JP6285261B2 - 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、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構成が開示されている。

特開２０１２−０３０７８２号公報 特開２０１２−０３０７８３号公報

加速度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、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、車両用灯具の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る。当該制御装置は、水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度、及び路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を含む、水平面に対する車両の傾斜角度である合計角度を導出可能な傾斜センサの出力値と、フットブレーキセンサ、パーキングブレーキセンサ及びシフトポジションセンサの少なくとも一つから出力される信号とを受信するための受信部と、傾斜センサの出力値を用いて車両用灯具の光軸角度を調節する制御部と、を備える。制御部は、車両停止中の合計角度の変化のうち、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替えに起因して生じる非静荷重変化を除く変化に対して、車両用灯具の光軸角度を調節する調節信号を出力し、車両停止中の非静荷重変化と車両走行中の合計角度の変化とに対して、調節信号の出力を回避するか光軸角度を維持する維持信号を出力するよう構成される。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精度を高めることができる。

上記態様において、制御部は、車両停止中に傾斜センサの出力値からの合計角度の導出を繰り返し、前回の合計角度の導出と今回の合計角度の導出との間にフットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替え信号を受信している場合、前回の合計角度に対する今回の合計角度の変化に対して、調節信号の出力を回避するか維持信号を出力してもよい。この態様によっても、車両用灯具の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、路面角度の基準値と車両姿勢角度の基準値とを保持し、車両停止中、前回の合計角度の導出と今回の合計角度の導出との間に切り替え信号を受信していない場合、今回導出した合計角度から路面角度の基準値を減算して得られる車両姿勢角度を新たな車両姿勢角度の基準値として保持するとともに、得られた車両姿勢角度又は新たな車両姿勢角度の基準値に基づいて調節信号を出力し、前回の合計角度の導出と今回の合計角度の導出との間に切り替え信号を受信している場合、今回導出した合計角度から車両姿勢角度の基準値を減算して得られる路面角度を新たな路面角度の基準値として保持し、車両停止時、傾斜センサの出力値から合計角度を導出し、導出した合計角度から車両姿勢角度の基準値を減算して得られる路面角度を新たな路面角度の基準値として保持してもよい。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。

上記いずれかの態様において、制御部は、車両停止中の合計角度の変化のうち、フットブレーキの切り替えに起因して生じる非静荷重変化に対して、調節信号の出力を回避するか維持信号を出力してもよい。これにより、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、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。

本発明によれば、車両用灯具の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。

実施の形態に係る車両用灯具の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、車両制御ＥＣＵ及び車両用灯具の制御装置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、傾斜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。 実施の形態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。

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。

図１は、実施の形態に係る車両用灯具の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Ｌ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２１０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が収納される。

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が接続される。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と螺合する。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、これにより灯具ユニット１０の光軸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）を下方、上方に向けるレベリング調整を実行することができる。

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と、光源１４と、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７と、投影レンズ２０とを備える。光源１４としては、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。

図２は、前照灯ユニット、車両制御ＥＣＵ及び車両用灯具の制御装置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や車両制御ＥＣＵ３０２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。

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と、制御部１０４と、送信部１０６と、メモリ１０８と、傾斜センサとしての加速度センサ１１０とを備える。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が接続される。車両制御ＥＣＵ３０２には、車速センサ３１２、フットブレーキセンサ３１４、パーキングブレーキセンサ３１６及びシフトポジションセンサ３１８が接続される。車両制御ＥＣＵ３０２は、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。

フットブレーキセンサ３１４は、フットブレーキのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを示す信号を送信する。パーキングブレーキセンサ３１６は、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを示す信号を出力する。シフトポジションセンサ３１８は、シフトポジションの切り替えを示す信号を出力する。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。

車両制御ＥＣＵ３０２やライトスイッチ３０４からレベリングＥＣＵ１００に出力される信号は、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。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の出力値を用いて灯具ユニット１０の光軸角度θｏを調節する。

制御部１０４は、角度演算部１０４１と、調節指示部１０４２と、非静荷重変化通知部１０４３とを有する。角度演算部１０４１は、加速度センサ１１０の出力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の光軸角度θｏを調節する調節信号を生成する。また、角度演算部１０４１からの指示を受けて、光軸角度θｏを維持する維持信号を生成する。非静荷重変化通知部１０４３は、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替えに起因して生じる非静荷重変化が発生すると、非静荷重変化が生じたことを示す信号を角度演算部１０４１に出力する。

