CN109969074B - 用于车辆用灯具的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆用灯具的控制装置，其包括ECU，该ECU配置成：i)接收传感器信号并导出合计角度(θ)；ii)保持车辆姿态角度(θv)的初始设定值，该初始设定值是在初始化处理中获取的；iii)保持车辆姿态角度(θv)的基准值，响应于车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量而调节车辆用灯具的光轴角度(θo)，并且保持合计角度(θ)的变化量与车辆姿态角度(θv)的基准值之和作为新基准值；iv)不响应于车辆行驶期间的合计角度(θ)的变化量而调节光轴角度(θo)；和v)在接收到重置信号时执行预定的重置处理。

Description

用于车辆用灯具的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆用灯具的控制装置，更具体地涉及一种用于汽车等的车辆用灯具的控制装置。
背景技术
在相关技术中，已知通过根据车辆的倾斜角度而自动调节车辆用前照灯的光轴位置来改变前照灯的照射方向的自动调平控制。在自动调平控制中，通常基于车辆的俯仰角度来调节前照灯的光轴位置，该俯仰角度是从车辆高度传感器的输出值导出的。另一方面，日本专利申请公报特开2012-106719(JP2012-106719A)公开了一种使用加速度传感器执行自动调平控制的用于车辆用灯具的控制装置。
发明内容
当使用加速度传感器时，与使用车辆高度传感器的情况相比，可以以更低的成本制造自动调平系统并实现重量的减轻。结果，可以实现车辆的成本降低和重量减轻。另一方面，即使使用加速度传感器，也总是需要提高自动调平控制的精度。
本发明提供了一种用于提高车辆用灯具的自动调平控制精度的技术。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆用灯具的控制装置，其包括电子控制单元，该电子控制单元配置成：i)接收预定的传感器信号并基于所述传感器信号导出作为车辆相对于水平面的倾斜角度的合计角度，所述合计角度包含作为路面相对于水平面的倾斜角度的路面角度和作为车辆相对于路面的倾斜角度的车辆姿态角度；ii)保持车辆姿态角度的初始设定值，所述初始设定值是在当车辆在预定的基准路面上处于预定的基准姿态时执行的初始化处理中获取的；iii)保持车辆姿态角度的基准值，响应于车辆停止期间的合计角度的变化量来调节所述车辆用灯具的光轴角度，并保持车辆停止期间的合计角度的变化量与车辆姿态角度的基准值之和作为新的基准值；iv)不响应于车辆行驶期间的合计角度的变化量而调节所述光轴角度；并且v)当接收到指示车辆处于所述基准姿态的重置信号时执行预定的重置处理，并在所述重置处理中使车辆姿态角度的基准值接近所述初始设定值。利用第一方面，能够提高用于车辆用灯具的自动调平控制的精度。
在第一方面中，所述电子控制单元可配置成：i)保持路面角度的基准值，并保持车辆行驶期间的合计角度的变化量与路面角度的基准值之和作为路面角度的新基准值；并且ii)从车辆停止期间的合计角度和路面角度的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度的变化量的车辆姿态角度。
在第一方面中，所述电子控制单元可配置成从车辆停止期间的合计角度改变之前和之后的差值以及车辆姿态角度的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度的变化量的车辆姿态角度。利用上述配置，可以提高用于车辆用灯具的自动调平控制的精度。
本发明的第二方面涉及一种用于车辆用灯具的控制装置，其包括电子控制单元，该电子控制单元配置成：i)接收预定的传感器信号并基于所述传感器信号导出作为车辆相对于水平面的倾斜角度的合计角度，所述合计角度包含作为路面相对于水平面的倾斜角度的路面角度和作为车辆相对于路面的倾斜角度的车辆姿态角度；ii)保持路面角度的基准值，从车辆停止期间的合计角度和路面角度的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度的变化量的车辆姿态角度，并调节所述车辆用灯具的光轴角度；iii)不响应于车辆行驶期间的合计角度的变化量而调节所述光轴角度，并保持车辆行驶期间的合计角度的变化量与路面角度的基准值之和作为路面角度的新基准值；并且iv)当接收到指示车辆处于预定基准姿态的重置信号时执行预定的重置处理，在所述重置处理中获取合计角度，并使路面角度的基准值接近在所述重置处理中获取的合计角度。利用第二方面，能够提高用于车辆用灯具的自动调平控制的精度。
在第二方面中，所述电子控制单元可配置成基于所述包含车辆停止期间的合计角度的变化量的车辆姿态角度来调节所述光轴角度。
在上述方面中，所述重置信号可以是以下信号中的至少一者：i)从预定的车辆诊断装置发送的信号；ii)从控制所述车辆用灯具的点亮状态的开关发送的并且表示已经执行了所述开关的预定操作的信号；iii)从点火开关发送的信号；和iv)表示车辆位于市场和工厂中的至少一者中的信号。
根据本发明的所述各个方面，可以提高用于车辆用灯具的自动调平控制的精度。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是示意性地示出了由根据一个实施例的控制装置控制的车辆用灯具的前照灯单元的垂直剖视图；
图2是示出了前照灯单元、车辆控制ECU和调平ECU之间的动作配合的功能框图；
图3是示意性地示出了车辆中产生的加速度矢量和可通过加速度传感器检测出的车辆倾斜角度的图；
图4是示出了由根据第一实施例的用于车辆用灯具的控制装置执行的自动调平控制的一个示例的流程图；
图5是示出了由根据第二实施例的用于车辆用灯具的控制装置执行的自动调平控制的一个示例的流程图；以及
图6是示出了由根据第三实施例的用于车辆用灯具的控制装置执行的自动调平控制的一个示例的流程图。
具体实施方式
