JP6285260B2 - Control device for vehicular lamp - Google Patents
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Description
本発明は、車両用灯具の制御装置に関し、特に自動車などに用いられる車両用灯具の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicular lamp, and more particularly to a control device for a vehicular lamp used in an automobile or the like.
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。
Conventionally, there has been known auto leveling control in which the optical axis position of a vehicle headlamp is automatically adjusted according to the inclination angle of the vehicle to change the irradiation direction of the headlamp. In general, in the auto leveling control, the optical axis position of the headlamp is adjusted based on the vehicle pitch angle derived from the output value of the vehicle height sensor. On the other hand,
加速度センサ等の傾斜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、加速度センサ等の傾斜センサを用いる場合であっても、オートレベリング制御の性能をより高めたいという要求はある。 When an inclination sensor such as an acceleration sensor is used, the auto leveling system can be made cheaper and lighter than when a vehicle height sensor is used. As a result, the cost and weight of the vehicle can be reduced. On the other hand, even when an inclination sensor such as an acceleration sensor is used, there is a demand for further improving the performance of auto leveling control.
本発明者らは、オートレベリング制御の高性能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性能化を図る余地があることを認識するに至った。 As a result of intensive studies to achieve higher performance of auto leveling control, the present inventors recognize that there is room for further improvement in performance of auto leveling control in a conventional vehicle lamp control device. It came to.
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性能を高める技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the technique which improves the performance of the automatic leveling control of a vehicle lamp.
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。当該制御装置は、水平面に対する路面の傾斜角度である路面角度、及び路面に対する車両の傾斜角度である車両姿勢角度を含む、水平面に対する車両の傾斜角度である合計角度を導出可能な傾斜センサの出力値を受信するための受信部と、傾斜センサの出力値を用いて車両用灯具の光軸角度を調節する制御部と、を備える。制御部は、車両停止中の合計角度の変化を車両姿勢角度の変化とし、合計角度の変化量が所定のしきい値以下である場合、当該合計角度の変化に対して車両用灯具の光軸角度を調節する調節信号を出力し、車両走行中の合計角度の変化を路面角度の変化とし、当該合計角度の変化に対して調節信号の出力を回避するか光軸角度を維持する維持信号を出力し、車両走行中に得られる傾斜センサの出力値に基づいて車両姿勢角度を推定し、推定された車両姿勢角度に基づいて光軸角度を補正し、車両停止中の合計角度の変化量がしきい値を超える場合、光軸角度を所定の暫定角度に調節するか光軸角度を維持し、その後に行われる推定により得られる車両姿勢角度に基づいて光軸角度を調節するよう構成される。この態様の制御装置によれば、車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高めることができる。 In order to solve the above problems, an aspect of the present invention is a control device for a vehicular lamp. The control device outputs an inclination sensor output value capable of deriving a total angle that is a vehicle inclination angle with respect to a horizontal plane, including a road surface angle that is an inclination angle of the road surface with respect to a horizontal plane and a vehicle attitude angle that is a vehicle inclination angle with respect to the road surface. And a control unit that adjusts the optical axis angle of the vehicular lamp using the output value of the tilt sensor. When the change in the total angle while the vehicle is stopped is regarded as a change in the vehicle attitude angle, and the amount of change in the total angle is equal to or less than a predetermined threshold, the control unit An adjustment signal for adjusting the angle is output, and a change in the total angle while the vehicle is running is regarded as a change in the road surface angle, and a maintenance signal for avoiding the output of the adjustment signal in response to the change in the total angle or maintaining the optical axis angle. Output and estimate the vehicle attitude angle based on the output value of the tilt sensor obtained while the vehicle is running, correct the optical axis angle based on the estimated vehicle attitude angle, and the amount of change in the total angle while the vehicle is stopped When the threshold value is exceeded, the optical axis angle is adjusted to a predetermined provisional angle or maintained, and the optical axis angle is adjusted based on a vehicle attitude angle obtained by a subsequent estimation. . According to the control device of this aspect, the performance of the automatic leveling control of the vehicular lamp can be enhanced.
上記態様において、傾斜センサは、車両前後方向及び車両上下方向の加速度を検出可能な加速度センサであり、制御部は、車両姿勢角度の推定において、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得られる直線又はベクトルの傾きを用いて車両姿勢角度を推定してもよい。また、上記態様において、制御部は、傾きを複数回算出し、２回目以降に算出された傾きを用いて車両姿勢角度を推定してもよい。この態様によれば、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。 In the above aspect, the tilt sensor is an acceleration sensor that can detect acceleration in the vehicle longitudinal direction and vehicle vertical direction, and the control unit sets the vehicle longitudinal angle acceleration to the first axis in estimating the vehicle attitude angle. The output value obtained while the vehicle is traveling may be plotted on the coordinates where the acceleration in the vertical direction is set to the second axis, and the vehicle attitude angle may be estimated using straight lines or vector gradients obtained from the plotted multiple points. . In the above aspect, the control unit may calculate the inclination a plurality of times and estimate the vehicle attitude angle using the inclination calculated after the second time. According to this aspect, the accuracy of the automatic leveling control can be further increased.
また、上記いずれかの態様において、制御部は、車両の直近の発進からの走行距離又は走行時間が所定のしきい値を超えたときに推定を実行してもよい。この態様によれば、光軸角度の補正が著しく遅延することを抑制することができる。また、上記いずれかの態様において、暫定角度は、所定の初期化処理で車両がとる姿勢において設定される初期角度、しきい値を超える変化量の合計角度の変化が生じる前にとっていた角度、又は他者に与えるグレアが軽減される所定の安全角度であってもよい。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。 In any one of the above aspects, the control unit may perform estimation when the travel distance or travel time from the latest start of the vehicle exceeds a predetermined threshold. According to this aspect, it is possible to suppress a significant delay in the correction of the optical axis angle. In any one of the above aspects, the provisional angle is an initial angle set in a posture that the vehicle takes in a predetermined initialization process, an angle that was set before a change in total amount of change exceeding a threshold value occurs, or It may be a predetermined safety angle at which glare given to others is reduced. A combination of the above-described elements as appropriate can also be included in the scope of the invention for which patent protection is sought by this patent application.
本発明によれば、車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高める技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which improves the performance of the automatic leveling control of a vehicle lamp can be provided.
