技術實現要素:
本發明涉及車輛用燈具的控制裝置和車輛用燈具系統,特別涉及汽車等所使用的車輛用燈具的控制裝置和車輛用燈具系統。
背景技術:
以往,已知根據車輛的傾斜角度自動地調節車輛用前照燈的光軸位置以使前照燈的照射方向變化的自動調平控制。一般,在自動調平控制中,基于根據車高傳感器的輸出值導出的車輛的俯仰角度來調節前照燈的光軸位置。與此不同,在專利文獻1及專利文獻2中,公開了使用加速度傳感器等傾斜傳感器來實施自動調平控制的車輛用燈具的控制裝置。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-030782號公報
專利文獻2:日本特開2012-030783號公報
發明內容
發明要解決的課題
在使用加速度傳感器、陀螺儀傳感器(角速度傳感器、角加速度傳感器)、地磁傳感器等傾斜傳感器的情況下,與使用車高傳感器的情況相比,能夠使自動調平系統更廉價,另外,還能夠實現輕量化。其結果是,能夠實現車輛的低成本化及輕量化。另一方面,即使在使用加速度傳感器等傾斜傳感器的情況下,也存在想要進一步提高自動調平控制的性能的要求。另外,即使在使用加速度傳感器等傾斜傳感器的情況下,也存在想要進一步提高自動調平控制的精度的要求。
本發明人為了實現自動調平控制的高性能化而進行了專心研究,結果認識到:在以往的車輛用燈具的控制裝置中,存在實現自動調平控制的進一步的高性能化的余地。另外,認識到:存在實現自動調平控制的進一步的高精度化的余地。
本發明是鑒于這種狀況而完成的,其目的之一在于提供提高車輛用燈具的自動調平控制的性能的技術。
另外,本發明的另一目的在于提供提高車輛用燈具的自動調平控制的精度的技術。
用于解決課題的手段
本發明的一個技術方案是車輛用燈具的控制裝置。該控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示能夠導出車輛相對于水平面的傾斜角度即合計角度的傾斜傳感器的輸出值的信號,該合計角度包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度、和車輛相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度;以及控制部,該控制部執行如下控制:保持路面角度基準值和車輛姿勢角度基準值,對于車輛停止中的合計角度的變化,生成車輛用燈具的光軸角度的調節信號,并且,將在車輛姿勢角度基準值中含入該合計角度的變化量而得到的車輛姿勢角度作為新的基準值而保持,對于車輛行駛中的合計角度的變化,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度的維持的維持信號,并且,將在路面角度基準值含入該合計角度的變化量而得到的路面角度作為新的基準值而保持。控制部具有異常檢測部,該異常檢測部檢測車輛用燈具的控制裝置陷入異常狀態、及從異常狀態恢復,在由異常檢測部檢測到控制裝置陷入異常狀態的情況下,將光軸角度固定在當前角度或者預定的基準角度,在檢測到從異常狀態恢復后,基于在車輛行駛中得到的傾斜傳感器的輸出值來推斷當前的車輛姿勢角度,解除光軸角度的固定狀態,并且,使用推斷的車輛姿勢角度來生成調節信號,或者,從外部設備接收表示當前的車輛姿勢角度的信號,解除光軸角度的固定狀態,并且,使用接收的車輛姿勢角度來生成調節信號。根據該技術方案的控制裝置,能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的性能。
在上述技術方案中,也可以是,傾斜傳感器是能夠檢測車輛前后方向及車輛上下方向的加速度的加速度傳感器,控制部在車輛姿勢角度的推斷中,在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中,標繪在車輛行駛中得到的輸出值,使用根據標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來推斷車輛姿勢角度。另外,也可以是,還包括緩沖量變更部,該緩沖量變更部使直線或矢量的導出所使用的輸出值的數量周期性地增減。由此,能夠實現自動調平控制的高精度化。
本發明的另一技術方案是車輛用燈具系統。該車輛用燈具系統包括:車輛用燈具,該車輛用燈具能夠調節光軸;傾斜傳感器,該傾斜傳感器能夠導出車輛相對于水平面的傾斜角度即合計角度,該合計角度包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度、和車輛相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度;以及控制裝置,該控制裝置對車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制。控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示傾斜傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部執行如下控制:保持路面角度基準值和車輛姿勢角度基準值,對于車輛停止中的合計角度的變化,生成車輛用燈具的光軸角度的調節信號,并且,將在車輛姿勢角度基準值中含入該合計角度的變化量而得到的車輛姿勢角度作為新的基準值而保持,對于車輛行駛中的合計角度的變化,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度的維持的維持信號,并且,將在路面角度基準值含入該合計角度的變化量而得到的路面角度作為新的基準值而保持。控制部具有異常檢測部,該異常檢測部檢測控制裝置陷入異常狀態、和從異常狀態恢復,在由異常檢測部檢測到控制裝置陷入異常狀態的情況下,將光軸角度固定在當前角度或者預定的基準角度,在檢測到從異常狀態恢復后,基于在車輛行駛中得到的傾斜傳感器的輸出值來推斷當前的車輛姿勢角度,解除光軸角度的固定狀態,并且,使用推斷的車輛姿勢角度來生成調節信號,或者,從外部設備接收表示當前的車輛姿勢角度的信號,解除光軸角度的固定狀態,并且,使用接收的車輛姿勢角度來生成調節信號。根據該技術方案的控制裝置,能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的性能。
本發明的另一技術方案是車輛用燈具的控制裝置。該控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示具有自我故障診斷功能的傾斜傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部使用傾斜傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號。控制部具有診斷指示部,該診斷指示部向傾斜傳感器輸出故障診斷的執行指示信號。診斷指示部在處于傾斜傳感器的輸出值的變化量為預定量以下的車輛的穩定狀態時輸出執行指示信號。根據該技術方案的控制裝置,能夠更高精度地實施傾斜傳感器的故障診斷。由此,由于能夠減輕看漏傾斜傳感器的故障的風險,所以能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的精度。
在上述技術方案中,也可以是,診斷指示部周期性地輸出執行指示信號。另外,在上述任何一個技術方案中,也可以是,傾斜傳感器是能夠檢測車輛前后方向及車輛上下方向的加速度的加速度傳感器,能夠根據輸出值導出車輛相對于水平面的傾斜角度即合計角度,該合計角度包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度、和車輛相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度,在輸出值中包含故障診斷時的輸出值,控制部執行第1控制和第2控制的至少一個,在該第1控制中,保持路面角度基準值和車輛姿勢角度基準值,使用傾斜傳感器的輸出值導出合計角度,對于車輛停止中的合計角度的變化,輸出調節信號,并且,將在車輛姿勢角度基準值中含入該合計角度的變化量而得到的車輛姿勢角度作為新的基準值而保持,對于車輛行駛中的合計角度的變化,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度的維持的維持信號,并且,將在路面角度基準值中含入該合計角度的變化量而得到的路面角度作為新的基準值而保持,在該第2控制中,在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中,標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器的輸出值,使用根據標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來導出上述車輛姿勢角度,使用得到的車輛姿勢角度來輸出上述調節信號,在第1控制中的合計角度的導出、或第2控制中的車輛姿勢角度的導出中,使用將故障診斷時的輸出值排除后的輸出值。
另外,在上述任何一個技術方案中,也可以是,傾斜傳感器是能夠檢測車輛前后方向及車輛上下方向的加速度的加速度傳感器,根據輸出值能夠導出車輛相對于水平面的傾斜角度即合計角度,該合計角度包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度、和車輛相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度,在輸出值中包含故障診斷時的輸出值,控制部執行第1控制和第2控制的至少一個,在該第1控制中,保持路面角度基準值和車輛姿勢角度基準值,在車輛停止中使用傾斜傳感器的多個輸出值重復導出合計角度,對于合計角度的變化,輸出調節信號,并且,將在車輛姿勢角度基準值中含入該合計角度的變化量而得到的車輛姿勢角度作為新的基準值而保持,在車輛行駛中,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度的維持的維持信號,在車輛停止時,將在路面角度基準值中含入車輛的行駛前后的合計角度的變化量而得到的路面角度作為新的基準值而保持,在該第2控制中,在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中,標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器的輸出值,使用根據標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來導出車輛姿勢角度,使用得到的車輛姿勢角度輸出調節信號,診斷指示部以在第1控制中的上述合計角度的一次的導出、或第2控制中的車輛姿勢角度的一次的導出所使用的多個輸出值中,包含故障診斷時的輸出值為預定數量以下的方式,輸出執行指示信號。
另外,在上述任何一個技術方案中,也可以是,控制部具有對車輛的停止進行檢測的停止檢測部、對相對于車輛的人的乘降或者貨物的裝卸進行檢測的載荷變化檢測部、以及對點火開關的接通斷開進行檢測的點火檢測部的至少一個,診斷指示部在檢測到車輛的停止、人的乘降或者貨物的裝卸、以及點火開關的接通斷開的切換的至少一個的情況下,輸出執行指示信號。根據這些技術方案,能夠實現自動調平控制的進一步的高精度化。
本發明的另一個技術方案是車輛用燈具系統。該車輛用燈具系統包括:車輛用燈具,該車輛用燈具能夠調節光軸;傾斜傳感器,該傾斜傳感器具有自我故障診斷功能;以及控制裝置,該控制裝置對車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制。控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示傾斜傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部使用傾斜傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號。控制部具有診斷指示部,該診斷指示部向傾斜傳感器輸出故障診斷的執行指示信號。診斷指示部在處于傾斜傳感器的輸出值的變化量為預定量以下的車輛的穩定狀態時輸出執行指示信號。
本發明的另一技術方案是車輛用燈具的控制裝置。該控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示設置于車輛的車速傳感器的輸出值的信號、和表示設置于車輛的加速度傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部使用加速度傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號。控制部具有對加速度傳感器的異常進行判定的異常判定部。異常判定部基于根據在車輛行駛中得到的車速傳感器的輸出值導出的加速度、與根據加速度傳感器的輸出值導出的車輛前后方向的加速度之差,判定加速度傳感器的異常。根據該技術方案,由于能夠檢測加速度傳感器產生了異常,所以,能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的精度。
在上述技術方案中,也可以是,包括加速度傳感器,加速度傳感器檢測彼此正交的x軸、y軸及z軸上的加速度,x軸與車輛的前后軸非平行,且y軸與車輛的左右軸、及z軸與車輛的上下軸的至少一個非平行。根據該技術方案,由于能夠判定加速度傳感器的多個軸的異常,所以能夠進一步提高自動調平控制的精度。
本發明的另一技術方案是車輛用燈具系統。該車輛用燈具系統包括:車輛用燈具,該車輛用燈具能夠調節光軸;車速傳感器;加速度傳感器;以及控制裝置,該控制裝置對車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制。控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示車速傳感器和加速度傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部使用加速度傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號。控制部具有對加速度傳感器的異常進行判定的異常判定部。異常判定部基于根據在車輛行駛中得到的車速傳感器的輸出值導出的加速度、與根據加速度傳感器的輸出值導出的車輛前后方向的加速度之差,判定加速度傳感器的異常。
本發明的另一技術方案是車輛用燈具的控制裝置。該控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示設置于車輛的加速度傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部使用加速度傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號。控制部具有對加速度傳感器的異常進行判定的異常判定部。異常判定部基于車輛的存在位置的重力加速度、與根據加速度傳感器的輸出值導出的車輛上下方向的加速度之差,判定加速度傳感器的異常。根據該技術方案,由于能夠檢測加速度傳感器產生了異常,因此,也能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的精度。
在上述技術方案中,也可以是,包括加速度傳感器,加速度傳感器檢測彼此正交的x軸、y軸及z軸上的加速度,z軸與車輛的上下軸非平行,且x軸與車輛的前后軸、及y軸與車輛的左右軸的至少一個非平行。根據該技術方案,由于能夠判定加速度傳感器的多個軸的異常,所以,能夠進一步提高自動調平控制的精度。另外,在上述任何一個技術方案中,也可以是,異常判定部在車輛停止中執行加速度傳感器的異常判定。根據該技術方案,能夠提高加速度傳感器的異常判定的精度。
本發明的另一技術方案是車輛用燈具系統。該車輛用燈具系統包括:車輛用燈具,該車輛用燈具能夠調節光軸;加速度傳感器;以及控制裝置,該控制裝置對車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制。控制裝置包括:接收部,該接收部接收表示加速度傳感器的輸出值的信號;以及控制部,該控制部使用加速度傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號。控制部具有對加速度傳感器的異常進行判定的異常判定部。異常判定部基于車輛的存在位置的重力加速度、與根據加速度傳感器的輸出值導出的車輛上下方向的加速度之差,判定加速度傳感器的異常。
需要說明的是,將上述的各要素適當組合的技術方案也能夠被包含在通過本件專利申請而要求專利保護的發明的范圍中。
發明效果
根據本發明,能夠提供一種提高車輛用燈具的自動調平控制的性能的技術。
另外,根據本發明,能夠提供一種提高車輛用燈具的自動調平控制的精度的技術。
附圖說明
圖1是各實施方式的控制裝置的控制對象即包含車輛用燈具的前照燈單元的概略鉛垂剖視圖。
圖2是說明實施方式1的前照燈單元、車輛控制ecu及調平ecu的動作協動的功能框圖。
圖3是用于說明車輛所產生的加速度矢量、和能用傾斜傳感器檢測的車輛的傾斜角度的示意圖。
圖4的(a)及圖4的(b)是用于說明車輛的運動加速度矢量的方向與車輛姿勢角度的關系的示意圖。
圖5是示出車輛前后方向的加速度與車輛上下方向的加速度的關系的圖表。
圖6是示意性地示出緩沖量恒定的情況下的車輛姿勢角度θv的推移的圖。
圖7是示意性地示出使緩沖量周期性地增減的情況下的車輛姿勢角度θv的推移的圖。
圖8是示出由實施方式1的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。
圖9是說明實施方式2的前照燈單元、車輛控制ecu及調平ecu的動作協動的功能框圖。