下文将参考附图描述本发明的示例性实施方式。实施方式并非旨在限制本发明，而仅仅是示例性的，且并非所有在实施方式中描述的特征或其组合对于本发明都是必不可少的。附图中示出的相同或相当的元件、部件和过程将由相同的附图标记表示，并且将适当地省略其描述。附图中所示的部件的比例尺或形状被方便地设置以便于解释，并且除非特别陈述，否则不应被解释为限制性的。当在说明书或所附权利要求中使用诸如“第一”和“第二”的术语时，除非特别说明，否则这些术语不是指特定次序或重要程度，而是用于将一个要素与另一个要素区分开。
在本说明书中，“车辆行驶期间”是指例如从稍后将描述的车速传感器312的输出值变为大于0的时刻到车速传感器312的输出值变为0的时刻的时间段。“车辆停止时”是指例如在车速传感器312的输出值变为零之后稍后将描述的加速度传感器110的输出值安定的时刻。“车辆停止期间”是指例如从加速度传感器110的输出值在车速传感器312的输出值已变为零之后安定的时刻到车速传感器312的输出值变为大于0的时刻的时间段。“安定时”可被设定为加速度传感器110的输出值的单位时间变化变为等于或小于预定量的时刻，或者可被设定为在车速传感器312的输出值已变为0之后已经过预定时间(例如，1-2秒)的时刻。“车辆300处于静止状态”是指车辆300处于“车辆停止时”的状态或处于“车辆停止期间”的状态。“紧在车辆起动之后”是指例如车速传感器312的输出值已变为大于0之后的预定时间。“紧在车辆起动之前”是指例如车速传感器312的输出值变为大于0之前的预定时间。可基于设计人员的实验或模拟来适当地设定“车辆行驶期间”、“车辆停止时”、“车辆停止期间”、“安定时”、“紧在车辆起动之后”、“紧在车辆起动之前”、“预定量”和“预定时间”。
(第一实施例)
图1是示意性地示出了由根据第一实施例的控制装置控制的车辆用灯具的前照灯单元的垂直剖视图。前照灯单元210具有其中对称地形成的前照灯单元配置在车辆的车辆宽度方向上的左右两侧的结构。右前照灯单元210R和左前照灯单元210L具有基本上相同的结构，因此下面将描述右前照灯单元210R的结构。前照灯单元210R包括具有位于车辆前方侧的开口的灯体212和覆盖开口的透光罩214。灯体212包括位于车辆后方侧的可拆卸罩盖212a。灯室216由灯体212和透光罩盖214限定。灯具单元10作为车辆用灯具设置在灯室216中。
具有枢转机构218a的灯支架218连接到灯具单元10，该枢转机构218a是灯具单元10的上下左右方向上的枢转中心。灯支架218螺合于由灯体212支承的对准调节螺钉220。回转致动器222的旋转轴222a被固定在灯具单元10的底面上。回转致动器222被固定在单元支架224上。调平致动器226连接到单元支架224。调平致动器226例如由电机构成，该电机致使杆226a在箭头M和N的方向上伸出和缩回。例如，DC电机被用作构成调平致动器226的电机。通过使杆226a在箭头M和N的方向上伸出和缩回，灯具单元10呈现向后倾斜姿态和向前倾斜姿态，从而可以进行向下和向上定向光轴O的俯仰角度的调平调节。亦即，调平致动器226对应于改变灯具单元10的姿态的致动器。
灯具单元10包括遮光机构18、光源14、将反射器16支承在其内壁上的灯具壳体17、和投影透镜20，遮光机构18包括旋转遮光件12。作为光源14，可以使用白炽灯泡、卤素灯、放电灯泡、LED、激光二极管、有机或无机EL等。反射器16的至少一部分呈椭圆球面形状，并且反射器16反射从光源14发出的光。来自光源14的光和被反射器16反射的光的一部分经由旋转遮光件12被引导到投影透镜20。旋转遮光件12是能绕旋转轴12a旋转的筒状部件，并且包括切口部和多个遮光板(未示出)。切口部和遮光板中的一者在光轴O上移动，以形成预定的配光图案。投影透镜20由平凸非球面透镜形成，并且将形成在后焦面上的光源图像作为反转图像投射到灯具前方的虚拟竖直屏幕上。灯具单元10的结构不限于以上描述，并且可以包括例如快门型遮光件或者可以是不包括投影透镜20的反射型灯具单元。
图2是说明前照灯单元、车辆控制ECU和调平ECU之间的动作配合的功能框图。在图2中，前照灯单元210R和前照灯单元210L作为前照灯单元210被一起示出。调平ECU 100和车辆控制ECU 302通过诸如CPU或计算机的存储器的元件或电路实现为其硬件配置并通过计算机程序等实现为其软件配置，但在图2中被图示为配合实现的功能框。这些功能框能通过硬件和软件的组合以各种形式实现。
作为用于车辆用灯具的控制装置的调平ECU 100包括接收单元102、控制单元104、发送单元106、作为存储单元的存储器108、和作为倾斜传感器的加速度传感器110。调平ECU100例如安装在车辆300的仪表盘附近。调平ECU 100的安装位置未被特别限制，并且例如可设置在前照灯单元210中。加速度传感器110可设置在调平ECU100的外部。例如，加速度传感器110可设置在车体中或前照灯单元210内的任意位置处。车辆控制ECU 302、灯开关304等连接到调平ECU 100。从车辆控制ECU 302、灯开关304等输出的信号由接收单元102接收。接收单元102接收指示来自加速度传感器110的输出值的信号和预定的重置信号。
转向传感器310、车速传感器312、导航系统314等连接到车辆控制ECU 302。从各传感器输出的信号由调平ECU 100的接收单元102经由车辆控制ECU 302接收。车速传感器312是例如基于车轮的转速计算车辆300的速度的传感器。灯开关304根据驾驶者的操作内容来将用于控制灯具单元10的点灯状态的信号、用于指示执行自动调平控制的信号等发送至电源306、车辆控制ECU 302、调平ECU 100等。灯具单元10的点灯状态的控制包括灯具单元10的开关和所形成的配光图案的切换。
由接收单元102接收的信号发送到控制单元104。控制单元104执行自动调平控制，该自动调平控制使用来自加速度传感器110的输出值导出车辆300的倾斜角度或其变化并输出用于灯具单元10的光轴O的俯仰角度(以下适当称为光轴角度θo)的调节信号。控制单元104包括角度计算单元104a、调节指示单元104b和基准值重置单元104c。
