专利名称：车辆前照灯的光轴控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制车辆前照灯的光轴角度的光轴控制器。
背景技术：
响应于车辆的姿态变化自动倾斜(控制)车辆前照灯的光轴角度的光轴控制器是已知的。由光轴控制器控制的前照灯设置有水平和垂直移动光源和反射镜以调节光轴角度的致动器。例如，如果车辆中人数的增加使车辆的高度降低并使前照灯的照射点移向路面，则光轴控制器使光轴角度(俯角)变小以使光照射得更远并保持光的照射距离。这种光轴控 制器也被称为自动水平调节装置。这种光轴控制器分为动态控制器和静态控制器。前者在包括车辆运行的所有条件下实时控制光轴角度。例如，控制器响应于由车辆的加速或减速引起的姿态变化来调节照
射距离。不幸地，动态光轴控制器驱动致动器的频率高，这消耗大量电力并且要求用于驱动光源和反射镜的部件具有高耐久性。这可能导致制造和维修的成本高，从而导致低的性价比。与之相比，后者主要在车辆停止时控制光轴角度。例如，控制器在车辆停止时响应于人数和负荷的变化调节照射距离。静态光轴控制器不经常驱动致动器，这与动态控制器相比消耗较少的电力。关于耐久性，该类型的控制器使用普通部件就可以保持充足的强度和质量。然而，甚至在运行的车辆的姿态变化时，照射距离也得不到控制；因此，与动态类型相比，静态类型的便利性较差。近年来，已提出了即使在车辆运行时也能够调节光轴角度的静态光轴控制器，旨在解决上述的不便性。例如，专利文献I (日本特开专利申请第2009-248627号)公开了开始校正前照灯的光轴的条件，即车体的振动幅度和发动机转速。该技术甚至在车辆运行时，在低速没有车体的振动的恒速运行期间开始校正前照灯的光轴。因此，确定静态控制器适合校正前照灯的光轴的运行状态能够减少制造成本并提高便利性。不幸地，这种前照灯的静态控制器不能准确地确定适合于校正前照灯的光轴的运行状态。例如，如在专利文献I中记载的在基于发动机转速确定运行状态的情况下，车辆的姿态在高速公路上以相当高的发动机转速恒速运行期间是稳定的，而在车辆刚刚开始运行之后或在车辆刚刚停止之前具有较低的发动机转速时，车辆在前后方向倾斜(纵向倾斜)而具有不稳定的姿态。因此，难以基于发动机转速精确确定不干涉光轴的校正的运行状态。因此，传统的前照灯光轴控制器不能够改善用于确定车辆的运行状态的精确性。
发明内容
技术问题本发明的目的在于提供一种车辆前照灯的光轴控制装置，其能够精确地确定适于校正前照灯的光轴的运行状态。应注意，除该目的之外，由以下所述的实施方式中示出的每个构造产生的功能效果以及在传统的技术中不能达到的有利效果都应视为本发明的其他目的。问题的解决方案(I)本文中公开的车辆前照灯的光轴控制装置包括调节器，其调节车辆前照灯的光轴角度；以及驱动扭矩计算器，其计算施加于车辆的驱动轮的驱动扭矩。该装置还包括确定器，其基于驱动扭矩确定车辆是处于静态运行状态还是动态运行状态。该装置还包括控制器，其在确定器确定车辆处于静态运行状态时允许调节器调节光轴角度，而在确定器确定车辆处于动态运行状态时不允许调节器调节光轴角度。 本文使用的术语“静态运行状态”指的是基本上保持其停车姿态在俯仰方向时的车辆运行状态。本文使用的术语“动态运行状态”指的是“静态运行状态”除外的状态，其中车辆不总是保持其停车姿态在俯仰方向。这些状态是车辆的运行状态并且不包括车辆的停止状态。(2)优选地，如果驱动扭矩的值在第一预定范围(第一范围)内，则确定器确定车辆处于静态运行状态；否则确定器确定车辆处于动态运行状态。(3)优选地，装置还包括阻カ扭矩计算器，其计算车辆运行时的阻力扭矩。在这种情况下，确定器优选地基于阻カ扭矩确定车辆是处于静态运行状态还是动态运行状态。(4)优选地，装置还包括俯仰影响扭矩计算器，其计算通过从驱动扭矩减去阻カ扭矩得到的俯仰影响扭矩。