JP6742696B2 - 自動車両のヘッドライトの配向を補正するための方法とシステム - Google Patents

Description

本発明は、自動車両、特には自動車のヘッドライトの配向を高さについて補正することに概して関する。

自動車のヘッドライト用のキセノンランプや最近の発光ダイオード等の特定の光源を使用する場合、ヘッドライトが対向方向を走行中の運転者の目を眩ませることがないように、ヘッドライトの傾きを自動的に補正することが規則により定められている。補正には、道路上の車両の傾きが、その荷重の関数として考慮されなければならない。

近年、車両の後車軸と前車軸との高さの差を差動センサによって測定するという方法がある。この情報は、次いで補正システムに送られる。このような方法は、非常に優れており、ヘッドライトの傾きを動的に補正することを可能にする。しかしながら、このような方法には、ヘッドライトが車両に取り付けられた後で、車両の製造ラインの最後に調整が必要である。更に、この方法はコストがかかるとともに、工場から出荷する際にこのような機能を有さない車両に、その後この機能を装備するという実現性と相容れないものである。

上記の欠点を解消するために、出願人は、車両の荷重の関数としての傾き補正機能に無関係のヘッドライト、又はヘッドライトを有するアセンブリの開発に焦点を当ててきた。

傾きが制御されるべき照明モジュールが搭載されている車両及び／又はプラットホームの全体的な傾きを測定するために、加速度計タイプの少なくとも１つのセンサを使用するという選択に焦点が当てられた。好適には、センサは、１対のヘッドライトの少なくとも一方、更にはそれぞれのヘッドライトに組み込まれている。

車両又は制御されるべきヘッドライトにおいて加速度計を使用することにより、地上の基準フレーム内で車両の加速がリアルタイムで測定される。この測定から、単純な計算によって、センサの位置に従って制御されるべきビームを形成するモジュールの車両又はプラットフォームの傾きを推定することが可能である。しかしながら、この測定は、車両にリンクした基準フレームにおいてではなく、地上の基準フレームにおいて実施されるため、この単純な測定には車両の全ての傾き要因が非解離的な態様で含まれる。特に、測定された車両の傾きが、道路の勾配を原因とするのか、車両の荷重を原因とするのか、又はこれら２つの理由の組み合わせを原因とするのか知ることは不可能である。

本発明の目的は、このような問題を克服することである。

この目的のために、本発明は、自動車両のヘッドライトの傾きを、自動車両に保持されたセンサから送られる車両の加速度の測定値に基づいて補正するための方法を主題としている。この方法は、自動車両が一時停止してその後再発進するまでの期間を規定する第１の時点と第２の時点との間における車両の傾きの変動を計算するステップであって、傾きの変動は加速度の測定値の関数として計算されるステップと、ヘッドライトの傾きを計算された車両の傾きの変動の関数として制御するステップと、を備えている。

センサは、加速度計又はジャイロメータであり得る。センサから送られる加速度の測定値は、車両の基準フレームにおける測定値である。例えば、センサは、少なくとも２つの軸、具体的には水平軸及び垂直軸による加速度の測定値を送り得る。この場合、傾きの変動は、これらの２つの軸上で測定された車両の加速度に基づいて獲得され得る。

