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JP6362815B2 - 前照灯用光軸制御装置 - Google Patents

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JP6362815B2 JP2018517233A JP2018517233A JP6362815B2 JP 6362815 B2 JP6362815 B2 JP 6362815B2 JP 2018517233 A JP2018517233 A JP 2018517233A JP 2018517233 A JP2018517233 A JP 2018517233A JP 6362815 B2 JP6362815 B2 JP 6362815B2
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Description

本発明は、前照灯用の光軸制御装置に関する。
一般に、路面又は水平面に対する車両の車体部の前後方向の傾きを「ピッチング」という。以下、路面に対するピッチングの角度を「対路面ピッチング角度」といい、水平面に対するピッチングの角度を「対水平面ピッチング角度」という。また、対路面ピッチング角度及び対水平面ピッチング角度を総称して単に「ピッチング角度」ということがある。対水平面ピッチング角度は、対路面ピッチング角度と、水平面に対する路面の前後方向の傾斜角度（以下「路面勾配角度」という。）との合計値により表される。
同様に、路面又は水平面に対する車両の車体部の左右方向の傾きを「ローリング」という。以下、路面に対するローリングの角度を「対路面ローリング角度」といい、水平面に対するローリングの角度を「対水平面ローリング角度」という。また、対路面ローリング角度及び対水平面ローリング角度を総称して単に「ローリング角度」ということがある。
従来、車両に設けられた加速度センサの出力値を用いてピッチング角度を算出し、このピッチング角度を用いて、路面に対する前照灯の光軸角度（以下、単に「光軸角度」という。）が目標値にて略一定となるように制御する制御装置、いわゆる「オートレベライザ」又は「オートレベリングユニット」が開発されている。
例えば、特許文献１の制御装置は、車両の前後方向に対する加速度及び車両の上下方向に対する加速度を用いて、対水平面ピッチング角度を算出する。当該制御装置は、車両の走行中に対水平面ピッチング角度が変化した場合、当該変化が路面勾配角度の変化によるものであると推定するとともに、車両の停車中に対水平面ピッチング角度が変化した場合、当該変化が対路面ピッチング角度の変化によるものであると推定する。当該制御装置は、対水平面ピッチング角度から路面勾配角度を減算することにより対路面ピッチング角度を算出し、この対路面ピッチング角度に基づき前照灯の光軸角度を制御する。
ここで、加速度の検出時にローリング角度が零値でない状態となっている場合、加速度センサにより検出された車両の前後方向及び上下方向に対する加速度には、車両の左右方向に対する加速度の成分が含まれている。このため、これらの加速度を用いて算出したピッチング角度には、実際のピッチング角度に対する誤差が生ずる。この誤差により、オートレベライザによる制御後の光軸角度が目標値よりも俯角となり、前照灯による光の照射範囲が狭くなったり、オートレベライザによる制御後の光軸角度が目標値よりも仰角となり、前照灯の光が対向車両の運転者を眩惑したり、当該光が歩行者に不快感を与えたりする問題があった。
この問題に対して、特許文献２の制御装置は、重力加速度をＧ、加速度センサにより検出された車両の左右方向に対する加速度をｙとして、以下の式（１）に示す補正量Ｍｃを算出する。当該制御装置は、この補正量Ｍｃを用いて、加速度センサにより検出された上下方向に対する加速度ｚを補正する。これにより、上下方向の加速度ｚに含まれる左右方向の加速度ｙの成分を補正して、ピッチング角度の誤差を低減している。
Ｍｃ＝Ｇ−√（Ｇ２−ｙ２） （１）
特開２０１５−２０２７５７号公報 特開２０１４−１０４７８８号公報
例えば、車両１の後部に設けられた荷室に荷物Ｉを積載するときのピッチング角度の変化量は、後述するように当該車両の各車輪部に設けられた懸架装置の伸縮特性等によって、同じ荷物Ｉであっても、図１１に示すように左前輪部が縁石ＩＩに乗り上げたことによりローリングしている状態のときと、図１２に示すようにローリングしていない状態のときでは異なる値となる。したがって、車両の停車中にローリング角度が零値でない状態となっており、次いで、当該車両が走行を開始してローリングが解除されて、ローリング角度が変化したときには、ピッチング角度も変化する。特許文献２の制御装置のように加速度センサの出力値を用いて補正量を算出する構成は、ローリング解除時における懸架装置の伸縮などに応じたピッチング角度の変化量は補正することができない。このため、車両が走行を開始した後、オートレベライザによる制御後の光軸角度と目標値との間に誤差が生ずる問題があった。
また、特許文献２の制御装置のように加速度センサの出力値を用いて補正量を算出する構成は、補正量を算出するために処理負荷が増加する問題があった。また、当該構成は、ローリングの有無にかかわらず補正量を算出して加速度を補正するため、処理負荷が更に増加する問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ローリング角度によるピッチング角度の変化量を高精度に補正しつつ、処理負荷を低減することができる前照灯用光軸制御装置を提供することを目的とする。
