JP6830983B2 - 車両姿勢角度を算出する方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具の制御装置、車両用灯具システム、および車両用灯具の制御方法に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具の制御装置、車両用灯具システム、および車両用灯具の制御方法に関するものである。

従来、車両のピッチ方向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には、傾斜検出装置として重力センサを用いた構成が開示されている。また、特許文献２には、傾斜検出装置として水平面に対する傾斜角度を検出する三次元ジャイロセンサを用いた構成が開示されている。また、特許文献３には、傾斜検出装置として車両の重力方向に対する傾斜角を検出する傾斜計を用いた構成が開示されている。また、特許文献４には、傾斜検出装置として重力加速度を検出する加速度センサを用いた構成が開示されている。

車両の傾斜検出装置として重力センサや三次元ジャイロセンサなどを含む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。

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

加速度センサを用いたオートレベリング制御において、加速度センサによって検出される傾斜角度は、水平面に対する路面の傾斜角度と路面に対する車両の傾斜角度とを含む、水平面に対する車両の傾斜角度である。一方、オートレベリング制御に必要な車両の傾斜角度は、路面に対する車両の傾斜角度である。そのため、加速度センサを用いたオートレベリング制御では、加速度センサによって得られた水平面に対する車両の傾斜角度から路面に対する車両の傾斜角度についての情報を抽出する必要がある。これに対し、本発明者らは、加速度センサの検出値から得られる水平面に対する車両の傾斜角度から、路面に対する車両の傾斜角度についての情報を抽出する新たな方法を想到するに至った。

本発明は、発明者らによるこうした認識に基づいてなされたものであり、その目的は、加速度センサを用いた車両用灯具のオートレベリング制御において、加速度センサの検出値から路面に対する車両の傾斜角度についての情報を抽出する新たな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、車両前後方向および車両上下方向の加速度を導出可能な加速度を受信するための受信部と、車両の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化に基づ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ための制御部と、制御信号を車両用灯具の光軸調節部に送信するための送信部と、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た車両用灯具のオートレベリング制御において、加速度センサの検出値から路面に対する車両の傾斜角度についての情報を抽出する新たな技術を提供することができる。

上記態様において、制御部は、車両前後方向の加速度を第１軸に設定し車両上下方向の加速度を第２軸に設定した座標に、車両の加速時および減速時の少なくとも一方における加速度センサの検出値を経時的にプロットし、少なくとも２点から得られる直線またはベクトルの傾きを比率としてもよい。

上記態様において、制御部は、車両の加速度が予め定められた範囲内にあるときの加速度センサの検出値と、車両の減速度が予め定められた範囲内にあるときの加速度センサの検出値とから得られる直線またはベクトルの傾きを前記比率としてもよい。

また、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、加速度センサの検出値からは合計角度を取得可能であり、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、車両停止中に合計角度が変化した場合、加速度センサの検出値と第１角度の基準値とから得られる第２角度を用いて制御信号を生成し、得られる第２角度を新たな基準値として保持し、車両走行中に合計角度が変化した場合、制御信号の生成を回避するか光軸位置の維持を指示する制御信号を生成し、車両停止時に加速度センサの検出値と第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、比率が変化した場合、比率の変化に基づいて車両用灯具の光軸位置を補正してもよい。この態様によれば、第１角度および第２角度の基準値の書き換えの繰り返しによって、加速度センサの検出誤差等が積み重なってオートレベリング制御の精度が低下してしまうことを回避することができ、あるいは、オートレベリング制御の精度低下を軽減することができる。

上記態様において、制御部は、第２角度の基準値と、前記比率から導出される第２角度との差を導出し、第２角度の基準値を前記差が小さくなるよう補正してもよい。また、制御部は、前記差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第２角度の基準値を補正してもよい。

また、上記態様において、制御部は、予め記録された水平面での車両の加速時および減速時の少なくとも一方における比率と、現在の車両における比率とから路面に対する車両の傾斜角度を取得し、取得した路面に対する車両の傾斜角度を用いて制御信号を生成してもよい。この態様によれば、車両走行中に合計角度θが変化した場合に路面角度θｒの基準値を書き換え、車両停止中に合計角度θが変化した場合に車両姿勢角度θｖの基準値を書き換えるオートレベリング制御の場合に生じ得る、基準値の書き換えの繰り返しに起因した調節誤差の増大を招くことなく、光軸調節を実施することができる。

また、上記態様において、制御部は、プロットされた複数点に対して直線近似式を求め、当該直線近似式の傾きを比率としてもよい。

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、加速度センサと、車両用灯具を制御するための制御部と、を備え、制御部は、加速度センサで検出される、車両前後方向および車両上下方向の加速度を導出可能な加速度を受信し、車両の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化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。

また、本発明のさらに他の態様は車両用灯具の制御方法であり、当該制御方法は、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸を調節するための車両用灯具の制御方法であって、車両の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化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。

これらの態様によっても、加速度センサを用いた車両用灯具のオートレベリング制御において、加速度センサの検出値から路面に対する車両の傾斜角度についての情報を抽出する新たな技術を提供することができる。

本発明によれば、加速度センサを用いた車両用灯具のオートレベリング制御において、加速度センサの検出値から路面に対する車両の傾斜角度についての情報を抽出する新たな技術を提供することができる。

実施形態１に係る車両用灯具システムの内部構造を説明する概略鉛直断面図である。 前照灯ユニットの照射制御部と車両側の車両制御部との動作連携を説明する機能ブロック図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、車両の運動加速度ベクトルの方向と車両姿勢角度との関係を説明するための模式図である。 車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を表すグラフである。 実施形態１に係る車両用灯具システムのオートレベリング制御のフローチャートである。 実施形態３に係る車両用灯具システムのオートレベリング制御を説明するための模式図である。 実施形態３に係る車両用灯具システムの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。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具システムの内部構造を説明する概略鉛直断面図である。本実施形態の車両用灯具システム２００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つずつ配置された配光可変式前照灯システムである。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の説明は適宜省略する。なお、左側の前照灯ユニットの各部材について記載する場合には、説明の便宜上、各部材に対して前照灯ユニット２１０Ｒの対応する部材と同一の符号を付す。