他の可能な特徴を以下に示す。
−好適には、本方法は、初期設定のための予備ステップを備える。この予備ステップにおいては、車両が水平で平坦なゾーンに載置されている際に、最初の傾きの変動を計算することを目的とする車両の傾きの測定が実施される。
−本方法は、車両の速度を測定するステップを備え得るとともに、第１の時点は、測定されている車両の速度の絶対値が閾値以下となる、特には相殺される時点に相当し、測定速度は整数でも負数でもあり得る。例えば、閾値は毎時２キロメートルである。
−本方法は、車両の一時停止前の車両の傾きを、センサによる車両の加速度の測定値の関数として計算するステップを備え得る。したがって、車両の一時停止前の車両の傾きは、第１の時点における傾きに相当する。
−車両の傾きは定期的に計算されており、一時停止前の車両の傾きは、一時停止前に計算された最後の傾きに相当する。例えば、計算時間は３ミリ秒間であり得る。
−変形例として、車両の傾きは定期的に計算されており、一時停止前の車両の傾きは、一時停止前に計算された一定回数の傾きの平均値に相当する。例えば、一時停止前の車両の傾きは、一時停止前に計算された最後の１０回の傾きの平均値に相当し得る。
−第２の時点は、測定されている車両の速度がゼロを超えた時点、特には前記閾値を越えた時点に相当し得る。
−本方法は、車両の一時停止後の車両の傾きを、センサによる車両の加速度の測定値の関数として計算するステップを備え得る。
−車両の傾きは定期的に計算されており、一時停止後の車両の傾きは、一時停止後に計算された最初の傾きに相当する。この場合、車両の一時停止後の傾きは、第２の時点における傾きに相当する。本実施形態において、車両の傾きを計算する定期的なステップは、車両の停止中は中断される。
−変形例として、車両の傾きは定期的に計算されており、一時停止後の車両の傾きは、一時停止中に計算された最後の傾きに相当する。この場合、車両の一時停止中の最後の車両の傾きは、第２の時点における傾きに相当する。本実施形態において、車両の傾きを計算する定期的なステップは、車両の停止中に、例えば別の時間に亘って、特には１００ミリ秒間に亘って維持される。
−好適には、本方法は、車両の加速度を測定するステップを備えている。この場合、センサから送られる車両の傾きの測定値は、測定された車両の加速度が所定の閾値未満であれば、計算ステップにおいて考慮されない。
−車両が一時停止してその後再発進するまでの期間においてモータが停止するステップが発生した場合、本方法は、センサにより測定された車両の傾きの最後の測定値とヘッドライトの傾きの角度を記憶するステップを更に備えている。

本発明の他の主題は、自動車両のヘッドライトの傾きを補正ためのシステムである。本システムは、自動車両に保持された少なくとも１つのセンサであって、車両の加速度の測定値を送るのに適したセンサと、自動車両が一時停止してその後再発進するまでの期間を規定する第１の時点と第２の時点との間における車両の傾きの変動を、加速度の測定値の関数として計算するのに適したコンピュータと、ヘッドライトの傾きを計算された車両の傾きの変動の関数として制御する手段と、を備える。

センサは、２つの軸又は３つの軸を有する加速度計タイプのセンサである。

変形例として、センサはジャイロスコープ、又は、測定基準フレームが地上基準フレームである、より一般的なセンサである。

可能な一実施形態において、車両に装備される各ヘッドライトは、センサを含んでいる。

一対のヘッドライトが装備された自動車両のための本発明の好適な変形例によれば、ヘッドライトのうちの一方のみがセンサ及びコンピュータを含み、他方のヘッドライトの傾きは、これらの２つのヘッドライトの間のリンクを介して、好適には有線によるリンクを介して、センサを含むヘッドライトの傾きに連動するようになっている。

本発明とその利点は、添付図面とともに以下の説明を参照することでよりよく理解されるであろう。
図１ａは、水平な道路上を移動する、加速度計を装備した車両を概略的に示す。 図１ｂは、上向勾配を移動する同車両を概略的に示す。 図２は、本発明に適合する補正方法の一例の簡略ブロック図である。

図１ａ及び図１ｂは、車両２に装備された加速度計タイプのセンサ１を概略的に示す。車両は、水平な道路の場合と上向勾配を有する道路の場合のそれぞれである道路３上で、停止しているか又は移動している。各図の右側に示される基準フレーム（ａＸ、ａＹ、ａＺ）は、車両の基準フレームである。

市場には数種の加速度計が存在している。これらの間の相違点のひとつは、加速度を測定する際に利用される軸の数である。センサ１は、２つの軸を有するセンサであり得る。しかしながら、３つの軸を有するセンサがより好適であろう。なぜならば、このようなセンサは、少なからぬバンキング効果を考慮することを可能にし、測定値により優れた精度を提供するからである。