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又は同等の構成要素、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。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図１は、実施の形態に係る車両用灯具の制御装置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を有する。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２１０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。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a headlamp unit including a vehicle lamp that is a control target of a vehicle lamp control apparatus according to an embodiment. The
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、これにより灯具ユニット１０の光軸Ｏのピッチ角度（以下では適宜、この角度を光軸角度θｏという）を下方、上方に向けるレベリング調整を実行することができる。
Connected to 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と、光源１４と、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７と、投影レンズ２０とを備える。光源１４としては、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどを使用可能である。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。
The
図２は、前照灯ユニット、車両制御ＥＣＵ及びレベリングＥＣＵの動作連携を説明する機能ブロック図である。なお、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ＥＣＵ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。
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the cooperation of the headlamp unit, the vehicle control ECU, and the leveling ECU. In FIG. 2, the
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と、制御部１０４と、送信部１０６と、情報保持部としてのメモリ１０８と、傾斜センサとしての加速度センサ１１０とを備える。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の外に設けられてもよい。
A leveling
レベリングＥＣＵ１００には、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等が接続される。車両制御ＥＣＵ３０２は、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。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、車両制御ＥＣＵ３０２、レベリングＥＣＵ１００等に送信する。
A
車両制御ＥＣＵ３０２やライトスイッチ３０４からレベリングＥＣＵ１００に出力される信号は、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。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、加速度センサ１１０の出力値を用いて灯具ユニット１０の光軸角度θｏを調節する。
Signals output from the
制御部１０４は、角度演算部１０４１、調節指示部１０４２、変化量判定部１０４３、推定実行指示部１０４４及び簡易エイミング処理部１０４５を有する。角度演算部１０４１は、加速度センサ１１０の出力値と必要に応じてメモリ１０８が保持する情報を用いて車両３００のピッチ角度情報を生成する。調節指示部１０４２は、角度演算部１０４１で生成されたピッチ角度情報を用いて灯具ユニット１０の光軸角度θｏを調節する調節信号を生成する。制御部１０４は、生成した調節信号を送信部１０６を介して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、受信した調節信号をもとに駆動し、灯具ユニット１０の光軸Ｏをピッチ角度方向について調整する。制御部１０４が行うオートレベリング制御の内容、及び制御部１０４の各部の動作については、後に詳細に説明する。
The control unit 104 includes an
車両３００には、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３０６が搭載される。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。
The
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詳細に説明する。図３は、車両に生じる加速度ベクトルと、傾斜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。
Next, the automatic leveling control by the leveling
例えば、車両後部の荷室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、荷室から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。車両が後傾姿勢あるいは前傾姿勢になると、灯具ユニット１０の照射方向も上下に変動し、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又はその変化を導出し、光軸角度θｏ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光の到達距離を最適に調節することができる。
For example, if a load is placed in the luggage compartment at the rear of the vehicle or if there is a passenger in the rear seat, the vehicle posture is tilted backward, and if the luggage is lowered from the cargo compartment or the passenger in the rear seat gets off, the vehicle posture is Tilt forward from the tilted position. When the vehicle tilts backward or forward, the irradiation direction of the
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。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。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。
The
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が車両３００に搭載された状態における加速度センサ１１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（センサ側の軸）は、車両３００の姿勢を決める車両３００の前後軸、左右軸及び上下軸（車両側の軸）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３軸の成分、すなわちセンサ座標系の成分を、車両３００の３軸の成分、すなわち車両座標系の成分に変換する必要がある。加速度センサ１１０の軸成分を車両３００の軸成分に変換して車両３００の傾斜角度を算出するためには、車両３００に取り付けられた状態の加速度センサ１１０の軸と車両３００の軸と路面角度との位置関係を示す基準軸情報が必要である。そこで、制御部１０４は、例えば以下のようにして基準軸情報を生成する。
Since the
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が水平面に対して平行になるよう設計された路面（以下では適宜、この路面を基準路面という）に置かれ、第１基準状態とされる。第１基準状態では、車両３００は運転席に１名乗車した状態とされる。そして、工場の初期化処理装置のスイッチ操作やＣＡＮ（Controller Area Network）システムの通信等により、初期化信号が送信される。制御部１０４は、初期化信号を受けると所定の初期化処理を実行する。初期化処理では、初期エイミング調整が実施され、灯具ユニット１０の光軸Ｏが初期角度に合わせられる。また、制御部１０４は、加速度センサ１１０の座標系と車両３００の座標系と車両３００が位置する基準路面（言い換えれば水平面）との位置関係を対応付ける。
First, the
すなわち、制御部１０４は、第１基準状態における加速度センサ１１０の出力値を、第１基準ベクトルＳ１＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）として、制御部１０４内のＲＡＭあるいはメモリ１０８に記録する。これにより、加速度センサ側の軸と、基準路面との位置関係が対応付けられる。次に、車両３００は、ピッチ角度のみが第１状態と異なる第２状態とされる。例えば、第１状態にある車両３００の前部又は後部に荷重が掛けることで、車両３００を第２状態とすることができる。制御部１０４は、車両３００が第２状態にあるときの加速度センサ１１０の出力値を第２基準ベクトルＳ２＝（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）としてＲＡＭあるいはメモリ１０８に記録する。
That is, the control unit 104 records the output value of the
第１基準ベクトルＳ１を取得することで、加速度センサ１１０のＺ軸と車両３００の上下軸とのずれを把握することができる。また、第１基準ベクトルＳ１に対する第２基準ベクトルＳ２の成分の変化から、車両３００の前後、左右軸と加速度センサ１１０のＸ、Ｙ軸のずれを把握することができる。これにより、加速度センサ側の軸と車両側の軸の位置関係が対応付けられ、その結果、車両側の軸と基準路面の位置関係が対応付けられる。制御部１０４は、加速度センサ１１０の軸と、車両３００の軸と、基準路面の角度との位置関係を対応付けた変換テーブルを、基準軸情報としてメモリ１０８に記録する。
By acquiring the first reference vector S1, the deviation between the Z axis of the
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の角度演算部１０４１が基準軸情報を用いて車両３００の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換する。したがって、加速度センサ１１０の出力値からは、車両前後方向、車両左右方向及び車両上下方向の加速度を検出可能である。
The numerical values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis components output from the
