JP2021138278A - Controller for vehicular lighting fixture and vehicular lighting fixture system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用灯具の制御装置および車両用灯具システムに関する。 The present invention relates to a vehicle lamp control device and a vehicle lamp system.
特許文献１には、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の情報を抽出する技術について記載されている。同文献に例示されている車両用灯具の制御装置は、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き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る。 Patent Document 1 describes a technique for extracting information on the inclination angle of a vehicle with respect to a road surface from a detected value of the acceleration sensor in auto-leveling control of a vehicle lighting tool using an acceleration sensor. The vehicle lighting equipment control device exemplified in the same document includes a receiving unit for receiving acceleration that can derive acceleration in the vehicle front-rear direction and vehicle vertical direction detected by an acceleration sensor, and when the vehicle is accelerating and when the vehicle is accelerating. To generate a control signal instructing the adjustment of the optical axis of the vehicle lighting equipment based on the change in the ratio of the time change amount of the acceleration in the front-rear direction of the vehicle and the time change amount of the acceleration in the vertical direction of the vehicle at least during deceleration. It includes a control unit and a transmission unit for transmitting a control signal to the optical axis adjustment unit of the vehicle lighting equipment.
特許文献１に記載されたオートレベリング制御では、車両の走行中における車両姿勢角度の変化を加速度センサの検出値から統計的に求め、求めた車両姿勢角度に基づき車両用灯具の光軸調節を行っている。そのため、急加速や急減速して車両に急に大きな加速度が作用した場合に光軸調節を必要な精度で行うことができないことがある。 In the auto-leveling control described in Patent Document 1, the change in the vehicle attitude angle while the vehicle is running is statistically obtained from the detected value of the acceleration sensor, and the optical axis of the vehicle lighting tool is adjusted based on the obtained vehicle attitude angle. ing. Therefore, it may not be possible to adjust the optical axis with the required accuracy when a large acceleration suddenly acts on the vehicle due to sudden acceleration or deceleration.
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、車両の走行状態にかかわらず精度よく安定してオートレベリング制御を行うことが可能な、車両用灯具の制御装置および車両用灯具システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and provides a control device for a vehicle lamp and a vehicle lamp system capable of performing accurate and stable auto-leveling control regardless of the running state of the vehicle. The purpose is to provide.
上記目的を達成するための本発明の一つは、車両用灯具の制御装置であって、加速度センサで検出される、路面に対する車両の前後軸の角度である車両姿勢角度の変化を導出可能な加速度と、角速度センサで検出される、前記車両姿勢角度の変化を導出可能な角速度とを受信する受信部と、前記車両の前後方向の加速度の大きさが所定値以下であるときは、前記加速度センサで検出される加速度に基づき車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成する第１モード制御を行い、前記車両の前後方向の加速度の大きさが前記所定値を超えているときは、前記角速度センサで検出される角速度に基づき前記車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成する第２モード制御を行う制御部と、前記制御部が生成した制御信号を車両用灯具の光軸調節を行う光軸調節部に送信する送信部と、を備える。 One of the present inventions for achieving the above object is a control device for a vehicle lighting tool, and can derive a change in a vehicle attitude angle, which is an angle of the vehicle's front-rear axis with respect to a road surface, detected by an acceleration sensor. When the magnitude of the acceleration in the front-rear direction of the vehicle and the receiving unit that receives the acceleration and the angular speed that can derive the change in the vehicle attitude angle detected by the angular speed sensor is equal to or less than a predetermined value, the acceleration When the first mode control is performed to generate a control signal instructing the adjustment of the optical axis of the vehicle lighting device based on the acceleration detected by the sensor, and the magnitude of the acceleration in the front-rear direction of the vehicle exceeds the predetermined value. A control unit that performs a second mode control that generates a control signal instructing the adjustment of the optical axis of the vehicle lighting equipment based on the angular speed detected by the angular speed sensor, and a control unit that generates the control signal generated by the control unit of the vehicle lighting equipment. It includes a transmission unit that transmits to the optical axis adjustment unit that adjusts the optical axis.
その他、本願が開示する課題、およびその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、および図面により明らかにされる。 In addition, the problems disclosed in the present application and the solutions thereof will be clarified by the column of the mode for carrying out the invention and the drawings.
本発明によれば、車両の走行状態にかかわらず精度よく安定してオートレベリング制御を行うことができる。 According to the present invention, auto-leveling control can be performed accurately and stably regardless of the traveling state of the vehicle.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、以下の説明において、同一の又は類似する構成について共通の符号を付して重複した説明を省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or similar configurations may be designated by a common reference numeral and duplicated description may be omitted.
