JP5749081B2 - 車両用灯具の制御装置および車両用灯具システム - Google Patents

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し、特に自動車などに用いられる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ものである。

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１〜４には、傾斜検出装置として加速度センサを用いてオートレベリング制御を実施する構成が開示されている。

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

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。一方で、加速度センサを用いた場合であっても、センサの検出誤差等を減らして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。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施する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り、当該制御装置は、加速度センサで検出される、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を受信するための受信部と、車両用灯具の光軸調節を制御するための制御部と、を備え、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、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、車両停止中の合計角度の変化を第２角度の変化として第２角度の基準値を更新するとともに、更新後の第２角度の基準値に応じて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を出力し、車両走行中の合計角度の変化を第１角度の変化として第１角度の基準値を更新し、第１角度の基準値および第２角度の基準値の合計値と、合計角度との差を導出して、第１角度の基準値および第２角度の基準値の少なくとも一方を前記差が小さくなるよう補正することを特徴とする。

この態様によれば、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度を高めることができる。

上記態様において、制御部は、合計角度が０°のときに前記差を導出してもよい。この態様によれば、上述した補正の精度を向上させることができる。

また、上記態様において、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基準値を補正してもよい。この態様によれば、上述した補正の精度が低い場合でも、第１角度の基準値および／または第２角度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。

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、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を検出する加速度センサと、車両用灯具の光軸調節を制御するための制御装置と、を備え、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、制御装置は、第１角度の基準値と第２角度の基準値とを保持し、車両停止中の合計角度の変化を第２角度の変化として第２角度の基準値を更新するとともに、更新後の第２角度の基準値に応じて光軸調節を指示する制御信号を出力し、車両走行中の合計角度の変化を第１角度の変化として第１角度の基準値を更新し、第１角度の基準値および第２角度の基準値の合計値と、合計角度との差を導出して、第１角度の基準値および第２角度の基準値の少なくとも一方を前記差が０に近づくよう補正することを特徴とする。

この態様によっても、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施するオートレベリング制御の精度を高めることができる。

本発明によれば、加速度センサを用いて車両用灯具の光軸調節を実施する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。

実施形態１に係るレベリングＥＣＵの制御対象である灯具ユニット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、車両制御ＥＣＵおよびレベリング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。 実施形態１に係るレベリングＥＣＵにより実行されるオートレベリング制御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に係るレベリングＥＣＵの制御対象である灯具ユニットを含む前照灯ユニットの概略鉛直断面図である。この前照灯ユニット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。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２１０Ｌの説明は適宜省略する。

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、その車両後方側に取り外し可能な着脱カバー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、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。

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。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、反転像として灯具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、前照灯ユニット、車両制御ＥＣＵおよびレベリングＥＣＵ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、図２では前照灯ユニット２１０Ｒおよび前照灯ユニット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。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、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。

レベリングＥＣＵ１００（車両用灯具の制御装置）は、受信部１０２、制御部１０４、送信部１０６、メモリ１０８、および加速度センサ１１０を備える。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の外に設けられていてもよい。レベリングＥＣＵ１００には、車両３００に搭載された車両制御ＥＣＵ３０２や、ライトスイッチ３０４が接続されている。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等に送信することができる。例えば、車両制御ＥＣＵ３０２は、車速センサ３１２の出力値をレベリングＥＣＵ１００に送信する。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によって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。

受信部１０２が受信した信号は、制御部１０４に送信される。制御部１０４は、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の傾斜角度の変化を導出して、灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を生成する。制御部１０４は、生成した制御信号を送信部１０６から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されて、灯具ユニット１０の光軸Ｏが車両上下方向（ピッチ角度方向）について調整される。

車両３００には、レベリングＥＣＵ１００、車両制御ＥＣＵ３０２および前照灯ユニット２１０に電力を供給する電源３０６が搭載されている。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を介してバルブ１４に電力が供給される。

続いて、上述の構成を備えたレベリングＥＣＵ１００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。

たとえば、車両後部の荷室に荷物が載せられたり後部座席に人等が乗車した場合、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の姿勢に対応して上下に変動し、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。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の変化を導出し、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。