車両停止中の加速度センサ１１０の検出値からは、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の出力値から、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３００の傾斜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の傾斜角度である合計角度θを導出可能である。なお、路面角度θｒ、車両姿勢角度θｖ及び合計角度θは、車両３００のピッチ方向の角度である。
The inclination of the
オートレベリング制御は、車両３００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３００の傾斜角度は、車両姿勢角度θｖである。すなわち、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の光軸角度θｏが調節され、路面角度θｒが変化した場合に灯具ユニット１０の光軸角度θｏが維持されることが望まれる。これを実現するためには、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 auto-leveling control is intended to absorb the change in the front irradiation distance of the vehicular lamp accompanying the change in the tilt angle of the
これに対し、制御部１０４は、オートレベリングの基本制御として、車両走行中の合計角度θの変化を路面角度θｒの変化と推定し、車両停止中の合計角度θの変化を車両姿勢角度θｖの変化と推定して、合計角度θから車両姿勢角度θｖを導出する。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。また、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。
On the other hand, as the basic control of the auto leveling, the control unit 104 estimates the change in the total angle θ while the vehicle is traveling as the change in the road surface angle θr, and the change in the total angle θ while the vehicle is stopped is the vehicle attitude angle θv. The vehicle posture angle θv is derived from the total angle θ by estimating the change. While the vehicle is traveling, it is rare for the vehicle attitude angle θv to change due to an increase or decrease in the amount of load or the number of passengers. Therefore, a change in the total angle θ during vehicle travel can be estimated as a change in the road surface angle θr. . Further, since it is rare that the
例えば、上述した初期化処理において、角度演算部１０４１は、生成された基準軸情報を用いて、第１基準状態における加速度センサ１１０の出力値を車両３００の３軸成分に変換し、これらの値を路面角度θｒの基準値（θｒ＝０°）、車両姿勢角度θｖの基準値（θｖ＝０°）としてＲＡＭに記憶して保持する。また、必要に応じてこれらの基準値をメモリ１０８に書き込む。
For example, in the initialization process described above, the
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の変化に対してレベリングアクチュエータ２２６の駆動を回避する。制御部１０４は、調節指示部１０４２が調節信号の出力を回避するか光軸角度θｏを維持する維持信号を出力することで、レベリングアクチュエータ２２６の駆動を回避することができる。調節信号の出力の回避には、調節信号を生成しないことで出力を回避することも含まれる。そして、角度演算部１０４１が、車両停止時に加速度センサ１１０の出力値から、現在（車両停止時）の合計角度θを算出する。次いで、角度演算部１０４１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を得る（θｒ＝θ−θｖ基準値）。そして、得られた路面角度θｒを、新たな路面角度θｒの基準値として、ＲＡＭに保持している路面角度θｒの基準値を更新する。
In a situation where the
あるいは、角度演算部１０４１は、車両停止時に走行前後での合計角度θの差分Δθ１（合計角度θの変化量）を算出する。そして、路面角度θｒの基準値に差分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）、路面角度θｒの基準値を更新する。角度演算部１０４１は、次のようにして差分Δθ１を算出することができる。すなわち、角度演算部１０４１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の基準値として保持する。そして、角度演算部１０４１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。
Alternatively, the
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。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になるまでの間である。また、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の出力値が安定したときである。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「車両走行中」、「車両停止時」、「発進直後」及び「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。
As a result, the change in the total angle θ during traveling of the vehicle, which is estimated to be the change in the road surface angle θr, is taken into the reference value of the road surface angle θr. The “running vehicle” is, for example, a period from when the detected value of the vehicle speed sensor 312 exceeds 0 to when the detected value of the vehicle speed sensor 312 becomes 0. The “when the vehicle is stopped” is when, for example, the output value of the
また、制御部１０４は、車両停止中の合計角度θの変化に対して光軸角度θｏを調節する調節信号を出力する。具体的には、車両停止中、角度演算部１０４１は加速度センサ１１０の出力値から現在の合計角度θを所定のタイミングで繰り返し算出する。算出された合計角度θはＲＡＭに保持される。そして、角度演算部１０４１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を得る（θｖ＝θ−θｒ基準値）。また、得られた車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値として、ＲＡＭに保持している車両姿勢角度θｖの基準値を更新する。あるいは、角度演算部１０４１は、車両停止中に現在の合計角度θと保持している合計角度θの基準値との差分Δθ２（合計角度θの変化量）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の算出時に得られた合計角度θ、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の算出時に得られた合計角度θである。そして、角度演算部１０４１は、車両姿勢角度θｖの基準値に差分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）、車両姿勢角度θｖの基準値を更新する。
Further, the control unit 104 outputs an adjustment signal for adjusting the optical axis angle θo with respect to a change in the total angle θ while the vehicle is stopped. Specifically, the
これにより、車両姿勢角度θｖの変化と推定される車両走行中の合計角度θの変化が、車両姿勢角度θｖの基準値に取り込まれる。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。
As a result, a change in the total angle θ during traveling of the vehicle, which is estimated to be a change in the vehicle posture angle θv, is taken into the reference value of the vehicle posture angle θv. The “stopping vehicle” is, for example, when the detection value of the vehicle speed sensor 312 exceeds 0 after the detection value of the
そして、調節指示部１０４２は、算出された車両姿勢角度θｖあるいは更新された新たな車両姿勢角度θｖの基準値を用いて、光軸角度θｏの調節信号を生成する。例えば、調節指示部１０４２は、予めメモリ１０８に記録されている車両姿勢角度θｖと光軸角度θｏとを対応付けた変換テーブルを用いて光軸角度θｏを決定し、調節信号を生成する。調節信号は、送信部１０６からレベリングアクチュエータ２２６へ出力される。
Then, the
（光軸角度の補正処理）
上述したように、オートレベリングの基本制御では合計角度θから車両姿勢角度θｖあるいは路面角度θｒの基準値が減算されて、基準値が繰り返し更新される。あるいは合計角度θの変化の差分Δθ１が路面角度θｒの基準値に、差分Δθ２が車両姿勢角度θｖの基準値にそれぞれ算入されて、基準値が繰り返し更新される。このため、加速度センサ１１０の検出誤差が基準値に累積していき、オートレベリング制御の精度が低下していくおそれがある。そこで、制御部１０４は、車両走行中に得られる加速度センサ１１０の出力値に基づいて車両姿勢角度θｖを推定し、推定された車両姿勢角度θｖに基づいて光軸角度θｏを補正する。以下、光軸角度θｏの補正処理について詳細に説明する。
(Optical axis angle correction process)
As described above, in the basic control of auto leveling, the reference value of the vehicle attitude angle θv or the road surface angle θr is subtracted from the total angle θ, and the reference value is repeatedly updated. Alternatively, the difference Δθ1 of the change in the total angle θ is included in the reference value of the road surface angle θr, and the difference Δθ2 is included in the reference value of the vehicle attitude angle θv, and the reference value is repeatedly updated. For this reason, the detection error of the