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、その車両後方側にバルブ１４の交換時等に取り外すことができる着脱カバー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、曲線道路走行時などに進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯などを構成するための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下方の灯室２１６の内壁面には、灯具ユニット１０の点消灯制御や配光パターンの形成制御、灯具ユニット１０の光軸調節などを実行する照射制御部２２８（制御部、制御装置）が配置されている。図１の場合、前照灯ユニット２１０Ｒを制御するための照射制御部２２８Ｒが配置されている。この照射制御部２２８Ｒは、スイブルアクチュエータ２２２、レベリングアクチュエータ２２６などの制御も実行する。なお、照射制御部２２８Ｒは、前照灯ユニット２１０Ｒの外に設けられてもよい。

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。このエイミング調整は、例えば車両出荷時や車検時、前照灯ユニット２１０Ｒの交換時に行われる。そして、前照灯ユニット２１０Ｒが設計上定められた姿勢に調整され、この姿勢を基準に配光パターンの形成制御や光軸位置の調節制御が行われる。

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。そして、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、反転像として車両用灯具システム２００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、上述のように構成された前照灯ユニットの照射制御部と車両側の車両制御部と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、前照灯ユニット２１０Ｒ側のみの説明を行い前照灯ユニット２１０Ｌ側の説明は省略する。

前照灯ユニット２１０Ｒの照射制御部２２８Ｒは、受信部２２８Ｒ１と、制御部２２８Ｒ２と、送信部２２８Ｒ３と、メモリ２２８Ｒ４とを有する。照射制御部２２８Ｒは、車両３００に搭載された車両制御部３０２から得られた情報に基づいて電源回路２３０の制御を行い、バルブ１４の点灯制御を実行する。また、照射制御部２２８Ｒは、車両制御部３０２から得られた情報に基づいて可変シェード制御部２３２、スイブル制御部２３４、レベリング制御部２３６（光軸調節部）を制御する。車両制御部３０２から送信された各種情報は受信部２２８Ｒ１によって受信され、制御部２２８Ｒ２によって当該情報と必要に応じてメモリ２２８Ｒ４に記憶されている情報とから各種制御信号が生成される。そして、送信部２２８Ｒ３によって当該制御信号が灯具ユニット１０の電源回路２３０や可変シェード制御部２３２、スイブル制御部２３４、レベリング制御部２３６等に送信される。メモリ２２８Ｒ４は、例えば不揮発メモリである。

可変シェード制御部２３２は、回転シェード１２の回転軸１２ａに接続されたモータ２３８を回転制御して、所望のシェードプレートまたは切欠部を光軸Ｏ上に移動させる。また、スイブル制御部２３４は、スイブルアクチュエータ２２２を制御して灯具ユニット１０の光軸Ｏの角度を車幅方向（左右方向）について調整する。例えば、曲路走行や右左折走行などの旋回時に灯具ユニット１０の光軸Ｏをこれから進行する方向に向ける。レベリング制御部２３６は、レベリングアクチュエータ２２６を制御して、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。例えば、積載荷量増減時や乗車人数増減時における車両姿勢の前傾、後傾に応じて灯具ユニット１０の姿勢を調整して前方照射光の到達距離を最適な距離に調整する。車両制御部３０２は、前照灯ユニット２１０Ｌに対しても同様の情報を提供し、前照灯ユニット２１０Ｌに設けられた照射制御部２２８Ｌ（制御部、制御装置）が、照射制御部２２８Ｒと同様の制御を実行する。

前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒによって形成される配光パターンは、運転者によるライトスイッチ３０４の操作内容に応じて切り替え可能である。この場合、ライトスイッチ３０４の操作に応じて、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが可変シェード制御部２３２を介してモータ２３８を制御して灯具ユニット１０により形成する配光パターンを決定する。また、前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒは、ライトスイッチ３０４の操作によらず、車両３００の状態や車両周囲の状況を各種センサで検出して最適な配光パターンを形成するように自動制御してもよい。この配光パターンの自動形成制御は、例えばライトスイッチ３０４によって配光パターンの自動形成制御が指示された場合に実行される。

先行車や対向車などの対象物を検出するために、車両制御部３０２にはステレオカメラなどのカメラ３０６が接続されている。カメラ３０６で撮影された画像フレームデータは、画像処理部３０８で対象物認識処理などの所定の画像処理が施され、その認識結果が車両制御部３０２へ提供される。また、車両制御部３０２は、車両３００に搭載されている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、加速度センサ３１６などからの情報も取得可能である。そして、これにより照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両３００の走行状態や姿勢に応じて形成する配光パターンを選択したり、光軸Ｏの方向を変化させることができる。

続いて、上述の構成を備えた車両用灯具システム２００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（Ａ）および図３（Ｂ）は、車両の運動加速度ベクトルの方向と車両姿勢角度との関係を説明するための模式図である。図３（Ａ）は、後述する車両姿勢角度θｖが変化していない状態を示し、図３（Ｂ）は、車両姿勢角度θｖが変化している状態を示している。また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）において、車両３００が前進したときに生じる運動加速度ベクトルαおよび合成加速度ベクトルβを実線矢印で示し、車両３００が減速あるいは後進したときに生じる運動加速度ベクトルαおよび合成加速度ベクトルβを破線矢印で示している。図４は、車両前後方向の加速度と車両上下方向の加速度の関係を表すグラフである。

