WO2016114159A1 - 車両用灯具の制御装置及び車両用灯具システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicular lamp control device and a vehicular lamp system, and more particularly to a vehicular lamp control device and a vehicular lamp system used in an automobile or the like.
- the auto leveling system can be made cheaper and lighter than when a vehicle height sensor is used. Can also be planned. As a result, the cost and weight of the vehicle can be reduced.
- an inclination sensor such as an acceleration sensor
- gyro sensor angular velocity sensor, angular acceleration sensor
- geomagnetic sensor angular velocity sensor, angular acceleration sensor
- the auto leveling system can be made cheaper and lighter than when a vehicle height sensor is used. Can also be planned. As a result, the cost and weight of the vehicle can be reduced.
- an inclination sensor such as an acceleration sensor
- gyro sensor angular velocity sensor, angular acceleration sensor
- geomagnetic sensor angular velocity sensor, angular acceleration sensor
- the present invention has been made in view of such circumstances, and one of its purposes is to provide a technique for improving the performance of auto-leveling control of a vehicular lamp.
- Another object of the present invention is to provide a technique for improving the accuracy of auto leveling control of a vehicular lamp.
- a certain aspect of the present invention is a control device for a vehicle 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.
- a receiving unit that receives a signal indicating a road surface angle, a road surface angle reference value and a vehicle posture angle reference value, and generates an adjustment signal for the optical axis angle of the vehicular lamp in response to a change in the total angle while the vehicle is stopped.
- the vehicle attitude angle obtained by including the change amount of the total angle in the vehicle attitude angle reference value is held as a new reference value, and the generation or output of the adjustment signal is avoided in response to the change of the total angle during vehicle travel.
- a maintenance signal instructing the maintenance of the optical axis angle is output, and the control for holding the road surface angle obtained by including the amount of change in the total angle in the road surface angle reference value as a new reference value is executed. It includes a control unit, a.
- the control unit includes an abnormality detection unit that detects that the control device for the vehicle lamp has entered an abnormal state and has returned from the abnormal state, and the abnormality detection unit detects that the control device has entered an abnormal state.
- the current vehicle attitude angle is fixed based on the output value of the tilt sensor obtained while the vehicle is traveling after the optical axis angle is fixed at the current angle or a predetermined reference angle and it is detected that the vehicle has returned from the abnormal state. And canceling the fixed state of the optical axis angle and generating an adjustment signal using the estimated vehicle attitude angle, or receiving a signal indicating the current vehicle attitude angle from an external device, and fixing the optical axis angle. The state is canceled and the adjustment signal is generated using the received vehicle attitude angle.
- the performance of the automatic leveling control of the vehicular lamp can be enhanced.
- the tilt sensor is an acceleration sensor that can detect acceleration in the vehicle longitudinal direction and vehicle vertical direction
- 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. .
- the vehicle lamp system includes a vehicle lamp that can adjust an optical axis, 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 device that controls the adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control device holds a signal indicating the output value of the tilt sensor, a road surface angle reference value and a vehicle attitude angle reference value, and the light of the vehicle lamp is changed with respect to a change in the total angle while the vehicle is stopped.
- a vehicle attitude angle obtained by generating an adjustment signal for the shaft angle and including the amount of change in the total angle in the vehicle attitude angle reference value is retained as a new reference value.
- a maintenance signal for instructing the generation or output of the adjustment signal or for maintaining the optical axis angle is output, and the road surface angle obtained by including the change amount of the total angle in the road surface angle reference value is held as a new reference value.
- a control unit that executes control executes control.
- the control unit has an abnormality detection unit that detects that the control device has entered an abnormal state and has returned from the abnormal state, and when the abnormality detection unit detects that the control device has entered an abnormal state,
- the optical axis angle is fixed at the current angle or a predetermined reference angle, and after detecting that the vehicle has returned from the abnormal state, the current vehicle posture angle is estimated based on the output value of the tilt sensor obtained during vehicle travel, Release the fixed state of the optical axis angle and generate an adjustment signal using the estimated vehicle attitude angle, or receive a signal indicating the current vehicle attitude angle from an external device, and release the fixed state of the optical axis angle An adjustment signal is generated using the vehicle attitude angle received together.
- the control device includes: a receiving unit that receives a signal indicating an output value of a tilt sensor having a self-diagnosis function; and a vehicle lamp that derives a vehicle tilt angle or an amount of change using the output value of the tilt sensor. And a control unit that outputs an adjustment signal of the optical axis angle.
- the control unit includes a diagnosis instruction unit that outputs a failure diagnosis execution instruction signal to the tilt sensor.
- the diagnosis instruction unit outputs an execution instruction signal when the vehicle is in a stable state in which the change amount of the output value of the tilt sensor is equal to or less than a predetermined amount. According to the control device of this aspect, failure diagnosis of the tilt sensor can be performed with higher accuracy. Thereby, since the possibility that the failure of the tilt sensor is overlooked can be reduced, the accuracy of the automatic leveling control of the vehicular lamp can be increased.
- the diagnosis instruction unit may periodically output an execution instruction signal.
- the inclination sensor is an acceleration sensor that can detect acceleration in the vehicle longitudinal direction and vehicle vertical direction, and from the output value, the road surface angle that is the inclination angle of the road surface with respect to the horizontal plane, and the road surface It is possible to derive the total angle that is the vehicle inclination angle with respect to the horizontal plane, including the vehicle attitude angle that is the vehicle inclination angle, the output value includes the output value at the time of failure diagnosis, and the control unit is the road surface angle reference value
- the vehicle attitude angle reference value is held, the total angle is derived using the output value of the tilt sensor, an adjustment signal is output for the change in the total angle while the vehicle is stopped, and the amount of change in the total angle is determined by the vehicle
- the vehicle attitude angle obtained by including it in the attitude angle reference value is retained as a new reference value, and generation or output of adjustment signals is avoided or the optical axis angle is maintained in response to changes in the total angle while the vehicle is
- the output value of the inclination sensor obtained while the vehicle is traveling is plotted on the coordinates set to the axis and the acceleration in the vehicle vertical direction is set to the second axis, and the straight line or vector inclination obtained from the plotted points is used to At least one of the second control for deriving the vehicle attitude angle and outputting the adjustment signal using the obtained vehicle attitude angle is executed to derive the total angle in the first control or the vehicle attitude angle in the second control.
- the output value excluding the output value at the time of failure diagnosis may be used.
- the inclination sensor is an acceleration sensor that can detect acceleration in the vehicle longitudinal direction and vehicle vertical direction, and from the output value, the road surface angle that is the inclination angle of the road surface with respect to the horizontal plane, and the road surface It is possible to derive the total angle that is the vehicle inclination angle with respect to the horizontal plane, including the vehicle attitude angle that is the vehicle inclination angle, the output value includes the output value at the time of failure diagnosis, and the control unit is the road surface angle reference value
- the vehicle attitude angle reference value is held, and the total angle is repeatedly derived while the vehicle is stopped using a plurality of output values of the tilt sensor, and an adjustment signal is output in response to the change in the total angle, and the change in the total angle
- the vehicle attitude angle obtained by including the amount in the vehicle attitude angle reference value is held as a new reference value, and avoids the generation or output of adjustment signals or maintains the optical axis angle while the vehicle is running.
- a first control that outputs a maintenance signal to be held, and holds the road surface angle obtained by including the amount of change in the total angle before and after traveling of the vehicle in the road surface angle reference value as a new reference value when the vehicle is stopped;
- the output value of the tilt sensor obtained while the vehicle is running is plotted on the coordinates where the acceleration of the vehicle is set as the first axis and the acceleration in the vertical direction of the vehicle is set as the second axis, and the straight line or vector obtained from the plotted points is plotted.
- At least one of the second control for deriving the vehicle attitude angle using the inclination and outputting the adjustment signal using the obtained vehicle attitude angle is performed, and the diagnosis instruction unit performs one time of the total angle in the first control.
- the execution instruction signal may be output so that a plurality of output values used for derivation or one-time derivation of the vehicle attitude angle in the second control include a predetermined number or less of output values at the time of failure diagnosis.
- control unit detects a stop of the vehicle, a load change detection unit that detects a person getting on or off the vehicle, or loading / unloading of a load, and an ignition detection that detects whether an ignition switch is on or off.
- the diagnosis instruction unit outputs an execution instruction signal when at least one of stopping of the vehicle, getting on and off of a person or loading and unloading of the luggage, and switching of the ignition switch is detected. Also good.
- the vehicular lamp system includes a vehicular lamp that can adjust the optical axis, an inclination sensor that has a self-diagnosis function, and a control device that controls adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control device receives a signal indicating the output value of the tilt sensor, derives the vehicle tilt angle or the amount of change using the output value of the tilt sensor, and outputs an adjustment signal for the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control unit includes a diagnosis instruction unit that outputs a failure diagnosis execution instruction signal to the tilt sensor.
- the diagnosis instruction unit outputs an execution instruction signal when the vehicle is in a stable state in which the change amount of the output value of the tilt sensor is equal to or less than a predetermined amount.
- the control device includes a receiving unit that receives a signal indicating an output value of a vehicle speed sensor provided in the vehicle and a signal indicating an output value of an acceleration sensor provided in the vehicle, and an inclination angle of the vehicle using the output value of the acceleration sensor. Or a controller that derives the amount of change and outputs an adjustment signal of the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control unit includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the acceleration sensor.
- the abnormality determination unit determines an abnormality of the acceleration sensor based on a difference between an acceleration derived from the output value of the vehicle speed sensor obtained during traveling of the vehicle and an acceleration in the vehicle longitudinal direction derived from the output value of the acceleration sensor. To do. According to this aspect, since it is possible to detect that an abnormality has occurred in the acceleration sensor, it is possible to improve the accuracy of the automatic leveling control of the vehicular lamp.
- an acceleration sensor detects accelerations on the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to each other, the X axis and the longitudinal axis of the vehicle are non-parallel, and the Y axis and the vehicle The left and right axes, and at least one of the Z axis and the vertical axis of the vehicle may be non-parallel.
- the accuracy of the auto leveling control can be further increased.
- the vehicular lamp system includes a vehicular lamp that can adjust an optical axis, a vehicle speed sensor, an acceleration sensor, and a control device that controls adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control device derives the inclination angle of the vehicle or the amount of change thereof by using the receiving unit that receives signals indicating the output values of the vehicle speed sensor and the acceleration sensor, and the output value of the acceleration sensor, and determines the optical axis angle of the vehicular lamp.
- a control unit that outputs an adjustment signal.
- the control unit includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the acceleration sensor.
- the abnormality determination unit determines an abnormality of the acceleration sensor based on a difference between an acceleration derived from the output value of the vehicle speed sensor obtained during traveling of the vehicle and an acceleration in the vehicle longitudinal direction derived from the output value of the acceleration sensor. To do.
- the control device includes a receiving unit that receives a signal indicating an output value of an acceleration sensor provided in the vehicle, and derives an inclination angle of the vehicle or an amount of change using the output value of the acceleration sensor, and an optical axis of the vehicular lamp.
- a control unit that outputs an angle adjustment signal.
- the control unit includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the acceleration sensor.
- the abnormality determination unit determines an abnormality of the acceleration sensor based on the difference between the gravitational acceleration at the position where the vehicle is present and the acceleration in the vehicle vertical direction derived from the output value of the acceleration sensor. Also according to this aspect, since it is possible to detect that an abnormality has occurred in the acceleration sensor, it is possible to improve the accuracy of the automatic leveling control of the vehicular lamp.
- an acceleration sensor detects acceleration on the X axis, the Y axis, and the Z axis orthogonal to each other, the Z axis and the vertical axis of the vehicle are non-parallel, and the X axis and the vehicle At least one of the front-rear axis and the Y-axis and the left-right axis of the vehicle may be non-parallel.
- the abnormality determination unit may perform abnormality determination of the acceleration sensor while the vehicle is stopped. According to this aspect, the accuracy of the abnormality determination of the acceleration sensor can be increased.
- the vehicular lamp system includes a vehicular lamp that can adjust the optical axis, an acceleration sensor, and a control device that controls adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control device receives a signal indicating the output value of the acceleration sensor, derives the inclination angle of the vehicle or the amount of change using the output value of the acceleration sensor, and outputs an adjustment signal for the optical axis angle of the vehicular lamp.
- the control unit includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the acceleration sensor.
- the abnormality determination unit determines an abnormality of the acceleration sensor based on the difference between the gravitational acceleration at the position where the vehicle is present and the acceleration in the vehicle vertical direction derived from the output value of the acceleration sensor.
- FIG. 3 is a functional block diagram for explaining operation cooperation among a headlamp unit, a vehicle control ECU, and a leveling ECU in the first embodiment. It is a schematic diagram for demonstrating the acceleration vector which arises in a vehicle, and the inclination angle of the vehicle which can be detected with an inclination sensor.
- 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. It is a graph which shows the relationship between the acceleration of a vehicle front-back direction and the acceleration of a vehicle up-down direction.
- FIG. 11A and FIG. 11B are schematic diagrams for explaining failure diagnosis of the tilt sensor.
- FIG. 10 is a timing chart for explaining execution timing of failure diagnosis in the second embodiment. 12 is a timing chart for explaining execution timing of failure diagnosis in the third embodiment.
- FIG. 10 is a functional block diagram for explaining operation cooperation among a headlamp unit, a vehicle control ECU, and a leveling ECU in a fourth embodiment.
- FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a relationship between a sensor coordinate system and a vehicle coordinate system in a fourth embodiment.
- FIGS. 16A and 16B are schematic diagrams for explaining abnormality determination of the acceleration sensor by the abnormality determination unit in the fourth embodiment.
- 14 is a flowchart illustrating an example of auto leveling control executed by the control device for a vehicle lamp according to the fourth embodiment.
- FIG. 10 is a functional block diagram for explaining operation cooperation among a headlamp unit, a vehicle control ECU, and a leveling ECU in a fourth embodiment.
- FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a relationship between a sensor coordinate system and a vehicle coordinate system in a fourth
- FIGS. 19A and 19B are schematic diagrams for explaining acceleration sensor abnormality determination by the abnormality determination unit according to the sixth embodiment.
- 16 is a flowchart illustrating an example of auto leveling control executed by the control device for a vehicle lamp according to the sixth embodiment.
- vehicle traveling means, for example, a period from when a detection value (or output value) of a vehicle speed sensor, which will be described later, exceeds zero, until a detection value of the vehicle speed sensor becomes zero.
- “When the vehicle is stopped” is when, for example, the detection value of an inclination sensor or an acceleration sensor described later is stabilized after the detection value of the vehicle speed sensor becomes zero.
- “Immediately after starting” is, for example, a predetermined period from when the detected value of the vehicle speed sensor exceeds zero.
- Just before starting is, for example, a time before a predetermined time from when the detected value of the vehicle speed sensor exceeds zero.
- Vehicle is stopped means, for example, when the detected value of the vehicle speed sensor exceeds 0 after the detected value of the tilt sensor or acceleration sensor is stabilized.
- This “when stable” may be when the amount of change per unit time of the output value of the tilt sensor or acceleration sensor becomes equal to or less than a predetermined amount, or a predetermined time has elapsed since the detection value of the vehicle speed sensor became zero. It may be after (for example, after 1-2 seconds).
- the “stable state” of the output value of the tilt sensor is a state in which the change amount of the output value of the tilt sensor per unit time is a predetermined amount or less, and the “unstable state” is the change amount exceeding the predetermined amount. State.
- the vehicle 300 is stopped means that the vehicle 300 is in a state of “when the vehicle is stopped” or “when the vehicle is stopped”. "Vehicle running”, “At vehicle stop”, “Just after starting”, “Just before starting”, “Vehicle stopped”, “When stable”, “Stable state”, “Unstable state” and “Predetermined amount” Can be set as appropriate based on experiments and simulations by the designer.
- FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a headlamp unit including a vehicular lamp that is a control target of the control device according to the first embodiment.
- the headlamp unit 210 has a structure in which a pair of headlamp units formed symmetrically are arranged one by one on the left and right in the vehicle width direction of the vehicle. Since the right headlight unit 210R and the left headlight unit 210L have substantially the same configuration, the structure of the right headlight unit 210R will be described below.
- the headlamp unit 210R includes a lamp body 212 having an opening on the front side of the vehicle, and a translucent cover 214 that covers the opening.
- the lamp body 212 has a detachable cover 212a on the vehicle rear side.
- a lamp chamber 216 is formed by the lamp body 212 and the translucent cover 214.
- a lamp unit 10 as a vehicular lamp is accommodated in the lamp chamber 216.
- the lamp unit 10 is formed with a lamp bracket 218 having a pivot mechanism 218a serving as a swing center in the vertical and horizontal directions of the lamp unit 10.
- the lamp bracket 218 is screwed with an aiming adjustment screw 220 supported by the lamp body 212.
- a rotation shaft 222 a of the swivel actuator 222 is fixed to the lower surface of the lamp unit 10.
- the swivel actuator 222 is fixed to the unit bracket 224.
- a leveling actuator 226 is connected to the unit bracket 224.
- the leveling actuator 226 is constituted by, for example, a motor that expands and contracts the rod 226a in the directions of arrows M and N.
- the lamp unit 10 has a backward tilting posture and a forward tilting posture as the rod 226a expands and contracts in the directions of the arrows M and N, thereby making it possible to perform leveling adjustment in which the pitch angle of the optical axis O is directed downward and upward.
- the lamp unit 10 includes a shade mechanism 18 including a rotary shade 12, a light source 14, a lamp housing 17 that supports the reflector 16 on an inner wall, and a projection lens 20.
- a shade mechanism 18 including a rotary shade 12, a light source 14, a lamp housing 17 that supports the reflector 16 on an inner wall, and a projection lens 20.
- the reflector 16 is at least partially elliptical spherical and reflects light emitted from the light source 14. A part of the light from the light source 14 and the light reflected by the reflector 16 is guided to the projection lens 20 through the rotary shade 12.
- the rotary shade 12 is a cylindrical member that can rotate around a rotary shaft 12a, and includes a notch and a plurality of shade plates (not shown).
- the projection lens 20 is a plano-convex aspheric lens, and projects a light source image formed on the rear focal plane onto a virtual vertical screen in front of the lamp as a reverse image.
- FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the operation cooperation of the headlamp unit, the vehicle control ECU, and the leveling ECU.
- the headlamp unit 210R and the headlamp unit 210L are collectively referred to as the headlamp unit 210.
- the leveling ECU 100 is realized by elements and circuits including a CPU and a memory of a computer as a hardware configuration, and realized by a computer program as a software configuration, but in FIG. It is drawn as a functional block. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.
- a leveling ECU 100 as a control device for a vehicle lamp includes a receiving unit 102, a control unit 104, a transmitting unit 106, a memory 108, and a tilt sensor 110.
- the leveling ECU 100 is installed near the dashboard of the vehicle 300, for example.
- the installation position of leveling ECU100 is not specifically limited, For example, you may provide in the headlamp unit 210.
- FIG. the inclination sensor 110 may be provided outside the leveling ECU 100.
- a vehicle control ECU 302 and a light switch 304 are connected to the leveling ECU 100. Signals output from the vehicle control ECU 302 and the light switch 304 are received by the receiving unit 102.
- the receiving unit 102 receives a signal indicating the output value of the tilt sensor 110.
- the vehicle control ECU 302 is connected to a steering sensor 310, a vehicle speed sensor 312, a navigation system 314, and the like. Signals output from these sensors are received by the receiving unit 102 of the leveling ECU 100 via the vehicle control ECU 302.
- the light switch 304 sends a signal for instructing to turn on / off the headlamp unit 210 or a signal for instructing execution of auto leveling control to the power source 306, the vehicle control ECU 302, the leveling ECU 100, etc. Send.
- the signal received by the receiving unit 102 is transmitted to the control unit 104.
- the control unit 104 uses the output value of the tilt sensor 110 to execute auto leveling control for adjusting the pitch angle of the optical axis O of the lamp unit 10 (hereinafter, this angle is appropriately referred to as the optical axis angle ⁇ o).
- the control unit 104 includes an angle calculation unit 1041, an adjustment instruction unit 1042, a RAM 1043, an end signal generation unit 1044, an abnormality detection unit 1045, and a buffer amount change unit 1046.
- the angle calculation unit 1041 generates pitch angle information of the vehicle 300 using the output value of the tilt sensor 110 and information stored in the RAM 1043.
- the adjustment instruction unit 1042 generates an adjustment signal instructing adjustment of the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 using the pitch angle information generated by the angle calculation unit 1041.
- the control unit 104 outputs the adjustment signal generated by the adjustment instruction unit 1042 to the leveling actuator 226 via the transmission unit 106.
- the leveling actuator 226 is driven based on the received adjustment signal, and the optical axis O of the lamp unit 10 is adjusted in the pitch angle direction.
- the end signal generation unit 1044 generates an end signal indicating that the operation of the leveling ECU 100 ends normally when the power supply from the power supply 306 is stopped.
- the abnormality detection unit 1045 detects that the leveling ECU 100 has entered an abnormal state and has returned from the abnormal state.
- the buffer amount changing unit 1046 periodically increases or decreases the number of output values of the tilt sensor 110 used for one time derivation of a straight line or a vector in the vehicle attitude angle ⁇ v estimation process described later. The operation of each unit included in the control unit 104 will be described in detail later.
- the vehicle 300 is equipped with a power supply 306 that supplies power to the leveling ECU 100, the vehicle control ECU 302, and the headlamp unit 210.
- a power supply 306 that supplies power to the leveling ECU 100, the vehicle control ECU 302, and the headlamp unit 210.
- the lighting of the headlamp unit 210 is instructed by operating the light switch 304, power is supplied from the power supply 306 to the light source 14 via the power supply circuit 230.
- the power supply from the power source 306 to the leveling ECU 100 is performed when an ignition switch (not shown) is turned on, and is stopped when the ignition switch is turned off.
- FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the acceleration vector generated in the vehicle and the vehicle inclination angle detectable by the inclination sensor.
- the leveling ECU 100 derives the inclination angle in the pitch direction of the vehicle 300 or the change thereof from the output value of the inclination sensor 110, and sets the optical axis angle ⁇ o to an angle corresponding to the vehicle posture.
- the tilt sensor 110 is a triaxial acceleration sensor having an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other.
- Tilt sensor 110 is attached to vehicle 300 in an arbitrary posture and detects an acceleration vector generated in vehicle 300.
- gravity acceleration and motion acceleration caused by the movement of the vehicle 300 are generated. Therefore, the inclination sensor 110 can detect a combined acceleration vector ⁇ obtained by combining the gravitational acceleration vector G and the motion acceleration vector ⁇ as shown in FIG. Further, the inclination sensor 110 can detect the gravitational acceleration vector G while the vehicle 300 is stopped.
- the tilt sensor 110 outputs a numerical value of each axis component of the detected acceleration vector.
- the tilt sensor 110 Since the tilt sensor 110 is attached to the vehicle 300 in an arbitrary posture, the X axis, the Y axis, and the Z axis (sensor side axes) of the tilt sensor 110 when the tilt sensor 110 is mounted on the vehicle 300 are the vehicle. It does not necessarily coincide with the longitudinal axis, the lateral axis, and the vertical axis (vehicle side axis) of the vehicle 300 that determines the attitude of the vehicle 300. For this reason, the control unit 104 needs to convert the three-axis component output from the tilt sensor 110, that is, the component in the sensor coordinate system, into the three-axis component of the vehicle 300, that is, the component in the vehicle coordinate system.
- the control unit 104 In order to calculate the inclination angle of the vehicle 300 by converting the axial component of the inclination sensor 110 into the axial component of the vehicle 300, the axis of the inclination sensor 110 attached to the vehicle 300, the axis of the vehicle 300, the road surface angle, Reference axis information indicating the positional relationship is required. Therefore, the control unit 104 generates reference axis information as follows, for example.
- the vehicle 300 is placed on a road surface designed so as to be parallel to a horizontal plane (hereinafter, this road surface is referred to as a reference road surface as appropriate), for example, in a vehicle manufacturer manufacturing factory or dealer maintenance factory, and the first reference State.
- a reference road surface As appropriate, the vehicle 300 is in a state where one person gets on the driver's seat.
- an initialization signal is transmitted by a switch operation of an initialization processing apparatus in a factory, communication of a CAN (Controller Area Network) system, or the like.
- the control unit 104 executes a predetermined initialization process. In the initialization process, initial aiming adjustment is performed, and the optical axis O of the lamp unit 10 is adjusted to the initial angle.
- the control unit 104 also associates the positional relationship between the coordinate system of the tilt sensor 110, the coordinate system of the vehicle 300, and the reference road surface (in other words, the horizontal plane) on which the vehicle 300 is located.
- the memory 108 is a nonvolatile memory. Thereby, the positional relationship between the axis on the inclination sensor side and the reference road surface is associated.
- vehicle 300 is set in a second state that differs from the first state only in the pitch angle. For example, the vehicle 300 can be brought into the second state by applying a load to the front portion or the rear portion of the vehicle 300 in the first state.
- the deviation between the Z axis of the tilt sensor 110 and the vertical axis of the vehicle 300 can be grasped. Further, from the change in the component of the second reference vector S2 with respect to the first reference vector S1, it is possible to grasp the front-rear and left-right axes of the vehicle 300 and the X and Y axes of the tilt sensor 110. Thereby, the positional relationship between the axis on the inclination sensor side and the axis on the vehicle side is associated, and as a result, the positional relationship between the axis on the vehicle side and the reference road surface is associated.
- the control unit 104 stores, as reference axis information, a conversion table in which the numerical value of each axis component (including the numerical value on the reference road surface) in the output value of the tilt sensor 110 is associated with the numerical value of each axis component of the vehicle 300 in the memory 108. Record.
- the numerical values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis components output from the tilt sensor 110 are converted into the longitudinal, horizontal, and vertical axis components of the vehicle 300 by the angle calculation unit 1041 of the control unit 104 using the conversion table. Convert. Therefore, it is possible to detect acceleration in the vehicle longitudinal direction, vehicle lateral direction, and vehicle vertical direction from the output value of the tilt sensor 110.
- the inclination of the vehicle 300 with respect to the gravitational acceleration vector G can be derived from the output value of the inclination sensor 110 while the vehicle is stopped. That is, from the output value of the tilt sensor 110, the total tilt angle of the vehicle 300 with respect to the horizontal plane including the road surface angle ⁇ r that is the tilt angle of the road surface with respect to the horizontal plane and the vehicle attitude angle ⁇ v that is the tilt angle of the vehicle 300 with respect to the road surface.
- the angle ⁇ can be derived.
- the road surface angle ⁇ r, the vehicle attitude angle ⁇ v, and the total angle ⁇ are angles in the pitch direction of the vehicle 300.
- the auto leveling control is intended to absorb the change in the front irradiation distance of the vehicular lamp along with the change in the inclination angle of the vehicle 300 in the pitch direction, and to keep the irradiation light at the front reaching distance optimally. Therefore, the inclination angle of the vehicle 300 required for the automatic leveling control is the vehicle attitude angle ⁇ v. That is, in the auto leveling control, the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 is adjusted when the vehicle attitude angle ⁇ v changes, and the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 is maintained when the road surface angle ⁇ r changes. desired. In order to realize this, it is necessary to extract information about the vehicle attitude angle ⁇ v from the total angle ⁇ .
- the control unit 104 estimates the change in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling as the change in the road surface angle ⁇ r, and the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped is the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the vehicle posture angle ⁇ v is derived from the total angle ⁇ by estimating the change. While the vehicle is traveling, it is rare for the vehicle attitude angle ⁇ v 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 ⁇ during vehicle travel can be estimated as a change in the road surface angle ⁇ r. . Further, since it is rare that the vehicle 300 moves and the road surface angle ⁇ r changes while the vehicle is stopped, the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped can be estimated as the change in the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the reference value of the held vehicle attitude angle ⁇ v is held as a new reference value.
- the control unit 104 outputs a maintenance signal instructing to avoid the generation or output of the adjustment signal or to maintain the optical axis angle ⁇ o in response to the change in the total angle ⁇ during the traveling of the vehicle.
- the road surface angle ⁇ r obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the stored reference value of the road surface angle ⁇ r is held as a new reference value.
- the control unit 104 avoids driving of the leveling actuator 226 with respect to a change in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling.
- the control unit 104 can avoid driving the leveling actuator 226 when the adjustment instruction unit 1042 avoids generation or output of the adjustment signal or outputs a maintenance signal instructing maintenance of the optical axis angle ⁇ o.
- the angle calculation unit 1041 calculates the current total angle ⁇ (when the vehicle is stopped) from the output value of the tilt sensor 110 when the vehicle is stopped.
- the obtained road surface angle ⁇ r is used as a reference value for the new road surface angle ⁇ r, and the reference value of the road surface angle ⁇ r held in the RAM 1043 is updated.
- the amount of change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated as the amount of change in the road surface angle ⁇ r, is taken into the reference value of the road surface angle ⁇ r.
- the angle calculation unit 1041 can calculate the difference ⁇ 1 as follows.
- the angle calculation unit 1041 immediately after the vehicle 300 starts, the angle calculation unit 1041 holds the total angle ⁇ immediately before starting as a reference value for the total angle ⁇ . Then, the angle calculation unit 1041 calculates a difference ⁇ 1 by subtracting the reference value of the total angle ⁇ from the current total angle ⁇ (when the vehicle is stopped) when the vehicle is stopped.
- the control unit 104 drives the leveling actuator 226 to adjust the optical axis angle ⁇ o with respect to the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped.
- the angle calculation unit 1041 calculates a difference ⁇ 2 (a change amount of the total angle ⁇ ) between the current total angle ⁇ and the reference value of the total angle ⁇ held while the vehicle is stopped.