図４（Ａ）及び図４（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４（Ａ）は、車両姿勢角度θｖが０°の状態を示し、図４（Ｂ）は、車両姿勢角度θｖが０°から変化した状態を示している。また、図４（Ａ）及び図４（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及び合成加速度ベクトルβを実線矢印で示し、車両３００が減速若しくは後進したときに生じる運動加速度ベクトルα及び合成加速度ベクトルβを破線矢印で示している。図５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示すグラフである。
FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining the relationship between the direction of the vehicle motion acceleration vector and the vehicle attitude angle. 4A shows a state where the vehicle posture angle θv is 0 °, and FIG. 4B shows a state where the vehicle posture angle θv has changed from 0 °. 4A and 4B, the motion acceleration vector α and the resultant acceleration vector β generated when the
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４（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、理論上は車両３００の前後軸Ｌ（あるいは加速度センサ１１０のＸ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Ｌ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３００の前後軸Ｌに対して平行な直線となる。
The
一方、図４（Ｂ）に示すように、車両姿勢角度θｖが０°でない場合、車両３００の前後軸Ｌ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、車両３００の前後軸Ｌに対して斜めに延びるベクトルとなる。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の合成加速度ベクトルβの先端の軌跡は、車両３００の前後軸Ｌに対して傾いた直線となる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the vehicle attitude angle θv is not 0 °, the longitudinal axis L of the
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、図５に示す結果を得ることができる。図５において、点ｔＡ１〜ｔＡｎは図４（Ａ）に示す状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける検出値である。点ｔＢ１〜ｔＢｎは図４（Ｂ）に示す状態での時間ｔ１〜ｔｎにおける検出値である。この出力値のプロットには、加速度センサ１１０の出力値から得られる車両座標系の加速度値をプロットすることが含まれる。
The output value of the
このようにプロットした少なくとも２点から直線又はベクトルを導出し、その傾きを得ることで車両姿勢角度θｖを推定することができる。例えば、プロットされた複数点ｔＡ１〜ｔＡｎ，ｔＢ１〜ｔＢｎに対して最小二乗法や移動平均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の傾きを算出する。車両姿勢角度θｖが０°の場合、加速度センサ１１０の出力値から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１１０の出力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、直線近似式Ａと直線近似式Ｂとがなす角度（図５におけるθＡＢ）、あるいは直線近似式Ｂの傾きそのものが、車両姿勢角度θｖとなる。よって、車両走行中の加速度センサ１１０の出力値をプロットして得られる直線又はベクトルの傾きから、車両姿勢角度θｖを推定することができる。
The vehicle posture angle θv can be estimated by deriving a straight line or vector from at least two points plotted in this way and obtaining the inclination thereof. For example, the linear approximation formulas A and B are obtained for the plotted points t A1 to t An and t B1 to t Bn by using the least square method, the moving average method, etc., and the slopes of the linear approximation formulas A and B Is calculated. When the vehicle attitude angle θv is 0 °, a linear approximation formula A parallel to the x-axis is obtained from the output value of the
そこで角度演算部１０４１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得られる直線又はベクトルの傾きを用いて車両姿勢角度θｖを推定し、推定した車両姿勢角度θｖに基づいて車両姿勢角度θｖの基準値を補正する。また、調節指示部１０４２は、推定された車両姿勢角度θｖ、言い換えれば補正された車両姿勢角度θｖの基準値に基づいて光軸角度θｏを補正する。
Therefore, the
例えば、角度演算部１０４１は車両姿勢角度θｖの基準値を、推定された車両姿勢角度θｖに近づけるように補正する。そして、車両姿勢角度θｖの推定と車両姿勢角度θｖの基準値の補正とを繰り返して、車両姿勢角度θｖの基準値を徐々に正しい車両姿勢角度θｖに近づけていく。また、調節指示部１０４２は、角度演算部１０４１により車両姿勢角度θｖの基準値が複数回補正された後に、光軸角度θｏが補正された車両姿勢角度θｖの基準値に対応する角度となるように調節信号を出力して、光軸角度θｏを補正する。これにより、路面角度θｒの基準値及び車両姿勢角度θｖの基準値を繰り返し書き換えることで加速度センサ１１０の検出誤差等が基準値に積み重なって、オートレベリング制御の精度が低下してしまうことを抑制することができる。なお、角度演算部１０４１は、保持している車両姿勢角度θｖの基準値を、推定した車両姿勢角度θｖに置き換えてもよい。また、調節指示部１０４２は、車両姿勢角度θｖの基準値の補正毎に光軸角度θｏを補正してもよい。
For example, the
光軸角度θｏの補正処理において、角度演算部１０４１は推定実行指示部１０４４から推定実行信号を受信すると、上述した直線又はプロットの傾きを用いた車両姿勢角度θｖの推定を開始する。加速度センサ１１０の出力値は、所定の時間間隔で繰り返し制御部１０４に送信される。推定実行指示部１０４４は、受信した加速度センサ１１０の出力値をＲＡＭあるいはメモリ１０８に記憶する。また、推定実行指示部１０４４は、記憶した加速度センサ１１０の出力値のうち、直線又はベクトルの導出に用いることができる出力値の数をカウントし、その数が直線又はベクトルの導出に必要とされる予め定められた数に達したとき、角度演算部１０４１に推定実行信号を送信する。
In the correction process of the optical axis angle θo, when the
推定実行指示部１０４４は、直線又はベクトルの導出に用いることができる出力値の数をカウントする際に、車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる走行状態に車両３００があったときの加速度センサ１１０の出力値（以下では適宜、この出力値を誤差要因出力値と称する）をカウント対象から除外する。また、推定実行指示部１０４４は、カウント対象から除外した出力値に、誤差要因出力値であることを示す情報を付す。角度演算部１０４１は、ＲＡＭあるいはメモリ１０８に記憶されている加速度センサ１１０の出力値から誤差要因出力値を除外して直線又はプロットを導出する。角度演算部１０４１は、誤差要因出力値であることを示す情報の有無に基づいて、誤差要因出力値を除外することができる。これにより、車両姿勢角度θｖの推定精度を高めることができる。なお、推定実行指示部１０４４が誤差要因出力値をＲＡＭあるいはメモリ１０８から削除することによっても、誤差要因出力値を除外することができる。
The estimation
車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる走行状態としては、車両３００の曲進状態を挙げることができる。推定実行指示部１０４４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曲進判定の基準となる基準左右方向加速度との差がしきい値を上回る場合、車両３００が曲進状態にあると判断することができる。また、車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる走行状態としては、車両３００の凹凸路走行状態を挙げることができる。推定実行指示部１０４４は、加速度センサ１１０の出力値における車両上下方向の加速度と凹凸路走行判定の基準となる基準上下方向加速度との差がしきい値を上回る場合、車両３００が所定の凹凸路走行状態にあると判断することができる。また、車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる所定の走行状態としては、車両３００の坂道走行状態を挙げることができる。推定実行指示部１０４４は、加速度センサ１１０の出力値における車両前後方向の加速度と車速から算出される車両前後方向の加速度との加速度差が、坂道走行判定しきい値を上回る場合、車両３００が所定の坂道走行状態にあると判断することができる。前記「基準左右方向加速度」、「基準上下方向加速度」、「しきい値」及び「坂道走行判定しきい値」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。
An example of the traveling state that reduces the estimation accuracy of the vehicle attitude angle θv is a curved state of the
また、推定実行指示部１０４４は、記憶された出力値数に基づいた推定実行信号の送信制御に加えて、車両３００の走行距離又は走行時間に基づいた推定実行信号の送信制御を実行する。具体的には、推定実行指示部１０４４は、車両３００の直近の発進からの走行距離又は走行時間を計測する。そして、当該走行距離又は走行時間が所定のしきい値を超えたときに、推定実行信号を送信する。推定実行指示部１０４４は、記憶された出力値数が必要数に達したとき、及び、走行距離又は走行時間が所定のしきい値を超えたときのいずれか早いほうのタイミングで、推定実行信号を送信する。これにより、車両３００が車両姿勢角度θｖの推定精度を低下せしめる走行状態をとり続けることで、光軸角度θｏの補正調節が著しく遅延することを抑制することができる。