限定するものではないが、以下の説明において、センサ１は２つの軸（ａＸ、ａＺ）を有する加速度計であると想定する。したがって、傾きの変動は、これら２つの軸に基づいて測定される車両の加速度から得られる。

車両のシャーシ、又は制御すべきビームを形成するヘッドライト・モジュールのプラットフォームに連結された加速度計から送られる傾きＩの測定値は、一方では関係式：
及び、他方では関係式：
Ｉ＝β＋θ
によって与えられる。ここで、θは水平線に対する道路の傾きに相当し、βは道路上の車両の傾きに相当する。

図２は、ヘッドライトの傾きを補正する方法において実施される本発明による様々なステップを、簡略化したブロック図において示す。これらのステップにより、道路の勾配に関する事前認識という問題を克服することが可能とされる。

本方法は、以下の２つの見解に基づくものである。

車両の荷重の変動を原因とする車両の傾きの変動は、車両が停止している場合にのみ発生し得る。

更に、停止中の車両の傾きの変動は、必然的に荷重の変動に関連している。

これら２つの見解を備えた本発明による補正方法は、停止及び再発進毎の傾きの変動を測定するステップと、ヘッドライトの動作を相対的に制御してその動作を傾きの変動に連動させるステップと、からなる。

以下の説明において、次の表記が使用される。
−Ｉ_０及びβ_０とは、それぞれ、加速度計センサ１により測定される角度と、車両の荷重の関数として補正されるべき、車両に対するヘッドライトの傾きの角度に相当する初期値である。
−Ｉ_ｎとは、時点ｎにおいて加速度計１により与えられる測定値である。
−β_ｎとは、時点ｎにおけるヘッドライトの傾きの角度である。
−ΔＩ_ｎとは、連続する２つの時点（ｎ−１）及び時点ｎにおいて加速度計により与えられる２つの測定値の間の変動である。
−Δβ_ｎとは、連続する２つの時点（ｎ−１）及び時点ｎにおけるヘッドライトの２つの傾きの角度の間の変動である。

図２に示すいわゆる初期設定ステップＳ_１０は、車両がガレージや修理工場を出る時点に相当する。この時、道路の勾配はゼロとみなされ、以下の関係式が適用される。
Ｉ_０＝β_０

車両の速度も同じく測定されているため、車両が停止した時点、すなわち測定されている車両の速度が相殺される時点（ステップＳ_２０）と、車両が再発進する時点、すなわち測定されている車両の速度が再び０より大きくなる時点と、を特定することが可能である。

センサ１から送られた車両の傾きの測定値Ｉ_ｎ-１とＩ_ｎとが比較される（ステップＳ_３０）。

上記の２つの見解を前提とすると、これらの２つ時点の間において車両の荷重に変更があった場合、例えば当該期間に車両に誰かが乗ったか降りた場合にのみ、非ゼロ変動ΔＩ_ｎが得られる。次いで、規定通りに、ヘッドライトの動作を、変動ΔＩ_ｎの関数として制御する。換言すれば、ヘッドライトの傾きが、ステップ_５０に示される次式を満たすように変更される。
Δβ_ｎ＝β_ｎ−β_ｎ-１＝ΔＩ_ｎ＝Ｉ_ｎ−Ｉ_ｎ-１

逆に、加速度計１から送られる測定値においていずれの変更も検出されなかった場合は、ヘッドライトの傾きの変更は実施されない。この例は、図２において、傾きβ_ｎが傾きβ_ｎ-１に対して変わらないステップＳ_６０により示されている。

したがって、荷重を原因とする車両の傾きの絶対的測定値が獲得されることはない。しかし、前述の状態比較により得られる相対的情報が、静的／動的モードにおいてヘッドライトが自動的に調整されることに必要であるとともに十分である。

選択的に、本方法は、車両の加速度Ａｃｃを測定し、この測定された加速度を所定の閾値Ａ_０と比較するステップ（ステップＳ_４０）を備え得る。これにより、有利には、計算ステップにおいて、測定された車両の加速度がこの所定の閾値未満である場合のみ、センサから送られる車両の傾きの測定値が考慮されることが可能となる。こうして、例えば、運転者がハンドブレーキを作動させるなどの車両本体の突然の動作を原因とする測定エラーが軽減される。

