JP6445308B2 - 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する。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。

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車両用灯具の制御装置が開示されている。

特開２０１２−０３０７８２号公報 特開２０１２−０３０７８３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。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。

本発明者らは、オートレベリング制御の高精度化を実現すべく鋭意検討した結果、従来の車両用灯具の制御装置には、オートレベリング制御のさらなる高精度化を図る余地があることを認識するに至った。

本発明はこうした状況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。当該車両用灯具の制御装置は、加速度センサの出力値を受信するための受信部と、加速度センサが車両に搭載された状態におけるセンサ側の軸と車両の姿勢を決める車両側の軸との理想的な位置関係を示す情報を保持する位置情報保持部と、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向又は車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる出力値をプロットし、プロットした複数点から直線又はベクトルを導出し、直線又はベクトルの傾きを用いてセンサ側の軸と車両側の軸の理想的な位置関係からのずれを算定し、理想的な位置関係を示す情報を補正する補正部と、補正された情報を用いて現在の加速度から車両の傾斜角度を導出し、車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成する調節指示部と、を有する。この態様によれば、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。

本発明の他の態様も車両用灯具の制御装置である。当該車両用灯具の制御装置は、加速度センサの出力値を受信するための受信部と、加速度センサが車両に搭載された状態におけるセンサ側の軸と車両の姿勢を決める車両側の軸との理想的な位置関係を示す情報を保持する位置情報保持部と、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向又は車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる出力値をプロットし、プロットした複数点から直線又はベクトルを導出し、直線又はベクトルの傾きを用いてセンサ側の軸と車両側の軸の理想的な位置関係からのずれを補正情報として算定する補正部と、位置関係を示す情報を用いて現在の加速度から車両の傾斜角度を導出し、導出された傾斜角度を補正情報を用いて補正し、補正された傾斜角度を用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調節指示部と、を有する。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。

上記いずれかの態様において、センサ側の軸は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を含み、補正部は、直線又はベクトルの傾きに基づいてＸ軸と車両側の前後軸との位置関係を補正してもよい。また、上記いずれかの態様において、補正部は、直線又はベクトルの傾きが所定のしきい値を上回る場合に、当該所定のしきい値よりも小さい補正値だけ直線又はベクトルの傾きが小さくなるよう情報を補正してもよい。これらの態様によっても、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、上記いずれかの態様において、補正部は、所定の曲進状態及び所定の傾斜路走行状態の少なくとも一方を含む特定走行状態に車両があったときの出力値が直線又はベクトルの導出に用いようとする出力値に含まれる場合、この出力値を除外して直線又はベクトルを導出してもよい。また、この態様において、補正部は、特定走行状態を判定するための基準値を複数の出力値における車両左右方向の加速度から導出し、加速度センサの出力値における車両左右方向の加速度と基準値との差が所定のしきい値を上回る場合、この出力値を除外して直線又はベクトルを導出してもよい。また、上記いずれかの態様において、補正部は、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる出力値をプロットし、プロットした複数点から直線又はベクトルを導出し、導出された直線又はベクトルに対するプロットした出力値の分散を計算し、得られた分散が所定のしきい値を超える場合に、直線又はベクトルを導出し直してもよい。これらの態様によれば、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。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。

実施の形態に係るレベリングＥＣＵ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、レベリングＥＣＵ及び車両制御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。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、センサ軸と車両軸とが理想的な位置関係にある状態で車両走行中に検出される加速度センサの出力値をプロットして得られる直線を示す図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、センサ軸と車両軸とが理想的な位置関係からずれている状態で車両走行中に検出される加速度センサの出力値をプロットして得られる直線を示す図である。 車両が特定走行状態にあるとき得られる加速度センサの出力値を説明するための図である。 実施の形態に係るレベリングＥＣＵが実行するオートレベリング制御の一例を示す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。