本発明の前照灯用光軸制御装置は、車両の停車中、車両に設けられた加速度センサの出力値を用いてピッチング角度を算出し、当該ピッチング角度を用いて車両に設けられた前照灯の光軸角度を制御する光軸制御部と、車両が走行を開始したとき、車両の停車中におけるローリングの有無を判定するローリング判定部とを備え、光軸制御部は、車両の停車中にピッチング角度が変化し、かつ、ローリング判定部によりローリングがあると判定された場合、ローリングが解除されたとき、車両の停車中におけるローリング角度ごとに設定された補正量を用いて、変化後のピッチング角度、すなわちピッチング角度の変化量を補正し、補正後のピッチング角度を用いて光軸角度を制御するものである。
本発明の前照灯用光軸制御装置は、上記のように構成したので、ローリング角度によるピッチング角度の変化量を高精度に補正しつつ、処理負荷を低減することができる。
本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の要部を示す機能ブロック図である。 ピッチング角度及び路面勾配角度の一例を示す説明図である。 ローリング角度の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る補正量の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の要部を示すハードウェア構成図である。 本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の要部を示す他のハードウェア構成図である。 本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の動作を示すフローチャートである。 車両の停車中にローリングがない状態の一例を示す説明図である。 車両の停車中にローリングがある状態の一例を示す説明図である。 懸架装置に加わる荷重に対する懸架装置の縮量を示す特性図である。 車両の停車中に左前輪部が縁石に乗り上げたことによりローリングしている状態を示す説明図である。 車両が走行を開始して図１１に示すローリングが解除された状態を示す説明図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の要部を示す機能ブロック図である。図２は、ピッチング角度及び路面勾配角度の一例を示す説明図である。図３は、ローリング角度の一例を示す説明図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る補正量の一例を示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の要部を示すハードウェア構成図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る光軸制御装置の要部を示す他のハードウェア構成図である。図１〜図６を参照して、実施の形態１の光軸制御装置１００について、四輪自動車からなる車両１に搭載した例を中心に説明する。
前照灯２は、車両１の車体部に設けられている。具体的には、例えば、前照灯２は、車体部の前端部に左右一対に配置されている。前照灯２は、図示しない光源と、この光源を上下方向に回動させるアクチュエータ２１とを有している。前照灯２は、アクチュエータ２１の動作により光軸角度が可変である。
車速センサ３は、車両１の車輪部又は駆動軸に設けられており、車輪の回転速度に応じたパルス信号、いわゆる「車速信号」を出力するものである。車速信号は、光軸制御装置１００において、車両１が停車中であるか否かの判定、及び車両１が走行を開始したか否かの判定などに用いられる。
加速度センサ４は、車両１の車体部に設けられており、いわゆる「３軸」の加速度センサにより構成されている。すなわち、加速度センサ４は、車両１の車体部の前後方向に対する加速度Ｇｘ、車両１の車体部の左右方向に対する加速度Ｇｙ、及び車両１の車体部の上下方向に対する加速度Ｇｚを検出して、これらの検出値を光軸制御装置１００に出力するものである。加速度センサ４の出力値は、光軸制御装置１００において、対水平面ピッチング角度θＰの算出、及び対水平面ローリング角度θＲの算出などに用いられる。
図２に、路面勾配角度θＰ１、対路面ピッチング角度θＰ２及び対水平面ピッチング角度θＰの一例を示す。図２に示す如く、路面Ｒは上り坂である。また、車両１の荷室には荷物Ｉが積載されており、荷物Ｉの荷重により車両１が後傾している。図２に示す如く、水平面Ｈに対する対水平面ピッチング角度θＰは、路面勾配角度θＰ１と対路面ピッチング角度θＰ２との合計値により表される。
図３に、対水平面ローリング角度θＲの一例を示す。図３に示す如く、車両１の左前輪部が縁石ＩＩに乗り上げており、車両１が左上がりにローリングした状態である。図３の例では、路面Ｒが水平面Ｈに対して略平行であり、対路面ローリング角度（不図示）は対水平面ローリング角度θＲと同等の値である。
ローリング判定部１１は、車両１の停車中、加速度センサ４が出力した加速度Ｇｙ，Ｇｚを用いて、車両１の対水平面ローリング角度θＲを算出するものである。対水平面ローリング角度θＲは、例えば、以下の式（２）により算出される。