- the reference value of the total angle ⁇ used at this time is, for example, the total angle ⁇ obtained when calculating the difference ⁇ 1 in the calculation of the first difference ⁇ 2 after the vehicle 300 is stopped, that is, the total angle ⁇ when the vehicle is stopped. In the case of the first and subsequent times, it is the total angle ⁇ obtained at the time of calculating the previous difference ⁇ 2.
- the adjustment instruction unit 1042 generates an adjustment signal of the optical axis angle ⁇ o using the calculated vehicle attitude angle ⁇ v or the updated reference value of the new vehicle attitude angle ⁇ v. For example, the adjustment instruction unit 1042 determines the optical axis angle ⁇ o using a conversion table in which the value of the vehicle attitude angle ⁇ v and the value of the optical axis angle ⁇ o recorded in advance in the memory 108 are associated, and the adjustment signal is transmitted. Generate. The adjustment signal is output from the transmission unit 106 to the leveling actuator 226.
- the controller 104 is driven by power supplied from the power source 306. For this reason, when the power supply from the power supply 306 is stopped, the reference value of the road surface angle ⁇ r and the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v stored in the RAM 1043 disappear. Therefore, when the ignition switch is turned off, the control unit 104 writes the reference value of the road surface angle ⁇ r and the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v held by the RAM 1043 in the memory 108 that is a nonvolatile memory.
- the angle calculation unit 1041 writes the reference value of the road surface angle ⁇ r and the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v held in the RAM 1043 to the memory 108.
- the leveling ECU 100 can maintain the reference values of the vehicle attitude angle ⁇ v and the road surface angle ⁇ r even when the ignition switch is turned off and the power supply from the power source 306 is stopped.
- the end signal generation unit 1044 generates an end signal indicating that the operation of the leveling ECU 100 ends normally. Write to 108.
- the ignition switch is turned off after the ignition switch is turned off until the writing of the reference values of the road surface angle ⁇ r and the vehicle attitude angle ⁇ v and the writing of the end signal are completed.
- the obtained vehicle attitude angle ⁇ v is stored in the RAM 1043 as a reference value. Further, an adjustment signal is generated using the obtained vehicle attitude angle ⁇ v. Thereby, the change in the vehicle attitude angle ⁇ v while the power supply from the power source 306 is stopped can be taken into the reference value, and the optical axis angle ⁇ o can be adjusted to an appropriate position. For this reason, the precision of auto leveling control can be improved.
- the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v or the road surface angle ⁇ r is subtracted from the total angle ⁇ , and the reference value is repeatedly updated.
- the difference ⁇ 1 of the change in the total angle ⁇ is included in the reference value of the road surface angle ⁇ r
- the difference ⁇ 2 is included in the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v
- the reference value is repeatedly updated.
- the reference value of the road surface angle ⁇ r and the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v are not updated while the vehicle is in the abnormal state.
- the change amount and the change amount of the vehicle attitude angle ⁇ v cannot be taken into the reference value.
- the automatic leveling control that is resumed thereafter uses a reference value that does not capture changes in the road surface angle ⁇ r and the vehicle attitude angle ⁇ v during the abnormal state. Adjustment of the shaft angle ⁇ o is made. For this reason, even if the leveling ECU 100 returns from the abnormal state, it becomes difficult to perform auto-leveling control with high accuracy thereafter.
- the leveling ECU 100 executes the following control when it enters an abnormal state.
- an abnormal state of the leveling ECU 100 there is information necessary for auto leveling control such as output values of various sensors such as the inclination sensor 110 and the vehicle speed sensor 312 while the power supply to the leveling ECU 100 is maintained.
- a state where the signal is not input to the receiving unit 102 can be given.
- the abnormality detection unit 1045 detects that the leveling ECU 100 has entered the abnormal state, generates an abnormality occurrence signal indicating that the leveling ECU 100 has entered the abnormal state, and adjusts the instruction unit. To 1042.
- the abnormality detection unit 1045 can detect that the leveling ECU 100 has entered an abnormal state when no output value is input from the vehicle speed sensor 312 or the tilt sensor 110 for a predetermined time, for example.
- Reasons for delaying input of output values of various sensors include failure of various sensors themselves, disconnection between the leveling ECU 100 and various sensors, and the like.
- the abnormality detection unit 1045 can detect that the leveling ECU 100 has entered an abnormal state also by receiving failure signals from various sensors.
- the adjustment instruction unit 1042 fixes the optical axis angle ⁇ o at the current angle or a predetermined reference angle.
- the reference angle include an initial angle or a safety angle.
- the safety angle is an optical axis angle at which glare given to others is reduced. Examples of the safety angle include an optical axis angle that is downward from the horizontal, for example, the downward most.
- the angle at which the reference angle is set can be appropriately set from the viewpoints of suppressing glare given to the driver of another vehicle and improving the visibility of the driver of the host vehicle.
- the initial angle is suitable as the reference angle.
- a safety angle is suitable as the reference angle.
- the abnormality detection unit 1045 detects that the leveling ECU 100 has returned from the abnormal state, generates an abnormal return signal indicating that the leveling ECU 100 has returned from the abnormal state, and calculates the angle.
- Unit 1041 and adjustment instruction unit 1042 For example, the abnormality detection unit 1045 can detect that the leveling ECU 100 has returned from the abnormal state when an input of output values from various sensors is detected after generating an abnormality occurrence signal.
- the angle calculation unit 1041 When the angle calculation unit 1041 receives the abnormality return signal from the abnormality detection unit 1045, the angle calculation unit 1041 estimates the current vehicle attitude angle ⁇ v based on the output value of the tilt sensor 110 obtained during vehicle travel. Then, the adjustment instruction unit 1042 releases the fixed state of the optical axis angle ⁇ o and generates an adjustment signal using the estimated vehicle attitude angle ⁇ v. Until the current vehicle attitude angle ⁇ v is estimated, the fixed state of the optical axis angle ⁇ o is maintained.
- the angle calculation unit 1041 holds the estimated vehicle attitude angle ⁇ v in the RAM 1043 as a reference value for the new vehicle attitude angle ⁇ v. Thereby, the change in the vehicle attitude angle ⁇ v while the leveling ECU 100 is in an abnormal state can be taken into the reference value. Further, by updating the reference value of the road surface angle ⁇ r performed when the vehicle is subsequently stopped, the change in the road surface angle ⁇ r while the leveling ECU 100 is in an abnormal state can be taken into the reference value.
- 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 ⁇ v is 0 °
- FIG. 4B shows a state where the vehicle posture angle ⁇ v has changed from 0 °.
- 4A and 4B the motion acceleration vector ⁇ and the resultant acceleration vector ⁇ generated when the vehicle 300 moves forward are indicated by solid arrows, and the motion acceleration generated when the vehicle 300 decelerates or moves backward.
- the vector ⁇ and the resultant acceleration vector ⁇ are indicated by broken line arrows.
- FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vehicle longitudinal acceleration and the vehicle vertical acceleration.
- the motion acceleration vector ⁇ is a vector parallel to the road surface regardless of the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the longitudinal axis L of the vehicle 300 (or the X axis of the inclination sensor 110) is relative to the road surface. Parallel. For this reason, the motion acceleration vector ⁇ is a vector parallel to the longitudinal axis L of the vehicle 300.
- the locus of the tip of the combined acceleration vector ⁇ detected by the inclination sensor 110 is a straight line parallel to the longitudinal axis L of the vehicle 300. It becomes.
- the longitudinal axis L of the vehicle 300 is obliquely shifted with respect to the road surface. It becomes a vector extending diagonally with respect to. Therefore, the locus of the tip of the combined acceleration vector ⁇ when the magnitude of the motion acceleration vector ⁇ changes due to acceleration / deceleration of the vehicle 300 is a straight line inclined with respect to the longitudinal axis L of the vehicle 300.
- the output value of the tilt sensor 110 obtained while the vehicle is running is plotted at the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set to the first axis (X axis) and the vehicle vertical acceleration is set to the second axis (Z axis). Then, the result shown in FIG. 5 can be obtained.
- points t A1 to t An are detected values at times t 1 to t n in the state shown in FIG.
- Points t B1 to t Bn are detected values at times t 1 to t n in the state shown in FIG. 4B.
- the plot of the output value includes plotting the acceleration value of the vehicle coordinate system obtained from the output value of the tilt sensor 110.
- the vehicle posture angle ⁇ v can be estimated by deriving a straight line or vector from at least two points plotted in this way and obtaining the inclination thereof.
- the linear approximation formulas A and B are obtained for the plotted points t A1 to t An and t B1 to t Bn using the least square method, the moving average method, etc., and the slopes of the linear approximation formulas A and B are calculated. Is calculated.
- a linear approximation formula A parallel to the x-axis is obtained from the output value of the tilt sensor 110. That is, the slope of the linear approximation formula A is zero.
- the vehicle attitude angle ⁇ v when the vehicle attitude angle ⁇ v is not 0 °, a linear approximation formula B having an inclination corresponding to the vehicle attitude angle ⁇ v is obtained from the output value of the inclination sensor 110. Therefore, the angle ( ⁇ AB in FIG. 5) formed by the linear approximation formula A and the linear approximation formula B, or the inclination of the linear approximation formula B itself becomes the vehicle attitude angle ⁇ v. Therefore, the vehicle attitude angle ⁇ v can be estimated from the straight line or vector inclination obtained by plotting the output value of the inclination sensor 110 while the vehicle is traveling.
- the angle calculation unit 1041 plots the output value of the inclination sensor 110 obtained while the vehicle is traveling on the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set as the first axis and the vehicle vertical acceleration is set as the second axis. Then, the vehicle attitude angle ⁇ v is estimated using straight lines or vector gradients obtained from the plotted multiple points, and the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v is corrected based on the estimated vehicle attitude angle ⁇ v. Alternatively, the estimated vehicle attitude angle ⁇ v is held as a new reference value.
- the adjustment instruction unit 1042 adjusts the optical axis angle ⁇ o based on the estimated vehicle attitude angle ⁇ v.
- the corrected or updated vehicle posture angle ⁇ v is used as a reference value for the vehicle posture angle ⁇ v
- the road surface angle ⁇ r obtained from the current total angle ⁇ and the reference value for the vehicle posture angle ⁇ v is used as a reference value for the road surface angle ⁇ r.
- the angle calculation unit 1041 detects that the vehicle 300 is traveling based on the output value of the vehicle speed sensor 312, it starts estimating the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the output value of the inclination sensor 110 is repeatedly transmitted to the control unit 104 at predetermined time intervals.
- the output value of the tilt sensor 110 transmitted to the control unit 104 is held in the RAM 1043 or the memory 108. Further, the buffer amount changing unit 1046 counts the number of output values of the held tilt sensor 110.
- the angle calculation unit 1041 When the angle calculation unit 1041 receives a signal from the buffer amount changing unit 1046, the angle calculation unit 1041 plots the output value of the tilt sensor 110 at the above-described coordinates to derive a straight line or a vector. Each time the output value of the tilt sensor 110 is received, the angle calculation unit 1041 plots the output value on the coordinates, and the buffer amount changing unit 1046 counts the number of output values of the tilt sensor 110 to calculate the angle of the above signal.
- the straight line or vector may be derived after being transmitted to the unit 1041 and the angle calculation unit 1041 receiving this signal.
- the buffer amount changing unit 1046 periodically increases or decreases the number of output values of the tilt sensor 110 used for deriving a straight line or a vector, that is, the buffer amount.
- the relationship between the change in the buffer amount and the estimated vehicle attitude angle ⁇ v will be described below.
- FIG. 6 is a diagram schematically showing the transition of the vehicle attitude angle ⁇ v when the buffer amount is constant.
- FIG. 7 is a diagram schematically showing the transition of the vehicle attitude angle ⁇ v when the buffer amount is periodically increased or decreased. 6 and 7, the upper row shows the transition of the buffer amount, and the lower row shows the transition of the vehicle attitude angle ⁇ v. The lower broken line indicates the actual vehicle attitude angle ⁇ v, and the solid line indicates the estimated vehicle attitude angle ⁇ v.
- the actual vehicle attitude angle ⁇ v can be seen as seen in the periods of time b to c, c to d, and e to f (particularly the first half of these periods).
- the estimated vehicle attitude angle ⁇ v may greatly deviate from the actual vehicle attitude angle ⁇ v. That is, in the period described above, the followability of the vehicle attitude angle ⁇ v estimated with respect to the actual change in the vehicle attitude angle ⁇ v may be reduced. Further, as seen in the periods after timings a to b, d to e, and f, an amplitude may occur in the estimated vehicle attitude angle ⁇ v.
- FIG. 7 shows a case where the buffer amount is continuously increased, and when the buffer amount reaches a predetermined upper limit value, the change is reduced periodically to the lower limit value.
- the increase in the buffer amount is not limited to a continuous increase, and may be a stepwise increase.
- the buffer amount changing unit 1046 changes the buffer amount, for example, with one run as one cycle. That is, a period from when the vehicle 300 starts running to when it stops is defined as one cycle. Then, the buffer amount changing unit 1046 is configured to change the output value of the tilt sensor 110 between the end of the current cycle and the start of the next cycle, or the vehicle 300 When a signal indicating opening / closing is received from the door opening / closing sensor (not shown), the output value of the inclination sensor 110 does not change more than a predetermined value, or the signal indicating opening / closing is not received from the opening / closing sensor.
- the buffer amount at the start of the next cycle that is, the lower limit value of the buffer amount in the next cycle is reduced (time g, h).
- the angle calculation unit 1041 holds the vehicle attitude angle ⁇ v obtained from the straight line derived when the buffer amount is maximum as a reference value (timing indicated by a black circle in FIG. 7). Thereby, since the vehicle attitude angle ⁇ v with high estimation accuracy can be used as the reference value, the accuracy of auto leveling can be increased.
- the above-described control for periodically changing the buffer amount may be executed.
- abnormal states of the leveling ECU 100 include a state in which the driving of the leveling ECU 100 is stopped even though the ignition switch is on. As such a state, there can be mentioned a case where power supply to the leveling ECU 100 is stopped due to poor connection of the power supply line between the power source 306 and the leveling ECU 100.
- the abnormality detection unit 1045 indicates that the leveling ECU 100 has entered the abnormal state and has returned from the abnormal state. Detect. Then, an abnormal return signal is transmitted to the angle calculation unit 1041 and the adjustment instruction unit 1042.
- the abnormality detection unit 1045 can detect that the leveling ECU 100 has entered an abnormal state and has subsequently returned based on the fact that the end signal has not been written in the memory 108.
- the leveling ECU 100 that has been normally terminated by turning off the ignition switch, and then the ignition switch is in the on state The case where it did not start normally though it moved to can be mentioned.
- the abnormality detection unit 1045 indicates that the leveling ECU 100 has entered an abnormal state and the abnormal state. Detects return from. Then, an abnormal return signal is transmitted to the angle calculation unit 1041 and the adjustment instruction unit 1042.
- the abnormality detection unit 1045 determines whether or not the vehicle posture angle ⁇ v calculated by the angle calculation unit 1041 when the leveling ECU 100 is started exceeds a maximum value of the vehicle posture angle ⁇ v that can be taken in the design of the vehicle 300. When the vehicle attitude angle ⁇ v exceeds the maximum value, it can be determined that the leveling ECU 100 has entered an abnormal state and has subsequently returned.
- the optical axis angle ⁇ o is necessarily fixed at the current angle.
- the angle calculation unit 1041 and the adjustment instruction unit 1042 that have received the abnormal return signal execute the vehicle attitude angle ⁇ v estimation process described above.
- the buffer amount changing unit 1046 executes the above-described buffer amount changing process.
- FIG. 8 is a flowchart showing an example of auto leveling control executed by the control device for a vehicle lamp according to the first 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 be executed by the light switch 304, and when the ignition is turned off. finish.
- the control unit 104 determines whether an abnormality has occurred in the leveling ECU 100 (S101). If no abnormality has occurred in the leveling ECU 100 (N in S101), the control unit 104 determines whether the vehicle 300 is stopped (S102). When the vehicle 300 is not stopped, that is, when the vehicle 300 is running (N in S102), the control unit 104 ends this routine. When the vehicle 300 is stopped (Y in S102), the control unit 104 determines whether the vehicle 300 is traveling (N in S102) in the stop determination in step S102 of the previous routine (S103).
- the control unit 104 determines the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v from the current total angle ⁇ .
- the road surface angle ⁇ r is calculated by subtraction (S104). Then, the obtained road surface angle ⁇ r is updated as a reference value for the new road surface angle ⁇ r (S105), and this routine is terminated.
- the control unit 104 fixes the optical axis angle ⁇ o to the current angle or a predetermined reference angle (S108). Then, it is determined whether the leveling ECU 100 has returned from the abnormal state (S109).
- the abnormality that has occurred in the leveling ECU 100 is an abnormality that stops the driving of the leveling ECU 100 described above, determination of abnormality occurrence in step S101 and determination of abnormality return in step S109 are made at the same time.
- the control unit 104 When the leveling ECU 100 has not returned from the abnormal state (N in S109), the control unit 104 continues to fix the optical axis angle ⁇ o (S108). When the leveling ECU 100 returns from the abnormal state (Y in S109), the control unit 104 performs an estimation process of the vehicle attitude angle ⁇ v using the output value of the inclination sensor 110 during vehicle travel (S110). Then, the optical axis angle ⁇ o is adjusted using the estimated vehicle attitude angle ⁇ v, the estimated vehicle attitude angle ⁇ v is updated as a new reference value (S111), and this routine is terminated.
- the control unit 104 adjusts the optical axis angle ⁇ o with respect to the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped as the basic control.
- a signal is generated, and the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v is held as a new reference value.
- a maintenance signal for instructing the generation or output of the adjustment signal or for maintaining the optical axis angle ⁇ o is output, and the road surface angle ⁇ r obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the reference value of the road surface angle ⁇ r is newly added. Control that is held as a valid reference value is executed.
- the control unit 104 fixes the optical axis angle ⁇ o to the current angle or a predetermined reference angle.
- the control unit 104 estimates the current vehicle attitude angle ⁇ v based on the output value of the tilt sensor 110 obtained while the vehicle is traveling. Then, the fixed state of the optical axis angle ⁇ o is released, and the adjustment signal is generated using the estimated vehicle attitude angle ⁇ v.
- the leveling ECU 100 of the present embodiment it is possible to avoid the optical axis adjustment based on both the reference values of the vehicle attitude angle ⁇ v and the road surface angle ⁇ r whose accuracy has been reduced because the leveling ECU 100 has not been updated during the period when the leveling ECU 100 is in an abnormal state. Therefore, it can suppress that the driver
- the automatic leveling control can be restarted at an early stage. Thereby, the performance of auto leveling control can be improved more.
- the present invention is not limited to the first embodiment described above, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. Forms are also included within the scope of the present invention.
- the new embodiment generated by the combination of the first embodiment and the modification described above has the effects of the first embodiment and the modification combined.
- Modification 1 In the first embodiment described above, when the leveling ECU 100 returns from the abnormal state, the estimation process of the vehicle attitude angle ⁇ v is executed. However, the following process may be executed after the leveling ECU 100 returns. That is, in the leveling ECU 100 according to the first modification, even if the abnormality detection unit 1045 detects the return from the abnormal state of the leveling ECU 100, the abnormality detection unit 1045 returns the abnormality until a signal indicating the current vehicle attitude angle ⁇ v is received from the external device. Wait for signal output. When the abnormality detection unit 1045 receives the signal from the external device, the abnormality detection unit 1045 transmits an abnormality return signal to the angle calculation unit 1041 and the adjustment instruction unit 1042.
- the adjustment instruction unit 1042 When receiving the abnormality return signal from the abnormality detection unit 1045, the adjustment instruction unit 1042 releases the fixed state of the optical axis angle ⁇ o and generates an adjustment signal using the received vehicle attitude angle ⁇ v. In addition, the angle calculation unit 1041 holds the received vehicle attitude angle ⁇ v in the RAM 1043 as a new reference value.
- Examples of the external device include an initialization processing device and a CAN (Controller Area Network) system that are arranged in a vehicle manufacturer manufacturing factory or dealer maintenance factory.
- the leveling ECU 100 according to the first modification it is possible to prevent the driver of the other vehicle from receiving glare and the visibility of the driver of the own vehicle from being significantly reduced. Therefore, the performance of auto leveling control can be improved.
- a vehicular lamp with an adjustable optical axis 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 posture angle that is a tilt angle of the vehicle with respect to the road surface;
- a controller for controlling the adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp, and The controller is A receiver for receiving a signal indicating an output value of the tilt sensor;
- a road surface angle reference value and a vehicle attitude angle reference value are held, and an adjustment signal for the optical axis angle of the vehicular lamp is generated for the change in the total angle while the vehicle is stopped, and the amount of change in the total angle is determined by the vehicle
- the vehicle attitude angle obtained by including it in the attitude angle reference value is held as a new reference value, and the generation or output of the adjustment signal is avoided or the optical axis angle
- a control A control circuitry
- the adjustment signal is generated using an attitude angle, or a signal indicating the current vehicle attitude angle is received from an external device, and the fixed state of the optical axis angle is canceled and the adjustment signal is received using the received vehicle attitude angle.
- a vehicular lamp system characterized by generating a lamp.
- FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a headlamp unit including a vehicular lamp that is a control target of a control device according to a second embodiment.
- the headlamp unit 210 and the lamp unit 10 in the present embodiment have the same structure as that of the first embodiment.
- FIG. 9 is a functional block diagram for explaining the cooperation of the headlamp unit, the vehicle control ECU, and the leveling ECU.
- the headlamp unit 210R and the headlamp unit 210L are collectively referred to as the headlamp unit 210.
- the leveling ECU 2100 and the vehicle control ECU 302 are realized by elements and circuits such as a CPU and a memory of a computer as a hardware configuration, and realized by a computer program as a software configuration. It is drawn as a functional block realized by. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.
- Leveling ECU 2100 as a control device for a vehicular lamp includes a reception unit 2102, a control unit 2104, a transmission unit 2106, a memory 2108, and a tilt sensor 2110.
- Leveling ECU 2100 is installed near the dashboard of vehicle 300, for example.
- the installation position of leveling ECU2100 is not specifically limited, For example, you may provide in the headlamp unit 210.
- FIG. the inclination sensor 2110 may be provided outside the leveling ECU 2100.
- a vehicle control ECU 302, a light switch 304, an ignition switch 308, and the like are connected to the leveling ECU 2100. Signals output from the vehicle control ECU 302, the light switch 304, the ignition switch 308, and the like are received by the receiving unit 2102.
- the receiving unit 2102 receives a signal indicating the output value of the tilt sensor 2110.
- the vehicle control ECU 302 is connected with a steering sensor 310, a vehicle speed sensor 312, a navigation system 314, a door sensor 316, and the like.
- the door sensor 316 is a sensor that detects opening and closing of the compartment door and / or the luggage compartment door of the vehicle 300. Signals output from these sensors are received by the receiving unit 2102 of the leveling ECU 2100 via the vehicle control ECU 302.
- the light switch 304 sends a signal for instructing to turn on / off the headlamp unit 210 or a signal for instructing execution of auto leveling control to the power supply 306, the vehicle control ECU 302, the leveling ECU 2100, etc. Send.
- the ignition switch 308 transmits a signal indicating an on / off state to the leveling ECU 2100, the vehicle control ECU 302, and the power source 306.
- the signal received by the receiving unit 2102 is transmitted to the control unit 2104.
- the control unit 2104 uses the output value of the tilt sensor 2110 to execute auto leveling control for adjusting the pitch angle of the optical axis O of the lamp unit 10 (hereinafter, this angle is appropriately referred to as the optical axis angle ⁇ o).
- the control unit 2104 includes an angle calculation unit 21041, an adjustment instruction unit 21042, a diagnosis instruction unit 21043, a failure determination unit 21044, a stop detection unit 21045, a load change detection unit 21046, and an ignition detection unit 21047.
- the angle calculation unit 21041 generates pitch angle information of the vehicle 300 using the output value of the tilt sensor 2110 and information stored in a RAM (not shown) of the leveling ECU 2100.
- the adjustment instruction unit 21042 generates an adjustment signal instructing adjustment of the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 2010 using the pitch angle information generated by the angle calculation unit 21041.
- the control unit 2104 outputs the adjustment signal generated by the adjustment instruction unit 21042 to the leveling actuator 226 via the transmission unit 2106.
- the leveling actuator 226 is driven based on the received adjustment signal, and the optical axis O of the lamp unit 10 is adjusted in the pitch angle direction.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal instructing execution of failure diagnosis of the tilt sensor 2110 to the tilt sensor 2110 via the transmission unit 2106. The failure diagnosis of the tilt sensor 2110 will be described in detail later.
- the failure determination unit 21044 determines a failure of the inclination sensor 2110 based on the failure diagnosis output value output from the inclination sensor 2110 in the failure diagnosis of the inclination sensor 2110.
- Stop detection unit 21045 detects the stop of vehicle 300.
- the stop detection unit 21045 detects that the vehicle 300 has stopped when the output value of the tilt sensor 2110 becomes stable (that is, when the vehicle is stopped), for example, after the detection value of the vehicle speed sensor 312 becomes zero.
- the load change detection unit 21046 detects a person getting on or off the vehicle 300 or loading or unloading a load.
- the load change detection unit 21046 may cause a person to get on or off or load or unload a load. Can be detected.
- the load change detection unit 21046 receives a signal indicating that the door has been opened or closed from the door sensor 316, the load change detection unit 21046 can detect that a person has boarded or unloaded or loaded or unloaded a load.
- the ignition detection unit 21047 detects on / off of the ignition switch 308 based on, for example, a signal output from the ignition switch 308. The operation of each unit included in the control unit 2104 will be described in detail later.
- the vehicle 300 is equipped with a power supply 306 that supplies power to the leveling ECU 2100, the vehicle control ECU 302, and the headlamp unit 210.
- a power supply 306 that supplies power to the leveling ECU 2100, the vehicle control ECU 302, and the headlamp unit 210.
- the lighting of the headlamp unit 210 is instructed by operating the light switch 304, power is supplied from the power supply 306 to the light source 14 via the power supply circuit 230.
- the power supply from the power source 306 to the leveling ECU 2100 is performed when the ignition switch 308 is on, and is stopped when the ignition switch 308 is off.
- FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the acceleration vector generated in the vehicle and the vehicle inclination angle detectable by the inclination sensor.
- the leveling ECU 2100 derives the inclination angle in the pitch direction of the vehicle 300 or the amount of change thereof from the output value of the inclination sensor 2110, and sets the optical axis angle ⁇ o to an angle corresponding to the vehicle attitude.
- the tilt sensor 2110 is a triaxial acceleration sensor having an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other.
- Inclination sensor 2110 is attached to vehicle 300 in an arbitrary posture and detects an acceleration vector generated in vehicle 300. In the traveling vehicle 300, gravity acceleration and motion acceleration caused by the movement of the vehicle 300 are generated. Therefore, the tilt sensor 2110 can detect a combined acceleration vector ⁇ obtained by combining the gravitational acceleration vector G and the motion acceleration vector ⁇ , as shown in FIG. Further, the inclination sensor 2110 can detect the gravitational acceleration vector G while the vehicle 300 is stopped. The tilt sensor 2110 outputs the numerical value of each axis component of the detected acceleration vector.
- the control unit 2104 needs to convert the three-axis component output from the tilt sensor 2110, that is, the sensor coordinate system component, into the three-axis component of the vehicle 300, that is, the vehicle coordinate system component.
- the control unit 2104 In order to calculate the inclination angle of the vehicle 300 by converting the axial component of the inclination sensor 2110 into the axial component of the vehicle 300, the axis of the inclination sensor 2110 attached to the vehicle 300, the axis of the vehicle 300, the road surface angle, Reference axis information indicating the positional relationship is required. Therefore, the control unit 2104 generates the reference axis information as follows, for example.
- the vehicle 300 is placed on a road surface designed so as to be parallel to a horizontal plane (hereinafter, this road surface is referred to as a reference road surface as appropriate), for example, in a vehicle manufacturer manufacturing factory or dealer maintenance factory, and the first reference State.
- a reference road surface As appropriate, the vehicle 300 is in a state where one person gets on the driver's seat.
- an initialization signal is transmitted by a switch operation of an initialization processing apparatus in a factory, communication of a CAN (Controller Area Network) system, or the like.
- the control unit 2104 executes a predetermined initialization process. In the initialization process, initial aiming adjustment is performed, and the optical axis O of the lamp unit 10 is adjusted to the initial angle.
- Control unit 2104 also associates the positional relationship between the coordinate system of tilt sensor 2110, the coordinate system of vehicle 300, and the reference road surface (in other words, the horizontal plane) on which vehicle 300 is located.
- the memory 2108 is a nonvolatile memory.
- vehicle 300 is set in a second state that differs from the first state only in the pitch angle. For example, the vehicle 300 can be brought into the second state by applying a load to the front portion or the rear portion of the vehicle 300 in the first state.
- the positional relationship between the axis on the inclination sensor side and the reference road surface is associated, and the deviation between the Z axis of the inclination sensor 2110 and the vertical axis of the vehicle 300 can be grasped. Further, from the change in the component of the second reference vector S2 with respect to the first reference vector S1, it is possible to grasp the front-rear and left-right axes of the vehicle 300 and the X and Y axes of the tilt sensor 2110.
- the control unit 2104 stores, as reference axis information, a conversion table in which the numerical values of the respective axis components (including numerical values on the reference road surface) in the output value of the tilt sensor 2110 are associated with the numerical values of the respective axial components of the vehicle 300 in the memory 2108. Record.