本明細書において、「車両走行中」とは、例えば後述する車速センサ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。「車両停止時」とは、例えば車速センサ３１２の検出値が０となった後、後述する加速度センサ１１０の検出値が安定したときである。「車両停止中」とは、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。この「安定したとき」は、加速度センサ１１０の出力値の単位時間あたりの変化量が所定量以下となったときとしてもよいし、車速センサ３１２の検出値が０になってから所定時間経過後（例えば１〜２秒後）としてもよい。「車両３００が停車している」とは、車両３００が「車両停止時」あるいは「車両停止中」の状態にあることを意味する。

図１は、実施の形態に係るレベリングＥＣＵ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２１０Ｌ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、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、これにより光軸Ｏのピッチ角度を下方、上方に向けるレベリング調整ができる。

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１４、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７、及び投影レンズ２０を備える。光源１４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、レベリングＥＣＵ及び車両制御ＥＣＵ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。これらの機能ブロックがハードウェア、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、制御部１０４、送信部１０６、メモリ１０８及び加速度センサ１１０を備える。制御部１０４は、補正部１０４１及び調節指示部１０４２を有する。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内や車両制御ＥＣＵ３０２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３００に搭載される車両制御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、車輪速センサ３１６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に送信することができる。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で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。電源３０６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である。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。

メモリ１０８は、後述する路面角度θｒの基準値や車両姿勢角度θｖの基準値、及び加速度センサ１１０、ステアリングセンサ３１０、車速センサ３１２、車輪速センサ３１６等の各種センサの出力値を保持することができる。加速度センサ１１０の出力値は、所定の時間間隔で繰り返しメモリ１０８に記憶される。また、メモリ１０８は、位置情報保持部として機能し、加速度センサ１１０が車両３００に搭載された状態におけるセンサ側の軸（以下では適宜、センサ軸と称する）と車両３００の姿勢を決める車両側の軸（以下では適宜、車両軸と称する）との理想的な位置関係を示す情報（以下では適宜、位置関係情報と称する）を保持する。

受信部１０２は、受信した信号を制御部１０４に送信する。制御部１０４は、調節指示部１０４２において、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の傾斜角度を導出し、灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を生成し、送信部１０６に出力する。送信部１０６は、この制御信号を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、受信した制御信号をもとに駆動し、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。

また、制御部１０４は補正部１０４１において、メモリ１０８に保持される位置関係情報を、車両３００の走行中に検出される加速度センサ１１０の出力値を用いて補正する補正処理を実施する。この補正処理については後に詳細に説明する。

続いて、上述の構成を備えるレベリングＥＣＵ１００によるオートレベリング制御について説明する。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。

例えば、車両後部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の姿勢に応じて上下に変動し、前方照射距離が変化する。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Ｏのピッチ角度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された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、センサ軸として互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及び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の移動に起因す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。

したがって、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と、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度θｖ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及び合計角度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。

また、加速度センサ１１０は、検出した加速度ベクトルのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各成分の数値を出力する。上述のように、加速度センサ１１０は車両３００に対して任意の姿勢で取り付けられるため、加速度センサ１１０の３軸は、車両軸としての車両３００の前後軸、左右軸及び上下軸と必ずしも一致しない。このため、制御部１０４は、加速度センサ１１０から出力されるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各成分の数値を、車両３００の前後軸、左右軸及び上下軸の成分に変換する必要がある。加速度センサ１１０の３軸成分を車両３００の３軸成分に変換するためには、加速度センサ１１０が車両３００に取り付けられた状態でのセンサ軸と車両軸との位置関係を示す情報が必要である。

本実施形態のオートレベリング制御において、この情報は、例えば以下のようにして生成される。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、センサ軸と車両軸とが理想的な位置関係にある状態で車両走行中に検出される加速度センサの出力値をプロットして得られる直線を示す図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、センサ軸と車両軸とが理想的な位置関係からずれている状態で車両走行中に検出される加速度センサの出力値をプロットして得られる直線を示す図である。図４（Ａ）及び図５（Ａ）は、車両前後軸を第１軸（Ｘ）、車両上下軸を第２軸（Ｚ）に設定した座標にプロットされた出力値を示す。図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）は、車両前後軸を第１軸（Ｘ）、車両左右軸を第２軸（Ｙ）に設定した座標にプロットされた出力値を示す。