在这种情况下，如果俯仰影响扭矩的值在第二预定范围(第二范围)内，则确定器优选地确定车辆处于静态运行状态；否则确定器确定车辆处于动态运行状态。(5)优选地，装置还包括侧倾角计算器，其计算车辆运行时的侧倾角。在这种情况下，确定器优选地基于侧倾角确定车辆是处于静态运行状态还是动态运行状态。(6)优选地，如果侧倾角的值在第三预定范围(第三范围)内，则确定器确定车辆处于静态运行状态。(7)优选地，装置还包括俯仰影响扭矩计算器，其计算通过从驱动扭矩减去阻カ扭矩得到的俯仰影响扭矩。在这种情况下，优选地，如果侧倾角的值在第三预定范围(第三范围)内且俯仰影响扭矩的值在第二预定范围(第二范围)内，则确定器确定车辆处于静态运行状态；否则确定器确定车辆处于动态运行状态。(8)优选地，驱动扭矩计算器基于发动机和驱动轮之间的变速比(发动机与驱动轮的变速比)和发动机提供的发动机扭矩，计算驱动扭矩。例如，在具有发动机和驱动轮之间的变速器的自动车辆和混合动カ车辆中，基于变速器的运作状态来获得变速比。(9)优选地，驱动扭矩计算器基于牵引电机提供的电机扭矩，计算驱动扭矩。例如，在没有变速器的电动车辆中，基于电机扭矩获得驱动扭矩。(10)可选地，驱动扭矩计算器优选地基于变速比和电机扭矩计算驱动扭矩。变速比是牵引电机和驱动轮之间的比(牵引电机和驱动轮的比)。例如，在牵引电机和驱动轮之间具有变速器的电动车辆中，基于变速比和电机扭矩获得驱动扭矩。有益效果本公开的车辆前照灯的光轴控制器通过使用驱动轮的驱动扭矩作为允许或禁止调节光轴角度的确定条件，能够精确地确定适合于校正光轴的运行状态。例如，与使用发动机转速确定运行状态的方法相比，控制器能够高精度地确定运行状态，这能够延长用于调节光轴角度的部件的寿命，并且能够能提高便利性而不增加生产成本。
以下将参照
本发明的思想以及其其他目的和优点，其中，在全部的附图中，相同的参考标号标示相同或相似的部件，其中图I是示出包括根据第一实施方式的光轴控制器的车辆的示例性侧视图。图2是示出图I的光轴控制器的构造的框图。图3是用于说明图I的光轴控制器的控制的图示。 图4是示出图I的光轴控制器中的控制过程的流程图。图5是示出根据第二实施方式的光轴控制器的构造的框图。图6是示出图5的光轴控制器中的计算的框图。图7是示出图5的光轴控制器的控制的图示。图8是示出图5的光轴控制器的控制过程的流程图。图9是示出根据第三实施方式的光轴控制器的构造的框图。图10是示出图9的光轴控制器的计算的框图。图11是示出图9的光轴控制器的控制的图示。图12是示出图9的光轴控制器的控制过程的流程图。
具体实施例方式现在将参照附图描述车辆前照灯的光轴控制装置(下文中，为光轴控制器)。注意，下面描述的实施方式仅仅是示意性的。并不意旨以下所描述的实施方式中没有记载的各种变形以及技术的适用被排除在外。此外，以下所述的实施方式的各个构造可以根据需要应用，并且可与其他构造适当地组合；在不背离实施方式的精神的前提下，可进行各种变形。[I.第一实施方式][I.装置构造]根据第一实施方式的车辆前照灯的光轴控制器安装在图I所示的车辆10中。车辆10是由发动机7驱动的汽油动力车。发动机7产生驱动力，其经由变速器(变速箱)9和驱动力传送路径(未示出)传送到车轮11中的驱动轮。此外，车辆10包括前部的一对左右前照灯5。每个前照灯5包括用于调节照射方向的致动器(调节器)6。致动器6响应于车辆10的姿态调节光轴角度。例如，如图2示意性示出的，前照灯5包括设置在光源5a周围的垂直可动反射镜5b。反射镜5b具有沿车辆10的横向方向的光轴5c。在水平方向(车辆的前后方向)延伸或缩短的致动器6包括末端连接至反射镜5b的杆6a。该结构允许杆6a响应于延伸和缩短在水平方向上滑动，其移动反射镜5b以垂直调节光轴角度。注意，光轴控制器1(以下所述)控制驱动杆6a的致动器6。