特開 2023-170230 車両用灯具の光軸制御装置、車両用灯具の光軸制御方法、車両用灯具システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170230

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】車両用灯具の光軸制御装置、車両用灯具の光軸制御方法、車両用灯具システム

(51)【国際特許分類】

   B60Q 1/115 20060101AFI20231124BHJP

【ＦＩ】

B60Q1/115

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081812

(22)【出願日】2022-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001184

【氏名又は名称】弁理士法人むつきパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 陸

(72)【発明者】

【氏名】中村 成克

【テーマコード（参考）】

3K339

【Ｆターム（参考）】

3K339AA02

3K339BA01

3K339BA25

3K339BA30

3K339CA01

3K339DA01

3K339GB01

3K339HA01

3K339HA13

3K339KA07

3K339KA23

3K339KA29

3K339LA02

3K339LA11

3K339MC45

3K339MC46

3K339MC47

3K339MC48

3K339MC52

3K339MC54

(57)【要約】      （修正有）

【課題】精度の良い車両角度に基づく光軸制御をできるようになるまでの時間を短縮することのできる車両用前照灯の光軸制御装置を提供する。
【解決手段】コントローラは、ジャイロセンサの出力を用いて車両のピッチ角度を求め、ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、ピッチ角度を用いて車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出し、加速度センサの出力を用いて求まる車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各重力加速度成分を除去し、各重力加速度成分を除去後の車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前照灯の光軸を制御する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された前照灯の光軸を制御するための装置であって、
前記車両に設置された加速度センサと、
前記車両に設置されたジャイロセンサと、
前記加速度センサ、前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求め、
前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出し、
前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去し、
各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御する、
車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項2】

車両に搭載された前照灯の光軸を制御するための装置であって、
前記車両に設置された加速度センサと、
前記車両に設置されたジャイロセンサと、
前記加速度センサ、前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求める角度算出部と、
前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出し、前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去する除去処理部と、
各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御する光軸制御部と、
を含む、車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項3】

前記除去処理部は、第１期間の前記ピッチ角度の第１平均値と第２期間の前記ピッチ角度の第２平均値の間の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度の前記第２平均値を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出する、
請求項２に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項4】

前記除去処理部は、前記ピッチ角度の前記第２平均値と所定の安定角度値との間の変化量が所定の閾値よりも小さい場合に、当該第２平均値を新たな当該安定角度値として設定する、
請求項３に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項5】

前記除去処理部は、前記ピッチ角度の前記第２平均値と前記安定角度値との間の変化量が前記閾値以上の場合に、当該閾値をより大きい値に変更する、
請求項４に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項6】

前記除去処理部は、前記閾値が変更された後の処理機会において前記ピッチ角度の前記第２平均値と所定の安定角度値との間の変化量が当該閾値よりも小さい場合には、前記閾値を初期値に変更する、
請求項５に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項7】

前記ピッチ角度をθ、重力加速度をＧとすると、
前記車両の前後方向に対応する重力加速度成分Ｘ_０は、Ｘ_０＝－Ｇｓｉｎθの関係式で求められ、
前記車両の上下方向に対応する重力加速度成分をＺ_０は、Ｚ_０＝Ｇｃｏｓθの関係式で求められる、
請求項１又は２に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【請求項8】

車両に搭載された前照灯の光軸を制御するために、当該車両に設置された前記加速度センサ及び前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラにより実行される方法であって、
前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求めること、
前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記第１時期の前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出すること、
前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去すること、
各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御すること、
を含む、車両用前照灯の光軸制御方法。