圖10示出由實施方式2的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。
圖11的(a)及圖11的(b)是用于說明傾斜傳感器的故障診斷的示意圖。
圖12是用于說明實施方式2的故障診斷的執行時機的時序圖。
圖13是用于說明實施方式3的故障診斷的執行時機的時序圖。
圖14是說明實施方式4的前照燈單元、車輛控制ecu及調平ecu的動作協動的功能框圖。
圖15是用于說明實施方式4的傳感器坐標系與車輛坐標系的關系的示意圖。
圖16的(a)及圖16的(b)是用于說明實施方式4的異常判定部所進行的加速度傳感器的異常判定的示意圖。
圖17是示出由實施方式4的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。
圖18是用于說明實施方式5的傳感器坐標系與車輛坐標系的關系的示意圖。
圖19的(a)及圖19的(b)是用于說明實施方式6的異常判定部所進行的加速度傳感器的異常判定的示意圖。
圖20是示出由實施方式6的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。
具體實施方式
以下,基于優選的實施方式參照附圖說明本發明。對于各附圖所示的同一或等同的構成要素、部件、處理,標注相同的附圖標記,重復的說明適當省略。另外,實施方式并非限定發明而是例示,實施方式所記述的所有的特征、其組合不一定是發明的本質。
在本說明書中,“車輛行駛中”是指,例如從后述的車速傳感器的檢測值(或者輸出值)超過0時起到車速傳感器的檢測值變成0為止的期間。“車輛停止時”是指,例如車速傳感器的檢測值變成0之后,后述的傾斜傳感器或加速度傳感器的檢測值穩定時。“剛起步后”是指,例如從車速傳感器的檢測值超過0時起的預定期間。“要起步前”是指,例如從車速傳感器的檢測值超過0時向前計算預訂時間的時間。“車輛停止中”是指,例如從傾斜傳感器或加速度傳感器的檢測值穩定時起、車速傳感器的檢測值超過0時。該“穩定時”可以設定為傾斜傳感器或加速度傳感器的輸出值的每單位時間的變化量變成預定量以下時,也可以設定為車速傳感器的檢測值變成0之后預定時間經過后(例如1~2秒后)。傾斜傳感器的輸出值的“穩定狀態”是指,傾斜傳感器的輸出值的每單位時間的變化量為預定量以下的狀態,“不穩定狀態”是指,該變化量超過預定量的狀態。“車輛300正在停車”意味著,車輛300處于“車輛停止時”或者“車輛停止中”的狀態。上述“車輛行駛中”、“車輛停止時”、“剛起步后”、“要起步前”、“車輛停止中”、“穩定時”、“穩定狀態”、“不穩定狀態”及“預定量”能夠基于設計者所進行的實驗、模擬來適當設定。
[實施方式1]
圖1是實施方式1的控制裝置的控制對象即包含車輛用燈具的前照燈單元的概略鉛垂剖視圖。前照燈單元210是將左右對稱地形成的一對前照燈單元在車輛的車寬度方向的左右各配置有1個的構造。由于右側的前照燈單元210r及左側的前照燈單元210l實質上為相同的構成,所以,以下說明右側的前照燈單元210r的構造。前照燈單元210r具有:在車輛前方側具有開口部的燈身212;以及覆蓋該開口部的透光蓋214。燈身212在車輛后方側具有裝拆蓋212a。利用燈身212和透光蓋214形成燈室216。在燈室216中收納有作為車輛用燈具的燈具單元10。
在燈具單元10上形成有具有樞軸機構218a的燈支架218,該樞軸機構218a成為燈具單元10的上下左右方向的擺動中心。燈支架218與被燈身212支承的對光調整螺釘220擰合。在燈具單元10的下表面固定有旋轉驅動器222的旋轉軸222a。旋轉驅動器222被固定于單元支架224。在單元支架224上連接有調平驅動器226。調平驅動器226例如由使桿226a在箭頭m、n方向伸縮的馬達等構成。燈具單元10由于桿226a在箭頭m、n方向伸縮從而成為后傾姿勢、前傾姿勢,由此,能夠進行使光軸o的俯仰角度朝向下方、上方的調平調整。
燈具單元10包括燈具殼17、和投影透鏡20,該燈具殼17將包含旋轉遮光件12的遮光機構18、光源14、反射體16支承于內壁。光源14能夠使用白熾燈泡、鹵素燈、放電球、led等。反射體16至少一部分為橢圓球面狀,反射從光源14放射的光。來自光源14的光和由反射體16反射的光的一部分經過旋轉遮光件12被引導至投影透鏡20。旋轉遮光件12是能夠以旋轉軸12a為中心進行旋轉的圓筒部件,包括缺口部和多個遮光板(未圖示)。缺口部或遮光板的任一個移動到光軸o上,形成預定的配光圖案。投影透鏡20由平凸非球面透鏡構成,將形成在后方焦點面上的光源像以倒像投影到燈具前方的虛擬鉛垂屏幕上。
圖2是說明前照燈單元、車輛控制ecu、及調平ecu的動作協動的功能框圖。需要說明的是,在圖2中,將前照燈單元210r及前照燈單元210l統一視為前照燈單元210。另外,對于調平ecu100,作為硬件構成,用以計算機的cpu、存儲器為代表的要素、電路來實現,作為軟件構成,利用計算機程序等來實現,但是,在圖2中,描畫為通過這些構成的協作而實現的功能模塊。因而,這些功能模塊能夠利用硬件、軟件的組合以各種形式實現,這對于本領域技術人員來說是可以理解的范疇。
作為車輛用燈具的控制裝置的調平ecu100包括接收部102、控制部104、發送部106、存儲器108、以及傾斜傳感器110。調平ecu100例如設置在車輛300的前圍板附近。需要說明的是,調平ecu100的設置位置沒有特別限定,例如也可以設置在前照燈單元210內。另外,傾斜傳感器110也可以設置在調平ecu100的外部。在調平ecu100上連接有車輛控制ecu302、燈開關304。利用接收部102接收從車輛控制ecu302、燈開關304輸出的信號。另外,接收部102接收表示傾斜傳感器110的輸出值的信號。
在車輛控制ecu302上連接有轉向傳感器310、車速傳感器312、導航系統314等。從這些傳感器輸出的信號經由車輛控制ecu302被調平ecu100的接收部102接收。燈開關304根據駕駛員的操作內容將指示前照燈單元210的點亮熄滅的信號、指示自動調平控制的執行的信號等發送到電源306、車輛控制ecu302、調平ecu100等。
接收部102所接收到的信號被發送到控制部104。控制部104執行自動調平控制,在該自動調平控制中,使用傾斜傳感器110的輸出值,對燈具單元10的光軸o的俯仰角度(以下,適當地將該角度稱為光軸角度θo)進行調節。控制部104具有角度運算部1041、調節指示部1042、ram1043、結束信號生成部1044、異常檢測部1045、以及緩沖量變更部1046。
角度運算部1041使用傾斜傳感器110輸出值和保存在ram1043中的信息,生成車輛300的俯仰角度信息。調節指示部1042使用由角度運算部1041生成的俯仰角度信息,生成指示燈具單元10的光軸角度θo的調節的調節信號。控制部104將由調節指示部1042生成的調節信號經由發送部106輸出到調平驅動器226。調平驅動器226基于接收到的調節信號進行驅動,燈具單元10的光軸o在俯仰角度方向被調整。結束信號生成部1044在來自電源306的電力供給停止時,生成表示調平ecu100的動作正常結束的結束信號。異常檢測部1045檢測調平ecu100陷于異常狀態的狀況、和從異常狀態恢復的狀況。緩沖量變更部1046在后述的車輛姿勢角度θv的推斷處理中使直線或矢量的一次的導出所使用的傾斜傳感器110的輸出值的數量周期性地增減。對于控制部104所具有的各部的動作,在后詳細說明。
在車輛300中搭載有向調平ecu100、車輛控制ecu302、及前照燈單元210供給電力的電源306。當通過燈開關304的操作而指示前照燈單元210的點亮時,從電源306經由電源電路230向光源14供給電力。從電源306向調平ecu100的電力供給在點火開關(未圖示)接通時被實施,在點火開關斷開時被停止。
接下來,詳細說明具備上述的構成的調平ecu100所進行的自動調平控制。圖3是用于說明車輛所產生的加速度矢量、和能用傾斜傳感器檢測的車輛的傾斜角度的示意圖。
例如,在車輛后部的行李艙裝載有貨物或者在后排座位存在乘員的情況下,在車輛姿勢成為后傾姿勢,在貨物從行李艙落下或者后排座位的乘員下車的情況下,車輛姿勢從后傾姿勢的狀態起進行前傾。在車輛變成后傾姿勢或者前傾姿勢時,燈具單元10的照射方向也上下變動,前方照射距離變長或者變短。因此,調平ecu100從傾斜傳感器110的輸出值導出車輛300的俯仰方向的傾斜角度或其變化,將光軸角度θo設定為與車輛姿勢相應的角度。通過實施基于車輛姿勢來實時地進行燈具單元10的調平調整的自動調平控制,從而即使車輛姿勢變化,也能夠將前方照射光的到達距離調節為最合適。
在本實施方式中,傾斜傳感器110是具有相互正交的x軸、y軸、z軸的3軸加速度傳感器。傾斜傳感器110以任意的姿勢安裝于車輛300,檢測車輛300所產生的加速度矢量。行駛中的車輛300會產生重力加速度、和因車輛300的移動而產生的運動加速度。因此,如圖3所示,傾斜傳感器110能夠檢測將重力加速度矢量g和運動加速度矢量α合成的合成加速度矢量β。另外,在車輛300的停止中,傾斜傳感器110能夠檢測重力加速度矢量g。傾斜傳感器110將檢測到的加速度矢量的各軸分量的數值輸出。
由于傾斜傳感器110以任意的姿勢安裝于車輛300,所以,傾斜傳感器110搭載于車輛300的狀態下的傾斜傳感器110的x軸、y軸、z軸(傳感器側的軸)不一定與決定車輛300的姿勢的車輛300的前后軸、左右軸、及上下軸(車輛側的軸)一致。因此,控制部104需要將從傾斜傳感器110輸出的3軸的分量即傳感器坐標系的分量,轉換為車輛300的3軸的分量即車輛坐標系的分量。為了將傾斜傳感器110的軸分量轉換為車輛300的軸分量來算出車輛300的傾斜角度,需要基準軸信息,該基準軸信息表示安裝于車輛300的狀態的傾斜傳感器110的軸和車輛300的軸和路面角度的位置關系。因此,控制部104例如以下這樣生成基準軸信息。
首先,例如在車輛制造者的制造工廠、經銷商的維修工廠等中,將車輛300放置在以相對于水平面平行的方式設計的路面(以下,適當地將該路面稱為基準路面),設定為第1基準狀態。在第1基準狀態下,對車輛300假定為在駕駛座上有1人乘車的狀態。而且,利用工廠的初始化處理裝置的開關操作、can(controllerareanetwork:控制器局域網)系統的通信等,發送初始化信號。控制部104如果接收到初始化信號,則執行預定的初始化處理。在初始化處理中,實施初期對光調整,使燈具單元10的光軸o對齊到初始角度。另外,控制部104將傾斜傳感器110的坐標系和車輛300的坐標系和車輛300所在的基準路面(換言之是水平面)的位置關系建立對應。
即,控制部104將第1基準狀態下的傾斜傳感器110的輸出值作為第1基準矢量s1=(x1、y1、z1),記錄到控制部104內的ram1043或者存儲器108。存儲器108是非易失性存儲器。由此,傾斜傳感器側的軸、與基準路面的位置關系被建立對應。接下來,將車輛300設定為僅俯仰角度與第1狀態不同的第2狀態。例如,能夠通過在處于第1狀態的車輛300的前部或后部施加載荷,從而將車輛300設定為第2狀態。控制部104將車輛300處于第2狀態時的傾斜傳感器110的輸出值作為第2基準矢量s2=(x2、y2、z2)記錄到ram1043或者存儲器108。
通過取得第1基準矢量s1,從而能夠掌握傾斜傳感器110的z軸與車輛300的上下軸的偏移。另外,能夠根據第2基準矢量s2相對于第1基準矢量s1的分量的變化,掌握車輛300的前后、左右軸與傾斜傳感器110的x、y軸的偏移。由此,傾斜傳感器側的軸與車輛側的軸的位置關系建立對應,其結果是,車輛側的軸與基準路面的位置關系建立對應。控制部104將轉換表作為基準軸信息記錄到存儲器108,該轉換表將傾斜傳感器110的輸出值的各軸分量的數值(包含基準路面的數值)與車輛300的各軸分量的數值建立對應。
控制部104的角度運算部1041使用轉換表將從傾斜傳感器110輸出的x軸、y軸、z軸的各分量的數值轉換成車輛300的前后軸、左右軸、上下軸的分量。因而,根據傾斜傳感器110的輸出值能夠檢測車輛前后方向、車輛左右方向及車輛上下方向的加速度。
根據車輛停止中的傾斜傳感器110的輸出值能夠導出車輛300相對于重力加速度矢量g的斜率。即,根據傾斜傳感器110的輸出值能夠導出車輛300相對于水平面的傾斜角度即合計角度θ,該合計角度θ包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度θr、和車輛300相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度θv。需要說明的是,路面角度θr、車輛姿勢角度θv及合計角度θ是車輛300的俯仰方向的角度。
自動調平控制的目的在于,吸收伴隨車輛300的俯仰方向的傾斜角度的變化而產生的車輛用燈具的前方照射距離的變化,將照射光的前方到達距離保持為最適度。因而,自動調平控制所需要的車輛300的傾斜角度是車輛姿勢角度θv。即,在自動調平控制中,要求在車輛姿勢角度θv發生了變化的情況下調節燈具單元10的光軸角度θo,在路面角度θr發生了變化的情況下維持燈具單元10的光軸角度θo。為了實現該要求,需要從合計角度θ提取關于車輛姿勢角度θv的信息。
對此,控制部104作為自動調平的基本控制,將車輛行駛中的合計角度θ的變化推斷為路面角度θr的變化,將車輛停止中的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化,根據合計角度θ導出車輛姿勢角度θv。在車輛行駛中,由于很少有裝載物量、乘車人數增減而車輛姿勢角度θv變化,所以,能夠將車輛行駛中的合計角度θ的變化推斷為路面角度θr的變化。另外,在車輛停止中,由于很少有車輛300移動而路面角度θr變化,所以,能夠將車輛停止中的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化。
例如,在上述的初始化處理中,角度運算部1041使用被生成的基準軸信息,將第1基準狀態下的傾斜傳感器110的輸出值轉換為車輛300的3軸分量,將這些值作為路面角度θr的基準值(θr=0°)、車輛姿勢角度θv的基準值(θv=0°)存儲并保持到ram1043。另外,根據需要將這些基準值寫入到存儲器108。而且,控制部104對于車輛停止中的合計角度θ的變化,生成燈具單元10的光軸角度θo的調節信號。另外,與此同時,將在已保持著的車輛姿勢角度θv的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持。另外,控制部104對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度θo的維持的維持信號。另外,與此同時,將在已保持著的路面角度θr的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到路面角度θr作為新的基準值而保持。
例如,在車輛300實際被使用的狀況下,控制部104對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,避免調平驅動器226的驅動。控制部104通過由調節指示部1042避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度θo的維持的維持信號,從而能夠避免調平驅動器226的驅動。而且,角度運算部1041在車輛停止時根據傾斜傳感器110的輸出值算出當前(車輛停止時)的合計角度θ。接下來,角度運算部1041從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值,得到路面角度θr(θr=θ-θv基準值)。而且,將得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值,將在ram1043中已保持著的路面角度θr的基準值更新。由此,將被推斷為路面角度θr的變化量的車輛行駛中的合計角度θ的變化量引入到路面角度θr的基準值中。
或者,角度運算部1041在車輛停止時算出行駛前后的合計角度θ的差值δθ1(合計角度θ的變化量)。而且,在路面角度θr的基準值上算入差值δθ1而算出新的路面角度θr的基準值(新θr基準值=θr基準值+δθ1),更新路面角度θr的基準值。由此,將被推斷為路面角度θr的變化的車輛行駛中的合計角度θ的變化引入到路面角度θr的基準值中。角度運算部1041能夠如下這樣算出差值δθ1。即,角度運算部1041在車輛300的剛起步后將要起步前的合計角度θ作為合計角度θ的基準值而保持。而且,角度運算部1041在車輛停止時從當前(車輛停止時)的合計角度θ減去合計角度θ的基準值來算出差值δθ1。
另外,控制部104對于車輛停止中的合計角度θ的變化,驅動調平驅動器226,以便調節光軸角度θo。具體而言,在車輛停止中,角度運算部1041根據傾斜傳感器110的輸出值在預定的時機重復算出當前的合計角度θ。將算出的合計角度θ保持到ram1043。而且,角度運算部1041從當前的合計角度θ減去路面角度θr的基準值,得到車輛姿勢角度θv(θv=θ-θr基準值)。另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的車輛姿勢角度θv的基準值,更新已在ram1043中保持著的車輛姿勢角度θv的基準值。由此,將被推斷為車輛姿勢角度θv的變化量的車輛行駛中的合計角度θ的變化量引入到車輛姿勢角度θv的基準值中。