たとえば、車両後部の荷室に荷物を載せ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の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両制御部３０２を経由して加速度センサ３１６の検出値を受信し、レベリング制御部２３６を介して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３００の使用状況に応じて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。

加速度センサ３１６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３１６は、センサのＸ軸が車両３００の前後軸と、センサのＹ軸が車両３００の左右軸と、センサのＺ軸が車両３００の上下軸と沿うように車両３００に取り付けられている。加速度センサ３１６は、重力加速度ベクトルＧに対する車両３００の傾きを検出し、３軸方向における重力加速度ベクトルＧの各軸成分の数値を出力する。すなわち、加速度センサ３１６は、水平面に対する路面の傾斜角度（第１角度）である路面角度θｒと、路面に対する車両の傾斜角度（第２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（合計角度）である合計角度θをベクトルとして検出することができる。また、加速度センサ３１６は、車両３００の走行時、重力加速度ベクトルＧと車両３００の移動により生じる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を検出し、３軸方向における合成加速度ベクトルβの各軸成分の数値を出力する。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Ｘ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、以下の説明では加速度センサ３１６のＹ軸方向の成分、すなわち車両３００のロール方向の角度は考慮しない。なお、加速度センサ３１６は、任意の姿勢で車両３００に取り付けられてもよい。この場合、加速度センサ３１６から出力されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各成分の数値は、照射制御部２２８Ｒ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。

オートレベリング制御は、車両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の傾斜角度は、車両姿勢角度θｖである。すなわち、車両姿勢角度θｖが変化した場合に灯具ユニット１０の光軸位置を調節し、路面角度θｒが変化した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。これを実現するためには、加速度センサ３１６から得られる合計角度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。

ここで、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、図３（Ａ）に示すように、車両３００の車両姿勢角度θｖが０°であった場合、理論上は加速度センサ３１６のＸ軸（あるいは車両３００の前後軸）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、加速度センサ３１６のＸ軸に平行なベクトルとなる。よって、車両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３１６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、Ｘ軸に対して平行な直線となる。一方、図３（Ｂ）に示すように、車両姿勢角度θｖが０°でない場合、加速度センサ３１６のＸ軸は路面に対して斜めにずれるため、運動加速度ベクトルαは、加速度センサ３１６のＸ軸に対して斜めに延びるベクトルとなる。よって、車両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の合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、Ｘ軸に対して傾いた直線となる。

そこで、照射制御部２２８Ｒは、受信部２２８Ｒ１によって加速度センサ３１６から車両前後方向および車両上下方向の加速度を受信する。そして、制御部２２８Ｒ２において車両３００の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率を算出する。例えば、照射制御部２２８Ｒは、図４に示すように車両前後方向の加速度を第１軸（ｘ軸）に設定し車両上下方向の加速度を第２軸（ｚ軸）に設定した座標に、車両の加速時および減速時の少なくとも一方における加速度センサ３１６の検出値を経時的にプロットする。点ｔ_Ａ１〜ｔ_Ａｎは、図３（Ａ）に示す状態での時間ｔ_１〜ｔ_ｎにおける加速度センサ３１６の検出値である。点ｔ_Ｂ１〜ｔ_Ｂｎは、図３（Ｂ）に示す状態での時間ｔ_１〜ｔ_ｎにおける加速度センサ３１６の検出値である。そして、少なくとも２点から得られる直線またはベクトルの傾きを上述した比率として算出する。本実施形態では、照射制御部２２８Ｒは、プロットされた複数点ｔ_Ａ１〜ｔ_Ａｎ，ｔ_Ｂ１〜ｔ_Ｂｎに対して最小二乗法などを用いて直線近似式Ａ，Ｂを求め、当該直線近似式Ａ，Ｂの傾きを比率として算出する。

車両姿勢角度θｖが０°の場合、加速度センサ３１６の検出値から、ｘ軸に平行な直線近似式Ａが得られる。すなわち、直線近似式Ａの傾きは０となる。これに対し、車両姿勢角度θｖが０°でない場合、加速度センサ３１６の検出値から、車両姿勢角度θｖに応じた傾きを有する直線近似式Ｂが得られる。したがって、車両３００の加減速時における車両前後方向および車両上下方向の加速度の時間変化量の比率の変化を計測することで、加速度センサ３１６の検出値から、車両姿勢角度θｖについての情報として車両姿勢角度θｖの変化を知ることができる。そして、得られた車両姿勢角度θｖの変化情報を利用することで、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。

本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、上述した比率の変化を検出することで得られる車両姿勢角度θｖについての情報を利用して、次のようなオートレベリング制御を実行する。すなわち、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、車両３００の運転席に１名乗車している状態、あるいは空車状態とされる。そして、工場の初期化処理装置のスイッチ操作、または照射制御部２２８Ｒと加速度センサ３１６とを車両制御部３０２を介して接続するＣＡＮ（Controller Area Network）システムの通信等により、照射制御部２２８Ｒに初期化信号が送信される。照射制御部２２８Ｒに送信された初期化信号は、受信部２２８Ｒ１で受信されて制御部２２８Ｒ２に送られる。制御部２２８Ｒ２は、初期化信号を受けると、受信部２２８Ｒ１が受信した加速度センサ３１６の出力値を基準傾斜角度として用いて、初期エイミング調整を実施する。また、制御部２２８Ｒ２は、このときの加速度センサ３１６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２２８Ｒ４に記録することで、これらの基準値を保持する。