図１は、本発明の一実施形態として示す車両用灯具システム２００の構造を説明する図であり、車両用灯具システム２００を光軸Ｏに平行な鉛直面で切断した断面図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of the
車両用灯具システム２００は、当該車両用灯具システム２００が設けられる車両の車幅方向左右に１つずつ配置される、左右対称に形成された一対の前照灯ユニット２１０を含む。尚、一対の前照灯ユニット２１０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、以下では主に右側の前照灯ユニット２１０Ｒの構造について説明し、左側の前照灯ユニット２１０Ｌの説明については適宜行う。以下の説明において、左側の前照灯ユニット２１０Ｌについて説明する場合は前照灯ユニット２１０Ｒの対応する部材と同一の符号を付す。また右側の前照灯ユニット２１０Ｒを構成する部材の符号には「Ｒ」の文字を、左側の前照灯ユニットを構成する部材の符号には「Ｌ」の文字を、夫々付す。
The
同図に示すように、前照灯ユニット２１０Ｒは、車両の前方側に開口部を有するランプボディ２１２と、当該開口部を覆う透光カバー２１４とを有する。ランプボディ２１２と透光カバー２１４は、光を車両前方に照射する車両用灯具（以下、「灯具ユニット１０」と称する。）を収納する灯室２１６を形成する。ランプボディ２１２の車両後方側にはバルブ１４の交換時等に際して取り外し可能な着脱カバー２１２ａが設けられている。
As shown in the figure, the
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。灯具ユニット１０は、エイミング調整ネジ２２０の調整状態に応じて定まる灯室２１６内の所定の位置に固定される。灯具ユニット１０は、当該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を変化させることが可能である。
A
灯具ユニット１０の下面には、曲線道路走行時等において進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（AFS：Adaptive Front-lighting System）等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、車両側から提供される操舵量のデータやナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、対向車や先行車を含む前方車と自車との相対位置の関係等に基づき、灯具ユニット１０を、ピボット機構２１８ａを中心に進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。これにより灯具ユニット１０の照射領域は車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先の方向を向き、運転者の前方視認性を向上させる。スイブルアクチュエータ２２２は、例えば、ステッピングモータを用いて構成することができる。尚、スイブル角度が固定値とされる場合はソレノイド等を用いてスイブルアクチュエータ２２２を構成してもよい。
On the lower surface of the
同図に示すように、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等を用いて構成されている。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位置決めされる。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位置決めされる。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、即ち、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。このようなレベリング調整を実施することで、車両の姿勢に応じた光軸調整ができる。その結果、車両用灯具システム２００による前方照射光の到達距離を最適な距離に調整することができる。
As shown in the figure, the
灯具ユニット１０の灯室２１６の下方の内壁面には、照射制御部２２８Ｒ（制御装置）が設けられている。照射制御部２２８Ｒは、灯具ユニット１０の点消灯制御、配光パターンの形成制御、灯具ユニット１０の光軸調節、スイブルアクチュエータ２２２やレベリングアクチュエータ２２６の制御等を行う。照射制御部２２８Ｒは、前照灯ユニット２１０Ｒの外部に設けてもよい。
An
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ている。例えば２本のエイミング調整ネジ２２０を反時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイミングピボット機構を中心に前傾姿勢となり光軸Ｏが下方に調整される。同様に２本のエイミング調整ネジ２２０を時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイミングピボット機構を中心に後傾姿勢となり光軸Ｏが上方に調整される。また、車幅方向左側のエイミング調整ネジ２２０を反時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイミングピボット機構を中心に右旋回姿勢となり右方向に光軸Ｏが調整される。また車幅方向右側のエイミング調整ネジ２２０を反時計回り方向に回転させれば、灯具ユニット１０はエイミングピボット機構を中心に左旋回姿勢となり左方向に光軸Ｏが調整される。このエイミング調整は、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。
The
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等である。リフレクタ１６は、バルブ１４から放射された光を反射し、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。
The
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、図示しない複数のシェードプレートとを備える。切欠部またはシェードプレートのいずれかが光軸Ｏ上に移動することにより、所定の配光パターンが形成される。
The
リフレクタ１６は、少なくとも一部が楕円球面状であり、当該楕円球面は、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。
At least a part of the
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。
The
以上、灯具ユニット１０の構成について説明したが、灯具ユニット１０の構成は必ずしも以上に示したものに限定されず、例えば、投影レンズ２０を備えない反射型の灯具ユニット等であってもよい。
Although the configuration of the
図２は、前照灯ユニット（前照灯ユニット２１０Ｒ、前照灯ユニット２１０Ｌ）の照射制御部と車両３００側の車両制御部３０２との動作連携を説明する機能ブロック図である。以下では主に前照灯ユニット２１０Ｒについて説明を行い、前照灯ユニット２１０Ｌ側の説明については適宜省略する。
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating the operation cooperation between the irradiation control unit of the headlight unit (
同図に示すように、前照灯ユニット２１０Ｒの照射制御部２２８Ｒは、受信部２２８Ｒ１、制御部２２８Ｒ２、送信部２２８Ｒ３、およびメモリ２２８Ｒ４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（車載用ＥＣＵ（Electronic Control Unit））から得られる情報に基づき電源回路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き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。
As shown in the figure, the
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に基づき各種制御信号が生成される。送信部２２８Ｒ３は、生成された上記制御信号を、灯具ユニット１０の電源回路２３０、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等に送信する。メモリ２２８Ｒ４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM））等である。
Various information transmitted from the
可変シェード制御部２３２は、回転シェード１２の回転軸１２ａにギア機構を介して接続されたモータ２３８を回転制御し、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。可変シェード制御部２３２には、モータ２３８や回転シェード１２に備えられたエンコーダ等の検出センサから回転シェード１２の回転状態を示す回転情報が提供され、当該回転情報によりフィードバック制御による正確な回転制御が実現される。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、スイブル制御部２３４は、曲路走行や右左折走行等の旋回時に灯具ユニット１０の光軸Ｏを車両３００がこれから進行する方向に向ける。
The variable