θＲ＝ｔａｎ−１（Ｇｙ／Ｇｚ） （２）
ローリング判定部１１は、車両１が走行を開始したとき、車両１の停車中に算出した対水平面ローリング角度θＲを用いて、車両１の停車中におけるローリングの有無を判定するものである。具体的には、例えば、車両１の車体部が水平な状態における対水平面ローリング角度θＲが零値、左上がりにローリングした状態における対水平面ローリング角度θＲが正値、右上がりにローリングした状態における対水平面ローリング角度θＲが負値に設定されているものとする。ローリング判定部１１には、正値である第１閾値と、負値である第２閾値とが予め設定されている。ローリング判定部１１は、対水平面ローリング角度θＲが第１閾値以上の値である場合、又は対水平面ローリング角度θＲが第２閾値以下の値である場合、ローリングがあると判定する。ローリング判定部１１は、対水平面ローリング角度θＲが第１閾値と第２閾値間の値である場合、ローリングがないと判定する。
ローリング判定部１１は、判定結果を光軸制御部１２に出力するものである。また、ローリング判定部１１は、車両１の停車中にローリングがあったと判定した場合、車両１の停車中に算出した対水平面ローリング角度θＲを光軸制御部１２に出力するものである。
光軸制御部１２は、車両１の停車中、加速度センサ４が出力した加速度Ｇｘ，Ｇｚを用いて、車両１の対水平面ピッチング角度θＰを算出するものである。対水平面ピッチング角度θＰは、例えば、以下の式（３）により算出される。
θＰ＝ｔａｎ−１（Ｇｘ／Ｇｚ） （３）
光軸制御部１２は、車両１の停車中、対水平面ピッチング角度θＰを繰り返し算出して、対水平面ピッチング角度θＰの変化量ΔθＰを算出する。光軸制御部１２は、この変化量ΔθＰが対路面ピッチング角度θＰ２の変化量であるとみなして、前回算出した対路面ピッチング角度θＰ２（未算出の場合は予め設定された基準値）に変化量ΔθＰを加算することにより、新たな対路面ピッチング角度θＰ２を算出する。光軸制御部１２は、当該新たな対路面ピッチング角度θＰ２に基づき、前照灯２の光軸角度を制御する。具体的には、光軸制御部１２は、前照灯２の光軸角度が予め設定された目標値に近づくようにアクチュエータ２１を作動させる。
以下、車両１の停車中に光軸制御部１２が実行する上記処理を総称して「停車中処理」ということがある。
光軸制御部１２は、車両１の走行中、上記式（３）と同様の式により対水平面ピッチング角度θＰを算出するものである。光軸制御部１２は、車両１の走行中、対水平面ピッチング角度θＰを繰り返し算出して、対水平面ピッチング角度θＰの変化量ΔθＰを算出する。光軸制御部１２は、この変化量ΔθＰが路面勾配角度θＰ１の変化量であるとみなして、前回算出した路面勾配角度θＰ１（未算出の場合は予め設定された基準値）に変化量ΔθＰを加算することにより、新たな路面勾配角度θＰ１を算出する。光軸制御部１２は、前回算出した対路面ピッチング角度θＰ２（未算出の場合は予め設定された基準値）から当該新たな路面勾配角度θＰ１を減算することにより、新たな対路面ピッチング角度θＰ２を算出する。光軸制御部１２は、当該新たな対路面ピッチング角度θＰ２に基づき、前照灯２の光軸角度を制御する。具体的には、光軸制御部１２は、前照灯２の光軸角度が予め設定された目標値に近づくようにアクチュエータ２１を作動させる。
以下、車両１の走行中に光軸制御部１２が実行する上記処理を総称して「走行中処理」ということがある。
光軸制御部１２は、車両１が走行を開始したとき、ローリング判定部１１による判定結果を取得するようになっている。光軸制御部１２は、車両１の停車中にローリングがあった場合、ローリング判定部１１から停車中の対水平面ローリング角度θＲを取得して、走行中処理よりも先に以下の処理（以下「補正処理」という。）を実行するようになっている。
すなわち、光軸制御部１２は、上記式（２）と同様の式により対水平面ローリング角度θＲを算出して、車両１のローリングが解除されたか否かを判定する。具体的には、例えば、光軸制御部１２には、ローリング判定部１１と同様の第１閾値及び第２閾値が予め設定されている。光軸制御部１２は、走行開始後の対水平面ローリング角度θＲが第１閾値以上の値である場合、又は走行開始後の対水平面ローリング角度θＲが第２閾値以下の値である場合、車両１が依然としてローリングしていると判定する。光軸制御部１２は、走行開始後の対水平面ローリング角度θＲが第１閾値と第２閾値間の値である場合、ローリングが解除されたと判定する。
光軸制御部１２は、車両１のローリングが解除されたとき、補正量記憶部１３に予め記憶された補正量θＣのうち、ローリング判定部１１から取得した停車中の対水平面ローリング角度θＲに応じた補正量θＣを取得する。光軸制御部１２は、補正量記憶部１３から取得した補正量θＣを用いて、直前に算出した対路面ピッチング角度θＰ２、すなわち停車中処理において最後に算出した対路面ピッチング角度θＰ２を補正する。光軸制御部１２は、補正後の対路面ピッチング角度θＰ２に基づき、前照灯２の光軸角度を制御する。具体的には、光軸制御部１２は、前照灯２の光軸角度が予め設定された目標値に近づくようにアクチュエータ２１を作動させる。次いで、光軸制御部１２は走行中処理を開始する。