或者,角度運算部1041在車輛停止中算出當前的合計角度θ與已保持著的合計角度θ的基準值的差值δθ2(合計角度θ的變化量)。關于此時所使用的合計角度θ的基準值,例如,在進行車輛300停止后最初的差值δθ2的算出的情況下,是在差值δθ1的算出時得到的合計角度θ,即車輛停止時的合計角度θ,在第2次以后的情況下,是在前次的差值δθ2的算出時得到的合計角度θ。而且,角度運算部1041在車輛姿勢角度θv的基準值上算入差值δθ2而算出新的車輛姿勢角度θv的基準值(新θv基準值=θv基準值+δθ2),更新車輛姿勢角度θv的基準值。由此,將被推斷為車輛姿勢角度θv的變化的車輛行駛中的合計角度θ的變化引入到車輛姿勢角度θv的基準值中。
而且,調節指示部1042使用被算出的車輛姿勢角度θv或者被更新后的新的車輛姿勢角度θv的基準值,生成光軸角度θo的調節信號。例如,調節指示部1042使用將預先記錄在存儲器108中的車輛姿勢角度θv的值與光軸角度θo的值建立對應的轉換表來決定光軸角度θo,生成調節信號。調節信號被從發送部106向調平驅動器226輸出。
(來自電源306的電力供給停止時的控制)
控制部104用從電源306供給的電力進行驅動。因此,在來自電源306的電力供給停止時,存儲在ram1043中的路面角度θr的基準值及車輛姿勢角度θv的基準值會消失。因此,在點火開關轉移到斷開狀態的情況下,控制部104將由ram1043保持的路面角度θr的基準值及車輛姿勢角度θv的基準值寫入到非易失性存儲器即存儲器108。
更詳細而言,在點火開關轉移到斷開狀態時,角度運算部1041將保持在ram1043中的路面角度θr的基準值及車輛姿勢角度θv的基準值寫入到存儲器108。由此,即使點火開關變成斷開而停止來自電源306的供電,調平ecu100也能夠保持車輛姿勢角度θv及路面角度θr的基準值。另外,在路面角度θr的基準值及車輛姿勢角度θv的基準值被寫入到存儲器108時,結束信號生成部1044生成表示調平ecu100的動作正常結束的結束信號,并寫入到存儲器108。
關于從點火開關斷開起到路面角度θr及車輛姿勢角度θv的基準值的寫入、及結束信號的寫入結束為止的期間所需的電力,例如,能夠用從點火開關成為斷開狀態起到來自電源306的電力供給停止的期間從電源306供給的電力、和從設置在電源306的周邊、設置于調平ecu100的電容器(capacitor)等蓄電元件(未圖示)供給的電力來供應。
(來自電源306的電力供給開始時的控制)
在點火開關斷開的狀態下,很少有車輛300移動而路面角度θr變化。因此,能夠將從點火開關斷開到接通為止的期間即來自電源306的供電停止的期間的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化。因此,角度運算部1041在來自電源306的電力供給開始后,作為起動后的最初的控制,從當前的合計角度θ減去從存儲器108讀取的路面角度θr的基準值,得到當前的車輛姿勢角度θv。而且,將所得到的車輛姿勢角度θv作為基準值保持在ram1043中。另外,使用所得到的車輛姿勢角度θv來生成調節信號。由此,能夠將來自電源306的電力供給停止的期間的車輛姿勢角度θv的變化引入到基準值中,另外,能夠將光軸角度θo調節到適當的位置。因此,能夠提高自動調平控制的精度。
(調平ecu陷入異常狀態時的光軸控制)
如上所述,在自動調平的基本控制中,從合計角度θ減去車輛姿勢角度θv或者路面角度θr的基準值,重復更新基準值。或者,將合計角度θ的變化的差值δθ1算入到路面角度θr的基準值,將差值δθ2算入到車輛姿勢角度θv的基準值,重復更新基準值。由此,將路面角度θr及車輛姿勢角度θv的變化引入到各自的基準值中。
因此,在調平ecu100發生了異常時,由于在陷入異常狀態的期間路面角度θr的基準值及車輛姿勢角度θv的基準值不被更新,所以,不能將陷入異常狀態的期間的路面角度θr的變化量和車輛姿勢角度θv的變化量引入到基準值中。而且,在調平ecu100從異常狀態恢復的情況下,在之后重啟的自動調平控制中,使用未將陷入異常狀態的期間的路面角度θr及車輛姿勢角度θv的變化引入的基準值來進行光軸角度θo的調節。因此,即使調平ecu100從異常狀態恢復,之后,也難以高精度地執行自動調平控制。
因此,在調平ecu100陷入異常狀態的情況下執行以下的控制。首先,作為調平ecu100的異常狀態,能夠例舉如下狀態:在維持著向調平ecu100的電力供給的狀態下,不能將傾斜傳感器110、車速傳感器312等各種傳感器的輸出值這些自動調平控制所需要的信息輸入到接收部102。在調平ecu100陷入該異常狀態時,異常檢測部1045檢測到調平ecu100陷入到異常狀態,生成表示調平ecu100陷入異常狀態的異常發生信號并發送到調節指示部1042。異常檢測部1045能夠在例如在預定時間沒有來自車速傳感器312、傾斜傳感器110的輸出值的輸入的情況下,檢測到調平ecu100陷入異常狀態。作為各種傳感器的輸出值的輸入停滯的原因,能夠例舉各種傳感器自身的故障、調平ecu100與各種傳感器之間的斷線等。異常檢測部1045也能夠根據從各種傳感器接收到故障信號而檢測到調平ecu100陷入異常狀態。
調節指示部1042在異常檢測部1045接收到異常發生信號時,將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度。作為基準角度,能夠例舉例如初始角度或者安全角度。初始角度是指,在上述的初始化處理中在車輛300所采取的姿勢(第1基準狀態下的姿勢)下設定的角度,即與θv=0°對應的光軸角度。安全角度是減輕對其他人帶來的炫光的光軸角度。作為安全角度,能夠例舉比水平下傾,例如最下傾的光軸角度。關于將基準角度設定為怎樣的角度,能夠從抑制給其他車輛的駕駛員帶來的炫光、和提高本車輛的駕駛員的可視性的觀點出發適當設定。例如,在考慮炫光的抑制和可視性提高這兩方面的情況下,作為基準角度,初始角度是合適的。另外,在以炫光的抑制為優先的情況下,作為基準角度,安全角度是合適的。
然后,在調平ecu100從異常狀態恢復時,異常檢測部1045檢測到調平ecu100從異常狀態恢復,生成表示調平ecu100從異常狀態恢復的異常恢復信號并發送到角度運算部1041及調節指示部1042。異常檢測部1045例如在生成了異常發生信號后,檢測到來自各種傳感器的輸出值的輸入的情況下,能夠檢測到調平ecu100從異常狀態恢復。
角度運算部1041在從異常檢測部1045接收到異常恢復信號時,基于在車輛行駛中得到的傾斜傳感器110的輸出值,推斷當前的車輛姿勢角度θv。而且,調節指示部1042解除光軸角度θo的固定狀態,并且,使用推斷的車輛姿勢角度θv來生成調節信號。在推斷出當前的車輛姿勢角度θv之前的期間,維持光軸角度θo的固定狀態。
另外,角度運算部1041將推斷的車輛姿勢角度θv作為新的車輛姿勢角度θv的基準值而保持在ram1043中。由此,能夠將調平ecu100陷入異常狀態的期間的車輛姿勢角度θv的變化引入到基準值中。另外,通過在之后的車輛停止時進行路面角度θr的基準值的更新,從而能夠將調平ecu100陷入異常狀態的期間的路面角度θr的變化引入到基準值中。
以下,說明基于在車輛行駛中得到的傾斜傳感器110的輸出值進行的車輛姿勢角度θv的推斷處理。圖4的(a)及圖4的(b)是用于說明車輛的運動加速度矢量的方向與車輛姿勢角度的關系的示意圖。圖4的(a)示出車輛姿勢角度θv為0°的狀態,圖4的(b)示出車輛姿勢角度θv從0°發生了變化的狀態。另外,在圖4的(a)及圖4的(b)中,用實線箭頭示出在車輛300前進時產生的運動加速度矢量α及合成加速度矢量β,用虛線箭頭示出在車輛300減速或者后退時產生的運動加速度矢量α及合成加速度矢量β。圖5是示出車輛前后方向的加速度與車輛上下方向的加速度的關系的圖表。
車輛300相對于路面平行移動。因此,運動加速度矢量α是與車輛姿勢角度θv無關而相對于路面平行的矢量。另外,如圖4的(a)所示,在車輛300的車輛姿勢角度θv為0°的情況下,理論上車輛300的前后軸l(或者傾斜傳感器110的x軸)相對于路面平行。因此,運動加速度矢量α為與車輛300的前后軸l平行的矢量。因此,在運動加速度矢量α的大小因車輛300的加減速而發生了變化時,由傾斜傳感器110檢測的合成加速度矢量β的末端的軌跡為相對于車輛300的前后軸l平行的直線。
另一方面,如圖4的(b)所示,在車輛姿勢角度θv不是0°的情況下,由于車輛300的前后軸l相對于路面傾斜地偏移,所以,運動加速度矢量α是相對于車輛300的前后軸l傾斜地延伸的矢量。因此,運動加速度矢量α的大小因車輛300的加減速而發生了變化時的合成加速度矢量β的末端的軌跡為相對于車輛300的前后軸l傾斜的直線。
在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸(x軸)、并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸(z軸)的坐標中標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器110的輸出值時,能夠得到圖5所示的結果。在圖5中,點ta1~tan是圖4的(a)所示的狀態下的時間t1~tn的檢測值。點tb1~tbn是圖4的(b)所示的狀態下的時間t1~tn的檢測值。該輸出值的標繪包含對從傾斜傳感器110的輸出值得到的車輛坐標系的加速度值進行的標繪。
根據這樣標繪的至少2點導出直線或矢量,得到其斜率,從而能夠推斷車輛姿勢角度θv。例如,對于標繪的多個點ta1~tan、tb1~tbn使用最小二乘法、移動平均法等求出線性近似式a、b,算出該線性近似式a、b的斜率。在車輛姿勢角度θv為0°的情況下,根據傾斜傳感器110的輸出值得到與x軸平行的線性近似式a。即,線性近似式a的斜率為0。與此不同,在車輛姿勢角度θv不是0°的情況下,根據傾斜傳感器110的輸出值得到具有與車輛姿勢角度θv相應的斜率的線性近似式b。因而,線性近似式a與線性近似式b所成的角度(圖5中的θab)、或者線性近似式b的斜率本身是車輛姿勢角度θv。因此,能夠根據標繪車輛行駛中的傾斜傳感器110的輸出值而得到的直線或矢量的斜率,推斷車輛姿勢角度θv。
因此,角度運算部1041在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器110的輸出值。而且,使用根據所標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來推斷車輛姿勢角度θv,基于推斷出的車輛姿勢角度θv來校正車輛姿勢角度θv的基準值。或者,將推斷出的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持。另外,調節指示部1042基于推斷出的車輛姿勢角度θv來調節光軸角度θo。之后,將校正或者更新后的車輛姿勢角度θv作為車輛姿勢角度θv的基準值,另外,將根據當前的合計角度θ和該車輛姿勢角度θv的基準值得到的路面角度θr作為路面角度θr的基準值,重啟上述的基本控制。
在車輛姿勢角度θv的推斷處理中,角度運算部1041在基于車速傳感器312的輸出值檢測到車輛300為行駛中時,開始車輛姿勢角度θv的推斷。將傾斜傳感器110的輸出值以預定的時間間隔重復發送到控制部104。將被發送到控制部104的傾斜傳感器110的輸出值保持在ram1043或者存儲器108中。另外,緩沖量變更部1046對被保持的傾斜傳感器110的輸出值的數量進行計數。而且,在輸出值的數量達到直線或矢量的一次的導出所需要的預先決定的數量即緩沖量時,將表示輸出值的數量達到了緩沖量的信號發送到角度運算部1041。
角度運算部1041在從緩沖量變更部1046接收到信號時,在上述的坐標中標繪傾斜傳感器110的輸出值,導出直線或矢量。需要說明的是,也可以是,每次接收到傾斜傳感器110的輸出值,角度運算部1041就在坐標中標繪輸出值,緩沖量變更部1046對傾斜傳感器110的輸出值的數量進行計數并將上述的信號發送到角度運算部1041,角度運算部1041在接收到該信號后導出直線或矢量。
另外,緩沖量變更部1046使直線或者矢量的導出所使用的傾斜傳感器110的輸出值的數量即緩沖量周期性地增減。以下,說明緩沖量的變化與被推斷的車輛姿勢角度θv的關系。圖6是示意性地示出緩沖量為恒定的情況下的車輛姿勢角度θv的推移的圖。圖7是示意性地示出使緩沖量周期性地增減的情況下的車輛姿勢角度θv的推移的圖。在圖6及圖7中,上層示出緩沖量的推移,下層示出車輛姿勢角度θv的推移。另外,下層的虛線示出實際的車輛姿勢角度θv,實線示出被推斷的車輛姿勢角度θv。
如圖6所示,在使緩沖量恒定的情況下,如在時間b~c、c~d及e~f的期間(特別是這些期間的前半)出現的那樣,在實際的車輛姿勢角度θv剛發生了變化之后,有時被推斷的車輛姿勢角度θv相對于實際的車輛姿勢角度θv大幅地偏離。即,在上述的期間,有時被推斷的車輛姿勢角度θv相對于實際的車輛姿勢角度θv的變化的追隨性會下降。另外,如在時機a~b、d~e及f以后的期間出現的那樣,有時被推斷的車輛姿勢角度θv產生振幅。
與此不同,如圖7所示,在使緩沖量周期性地增減的情況下,在緩沖量相對較小時,能夠提高被推斷的車輛姿勢角度θv相對于實際的車輛姿勢角度θv的追隨性。另一方面,在緩沖量相對較大的情況下,能夠提高車輛姿勢角度θv的推斷精度。由此,能夠兼顧被推斷的車輛姿勢角度θv相對于實際的車輛姿勢角度θv的追隨性、和車輛姿勢角度θv的推斷精度的提高。因此,能夠實現自動調平控制的高精度化。在圖7中,示出了周期性地執行使緩沖量連續地增加并在緩沖量達到預定的上限值時使其減少到下限值的變化的情況。需要說明的是,緩沖量的增加不限于連續的增加,也可以是階段性的增加。
緩沖量變更部1046例如以一次的行駛為一周期而使緩沖量變化。即,將車輛300開始行駛后到停止為止的期間作為一周期。而且,緩沖量變更部1046在當前的周期結束后到下一周期開始之前的期間,在傾斜傳感器110的輸出值存在預定值以上的較大的變化的情況下,或者在從車輛300的車門的開閉傳感器(未圖示)接收到表示開閉的信號的情況下,與傾斜傳感器110的輸出值沒有預定值以上的變化的情況、未從開閉傳感器接收到表示開閉的信號的情況相比,減小下一周期的開始時的緩沖量即下一周期的緩沖量的下限值(時間g、h)。由此,能夠抑制在車輛姿勢角度θv的變化較大的情況下,被推斷的車輛姿勢角度θv相對于實際的車輛姿勢角度θv的追隨性下降。需要說明的是,在有車門的開閉的情況下,有人向車輛300的乘降、貨物的裝卸的可能性較高。因此,能夠通過檢測車門的開閉,從而預測車輛姿勢角度θv大幅地變化。
角度運算部1041將根據在緩沖量最大時導出的直線得到的車輛姿勢角度θv作為基準值而保持(在圖7中用黑圓點示出的時機)。由此,由于能夠將推斷精度較高的車輛姿勢角度θv作為基準值,所以,能夠提高自動調平的精度。
需要說明的是,在以根據標繪導出直線或矢量并基于該斜率來算出車輛姿勢角度θv的控制為基本的自動調平控制中,也可以執行使上述的緩沖量周期性地變化的控制。
作為調平ecu100的其他異常狀態,能夠例舉盡管點火開關為接通狀態,而調平ecu100的驅動也停止的狀態。作為這樣的狀態,能夠例舉如下情況:由于電源306與調平ecu100之間的供電線的連接不良等,向調平ecu100的電力供給停止。在調平ecu100陷入該異常狀態后,在隨著供電線的連接不良的解除而調平ecu100再次驅動時,異常檢測部1045檢測到調平ecu100陷入異常狀態、及從異常狀態恢復。而且,將異常恢復信號發送到角度運算部1041及調節指示部1042。
在由于供電線的連接不良等而向調平ecu100的電力供給停止的情況下,未利用結束信號生成部1044生成結束信號,調平ecu100的驅動就停止。因此,異常檢測部1045能夠基于在存儲器108中未寫入結束信號來檢測調平ecu100陷入異常狀態并在之后恢復。
另外,作為盡管點火開關是接通狀態而調平ecu100的驅動停止的狀態,例如能例舉如下情況:由于點火開關的斷開而處于正常結束的狀態的調平ecu100,在此后盡管點火開關轉移到接通狀態也未正常起動。在調平ecu100陷入該異常狀態后,再次進行點火開關的斷開、接通的切換而調平ecu100正常起動時,異常檢測部1045檢測到調平ecu100陷入異常狀態、及從異常狀態恢復。而且,將異常恢復信號發送到角度運算部1041及調節指示部1042。
異常檢測部1045判斷在調平ecu100的起動時由角度運算部1041算出的車輛姿勢角度θv是否超過車輛300的設計上可能取得的車輛姿勢角度θv的最大值。而且,在該車輛姿勢角度θv超過該最大值的情況下,能夠判斷為調平ecu100陷入異常狀態并在此后后恢復。
在調平ecu100處于異常狀態的期間,由于不執行自動調平控制,所以,光軸角度θo必然被固定在當前角度。接收到異常恢復信號的角度運算部1041及調節指示部1042執行上述的車輛姿勢角度θv的推斷處理。另外,緩沖量變更部1046執行上述的緩沖量的變更處理。
圖8是示出由實施方式1的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。該流程例如在通過燈開關304做出了自動調平控制的執行指示的狀態下,在點火開關被接通的情況下,由控制部104在預定的時機重復執行,在點火開關被斷開的情況下結束。
控制部104判斷調平ecu100是否發生了異常(s101)。在調平ecu100未發生異常的情況下(s101的否),控制部104判斷車輛300是否正在停車(s102)。在車輛300未停止的情況下,即是行駛中的情況下(s102的否),控制部104結束本例程。在車輛300正在停車的情況下(s102的是),控制部104判斷在前次的例程的步驟s102中的停車判定中車輛300是否是行駛中(s102的否)(s103)。
在前次的判定是行駛中的情況下(s103的是),該情況意味著是“車輛停止時”,控制部104從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值來算出路面角度θr(s104)。而且,將得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值而更新(s105),結束本例程。