【請求項9】

請求項１又は２に記載の光軸制御装置と、当該光軸制御装置によって制御される前照灯と、を含む、車両用灯具システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両用灯具の光軸制御装置、車両用灯具の光軸制御方法、車両用灯具システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１９－０７３１８９号公報（特許文献１）には、乗員や積載荷物等による車両の姿勢変化に応じて前照灯の光軸を可変に制御するオートレベリング技術において、光軸制御のための車両角度の算出精度を向上させるために、加速度センサによって検出した加速度から重力加速度成分を除去する技術が記載されている。しかし、この従来例では、車両が定速状態（車速変化量０ｋｍ／ｈ）である場合に重力加速度成分を取得するが、走行状態によっては定速状態になるまでに時間を要する場合もある。このため、精度の良い車両角度に基づく光軸制御をできるようになるまでに時間を要する場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０７３１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示に係る具体的態様は、オートレベリング技術を用いる場合において、精度の良い車両角度に基づく光軸制御をできるようになるまでに時間を短縮することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

［１］本開示に係る一態様の車両用前照灯の光軸制御装置は、車両に搭載された前照灯の光軸を制御するための装置であって、（ａ）前記車両に設置された加速度センサと、（ｂ）前記車両に設置されたジャイロセンサと、（ｃ）前記加速度センサ、前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラと、を含み、（ｄ）前記コントローラは、（ｄ１）前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求め、（ｄ２）前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出し、（ｄ３）前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去し、（ｄ４）各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御する、車両用前照灯の光軸制御装置である。
［２］本開示に係る一態様の車両用灯具システムは、前記［１］に記載の光軸制御装置と、当該光軸制御装置によって制御される前照灯と、を含む車両用灯具システムである。

【0006】

上記構成によれば、オートレベリング技術を用いる場合において、精度の良い車両角度に基づく光軸制御をできるようになるまでに時間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、ランプユニットの構成例を模式的に示す図である。

【図3】図３は、車両用灯具システムのコントローラを実現するコンピュータの構成例を示す図である。

【図4】図４（Ａ）は、走行中の車両の角度について説明するための模式図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す状態に対応する加速度センサの出力について説明するための図である。

【図5】図５は、ジャイロセンサを用いて得られる車両のピッチ角度の内訳を説明するための図である。

【図6】図６は、車両が平坦路を走行中である場合におけるピッチ角度の変化の一例を模式的に示す波形図である。

【図7】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、車両が平坦路を走行中である場合におけるピッチ角度の変化の他例を模式的に示す波形図である。

【図8】図８は、車両用灯具システムの動作手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。この車両用灯具システムは、自車両の姿勢に応じて光軸を可変に設定して光照射を行うものであり、コントローラ１０、ジャイロセンサ１１、加速度センサ１２、メモリ１３、一対のランプユニット３０Ｌ、３０Ｒを含んで構成されている。

【0009】

コントローラ１０は、車両用灯具システムの動作制御を行うためのものであり、例えば所定の動作プログラムを実行可能なコンピュータシステムを用いて構成される。ここでは、コントローラ１０により実現される機能を理解しやすくするために機能ブロックを用いて説明する。コントローラ１０は、姿勢角度算出部２１、車両状態出力部２２、重力加速度成分処理部２３、光軸制御部２４を有する。また、コントローラ１０には、車両の車速を示す信号ないしデータが入力されている。車速は車両に備わった図示しないセンサ等によって検出されて、例えば車速パルス信号又は車速データという形で得られる。

【0010】

ジャイロセンサ１１は、角速度を検出してその大きさに応じたデータ又は信号を出力するセンサ（角速度センサ）である。本実施形態のジャイロセンサ１１は、車両のロール角、ピッチ角及びヨー角に対応する角速度を検出できるものである。ジャイロセンサ１１は、車両の所定位置（例えばグローブボックスの裏側等）に設置されている。なお、ロール方向は車両の前後方向軸回りに回転する方向であり、ピッチ方向は車両の左右方向軸回りに回転する方向であり、ヨー方向は車両の上下方向軸回りに回転する方向である。