The estimation
なお、推定実行指示部１０４４は、記憶された出力値数に基づいた推定実行信号の送信制御に代えて、走行距離又は走行時間に基づいた推定実行信号の送信制御を行ってもよい。また、推定実行指示部１０４４は、走行距離のみを計測してもよいし、走行時間のみを計測してもよい。あるいは、走行距離及び走行時間を計測し、どちらか一方が所定のしきい値を超えたときに推定実行信号を送信してもよい。走行距離と走行時間についての前記「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。
Note that the estimation
車両姿勢角度θｖの推定精度を高めるべく、角度演算部１０４１は、直線又はベクトルの傾きを複数回算出し、２回目以降に算出された傾きを用いて車両姿勢角度θｖを推定してもよい。具体的には、角度演算部１０４１は、推定実行指示部１０４４から推定実行信号を受信すると、直線又はベクトルの傾きを算出するが、傾きを一度算出しただけでは車両姿勢角度θｖを推定せず、推定実行指示部１０４４から送信される次の推定実行信号を待つ。そして、傾きの算出のみを複数回繰り返し、直線又はベクトルの傾きの算出回数が規定回数に達すると、２回目以降に算出した傾き、好ましくは最後に算出した傾きを用いて車両姿勢角度θｖを推定する。直線又はベクトルの傾きは、算出を繰り返すことで精度が向上するため、複数回の傾きを算出して車両姿勢角度θｖを推定することで、車両姿勢角度θｖの推定精度、ひいては光軸角度θｏの補正処理の精度を高めることができる。なお、角度演算部１０４１は、初回に算出された傾きを含む、複数の傾きの平均値を用いて車両姿勢角度θｖを推定してもよい。前記「規定回数」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。
In order to increase the estimation accuracy of the vehicle attitude angle θv, the
（合計角度の変化量判定）
車両停止中の加速度センサ１１０の出力値の変化、すなわち合計角度θの変化には、実際の車両姿勢角度θｖの変化に起因するものだけでなく、車両姿勢角度θｖの基準値の誤差につながる変化も含まれ得る。誤差につながる合計角度θの変化としては、例えば加速度センサ１１０の検出誤差に起因する合計角度θの変化が挙げられる。また、例えば車両３００が坂道上で停止し、サイドブレーキがかけられフットブレーキが解除された際に、車両３００がわずかに移動することで生じる路面角度θｒの変化に起因する合計角度θの変化が挙げられる。
(Total angle change amount judgment)
The change in the output value of the
このような誤差につながる合計角度θの変化に対して光軸角度θｏを変位させてしまうと、光軸角度θｏが本来の車両姿勢角度θｖに対応する位置からずれてしまう。この結果、その後の車両３００の走行中、上述した光軸角度θｏの補正処理がなされるまでは他車両の運転者等にグレアを与えるおそれや、自車両の運転者の視認性が低下するおそれがある。特に、誤差につながる合計角度θの変化が大きい場合は、与えるグレアや視認性低下の程度が大きくなる得る。そこで、制御部１０４は、車両停止中に生じる合計角度θの変化量が所定のしきい値を超える場合には、基本制御とは異なる制御を実行する。以下に、制御の詳細を説明する。
If the optical axis angle θo is displaced with respect to the change in the total angle θ that leads to such an error, the optical axis angle θo is displaced from the position corresponding to the original vehicle attitude angle θv. As a result, during the subsequent traveling of the
図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、合計角度の変化量の大きさに応じたオートレベリング制御を説明するための図である。図６（Ａ）は、車速（Ｖ）の変化を示す。図６（Ｂ）は、合計角度θの変化量がしきい値θｔｈ以下であり、且つ合計角度θの変化が車両姿勢角度θｖの変化による場合の光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖの基準値の推移を示す。図６（Ｃ）は、合計角度θの変化量がしきい値θｔｈ以下であり、且つ合計角度θの変化が誤差につながる変化である場合の光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖの基準値の推移を示す。図６（Ｄ）は、合計角度θの変化量がしきい値θｔｈを超え、且つ合計角度θの変化が車両姿勢角度θｖの変化による場合の光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖの基準値の推移を示す。図６（Ｅ）は、合計角度θの変化量がしきい値θｔｈを超え、且つ合計角度θの変化が誤差につながる変化である場合の光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖの基準値の推移を示す。 6 (A) to 6 (E) are diagrams for explaining the auto leveling control according to the magnitude of the change amount of the total angle. FIG. 6A shows the change in the vehicle speed (V). FIG. 6B shows a reference value of the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv when the change amount of the total angle θ is equal to or less than the threshold value θth and the change of the total angle θ is due to the change of the vehicle attitude angle θv. Shows the transition. FIG. 6C shows the reference values of the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv when the change amount of the total angle θ is not more than the threshold value θth and the change of the total angle θ is a change that leads to an error. Shows the transition. FIG. 6D shows the reference values of the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv when the change amount of the total angle θ exceeds the threshold value θth and the change of the total angle θ is due to the change of the vehicle attitude angle θv. Shows the transition. FIG. 6E shows the transition of the reference values of the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv when the amount of change of the total angle θ exceeds the threshold value θth and the change of the total angle θ is a change that leads to an error. Indicates.
図６（Ａ）の縦軸は車速（Ｖ）であり、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）の縦軸は角度（θ）でる。図６（Ａ）〜図６（Ｅ）の横軸は時間（ｔ）である。なお、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）において（図６（Ｃ）〜図６（Ｅ）の時間ｔ２〜ｔ３の期間は除く）、光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖとが若干ずれているのは、図を見やすくするためである。また、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）において、グラフ上で光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖとが略一致している状態（図６（Ｃ）〜図６（Ｅ）の時間ｔ２〜ｔ３の期間は除く期間）は、光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖとが、上述した変換テーブルで対応付けられた関係をとっていることを示す。オートレベリング制御が車両姿勢角度θｖの変化を光軸角度θｏの変化で吸収して車両用灯具の前方照射距離を一定に保つ制御であることから、グラフ上で光軸角度θｏと車両姿勢角度θｖとが略一致している状態が、両者が同一の角度をとることを示しているわけではないことは、当業者であれば理解することができる。 The vertical axis in FIG. 6A is the vehicle speed (V), and the vertical axis in FIGS. 6B to 6E is the angle (θ). The horizontal axis of FIG. 6 (A)-FIG. 6 (E) is time (t). 6B to 6E (except for the period of time t2 to t3 in FIGS. 6C to 6E), the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv are slightly shifted. This is to make it easier to see the figure. 6B to 6E, the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv substantially coincide on the graph (time t2 in FIGS. 6C to 6E). (Period excluding the period of t3) indicates that the optical axis angle θo and the vehicle posture angle θv have a relationship associated with each other in the conversion table described above. Since auto-leveling control is a control that absorbs the change in the vehicle attitude angle θv with the change in the optical axis angle θo and keeps the front irradiation distance of the vehicle lamp constant, the optical axis angle θo and the vehicle attitude angle θv are shown on the graph. It can be understood by those skilled in the art that the state of substantially coincides with does not indicate that they are at the same angle.