補正量記憶部１３は、対路面ピッチング角度θＰ２に対する補正量θＣを記憶するものである。図４に、補正量θＣの一例を示す。図４の例において、角度の単位は度（°）である。また、図４の例において、左上がりのローリングによるローリング角度が正値、右上がりのローリングによるローリング角度が負値に設定されている。仰角方向のピッチングによるピッチング角度が正値、俯角方向のピッチングによるピッチング角度が負値に設定されている。
図４に示す如く、補正量θＣは停車中の対水平面ローリング角度θＲごとに設定されている。補正量θＣは、図４に示す如くテーブル状のデータ構造にて、光軸制御装置１００の製造時若しくは車両１への搭載時、又は車両１の製造時等に予め記憶されたものである。
ここで、図４の例において、補正量θＣは車両１の車種ごとに設定されている。すなわち、車両１の車種がいわゆる「ワンボックス」である場合、図４Ａに示す補正量θＣが補正量記憶部１３に記憶されている。車両１の車種がワンボックス以外の乗用車である場合、図４Ｂに示す補正量θＣが補正量記憶部１３に記憶されている。車両１の車種がトラックである場合、図４Ｃに示す補正量θＣが補正量記憶部１３に記憶されている。
例えば、車両１の車種がワンボックスであり、車両１の停車中にローリング判定部１１が算出した対水平面ローリング角度θＲが＋２°であり、光軸制御部１２が停車中処理において最後に算出した対路面ピッチング角度θＰ２が＋２°であったものとする。この場合、光軸制御部１２は、対路面ピッチング角度θＰ２（＋２°）に補正量θＣ（−０．４°）を加算して、加算後の対路面ピッチング角度θＰ２（＋１．６°）に基づき前照灯２の光軸角度を制御する。当該加算は、前照灯２の光軸角度に対する俯角方向の補正である。
または、車両１の車種がワンボックスであり、車両１の停車中にローリング判定部１１が算出した対水平面ローリング角度θＲが−２°であり、光軸制御部１２が停車中処理において最後に算出した対路面ピッチング角度θＰ２が＋２°であったものとする。この場合、光軸制御部１２は、対路面ピッチング角度θＰ２（＋２°）に補正量θＣ（＋０．４°）を加算して、加算後の対路面ピッチング角度θＰ２（＋２．４°）に基づき前照灯２の光軸角度を制御する。当該加算は、前照灯２の光軸角度に対する仰角方向の補正である。
ローリング判定部１１、光軸制御部１２及び補正量記憶部１３により、光軸制御装置１００の要部が構成されている。
図５に、光軸制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す。図５に示す如く、光軸制御装置１００はコンピュータにより構成されており、プロセッサ３１及びメモリ３２を有している。図１に示す補正量記憶部１３は、メモリ３２により実現される。また、メモリ３２には、当該コンピュータを図１に示すローリング判定部１１及び光軸制御部１２として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ３２に記憶されたプログラムをプロセッサ３１が読み出して実行することにより、図１に示すローリング判定部１１及び光軸制御部１２の機能が実現される。
プロセッサ３１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサなどにより構成されている。メモリ３２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリにより構成されている。
図６に、光軸制御装置１００のハードウェア構成の他の例を示す。図６に示す如く、光軸制御装置１００は専用の処理回路３３により構成されている。処理回路３３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）若しくはシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）又はこれらを組み合わせたものである。
なお、図１に示すローリング判定部１１、光軸制御部１２及び補正量記憶部１３の各部の機能それぞれを処理回路３３で実現しても良いし、各部の機能をまとめて処理回路３３で実現しても良い。また、図１に示すローリング判定部１１、光軸制御部１２及び補正量記憶部１３のうちの一部の機能を図５に示すプロセッサ３１及びメモリ３２により実現し、残余の機能を図６に示す処理回路３３により実現したものでも良い。
次に、図７のフローチャートを参照して、光軸制御装置１００の動作について、光軸制御部１２の動作を中心に説明する。すなわち、図７Ａのフローチャートは停車中処理に対応しており、図７Ｂのフローチャートは補正処理に対応している。加速度センサ４は、３方向の加速度Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを略同時に検出して、これらの検出値をローリング判定部１１及び光軸制御部１２に出力する処理を所定の時間間隔で繰り返し実行している。
まず、ステップＳＴ１にて、光軸制御部１２は、車速センサ３から入力された車速信号を用いて、車両１が停車中であるか否かを判定する。
車両１が停車中である場合（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ２にて、光軸制御部１２は、加速度センサ４から入力された最新の加速度Ｇｘ，Ｇｚを用いて、対水平面ピッチング角度θＰを算出する。また、光軸制御部１２は、直近２回に算出した対水平面ピッチング角度θＰの変化量ΔθＰを算出する。