【0011】

加速度センサ１２は、加速度を検出してその大きさに応じたデータ又は信号を出力するセンサである。本実施形態の加速度センサ１２は、車両の前後方向、上下方向及び左右方向のそれぞれに対応した加速度を検出することが可能である。なお、加速度センサ１２の各軸自体は、必ずしも車両の前後方向、上下方向及び左右方向のそれぞれと必ずしも完全に一致していなくてよく、その場合には適宜検出値に対して補正処理を行えばよい。

【0012】

メモリ１３は、コントローラ１０と接続されており、コントローラ１０による演算処理に必要なデータを記憶する。

【0013】

姿勢角度算出部２１は、ジャイロセンサ１１から出力されるデータ（又は信号。以下同様）に基づいて車両の姿勢角度（ピッチ角度、ロール角度、ヨー角度）を検出し、その大きさに応じたデータ（又は信号。以下同様）を出力する。

【0014】

車両状態出力部２２は、姿勢角度算出部２１により算出されるピッチ角度に基づいて車両状態を決定し、当該車両状態を示すデータ（又は信号。以下同様）を重力加速度成分処理部２２へ供給する。本実施形態では、車両状態出力部２２は、車両状態として、ピッチ角度が「安定」、「不安定」の何れかの状態を示すデータ等を出力する。

【0015】

重力加速度成分処理部２３は、加速度センサ１２によって検出される加速度のデータから重力加速度成分を除去する処理を行い、処理後の加速度のデータを光軸制御部２４へ提供する。

【0016】

光軸制御部２４は、重力加速度成分処理部２３から出力される加速度のデータに基づいて車両角度（ピッチ角度から路面角度を除した角度）を求め、この車両角度に応じて各ランプユニット３０Ｌ、３０Ｒの照射光の光軸を制御するための制御信号を生成し、各ランプユニット３０Ｌ、３０Ｒへ供給（出力）する。このとき、光軸制御部２４は、車両状態出力部２２から出力される車両状態に応じて演算方法を適宜選択し、当該選択した演算方法を適用して車両角度を求める。車両角度の演算方法としては公知の方法を用いることができる。

【0017】

各ランプユニット３０Ｌ、３０Ｒは、車両の前部の左右に１つずつ設けられ、車両の前方に光照射を行うためのものである。各ランプユニット３０Ｌ、３０Ｒとしては、公知の種々のランプユニットを採用することができる。例えば、光源や反射鏡等を有して構成される光源部と、光源部から放射される光の光軸（主進行方向）を車両のピッチ方向にて上下に調整するために光源部の向きを上下に調整するアクチュエータを有しており、機械的に光照射範囲を制御可能なランプユニットを用いることができる（後述の図２参照）。なお、各ランプユニット３０Ｌ、３０Ｒとしては、例えば、光源と液晶素子を組み合わせて光照射範囲を制御可能な構成のランプユニット、複数のＬＥＤを選択的に点灯／消灯させることで光照射範囲を制御可能な構成のランプユニット、レーザ素子からの光を可動反射板によって走査してその際にレーザ素子を高速に点消灯させることで光照射範囲を制御可能な構成のランプユニットなど、電子的に光照射範囲を制御可能なランプユニットを用いることもできる。

【0018】

図２は、ランプユニットの構成例を模式的に示す図である。一例としての本実施形態の前照灯ユニット３０Ｌ、３０Ｒは、それぞれ、光源３１と、この光源３１を収容するハウジング３３と、光源３１の前方（光の出射する方向）に配置されておりハウジング３３に固定されているレンズ３４を備える。ハウジング３３の内側面には、光源３１からの光を前方へ反射させる反射面が設けられている。アクチュエータ３２は、光源３１を収容するハウジング３３と連結されており、このハウジング３３の姿勢を変化させる。それにより、光源３１からの光の光軸ａを可変に設定することができる。例えば、車両の後部が相対的に下がっている場合には光軸ａが下向きとなるように制御され、車両の前部が相対的に下がっている場合には光軸ａが上向きとなるように制御される。その際にどの程度下向きまたは上向きにするかは車両角度に応じて設定される。