図６（Ａ）に示すように、停車している車両３００が時間ｔ２のタイミングで発進した状況において、制御部１０４が実行するオートレベリング制御を説明する。このような状況において、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）に示すように、例えば車両停止中の時間ｔ１に、加速度センサ１１０の出力値、言い換えれば合計角度θが変化したとする。この場合、まず変化量判定部１０４３が、合計角度θの変化量が所定のしきい値θｔｈを超えるか判定する。変化量判定部１０４３は、前回算出された合計角度θと現在の合計角度θとの差から合計角度θの変化量を算出することができる。
As shown in FIG. 6A, auto-leveling control executed by the control unit 104 in a situation where the stopped
変化量判定部１０４３によって合計角度θの変化量が所定のしきい値θｔｈ以下と判定されると、基本制御が実行され、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように角度演算部１０４１は車両姿勢角度θｖの基準値を更新し、調節指示部１０４２は光軸角度θｏを車両姿勢角度θｖの基準値に応じた角度に調節する。この結果、時間ｔ１において車両姿勢角度θｖの基準値及び光軸角度θｏがともに合計角度θの変化量だけ変化する。ここでは説明の便宜上、合計角度θの算出と、車両姿勢角度θｖの基準値の更新と、光軸角度θｏの調節のそれぞれのタイミングを同一としている。
When the change
その後、時間ｔ２において車両３００が発進すると、制御部１０４は光軸角度θｏの補正処理を実行し、車両姿勢角度θｖを推定するとともに、推定された車両姿勢角度θｖに基づいて光軸角度θｏを調節する。図６（Ｂ）に示す状況では、時間ｔ１における合計角度θの変化は車両姿勢角度θｖの変化によるものである。このため、推定される車両姿勢角度θｖは、時間ｔ１において更新された車両姿勢角度θｖの基準値と等しい。したがって、時間ｔ３において実行される光軸角度θｏの補正の前後で、光軸角度θｏは変化しない。
After that, when the
一方、図６（Ｃ）に示す状況では、時間ｔ１における合計角度θの変化が誤差につながる変化である。したがって、推定される車両姿勢角度θｖは、時間ｔ１で更新された車両姿勢角度θｖの基準値とは異なる。このため、車両姿勢角度θｖの基準値は、繰り返し更新されて徐々に実際の車両姿勢角度θｖである、時間ｔ１で更新される前の車両姿勢角度θｖの基準値に近づいていく。そして、時間ｔ３において光軸角度θｏの補正が実行され、光軸角度θｏが時間ｔ１において調節された角度から、補正された車両姿勢角度θｖの基準値に対応する角度、すなわち時間ｔ１で調節される前の角度に調節される。 On the other hand, in the situation shown in FIG. 6C, a change in the total angle θ at time t1 is a change that leads to an error. Therefore, the estimated vehicle attitude angle θv is different from the reference value of the vehicle attitude angle θv updated at time t1. For this reason, the reference value of the vehicle attitude angle θv is updated repeatedly and gradually approaches the reference value of the vehicle attitude angle θv before being updated at time t1, which is the actual vehicle attitude angle θv. Then, the optical axis angle θo is corrected at time t3, and the optical axis angle θo is adjusted from the angle adjusted at time t1 to the angle corresponding to the corrected reference value of the vehicle attitude angle θv, that is, at time t1. It is adjusted to the previous angle.
図６（Ｃ）に示す状況における時間ｔ２から時間ｔ３までの期間は、他車両の運転者にグレアを与えるおそれや、自車両の運転者の視認性が低下するおそれがある。しかしながら、合計角度θの変化量は所定のしきい値θｔｈ以下であるため、グレアや視認性低下の程度は小さい。このため、合計角度θの変化が所定のしきい値θｔｈ以下である場合には、車両停止中の合計角度θの変化に光軸角度θｏを追従させる基本制御を実行する。 During the period from time t2 to time t3 in the situation shown in FIG. 6C, there is a possibility that glare may be given to the driver of another vehicle, or the visibility of the driver of the own vehicle may be reduced. However, since the change amount of the total angle θ is equal to or less than the predetermined threshold value θth, the degree of glare and visibility deterioration is small. For this reason, when the change in the total angle θ is equal to or less than the predetermined threshold value θth, basic control is performed to cause the optical axis angle θo to follow the change in the total angle θ while the vehicle is stopped.
これに対し、変化量判定部１０４３によって車両停止中の合計角度θの変化量がしきい値θｔｈを超えると判定されると、図６（Ｄ）及び図６（Ｅ）に示すように、角度演算部１０４１は車両姿勢角度θｖの基準値を合計角度θの変化に応じた角度に更新する。一方、調節指示部１０４２は、一端は光軸角度θｏを更新された車両姿勢角度θｖの基準値、すなわち、しきい値θｔｈを超える合計角度θの変化が反映された車両姿勢角度θｖに応じた角度に調節する。しかしながら、その後の車両３００が発進する時間ｔ２に、光軸角度θｏを所定の暫定角度に調節する。
On the other hand, when the change
暫定角度としては、初期角度、前回角度、及び所定の安全角度を挙げることができる。初期角度とは、上述した初期化処理で車両３００がとる姿勢（第１基準状態での姿勢）において設定される角度、すなわちθｖ＝０°に対応する光軸角度である。前回角度とは、しきい値θｔｈを超える変化量の合計角度θの変化が生じる前にとっていた光軸角度である。安全角度は、他者に与えるグレアが軽減される光軸角度である。安全角度としては、水平よりも下向き、例えば最も下向きの光軸角度を挙げることができる。図６（Ｄ）及び図６（Ｅ）では、光軸角度θｏが暫定角度として前回角度に調節されている。暫定角度をどのような角度に設定するかは、他車両の運転者に与えるグレアの抑制と、自車両の運転者の視認性向上との観点から適宜設定することができる。例えば、グレアの抑制と視認性向上の両方を考慮した場合、暫定角度として初期角度が好適である。また、グレアの抑制を優先する場合、暫定角度として安全角度が好適である。
Examples of the provisional angle include an initial angle, a previous angle, and a predetermined safety angle. The initial angle is an angle set in the posture (the posture in the first reference state) that the
なお、本実施の形態では車両３００が発進する時間ｔ２に、光軸角度θｏを暫定角度に変位させているが、光軸角度θｏを変位させるタイミングは特に限定されず、発進する時間ｔ２までに変位させればよい。また、本実施の形態では光軸角度θｏを、更新された車両姿勢角度θｖの基準値に対応する角度に調節した後に暫定角度に調節しているが、特にこれに限定されない。例えば、しきい値θｔｈを超える合計角度θの変化が生じた場合に、更新された車両姿勢角度θｖの基準値に対応する角度を経ることなく、光軸角度θｏを暫定角度に調節してもよい。また、光軸角度θｏを変位させずに維持してもよい。すなわち、光軸角度θｏを前回角度のままとしてもよい。
In the present embodiment, the optical axis angle θo is displaced to the provisional angle at time t2 when the
その後、時間ｔ２において車両３００が発進すると、制御部１０４は光軸角度θｏの補正処理を実行し、車両姿勢角度θｖを推定するとともに、推定された車両姿勢角度θｖに基づいて光軸角度θｏを調節する。図６（Ｄ）に示す状況では、時間ｔ１における合計角度θの変化は車両姿勢角度θｖの変化によるものである。このため、推定される車両姿勢角度θｖは、時間ｔ１において更新された車両姿勢角度θｖの基準値と等しい。したがって、時間ｔ３において実行される光軸角度θｏの補正により、光軸角度θｏは暫定角度から、時間ｔ１から時間ｔ２の期間でとっていた角度に戻される。
After that, when the