角度计算单元104a使用来自加速度传感器110的输出值和在必要的情况下存储在调平ECU 100的RAM(未示出)或存储器108中的信息生成车辆300的俯仰角度信息。调节指示单元104b利用由角度计算单元104a生成的俯仰角度信息来生成用于指示灯具单元10的光轴角度θo的调节的调节信号。调节指示单元104b将所生成的调节信号经由发送单元106输出到调平致动器226。调平致动器226基于所接收的调节信号被驱动，并且灯具单元10的光轴O关于俯仰角度方向被调节。基准值重置单元104c执行预定的重置处理。稍后将详细描述控制单元104的构成单元的动作。
在车辆300中装设有向调平ECU 100、车辆控制ECU 302和前照灯单元210供电的电源306。当利用灯开关304的操作指示开启前照灯单元210时，电力从电源306经由供电线路230供给到光源14。从电源306向调平ECU 100供电在点火开关316开启时进行，并且在点火开关316关闭时停止。
(自动调平控制)
以下将详细描述通过具有上述构型的调平ECU 100执行的自动调平控制。图3是示意性地示出了车辆中产生的加速度矢量和可通过加速度传感器检测出的车辆的倾斜角度的图。
例如，当车辆的后行李厢中装载有行李或乘员坐在后座上时，车辆处于后倾姿态，而当行李从行李厢被卸下或后座上的乘员下车时，车辆从后倾姿态向前倾斜。当车辆300进入后倾姿态或前倾姿态时，灯具单元10的照射方向也向上或向下改变并且向前照射距离增大或减小。因此，调平ECU 100由来自加速度传感器110的输出值导出车辆300的俯仰方向的倾角或其变化并将光轴角度θo设定为基于车辆姿态的角度。通过基于车辆姿态执行用于实时进行灯具单元10的调平调节的自动调平控制，即使车辆姿态改变也能最佳地调节照射光的向前(照射)范围(到达距离)。
在本实施例中，加速度传感器110例如是具有相互垂直的X轴、Y轴和Z轴的三轴加速度传感器。加速度传感器110以任意姿态安装在车辆300上，并且检测车辆300中产生的加速度矢量。在正行驶的车辆300中产生重力加速度和基于车辆300的移动的运动加速度。因此，加速度传感器110能检测其中重力加速度矢量G和运动加速度α如图3所示组合的组合加速度矢量β。在车辆300停止期间，加速度传感器110能检测重力加速度矢量G。加速度传感器110输出检测出的加速度矢量的轴向分量的数值。
加速度传感器110以任意姿态安装到车辆300上，并且在加速度传感器110安装到车辆300上的状态下加速度传感器110的X轴、Y轴和Z轴(传感器侧的轴线)不一定与决定车辆300的姿态的车辆300的纵向轴线、横向轴线和竖直轴线(车辆侧的轴线)重合。因此，控制单元104需要将从加速度传感器110输出的三轴分量，即传感器坐标系中的分量，转换成车辆300的三轴分量，即车辆坐标系中的分量。
调平ECU 100预先存储指示安装在车辆300上的加速度传感器110的轴线、车辆300的轴线和路面角度之间的位置关系的基准轴信息。例如，调平ECU 100存储转换表，其中来自加速度传感器110的输出值中的轴向分量的数值与作为存储器108中的基准轴信息的车辆300的轴向分量的数值相关联。本实施例中的存储器108是非易失性存储器。从加速度传感器110输出的X轴、Y轴和Z轴的分量的数值由控制单元104的角度计算单元104a使用基准轴信息转换为车辆300的纵向轴线、横向轴线和竖直轴线的分量。因此，可以从加速度传感器110的输出值导出车辆纵向方向、车辆横向方向和车辆竖直方向上的加速度。
车辆300相对于重力加速度矢量G的倾斜度可以从车辆停止期间加速度传感器110的输出值导出。也就是说，可以从加速度传感器110的输出值导出作为车辆300相对于水平面的倾斜角度的合计角度θ。合计角度θ包括作为路面相对于水平面的倾斜角度的路面角度θr和作为车辆300相对于路面的倾斜角度的车辆姿态角度θv。路面角度θr、车辆姿态角度θv和合计角度θ是在车辆300的俯仰方向上的角度。
执行自动调平控制以基于车辆300的俯仰方向上的倾斜角度的变化来吸收车辆用灯具的前方照射距离的变化并且最佳地维持照射光的向前范围(到达距离)。因此，自动调平控制所需的车辆300的倾斜角度是车辆姿态角度θv。也就是说，在自动调平控制中，优选的是，当车辆姿态角度θv改变时调节灯具单元10的光轴角度θo，并且当路面角度θr改变时维持灯具单元10的光轴角度θo。为了实现这一点，需要从合计角度θ中提取关于车辆姿态角度θv的信息。
(基本控制)
另一方面，控制单元104执行下面将描述的自动调平的基本控制。在基本控制中，车辆行驶期间的合计角度θ的变化被推定为路面角度θr的变化，车辆停止期间的合计角度θ的变化被推定为车辆姿态角度θv的变化，并且从合计角度θ导出车辆姿态角θv。在车辆行驶期间，货物负载或乘员数量增加或减少且因此车辆姿态角度θv改变的可能性低。因此，车辆行驶期间的合计角度θ的变化能被推定是路面角度θr的变化。在车辆停止期间，车辆300移动并且路面角度θr改变的可能性低。因此，车辆停止期间的合计角度θ的变化能推定为车辆姿态角度θv的变化。
首先，当车辆300在预定的基准路面上处于预定的基准姿态时，执行预定的初始化处理。然后，在初始化处理中获取路面角度θr的初始设定值和车辆姿态角度θv的初始设定值，并将其存储在作为存储单元的存储器108中。具体而言，例如，在车辆制造商的制造工厂或经销商的维护工厂中，车辆300被放置在设计成与水平面平行的基准路面上并且处于基准姿态。例如，基准姿态是当乘员坐在驾驶席上或没有乘员进入车辆时车辆300的姿态。然后，通过工厂中的初始化处理装置的开关的操作、通过经由控制器局域网(CAN)系统的通信等来发送初始化信号。当已经接收到初始化信号时，控制单元104执行预定的初始化处理。在初始化处理中，执行初始瞄准调节，并且将灯具单元10的光轴O设置为初始角度。控制单元104的角度计算单元104a将在基准状态下加速度传感器110的输出值作为路面角度θr的初始设定值(例如，θr＝0°)和车辆姿态角度θv的初始设定值(例如，θv＝0°)以易失性方式存储在RAM中。这样的初始设定值被写入存储器108并以非易失性方式存储。