【0019】

図３は、車両用灯具システムのコントローラを実現するコンピュータの構成例を示す図である。図示のコンピュータは、相互に通信可能に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、記憶装置２０４、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０５を含んで構成されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２から読み出される基本制御プログラムをベースにして動作し、記憶装置２０４に格納されたプログラム（アプリケーションプログラム）２０６を読み出してこれを実行することにより、上記したコントローラ１０の機能を実現する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の動作時に使用させるデータを一時的に記憶する。記憶装置２０４は、例えばハードディスク、ソリッドステートドライブなどの不揮発性の記憶装置であり、プログラム２０６など種々のデータを格納する。外部インタフェース２０５は、ＣＰＵ２０１と外部装置を接続するインタフェースである。

【0020】

図４（Ａ）は、走行中の車両の角度について説明するための模式図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す状態に対応する加速度センサの出力について説明するための図である。図４（Ａ）に示すように車両１００が路面１０１を走行中であるとする。路面１０１は、水平を基準に角度θｚで傾いているとする。以下、この角度を路面角度θｚという。また、車両１００は、積載物等の状況に応じて路面１０１を基準に角度θｋで傾いているとする。図示の例では車両１００は後傾状態であるが逆に前傾状態となる場合もある。角度θｋは上記した車両角度に相当するものであり、以下、単に車両角度θｋという。

【0021】

図４（Ａ）に示すように車両１００が路面角度θｚの路面１０１を加速しながら走行しているとする。このとき、加速度センサ１２のＸ軸（車両前後方向に対応する軸）とＺ軸（車両上下方向に対応する軸）の各々は車両角度θｋの変化に伴って傾くが、他方で、加速によって生じる加速度ベクトルＡは車両角度θｋによる影響を受けず、路面角度θｚにより示される路面１０１と平行になる。このとき、加速度センサ１２のＸ軸、Ｚ軸の各成分の出力値（出力データないし出力信号）は以下のように表せる。式中の「Ｇ」は重力加速度を示す（以下においても同様）。
Ｘ＝－Ｇｓｉｎ（θｋ＋θｚ）－Ａｃｏｓθｋ ・・・（１）
Ｚ＝ Ｇｃｏｓ（θｋ＋θｚ）－Ａｓｉｎθｋ ・・・（２）

【0022】

ここで、走行中の車両１００が定速である場合（車速の変化がない場合）、加速度ベクトルＡは０となるため、加速度センサ１２のＸ軸、Ｚ軸の各成分の出力値Ｘ_０、Ｚ_０は上記（１）、（２）式に基づきそれぞれ下記のように表せる。
Ｘ_０＝－Ｇｓｉｎ（θｋ＋θｚ） ・・・（３）
Ｚ_０＝ Ｇｃｏｓ（θｋ＋θｚ） ・・・（４）

【0023】

上記（３）、（４）式によって表される値が重力加速度成分に相当する。すなわち、重力加速度成分Ｘ_０、Ｚ_０は、車両角度θｋと路面角度θｚを含んだ関係式によって表される。従って、車両１００が定速状態であることが検出できれば、加速度センサ１２の出力値により重力加速度成分を得られる。しかし、例えば車両１００の車速センサ（図示せず）から得られる車速に基づいて定速状態であるかどうかを判断しようとした場合、重力加速度成分が得られるタイミングとの間で時間差が生じることで、重力加速度成分の精度が低下する。このため本実施形態では、以下に説明するようにジャイロセンサ１１の出力値を用いて車両１００の定速状態を検出する。