ここで、加速度センサ１１０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の移動により生じる運動加速度とが生じる。そのため、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。加速度センサ１１０は、検出した加速度ベクトルの各軸成分の数値を出力する。加速度センサ１１０から出力されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各成分の数値は、制御部１０４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。

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（第１角度）と、路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度θｖ（第２角度）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および合計角度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。

上述したオートレベリング制御は、車両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。そのため、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れる。

そこで、レベリングＥＣＵ１００の制御部１０４は、車両停止中に合計角度θが変化した場合に光軸を調節し、車両走行中に合計角度θが変化した場合に光軸調節を回避する制御を実施する。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。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。

例えば、まず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。基準状態において、車両３００は、例えば運転席に１名乗車した状態とされる。そして、初期化処理装置のスイッチ操作等により、レベリングＥＣＵ１００に初期化信号が送信される。制御部１０４は、受信部１０２を介して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１０４は、車両３００が基準状態にあるときの加速度センサ１１０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１０８に記録することで、これらの基準値を保持する。

車両３００が実際に使用される状況において、制御部１０４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。制御部１０４は、光軸調節を指示する制御信号の出力を回避することで光軸調節を回避してもよいし、光軸位置の維持を指示する維持信号を生成し、この維持信号を出力することで光軸調節を回避してもよい。制御信号の出力を回避する場合、制御信号を生成しないことで制御信号の出力を回避してもよいし、制御信号を生成した上で生成した制御信号の出力を回避してもよい。

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。

また、制御部１０４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、制御部１０４は、車両停止時に走行前後での合計角度θの差分Δθ１を算出する。そして、制御部１０４は、メモリ１０８に記録されている路面角度θｒの基準値に、得られた差分Δθ１を算入して新たな路面角度θｒの基準値を算出し（新θｒ基準値＝θｒ基準値＋Δθ１）、これをメモリ１０８に記録する。

制御部１０４は、たとえば次のようにして差分Δθ１を算出する。すなわち、制御部１０４は、車両３００の発進直後に、発進直前の合計角度θを合計角度θの基準値としてメモリ１０８に記録する。そして、制御部１０４は、車両停止時に、現在（車両停止時）の合計角度θから合計角度θの基準値を減算して差分Δθ１を算出する。なお、制御部１０４は、加速度センサ１１０から定期的に加速度を受信し、所定期間分の加速度あるいはその加速度から得られた合計角度θを保持している。

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１１０の検出値が安定したときからの所定期間である。前記「発進直後」は、例えば車速センサ３１２の検出値が０を超えたときからの所定期間である。前記「発進直前」は、例えば車速センサ３１２の検出値が０を超えたときから所定時間前の時間である。前記「車両停止時」、「発進直後」および「発進直前」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。

なお、制御部１０４は、算出された路面角度θｒの基準値と、メモリ１０８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、路面角度θｒの基準値を更新してもよい。これによれば、路面角度θｒの基準値が頻繁に書き換えられることを回避でき、制御部１０４の制御負担の軽減とメモリ１０８の長寿命化を図ることができる。

車両停止中、制御部１０４は、車両停止中の合計角度θの変化を車両姿勢角度θｖの変化として車両姿勢角度θｖの基準値を更新するとともに、更新後の車両姿勢角度θｖの基準値に応じて灯具ユニット１０の光軸調節を指示する制御信号を送信部１０６を介して出力する。例えば、制御部１０４は、車両停止中に現在の合計角度θとメモリ１０８に記録されている合計角度θの基準値との差分Δθ２を算出する。このとき用いられる合計角度θの基準値は、例えば、車両３００の停止後最初の差分Δθ２の算出では差分Δθ１の算出後に更新された基準値、すなわち車両停止時の合計角度θであり、２回目以降の場合は前回の差分Δθ２の算出後に更新された基準値である。そして、制御部１０４は、メモリ１０８に記録されている車両姿勢角度θｖの基準値に、得られた差分Δθ２を算入して新たな車両姿勢角度θｖの基準値を算出し（新θｖ基準値＝θｖ基準値＋Δθ２）、これをメモリ１０８に記録する。

