１基準状態にある車両３００のピッチ角度が、仰角方向に所定角度ａ°だけ変化させられて車両３００が第３基準状態とされ、このときのベクトルが第３基準ベクトルＳ３としてメモリ２２８Ｒ４に記録される。

このように、車両３００が水平である第１基準状態、第１基準状態から仰角方向に傾斜した第２基準状態、および第１基準状態から俯角方向に傾斜した第３基準状態のそれぞれにおいて出力されたベクトルを基準ベクトルとして有することで、車両３００が頻繁に取るであろう傾斜角度の範囲でのオートレベリング制御の精度をより確実に向上させることができる。なお、記録する基準ベクトルの数は特に限定されず、また基準ベクトル同士の角度間隔も限定されない。例えば、車両３００の傾斜角度θｐの範囲は±５°と想定され、この範囲で複数の基準ベクトルが記録される。また、本実施形態では、加速度センサ３１６を搭載した車両３００の傾斜角度θｐを変化させて複数の基準ベクトルを記録しているが、加速度センサ３１６を組み込んだランプアッシーあるいは加速度センサ３１６単体の傾斜角度を変化させて複数の基準ベクトルを記録してもよい。車両３００を傾けた場合はより正確な基準ベクトルを取得することができ、ランプアッシーあるいはセンサ単体を傾けた場合はより簡単に基準ベクトルを取得することができる。また、複数の基準ベクトルは、車両３００、ランプアッシー、あるいはセンサ単体を傾けることなく計算で求めることもできる。

このようにして、照射制御部２２８Ｒは、車両３００がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサ３１６から出力されるべき複数の基準ベクトルを予め保持する。そして、図４（Ｂ）に示すように、車両３００が実際に使用されている状況で、現在の車両３００の傾斜角度θｐに応じたベクトルＶが加速度センサ３１６から出力されると、制御部２２８Ｒ２は、複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、現在の加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶから車両の傾斜角度θｐを導出する。

例えば、制御部２２８Ｒ２は、第１基準ベクトルＳ１から第３基準ベクトルＳ３の全てについてベクトルＶとなす角度を計算し、その中で計算された角度が最も小さい基準ベクトルを選択する。そして、制御部２２８Ｒ２は、選択された基準ベクトルと加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶとのなす角度と、選択された基準ベクトルに対応する車両３００の基準状態における傾斜角度とを合わせた角度を車両３００の傾斜角度θｐとして導出する。そして、制御部２２８Ｒ２は、導出された車両の傾斜角度θｐに基づいて灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を生成する。図４（Ｂ）では、第３基準ベクトルＳ３が選択され、第３基準ベクトルＳ３とベクトルＶとのなす角度−ｂ°と、第３基準ベクトルＳ３に対応する第３基準状態における傾斜角度ａ°とを合わせた角度（ａ−ｂ）°に基づいて制御信号が生成される。

あるいは、制御部２２８Ｒ２は、まず第１基準ベクトルＳ１を用いてベクトルＶから車両３００の仮の傾斜角度を計算する。そして、基準状態における車両３００の傾斜角度が仮の傾斜角度に最も近い基準ベクトルを選択して、光軸調節を指示する制御信号を生成する。

生成された制御信号は、送信部２２８Ｒ３によってレベリング制御部２３６に送信される。レベリング制御部２３６は、受信した制御信号にしたがってレベリングアクチュエータ２２６を制御して、光軸Ｏを現在の車両３００の傾斜角度θｐに応じた角度に調節する。

図４（Ｃ）に示すように、加速度センサ３１６のセンサ特性から、車両３００の傾斜角度θｐが第１基準状態の傾斜角度０°からずれるほど、第１基準ベクトルＳ１を用いて導出された傾斜角度と実際の傾斜角度の誤差Ｅは大きくなる（図４（Ｃ）の曲線Ｌ１）。また、車両３００の傾斜角度θｐが第２基準状態の傾斜角度−ａ°からずれるほど、第２基準ベクトルＳ２を用いて導出された傾斜角度と実際の傾斜角度の誤差Ｅは大きくなる（図４（Ｃ）の曲線Ｌ２）。さらに、車両３００の傾斜角度θｐが第３基準状態の傾斜角度ａ°からずれるほど、第３基準ベクトルＳ３を用いて導出された傾斜角度と実際の傾斜角度の誤差Ｅは大きくなる（図４（Ｃ）の曲線Ｌ３）。

しかしながら、本実施形態では、加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて車両３００の傾斜角度θｐを導出して、光軸調節を実施している。すなわち、制御部２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶに応じて、計算された傾斜角度と実際の傾斜角度との誤差Ｅが小さくなる基準ベクトルを選択し、この選択した基準ベクトルを用いて車両３００の傾斜角度θｐを導出して光軸調節を実施している。そのため、図４（Ｃ）において実線で示すように、加速度センサ３１６は、車両３００の傾斜角度θｐが０°から±（ａ／２）°に至るまで誤差Ｅが徐々に増大するが、±（ａ／２）°から±ａ°に至るまで誤差Ｅが減少し、±ａ°を越えると再び誤差Ｅが増大していくセンサ特性を有する。すなわち、加速度センサ３１６は、単一の基準ベクトルを用いてオートレベリング制御を実施する比較例と比べて、計算された傾斜角度と実際の傾斜角度の誤差Ｅの増大が抑制されたセンサ特性となる。よって、本実施形態に係るオートレベリング制御では、比較例に比べて光軸位置の調節精度を向上させることができる。特に、車両３００の傾斜角度θｐが±ａ°の範囲にある場合に、高精度なオートレベリング制御を実施することができる。