例えば、まずレベリングＥＣＵ１００の製造出荷時に、加速度センサ１１０が車両３００に搭載された状態におけるセンサ軸と車両軸との理想的な位置関係を示す位置関係情報が予めメモリ１０８に記録される。この位置関係情報は、例えば、車両設計図等から得られる加速度センサ１１０の車両３００への取付姿勢設計値に基づいて導出される。また、位置関係情報は、例えば加速度センサ１１０の出力値における各軸成分の数値を車両３００の各軸成分の数値と対応付けた変換テーブルである。

また、補正部１０４１は、車両３００が実際に使用される状況で、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向又は車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる加速度センサ１１０の出力値をプロットする。そして、プロットした複数点から、例えば最小二乗法や移動平均法等を用いて直線（直線近似式）又はベクトルを導出する。座標にプロットされる加速度センサ１１０の出力値は、例えばメモリ１０８に記憶されている出力値である。また、ここでの車両前後、左右、上下方向は、メモリ１０８に記憶されている位置関係情報に基づく。

車両３００は、路面に対して平行に移動する。よって、運動加速度ベクトルαは、車両前後軸と車両上下軸とを含む面上で、車両姿勢角度θｖによらず路面に対して平行なベクトルとなる。また、車両３００の車両姿勢角度θｖが０°である場合、理論上は車両前後軸は路面に対して平行となるため、運動加速度ベクトルαは、車両３００の前後軸に平行なベクトルとなる。よって、車両３００の加減速によって運動加速度ベクトルαの大きさが変化した際に加速度センサ１１０によって検出される合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、車両前後軸に対して平行な直線となる。また、車両３００が直進状態で、且つ水平路を走行している場合、理論上、合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、車両前後軸と車両左右軸とを含む面上で車両前後軸に対して平行な直線となる。

このため、車両３００が、車両姿勢角度θｖが０°で直進状態且つ水平路走行状態にある場合、仮にセンサ軸と車両軸とが理想的な位置関係を有していれば、図４（Ａ）に示すように、車両前後軸（車両前後方向の加速度）を第１軸（Ｘ）に設定し車両上下軸（車両上下方向の加速度）を第２軸（Ｚ）に設定した座標に、車両走行中に得られる加速度センサ１１０の出力値をプロットすると、車両前後軸に略平行な直線（図中、破線で示される直線：以下では適宜、ＸＺ平面上の直線をＸＺ直線と称する）を導出することができる。同様に、図４（Ｂ）に示すように、車両前後軸を第１軸（Ｘ）に設定し車両左右軸（車両左右方向の加速度）を第２軸（Ｙ）に設定した座標に加速度センサ１１０の出力値をプロットすると、車両前後軸に略平行な直線（図中、破線で示される直線：以下では適宜、ＸＹ平面上の直線をＸＹ直線と称する）を導出することができる。

しかしながら、加速度センサ１１０が車両３００に対して設計通りに正確に取り付けられるとは限らないため、現実のセンサ軸と車両軸とは理想的な位置関係からずれる場合がある。センサのＸ，Ｙ，Ｚ軸と車両の前後、左右、上下軸とが理想的な位置関係からずれている場合、図５（Ａ）に示すように、車両前後軸を第１軸（Ｘ）に設定し車両上下軸を第２軸（Ｚ）に設定した座標に加速度センサ１１０の出力値をプロットすると、車両前後軸に対して傾いたＸＺ直線が得られる。同様に、図５（Ｂ）に示すように、車両前後軸を第１軸（Ｘ）に設定し車両左右軸を第２軸（Ｙ）に設定した座標に加速度センサ１１０の出力値をプロットすると、車両前後軸に対して傾いたＸＹ直線が得られる。