本实施方式的致动器6是不仅在车辆10停止时(在车辆10的停止模式期间)还在车辆10运行时(车辆的运行模式期间)调节光轴角度的调节器。应注意，致动器6被控制为，在车辆10的运行模式期间其不会无限制地调节光轴角度，而是仅在适合于校正光轴的状态下调节光轴角度。虽然该描述描述了垂直调节光轴的方向的致动器6，但可在任何其他方向调节光轴，例如，横向方向(横向方向)。车辆10包括光轴控制器I和发动机控制器8。光轴控制器I是控制前照灯5的电子控制器，而发动机控制器8是控制发动机7的电子控制器。这些控制器例如是包括微处理器、ROM、RAM和其他设备的LSI设备或内置电子设备，并且这些设备经由为车辆10提供的通信网络(诸如CAN、FlexRay的通信线路)相互连接。在点火开关21的操作位置位于附件位置或接通(ON)位置时(在发动机7启动时的位置)吋，驱动这些控制器，并开始各个控制。发动机控制器8是控制与发动机7相关的各种系统(诸如点火系统、燃料系统、进气和排气系统以及气阀机构)的电子控制器。发动机控制器8响应于驱动器的输出要求或其他參数控制发动机7的各个汽缸吸入的空气量、燃料喷射率和点火定时。发动机7还包括检测发动机转速Ne的发动机转速传感器16。关于发动机转速Ne的信息被传送到光轴控制器I和发动机控制器8。发动机控制器8基于加速踏板传感器15 (如下所述)检测到的加速踏板操作量θ A。、车轮速度传感器14检测到的车轮速度Vt、燃料喷射率、发动机转速凡和其他參数，使用预定的计算处理随时计算从发动机7输出的发动机扭矩I；。发动机扭矩I；例如是从发动机7的输出轴输出的扭矩的值。发动机扭矩Te可以是从发动机7输入到变速器9的扭矩的值。关于这里算出的发动机扭矩Te的信息被传送到光轴控制器I。注意，发动机扭矩Te也用于控制发动机7。光轴控制器I是控制前照灯5的光强度、光分布状态、光轴角度以及其他參数的电子控制器。如图2所示，光轴控制器I的输入端连接至上述发动机控制器8、车门传感器12、高度传感器13、车轮速度传感器14和加速踏板传感器15。车门传感器12是为车辆10的两侧的各个车门17设置的开/关传感器(ニ进制传感器)，其检测(或计算)车门17的开/关状态，以输出开/关信号P (ニ进制信号P)。这些开/关信号P被传输到光轴控制器I。高度传感器13是为车轮11悬挂于车辆中所借助的悬架系统设置的传感器，其检测与悬架弹簧18的延伸和缩短量相对应的车辆高度H。虽然图I仅示出了为车辆10的后轮设置的悬架系统的ー个高度传感器13，但是可为前轮和后轮的每个悬架系统提供独立的高度传感器13，或者可以为所有车轮11的悬架系统设置独立的高度传感器13。高度传感器13检测(或计算)车辆高度H，其是与设置高度传感器13的点距离地面的高度相对应的參数。换句话说，它是与车辆10的俯仰方向上的倾斜角度相对应的參数。车辆高度H的变化对应于车辆的振动。随着振动増大，车辆高度H随时变化的振幅和变化的频率(振动速度)増加。关于这里检测到的车辆高度H的信息被传输到光轴控制器1，作为用于获得车辆10的姿态和振动状态的指标。车轮速度传感器14检测(或计算)支撑车轮11的轴的旋转角度和其角速度。每单位时间的轴的旋转角度的变化与车轮11的旋转速度成比例。在没有打滑的情况下，车轮11的旋转速度与车轮速度Vt (车速)成比例。关于这里检测(或计算)出的车轮速度Vt的信息被传输到光轴控制器I和发动机控制器8。注意,可以通过光轴控制器I基于车轮速度传感器14检测出的轮轴的旋转角度计算车轮速度Vt。
加速踏板传感器15是检测(或计算)与加速踏板的压入量(加速踏板操作量)相对应的操作量Θば的行程传感器。加速踏板的操作量Θば是与驾驶员的加速请求相对应的參数。换句话说，它对应于对发动机7的输出要求。关于这里检测到的操作量Θば的信息被传输到光轴控制器I和发动机控制器8。此外，舵角传感器19和偏航率传感器20设置在车辆10上的任意位置。舵角传感器19检测转向角Θ ST(或方向盘的舵角)，而偏航率传感器20检测应用于车辆10的偏航率Y。偏航率Y是车辆10关于垂直轴的旋转速度(在水平面的旋转运动的角速度)。关于由这些传感器检测出的舵角Θ ST和偏航率Y的信息被传输到光轴控制器I。