【0024】

図５は、ジャイロセンサを用いて得られる車両のピッチ角度の内訳を説明するための図である。ジャイロセンサ１１は、車両のピッチ、ロール、ヨーの各方向に対応する角速度を検出するので、これらを積分（積算）することで車両のピッチ角度等を求めることができる。なお、ピッチ角度等の算出に際しては公知の種々のフィルタ（例えばＭａｄｇｗｉｃｋフィルタ）を用いた補正を行うことでピッチ角度等の算出精度を高めることができる。図示のように、車両の前後方向の角度であるピッチ角度θｐには、上記した路面角度θｚ、車両角度θｋが含まれるとともに、車両の加減速に伴うヘッドアップやヘッドダウンによって生じる一時的な角度変化分である角度θｕｄが含まれる。これらの関係は以下のように表せる。
θｐ＝θｚ＋θｋ＋θｕｄ ・・・（５）

【0025】

ここで、θｕｄは走行中の車両のアクセルやブレーキを踏み込むことで車両前後方向に生じる加速度の影響で一時的に発生するものであり、等加速度で走行中の場合にはθｕｄは維持されるが定速で走行中には加速度の影響がなくなり、θｕｄ＝０となる。つまり、定速時にはθｐ＝θｚ＋θｋとなる。

【0026】

得られたピッチ角度から重力加速度成分に対応する角度を求める。重力加速度成分は路面角度θｚと車両角度θｋを含んだ角度θ_０から求めることができる。走行中は車両への人の乗降や荷物積載などが発生しないので原理上、車両角度θｋが変化することはないので、走行中におけるピッチ角度の変化は路面角度θｚの変化ないし車両の加速度による角度θｕｄによるものとなる。従って、これら走行中に生じ得る角度変化分の影響がない状態でのピッチ角度θｐが得られれば、このピッチ角度θｐを重力加速度成分に対応する角度θ_０として用いることができる。

【0027】

上記した重力加速度成分に対応する角度θ_０を用い、かつジャイロセンサ１１を用いて得られるロール角度θｒを用いることで、下記のようにＸＹＺ各軸に対応する重力加速度成分Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０を求めることができる。Ｘ_０は車両の前後方向（進行方向）に対応する重力加速度成分であり、Ｙ_０は車両の左右方向に対応する重力加速度成分であり、Ｚ_０は車両の上下方向に対応する重力加速度成分である。なお、ロール角度θｒとは、車両のロール方向の角度である。
Ｘ_０＝Ｇｓｉｎθ_０ ・・・（６）
Ｙ_０＝Ｇｃｏｓθ_０ｓｉｎθｒ ・・・（７）
Ｚ_０＝Ｇｃｏｓθ_０ｃｏｓθｒ ・・・（８）

【0028】

図６は、車両が平坦路を走行中である場合におけるピッチ角度の変化の一例を模式的に示す波形図である。上記したように重力加速度成分を取得できるのはピッチ角度が安定したとき、すなわち走行中の角度変化の影響がない場合である。従って、ピッチ角度が安定した状態であることを検出し、そのタイミングで重力加速度成分に相当する角度を取得することができる。具体的には、ピッチ角度が安定する場合としては以下の３パターンが考えられる。
（ａ）ピッチ角度の変化量が小さい
（ｂ）ピッチ角度に瞬間的な変化（飛び値）があるが比較的に変化量が小さい
（ｃ）路面角度の変化等に伴って変化した後、変化量が小さい

【0029】

図６に示す期間ａは上記した条件（ａ）に対応する期間であり、期間ｂは上記した条件（ｂ）に対応する期間である。なお、図６において横軸の１マスは０．２ｓに対応し、縦軸の１マスは０．０１ｄｅｇに対応している。期間ａではピッチ角度の変化量が０．０１ｄｅｇに満たない小さい量である。期間ｂでは、丸で囲んで示した４箇所において飛び値があり、各箇所を瞬間的に見れば安定とはいえないが、ある程度の区間でピッチ角度の値を平滑化すれば安定とみなせる。