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、車両上下方向（ピッチ角度方向）に灯具ユニット１０の光軸Ｏを調整する。レベリング制御部２３６は、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や後傾に応じて灯具ユニット１０の姿勢を調整し、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（制御装置）が、照射制御部２２８Ｒと同様の制御を実行する。
The leveling
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。
The light distribution pattern formed by the
前照灯ユニット２１０Ｌ，２１０Ｒは、ライトスイッチ３０４による手動制御に限らず、例えば、車両の周囲の状況を各種センサの検出値に基づき検出し、車両３００の状態や車両周囲状況に最適な配光パターンを形成するよう自動制御する構成としてもよい。例えば、各種センサの検出値に基づき自車の前方に先行車や対向車、歩行者等が存在することを検出した場合、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが、車両制御部３０２から得られた情報に基づきグレアを防止するべきと判定し、灯具ユニット１０によりロービーム用の配光パターンを形成するようにしてもよい。また例えば、各種センサの検出値に基づき自車の前方に先行車や対向車、歩行者等が存在しないことを検出した場合、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが運転者の視認性を向上させるべきであると判定して回転シェード１２による遮光を伴わないハイビーム用配光パターンを形成するようにしてもよい。またロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンに加えて、いわゆる左あるいは右片ハイ用配光パターンやＶビーム用配光パターン等の従来公知の特殊ハイビーム用配光パターンや特殊ロービーム用配光パターンを形成可能な場合、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒが、前方車の存在状態に応じて前方車を考慮した最適な配光パターンを形成するようにしてもよい。こうした制御モードはＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）モードと称されることがある。
The
車両制御部３０２には、先行車や対向車等の対象物の認識手段として、例えば、ステレオカメラ等のカメラ３０５が接続されている。カメラ３０５で撮影された画像フレームデータは、画像処理部３０８で対象物認識処理等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。例えば、画像処理部３０８から提供された認識結果データの中に車両制御部３０２が予め保持している「車両を示す特徴点」を含むデータが存在する場合、車両制御部３０２は車両の存在を認識して、その情報を照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒに提供する。照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両制御部３０２から車両の情報を受けて、その車両を考慮した最適な配光パターンを決定し、当該配光パターンを形成する。ここで「車両を示す特徴点」とは、例えば、前方車の前照灯や、テールランプ等の標識灯の推定存在領域に現れる所定光度以上の光点である。また例えば、画像処理部３０８から提供された認識結果データの中に予め保持している歩行者を示す特徴点を含むデータが存在する場合、車両制御部３０２がその情報を照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒに提供し、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、その歩行者を考慮した最適な配光パターンを形成する。尚、先行車や対向車等の対象物の認識手段として、例えば、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）、タイムオブフライト（TOF: Time Of Flight）カメラ、超音波センサ、赤外線カメラ等を用いてもよい。
A camera 305 such as a stereo camera is connected to the
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、傾斜検出装置としての加速度センサ３１６や角速度センサ３１７（ジャイロセンサ）等から送られてくる情報も取得可能である。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の方向を変化させて簡易的に配光パターンを変化させたりすることができる。例えば、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。
The
灯具ユニット１０の照射方向は、車両３００の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射の到達距離が変化する。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や角速度センサ３１７から車両３００の傾斜角度（以下、「車両姿勢角度θｖ」と称する。）に関する情報を受信し、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のピッチ角度が車両姿勢角度θｖに応じた角度となるようにする。このように、車両姿勢角度θｖに基づき灯具ユニット１０のレベリング調整がリアルタイムで行われることで、車両３００の使用状況に応じて車両姿勢角度θｖ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。このような制御はオートレベリング制御と称されることがある。
The irradiation direction of the
尚、以上説明した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。
The automatic formation control of the light distribution pattern described above is executed, for example, when the automatic formation control of the light distribution pattern is instructed by the
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。オートレベリング制御では、車両３００が急加速または急減速していないときは第１モード制御を行い、車両３００が急加速または急減速しているときは第２モード制御を行う。
Subsequently, the auto-leveling control by the
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第１モード制御を説明する図であり、車両３００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す。図３（Ａ）および図３（Ｂ）のいずれにおいても路面角度θｒ＝０の場合と路面角度θｒ≠０の場合を示している。これらの図において、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。
3A and 3B are diagrams for explaining the first mode control, and are schematic views for explaining the relationship between the direction of the motion acceleration vector of the
例えば、車両３００の後部に設けられている荷室に荷物を載せている場合や後部座席に乗員が乗車している場合、車両３００の姿勢は後傾姿勢となる。また車両３００から荷物が下ろされた場合や後部座席の乗員が下車した場合、車両３００の姿勢は後傾姿勢の状態から前傾する。ここで灯具ユニット１０の照射方向は車両３００の姿勢状態に対応して上下に変動し、前方照射距離の長さが変化する。そこで、照射制御部２２８Ｌ，２２８Ｒは、車両制御部３０２を経由して受信される加速度センサ３１６の検出値に基づき、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３００の車両姿勢角度θｖに応じた角度に調節する。このように車両姿勢角度θｖ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。
For example, when a luggage is placed in a luggage compartment provided at the rear of the
図２に戻り、加速度センサ３１６は、例えば、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の各方向の加速度を検出する３軸加速度センサである。本実施形態では、加速度センサ３１６は、Ｘ軸が車両３００の前後軸の方向に、Ｙ軸が車両３００の左右軸の方向に、Ｚ軸が車両３００の上下軸の方向に、夫々沿うように車両３００に取り付けられる。加速度センサ３１６は、任意の姿勢で車両３００に取り付けてもよい。この場合、加速度センサ３１６から出力される３軸の各成分の検出値は、例えば、照射制御部２２８Ｒによって車両３００の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換される。
