JP6224177B2 - 車両用灯具の制御装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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、車両停止中は、車両用灯具の光軸を調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化があるときに、車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力し、車両走行中は、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制御部と、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、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第１角度と路面に対する車両の傾斜角度である第２角度とが含まれ、制御部は、第１角度の基準値と、第２角度の基準値とを保持し、車両停止中に所定のしきい値を上回る前記加速度の変化があった場合、合計角度と第１角度の基準値とから得られる第２角度を新たな基準値として保持するとともに、当該第２角度を用いて調節信号を生成して出力し、車両停止時に合計角度と第２角度の基準値とから得られる第１角度を新たな基準値として保持してもよい。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。

また、上記態様において、制御部は、加速度から導出される車両の前後方向の加速度、左右方向の加速度および上下方向の加速度の少なくとも１つの変化に基づいて、調節信号を出力してもよい。また、上記態様において、制御部は、車両の前後方向の加速度の変化と、車両の左右方向または車両の上下方向の加速度の変化とに基づいて、調節信号を出力してもよい。これらの態様によれば、光軸を調節すべき車両姿勢変化をより高精度に推定することができる。

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、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、制御装置は、車両停止中は、加速度に車両用灯具の光軸を調節すべき車両姿勢変化が推定される変化があるときに、車両用灯具の光軸調節を指示する調節信号を出力し、車両走行中は、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。

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。

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。

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。 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。 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。 実施形態１に係るレベリングＥＣＵによって実施されるオートレベリング制御を説明するための模式図である。 図５（Ａ）は、荷重変化で生じる車両の加速度の変化を説明するための模式図であり、図５（Ｂ）は、微速車両移動で生じる車両の加速度の変化を説明するための模式図である。 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。

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Ｌの説明は適宜省略する。

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、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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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調節信号を生成する。制御部１０４は、生成した調節信号を送信部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、受信した調節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。

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。

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は、実施形態１に係るレベリングＥＣＵによって実施されるオートレベリング制御を説明するための模式図である。図５（Ａ）は、荷重変化で生じる車両の加速度の変化を説明するための模式図であり、図５（Ｂ）は、微速車両移動で生じる車両の加速度の変化を説明するための模式図である。

たとえば、車両後部の荷室に荷物が載せられてい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。

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によって車両の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換される。

車両停止中の加速度センサ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（第１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θｖ（第２角度）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。

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、加速度センサ１１０が検出する加速度から導出される合計角度θの変化が、車両姿勢角度θｖの変化によるものである場合に灯具ユニット１０の光軸位置を調節し、路面角度θｒの変化によるものである場合に灯具ユニット１０の光軸位置を維持するように制御することが望まれる。

そこで、レベリングＥＣＵ１００の制御部１０４は、車両停止中に合計角度θが変化した場合に光軸を調節し、車両走行中に合計角度θが変化した場合に光軸調節を回避する制御を実施する。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、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。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。

制御部１０４は、加速度センサ１１０から受信した加速度から合計角度θを導出し、車両停止中の合計角度θの変化に対して光軸調節を指示する調節信号を生成して送信部１０６を介して出力する。一方、車両走行中の合計角度θの変化に対しては当該調節信号の出力を回避する。制御部１０４は、調節信号を生成しないことで調節信号の出力を回避する。あるいは、制御部１０４は、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。なお、制御部１０４は、車両走行中の合計角度θの変化に対して光軸位置の維持を指示する維持信号を生成し、この維持信号を出力するようにしてもよい。

また、制御部１０４は、車両停止中、灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化があるときに調節信号を出力する。灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化としては、例えば人の乗降や荷物の積み下ろし等の車両３００にかかる荷重の変化に起因する変化を挙げることができる。一方、光軸調節の対象から除外すべき車両姿勢変化としては、例えば車両停止時に沈み込んだサスペンションの伸長や、微速発進し直後に停止する微速車両移動に起因する変化を挙げることができる。

車両停止時に車両３００が減速することで沈み込んだサスペンションは、車両停止中に徐々に伸長していく（以下、車両停止時のサスペンションの収縮とその後の伸長をサスペンション変位と称する）。サスペンション変位のうち、車両停止時（すなわち車両走行中）に起こるサスペンションの収縮は、制御部１０４が車両停止中の合計角度θの変化を車両姿勢角θｖの変化とみなして光軸調節を実施するため、車両姿勢角θｖの変化として扱われない。一方、車両停止中に起こるサスペンションの伸長は車両姿勢角θｖの変化として扱われる。したがって、サスペンション変位による合計角度θの変化を光軸調節の対象とすると、もっぱらサスペンションの伸長による合計角度θの変化だけが光軸調節の対象となるため、光軸位置が実際の車両姿勢角度θｖに対応する位置からずれてしまう可能性がある。よって、サスペンション変位に起因する車両姿勢変化は、光軸調節の対象から除外すべきである。