一方、図６（Ｅ）に示す状況では、時間ｔ１における合計角度θの変化が誤差につながる変化である。したがって、推定される車両姿勢角度θｖは、時間ｔ１で更新された車両姿勢角度θｖの基準値とは異なる。このため、車両姿勢角度θｖの基準値は、繰り返し更新されて徐々に実際の車両姿勢角度θｖである前回角度に近づいていく。そして、時間ｔ３において調節指示部１０４２による光軸角度θｏの補正が実行され、光軸角度θｏが暫定角度から、補正された車両姿勢角度θｖの基準値に対応する角度、すなわち前回角度に調節される。ここでは、暫定角度が前回角度であるため、光軸角度θｏは暫定角度のまま維持される。
On the other hand, in the situation shown in FIG. 6E, a change in the total angle θ at time t1 is a change that leads to an error. Therefore, the estimated vehicle attitude angle θv is different from the reference value of the vehicle attitude angle θv updated at time t1. For this reason, the reference value of the vehicle attitude angle θv is repeatedly updated and gradually approaches the previous angle that is the actual vehicle attitude angle θv. Then, at time t3, the
図６（Ｅ）に示す状況における時間ｔ２から時間ｔ３までの期間は、他車両の運転者にグレアを与えるおそれや自車両の運転者の視認性が低下するおそれがある。そして、合計角度θの変化量は所定のしきい値θｔｈ超えるため、グレアや視認性低下の程度は大きい。このため、合計角度θの変化が所定のしきい値θｔｈ以下を超える場合には、光軸角度θｏを暫定角度に変位させる制御を実行する。 During the period from time t2 to time t3 in the situation shown in FIG. 6 (E), there is a risk that glare may be imparted to the driver of another vehicle, or the visibility of the driver of the host vehicle may be reduced. Since the change amount of the total angle θ exceeds a predetermined threshold value θth, the degree of glare and visibility deterioration is large. For this reason, when the change in the total angle θ exceeds a predetermined threshold value θth or less, control for displacing the optical axis angle θo to a provisional angle is executed.
合計角度θの変化量についての前記「所定のしきい値θｔｈ」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。例えば、しきい値θｔｈは、車両用灯具のレベリングに関する法規で定められる荷重条件での車両姿勢角度θｖの変位範囲に基づいて定められる。この場合しきい値θｔｈは、例えば変位範囲における最も下向きの車両姿勢角度θｖと最も上向きの車両姿勢角度θｖとの差である、合計角度θの最大変位量とされる。法規で定められる荷重条件での車両姿勢角度θｖの変位範囲は、車両３００が物理的にとることができる車両姿勢角度θｖの変位範囲に包含される。あるいは、しきい値θｔｈは、車両３００が物理的にとることができる車両姿勢角度θｖの変位範囲に基づいて定められてもよい。
The “predetermined threshold value θth” for the change amount of the total angle θ can be set as appropriate based on experiments and simulations by the designer. For example, the threshold value θth is determined based on a displacement range of the vehicle attitude angle θv under a load condition determined by laws and regulations relating to the leveling of the vehicular lamp. In this case, the threshold value θth is, for example, the maximum displacement amount of the total angle θ, which is the difference between the most downward vehicle posture angle θv and the most upward vehicle posture angle θv in the displacement range. The displacement range of the vehicle attitude angle θv under the load condition defined by the regulations is included in the displacement range of the vehicle attitude angle θv that the
図７は、実施の形態に係る車両用灯具の制御装置により実行される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。
FIG. 7 is a flowchart of auto-leveling control executed by the vehicle lamp control apparatus according to the embodiment. This flow is repeatedly executed at a predetermined timing by the control unit 104 when the ignition is turned on, for example, when the auto switch is instructed to execute the auto leveling control mode by the
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が停車している場合（Ｓ１０１のＹ）、制御部１０４は、前回のルーチンのステップＳ１０１における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（Ｓ１０２）。前回の判定が走行中であった場合（Ｓ１０２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（Ｓ１０３）。そして、得られた路面角度θｒを新たな路面角度θｒの基準値として更新し（Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。
First, the control unit 104 determines whether the
前回の判定が走行中でなかった場合（Ｓ１０２のＮ）、制御部１０４は、合計角度θの変化量を算出する（Ｓ１０５）。そして、合計角度θの変化量がしきい値θｔｈを超えるか判断する（Ｓ１０６）。合計角度θの変化量がしきい値θｔｈ以下である場合（Ｓ１０６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（Ｓ１０７）。そして、得られた車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値として更新する（Ｓ１０８）。また、光軸角度θｏを、得られた車両姿勢角度θｖの基準値に応じた角度に調節し（Ｓ１０９）、本ルーチンを終了する。 When the previous determination is not traveling (N in S102), the control unit 104 calculates the amount of change in the total angle θ (S105). Then, it is determined whether the change amount of the total angle θ exceeds the threshold value θth (S106). When the change amount of the total angle θ is equal to or smaller than the threshold value θth (N in S106), the control unit 104 calculates the vehicle posture angle θv by subtracting the reference value of the road surface angle θr from the current total angle θ. (S107). Then, the obtained vehicle attitude angle θv is updated as a reference value for the new vehicle attitude angle θv (S108). Further, the optical axis angle θo is adjusted to an angle corresponding to the reference value of the obtained vehicle attitude angle θv (S109), and this routine is ended.