然后，控制单元104使用加速度传感器110的输出值导出合计角度θ，并且响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化而输出用于光轴角度θo的调节信号以驱动调平致动器226。控制单元104避免响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化而驱动调平致动器226。
在自动调平控制开始时，控制单元104使用车辆姿态角度θv的初始设定值作为车辆姿态角度θv的基准值并使用路面角度θr的初始设定值作为路面角度θr的基准值。然后，控制单元104将作为i)车辆停止期间的合计角度θ的变化和ii)车辆姿态角度θv的基准值之和的车辆姿态角度θv存储为车辆姿态角度θv的新基准值。控制单元104将作为i)车辆行驶期间的合计角度θ的变化和ii)路面角度θr的基准值之和的路面角度θr存储为路面角度θr的新基准值。
例如，当车辆300实际使用时，响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化，控制单元104避免产生或输出指示调节光轴角度θo的调节信号或输出指示维持光轴角度θo的维持信号。因此，可以避免调平致动器226的驱动。角度计算单元104a由在车辆停止时加速度传感器110的输出值计算(在车辆停止时)当前合计角度θ。随后，角度计算单元104a从当前合计角度θ减去车辆姿态角度θv的基准值，以获取路面角度θr(θr＝θ-θv的基准值)。
角度计算单元104a使用所获取的路面角度θr作为路面角度θr的新基准值来更新存储在RAM中的路面角度θr的基准值。更新前的路面角度θr的基准值与更新后的路面角度θr的基准值之差对应于车辆300行驶之前和之后的合计角度θ的变化。因此，被推定为路面角度θr的变化的车辆行驶期间的合计角度θ的变化被引入到路面角度θr的基准值中。路面角度θr的基准值最初与自动调平控制开始时的初始设定值相同，然后通过更新基准值变为与初始设定值不同的值。
控制单元104通过响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化产生并输出用于光轴角度θo的调节信号来驱动调平致动器226。具体而言，在车辆停止期间，角度计算单元104a在预定时刻由加速度传感器110的输出值重复计算当前合计角度θ。计算出的合计角度θ存储在RAM中。角度计算单元104a由合计角度θ和路面角度θr的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv。例如，角度计算单元104a从当前合计角度θ减去路面角度θr的基准值，以获取包含合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv(θv＝θ-基准值θr)。车辆姿态角度θv与以下之和相同：i)车辆停止期间的合计角度θ的变化；ii)车辆姿态角度θv的基准值。
角度计算单元104a使用所获取的车辆姿态角度θv作为车辆姿态角度θv的新基准值来更新存储在RAM中的车辆姿态角度θv的基准值。因此，车辆姿态角度θv的变化和车辆停止期间的合计角度θ的推定变化被引入到车辆姿态角度θv的基准值中。车辆姿态角度θv的基准值最初与自动调平控制开始时的初始设定值相同，然后通过更新基准值变为与初始设定值不同的值。
然后，调节指示单元104b使用计算出的车辆姿态角度θv或更新的车辆姿态角度θv的基准值来产生用于光轴角度θo的调节信号。例如，调节指示单元104b使用预先存储在存储器108中的转换表——其中车辆姿态角度θv的值与光轴角度θo的值相关联——来确定光轴角度θo并产生调节信号。调节信号从发送单元106输出到调平致动器226。
控制单元104存储当点火开关316关闭时存储在存储器108中的RAM中的路面角度θr的基准值和车辆姿态角度θv的基准值中的至少一者。因此，即使点火开关316关闭，也能存储路面角度θr的基准值或车辆姿态角度θv的基准值。控制单元104能通过接收从车辆控制ECU 302发出的IG-OFF信号或者检测到提供给控制单元104的源电压变得等于或小于预定值来检测点火开关316的关闭。
在点火开关316关闭的状态下，车辆300移动并且路面角度θr改变的可能性非常低。因此，可以将从点火开关316关闭到其接通的合计角度θ的变化推定为车辆姿态角度θv的变化。因此，当点火开关316接通时，作为起动后的首次控制，控制单元104使用从加速度传感器110的输出值获取的当前合计角度θ和存储在存储器108中的其基准值来导出当前车辆姿态角度θv。
当路面角度θr的基准值存储在存储器108中时，控制单元104从由加速度传感器110的输出值获取的当前的合计角度θ减去路面角度θr的基准值，以获取当前车辆姿态角度θv。
当车辆姿态角度θv的基准值存储在存储器108中时，控制单元104在点火开关316关闭时除了车辆姿态角度θv的基准值以外还将在点火开关316关闭之前最终检测到的加速度传感器110的检测值或合计角度θ存储在存储器108中。在启动之后的首次控制中，控制单元104计算从加速度传感器110的当前检测值获取的合计角度θ与从在点火开关316关闭之前最终检测到的加速度传感器110的检测值获取的合计角度θ之差。然后，控制单元从所获取的差值和车辆姿态角度θv的基准值计算当前车辆姿态角度θv。
控制单元104将所获取的车辆姿态角度θv作为新基准值存储在RAM中。控制单元104使用所获取的车辆姿态角度θv或车辆姿态角度θv的新基准值来调节光轴。因此，点火开关关闭时的车辆姿态角度θv的变化可以被引入基准值中并且可以将光轴角度θo调节至适当位置。结果，可以提高自动调平控制的精度。
(重置处理)
在本实施例中，车辆停止期间的合计角度θ的变化被推定为车辆姿态角度θv的变化。点火开关316关闭时的合计角度θ的变化也被推定为车辆姿态角度θv的变化。因此，可以利用简单的控制结构以高精度执行自动调平控制。然而，尽管很少见，但是在车辆停止期间或在点火开关316关闭期间路面角度θr可能改变。例如，当车辆300由船舶、汽车运输车等运输或被牵引时，或者当车辆300由工厂中的输送带或升降机移动时，在车辆停止期间路面角度θr会改变。因此，当车辆停止期间或点火开关关闭期间的合计角度θ的变化被推定为车辆姿态角度θv的变化时，存在实际车辆姿态角度θv与推定车辆姿态角度θv之间将发生误差的可能性。