なお、左側の前照灯ユニット２１０Ｌについては、照射制御部２２８Ｌ（制御部２２８Ｌ２）が同様の制御を実行する。あるいは、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒの一方が複数の基準ベクトルを予め有し、これらの基準ベクトルを用いて車両の傾斜角度を導出して制御信号を生成し、他方は生成された制御信号を取得して光軸Ｏを調節する構成であってもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、車両３００がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサ３１６から出力されるべき複数の基準ベクトルを予め有し、複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて車両３００の傾斜角度を導出し、導出された車両３００の傾斜角度に基づいて光軸調節を実施している。そのため、加速度センサ３１６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、単一の基準ベクトルを用いたオートレベリング制御に比べて高めることができる。

なお、上述した実施形態に係る車両用灯具システム２００は本発明の一態様である。この車両用灯具システム２００は、光軸を調節可能な灯具ユニット１０と、加速度センサ３１６と、灯具ユニット１０を制御するための照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒとを備え、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒにより上述したオートレベリング制御を実行する。

本発明の他の態様としては、制御装置としての照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒを挙げることができる。照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、加速度センサ３１６から出力されるベクトルを受信するための受信部２２８Ｌ１，２２８Ｒ１と、上述したオートレベリング制御を実行するための制御部２２８Ｌ２，２２８Ｒ２と、制御部２２８Ｌ２，２２８Ｒ２により生成された制御信号をレベリング制御部２３６に送信するための送信部２２８Ｌ３，２２８Ｒ３とを備える。車両用灯具システム２００における照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは広義の制御部に相当し、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒにおける制御部２２８Ｌ２，２２８Ｒ２は狭義の制御部に相当する。

またさらに、本発明の他の態様としては、車両用灯具の制御方法を挙げることができる。この制御方法は、車両３００がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサ３１６から出力されるべき複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサ３１６から出力されているベクトルＶとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、現在の加速度センサから出力されているベクトルＶから車両３００の傾斜角度θｐを導出し、導出された車両の傾斜角度θｐに基づいて灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節する。

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。上述の実施形態に以下の変形が加えられて生じる新たな実施形態は、実施形態および変形がそれぞれ有する効果をあわせもつ。

上述の実施形態において、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒがレベリング制御部２３６を介さずに光軸調節部としてのレベリングアクチュエータ２２６を制御してもよい。すなわち、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒがレベリング制御部２３６として機能してもよい。また、上述の実施形態における光軸調節を指示する制御信号の生成は、車両制御部３０２が実施してもよい。すなわち、車両制御部３０２がオートレベリング制御を実行する制御装置を構成してもよい。この場合、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両制御部３０２からの指示に基づいてレベリングアクチュエータ２２６の駆動を制御する。

Ｏ 光軸、 １０ 灯具ユニット、 ２００ 車両用灯具システム、 ２２８Ｌ，２２８Ｒ 照射制御部、 ２２８Ｌ１，２２８Ｒ１ 受信部、 ２２８Ｌ２，２２８Ｒ２ 制御部、 ２２８Ｌ３，２２８Ｒ３ 送信部、 ２３６ レベリング制御部、 ３００ 車両、 ３１６ 加速度センサ。

Claims (4)

1. 加速度センサから出力されるベクトルを受信するための受信部と、
   車両がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサから出力されるべき複数の基準ベクトルを予め有し、前記複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサから出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、前記現在の加速度センサから出力されているベクトルから車両の傾斜角度を導出し、導出された車両の傾斜角度に基づいて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成するための制御部と、
   前記制御信号を車両用灯具の光軸調節部に送信するための送信部と、
   を備えたことを特徴とする車両用灯具の制御装置。
2. 前記複数の基準ベクトルは、車両が水平状態、水平状態から仰角方向に傾斜した状態、および水平状態から俯角方向に傾斜した状態のそれぞれをとったときに加速度センサから出力されるべきベクトルを含む請求項１に記載の制御装置。
3. 光軸を調節可能な車両用灯具と、
   加速度センサと、
   前記車両用灯具を制御するための制御部と、を備え、
   前記制御部は、車両がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサから出力されるべき複数の基準ベクトルを予め有し、前記複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサから出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、前記現在の加速度センサから出力されているベクトルから車両の傾斜角度を導出し、導出された車両の傾斜角度に基づいて車両用灯具の光軸を調節することを特徴とする車両用灯具システム。
4. 加速度センサを用いて車両用灯具の光軸を調節するための車両用灯具の制御方法であって、
   車両がピッチ角度の異なる複数の傾斜状態をとったときに加速度センサから出力されるべき複数の基準ベクトルのうち、現在の加速度センサから出力されているベクトルとなす角度が最も小さい基準ベクトルを用いて、前記現在の加速度センサから出力されているベクトルから車両の傾斜角度を導出し、導出された車両の傾斜角度に基づいて車両用灯具の光軸を調節することを特徴とする車両用灯具の制御方法。

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