在前次的判定不是行駛中的情況下(s103的否),該情況意味著是“車輛停止中”,控制部104從當前的合計角度θ減去路面角度θr的基準值來算出車輛姿勢角度θv(s106)。而且,使用得到的車輛姿勢角度θv調節光軸角度θo,另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而更新(s107),結束本例程。
在調平ecu100發生了異常的情況下(s101的是),控制部104將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度(s108)。而且,判斷調平ecu100是否已從異常狀態恢復(s109)。需要說明的是,在調平ecu100所發生的異常是上述的調平ecu100的驅動停止的異常的情況下,同時進行步驟s101中的異常發生的判定、和步驟s109中的異常恢復的判定。
在調平ecu100未從異常狀態恢復的情況下(s109的否),控制部104繼續光軸角度θo的固定(s108)。在調平ecu100從異常狀態恢復的情況下(s109的是),控制部104執行使用車輛行駛中的傾斜傳感器110的輸出值進行的車輛姿勢角度θv的推斷處理(s110)。而且,使用被推斷的車輛姿勢角度θv來調節光軸角度θo,另外,將被推斷的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而更新(s111),結束本例程。
如以上說明的那樣,在本實施方式的車輛用燈具的作為控制裝置的調平ecu100中,作為基本控制,控制部104執行如下控制:對于車輛停止中的合計角度θ的變化生成光軸角度θo的調節信號,并且,將在車輛姿勢角度θv的基準值中含入合計角度θ的變化量而得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持,對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度θo的維持的維持信號,并且,將在路面角度θr的基準值中含入合計角度θ的變化量而得到的路面角度θr作為新的基準值而保持。
另外,控制部104在利用異常檢測部1045檢測到調平ecu100陷入異常狀態的情況下,將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度。另外,控制部104在檢測到從異常狀態恢復后,基于在車輛行駛中得到的傾斜傳感器110的輸出值來推斷當前的車輛姿勢角度θv。而且,在解除光軸角度θo的固定狀態的同時使用推斷的車輛姿勢角度θv來生成調節信號。由此,能夠避免基于因在調平ecu100陷入異常狀態的期間中未被更新而精度下降的車輛姿勢角度θv及路面角度θr這兩個基準值來進行光軸調節。因此,能夠抑制其他車輛的駕駛員受到炫光、或者本車輛的駕駛員的可視性顯著下降。因而,根據本實施方式的調平ecu100,能夠提高自動調平控制的性能。
另外,在本實施方式中,由于執行車輛姿勢角度θv的推斷處理,所以,能夠提前重啟自動調平控制。由此,能夠進一步提高自動調平控制的性能。
本發明不限于上述的實施方式1,還能夠基于本領域技術人員的知識施加各種設計變更等變形,施加了這樣的變形的實施方式也包含在本發明的保護范圍內。通過組合上述的實施方式1和變形而產生的新的實施方式兼有被組合的實施方式1及變形各自的效果。
(變形例1)
在上述的實施方式1中,在調平ecu100從異常狀態恢復的情況下,執行車輛姿勢角度θv的推斷處理,但是,也可以在調平ecu100的恢復后執行以下的處理。即,在變形例1的調平ecu100中,異常檢測部1045即使檢測到調平ecu100從異常狀態的恢復,也使異常恢復信號的輸出待機,直到從外部設備收到表示當前的車輛姿勢角度θv的信號為止。而且,異常檢測部1045在從外部設備接收到該信號時,將異常恢復信號發送到角度運算部1041及調節指示部1042。調節指示部1042在從異常檢測部1045接收到異常恢復信號時,解除光軸角度θo的固定狀態并且使用所接收的車輛姿勢角度θv生成調節信號。另外,角度運算部1041將所接收的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持到ram1043。
作為外部設備,能夠例舉例如被配置于車輛制造者的制造工廠、經銷商的維修工廠等的初始化處理裝置、can(controllerareanetwork:控制器局域網)系統等。例如,通過在將車輛300放置在上述的基準路面的狀態下執行初始化處理,從而控制部104接收表示當前的車輛姿勢角度θv(θv=0°)的信號。需要說明的是,也可以將表示當前的路面角度θr(θr=0°)的信號一并接收。根據這樣的變形例1的調平ecu100,也能夠抑制其他車輛的駕駛員受到炫光、或者本車輛的駕駛員的可視性顯著下降。因此,能夠提高自動調平控制的性能。
需要說明的是,上述的實施方式1及變形例1的發明也可以利用以下記載的項目來規定。
[項目1]
一種車輛用燈具系統,其特征在于,
包括:
車輛用燈具,上述車輛用燈具能夠調節光軸;
傾斜傳感器,上述傾斜傳感器能夠導出車輛相對于水平面的傾斜角度即合計角度,上述合計角度包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度、和車輛相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度;以及
控制裝置,上述控制裝置對上述車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制,
上述控制裝置包括接收部和控制部,
上述接收部接收表示上述傾斜傳感器的輸出值的信號,
上述控制部執行以下控制:保持路面角度基準值和車輛姿勢角度基準值,對于車輛停止中的上述合計角度的變化,生成車輛用燈具的光軸角度的調節信號,并且,將在上述車輛姿勢角度基準值中加上該合計角度的變化量而得到的車輛姿勢角度作為新的基準值而保持,對于車輛行駛中的上述合計角度的變化,避免上述調節信號的生成或輸出、或者輸出指示上述光軸角度的維持的維持信號,并且,將在上述路面角度基準值中加上該合計角度的變化量而得到的路面角度作為新的基準值而保持,
上述控制部具有異常檢測部,上述異常檢測部檢測上述控制裝置陷入異常狀態、和從上述異常狀態恢復,
在由上述異常檢測部檢測到控制裝置陷入異常狀態的情況下,將上述光軸角度固定在當前角度或者預定的基準角度,
在檢測到從異常狀態恢復后,基于在車輛行駛中得到的上述傾斜傳感器的輸出值來推斷當前的上述車輛姿勢角度,解除光軸角度的固定狀態,并且使用推斷的車輛姿勢角度來生成上述調節信號,或者,從外部設備接收表示當前的車輛姿勢角度的信號,解除光軸角度的固定狀態,并且使用接收的車輛姿勢角度來生成上述調節信號。
[實施方式2]
圖1是實施方式2的控制裝置的控制對象即包含車輛用燈具的前照燈單元的概略鉛垂剖視圖。本實施方式的前照燈單元210及燈具單元10具有第1的實施方式同樣的構造。
圖9是說明前照燈單元、車輛控制ecu及調平ecu的動作協動的功能框圖。需要說明的是,在圖9中,將前照燈單元210r及前照燈單元210l統一視為前照燈單元210。另外,對于調平ecu2100及車輛控制ecu302,作為硬件構成,利用以計算機的cpu、存儲器為代表的要素、電路來實現,作為軟件構成,利用計算機程序等來實現,但是,在圖9中,描畫為通過這些構成的協作而實現的功能模塊。因而,這些功能模塊能夠利用硬件、軟件的組合以各種形式實現,這對于本領域技術人員來說是可以理解的范疇。
作為車輛用燈具的控制裝置的調平ecu2100包括接收部2102、控制部2104、發送部2106、存儲器2108、以及傾斜傳感器2110。調平ecu2100例如設置在車輛300的前圍板附近。需要說明的是,調平ecu2100的設置位置沒有特別限定,例如也可以設置在前照燈單元210內。另外,傾斜傳感器2110也可以設置在調平ecu2100的外部。在調平ecu2100上連接有車輛控制ecu302、燈開關304、以及點火開關308等。利用接收部2102接收從車輛控制ecu302、燈開關304、以及點火開關308等輸出的信號。另外,接收部2102接收表示傾斜傳感器2110的輸出值的信號。
在車輛控制ecu302上連接有轉向傳感器310、車速傳感器312、導航系統314、車門傳感器316等。車門傳感器316是對車輛300的車廂門和/或行李艙車門的開閉進行檢測的傳感器。從這些傳感器輸出的信號經由車輛控制ecu302被調平ecu2100的接收部2102接收。燈開關304根據駕駛員的操作內容將指示前照燈單元210的點亮熄滅的信號、指示自動調平控制的執行的信號等發送到電源306、車輛控制ecu302、調平ecu2100等。點火開關308將表示接通斷開的狀態的信號發送到調平ecu2100、車輛控制ecu302、以及電源306。
接收部2102所接收到的信號被發送到控制部2104。控制部2104執行自動調平控制,在該自動調平控制中,使用傾斜傳感器2110的輸出值,對燈具單元10的光軸o的俯仰角度(以下,適當地將該角度稱為光軸角度θo)進行調節。控制部2104具有角度運算部21041、調節指示部21042、診斷指示部21043、故障判斷部21044、停止檢測部21045、載荷變化檢測部21046、以及點火檢測部21047。
角度運算部21041使用傾斜傳感器2110的輸出值、和保存在調平ecu2100所具有的ram(未圖示)中的信息,生成車輛300的俯仰角度信息。調節指示部21042使用由角度運算部21041生成的俯仰角度信息,生成指示燈具單元2010的光軸角度θo的調節的調節信號。控制部2104將由調節指示部21042生成的調節信號經由發送部2106輸出到調平驅動器226。調平驅動器226基于接收到的調節信號進行驅動,燈具單元10的光軸o在俯仰角度方向被調整。診斷指示部21043將指示傾斜傳感器2110的故障診斷的執行的執行指示信號經由發送部2106輸出到傾斜傳感器2110。對于傾斜傳感器2110的故障診斷,在后詳細說明。
故障判斷部21044基于在傾斜傳感器2110的故障診斷中從傾斜傳感器2110輸出的故障診斷用的輸出值,判斷傾斜傳感器2110的故障。停止檢測部21045檢測車輛300的停止。停止檢測部21045例如在車速傳感器312的檢測值成為0后,在傾斜傳感器2110的輸出值穩定時(即,車輛停止時),檢測到車輛300停止。載荷變化檢測部21046檢測對車輛300的人的乘降或者貨物的裝卸。載荷變化檢測部21046在車速為0的狀態下,在傾斜傳感器2110的輸出值從穩定狀態轉移到不穩定狀態且之后再次轉移到穩定狀態的情況下,能檢測到有人的乘降或者貨物的裝卸。或者,載荷變化檢測部21046在從車門傳感器316接收到表示有車門的開閉的信號時,能夠檢測到有人的乘降或者貨物的裝卸。點火檢測部21047例如基于點火開關308所輸出的信號,檢測點火開關308的接通斷開。關于控制部2104所具有的各部的動作,在后詳細說明。
在車輛300中搭載有向調平ecu2100、車輛控制ecu302、以及前照燈單元210供給電力的電源306。在利用燈開關304的操作指示了前照燈單元210的點亮時,從電源306經由電源電路230將電力供給到光源14。從電源306向調平ecu2100的電力供給在點火開關308接通時被實施,在點火開關308斷開時被停止。
接下來,詳細說明具備上述的構成的調平ecu2100所進行的自動調平控制。圖3是用于說明車輛所產生的加速度矢量、和能用傾斜傳感器檢測的車輛的傾斜角度的示意圖。
例如,在車輛后部的行李艙裝載有貨物或者在后排座位存在乘員的情況下,車輛姿勢成為后傾姿勢,在從行李艙卸下貨物或者后排座位的乘員下車的情況下,車輛姿勢從后傾姿勢的狀態起進行前傾。在車輛變成后傾姿勢或者前傾姿勢時,燈具單元10的照射方向也上下變動,前方照射距離變長或者變短。因此,調平ecu2100從傾斜傳感器2110的輸出值導出車輛300的俯仰方向的傾斜角度或其變化量,將光軸角度θo設定為與車輛姿勢相應的角度。通過實施基于車輛姿勢來實時地進行燈具單元10的調平調整的自動調平控制,從而即使車輛姿勢變化,也能夠將前方照射光的到達距離調節為最合適。
在本實施方式中,傾斜傳感器2110是具有相互正交的x軸、y軸、z軸的3軸加速度傳感器。傾斜傳感器2110以任意的姿勢安裝于車輛300,檢測車輛300所產生的加速度矢量。行駛中的車輛300會產生重力加速度、和因車輛300的移動而產生的運動加速度。因此,如圖3所示,傾斜傳感器2110能夠檢測將重力加速度矢量g和運動加速度矢量α合成的合成加速度矢量β。另外,在車輛300的停止中,傾斜傳感器2110能夠檢測重力加速度矢量g。傾斜傳感器2110將檢測到的加速度矢量的各軸分量的數值輸出。
由于傾斜傳感器2110以任意的姿勢安裝于車輛300,所以,傾斜傳感器2110搭載于車輛300的狀態下的傾斜傳感器2110的x軸、y軸、z軸(傳感器側的軸)不一定與決定車輛300的姿勢的車輛300的前后軸、左右軸、及上下軸(車輛側的軸)一致。因此,控制部2104需要將從傾斜傳感器2110輸出的3軸的分量即傳感器坐標系的分量,轉換為車輛300的3軸的分量即車輛坐標系的分量。為了將傾斜傳感器2110的軸分量轉換為車輛300的軸分量來算出車輛300的傾斜角度,表示安裝于車輛300的狀態的傾斜傳感器2110的軸和車輛300的軸和路面角度的位置關系的基準軸信息是必要的。因此,控制部2104例如以下這樣生成基準軸信息。
首先,例如在車輛制造者的制造工廠、經銷商的維修工廠等中,將車輛300放置在以相對于水平面平行的方式設計的路面(以下,適當地將該路面稱為基準路面),設定為第1基準狀態。在第1基準狀態下,對車輛300假定為在駕駛座上有1人乘車的狀態。而且,利用工廠的初始化處理裝置的開關操作、can(controllerareanetwork:控制器局域網)系統的通信等,發送初始化信號。控制部2104如果接收到初始化信號,則執行預定的初始化處理。在初始化處理中,實施初期對光調整,使燈具單元10的光軸o對齊到初始角度。另外,控制部2104將傾斜傳感器2110的坐標系和車輛300的坐標系和車輛300所在的基準路面(換言之是水平面)的位置關系建立對應。
即,控制部2104將第1基準狀態下的傾斜傳感器2110的輸出值作為第1基準矢量s1=(x1、y1、z1),記錄到控制部2104內的ram或者存儲器2108。存儲器2108是非易失性存儲器。接下來,將車輛300設定為僅俯仰角度與第1狀態不同的第2狀態。例如,能夠通過在處于第1狀態的車輛300的前部或后部施加載荷,從而將車輛300設定為第2狀態。控制部2104將車輛300處于第2狀態時的傾斜傳感器2110的輸出值作為第2基準矢量s2=(x2、y2、z2)記錄到ram或者存儲器2108。
通過取得第1基準矢量s1,從而將傾斜傳感器側的軸與基準路面的位置關系建立對應,能夠掌握傾斜傳感器2110的z軸と車輛300的上下軸的偏移。另外,能夠根據第2基準矢量s2相對于第1基準矢量s1的分量的變化,掌握車輛300的前后、左右軸魚傾斜傳感器2110的x、y軸的偏移。由此,將傾斜傳感器側的軸與車輛側的軸的位置關系建立對應,其結果是,傾斜傳感器側的軸和車輛側的軸和基準路面的位置關系建立對應。控制部2104將轉換表作為基準軸信息記錄到存儲器2108,該轉換表將傾斜傳感器2110的輸出值的各軸分量的數值(包含基準路面的數值)與車輛300的各軸分量的數值建立對應。
控制部2104的角度運算部21041使用轉換表將從傾斜傳感器2110輸出的x軸、y軸、z軸的各分量的數值轉換成車輛300的前后軸、左右軸、上下軸的分量。因而,根據傾斜傳感器2110的輸出值能夠檢測車輛前后方向、車輛左右方向及車輛上下方向的加速度。
根據車輛停止中的傾斜傳感器2110的輸出值能夠導出車輛300相對于重力加速度矢量g的斜率。即,根據傾斜傳感器2110的輸出值能夠導出車輛300相對于水平面的傾斜角度即合計角度θ,該合計角度θ包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度θr、和車輛300相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度θv。需要說明的是,路面角度θr、車輛姿勢角度θv及合計角度θ是車輛300的俯仰方向的角度。
自動調平控制的目的在于,吸收伴隨車輛300的俯仰方向的傾斜角度的變化而產生的車輛用燈具的前方照射距離的變化,將照射光的前方到達距離保持為最適度。因而,自動調平控制所需要的車輛300的傾斜角度是車輛姿勢角度θv。即,在自動調平控制中,要求在車輛姿勢角度θv發生了變化的情況下調節燈具單元10的光軸角度θo,在路面角度θr發生了變化的情況下維持燈具單元10的光軸角度θo。為了實現該要求,需要從合計角度θ提取關于車輛姿勢角度θv的信息。
對此,控制部2104作為自動調平控制,將車輛行駛中的合計角度θ的變化推斷為路面角度θr的變化,將車輛停止中的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化,根據合計角度θ導出車輛姿勢角度θv。在車輛行駛中,由于很少有裝載物量、乘車人數增減而車輛姿勢角度θv變化,所以,能夠將車輛行駛中的合計角度θ的變化推斷為路面角度θr的變化。另外,在車輛停止中,由于很少有車輛300移動而路面角度θr變化,所以,能夠將車輛停止中的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化。