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。そこで、制御部２２８Ｒ２は、車両走行中に合計角度θが変化した場合、光軸調節を指示する制御信号の生成を回避する。なお、制御部２２８Ｒ２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制御信号を生成し、送信部２２８Ｒ３からレベリング制御部２３６に送信するようにしてもよい。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２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６で検出された現在の合計角度θから、メモリ２２８Ｒ４から読み出した車両姿勢角度θｖの基準値を減算して、車両停止時の路面角度θｒを計算する。そして、この路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録する。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３１６の検出値が安定したときである。加速度センサ３１６の検出値が安定したときとするのは、車両３００が停止してから車両姿勢が安定するまでに若干の時間を要し、車両姿勢が安定していない状態では正確な合計角度θを検出することが困難なためである。この「安定した時」は、加速度センサ３１６の検出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としてもよい。前記「車両停止時」、「所定量」、および「所定時間」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。

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。そこで、制御部２２８Ｒ２は、車両停止中に合計角度θが変化した場合、加速度センサ３１６の検出値とメモリ２２８Ｒ４から読み出した路面角度θｒの基準値とから得られる車両姿勢角度θｖを用いて、光軸調節を指示する制御信号を生成する。具体的には、制御部２２８Ｒ２は、車両停止中に所定のタイミングで繰り返し車両姿勢角度θｖを計算する。車両姿勢角度θｖは、加速度センサ３１６から受信した現在の合計角度θからメモリ２２８Ｒ４に記録されている路面角度θｒの基準値を減じて得られる。そして、制御部２２８Ｒ２は、計算された車両姿勢角度θｖとメモリ２２８Ｒ４に保持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、新たに得られた車両姿勢角度θｖに基づいて制御信号を生成する。これにより、頻繁な光軸調節を回避でき、その結果、制御部２２８Ｒ２の制御負担を軽減することができ、また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。生成された制御信号は、送信部２２８Ｒ３によってレベリング制御部２３６に送信され、制御信号に基づいた光軸調節が実行される。計算された車両姿勢角度θｖは、新たな基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録される。

前記「車両停止中」は、例えば加速度センサ３１６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。

車両の加速時および減速時の少なくとも一方、たとえば車両が発進したときあるいは停止するときの所定時間、制御部２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６の出力値を記録する。制御部２２８Ｒ２は、車両上下方向の加速度を第１軸とし車両上下方向の加速度を第２軸とした座標に、記録した出力値をプロットし、最小二乗法により直線近似式を連続的、あるいは所定時間毎に算出する。そして、制御部２２８Ｒ２は、得られた直線近似式の傾きの変化に基づいて灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を生成し、これにより光軸位置を補正する。また、あわせてメモリ２２８Ｒ４に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値を補正する。例えば、制御部２２８Ｒ２は、得られた直線近似式の傾きと前回の計算で得られた直線近似式の傾きとを比較し、直線近似式の傾きの変化が検出された場合、当該傾きの変化に基づいて補正処理を実行する。

また、例えば、メモリ２２８Ｒ４に保持されている車両姿勢角度θｖがｐ°であり、直線近似式の傾きの変化の初回計算からの積算値がｑ°であったとする。あるいは、前回の車両停止中における車両姿勢角度θｖの変化量、すなわち車両停止時に保持していた車両姿勢角度θｖと車両発進時に保持していた車両姿勢角度θｖとの差がｐ°であり、前回の発進時に算出した直線近似式と今回の発進時に算出した直線近似式との傾きの差がｑ°であったとする。この場合、制御部２２８Ｒ２は、車両姿勢角度θｖの誤差（ｐ−ｑ）°だけ光軸位置を調節するための制御信号を生成し、送信部２２８Ｒ３が当該制御信号を送信する。また、制御部２２８Ｒ２は、メモリ２２８Ｒ４に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値を（ｐ−ｑ）°だけ補正する。これにより、上述したように路面角度θｒおよび車両姿勢角度θｖの基準値を繰り返し書き換えることで加速度センサ３１６の検出誤差等が積み重なって、オートレベリング制御の精度が低下してしまうことを回避することができる。あるいは、オートレベリング制御の精度低下を軽減することができる。

あるいは、光軸位置および車両姿勢角度θｖの基準値の補正方法は、次のようであってもよい。すなわち、車両３００の加減速に起因した車両姿勢の傾きや、車両３００の曲進に起因した車両姿勢の傾き等の外乱を除外できない場合、直線近似式の傾きの変化量が車両姿勢角度θｖの変化量から大きくずれる可能性がある。この場合、直線近似式の傾きの変化量だけ光軸位置および車両姿勢角度θｖの基準値を補正しても、実際の車両姿勢角度θｖからずれてしまう。また、直線近似式の傾きが変化していることから実際の車両姿勢角度θｖが保持している基準値からずれている可能性が高いため、保持している基準値を使用して光軸調節を実施しても高精度にオートレベリング制御を実施できない可能性がある。そこで、制御部２２８Ｒ２は、前記比率あるいは直線近似式の傾きの変化が検出された場合に、当該傾きの変化に基づく光軸位置の補正制御として、光軸位置を水平方向あるいは初期位置に近づけ、車両姿勢角度θｖの基準値を０°に近づけるように補正する。これにより、灯具ユニット１０の光軸位置を車両姿勢角度θｖの変化に精度良く追従させることができなくなった場合でも、光軸位置を水平あるいは初期位置に近づけて運転者の視認性を確保するフェールセーフ機能を実現することができる。

なお、制御部２２８Ｒ２は、計算された車両姿勢角度θｖと、メモリ２２８Ｒ４に保持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、計算された車両姿勢角度θｖを新たな基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録するようにしてもよい。同様に、制御部２２８Ｒ２は、計算された路面角度θｒと、メモリ２２８Ｒ４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、計算された路面角度θｒを新たな基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録するようにしてもよい。これにより、路面角度θｒあるいは車両姿勢角度θｖの基準値が頻繁に書き換えられることを回避できる。また、制御部２２８Ｒ２は、車両３００の発進時の合計角度θと停止時の合計角度θとが異なる場合に路面角度θｒを計算してもよい。これにより、制御部２２８Ｒ２の制御負担を軽減することができる。