最後に、図においてＩ_ｎとβ_ｎが例として挙げられている。実際には、Ｉ_ｎとβ_ｎは、数ミリ秒又は数秒程度の時間Ｔに亘って平均化された一連の測定値から導き出される。

したがって、システムの堅牢性と、車両が停止した後の荷重の変化に対するシステムの応答性が保証される。

本発明による方法の他の実施可能態様において、ヘッドライトに適用される傾きの補正が、車両が停止する直前にセンサにより測定された車両の傾きの最後の変動から導き出される。この変形例は、ライトモジュールの傾きの補正をし過ぎないという利点をもたらすとともに、２つの車両の傾き測定記憶領域を必要とする。当変形例によれば、測定されている車両の速度が所定の非ゼロ閾値Ｖ_０、例えば時速約２キロメートルの非ゼロ閾値Ｖ_０未満となった直後に、加速度計１が車両の傾きの測定値Ｉ_ｎを送り、この測定値がメモリに記憶される。

車両の速度が閾値Ｖ_０未満である限り、センサ１は、定期的に、例えば１０ミリ秒毎に、車両の傾きを測定し続ける。定期的に測定された値は均されて、例えば１００ミリ秒に亘る定期的な傾き値の平均が得られ（これらの値は純粋に例示である）、この平均値が測定の最後にその都度先行する値に置き換えられて記憶される。

測定されている車両の速度が閾値Ｖ_０以上に回復した時点において、センサ１は再び車両の傾きを測定するとともに、補正システムは最後に記憶された平均値に対して得られる変動ΔＩを計算する。上述の場合と同じように、ヘッドライトの傾きにおける変動Δβを、正当に計算された変動ΔＩに連動させる。

本発明に適合する上記補正方法は、純粋な動的モードにおけるヘッドライトの高さの自動調整を可能にするものではないことに留意されたい。換言すれば、車両の動態を原因とする（例えば、車両の加速／減速を原因とする、又は、敷石、穴又は出っ張り等の道路の段差を原因とする）車体の傾きの変動は考慮されない。

更には、全てのケースにおいて、自動車両が一時停止してその後再発進するまでの期間においてモータが停止するステップが発生した場合、システムは、センサ１により測定された車両の傾きの最後の測定値及びヘッドライトの傾きの角度を記憶しなければならない。

上記の補正システムは、他のシステム構造によって実施され得る。

例えば、加速度計タイプのセンサを車両のシャーシに配置し、好適には有線（例えば、ＬＩＮバス、ＣＡＮバス、又は直通タイプ）による通信リンクを介して車両に装備された一対のヘッドを連動させることが可能である。

他の特に有利な実施態様は、加速度計タイプのセンサと、異なる測定を実施し且つ車両のヘッドライトの内部のヘッドライトの動作を制御するコンピュータとを組み込むことにある。理想的には、２つのヘッドライトのうちの一方のみ及び同一対のヘッドライトがセンサを含み、好適には有線による通信リンクが２つのヘッドライトの間に設けられて、これにより２つのヘッドライトの動作が同じ態様で制御され得る。

時間の経過とともに発生し得るシステムのドリフトを考慮に入れて、有利には定期的なリセット操作が実施される。特に、車両を修理のために工場に送る際に、１００００キロメートル毎にリセットが実施され得る。また、例えば６００キロメートル毎にガソリンスタンドに行くという他の中間的なリセットも考えられる。

このようなリセット操作において、車両は水平の平坦なゾーンに載置され、これにより、車両の傾きの絶対的測定値を得ることが可能となる。

Claims (13)