次いで、ステップＳＴ３にて、光軸制御部１２は、ステップＳＴ２で算出した変化量ΔθＰを用いて、対水平面ピッチング角度θＰの変化の有無を判定する。対水平面ピッチング角度θＰの変化がある場合（ステップＳＴ３“ＹＥＳ”）、光軸制御部１２はローリング判定部１１に対水平面ローリング角度θＲの算出を指示する。
次いで、ステップＳＴ４にて、ローリング判定部１１は、加速度センサ４から入力された最新の加速度Ｇｙ，Ｇｚを用いて、対水平面ローリング角度θＲを算出する。ローリング判定部１１は、算出した対水平面ローリング角度θＲをメモリ３２などに一時的に記憶する。
次いで、ステップＳＴ５にて、光軸制御部１２は、ステップＳＴ２で算出した変化量ΔθＰを用いて対路面ピッチング角度θＰ２を算出する。具体的には、光軸制御部１２は、前回算出した対路面ピッチング角度θＰ２に変化量ΔθＰを加算することにより、新たな対路面ピッチング角度θＰ２を算出する。光軸制御部１２は、当該新たな対路面ピッチング角度θＰ２に基づき、前照灯２の光軸角度を制御する。
次いで、ステップＳＴ６にて、光軸制御部１２は、車速センサ３から入力された車速信号を用いて、車両１が走行を開始したか否かを判定する。車両１が依然として停車中である場合（ステップＳＴ６“ＮＯ”）、光軸制御部１２はステップＳＴ２に戻る。
他方、車両１が走行を開始した場合（ステップＳＴ６“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１１にて、光軸制御部１２は、ローリング判定部１１による判定結果を取得する。車両１の停車中にローリングがあった場合（ステップＳＴ１１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１２にて、光軸制御部１２は、加速度センサ４から入力された最新の加速度Ｇｙ，Ｇｚを用いて、対水平面ローリング角度θＲを算出する。光軸制御部１２は、算出した対水平面ローリング角度θＲを用いて、車両１のローリングが解除されたか否かを判定する。光軸制御部１２は、車両１のローリングが解除されるまで、対水平面ローリング角度θＲを算出する処理を繰り返し実行する（ステップＳＴ１２“ＮＯ”）。
車両１のローリングが解除されたとき（ステップＳＴ１２“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１３にて、光軸制御部１２は、ローリング判定部１１が車両１の停車中に算出した対水平面ローリング角度θＲを取得する。なお、車両１の停車中にローリング判定部１１が対水平面ローリング角度θＲを複数回算出した場合、光軸制御部１２は、例えば、ローリング判定部１１が最後に算出した対水平面ローリング角度θＲを取得する。光軸制御部１２は、補正量記憶部１３に記憶された補正量θＣのうち、ローリング判定部１１から取得した対水平面ローリング角度θＲに対応する補正量θＣを取得する。
次いで、ステップＳＴ１４にて、光軸制御部１２は、ステップＳＴ１３で取得した補正量θＣを用いて、停車中処理にて最後に算出した対路面ピッチング角度θＰ２を補正する。すなわち、車両１の停車中に対路面ピッチング角度θＰ２の変化があった場合、この変化後の対路面ピッチング角度θＰ２が補正対象となる。具体的には、例えば、光軸制御部１２は、直前のステップＳＴ５で算出した対路面ピッチング角度θＰ２に、ステップＳＴ１３で取得した補正量θＣを加算する。光軸制御部１２は、当該補正後の対路面ピッチング角度θＰ２に基づき、前照灯２の光軸角度を制御する。
次いで、ステップＳＴ１５にて、光軸制御部１２は走行中処理を開始する。
なお、車両１が走行中である場合（ステップＳＴ１“ＮＯ”）、光軸制御部１２はステップＳＴ１５に進み、走行中処理を開始する。また、車両１が走行を開始した場合において、車両１の停車中にローリングがなかった場合（ステップＳＴ１１“ＮＯ”）、光軸制御部１２はステップＳＴ１５に進み、走行中処理を開始する。
次に、図８〜図１２を参照して、光軸制御装置１００の効果などについて説明する。車両１の各車輪部には、図示しない懸架装置がそれぞれ設けられている。以下、車両１の右前輪部又は右後輪部に設けられた懸架装置を総称して「右懸架装置」ということがあり、車両１の左前輪部又は左後輪部に設けられた懸架装置を総称して「左懸架装置」ということがある。
図８は、路面Ｒが水平面Ｈに対して略平行であり、車両１の停車中にローリングがない状態を示している。図中、Ｐは車両１の重心を示している。Ｌ１は水平面に沿う重心Ｐと右前輪部間の距離を示しており、Ｌ２は水平面に沿う重心Ｐと左前輪部間の距離を示している。
車両１の前輪部に加わる荷重Ｗのうち、右前輪部に設けられた右懸架装置に加わる荷重ＷＲは以下の式（４）で表される。また、左前輪部に設けられた左懸架装置に加わる荷重ＷＬは以下の式（５）で表される。
ＷＲ＝Ｗ×｛Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝ （４）
ＷＬ＝Ｗ×｛Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝ （５）
図８の例においては、Ｌ１＝Ｌ２であるため、上記式（４）及び上記式（５）よりＷＲ＝Ｗ／２かつＷＬ＝Ｗ／２である。すなわち、右前輪部に設けられた右懸架装置に加わる荷重ＷＲと、左前輪部に設けられた左懸架装置に加わる荷重ＷＬとが同等の値となる。