Returning to FIG. 2, the
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、重力加速度ベクトルＧの３軸方向の各軸成分の数値を出力する。即ち、加速度センサ３１６の検出値から、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３００の傾斜角度（第２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（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。また車両３００の走行時、加速度センサ３１６は、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の３軸の各成分に対応する検出値を出力する。路面角度θｒ、車両姿勢角度θｖ、および合計角度θは、夫々、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。尚、以下の説明では、説明の便宜のため、加速度センサ３１６のＹ軸方向の成分、即ち車両３００のロール方向の角度は考慮しないこととする。
The
オートレベリング制御は、車両３００のピッチ方向の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、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。従って、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、路面に対する車両３００の前後軸（加速度センサ３１６のＸ軸）の角度、即ち、車両姿勢角度θｖである。即ち、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。このような制御を実現するには、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。
The purpose of the auto-leveling control is to absorb the change in the front irradiation distance of the vehicle lighting equipment due to the change in the angle in the pitch direction of the
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。
Here, the
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。
Further, as shown in FIG. 3A, when the vehicle attitude angle θv of the
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３００が加減速することにより車両３００に作用する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。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the vehicle attitude angle θv is not 0 °, the X-axis of the
そこで、照射制御部２２８Ｒは、車両制御部３０２を経由して加速度センサ３１６から車両３００の前後方向（Ｘ軸方向）の加速度と車両３００の上下方向（Ｚ軸方向）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、車両の前後方向に作用する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（合成加速度ベクトルβの向き（傾き）を示す情報）を算出する。
Therefore, the
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。同図に示すように、例えば、照射制御部２２８Ｒは、車両３００の前後方向の加速度を第１軸（Ｘ軸）に設定し、車両３００の上下方向の加速度を第２軸（Ｚ軸）に設定した座標に、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加速度センサ３１６の検出値を経時的にプロットする。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the acceleration in the front-rear direction of the vehicle and the acceleration in the vertical direction of the vehicle. As shown in the figure, for example, the
同図に示す点ｔＡ１〜ｔＡｎは、図３（Ａ）に示す状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける加速度センサ３１６の検出値である。また同図に示す点ｔＢ１〜ｔＢｎは、図３（Ｂ）に示す状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける加速度センサ３１６の検出値である。照射制御部２２８Ｒは、少なくとも２点から得られる直線またはベクトル（合成加速度ベクトルβ）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ｔＡ１〜ｔＡｎ，ｔＢ１〜ｔＢｎに対して最小二乗法等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。
The points tA1 to tAn shown in the figure are the detected values of the
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。即ち、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。従って、車両３００の加減速時における車両前後方向の加速度の時間変化量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。
When the vehicle attitude angle θv is 0 °, the linear approximation formula A parallel to the x-axis can be obtained from the detected value of the
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、例えば、次のようにオートレベリング制御を行う。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等において、車両３００は水平面に置かれて基準状態（例えば、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の検出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の検出値を、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に記録し、これらの基準値を保持する。
The
車両３００の走行中（本実施形態では、車速センサ３１２の検出値が０より大きくなったときから、車速センサ３１２の検出値が０となるまでの間とする。以下、「車両走行中」と称する。）、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３００が加減速時でないときに車両走行中に合計角度θが変化した場合、光軸調節を行わないか、あるいは、制御部２２８Ｒ２が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。尚、「車両走行中」であることをどのように判定するかは、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。
While the
車両３００の停止時（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。以下、「車両停止時」と称する。）、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、車両停止時の路面角度θｒを計算する。そして、制御部２２８Ｒ２は、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。尚、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３００の姿勢が安定するまでに若干の時間を要し、車両３００の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、また例えば、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。尚、「車両停止時」、「所定量」、および「所定時間」の値は、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。
When the