なお、制御部１０４は、車両停止中、灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化が推定される加速度の変化（振動）があったときに車両姿勢角度θｖの基準値を更新し、制御信号を出力してもよい。灯具ユニット１０の光軸Ｏを調節すべき車両姿勢変化としては、例えば人の乗降や荷物の積み下ろし等の車両３００にかかる荷重の変化に起因する変化を挙げることができる。

前記「車両停止中」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。

なお、制御部１０４は、算出された車両姿勢角度θｖの基準値と、メモリ１０８に記録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、車両姿勢角度θｖの基準値を更新し、光軸調節を実施してもよい。これによれば、車両姿勢角度θｖの基準値の書き換えと光軸調節が頻繁に実施されることを回避でき、制御部１０４の制御負担の軽減とメモリ１０８および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。

制御部１０４は、所定のタイミングで、路面角度θｒの基準値および／または車両姿勢角度θｖの基準値の補正処理を実行する。すなわち、理論上、路面角度θｒの基準値と車両姿勢角度θｖの基準値との和は、合計角度θとなる（θ＝θｒ基準値＋θｖ基準値）。そこで、制御部１０４は、補正処理実行時（現在）の合計角度θから、路面角度θｒの基準値および車両姿勢角度θｖの基準値の和を減算して、２つの基準値の合計値と合計角度θとの差である誤差成分Δθｅを求める（Δθｅ＝θ−（θｒ基準値＋θｖ基準値））。そして、制御部１０４は、路面角度θｒの基準値および車両姿勢角度θｖの基準値の少なくとも一方を、誤差成分Δθｅが小さくなるよう補正する。

例えば、制御部１０４は、路面角度θｒの基準値の更新時、および車両姿勢角度θｖの基準値の更新時に補正処理を実行する。この場合、例えば制御部１０４は、路面角度θｒの基準値を更新したときに車両姿勢角度θｖの基準値を校正し、車両姿勢角度θｖの基準値を更新したときに路面角度θｒの基準値を校正する。

制御部１０４は、合計角度θが０°のときに補正処理を実行してもよい。加速度センサ１１０は、センサ感度のムラやセンサのオフセットを持つため、合計角度θが基準状態の合計角度θである０°からずれるほど、検出誤差が大きくなるというセンサ特性を有する場合がある。そのため、合計角度θが０°のときに補正処理を実行することで、補正処理精度を向上させることができる。

なお、路面および車両姿勢が水平の状態、すなわち路面角度θｒ＝車両姿勢角度θｖ＝０°であるときと、路面と車両姿勢とが互いの傾きを打ち消し合うように逆方向に傾斜した状態、すなわち路面角度θｒおよび車両姿勢角度θｖが０°でなく、かつ路面角度θｒ＋車両姿勢角度θｖ＝０°であるとき、合計角度θが０°になる。したがって、合計角度θが０°になる状況では、路面および車両姿勢がともに水平か水平に近い状態であり、少なくとも路面が急傾斜した状態ではないと推定することができる。このように、実際の路面や車両姿勢の状態を推定可能な状況で補正処理を実行することで、補正処理の精度向上を見込むことができる。

また例えば、制御部１０４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）、路面角度θｒの基準値および車両姿勢角度θｖの基準値の少なくとも一方を補正値θｃだけ補正する。

前記「所定のしきい値θｔｈ」は、光軸制御の分解能、あるいは加速度センサ１１０を用いた角度検出の分解能などに応じて設定される。また、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。前記「補正値θｃ」は、誤差成分Δθｅの検出精度などに応じて設定される。例えば、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、路面角度θｒの基準値および車両姿勢角度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、加速度センサ１１０を用い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。また、「所定のしきい値θｔｈ」および「補正値θｃ」は、路面状態や車両姿勢状態を含む補正処理を実行する状況に応じて可変であってもよい。