例如,在上述的初始化處理中,角度運算部21041使用被生成的基準軸信息,將第1基準狀態下的傾斜傳感器2110的輸出值轉換為車輛300的3軸分量,將這些值作為路面角度θr的基準值(θr=0°)、車輛姿勢角度θv的基準值(θv=0°)存儲并保持到ram。另外,根據需要將這些基準值寫入到存儲器2108。而且,控制部2104使用傾斜傳感器2110的輸出值導出合計角度θ,對于車輛停止中的合計角度θ的變化,生成并輸出光軸角度θo的調節信號。另外,與此同時,將在已保持著的車輛姿勢角度θv的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持。另外,控制部2104對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度θo的維持的維持信號。另外,與此同時,將在已保持著的路面角度θr的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到路面角度θr作為新的基準值而保持。
例如,在車輛300實際被使用的狀況下,控制部2104對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,避免調平驅動器226的驅動。控制部2104通過由調節指示部21042避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度θo的維持的維持信號,從而能夠避免調平驅動器226的驅動。而且,角度運算部21041在車輛停止時根據傾斜傳感器2110的輸出值算出當前(車輛停止時)的合計角度θ。接下來,角度運算部21041從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值,得到路面角度θr(θr=θ-θv基準值)。而且,將得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值,將在ram中已保持著的路面角度θr的基準值更新。更新前的路面角度θr的基準值、與更新后的路面角度θr的基準值之差相當于車輛300的行駛前后的合計角度θ的變化量。由此,將被推斷為路面角度θr的變化量的車輛行駛中的合計角度θ的變化量引入到路面角度θr的基準值中。
或者,角度運算部21041在車輛停止時算出行駛前后的合計角度θ的差值δθ1(合計角度θ的變化量)。而且,在路面角度θr的基準值上算入差值δθ1而算出新的路面角度θr的基準值(新θr基準值=θr基準值+δθ1),更新路面角度θr的基準值。由此,將被推斷為路面角度θr的變化的車輛行駛中的合計角度θ的變化引入到路面角度θr的基準值中。角度運算部21041能夠如下這樣算出差值δθ1。即,角度運算部21041在車輛300的剛起步后將要起步前的合計角度θ作為合計角度θ的基準值而保持。而且,角度運算部21041在車輛停止時從當前(車輛停止時)的合計角度θ減去合計角度θ的基準值來算出差值δθ1。在車輛行駛中,控制部2104可以重復導出合計角度θ,也可以不導出。
另外,控制部2104對于車輛停止中的合計角度θ的變化,驅動調平驅動器226,以便調節光軸角度θo。具體而言,在車輛停止中,角度運算部21041使用傾斜傳感器2110的多個輸出值重復導出合計角度θ。控制部2104例如將多個輸出值的平均值作為合計角度θ。將算出的合計角度θ保持到ram。而且,角度運算部21041從導出的合計角度θ減去路面角度θr的基準值,得到車輛姿勢角度θv(θv=θ-θr基準值)。另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的車輛姿勢角度θv的基準值,更新已在ram1043中保持著的車輛姿勢角度θv的基準值。由此,將被推斷為車輛姿勢角度θv的變化量的車輛行駛中的合計角度θ的變化量引入到車輛姿勢角度θv的基準值中。
或者,角度運算部21041在車輛停止中算出當前的合計角度θ與已保持著的合計角度θ的基準值的差值δθ2(合計角度θ的變化量)。關于此時所使用的合計角度θ的基準值,例如,在進行車輛300停止后最初的差值δθ2的算出的情況下,是在差值δθ1的算出時得到的合計角度θ,即車輛停止時的合計角度θ,在第2次以后的情況下,是在前次的差值δθ2的算出時得到的合計角度θ。而且,角度運算部21041在車輛姿勢角度θv的基準值上算入差值δθ2而算出新的車輛姿勢角度θv的基準值(新θv基準值=θv基準值+δθ2),更新車輛姿勢角度θv的基準值。由此,將被推斷為車輛姿勢角度θv的變化的車輛行駛中的合計角度θ的變化引入到車輛姿勢角度θv的基準值中。
而且,調節指示部21042使用被算出的車輛姿勢角度θv或者被更新的新的車輛姿勢角度θv的基準值,生成光軸角度θo的調節信號。例如,調節指示部21042使用將預先記錄在存儲器2108中的車輛姿勢角度θv的值與光軸角度θo的值建立對應的轉換表來決定光軸角度θo,生成調節信號。調節信號被從發送部2106向調平驅動器226輸出。
圖10是示出由實施方式2的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。該流程例如在通過燈開關304做出了自動調平控制的執行指示的狀態下,點火開關308被接通的情況下,由控制部2104在預定的時機重復執行,在點火開關308被斷開的情況下結束。
控制部2104判斷車輛300是否正在停車(s201)。在車輛300未停止的情況即是行駛中的情況下(s201的否),控制部2104結束本例程。在車輛300正在停車的情況下(s201的是),控制部2104判斷在前次的例程的步驟s201中的停車判定中車輛300是否是行駛中(s201的否)(s202)。
在前次的判定是行駛中的情況下(s202的是),該情況意味著是“車輛停止時”,控制部2104從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值來算出路面角度θr(s203)。而且,將得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值而更新(s204),結束本例程。
在前次的判定不是行駛中的情況下(s202的否),該情況意味著是“車輛停止中”,控制部2104導出合計角度θ,并且,從當前的合計角度θ減去路面角度θr的基準值來算出車輛姿勢角度θv(s205)。而且,使用得到的車輛姿勢角度θv調節光軸角度θo,另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而更新(s206),結束本例程。
(傾斜傳感器2110的故障診斷)
傾斜傳感器2110具有自我故障診斷功能。圖11的(a)及圖11的(b)是用于說明傾斜傳感器的故障診斷的示意圖。圖11的(a)示出傾斜傳感器2110的通常時的動作狀態。圖11的(b)示出傾斜傳感器2110的故障診斷時的動作狀態。圖12是用于說明故障診斷的執行時機的時序圖。上層的縱軸示出車速。下層的縱軸示出合計角度。上層及下層的橫軸示出時間。下層中的黑圓點(●)示出周期診斷的執行時機。黑四方形(■)示出特定診斷的執行時機。空心圓點(○)示出盡管是周期診斷的執行時機,但是由于車輛2300未達到穩定狀態而避免診斷的執行的時機。
傾斜傳感器2110例如是靜電容型的3軸加速度傳感器,具有重物部2111、支承重物部2111的隔膜2112、以及第1電極2113和第2電極2114。第1電極2113和第2電極2114相互分離地配置,在兩者之間配置有重物部2111何隔膜2112。
如圖11的(a)所示,在傾斜傳感器2110的通常的使用狀況下,在對傾斜傳感器2110施加加速度q時,加速度q作用于重物部2111而隔膜2112變位。由此,第1電極2113及第2電極2114與隔膜2112之間的靜電容會變化。傾斜傳感器2110通過檢測該靜電容的變化,從而能夠檢測施加于傾斜傳感器2110的加速度q。隔膜2112能夠在傾斜傳感器2110的x、y、z方向變位,因此,傾斜傳感器2110能夠檢測x、y、z方向的加速度。在圖11的(a)中,隔膜2112與第1電極2113分離距離d1,隔膜2112與第2電極2114分離距離d2。傾斜傳感器2110將與距離d1、d2相應的靜電容轉換成電氣信號并輸出。
傾斜傳感器2110在從診斷指示部21043接收到故障診斷的執行指示信號時,執行故障診斷。在故障診斷中,在第1電極2113和第2電極2114間施加預定的電壓。由此,隔膜2112被強制地變位。而且,傾斜傳感器2110將與該隔膜2112的位置相應的電氣信號作為故障診斷用的輸出值而輸出。
調平ecu2100在ram或者存儲器2108中預先保持有診斷用表格,該診斷用表格將施加于傾斜傳感器2110的電壓的值、與在由于該電壓的施加而正常地隔膜2112變位的情況下輸出的輸出值建立對應。故障判斷部21044使用故障診斷用的輸出值和診斷用表格,診斷傾斜傳感器2110的故障。例如,故障判斷部21044在故障診斷用的輸出值等于在診斷用表格中與故障診斷時的施加電壓建立了對應的輸出值的情況下,判斷為傾斜傳感器2110正常。另外,在不是與施加電壓建立了對應的輸出值的情況下,判斷為傾斜傳感器2110故障。在隔膜2112由于來自外部的沖擊等而破損、或者彎曲的情況下,即使施加預定的電壓,隔膜2112也不會變位到與施加的電壓對應的正確的位置。因此,在故障診斷用的輸出值不等于在診斷用表格中與施加電壓建立了對應的輸出值的情況下,能夠判斷為傾斜傳感器2110故障。
需要說明的是,故障判斷部21044也可以基于多個診斷結果來判斷傾斜傳感器2110的故障。例如,故障判斷部21044在故障診斷用的輸出值是預定次數以上連續地表示故障的值的情況下,判斷位傾斜傳感器2110故障。
在圖11的(b)中,對隔膜2112施加了電壓,使得隔膜2112變位到與第1電極2113分離距離d3且與第2電極2114分離距離d4的位置。而且,通過施加該電壓,從而強制地使隔膜2112變位到與第1電極2113分離距離d3且與第2電極2114分離距離d4的位置。傾斜傳感器2110將與該隔膜2112的位置相應的電氣信號作為故障診斷用的輸出值輸出到故障判斷部21044。在圖11的(b)中,相對于施加的電壓,隔膜2112變位到正確的位置。因而,故障診斷用的輸出值等于在診斷用表格與施加電壓建立了對應的輸出值。因此,故障判斷部21044判斷為傾斜傳感器2110正常。
即使傾斜傳感器2110是上述的靜電容型的3軸加速度傳感器以外的類型的傳感器,也能夠執行與各自的類型相應的故障診斷。由于這樣的故障診斷功能是公知的,所以省略詳細的說明。
在傾斜傳感器2110的故障診斷時,在傾斜傳感器2110上施加有重力以外的加速度的狀況下,由于該加速度的影響而難以進行精確的故障診斷。因此,傾斜傳感器2110的故障診斷最好在未對傾斜傳感器2110施加重力以外的加速度的條件下實施。因此,在處于傾斜傳感器2110的輸出值的變化量為預定量以下的車輛300的穩定狀態時,診斷指示部21043輸出故障診斷的執行指示信號。由此,能夠更高精度地實施傾斜傳感器2110的故障診斷。其結果是,由于能夠減輕看漏傾斜傳感器2110的故障的風險,所以能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的精度。
另外,如圖12所示,診斷指示部21043周期性地輸出執行指示信號。即,診斷指示部21043指示傾斜傳感器2110的周期診斷的執行。這樣,通過由診斷指示部21043周期性地輸出執行指示信號,從而能夠更提前發現傾斜傳感器2110的故障。
在圖12中,時間a~b是車輛行駛中的期間,時間c是車輛停止時,時間a之前、及時間c以后是車輛停止中的期間。時間d~e是對車輛300進行了人的乘降或者貨物的裝卸的期間。傾斜傳感器2110的輸出值在時間d從穩定狀態變化成不穩定狀態,之后,在時間e再次變化成穩定狀態。時間f是點火開關308轉移到斷開狀態時,時間g是點火開關308轉移到接通狀態時。
在本實施方式中,診斷指示部21043在車輛停止中執行周期診斷(圖12的黑圓點的時機)。但是,診斷指示部21043也可以在車輛行駛中也執行周期診斷。另外,即使是周期診斷的診斷的執行時機,在處于如時間d~e的期間那樣傾斜傳感器2110的輸出值的變化量超過預定量的不穩定狀態的情況下,診斷指示部21043避免執行指示信號的發送。由此,在車輛300處于不穩定狀態時,避免傾斜傳感器2110的故障診斷(圖12的空心圓點的時機)。
另外,診斷指示部21043與周期診斷并行地執行特定診斷。在特定診斷中,在車輛300發生了預定的事象時,輸出執行指示信號。具體而言,在檢測到車輛300的停止的情況、檢測到人的乘降或者貨物的裝卸的情況、及檢測到點火開關308的接通斷開的切換的情況下,診斷指示部21043輸出執行指示信號。診斷指示部21043在由停止檢測部21045檢測到車輛300的停止時(圖12的時間c)輸出執行指示信號。另外,診斷指示部21043在由載荷變化檢測部21046檢測到人的乘降或者貨物的裝卸時(圖12的時間e)輸出執行指示信號。另外,診斷指示部21043在點火檢測部21047檢測到點火開關308的斷開時(圖12的時間f)、及點火檢測部21047檢測到點火開關308的接通時(圖12的時間g),輸出執行指示信號。
這樣,通過除了執行周期診斷之外還執行特定診斷,從而能夠更提前發現傾斜傳感器2110的故障。另外,在停止檢測部21045檢測到車輛300的停止時、載荷變化檢測部21046檢測到有人的乘降或者貨物的裝卸時、及點火檢測部21047檢測到點火開關308的接通斷開時,車輛300處于穩定狀態的可能性較高。因此,通過執行特定診斷,從而能夠進一步提高傾斜傳感器2110的故障診斷的精度,由此,能夠進一步提高自動調平控制的精度。
如上所述,在控制部2104所接收的傾斜傳感器2110的輸出值中包含故障診斷時的輸出值。故障診斷時的輸出值并非施加于故障診斷時的車輛300的加速度,而是與施加于傾斜傳感器2110的電壓對應的值。因此,在自動調平控制中,在使用故障診斷時的輸出值導出合計角度θ時,自動調平控制的精度有可能下降。
因此,在自動調平控制的合計角度θ的導出中,角度運算部21041使用將故障診斷時的輸出值排除后的輸出值。由此,由于能夠導出更精確的合計角度θ,所以,能夠進一步提高自動調平控制的精度。例如,傾斜傳感器2110在輸出故障診斷時的輸出值時,一并輸出表示故障診斷已被執行的信號。故障診斷時的輸出值與表示故障診斷已被執行的信號一起被保持于ram或者存儲器2108。角度運算部21041能夠基于有無表示故障診斷已被執行的信號,檢測傾斜傳感器2110的輸出值是否是故障診斷時的輸出值。
或者,診斷指示部21043以在自動調平控制中的合計角度θ的一次的導出所使用的傾斜傳感器2110的多個輸出值中,含有預定數量以下的故障診斷時的輸出值的方式,輸出執行指示信號。例如,診斷指示部21043以合計角度θ的導出所使用的多個輸出值中含有的故障診斷時的輸出值為1個以下的方式,輸出執行指示信號。由此,在包含故障診斷時的輸出值而導出合計角度θ的情況下,能夠抑制合計角度θ的導出精度下降。另外,在將故障診斷時的輸出值排除而導出合計角度θ的情況下,能夠抑制合計角度θ的導出精度由于合計角度θ的導出所使用的輸出值數量的減少而下降。
調節指示部21042在故障判斷部21044檢測到傾斜傳感器2110的故障時,作為一個例子,將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度。作為基準角度,能夠例舉例如初始角度或者安全角度。初始角度是指,在上述的初始化處理中在車輛300所采取的姿勢(第1狀態下的姿勢)下設定的角度,即與θv=0°對應的光軸角度。安全角度是減輕對他人帶來的炫光的光軸角度。作為安全角度,能夠例舉比水平下傾,例如最下傾的光軸角度。關于將基準角度設定為怎樣的角度,能夠從抑制給其他車輛的駕駛員帶來的炫光、和提高本車輛的駕駛員的可視性的觀點出發適當設定。
如以上說明的那樣,在本實施方式的調平ecu2100中,診斷指示部21043在處于車輛300的穩定狀態時向傾斜傳感器2110輸出故障診斷的執行指示信號。由此,能夠更高精度地實施傾斜傳感器2110的故障診斷。因此,能夠提高自動調平控制的精度。另外,診斷指示部21043周期性地輸出執行指示信號。由此,由于能夠提前發現傾斜傳感器2110的故障,所以,能夠抑制使用故障的傾斜傳感器2110進行的自動調平控制的執行。因此,能夠進一步提高自動調平控制的精度。
另外,角度運算部21041在自動調平控制中導出合計角度θ時,不使用故障診斷時的輸出值地導出合計角度θ。或者,診斷指示部21043以在合計角度θ的一次的導出所使用的傾斜傳感器2110的多個輸出值中含有預定數量以下的故障診斷時的輸出值的方式,輸出執行指示信號。由此,由于能夠抑制合計角度θ的導出精度的下降,所以,能夠提高自動調平控制的精度。
另外,診斷指示部21043在檢測到車輛的停止、人的乘降或者貨物的裝卸、及點火開關的接通斷開的切換的情況下,輸出執行指示信號。這樣,通過在與周期診斷不同的時機執行故障診斷,從而能夠更提前發現傾斜傳感器2110的故障。因此,能夠進一步提高自動調平控制的精度。
[實施方式3]
實施方式3的調平ecu2100除了基于根據車輛行駛中的傾斜傳感器2110的輸出值導出的車輛姿勢角度θv來調節光軸角度θo這一點之外,與實施方式2的調平ecu2100的構成共通。以下,對于實施方式3的調平ecu2100,以與實施方式2不同的構成為中心進行說明。
在本實施方式中,角度運算部21041使用根據車輛行駛中的傾斜傳感器2110的輸出值得到的車輛前后方向及上下方向的加速度,導出當前的車輛姿勢角度θv。以下,說明基于在車輛行駛中得到的傾斜傳感器2110的輸出值進行的車輛姿勢角度θv的導出方法。