一方、車両の停止中（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３００の発進時（例えば、車速センサ３１２の検出値が０を超えたとき）まで。以下、「車両停止中」と称する。）、車両３００が移動して路面角度θｒが変化することは稀であり、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、計算した車両姿勢角度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（人の乗降や荷物の積み卸し等により車両姿勢角度θｖが大きく変化した場合）に、新たに得られた車両姿勢角度θｖに基づき制御信号を生成する。これにより車両姿勢角度θｖの些細な変化により頻繁に光軸調節が行われてしまうのを回避することができ、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。計算した車両姿勢角度θｖは、新たな基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録される。尚、「車両停止中」であることをどのように判定するかは、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。
On the other hand, when the vehicle is stopped (for example, when the detection value of the
車両３００の加速時および減速時の少なくとも一方、例えば、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の検出値を記録する。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、記録した検出値をプロットし、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き灯具ユニット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。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き補正処理を実行する。また制御部２２８Ｒ２は、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。
At least one of acceleration and deceleration of the
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、即ち、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。
Further, for example, it is assumed that the vehicle posture angle θv held in the memory 228R4 is p °, and the integrated value from the initial calculation of the change in the inclination of the linear approximation formula is q °. Alternatively, the amount of change in the vehicle attitude angle θv during the previous vehicle stop, that is, the difference between the vehicle attitude angle θv held when the vehicle was stopped and the vehicle attitude angle θv held when the vehicle started is p °. It is assumed that the difference in slope between the linear approximation formula calculated at the time of the previous start and the linear approximation formula calculated at the time of the current start is q °. In this case, the control unit 228R2 generates a control signal for adjusting the optical axis position by an error (p−q) ° of the vehicle attitude angle θv, and the transmission unit 228R3 transmits the control signal. Further, the control unit 228R2 corrects the reference value of the vehicle posture angle θv held in the memory 228R4 by (p−q) °. As a result, it is possible to prevent the accuracy of the auto-leveling control from being lowered due to the accumulation of detection errors of the
光軸位置の補正方法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。即ち、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することができない場合、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。
The method for correcting the optical axis position and the method for correcting the reference value of the vehicle attitude angle θv may be as follows. That is, when it is not possible to exclude disturbances such as the inclination of the vehicle posture due to the acceleration / deceleration of the
尚、制御部２２８Ｒ２は、計算した車両姿勢角度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、計算した車両姿勢角度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、計算した路面角度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、計算した路面角度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。
When the difference between the calculated vehicle attitude angle θv and the reference value of the vehicle attitude angle θv held in the memory 228R4 is equal to or greater than a predetermined amount, the control unit 228R2 newly calculates the calculated vehicle attitude angle θv. It may be recorded in the memory 228R4 as a reference value. Similarly, when the difference between the calculated road surface angle θr and the reference value of the road surface angle θr recorded in the memory 228R4 is equal to or greater than a predetermined amount, the control unit 228R2 uses the calculated road surface angle θr as a new reference. The value may be recorded in the memory 228R4. As a result, it is possible to prevent the reference values of the road surface angle θr or the vehicle attitude angle θv from being frequently rewritten. Further, the control unit 228R2 may calculate the road surface angle θr when the total angle θ when the
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、車両停止時等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。
Further, the control unit 228R2 records the detected value of the
ところで、第１モード制御では、車両３００の加減速時における加速度センサ３１６の検出値を経時的にプロットし、最小二乗法により統計的に直線近似式を連続的、あるいは所定時間毎に算出し、得られた直線近似式の傾きの変化に基づき灯具ユニット１０の光軸調節を行う。このため、加速度センサ３１６からの検出値の蓄積や直線近似式の算出等に時間を要し、第１モード制御では迅速な光軸調節を行うことができず、とくに急加速または急減速して車両３００に急に大きな加速度が作用して車両３００の姿勢が大きく変化した場合には灯具ユニット１０の光軸調節を必要な精度で行うことができないことがある。