- the numerical values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis components output from the tilt sensor 2110 are converted into the components of the front-rear axis, left-right axis, and vertical axis of the vehicle 300 by the angle calculation unit 21041 of the control unit 2104 using the conversion table. Convert. Therefore, accelerations in the vehicle front-rear direction, the vehicle left-right direction, and the vehicle vertical direction can be detected from the output value of the tilt sensor 2110.
- the inclination of the vehicle 300 with respect to the gravitational acceleration vector G can be derived from the output value of the inclination sensor 2110 when the vehicle is stopped. That is, the total angle that is the inclination angle of the vehicle 300 with respect to the horizontal plane, including the road surface angle ⁇ r that is the inclination angle of the road surface with respect to the horizontal plane and the vehicle attitude angle ⁇ v that is the inclination angle of the vehicle 300 with respect to the road surface from the output value of the inclination sensor 2110. ⁇ can be derived.
- the road surface angle ⁇ r, the vehicle attitude angle ⁇ v, and the total angle ⁇ are angles in the pitch direction of the vehicle 300.
- the auto leveling control is intended to absorb the change in the front irradiation distance of the vehicular lamp along with the change in the inclination angle of the vehicle 300 in the pitch direction, and to keep the irradiation light at the front reaching distance optimally. Therefore, the inclination angle of the vehicle 300 required for the automatic leveling control is the vehicle attitude angle ⁇ v. That is, in the auto leveling control, the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 is adjusted when the vehicle attitude angle ⁇ v changes, and the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 is maintained when the road surface angle ⁇ r changes. desired. In order to realize this, it is necessary to extract information about the vehicle attitude angle ⁇ v from the total angle ⁇ .
- the control unit 2104 estimates a change in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling as a change in the road surface angle ⁇ r, and a change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped as a change in the vehicle attitude angle ⁇ v. Then, the vehicle attitude angle ⁇ v is derived from the total angle ⁇ . While the vehicle is traveling, it is rare for the vehicle attitude angle ⁇ v 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 ⁇ during vehicle travel can be estimated as a change in the road surface angle ⁇ r. . Further, since it is rare that the vehicle 300 moves and the road surface angle ⁇ r changes while the vehicle is stopped, the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped can be estimated as the change in the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the control unit 2104 derives the total angle ⁇ using the output value of the tilt sensor 2110, and generates and outputs an adjustment signal for the optical axis angle ⁇ o with respect to a change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped.
- the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the reference value of the held vehicle attitude angle ⁇ v is held as a new reference value.
- the control unit 2104 outputs a maintenance signal instructing to avoid the generation or output of the adjustment signal or to maintain the optical axis angle ⁇ o in response to a change in the total angle ⁇ during vehicle travel.
- the road surface angle ⁇ r obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the stored reference value of the road surface angle ⁇ r is held as a new reference value.
- the control unit 2104 avoids driving the leveling actuator 226 with respect to changes in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling.
- the control unit 2104 can avoid driving the leveling actuator 226 by allowing the adjustment instruction unit 21042 to avoid generation or output of the adjustment signal or to output a maintenance signal that instructs the maintenance of the optical axis angle ⁇ o.
- the angle calculation unit 21041 calculates the current total angle ⁇ (when the vehicle is stopped) from the output value of the tilt sensor 2110 when the vehicle is stopped.
- the obtained road surface angle ⁇ r is used as a reference value for the new road surface angle ⁇ r, and the reference value of the road surface angle ⁇ r held in the RAM is updated.
- the difference between the reference value of the road surface angle ⁇ r before update and the reference value of the road surface angle ⁇ r after update corresponds to the amount of change in the total angle ⁇ before and after the vehicle 300 travels.
- the amount of change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated as the amount of change in the road surface angle ⁇ r, is taken into the reference value of the road surface angle ⁇ r.
- the angle calculator 21041 can calculate the difference ⁇ 1 as follows.
- the angle calculation unit 21041 holds the total angle ⁇ immediately before starting as a reference value for the total angle ⁇ . Then, the angle calculator 21041 calculates a difference ⁇ 1 by subtracting the reference value of the total angle ⁇ from the current total angle ⁇ (when the vehicle is stopped) when the vehicle is stopped. While the vehicle is traveling, the control unit 2104 may or may not derive the total angle ⁇ repeatedly.
- control unit 2104 drives the leveling actuator 226 so as to adjust the optical axis angle ⁇ o with respect to the change of the total angle ⁇ while the vehicle is stopped.
- the reference value of the vehicle posture angle ⁇ v held in the RAM is updated with the obtained vehicle posture angle ⁇ v as a reference value of the new vehicle posture angle ⁇ v.
- the amount of change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated as the amount of change in the vehicle posture angle ⁇ v, is taken into the reference value of the vehicle posture angle ⁇ v.
- the angle calculation unit 21041 calculates a difference ⁇ 2 (a change amount of the total angle ⁇ ) between the current total angle ⁇ and the reference value of the total angle ⁇ held while the vehicle is stopped.
- the reference value of the total angle ⁇ used at this time is, for example, the total angle ⁇ obtained when calculating the difference ⁇ 1 in the calculation of the first difference ⁇ 2 after the vehicle 300 is stopped, that is, the total angle ⁇ when the vehicle is stopped. In the case of the first and subsequent times, it is the total angle ⁇ obtained at the time of calculating the previous difference ⁇ 2.
- a change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated to be a change in the vehicle posture angle ⁇ v, is taken into the reference value of the vehicle posture angle ⁇ v.
- the adjustment instruction unit 21042 generates an adjustment signal of the optical axis angle ⁇ o using the calculated vehicle attitude angle ⁇ v or the updated reference value of the new vehicle attitude angle ⁇ v. For example, the adjustment instruction unit 21042 determines the optical axis angle ⁇ o using a conversion table in which the value of the vehicle attitude angle ⁇ v and the value of the optical axis angle ⁇ o recorded in advance in the memory 2108 are associated, and the adjustment signal is transmitted. Generate. The adjustment signal is output from the transmission unit 2106 to the leveling actuator 226.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of auto leveling control executed by the control device for a vehicle lamp according to the second embodiment. This flow is repeatedly executed at a predetermined timing by the control unit 2104 when the ignition switch 308 is turned on, for example, when the auto switch is instructed by the light switch 304, and the ignition switch 308 is turned off. Exit if done.
- the control unit 2104 determines whether the vehicle 300 is stopped (S201). When vehicle 300 is not stopped, that is, when traveling (N in S201), control unit 2104 ends this routine. When the vehicle 300 is stopped (Y in S201), the control unit 2104 determines whether the vehicle 300 is running (N in S201) in the stop determination in step S201 of the previous routine (S202).
- the control unit 2104 determines the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v from the current total angle ⁇ .
- the road surface angle ⁇ r is calculated by subtraction (S203). Then, the obtained road surface angle ⁇ r is updated as a reference value for the new road surface angle ⁇ r (S204), and this routine is terminated.
- the control unit 2104 derives the total angle ⁇ and determines the current total angle ⁇ .
- the vehicle posture angle ⁇ v is calculated by subtracting the reference value of the road surface angle ⁇ r (S205). Then, the obtained vehicle attitude angle ⁇ v is used to adjust the optical axis angle ⁇ o, the obtained vehicle attitude angle ⁇ v is updated as a new reference value (S206), and this routine is terminated.
- FIG. 11A and FIG. 11B are schematic diagrams for explaining failure diagnosis of the tilt sensor.
- FIG. 11A shows a normal operation state of the tilt sensor 2110.
- FIG. 11B shows an operation state at the time of failure diagnosis of the tilt sensor 2110.
- FIG. 12 is a timing chart for explaining the execution timing of failure diagnosis.
- the vertical axis at the top indicates the vehicle speed.
- the lower vertical axis indicates the total angle.
- the horizontal axis in the upper and lower stages indicates time.
- the black circle ( ⁇ ) in the lower row indicates the execution timing of the periodic diagnosis.
- a black square ( ⁇ ) indicates the execution timing of the specific diagnosis.
- a white circle ( ⁇ ) indicates a timing at which the diagnosis is avoided because the vehicle 2300 is not in a stable state, although it is the timing at which the cycle diagnosis is performed.
- the tilt sensor 2110 is, for example, a capacitance type three-axis acceleration sensor, and includes a weight portion 2111, a diaphragm 2112 that supports the weight portion 2111, a first electrode 2113, and a second electrode 2114.
- the first electrode 2113 and the second electrode 2114 are arranged to be separated from each other, and the weight part 2111 and the diaphragm 2112 are arranged therebetween.
- the acceleration Q acts on the weight portion 2111 and the diaphragm 2112 is displaced.
- the capacitance between the first electrode 2113 and the second electrode 2114 and the diaphragm 2112 changes.
- the inclination sensor 2110 can detect the acceleration Q applied to the inclination sensor 2110 by detecting the change in capacitance.
- the diaphragm 2112 can be displaced in the X, Y, and Z directions of the tilt sensor 2110. Therefore, the tilt sensor 2110 can detect acceleration in the X, Y, and Z directions.
- the diaphragm 2112 and the first electrode 2113 are separated by a distance d1
- the diaphragm 2112 and the second electrode 2114 are separated by a distance d2.
- the inclination sensor 2110 converts an electrostatic capacity corresponding to the distances d1 and d2 into an electric signal and outputs the electric signal.
- the inclination sensor 2110 When the inclination sensor 2110 receives the failure diagnosis execution instruction signal from the diagnosis instruction unit 21043, the inclination sensor 2110 executes the failure diagnosis. In the failure diagnosis, a predetermined voltage is applied between the first electrode 2113 and the second electrode 2114. Thereby, the diaphragm 2112 is forcibly displaced. The tilt sensor 2110 outputs an electrical signal corresponding to the position of the diaphragm 2112 as an output value for failure diagnosis.
- the leveling ECU 2100 stores, in advance, a RAM or a memory 2108 in a RAM or a memory 2108 in a RAM or memory 2108 that associates a value of a voltage applied to the tilt sensor 2110 with an output value output when the diaphragm 2112 is normally displaced by the application of the voltage. keeping.
- the failure determination unit 21044 diagnoses a failure of the tilt sensor 2110 using the failure diagnosis output value and the diagnosis table. For example, the failure determination unit 21044 determines that the inclination sensor 2110 is normal when the output value for failure diagnosis is equal to the output value associated with the applied voltage at the time of failure diagnosis in the diagnosis table. If the output value is not associated with the applied voltage, it is determined that the tilt sensor 2110 is out of order.
- the diaphragm 2112 When the diaphragm 2112 is damaged or bent due to an external impact or the like, even if a predetermined voltage is applied, the diaphragm 2112 is not displaced to a correct position corresponding to the applied voltage. For this reason, when the output value for failure diagnosis is not equal to the output value associated with the applied voltage in the diagnosis table, it can be determined that the tilt sensor 2110 has failed.
- the failure determination unit 21044 may determine a failure of the tilt sensor 2110 based on a plurality of diagnosis results. For example, the failure determination unit 21044 determines that the tilt sensor 2110 has failed when the output value for failure diagnosis is a value indicating failure continuously for a predetermined number of times or more.
- a voltage is applied so that the diaphragm 2112 is separated from the first electrode 2113 by a distance d3 and displaced to a position separated from the second electrode 2114 by a distance d4.
- the diaphragm 2112 is forcibly displaced at a position separated from the first electrode 2113 by a distance d3 and separated from the second electrode 2114 by a distance d4.
- the inclination sensor 2110 outputs an electrical signal corresponding to the position of the diaphragm 2112 to the failure determination unit 21044 as an output value for failure diagnosis.
- the diaphragm 2112 is displaced to the correct position with respect to the applied voltage. Therefore, the output value for failure diagnosis is equal to the output value associated with the applied voltage in the diagnosis table. Therefore, failure determination unit 21044 determines that inclination sensor 2110 is normal.
- the inclination sensor 2110 is a sensor of a type other than the capacitance type triaxial acceleration sensor described above, failure diagnosis corresponding to each type can be executed. Since such a failure diagnosis function is well known, detailed description is omitted.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs a failure diagnosis execution instruction signal when the vehicle 300 is in a stable state in which the change amount of the output value of the tilt sensor 2110 is equal to or less than a predetermined amount.
- failure diagnosis of the inclination sensor 2110 can be performed with higher accuracy. As a result, it is possible to reduce the possibility that a failure of the tilt sensor 2110 is overlooked, and therefore it is possible to increase the accuracy of the automatic leveling control of the vehicular lamp.
- the diagnosis instruction unit 21043 periodically outputs an execution instruction signal. That is, the diagnosis instruction unit 21043 instructs execution of periodic diagnosis of the tilt sensor 2110. As described above, the diagnosis instruction unit 21043 periodically outputs the execution instruction signal, so that the failure of the tilt sensor 2110 can be detected earlier.
- times a and b are periods during which the vehicle is running, and time c is when the vehicle is stopped, until time a, and after time c is a period during which the vehicle is stopped.
- Times d to e are periods in which people get on and off the vehicle 300 or load and unload luggage.
- the output value of the tilt sensor 2110 changes from the stable state to the unstable state at time d, and then changes again to the stable state at time e.
- Time f is when the ignition switch 308 is turned off, and time g is when the ignition switch 308 is turned on.
- the diagnosis instruction unit 21043 performs a periodic diagnosis while the vehicle is stopped (the black circle timing in FIG. 12). However, the diagnosis instruction unit 21043 may execute periodic diagnosis even while the vehicle is traveling. Further, the diagnosis instruction unit 21043 is in an unstable state in which the change amount of the output value of the tilt sensor 2110 exceeds a predetermined amount as in the period of time d to e even at the diagnosis execution timing in the periodic diagnosis. Avoid sending execution instruction signals. Thus, when the vehicle 300 is in an unstable state, failure diagnosis of the tilt sensor 2110 is avoided (timing of white circles in FIG. 12).
- the diagnosis instruction unit 21043 executes specific diagnosis in parallel with the periodic diagnosis.
- an execution instruction signal is output when a predetermined event occurs in the vehicle 300.
- the diagnosis instruction unit 21043 is executed when a stop of the vehicle 300 is detected, when a person getting on / off or loading / unloading is detected, and when an on / off switching of the ignition switch 308 is detected.
- An instruction signal is output.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal when the stop detection unit 21045 detects the stop of the vehicle 300 (time c in FIG. 12).
- diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal when the load change detection unit 21046 detects boarding or unloading of a person or loading / unloading of a load (time e in FIG. 12).
- the diagnosis instruction unit 21043 also detects when the ignition detection unit 21047 detects that the ignition switch 308 is turned off (time f in FIG. 12) and when the ignition detection unit 21047 detects that the ignition switch 308 is turned on (time in FIG. 12).
- An execution instruction signal is output to g).
- the failure of the tilt sensor 2110 can be detected earlier.
- the stop detection unit 21045 detects the stop of the vehicle 300
- the load change detection unit 21046 detects that a person has boarded or unloaded or loaded / unloaded, and the ignition detection unit 21047 turns on / off the ignition switch 308.
- the specific diagnosis it is possible to further improve the accuracy of the failure diagnosis of the tilt sensor 2110, thereby further improving the accuracy of the auto leveling control.
- the output value of the tilt sensor 2110 received by the control unit 2104 includes the output value at the time of failure diagnosis.
- the output value at the time of failure diagnosis is not the acceleration applied to the vehicle 300 at the time of failure diagnosis, but a value corresponding to the voltage applied to the tilt sensor 2110. For this reason, in auto leveling control, if the total angle ⁇ is derived using the output value at the time of failure diagnosis, the accuracy of auto leveling control may be reduced.
- the angle calculation unit 21041 uses the output value excluding the output value at the time of failure diagnosis in the derivation of the total angle ⁇ in the auto leveling control. Thereby, since the more exact sum angle (theta) can be derived
- the inclination sensor 2110 when outputting the output value at the time of failure diagnosis, the inclination sensor 2110 also outputs a signal indicating that the failure diagnosis has been executed.
- the output value at the time of failure diagnosis is held in the RAM or the memory 2108 together with a signal indicating that the failure diagnosis has been executed.
- the angle calculation unit 21041 can detect whether or not the output value of the inclination sensor 2110 is an output value at the time of failure diagnosis based on the presence or absence of a signal indicating that failure diagnosis has been executed.
- the diagnosis instruction unit 21043 executes the execution instruction signal so that a plurality of output values of the inclination sensor 2110 used for one time derivation of the total angle ⁇ in the auto leveling control include a predetermined number or less of output values at the time of failure diagnosis. Is output.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal so that the output value at the time of failure diagnosis included in the plurality of output values used for deriving the total angle ⁇ is 1 or less.
- the total angle ⁇ is derived by excluding the output value at the time of failure diagnosis, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of deriving the total angle ⁇ due to a decrease in the number of output values used for deriving the total angle ⁇ . it can.
- the adjustment instruction unit 21042 fixes the optical axis angle ⁇ o to the current angle or a predetermined reference angle when the failure determination unit 21044 detects a failure of the tilt sensor 2110.
- the reference angle include an initial angle or a safety angle.
- the safety angle is an optical axis angle at which glare given to others is reduced. Examples of the safety angle include an optical axis angle that is downward from the horizontal, for example, the downward most.
- the angle at which the reference angle is set can be appropriately set from the viewpoints of suppressing glare given to the driver of another vehicle and improving the visibility of the driver of the host vehicle.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs a failure diagnosis execution instruction signal to the tilt sensor 2110 when the vehicle 300 is in a stable state. Thereby, failure diagnosis of the inclination sensor 2110 can be performed with higher accuracy. For this reason, the precision of auto leveling control can be improved. Further, the diagnosis instruction unit 21043 periodically outputs an execution instruction signal. Thereby, since the failure of the inclination sensor 2110 can be discovered at an early stage, it is possible to suppress execution of auto leveling control using the failed inclination sensor 2110. Therefore, the accuracy of auto leveling control can be further increased.
- the angle calculation unit 21041 derives the total angle ⁇ without using the output value at the time of failure diagnosis when deriving the total angle ⁇ in the auto leveling control.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal so that a plurality of output values of the inclination sensor 2110 used for one derivation of the total angle ⁇ include a predetermined number or less of output values at the time of failure diagnosis. As a result, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of deriving the total angle ⁇ , and thus it is possible to improve the accuracy of the auto leveling control.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal when it is detected that the vehicle is stopped, a person gets on or off, loads or unloads, and an ignition switch is turned on or off.
- the failure diagnosis is executed at a timing different from the periodic diagnosis, so that the failure of the inclination sensor 2110 can be detected earlier. For this reason, the accuracy of the automatic leveling control can be further increased.
- the leveling ECU 2100 according to the third embodiment is the leveling ECU 2100 according to the second embodiment, except that the optical axis angle ⁇ o is adjusted based on the vehicle attitude angle ⁇ v derived from the output value of the tilt sensor 2110 while the vehicle is traveling.
- the leveling ECU 2100 according to the third embodiment will be described focusing on the configuration different from the second embodiment.
- the angle calculation unit 21041 derives the current vehicle posture angle ⁇ v using the vehicle longitudinal and vertical accelerations obtained from the output values of the tilt sensor 2110 during vehicle travel.
- a method for deriving the vehicle attitude angle ⁇ v based on the output value of the tilt sensor 2110 obtained while the vehicle is traveling will be described.
- FIG. 4 (A) and 4 (B) are schematic views 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 ⁇ v is 0 °
- FIG. 4B shows a state where the vehicle posture angle ⁇ v has changed from 0 °.
- 4A and 4B the motion acceleration vector ⁇ and the resultant acceleration vector ⁇ generated when the vehicle 300 moves forward are indicated by solid arrows, and the motion acceleration generated when the vehicle 300 decelerates or moves backward.
- the vector ⁇ and the resultant acceleration vector ⁇ are indicated by broken line arrows.
- FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vehicle longitudinal acceleration and the vehicle vertical acceleration. The description will be made by replacing the reference numeral “110” in FIGS. 4A and 4B with a reference numeral “2110”.
- the motion acceleration vector ⁇ is a vector parallel to the road surface regardless of the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the longitudinal axis L of the vehicle 300 (or the X axis of the inclination sensor 2110) is relative to the road surface. Parallel. For this reason, the motion acceleration vector ⁇ is a vector parallel to the longitudinal axis L of the vehicle 300.
- the locus of the tip of the combined acceleration vector ⁇ detected by the inclination sensor 2110 is a straight line parallel to the longitudinal axis L of the vehicle 300. It becomes.
- the longitudinal axis L of the vehicle 300 is obliquely shifted with respect to the road surface. It becomes a vector extending diagonally with respect to. Therefore, the locus of the tip of the combined acceleration vector ⁇ when the magnitude of the motion acceleration vector ⁇ changes due to acceleration / deceleration of the vehicle 300 is a straight line inclined with respect to the longitudinal axis L of the vehicle 300.
- the output value of the tilt sensor 2110 obtained while the vehicle is traveling is plotted at the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set to the first axis (X axis) and the vehicle vertical acceleration is set to the second axis (Z axis). Then, the result shown in FIG. 5 can be obtained.
- points t A1 to t An are detected values at times t 1 to t n in the state shown in FIG.
- Points t B1 to t Bn are detected values at times t 1 to t n in the state shown in FIG. 4B.
- the plot of the output value includes plotting the acceleration value of the vehicle coordinate system obtained from the output value of the tilt sensor 2110.
- the vehicle attitude angle ⁇ v can be derived by deriving a straight line or vector from at least two points plotted in this way and obtaining the inclination thereof.
- the linear approximation formulas A and B are obtained for the plotted points t A1 to t An and t B1 to t Bn using the least square method, the moving average method, etc., and the slopes of the linear approximation formulas A and B are calculated. Is calculated.
- a linear approximation formula A parallel to the X axis is obtained from the output value of the tilt sensor 2110. That is, the slope of the linear approximation formula A is zero.
- the vehicle attitude angle ⁇ v when the vehicle attitude angle ⁇ v is not 0 °, a linear approximation formula B having an inclination corresponding to the vehicle attitude angle ⁇ v is obtained from the output value of the inclination sensor 2110. Therefore, the angle ( ⁇ AB in FIG. 5) formed by the linear approximation formula A and the linear approximation formula B, or the inclination of the linear approximation formula B itself becomes the vehicle attitude angle ⁇ v. Therefore, the vehicle attitude angle ⁇ v can be derived from the straight line or vector inclination obtained by plotting the output value of the inclination sensor 2110 during vehicle travel.
- the angle calculation unit 21041 plots the output value of the tilt sensor 2110 obtained while the vehicle is running on the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set as the first axis and the vehicle vertical acceleration is set as the second axis. Then, the vehicle attitude angle ⁇ v is derived using the straight line or vector gradient obtained from the plotted multiple points. Then, the adjustment instruction unit 21042 outputs an adjustment signal using the derived vehicle attitude angle ⁇ v.
- the angle calculation unit 21041 detects that the vehicle 300 is traveling based on the output value of the vehicle speed sensor 312, the angle calculation unit 21041 starts the above-described process for deriving the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the output value of the tilt sensor 2110 is repeatedly transmitted to the control unit 2104 at a predetermined time interval and held in the RAM or the memory 2108. Then, when the number of output values reaches a predetermined number required for one derivation of a straight line or a vector, the angle calculation unit 21041 plots the output value of the tilt sensor 2110 on the above-described coordinates, Derive straight lines or vectors.
- the angle calculation unit 21041 plots the output value on the coordinates, and when the number of plots reaches the number required for one derivation of the straight line or vector, the straight line Or a vector may be derived.
- FIG. 13 is a timing chart for explaining the execution timing of failure diagnosis.
- the vertical axis at the top indicates the vehicle speed.
- the lower vertical axis indicates the total angle.
- the horizontal axis in the upper and lower stages indicates time.
- the black circle ( ⁇ ) in the lower row indicates the execution timing of the periodic diagnosis.
- a white circle ( ⁇ ) indicates a timing at which the diagnosis is avoided because the vehicle 300 is not in a stable state.
- the diagnosis instruction unit 21043 performs failure diagnosis when the change amount of the output value of the tilt sensor 2110 is in a stable state of the vehicle 300 that is equal to or less than a predetermined amount. An instruction signal is output. Thereby, failure diagnosis of the inclination sensor 2110 can be performed with higher accuracy. As a result, the accuracy of the automatic leveling control of the vehicular lamp can be improved.
- the diagnosis instruction unit 21043 periodically outputs an execution instruction signal.
- the diagnosis instruction unit 21043 periodically outputs the execution instruction signal, so that the failure of the tilt sensor 2110 can be detected earlier.
- times a to f are periods during vehicle travel.
- Times ab, cd, and ef are periods in which the vehicle 300 is in an unstable state.
- the diagnosis instruction unit 21043 performs periodic diagnosis while the vehicle is traveling (the black circle timing in FIG. 13). However, the diagnosis instruction unit 21043 may execute periodic diagnosis even when the vehicle is stopped.
- diagnosis instruction unit 21043 is in an unstable state of the output value of the tilt sensor 2110 as in the periods of time a to b, c to d, and ef even at the diagnosis execution timing in the periodic diagnosis. In this case, transmission of the execution instruction signal is avoided. Thus, when the vehicle 300 is in an unstable state, failure diagnosis of the tilt sensor 2110 is avoided (timing of white circles in FIG. 13).
- the diagnosis instruction unit 21043 includes a steering sensor 310, a vehicle speed sensor 312, a yaw rate sensor, an accelerator sensor that detects depression of the accelerator pedal, and a brake that detects depression of the brake pedal, in addition to the change amount of the output value of the tilt sensor 2110. It may be detected that vehicle 300 is in a stable state based on output values of a sensor, a shift position sensor, or the like. Alternatively, the stable state of vehicle 300 may be estimated based on the output values of these sensors instead of the amount of change in the output values of tilt sensor 2110.
- the output value of the tilt sensor 2110 received by the control unit 2104 includes an output value at the time of failure diagnosis.
- the angle calculation unit 21041 uses an output value excluding an output value at the time of failure diagnosis in derivation of the vehicle attitude angle ⁇ v in the automatic leveling control. Thereby, since the more exact sum angle (theta) can be derived
- the diagnosis instruction unit 21043 instructs the execution so that a plurality of output values of the inclination sensor 2110 used for one derivation of the vehicle attitude angle ⁇ v in the automatic leveling control include a predetermined number or less of output values at the time of failure diagnosis. Output a signal.
- the diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal so that the output value at the time of failure diagnosis included in the plurality of output values used for deriving the total angle ⁇ is 1 or less.
- the vehicle attitude angle ⁇ v is derived by excluding the output value at the time of failure diagnosis, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of deriving the vehicle attitude angle ⁇ v due to a decrease in the number of output values used for derivation.
- the present invention is not limited to the second and third embodiments described above, and it is possible to combine the second and third embodiments and add various modifications such as various design changes based on the knowledge of those skilled in the art. Embodiments obtained by such combinations or modifications are also included in the scope of the present invention.
- the above-described Embodiments 2 and 3 and a new embodiment generated by the combination of the above-described Embodiments 2 and 3 and the modification have the effects of the combined Embodiments 2 and 3 and the modification.
- the leveling ECU 2100 according to the second modification includes the automatic leveling control described in the second embodiment (hereinafter referred to as the first control) and the automatic leveling control described in the third embodiment (hereinafter referred to as the first control). (Referred to as 2 control).
- the control unit 2104 executes the first control as the basic control.
- the first control an adjustment signal is output in response to a change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped, and a vehicle attitude angle ⁇ v obtained by including the amount of change in the total angle ⁇ in the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v is It is held as a new reference value.
- the optical axis angle is maintained with respect to the change in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling, and the road surface angle ⁇ r obtained by including the amount of change in the total angle ⁇ in the reference value of the road surface angle ⁇ r is a new reference value.
- the road surface angle ⁇ r obtained by including the amount of change in the total angle ⁇ in the reference value of the road surface angle ⁇ r is a new reference value.
- control unit 2104 executes the second control while the vehicle is traveling.
- the output value of the tilt sensor 2110 obtained while the vehicle is traveling is plotted and plotted at 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 attitude angle ⁇ v is derived using the straight line or vector inclination obtained from a plurality of points.
- the control unit 2104 corrects the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v based on the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by the second control.
- the control unit 2104 replaces the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v with the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by the second control.
- the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v is corrected so as to approach the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by the second control.
- the optical axis angle ⁇ o is corrected based on the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by the second control.
- failure diagnosis of the tilt sensor 2110 similar to the second and third embodiments is performed.
- the handling of the output value at the time of failure diagnosis is the same as in the second and third embodiments.
- the failure determination unit 21044 may determine the failure of the tilt sensor 2110 by combining the result of the failure diagnosis performed while the vehicle is stopped and the result of the failure diagnosis performed while the vehicle is traveling.
- only one or two of stopping the vehicle, getting on / off a person or loading / unloading of the vehicle, and switching on / off the ignition switch 308 may be used as a specific diagnosis execution target.
- Good That is, at least one of stopping the vehicle, getting on / off a person or loading / unloading the luggage, and switching on / off the ignition switch 308 is an execution target of the specific diagnosis.
- diagnosis instruction unit 21043 avoids outputting an execution instruction signal when vehicle 300 is in an unstable state.
- diagnosis instruction unit 21043 outputs an execution instruction signal, but the failure determination unit 21044 outputs the failure diagnosis obtained in the unstable state.
- a configuration in which a failure is not determined using a value may be used.