また、微速車両移動は、微速発進時にサスペンションの沈み込みをともなう。微速発進時に沈み込んだサスペンションは車両停止中に元の位置に戻るとは限らず、サスペンションの微速車両移動による収縮分の一部は、通常の車両走行中に伸長する場合がある。この車両走行中における微速車両移動による収縮分の伸長は、光軸調節の対象とはならない。そのため、微速車両移動による合計角度θの変化を光軸調節の対象とすると、光軸位置にずれが生じる可能性がある。よって、微速車両移動に起因する車両姿勢変化は、光軸調節の対象から除外すべきである。

なお、微速車両移動は、車速センサ３１２によって車速の変化が検知されない場合がある。あるいは、通信のタイムラグによって、制御部１０４は、微速車両移動により変化した加速度を加速度センサ１１０から受信したときに、車速センサ３１２から車速信号を受信していない場合がある。これらの場合、制御部１０４は、車両３００が微速発進して走行状態に入ったことを検知できない。そのため、微速車両移動に起因する車両姿勢変化は、車両停止中の車両姿勢変化に含まれ得る。

したがって、上述のように光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化があるときに調節信号を出力することで、サスペンション変位や微速車両移動による車両姿勢変化を光軸調節の対象とした場合に生じ得る光軸位置ずれを軽減することができる。

また、車両停止中の合計角度θの変化には、加速度センサ１１０の検出誤差や制御部１０４の計算誤差等が含まれる可能性がある。そのため、光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化があるときに調節信号を出力することで、車両停止中に光軸調節が所定周期で繰り返された場合に起こり得る光軸位置ずれの増大を回避することができる。

具体的には、制御部１０４は、図４に示すようにオートレベリング制御を実施する。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、車両３００が水平面に置かれて基準状態とされる。基準状態では、例えば車両３００の運転席に１名乗車している状態とされる。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°）、車両姿勢角度θｖの基準値（θｖ＝０°）としてメモリ１０８に記録することで、これらの基準値を保持する。

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（図４の「車両走行中」における「光軸調節回避」）。車両３００が走行中であることは、例えば車速センサ３１２から得られる車速により判断することができる。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。この「車両走行中」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。

そして車両停止時に、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。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。すなわち、制御部１０４は、車両３００の車速が０になってから、車両姿勢が安定するのを待って（図４の「車両停止時」における「路面角度更新待機」）、車両姿勢が安定した後に路面角度θｒを更新する（図４の「車両停止時」における「路面角度更新」）。前記「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。

なお、制御部１０４は、車両停止時に算出された路面角度θｒと、メモリ１０８に記録されている路面角度θｒの基準値との差が所定量以上であった場合に、路面角度θｒの基準値を算出された路面角度θｒに更新してもよい。これによれば、路面角度θｒの基準値が頻繁に書き換えられることを回避でき、制御部１０４の制御負担の軽減とメモリ１０８の長寿命化を図ることができる。

車両停止中、制御部１０４は、加速度センサ１１０により検出される加速度に、所定のしきい値を上回る変化があった場合、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。そして、得られた車両姿勢角度θｖを新たな基準値としてメモリ１０８に保持するとともに、更新した車両姿勢角度θｖの基準値を用いて調節信号を生成して出力する。すなわち、車両停止中、制御部１０４は所定のしきい値を上回る加速度の変化（振動）があるまで待機状態をとる（図４の「車両停止中」における「振動待機」）。振動があると、制御部１０４は、車両姿勢が安定するのを待って（図４の「車両停止中」における「車両姿勢角度更新待機」）、車両姿勢が安定した後に車両姿勢角度θｖを更新し、灯具ユニット１０の光軸調節を実施する（図４の「車両停止中」における「車両姿勢角度更新、光軸調節実施」）。その後、制御部１０４は、振動待機状態に戻る。

灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化は、加速度センサ１１０により検出される加速度の変化量の大きさから推定することができる。すなわち、通常、荷重変化があった場合は、サスペンション変位や微速車両移動があった場合に比べて車両３００がより大きく振動するため、加速度センサ１１０により検出される加速度はより大きく変化する。したがって、加速度の変化に所定のしきい値を設定し、加速度の変化がこのしきい値を上回るか否かを判断することで、光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化を推定することができる。