圖4的(a)及圖4的(b)是用于說明車輛的運動加速度矢量的方向與車輛姿勢角度的關系的示意圖。圖4的(a)示出車輛姿勢角度θv為0°的狀態,圖4的(b)示出車輛姿勢角度θv從0°發生了變化的狀態。另外,在圖4的(a)及圖4的(b)中,用實線箭頭示出在車輛300前進時產生的運動加速度矢量α及合成加速度矢量β,用虛線箭頭示出在車輛300減速或者后退時產生的運動加速度矢量α及合成加速度矢量β。圖5是示出車輛前后方向的加速度與車輛上下方向的加速度的關系的圖表。需要說明的是,將圖4的(a)及圖4的(b)中的附圖標記“110”替換為附圖標記“2110”進行說明。
車輛300相對于路面平行移動。因此,運動加速度矢量α是與車輛姿勢角度θv無關而相對于路面平行的矢量。另外,如圖4的(a)所示,在車輛300的車輛姿勢角度θv為0°的情況下,理論上車輛300的前后軸l(或者傾斜傳感器2110的x軸)相對于路面平行。因此,運動加速度矢量α為與車輛300的前后軸l平行的矢量。因此,在運動加速度矢量α的大小因車輛300的加減速而發生了變化時,由傾斜傳感器2110檢測的合成加速度矢量β的末端的軌跡為相對于車輛300的前后軸l平行的直線。
另一方面,如圖4的(b)所示,在車輛姿勢角度θv不是0°的情況下,由于車輛300的前后軸l相對于路面傾斜地偏移,所以,運動加速度矢量α是相對于車輛300的前后軸l傾斜地延伸的矢量。因此,運動加速度矢量α的大小因車輛300的加減速而發生了變化時的合成加速度矢量β的末端的軌跡為相對于車輛300的前后軸l傾斜的直線。
在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸(x軸)、并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸(z軸)的坐標中標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器2110的輸出值時,能夠得到圖5所示的結果。在圖5中,點ta1~tan是圖4的(a)所示的狀態下的時間t1~tn的檢測值。點tb1~tbn是圖4的(b)所示的狀態下的時間t1~tn的檢測值。該輸出值的標繪包含對從傾斜傳感器2110的輸出值得到的車輛坐標系的加速度值進行的標繪。
根據這樣標繪的至少2點導出直線或矢量,得到其斜率,從而能夠導出車輛姿勢角度θv。例如,對于標繪的多個點ta1~tan、tb1~tbn使用最小二乘法、移動平均法等求出線性近似式a、b,算出該線性近似式a、b的斜率。在車輛姿勢角度θv為0°的情況下,根據傾斜傳感器2110的輸出值得到與x軸平行的線性近似式a。即,線性近似式a的斜率為0。與此不同,在車輛姿勢角度θv不是0°的情況下,根據傾斜傳感器2110的輸出值得到具有與車輛姿勢角度θv相應的斜率的線性近似式b。因而,線性近似式a與線性近似式b所成的角度(圖5中的θab)、或者線性近似式b的斜率本身是車輛姿勢角度θv。因此,能夠根據標繪車輛行駛中的傾斜傳感器2110的輸出值而得到的直線或矢量的斜率,導出車輛姿勢角度θv。
因此,角度運算部21041在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器2110的輸出值。而且,使用根據所標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來導出車輛姿勢角度θv。而且,調節指示部21042使用被導出的車輛姿勢角度θv輸出調節信號。
例如,角度運算部21041在基于車速傳感器312的輸出值檢測到車輛300為行駛中時,開始上述的車輛姿勢角度θv的導出處理。將傾斜傳感器2110的輸出值以預定的時間間隔重復發送到控制部2104,并保持在ram或者存儲器2108中。而且,在輸出值的數量達到直線或矢量的一次的導出所需要的預先決定的數量時,角度運算部21041在上述的坐標中標繪傾斜傳感器2110的輸出值,導出直線或矢量。需要說明的是,也可以是,每次接收到傾斜傳感器2110的輸出值時,角度運算部21041在坐標中標繪輸出值,在標繪數量達到直線或矢量的一次的導出所需要的數量時,導出直線或矢量。
(傾斜傳感器2110的故障診斷)
傾斜傳感器2110具有與實施方式2同樣的故障診斷功能。圖13是用于說明故障診斷的執行時機的時序圖。上層的縱軸示出車速。下層的縱軸示出合計角度。上層及下層的橫軸示出時間。下層中的黑圓點(●)示出周期診斷的執行時機。空心圓點(○)示出盡管是周期診斷的執行時機,但是由于車輛300未達到穩定狀態而避免診斷的執行的時機。
在本實施方式中,也與實施方式2同樣,診斷指示部21043處于在傾斜傳感器2110的輸出值的變化量為預定量以下的車輛300的穩定狀態時,輸出故障診斷的執行指示信號。由此,能夠更高精度地實施傾斜傳感器2110的故障診斷。其結果是,能夠提高車輛用燈具的自動調平控制的精度。
另外,如圖13所示,診斷指示部21043周期性地輸出執行指示信號。通過由診斷指示部21043周期性地輸出執行指示信號,從而能夠更提前發現傾斜傳感器2110的故障。在圖13中,時間a~f是車輛行駛中的期間。時間a~b、c~d及e~f是車輛300處于不穩定狀態的期間。在本實施方式中,診斷指示部21043在車輛行駛中執行周期診斷(圖13的黑圓點的時機)。但是,診斷指示部21043也可以在車輛停止中也執行周期診斷。另外,即使是周期診斷的診斷的執行時機,在如時間a~b、c~d及e~f的期間那樣傾斜傳感器2110的輸出值處于不穩定狀態的情況下,診斷指示部21043也避免執行指示信號的發送。由此,在車輛300處于不穩定狀態時,避免傾斜傳感器2110的故障診斷(圖13的空心圓點的時機)。
需要說明的是,也可以是,診斷指示部21043除了基于傾斜傳感器2110的輸出值的變化量之外,還基于轉向傳感器310、車速傳感器312、橫擺角速度傳感器、檢測油門踏板的踩下的加速傳感器、檢測制動踏板的踩下的制動傳感器、擋位傳感器等的輸出值,來檢測車輛300處于穩定狀態。或者,也可以是,代替傾斜傳感器2110的輸出值的變化量,而是基于這些傳感器的輸出值來推斷車輛300的穩定狀態。
在控制部2104所接收的傾斜傳感器2110的輸出值中包含故障診斷時的輸出值。對此,角度運算部21041在自動調平控制中的車輛姿勢角度θv的導出中,使用將故障診斷時的輸出值排除后的輸出值。由此,由于能夠導出更精確的合計角度θ,所以能夠進一步提高自動調平控制的精度。
或者,診斷指示部21043以在自動調平控制中的車輛姿勢角度θv的一次的導出所使用的傾斜傳感器2110的多個輸出值中,含有預定數量以下的故障診斷時的輸出值的方式,輸出執行指示信號。例如,診斷指示部21043以合計角度θ的導出所使用的多個輸出值中含有的故障診斷時的輸出值為1個以下的方式,輸出執行指示信號。由此,在包含故障診斷時的輸出值而導出車輛姿勢角度θv的情況下,能夠抑制導出精度下降。另外,在將故障診斷時的輸出值排除而導出車輛姿勢角度θv的情況下,能夠抑制車輛姿勢角度θv的導出精度由于導出所使用的輸出值數量的減少而下降。
本發明不限于上述的實施方式2、3,還能夠將實施方式2、3組合,或者,能夠基于本領域技術人員的知識施加各種設計變更等變形,這樣的被組合的、或者施加變形而得到的實施方式也包含在本發明的保護范圍內。通過將上述的實施方式2、3彼此、及上述的實施方式2、3與變形組合而產生的新的實施方式兼有被組合的實施方式2、3及變形各自的效果。
(變形例2)
變形例2的調平ecu2100將在實施方式2中說明的自動調平控制(以下,將該控制稱為第1控制)、和在實施方式3中說明的自動調平控制(以下,將該控制稱為第2控制)組合而執行。
例如,控制部2104作為基本控制,執行第1控制。在第1控制中,對于車輛停止中的合計角度θ的變化,輸出調節信號,并且,將在車輛姿勢角度θv的基準值含入該合計角度θ的變化量而得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持。另外,對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,維持光軸角度,并且,將在路面角度θr的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到的路面角度θr作為新的基準值而保持。
另外,控制部2104在車輛行駛中執行第2控制。在第2控制中,在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中,標繪在車輛行駛中得到的傾斜傳感器2110的輸出值,使用根據標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來導出車輛姿勢角度θv。而且,控制部2104基于在第2控制中得到的車輛姿勢角度θv,校正車輛姿勢角度θv的基準值。例如、控制部2104將車輛姿勢角度θv的基準值替換為在第2控制中得到的車輛姿勢角度θv。或者,將車輛姿勢角度θv的基準值校正為接近在第2控制中得到的車輛姿勢角度θv。并且,基于在第2控制中得到的車輛姿勢角度θv校正光軸角度θo。
在本變形例中,也實施與實施方式2及實施方式3同樣的傾斜傳感器2110的故障診斷。另外,關于故障診斷時的輸出值的處理,也與實施方式2及實施方式3同樣。需要說明的是,故障判斷部21044也可以將在車輛停止中執行的故障診斷的結果、和在車輛行駛中實施的故障診斷的結果組合,來判斷傾斜傳感器2110的故障。
在上述的實施方式2、3及變形例2中,也可以僅將車輛的停止、人的乘降或者貨物的裝卸、及點火開關308的接通斷開的切換之1或2個作為特定診斷的執行對象。即,車輛的停止、人的乘降或者貨物的裝卸、及點火開關308的接通斷開的切換的至少1個成為特定診斷的執行對象。
在上述的實施方式2、3及變形例2中,診斷指示部21043在車輛300處于不穩定狀態時避免執行指示信號的輸出。但是,不限于該構成,也可以是如下這種構成:即使在車輛300處于不穩定狀態時,診斷指示部21043也輸出執行指示信號,但是,故障判斷部21044不使用在不穩定狀態下得到的故障診斷用的輸出值來判斷故障。
需要說明的是,上述的實施方式2、3及變形例2的發明也可以利用以下記載的項目來規定。
[項目2]
一種車輛用燈具系統,其特征在于,
包括:
車輛用燈具,上述車輛用燈具能夠調節光軸;
傾斜傳感器,上述傾斜傳感器具有自我故障診斷功能;以及
控制裝置,上述控制裝置對上述車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制,
上述控制裝置包括:
接收部,上述接收部接收表示上述傾斜傳感器的輸出值的信號;以及
控制部,上述控制部使用上述傾斜傳感器的輸出值來導出車輛的傾斜角度或其變化量,并輸出車輛用燈具的光軸角度的調節信號,
上述控制部具有診斷指示部,上述診斷指示部向上述傾斜傳感器輸出故障診斷的執行指示信號,
上述診斷指示部在處于上述輸出值的變化量為預定量以下的車輛的穩定狀態時,輸出上述執行指示信號。
[實施方式4]
圖1是實施方式4的控制裝置的控制對象即包含車輛用燈具的前照燈單元的概略鉛垂剖視圖。本實施方式的前照燈單元210及燈具單元10具有與第1的實施方式同樣的構造。
圖14是說明前照燈單元、車輛控制ecu及調平ecu的動作協動的功能框圖。需要說明的是,在圖14中,將前照燈單元210r及前照燈單元210l統一視為前照燈單元210。另外,對于調平ecu3100及車輛控制ecu302,作為硬件構成,利用以計算機的cpu、存儲器為代表的要素、電路來實現,作為軟件構成,利用計算機程序等來實現,但是,在圖14中,描畫為通過這些構成的協作而實現的功能模塊。因而,這些功能模塊能夠利用硬件、軟件的組合以各種形式實現,這對于本領域技術人員來說是可以理解的范疇。
作為車輛用燈具的控制裝置的調平ecu3100包括接收部3102、控制部3104、發送部3106、存儲器3108、以及加速度傳感器3110。調平ecu3100例如設置在車輛300的前圍板附近。需要說明的是,調平ecu3100的設置位置沒有特別限定,例如也可以設置在前照燈單元210內。另外,加速度傳感器3110也可以設置在調平ecu3100的外部。在調平ecu3100上連接有車輛控制ecu302、以及燈開關304等。利用接收部3102接收從車輛控制ecu302、以及燈開關304等輸出的信號。另外,接收部3102接收表示加速度傳感器3110的輸出值的信號。
在車輛控制ecu302上連接有轉向傳感器310、車速傳感器312、導航系統314等。從這些傳感器輸出的信號經由車輛控制ecu302被調平ecu3100的接收部3102接收。車速傳感器312例如是基于車輪的轉速算出車輛300的速度的傳感器。燈開關304根據駕駛員的操作內容將指示前照燈單元210的點亮熄滅的信號、指示自動調平控制的執行的信號等發送到電源306、車輛控制ecu302、調平ecu3100等。
接收部3102所接收到的信號被發送到控制部3104。控制部3104執行自動調平控制,在該自動調平控制中,使用加速度傳感器3110的輸出值導出車輛300的傾斜角度或其變化量,輸出燈具單元10的光軸o的俯仰角度(以下,適當地將該角度稱為光軸角度θo)的調節信號。控制部3104具有角度運算部31041、調節指示部31042、以及異常判定部31043。
角度運算部31041使用加速度傳感器3110的輸出值、和根據需要保存在調平ecu3100所具有的ram(未圖示)中的信息,生成車輛300的俯仰角度信息。調節指示部31042使用由角度運算部31041生成的俯仰角度信息,生成指示燈具單元10的光軸角度θo的調節的調節信號。控制部3104將由調節指示部31042生成的調節信號經由發送部3106輸出到調平驅動器226。調平驅動器226基于接收到的調節信號進行驅動,燈具單元10的光軸o在俯仰角度方向被調整。異常判定部31043使用車速傳感器312的輸出值和加速度傳感器3110的輸出值,判定加速度傳感器3110的異常。對于控制部3104所具有的各部的動作及加速度傳感器3110的異常判定,在后詳細說明。
在車輛300中搭載有向調平ecu3100、車輛控制ecu302、以及前照燈單元210供給電力的電源306。在利用燈開關304的操作指示了前照燈單元210的點亮時,從電源306經由電源電路230將電力供給到光源14。從電源306向調平ecu3100的電力供給在點火開關接通時被實施,在點火開關斷開時被停止。
(自動調平控制)
接下來,詳細說明具備上述的構成的調平ecu3100所進行的自動調平控制。圖15是用于說明傳感器坐標系與車輛坐標系的關系的示意圖。在圖15中,左側的圖示出車輛坐標系,中央的圖示出傳感器坐標系,右側的圖示出加速度傳感器3110被搭載于車輛300的狀態下的傳感器坐標系及車輛坐標系。圖3是用于說明車輛所產生的加速度矢量、和能夠用加速度傳感器檢測的車輛的傾斜角度的示意圖。
例如,在車輛后部的行李艙裝載有貨物或者在后排座位存在乘員的情況下,車輛姿勢成為后傾姿勢,在貨物從行李艙落下或者后排座位的乘員下車的情況下,車輛姿勢從后傾姿勢的狀態起進行前傾。在車輛300變成后傾姿勢或者前傾姿勢時,燈具單元10的照射方向也上下變動,前方照射距離變長或者變短。因此,調平ecu3100從加速度傳感器3110的輸出值導出車輛300的俯仰方向的傾斜角度或其變化,將光軸角度θo設定為與車輛姿勢相應的角度。通過實施基于車輛姿勢實時地進行燈具單元10的調平調整的自動調平控制,從而即使車輛姿勢變化,也能夠將前方照射光的到達距離調節為最合適。
圖15所示,加速度傳感器3110是具有相互正交的x軸sx、y軸sy、以及z軸sz并檢測各軸上的加速度的3軸加速度傳感器。另外,車輛300具有決定其姿勢的前后軸vx、左右軸vy、以及上下軸vz。加速度傳感器3110以傳感器坐標系與車輛300的車輛坐標系一致的方式安裝于車輛300。即,加速度傳感器3110與車輛300被以x軸sx與前后軸vx、y軸sy與左右軸vy、以及z軸sz與上下軸vz分別平行的方式決定了相互的位置關系。而且,加速度傳感器3110檢測車輛300所產生的加速度矢量。
行駛中的車輛300會產生重力加速度、和因車輛300的移動而產生的運動加速度。因此,如圖3所示,加速度傳感器3110能夠檢測將重力加速度矢量g和運動加速度矢量α合成的合成加速度矢量β。另外,在車輛300的停止中,加速度傳感器3110能夠檢測重力加速度矢量g。加速度傳感器3110將檢測到的加速度矢量的各軸分量的數值輸出。如上所述,由于加速度傳感器3110與車輛300彼此的坐標系一致,所以,從加速度傳感器3110輸出的傳感器坐標系的各軸分量的數值原樣不變地成為車輛坐標系的各軸分量的數值。
另外,能夠根據車輛停止中的加速度傳感器3110的輸出值導出車輛300相對于重力加速度矢量g的斜率。即,能夠根據加速度傳感器3110的輸出值導出車輛300相對于水平面的傾斜角度即合計角度θ,該合計角度θ包含路面相對于水平面的傾斜角度即路面角度θr、以及車輛300相對于路面的傾斜角度即車輛姿勢角度θv。需要說明的是,路面角度θr、車輛姿勢角度θv、以及合計角度θ是車輛300的俯仰方向的角度。
自動調平控制的目的在于,吸收伴隨車輛300的俯仰方向的傾斜角度的變化而產生的車輛用燈具的前方照射距離的變化,將照射光的前方到達距離保持為最適度。因而,自動調平控制所需要的車輛300的傾斜角度是車輛姿勢角度θv。即,在自動調平控制中,要求在車輛姿勢角度θv發生了變化的情況下調節燈具單元10的光軸角度θo,在路面角度θr發生了變化的情況下維持燈具單元10的光軸角度θo。為了實現該要求,需要從合計角度θ提取關于車輛姿勢角度θv的信息。
(基本控制)
對此,控制部3104作為自動調平的基本控制,將車輛行駛中的合計角度θ的變化推斷為路面角度θr的變化,將車輛停止中的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化,根據合計角度θ導出車輛姿勢角度θv。在車輛行駛中,由于很少有裝載物量、乘車人數增減而車輛姿勢角度θv變化,所以,能夠將車輛行駛中的合計角度θ的變化推斷為路面角度θr的變化。另外,在車輛停止中,由于很少有車輛300移動而路面角度θr變化,所以,能夠將車輛停止中的合計角度θ的變化推斷為車輛姿勢角度θv的變化。