これに対して、図９は、車両１の停車中にローリングがある状態を示している。具体的には、左前輪部が縁石ＩＩに乗り上げた状態を示している。図９の例においては、Ｌ１＜Ｌ２であるため、上記式（４）及び上記式（５）よりＷＲ＞Ｗ／２かつＷＬ＜Ｗ／２である。すなわち、右前輪部に設けられた右懸架装置に加わる荷重ＷＲと、左前輪部に設けられた左懸架装置に加わる荷重ＷＬとが互いに異なる値となる。このとき、ＷＲとＷＬ間の差分値はＬ１とＬ２間の差分値に応じて定まり、当該差分値はローリング角度の値、及び車両１における重心Ｐの位置などに応じて定まる。
また、車両１の後輪部に設けられた右懸架装置及び左懸架装置に加わる荷重も、図８及び図９に示す例と同様である。このように、搭乗者及び荷物などを含む車両１の総重量に対して、車両１の各車輪部に設けられた懸架装置に加わる荷重は、ローリング角度の値、及び車両１における重心Ｐの位置などに応じて異なる値となる。
ここで、図１０は、車両１に設けられた個々の懸架装置における、当該懸架装置に加わる荷重に対する当該懸架装置の縮量を示す特性図の例である。図１０に示す如く、荷重に対する縮量を示す特性線ＩＩＩの傾きは一定でなく、当該特性（以下、単に「特性」という。）は非線形である。例えば、図８の例における荷重ＷＲに対する縮量ＬＲは、図８の例における荷重ＷＬに対する縮量ＬＬよりも大きい値となる。
以上により、車両１のローリングが解除されたときの各懸架装置の伸縮量は、ローリング状態にて個々の懸架装置に加わる荷重に応じて異なる値となる。また、当該荷重は、ローリング角度の値、及び車両１における重心Ｐの位置などに応じて異なる値となる。したがって、車両１のローリングが解除されたときのピッチング角度の変化量も、ローリング角度の値、及び車両１における重心Ｐの位置に応じて異なる値となる。言い換えれば、車両１の後部に設けられた荷室に荷物Ｉを積載するときのピッチング角度の変化量は、図１１に示す如く、左前輪部が縁石ＩＩに乗り上げたことによりローリングしている状態のときと、図１２に示す如く当該ローリングしていない状態のときでは、異なる値となる。
ここで、一般に、車両１における重心Ｐの位置は、車両１の車種ごとに異なる。図４に例示する補正量θＣは、各車種における重心Ｐの位置を考慮して設定された値である。すなわち、この補正量θＣは、ローリング角度ごとかつ車種ごとに、ローリングが解除されたときの各懸架装置の伸縮量に応じたピッチング角度の変化量を補正可能な値に設定されている。
なお、図４に示す補正量θＣは、車種ごとに設定された補正量θＣの一例であり、補正量θＣはこれに限定されるものではない。例えば、車種は、ワンボックス、ワンボックス以外の乗用車、トラックの３種に限定されるものではなく、如何なる車種ごとに設定されたものであっても良い。また、角度の単位は、度（°）に限定されるものではなく、光軸制御部１２が各角度の算出に用いる式に応じて如何なる単位に設定されたものであっても良い。また、ピッチング方向に対する角度値の正負、及びローリング方向に対する角度値の正負は、光軸制御部１２の処理内容等に応じて、如何なる設定とされたものであっても良い。
また、補正量θＣの設定対象となる対水平面ローリング角度θＲの範囲は−３°〜＋３°に限定されるものではなく、如何なる範囲に設定されたものであっても良い。また、補正量θＣは、対水平面ローリング角度θＲに対して１度ごとに設定されたものに限定されず、何度ごとに設定されたものであっても良い。
また、光軸制御装置１００の製造時に車両１の車種が既定である場合、補正量記憶部１３は、当該車種に応じた補正量θＣのみを記憶したものであっても良い。これにより、補正量記憶部１３が記憶する補正量θＣのデータ容量を削減することができる。また、光軸制御部１２の製造時に車両１の車種が未定である場合、補正量θＣは各車両に応じた補正量θＣを記憶させておき、車両１の製造時に、このうちのいずれの補正量θＣを使用するのかを光軸制御部１２に設定するものであっても良い。
また、車両１における重心Ｐの位置は、車両１の上下方向に対する荷室の位置に応じても異なる。補正量θＣは、車両１の車種ごとに設定されたものに代えて、車両１の上下方向に対する荷室の位置ごとに設定されたものであっても良い。または、車両１の車種ごとに設定され、かつ、車両１の上下方向に対する荷室の位置ごとに設定されたものであっても良い。
そのほか、補正量θＣは、ローリングにより車両１の各車輪部に設けられた懸架装置の各々に加わる荷重に応じた値であれば良く、如何なるパラメータに基づき設定されたものであっても良い。補正量θＣの設定にあたり考慮するパラメータの種類を増やすことで、補正の精度を更に高めることができる。
さらに、補正量θＣは、ローリング解除時における懸架装置の伸縮に応じたピッチング角度の変化量に加えて、加速度Ｇｘ，Ｇｚに基づき算出されたピッチング角度に含まれる加速度Ｇｙの成分を考慮し、当該変化量及び当該成分の両方を補正する値に設定するのがより好適である。これにより、補正の精度を更に高めることができる。
また、実施の形態１では、ローリング判定部１１が対水平面ローリング角度θＲを算出し、対水平面ローリング角度θＲを用いてローリングの有無を判定する例を示したが、加速度センサ４の出力値を用いて対路面ローリング角度を算出可能である場合、ローリング判定部１１が対路面ローリング角度を算出し、対路面ローリング角度を用いてローリングの有無を判定するものであっても良い。この場合、同様に、光軸制御部１２は、対路面ローリング角度を算出してローリングの解除を検出し、対路面ローリング角度ごとに設定された補正量θＣを用いて対路面ピッチング角度θＰ２を補正するものであっても良い。
