JP2005170305A

JP2005170305A - 車両用前照灯光軸方向自動調整装置

Info

Publication number: JP2005170305A
Application number: JP2003415359A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sugimoto; 敏男杉本; Takamichi Nakase; 隆道中瀬; Ayako Goto; 亜矢子後藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: DE102004059622A1; JP4127202B2; US7239951B2; US20050131608A1

Abstract

【課題】車両のステアリングホイールの操舵角の運転者の意志に反した変動に起因するヘッドライト（前照灯）の光軸方向の意図しない挙動を抑止すること。
【解決手段】車両のステアリングホイールの操舵角ＳＴＡの単位時間当たりの操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖが所定値α以上となると（ステップＳ１０６のＮＯ判定）、車両の操舵輪が、雪道や砂利道、また、褶曲路等で進行方向に対して平行な凹凸等の所謂、轍が形成された道路を走行中であると分かる。すると、車両の操舵輪が、直進走行中であっても轍に捉えられたりして、その影響を少なからず受けることとなるため、ヘッドライトの光軸方向をスイブルさせ調整するスイブル制御が中止される（ステップＳ１０９）。これにより、車両のステアリングホイールの操舵角ＳＴＡの運転者の意志に反した変動に起因するヘッドライトの光軸方向の意図しない挙動を抑止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に配設される前照灯による左右前方照射の光軸方向や照射範囲をステアリングホイールの操舵角に応じて自動的に調整する車両用前照灯光軸方向自動調整装置に関するものである。

従来、車両用前照灯光軸方向自動調整装置に関連する先行技術文献としては、特開２００２−１７８８２８号公報にて開示されたものが知られている。

このものでは、前照灯のスイブル制御において、ステアリングホイールが逆操舵状態、または車両がスリップ状態にあると判定されたときには、前照灯の光軸方向の調整を中止または変更する技術が示されている。
特開２００２−１７８８２８号公報（第２頁〜第３頁）

ところで、前述のものにおいても、例えば、車両の操舵輪が、雪道や砂利道、また、褶曲路等で進行方向に対して平行な凹凸等の所謂、轍が形成された道路にあってはその影響を受け、車両のステアリングホイールの操舵角が運転者の意志に反して変動し、前照灯の光軸方向の意図しない挙動を招くという不具合があった。

そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、車両のステアリングホイールの操舵角の運転者の意志に反した変動に起因する前照灯の光軸方向の意図しない挙動を抑止または抑制可能な車両用前照灯光軸方向自動調整装置の提供を課題としている。

請求項１の車両用前照灯光軸方向自動調整装置によれば、操舵角検出手段で検出される車両のステアリングホイールの操舵角の変化量演算手段による単位時間当たりの変化量に対応して分散値演算手段により算出される分散値が所定値以上となると、車両の操舵輪が、雪道や砂利道、また、褶曲路等で進行方向に対して平行な凹凸等の所謂、轍が形成された道路を走行中であると分かる。すると、車両の操舵輪が、直進走行中であっても轍に捉えられたりして、その影響を少なからず受けることとなるため、スイブル制御手段による前照灯の光軸方向を操舵角と車速検出手段による車速とに基づきスイブルさせ調整するスイブル制御がスイブル変更手段により中止または変更される。これにより、車両のステアリングホイールの操舵角の運転者の意志に反した変動に起因する前照灯の光軸方向の意図しない挙動が未然に抑止または抑制される。

請求項２の車両用前照灯光軸方向自動調整装置によれば、パラメータ検出手段で検出される車両の左右方向の挙動に応じて変化する各種パラメータの変化量演算手段による単位時間当たりの変化量に対応して分散値演算手段により算出される分散値が所定値以上となると、車両の操舵輪が、雪道や砂利道、また、褶曲路等で進行方向に対して平行な凹凸等の所謂、轍が形成された道路を走行中であると分かる。例えば、所定値は分散値の１．５に設定される。この場合の分散値算出におけるサンプリングタイムや閾値は、その都度車両毎に設定される。すると、車両の操舵輪が、直進走行中であっても轍に捉えられたりして、その影響を少なからず受けることとなるため、スイブル制御手段による前照灯の光軸方向を操舵角と車速検出手段による車速とに基づきスイブルさせ調整するスイブル制御がスイブル変更手段により中止または変更される。これにより、車両のステアリングホイールの操舵角の運転者の意志に反した変動に起因する前照灯の光軸方向の意図しない挙動が未然に抑止または抑制される。

請求項３の車両用前照灯光軸方向自動調整装置では、各種パラメータとして操舵角以外の車両の左／右車輪の車輪速差、ヨーレイト、横方向Ｇのうち少なくとも１つが用いられることで車両の左右方向の挙動を的確に捉えることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置の全体構成を示す概略図である。