【0030】

本実施形態では、一例として１．０ｓ毎にピッチ角度の区間平均値を求め、ある区間の区間平均値と次区間の区間平均値との差分の絶対値（変化量）が基準値（一例として０．０１ｄｅｇ）以下であれば、車両のピッチ角度の変化量が小さく安定した状態であるとする。なお、区間の長さや基準値の大きさは上記内容に限定されず、シミュレーションや実験の結果などに基づいて定めることができる。

【0031】

図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、車両が平坦路を走行中である場合におけるピッチ角度の変化の他の例を模式的に示す波形図である。なお、図７（Ａ）、図７（Ｂ）において横軸の１マスは０．２ｓに対応し、縦軸の１マスは１．０ｄｅｇに対応している。図７（Ａ）は、路面角度θｚに変化があった場合のピッチ角度変化の一例を示し、図７（Ｂ）は、車両の加減速によるヘッドアップやヘッドダウンがあった場合のピッチ角度変化の一例を示している。これらは上記した条件（ｃ）の場合に対応するピッチ角度変化の一例である。

【0032】

各図に示すように、ピッチ角度に大きな変化が生じている場合には車両のヘッドアップやヘッドダウンの可能性があり、その場合には重力加速度成分の取得には不要であるために除外したい。そこで、時期Ａにおける安定時のピッチ角度と時期Ｂにおける安定時のピッチ角度との差分の絶対値（変化量）が所定の閾値以上に変化している場合には、一旦「不安定」であると判定する。閾値は、一例として３．０ｄｅｇに設定することができる。

【0033】

他方で、単純に路面角度が変化した場合には変化後の安定状態については除外されないようにしたい。そこで、ピッチ角度の差分が一度上記した閾値を超過する毎に当該閾値をより大きい値に変更する。それにより、図７（Ａ）における時期Ｂ～時期Ｃのようにピッチ角度の変化量が小さい状態が継続した場合には「安定」と判定できる。また、図７（Ｂ）における時期Ｂ～時期Ｃのようにピッチ角度の変化量が大きい状態が継続した場合には「不安定」と判定できる。そして、閾値の変更については、ピッチ角度が一度でも「安定」と判定された場合には初期値（上記例では３．０ｄｅｇ）に初期化される。

【0034】

図８は、車両用灯具システムの動作手順を示すフローチャートである。これらの処理は、コントローラ１０によって所定期間毎（例えば１００ｍｓ毎）に繰り返し実行される。なお、いずれの動作手順においても、情報処理の結果に矛盾や不整合を生じない限りにおいて適宜処理順序を入れ替えることも可能であり、またここで言及しない他の処理を追加してもよく、それらの実施態様も排除されない。以下、このフローチャートを参照しながら車両用灯具システムの動作を詳細に説明する。

【0035】

コントローラ１０は、ジャイロセンサ１１から角速度のデータを読み出すとともに加速度センサ１２から加速度のデータを読み出す（ステップＳ１１）。詳細には、角速度のデータは姿勢角度算出部２１によって読み出され、加速度のデータは姿勢角度算出部２１及び重力加速度成分処理部２３によって読み出される。

【0036】

姿勢角度算出部２１は、角速度のデータに基づいて車両のピッチ角度、ロール角度、ヨー角度を求める（ステップＳ１２）。

【0037】

車両状態出力部２２は、今周期及び前周期の各々におけるピッチ角度の区間平均値を求める（ステップＳ１３）。今周期の区間平均値をＡｖ_（ｎ）、前周期の区間平均値をＡｖ_{（ｎ－１）}とする。区間の長さは一例として上記した１．０ｓである。なお、演算に必要十分なピッチ角度のデータ数が得られていない場合（処理開始直後等）においては、例えば予め設定した代替値を用いる等の処理を行う。

【0038】

車両状態出力部２２は、区間平均値差分の絶対値｜Ａｖ_（ｎ）－Ａｖ_{（ｎ－１）}｜を求め、この差分の絶対値が所定の基準値（一例として０．０１ｄｅｇ）より小さい場合には（ステップＳ１４;ＹＥＳ）、上記した条件（ｃ）の場合に対応する閾値Ｂを設定する（ステップＳ１５）。