By the way, in the first mode control, the detected values of the
そこで照射制御部２２８Ｒは、車両３００に大きな加速度が作用していないとき（上記加速度≦予め定められた所定値のとき）は前述した第１モード制御で灯具ユニット１０の光軸調節を行い、一方、車両３００に大きな加速度が作用しているとき（上記加速度＞上記所定値のとき）は角速度センサ３１７の検出値に基づく第２モード制御で灯具ユニット１０の光軸調節を行う。
Therefore, when a large acceleration is not acting on the vehicle 300 (when the above acceleration ≤ a predetermined value set in advance), the
より詳細には、上記第１モード制御では、照射制御部２２８Ｒは、加速度センサ３１６の検出値から求められる車両姿勢角度θｖの変化Δθｖaccに基づき灯具ユニット１０の光軸調節を行い、例えば、照射制御部２２８Ｒは、加速または減速により生じた加速度によって変化した方向とは逆の方向に大きさΔθｖaccだけ光軸調節を行う。一方、第２モード制御では、照射制御部２２８Ｒは、角速度センサ３１７により検出される角速度（角速度センサ３１７のＹ軸（ピッチ軸）の検出値から取得される角速度）を時間積分することにより求められる車両姿勢角度θｖの変化Δθｖgyroに基づき光軸調節を行い、例えば、急加速または急減速により生じた加速度によって変化した方向と逆の方向に大きさΔθｖgyroだけ光軸調節を行う。上記の時間積分は、例えば、急加速または急減速により大きな加速度が検出された（加速度が予め定められた値を超えた）ことを契機として開始し、例えば、急加速または急減速による大きな加速度が検出されなくなる（加速度が予め定められた値以下となる）まで第２モード制御による光軸調節を持続する。
More specifically, in the first mode control, the
尚、車両３００に大きな加速度が作用していないときには第２モード制御を行わずに角速度センサ３１７の検出値を用いない第１モード制御を行うのは、角速度センサ３１７は温度変化や振動等に起因するドリフト（ゼロ点（バイアス値）の時間変化）の影響により、角速度を時間積分して求められる角度θｖgyroには時間とともに誤差が累積し、継続的な使用が難しいからである。一方、短い時間に限って利用する限り、角速度センサ３１７は加速度センサ３１６に比べて高い精度で迅速に角速度や角度の情報を得ることができる。そこで上記のように車両３００に大きな加速度が作用していないときは第１モード制御を行い、車両３００に大きな加速度が作用したときは角速度センサ３１７の検出値を用いる第２モード制御を行うことで、車両３００の走行中に安定して精度よくオートレベリング制御を行うことができる。尚、角速度センサ３１７は、このように短い時間に限って利用する限り、必ずしも高性能なものは要求されず、以上の仕組みは低コストで実現可能である。
When a large acceleration is not acting on the
第２モード制御に用いる角速度センサ３１７（ジャイロセンサ）の種類は必ずしも限定されないが、例えば、車両３００の角速度（単位時間当たりの回転量（角度／秒））を検出する、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）式の３軸角速度センサ（３軸ジャイロセンサ）を用いる。角速度センサ３１７は、例えば、加速度センサ３１６や磁気センサ等とともにパッケージングされたもの（「６軸センサ」、「９軸センサ」等と称される。）でもよい。角速度センサ３１７は、車両３００のロール軸、ピッチ軸、およびヨー軸を夫々中心とした角速度を精度よく検出可能な位置（車両３００の回転中心等）に設けられる。角速度センサ３１７は、例えば、センサのＸ軸については車両３００の前後軸（ロール軸）に、センサのＹ軸については車両３００の左右軸（ピッチ軸）に、センサのＺ軸については車両３００の上下軸（ヨー軸）に夫々沿うように設けられる。角速度センサ３１７は、任意の姿勢で車両３００に取り付けてもよい。この場合、角速度センサ３１７から出力される３軸の各成分の検出値は、例えば、照射制御部２２８Ｒによって車両３００の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換される。角速度センサ３１７は、車両３００の温度変化の少ない位置に設置することが好ましい。センサのＹ軸（ピッチ軸）の検出値（Ｙ軸を軸とする回転の角速度）は車両３００のピッチ角、つまり車両姿勢角度θｖが変化する速度（角速度）を表わす。当該検出値を時間積分することにより車両姿勢角度θｖの変化量を求めることができる。
The type of the angular velocity sensor 317 (gyro sensor) used for the second mode control is not necessarily limited, but for example, an X-axis orthogonal to each other that detects the angular velocity of the vehicle 300 (rotation amount per unit time (angle / second)). A MEMS (Micro Electro Mechanical System) type 3-axis angular velocity sensor (3-axis gyro sensor) having a Y-axis and a Z-axis is used. The
第１モード制御と第２モード制御の切り替え、即ち、車両３００に予め定められた値を超える加速度が作用しているか否かの判定は、例えば、車両制御部３０２を経由して受信される、車速センサ３１２や加速度センサ３１６、および角速度センサ３１７の検出値に基づき行うことができる。例えば、車速センサ３１２の検出値を用いる場合、照射制御部２２８Ｒは、当該検出値に基づく車速を時間微分することにより求められる加速度に基づき上記判定を行う。また例えば、加速度センサ３１６の検出値を用いる場合、照射制御部２２８Ｒは、当該検出値から取得される車両３００の前後方向の加速度に基づき上記判定を行う。また例えば、角速度センサ３１７の検出値を用いる場合、照射制御部２２８Ｒは、当該検出値を時間積分して得られる角度の変化量（車両姿勢角度θｖの変化量）から求まる加速度に基づき上記判定を行う。さらに上記判定は、例えば、車両制御部３０２等を介して取得される、アクセルペダルまたはブレーキペダルの踏み込み量が予め定められた値を超えるか否かに基づき行ってもよい。以上に示した方法の２つ以上を組み合わせてＡＮＤ条件やＯＲ条件をとることにより上記判定を行ってもよい。
Switching between the first mode control and the second mode control, that is, determining whether or not an acceleration exceeding a predetermined value is acting on the
前述したように、角速度センサ３１７は、ドリフトにより時間の経過とともにゼロ点がずれていくため随時補正（以下、「ゼロ点補正」と称する。）することが好ましい。ゼロ点補正は、例えば、車両姿勢角度θｖが安定している車両停止中の期間（例えば、イグニッションをオンした後、機器の温度が安定した時点から発進前まで）に行う。
As described above, the
図５は、車両用灯具システム２００がオートレベリング制御に際して行う処理（以下、「オートレベリング処理Ｓ５００」と称する。）を説明するフローチャートである。尚、同図において符号の前に付した「Ｓ」の文字は処理ステップの意味である。また判定ブロックに付した「Ｙ」の文字は「Ｙｅｓ」を意味し、「Ｎ」の文字は「Ｎｏ」を意味する。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process (hereinafter, referred to as “auto-leveling process S500”) performed by the
オートレベリング処理Ｓ５００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、イグニッションがオンにされた後に照射制御部２２８Ｒ（制御部２２８Ｒ２）により繰り返し実行され、イグニッションがオフにされると実行を終了する。以下、同図とともにオートレベリング処理Ｓ５００について説明する。
The auto-leveling process S500 is repeatedly executed by the
まず制御部２２８Ｒ２は、車両３００が車両走行中であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。車両走行中である場合（Ｓ１０１：Ｙ）、処理はＳ１０２に進み、車両走行中でない場合（Ｓ１０１：Ｎ）、処理はＳ１０７に進む。
First, the control unit 228R2 determines whether or not the
Ｓ１０２では、制御部２２８Ｒ２は、車両３００が急加速または急減速中であるか否か（予め定められた値を超える加速度が作用しているか否か）を判定する。車両３００が急加速または急減速中である場合（Ｓ１０２：Ｙ）、処理はＳ１０３に進む。一方、車両３００が急加速または急減速中でない場合（Ｓ１０２：Ｎ）、処理はＳ１２２に進む。
In S102, the control unit 228R2 determines whether or not the