図１において、車両の前面には前照灯として左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒが配設されている。これらヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒには光軸方向を調整するための各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒが接続されている。２０はＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）であり、ＥＣＵ２０は周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ２１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ２２、各種データを格納するＲＡＭ２３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ２４、入出力回路２５及びそれらを接続するバスライン２６等からなる論理演算回路として構成されている。

ＥＣＵ２０には、車両に搭載された周知のナビゲーション・システム１５からの出力信号、車両の左車輪の左車輪速ＳＰＤL を検出する左車輪速センサ１６Ｌからの出力信号、車両の右車輪の右車輪速ＳＰＤR を検出する右車輪速センサ１６Ｒからの出力信号、運転者によるステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡを検出する操舵角センサ１８からの出力信号、その他の各種センサ信号が入力されている。そして、ＥＣＵ２０からの出力信号が車両の左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒに入力され、左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向が調整される。

なお、本実施例の構成においては、図２に示すように、ヘッドライト１０Ｒ，１０Ｌの配光領域（ロービーム）が、ステアリングホイール１７の中立点から右方向または左方向への操舵に応じて初期位置から右方向または左方向へスイブル制御範囲内にて調整される。このスイブル制御範囲は、運転者の前方視認性を損なうことなく、運転者のステアリングホイール１７の操舵に伴う右方向または左方向の視認性が考慮される。このため、車両のステアリングホイール１７の操舵による右旋回ではヘッドライト１０Ｒの配光領域に対する右方向のヘッドライト１０Ｒのスイブル制御範囲の方がヘッドライト１０Ｌの配光領域に対する右方向のヘッドライト１０Ｌのスイブル制御範囲より広くされている。逆に、車両のステアリングホイール１７の操舵による左旋回ではヘッドライト１０Ｌの配光領域に対する左方向のヘッドライト１０Ｌのスイブル制御範囲の方がヘッドライト１０Ｒの配光領域に対する左方向のヘッドライト１０Ｒのスイブル制御範囲より広くされている。

次に、本発明の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置で使用されているＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１におけるスイブル制御の処理手順を示す図３のフローチャートに基づき、図４を参照して説明する。ここで、図４は図３の処理に対応する轍が形成された道路の直進走行における各種センサ信号や各種制御量等の挙動を示すタイムチャートである。また、図４における分散値Ｖの算出では、直前の１秒間の操舵角変化量ｘを用いている。なお、このスイブル制御ルーチンは例えば、５〔ｍｓ：ミリ秒〕毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行される。

図３において、ステップＳ１０１で、操舵角センサ１８で検出された操舵角ＳＴＡが読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、左車輪速センサ１６Ｌで検出された左車輪速ＳＰＤL が読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、右車輪速センサ１６Ｒで検出された右車輪速ＳＰＤR が読込まれる。次にステップＳ１０４に移行して、今回の検出時間Ｔ(i) における操舵角ＳＴＡ(i) と前回の検出時間Ｔ(i-1) における操舵角ＳＴＡ(i-1) とに基づき操舵角の単位時間当たりの変化量である操舵角変化量ｘが次式（１）にて算出される。

（数１）
ｘ＝｛ＳＴＡ(i) −ＳＴＡ(i-1) ｝・・・（１）

次にステップＳ１０５に移行して、操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖが次式（２）にて算出される。ここで、ｎは演算に用いられるデータ数であり、サンプリング間隔と過去何秒間のデータを用いるかで決まる。

（数２）
Ｖ＝｛ｎΣｘ² −（Σｘ）² ｝／ｎ² ・・・（２）

次にステップＳ１０６に移行して、ステップＳ１０５で算出された分散値Ｖが予め設定された所定値α未満であるかが判定される。ステップＳ１０６の判定条件が成立、即ち、分散値Ｖが所定値α未満と小さいとき（図４の時刻ｔ1 以前、時刻ｔ2 以降）には、実際のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡの変動も小さく現われている。つまり、このとき車両の操舵輪は、轍が形成されていない道路にあって、運転者の直進走行の意志に応じた実際のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡによって変動が小さいと分かる。

このため、ステップＳ１０７に移行し、ステップＳ１０１で読込まれた操舵角ＳＴＡ及びステップＳ１０２で読込まれた左車輪速ＳＰＤL とステップＳ１０３で読込まれた右車輪速ＳＰＤR とに基づく車速ＳＰＤに応じてスイブル制御角ＳＷＣが算出される。次にステップＳ１０８に移行して、スイブル制御処理としてステップＳ１０７で算出されたスイブル制御角ＳＷＣに基づく出力信号が車両の左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒに入力され、左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向が調整され、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１０６の判定条件が成立せず、即ち、分散値Ｖが所定値α以上と大きいとき（図４の時刻ｔ1 〜時刻ｔ2 ）には、実際のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡの変動も大きく現われている。つまり、このとき車両の操舵輪は、轍が形成された道路を走行中で、運転者の直進走行の意志にもかかわらず実際のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡがその影響を受け変動が大きいと分かる。このため、ステップＳ１０９に移行し、スイブル制御中止処理として車両の左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向の調整が中止され、本ルーチンを終了する。