制御部１０４は、生成した調節信号や維持信号を送信部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をピッチ角度方向について調整する。維持信号を受信した場合、レベリングアクチュエータ２２６は駆動せず、光軸角度θｏが維持される。制御部１０４が行うオートレベリング制御の内容、及び制御部１０４の各部の動作については、後に詳細に説明する。

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が搭載される。例えば、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。

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、傾斜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。

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の出力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、光軸角度θｏ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光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。このため、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軸の成分（センサ座標系の成分）の数値は、制御部１０４の角度演算部１０４１により、車両３００の前後軸、左右軸、上下軸の成分（車両座標系の成分）に変換される。メモリ１０８には、車両３００に搭載された状態における加速度センサ１１０の軸と、車両３００の軸と、路面角度との位置関係を示す基準軸情報が予め記憶されており、角度演算部１０４１は、この基準軸情報を用いて、センサ座標系の成分を車両座標系の成分に変換することができる。

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の出力値から、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３００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３００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。

オートレベリング制御は、車両３００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３００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の光軸角度θｏ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の光軸角度θｏが維持されることが望まれる。これを実現するためには、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。

これに対し、制御部１０４は、オートレベリングの基本制御として、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から車両姿勢角度θｖを導出する。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、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。以下では適宜、積載荷重や乗車人数の増減による合計角度θの変化を静荷重変化と称する。

具体的には、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。そして、工場の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、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所定の初期化処理を実行する。初期化処理では、初期エイミング調整が実施され、灯具ユニット１０の光軸Ｏが初期角度に合わせられる。また、角度演算部１０４１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ＲＡＭあるいはメモリ１０８に記憶して保持する。

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角度θｏの調節を回避し、あるいは光軸角度θｏを維持するように調節し、この合計角度θの変化を路面角度θｒの変化として記録する。具体的には、角度演算部１０４１は、車両停止時に加速度センサ１１０の出力値から、現在（車両停止時）の合計角度θを算出する。次いで、角度演算部１０４１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（θｒ＝θ−θｖ基準値）。そして、得られた路面角度θｒを、新たな路面角度θｒの基準値として、保持している路面角度θｒの基準値を更新する。また、角度演算部１０４１は、調節指示部１０４２に対して光軸角度θｏを維持する維持信号の生成を指示する。調節指示部１０４２は、角度演算部１０４１から指示を受けて維持信号を生成して出力する。これにより、光軸角度θｏが現状の角度に維持される。

なお、調節指示部１０４２が調節信号の出力を回避することで光軸角度θｏの調節が回避されて、光軸角度θｏが現状の角度に維持されてもよい。例えば、角度演算部１０４１が調節指示部１０４２に対して車両姿勢角度θｖの情報を送信しないことで、調節指示部１０４２による調節信号の生成が回避され、調節信号の出力が回避される。あるいは、角度演算部１０４１が調節信号の出力禁止信号を調節指示部１０４２に送信することで、調節指示部１０４２が調節信号を生成した上で調節信号の出力が回避される。

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に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の出力値が安定したときである。前記「車両走行中」及び「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。

また、制御部１０４は、車両停止中の合計角度θの変化に対して光軸角度θｏを調節する調節信号を出力する。具体的には、車両停止中、角度演算部１０４１は加速度センサ１１０の出力値から現在の合計角度θを所定のタイミングで繰り返し導出する。導出された合計角度θは記憶される。そして、角度演算部１０４１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を得る（θｖ＝θ−θｒ基準値）。また、得られた車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値として、保持している車両姿勢角度θｖの基準値を更新する。

これにより、車両姿勢角度θｖの変化と推定される車両走行中の合計角度θの変化が、車両姿勢角度θｖの基準値に取り込まれる。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。

角度演算部１０４１は、算出された車両姿勢角度θｖあるいは更新された車両姿勢角度θｖの基準値を調節指示部１０４２に送信する。そして、調節指示部１０４２は、算出された車両姿勢角度θｖあるいは更新された車両姿勢角度θｖの基準値を用いて、光軸角度θｏの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、調節信号を生成する。調節信号は、送信部１０６からレベリングアクチュエータ２２６へ出力される。