また、光軸制御部１２の走行中処理における対路面ピッチング角度θＰ２の算出方法は、対水平面ピッチング角度θＰの変化量ΔθＰを用いた上記方法に限定されるものではない。走行中処理において、光軸制御部１２は、例えば以下の方法により、対水平面ピッチング角度θＰを算出することなく対路面ピッチング角度θＰ２を算出するものであっても良い。
すなわち、光軸制御部１２は、以下の式（６）により、加速度センサ４が互いに異なる２時点にて検出した上下方向の加速度Ｇｚ１，Ｇｚ２の変化量ΔＧｚを算出する。一方の加速度Ｇｚ１は、例えば、直近の停車時又は等速走行時に検出された値である。他方の加速度Ｇｚ２は、例えば、直近の加速時又は減速時に検出された最新の値である。また、光軸制御部１２は、以下の式（７）により、当該２時点にて検出された前後方向の加速度Ｇｘ１，Ｇｘ２の変化量ΔＧｘを算出する。光軸制御部１２は、以下の式（８）により対路面ピッチング角度θＰ２を算出する。
ΔＧｚ＝Ｇｚ２−Ｇｚ１ （６）
ΔＧｘ＝Ｇｘ２−Ｇｘ１ （７）
θＰ２＝ｔａｎ−１（ΔＧｚ／ΔＧｘ） （８）
また、光軸制御部１２は、走行中処理において対路面ピッチング角度θＰ２の算出及び光軸角度の制御を実行しないものであっても良い。すなわち、一般に、車両１に対する搭乗者の乗降又は荷物の積み降ろしは、車両１の停車中に行われる蓋然性が高く、車両１の走行中に行われる蓋然性は低い。したがって、車両１の走行中にピッチング角度が変化した場合、当該変化は搭乗者の乗降又は荷物の積み降ろしによるものではなく、光軸制御の対象から除外すべき変化である可能性がある。このため、対路面ピッチング角度θＰ２の算出及び光軸角度の制御は停車中処理及び補正処理のみにおいて実行するものとして、光軸制御装置１００の処理負荷を更に低減したものであっても良い。
また、光軸制御部１２は、車両１の停車中にピッチング角度が変化した場合にのみ補正処理を実行するものであっても良い。すなわち、車両１の停車中にピッチング角度の変化がなかった場合、車両１が走行を開始したとき、光軸制御部１２は補正処理を実行せずに走行中処理を開始する。これにより、車両１の停車中に荷物の積載等がなかった場合に、不要な補正処理が実行されるのを防ぐことができる。この結果、光軸制御装置１００の処理負荷を更に低減することができる。
また、加速度センサ４にいわゆる「２軸」の加速度センサを用いて加速度Ｇｘ，Ｇｚのみを検出するものとし、各車輪部に設けられた懸架装置のそれぞれに加わる荷重を検出する荷重センサを追加した構成としても良い。この場合、例えば、ピッチング角度の算出には加速度センサ４の出力値を用いて、ローリング角度の算出及びローリングの有無の判定には荷重センサの出力値を用いるものであっても良い。しかしながら、車両１のコストを低減する観点から、荷重センサを除去して、ローリング角度の算出及びローリングの有無の判定にも加速度センサ４の出力値を用いるのが好適である。
また、車両１は、変速機のシフトポジションを検出して、検出したシフトポジションを示す信号、いわゆる「シフトポジション信号」を出力するセンサを有するものであっても良い。この場合、光軸制御部１２は、車速信号に代えて又は加えてシフトポジション信号を用いて、車両１が停車中であるか否かの判定、及び車両１が走行を開始したか否かの判定を行うものであっても良い。
また、加速度センサ４は、光軸制御装置１００に内蔵されたものであっても良い。加速度センサ４と光軸制御装置１００とを一体に構成することにより、加速度センサ４と光軸制御装置１００間を接続するワイヤーハーネスなどが不要となり、車両１の構造を簡単にして、車両１の製造コストを低減することができる。
また、光軸制御装置１００は、前照灯２の光軸制御と異なる制御を実行する制御装置と一体に構成されたものであっても良い。光軸制御装置１００と他の制御装置とを一体に構成することにより、車両１に搭載される電子機器の個数を低減して、車両１の製造コストを低減することができる。
以上のように、実施の形態１の光軸制御装置１００は、車両１の停車中、車両１に設けられた加速度センサ４の出力値を用いてピッチング角度を算出し、ピッチング角度を用いて車両１に設けられた前照灯２の光軸角度を制御する光軸制御部１２と、車両１が走行を開始したとき、車両１の停車中におけるローリングの有無を判定するローリング判定部１１とを備え、光軸制御部１２は、車両１の停車中にピッチング角度が変化し、かつ、ローリング判定部１１によりローリングがあると判定された場合、ローリングが解除されたとき、車両１の停車中におけるローリング角度ごとに設定された補正量θＣを用いて、変化後のピッチング角度、すなわちピッチング角度の変化量を補正し、補正後のピッチング角度を用いて光軸角度を制御する。補正量θＣをローリング角度ごとに設定しておくことで、ローリングが解除されたときの懸架装置の伸縮量などに応じたピッチング角度の変化量を補正することが可能となる。また、特許文献２の制御装置のようにローリングの有無にかかわらず補正量を算出する構成に対して、ピッチング角度を高精度に補正しつつ、処理負荷を大きく低減することができる。
また、加速度センサ４は、車両１の前後方向に対する加速度Ｇｘ、車両１の左右方向に対する加速度Ｇｙ、及び車両１の上下方向に対する加速度Ｇｚを検出するものであり、ローリング判定部１１は、加速度センサ４の出力値を用いてローリングの有無を判定する。加速度センサ４に３軸の加速度センサを用いることで、ローリング角度の算出及びローリングの有無の判定に用いる荷重センサなどを不要にすることができる。この結果、車両１のコストを低減することができる。