このＸＺ直線及びＸＹ直線の傾き（直線と車両前後軸とがなす角度）は、現実のセンサ軸と車両軸との位置関係が両者の理想的な位置関係からずれていることを示す情報である。また、このＸＺ直線及びＸＹ直線の傾きは、位置関係情報における車両前後軸と、車両走行中に計算して得られる車両前後軸との差に相当する。ＸＺ直線及びＸＹ直線の傾き、すなわち現実のセンサ軸と車両軸との理想的な位置関係からのずれは、加速度センサ１１０の出力値から算出される車両３００のピッチ角度の誤差となってしまう。

そこで、補正部１０４１は、上述した座標に加速度センサ１１０の出力値をプロットしてＸＺ直線及びＸＹ直線を得る。そして、このＸＺ直線及びＸＹ直線の傾きを用いてセンサ軸と車両軸の理想的な位置関係からのずれを算定し、位置関係情報を補正する。なお、加速度センサ１１０の出力値から加速度ベクトルを算出してもよい。

本実施の形態において、補正部１０４１は、ＸＺ直線及びＸＹ直線（又はベクトル）の傾きに基づいて加速度センサ１１０のＸ軸と車両３００の前後軸との位置関係を補正する。具体的には、補正部１０４１は、ＸＺ直線及びＸＹ直線が車両前後軸（第１軸）に対して平行に近づくように、すなわちＸＺ直線及びＸＹ直線の傾きがゼロに近づくように、位置関係情報を補正する。また、補正部１０４１は、ＸＺ直線の傾きが所定のしきい値θ_ｔｈＡを上回る場合に、当該所定のしきい値θ_ｔｈＡよりも小さい補正値θ_ｃＡだけ傾きが小さくなるよう位置関係情報を補正する。また、補正部１０４１は、ＸＹ直線の傾きが所定のしきい値θ_ｔｈＢを上回る場合に、当該所定のしきい値θ_ｔｈＢよりも小さい補正値θ_ｃＢだけ傾きが小さくなるよう位置関係情報を補正する。これにより、ＸＺ直線及びＸＹ直線の傾きと、センサ軸あるいは車両軸との対応関係の精度が低い場合でも、位置関係情報で定められているセンサ軸と車両軸の位置関係と現実の位置関係とを徐々に近づけていくことができる。「所定のしきい値θ_ｔｈＡ」、「所定のしきい値θ_ｔｈＢ」、「補正値θ_ｃＡ」及び「補正値θ_ｃＢ」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。しきい値θ_ｔｈＡとしきい値θ_ｔｈＢとは異なる値であっても同一の値であってもよい。しきい値θ_ｔｈＡ及びしきい値θ_ｔｈＢを異なる値とした場合には、加速度センサ１１０のＸ軸と車両３００の前後軸との位置関係について、ＸＺ平面上の位置関係とＸＹ平面上の位置関係とで異なる調整が可能となる。しきい値θ_ｔｈＡ及びしきい値θ_ｔｈＢを同一の値とした場合には、制御の簡略化を図ることができる。同様に、補正値θ_ｃＡと補正値θ_ｃＢとは、異なる値であっても同一の値であってもよく、それぞれについてしきい値の場合と同様の効果が得られる。

補正部１０４１は、例えば連続的に、もしくは一定時間毎にＸＺ直線及びＸＹ直線（又はベクトル）を導出し、位置関係情報の補正を繰り返す。例えば、補正部１０４１は、車両走行中にメモリ１０８に記憶された加速度センサ１１０の出力値の数がＸＺ直線及びＸＹ直線の算出に用いる予め定められた数に達したとき、ＸＺ直線及びＸＹ直線（又はベクトル）を導出し、位置関係情報を補正する。