[2.控制构造][2-1.控制的概要]光轴控制器I的输出侧连接至上述致动器6。本实施方式的光轴控制器I基于输入的信息控制前照灯5的光轴。光轴的控制通过响应于车辆10的姿态控制致动器6的操作量(杆6a的延伸和缩短量)，自动调节前照灯5的光轴角度(俯角)的傾斜。具体地，该控制包括基于由高度传感器13检测出的车辆高度H估计车辆10的俯仰角Θ P (前后方向的傾斜)；根据估计出的俯仰角θ p驱动致动器6的杆6a以保持照射距离。例如，将车辆10停在水平的路面时设为标准状态。驱动致动器6以减少光轴角度，使得俯仰角加，并且增加光轴角度以使得俯仰角θρ減少。换句话说，控制驱动致动器6的杆6a，以在车辆具有前倾的姿态时使照射方向向上，而在车辆具有后倾姿态时使照射方向向下。在本实施方式中，车辆10具有以下三种状态。在车辆10处于(I)或(2)的状态时，光轴控制器I控制光轴。(I)车辆10停止的状态。(2)车辆10运行在静态运行状态下的状态。(3)车辆10运行在动态运行状态下的状态。上述状态(I)例如包括车辆10在发动机7刚刚启动之后以空载停车时，以及车辆10在人上下车时而停车时。另ー方面，车辆10在运行之后的停止(例如，暂时停车等待信号灯)可以被认为不包括在状态(I)中，这是因为人数和负荷不改变，从而车辆10的姿态不改变(光轴不被控制的状态)。上述状态(2)例如包括以恒定的速度运行的模式(定速运行，自动巡航等)。静态运行状态是车辆10保持其停车姿态在俯仰方向上的运行状态(停止状态)。换句话说，在其中路面上的俯仰方向的姿态基本与其停车姿态相同的相对稳定的运行状态中，调节光轴角度，并且姿态不被动态改变且保持一段时间。与之相比，上述状态(3)对应于状态(2)以外的运行状态。换句话说，在其中车辆10的姿态被动态改变(或可以改变)的相对不稳定的状态下，光轴角度不被调节。[2-2.控制块构造]如图2所示，光轴控制器I包括计算器2、确定器3和控制器4。计算器2、确定器3以及控制器4的各功能可通过电子电路(硬件)来执行，或可被编程为软件。可选地，ー些功能可以以硬件来提供，并且其他可以以软件来提供。执行与光轴的控制相关的计算的计算器2包括变速比计算器2a、驱动扭矩计算器2b及行进距离计算器2e。变速比计算器2a计算发动机7和驱动轮之间的变速比R。作为与驱动轮的驱动扭矩Td和发动机扭矩Te的比相对应的参数的变速比R，对应于变速器9的传动比。变速比计算器2a基于发动机转速Ne和车轮速度Vt计算变换比R。关于由变速比计算器2a算出的变速比R的信息被传输到驱动扭矩计算器2b。如果发动机控制器8存储变速器9的操作状态，则发动机控制器8能够将变速比R传输到驱动扭矩计算器2b。驱动扭矩计算器2b计算施加于车辆10的驱动轮的驱动扭矩Td。驱动扭矩计算器2b基于从发动机控制器8传输的发动机扭矩Te和从变速比计算器2a传输的变速比R计算车辆10的驱动扭矩Td。根据例如以下所述的式子I计算驱动扭矩Td的值。在式子I中，通过将变速比R乘以发动机扭矩Te获得驱动扭矩Td。关于由驱动扭矩计算器2b算出的驱动扭矩Td的信息 被传输到确定器3。(驱动扭矩Td)=(发动机扭矩Te)X (变速比R)......(式子I)行进距离计算器2e基于车轮速度Vt计算车辆10的行进距离L。行进距离L是车辆10从车辆10的点火开关21接通所在的点移动的距离。当车辆10的任何车门17打开时，重设行进距离L。行进距离L相当于在没有改变车辆10中的人数和负荷的情况下车辆10移动的距离。关于由行进距离计算器2e算出的行进距离L的信息被传输到控制器4。