また、制御部２２８Ｒ２は、車両３００の１回の発進から停止までの間における加減速時の加速度センサ３１６の検出値を記録しておき、車両停止時などに直線近似式を算出して、上述の補正処理を実行してもよい。

図５は、実施形態１に係る車両用灯具システムのオートレベリング制御のフローチャートである。図５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。また、Ｓと数字との組み合わせによって表示した処理で何らかの判断処理が実行され、その判断結果が肯定的であった場合は、Ｙ（Ｙｅｓの頭文字）を付加して、例えば（Ｓ１０１のＹ）と表示し、逆にその判断結果が否定的であった場合は、Ｎ（Ｎｏの頭文字）を付加して、例えば（Ｓ１０１のＮ）と表示する。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照射制御部２２８Ｒ（制御部２２８Ｒ２）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２２８Ｒ２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２２８Ｒ２は、車両が加減速中であるか判断する（Ｓ１０２）。車両の加減速は、加速度センサ３１６の検出値、アクセルペダルやブレーキペダル（ともに図示せず）の踏み込みの有無等から検知することができる。車両が加減速中である場合（Ｓ１０２のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６の複数の出力値から直線近似式を算出し、得られた直線近似式の傾きと前回算出した直線近似式の傾きとを比較する（Ｓ１０３）。そして、制御部２２８Ｒ２は、直線近似式の傾きの変化を検出したか判断する（Ｓ１０４）。直線近似式の傾きの変化が検出された場合（Ｓ１０４のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、光軸調節を指示する制御信号を生成して光軸位置を補正し、車両姿勢角度θｖの基準値を補正する（Ｓ１０５）。その後、制御部２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６によって検出された合計角度θが変化しても光軸調節を指示する制御信号を生成せずに、光軸調節を回避して（Ｓ１０６）、本ルーチンを終了する。また、制御部２２８Ｒ２は、車両が加減速中でない場合（Ｓ１０２のＮ）、および直線近似式の傾きの変化が検出されない場合（Ｓ１０４のＮ）も、光軸調節を回避して（Ｓ１０６）、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２２８Ｒ２は、車両停止時であるか判断する（Ｓ１０７）。車両停止時である場合（Ｓ１０７のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、現在の合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減じて路面角度θｒを計算し（Ｓ１０８）、計算された路面角度θｒを新たな基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録する（Ｓ１０９）。そして、照射制御部２２８Ｒは、光軸調節を回避して（Ｓ１０６）、本ルーチンを終了する。

車両停止時でない場合（Ｓ１０７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２２８Ｒ２は、現在の合計角度θから路面角度θｒの基準値を減じて車両姿勢角度θｖを計算する（Ｓ１１０）。続いて、制御部２２８Ｒ２は、計算された車両姿勢角度θｖと車両姿勢角度θｖの基準値との差が所定量以上であるか判断する（Ｓ１１１）。差が所定量未満である場合（Ｓ１１１のＮ）、制御部２２８Ｒ２は、光軸調節を回避して（Ｓ１０６）、本ルーチンを終了する。差が所定量以上である場合（Ｓ１１１のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、計算された車両姿勢角度θｖに基づいて光軸位置を調節する（Ｓ１１２）。そして、制御部２２８Ｒ２は、計算された車両姿勢角度θｖを基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録し（Ｓ１１３）、本ルーチンを終了する。

なお、左側の前照灯ユニット２１０Ｌについては、照射制御部２２８Ｌ（制御部２２８Ｌ２）が同様の制御を実行する。あるいは、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒの一方が車両姿勢角度θｖや路面角度θｒを計算し、他方は計算された車両姿勢角度θｖや路面角度θｒを取得して光軸Ｏを調節する構成であってもよい。

また、車両走行中は、一般に車両３００が一定速度を維持する時間は短く、大部分の時間は加減速していると推定することができる。そのため、車両３００が加速または減速しているかを判断するステップ１０２を省略してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、加速度センサ３１６で検出される、車両前後方向および車両上下方向の加速度を導出可能な加速度を受信し、車両３００の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化に基づいて灯具ユニット１０の光軸を調節する。このように、本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、車両加減速時における車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化から車両姿勢角度θｖの変化を取得するという新たな抽出方法を用いて、車両姿勢角度θｖについての情報を取得している。すなわち、車両用灯具システム２００は、加速度センサ３１６のプロット特性から車両姿勢角度θｖについての情報を取得している。そのため、本実施形態に係る車両用灯具システム２００によれば、加速度センサ３１６によって検出された合計角度θから車両姿勢角度θｖについての情報を抽出する新たな技術を提供することができる。

また、本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、車両走行中に合計角度θが変化した場合に、変化した合計角度θと車両姿勢角度θｖの基準値とから路面角度θｒを導出して、保持している路面角度θｒの基準値を書き換え、車両停止中に合計角度θが変化した場合に、変化した合計角度θと路面角度θｒの基準値とから車両姿勢角度θｖを導出し、保持している車両姿勢角度θｖの基準値を書き換えている。そして、車両用灯具システム２００は、車両３００の加減速時に、上述した方法で抽出した車両姿勢角度θｖについての情報を利用して、灯具ユニット１０の光軸位置を補正している。そのため、加速度センサを用いたオートレベリング制御をより高精度に実施することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る車両用灯具システム２００は、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率から車両姿勢角度θｖを導出し、得られた車両姿勢角度θｖを用いて光軸調節を実施するものである。以下、本実施形態について説明する。なお、車両用灯具システム２００の主な構成は実施形態１と同様であるため、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。