そして、調節指示部１０４２は、補正された位置関係情報を用いて現在の加速度から車両の傾斜角度を導出し、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。これにより、センサ軸と車両軸との位置関係のずれに起因する光軸角度のずれを回避することができるため、より高精度なオートレベリング制御を実現することができる。なお、本実施の形態では、ＸＺ直線及びＸＹ直線の両方について、その傾きが車両前後軸に対して平行に近づくように位置関係情報を補正しているが、特にこれに限定されず、ＸＺ直線及びＸＹ直線の少なくとも一方の傾きが車両前後軸に対して平行に近づくように位置関係情報を補正すれば、オートレベリング制御の高精度化を図ることができる。ＸＹ直線の傾きが車両前後軸に対して平行に近づくように位置関係情報を補正した場合、この補正により加速度センサ１１０の出力値のＸ軸成分の値がより正しい値に近づく。一方、オートレベリング制御では、加速度センサ１１０の出力値のＸ軸成分とＺ軸成分とを用いて車両３００の傾斜角度が算出される。このため、ＸＹ直線の傾きについて位置関係情報を補正した場合でも、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、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００は、上述した直線の傾きに基づく位置関係情報の補正をより高精度に実施すべく、以下に示す制御を実施する。図６は、車両が特定走行状態にあるとき得られる加速度センサの出力値を説明するための図である。車両前後軸と車両左右軸とを座標軸として直線を導出する場合、この直線は車両姿勢角度θｖによって傾きが変化しないため、より高精度な補正処理を実行することができる。しかしながら、この場合は次のような課題が生じ得る。

すなわち、図６に示すように、車両３００が直進状態且つ水平路走行状態にあるときは、車両３００の左右軸（Ｙ軸）の値がほぼ等しい、すなわち前後軸（Ｘ軸）からの距離がほぼ等しい出力値（図中、黒丸で示す出力値）が得られる。これに対し、車両３００が所定の曲進状態及び所定の傾斜路走行状態の少なくとも一方を含む特定走行状態にあると、車両３００にヨー方向の加速度が加わる。このため、特定走行状態では、車両３００が直進状態且つ水平路走行状態にあるとき得られる出力値群から左右軸方向に大きくはなれた出力値（図中、白丸で示す出力値）が得られる。所定の曲進状態は、例えば車両３００がカーブ路を走行している状態等を含み、所定の傾斜路走行状態は、路面が車幅方向に傾いた道路を車両３００が走行している状態等を含む。

位置関係情報の補正処理において、このような出力値（白丸で示す出力値）を直線の導出に用いると、直線とセンサ軸あるいは車両軸との対応精度が低下してしまう。そこで、補正部１０４１は、特定走行状態に車両３００があったときの出力値が直線又はベクトルの導出に用いようとする出力値に含まれる場合、特定走行状態に車両３００があったときの出力値を除外し、残りの出力値から直線又はベクトルを導出する。これにより、出力値をプロットして得られる直線とセンサ軸あるいは車両前後軸との対応精度が高まるため、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。

例えば、補正部１０４１は、特定走行状態を判定するための基準値Ｅを複数の加速度センサ１１０の出力値における車両左右方向の加速度から導出する。具体的には、補正部１０４１は、実際の車両３００の使用状況において、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し、車両左右方向の加速度を第２軸に設定した座標に、加速度センサ１１０の出力値をプロットする。そして、得られた出力値群から基準値Ｅを算出する。基準値Ｅは、例えば最小二乗法で得られる直線のＹ軸切片である。あるいは、基準値Ｅは、各出力値における車両左右方向の値の平均値としてもよい。導出された基準値Ｅは、メモリ１０８に記録される。

実際の車両３００の使用状況において、車両３００は水平路を直進することが最も多い。このため、ある程度の数の出力値群を用いれば、車両３００が水平路直進状態にあるとき検出されると推定可能な車両左右方向の加速度、すなわち基準値Ｅを得ることができる。なお、基準値Ｅは、現実のセンサ軸と車両軸の理想の位置関係からのずれを包含し得る。しかしながら、この場合であっても基準値Ｅは、加速度センサ１１０の出力値が特定走行状態における出力値であることを判定する上で必要な程度の精度は有する。基準値Ｅの導出には、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実施される初期化処理において得られる、車両３００が水平路直進状態にあるときの加速度センサ１１０の出力値を用いてもよい。