首先,例如在車輛制造者的制造工廠、經銷商的維修工廠等中,將車輛300放置在以相對于水平面平行的方式設計的路面(以下,適當地將該路面稱為基準路面)上,設定為基準狀態。在基準狀態下,對車輛300假定為在駕駛座上有1人乘車的狀態。而且,利用工廠的初始化處理裝置的開關操作、can(controllerareanetwork:控制器局域網)系統的通信等,發送初始化信號。控制部3104如果接收到初始化信號,則執行預定的初始化處理。在初始化處理中,實施初期對光調整,使燈具單元10的光軸o對齊到初始角度。另外,控制部3104的角度運算部31041將基準狀態下的加速度傳感器3110的輸出值作為路面角度θr的基準值(θr=0°)、車輛姿勢角度θv的基準值(θv=0°)而存儲并保持到ram。另外,根據需要將這些基準值寫入到存儲器3108。
而且,控制部3104對于車輛停止中的合計角度θ的變化,驅動調平驅動器226,以便調節光軸角度θo。另外,與此同時,將在已保持著的車輛姿勢角度θv的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持。另外,控制部3104對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,避免調平驅動器226的驅動。另外,與此同時,將在已保持著的路面角度θr的基準值中含入該合計角度θ的變化量而得到的路面角度θr作為新的基準值而保持。
例如,在車輛300實際被使用的狀況下,角度運算部31041對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,通過避免調節信號的生成或輸出、或者輸出指示光軸角度θo的維持的維持信號,從而避免調平驅動器226的驅動。而且,角度運算部31041在車輛停止時根據加速度傳感器3110的輸出值算出當前(車輛停止時)的合計角度θ。接下來,角度運算部31041從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值,得到路面角度θr(θr=θ-θv基準值)。而且,將所得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值,更新在ram中已保持著的路面角度θr的基準值。更新前的路面角度θr的基準值與更新后的路面角度θr的基準值之差相當于車輛300的行駛前后的合計角度θ的變化量。由此,將被推斷為路面角度θr的變化量的車輛行駛中的合計角度θ的變化量引入到路面角度θr的基準值中。
或者,角度運算部31041在車輛停止時算出行駛前后的合計角度θ的差值δθ1(合計角度θ的變化量)。而且,在路面角度θr的基準值上算入差值δθ1而算出新的路面角度θr的基準值(新θr基準值=θr基準值+δθ1),更新路面角度θr的基準值。由此,將被推斷為路面角度θr的變化的車輛行駛中的合計角度θ的變化引入到路面角度θr的基準值中。角度運算部31041能夠如下這樣算出差值δθ1。即,角度運算部31041在車輛300的剛起步后將要起步前的合計角度θ作為合計角度θ的基準值而保持。而且,角度運算部31041在車輛停止時從當前(車輛停止時)的合計角度θ減去合計角度θ的基準值來算出差值δθ1。
另外,控制部3104對于車輛停止中的合計角度θ的變化,通過生成并輸出燈具單元10的光軸角度θo的調節信號,從而使調平驅動器226驅動。具體而言,在車輛停止中,角度運算部31041根據加速度傳感器3110的輸出值在預定的時機重復算出當前的合計角度θ。將算出的合計角度θ保持到ram。而且,角度運算部31041從當前的合計角度θ減去路面角度θr的基準值,得到車輛姿勢角度θv(θv=θ-θr基準值)。另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的車輛姿勢角度θv的基準值,更新在ram中已保持著的車輛姿勢角度θv的基準值。由此,將被推斷為車輛姿勢角度θv的變化量的車輛行駛中的合計角度θ的變化量引入到車輛姿勢角度θv的基準值中。
或者,角度運算部31041在車輛停止中算出當前的合計角度θ與已保持著的合計角度θ的基準值的差值δθ2(合計角度θ的變化量)。關于此時所使用的合計角度θ的基準值,例如,在進行車輛300停止后最初的差值δθ2的算出的情況下,是在差值δθ1的算出時得到的合計角度θ,即車輛停止時的合計角度θ,在第2次以后的情況下,是在前次的差值δθ2的算出時得到的合計角度θ。而且,角度運算部31041在車輛姿勢角度θv的基準值上算入差值δθ2而算出新的車輛姿勢角度θv的基準值(新θv基準值=θv基準值+δθ2),更新車輛姿勢角度θv的基準值。由此,將被推斷為車輛姿勢角度θv的變化的車輛行駛中的合計角度θ的變化引入到車輛姿勢角度θv的基準值中。
而且,調節指示部31042使用被算出的車輛姿勢角度θv或者被更新的新的車輛姿勢角度θv的基準值,生成光軸角度θo的調節信號。例如,調節指示部31042使用將預先記錄在存儲器108中的車輛姿勢角度θv的值與光軸角度θo的值建立對應的轉換表來決定光軸角度θo,生成調節信號。調節信號被從發送部3106向調平驅動器226輸出。
(校正處理)
如上所述,在自動調平的基本控制中,從合計角度θ減去車輛姿勢角度θv或者路面角度θr的基準值,重復更新基準值。或者,將合計角度θ的變化的差值δθ1算入到路面角度θr的基準值,將差值δθ2算入到車輛姿勢角度θv的基準值,重復更新基準值。由此,將路面角度θr及車輛姿勢角度θv的變化引入到各自的基準值中。在這樣重復重寫路面角度θr的基準值及車輛姿勢角度θv的基準值的情況下,加速度傳感器3110的檢測誤差等會積累到基準值中,自動調平控制的精度有可能下降。因此,調平ecu3100執行以下說明的基準值及光軸角度θo的校正處理。
圖4的(a)及圖4的(b)是用于說明車輛的運動加速度矢量的方向與車輛姿勢角度的關系的示意圖。圖4的(a)示出車輛姿勢角度θv為0°的狀態,圖4的(b)示出車輛姿勢角度θv從0°發生了變化的狀態。另外,在圖4的(a)及圖4的(b)中,用實線示出在車輛300前進時產生的運動加速度矢量α及合成加速度矢量β,用虛線箭頭示出在車輛300減速或者后退時產生的運動加速度矢量α及合成加速度矢量β。圖5是示出車輛前后方向的加速度與車輛上下方向的加速度的關系的圖表。需要說明的是,將圖4的(a)及圖4的(b)中附圖標記“110”替換為附圖標記“3110”,并將附圖標記“l”替換為附圖標記“vx”進行說明。
車輛300相對于路面平行移動。因此,運動加速度矢量α是與車輛姿勢角度θv無關而相對于路面平行的矢量。另外,如圖4的(a)所示,在車輛300的車輛姿勢角度θv為0°的情況下,理論上車輛300的前后軸vx及加速度傳感器3110的x軸sx相對于路面平行。因此,運動加速度矢量α為與車輛300的前后軸vx平行的矢量。因此,在運動加速度矢量α的大小因車輛300的加減速而變化時,由加速度傳感器3110檢測的合成加速度矢量β的末端的軌跡為相對于車輛300的前后軸vx平行的直線。
另一方面,如圖4的(b)所示,在車輛姿勢角度θv不是0°的情況下,由于車輛300的前后軸vx相對于路面傾斜地偏移,所以,運動加速度矢量α是相對于車輛300的前后軸vx傾斜地延伸的矢量。因此,運動加速度矢量α的大小因車輛300的加減速而發生了變化時的合成加速度矢量β的末端的軌跡為相對于車輛300的前后軸vx傾斜的直線。
在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸(x軸)、并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸(z軸)的坐標中標繪在車輛行駛中得到的加速度傳感器3110的輸出值時,能夠得到圖5所示的結果。在圖5中,點ta1~tan是圖4的(a)所示的狀態下的時間t1~tn的檢測值。點tb1~tbn是圖4的(b)所示的狀態下的時間t1~tn的檢測值。該輸出值的標繪包含對從加速度傳感器3110的輸出值得到的車輛坐標系的加速度值進行的標繪。
根據這樣標繪的至少2點導出直線或矢量,得到其斜率,從而能夠推斷車輛姿勢角度θv。例如,對于標繪的多個點ta1~tan、tb1~tbn使用最小二乘法、移動平均法等求出線性近似式a、b,算出該線性近似式a、b的斜率。在車輛姿勢角度θv為0°的情況下,根據加速度傳感器3110的輸出值得到與x軸平行的線性近似式a。即,線性近似式a的斜率為0。與此不同,在車輛姿勢角度θv不是0°的情況下,根據加速度傳感器3110的輸出值得到具有與車輛姿勢角度θv相應的斜率的線性近似式b。因而,線性近似式a與線性近似式b所成的角度(圖5中的θab)、或者線性近似式b的斜率本身是車輛姿勢角度θv。因此,能夠根據標繪車輛行駛中的加速度傳感器3110的輸出值而得到的直線或矢量的斜率,推斷車輛姿勢角度θv。
因此,角度運算部31041在將車輛前后方向的加速度設定為第1軸并將車輛上下方向的加速度設定為第2軸的坐標中標繪在車輛行駛中得到的加速度傳感器3110的輸出值。而且,使用根據所標繪的多個點得到的直線或矢量的斜率來推斷車輛姿勢角度θv,基于推斷出的車輛姿勢角度θv來調整車輛姿勢角度θv的基準值。或者,將推斷出的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而保持。由此,校正車輛姿勢角度θv的基準值。另外,調節指示部31042使用推斷出的車輛姿勢角度θv或者更新后的新的車輛姿勢角度θv的基準值,生成光軸角度θo的調節信號。調節信號被從發送部3106向調平驅動器226輸出。由此,校正光軸角度θo。之后,將校正或者更新后的車輛姿勢角度θv作為車輛姿勢角度θv的基準值,另外,將根據當前的合計角度θ和該車輛姿勢角度θv的基準值得到的路面角度θr作為路面角度θr的基準值(由此,校正路面角度θr的基準值),重啟上述的基本控制。
例如,角度運算部31041在基于車速傳感器312的輸出值檢測到車輛300為行駛中時,開始校正處理。在校正處理中,將加速度傳感器3110的輸出值以預定的時間間隔重復地發送到控制部3104。將被發送到控制部3104的加速度傳感器3110的輸出值保持到ram或者存儲器3108。而且,在輸出值的數量達到了直線或矢量的一次的導出所需要的預先決定的數量時,角度運算部31041在上述的坐標中標繪加速度傳感器3110的輸出值,導出直線或矢量。需要說明的是,也可以是,每次接收到加速度傳感器3110的輸出值時,角度運算部31041都在坐標中標繪輸出值,并在標繪的輸出值的數量達到預定數量時導出直線或矢量。
(加速度傳感器3110的異常判定)
異常判定部31043對根據在車輛行駛中得到的車速傳感器312的輸出值導出的加速度(以下,適當地將該加速度稱為來源于車速傳感器的加速度)、和根據加速度傳感器3110的輸出值導出的車輛前后方向的加速度(以下,適當地將該加速度稱為來源于加速度傳感器的加速度)進行比較,即,基于兩加速度之差,判定加速度傳感器3110是否發生了異常。
圖16的(a)及圖16的(b)是用于說明異常判定部所進行的加速度傳感器的異常判定的示意圖。在圖16的(a)及圖16的(b)中,橫軸是相對于車輛300所在的路面平行的路面水平軸ph,縱軸是相對于車輛300所在的路面垂直的路面垂直軸pv。另外,實線箭頭表示來源于車速傳感器的加速度的矢量,虛線箭頭表示來源于加速度傳感器的加速度的矢量。
異常判定部31043在從車速傳感器312接收到表示車輛300的速度的信號時,通過對車速以時間進行微分,從而得到來源于車速傳感器的加速度。另外,異常判定部31043作為來源于加速度傳感器的加速度,使用在上述的校正處理中在坐標中標繪的加速度傳感器3110的輸出值的車輛前后方向分量的值。在圖16的(a)中,示出了在處于車輛姿勢角度θv為0°的狀態的車輛300正在水平路面上行駛的狀況下導出的來源于車速傳感器的加速度、和來源于加速度傳感器的加速度。在此情況下,如果加速度傳感器3110正常,則來源于車速傳感器的加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小一致。因而,如果車輛姿勢角度θv為0°且路面角度θr為0°,則能夠基于兩加速度是否一致來判定加速度傳感器3110的異常。
但是,由于運動加速度矢量α相對于路面平行,所以,來源于車速傳感器的加速度的矢量相對于路面水平軸ph平行。另一方面,來源于加速度傳感器的加速度是車輛前后方向的加速度,車輛前后方向即車輛300的前后軸vx的角度由于車輛姿勢角度θv的變化而相對于路面變化。因而,來源于加速度傳感器的加速度的矢量不一定會相對于路面平行。因此,即使加速度傳感器3110正常,來源于加速度傳感器的加速度的大小也會相對于來源于車速傳感器的加速度的大小產生偏移。另外,加速度傳感器3110對將重力加速度矢量g和運動加速度矢量α合成的合成加速度矢量β進行檢測。因此,在車輛300的前后軸vx相對于路面不平行的情況(即,車輛姿勢角度θv不是0的情況)下、以及路面不水平的情況(即路面角度θr不是0的情況)下,在來源于加速度傳感器的加速度中包含重力加速度。因此,即使加速度傳感器3110正常,來源于加速度傳感器的加速度的大小相對于來源于車速傳感器的加速度的大小也會產生偏移。
因此,異常判定部31043在來源于車速傳感器的加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小之差超過預定的容許范圍c1的情況下,判定為加速度傳感器3110異常。異常判定部31043也可以多次重復該大小之差的導出,在大小之差連續預定次數以上超過容許范圍c1的情況下,判定為加速度傳感器3110異常。容許范圍c1是基于因路面角度θr及車輛姿勢角度θv的變化而導致的來源于加速度傳感器的加速度的變化量而決定的范圍。在決定容許范圍c1時考慮的車輛姿勢角度θv的變化的范圍是車輛300在車輛設計上可能取得的車輛姿勢角度θv的范圍。另外,在決定容許范圍c1時考慮的路面角度θr的范圍是一般的道路的傾斜角度的范圍,例如是±10%。容許范圍c1能夠基于設計者所進行的實驗、模擬來適當設定。
在本實施方式中,傳感器坐標系與車輛坐標系一致。因而,車輛前后方向的加速度是加速度傳感器3110的x軸sx方向的加速度。因此,在來源于車輛傳感器的加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小之差超過容許范圍c1的情況下,能夠檢測到加速度傳感器3110的x軸sx產生了異常。
異常判定部31043例如在基于車速傳感器312的輸出值檢測到車輛300為行駛中時,開始加速度傳感器3110的異常判定。而且,異常判定部31043在車輛行駛中周期性地執行異常判定。這樣,通過周期性地執行異常判定,從而能夠更提前發現加速度傳感器3110的異常。異常判定部31043在檢測到加速度傳感器3110的異常時,將異常發生信號發送到調節指示部31042、以及車輛控制ecu302。
調節指示部31042在從異常判定部31043接收到異常發生信號時,將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度。作為基準角度,例如能夠例舉初始角度或者安全角度。初始角度是指,在上述的初始化處理中在車輛300所采取的姿勢(基準狀態下的姿勢)下設定的角度,即與θv=0°對應的光軸角度。安全角度是減輕對他人帶來的炫光的光軸角度。作為安全角度,能夠例舉比水平下傾,例如最下傾的光軸角度。關于將基準角度設定為怎樣的角度,能夠從抑制給其他車輛的駕駛員帶來的炫光、和提高本車輛的駕駛員的可視性的觀點出發適當設定。例如,在考慮炫光的抑制和可視性提高這兩方面的情況下,作為基準角度,初始角度是合適的。另外,在以炫光的抑制為優先的情況下,作為基準角度,安全角度是合適的。車輛控制ecu302在接收到異常發生信號時,使指示器點亮。由此,向車輛300的使用者告知加速度傳感器3110的異常
圖17是示出由實施方式4的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。該流程例如在通過燈開關304做出了自動調平控制的執行指示且點火開關被接通時,由控制部3104在預定的時機重復執行,在自動調平控制的執行指示被解除(或者被做出了停止指示)、或者點火開關被斷開的情況下結束。
控制部3104判斷車輛300是否正在停車(s301)。在車輛300正在停車的情況下(s301的是),控制部3104判斷在前次的例程的步驟s301中的停車判定中車輛300是否是行駛中(s301的否)(s302)。在前次的判定是行駛中的情況下(s302的是),該情況意味著是“車輛停止時”,控制部3104從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值來算出路面角度θr(s303)。而且,將得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值而更新(s304),結束本例程。
在前次的判定不是行駛中的情況下(s302的否),該情況意味著是“車輛停止中”,控制部3104從當前的合計角度θ減去路面角度θr的基準值,算出車輛姿勢角度θv
(s305)。而且,使用所得到的車輛姿勢角度θv來調節光軸角度θo,另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而更新(s306),結束本例程。
在車輛300未停車的情況下,即是行駛中的情況下(s301的否),控制部3104執行使用來源于車速傳感器的加速度進行的加速度傳感器3110的異常判定,判斷加速度傳感器3110是否發生了異常(s307)。在加速度傳感器3110產生了異常的情況下(s307的是),控制部3104將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度,向車輛控制ecu302發送異常發生信號(s308),結束本例程。另外,控制部3104停止下一次以后的流程的執行。