【0039】

次に、車両状態出力部２２は、ピッチ角度の今周期の区間平均値Ａｖ_（ｎ）と前回記憶された安定角度Ｄの値との差分の絶対値｜Ｄ－Ａｖ_（ｎ）｜を求め、これが閾値Ｂ以上である場合には（ステップＳ１６；ＮＯ）、当該絶対値が閾値Ｂ以上となった回数を示すパラメータであるカウント値を増加させ、これをメモリ１３に記憶させる（ステップＳ１７）。

【0040】

ここで、上記のカウント値とは、上記したステップＳ１５における閾値Ｂの設定時に用いられるものである。具体的には、現在のカウント値をＣ_ｎとすると閾値Ｂは、例えば３．０×（Ｃ_ｎ＋１）［ｄｅｇ］と設定される。そして、ステップＳ１７の処理が行われる毎にこのカウント値Ｃ_ｎは１ずつ増加する。従って、ステップＳ１６において当該絶対値が閾値Ｂ以上となった回数が増える毎に閾値が増加するように設定される。それにより、上記した条件（ｃ）の場合に対応し、徐々に閾値を増加させることができる。

【0041】

他方、ピッチ角度の今周期の区間平均値Ａｖ_（ｎ）と前回記憶された安定角度Ｄとの差分の絶対値｜Ｄ－Ａｖ_（ｎ）｜が閾値Ｂより小さい場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、今周期の区間平均値Ａｖ_（ｎ）を新たな安定角度Ｄの値としてメモリ１３に記憶させる（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１６において、演算開始直後等で前回記憶された安定角度Ｄが存在しない場合には、例えば予め設けた所定の代替値を安定角度Ｄとして用いるとよい。

【0042】

次に、車両状態出力部２２は、カウント値Ｃ_ｎを０に初期化する（ステップＳ１９）。これにより、次の閾値Ｂの設定時に閾値Ｂが初期値（一例として３．０ｄｅｇ）に戻される。

【0043】

次に、重力加速度成分処理部２３は、安定角度Ｄの値を重力加速度成分に対応する角度θ_０として用い、かつジャイロセンサ１１を用いて得られるロール角度θｒを用いて、ＸＹＺ各軸に対応する重力加速度成分Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０を算出し（ステップＳ２０）、これら算出した重力加速度成分Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０の値をメモリ１３に記憶させる（ステップＳ２１）。

【0044】

他方で、上記したステップＳ１４において、区間平均値差分の絶対値｜Ａｖ_（ｎ）－Ａｖ_{（ｎ－１）}｜が所定の基準値以上であった場合には（ステップＳ１４;ＮＯ）、重力加速度成分処理部２３は、メモリ１３に記憶された重力加速度成分Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０の値を読み出し、これらをステップＳ１１で読み出された加速度センサ１２の加速度からそれぞれ除去する（ステップＳ２２）。具体的には、加速度センサ１２から得られる加速度をＸ、Ｙ、Ｚとすれば、Ｘ－Ｘ_０、Ｙ－Ｙ_０、Ｚ－Ｚ_０のそれぞれの演算が行われる。求められた各加速度のデータは光軸制御部２４に出力される。

【0045】

次に、光軸制御部２４は、重力加速度成分処理部２３から出力される加速度のデータに基づいて車両角度を求め（ステップＳ２３）、この車両角度に応じて各ランプユニット３０Ｌ、３０Ｒの照射光の光軸を制御するための制御信号を生成して出力する（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ２３においては公知の種々の手法を用いることが可能であり、例えば加速度のデータを一定数収集して統計処理を行い、その結果を用いて車両角度を求めることもできる。

【0046】

以上のような実施形態によれば、オートレベリング技術を用いる場合において、精度の良い車両角度に基づく光軸制御をできるようになるまでに時間を短縮することが可能となる。