そして、補正部１０４１は、加速度センサ１１０の出力値における車両左右方向の加速度と基準値Ｅとの差が所定のしきい値を上回る場合、この出力値を除外して直線又はベクトルを導出する。すなわち補正部１０４１は、車両３００が水平路直進状態にあるときの加速度センサ１１０の出力値をプロットして得られる直線近似式に対して車両左右方向の値が所定の範囲内に含まれる出力値を用いて、位置関係情報の補正処理を実行する。上述した加速度センサ１１０の出力値の選抜は、例えばメモリ１０８に保持される出力値数が所定数以上となったときや、車両３００の走行距離が所定距離を超えたとき等、基準値Ｅの算出条件が整ったときに開始する。なお、基準値Ｅ、所定のしきい値、所定数、所定距離は、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、補正部１０４１は、次のようにして特定走行状態にあるとき得られた出力値を直線導出用の出力値から除外してもよい。すなわち、例えばメモリ１０８に保持される出力値数が所定数以上となったとき、補正部１０４１は、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向の加速度を第２軸に設定した座標に出力値をプロットし、直線又はベクトルを導出する。そして、この直線又はベクトルに対するプロットした出力値の分散を計算し、分散が所定のしきい値を上回る場合、得られた直線又はベクトルのデータを破棄する。そして、補正部１０４１は、再び出力値数が所定数以上となったとき、直線又はベクトルを導出し直す。分散が所定のしきい値以下である場合、補正部１０４１は補正処理を実行する。このような制御によっても、特定走行状態にあるとき得られた出力値を直線導出用の出力値から除外することができる。なお、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。

また、レベリングＥＣＵ１００は、車両３００が水平路直進状態にあることが検知されたときに得られた加速度センサ１１０の出力値を用いて直線を導出することで、特定走行状態にあるとき得られた出力値を直線導出用の出力値から除外してもよい。車両３００が直進状態にあることは、ステアリングセンサ３１０、加速度センサ１１０又は車輪速センサ３１６の出力値から判断することができる。例えば、ステアリングセンサ３１０の出力値が０を含む所定範囲にある場合、加速度センサ１１０の出力値から得られるヨー方向の加速度が０を含む所定範囲にある場合、車輪速センサ３１６の出力値から得られる左右の車輪速差が０を含む所定範囲にある場合、車両３００が直進状態にあると判断できる。また、一般に発進直後や停車直前は車両３００が直進状態であることが多いことから、発進後あるいは停止前の所定時間において車両３００が直進状態にあると判断してもよい。車両３００が水平路を走行していることは、加速度センサ１１０の出力値から判断することができる。例えば、加速度センサ１１０の出力値から得られるヨー方向の加速度が０を含む所定範囲にある場合、車両３００が水平路を走行していると判断できる。

続いて、調節指示部１０４２により実施される灯具ユニット１０の光軸調節制御の一例を説明する。オートレベリング制御は、車両３００の傾斜角度の変化にともなう灯具ユニット１０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。このため、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の検出値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しい。

そこで、レベリングＥＣＵ１００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、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。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。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。

そして、調節指示部１０４２は、車両停止中の合計角度θの変化に対して光軸調節を実施し、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。調節指示部１０４２は、光軸調節信号の生成又は出力を回避するか光軸位置の維持を指示する光軸維持信号を出力することで光軸調節を回避することができる。

具体的には、まず車両メーカの製造工場等などで、車両３００が水平面に置かれて基準状態とされる。そして、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、レベリングＥＣＵ１００に初期化信号が送信される。制御部１２０は、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１２０は、基準状態における加速度センサ１１０の出力値から位置関係情報に基づいて得られる合計角度θの値を、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に記憶する。