因此，在本实施例中，控制单元104的基准值重置单元104c接收指示车辆300处于基准姿态的重置信号并执行预定的重置处理。在重置处理中，基准值重置单元104c使存储在RAM中的车辆姿态角度θv的基准值接近存储在存储器108中的初始设定值。用语“接近”包括基准值变为等于初始设定值。优选的是，基准值重置单元104c使基准值变为等于初始设定值。基准值重置单元104c可修正所存储的基准值或可删除所存储的基准值并再次存储初始设定值作为基准值。
通过执行重置处理，能使所存储的车辆姿态角度θv的基准值接近实际的车辆姿态角度θv。在重置处理中，角度计算单元104a从合计角度θ减去重置后的车辆姿态角度θv的基准值以计算路面角度θr。然后，角度计算单元104a存储计算出的路面角度θr作为新基准值。因此，在随后的基本控制中，能使用更接近实际的路面角度θr的路面角度θr的基准值来计算车辆姿态角度θv。因此，可以提高自动调平控制的精度。在重置处理中，可使用车辆姿态角度θv的重置基准值来调节光轴角度θo。
执行重置处理的一个条件是车辆300处于基准姿态。基准姿态是车辆300在初始化处理中的姿态。车辆300位于基准路面上的初始化处理的执行条件对于重置处理而言不是必要的。用作重置处理的触发器的重置信号是推定当车辆300将处于基准姿态的可能性高时发送的信号。
例如，重置信号可以是以下中的至少一者：从预定的车辆诊断装置发送的信号；从控制灯具单元10的点亮状态的灯开关304发送的并且表示对灯开关304执行了预定操作的信号；从点火开关316发送的信号；和表示车辆300位于市场和工厂中的至少一者中的信号。
一般而言，车辆诊断装置安装在制造工厂或维护工厂中。因此，从车辆诊断装置接收信号的情形意味着车辆300位于这种工厂中。在这种工厂中，车辆300处于基准姿态的可能性高。因此，能使用从车辆诊断装置发送的信号作为重置信号。
当驾驶者对灯开关304执行预定操作时，基于预定操作的信号从灯开关304发送。预定操作的示例为在预定时间内在形成第一配光图案与形成第二配光图案之间切换预定次数的操作。第一配光图案例如是用于远光的配光图案，第二配光图案例如是用于近光的配光图案。在说明书等中用户被指示在车辆300处于基准姿态的状态下对灯开关304执行预定操作，并且用户根据该指示对灯开关304执行预定操作。因此，能使用从灯开关304发送的信号作为重置信号。
一般而言，当点火开关316在接通状态与切断状态之间切换时，能推定车辆300处于基准姿态的可能性高。因此，能使用从点火开关316发送的信号作为重置信号。
在车辆300位于市场或工厂中的状态下，车辆300处于基准姿态的可能性高。因此，能使用指示车辆300位于市场和工厂中的至少一者中的信号作为重置信号。指示车辆300位于市场和工厂中的至少一者中的信号的示例包括指示车辆300位于市场或工厂中并经由车辆300的车载网络流动的识别信号或从导航系统314等发送的GPS的位置信息信号。
图4是示出了由根据第一实施例的用于车辆用灯具的控制装置执行的自动调平控制的一个示例的流程图。例如，该例程在执行自动调平控制的指令从灯开关304发送并且点火开关316开启时由控制单元104以预定间隔重复执行，在执行自动调平控制的指令解除(或停止指令被发送)或点火开关316关闭时结束。
首先，控制单元104判断是否接收到重置信号(S101)。当接收到重置信号(S101中为“是”)时，控制单元104执行重置处理(S102)并结束该例程。当未接收到重置信号(S101中为“否”)时，控制单元104判断车辆300是否静止(S103)。当车辆300未静止(S103中为“否”)时，也就是说，当车辆300正在行驶时，控制单元104结束该例程。
当车辆300静止(S103中为“是”)时，控制单元104判断在前一例程的S103中是否判定为车辆300正在行驶(S103中为“否”)(S104)。当在前一次判断中判定为车辆300正在行驶(S104中为“否”)时，意味着现在是“车辆停止时”，并且控制单元104从当前合计角度θ减去车辆姿态角度θv的基准值以计算路面角度θr(S105)。然后，控制单元104存储所获取的路面角度θr作为路面角度θr的新基准值(S106)并结束该例程。
当在前一次判断中判定为车辆300未在行驶(S104中为“否”)时，意味着现在是“车辆停止期间”，并且控制单元104从当前合计角度θ减去路面角度θr的基准值以计算车辆姿态角度θv(S107)。然后，控制单元104使用所获取的车辆姿态角度θv调节光轴角度θo，存储所获取的车辆姿态角度θv作为新基准值(S108)，并且结束该例程。
如上所述，根据本实施例的调平ECU 100包括存储在初始化处理中获取的车辆姿态角度θv的初始设定值的存储器108和调节灯具单元10的光轴角度θo的控制单元104。控制单元104存储车辆姿态角度θv的基准值，响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化而输出用于光轴角度θo的调节信号，并且存储与合计角度θ的变化和车辆姿态角度θv的基准值之和相同的车辆姿态角度θv作为车辆姿态角度θv的新基准值。控制单元104响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化而维持光轴角度θo。
控制单元104包括执行预定的重置处理的基准值重置单元104c。当接收到指示车辆300处于基准姿态中的重置信号时，基准值重置单元104c在重置处理中执行重置处理并使得车辆姿态角度θv的基准值接近初始设定值。因此，可以提高自动调平控制的精度。重置处理使用指示车辆300处于基准姿态的重置信号作为开始触发器。也就是说，在重置处理中，车辆300不需要位于基准路面上。在重置处理中，仅使车辆姿态角度θv的基准值接近已经存储的初始设定值。因此，与需要再次执行其中一个条件是车辆位于基准路面上的初始化处理以便再次获取初始设定值并因此修正车辆基准角度θv的基准值的情形相比，可以以更简单的方式提高自动调平控制的精度。