Ｓ１０３では、制御部２２８Ｒ２は、角速度センサ３１７のＹ軸（ピッチ軸）の検出値（角速度）を時間積分することにより車両姿勢角度θｖの変化を求める。そして制御部２２８Ｒ２は、求めた変化に基づき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する（Ｓ１０４）（第２モード制御）。その後はＳ１０２の処理に戻る。即ち、急加速または急減速が検知されなくなるまで第２モード制御は持続される。
In S103, the control unit 228R2 obtains a change in the vehicle attitude angle θv by time-integrating the detected value (angular velocity) of the Y-axis (pitch axis) of the
Ｓ１２２では、制御部２２８Ｒ２は、車両３００が加減速中であるか否かを判定する。車両３００の加減速は、例えば、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出することができる。車両３００が加減速中である場合（Ｓ１２２：Ｙ）、処理はＳ１２３に進み、車両が加減速中でない場合（Ｓ１２２：Ｎ）、処理はＳ１０１に戻る。
In S122, the control unit 228R2 determines whether or not the
Ｓ１２３では、制御部２２８Ｒ２は、加速度センサ３１６の複数の検出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。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否かを判定する（Ｓ１２４）。直線近似式の傾きの変化が検出された場合（Ｓ１２４：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（第１モード制御）、車両姿勢角度θｖの基準値を補正する（Ｓ１２５）。その後、処理はＳ１０１に戻る。
In S123, the control unit 228R2 calculates a linear approximation formula from a plurality of detected values of the
Ｓ１０７では、制御部２２８Ｒ２は、車両停止時であるか否かを判定する。車両停止時である場合（Ｓ１０７：Ｙ）、処理はＳ１０８に進み、車両停止時でない場合（Ｓ１０７：Ｎ）、処理はＳ１１０に進む。 In S107, the control unit 228R2 determines whether or not the vehicle is stopped. When the vehicle is stopped (S107: Y), the process proceeds to S108, and when the vehicle is not stopped (S107: N), the process proceeds to S110.
Ｓ１０８では、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を計算する。そして、制御部２２８Ｒ２は、計算した路面角度θｒを新たな基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録する（Ｓ１０９）。その後、処理はＳ１０１に戻る。 In S108, the control unit 228R2 calculates the road surface angle θr by subtracting the reference value of the vehicle posture angle θv from the current total angle θ. Then, the control unit 228R2 records the calculated road surface angle θr as a new reference value in the memory 228R4 (S109). After that, the process returns to S101.
Ｓ１１０（車両停止中（車両走行中でなく車両停止時でもない場合））では、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。続いて、制御部２２８Ｒ２は、計算した車両姿勢角度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否かを判定する（Ｓ１１１）。差が所定量未満である場合（Ｓ１１１：Ｎ）、処理はＳ１０１に戻る。差が所定量以上である場合（Ｓ１１１：Ｙ）、処理はＳ１１２に進む。 In S110 (when the vehicle is stopped (when the vehicle is not running and the vehicle is not stopped)), the control unit 228R2 calculates the vehicle attitude angle θv by subtracting the reference value of the road surface angle θr from the current total angle θ. Subsequently, the control unit 228R2 determines whether or not the difference between the calculated vehicle attitude angle θv and the reference value of the vehicle attitude angle θv is equal to or greater than a predetermined amount (S111). If the difference is less than a predetermined amount (S111: N), the process returns to S101. When the difference is equal to or greater than a predetermined amount (S111: Y), the process proceeds to S112.
Ｓ１１２では、制御部２２８Ｒ２は、計算した車両姿勢角度θｖに基づき光軸位置を調節する。そして、制御部２２８Ｒ２は、計算した車両姿勢角度θｖを基準値としてメモリ２２８Ｒ４に記録する（Ｓ１１３）。 In S112, the control unit 228R2 adjusts the optical axis position based on the calculated vehicle attitude angle θv. Then, the control unit 228R2 records the calculated vehicle posture angle θv in the memory 228R4 as a reference value (S113).
続いて、制御部２２８Ｒ２は、角速度センサ３１７の補正（ゼロ点補正）を行う（Ｓ１１４）。即ち、制御部２２８Ｒ２は、この車両停止中に車両制御部３２０を経由して受信される角速度センサ３１７の現在の検出値をゼロ点として記録し直す。その後、処理はＳ１０１に戻る。
Subsequently, the control unit 228R2 corrects the angular velocity sensor 317 (zero point correction) (S114). That is, the control unit 228R2 re-records the current detection value of the
以上に説明したように、本実施形態の車両用灯具システム２００は、急加速や急減速により車両３００に大きな加速度が作用していないときは、加速度センサ３１６で検出される加速度に基づき灯具ユニット１０の光軸調節を行い（第１モード制御）、急加速や急減速により車両３００に急に大きな加速度が作用しているときは、角速度センサ３１７で検出される角速度に基づき灯具ユニット１０の光軸調節を行う。そのため、車両３００の走行中に精度よく安定してオートレベリング制御を行うことができる。
As described above, in the
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また上記の実施形態の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and includes various modifications. Further, for example, the above-described embodiment describes the configuration in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, a part of the configuration of the above embodiment can be added, deleted, or replaced with another configuration.
例えば、第１モード制御の他の態様として、例えば、特開２０１２−１０６７１９号公報に記載されている第２実施形態や第３実施形態の構成がある。 For example, as another aspect of the first mode control, for example, there is a configuration of a second embodiment or a third embodiment described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-106719.