1. 自動車両（２）のヘッドライトの傾きを、前記自動車両に保持されたセンサ（１）から送られる前記車両の加速度の測定値に基づいて補正するための方法であって、
   前記センサ（１）により第１加速度と第２加速度を検出するステップと、
   前記自動車両が一時停止してその後再発進するまでの期間を規定する第１の時点と第２の時点との間における前記自動車両の傾きの変動を計算するステップであって、前記傾きの変動を前記第１加速度と前記第２加速度の測定値の関数として計算するステップ（Ｓ３０）と、
   ヘッドライトの傾きを、前記計算された車両の傾きの変動の関数として制御するステップ（Ｓ５０、Ｓ６０）と、を備え、
   前記計算するステップは、前記自動車両が一時停止する前の前記自動車両の傾きを前記第１加速度と前記第２加速度の関数として計算するステップを含み、
   前記自動車両の傾きは、定期的に計算されており、一時停止する前の前記自動車両の傾きは、一時停止する前に計算される前記自動車両の最後の傾きに対応し、
   前記第１加速度は一時停止の直前の第１の時点でのものに対応する、補正方法。
2. 前記車両の速度を測定するステップ（Ｓ２０）を備え、
   前記第１の時点は、測定されている前記車両の速度の絶対値が閾値以下となり、相殺される時点に相当する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の補正方法。
3. 前記一時停止前の前記車両の傾きは、前記一時停止前に計算された所定回数の傾きの平均値に相当する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の補正方法。
4. 前記第２の時点は、測定されている前記車両の速度がゼロを超えた時点で、閾値を越えた時点に相当する、
   請求項１乃至３の一項に記載の補正方法。
5. 前記車両の一時停止後の前記車両の傾きを、前記センサ（１）による前記車両の加速度の測定値の関数として計算するステップを備えている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の補正方法。
6. 前記車両の傾きは定期的に計算されており、前記一時停止後の前記車両の傾きは、前記一時停止後に計算された最初の傾きに相当する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の補正方法。
7. 前記車両の傾きは定期的に計算されており、前記一時停止後の前記車両の傾きは、前記一時停止中に計算された最後の傾きに相当する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の補正方法。
8. 前記車両の加速度を測定するステップ（Ｓ４０）を更に備え、
   前記センサから送られる前記車両の傾きの測定値は、前記計算するステップにおいて、測定されている前記車両の加速度が所定の閾値未満である場合のみ考慮される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の補正方法。
9. 前記自動車両が一時停止してその後再発進するまでの期間においてモータが停止するステップが発生した場合、前記方法は、前記センサ（１）により測定された前記車両の傾きの最後の測定値及び前記ヘッドライトの傾きの角度を記憶するステップを更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の補正方法。
10. 自動車両（２）のヘッドライトの傾きを補正するシステムであって、
    前記自動車両に保持され、第１加速度と第２加速度を検出する少なくとも１つのセンサ（１）であって、前記車両の加速度の測定値を送るのに適したセンサ（１）と、
    前記自動車両が一時停止してその後再発進するまでの期間を規定する第１の時点と第２の時点との間における前記車両の傾きの変動を、前記加速度の測定値の関数として計算するのに適したコンピュータと、
    前記ヘッドライトの傾きを計算された前記車両の傾きの変動の関数として制御する手段と、を備え、
    前記システムは、前記自動車両が一時停止する前の前記自動車両の傾きを前記第１加速度と前記第２加速度の関数として計算し、
    前記自動車両の傾きは、定期的に計算されており、一時停止する前の前記自動車両の傾きは、一時停止する前に計算される前記自動車両の最後の傾きに対応し、
    前記第１加速度は一時停止の直前の第１の時点でのものに対応する、補正システム。
11. 前記センサ（１）は、２つの軸又は３つの軸を有する加速度計タイプのセンサである、ことを特徴とする請求項１０に記載の補正システム。
12. 前記少なくとも１つのセンサ（１）及び前記コンピュータは、前記ヘッドライトのうちの一方に組み込まれている、
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の補正システム。
13. 前記センサ（１）及び前記コンピュータを含む前記ヘッドライトと他方のヘッドライトとの間の通信リンクを更に備え、これにより前記他方のヘッドライトの傾きも制御することを可能とする、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の補正システム。