図４は、実施形態１に係るレベリングＥＣＵにより実行されるオートレベリング制御フローチャートである。図４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。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、イグニッションがオフにされた場合に終了する。

まず、制御部１０４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１０４は、車両３００が発進直後であるか判断する（Ｓ１０２）。発進直後である場合（Ｓ１０２のＹ）、制御部１０４は、発進直前の合計角度θを合計角度θの基準値としてメモリ１０８に記録（更新）し（Ｓ１０３）、光軸調節を回避して（Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。発進直後でない場合（Ｓ１０２のＮ）、制御部１０４は、合計角度θの基準値を更新することなく、光軸調節を回避して（Ｓ１０４）、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１０４は、車両停止時であるか判断する（Ｓ１０５）。車両停止時である場合（Ｓ１０５のＹ）、制御部１０４は、現在の合計角度θから合計角度θの基準値を減算して差分Δθ１を計算する（Ｓ１０６）。そして、制御部１０４は、計算した差分Δθ１とメモリ１０８に記録されている路面角度θｒの基準値とから新たな路面角度θｒの基準値を計算して、路面角度θｒの基準値を更新する（Ｓ１０７）。また、制御部１０４は、現在の合計角度θを新たな合計角度θの基準値としてメモリ１０８に記録する（Ｓ１０８）。

次いで、制御部１０４は、誤差成分Δθｅを計算し（Ｓ１０９）、誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈを上回るか判断する（Ｓ１１０）。誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈを上回る場合（Ｓ１１０のＹ）、制御部１０４は、現在の合計角度θが０°であるか判断する（Ｓ１１１）。合計角度θが０°である場合（Ｓ１１１のＹ）、制御部１０４は、車両姿勢角度θｖの基準値を補正値θｃだけ補正し（Ｓ１１２）、光軸調節を回避して（Ｓ１０４）、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（Ｓ１１０のＮ）、制御部１０４は、補正処理を実行することなく光軸調節を回避して（Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。また、合計角度θが０°でない場合（Ｓ１１１のＮ）も同様に、制御部１０４は、補正処理を実行することなく光軸調節を回避して（Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。

車両停止時でない場合（Ｓ１０５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１０４は、現在の合計角度θから合計角度θの基準値を減算して差分Δθ２を計算する（Ｓ１１３）。制御部１０４は、計算した差分Δθ２とメモリ１０８に記録されている車両姿勢角度θｖの基準値とから新たな車両姿勢角度θｖの基準値を計算して、車両姿勢角度θｖの基準値を更新する（Ｓ１１４）。そして、制御部１０４は、更新した車両姿勢角度θｖの基準値に応じて光軸調節を実施する（Ｓ１１５）。また、制御部１０４は、現在の合計角度θを新たな合計角度θの基準値としてメモリ１０８に記録する（Ｓ１１６）。

次いで、制御部１０４は、誤差成分Δθｅを計算し（Ｓ１１７）、誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈを上回るか判断する（Ｓ１１８）。誤差成分Δθｅの絶対値がしきい値θｔｈを上回る場合（Ｓ１１８のＹ）、制御部１０４は、現在の合計角度θが０°であるか判断する（Ｓ１１９）。合計角度θが０°である場合（Ｓ１１９のＹ）、制御部１０４は、路面角度θｒの基準値を補正値θｃだけ補正して（Ｓ１２０）、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（Ｓ１１８のＮ）、制御部１０４は、補正処理を実行することなく本ルーチンを終了する。また、合計角度θが０°でない場合（Ｓ１１９のＮ）も同様に、制御部１０４は、補正処理を実行することなく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の変化として車両姿勢角度θｖの基準値を更新して光軸調節を実施し、車両走行中の合計角度θの変化を路面角度θｒの変化として路面角度θｒの基準値を更新している。また、レベリングＥＣＵ１００は、路面角度θｒの基準値および車両姿勢角度θｖの基準値の合計値と、合計角度θとの差を導出して、この２つの基準値の少なくとも一方を補正している。そのため、加速度センサ１１０を用いて灯具ユニット１０の光軸調節を実施する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、例えば、路面角度θｒおよび車両姿勢角度θｖの和が合計角度θであることを利用して、合計角度θから車両姿勢角度θｖの基準値を減算して新たな路面角度θｒを算出し、合計角度θから路面角度θｒの基準値を減算して新たな車両姿勢角度θｖを算出する方法が考えられるが、この方法では、路面角度θｒの基準値に含まれる誤差成分が車両姿勢角度θｖに含まれ、車両姿勢角度θｖの基準値に含まれる誤差成分が路面角度θｒに含まれることになるため、誤差の累積が生じ得る。これに対し、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００は、車両走行中の合計角度θの変化である差分Δθ１を路面角度θｒの基準値に加算して新たな路面角度θｒを導出し、車両停止中の合計角度θの変化である差分Δθ２を車両姿勢角度θｖの基準値に加算して、新たな車両姿勢角度θｖを導出している。そのため、本実施形態に係るレベリングＥＣＵ１００によれば、そのような誤差の累積を回避することができる。