- a vehicular lamp with an adjustable optical axis A tilt sensor having a self-diagnosis function; A controller for controlling the adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp, and The controller is A receiver for receiving a signal indicating an output value of the tilt sensor; A controller that derives a vehicle inclination angle or an amount of change thereof using an output value of the inclination sensor, and outputs an adjustment signal of an optical axis angle of the vehicular lamp; and
- the control unit includes a diagnosis instruction unit that outputs a failure diagnosis execution instruction signal to the tilt sensor;
- the vehicle lamp system wherein the diagnosis instruction unit outputs the execution instruction signal when the vehicle is in a stable state in which a change amount of the output value is a predetermined amount or less.
- FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a headlamp unit including a vehicular lamp that is a control target of a control device according to a fourth embodiment.
- the headlamp unit 210 and the lamp unit 10 in the present embodiment have the same structure as that of the first embodiment.
- FIG. 14 is a functional block diagram for explaining the cooperation of the headlamp unit, the vehicle control ECU, and the leveling ECU.
- the headlamp unit 210R and the headlamp unit 210L are collectively referred to as the headlamp unit 210.
- the leveling ECU 3100 and the vehicle control ECU 302 are realized by elements and circuits such as a CPU and a memory of a computer as a hardware configuration, and realized by a computer program as a software configuration. It is drawn as a functional block realized by. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.
- Leveling ECU 3100 as a control device for a vehicular lamp includes a reception unit 3102, a control unit 3104, a transmission unit 3106, a memory 3108, and an acceleration sensor 3110.
- Leveling ECU 3100 is installed near the dashboard of vehicle 300, for example.
- the installation position of leveling ECU3100 is not specifically limited, For example, you may provide in the headlamp unit 210.
- the acceleration sensor 3110 may be provided outside the leveling ECU 3100.
- a vehicle control ECU 302 and a light switch 304 are connected to the leveling ECU 3100. Signals output from the vehicle control ECU 302 and the light switch 304 are received by the receiving unit 3102.
- the receiving unit 3102 receives a signal indicating the output value of the acceleration sensor 3110.
- the vehicle control ECU 302 is connected to a steering sensor 310, a vehicle speed sensor 312, a navigation system 314, and the like. Signals output from these sensors are received by the receiving unit 3102 of the leveling ECU 3100 via the vehicle control ECU 302.
- the vehicle speed sensor 312 is a sensor that calculates the speed of the vehicle 300 based on the number of rotations of the wheels, for example.
- the light switch 304 sends a signal for instructing to turn on / off the headlamp unit 210 or a signal for instructing execution of auto leveling control to the power supply 306, the vehicle control ECU 302, the leveling ECU 3100, etc. Send.
- the signal received by the receiving unit 3102 is transmitted to the control unit 3104.
- the control unit 3104 derives the tilt angle of the vehicle 300 or the amount of change thereof using the output value of the acceleration sensor 3110, and the pitch angle of the optical axis O of the lamp unit 10 (hereinafter, this angle is referred to as the optical axis angle ⁇ o as appropriate).
- Auto leveling control that outputs the adjustment signal is executed.
- the control unit 3104 includes an angle calculation unit 31041, an adjustment instruction unit 31042, and an abnormality determination unit 31043.
- the angle calculation unit 31041 generates pitch angle information of the vehicle 300 using the output value of the acceleration sensor 3110 and information stored in a RAM (not shown) included in the leveling ECU 3100 as necessary.
- the adjustment instruction unit 31042 generates an adjustment signal that instructs the adjustment of the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 using the pitch angle information generated by the angle calculation unit 31041.
- the control unit 3104 outputs the adjustment signal generated by the adjustment instruction unit 31042 to the leveling actuator 226 via the transmission unit 3106.
- the leveling actuator 226 is driven based on the received adjustment signal, and the optical axis O of the lamp unit 10 is adjusted in the pitch angle direction.
- the abnormality determination unit 31043 determines abnormality of the acceleration sensor 3110 using the output value of the vehicle speed sensor 312 and the output value of the acceleration sensor 3110. The operation of each unit included in the control unit 3104 and the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 will be described in detail later.
- the vehicle 300 is equipped with a power supply 306 that supplies power to the leveling ECU 3100, the vehicle control ECU 302, and the headlamp unit 210.
- a power supply 306 that supplies power to the leveling ECU 3100, the vehicle control ECU 302, and the headlamp unit 210.
- the lighting of the headlamp unit 210 is instructed by operating the light switch 304, power is supplied from the power supply 306 to the light source 14 via the power supply circuit 230.
- the power supply from the power source 306 to the leveling ECU 3100 is performed when the ignition switch is on, and is stopped when the ignition switch is off.
- FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the relationship between the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system.
- the left diagram shows the vehicle coordinate system
- the middle diagram shows the sensor coordinate system
- the right diagram shows the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system when the acceleration sensor 3110 is mounted on the vehicle 300.
- FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an acceleration vector generated in the vehicle and an inclination angle of the vehicle that can be detected by the acceleration sensor.
- the leveling ECU 3100 derives the inclination angle in the pitch direction of the vehicle 300 or the change thereof from the output value of the acceleration sensor 3110, and sets the optical axis angle ⁇ o to an angle corresponding to the vehicle posture.
- the acceleration sensor 3110 is a three-axis acceleration sensor that has an X axis S X , a Y axis S Y, and a Z axis S Z that are orthogonal to each other, and detects acceleration on each axis.
- the vehicle 300 also has a longitudinal axis V X , a left / right axis V Y , and a vertical axis V Z that determine its posture.
- Acceleration sensor 3110 is attached to vehicle 300 such that the sensor coordinate system matches the vehicle coordinate system of vehicle 300.
- acceleration sensor 3110 and the vehicle 300 are arranged such that the X axis S X and the longitudinal axis V X , the Y axis SY and the left and right axis V Y , and the Z axis S Z and the vertical axis V Z are parallel to each other.
- the positional relationship is defined.
- Acceleration sensor 3110 detects an acceleration vector generated in vehicle 300.
- the acceleration sensor 3110 can detect a combined acceleration vector ⁇ obtained by combining the gravitational acceleration vector G and the motion acceleration vector ⁇ . Further, the acceleration sensor 3110 can detect the gravitational acceleration vector G while the vehicle 300 is stopped. The acceleration sensor 3110 outputs a numerical value of each axis component of the detected acceleration vector. As described above, since the coordinate systems of the acceleration sensor 3110 and the vehicle 300 coincide with each other, the numerical value of each axis component of the sensor coordinate system output from the acceleration sensor 3110 is the same as that of each axis component of the vehicle coordinate system. It becomes a numerical value.
- the inclination of the vehicle 300 with respect to the gravitational acceleration vector G can be derived from the output value of the acceleration sensor 3110 while the vehicle is stopped. That is, the sum of the inclination angles of the vehicle 300 with respect to the horizontal plane including the road surface angle ⁇ r that is the inclination angle of the road surface with respect to the horizontal plane and the vehicle attitude angle ⁇ v that is the inclination angle of the vehicle 300 with respect to the road surface from the output value of the acceleration sensor 3110.
- the angle ⁇ can be derived.
- the road surface angle ⁇ r, the vehicle attitude angle ⁇ v, and the total angle ⁇ are angles in the pitch direction of the vehicle 300.
- the auto leveling control is intended to absorb the change in the front irradiation distance of the vehicular lamp along with the change in the inclination angle of the vehicle 300 in the pitch direction, and to keep the irradiation light at the front reaching distance optimally. Therefore, the inclination angle of the vehicle 300 required for the automatic leveling control is the vehicle attitude angle ⁇ v. That is, in the auto leveling control, the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 is adjusted when the vehicle attitude angle ⁇ v changes, and the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 is maintained when the road surface angle ⁇ r changes. desired. In order to realize this, it is necessary to extract information about the vehicle attitude angle ⁇ v from the total angle ⁇ .
- the control unit 3104 estimates a change in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling as a change in the road surface angle ⁇ r, and determines a change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped as a vehicle attitude angle ⁇ v.
- the vehicle posture angle ⁇ v is derived from the total angle ⁇ by estimating the change. While the vehicle is traveling, it is rare for the vehicle attitude angle ⁇ v 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 ⁇ during vehicle travel can be estimated as a change in the road surface angle ⁇ r. . Further, since it is rare that the vehicle 300 moves and the road surface angle ⁇ r changes while the vehicle is stopped, the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped can be estimated as the change in the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the vehicle 300 is first placed on a road surface designed to be parallel to a horizontal plane (hereinafter, this road surface is referred to as a reference road surface as appropriate) Is done.
- this road surface is in a state where one person gets on the driver's seat.
- an initialization signal is transmitted by a switch operation of an initialization processing apparatus in a factory, communication of a CAN (Controller Area Network) system, or the like.
- the control unit 3104 executes a predetermined initialization process. In the initialization process, initial aiming adjustment is performed, and the optical axis O of the lamp unit 10 is adjusted to the initial angle.
- these reference values are written in the memory 3108 as necessary.
- the control unit 3104 drives the leveling actuator 226 to adjust the optical axis angle ⁇ o with respect to the change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped.
- the vehicle attitude angle ⁇ v obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the reference value of the held vehicle attitude angle ⁇ v is held as a new reference value.
- the control unit 3104 avoids driving the leveling actuator 226 with respect to changes in the total angle ⁇ while the vehicle is traveling.
- the road surface angle ⁇ r obtained by including the change amount of the total angle ⁇ in the stored reference value of the road surface angle ⁇ r is held as a new reference value.
- the obtained road surface angle ⁇ r is used as a reference value for the new road surface angle ⁇ r, and the reference value of the road surface angle ⁇ r held in the RAM is updated.
- the difference between the reference value of the road surface angle ⁇ r before update and the reference value of the road surface angle ⁇ r after update corresponds to the amount of change in the total angle ⁇ before and after the vehicle 300 travels.
- the amount of change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated as the amount of change in the road surface angle ⁇ r, is taken into the reference value of the road surface angle ⁇ r.
- the angle calculator 31041 can calculate the difference ⁇ 1 as follows.
- the angle calculation unit 31041 immediately after the vehicle 300 starts, holds the total angle ⁇ immediately before starting as a reference value for the total angle ⁇ . Then, the angle calculation unit 31041 calculates a difference ⁇ 1 by subtracting the reference value of the total angle ⁇ from the current total angle ⁇ (when the vehicle is stopped) when the vehicle is stopped.
- control unit 3104 drives the leveling actuator 226 by generating and outputting an adjustment signal for the optical axis angle ⁇ o of the lamp unit 10 in response to a change in the total angle ⁇ while the vehicle is stopped.
- the reference value of the vehicle posture angle ⁇ v held in the RAM is updated with the obtained vehicle posture angle ⁇ v as a reference value of the new vehicle posture angle ⁇ v.
- the amount of change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated as the amount of change in the vehicle posture angle ⁇ v, is taken into the reference value of the vehicle posture angle ⁇ v.
- the angle calculation unit 31041 calculates a difference ⁇ 2 (a change amount of the total angle ⁇ ) between the current total angle ⁇ and the reference value of the total angle ⁇ held while the vehicle is stopped.
- the reference value of the total angle ⁇ used at this time is, for example, the total angle ⁇ obtained when calculating the difference ⁇ 1 in the calculation of the first difference ⁇ 2 after the vehicle 300 is stopped, that is, the total angle ⁇ when the vehicle is stopped. In the case of the first and subsequent times, it is the total angle ⁇ obtained at the time of calculating the previous difference ⁇ 2.
- a change in the total angle ⁇ during traveling of the vehicle which is estimated to be a change in the vehicle posture angle ⁇ v, is taken into the reference value of the vehicle posture angle ⁇ v.
- the adjustment instruction unit 31042 generates an adjustment signal of the optical axis angle ⁇ o using the calculated vehicle attitude angle ⁇ v or the updated reference value of the new vehicle attitude angle ⁇ v. For example, the adjustment instruction unit 31042 determines the optical axis angle ⁇ o using a conversion table in which the value of the vehicle attitude angle ⁇ v and the value of the optical axis angle ⁇ o recorded in advance in the memory 108 are associated, and an adjustment signal is obtained. Generate. The adjustment signal is output from the transmission unit 3106 to the leveling actuator 226.
- the leveling ECU 3100 executes a correction process for the reference value and the optical axis angle ⁇ o described below.
- 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 ⁇ v is 0 °
- FIG. 4B shows a state where the vehicle posture angle ⁇ v has changed from 0 °.
- the motion acceleration vector ⁇ and the resultant acceleration vector ⁇ generated when the vehicle 300 moves forward are indicated by solid arrows, and the motion acceleration generated when the vehicle 300 decelerates or moves backward.
- the vector ⁇ and the resultant acceleration vector ⁇ are indicated by broken line arrows.
- FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vehicle longitudinal acceleration and the vehicle vertical acceleration.
- the reference numeral “110” is replaced with a reference numeral “3110”
- the reference numeral “L” is replaced with a reference numeral “V X ”.
- the motion acceleration vector ⁇ is a vector parallel to the road surface regardless of the vehicle attitude angle ⁇ v.
- the vehicle posture angle ⁇ v of the vehicle 300 is 0 °
- the longitudinal axis V X of the vehicle 300 and the X axis S X of the acceleration sensor 3110 are relative to the road surface. Become parallel. Therefore, the motion acceleration vector alpha, a vector parallel to the longitudinal axis V X of the vehicle 300.
- the locus of the tip of the combined acceleration vector detected by the acceleration sensor 3110 beta is parallel to the longitudinal axis V X of the vehicle 300 It becomes a straight line.
- the output value of the acceleration sensor 3110 obtained while the vehicle is running is plotted at the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set to the first axis (X axis) and the vehicle vertical acceleration is set to the second axis (Z axis). Then, the result shown in FIG. 5 can be obtained.
- points t A1 to t An are detected values at times t 1 to t n in the state shown in FIG.
- Points t B1 to t Bn are detected values at times t 1 to t n in the state shown in FIG. 4B.
- the plot of the output value includes plotting the acceleration value of the vehicle coordinate system obtained from the output value of the acceleration sensor 3110.
- the vehicle posture angle ⁇ v can be estimated by deriving a straight line or vector from at least two points plotted in this way and obtaining the inclination thereof.
- the linear approximation formulas A and B are obtained for the plotted points t A1 to t An and t B1 to t Bn using the least square method, the moving average method, etc., and the slopes of the linear approximation formulas A and B are calculated. Is calculated.
- a linear approximation formula A parallel to the X axis is obtained from the output value of the acceleration sensor 3110. That is, the slope of the linear approximation formula A is zero.
- the vehicle attitude angle ⁇ v when the vehicle attitude angle ⁇ v is not 0 °, a linear approximation formula B having an inclination corresponding to the vehicle attitude angle ⁇ v is obtained from the output value of the acceleration sensor 3110. Therefore, the angle ( ⁇ AB in FIG. 5) formed by the linear approximation formula A and the linear approximation formula B, or the inclination of the linear approximation formula B itself becomes the vehicle attitude angle ⁇ v. Therefore, the vehicle attitude angle ⁇ v can be estimated from the straight line or vector gradient obtained by plotting the output value of the acceleration sensor 3110 during vehicle travel.
- the angle calculation unit 31041 plots the output value of the acceleration sensor 3110 obtained during traveling of the vehicle on the coordinates where the vehicle longitudinal acceleration is set as the first axis and the vehicle vertical acceleration is set as the second axis. Then, the vehicle attitude angle ⁇ v is estimated using straight lines or vector gradients obtained from the plotted multiple points, and the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v is adjusted based on the estimated vehicle attitude angle ⁇ v. Alternatively, the estimated vehicle attitude angle ⁇ v is held as a new reference value. Thereby, the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v is corrected.
- the adjustment instruction unit 31042 generates an adjustment signal of the optical axis angle ⁇ o using the estimated vehicle attitude angle ⁇ v or the updated reference value of the new vehicle attitude angle ⁇ v.
- the adjustment signal is output from the transmission unit 3106 to the leveling actuator 226.
- the optical axis angle ⁇ o is corrected.
- the corrected or updated vehicle posture angle ⁇ v is used as a reference value for the vehicle posture angle ⁇ v
- the road surface angle ⁇ r obtained from the current total angle ⁇ and the reference value for the vehicle posture angle ⁇ v is used as a reference value for the road surface angle ⁇ r. (This corrects the reference value of the road surface angle ⁇ r), and the basic control described above is resumed.
- the angle calculation unit 31041 detects that the vehicle 300 is traveling based on the output value of the vehicle speed sensor 312, the angle calculation unit 31041 starts the correction process.
- the output value of the acceleration sensor 3110 is repeatedly transmitted to the control unit 3104 at a predetermined time interval.
- the output value of the acceleration sensor 3110 transmitted to the control unit 3104 is held in the RAM or the memory 3108.
- the angle calculation unit 31041 plots the output value of the acceleration sensor 3110 on the above-described coordinates. To derive a straight line or vector. Note that each time the output value of the acceleration sensor 3110 is received, the angle calculation unit 31041 may plot the output value on the coordinates, and a straight line or a vector may be derived when the number of plotted output values reaches a predetermined number.
- the abnormality determination unit 31043 is an acceleration derived from the output value of the vehicle speed sensor 312 obtained while the vehicle is traveling (hereinafter, this acceleration is referred to as an acceleration derived from the vehicle speed sensor as appropriate) and the vehicle derived from the output value of the acceleration sensor 3110. It is determined whether or not an abnormality has occurred in the acceleration sensor 3110 by comparing with the acceleration in the front-rear direction (hereinafter, this acceleration is appropriately referred to as acceleration derived from the acceleration sensor), that is, based on the difference between the two accelerations.
- FIG. 16A and FIG. 16B are schematic diagrams for explaining the abnormality determination of the acceleration sensor by the abnormality determination unit.
- the horizontal axis is parallel road surface horizontal axis P H with respect to the road surface on which the vehicle 300 is positioned, the vertical axis perpendicular road to the road surface on which the vehicle 300 is positioned it is a vertical axis P V.
- a solid line arrow represents a vector of acceleration derived from the vehicle speed sensor, and a broken line arrow represents a vector of acceleration derived from the acceleration sensor.
- the abnormality determination unit 31043 receives a signal indicating the speed of the vehicle 300 from the vehicle speed sensor 312, the vehicle speed sensor-derived acceleration is obtained by differentiating the vehicle speed with respect to time. Moreover, the abnormality determination part 31043 uses the value of the vehicle longitudinal direction component in the output value of the acceleration sensor 3110 plotted on the coordinates in the correction process described above as the acceleration derived from the acceleration sensor.
- FIG. 16A shows vehicle speed sensor-derived acceleration and acceleration sensor-derived acceleration that are derived in a situation where the vehicle 300 in which the vehicle posture angle ⁇ v is 0 ° is traveling on a horizontal road surface.
- the acceleration sensor 3110 is normal, the accelerations derived from the vehicle speed sensor and the accelerations derived from the acceleration sensor coincide with each other. Therefore, if the vehicle attitude angle ⁇ v is 0 ° and the road surface angle ⁇ r is 0 °, the abnormality of the acceleration sensor 3110 can be determined based on whether or not the two accelerations match.
- the vector of the vehicle speed sensor from the acceleration is parallel to the road surface horizontal axis P H.
- the acceleration derived from the acceleration sensor is acceleration in the vehicle front-rear direction, and the vehicle front-rear direction, that is, the front-rear axis V X of the vehicle 300 changes with respect to the road surface due to the change in the vehicle attitude angle ⁇ v. Therefore, the acceleration sensor-derived acceleration vector is not necessarily parallel to the road surface. For this reason, the magnitude of the acceleration derived from the acceleration sensor deviates from the magnitude of the acceleration derived from the vehicle speed sensor even if the acceleration sensor 3110 is normal.
- the acceleration sensor 3110 detects a combined acceleration vector ⁇ obtained by combining the gravitational acceleration vector G and the motion acceleration vector ⁇ . Therefore, (ie, when the vehicle attitude angle ⁇ v is not 0) when longitudinal axis V X of the vehicle 300 is not parallel to the road surface, and if the road is not horizontal (i.e., when the road surface angle ⁇ r is not 0), gravitational acceleration Included in acceleration derived from acceleration sensor. For this reason, the magnitude of the acceleration derived from the acceleration sensor deviates from the magnitude of the acceleration derived from the vehicle speed sensor even if the acceleration sensor 3110 is normal.
- the abnormality determination unit 31043 determines that the difference in size between the vehicle speed sensor from the acceleration and the acceleration sensor from acceleration, if it exceeds a predetermined allowable range C 1, the acceleration sensor 3110 is abnormal.
- Abnormality determining unit 31043 is a derivation of the difference between the magnitude repeated several times, if the difference magnitude exceeds the allowable range C 1 consecutively a predetermined number of times or more, be determined that the acceleration sensor 3110 is abnormal Good.
- Tolerance C 1 is a range determined based on the change amount of the acceleration sensor from the acceleration due to the change of the road surface angle ⁇ r and the vehicle attitude angle .theta.v.
- Range of change of the vehicle attitude angle ⁇ v considered in determining the allowable range C 1 is in the range of the vehicle attitude angle ⁇ v of the vehicle 300 can be taken on the vehicle design. Further, the range of the road surface angle ⁇ r which is considered in determining the allowable range C 1 is in the range of inclination angle of the general road, for example, ⁇ 10%. Tolerance C 1 may be appropriately set based on experiments or simulations.
- the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system coincide. Therefore, the acceleration in the vehicle longitudinal direction is the acceleration of the acceleration sensor 3110 in the X axis S X direction. Therefore, it is possible to detect that the difference in size between the vehicle sensor from the acceleration and the acceleration sensor from the acceleration exceed the allowable range C 1, abnormal X axis S X of the acceleration sensor 3110 has occurred.
- abnormality determination unit 31043 detects that the vehicle 300 is traveling based on the output value of the vehicle speed sensor 312, the abnormality determination unit 31043 starts the abnormality determination of the acceleration sensor 3110. Then, abnormality determination unit 31043 periodically performs abnormality determination while the vehicle is traveling. In this way, by performing abnormality determination periodically, it is possible to detect an abnormality of the acceleration sensor 3110 earlier.
- abnormality determination unit 31043 transmits an abnormality occurrence signal to adjustment instruction unit 31042 and vehicle control ECU 302.
- the adjustment instruction unit 31042 fixes the optical axis angle ⁇ o to the current angle or a predetermined reference angle.
- the reference angle include an initial angle or a safety angle.
- the safety angle is an optical axis angle at which glare given to others is reduced. Examples of the safety angle include an optical axis angle that is downward from the horizontal, for example, the downward most.
- the angle at which the reference angle is set can be appropriately set from the viewpoints of suppressing glare given to the driver of another vehicle and improving the visibility of the driver of the host vehicle.
- the initial angle is suitable as the reference angle.
- a safety angle is suitable as the reference angle.
- FIG. 17 is a flowchart showing an example of auto leveling control executed by the control device for a vehicle lamp according to the fourth embodiment. This flow is, for example, instructed to execute auto leveling control by the light switch 304, and repeatedly executed at a predetermined timing by the control unit 3104 when the ignition is on, and the execution instruction of auto leveling control is canceled (or stopped). Or if the ignition is turned off.
- the control unit 3104 determines whether the vehicle 300 is stopped (S301). When the vehicle 300 is stopped (Y in S301), the control unit 3104 determines whether the vehicle 300 is running (N in S301) in the stop determination in step S301 of the previous routine (S302). If the previous determination was traveling (Y in S302), this means “when the vehicle is stopped”, and the control unit 3104 determines the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v from the current total angle ⁇ . The road surface angle ⁇ r is calculated by subtraction (S303). Then, the obtained road surface angle ⁇ r is updated as a reference value for the new road surface angle ⁇ r (S304), and this routine is terminated.
- control unit 3104 When vehicle 300 is not stopped, that is, when traveling (N in S301), control unit 3104 performs abnormality determination of acceleration sensor 3110 using acceleration derived from the vehicle speed sensor, and abnormality occurs in acceleration sensor 3110. Is determined (S307). If an abnormality has occurred in the acceleration sensor 3110 (Y in S307), the control unit 3104 fixes the optical axis angle ⁇ o at the current angle or a predetermined reference angle, and transmits an abnormality occurrence signal to the vehicle control ECU 302 (S308). ), This routine is terminated. In addition, the control unit 3104 stops the execution of the flow after the next time.
- the control unit 3104 executes a correction process using the output value of the acceleration sensor 3110 during traveling of the vehicle (S309).
- the controller 3104 estimates the vehicle attitude angle ⁇ v, corrects the optical axis angle ⁇ o using the estimated vehicle attitude angle ⁇ v, and updates the estimated vehicle attitude angle ⁇ v as a new reference value. To do. Then, this routine ends.
- the leveling ECU 3100 includes the abnormality determination unit 31043 that determines abnormality of the acceleration sensor 3110. Then, the abnormality determination unit 31043 determines the acceleration based on the difference between the acceleration derived from the output value of the vehicle speed sensor 312 obtained while the vehicle is traveling and the acceleration in the vehicle longitudinal direction derived from the output value of the acceleration sensor 3110. The abnormality of the sensor 3110 is determined. Thereby, since abnormality of the acceleration sensor 3110 can be discovered, it is possible to suppress execution of auto leveling control using the acceleration sensor 3110 in which the abnormality has occurred. Therefore, the accuracy of auto leveling control can be increased. Further, since the acceleration derived from the vehicle speed sensor changes frequently, the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 can be executed easily and with high accuracy.
- the leveling ECU 3100 according to the fifth embodiment has the same configuration as that of the leveling ECU 3100 according to the fourth embodiment, except that the mounting posture of the leveling ECU 3100 to the vehicle 300 is different.
- the leveling ECU 3100 according to the fifth embodiment will be described focusing on the configuration different from the fourth embodiment.
- FIG. 18 is a schematic diagram for explaining the relationship between the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system in the fifth embodiment.
- the left diagram shows the vehicle coordinate system
- the middle diagram shows the sensor coordinate system
- the right diagram shows the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system when the acceleration sensor 3110 is mounted on the vehicle 300. .
- the acceleration sensor 3110 is configured such that the X axis S X and the longitudinal axis V X of the vehicle 300 are non-parallel, and the Z axis S Z and the vertical axis V Z of the vehicle 300 are non-parallel. A posture is determined with respect to the vehicle 300.
- the control unit 3104 needs to convert the three-axis component output from the acceleration sensor 3110 into the three-axis component of the vehicle 300.
- reference axis information indicating the positional relationship between the axis of the acceleration sensor 3110 attached to the vehicle 300, the axis of the vehicle 300, and the road surface angle is used. is necessary. Therefore, the control unit 3104 generates the reference axis information as follows, for example.
- the vehicle 300 is set to the reference state described in the fourth embodiment (hereinafter, this reference state is appropriately referred to as a first reference state).
- vehicle 300 is set in a second state that differs from the first state only in the pitch angle. For example, the vehicle 300 can be brought into the second state by applying a load to the front portion or the rear portion of the vehicle 300 in the first state.
- the positional relationship between the axis on the acceleration sensor side and the reference road surface is associated, and the deviation between the Z axis S Z of the acceleration sensor 3110 and the vertical axis V Z of the vehicle 300 is grasped. be able to. Further, it is possible to grasp the change in the component of the second reference vector S2 with respect to the first reference vector S1, displacement between the front and rear axes V X and X axis S X, and the deviation of the lateral axis V Y and Y axis S Y.
- the control unit 3104 stores, as reference axis information, a conversion table in which the numerical value of each axis component (including the numerical value on the reference road surface) in the output value of the acceleration sensor 3110 is associated with the numerical value of each axis component of the vehicle 300 in the memory 3108. Record.
- the numerical value of each component of the X axis S X , Y axis S Y , and Z axis S Z output from the acceleration sensor 3110 is calculated by the angle calculation unit 31041 using the conversion table, and the longitudinal axis V X and the horizontal axis V Y of the vehicle 300 are used. , it converted to a component of the vertical axis V Z.
- the X axis S X and the longitudinal axis V X and the Z axis S Z and the vertical axis V Z are not parallel to each other. Therefore, the acceleration derived from the acceleration sensor used for determining the abnormality of the acceleration sensor 3110, that is, the acceleration in the vehicle longitudinal direction is derived based on the X-axis S X component and the Z-axis S Z component in the output value of the acceleration sensor 3110. . Therefore, the case where the difference in size between the vehicle sensor from the acceleration and the acceleration sensor from the acceleration exceeds the allowable range C 1, abnormality in any of the X-axis S X and Z-axis S Z of the acceleration sensor 3110 has occurred Can be detected. Therefore, according to the present embodiment, the number of axes to be determined in the abnormality determination of acceleration sensor 3110 can be increased, so that the accuracy of auto leveling control can be further increased.
- the leveling ECU 3100 according to the sixth embodiment has the same configuration as that of the leveling ECU 100 according to the fourth embodiment except that gravity acceleration is used for abnormality determination of the acceleration sensor 3110 instead of the acceleration derived from the vehicle speed sensor.
- gravity acceleration is used for abnormality determination of the acceleration sensor 3110 instead of the acceleration derived from the vehicle speed sensor.
- the leveling ECU 3100 according to the sixth embodiment will be described focusing on the configuration different from the fourth embodiment.
- the abnormality determination unit 31043 accelerates the acceleration in the vertical direction of the vehicle derived from the gravitational acceleration at the position where the vehicle 300 exists and the output value of the acceleration sensor 3110 (hereinafter, this acceleration is accelerated as appropriate).
- Sensor acceleration that is, based on the difference between the two accelerations, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the acceleration sensor 3110.
- FIGS. 19A and 19B are schematic diagrams for explaining acceleration sensor abnormality determination by the abnormality determination unit according to the sixth embodiment.