本实施例中的控制单元104也存储路面角度θr的基准值。控制单元104存储与车辆行驶期间的合计角度θ的变化和路面角度θr的基准值之和相同的路面角度θr作为路面角度θr的新基准值。控制单元104由合计角度θ和路面角度θr的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv。因此，可以使用简单的控制结构以高精度执行自动调平控制。
重置信号可以是以下信号中的至少一者：从预定的车辆诊断装置发送的信号；从控制灯开关304发送的并且表示对灯开关304执行了预定操作的信号；从点火开关316发送的信号；和表示车辆300位于市场和工厂中的至少一者中的信号。因此，可以在不使调平ECU100复杂化的情况下提高自动调平控制的精度。
在本实施例中，由于使用加速度传感器110检测车辆300的倾斜角度，所以不需要使用车辆高度传感器。因此，与使用车辆高度传感器的情形相比，可以降低成本并提高车体设计的自由度。
(第二实施例)
根据第二实施例的调平ECU 100与根据第一实施例的调平ECU的不同之处在于自动调平控制的方法。以下将描述本实施例。前照灯单元210、调平ECU 100和车辆300具有与第一实施例中的那些相同的构型。与第一实施例中相同的元件将用相同的附图标记指代并且将适当地省略其描述和图示。
在本实施例中，控制单元104执行下面将描述的用于自动调平的基本控制。在本实施例的基本控制中，车辆行驶期间的合计角度θ的变化被推定为路面角度θr的变化，车辆停止期间的合计角度θ的变化被推定为车辆姿态角度θv的变化，并且从合计角度θ导出车辆姿态角θv。
首先，当车辆300在预定的基准路面上处于预定的基准姿态时，执行预定的初始化处理。然后，在初始化处理中获取车辆姿态角度θv的初始设定值并将其存储在作为存储单元的存储器108中。具体而言，控制单元104的角度计算单元104a将处于基准状态的加速度传感器110的输出值作为车辆姿态角度θv的初始设定值(例如，θv＝0°)存储在RAM和存储器108中。在本实施例中，与第一实施例不一样，路面角度θr的初始设定值的获取不是必需的。
然后，控制单元104使用加速度传感器110的输出值导出合计角度θ，并且响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化而输出用于光轴角度θo的调节信号以驱动调平致动器226。控制单元104避免响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化而驱动调平致动器226。控制单元104在自动调平控制开始时使用车辆姿态角度θv的初始设定值作为车辆姿态角度θv的基准值。然后，控制单元104存储与车辆停止期间的合计角度θ的变化和车辆姿态角度θv的基准值之和相同的车辆姿态角度θv作为车辆姿态角度θv的新基准值。
例如，当车辆300实际使用时，响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化，控制单元104避免产生或输出指示调节光轴角度θo的调节信号或输出指示维持光轴角度θo的维持信号。控制单元104响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化而产生并输出用于光轴角度θo的调节信号。具体而言，角度计算单元104a在车辆停止期间在预定时刻重复计算当前合计角度θ。计算出的合计角度θ存储在RAM中。然后，角度计算单元104a由合计角度θ改变前后的差值Δθ1和车辆姿态角度θv的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv。
例如，角度计算单元104a由当前合计角度θ和前次计算出的合计角度θ计算差值Δθ1。角度计算单元104a将差值Δθ1增加至车辆姿态角度θv的基准值并获取包含合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv(θv＝θv的基准值+Δθ1)。角度计算单元104a使用所获取的车辆姿态角度θv作为车辆姿态角度θv的新基准值来更新存储在RAM中的车辆姿态角度θv的基准值。因此，车辆姿态角度θv的变化和推定的车辆停止期间的合计角度θ的变化被引入车辆姿态角度θv的基准值中。然后，调节指示单元104b使用计算出的车辆姿态角度θv或更新后的车辆姿态角度θv的基准值来生成用于光轴角度θo的调节信号。
在本实施例中，当点火开关316切换至切断状态和接通状态时，也执行与第一实施例中相同的控制。然而，在本实施例中，仅车辆姿态角度θv的基准值存储在存储器18中。也执行与第一实施例中相同的重置处理。然而，在本实施例中，省略了使用合计角度θ和重置后的车辆姿态角度θv的基准值来计算路面角度θr。重置信号与第一实施例中相同。
图5是示出了由根据第二实施例的用于车辆用灯具的控制装置执行的自动调平控制的一个示例的流程图。例如，该例程在与第一实施例中相同的定时重复执行。首先，控制单元104判断是否接收到重置信号(S201)。当接收到重置信号(S201中为“是”)时，控制单元104执行重置处理(S202)并结束该例程。当未接收到重置信号(S201中为“否”)时，控制单元104判断车辆300是否静止(S203)。当车辆300未静止(S203中为“否”)时，控制单元104结束该例程。
当车辆300静止(S203中为“是”)时，控制单元104判断在前一例程的S203中是否判断车辆300正在行驶(S203中为“否”)(S204)。当在前一次判断中判定为车辆300正在行驶(S204中为“否”)时，控制单元104结束该例程。当在前一次判断中判定为车辆300未在行驶(S204中为“否”)时，控制单元104将合计角度θ改变前后之间的差值Δθ1增加至车辆姿态角度θv的基准值以计算车辆姿态角度θv(S205)。然后，控制单元104使用所获取的车辆姿态角度θv调节光轴角度θo，存储所获取的车辆姿态角度θ作为新基准值(S208)，并且结束该例程。
如上所述，根据本实施例的调平ECU 100能以更高的精度执行自动调平控制。在本实施例中，车辆停止期间的合计角度θ改变前后之间的差值Δθ1被增加至车辆姿态角度θv的基准值，以重新计算车辆姿态角度θv。因此，由于能在不使用路面角度θr的初始设定值和基准值的情况下执行自动调平控制，所以可以实现自动调平控制的简化。