【0047】

なお、本開示は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では加速度センサのＸＹＺ各軸が車両の前後方向、左右方向、上下方向と略一致している場合を例示していたが各軸の配置はこれに限定されず、ＸＹＺ各軸が車両の前後方向、左右方向、上下方向と一致していない配置としてもよい。その場合には加速度センサ１２の各軸の出力に対して適宜補正処理を行えばよい。

【0048】

本開示は、以下に付記する特徴を有する。

【0049】

（付記１）
車両に搭載された前照灯の光軸を制御するための装置であって、
前記車両に設置された加速度センサと、
前記車両に設置されたジャイロセンサと、
前記加速度センサ、前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求め、
前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出し、
前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去し、
各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御する、
車両用前照灯の光軸制御装置。

【0050】

（付記２）
車両に搭載された前照灯の光軸を制御するための装置であって、
前記車両に設置された加速度センサと、
前記車両に設置されたジャイロセンサと、
前記加速度センサ、前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求める角度算出部と、
前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出し、前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去する除去処理部と、
各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御する光軸制御部と、
を含む、車両用前照灯の光軸制御装置。

【0051】

（付記３）
前記除去処理部は、第１期間の前記ピッチ角度の第１平均値と第２期間の前記ピッチ角度の第２平均値の間の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記ピッチ角度の前記第２平均値を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出する、
付記２に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【0052】

（付記４）
前記除去処理部は、前記ピッチ角度の前記第２平均値と所定の安定角度値との間の変化量が所定の閾値よりも小さい場合に、当該第２平均値を新たな当該安定角度値として設定する、
付記３に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【0053】

（付記５）
前記除去処理部は、前記ピッチ角度の前記第２平均値と前記安定角度値との間の変化量が前記閾値以上の場合に、当該閾値をより大きい値に変更する、
付記４に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【0054】

（付記６）
前記除去処理部は、前記閾値が変更された後の処理機会において前記ピッチ角度の前記第２平均値と所定の安定角度値との間の変化量が当該閾値よりも小さい場合には、前記閾値を初期値に変更する、
付記５に記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【0055】

（付記７）
前記ピッチ角度をθ、重力加速度をＧとすると、
前記車両の前後方向に対応する重力加速度成分Ｘ_０は、Ｘ_０＝－Ｇｓｉｎθの関係式で求められ、
前記車両の上下方向に対応する重力加速度成分をＺ_０は、Ｚ_０＝Ｇｃｏｓθの関係式で求められる、
付記１～６の何れかに記載の車両用前照灯の光軸制御装置。

【0056】

（付記８）
車両に搭載された前照灯の光軸を制御するために、当該車両に設置された前記加速度センサ及び前記ジャイロセンサの各々と接続されたコントローラにより実行される方法であって、
前記ジャイロセンサの出力を用いて前記車両のピッチ角度を求めること、
前記ピッチ角度の変化量が所定の基準値よりも小さい場合に、前記第１時期の前記ピッチ角度を用いて前記車両の少なくとも前後方向及び上下方向の各々に対応する重力加速度成分を算出すること、
前記加速度センサの出力を用いて求まる前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度の各々から各前記重力加速度成分を除去すること、
各前記重力加速度成分を除去後の前記車両の前後方向及び上下方向の各々に対応する加速度を用いて前記前照灯の光軸を制御すること、
を含む、車両用前照灯の光軸制御方法。

【0057】

（付記９）
付記１～７の何れかに記載の光軸制御装置と、当該光軸制御装置によって制御される前照灯と、を含む、車両用灯具システム。

【符号の説明】

【0058】

１０：コントローラ、１１：ジャイロセンサ、１２：加速度センサ、１３：メモリ、２１：姿勢角度算出部、２２：車両状態出力部、２３：重力加速度成分処理部、２４：光軸制御部、３０Ｌ、３０Ｒ：ランプユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】