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。
As another aspect of the present invention,
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。即ち、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。即ち、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。
In each of the above-described embodiments, the
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、３１７ 角速度センサ
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
10 Lighting unit, 200 Vehicle lighting system, 228,228L, 228R Irradiation control unit, 228L1,228R1 receiving unit, 228L2,228R2 control unit, 228L3,228R3 transmitter unit, 300 vehicle, 316 acceleration sensor, 317 angular velocity sensor O optical axis , Θ total angle, θr road surface angle, θv vehicle attitude angle, α motion acceleration vector, β combined acceleration vector
Claims (10)
前記車両の前後方向の加速度の大きさが所定値以下であるときは、前記加速度センサで検出される加速度に基づき車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成する第１モード制御を行い、前記車両の前後方向の加速度の大きさが前記所定値を超えているときは、前記角速度センサで検出される角速度に基づき前記車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を生成する第２モード制御を行う制御部と、
前記制御部が生成した制御信号を車両用灯具の光軸調節を行う光軸調節部に送信する送信部と、
を備えたことを特徴とする車両用灯具の制御装置。 Receives the acceleration that can derive the change in the vehicle attitude angle, which is the angle of the vehicle's front-rear axis with respect to the road surface, detected by the acceleration sensor, and the angular velocity that can derive the change in the vehicle attitude angle detected by the angular velocity sensor. Receiver and
When the magnitude of the acceleration in the front-rear direction of the vehicle is equal to or less than a predetermined value, the first mode control for generating a control signal instructing the adjustment of the optical axis of the vehicle lighting tool is performed based on the acceleration detected by the acceleration sensor. When the magnitude of the acceleration in the front-rear direction of the vehicle exceeds the predetermined value, a second control signal for instructing the optical axis adjustment of the vehicle lighting equipment is generated based on the angular velocity detected by the angular velocity sensor. A control unit that controls the mode and
A transmission unit that transmits a control signal generated by the control unit to an optical axis adjustment unit that adjusts the optical axis of a vehicle lamp, and a transmission unit.
A control device for vehicle lamps, which is characterized by being equipped with.
請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。 In the second mode control, the control unit obtains the vehicle by time-integrating the change in the vehicle attitude angle derived from the acceleration detected by the acceleration sensor and the angular velocity detected by the angular velocity sensor. Generates a control signal that directs optical axis adjustment based on changes in attitude angle,
The control device for a vehicle lamp according to claim 1.
前記制御部は、前記加速度センサで検出される加速度からの前記車両姿勢角度の変化を、前記車両の加速時および減速時の少なくとも一方における、前記車両の前後方向の加速度の時間変化量と前記車両の上下方向の加速度の時間変化量との比率の変化に基づき導出する、
請求項２に記載の車両用灯具の制御装置。 The receiving unit receives from the acceleration sensor the acceleration capable of deriving the acceleration in the front-rear direction of the vehicle and the acceleration in the vertical direction of the vehicle.
The control unit uses the change in the vehicle attitude angle from the acceleration detected by the acceleration sensor as the time change amount of the acceleration in the front-rear direction of the vehicle and the vehicle during at least one of the acceleration and deceleration of the vehicle. Derived based on the change in the ratio of the vertical acceleration of
The control device for a vehicle lamp according to claim 2.
請求項３に記載の車両用灯具の制御装置。 The control unit sets the acceleration in the front-rear direction of the vehicle as the first axis, and sets the acceleration in the vertical direction of the vehicle as the second axis, and sets the acceleration in at least one of the acceleration and deceleration of the vehicle. The detected values of the sensor are plotted over time, and the slope of a straight line or vector obtained from at least two points is defined as the ratio.
The control device for a vehicle lamp according to claim 3.
前記制御部は、前記車両の前後方向の加速度を、前記車速センサから取得される速度を時間微分することにより取得する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用灯具の制御装置。 The receiving unit receives the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor, and receives the speed of the vehicle.
The control unit acquires the acceleration in the front-rear direction of the vehicle by time-differentiating the speed acquired from the vehicle speed sensor.
The control device for a vehicle lamp according to any one of claims 1 to 4.
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用灯具の制御装置。 The control unit acquires the acceleration of the vehicle in the front-rear direction from the acceleration sensor.
The control device for a vehicle lamp according to any one of claims 1 to 4.
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用灯具の制御装置。 The control unit acquires the acceleration in the front-rear direction of the vehicle based on the change in the angle obtained by time-integrating the angular velocity acquired from the angular velocity sensor.
The control device for a vehicle lamp according to any one of claims 1 to 4.
前記制御部は、前記車両の前後方向の加速度を、前記踏み込み量に基づき取得する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用灯具の制御装置。 The receiving unit receives the amount of depression of the accelerator pedal or the brake pedal, and receives the depression amount.
The control unit acquires the acceleration in the front-rear direction of the vehicle based on the depression amount.
The control device for a vehicle lamp according to any one of claims 1 to 4.
前記加速度センサと、
前記角速度センサと、
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と、
を備えることを特徴とする車両用灯具システム。 Vehicle lighting fixtures with adjustable optical axis and
With the accelerometer
With the angular velocity sensor
The vehicle lighting fixture control device according to any one of claims 1 to 4,
A vehicle lighting system characterized by being equipped with.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023090328A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 株式会社小糸製作所 | Lamp system |
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- 2020-03-05 JP JP2020037663A patent/JP7454412B2/en active Active
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