确定器3基于驱动扭矩计算器2b算出的驱动扭矩Td确定车辆10的运行状态，即是处于静态运行状态还是动态运行状态。换句话说，确定器3确定车辆10的运行状态是处于状态(2)还是状态(3)。确定器3预先存储映射图或算术表达式，其定义驱动扭矩Td的值和车辆10的状态之间的对应关系，并使用映射图或算术表达式等确定车辆10的状态。例如，如图3所示，确定器3确定在驱动扭矩Td的值大于预定的正值Tniax或小于预定的幅值Tmin时车辆10的运行状态是动态的，并且确定在驱动扭矩Td的值在从Tmin到Tmax的范围内(在第一范围内)时车辆10的运行状态是静态的。注意，正扭矩对应于车辆10的向前驱动力，而负扭矩对应于车辆10的向后驱动力。关于由确定器3确定的车辆10的运行状态的信息被传输到控制器4。控制器4基于由行进距离计算器2e算出的行进距离L、来自车门传感器12的打开/关闭信号P、由确定器3确定的结果和其他参数控制光轴。如果车辆停止并且行进距离L为L=O时，车辆10的状态为(1)，从而控制器4控制光轴。例如，当车辆10以点火开关21位于附件位置停止时，或刚刚在发动机7启动后就以空载停止时，控制器4响应于车辆10的变化姿态进行自动水平调节。除非行进距离L是0，否则控制器4即使在车辆10停止时也不控制光轴。例如，当在车辆10开始运行之后为了等待信号灯车辆10暂时停止时，车辆10的姿态不被视为从车辆10开始运行时的姿态的改变，从而控制器4在车辆10的停止模式期间禁止控制光轴以保持致动器6在位置上。当车辆运行时，控制器4在车辆10处于静态运行状态时控制光轴，而在车辆10处于动态运行状态时不控制光轴。换句话说，控制器4在车辆10处于状态(2)时进行自动水平调节，而在车辆10处于状态(3)时不进行自动水平调节控制。注意，在光轴的控制中，基于由高度传感器13检测出的车辆高度H估计车辆10的俯仰角θρ。控制器4响应于估计出的俯仰角θρ将驱动信号传输到致动器6，其自动地调节前照灯5的光轴角度以保持照射距离。[3.流程图][3-1.行进距离的计算]图4是用于示出光轴控制器I的控制处理的示意流程图。流程图中示出的控制以车辆10的点火开关21设置在附件位置或导通位置时开始，以驱动光轴控制器1，并且以预定的周期(例如，几十毫秒周期)重复该过程。在本实施方式中，光轴控制器I中累计的行进距离L的值最初是零，并且在流程的开始处，行进距离计算器2e中的行进距离L被重置。在步骤S 10，从连接至光轴控制器I的输入端的各个传感器传输的信息被读入。 输入到光轴控制器I的信息例如是来自车门传感器12的打开/关闭信号P、关于来自车轮速度传感器14的车轮速度Vt的信息、关于来自高度传感器13的车辆高度H的信息、来自发动机控制器8的发动机扭矩Te、关于来自发动机转速传感器16的发动机转速Ne的信息以及其他參数。注意，发动机扭矩Te和发动机转速Ne在发动机7启动之前都是零。在步骤S12，光轴控制器I基于来自车门传感器12的打开/关闭信号P确定车辆10的任何车门17是否打开。如果任何车门17被打开，则处理进行到步骤S14，并且将行进距离L重置为零。如果所有车门17都是关闭的，则处理进行到步骤S16，并且基于车轮速度Vt计算行进距离し行进距离L是基于从最后(最先的)的计算周期获得的行进距离的最后的值L’根据例如以下式子2计算的累积值。注意式子2中的数字“k”是系数，k · Vt对应于车辆10从最后计算周期的点的行进距离。因此，在车辆10的停止模式期间，行进距离L的值不改变。(行进距离L)=(最后的值L，)+k· Vt......(式子2)[3-2.没有驱动扭矩下的控制]在步骤S18，光轴控制器I确定生成(Td幸O)还是没有生成(Td=O)驱动扭矩Td。在该步骤，例如，确定发动机扭矩Te的状态。如果发动机7的发动机扭矩Te是零，则光轴控制器I确定未生成驱动扭矩Td。然后处理进行到步骤S20。