また、補正量θＣは、テーブル状のデータ構造にて予め記憶されている。これにより、ローリング角度ごとの補正量θＣを予め記憶しておくことができる。また、当該補正量θＣを、ローリングにより右懸架装置及び左懸架装置の各々に加わる荷重などに応じた適切な値に設定しておくことで、上記のとおり補正量の算出を不要として処理負荷を低減しつつ、ピッチング角度を高精度に補正することができる。
また、補正量θＣは、車両１に設けられた右懸架装置及び左懸架装置の各々に加わる荷重に応じた値に設定されている。車両１のローリングが解除されたときのピッチング角度の変化量は、各懸架装置の伸縮量に応じて異なるものであり、このときの各懸架装置の伸縮量は、各懸架装置に加わる荷重に応じて異なる。すなわち、ローリング状態にて各懸架装置に加わる荷重に応じた値に補正量θＣを設定することにより、ローリングを解除したときの各懸架装置の伸縮量に応じたピッチング角度の変化量を補正することができる。
また、補正量θＣの値は、車両１の上下方向に対する荷室の位置に基づき設定されている。一般に、ローリングを解除したときの懸架装置の伸縮量はローリング状態にて各懸架装置に加わっていた荷重に応じて異なり、当該荷重は車両１における重心Ｐの位置に応じて異なり、当該位置は車両１の上下方向に対する荷室の位置に応じて異なる。すなわち、車両１の上下方向に対する荷室の位置に基づき補正量θＣを設定することで、ローリングにより右懸架装置及び左懸架装置の各々に加わる荷重に応じた値に補正量θＣを設定することができる。また、かかる補正量θＣをテーブル状のデータ構造にて予め記憶させる構成により、光軸制御装置１００が実際に搭載される車両１の荷室位置に対応する補正量θＣのみを記憶させることで補正量θＣのデータ量を削減したり、又は複数種類の車両１の各々の荷室位置に対応する補正量θＣを記憶させることで複数種類の車両１に対応可能にしたりして、要求仕様等に応じた柔軟な構成を実現することができる。
また、補正量θＣの値は、車両１の車種に基づき設定されている。一般に、車両１における重心Ｐの位置は、車両１の車種に応じて異なる。すなわち、車両１の車種に基づき補正量θＣを設定することで、ローリングにより右懸架装置及び左懸架装置の各々に加わる荷重に応じた値に補正量θＣを設定することができる。また、かかる補正量θＣをテーブル状のデータ構造にて予め記憶させる構成により、光軸制御装置１００が実際に搭載される車両１の車種に対応する補正量θＣのみを記憶させることで補正量θＣのデータ量を削減したり、又は複数種類の車両１の各々の車種に対応する補正量θＣを記憶させることで複数種類の車両１に対応可能にしたりして、要求仕様等に応じた柔軟な構成を実現することができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
本発明の前照灯用光軸制御装置は、前照灯の光軸制御に用いることができる。
１ 車両、２ 前照灯、３ 車速センサ、４ 加速度センサ、１１ ローリング判定部、１２ 光軸制御部、１３ 補正量記憶部、２１ アクチュエータ、３１ プロセッサ、３２ メモリ、３３ 処理回路、１００ 光軸制御装置。

Claims (6)

  1. 車両の停車中、前記車両に設けられた加速度センサの出力値を用いてピッチング角度を算出し、前記ピッチング角度を用いて前記車両に設けられた前照灯の光軸角度を制御する光軸制御部と、
    前記車両が走行を開始したとき、前記車両の停車中におけるローリングの有無を判定するローリング判定部と、を備え、
    前記光軸制御部は、前記車両の停車中に前記ピッチング角度が変化し、かつ、前記ローリング判定部により前記ローリングがあると判定された場合、前記ローリングが解除されたとき、前記車両の停車中におけるローリング角度ごとに設定された補正量を用いて変化後の前記ピッチング角度を補正し、補正後の前記ピッチング角度を用いて前記光軸角度を制御する
    ことを特徴とする前照灯用光軸制御装置。
  2. 前記加速度センサは、前記車両の前後方向に対する加速度、前記車両の左右方向に対する加速度、及び前記車両の上下方向に対する加速度を検出するものであり、
    前記ローリング判定部は、前記加速度センサの出力値を用いて前記ローリングの有無を判定する
    ことを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
  3. 前記補正量は、テーブル状のデータ構造にて予め記憶されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
  4. 前記補正量は、前記車両に設けられた右懸架装置及び左懸架装置の各々に加わる荷重に応じた値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の前照灯用光軸制御装置。
  5. 前記補正量の値は、前記車両の上下方向に対する荷室の位置に基づき設定されていることを特徴とする請求項４記載の前照灯用光軸制御装置。
  6. 前記補正量の値は、前記車両の車種に基づき設定されていることを特徴とする請求項４記載の前照灯用光軸制御装置。
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