なお、上述したレベリングＥＣＵ１００は、本発明の一態様である。このレベリングＥＣＵ１００は、加速度センサ１１０で検出される加速度を受信する受信部１０２と、上述したオートレベリング制御を実行する制御部１０４とを備える。

本発明の他の態様としては、車両用灯具システムを挙げることができる。この車両用灯具システムは、灯具ユニット１０と、加速度センサ１１０と、レベリングＥＣＵ１００と（実施形態１ではレベリングＥＣＵ１００に加速度センサ１１０が含まれている）を有する。

本発明は、上述の実施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形態も本発明の範囲に含まれる。

Ｏ 光軸、 １０ 灯具ユニット、 １００ レベリングＥＣＵ、 １０２ 受信部、 １０４ 制御部、 １１０ 加速度センサ、 ２２６ レベリングアクチュエータ、 ３００ 車両、 θ 合計角度、 θｒ 路面角度、 θｖ 車両姿勢角度。

Claims (3)

1. 加速度センサで検出される、水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を受信するための受信部と、
   車両用灯具の光軸調節を制御するための制御部と、を備え、
   前記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、
   前記制御部は、前記第１角度の基準値と前記第２角度の基準値とを保持し、
   車両停止中の前記合計角度の変化を前記第２角度の変化として前記第２角度の基準値を更新するとともに、更新後の前記第２角度の基準値に応じて車両用灯具の光軸調節を指示する制御信号を出力し、
   車両走行中の前記合計角度の変化を前記第１角度の変化として前記第１角度の基準値を更新し、
   前記第１角度の基準値および前記第２角度の基準値の合計値と、前記合計角度との差を導出して、前記差が所定のしきい値を上回る場合に、前記第１角度の基準値および前記第２角度の基準値の少なくとも一方を、前記差が小さくなるよう当該所定のしきい値よりも小さい補正値だけ補正することを特徴とする車両用灯具の制御装置。
2. 前記制御部は、前記合計角度が０°のときに前記差を導出する請求項１に記載の制御装置。
3. 光軸を調節可能な車両用灯具と、
   水平面に対する車両の傾斜角度を導出可能な加速度を検出する加速度センサと、
   前記車両用灯具の光軸調節を制御するための制御装置と、を備え、
   前記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、
   前記制御装置は、前記第１角度の基準値と前記第２角度の基準値とを保持し、
   車両停止中の前記合計角度の変化を前記第２角度の変化として前記第２角度の基準値を更新するとともに、更新後の前記第２角度の基準値に応じて前記光軸調節を指示する制御信号を出力し、
   車両走行中の前記合計角度の変化を前記第１角度の変化として前記第１角度の基準値を更新し、
   前記第１角度の基準値および前記第２角度の基準値の合計値と、前記合計角度との差を導出して、前記差が所定のしきい値を上回る場合に、前記第１角度の基準値および前記第２角度の基準値の少なくとも一方を、前記差が０に近づくよう当該所定のしきい値よりも小さい補正値だけ補正することを特徴とする車両用灯具システム。

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