如果发动机7操作(空载或运行)，则Te不为零。光轴控制器I确定生成驱动扭矩Td。然后处理进行到步骤S28。应当注意，可使用发动机转速凡来代替发动机扭矩Te确定驱动扭矩Td的存在。此外，考虑到计算错误或控制的裕度，用于确定发动机扭矩Te的阈值可以被设置为零之外的任意常数。在步骤S20，基于车辆高度H的变化确定车辆的振动。例如，如果车辆高度H的随时的振幅(或频率)等于或大于预定值，则车辆被确定为在振动，然后处理进行到步骤S44。如果车辆未被确定为振动，则车辆的姿态被认为是稳定的，然后处理进行到步骤S22。在步骤S22，基于车辆高度H估计车辆10的俯仰角θ p。然后，根据俯仰角θ p计算致动器6的目标控制值。在步骤S24，根据目标控制值的驱动信号被传输到致动器6，然后自动调节前照灯5的光轴角度。[3-3.施加驱动扭矩下的控制(车辆的停止模式)]如果在步骤S18确定生成驱动扭矩Td，则处理进行到步骤S28，然后检查车辆10的行进距离L。注意，在车辆10刚刚启动之前(例如，在发动机7刚刚启动之后或任意车门17刚刚被打开之后)，车辆10的行进距离L被确定为零。因此，如果行进距离L是零，则车辆10被确定为仍然停止，然后处理进行到步骤S30。如果车辆10的行进距离L不为零，则车辆10被确定为在运行，然后处理进行到步骤S32。应当注意，在步骤S28，可以使用零以外的任意常数作为确定阈值来确定行进距离L。在步骤S30，光轴控制器I基于关于由加速踏板传感器15检测出的加速踏板操作量Θ &的信息，确定驱动器是否正踩在加速踏板上。例如，如果加速踏板的操作量Θ&是零，则处理进行到步骤S20，而如果加速踏板的操作量Θ AC不为零，则处理进行到步骤S44。注意，如在行进距离L中，可以使用零以外的任意常数作为确定阈值来确定加速踏板的操
作量Θ AC。从步骤S28-S30可以看出，即使车辆10不运行，当检测到油门踏板上的踩踏操作 时，处理进行到步骤S44。在步骤S44，不控制光轴，即，不驱动致动器6，并且不允许光轴角度的调节。因此，在车辆10的停止模式期间，只有当车辆保持其稳定的姿态时才控制光轴。[3-4.施加驱动扭矩下的控制(车辆的运行模式)]如果在步骤S28车辆10被确定为运行，则处理进行到步骤S32，然后确定驱动扭矩Td的值。此时，变速比计算器2a根据发动机转速Ne和车轮速度Vt计算变速比R。驱动扭矩计算器2b通过将发动机扭矩Te乘以变速比R来算得驱动扭矩Td。此外，确定器3确定驱动扭矩Td是否在从Tmin到Tmax的范围内(第一范围内)。如果驱动扭矩Td是Tmin ^ Td^ Tfflax,则车辆10被确定为处于静态运行状态，然后处理进行到步骤S22。S卩，车辆10被确定为以其停止姿态保持在俯仰方向上运行，然后控制光轴。如果驱动扭矩Td不是Tmin ^ Td ^ Tmax，则车辆10被确定为处于动态运行状态，然后处理进行到步骤S44。在这种情况下，车辆10被确定为处于其中车辆10的姿态动态改变或可以动态改变的相对不稳定的状态,然后禁止光轴的控制。[4.有益效果]在上述车辆前照灯的光轴控制器I中，在启动光轴的控制的条件的确定之前，车辆10的运行状态被确定为分成静态运行状态或动态运行状态。使用这种静态运行状态和动态运行状态作为标准来确定车辆10在俯仰方向上的姿态是否稳定。此外，施加于驱动轮11的驱动扭矩Td的值用于确定俯仰方向上的姿态。因此，使用驱动轮11的驱动扭矩Td作为允许或不允许光轴角度的调节的确定条件，使得能够精确地确定出车辆10的适合于校正光轴的运行状态。例如，使用发动机转速凡确定运行状态的方法难以确定作为一种静态运行状态的恒定的高速运行状态，而根据本实施方式方法能够精确地确定恒定的高速运行状态，这使得能够进一步地精确确定出运行状态。参照驱动扭矩Td的值能够确定低速运行状态，例如在爬坡路或在下坡路上，其中俯仰方向上的姿态会改变。