なお、上述のルーチンでは省略されているが、ステップＳ１０６の判定で用いられる分散値Ｖが、閾値である所定値αを所定時間以上越えたときにスイブル制御中止処理に移行する。これにより、ノイズ等の発生に起因してスイブル制御中止処理に移行しないようにされる。また、所定値αにはヒステリシス分βが設けられており、スイブル制御中止処理からスイブル制御処理に復帰するタイミングは、分散値Ｖが所定値（α−β）より低い値となったときとされる。したがって、上述のように、図４では時刻ｔ1 から時刻ｔ2 までスイブル制御中止処理が実行されることとなる。

また、このスイブル制御中止処理の開始時点において、スイブル制御中であるときには、車両の左右のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの配光領域が初期位置となるまで、そのときの車速ＳＰＤ等に基づくフィルタ処理が実行され徐々に戻される。

なお、図４に示すタイムチャートでは、左車輪速ＳＰＤL と右車輪速ＳＰＤR との車輪速差は殆ど表れていないが、より精度の高い左／右車輪速センサを用いれば車輪速差を捉えることも可能であり、その車輪速差によれば同様のスイブル制御処理を実行することができる。

更に、車両の操舵輪が、図４で説明した轍が形成された道路の直進走行以外にあるとき、比較のため実際のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡに対する分散値Ｖがどのように変動するかについて、図５及び図６を参照して説明する。ここで、図５は上述の図３の処理に対応する轍が形成されていない道路のＳ字走行における各種センサ信号や各種制御量等の挙動、図６は上述の図３の処理に対応する轍が形成されていない道路のＲ３０〔半径３０ｍ：メートル〕旋回走行における各種センサ信号や各種制御量等の挙動をそれぞれ示すタイムチャートである。なお、図５及び図６における分散値Ｖの算出でも、図４と同様、直前の１秒間の操舵角変化量ｘを用いた。

まず、図５において、走行中の道路に沿うよう運転者によるステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡに大きな変動が見られるが、操舵角変化量ｘには小さな変動しか現われない。このため、操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖが、所定値αを越えることはなく上述の図３のステップＳ１０６の判定条件が成立しなくなることはないため、ステップＳ１０９のスイブル制御中止処理が実行されることはない。なお、図５で、分散値Ｖが、閾値である所定値αを一瞬越えているが、上述したように、このときスイブル制御中止処理に移行することはない。

また、図６においても、Ｒ３０〔ｍ〕道路に沿うよう運転者によるステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡに大きな変動が見られるが、操舵角変化量ｘには小さな変動しか現われない。このため、操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖが、所定値αを越えることはなく上述の図３のステップＳ１０６の判定条件が成立しなくなることはないため、ステップＳ１０９のスイブル制御中止処理が実行されることはない。なお、図６でも、分散値Ｖが、時々閾値である所定値αを一瞬越えているが、上述したように、このときスイブル制御中止処理に移行することはない。

このように、本実施例の車両用前照灯光軸方向自動調整装置は、車両のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡを検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ１８と、車両の車速ＳＰＤを左／右車輪速ＳＰＤL ，ＳＰＤR に基づき検出する車速検出手段としての左／右車輪速センサ１６Ｌ，１６Ｒと、操舵角センサ１８で検出された操舵角ＳＴＡと左／右車輪速センサ１６Ｌ，１６Ｒで検出された左／右車輪速ＳＰＤL ，ＳＰＤR による車速ＳＰＤとに基づき車両のヘッドライト（前照灯）１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向を水平方向に平行な左右方向にスイブルさせ調整するＥＣＵ２０にて達成されるスイブル制御手段と、操舵角センサ１８で検出された操舵角ＳＴＡの単位時間当たりの操舵角変化量ｘを算出するＥＣＵ２０にて達成される変化量演算手段と、前記変化量演算手段で算出された操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖを算出するＥＣＵ２０にて達成される分散値演算手段と、前記分散値演算手段で算出された分散値Ｖが所定値α以上のときには、前記スイブル制御手段によるヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向の調整を中止するＥＣＵ２０にて達成されるスイブル変更手段とを具備するものである。

つまり、車両のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡの単位時間当たりの操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖが所定値α以上となると、轍が形成された道路を走行中であると分かる。すると、車両の操舵輪が、直進走行中であっても轍に捉えられたりして、その影響を少なからず受けることとなるため、ヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向を操舵角ＳＴＡと車速ＳＰＤとに基づきスイブルさせ調整するスイブル制御が中止される。これにより、車両のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡの運転者の意志に反した変動に起因するヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向の意図しない挙動を抑止することができる。