車両３００が実際に使用される状況において、調節指示部１０４２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。また、補正部１０４１は、車両走行中の加速度センサ１１０の出力値を用いて、上述した位置関係情報の補正処理を実行する。この補正処理において、メモリ１０８に記憶されている路面角度θｒの基準値及び車両姿勢角度θｖの基準値をも補正してもよい。また、調節指示部１０４２は、車両走行中の合計角度θの変化を路面角度θｒの変化として路面角度θｒの基準値を更新する。例えば、調節指示部１０４２は車両停止時に、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。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。なお、調節指示部１０４２は、車両停止時に走行前後での合計角度θの差分を算出し、この差分及び路面角度θｒの現在の基準値に基づいて新たな路面角度θｒの基準値を算出してもよい。例えば、調節指示部１０４２は、当該差分を路面角度θｒの現在の基準値に加算する（差分がマイナスの値である場合には、現在の基準値から減算されることになる）。これにより、車両走行中の路面角度θｒの変化が路面角度θｒの現在の基準値に反映され、新たな路面角度θｒの基準値が得られる。

車両停止中、調節指示部１０４２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を導出する。そして、導出した車両姿勢角度θｖを新たな基準値としてメモリ１０８に保持するとともに、導出した車両姿勢角度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調節を実施する。これにより、車両姿勢角度θｖの変化と推定される車両停止中の合計角度θの変化が、車両姿勢角度θｖの基準値に取り込まれる。なお、調節指示部１０４２は、例えば前回検出した合計角度θと現在の合計角度θとの差分を算出し、この差分及び車両姿勢角度θｖの現在の基準値に基づいて新たな車両姿勢角度θｖの基準値を算出してもよい。例えば、調節指示部１０４２は、当該差分を車両姿勢角度θｖの現在の基準値に加算する（差分がマイナスの値である場合には、現在の基準値から減算されることになる）ことで、車両停止中の車両姿勢角度θｖの変化が反映された、新たな車両姿勢角度θｖの基準値が得られる。車両３００が走行中であること及び停止中であることは、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。

図７は、実施の形態に係るレベリングＥＣＵが実行するオートレベリング制御の一例を示す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、イグニッションスイッチ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、イグニッションスイッチがオフ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、車両走行中に得られる加速度センサ１１０の出力値を用いて位置関係情報の補正処理を実行し（Ｓ１０２）、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、ステップＳ１０１における前回の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。前回の判定が走行中であった場合（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を算出する（Ｓ１０４）。そして、得られた路面角度θｒを用いて路面角度θｒの基準値を更新する（Ｓ１０５）。すなわち、得られた路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値に設定する。そして、本ルーチンを終了する。

前回の判定が走行中でなかった場合（Ｓ１０３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（Ｓ１０６）。そして、得られた車両姿勢角度θｖを用いて車両姿勢角度θｖの基準値を更新する（Ｓ１０７）。すなわち、得られた車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値に設定する。また、得られた車両姿勢角度θｖあるいは車両姿勢角度θｖの基準値を用いてレベリング制御を実施し（Ｓ１０８）、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では、加速度センサ１１０が車両３００に搭載された状態におけるセンサ軸と車両軸との理想的な位置関係を示す位置関係情報がメモリ１０８に保持される。そして、補正部１０４１は、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向又は車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる加速度センサ１１０の出力値をプロットして直線又はベクトルを導出する。そして補正部１０４１は、直線又はベクトルの傾きを用いてセンサ軸と車両軸の理想的な位置関係からのずれを算定し、位置関係情報を補正する。調節指示部１０４２は、補正された位置関係情報を用いて車両３００の傾斜角度を導出し、灯具ユニット１０のオートレベリング制御を実施する。このため、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、位置関係情報の補正処理によって、理想的なセンサ軸と車両軸との位置関係に対する現実の位置関係のずれを補正している。このため、加速度センサ１１０やレベリングＥＣＵ１００の取付位置精度を極端に高くすることが要求されない。このため、加速度センサ１１０やレベリングＥＣＵ１００の取付工程が複雑化することを回避できる。