上述したオートレベリングの基本制御では、車両停止中の合計角度θの変化を車両姿勢角度θｖの変化と推定している。しかしながら、車両停止中であっても静荷重変化でない合計角度θの変化、すなわち光軸角度θｏの調節の対象から除外すべき合計角度θの変化が生じ得る。このような、静荷重変化でない合計角度θの変化としては、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替えに起因して生じる変化を挙げることができる。以下では適宜、この合計角度θの変化を非静荷重変化と称する。この非静荷重変化は、フットブレーキやパーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦによる車輪への制動力の付加／解除や、シフトポジションの切り替えによる車輪への駆動トルクの付加／付加方向の変化／解除、あるいはこれらの組み合わせによって生じる。

具体的には、例えば車両３００が停止する状況では一般に、パーキングブレーキがＯＦＦ、シフトポジションがドライブポジション（以下では適宜、Ｄポジションと称する）の状態でフットブレーキがＯＮになって車両３００が減速する。そして、車両３００が完全に停止すると、パーキングブレーキがＯＮに切り替えられ、シフトポジションがＤポジションからパーキングポジション（以下では適宜、Ｐポジションと称する）に切り替えられる。その後、フットブレーキがＯＦＦに切り替えられる。パーキングブレーキがＯＮ、シフトポジションがＰポジションの状態で、フットブレーキがＯＮからＯＦＦに切り替えられると、フットブレーキにより車輪に付与されていた制動力が解除され、これが合計角度θの変化、すなわち非静荷重変化となることがある。フットブレーキのＯＮからＯＦＦへの切り替え時は、シフトポジションがＰポジション、Ｄポジション、リバースポジション（以下では適宜、Ｒポジションと称する）、及びニュートラルポジション（以下では適宜、Ｎポジションと称する）等のいずれのポジションであっても、非静荷重変化が生じ得る。

また、車両３００が停止した後のフットブレーキがＯＦＦ、パーキングブレーキがＯＮ、シフトポジションがＰポジションの状態で、パーキングブレーキがＯＦＦに切り替えられる場合にも、非静荷重変化が生じ得る。また、フットブレーキがＯＮ、パーキングブレーキがＯＮ、シフトポジションがＰポジションの状態で、パーキングブレーキがＯＦＦに切り替えられる場合や、フットブレーキがＯＮ、パーキングブレーキがＯＦＦ、シフトポジションがＰポジションの状態で、フットブレーキがＯＦＦに切り替えられる場合にも、非静荷重変化が生じ得る。さらに、フットブレーキ及びパーキングブレーキがともにＯＮの状態、フットブレーキがＯＦＦ、パーキングブレーキがＯＮの状態、あるいはフットブレーキがＯＮ、パーキングブレーキがＯＦＦの状態のいずれかにおいて、シフトポジションが切り替えられる場合にも非静荷重変化が生じ得る。その他、上述した以外の状況においても、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの切り替えによって、非静荷重変化が生じ得ることは、当業者であれば理解することができる。

このような非静荷重変化は、車両停止中に頻繁に発生する。このため、車両停止中の非静荷重変化に対して光軸調節を実施すると、加速度センサ１１０の検出誤差等が著しく累積して、オートレベリング制御の精度が低下するおそれがある。また、車両３００が位置する路面が斜面である場合、例えばフットブレーキがＯＮからＯＦＦに切り替わる際に、パーキングブレーキがＯＮであったりシフトポジションがＰポジションにあったとしても、僅かではあるが車両３００が斜面を下る方向に移動することがある。この場合、路面角度θｒが変化して、これが合計角度θの変化として現れることがある。この路面角度θｒの変化は車両停止中の変化であるため、オートレベリングの基本制御では車両姿勢角度θｖの変化として扱われてしまう。このような、車両３００が斜面に位置することで生じる路面角度θｒの変化に起因する合計角度θの変化も、非静荷重変化に含まれる。

そこで、制御部１０４は、車両停止中の合計角度θの変化のうち、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替えに起因して生じる非静荷重変化を除く変化に対して、光軸角度θｏを調節する調節信号を出力する。また、制御部１０４は、車両停止中の非静荷重変化と車両走行中の合計角度θの変化とに対して、調節信号の出力を回避するか光軸角度θｏを維持する維持信号を出力する。