(第三实施例)
根据第三实施例的调平ECU 100与根据第一实施例的调平ECU的不同之处在于自动调平控制的方法。以下将描述本实施例。前照灯单元210、调平ECU 100和车辆300具有与第一实施例中的那些相同的构型。与第一实施例中相同的元件将用相同的附图标记指代并且将适当地省略其描述和图示。
在本实施例中，控制单元104执行下面将描述的用于自动调平的基本控制。在本实施例的基本控制中，车辆行驶期间的合计角度θ的变化被推定为路面角度θr的变化，车辆停止期间的合计角度θ的变化被推定为车辆姿态角度θv的变化，并且从合计角度θ导出车辆姿态角θv。
首先，当车辆300在预定的基准路面上处于预定的基准姿态时，执行预定的初始化处理。然后，在初始化处理中获取路面角度θr的初始设定值并将其存储在作为存储单元的存储器108中。具体而言，控制单元104的角度计算单元104a将处于基准状态的加速度传感器110的输出值作为路面角度θr的初始设定值(例如，θr＝0°)存储在RAM和存储器108中。在本实施例中，与第一实施例不一样，车辆姿态角度θv的初始设定值的获取不是必不可少的。
然后，控制单元104使用加速度传感器110的输出值导出合计角度θ，并且响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化而输出用于光轴角度θo的调节信号以驱动调平致动器226。控制单元104避免响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化而驱动调平致动器226。控制单元104在自动调平控制开始时使用路面角度θr的初始设定值作为路面角度θr的基准值。然后，控制单元104存储与车辆行驶期间的合计角度θ的变化和路面角度θr的基准值之和相同的路面角度θr作为路面角度θr的新基准值。
例如，当车辆300实际使用时，响应于车辆行驶期间的合计角度θ的变化，控制单元104避免产生或输出指示调节光轴角度θo的调节信号或输出指示维持光轴角度θo的维持信号。角度计算单元104a由在车辆停止时加速度传感器110的输出值计算(在车辆停止时)当前合计角度θ。随后，角度计算单元104a计算行驶前后的合计角度θ之间的差值Δθ2。然后，将差值Δθ2增加至路面角度θr的基准值，以获取包含车辆行驶期间的合计角度θ的变化的路面角度θr(θr＝θr的基准值+Δθ2)。角度计算单元104a将所获取的路面角度θr作为路面角度θr的新基准值存储在RAM中。因此，路面角度θr的变化和推定的车辆行驶期间的合计角度θ的变化被引入路面角度θr的基准值中。
角度计算单元104a能如下差值Δθ2计算。也就是说，角度计算单元104a存储紧在起动之前的合计角度θ作为紧在车辆300起动之后的合计角度θ的基准值。然后，角度计算单元104a从(车辆停止时)当前合计角度θ减去合计角度θ的基准值，以计算车辆停止时的差值Δθ2。
控制单元104响应于车辆停止期间的合计角度θ的变化而产生并输出用于光轴角度θo的调节信号。具体而言，在车辆停止期间，角度计算单元104a在预定时刻重复计算当前合计角度θ。然后，角度计算单元104a由合计角度θ和路面角度θr的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv。例如，角度计算单元104a从当前合计角度θ减去路面角度θr的基准值，以获取包含合计角度θ的变化的车辆姿态角度θv(θv＝θ-θr的基准值)。调节指示单元104b使用计算出的车辆姿态角度θv产生用于光轴角度θo的调节信号。
在本实施例中，当点火开关316切换至切断状态以及切换至接通状态时，也执行与第一实施例中相同的控制。然而，在本实施例中，仅路面角度θr的基准值存储在存储器108中。作为起动后的首次控制，从由加速度传感器110的当前输出值获取的合计角度θ和存储在存储器108中的路面角度θr的基准值导出当前车辆姿态角度θv。然后，使用所获取的车辆姿态角度θv调节光轴。
在本实施例中，控制单元104的基准值重置单元104c接收指示车辆300处于基准姿态的重置信号并执行预定的重置处理。在重置处理中，基准值重置单元104c由加速度传感器110的输出值计算当前合计角度θ。然后，基准值重置单元104c使存储在RAM中的路面角度θr的基准值接近计算出的合计角度θ。用语“接近”包括基准值变为等于合计角度θ。优选的是，基准值重置单元104c使基准值变为等于合计角度θ。基准值重置单元104c可修正所存储的基准值或者可删除所存储的基准值并再次存储计算出的合计角度θ作为基准值。重置信号与第一实施例中相同。
当路面角度θr的基准值通过重置处理接近合计角度θ时，在随后的基本控制中计算出的车辆姿态角度θv接近零。因此，计算出的车辆姿态角度θv接近实际的车辆姿态角度θv，也就是说，车辆300处于基准姿态时的车辆姿态角度θv。因此，可以提高自动调平控制的精度。
图6是示出了由根据第三实施例的用于车辆用灯具的控制装置执行的自动调平控制的一个示例的流程图。例如，该例程在与第一实施例中相同的定时重复执行。首先，控制单元104判断是否接收到重置信号(S301)。当接收到重置信号(S301中为“是”)时，控制单元104执行重置处理(S302)并结束该例程。当未接收到重置信号(S301中为“否”)时，控制单元104判断车辆300是否静止(S303)。当车辆300未静止(S303中为“否”)时，控制单元104结束该例程。
当车辆300静止(S303中为“是”)时，控制单元104判断在前一例程的S303中是否判定为车辆300正在行驶(S303中为“否”)(S304)。当在前一次判断中判定为车辆300正在行驶(S304中为“否”)时，控制单元104将行驶前后的合计角度θ之间的差值Δθ2增加至路面角度θr的基准值以计算路面角度θr(S305)。控制单元104存储所获取的路面角度θr作为路面角度θr的新基准值(S306)并结束该例程。当在前一次判断中判定为车辆300未在行驶(S304中为“否”)时，控制单元104将当前合计角度θ减去路面角度θr的基准值以计算车辆姿态角度θv(S307)。然后，控制单元104使用所获取的车辆姿态角度θv调节光轴角度θo并结束该例程。