- the vertical axis is the vertical axis Q V parallel to the vertical direction at the location of the vehicle 300
- the horizontal axis represents the horizontal direction at the location of the vehicle 300
- a horizontal axis parallel Q H a horizontal axis parallel Q H.
- a solid line arrow represents a gravity acceleration vector
- a broken line arrow represents an acceleration sensor-derived acceleration vector.
- the abnormality determination unit 31043 uses the value of the vehicle vertical direction component in the output value of the acceleration sensor 3110 plotted on the coordinates in the correction processing described above as the acceleration derived from the acceleration sensor.
- FIG. 19A shows gravity acceleration and acceleration sensor-derived acceleration that are derived in a situation where the vehicle 300 in which the vehicle posture angle ⁇ v is 0 ° is located on the horizontal road surface. In this case, if the acceleration sensor 3110 is normal, the gravitational acceleration and the acceleration derived from the acceleration sensor have the same magnitude. Therefore, if the vehicle attitude angle ⁇ v is 0 ° and the road surface angle ⁇ r is 0 °, the abnormality of the acceleration sensor 3110 can be determined based on whether or not the two accelerations match.
- the acceleration sensor from the acceleration is acceleration in the vertical direction of the vehicle, the vertical axis V Z in the vehicle vertical direction, that the vehicle 300, the angle is changed with respect to the vertical direction by a change of the vehicle attitude angle .theta.v. Therefore, the acceleration sensor-derived acceleration vector is not necessarily parallel to the vertical direction. For this reason, the magnitude of the acceleration derived from the acceleration sensor is deviated from the magnitude of the gravitational acceleration even if the acceleration sensor 3110 is normal.
- the acceleration sensor 3110 detects a combined acceleration vector ⁇ obtained by combining the gravitational acceleration vector G and the motion acceleration vector ⁇ while the vehicle is traveling. Therefore, when the vertical axis V Z of the vehicle 300 is not parallel to the vertical direction, and if the road is not horizontal, the motion acceleration is included in the acceleration sensor from the acceleration. For this reason, the magnitude of the acceleration derived from the acceleration sensor is deviated from the magnitude of the gravitational acceleration even if the acceleration sensor 3110 is normal.
- the abnormality determination unit 31043 determines the difference between the magnitude of the gravitational acceleration and the acceleration sensor from acceleration, if it exceeds a predetermined allowable range C 2, and the acceleration sensor 3110 is abnormal.
- the allowable range C ⁇ b > 2 is a range determined based on the change amount of acceleration derived from the acceleration sensor due to the change of the road surface angle ⁇ r, the vehicle attitude angle ⁇ v, and the motion acceleration generated in the vehicle 300. Range of change of the vehicle attitude angle ⁇ v considered in determining the allowable range C 2 is in the range of the vehicle attitude angle ⁇ v of the vehicle 300 can be taken on the vehicle design.
- the range of the road surface angle ⁇ r which is considered in determining the allowable range C 2 is in the range of inclination angle of the general road, for example, ⁇ 10%.
- the size of the range of motion acceleration is considered in determining the allowable range C 2, the vehicle design, the range of motion acceleration generated in the vehicle 300.
- Tolerance C 2 may be appropriately set based on experiments or simulations.
- the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system coincide.
- acceleration in the vertical direction of the vehicle is a Z-axis S Z direction of the acceleration of the acceleration sensor 3110. Therefore, it is possible to detect the difference in magnitude of the gravitational acceleration and the acceleration sensor from the acceleration exceed the allowable range C 2, abnormal Z axis S Z of the acceleration sensor 3110 has occurred.
- the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 is preferably executed while the vehicle is stopped. Thereby, since the change of the acceleration derived from the acceleration sensor due to the motion acceleration can be excluded, the accuracy of the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 can be improved.
- abnormality determination unit 31043 detects that vehicle 300 is stopped based on the output value of vehicle speed sensor 312, for example, abnormality determination of acceleration sensor 3110 is started. Then, abnormality determination unit 31043 periodically performs abnormality determination while the vehicle is stopped. When abnormality is detected in acceleration sensor 3110, abnormality determination unit 31043 transmits an abnormality occurrence signal to adjustment instruction unit 31042 and vehicle control ECU 302.
- FIG. 20 is a flowchart showing an example of auto-leveling control executed by the control device for a vehicle lamp according to the sixth embodiment. The execution timing of this flow is the same as in the fourth embodiment (FIG. 17).
- the control unit 3104 determines whether the vehicle 300 is stopped (S401). When vehicle 300 is stopped (Y in S401), control unit 3104 determines whether vehicle 300 is traveling (N in S401) in the stop determination in step S401 of the previous routine (S402). If the previous determination was traveling (Y in S402), the control unit 3104 calculates the road surface angle ⁇ r by subtracting the reference value of the vehicle attitude angle ⁇ v from the current total angle ⁇ (S403). Then, the obtained road surface angle ⁇ r is updated as a reference value for the new road surface angle ⁇ r (S404), and this routine is terminated.
- the control unit 3104 When the previous determination is not running (N in S402), the control unit 3104 performs an abnormality determination of the acceleration sensor 3110 using the gravitational acceleration, and determines whether an abnormality has occurred in the acceleration sensor 3110 (S405). . When an abnormality has occurred in the acceleration sensor 3110 (Y in S405), the control unit 3104 fixes the optical axis angle ⁇ o to the current angle or a predetermined reference angle, and transmits an abnormality occurrence signal to the vehicle control ECU 302 (S406). ), This routine is terminated. In addition, the control unit 3104 stops the execution of the flow after the next time.
- the control unit 3104 calculates the vehicle attitude angle ⁇ v by subtracting the reference value of the road surface angle ⁇ r from the current total angle ⁇ (S407). Then, the obtained vehicle attitude angle ⁇ v is used to adjust the optical axis angle ⁇ o, and the obtained vehicle attitude angle ⁇ v is updated as a new reference value (S408), and this routine is terminated.
- the control unit 3104 executes a correction process using the output value of the acceleration sensor 3110 during traveling of the vehicle (S409), and this routine Exit.
- the abnormality determination unit 31043 is based on the difference between the gravitational acceleration and the acceleration in the vehicle vertical direction derived from the output value of the acceleration sensor 3110.
- the abnormality of 3110 is determined.
- the leveling ECU 3100 according to the seventh embodiment has the same configuration as that of the leveling ECU 3100 according to the sixth embodiment, except that the mounting posture of the leveling ECU 3100 to the vehicle 300 is different.
- the leveling ECU 3100 according to the seventh embodiment will be described focusing on the configuration different from the sixth embodiment.
- the acceleration sensor 3110 is configured such that the X axis S X and the longitudinal axis V X of the vehicle 300 are non-parallel, and the Z axis S Z and the vertical axis V Z of the vehicle 300 are non-parallel.
- the attitude is determined with respect to the vehicle 300 (see FIG. 18). Therefore, in the present embodiment, control unit 3104 has reference axis information as in the fifth embodiment.
- the numerical value of each component of the X axis S X , Y axis S Y , and Z axis S Z output from the acceleration sensor 3110 is calculated by the angle calculation unit 31041 using the reference axis information, and the longitudinal axis V X and the horizontal axis V of the vehicle 300. Y, is converted to a component of the vertical axis V Z.
- the X axis S X and the longitudinal axis V X , and the Z axis S Z and the vertical axis V Z are not parallel to each other. Therefore, acceleration derived from the acceleration sensor, that is, acceleration in the vehicle vertical direction is derived based on the X-axis S X component and the Z-axis S Z component in the output value of the acceleration sensor 3110. Therefore, it detects the difference in magnitude of the gravitational acceleration and the acceleration sensor from the acceleration exceed the allowable range C 2, abnormality in any of the X-axis S X and Z-axis S Z of the acceleration sensor 3110 has occurred can do. Therefore, according to the present embodiment, the number of axes to be determined in the abnormality determination of acceleration sensor 3110 can be increased, so that the accuracy of auto leveling control can be further increased.
- Embodiments 4-7 are not limited to the above-described Embodiments 4-7, and the embodiments 4-7 may be combined, or various modifications such as design changes may be added based on the knowledge of those skilled in the art. Embodiments that can be obtained and obtained by such combinations or modifications are also included in the scope of the present invention.
- Each of the above-described Embodiments 4-7 and a new embodiment resulting from the combination of each of the above-described Embodiments 4-7 and the modification have the effects of the combined embodiment and modification.
- the optical axis is adjusted with respect to the change of the total angle ⁇ while the vehicle is stopped, and the optical axis angle is maintained with respect to the change of the total angle ⁇ while the vehicle is running.
- Basic control and correction processing performed using a slope such as a straight line derived from the output value of the traveling acceleration sensor 3110 are executed.
- the present invention is not particularly limited to this configuration, and the leveling ECU 3100 may execute only basic control, or may execute only correction processing as basic control.
- the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 using the acceleration derived from the vehicle speed sensor is executed, and in the sixth and seventh embodiments, the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 using the gravitational acceleration is executed.
- the present invention is not particularly limited to this configuration, and the leveling ECU 3100 may execute both abnormality determination using the acceleration derived from the vehicle speed sensor and abnormality determination using the gravitational acceleration. In this case, the abnormality of the acceleration sensor 3110 may be determined by combining both determination results.
- Embodiment 5 and 7 embodiment it is parallel to the Y axis S Y and lateral axis V Y, lateral axis V Y and Y axis S Y also may be non-parallel. Thereby, abnormality determination can be performed with respect to the three axes of the acceleration sensor 3110.
- abnormality determination target in the determination can be widened as compared with the case to match the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system.
- the Z axis S Z and the vertical axis V Z of the vehicle 300 are made non-parallel, and the X axis S X and the longitudinal axis V X of the vehicle 300 and the Y axis SY and the vehicle 300 are set.
- the lateral axis V Y of with nonparallel least one combination, abnormality determination target in the determination can be widened as compared with the case to match the sensor coordinate system and the vehicle coordinate system.
- the leveling ECU3100 the coordinate composed of a road surface horizontal axis P H and the road surface vertical axis P V includes a, with the coordinates
- abnormality determination of the acceleration sensor 3110 may be executed.
- the output value of the acceleration sensor 3110 is plotted at the coordinates, and the magnitude of the road surface horizontal axis component of the plotted output value is compared with the magnitude of the vehicle speed sensor-derived acceleration.
- control unit 3104 generates the coordinates using the output value of acceleration sensor 3110 in vehicle 300 in the reference state (first reference state).
- the control unit 3104 reflects the change amount of the road surface angle ⁇ r in the coordinates. Thereby, the accuracy of the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 can be further increased.
- the leveling ECU3100 includes a coordinate composed of a horizontal axis Q H and vertical axis Q V (see FIG. 19 (A) and FIG. 19 (B)), the coordinates
- the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 may be executed by using it.
- the output value of the acceleration sensor 3110 is plotted at the coordinates, and the magnitude of the vertical axis component of the plotted output value is compared with the magnitude of the gravitational acceleration.
- control unit 3104 generates the coordinates using the output value of acceleration sensor 3110 in vehicle 300 in the reference state (first reference state).
- the control unit 3104 reflects the amount of change in the vehicle attitude angle ⁇ v and the road surface angle ⁇ r in the coordinates. Thereby, the accuracy of the abnormality determination of the acceleration sensor 3110 can be further increased.
- a vehicular lamp with an adjustable optical axis A vehicle speed sensor, An acceleration sensor; A controller for controlling the adjustment of the optical axis angle of the vehicular lamp, and The controller is A receiver for receiving signals indicating output values of the vehicle speed sensor and the acceleration sensor; A controller that derives a vehicle tilt angle or an amount of change thereof using an output value of the acceleration sensor and outputs an adjustment signal of an optical axis angle of the vehicular lamp; and
- the control unit includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the acceleration sensor, The abnormality determination unit is configured to detect the acceleration sensor based on a difference between an acceleration derived from an output value of the vehicle speed sensor obtained during traveling of the vehicle and an acceleration in a vehicle longitudinal direction derived from the output value of the acceleration sensor.
- a vehicle lamp system characterized by determining an abnormality in the vehicle.
- the control unit includes an abnormality determination unit that determines abnormality of the acceleration sensor, The abnormality determination unit determines abnormality of the acceleration sensor based on a difference between a gravitational acceleration at a position where the vehicle exists and an acceleration in a vehicle vertical direction derived from an output value of the acceleration sensor.
- Vehicle lamp system
- the present invention can be used for a vehicular lamp control device and a vehicular lamp system.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
Abstract
本発明のある態様の車両用灯具の制御装置は、路面角度及び車両姿勢角度を含む合計角度を導出可能な傾斜センサの出力値を受領する受信部102と、路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の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とともに車両姿勢角度基準値を更新し、車両走行中の合計角度の変化に対して、光軸角度を維持するとともに路面角度基準値を更新する制御部104とを備える。制御部104は、異常検知部1045を有し、制御装置の異常状態が検知された場合、光軸角度を所定角度に固定し、異常状態から復帰した後、車両走行中に得られる傾斜センサ110の出力値に基づいて現在の車両姿勢角度を推定して調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信して調節信号を生成する。
Description
本発明は、車両用灯具の制御装置及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及び車両用灯具システムに関する。
従来、車両の傾斜角度に応じて車両用前照灯の光軸位置を自動的に調節して、前照灯の照射方向を変化させるオートレベリング制御が知られている。一般にオートレベリング制御では、車高センサの出力値から導出される車両のピッチ角度に基づいて前照灯の光軸位置が調節される。これに対し、特許文献1及び2には、加速度センサ等の傾斜センサを用いてオートレベリング制御を実施する車両用灯具の制御装置が開示されている。
加速度センサ、ジャイロセンサ(角速度センサ、角加速度センサ)や地磁気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。また、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精度をより高めたいという要求はある。
本発明者らは、オートレベリング制御の高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。また、オートレベリング制御のさらなる高精度化を図る余地があることを認識するに至った。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、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。
また、本発明の目的の他の一つは、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高める技術を提供することにある。
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示す信号を受信する受信部と、路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の合計角度の変化に対して、車両用灯具の光軸角度の調節信号を生成するとともに当該合計角度の変化量を車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の合計角度の変化に対して、調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに当該合計角度の変化量を路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する制御を実行する制御部と、を備える。制御部は、車両用灯具の制御装置が異常状態に陥ったこと、及び異常状態から復帰したことを検知する異常検知部を有し、異常検知部によって制御装置が異常状態に陥ったことが検知された場合、光軸角度を現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、異常状態から復帰したことが検知された後、車両走行中に得られる傾斜センサの出力値に基づいて現在の車両姿勢角度を推定し、光軸角度の固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度を用いて調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信し、光軸角度の固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度を用いて調節信号を生成する。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。
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、直線又はベクトルの導出に用いる出力値の数を周期的に増減させるバッファ量変更部をさらに備えてもよい。これにより、オートレベリング制御の高精度化を図ることができる。
本発明の他の態様は車両用灯具システムである。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と、車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の合計角度の変化に対して、車両用灯具の光軸角度の調節信号を生成するとともに当該合計角度の変化量を車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の合計角度の変化に対して、調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに当該合計角度の変化量を路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する制御を実行する制御部と、を備える。制御部は、制御装置が異常状態に陥ったこと、及び異常状態から復帰したことを検知する異常検知部を有し、異常検知部によって制御装置が異常状態に陥ったことが検知された場合、光軸角度を現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、異常状態から復帰したことが検知された後、車両走行中に得られる傾斜センサの出力値に基づいて現在の車両姿勢角度を推定し、光軸角度の固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度を用いて調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信し、光軸角度の固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度を用いて調節信号を生成する。
本発明の他の態様は車両用灯具の制御装置である。当該制御装置は、自己の故障診断機能を有する傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、傾斜センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、傾斜センサに故障診断の実行指示信号を出力する診断指示部を有する。診断指示部は、傾斜センサの出力値の変化量が所定量以下である車両の安定状態にあるときに実行指示信号を出力する。この態様の制御装置によれば、傾斜センサの故障診断をより高精度に実施することができる。これにより、傾斜センサの故障が見過ごされるおそれを低減することができるため、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高めることができる。
上記態様において、診断指示部は、実行指示信号を周期的に出力してもよい。また、上記いずれかの態様において、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、出力値からは、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であり、出力値には故障診断時の出力値が含まれ、制御部は、路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、傾斜センサの出力値を用いて合計角度を導出し、車両停止中の合計角度の変化に対して調節信号を出力するとともに、当該合計角度の変化量を車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の合計角度の変化に対して調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに、当該合計角度の変化量を路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する第1制御、及び、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傾斜センサの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導出し、得られる車両姿勢角度を用いて前記調節信号を出力する第2制御の少なくとも一方を実行し、第1制御における合計角度の導出、又は第2制御における車両姿勢角度の導出において、故障診断時の出力値を除いた出力値を用いてもよい。
また、上記いずれかの態様において、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、出力値からは、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であり、出力値には故障診断時の出力値が含まれ、制御部は、路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、傾斜センサの複数の出力値を用いて合計角度を車両停止中に繰り返し導出し、合計角度の変化に対して調節信号を出力するとともに、当該合計角度の変化量を車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中は調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度の維持を指示する維持信号を出力し、車両停止時に、車両の走行前後における合計角度の変化量を路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する第1制御、及び、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傾斜センサの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導出し、得られる車両姿勢角度を用いて調節信号を出力する第2制御の少なくとも一方を実行し、診断指示部は、第1制御における前記合計角度の一回の導出、又は第2制御における車両姿勢角度の一回の導出に用いる複数の出力値に、故障診断時の出力値が所定数以下含まれるように、実行指示信号を出力てもよい。
また、上記いずれかの態様において、制御部は、車両の停止を検知する停止検知部、車両における人の乗降あるいは荷物の積み下ろしを検知する荷重変化検知部、及びイグニッションスイッチのオンオフを検知するイグニッション検知部の少なくとも1つを有し、診断指示部は、車両の停止、人の乗降あるいは荷物の積み下ろし、及びイグニッションスイッチのオンオフの切り替えの少なくとも1つが検知された場合に、実行指示信号を出力してもよい。これらの態様により、オートレベリング制御のより一層の高精度化を図ることができる。
本発明の他の態様は車両用灯具システムである。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、自己の故障診断機能を有する傾斜センサと、車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、傾斜センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、傾斜センサに故障診断の実行指示信号を出力する診断指示部を有する。診断指示部は、傾斜センサの出力値の変化量が所定量以下である車両の安定状態にあるときに実行指示信号を出力する。
本発明の他の態様は車両用灯具の制御装置である。当該制御装置は、車両に設けられる車速センサの出力値を示す信号、及び車両に設けられる加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、加速度センサの異常を判定する異常判定部を有する。異常判定部は、車両走行中に得られる車速センサの出力値から導出される加速度と、加速度センサの出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、加速度センサの異常を判定する。この態様によれば、加速度センサに異常が生じたことを検知することができるため、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高めることができる。
上記態様において、加速度センサを備え、加速度センサは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸での加速度を検知し、X軸と車両の前後軸とが非平行であり、且つY軸と車両の左右軸、及びZ軸と車両の上下軸の少なくとも一方が非平行であってもよい。この態様によれば、加速度センサの複数軸の異常を判定することができるため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。
本発明の他の態様は車両用灯具システムである。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、車速センサと、加速度センサと、車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、車速センサ及び加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、加速度センサの異常を判定する異常判定部を有する。異常判定部は、車両走行中に得られる車速センサの出力値から導出される加速度と、加速度センサの出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、加速度センサの異常を判定する。
本発明の他の態様は車両用灯具の制御装置である。当該制御装置は、車両に設けられる加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、加速度センサの異常を判定する異常判定部を有する。異常判定部は、車両の存在位置における重力加速度と、加速度センサの出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、加速度センサの異常を判定する。この態様によっても、加速度センサに異常が生じたことを検知することができるため、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高めることができる。