車両停止時に合計角度θから車両姿勢角度θｖを減算して路面角度θｒの基準値を更新し、車両停止中に合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して車両姿勢角度θｖの基準値を更新する制御では、サスペンション変位や微速車両移動による車両姿勢変化を光軸調節の対象とすると、誤差が路面角度θｒおよび車両姿勢角度θｖの基準値に累積してしまうが、上述のように光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化があるときに調節信号を出力することで、このような誤差の累積を抑制することができる。なお、前記「所定のしきい値」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。

制御部１０４は、加速度の変化の大きさに加えて変化の方向を考慮して光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化を推定してもよい。すなわち、図５（Ａ）に示すように、車両停止中に車両３００にかかる荷重の変化があった場合、通常、車両３００は前後方向に比べて左右方向および上下方向に大きく揺れるため、加速度センサ１１０により検出される加速度のうち、車両前後方向に対応する加速度に比べて車両左右方向に対応する加速度と車両上下方向に対応する加速度に大きな変化が見られる。一方、図５（Ｂ）に示すように、微速車両移動があった場合、車両３００は左右方向および上下方向に比べて前後方向に大きく揺れるため、加速度センサ１１０により検出される加速度のうち、車両左右方向に対応する加速度と車両上下方向に対応する加速度に比べて車両前後方向に対応する加速度に大きな変化が見られる。

また、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の比較から分かるように、車両停止中に荷重変化があった場合、微速車両移動があった場合に比べて、車両前後方向に対応する加速度の変化が小さく、車両左右方向に対応する加速度および車両上下方向に対応する加速度の変化が大きい。また、図示は省略するが、サスペンションの変位があった場合は、荷重変化があった場合に比べて車両前後方向、左右方向、上下方向の加速度の変化が小さい。

そこで、制御部１０４は、加速度センサ１１０により検出される加速度から導出される車両の前後方向の加速度、左右方向の加速度および上下方向の加速度の少なくとも１つの変化に基づいて、光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化を推定することができる。例えば、制御部１０４は、これら３つの加速度の少なくとも１つについて所定のしきい値を設定し、加速度の変化がこの所定のしきい値を上回るか否か判断することで光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化を推定することができる。

このように、加速度の変化の大きさに加えて変化の方向を考慮することで、光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化をより高精度に推定することができる。なお、車両３００にかかる荷重の変化と微速車両移動とでは、車両前後方向の加速度に大きな差がある。そのため、前後方向の加速度の変化と、左右方向または上下方向の加速度の変化とに基づいて光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化を推定することで、荷重変化と微速車両移動とをより高精度に識別することができるため、光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化をより高精度に推定することができる。また、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）による周波数解析によって灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化を推定してもよい。

なお、制御部１０４は、算出された車両姿勢角度θｖと、メモリ１０８に記録されている車両姿勢角度θｖの基準値との差が所定量以上であった場合に、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、光軸調節を実施してもよい。これによれば、車両姿勢角度θｖの基準値の書き換えと光軸調節が頻繁に実施されることを回避でき、制御部１０４の制御負担の軽減とメモリ１０８およびレベリングアクチュエータ２２６の長寿命化を図ることができる。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両発進時までであり、この「車両発進時」は、例えば車速センサ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。

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。

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、光軸調節を回避して（Ｓ１０２）、本ルーチンを終了する。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（Ｓ１０３）。車両停止時である場合（Ｓ１０３のＹ）、制御部１０４は、現在の合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減算して路面角度θｒを計算し（Ｓ１０４）、計算された路面角度θｒを新たな基準値として更新する（Ｓ１０５）。その後、制御部１０４は、光軸調節を回避して（Ｓ１０２）、本ルーチンを終了する。

車両停止時でない場合（Ｓ１０３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、しきい値を上回る加速度の変化があるか判断する（Ｓ１０６）。しきい値を上回る加速度の変化がない場合（Ｓ１０６のＮ）、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。しきい値を上回る加速度の変化がある場合（Ｓ１０６のＹ）、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車両姿勢角度θｖを計算し（Ｓ１０７）、計算された車両姿勢角度θｖを新たな基準値として更新する（Ｓ１０８）。そして、制御部１０４は、更新された車両姿勢角度θｖの基準値に基づいて光軸を調節し（Ｓ１０９）、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００は、車両停止中、灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化があるときに光軸調節を実施し、車両走行中は光軸調節を回避している。これにより、サスペンション変位や微速車両移動による車両姿勢変化を光軸調節の対象とした場合に生じ得る光軸位置ずれを軽減することができる。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。

なお、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とを有する。

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。

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。

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。

Claims (1)

1. 車両停止時の加速度センサの検出値に基づいて路面角度に関する情報を算出し、
   車両停止中に加速度センサの検出値の変化が所定のしきい値を超えた場合に、加速度センサの検出値と前記路面角度に関する情報とから得られる車両姿勢角度に関する情報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装置。

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