因此，可以提高确定用于校正光轴的运行状态的精度，而不对致动器6过负荷。可改善控制光轴的便利性，而不增加前照灯5的成本。此外，可以延长与光轴角度的调节连接的部件(诸如致动器6)的寿命，这改善了成本和便利之间的平衡性，从而导致高性价比。此外，在如上所述的车辆前照灯的光轴控制器I中，车辆10的运行状态在驱动扭矩Td的值是Tniin ^ Td ^ Tmax时被确定为是静态的。换句话说，将用于确定静态运行状态的驱动扭矩Td的值限制在预定的范围(第一范围)考虑到对车辆10在俯仰方向上姿态施加的影响，而没有关于车辆速度和路面的坡度或其他参数的信息，这可以提高运行状态的确定精度。此外，由车辆10的加速和減速引起的姿态改变和由路面的坡度引起的姿态的改变可以由ー个逻辑确定，从而简化计算构造，这提高了控制的可靠性。此外，在车辆前照灯的光轴控制器I中，驱动扭矩计算器2b基于发动机扭矩Te和变速比R计算驱动扭矩Td。以这种方式，通过基于发动机扭矩Te和变速比R的计算能够获得施加于驱动轮的驱动扭矩Td的高精确值。因此，当车辆10使用发动机7的驱动カ运行时(例如，汽油动カ车)，可以提高确定运行状态的精度。[II.第二实施方式][I.控制块配置]如图5所示，根据第二实施方式的车辆前照灯的光轴控制器包括具有与第一实施 方式不同的构造的计算器2。在本节中，相同的參考标号标示与第一实施方式相同的部件，并省略其说明。计算器2进行与上述的光轴的控制相关的计算，该计算器2包括变速比计算器2a、驱动扭矩计算器2b、阻カ扭矩计算器2c、俯仰影响扭矩计算器2d和行进距离计算器2e。应注意，图6示意性地示出了由每个部件计算的參数的流向。阻カ扭矩计算器2c计算在车辆10运行时(车辆10的运行模式期间)的阻カ扭矩Tr0阻カ扭矩Tr指的是根据车辆10的运行速度而变化的扭矩的减少量。阻カ扭矩Tr与试图通过空气阻カ和车轮11的摩擦阻力或其他阻力在驱动扭矩Td的相反方向移动车辆10的扭矩相关联。阻カ扭矩计算器2C基于车轮速度Vt计算阻カ扭矩I；。例如，基于阻カ随着车轮速度Vt的平方増加而增加的计算模型计算阻カ扭矩Tr的值。由阻カ扭矩计算器2c计算的阻カ扭矩I；的值被传输到俯仰影响扭矩计算器2d。俯仰影响扭矩计算器2d计算影响车辆10的俯仰角θ p (车辆10在俯仰方向上的姿态)的俯仰影响扭矩τρ。通过根据以下所述的式3从驱动扭矩Td减去阻カ扭矩I；获得俯仰影响扭矩Τρ。通过俯仰影响扭矩计算器2d计算的俯仰影响扭矩计算器Tp的值被传输到确定器3。(俯仰影响扭矩Tp)=(驱动扭矩Td)-(阻カ扭矩Tr)......(式3)请注意，俯仰角θρ.取决于应用于车辆10的前后方向的加速度的參数。例如，如果车辆滑行在下坡路上的加速度与在车辆加速时的前后方向上的加速度相同，则车辆10的俯仰角θρ在这二者之间相同。前后方向上的加速度取决于通过从驱动扭矩ル减去阻力扭矩I；而获得的俯仰影响扭矩Τρ。因此，參照俯仰影响扭矩Tp能够精确地估计俯仰角θ ρ,而不管车辆10的运行状态或路面的坡度如何，即，它能够准确地估计车辆10的姿态。确定器3基于由俯仰影响扭矩计算器2d算出的俯仰影响扭矩来确定车辆10的运行状态是静态的还是动态的。换句话说，确定器3基于俯仰影响扭矩Tp确定车辆10的运行状态是上述状态(2)还是状态(3)。确定器3预先存储有定义了俯仰影响扭矩Tp的值和车辆10的状态之间对应关系的映射图或算术表达式，并使用该映射图或算术表达式确定车辆10的状态。例如，如图7所示，如果俯仰影响扭矩Tp大于预定的正值Tpmax或小于预定负值Tpmin,则车辆10的运行状态被确定为是动态的，而如果俯仰影响扭矩Tp在从Tpmin到Tpmax的范围内(第二范围内)，则车辆10的运行状态被确定为是静态的。请注意，正扭矩对应于车辆10的向前驱动力，而负扭矩对应于车辆10的向后驱动力。这里确定的车辆10的运行状态被发送到控制器4。