上記態様において、加速度センサを備え、加速度センサは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸での加速度を検知し、Z軸と車両の上下軸とが非平行であり、且つX軸と車両の前後軸、及びY軸と車両の左右軸の少なくとも一方が非平行であってもよい。この態様によれば、加速度センサの複数軸の異常を判定することができるため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。また、上記いずれかの態様において、異常判定部は、車両停止中に加速度センサの異常判定を実行してもよい。この態様によれば、加速度センサの異常判定の精度を高めることができる。
本発明の他の態様は車両用灯具システムである。当該車両用灯具システムは、光軸を調節可能な車両用灯具と、加速度センサと、車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、加速度センサの異常を判定する異常判定部を有する。異常判定部は、車両の存在位置における重力加速度と、加速度センサの出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、加速度センサの異常を判定する。
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
本発明によれば、車両用灯具のオートレベリング制御の性能を高める技術を提供することができる。
また、本発明によれば、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高める技術を提供することができる。
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。
本明細書において、「車両走行中」とは、例えば後述する車速センサの検出値(あるいは出力値)が0を越えたときから、車速センサの検出値が0となるまでの間である。「車両停止時」とは、例えば車速センサの検出値が0となった後、後述する傾斜センサ又は加速度センサの検出値が安定したときである。「発進直後」とは、例えば車速センサの検出値が0を超えたときからの所定期間である。「発進直前」とは、例えば車速センサの検出値が0を超えたときから所定時間前の時間である。「車両停止中」とは、例えば傾斜センサ又は加速度センサの検出値が安定したときから車速センサの検出値が0を越えたときである。この「安定したとき」は、傾斜センサ又は加速度センサの出力値の単位時間あたりの変化量が所定量以下となったときとしてもよいし、車速センサの検出値が0になってから所定時間経過後(例えば1~2秒後)としてもよい。傾斜センサの出力値の「安定状態」とは、傾斜センサの出力値の単位時間あたりの変化量が所定量以下の状態であり、「不安定状態」とは、当該変化量が所定量を超える状態である。「車両300が停車している」とは、車両300が「車両停止時」あるいは「車両停止中」の状態にあることを意味する。前記「車両走行中」、「車両停止時」、「発進直後」、「発進直前」、「車両停止中」、「安定したとき」、「安定状態」、「不安定状態」及び「所定量」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。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る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である。右側の前照灯ユニット210R及び左側の前照灯ユニット210Lは実質的に同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット210Rの構造を説明する。前照灯ユニット210Rは、車両前方側に開口部を有するランプボディ212と、この開口部を覆う透光カバー214とを有する。ランプボディ212は、車両後方側に着脱カバー212aを有する。ランプボディ212と透光カバー214とによって灯室216が形成される。灯室216には車両用灯具としての灯具ユニット10が収納される。
図1は、実施の形態1に係る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である。右側の前照灯ユニット210R及び左側の前照灯ユニット210Lは実質的に同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット210Rの構造を説明する。前照灯ユニット210Rは、車両前方側に開口部を有するランプボディ212と、この開口部を覆う透光カバー214とを有する。ランプボディ212は、車両後方側に着脱カバー212aを有する。ランプボディ212と透光カバー214とによって灯室216が形成される。灯室216には車両用灯具としての灯具ユニット10が収納される。
灯具ユニット10には、灯具ユニット10の上下左右方向の揺動中心となるピボット機構218aを有するランプブラケット218が形成される。ランプブラケット218は、ランプボディ212に支持されたエイミング調整ネジ220と螺合する。灯具ユニット10の下面には、スイブルアクチュエータ222の回転軸222aが固定される。スイブルアクチュエータ222は、ユニットブラケット224に固定される。ユニットブラケット224には、レベリングアクチュエータ226が接続される。レベリングアクチュエータ226は、例えばロッド226aを矢印M,N方向に伸縮させるモータなどで構成される。灯具ユニット10は、ロッド226aが矢印M,N方向に伸縮することで後傾姿勢、前傾姿勢となり、これにより光軸Oのピッチ角度を下方、上方に向けるレベリング調整ができる。
灯具ユニット10は、回転シェード12を含むシェード機構18、光源14、リフレクタ16を内壁に支持する灯具ハウジング17、及び投影レンズ20を備える。光源14は、白熱球やハロゲンランプ、放電球、LEDなどが使用可能である。リフレクタ16は、少なくとも一部が楕円球面状であり、光源14から放射された光を反射する。光源14からの光及びリフレクタ16で反射した光は、一部が回転シェード12を経て投影レンズ20へと導かれる。回転シェード12は、回転軸12aを中心に回転可能な円筒部材であり、切欠部と複数のシェードプレート(図示せず)とを備える。切欠部又はシェードプレートのいずれかが光軸O上に移動されて、所定の配光パターンが形成される。投影レンズ20は、平凸非球面レンズからなり、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。
図2は、前照灯ユニット、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。
車両用灯具の制御装置としてのレベリングECU100は、受信部102、制御部104、送信部106、メモリ108及び傾斜センサ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、傾斜センサ110は、レベリングECU100の外に設けられてもよい。レベリングECU100には、車両制御ECU302やライトスイッチ304が接続される。車両制御ECU302やライトスイッチ304から出力される信号は、受信部102によって受信される。また、受信部102は、傾斜センサ110の出力値を示す信号を受信する。
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等が接続される。これらのセンサから出力された信号は、車両制御ECU302を介してレベリングECU100の受信部102によって受信される。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。
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、傾斜センサ110の出力値を用いて、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)を調節するオートレベリング制御を実行する。制御部104は、角度演算部1041、調節指示部1042、RAM1043、終了信号生成部1044、異常検知部1045、及びバッファ量変更部1046を有する。
角度演算部1041は、傾斜センサ110出力値とRAM1043に保存してい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の調節を指示する調節信号を生成する。制御部104は、調節指示部1042で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がピッチ角度方向について調整される。終了信号生成部1044は、電源306からの電力供給が停止する際に、レベリングECU100の動作が正常に終了することを示す終了信号を生成する。異常検知部1045は、レベリングECU100が異常状態に陥ったこと、及び異常状態から復帰したことを検知する。バッファ量変更部1046は、後述する車両姿勢角度θvの推定処理において、直線又はベクトルの一回の導出に用いる傾斜センサ110の出力値の数を周期的に増減させる。制御部104が有する各部の動作については、後に詳細に説明する。
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を介して光源14に電力が供給される。電源306からレベリングECU100への電力供給は、イグニッションスイッチ(図示せず)がオンのときに実施され、イグニッションスイッチがオフのときに停止される。
続いて、上述の構成を備えるレベリングECU100によるオートレベリング制御について詳細に説明する。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。
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、傾斜センサ110の出力値から車両300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。
本実施の形態において、傾斜センサ110は、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。傾斜センサ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、傾斜センサ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、傾斜センサ110は、重力加速度ベクトルGを検出することができる。傾斜センサ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。
傾斜センサ110は車両300に対して任意の姿勢で取り付けられるため、傾斜センサ110が車両300に搭載された状態における傾斜センサ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、傾斜センサ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。傾斜センサ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傾斜センサ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。
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、傾斜センサ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。
すなわち、制御部104は、第1基準状態における傾斜センサ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RAM1043あるいはメモリ108に記録する。メモリ108は、不揮発性メモリである。これにより、傾斜センサ側の軸と、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状態にあるときの傾斜センサ110の出力値を第2基準ベクトルS2=(X2,Y2,Z2)としてRAM1043あるいはメモリ108に記録する。
第1基準ベクトルS1を取得することで、傾斜センサ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、左右軸と傾斜センサ110のX、Y軸のずれを把握することができる。これにより、傾斜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、基準軸情報として、傾斜センサ110の出力値における各軸成分の数値(基準路面における数値を含む)を車両300の各軸成分の数値と対応付けた変換テーブルを、メモリ108に記録する。
傾斜センサ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が変換テーブルを用いて車両300の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換する。したがって、傾斜センサ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。
車両停止中の傾斜センサ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、傾斜センサ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。
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。
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。
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基準状態における傾斜センサ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RAM1043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。そして、制御部104は、車両停止中の合計角度θの変化に対して、灯具ユニット10の光軸角度θoの調節信号を生成する。また、これとともに、当該合計角度θの変化量を、保持している車両姿勢角度θvの基準値に含めて得られる車両姿勢角度θvを、新たな基準値として保持する。また、制御部104は、車両走行中の合計角度θの変化に対して、調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度θoの維持を指示する維持信号を出力する。また、これとともに、当該合計角度θの変化量を、保持している路面角度θrの基準値に含めて得られる路面角度θrを、新たな基準値として保持する。
例えば、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が調節信号の生成又は出力を回避するか、光軸角度θoの維持を指示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。そして、角度演算部1041が、車両停止時に傾斜センサ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、RAM1043に保持している路面角度θrの基準値を更新する。これにより、路面角度θrの変化量と推定される車両走行中の合計角度θの変化量が、路面角度θrの基準値に取り込まれる。
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。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。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。
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を調節するようレベリングアクチュエータ226を駆動させる。具体的には、車両停止中、角度演算部1041は傾斜センサ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RAM1043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、RAM1043に保持している車両姿勢角度θvの基準値を更新する。これにより、車両姿勢角度θvの変化量と推定される車両走行中の合計角度θの変化量が、車両姿勢角度θvの基準値に取り込まれる。
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。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。
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の値と光軸角度θoの値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。
(電源306からの電力供給が停止する際の制御)
制御部104は、電源306から供給される電力で駆動する。このため、電源306からの電力供給が停止すると、RAM1043に記憶されている路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値が消えてしまう。そこで、イグニッションスイッチがオフ状態に移行した場合、制御部104は、RAM1043により保持している路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値を、不揮発性メモリであるメモリ108に書き込む。
制御部104は、電源306から供給される電力で駆動する。このため、電源306からの電力供給が停止すると、RAM1043に記憶されている路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値が消えてしまう。そこで、イグニッションスイッチがオフ状態に移行した場合、制御部104は、RAM1043により保持している路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値を、不揮発性メモリであるメモリ108に書き込む。
より詳細には、イグニッションスイッチがオフ状態に移行すると、角度演算部1041は、RAM1043に保持している路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値をメモリ108に書き込む。これにより、レベリングECU100は、イグニッションスイッチがオフになって電源306からの給電が停止されても、車両姿勢角度θv及び路面角度θrの基準値を保持することができる。また、終了信号生成部1044は、路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値がメモリ108に書き込まれると、レベリングECU100の動作が正常に終了することを示す終了信号を生成し、メモリ108に書き込む。
イグニッションスイッチがオフになってから、路面角度θr及び車両姿勢角度θvの基準値の書き込み、及び終了信号の書き込みが終了するまでの間に必要とされる電力は、例えばイグニッションスイッチがオフ状態になってから、電源306からの電力供給が停止するまでの間に電源306から供給される電力と、電源306の周辺やレベリングECU100に設けられたコンデンサ(キャパシタ)等の蓄電素子(図示せず)から供給される電力とで賄うことができる。
(電源306からの電力供給が開始される際の制御)
イグニッションスイッチがオフの状態では、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。このため、イグニッションスイッチのオフからオンまでの間、すなわち電源306からの給電が停止している間の合計角度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、角度演算部1041は、電源306からの電力供給が開始されると、起動後の最初の制御として、現在の合計角度θから、メモリ108から読み出した路面角度θrの基準値を減算して、現在の車両姿勢角度θvを得る。そして、得られた車両姿勢角度θvを基準値としてRAM1043に保持する。また、得られた車両姿勢角度θvを用いて調節信号を生成する。これにより、電源306からの電力供給が停止している間の車両姿勢角度θvの変化を基準値に取り込むことができ、また光軸角度θoを適切な位置に調節できる。このため、オートレベリング制御の精度を高めることができる。
イグニッションスイッチがオフの状態では、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。このため、イグニッションスイッチのオフからオンまでの間、すなわち電源306からの給電が停止している間の合計角度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、角度演算部1041は、電源306からの電力供給が開始されると、起動後の最初の制御として、現在の合計角度θから、メモリ108から読み出した路面角度θrの基準値を減算して、現在の車両姿勢角度θvを得る。そして、得られた車両姿勢角度θvを基準値としてRAM1043に保持する。また、得られた車両姿勢角度θvを用いて調節信号を生成する。これにより、電源306からの電力供給が停止している間の車両姿勢角度θvの変化を基準値に取り込むことができ、また光軸角度θoを適切な位置に調節できる。このため、オートレベリング制御の精度を高めることができる。
(レベリングECUが異常状態に陥った際の光軸制御)
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。これにより、路面角度θr及び車両姿勢角度θvの変化がそれぞれの基準値に取り込まれる。
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。これにより、路面角度θr及び車両姿勢角度θvの変化がそれぞれの基準値に取り込まれる。
このため、レベリングECU100に異常が発生すると、異常状態に陥っている間は路面角度θrの基準値及び車両姿勢角度θvの基準値が更新されないため、異常状態に陥っている間の路面角度θrの変化量と車両姿勢角度θvの変化量とを基準値に取り込むことができない。そして、レベリングECU100が異常状態から復帰した場合、その後再開されるオートレベリング制御では、異常状態に陥っている間の路面角度θr及び車両姿勢角度θvの変化が取り込まれていない基準値を用いて光軸角度θoの調節がなされる。このため、レベリングECU100が異常状態から復帰しても、その後、高精度にオートレベリング制御を実行することが困難になる。
そこで、レベリングECU100は、異常状態に陥った場合に以下の制御を実行する。まず、レベリングECU100の異常状態としては、レベリングECU100への電力供給が維持されている状態で、傾斜センサ110や車速センサ312等の各種センサの出力値といった、オートレベリング制御に必要とされる情報が受信部102に入力されない状態を挙げることができる。レベリングECU100がこの異常状態に陥ると、異常検知部1045は、レベリングECU100が異常状態に陥ったことを検知し、レベリングECU100が異常状態に陥ったことを示す異常発生信号を生成して調節指示部1042に送信する。異常検知部1045は、例えば車速センサ312や傾斜センサ110からの出力値の入力が所定時間ない場合に、レベリングECU100が異常状態に陥ったことを検知することができる。各種センサの出力値の入力が滞る原因としては、各種センサ自体の故障や、レベリングECU100と各種センサとの間における断線等が挙げられる。異常検知部1045は、各種センサから故障信号を受信することによっても、レベリングECU100が異常状態に陥ったことを検知することができる。
調節指示部1042は、異常検知部1045から異常発生信号を受信すると、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定する。基準角度としては、例えば、初期角度あるいは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。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。基準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、基準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、基準角度として安全角度が好適である。
その後、レベリングECU100が異常状態から復帰すると、異常検知部1045は、レベリングECU100が異常状態から復帰したことを検知し、レベリングECU100が異常状態から復帰したことを示す異常復帰信号を生成して角度演算部1041及び調節指示部1042に送信する。異常検知部1045は例えば、異常発生信号を生成した後、各種センサからの出力値の入力を検知した場合に、レベリングECU100が異常状態から復帰したことを検知することができる。
角度演算部1041は、異常検知部1045から異常復帰信号を受信すると、車両走行中に得られる傾斜センサ110の出力値に基づいて現在の車両姿勢角度θvを推定する。そして、調節指示部1042は、光軸角度θoの固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度θvを用いて調節信号を生成する。現在の車両姿勢角度θvが推定されるまでの間は、光軸角度θoの固定状態を維持する。
また、角度演算部1041は、推定した車両姿勢角度θvを新たな車両姿勢角度θvの基準値としてRAM1043に保持する。これにより、レベリングECU100が異常状態に陥っている間の車両姿勢角度θvの変化を基準値に取り込むことができる。また、その後の車両停止時に行われる路面角度θrの基準値の更新により、レベリングECU100が異常状態に陥っている間の路面角度θrの変化を基準値に取り込むことができる。
以下に、車両走行中に得られる傾斜センサ110の出力値に基づいた車両姿勢角度θvの推定処理について説明する。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。
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(あるいは傾斜センサ110のX軸)は路面に対して平行となる。このため、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、傾斜センサ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。
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。
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傾斜センサ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、傾斜センサ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。
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、傾斜センサ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、傾斜センサ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、車両走行中の傾斜センサ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。
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傾斜センサ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。あるいは、推定した車両姿勢角度θvを新たな基準値として保持する。また、調節指示部1042は、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。以降は、補正あるいは更新した車両姿勢角度θvを車両姿勢角度θvの基準値とし、また現在の合計角度θとこの車両姿勢角度θvの基準値とから得られる路面角度θrを路面角度θrの基準値として、上述した基本制御が再開される。
車両姿勢角度θvの推定処理において、角度演算部1041は、車速センサ312の出力値に基づいて車両300が走行中であることを検知すると、車両姿勢角度θvの推定を開始する。傾斜センサ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。制御部104に送信された傾斜センサ110の出力値は、RAM1043あるいはメモリ108に保持される。また、バッファ量変更部1046は、保持された傾斜センサ110の出力値の数をカウントする。そして、出力値の数が直線又はベクトルの一回の導出に必要とされる予め定められた数、すなわちバッファ量に達したとき、出力値の数がバッファ量に達したことを示す信号を角度演算部1041に送信する。
角度演算部1041は、バッファ量変更部1046から信号を受信すると、上述した座標に傾斜センサ110の出力値をプロットして、直線又はベクトルを導出する。なお、傾斜センサ110の出力値を受信する毎に角度演算部1041が座標に出力値をプロットし、バッファ量変更部1046が傾斜センサ110の出力値の数をカウントして上述した信号を角度演算部1041に送信し、角度演算部1041がこの信号を受信してから直線又はベクトルを導出してもよい。
また、バッファ量変更部1046は、直線あるいはベクトルの導出に用いる傾斜センサ110の出力値の数、すなわちバッファ量を周期的に増減させる。以下に、バッファ量の変化と推定される車両姿勢角度θvとの関係について説明する。図6は、バッファ量が一定である場合の車両姿勢角度θvの推移を模式的に示す図である。図7は、バッファ量を周期的に増減させた場合の車両姿勢角度θvの推移を模式的に示す図である。図6及び図7において、上段はバッファ量の推移を示し、下段は車両姿勢角度θvの推移を示す。また、下段の破線は実際の車両姿勢角度θvを示し、実線は推定される車両姿勢角度θvを示す。
図6に示すように、バッファ量を一定とした場合、時間b~c、c~d及びe~fの期間(特に、これらの期間の前半)に見られるように、実際の車両姿勢角度θvが変化した直後において、推定される車両姿勢角度θvが実際の車両姿勢角度θvに対して大きく乖離することがある。すなわち、上述した期間では、実際の車両姿勢角度θvの変化に対して推定される車両姿勢角度θvの追従性が低下することがある。また、タイミングa~b、d~e及びf以降の期間に見られるように、推定される車両姿勢角度θvに振幅が発生することがある。
これに対し、図7に示すように、バッファ量を周期的に増減させた場合、バッファ量が相対的に小さいときには、実際の車両姿勢角度θvに対する推定される車両姿勢角度θvの追従性を高めることができる。一方、バッファ量が相対的に大きい場合には、車両姿勢角度θvの推定精度を高めることができる。これにより、実際の車両姿勢角度θvに対する推定される車両姿勢角度θvの追従性と、車両姿勢角度θvの推定精度の向上との両立を図ることができる。よって、オートレベリング制御の高精度化を図ることができる。図7では、バッファ量を連続的に増加させ、バッファ量が所定の上限値に達すると下限値に低減させる変化を、周期的に実行する場合を示している。なお、バッファ量の増加は、連続的な増加に限定されず、段階的な増加であってもよい。
バッファ量変更部1046は、例えば、一回の走行を一周期としてバッファ量を変化させる。すなわち、車両300が走行を開始してから停止するまでを一周期とする。そして、バッファ量変更部1046は、現在の周期が終了してから次の周期が開始されるまでの間に、傾斜センサ110の出力値に所定値以上の大きな変化があった場合、あるいは車両300のドアの開閉センサ(図示せず)から開閉を示す信号を受信した場合に、傾斜センサ110の出力値に所定値以上の変化がなかった場合や開閉センサから開閉を示す信号を受信しなかった場合に比べて、次回の周期の開始時のバッファ量、すなわち次回の周期におけるバッファ量の下限値を小さくする(時間g,h)。これにより、車両姿勢角度θvの変化が大きい場合に、実際の車両姿勢角度θvに対する推定される車両姿勢角度θvの追従性が低下することを抑制することができる。なお、ドアの開閉があった場合は、車両300への人の乗り降りや荷物の上げ下ろしがあった可能性が高い。このため、ドアの開閉を検知することで、車両姿勢角度θvが大きく変化することを予測することができる。
角度演算部1041は、バッファ量が最大であるときに導出された直線から得られる車両姿勢角度θvを、基準値として保持する(図7において黒丸で示すタイミング)。これにより、推定精度の高い車両姿勢角度θvを基準値とすることができるため、オートレベリングの精度を高めることができる。
なお、プロットから直線又はベクトルを導出し、この傾きに基づいて車両姿勢角度θvを算出する制御を基本とするオートレベリング制御において、上述したバッファ量を周期的に変化させる制御を実行してもよい。
レベリングECU100の他の異常状態としては、イグニッションスイッチがオン状態であるにもかかわらず、レベリングECU100の駆動が停止した状態を挙げることができる。このような状態としては、電源306とレベリングECU100との間の給電線の接続不良等により、レベリングECU100への電力供給が停止してしまった場合を挙げることができる。レベリングECU100がこの異常状態に陥った後に、給電線の接続不良の解消によってレベリングECU100が再び駆動すると、異常検知部1045は、レベリングECU100が異常状態に陥ったこと、及び異常状態から復帰したことを検知する。そして、異常復帰信号を角度演算部1041及び調節指示部1042に送信する。
給電線の接続不良等によりレベリングECU100への電力供給が停止してしまった場合は、終了信号生成部1044により終了信号が生成されることなくレベリングECU100の駆動が停止する。このため、異常検知部1045は、メモリ108に終了信号が書き込まれていないことに基づいて、レベリングECU100が異常状態に陥り、その後復帰したことを検知することができる。
また、イグニッションスイッチがオン状態であるにもかかわらず、レベリングECU100の駆動が停止した状態としては、例えば、イグニッションスイッチのオフにより正常に終了した状態にあるレベリングECU100が、その後、イグニッションスイッチがオン状態に移行したにもかかわらず正常に起動しなかった場合を挙げることができる。レベリングECU100がこの異常状態に陥った後に、再度のイグニッションスイッチのオフ、オンの切り替えがなされてレベリングECU100が正常起動すると、異常検知部1045は、レベリングECU100が異常状態に陥ったこと、及び異常状態から復帰したことを検知する。そして、異常復帰信号を角度演算部1041及び調節指示部1042に送信する。
異常検知部1045は、レベリングECU100の起動時に角度演算部1041により算出される車両姿勢角度θvが、車両300の設計上取り得る車両姿勢角度θvの最大値を超えるか否かを判断する。そして、この車両姿勢角度θvが当該最大値を超える場合に、レベリングECU100が異常状態に陥り、その後復帰したと判断することができる。
レベリングECU100が異常状態にある間は、オートレベリング制御は実行されないため、光軸角度θoは必然的に現在角度に固定される。異常復帰信号を受信した角度演算部1041及び調節指示部1042は、上述した車両姿勢角度θvの推定処理を実行する。また、バッファ量変更部1046は、上述したバッファ量の変更処理を実行する。
図8は、実施の形態1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一例を示す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。
制御部104は、レベリングECU100に異常が発生しているか判断する(S101)。レベリングECU100に異常が発生していない場合(S101のN)、制御部104は、車両300が停車しているか判断する(S102)。車両300が停止していない場合、すなわち走行中である場合(S102のN)、制御部104は本ルーチンを終了する。車両300が停車している場合(S102のY)、制御部104は、前回のルーチンのステップS102における停車判定において車両300が走行中(S102のN)であったか判断する(S103)。
前回の判定が走行中であった場合(S103のY)、この場合は「車両停止時」であることを意味し、制御部104は、現在の合計角度θから車両姿勢角度θvの基準値を減算して路面角度θrを算出する(S104)。そして、得られた路面角度θrを新たな路面角度θrの基準値として更新し(S105)、本ルーチンを終了する。
前回の判定が走行中でなかった場合(S103のN)、この場合は「車両停止中」であることを意味し、制御部104は、現在の合計角度θから路面角度θrの基準値を減算して、車両姿勢角度θvを算出する(S106)。そして、得られた車両姿勢角度θvを用いて光軸角度θoを調節し、また得られた車両姿勢角度θvを新たな基準値として更新して(S107)、本ルーチンを終了する。
レベリングECU100に異常が発生している場合(S101のY)、制御部104は、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定する(S108)。そして、レベリングECU100が異常状態から復帰したか判断する(S109)。なお、レベリングECU100に発生した異常が、上述したレベリングECU100の駆動が停止する異常であった場合、ステップS101における異常発生の判定と、ステップS109における異常復帰の判定とが同時になされることになる。
レベリングECU100が異常状態から復帰していない場合(S109のN)、制御部104は、光軸角度θoの固定を継続する(S108)。レベリングECU100が異常状態から復帰した場合(S109のY)、制御部104は、車両走行中の傾斜センサ110の出力値を用いた車両姿勢角度θvの推定処理を実行する(S110)。そして、推定された車両姿勢角度θvを用いて光軸角度θoを調節し、また推定された車両姿勢角度θvを新たな基準値として更新し(S111)、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具の制御装置としてのレベリングECU100では、制御部104が基本制御として、車両停止中の合計角度θの変化に対して光軸角度θoの調節信号を生成するとともに、合計角度θの変化量を車両姿勢角度θvの基準値に含めて得られる車両姿勢角度θvを新たな基準値として保持し、車両走行中の合計角度θの変化に対して、調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度θoの維持を指示する維持信号を出力するとともに、合計角度θの変化量を路面角度θrの基準値に含めて得られる路面角度θrを新たな基準値として保持する制御を実行する。
また、制御部104は、異常検知部1045によってレベリングECU100が異常状態に陥ったことが検知された場合、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定する。また、制御部104は、異常状態から復帰したことが検知された後、車両走行中に得られる傾斜センサ110の出力値に基づいて現在の車両姿勢角度θvを推定する。そして、光軸角度θoの固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度θvを用いて調節信号を生成する。これにより、レベリングECU100が異常状態に陥っている期間中更新されなかったことで精度が低下した車両姿勢角度θv及び路面角度θrの両基準値に基づいた光軸調節を回避することができる。よって、他車両の運転者がグレアを受けたり、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、本実施の形態のレベリングECU100によれば、オートレベリング制御の性能を高めることができる。
また、本実施の形態では、車両姿勢角度θvの推定処理を実行するため、早期にオートレベリング制御を再開することができる。これにより、オートレベリング制御の性能をより高めることができる。
本発明は、上述した実施の形態1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1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1及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
(変形例1)
上述した実施の形態1では、レベリングECU100が異常状態から復帰した場合に、車両姿勢角度θvの推定処理が実行されるが、レベリングECU100の復帰後に以下の処理が実行されてもよい。すなわち、変形例1に係るレベリングECU100では、異常検知部1045は、レベリングECU100の異常状態からの復帰を検知しても、外部機器から現在の車両姿勢角度θvを示す信号を受信するまで、異常復帰信号の出力を待機する。そして、異常検知部1045は、外部機器から当該信号を受信すると、異常復帰信号を角度演算部1041及び調節指示部1042に送信する。調節指示部1042は、異常検知部1045から異常復帰信号を受信すると、光軸角度θoの固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度θvを用いて調節信号を生成する。また、角度演算部1041は、受信した車両姿勢角度θvを、新たな基準値としてRAM1043に保持する。
上述した実施の形態1では、レベリングECU100が異常状態から復帰した場合に、車両姿勢角度θvの推定処理が実行されるが、レベリングECU100の復帰後に以下の処理が実行されてもよい。すなわち、変形例1に係るレベリングECU100では、異常検知部1045は、レベリングECU100の異常状態からの復帰を検知しても、外部機器から現在の車両姿勢角度θvを示す信号を受信するまで、異常復帰信号の出力を待機する。そして、異常検知部1045は、外部機器から当該信号を受信すると、異常復帰信号を角度演算部1041及び調節指示部1042に送信する。調節指示部1042は、異常検知部1045から異常復帰信号を受信すると、光軸角度θoの固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度θvを用いて調節信号を生成する。また、角度演算部1041は、受信した車両姿勢角度θvを、新たな基準値としてRAM1043に保持する。
外部機器としては、例えば車両メーカの製造工場やディーラの整備工場などに配置される、初期化処理装置やCAN(Controller Area Network)システム等を挙げることができる。例えば、車両300が上述した基準路面に置かれている状態で初期化処理が実行されることで、制御部104は、現在の車両姿勢角度θv(θv=0°)を示す信号を受信する。なお、現在の路面角度θr(θr=0°)を示す信号を併せて受信してもよい。このような変形例1に係るレベリングECU100によっても、他車両の運転者がグレアを受けたり、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。よって、オートレベリング制御の性能を高めることができる。
なお、上述した実施の形態1及び変形例1に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
[項目1]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
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と、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の前記合計角度の変化に対して、車両用灯具の光軸角度の調節信号を生成するとともに当該合計角度の変化量を前記車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の前記合計角度の変化に対して、前記調節信号の生成又は出力を回避するか前記光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに当該合計角度の変化量を前記路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記制御装置が異常状態に陥ったこと、及び前記異常状態から復帰したことを検知する異常検知部を有し、
前記異常検知部によって制御装置が異常状態に陥ったことが検知された場合、前記光軸角度を現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、
異常状態から復帰したことが検知された後、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現在の前記車両姿勢角度を推定し、光軸角度の固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信し、光軸角度の固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成することを特徴とする車両用灯具システム。
[項目1]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
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と、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の前記合計角度の変化に対して、車両用灯具の光軸角度の調節信号を生成するとともに当該合計角度の変化量を前記車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の前記合計角度の変化に対して、前記調節信号の生成又は出力を回避するか前記光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに当該合計角度の変化量を前記路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記制御装置が異常状態に陥ったこと、及び前記異常状態から復帰したことを検知する異常検知部を有し、
前記異常検知部によって制御装置が異常状態に陥ったことが検知された場合、前記光軸角度を現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、
異常状態から復帰したことが検知された後、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現在の前記車両姿勢角度を推定し、光軸角度の固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信し、光軸角度の固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成することを特徴とする車両用灯具システム。
[実施の形態2]
図1は、実施の形態2に係る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。本実施の形態における前照灯ユニット210及び灯具ユニット10は、第1の実施の形態と同様の構造を有する。
図1は、実施の形態2に係る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。本実施の形態における前照灯ユニット210及び灯具ユニット10は、第1の実施の形態と同様の構造を有する。
図9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9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ECU2100及び車両制御ECU302は、ハードウェア構成としてはコンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図9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。
車両用灯具の制御装置としてのレベリングECU2100は、受信部2102、制御部2104、送信部2106、メモリ2108及び傾斜センサ2110を備える。レベリングECU2100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ECU2100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、傾斜センサ2110は、レベリングECU2100の外に設けられてもよい。レベリングECU2100には、車両制御ECU302、ライトスイッチ304及びイグニッションスイッチ308等が接続される。車両制御ECU302、ライトスイッチ304及びイグニッションスイッチ308等から出力される信号は、受信部2102によって受信される。また、受信部2102は、傾斜センサ2110の出力値を示す信号を受信する。
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、ドアセンサ316等が接続される。ドアセンサ316は、車両300の車室ドア及び/又は荷室ドアの開閉を検知するセンサである。これらのセンサから出力された信号は、車両制御ECU302を介してレベリングECU2100の受信部2102によって受信される。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ECU2100等に送信する。イグニッションスイッチ308は、オンオフの状態を示す信号をレベリングECU2100、車両制御ECU302及び電源306に送信する。
受信部2102が受信した信号は、制御部2104に送信される。制御部2104は、傾斜センサ2110の出力値を用いて、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)を調節するオートレベリング制御を実行する。制御部2104は、角度演算部21041、調節指示部21042、診断指示部21043、故障判断部21044、停止検知部21045、荷重変化検知部21046及びイグニッション検知部21047を有する。