在加速度傳感器3110未發生異常的情況下(s307的否),控制部3104執行使用車輛行駛中的加速度傳感器3110的輸出值進行的校正處理(s309)。控制部3104在校正處理中,推斷車輛姿勢角度θv,使用該推斷的車輛姿勢角度θv來校正光軸角度θo,另外,將推斷的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而更新。然后,結束本例程。
如以上說明的那樣,本實施方式的調平ecu3100包括判定加速度傳感器3110的異常的異常判定部31043。而且,異常判定部31043基于根據在車輛行駛中得到的車速傳感器312的輸出值導出的加速度、與根據加速度傳感器3110的輸出值導出的車輛前后方向的加速度之差,判定加速度傳感器3110的異常。由此,由于能夠發現加速度傳感器3110的異常,所以,能夠抑制執行使用發生了異常的加速度傳感器3110進行的自動調平控制。因此,能夠提高自動調平控制的精度。另外,由于來源于車速傳感器的加速度頻繁地變化,所以,能夠容易并高精度地執行加速度傳感器3110的異常判定。
[實施方式5]
實施方式5的調平ecu3100除了調平ecu3100向車輛300的安裝姿勢不同這一點之外,與實施方式4的調平ecu3100的構成是共通的。以下,對于實施方式5的調平ecu3100,以與實施方式4不同的構成為中心進行說明。
圖18是用于說明實施方式5的傳感器坐標系與車輛坐標系的關系的示意圖。在圖18中,左側的圖示出車輛坐標系,中央的圖示出傳感器坐標系,右側的圖示出加速度傳感器3110被搭載于車輛300的狀態下的傳感器坐標系及車輛坐標系。
在本實施方式中,加速度傳感器3110相對于車輛300被以x軸sx與車輛300的前后軸vx非平行、且z軸sz與車輛300的上下軸vz非平行的方式決定姿勢。在此情況下,在自動調平控制及加速度傳感器3110的異常判定中,控制部3104需要將從加速度傳感器3110輸出的3軸的分量轉換為車輛300的3軸的分量。為了將加速度傳感器3110的軸分量轉換為車輛300的軸分量,需要基準軸信息,該基準軸信息表示被安裝于車輛300的狀態的加速度傳感器3110的軸和車輛300的軸和路面角度的位置關系。因此,控制部3104例如以下這樣生成基準軸信息。
首先,將車輛300設定為在實施方式4中說明的基準狀態(以下,適當地將該基準狀態稱為第1基準狀態)。然后,在初始化處理中,控制部3104將第1基準狀態下的加速度傳感器3110的輸出值作為第1基準矢量s1=(x1、y1、z1),記錄到ram或者存儲器3108。接下來,將車輛300設定為僅俯仰角度與第1狀態不同的第2狀態。例如,能夠通過在處于第1狀態的車輛300的前部或后部施加載荷,從而將車輛300設定為第2狀態。控制部3104將車輛300處于第2狀態時的加速度傳感器3110的輸出值作為第2基準矢量s2=(x2、y2、z2),記錄到ram或者存儲器3108。
通過取得第1基準矢量s1,從而將加速度傳感器側的軸與基準路面的位置關系建立對應,能夠掌握加速度傳感器3110的z軸sz與車輛300的上下軸vz的偏移。另外,能夠根據第2基準矢量s2相對于第1基準矢量s1的分量的變化,掌握前后軸vx與x軸sx的偏移、以及左右軸vy與y軸sy的偏移。由此,將加速度傳感器側的軸與車輛側的軸的位置關系建立對應,其結果是,將加速度傳感器側的軸和車輛側的軸和基準路面的位置關系。控制部3104將轉換表作為基準軸信息記錄到存儲器3108,該轉換表將加速度傳感器3110的輸出值的各軸分量的數值(包含基準路面的數值)與車輛300的各軸分量的數值建立對應。對于從加速度傳感器3110輸出的x軸sx、y軸sy、z軸sz的各分量的數值,角度運算部31041使用轉換表,轉換為車輛300的前后軸vx、左右軸vy、上下軸vz的分量。
這樣,在本實施方式中,x軸sx與前后軸vx、以及z軸sz與上下軸vz分別不平行。因此,加速度傳感器3110的異常判定所使用的來源于加速度傳感器的加速度即車輛前后方向的加速度是基于加速度傳感器3110的輸出值的x軸sx分量和z軸sz分量而導出的。因此,在來源于車輛傳感器的加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小之差超過容許范圍c1的情況下,能夠檢測加速度傳感器3110的x軸sx及z軸sz的任一個產生了異常。因而,根據本實施方式,由于在加速度傳感器3110的異常判定中能夠增加成為判定對象的軸,所以,能夠進一步提高自動調平控制的精度。
[實施方式6]
實施方式6的調平ecu3100除了在加速度傳感器3110的異常判定中代替來源于車速傳感器的加速度而使用重力加速度這一點之外,與實施方式4的調平ecu100的構成是共通的。以下,對于實施方式6的調平ecu3100,以與實施方式4不同的構成為中心進行說明。
在本實施方式的調平ecu3100中,異常判定部31043對車輛300的存在位置的重力加速度、與根據加速度傳感器3110的輸出值導出的車輛上下方向的加速度(以下,適當地將該加速度稱為來源于加速度傳感器的加速度)進行比較,即,基于兩加速度之差,判定加速度傳感器3110是否發生了異常。
圖19的(a)及圖19的(b)是用于說明實施方式6的異常判定部所進行的加速度傳感器的異常判定的示意圖。在圖19的(a)及圖19的(b)中,縱軸是與車輛300的存在位置的鉛垂方向平行的鉛垂軸qv,橫軸是與車輛300的存在位置的水平方向平行的水平軸qh。另外,實線箭頭表示重力加速度的矢量,虛線箭頭表示來源于加速度傳感器的加速度的矢量。
異常判定部31043作為來源于加速度傳感器的加速度,使用在上述的校正處理中在坐標中標繪的加速度傳感器3110的輸出值的車輛上下方向分量的值。在圖19的(a)中,示出了在處于車輛姿勢角度θv為0°的狀態的車輛300位于水平路面上的狀況下導出的重力加速度和來源于加速度傳感器的加速度。在此情況下,如果加速度傳感器3110正常,則重力加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小一致。因而,如果車輛姿勢角度θv為0°且路面角度θr為0°,則能夠基于兩加速度是否一致來判定加速度傳感器3110的異常。
但是,由于重力加速度與鉛垂方向平行,所以,重力加速度的矢量與鉛垂軸qv平行。另一方面,來源于加速度傳感器的加速度是車輛上下方向的加速度,車輛上下方向即車輛300的上下軸vz會由于車輛姿勢角度θv的變化而角度相對于鉛垂方向變化。因而,來源于加速度傳感器的加速度的矢量不一定與鉛垂方向平行。因此,即使加速度傳感器3110正常,來源于加速度傳感器的加速度的大小也會相對于重力加速度的大小產生偏移。另外,加速度傳感器3110在車輛行駛中對將重力加速度矢量g和運動加速度矢量α合成的合成加速度矢量β進行檢測。因此,在車輛300的上下軸vz不與鉛垂方向平行的情況、以及路面不水平的情況下,在來源于加速度傳感器的加速度包含運動加速度。因此,即使加速度傳感器3110正常,來源于加速度傳感器的加速度的大小也會相對于重力加速度的大小產生偏移。
因此,異常判定部31043在重力加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小之差超過預定的容許范圍c2的情況下,判定為加速度傳感器3110異常。容許范圍c2是基于因路面角度θr、車輛姿勢角度θv及車輛300所產生的運動加速度各自的變化而導致的來源于加速度傳感器的加速度的變化量來決定的范圍。在決定容許范圍c2時考慮的車輛姿勢角度θv的變化的范圍是車輛300在車輛設計上可能取得的車輛姿勢角度θv的范圍。另外,在決定容許范圍c2時考慮的路面角度θr的范圍是一般的道路的傾斜角度的范圍,例如是±10%。另外,在決定容許范圍c2時考慮的運動加速度的大小的范圍是在車輛設計上車輛300會產生的運動加速度的范圍。容許范圍c2能夠基于設計者所進行的實驗、模擬來適當設定。
在本實施方式中,傳感器坐標系與車輛坐標系一致。因而,車輛上下方向的加速度是加速度傳感器3110的z軸sz方向的加速度。因此,在重力加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小之差超過容許范圍c2的情況下,能夠檢測到加速度傳感器3110的z軸sz產生了異常。
加速度傳感器3110的異常判定優選在車輛停止中執行。由此,由于能夠將因運動加速度而引起的來源于加速度傳感器的加速度的變化排除,所以,能夠提高加速度傳感器3110的異常判定的精度。在此情況下,異常判定部31043例如在基于車速傳感器312的輸出值檢測到車輛300為停止中時,開始加速度傳感器3110的異常判定。而且,異常判定部31043在車輛停止中周期性地執行異常判定。異常判定部31043在檢測到加速度傳感器3110的異常時,將異常發生信號發送到調節指示部31042、以及車輛控制ecu302。
圖20是示出由實施方式6的車輛用燈具的控制裝置執行的自動調平控制的一個例子的流程圖。該流程的執行時機與實施方式4(圖17)同樣。
控制部3104判斷車輛300是否正在停車(s401)。在車輛300正在停車的情況下(s401的是),控制部3104判斷在前次的例程的步驟s401中的停車判定中車輛300是否是行駛中(s401的否)(s402)。在前次的判定是行駛中的情況下(s402的是),控制部3104從當前的合計角度θ減去車輛姿勢角度θv的基準值來算出路面角度θr(s403)。而且,將得到的路面角度θr作為新的路面角度θr的基準值而更新(s404),結束本例程。
在前次的判定不是行駛中的情況下(s402的否),控制部3104執行使用重力加速度進行的加速度傳感器3110的異常判定,判斷加速度傳感器3110是否發生了異常(s405)。在加速度傳感器3110發生了異常的情況下(s405的是),控制部3104將光軸角度θo固定在當前角度或者預定的基準角度,向車輛控制ecu302發送異常發生信號(s406),結束本例程。另外,控制部3104停止下次以后的流程的執行。
在加速度傳感器3110未產生異常的情況下(s405的否),控制部3104從當前的合計角度θ減去路面角度θr的基準值,算出車輛姿勢角度θv(s407)。而且,使用得到的車輛姿勢角度θv來調節光軸角度θo,另外,將得到的車輛姿勢角度θv作為新的基準值而更新(s408),結束本例程。在車輛300未停車的情況下,即是行駛中的情況下(s401的否),控制部3104執行使用車輛行駛中的加速度傳感器3110的輸出值進行的校正處理(s409),結束本例程。
如以上說明的那樣,在本實施方式的調平ecu3100中,異常判定部31043基于重力加速度、與根據加速度傳感器3110的輸出值導出的車輛上下方向的加速度之差,判定加速度傳感器3110的異常。由此,由于能夠發現加速度傳感器3110的異常,所以,能夠抑制執行使用發生了異常的加速度傳感器3110進行的自動調平控制。因此,能夠提高自動調平控制的精度。
[實施方式7]
實施方式7的調平ecu3100除了調平ecu3100向車輛300的安裝姿勢不同這一點之外,與實施方式6的調平ecu3100的構成是共通的。以下,對于實施方式7的調平ecu3100,以與實施方式6不同的構成為中心進行說明。
在本實施方式中,加速度傳感器3110相對于車輛300被以x軸sx與車輛300的前后軸vx非平行、且z軸sz與車輛300的上下軸vz非平行的方式決定姿勢(參照圖18)。因而,在本實施方式中,控制部3104與實施方式5同樣具有基準軸信息。對于從加速度傳感器3110輸出的x軸sx、y軸sy、z軸sz的各分量的數值,角度運算部31041使用基準軸信息,轉換成車輛300的前后軸vx、左右軸vy、上下軸vz的分量。
在本實施方式中,x軸sx與前后軸vx、以及z軸sz與上下軸vz分別不平行。因此,來源于加速度傳感器的加速度即車輛上下方向的加速度是基于加速度傳感器3110的輸出值的x軸sx分量和z軸sz分量而導出的。因此,在重力加速度與來源于加速度傳感器的加速度的大小之差超過容許范圍c2的情況下,能夠檢測到加速度傳感器3110的x軸sx及z軸sz的任一個產生了異常。因而,根據本實施方式,由于能夠在加速度傳感器3110的異常判定中增加成為判定對象的軸,所以,能夠進一步提高自動調平控制的精度。
本發明不限于上述的各實施方式4-7,還能夠將各實施方式4-7組合,或者,能夠基于本領域技術人員的知識施加各種設計變更等變形,這樣的被組合的、或者施加變形而得到的實施方式也包含在本發明的范圍內。通過將上述的各實施方式4-7彼此、及上述的各實施方式4-7與變形組合而產生的新的實施方式兼有被組合的實施方式及變形各自的效果。
在實施方式4-7中,作為自動調平控制,執行基本控制和校正處理,在該基本控制中,對于車輛停止中的合計角度θ的變化,實施光軸調節,對于車輛行駛中的合計角度θ的變化,維持光軸角度,該校正處理是使用根據行駛中的加速度傳感器3110的輸出值導出的直線等的斜率進行的。但是,并不特別限于該構成,調平ecu3100可以僅執行基本控制,也可以僅將校正處理作為基本控制來執行。
在實施方式4及5中,執行使用來源于車速傳感器的加速度進行的加速度傳感器3110的異常判定,在實施方式6及實施方式7中,執行使用重力加速度進行的加速度傳感器3110的異常判定。但是,并非特別限于該構成,調平ecu3100也可以執行使用來源于車速傳感器的加速度進行的異常判定、和使用重力加速度進行的異常判定這雙方。在此情況下,也可以組合雙方的判定結果來判斷加速度傳感器3110的異常。
在實施方式5及實施方式7中,y軸sy與左右軸vy平行,但是,y軸sy與左右軸vy也可以非平行。由此,能夠對加速度傳感器3110的3軸進行異常判定。即,在使用來源于車速傳感器的加速度進行的異常判定中,通過將x軸sx與車輛300的前后軸vx設定為非平行,且將y軸sy與車輛300的左右軸vy、及z軸sz與車輛300的上下軸vz的至少一個組合設定為非平行,從而相比于使傳感器坐標系與車輛坐標系一致的情況,能夠擴展異常判定的判定對象。另外,在使用重力加速度進行的異常判定中,通過將z軸sz與車輛300的上下軸vz設定為非平行,且將x軸sx與車輛300的前后軸vx、及y軸sy與車輛300的左右軸vy的至少一個組合設定為非平行,從而相比于使傳感器坐標系與車輛坐標系一致的情況,能夠擴展異常判定的判定對象。
在實施方式4及實施方式5中,也可以是,調平ecu3100具備由路面水平軸ph和路面垂直軸pv構成的坐標(參照圖16的(a)及圖16的(b)),使用該坐標來執行加速度傳感器3110的異常判定。在此情況下,在該坐標中標繪加速度傳感器3110的輸出值,對標繪的輸出值的路面水平軸分量的大小與來源于車速傳感器的加速度的大小進行比較。控制部3104在上述的初始化處理中,使用處于基準狀態(第1基準狀態)的車輛300的加速度傳感器3110的輸出值來生成該坐標。另外,控制部3104使該坐標反映路面角度θr的變化量。由此,能夠進一步提高加速度傳感器3110的異常判定的精度。
同樣,在實施方式6及實施方式7中,也可以是,調平ecu3100具備由水平軸qh和鉛垂軸qv構成的坐標(參照圖19的(a)及圖19的(b)),使用該坐標來執行加速度傳感器3110的異常判定。在此情況下,在該坐標中標繪加速度傳感器3110的輸出值,對標繪的輸出值的鉛垂軸分量的大小與重力加速度的大小進行比較。控制部3104在上述的初始化處理中,使用處于基準狀態(第1基準狀態)的車輛300的加速度傳感器3110的輸出值來生成該坐標。另外,控制部3104使該坐標反映車輛姿勢角度θv及路面角度θr的變化量。由此,能夠進一步提高加速度傳感器3110的異常判定的精度。
需要說明的是,上述的實施方式4-7及變形例的發明也可以利用以下記載的項目來規定。
[項目3]
一種車輛用燈具系統,其特征在于,
包括:
車輛用燈具,上述車輛用燈具能夠調節光軸;
車速傳感器;
加速度傳感器;以及
控制裝置,上述控制裝置對上述車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制,
上述控制裝置包括:
接收部,上述接收部接收表示上述車速傳感器和上述加速度傳感器的輸出值的信號;以及
控制部,上述控制部使用上述加速度傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出上述車輛用燈具的光軸角度的調節信號,
上述控制部具有對上述加速度傳感器的異常進行判定的異常判定部,
上述異常判定部基于根據在車輛行駛中得到的上述車速傳感器的輸出值導出的加速度、與根據上述加速度傳感器的輸出值導出的車輛前后方向的加速度之差,判定上述加速度傳感器的異常。
[項目4]
一種車輛用燈具系統,其特征在于,
包括:
車輛用燈具,上述車輛用燈具能夠調節光軸;
加速度傳感器;以及
控制裝置,上述控制裝置對上述車輛用燈具的光軸角度的調節進行控制,
上述控制裝置包括:
接收部,上述接收部接收表示上述加速度傳感器的輸出值的信號;以及
控制部,上述控制部使用上述加速度傳感器的輸出值導出車輛的傾斜角度或其變化量,輸出上述車輛用燈具的光軸角度的調節信號,
上述控制部具有對上述加速度傳感器的異常進行判定的異常判定部,
上述異常判定部基于車輛的存在位置的重力加速度、與根據上述加速度傳感器的輸出值導出的車輛上下方向的加速度之差,判定上述加速度傳感器的異常。
工業實用性
本發明能夠利用于車輛用燈具的控制裝置和車輛用燈具系統。
附圖標記說明
102:接收部、104:控制部、110:傾斜傳感器、300:車輛、1045:異常檢測部、1046:緩沖量變更部、θo:光軸角度、θr:路面角度、θv:車輛姿勢角度。