本実施形態に係る車両用灯具システム２００は、上述した比率の変化を検出することで得られる車両姿勢角度θｖについての情報を利用して、次のようなオートレベリング制御を実行する。すなわち、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が水平面上で走行する基準状態とされ、その状態で車両３００が加速または減速させられる。そして、制御部２２８Ｒ２は初期化処理として、加速度センサ３１６から加速度を受信し、車両３００の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率を算出する。制御部２２８Ｒ２は、得られた比率を基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録する。

車両３００が実際に使用されている状況において、制御部２２８Ｒ２は、車両３００の加速時および減速時の少なくとも一方で、現在の車両における車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率を算出する。そして、制御部２２８Ｒ２は、初期化処理によって予め記録された比率の基準値と現在の車両における比率とから車両姿勢角度θｖを取得し、取得した車両姿勢角度θｖを用いて光軸調節を実施する。

たとえば制御部２２８Ｒ２は、初期化処理において、車両上下方向の加速度を第１軸とし車両上下方向の加速度を第２軸とした座標上に加速度センサ３１６の検出値をプロットし、プロットされた複数点から基準直線近似式を求め、当該基準直線近似式の傾きを比率の基準値として算出する。また、車両の実際の使用状況において、制御部２２８Ｒ２は、たとえば車両が発進したときあるいは停止するときの所定時間、加速度センサ３１６の出力値を記録し、記録した出力値を座標上にプロットして直線近似式を求め、当該直線近似式の傾きを比率として算出する。ここで、基準直線近似式と実際の使用状況下で算出された直線近似式とがなす角度（図４におけるθ_ＡＢ）は、車両姿勢角度θｖに対応する。そのため、２つの直線近似式の傾き、あるいは上述した比率を比較することで、車両姿勢角度θｖを取得することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具システム２００では、車両３００が水平面にあるときの前記比率と現在の車両の前記比率とから車両姿勢角度θｖを取得して、光軸調節を実施している。そのため、車両走行中に合計角度θが変化した場合に路面角度θｒの基準値を書き換え、車両停止中に合計角度θが変化した場合に車両姿勢角度θｖの基準値を書き換えるオートレベリング制御の場合には、基準値の書き換えの繰り返しによって調節誤差の増大を招く可能性があるが、本実施形態のオートレベリング制御の場合にはこのような調節誤差の増大を招くことなく光軸位置を調節することができる。

（実施形態３）
実施形態３に係る車両用灯具システム２００は、車両加速時のセンサ出力値と車両減速時のセンサ出力値とを一組として、当該一組のセンサ出力値を用いて直線近似式を算出するものである。以下、本実施形態について説明する。なお、車両用灯具システム２００の主な構成は実施形態１と同様であるため、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。

図６は、実施形態３に係る車両用灯具システムの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６に示すように、本実施形態に係る車両用灯具システム２００において、制御部２２８Ｒ２は、車両３００の加速度について予め定められた第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第２加速度範囲Ｐ２（＋）と、車両３００の減速度（負の加速度）について予め定められた第１減速度範囲Ｐ１（−）および第２減速度範囲Ｐ２（−）とを、直線近似式の算出に用いるプロットの加速度範囲についての情報（以下、適宜この情報をプロット範囲情報と称する）として保持している。このプロット範囲情報は、加速度側の範囲と減速度側の範囲とを１組として構成されている。本実施形態では、プロット範囲情報は、第１加速度範囲Ｐ１（＋）と第１減速度範囲Ｐ１（−）の組と、第２加速度範囲Ｐ２（＋）と第２減速度範囲Ｐ２（−）の組との２組で構成されている。これらの加速度範囲および減速度範囲は、車速センサ３１２で検出される車速の時間変化量、あるいは加速度センサ３１６の検出値から得られる車両前後方向成分の大きさに基づいて設定することができる。プロット範囲情報は、例えばメモリ２２８Ｒ４に記録されている。

制御部２２８Ｒ２は、例えば、車両３００の発進から停止までの間で、車両３００の加速度が第１加速度範囲Ｐ１（＋）または第２加速度範囲Ｐ２（＋）内にあるとき、あるいは減速度が第１減速度範囲Ｐ１（−）または第２減速度範囲Ｐ２（−）内にあるとき、加速度センサ３１６の検出値を記録する。そして、制御部２２８Ｒ２は、車両上下方向の加速度を第１軸とし車両上下方向の加速度を第２軸とした座標に、記録した検出値をプロットして直線近似式を算出する。制御部２２８Ｒ２は、例えば車両３００の走行中、第１加速度範囲Ｐ１（＋）、第１減速度範囲Ｐ１（−）、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）における加速度センサ３１６の検出値あるいはプロットが揃った時点で直線近似式を算出する。

そして、制御部２２８Ｒ２は、車両走行中の任意のタイミングで、得られた直線近似式の傾きの変化に基づいて、光軸Ｏ、および車両姿勢角度θｖの基準値の補正処理を実行する。具体的には、制御部２２８Ｒ２は、車両姿勢角度θｖの基準値と、直線近似式の傾き（車両前後方向および車両上下方向の加速度の時間変化量の比率）から導出される車両姿勢角度θｖとの差である誤差成分Δθｅを導出する。例えば、制御部２２８Ｒ２は、直線近似式の傾きの変化の初回計算からの積算値を計算して車両姿勢角度θｖを導出し、この車両姿勢角度θｖとメモリ２２８Ｒ４に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値とから誤差成分Δθｅを求める。あるいは、制御部２２８Ｒ２は、実施形態２と同様にして、予め記録された基準直線近似式と算出した直線近似式との傾きから車両姿勢角度θｖを取得し、この車両姿勢角度θｖとメモリ２２８Ｒ４に保持されている車両姿勢角度θｖの基準値とから誤差成分Δθｅを求める。