角度演算部21041は、傾斜センサ2110の出力値と、レベリングECU2100が有するRAM(図示せず)に保存してい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21042は、角度演算部21041で生成されたピッチ角度情報を用いて灯具ユニット2010の光軸角度θoの調節を指示する調節信号を生成する。制御部2104は、調節指示部21042で生成した調節信号を送信部2106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がピッチ角度方向について調整される。診断指示部21043は、傾斜センサ2110の故障診断の実行を指示する実行指示信号を、送信部2106を介して傾斜センサ2110に出力する。傾斜センサ2110の故障診断については後に詳細に説明する。
故障判断部21044は、傾斜センサ2110の故障診断において傾斜センサ2110から出力される故障診断用の出力値に基づいて、傾斜センサ2110の故障を判断する。停止検知部21045は、車両300の停止を検知する。停止検知部21045は、例えば車速センサ312の検知値が0となった後、傾斜センサ2110の出力値が安定したとき(すなわち、車両停止時)、車両300が停止したことを検知する。荷重変化検知部21046は、車両300における人の乗降あるいは荷物の積み下ろしを検知する。荷重変化検知部21046は、車速が0の状態で、傾斜センサ2110の出力値が安定状態から不安定状態に移行し、その後再び安定状態に移行した場合に、人の乗降あるいは荷物の積み下ろしがあったことを検知することができる。あるいは、荷重変化検知部21046は、ドアセンサ316からドアの開閉があったことを示す信号を受信したとき、人の乗降あるいは荷物の積み下ろしがあったことを検知することができる。イグニッション検知部21047は、例えばイグニッションスイッチ308が出力する信号に基づいて、イグニッションスイッチ308のオンオフを検知する。制御部2104が有する各部の動作については、後に詳細に説明する。
車両300には、レベリングECU2100、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を介して光源14に電力が供給される。電源306からレベリングECU2100への電力供給は、イグニッションスイッチ308がオンのときに実施され、イグニッションスイッチ308がオフのときに停止される。
続いて、上述の構成を備えるレベリングECU2100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。
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ECU2100は、傾斜センサ2110の出力値から車両300のピッチ方向の傾斜角度又はその変化量を導出し、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。
本実施の形態において、傾斜センサ2110は、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。傾斜センサ2110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、傾斜センサ2110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、傾斜センサ2110は、重力加速度ベクトルGを検出することができる。傾斜センサ2110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。
傾斜センサ2110は車両300に対して任意の姿勢で取り付けられるため、傾斜センサ2110が車両300に搭載された状態における傾斜センサ2110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2104は、傾斜センサ2110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。傾斜センサ2110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傾斜センサ2110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2104は、例えば以下のようにして基準軸情報を生成する。
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2104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2104は、傾斜センサ2110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。
すなわち、制御部2104は、第1基準状態における傾斜センサ2110の出力値を、第1基準ベクトルS1=(X1,Y1,Z1)として、制御部2104内のRAMあるいはメモリ2108に記録する。メモリ2108は、不揮発性メモリである。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2104は、車両300が第2状態にあるときの傾斜センサ2110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2108に記録する。
第1基準ベクトルS1を取得することで、傾斜センサ側の軸と基準路面との位置関係が対応付けられ、傾斜センサ2110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、左右軸と傾斜センサ2110のX、Y軸のずれを把握することができる。これにより、傾斜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、傾斜センサ側の軸と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2104は、基準軸情報として、傾斜センサ2110の出力値における各軸成分の数値(基準路面における数値を含む)を車両300の各軸成分の数値と対応付けた変換テーブルを、メモリ2108に記録する。
傾斜センサ2110から出力されるX軸、Y軸、Z軸の各成分の数値は、制御部2104の角度演算部21041が変換テーブルを用いて車両300の前後軸、左右軸、上下軸の成分に変換する。したがって、傾斜センサ2110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。
車両停止中の傾斜センサ2110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、傾斜センサ2110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、及び路面に対する車両300の傾斜角度である車両姿勢角度θv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。
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。
これに対し、制御部2104は、オートレベリング制御として、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。
例えば、上述した初期化処理において、角度演算部21041は、生成された基準軸情報を用いて、第1基準状態における傾斜センサ2110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2108に書き込む。そして、制御部2104は、傾斜センサ2110の出力値を用いて合計角度θを導出し、車両停止中の合計角度θの変化に対して、光軸角度θoの調節信号を生成して出力する。また、これとともに、当該合計角度θの変化量を、保持している車両姿勢角度θvの基準値に含めて得られる車両姿勢角度θvを、新たな基準値として保持する。また、制御部2104は、車両走行中の合計角度θの変化に対して、調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度θoの維持を指示する維持信号を出力する。また、これとともに、当該合計角度θの変化量を、保持している路面角度θrの基準値に含めて得られる路面角度θrを、新たな基準値として保持する。
例えば、車両300が実際に使用される状況において、制御部2104は、車両走行中は合計角度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2104は、調節指示部21042が調節信号の生成又は出力を回避するか、光軸角度θoの維持を指示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。そして、角度演算部21041が、車両停止時に傾斜センサ2110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21041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。更新前の路面角度θrの基準値と、更新後の路面角度θrの基準値との差は、車両300の走行前後における合計角度θの変化量に相当する。これにより、路面角度θrの変化量と推定される車両走行中の合計角度θの変化量が、路面角度θrの基準値に取り込まれる。
あるいは、角度演算部21041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。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。角度演算部21041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21041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21041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。車両走行中、制御部2104は合計角度θを繰り返し導出してもよいし、導出しなくてもよい。
また、制御部2104は、車両停止中の合計角度θの変化に対して、光軸角度θoを調節するようレベリングアクチュエータ226を駆動させる。具体的には、角度演算部21041は、車両停止中に、傾斜センサ2110の複数の出力値を用いて合計角度θを繰り返し導出する。制御部2104は、例えば、複数の出力値の平均値を合計角度θとする。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21041は、導出した合計角度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。これにより、車両姿勢角度θvの変化量と推定される車両走行中の合計角度θの変化量が、車両姿勢角度θvの基準値に取り込まれる。
あるいは、角度演算部21041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21041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。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。
そして、調節指示部21042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21042は、予めメモリ2108に記録されている車両姿勢角度θvの値と光軸角度θoの値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2106からレベリングアクチュエータ226へ出力される。
図10は、実施の形態2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一例を示す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の実行指示がなされている状態において、イグニッションスイッチ308がオンにされた場合に制御部2104により所定のタイミングで繰り返し実行され、イグニッションスイッチ308がオフにされた場合に終了する。
制御部2104は、車両300が停車しているか判断する(S201)。車両300が停止していない場合、すなわち走行中である場合(S201のN)、制御部2104は本ルーチンを終了する。車両300が停車している場合(S201のY)、制御部2104は、前回のルーチンのステップS201における停車判定において車両300が走行中(S201のN)であったか判断する(S202)。
前回の判定が走行中であった場合(S202のY)、この場合は「車両停止時」であることを意味し、制御部2104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(S203)。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(S204)、本ルーチンを終了する。
前回の判定が走行中でなかった場合(S202のN)、この場合は「車両停止中」であることを意味し、制御部2104は、合計角度θを導出するとともに、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(S205)。そして、得られた車両姿勢角度θvを用いて光軸角度θoを調節し、また得られた車両姿勢角度θvを新たな基準値として更新して(S206)、本ルーチンを終了する。
(傾斜センサ2110の故障診断)
傾斜センサ2110は、自己の故障診断機能を有する。図11(A)及び図11(B)は、傾斜センサの故障診断を説明するための模式図である。図11(A)は、傾斜センサ2110の通常時の動作状態を示す。図11(B)は、傾斜センサ2110の故障診断時の動作状態を示す。図12は、故障診断の実行タイミングを説明するためのタイミングチャートである。上段の縦軸は車速を示す。下段の縦軸は合計角度を示す。上段及び下段の横軸は時間を示す。下段における黒丸(●)は、周期診断の実行タイミングを示す。黒四角(■)は、特定診断の実行タイミングを示す。白丸(○)は、周期診断の実行タイミングであるが車両2300が安定状態にないために診断の実行が回避されるタイミングを示す。
傾斜センサ2110は、自己の故障診断機能を有する。図11(A)及び図11(B)は、傾斜センサの故障診断を説明するための模式図である。図11(A)は、傾斜センサ2110の通常時の動作状態を示す。図11(B)は、傾斜センサ2110の故障診断時の動作状態を示す。図12は、故障診断の実行タイミングを説明するためのタイミングチャートである。上段の縦軸は車速を示す。下段の縦軸は合計角度を示す。上段及び下段の横軸は時間を示す。下段における黒丸(●)は、周期診断の実行タイミングを示す。黒四角(■)は、特定診断の実行タイミングを示す。白丸(○)は、周期診断の実行タイミングであるが車両2300が安定状態にないために診断の実行が回避されるタイミングを示す。
傾斜センサ2110は、例えば静電容量型の3軸加速度センサであり、錘部2111と、錘部2111を支持するダイアフラム2112と、第1電極2113及び第2電極2114と、を有する。第1電極2113及び第2電極2114は互いに離間して配置され、両者の間に錘部2111及びダイアフラム2112が配置される。
図11(A)に示すように、傾斜センサ2110の通常の使用状況において、傾斜センサ2110に加速度Qがかかると、錘部2111に加速度Qが作用してダイアフラム2112が変位する。これにより、第1電極2113及び第2電極2114とダイアフラム2112との間の静電容量が変化する。傾斜センサ2110は、この静電容量の変化を検出することで、傾斜センサ2110にかかる加速度Qを検出することができる。ダイアフラム2112は傾斜センサ2110のX,Y,Z方向に変位可能であり、よって傾斜センサ2110はX,Y,Z方向の加速度を検出することができる。図11(A)では、ダイアフラム2112と第1電極2113とが距離d1だけ離間し、ダイアフラム2112と第2電極2114とが距離d2だけ離間している。傾斜センサ2110は、距離d1,d2に応じた静電容量を電気信号に変換して出力する。
傾斜センサ2110は、診断指示部21043から故障診断の実行指示信号を受信すると、故障診断を実行する。故障診断では第1電極2113及び第2電極2114間に所定の電圧が印加される。これにより、ダイアフラム2112は強制的に変位される。そして、傾斜センサ2110は、このダイアフラム2112の位置に応じた電気信号を、故障診断用の出力値として出力する。
レベリングECU2100は、傾斜センサ2110に印加する電圧の値と、当該電圧の印加により正常にダイアフラム2112が変位した場合に出力される出力値とを対応付けた診断用テーブルを、RAMあるいはメモリ2108に予め保持している。故障判断部21044は、故障診断用の出力値と診断用テーブルを用いて、傾斜センサ2110の故障を診断する。例えば故障判断部21044は、故障診断用の出力値が、診断用テーブルにおいて故障診断時の印加電圧に対応付けられた出力値と等しい場合に、傾斜センサ2110が正常であると判断する。また、印加電圧に対応付けられた出力値でない場合に、傾斜センサ2110が故障していると判断する。外部からの衝撃等によってダイアフラム2112が破損したり屈曲した場合には、所定の電圧を印加しても、印加した電圧に対応する正しい位置にダイアフラム2112が変位しない。このため、故障診断用の出力値が、診断用テーブルにおいて印加電圧に対応付けられた出力値と等しくない場合に、傾斜センサ2110が故障していると判断することができる。
なお、故障判断部21044は、複数の診断結果に基づいて、傾斜センサ2110の故障を判断してもよい。例えば、故障判断部21044は、故障診断用の出力値が所定回数以上連続して故障を示す値である場合に、傾斜センサ2110が故障していると判断する。
図11(B)では、ダイアフラム2112が第1電極2113と距離d3だけ離間し、第2電極2114と距離d4だけ離間する位置に変位するよう電圧が印加されている。そして、この電圧の印加によって、第1電極2113と距離d3だけ離間し、第2電極2114と距離d4だけ離間する位置に、ダイアフラム2112が強制的に変位されている。傾斜センサ2110は、このダイアフラム2112の位置に応じた電気信号を、故障診断用の出力値として故障判断部21044に出力する。図11(B)では、印加した電圧に対して正しい位置にダイアフラム2112が変位している。したがって、故障診断用の出力値は、診断用テーブルにおいて印加電圧に対応付けられた出力値に等しい。よって、故障判断部21044は、傾斜センサ2110が正常であると判断する。
傾斜センサ2110が上述した静電容量型の3軸加速度センサ以外の型のセンサであっても、それぞれの型に応じた故障診断を実行することができる。このような故障診断機能は公知であるため、詳細な説明を省略する。
傾斜センサ2110の故障診断時に、傾斜センサ2110に重力以外の加速度がかかっている状況では、この加速度の影響により正確な故障診断が困難になる。このため、傾斜センサ2110の故障診断は、重力以外の加速度が傾斜センサ2110にかかっていない条件下で実施することが望ましい。そこで、診断指示部21043は、傾斜センサ2110の出力値の変化量が所定量以下である車両300の安定状態にあるときに、故障診断の実行指示信号を出力する。これにより、傾斜センサ2110の故障診断をより高精度に実施することができる。この結果、傾斜センサ2110の故障が見過ごされるおそれを低減することができるため、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高めることができる。
また、図12に示すように、診断指示部21043は、実行指示信号を周期的に出力する。すなわち、診断指示部21043は、傾斜センサ2110の周期診断の実行を指示する。このように、診断指示部21043が周期的に実行指示信号を出力することで、傾斜センサ2110の故障をより早期に発見することができる。
図12において、時間a~bは車両走行中の期間であり、時間cは車両停止時であり、時間aまで、及び時間c以降は車両停止中の期間である。時間d~eは車両300に人の乗降あるいは荷物の積み下ろしがなされている期間である。傾斜センサ2110の出力値は、時間dで安定状態から不安定状態に変化し、その後時間eに再び安定状態に変化している。時間fはイグニッションスイッチ308がオフ状態に移行したときであり、時間gはイグニッションスイッチ308がオン状態に移行したときである。
本実施の形態において、診断指示部21043は、車両停止中に周期診断を実行している(図12の黒丸のタイミング)。しかしながら、診断指示部21043は、車両走行中にも周期診断を実行してもよい。また、診断指示部21043は、周期診断における診断の実行タイミングであっても、時間d~eの期間のように傾斜センサ2110の出力値の変化量が所定量を超える不安定状態にある場合は実行指示信号の送信を回避する。これにより、車両300が不安定状態にあるときは、傾斜センサ2110の故障診断が回避される(図12の白丸のタイミング)。
また、診断指示部21043は、周期診断と並行して特定診断を実行する。特定診断では、車両300に所定の事象が起こったときに実行指示信号が出力される。具体的には、診断指示部21043は、車両300の停止が検知された場合、人の乗降あるいは荷物の積み下ろしが検知された場合、及びイグニッションスイッチ308のオンオフの切り替えが検知された場合に、実行指示信号を出力する。診断指示部21043は、停止検知部21045により車両300の停止が検知されたとき(図12の時間c)に実行指示信号を出力する。また、診断指示部21043は、荷重変化検知部21046により人の乗降あるいは荷物の積み下ろしが検知されたとき(図12の時間e)に実行指示信号を出力する。また、診断指示部21043は、イグニッション検知部21047がイグニッションスイッチ308のオフを検知したとき(図12の時間f)、及びイグニッション検知部21047がイグニッションスイッチ308のオンを検知したとき(図12の時間g)に実行指示信号を出力する。
このように、周期診断に加えて特定診断を実行することで、傾斜センサ2110の故障をより早期に発見することができる。また、停止検知部21045が車両300の停止を検知したとき、荷重変化検知部21046が人の乗降あるいは荷物の積み下ろしがあったことを検知したとき、及びイグニッション検知部21047がイグニッションスイッチ308のオンオフを検知したときは、車両300が安定状態にある可能性が高い。このため、特定診断を実行することで、傾斜センサ2110の故障診断の精度をより高めることができ、これにより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。
上述のように、制御部2104が受信する傾斜センサ2110の出力値には、故障診断時の出力値が含まれる。故障診断時の出力値は、故障診断時の車両300にかかる加速度ではなく、傾斜センサ2110に印加された電圧に対応する値である。このため、オートレベリング制御において、故障診断時の出力値を用いて合計角度θを導出すると、オートレベリング制御の精度が低下するおそれがある。
そこで、角度演算部21041は、オートレベリング制御における合計角度θの導出において、故障診断時の出力値を除いた出力値を用いる。これにより、より正確な合計角度θを導出することができるため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。例えば、傾斜センサ2110は、故障診断時の出力値を出力する際、故障診断が実行されたことを示す信号を併せて出力する。故障診断時の出力値は、故障診断が実行されたことを示す信号とともに、RAMあるいはメモリ2108に保持される。角度演算部21041は、故障診断が実行されたことを示す信号の有無に基づいて、傾斜センサ2110の出力値が故障診断時の出力値であるか否かを検知することができる。
あるいは、診断指示部21043は、オートレベリング制御における合計角度θの一回の導出に用いる傾斜センサ2110の複数の出力値に、故障診断時の出力値が所定数以下含まれるように、実行指示信号を出力する。例えば、診断指示部21043は、合計角度θの導出に用いる複数の出力値中に含まれる故障診断時の出力値が1以下となるように、実行指示信号を出力する。これにより、故障診断時の出力値を含めて合計角度θを導出する場合に、合計角度θの導出精度が低下することを抑制することができる。また、故障診断時の出力値を除外して合計角度θを導出する場合に、合計角度θの導出に用いる出力値数の減少によって合計角度θの導出精度が低下することを、抑制することができる。
調節指示部21042は、故障判断部21044が傾斜センサ2110の故障を検知すると、一例として、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定する。基準角度としては、例えば、初期角度あるいは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。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。基準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。
以上説明したように、本実施の形態に係るレベリングECU2100では、診断指示部21043が、車両300の安定状態にあるときに、傾斜センサ2110に故障診断の実行指示信号を出力する。これにより、傾斜センサ2110の故障診断をより高精度に実施することができる。このため、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、診断指示部21043は、実行指示信号を周期的に出力する。これにより、傾斜センサ2110の故障を早期に発見することができるため、故障した傾斜センサ2110を用いたオートレベリング制御が実行されることを抑制することができる。よって、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。
また、角度演算部21041は、オートレベリング制御において合計角度θを導出する際に、故障診断時の出力値を用いずに合計角度θを導出する。あるいは、診断指示部21043は、合計角度θの一回の導出に用いる傾斜センサ2110の複数の出力値に、故障診断時の出力値が所定数以下含まれるように、実行指示信号を出力する。これらにより、合計角度θの導出精度の低下を抑制することができるため、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、診断指示部21043は、車両の停止、人の乗降あるいは荷物の積み下ろし、及びイグニッションスイッチのオンオフの切り替えが検知された場合に、実行指示信号を出力する。このように、周期診断とは異なるタイミングで故障診断を実行することで、傾斜センサ2110の故障をより早期に発見することができる。このため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。
[実施の形態3]
実施の形態3に係るレベリングECU2100は、車両走行中の傾斜センサ2110の出力値から導出される車両姿勢角度θvに基づいて光軸角度θoを調節する点を除き、実施の形態2に係るレベリングECU2100の構成と共通する。以下、実施の形態3に係るレベリングECU2100について実施の形態2と異なる構成を中心に説明する。
実施の形態3に係るレベリングECU2100は、車両走行中の傾斜センサ2110の出力値から導出される車両姿勢角度θvに基づいて光軸角度θoを調節する点を除き、実施の形態2に係るレベリングECU2100の構成と共通する。以下、実施の形態3に係るレベリングECU2100について実施の形態2と異なる構成を中心に説明する。
本実施の形態において、角度演算部21041は、車両走行中の傾斜センサ2110の出力値から得られる車両前後方向及び上下方向の加速度を用いて、現在の車両姿勢角度θvを導出する。以下に、車両走行中に得られる傾斜センサ2110の出力値に基づいた車両姿勢角度θvの導出方法について説明する。
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。なお、図4(A)及び図4(B)における符号「110」を符号「2110」に置き換えて説明する。
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(あるいは傾斜センサ2110のX軸)は路面に対して平行となる。このため、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、傾斜センサ2110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。
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。
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傾斜センサ2110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、傾斜センサ2110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。
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を導出することができる。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、傾斜センサ2110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、傾斜センサ2110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、車両走行中の傾斜センサ2110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を導出することができる。
そこで角度演算部21041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傾斜センサ2110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を導出する。そして、調節指示部21042は、導出された車両姿勢角度θvを用いて調節信号を出力する。
例えば、角度演算部21041は、車速センサ312の出力値に基づいて車両300が走行中であることを検知すると、上述した車両姿勢角度θvの導出処理を開始する。傾斜センサ2110の出力値は、所定の時間間隔で繰り返し制御部2104に送信され、RAMあるいはメモリ2108に保持される。そして、出力値の数が直線又はベクトルの一回の導出に必要とされる予め定められた数に達すると、角度演算部21041は、上述した座標に傾斜センサ2110の出力値をプロットして、直線又はベクトルを導出する。なお、傾斜センサ2110の出力値を受信する毎に角度演算部21041が座標に出力値をプロットし、プロット数が直線又はベクトルの一回の導出に必要とされる数に達したときに、直線又はベクトルが導出されてもよい。
(傾斜センサ2110の故障診断)
傾斜センサ2110は、実施の形態2と同様の故障診断機能を有する。図13は、故障診断の実行タイミングを説明するためのタイミングチャートである。上段の縦軸は車速を示す。下段の縦軸は合計角度を示す。上段及び下段の横軸は時間を示す。下段における黒丸(●)は、周期診断の実行タイミングを示す。白丸(○)は、周期診断の実行タイミングであるが車両300が安定状態にないために診断の実行が回避されるタイミングを示す。
傾斜センサ2110は、実施の形態2と同様の故障診断機能を有する。図13は、故障診断の実行タイミングを説明するためのタイミングチャートである。上段の縦軸は車速を示す。下段の縦軸は合計角度を示す。上段及び下段の横軸は時間を示す。下段における黒丸(●)は、周期診断の実行タイミングを示す。白丸(○)は、周期診断の実行タイミングであるが車両300が安定状態にないために診断の実行が回避されるタイミングを示す。
本実施の形態においても、実施の形態2と同様に、診断指示部21043は、傾斜センサ2110の出力値の変化量が所定量以下である車両300の安定状態にあるときに、故障診断の実行指示信号を出力する。これにより、傾斜センサ2110の故障診断をより高精度に実施することができる。この結果、車両用灯具のオートレベリング制御の精度を高めることができる。
また、図13に示すように、診断指示部21043は、実行指示信号を周期的に出力する。診断指示部21043が周期的に実行指示信号を出力することで、傾斜センサ2110の故障をより早期に発見することができる。図13において、時間a~fは車両走行中の期間である。時間a~b、c~d及びe~fは、車両300が不安定状態にある期間である。本実施の形態では、診断指示部21043は車両走行中に周期診断を実行している(図13の黒丸のタイミング)。しかしながら、診断指示部21043は、車両停止中にも周期診断を実行してもよい。また、診断指示部21043は、周期診断における診断の実行タイミングであっても、時間a~b、c~d及びe~fの期間のように、傾斜センサ2110の出力値が不安定状態にある場合は実行指示信号の送信を回避する。これにより、車両300が不安定状態にあるときは、傾斜センサ2110の故障診断が回避される(図13の白丸のタイミング)。
なお、診断指示部21043は、傾斜センサ2110の出力値の変化量に加えて、ステアリングセンサ310、車速センサ312、ヨーレートセンサ、アクセルペダルの踏み込みを検知するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込みを検知するブレーキセンサ、シフトポジションセンサ等の出力値に基づいて、車両300が安定状態にあることを検知してもよい。あるいは、傾斜センサ2110の出力値の変化量に代えて、これらのセンサの出力値に基づいて車両300の安定状態を推定してもよい。
制御部2104が受信する傾斜センサ2110の出力値には、故障診断時の出力値が含まれる。これに対し、角度演算部21041は、オートレベリング制御における車両姿勢角度θvの導出において、故障診断時の出力値を除いた出力値を用いる。これにより、より正確な合計角度θを導出することができるため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。
あるいは、診断指示部21043は、オートレベリング制御における車両姿勢角度θvの一回の導出に用いる傾斜センサ2110の複数の出力値に、故障診断時の出力値が所定数以下含まれるように、実行指示信号を出力する。例えば、診断指示部21043は、合計角度θの導出に用いる複数の出力値中に含まれる故障診断時の出力値が1以下となるように、実行指示信号を出力する。これにより、故障診断時の出力値を含めて車両姿勢角度θvを導出する場合に、導出精度が低下することを抑制することができる。また、故障診断時の出力値を除外して車両姿勢角度θvを導出する場合に、導出に用いる出力値数の減少によって車両姿勢角度θvの導出精度が低下することを、抑制することができる。
本発明は、上述した実施の形態2,3に限定されるものではなく、実施の形態2,3を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられて得られる実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施の形態2,3同士、及び上述の実施の形態2,3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2,3及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
(変形例2)
変形例2に係るレベリングECU2100は、実施の形態2で説明したオートレベリング制御(以下ではこの制御を第1制御と称する)と、実施の形態3で説明したオートレベリング制御(以下ではこの制御を第2制御と称する)とを組み合わせて実行する。
変形例2に係るレベリングECU2100は、実施の形態2で説明したオートレベリング制御(以下ではこの制御を第1制御と称する)と、実施の形態3で説明したオートレベリング制御(以下ではこの制御を第2制御と称する)とを組み合わせて実行する。
例えば、制御部2104は、基本制御として第1制御を実行する。第1制御では、車両停止中の合計角度θの変化に対して調節信号が出力されるとともに、当該合計角度θの変化量を車両姿勢角度θvの基準値に含めて得られる車両姿勢角度θvが新たな基準値として保持される。また、車両走行中の合計角度θの変化に対して光軸角度が維持されるとともに、当該合計角度θの変化量を路面角度θrの基準値に含めて得られる路面角度θrが新たな基準値として保持される。
また、制御部2104は、車両走行中に第2制御を実行する。第2制御では、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傾斜センサ2110の出力値がプロットされ、プロットされ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が導出される。そして、制御部2104は、第2制御で得られた車両姿勢角度θvに基づいて、車両姿勢角度θvの基準値を補正する。例えば、制御部2104は、車両姿勢角度θvの基準値を第2制御で得られた車両姿勢角度θvに置き換える。あるいは、車両姿勢角度θvの基準値を第2制御で得られた車両姿勢角度θvに近づくように補正する。さらに、第2制御で得られた車両姿勢角度θvに基づいて、光軸角度θoが補正される。
本変形例においても、実施の形態2及び3と同様の傾斜センサ2110の故障診断が実施される。また、故障診断時の出力値の扱いについても、実施の形態2及び3と同様である。なお、故障判断部21044は、車両停止中に実行される故障診断の結果と、車両走行中に実施される故障診断の結果とを組み合わせて、傾斜センサ2110の故障を判断してもよい。
上述した実施の形態2,3及び変形例2において、車両の停止、人の乗降あるいは荷物の積み下ろし、及びイグニッションスイッチ308のオンオフの切り替えの1つ又は2つだけを、特定診断の実行対象としてもよい。すなわち、車両の停止、人の乗降あるいは荷物の積み下ろし、及びイグニッションスイッチ308のオンオフの切り替えの少なくとも1つが特定診断の実行対象となる。
上述した実施の形態2,3及び変形例2において、診断指示部21043は車両300が不安定状態にあるとき実行指示信号の出力を回避している。しかしながら、この構成に限定されず、車両300が不安定状態にあるときでも診断指示部21043は実行指示信号を出力するが、故障判断部21044は、不安定状態で得られた故障診断用の出力値を用いて故障を判断しない、という構成であってもよい。
なお、上述した実施の形態2,3及び変形例2に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
[項目2]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
自己の故障診断機能を有する傾斜センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記傾斜センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記傾斜センサに故障診断の実行指示信号を出力する診断指示部を有し、
前記診断指示部は、前記出力値の変化量が所定量以下である車両の安定状態にあるときに前記実行指示信号を出力することを特徴とする車両用灯具システム。
[項目2]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
自己の故障診断機能を有する傾斜センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記傾斜センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記傾斜センサに故障診断の実行指示信号を出力する診断指示部を有し、
前記診断指示部は、前記出力値の変化量が所定量以下である車両の安定状態にあるときに前記実行指示信号を出力することを特徴とする車両用灯具システム。
[実施の形態4]
図1は、実施の形態4に係る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。本実施の形態における前照灯ユニット210及び灯具ユニット10は、第1の実施の形態と同様の構造を有する。
図1は、実施の形態4に係る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。本実施の形態における前照灯ユニット210及び灯具ユニット10は、第1の実施の形態と同様の構造を有する。
図14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14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ECU3100及び車両制御ECU302は、ハードウェア構成としてはコンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図14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。
車両用灯具の制御装置としてのレベリングECU3100は、受信部3102、制御部3104、送信部3106、メモリ3108及び加速度センサ3110を備える。レベリングECU3100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ECU3100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3110は、レベリングECU3100の外に設けられてもよい。レベリングECU3100には、車両制御ECU302及びライトスイッチ304等が接続される。車両制御ECU302及びライトスイッチ304等から出力される信号は、受信部3102によって受信される。また、受信部3102は、加速度センサ3110の出力値を示す信号を受信する。
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等が接続される。これらのセンサから出力された信号は、車両制御ECU302を介してレベリングECU3100の受信部3102によって受信される。車速センサ312は、例えば車輪の回転数に基づいて車両300の速度を算出するセンサである。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ECU3100等に送信する。
受信部3102が受信した信号は、制御部3104に送信される。制御部3104は、加速度センサ3110の出力値を用いて車両300の傾斜角度又はその変化量を導出し、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)の調節信号を出力するオートレベリング制御を実行する。制御部3104は、角度演算部31041、調節指示部31042、及び異常判定部31043を有する。
角度演算部31041は、加速度センサ3110の出力値と、必要に応じてレベリングECU3100が有するRAM(図示せず)に保存している情報とを用いて、車両300のピッチ角度情報を生成する。調節指示部31042は、角度演算部31041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の調節を指示する調節信号を生成する。制御部3104は、調節指示部31042で生成した調節信号を送信部3106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がピッチ角度方向について調整される。異常判定部31043は、車速センサ312の出力値と加速度センサ3110の出力値とを用いて、加速度センサ3110の異常を判定する。制御部3104が有する各部の動作及び加速度センサ3110の異常判定については、後に詳細に説明する。
車両300には、レベリングECU3100、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を介して光源14に電力が供給される。電源306からレベリングECU3100への電力供給は、イグニッションスイッチがオンのときに実施され、イグニッションスイッチがオフのときに停止される。
(オートレベリング制御)
続いて、上述の構成を備えるレベリングECU3100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15は、センサ座標系と車両座標系との関係を説明するための模式図である。図15において、左側の図は車両座標系を示し、中央の図はセンサ座標系を示し、右側の図は加速度センサ3110が車両300に搭載された状態でのセンサ座標系及び車両座標系を示す。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。
続いて、上述の構成を備えるレベリングECU3100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15は、センサ座標系と車両座標系との関係を説明するための模式図である。図15において、左側の図は車両座標系を示し、中央の図はセンサ座標系を示し、右側の図は加速度センサ3110が車両300に搭載された状態でのセンサ座標系及び車両座標系を示す。図3は、車両に生じる加速度ベクトルと、加速度センサで検出可能な車両の傾斜角度を説明するための模式図である。
例えば、車両後部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300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ECU3100は、加速度センサ3110の出力値から車両300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。
図15に示すように、加速度センサ3110は、互いに直交するX軸SX、Y軸SY及びZ軸SZを有し、各軸での加速度を検知する3軸加速度センサである。また、車両300は、その姿勢を決める前後軸VX、左右軸VY、及び上下軸VZを有する。加速度センサ3110は、センサ座標系が車両300の車両座標系と一致するように、車両300に取り付けられる。すなわち、加速度センサ3110と車両300とは、X軸SXと前後軸VX、Y軸SYと左右軸VY、及びZ軸SZと上下軸VZが、それぞれ平行となるように互いの位置関係が定められている。そして、加速度センサ3110は、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、図3に示すように、加速度センサ3110は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3110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3110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。上述のように加速度センサ3110と車両300とは互いの座標系が一致しているため、加速度センサ3110から出力されるセンサ座標系の各軸成分の数値は、そのまま車両座標系の各軸成分の数値となる。
また、車両停止中の加速度センサ3110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3110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。
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。
(基本制御)
これに対し、制御部3104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。
これに対し、制御部3104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。
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、基準状態とされる。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3104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3104の角度演算部31041は、基準状態における加速度センサ3110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3108に書き込む。
そして、制御部3104は、車両停止中の合計角度θの変化に対して、光軸角度θoを調節するようレベリングアクチュエータ226を駆動させる。また、これとともに、当該合計角度θの変化量を、保持している車両姿勢角度θvの基準値に含めて得られる車両姿勢角度θvを、新たな基準値として保持する。また、制御部3104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。また、これとともに、当該合計角度θの変化量を、保持している路面角度θrの基準値に含めて得られる路面角度θrを、新たな基準値として保持する。