具体的には、角度演算部１０４１は、車両停止中に加速度センサ１１０の出力値から合計角度θの導出を繰り返す。また、非静荷重変化通知部１０４３は、車両停止中にフットブレーキセンサ３１４からフットブレーキの切り替え信号を受信すると、角度演算部１０４１に非静荷重変化発生信号を送信する。また、非静荷重変化通知部１０４３は、車両停止中にパーキングブレーキセンサ３１６からパーキングブレーキの切り替え信号を受信した場合、及びシフトポジションセンサ３１８からシフトポジションの切り替え信号を受信した場合も、角度演算部１０４１に非静荷重変化発生信号を送信する。

角度演算部１０４１は、前回の合計角度θの導出と今回の合計角度θの導出との間に、非静荷重変化通知部１０４３から非静荷重変化発生信号を受信した場合、言い換えれば制御部１０４がフットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替え信号を受信している場合、調節指示部１０４２に対して維持信号の生成を指示する。これを受けて、調節指示部１０４２は維持信号を出力する。この結果、前回の合計角度θに対する今回の合計角度θの変化、すなわち車両停止中の非静荷重変化に対して光軸角度θｏの変位が回避される。なお、調節指示部１０４２が調節信号の出力を回避することで、光軸角度θｏが現状の角度に維持されてもよい。「前回の合計角度θに対する今回の合計角度θの変化」は、前回の合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して得られる車両姿勢角度θｖと、今回の合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して得られる車両姿勢角度θｖとの差に等しい。

車両停止中、前回の合計角度θの導出と今回の合計角度θの導出との間に、非静荷重変化通知部１０４３から非静荷重変化発生信号を受信していない場合、言い換えれば制御部１０４がフットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替え信号を受信していない場合、角度演算部１０４１はオートレベリングの基本制御を実行する。すなわち、角度演算部１０４１は、今回導出した合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して得られる車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値として保持する。また、調節指示部１０４２は、得られた車両姿勢角度θｖ又は新たな車両姿勢角度θｖの基準値に基づいて調節信号を出力する。

車両走行中の合計角度θの変化については、オートレベリングの基本制御通りである。すなわち、車両停止時に角度演算部１０４１が加速度センサ１１０の出力値から合計角度θを導出し、導出した合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減算して得られる路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値として保持する。

このように、制御部１０４は、前回の合計角度θの算出と今回の合計角度θの算出との間にフットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションのいずれかの切り替えがあった場合、合計角度θの前回値と今回値との差が非静荷重変化であると判断する。そして、非静荷重変化に対する光軸角度θｏの変位を回避する。これにより、車両停止中の合計角度θの変化を光軸調節の対象とすべき静荷重変化と光軸調節の対象から除外すべき非静荷重変化とに分けて、静荷重変化に対してのみ光軸調節を実施できる。この結果、オートレベリング制御の精度向上を図ることができる。

また、本実施の形態の角度演算部１０４１は、前回の合計角度θの導出と今回の合計角度θの導出との間に非静荷重変化発生信号を受信している場合、合計角度θの変化に対して光軸角度θｏを維持するだけでなく、今回導出した合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減算して、路面角度θｒを算出する。そして、得られる路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値として保持する。これにより、車両停止中の非静荷重変化を路面角度θｒの基準値に取り込むことができる。この結果、その後の車両停止中に生じる静荷重変化に対して行われる車両姿勢角度θｖの計算において、非静荷重変化を除外することができる。よって、オートレベリング制御の精度をより向上させることができる。なお、路面角度θｒの基準値に取り込まれた非静荷重変化分の誤差は、次回の車両停止時に行われる路面角度θｒの算出によって除去することができる。

図４は、実施の形態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、例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ＯＮ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ＯＦＦにされた場合に終了する。