そして、制御部２２８Ｒ２は、車両姿勢角度θｖの基準値を誤差成分Δθｅが小さくなるよう補正する。このとき、制御部２２８Ｒ２は、得られた誤差成分Δθｅの絶対値が所定のしきい値θｔｈを上回る場合に（｜Δθｅ｜＞θｔｈ）、車両姿勢角度θｖの基準値を補正値θｃだけ補正する。また、制御部２２８Ｒ２は、補正値θｃだけ光軸位置を調節する制御信号を生成し、これにより光軸位置を補正する。なお、制御部２２８Ｒ２は、車両３００の停止直後等に上述した補正処理を実行してもよい。

前記「所定のしきい値θｔｈ」および前記「補正値θｃ」は、光軸制御の分解能、誤差成分Δθｅの検出精度、あるいは、直線近似式の傾きの変化を利用した車両姿勢角度θｖの検出分解能などに応じて設定される。また、所定のしきい値θｔｈは、光軸制御に支障をきたさない誤差の範囲内に設定される。補正値θｃは、例えば主な誤差要因のうち発生誤差値が最小のものにより生じる誤差に応じて設定される。このような誤差要因としては、例えば同一荷重条件における車両姿勢のばらつき、すなわちサスペンション変位のばらつき等を挙げることができる。

また、補正値θｃは、所定のしきい値θｔｈよりも小さい値に設定される。これにより、誤差成分Δθｅの検出精度が低い場合でも、車両姿勢角度θｖの基準値を徐々に確からしい値に近づけていくことができる。例えば、直線近似式の傾きの変化を利用した角度検出の分解能は０．０４°であり、しきい値θｔｈは０．１°に、補正値θｃは０．０３°にそれぞれ設定される。なお、「所定のしきい値θｔｈ」および「補正値θｃ」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。

上述のように、プロット範囲情報は、加速度側の範囲と減速度側の範囲とを１組として構成されている。このように、加速度側の範囲と減速度側の範囲とを組み合わせることで、加速により生じる車両姿勢変化等の誤差成分と減速により生じる車両姿勢変化等の誤差成分とを打ち消し合うことができるため、より高精度に直線近似式を算出することができる。また、第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）と、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）とはそれぞれ、例えば、加減速度の大きさ（絶対値）の範囲が等しくなるように設定される。これにより、加速により生じる車両姿勢変化等の誤差成分と減速により生じる車両姿勢変化等の誤差成分とをより打ち消し合うことができるため、さらに精度よく直線近似式を算出することができる。

本実施形態では、第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）とは、所定の緩加減速度の範囲となるように設定されている。また、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）は、第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）と比べて加減速度が大きい、所定の急加減速度の範囲となるように設定されている。本実施形態では、プロット範囲情報を緩加減速度の範囲と急加減速度の範囲とにしているため、どちらか一方の組のみの場合に比べて、より高精度に直線近似式を算出することができる。

なお、第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）と、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）とについて、それぞれ独立に直線近似式を算出し、それぞれの直線近似式の傾きに基づいて補正処理を実行してもよい。この場合、第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）の組と、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）の組との計算頻度や計算精度に応じて、補正値θｃの大きさを変えるなど、組により補正の重み付けを異ならせてもよい。あるいは、それぞれ独立に算出された直線近似式の傾きの平均に基づいて補正処理を実行してもよい。さらには、所定時間内に第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）の組と、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）の組とについてプロットが揃った場合にこれらのプロットを用いて直線近似式を算出し、当該所定時間内に全ての組についてプロットが揃わなかった場合に、その時点でプロットが揃った組のプロットを用いて直線近似式を算出してもよい。

また、プロット範囲情報は、第１加速度範囲Ｐ１（＋）と第１減速度範囲Ｐ１（−）の組、および第２加速度範囲Ｐ２（＋）と第２減速度範囲Ｐ２（−）の組のいずれか一方のみで構成されていてもよい。例えば、緩加減速度の範囲に設定された第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）の組は、急加減速度の範囲に設定された第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）の組に比べて、車両走行中に加速度センサ３１６の検出値が当該範囲に含まれる頻度が高いため、補正処理の回数を増大させることができる。プロット範囲情報に含まれる加速度範囲と減速度範囲の組の数は３以上であってもよい。

また、第１加速度範囲Ｐ１（＋）および第１減速度範囲Ｐ１（−）と、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）とはそれぞれ、加減速度の大きさの範囲が等しくなるように設定されることに加えて、車速の範囲が等しくなるように設定されてもよい。これにより、加速により生じる誤差成分と減速により生じる誤差成分とをより打ち消し合うことができるため、さらに精度よく直線近似式を算出することができる。加速度範囲および減速度範囲の範囲幅、加減速度の大きさ等は、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７は、実施形態３に係る車両用灯具システムの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、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照射制御部２２８Ｒ（制御部２２８Ｒ２）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。

制御部２２８Ｒ２は、車両走行中であるか判断する（Ｓ２０１）。車両走行中である場合（Ｓ２０１のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、第１加速度範囲Ｐ１（＋）、第１減速度範囲Ｐ１（−）、第２加速度範囲Ｐ２（＋）および第２減速度範囲Ｐ２（−）における加速度センサ３１６の検出値プロットが揃ったか判断する（Ｓ２０２）。プロットが揃っていない場合（Ｓ２０２のＮ）、制御部２２８Ｒ２は、光軸調節を回避して（Ｓ２０３）、本ルーチンを終了する。プロットが揃った場合（Ｓ２０２のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、直線近似式を算出し（Ｓ２０４）、直線近似式の傾きから導出される車両姿勢角度θｖと、メモリ２２８Ｒ４に記録されている車両姿勢角度θｖの基準値との差である誤差成分Δθｅを計算する（Ｓ２０５）。