如上所述，根据本实施例的调平ECU 100能以更高的精度执行自动调平控制。在本实施例中，使用合计角度θ和路面角度θr的基准值导出车辆姿态角度θv，并且将行驶前后的合计角度θ之间的差值Δθ2增加至路面角度θr的基准值，以重新计算路面角度θr。因此，由于可以在不使用车辆姿态角度θv的初始设定值和基准值的情况下执行自动调平控制，所以可以实现自动调平控制的简化。在本实施例中，路面角度θr的基准值通过重置处理接近合计角度θ。也就是说，在重置处理中并不使用路面角度θr的初始设定值。因此，可以省略将路面角度θr的初始设定值存储在存储器108中。
本发明不限于上述实施方式，实施方式可以组合或进行各种设计修改，并且从这样的组合或修改获取的实施方式被包含在本发明的范围内。通过上述实施方式之间的组合以及实施方式和修改的组合而获得的新实施方式也具有组合的实施方式和修改的优点。
在上述实施方式中，使用加速度传感器110作为倾斜传感器的一个示例，但可以使用另一传感器如陀螺仪传感器或地磁传感器作为倾斜传感器。在上述实施方式中，作为存储单元的存储器108被包含在调平ECU 100中，但是调平ECU 100外部的存储介质也可用作存储单元。
只要在技术上匹配，通过使用预定分量的计算而获得的值的存储包括存储用于计算该值的分量。例如，当通过将合计角度θ减去车辆姿态角度θv的基准值来计算路面角度θr的基准值时，路面角度θr的基准值的存储包括存储用于该计算的合计角度θ和车辆姿态角度θv的基准值。当通过将合计角度θ减去路面角度θr的基准值来计算车辆姿态角度θv的基准值时，车辆姿态角度θv的基准值的存储包括存储用于该计算的合计角度θ和路面角度θr的基准值。合计角度θ的存储包括存储加速度传感器110的输出值。
作为本发明的各方面，上述元件的任意组合和本发明的表达在方法、装置、系统等之间的转换也是可以的。例如，与上述实施方式相关的发明包括车辆用灯具系统，其包括光轴可调节的车辆用灯具、倾斜传感器和用于车辆用灯具的控制装置。

Claims (6)

1.一种用于车辆用灯具(210)的控制装置，其特征在于包括电子控制单元(100)，所述电子控制单元配置成：
i)接收预定的传感器信号并基于所述传感器信号导出作为车辆相对于水平面的倾斜角度的合计角度(θ)，所述合计角度(θ)包含作为路面相对于水平面的倾斜角度的路面角度(θr)和作为车辆相对于路面的倾斜角度的车辆姿态角度(θv)；
ii)保持车辆姿态角度(θv)的初始设定值，所述初始设定值是在当车辆在预定的基准路面上处于预定的基准姿态时执行的初始化处理中获取的；
iii)保持车辆姿态角度(θv)的基准值，响应于车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量来调节所述车辆用灯具的光轴角度(θo)，并保持车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量与车辆姿态角度(θv)的基准值之和作为新的基准值；
iv)不响应于车辆行驶期间的合计角度(θ)的变化量而调节所述光轴角度(θo)；并且
v)当接收到指示车辆处于所述基准姿态的重置信号时执行预定的重置处理，并在所述重置处理中使车辆姿态角度(θv)的基准值接近所述初始设定值。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(100)配置成：
i)保持路面角度(θr)的基准值，并保持车辆行驶期间的合计角度(θ)的变化量与路面角度(θr)的基准值之和作为路面角度(θr)的新基准值；并且
ii)从车辆停止期间的合计角度(θ)和路面角度(θr)的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量的车辆姿态角度(θv)。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(100)配置成从车辆停止期间的合计角度(θ)改变之前和之后的差值(Δθ1)以及车辆姿态角度(θv)的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量的车辆姿态角度(θv)。
4.一种用于车辆用灯具(210)的控制装置，其特征在于包括电子控制单元(100)，所述电子控制单元配置成：
i)接收预定的传感器信号并基于所述传感器信号导出作为车辆相对于水平面的倾斜角度的合计角度(θ)，所述合计角度(θ)包含作为路面相对于水平面的倾斜角度的路面角度(θr)和作为车辆相对于路面的倾斜角度的车辆姿态角度(θv)；
ii)保持路面角度(θr)的基准值，从车辆停止期间的合计角度(θ)和路面角度(θr)的基准值导出包含车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量的车辆姿态角度(θv)，并调节所述车辆用灯具的光轴角度(θo)；
iii)不响应于车辆行驶期间的合计角度(θ)的变化量而调节所述光轴角度(θo)，并保持车辆行驶期间的合计角度(θ)的变化量与路面角度(θr)的基准值之和作为路面角度(θr)的新基准值；并且
iv)当接收到指示车辆处于预定基准姿态的重置信号时执行预定的重置处理，在所述重置处理中获取合计角度(θ)，并使路面角度(θr)的基准值接近在所述重置处理中获取的合计角度(θ)。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(100)配置成基于所述包含车辆停止期间的合计角度(θ)的变化量的车辆姿态角度(θv)来调节所述光轴角度(θo)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述重置信号是以下信号中的至少一者：
i)从预定的车辆诊断装置发送的信号；
ii)从控制所述车辆用灯具的点亮状态的开关发送的并且表示已经执行了所述开关的预定操作的信号；
iii)从点火开关发送的信号；和
iv)表示车辆位于市场和工厂中的至少一者中的信号。
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