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実施の形態に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では、補正部１０４１が位置関係情報を補正し、調節指示部１０４２は、補正された位置関係情報を用いて光軸調節を実施しているが、特にこの構成に限定されない。例えば、補正部１０４１及び調節指示部１０４２は、以下のように動作してもよい。すなわち、補正部１０４１は、上述した方法を用いて現実のセンサ軸と車両軸の位置関係の、理想的な位置関係からのずれを算定する。そして当該ずれを補正情報とする。また、調節指示部１０４２は、補正前の位置関係情報を用いて現在の加速度から車両の傾斜角度を導出する。そして、調節指示部１０４２は、得られた傾斜角度を補正情報を用いて補正し、補正された傾斜角度を用いて光軸調節を実施する。すなわち、補正部１０４１の補正対象は、位置関係情報であっても、補正前の位置関係情報に基づいて導出された車両３００の傾斜角度であってもよい。上述した補正情報は、例えば、位置関係情報における車両前後軸のＸＺ平面上及び／又はＸＹ平面上の角度と、車両走行中に計算して得られるＸＺ直線及び／又はＸＹ直線の角度との差の値である。

１０ 灯具ユニット、 １００ レベリングＥＣＵ、 １０２ 受信部、 １０８ メモリ、 １１０ 加速度センサ、 ３００ 車両、 ３０２ 車両制御ＥＣＵ、 １０４１ 補正部、 １０４２ 調節指示部。

Claims (6)

1. 加速度センサの出力値を受信するための受信部と、
   前記加速度センサが車両に搭載された状態におけるセンサ側の軸と前記車両の姿勢を決める車両側の軸との理想的な位置関係を示す情報を保持する位置情報保持部と、
   車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向又は車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる前記出力値をプロットし、プロットした複数点から直線又はベクトルを導出し、前記直線又はベクトルの傾きを用いて前記センサ側の軸と前記車両側の軸の理想的な位置関係からのずれを算定し、前記情報を補正する補正部と、
   補正された前記情報を用いて現在の加速度から車両の傾斜角度を導出し、車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成する調節指示部と、
   を有し、
   前記補正部は、所定の曲進状態及び所定の傾斜路走行状態の少なくとも一方を含む特定走行状態に車両があったときの前記出力値が前記直線又はベクトルの導出に用いようとする出力値に含まれる場合、この出力値を除外して前記直線又はベクトルを導出することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
2. 前記センサ側の軸は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を含み、
   前記補正部は、前記傾きに基づいて前記Ｘ軸と前記車両側の前後軸との位置関係を補正する請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。
3. 前記補正部は、前記傾きが所定のしきい値を上回る場合に、当該所定のしきい値よりも小さい補正値だけ前記傾きが小さくなるよう前記情報を補正する請求項１又は２に記載の車両用灯具の制御装置。
4. 前記補正部は、前記特定走行状態を判定するための基準値を複数の前記出力値における車両左右方向の加速度から導出し、加速度センサの出力値における車両左右方向の加速度と前記基準値との差が所定のしきい値を上回る場合、この出力値を除外して前記直線又はベクトルを導出する請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。
5. 前記補正部は、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる前記出力値をプロットし、プロットした複数点から直線又はベクトルを導出し、導出された直線又はベクトルに対するプロットした出力値の分散を計算し、得られた分散が所定のしきい値を超える場合に、直線又はベクトルを導出し直す請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用灯具の制御装置。
6. 加速度センサの出力値を受信するための受信部と、
   前記加速度センサが車両に搭載された状態におけるセンサ側の軸と前記車両の姿勢を決める車両側の軸との理想的な位置関係を示す情報を保持する位置情報保持部と、
   車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両左右方向又は車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両走行中に得られる前記出力値をプロットし、プロットした複数点から直線又はベクトルを導出し、前記直線又はベクトルの傾きを用いて前記センサ側の軸と前記車両側の軸の理想的な位置関係からのずれを補正情報として算定する補正部と、
   前記情報を用いて現在の加速度から車両の傾斜角度を導出し、導出された傾斜角度を前記補正情報を用いて補正し、補正された傾斜角度を用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調節指示部と、
   を有し、
   前記補正部は、所定の曲進状態及び所定の傾斜路走行状態の少なくとも一方を含む特定走行状態に車両があったときの前記出力値が前記直線又はベクトルの導出に用いようとする出力値に含まれる場合、この出力値を除外して前記直線又はベクトルを導出することを特徴とする車両用灯具の制御装置。

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