合計角度θの変化量がしきい値θｔｈを超える場合（Ｓ１０６のＹ）、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（Ｓ１１０）。そして、得られた車両姿勢角度θｖを新たな車両姿勢角度θｖの基準値として更新する（Ｓ１１１）。また、光軸角度θｏを暫定角度に調節し（Ｓ１１２）、本ルーチンを終了する。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、上述した光軸角度θｏの補正処理を実行し（Ｓ１１３）、本ルーチンを終了する。
When the change amount of the total angle θ exceeds the threshold value θth (Y in S106), the control unit 104 subtracts the reference value of the road surface angle θr from the current total angle θ to calculate the vehicle attitude angle θv ( S110). Then, the obtained vehicle attitude angle θv is updated as a reference value for the new vehicle attitude angle θv (S111). Further, the optical axis angle θo is adjusted to the provisional angle (S112), and this routine is finished. When the
（簡易エイミング処理）
例えば、車両整備中等に作業者がレベリングＥＣＵ１００に接触してしまい、加速度センサ１１０のセンサ軸がずれてしまった場合、その後のオートレベリング制御を精度よく実施することが困難になり得る。この場合、上述した初期化処理をやり直して、基準軸情報を取り直すことが考えられる。しかしながら、初期化処理には、光軸Ｏの測定装置などの設備が必要であるため、簡単に行うことができない。そこで、制御部１０４は、所定の簡易エイミング処理信号を受信すると、以下に説明する簡易エイミング処理を実行する。
(Simple aiming process)
For example, when the operator contacts the leveling
簡易エイミング処理において、簡易エイミング処理部１０４５は、光軸角度θｏを初期角度、すなわち第１基準状態（θｖ＝０°）における光軸角度θｏにリセットする。また、現在の車両姿勢角度θｖの基準値と、第１基準状態における車両姿勢角度θｖの基準値（θｖ＝０°）との差をオフセット値としてＲＡＭあるいはメモリ１０８に保持する。角度演算部１０４１は、簡易エイミング処理以降、加速度センサ１１０の出力値から算出される車両姿勢角度θｖにオフセット値を算入して得られる角度を、車両姿勢角度θｖの基準値に設定する。調節指示部１０４２は、オフセット値を算入した車両姿勢角度θｖに対応する光軸角度θｏを決定し、調節信号を生成する。
In the simple aiming process, the simple aiming
これにより、加速度センサ１１０の出力値から算出される車両姿勢角度θｖはオフセット値が含まれていない分だけ誤差を含んだままであるが、光軸角度θｏはオフセット値を含んだ正しい角度に調節することができる。簡易エイミング処理では、基準軸情報の取り直しや補正を伴わないため、オートレベリング制御の精度が低下した状態から簡単に脱することができる。
As a result, the vehicle attitude angle θv calculated from the output value of the
簡易エイミング処理信号は、例えば、予め定められた態様のライトスイッチ３０４の操作や、所定の通信等によってレベリングＥＣＵ１００に送信される。運転者や車両メンテナンスに関わる者が、運転席に１名が乗車した状態で且つ水平面であろうと推定される路面上で簡易エイミング処理信号を送信することで、簡単に簡易エイミング処理を行うことができる。オフセット値を算出するタイミングは、光軸角度θｏのリセットと略同時でもよいし、上述した光軸角度θｏの補正処理が実行された後であってもよい。光軸角度θｏの補正処理後にオフセット値を算出する場合には、加速度センサ１１０の検出誤差等がオフセット値に含まれることを抑制することができる。
The simple aiming processing signal is transmitted to the leveling
以上説明したように、本実施の形態に係るレベリングＥＣＵ１００において、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、合計角度θの変化量が所定のしきい値θｔｈ以下である場合、合計角度θの変化に対して光軸角度θｏを調節する調節信号を出力する。また、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、合計角度θの変化に対して調節信号の出力を回避するか光軸角度θｏを維持する維持信号を出力する。また、車両走行中に得られる加速度センサ１１０の出力値に基づいて車両姿勢角度θｖを推定し、推定された車両姿勢角度θｖに基づいて光軸角度θｏを補正する。さらに、車両停止中の合計角度θの変化量がしきい値θｔｈを超える場合、光軸角度θｏを所定の暫定角度に調節するか光軸角度θｏを維持し、その後に行われる車両姿勢角度θｖの推定により得られる車両姿勢角度θｖに基づいて光軸角度θｏを調節する。これにより、加速度センサ１１０の誤検知等によって他車両の運転者が極度のグレアを受けたり、自車両の運転者の視認性が著しく低下することを抑制することができる。したがって、オートレベリング制御の高性能化を図ることができる。
As described above, in the leveling
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art, and the embodiments to which such modifications are added. Are also included within the scope of the present invention. New embodiments generated by the combination of the above-described embodiments and modifications have the effects of the combined embodiments and modifications.
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、 ３００ 車両、 １０４１ 角度演算部、 １０４２ 調節指示部、 １０４３ 変化量判定部、 １０４４ 推定実行指示部、 １０４５ 簡易エイミング処理部、 Ｏ 光軸、 θｏ 光軸角度。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記傾斜センサの出力値を用いて車両用灯具の光軸角度を調節する制御部と、を備え、
前記制御部は、車両停止中の前記合計角度の変化を前記車両姿勢角度の変化とし、前記合計角度の変化量が所定のしきい値以下である場合、当該合計角度の変化に対して車両用灯具の光軸角度を調節する調節信号を出力し、
車両走行中の前記合計角度の変化を前記路面角度の変化とし、当該合計角度の変化に対して前記調節信号の出力を回避するか前記光軸角度を維持する維持信号を出力し、
車両走行中に得られる前記傾斜センサの出力値に基づいて前記車両姿勢角度を推定し、推定された車両姿勢角度に基づいて前記光軸角度を補正し、
車両停止中の前記合計角度の変化量が前記しきい値を超える場合、前記光軸角度を所定の暫定角度に調節するか前記光軸角度を維持し、その後に行われる前記推定により得られる車両姿勢角度に基づいて前記光軸角度を調節するよう構成されることを特徴とする車両用灯具の制御装置。 For receiving an output value of a tilt sensor capable of deriving a total angle that is a vehicle tilt angle with respect to a horizontal plane, including a road surface angle that is a tilt angle of the road surface with respect to a horizontal plane and a vehicle attitude angle that is a tilt angle of the vehicle with respect to the road surface A receiver,
A controller that adjusts the optical axis angle of the vehicular lamp using the output value of the tilt sensor, and
The control unit sets the change in the total angle while the vehicle is stopped as the change in the vehicle attitude angle, and when the change amount in the total angle is equal to or less than a predetermined threshold value, Outputs an adjustment signal that adjusts the optical axis angle of the lamp,
A change in the total angle during vehicle travel is defined as a change in the road surface angle, and a maintenance signal is output to avoid the output of the adjustment signal or maintain the optical axis angle in response to the change in the total angle
Estimating the vehicle attitude angle based on an output value of the tilt sensor obtained while the vehicle is traveling, correcting the optical axis angle based on the estimated vehicle attitude angle;
When the amount of change in the total angle while the vehicle is stopped exceeds the threshold value, the vehicle is obtained by adjusting the optical axis angle to a predetermined provisional angle or maintaining the optical axis angle and then performing the estimation A vehicular lamp control device configured to adjust the optical axis angle based on a posture angle.
前記制御部は、前記推定において、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得られる直線又はベクトルの傾きを用いて前記車両姿勢角度を推定する請求項１に記載の車両用灯具の制御装置。 The tilt sensor is an acceleration sensor that can detect acceleration in the vehicle longitudinal direction and vehicle vertical direction,
In the estimation, the control unit plots the output value obtained while the vehicle is running on the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set to the first axis and the vehicle vertical acceleration is set to the second axis. The vehicle lamp control device according to claim 1, wherein the vehicle attitude angle is estimated using straight lines or vector gradients obtained from the plurality of points.
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