まず、制御部１０４は、車両３００が停車しているか判断する（Ｓ１０１）。車両３００が停車していない場合（Ｓ１０１のＮ）、すなわち車両３００が走行中である場合、制御部１０４は、本ルーチンを終了する。車両３００が停車している場合（Ｓ１０１のＹ）、制御部１０４は、前回のルーチンのステップＳ１０１における停車判定において車両３００が走行中（Ｓ１０１のＮ）であったか判断する（Ｓ１０２）。前回の判定が走行中であった場合（Ｓ１０２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を算出する（Ｓ１０３）。そして、得られた路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値として更新し（Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。車両走行中の合計角度θの変化に対する光軸角度θｏの変位は回避される。

前回の判定が走行中でなかった場合（Ｓ１０２のＮ）、制御部１０４は、合計角度θを導出する（Ｓ１０５）。そして、前回のルーチンのステップＳ１０５における合計角度θの導出と今回の合計角度θの導出との間に、非静荷重変化があったか判断する（Ｓ１０６）。非静荷重変化の有無は、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替え信号の受信の有無、すなわち、非静荷重変化通知部１０４３から角度演算部１０４１への非静荷重変化発生信号の送信の有無に基づいて判断することができる。合計角度θの前回導出と今回導出との間に非静荷重変化があった場合（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の基準値を減算して路面角度θｒを算出する（Ｓ１０７）。そして、得られた路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値として更新し（Ｓ１０８）、本ルーチンを終了する。車両停止中に発生した非静荷重変化に対する光軸角度θｏの変位は回避される。

合計角度θの前回導出と今回導出との間に非静荷重変化がなかった場合（Ｓ１０６のＮ）、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を算出する（Ｓ１０９）。そして、得られた車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値として更新する（Ｓ１１０）。また、光軸角度θｏを、得られた車両姿勢角度θｖの基準値に応じた角度に調節し（Ｓ１１１）、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施の形態に係るレベリングＥＣＵ１００において、制御部１０４は、車両停止中の合計角度θの変化のうち非静荷重変化を除く変化に対して光軸角度θｏを変位させ、車両停止中の非静荷重変化と車両走行中の合計角度θの変化とに対して光軸角度θｏの変位を回避する。具体的には、制御部１０４は、前回の合計角度θの導出と今回の合計角度θの導出との間にフットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替え信号を受信している場合、光軸角度θｏの変位を回避する。これにより、光軸調節の対象から除外すべき非静荷重変化に対して光軸調節を実施した場合に生じ得る光軸位置ずれを抑制することができる。このため、オートレベリング制御の精度を高めることができる。

本発明は、上述した実施の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の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

上述した実施の形態のレベリングＥＣＵ１００は、フットブレーキセンサ３１４、パーキングブレーキセンサ３１６及びシフトポジションセンサ３１８から信号を受信し、フットブレーキの切り替え信号の受信、パーキングブレーキの切り替え信号の受信及びシフトポジションの切り替え信号の受信の全てを非静荷重変化の発生と判断しているが、特にこの構成に限定されない。すなわち、フットブレーキセンサ、パーキングブレーキセンサ及びシフトポジションセンサの少なくとも一つから出力される信号を受信し、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替えに起因する非静荷重変化に対して光軸角度θｏの変位を回避する構成であれば、オートレベリング制御の精度向上を図ることができる。

また、車両３００の実際の使用状況では、パーキングブレーキ及びシフトポジションの切り替え時に比べて、フットブレーキの切り替え時に非静荷重変化が発生することが多い。このため、少なくともフットブレーキの切り替えに起因して生じる非静荷重変化に対しては、光軸角度θｏの変位を回避することが好ましい。これにより、非静荷重変化に起因するオートレベリング制御の精度低下をより確実に抑制することができる。また、フットブレーキの切り替え信号の受信のみを非静荷重変化の発生と判断し、パーキングブレーキ及びシフトポジションの切り替え信号を受信した場合は、通常通りに光軸角度θｏの調節を実行してもよい。これにより、オートレベリング制御の精度低下を抑制しながら、オートレベリング制御の簡略化を図ることができる。

上述した実施の形態では、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の基準値を更新し、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の基準値を更新しているが、以下のようにして基準値を更新してもよい。