ところで、上記実施例では、操舵角ＳＴＡの操舵角変化量ｘに対応する分散値Ｖを算出してスイブル制御によるスイブル制御の有無を判断しているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、車両の左右方向の挙動に応じて変化する各種パラメータを用いてもよい。

このような車両用前照灯光軸方向自動調整装置は、車両のステアリングホイール１７の操舵角ＳＴＡを検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ１８と、車両の車速ＳＰＤを左／右車輪速ＳＰＤL ，ＳＰＤR に基づき検出する車速検出手段としての左／右車輪速センサ１６Ｌ，１６Ｒと、操舵角センサ１８で検出された操舵角ＳＴＡと左／右車輪速センサ１６Ｌ，１６Ｒで検出された左／右車輪速ＳＰＤL ，ＳＰＤR による車速ＳＰＤとに基づき車両のヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向を水平方向に平行な左右方向にスイブルさせ調整するＥＣＵ２０にて達成されるスイブル制御手段と、車両の左右方向の挙動に応じて変化する各種パラメータを検出するパラメータ検出手段と、前記パラメータ検出手段で検出された各種パラメータの単位時間当たりの変化量を算出するＥＣＵ２０にて達成される変化量演算手段と、前記変化量演算手段で算出された各種パラメータの変化量に対応する分散値Ｖを算出するＥＣＵ２０にて達成される分散値演算手段と、前記分散値演算手段で算出された分散値Ｖが所定値以上のときには、前記スイブル制御手段によるヘッドライト１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向の調整を中止または変更するＥＣＵ２０にて達成されるスイブル変更手段とを具備するものである。

このように、上述の実施例で分散値Ｖを算出するために用いた操舵角ＳＴＡの操舵角変化量ｘに替えて各種パラメータの変化量を採用することで、同様の作用・効果が期待できる。なお、各種パラメータとしては、操舵角ＳＴＡ以外として車両の左右方向の挙動に応じて変化する車輪速差、ヨーレイト、横方向Ｇのうち少なくとも１つを用いることができる。

図１は本発明の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置の全体構成を示す概略図である。図２は本発明の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置におけるヘッドライトの配光領域を示す説明図である。図３は本発明の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるスイブル制御の処理手順を示すフローチャートである。図４は図３の処理に対応する轍が形成された道路の直進走行における各種センサ信号や各種制御量等の挙動を示すタイムチャートである。図５は図３の処理に対応する轍が形成されていない道路のＳ字走行における各種センサ信号や各種制御量等の挙動を示すタイムチャートである。図６は図３の処理に対応する轍が形成されていない道路のＲ３０旋回走行における各種センサ信号や各種制御量等の挙動を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０Ｌ，１０Ｒヘッドライト（前照灯）
１１Ｌ，１１Ｒアクチュエータ
１６Ｌ左車輪速センサ
１６Ｒ右車輪速センサ
１７ステアリングホイール
１８操舵角センサ
２０ＥＣＵ（電子制御ユニット）

Claims

車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記操舵角検出手段で検出された操舵角と前記車速検出手段で検出された車速とに基づき前記車両の前照灯の光軸方向を水平方向に平行な左右方向にスイブル（Swivel：旋回）させ調整するスイブル制御手段と、
前記操舵角検出手段で検出された操舵角の単位時間当たりの変化量を算出する変化量演算手段と、
前記変化量演算手段で算出された操舵角の変化量に対応する分散値を算出する分散値演算手段と、
前記分散値演算手段で算出された分散値が所定値以上のときには、前記スイブル制御手段による前記前照灯の光軸方向の調整を中止または変更するスイブル変更手段と
を具備することを特徴とする車両用前照灯光軸方向自動調整装置。
車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記操舵角検出手段で検出された操舵角と前記車速検出手段で検出された車速とに基づき前記車両の前照灯の光軸方向を水平方向に平行な左右方向にスイブルさせ調整するスイブル制御手段と、
前記車両の左右方向の挙動に応じて変化する各種パラメータを検出するパラメータ検出手段と、
前記パラメータ検出手段で検出された各種パラメータの単位時間当たりの変化量を算出する変化量演算手段と、
前記変化量演算手段で算出された各種パラメータの変化量に対応する分散値を算出する分散値演算手段と、
前記分散値演算手段で算出された分散値が所定値以上のときには、前記スイブル制御手段による前記前照灯の光軸方向の調整を中止または変更するスイブル変更手段と
を具備することを特徴とする車両用前照灯光軸方向自動調整装置。
前記各種パラメータは、前記操舵角以外の前記車両の左／右車輪の速度差である車輪速差、ヨーレイト（Yaw Rate：ヨー角速度）、横方向Ｇ（Gravity:重力）のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯光軸方向自動調整装置。