例えば、車両300が実際に使用される状況において、角度演算部31041は、車両走行中の合計角度θの変化に対して、調節信号の生成又は出力を回避するか光軸角度θoの維持を指示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。そして、角度演算部31041は、車両停止時に加速度センサ3110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31041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。更新前の路面角度θrの基準値と、更新後の路面角度θrの基準値との差は、車両300の走行前後における合計角度θの変化量に相当する。これにより、路面角度θrの変化量と推定される車両走行中の合計角度θの変化量が、路面角度θrの基準値に取り込まれる。
あるいは、角度演算部31041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。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。角度演算部31041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31041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31041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。
また、制御部3104は、車両停止中の合計角度θの変化に対して、灯具ユニット10の光軸角度θoの調節信号を生成し出力することで、レベリングアクチュエータ226を駆動させる。具体的には、車両停止中、角度演算部31041は加速度センサ3110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31041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。これにより、車両姿勢角度θvの変化量と推定される車両走行中の合計角度θの変化量が、車両姿勢角度θvの基準値に取り込まれる。
あるいは、角度演算部31041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31041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。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。
そして、調節指示部31042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31042は、予めメモリ108に記録されている車両姿勢角度θvの値と光軸角度θoの値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3106からレベリングアクチュエータ226へ出力される。
(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。これにより、路面角度θr及び車両姿勢角度θvの変化がそれぞれの基準値に取り込まれる。このように路面角度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場合、加速度センサ3110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おそれがある。そこで、レベリングECU3100は、以下に説明する基準値及び光軸角度θoの補正処理を実行する。
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。これにより、路面角度θr及び車両姿勢角度θvの変化がそれぞれの基準値に取り込まれる。このように路面角度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場合、加速度センサ3110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おそれがある。そこで、レベリングECU3100は、以下に説明する基準値及び光軸角度θoの補正処理を実行する。
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。なお、図4(A)及び図4(B)における符号「110」を符号「3110」に、符号「L」を符号「VX」にそれぞれ置き換えて説明する。
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VX及び加速度センサ3110のX軸SXは路面に対して平行となる。このため、運動加速度ベクトルαは、車両300の前後軸VX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3110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VXに対して平行な直線となる。
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VX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VX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VXに対して傾いた直線となる。
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3110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3110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。
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3110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3110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3110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。
そこで角度演算部31041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3110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の基準値を調整する。あるいは、推定した車両姿勢角度θvを新たな基準値として保持する。これにより、車両姿勢角度θvの基準値が補正される。また、調節指示部31042は、推定した車両姿勢角度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。調節信号は、送信部3106からレベリングアクチュエータ226へ出力される。これにより、光軸角度θoが補正される。以降は、補正あるいは更新した車両姿勢角度θvを車両姿勢角度θvの基準値とし、また現在の合計角度θとこの車両姿勢角度θvの基準値とから得られる路面角度θrを路面角度θrの基準値として(これにより路面角度θrの基準値が補正される)、上述した基本制御が再開される。
例えば、角度演算部31041は、車速センサ312の出力値に基づいて車両300が走行中であることを検知すると補正処理を開始する。補正処理において、加速度センサ3110の出力値は、所定の時間間隔で繰り返し制御部3104に送信される。制御部3104に送信された加速度センサ3110の出力値は、RAMあるいはメモリ3108に保持される。そして、出力値の数が直線又はベクトルの一回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31041は、上述した座標に加速度センサ3110の出力値をプロットして、直線又はベクトルを導出する。なお、加速度センサ3110の出力値を受信する毎に角度演算部31041が座標に出力値をプロットし、プロットした出力値の数が所定数に達したときに直線又はベクトルを導出してもよい。
(加速度センサ3110の異常判定)
異常判定部31043は、車両走行中に得られる車速センサ312の出力値から導出される加速度(以下では適宜、この加速度を車速センサ由来加速度という)と、加速度センサ3110の出力値から導出される車両前後方向の加速度(以下では適宜、この加速度を加速度センサ由来加速度という)とを比較して、すなわち両加速度の差に基づいて、加速度センサ3110に異常が発生しているか否かを判定する。
異常判定部31043は、車両走行中に得られる車速センサ312の出力値から導出される加速度(以下では適宜、この加速度を車速センサ由来加速度という)と、加速度センサ3110の出力値から導出される車両前後方向の加速度(以下では適宜、この加速度を加速度センサ由来加速度という)とを比較して、すなわち両加速度の差に基づいて、加速度センサ3110に異常が発生しているか否かを判定する。
図16(A)及び図16(B)は、異常判定部による加速度センサの異常判定を説明するための模式図である。図16(A)及び図16(B)において、横軸は車両300が位置する路面に対して平行な路面水平軸PHであり、縦軸は車両300が位置する路面に対して垂直な路面垂直軸PVである。また、実線矢印は車速センサ由来加速度のベクトルを表し、破線矢印は加速度センサ由来加速度のベクトルを表す。
異常判定部31043は、車速センサ312から車両300の速度を示す信号を受信すると、車速を時間で微分することで車速センサ由来加速度を得る。また、異常判定部31043は、加速度センサ由来加速度として、上述した補正処理において座標にプロットした加速度センサ3110の出力値における車両前後方向成分の値を用いる。図16(A)には、車両姿勢角度θvが0°の状態にある車両300が水平路面を走行している状況において導出される車速センサ由来加速度と加速度センサ由来加速度とが示されている。この場合、加速度センサ3110が正常であれば、車速センサ由来加速度と加速度センサ由来加速度とは大きさが一致する。したがって、車両姿勢角度θvが0°且つ路面角度θrが0°であれば、両加速度が一致するか否かに基づいて加速度センサ3110の異常を判定することができる。
しかしながら、運動加速度ベクトルαは路面に対して平行であるため、車速センサ由来加速度のベクトルは路面水平軸PHに対して平行である。一方、加速度センサ由来加速度は車両前後方向の加速度であり、車両前後方向すなわち車両300の前後軸VXは、車両姿勢角度θvの変化によって路面に対して角度が変化する。したがって、加速度センサ由来加速度のベクトルは必ずしも路面に対して平行にならない。このため、加速度センサ由来加速度の大きさは、加速度センサ3110が正常であっても車速センサ由来加速度の大きさに対してずれが生じる。また、加速度センサ3110は、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。このため、車両300の前後軸VXが路面に対して平行でない場合(すなわち車両姿勢角度θvが0でない場合)、及び路面が水平でない場合(すなわち路面角度θrが0でない場合)、重力加速度が加速度センサ由来加速度に含まれる。このため、加速度センサ由来加速度の大きさは、加速度センサ3110が正常であっても車速センサ由来加速度の大きさに対してずれが生じる。
そこで、異常判定部31043は、車速センサ由来加速度と加速度センサ由来加速度との大きさの差が、所定の許容範囲C1を超える場合に、加速度センサ3110が異常であると判定する。異常判定部31043は、当該大きさの差の導出を複数回繰り返し、大きさの差が所定回数以上連続して許容範囲C1を超える場合に、加速度センサ3110が異常であると判定してもよい。許容範囲C1は、路面角度θr及び車両姿勢角度θvの変化による加速度センサ由来加速度の変化量に基づいて定められる範囲である。許容範囲C1の決定に考慮される車両姿勢角度θvの変化の範囲は、車両300が車両設計上取り得る車両姿勢角度θvの範囲である。また、許容範囲C1の決定に考慮される路面角度θrの範囲は、一般的な道路の傾斜角度の範囲であり、例えば±10%である。許容範囲C1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。
本実施の形態では、センサ座標系と車両座標系とが一致している。したがって、車両前後方向の加速度は、加速度センサ3110のX軸SX方向の加速度である。このため、車両センサ由来加速度と加速度センサ由来加速度との大きさの差が許容範囲C1を超える場合、加速度センサ3110のX軸SXに異常が生じていることを検知することができる。
異常判定部31043は、例えば、車速センサ312の出力値に基づいて車両300が走行中であることを検知すると、加速度センサ3110の異常判定を開始する。そして、異常判定部31043は、車両走行中に異常判定を周期的に実行する。このように、周期的に異常判定を実行することで、加速度センサ3110の異常をより早期に発見することができる。異常判定部31043は、加速度センサ3110の異常を検知すると、異常発生信号を調節指示部31042及び車両制御ECU302に送信する。
調節指示部31042は、異常判定部31043から異常発生信号を受信すると、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定する。基準角度としては、例えば、初期角度あるいは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(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。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。基準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、基準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、基準角度として安全角度が好適である。車両制御ECU302は、異常発生信号を受信するとインジケータを点灯させる。これにより、加速度センサ3110の異常が車両300の使用者に報知される。
図17は、実施の形態4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一例を示す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の実行指示がなされ、且つイグニッションがオンのときに制御部3104により所定のタイミングで繰り返し実行され、オートレベリング制御の実行指示が解除される(あるいは停止指示がなされる)か、イグニッションがオフにされた場合に終了する。
制御部3104は、車両300が停車しているか判断する(S301)。車両300が停車している場合(S301のY)、制御部3104は、前回のルーチンのステップS301における停車判定において車両300が走行中(S301のN)であったか判断する(S302)。前回の判定が走行中であった場合(S302のY)、この場合は「車両停止時」であることを意味し、制御部3104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(S303)。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(S304)、本ルーチンを終了する。
前回の判定が走行中でなかった場合(S302のN)、この場合は「車両停止中」であることを意味し、制御部3104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(S305)。そして、得られた車両姿勢角度θvを用いて光軸角度θoを調節し、また得られた車両姿勢角度θvを新たな基準値として更新して(S306)、本ルーチンを終了する。
車両300が停車していない場合、すなわち走行中である場合(S301のN)、制御部3104は、車速センサ由来加速度を用いる加速度センサ3110の異常判定を実行し、加速度センサ3110に異常が発生しているか判断する(S307)。加速度センサ3110に異常が生じている場合(S307のY)、制御部3104は、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、車両制御ECU302に異常発生信号を送信して(S308)、本ルーチンを終了する。また、制御部3104は、次回以降のフローの実行を停止する。
加速度センサ3110に異常が発生していない場合(S307のN)、制御部3104は、車両走行中の加速度センサ3110の出力値を用いた補正処理を実行する(S309)。制御部3104は補正処理において、車両姿勢角度θvを推定し、この推定された車両姿勢角度θvを用いて光軸角度θoを補正し、また推定された車両姿勢角度θvを新たな基準値として更新する。そして、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、本実施の形態に係るレベリングECU3100は、加速度センサ3110の異常を判定する異常判定部31043を備える。そして、異常判定部31043は、車両走行中に得られる車速センサ312の出力値から導出される加速度と、加速度センサ3110の出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、加速度センサ3110の異常を判定する。これにより、加速度センサ3110の異常を発見することができるため、異常が発生した加速度センサ3110を用いたオートレベリング制御が実行されることを抑制することができる。よって、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、車速センサ由来加速度は頻繁に変化するため、加速度センサ3110の異常判定を容易に、また高精度に実行することができる。
[実施の形態5]
実施の形態5に係るレベリングECU3100は、レベリングECU3100の車両300への取り付け姿勢が異なる点を除き、実施の形態4に係るレベリングECU3100の構成と共通する。以下、実施の形態5に係るレベリングECU3100について実施の形態4と異なる構成を中心に説明する。
実施の形態5に係るレベリングECU3100は、レベリングECU3100の車両300への取り付け姿勢が異なる点を除き、実施の形態4に係るレベリングECU3100の構成と共通する。以下、実施の形態5に係るレベリングECU3100について実施の形態4と異なる構成を中心に説明する。
図18は、実施の形態5におけるセンサ座標系と車両座標系との関係を説明するための模式図である。図18において、左側の図は車両座標系を示し、中央の図はセンサ座標系を示し、右側の図は加速度センサ3110が車両300に搭載された状態でのセンサ座標系及び車両座標系を示す。
本実施の形態では、加速度センサ3110は、X軸SXと車両300の前後軸VXとが非平行であり、且つZ軸SZと車両300の上下軸VZが非平行となるように、車両300に対して姿勢が定められる。この場合、オートレベリング制御及び加速度センサ3110の異常判定において、制御部3104は、加速度センサ3110から出力される3軸の成分を車両300の3軸の成分に変換する必要がある。加速度センサ3110の軸成分を車両300の軸成分に変換するためには、車両300に取り付けられた状態の加速度センサ3110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3104は、例えば以下のようにして基準軸情報を生成する。
まず、車両300が実施の形態4で説明した基準状態(以下では適宜、この基準状態を第1基準状態という)とされる。そして、初期化処理において、制御部3104は、第1基準状態における加速度センサ3110の出力値を、第1基準ベクトルS1=(X1,Y1,Z1)として、RAMあるいはメモリ3108に記録する。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3104は、車両300が第2状態にあるときの加速度センサ3110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3108に記録する。
第1基準ベクトルS1を取得することで、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、加速度センサ3110のZ軸SZと車両300の上下軸VZ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、前後軸VXとX軸SXのずれ、及び左右軸VYとY軸SY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、加速度センサ側の軸と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3104は、基準軸情報として、加速度センサ3110の出力値における各軸成分の数値(基準路面における数値を含む)を車両300の各軸成分の数値と対応付けた変換テーブルを、メモリ3108に記録する。加速度センサ3110から出力されるX軸SX、Y軸SY、Z軸SZの各成分の数値は、角度演算部31041が変換テーブルを用いて車両300の前後軸VX、左右軸VY、上下軸VZの成分に変換する。
このように、本実施の形態ではX軸SXと前後軸VX、及びZ軸SZと上下軸VZとがそれぞれ平行でない。このため、加速度センサ3110の異常判定に用いられる加速度センサ由来加速度、すなわち車両前後方向の加速度は、加速度センサ3110の出力値におけるX軸SX成分とZ軸SZ成分とに基づいて導出される。このため、車両センサ由来加速度と加速度センサ由来加速度との大きさの差が許容範囲C1を超える場合、加速度センサ3110のX軸SX及びZ軸SZのいずれかに異常が生じていることを検知することができる。したがって、本実施の形態によれば、加速度センサ3110の異常判定において判定対象となる軸を増やすことができるため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。
[実施の形態6]
実施の形態6に係るレベリングECU3100は、車速センサ由来加速度に代えて重力加速度を加速度センサ3110の異常判定に用いる点を除を除き、実施の形態4に係るレベリングECU100の構成と共通する。以下、実施の形態6に係るレベリングECU3100について実施の形態4と異なる構成を中心に説明する。
実施の形態6に係るレベリングECU3100は、車速センサ由来加速度に代えて重力加速度を加速度センサ3110の異常判定に用いる点を除を除き、実施の形態4に係るレベリングECU100の構成と共通する。以下、実施の形態6に係るレベリングECU3100について実施の形態4と異なる構成を中心に説明する。
本実施の形態に係るレベリングECU3100において、異常判定部31043は、車両300の存在位置における重力加速度と、加速度センサ3110の出力値から導出される車両上下方向の加速度(以下では適宜、この加速度を加速度センサ由来加速度という)とを比較して、すなわち両加速度の差に基づいて、加速度センサ3110に異常が発生しているか否かを判定する。
図19(A)及び図19(B)は、実施の形態6における異常判定部による加速度センサの異常判定を説明するための模式図である。図19(A)及び図19(B)において、縦軸は車両300の存在位置における鉛直方向に対して平行な鉛直軸QVであり、横軸は車両300の存在位置における水平方向に対して平行な水平軸QHである。また、実線矢印は重力加速度のベクトルを表し、破線矢印は加速度センサ由来加速度のベクトルを表す。
異常判定部31043は、加速度センサ由来加速度として、上述した補正処理において座標にプロットした加速度センサ3110の出力値における車両上下方向成分の値を用いる。図19(A)には、車両姿勢角度θvが0°の状態にある車両300が水平路面に位置している状況において導出される重力加速度と加速度センサ由来加速度とが示されている。この場合、加速度センサ3110が正常であれば、重力加速度と加速度センサ由来加速度とは大きさが一致する。したがって、車両姿勢角度θvが0°且つ路面角度θrが0°であれば、両加速度が一致するか否かに基づいて加速度センサ3110の異常を判定することができる。
しかしながら、重力加速度は鉛直方向に対して平行であるため、重力加速度のベクトルは鉛直軸QVに対して平行である。一方、加速度センサ由来加速度は車両上下方向の加速度であり、車両上下方向すなわち車両300の上下軸VZは、車両姿勢角度θvの変化によって鉛直方向に対して角度が変化する。したがって、加速度センサ由来加速度のベクトルは、必ずしも鉛直方向に対して平行にならない。このため、加速度センサ由来加速度の大きさは、加速度センサ3110が正常であっても重力加速度の大きさに対してずれが生じる。また、加速度センサ3110は、車両走行中は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。このため、車両300の上下軸VZが鉛直方向に対して平行でない場合、及び路面が水平でない場合、運動加速度が加速度センサ由来加速度に含まれる。このため、加速度センサ由来加速度の大きさは、加速度センサ3110が正常であっても重力加速度の大きさに対してずれが生じる。
そこで、異常判定部31043は、重力加速度と加速度センサ由来加速度との大きさの差が、所定の許容範囲C2を超える場合に、加速度センサ3110が異常であると判定する。許容範囲C2は、路面角度θr、車両姿勢角度θv及び車両300に生じる運動加速度のそれぞれの変化による加速度センサ由来加速度の変化量に基づいて定められる範囲である。許容範囲C2の決定に考慮される車両姿勢角度θvの変化の範囲は、車両300が車両設計上取り得る車両姿勢角度θvの範囲である。また、許容範囲C2の決定に考慮される路面角度θrの範囲は、一般的な道路の傾斜角度の範囲であり、例えば±10%である。また、許容範囲C2の決定に考慮される運動加速度の大きさの範囲は、車両設計上、車両300に生じる運動加速度の範囲である。許容範囲C2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。
本実施の形態では、センサ座標系と車両座標系とが一致している。したがって、車両上下方向の加速度は、加速度センサ3110のZ軸SZ方向の加速度である。このため、重力加速度と加速度センサ由来加速度との大きさの差が許容範囲C2を超える場合、加速度センサ3110のZ軸SZに異常が生じていることを検知することができる。
加速度センサ3110の異常判定は、車両停止中に実行されることが好ましい。これにより、運動加速度に起因する加速度センサ由来加速度の変化を除外することができるため、加速度センサ3110の異常判定の精度を高めることができる。この場合、異常判定部31043は、例えば車速センサ312の出力値に基づいて車両300が停止中であることを検知すると、加速度センサ3110の異常判定を開始する。そして、異常判定部31043は、車両停止中に異常判定を周期的に実行する。異常判定部31043は、加速度センサ3110の異常を検知すると、異常発生信号を調節指示部31042及び車両制御ECU302に送信する。
図20は、実施の形態6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一例を示すフローチャートである。このフローの実行タイミングは、実施の形態4(図17)と同様である。
制御部3104は、車両300が停車しているか判断する(S401)。車両300が停車している場合(S401のY)、制御部3104は、前回のルーチンのステップS401における停車判定において車両300が走行中(S401のN)であったか判断する(S402)。前回の判定が走行中であった場合(S402のY)、制御部3104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(S403)。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(S404)、本ルーチンを終了する。
前回の判定が走行中でなかった場合(S402のN)、制御部3104は、重力加速度を用いる加速度センサ3110の異常判定を実行し、加速度センサ3110に異常が発生しているか判断する(S405)。加速度センサ3110に異常が生じている場合(S405のY)、制御部3104は、光軸角度θoを現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、車両制御ECU302に異常発生信号を送信して(S406)、本ルーチンを終了する。また、制御部3104は、次回以降のフローの実行を停止する。
加速度センサ3110に異常が生じていない場合(S405のN)、制御部3104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(S407)。そして、得られた車両姿勢角度θvを用いて光軸角度θoを調節し、また得られた車両姿勢角度θvを新たな基準値として更新して(S408)、本ルーチンを終了する。車両300が停車していない場合、すなわち走行中である場合(S401のN)、制御部3104は、車両走行中の加速度センサ3110の出力値を用いた補正処理を実行し(S409)、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、本実施の形態に係るレベリングECU3100において、異常判定部31043は、重力加速度と、加速度センサ3110の出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、加速度センサ3110の異常を判定する。これにより、加速度センサ3110の異常を発見することができるため、異常が発生した加速度センサ3110を用いたオートレベリング制御が実行されることを抑制することができる。よって、オートレベリング制御の精度を高めることができる。
[実施の形態7]
実施の形態7に係るレベリングECU3100は、レベリングECU3100の車両300への取り付け姿勢が異なる点を除き、実施の形態6に係るレベリングECU3100の構成と共通する。以下、実施の形態7に係るレベリングECU3100について実施の形態6と異なる構成を中心に説明する。
実施の形態7に係るレベリングECU3100は、レベリングECU3100の車両300への取り付け姿勢が異なる点を除き、実施の形態6に係るレベリングECU3100の構成と共通する。以下、実施の形態7に係るレベリングECU3100について実施の形態6と異なる構成を中心に説明する。
本実施の形態では、加速度センサ3110は、X軸SXと車両300の前後軸VXとが非平行であり、且つZ軸SZと車両300の上下軸VZが非平行となるように、車両300に対して姿勢が定められる(図18参照)。したがって、本実施の形態では、制御部3104が実施の形態5と同様に基準軸情報を有する。加速度センサ3110から出力されるX軸SX、Y軸SY、Z軸SZの各成分の数値は、角度演算部31041が基準軸情報を用いて車両300の前後軸VX、左右軸VY、上下軸VZの成分に変換する。
本実施の形態では、X軸SXと前後軸VX、及びZ軸SZと上下軸VZとがそれぞれ平行でない。よって、加速度センサ由来加速度、すなわち車両上下方向の加速度は、加速度センサ3110の出力値におけるX軸SX成分とZ軸SZ成分とに基づいて導出される。このため、重力加速度と加速度センサ由来加速度との大きさの差が許容範囲C2を超える場合、加速度センサ3110のX軸SX及びZ軸SZのいずれかに異常が生じていることを検知することができる。したがって、本実施の形態によれば、加速度センサ3110の異常判定において判定対象となる軸を増やすことができるため、オートレベリング制御の精度をより高めることができる。
本発明は、上述した各実施の形態4-7に限定されるものではなく、各実施の形態4-7を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられて得られる実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施の形態4-7同士、及び上述の各実施の形態4-7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。
実施の形態4-7では、オートレベリング制御として、車両停止中の合計角度θの変化に対して光軸調節を実施し、車両走行中の合計角度θの変化に対して光軸角度を維持する基本制御と、走行中の加速度センサ3110の出力値から導出される直線等の傾きを用いて行われる補正処理とが実行される。しかしながら、特にこの構成に限定されず、レベリングECU3100は、基本制御のみを実行してもよいし、補正処理のみを基本制御として実行してもよい。
実施の形態4及び5では、車速センサ由来加速度を用いる加速度センサ3110の異常判定が実行され、実施の形態6及び7では、重力加速度を用いる加速度センサ3110の異常判定が実行されている。しかしながら、特にこの構成に限定されず、レベリングECU3100は、車速センサ由来加速度を用いる異常判定と、重力加速度を用いる異常判定との両方を実行してもよい。この場合、両方の判定結果を組み合わせて、加速度センサ3110の異常を判断してもよい。
実施の形態5及び7において、Y軸SYと左右軸VYとは平行であるが、Y軸SYと左右軸VYも非平行としてもよい。これにより、加速度センサ3110の3軸に対して異常判定を行うことができる。すなわち、車速センサ由来加速度を用いる異常判定では、X軸SXと車両300の前後軸VXとを非平行とし、且つY軸SYと車両300の左右軸VY、及びZ軸SZと車両300の上下軸VZの少なくとも一方の組み合わせを非平行とすることで、異常判定における判定対象を、センサ座標系と車両座標系とを一致させる場合に比べて広げることができる。また、重力加速度を用いる異常判定では、Z軸SZと車両300の上下軸VZとを非平行とし、且つX軸SXと車両300の前後軸VX、及びY軸SYと車両300の左右軸VYの少なくとも一方の組み合わせを非平行とすることで、異常判定における判定対象を、センサ座標系と車両座標系とを一致させる場合に比べて広げることができる。
実施の形態4及び5において、レベリングECU3100は、路面水平軸PHと路面垂直軸PVとで構成される座標(図16(A)及び図16(B)参照)を備え、この座標を用いて加速度センサ3110の異常判定を実行してもよい。この場合、当該座標に加速度センサ3110の出力値がプロットされ、プロットされた出力値の路面水平軸成分の大きさと車速センサ由来加速度の大きさとが比較される。制御部3104は、上述した初期化処理において、基準状態(第1基準状態)にある車両300における加速度センサ3110の出力値を用いて当該座標を生成する。また、制御部3104は、路面角度θrの変化量を当該座標に反映させる。これにより、加速度センサ3110の異常判定の精度をより高めることができる。
同様に、実施の形態6及び7において、レベリングECU3100は、水平軸QHと鉛直軸QVとで構成される座標(図19(A)及び図19(B)参照)を備え、この座標を用いて加速度センサ3110の異常判定を実行してもよい。この場合、当該座標に加速度センサ3110の出力値がプロットされ、プロットされた出力値の鉛直軸成分の大きさと重力加速度の大きさとが比較される。制御部3104は、上述した初期化処理において、基準状態(第1基準状態)にある車両300における加速度センサ3110の出力値を用いて当該座標を生成する。また、制御部3104は、車両姿勢角度θv及び路面角度θrの変化量を当該座標に反映させる。これにより、加速度センサ3110の異常判定の精度をより高めることができる。
なお、上述した実施の形態4-7及び変形例に係る発明は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
[項目3]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
車速センサと、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記車速センサ及び前記加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、前記車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両走行中に得られる前記車速センサの出力値から導出される加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具システム。
[項目4]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、前記車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両の存在位置における重力加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具システム。
[項目3]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
車速センサと、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記車速センサ及び前記加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、前記車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両走行中に得られる前記車速センサの出力値から導出される加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具システム。
[項目4]
光軸を調節可能な車両用灯具と、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、前記車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両の存在位置における重力加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具システム。
102 受信部、 104 制御部、 110 傾斜センサ、 300 車両、 1045 異常検知部、 1046 バッファ量変更部、 θo 光軸角度、 θr 路面角度、 θv 車両姿勢角度。
本発明は、車両用灯具の制御装置及び車両用灯具システムに利用することができる。
Claims (17)
- 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示す信号を受信する受信部と、
路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の前記合計角度の変化に対して、車両用灯具の光軸角度の調節信号を生成するとともに当該合計角度の変化量を前記車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の前記合計角度の変化に対して、前記調節信号の生成又は出力を回避するか前記光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに当該合計角度の変化量を前記路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、車両用灯具の制御装置が異常状態に陥ったこと、及び前記異常状態から復帰したことを検知する異常検知部を有し、
前記異常検知部によって制御装置が異常状態に陥ったことが検知された場合、前記光軸角度を現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、
異常状態から復帰したことが検知された後、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現在の前記車両姿勢角度を推定し、光軸角度の固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信し、光軸角度の固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成することを特徴とする車両用灯具の制御装置。 - 前記傾斜センサは、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、
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。 - 前記直線又はベクトルの導出に用いる前記出力値の数を周期的に増減させるバッファ量変更部をさらに備える請求項2に記載の車両用灯具の制御装置。
- 光軸を調節可能な車両用灯具と、
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と、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、車両停止中の前記合計角度の変化に対して、車両用灯具の光軸角度の調節信号を生成するとともに当該合計角度の変化量を前記車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の前記合計角度の変化に対して、前記調節信号の生成又は出力を回避するか前記光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに当該合計角度の変化量を前記路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記制御装置が異常状態に陥ったこと、及び前記異常状態から復帰したことを検知する異常検知部を有し、
前記異常検知部によって制御装置が異常状態に陥ったことが検知された場合、前記光軸角度を現在角度あるいは所定の基準角度に固定し、
異常状態から復帰したことが検知された後、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現在の前記車両姿勢角度を推定し、光軸角度の固定状態を解除するとともに推定した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成するか、又は外部機器から現在の車両姿勢角度を示す信号を受信し、光軸角度の固定状態を解除するとともに受信した車両姿勢角度を用いて前記調節信号を生成することを特徴とする車両用灯具システム。 - 自己の故障診断機能を有する傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記傾斜センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記傾斜センサに故障診断の実行指示信号を出力する診断指示部を有し、
前記診断指示部は、前記出力値の変化量が所定量以下である車両の安定状態にあるときに前記実行指示信号を出力することを特徴とする車両用灯具の制御装置。 - 前記診断指示部は、前記実行指示信号を周期的に出力する請求項5に記載の車両用灯具の制御装置。
- 前記傾斜センサは、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、前記出力値からは、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であり、前記出力値には故障診断時の出力値が含まれ、
前記制御部は、
路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、前記出力値を用いて前記合計角度を導出し、車両停止中の前記合計角度の変化に対して前記調節信号を出力するとともに、当該合計角度の変化量を前記車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中の前記合計角度の変化に対して前記調節信号の生成又は出力を回避するか前記光軸角度の維持を指示する維持信号を出力するとともに、当該合計角度の変化量を前記路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する第1制御、及び、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導出し、得られる車両姿勢角度を用いて前記調節信号を出力する第2制御の少なくとも一方を実行し、
前記第1制御における前記合計角度の導出、又は前記第2制御における車両姿勢角度の導出において、前記故障診断時の出力値を除いた出力値を用いる請求項5又は6に記載の車両用灯具の制御装置。 - 前記傾斜センサは、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、前記出力値からは、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であり、前記出力値には故障診断時の出力値が含まれ、
前記制御部は、路面角度基準値及び車両姿勢角度基準値を保持し、複数の前記出力値を用いて前記合計角度を車両停止中に繰り返し導出し、前記合計角度の変化に対して前記調節信号を出力するとともに、当該合計角度の変化量を前記車両姿勢角度基準値に含めて得られる車両姿勢角度を新たな基準値として保持し、車両走行中は前記調節信号の生成又は出力を回避するか前記光軸角度の維持を指示する維持信号を出力し、車両停止時に、車両の走行前後における前記合計角度の変化量を前記路面角度基準値に含めて得られる路面角度を新たな基準値として保持する第1制御、及び、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導出し、得られる車両姿勢角度を用いて前記調節信号を出力する第2制御の少なくとも一方を実行し、
前記診断指示部は、前記第1制御における前記合計角度の一回の導出、又は前記第2制御における前記車両姿勢角度の一回の導出に用いる複数の前記出力値に、前記故障診断時の出力値が所定数以下含まれるように、前記実行指示信号を出力する請求項6に記載の車両用灯具の制御装置。 - 前記制御部は、車両の停止を検知する停止検知部、車両における人の乗降あるいは荷物の積み下ろしを検知する荷重変化検知部、及びイグニッションスイッチのオンオフを検知するイグニッション検知部の少なくとも1つを有し、
前記診断指示部は、車両の停止、人の乗降あるいは荷物の積み下ろし、及びイグニッションスイッチのオンオフの切り替えの少なくとも1つが検知された場合に、前記実行指示信号を出力する請求項5乃至8のいずれか1項に記載の車両用灯具の制御装置。 - 光軸を調節可能な車両用灯具と、
自己の故障診断機能を有する傾斜センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記傾斜センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記傾斜センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記傾斜センサに故障診断の実行指示信号を出力する診断指示部を有し、
前記診断指示部は、前記出力値の変化量が所定量以下である車両の安定状態にあるときに前記実行指示信号を出力することを特徴とする車両用灯具システム。 - 車両に設けられる車速センサの出力値を示す信号、及び車両に設けられる加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両走行中に得られる前記車速センサの出力値から導出される加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具の制御装置。 - 前記加速度センサを備え、
前記加速度センサは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸での加速度を検知し、前記X軸と車両の前後軸とが非平行であり、且つ前記Y軸と車両の左右軸、及び前記Z軸と車両の上下軸の少なくとも一方が非平行である請求項11に記載の車両用灯具の制御装置。 - 光軸を調節可能な車両用灯具と、
車速センサと、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記車速センサ及び前記加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、前記車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両走行中に得られる前記車速センサの出力値から導出される加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両前後方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具システム。 - 車両に設けられる加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両の存在位置における重力加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具の制御装置。 - 前記加速度センサを備え、
前記加速度センサは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸での加速度を検知し、前記Z軸と車両の上下軸とが非平行であり、且つ前記X軸と車両の前後軸、及び前記Y軸と車両の左右軸の少なくとも一方が非平行である請求項14に記載の車両用灯具の制御装置。 - 前記異常判定部は、車両停止中に前記加速度センサの異常判定を実行する請求項14又は15に記載の車両用灯具の制御装置。
- 光軸を調節可能な車両用灯具と、
加速度センサと、
前記車両用灯具の光軸角度の調節を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記加速度センサの出力値を示す信号を受信する受信部と、
前記加速度センサの出力値を用いて車両の傾斜角度又はその変化量を導出し、前記車両用灯具の光軸角度の調節信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加速度センサの異常を判定する異常判定部を有し、
前記異常判定部は、車両の存在位置における重力加速度と、前記加速度センサの出力値から導出される車両上下方向の加速度との差に基づいて、前記加速度センサの異常を判定することを特徴とする車両用灯具システム。
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