すなわち、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Δθ１（合計角度θの変化量）を算出する。そして、路面角度θｒの基準値に差分Δθ１を算入して新たな路面角度θｒの基準値を算出し（新θｒ基準値＝θｒ基準値＋Δθ１）、路面角度θｒの基準値を更新する。角度演算部１０４１は、次のようにして差分Δθ１を算出することができる。すなわち、角度演算部１０４１は、車両３００の発進直後に、発進直前の合計角度θを合計角度θの基準値として保持する。そして、角度演算部１０４１は、車両停止時に、現在（車両停止時）の合計角度θから合計角度θの基準値を減算して差分Δθ１を算出する。前記「発進直後」は、例えば車速センサ３１２の検出値が０を超えたときからの所定期間である。前記「発進直前」は、例えば車速センサ３１２の検出値が０を超えたときから所定時間前の時間である。前記「発進直後」及び「発進直前」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、角度演算部１０４１は、車両停止中に現在の合計角度θと保持している合計角度θの基準値との差分Δθ２（合計角度θの変化量）を算出する。このとき用いられる合計角度θの基準値は、例えば、車両３００の停止後最初の差分Δθ２の算出では差分Δθ１の算出時に得られた合計角度θ、すなわち車両停止時の合計角度θであり、２回目以降の場合は前回の差分Δθ２の算出時に得られた合計角度θである。そして、角度演算部１０４１は、車両姿勢角度θｖの基準値に差分Δθ２を算入して新たな車両姿勢角度θｖの基準値を算出し（新θｖ基準値＝θｖ基準値＋Δθ２）、車両姿勢角度θｖの基準値を更新する。

上述した実施の形態では、傾斜センサとして加速度センサ１１０が用いられているが、傾斜センサは、ジャイロセンサ（角速度センサ、角加速度センサ）や地磁気センサ等であってもよい。

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、 ３１４ フットブレーキセンサ、 ３１６ パーキングブレーキセンサ、 ３１８ シフトポジションセンサ、 １０４１ 角度演算部、 １０４２ 調節指示部、 １０４３ 非静荷重変化通知部、 Ｏ 光軸。

Claims (4)

1. 水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度、及び路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を含む、水平面に対する車両の傾斜角度である合計角度を導出可能な傾斜センサの出力値と、フットブレーキセンサ、パーキングブレーキセンサ及びシフトポジションセンサの少なくとも一つから出力される信号とを受信するための受信部と、
   前記傾斜センサの出力値を用いて車両用灯具の光軸角度を調節する制御部と、を備え、
   前記制御部は、車両停止中の前記合計角度の変化のうち、フットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替えに起因して生じる非静荷重変化を除く変化に対して、車両用灯具の光軸角度を調節する調節信号を出力し、
   車両停止中の前記非静荷重変化と車両走行中の前記合計角度の変化とに対して、前記調節信号の出力を回避するか前記光軸角度を維持する維持信号を出力するよう構成されることを特徴とする車両用灯具の制御装置。
2. 前記制御部は、車両停止中に前記出力値からの前記合計角度の導出を繰り返し、前回の合計角度の導出と今回の合計角度の導出との間にフットブレーキ、パーキングブレーキ及びシフトポジションの少なくとも一つの切り替え信号を受信している場合、前回の合計角度に対する今回の合計角度の変化に対して、前記調節信号の出力を回避するか前記維持信号を出力する請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。
3. 前記制御部は、前記路面角度の基準値と前記車両姿勢角度の基準値とを保持し、
   車両停止中、前回の合計角度の導出と今回の合計角度の導出との間に前記切り替え信号を受信していない場合、今回導出した合計角度から前記路面角度の基準値を減算して得られる車両姿勢角度を新たな車両姿勢角度の基準値として保持するとともに、得られた前記車両姿勢角度又は前記新たな車両姿勢角度の基準値に基づいて前記調節信号を出力し、前回の合計角度の導出と今回の合計角度の導出との間に前記切り替え信号を受信している場合、今回導出した合計角度から前記車両姿勢角度の基準値を減算して得られる路面角度を新たな路面角度の基準値として保持し、
   車両停止時、前記出力値から前記合計角度を導出し、導出した合計角度から前記車両姿勢角度の基準値を減算して得られる路面角度を新たな路面角度の基準値として保持する請求項２に記載の車両用灯具の制御装置。
4. 前記制御部は、車両停止中の前記合計角度の変化のうち、フットブレーキの切り替えに起因して生じる非静荷重変化に対して、前記調節信号の出力を回避するか前記維持信号を出力する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具の制御装置。

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