制御部２２８Ｒ２は、誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈを上回るか判断する（Ｓ２０６）。誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈを上回る場合（Ｓ２０６のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、車両姿勢角度θｖの基準値および光軸位置を補正値θｃだけ補正する（Ｓ２０７）。その後、制御部２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６の検出値から得られる合計角度θの変化に対して光軸調節を回避して（Ｓ２０３）本ルーチンを終了する。誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈ以下である場合（Ｓ２０６のＮ）、制御部２２８Ｒ２は、補正処理を実行することなく光軸調節を回避して（Ｓ２０３）本ルーチンを終了する。

車両走行中でない場合（Ｓ２０１のＮ）、制御部２２８Ｒ２は、車両停止時であるか判断する（Ｓ２０８）。車両停止時である場合（Ｓ２０８のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、路面角度θｒを計算し（Ｓ２０９）、計算された路面角度θｒを新たな基準値として記録し（２１０）、光軸調節を回避して（Ｓ２０３）本ルーチンを終了する。車両停止時でない場合（Ｓ２０８のＮ）、制御部２２８Ｒ２は、車両姿勢角度θｖを計算し（Ｓ２１１）、計算された車両姿勢角度θｖと車両姿勢角度θｖの基準値との差が所定量以上であるか判断する（Ｓ２１２）。差が所定量未満である場合（Ｓ２１２のＮ）、制御部２２８Ｒ２は、光軸調節を回避して（Ｓ２０３）本ルーチンを終了する。差が所定量以上である場合（Ｓ２１２のＹ）、制御部２２８Ｒ２は、計算された車両姿勢角度θｖに基づいて光軸位置を調節し（Ｓ２１３）、計算された車両姿勢角度θｖを基準値として記録して（Ｓ２１４）本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具システム２００において、制御部２２８Ｒ２は、車両３００の加速度が予め定められた範囲にあるときの加速度センサ３１６の検出値のプロットと、車両３００の減速度が予め定められた範囲内にあるときの加速度センサ３１６の検出値のプロットとから直線近似式を算出している。そのため、加速により生じる車両姿勢変化等の誤差成分と減速により生じる車両姿勢変化等の誤差成分とを打ち消し合うことができるため、より車両姿勢角度θｖに近い傾きを持った直線近似式を算出することができる。

また、制御部２２８Ｒ２は、予め定められた加速度範囲および減速度範囲についてプロットが得られた時点で補正処理を実行している。そのため、例えば、車両停止直後に、車両３００の発進から停止までの間に記録した加速度センサ３１６の検出値から直線近似式を算出して補正処理を実行する制御では、補正処理後の車両停止中に行われる車両姿勢角度θｖの計算および光軸調節に誤差が発生した場合、当該誤差を含んだまま車両３００が走行することになり得るが、本実施形態によればそのような事態を回避することができる。

なお、各実施形態に係る車両用灯具システム２００は本発明の一態様である。この車両用灯具システム２００は、光軸を調節可能な灯具ユニット１０と、加速度センサ３１６と、灯具ユニット１０を制御するための照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒとを備え、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒにより上述したオートレベリング制御を実行する。

本発明の他の態様としては、制御装置としての照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒを挙げることができる。照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、加速度センサ３１６から車両前後方向および車両上下方向の加速度を受信するための受信部２２８Ｌ１，２２８Ｒ１と、上述したオートレベリング制御を実行するための制御部２２８Ｌ２，２２８Ｒ２と、制御部２２８Ｌ２，２２８Ｒ２により生成された制御信号をレベリング制御部２３６に送信するための送信部２２８Ｌ３，２２８Ｒ３とを備える。車両用灯具システム２００における照射制御部２２８は広義の制御部に相当し、照射制御部２２８における制御部２２８Ｌ２，２２８Ｒ２は狭義の制御部に相当する。

またさらに、本発明の他の態様としては、車両用灯具の制御方法を挙げることができる。この制御方法は、車両３００の加速時および減速時の少なくとも一方における、車両前後方向の加速度の時間変化量と車両上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化に基づいて灯具ユニット１０の光軸を調節する。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、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、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

上述の各実施形態において、照射制御部２２８がレベリング制御部２３６を介さずに光軸調節部としてのレベリングアクチュエータ２２６を制御してもよい。すなわち、照射制御部２２８がレベリング制御部２３６として機能してもよい。また、上述の各実施形態における光軸調節を指示する制御信号の生成は、車両制御部３０２が実施してもよい。すなわち、車両制御部３０２がオートレベリング制御を実行する制御装置を構成してもよい。この場合、照射制御部２２８は、車両制御部３０２からの指示に基づいてレベリングアクチュエータ２２６の駆動を制御する。

実施形態１においても、実施形態３と同様に、所定のしきい値θｔｈおよび補正値θｃを用いた補正処理を実行してもよい。

１０ 灯具ユニット、 ２００ 車両用灯具システム、 ２２８，２２８Ｌ，２２８Ｒ 照射制御部、 ２２８Ｌ１，２２８Ｒ１ 受信部、 ２２８Ｌ２，２２８Ｒ２ 制御部、 ２２８Ｌ３，２２８Ｒ３ 送信部、 ３００ 車両、 ３１６ 加速度センサ、 Ｏ 光軸、 θ 合計角度、 θｒ 路面角度、 θｖ 車両姿勢角度、 α 運動加速度ベクトル、 β 合成加速度ベクトル。

Claims (1)

1. 車両に搭載された加速度センサによって計測される車両の上下方向および前後方向の加速度を用いて、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を算出する方法であって、
   車両走行中に前記加速度センサで経時的に検出される２つの前後方向の加速度値の差分に対する、車両走行中に前記加速度センサで経時的に検出される２つの上下方向の加速度値の差分の比から前記車両姿勢角度を算出することを特徴とする方法。

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