[2.流程图]除图4中的流程图以外，图8所示的流程图还包括步骤S34、S36和S38。步骤S32之后，在步骤S34中计算阻力扭矩Tr的值。阻力扭矩计算器2c基于车轮速度Vt计算阻力扭矩Τ,。在S34之后的步骤S36中，俯仰影响扭矩计算器2d计算俯仰影响扭矩Τρ，其是通过从驱动扭矩Td减去阻力扭矩I；而获得的值。在步骤S38中，确定器3确定俯仰影响扭矩Tp是否在从Tpmin到Tpmax的范围内(第二范围内)。如果俯仰影响扭矩Tp是Tpmin ^ Tp ^ Tpmax,则车辆10被确定为处于静态运行状态，则处理进行到步骤S22。S卩，车辆10被确定为处于稳定状态并且在俯仰方向上保持其停止姿态，并且然后控制光轴。如果俯仰影响扭矩Tp不是Tpmin ^ Tp ^ Tpmax,则车辆10被确定为处于动态运行状态，则处理进行到步骤S44。在这种情况下，车辆10被确定为在相对不稳 定的状态，其中车辆10的姿态动态改变或可以动态改变，然后不允许光轴的控制。[3.有利效果]在上述车辆前照灯的光轴控制器I中，在确定用于启动光轴的控制的条件之前，车辆10的运行状态被确定为静态或动态。使用静态运行状态和动态运行状态为标准来确定车辆10在俯仰方向上的姿态是否稳定。此外，作用于驱动轮11的驱动扭矩Td的值和阻力扭矩Tr的值用于确定在俯仰方向上的姿态。因此，使用驱动轮11的驱动扭矩Td和阻力扭矩I；作为允许或不允许光轴角度的调节的确定条件，得到了适合于光轴校正的车辆10的运行状态的精确确定。此外，参照驱动扭矩Td的值和作为根据车辆10的运行速度递减的扭矩的阻力扭矩Tr的值能够精确地估计车辆10的姿态，无论车辆10的运行状态或路面的坡度如何。它还能够确定例如在爬坡路或在下坡路上的低速运行状态，该状态下在俯仰方向上的姿态可发生变化。因此，可以提高用于校正光轴的运行状态的确定精度，而致动器6不会负担过重。可提升用于控制光轴的便利性，而不增加前照灯5的成本。此外，可以延长与光轴角度的调节相关的部件(例如致动器6)的寿命，这改善了成本和便利性之间的平衡，获得了高性价比。在车辆前照灯的光轴控制器I中，通过从驱动扭矩Td减去阻力扭矩I；获得俯仰影响扭矩τρ。如果俯仰影响扭矩Tp的值是Tpmin ^ Tp ^ Tpmax，则车辆10的运行状态被确定为静态。换句话说，将用于确定静态运行状态的俯仰影响扭矩Tp的值限制在预定的范围，考虑了对车辆在俯仰方向上姿态施加的影响，而不需要关于车轮速度和路面的坡度或其他参数的信息，这可以提高运行状态的确定精度。此外，不论车辆10的运行状态或路面的坡度如何，俯仰影响扭矩Tp的值始终对应于俯仰角θ ρ，这能够显著提高车辆10的运行状态的确定精度。此外，由车辆10的加速和减速引起的姿态变化和由路面的坡度引起的姿态变化可以由同一个逻辑精确确定，从而简化了计算的构成，这提高了控制的可靠性。在计算俯仰影响扭矩Tp时，基于车轮速度Vt计算阻力扭矩 ；，这能够在诸如恒定的高速运行(定速巡航)的车辆的高速运行模式中例如考虑到空气阻力来确定车辆10的姿态，并且俯仰影响扭矩的值的精确计算，提高了在运行模式期间对光轴的控制性。[III.第三实施方式]光轴控制器是已知的，其不仅能在停止模式期间也能在其他运行模式期间调节光轴角度。遗憾的是，其传统的控制逻辑有时会在车辆的转弯动作期间无法确定车辆的准确姿态。例如，当车辆在高速公路的匝道(连接具有高度差的两条道路的螺旋匝道)上以恒定的速度运行时，车辆在左右方向的姿态有时不稳定，即使车辆在前后方向上的姿态是稳定的。因此，为了以适当的方式控制光轴， 期望不仅精确地确定车辆在俯仰(Pitch)方向上的姿态，也精确地确定车辆在侧倾(ro 11)方向上的姿态。因此，根据第三实施方式的光轴控制器包括解决该问题的配置。[I.装置配置]根据第三实施方式的车辆前照灯的光轴控制器通过将确定车辆10的侧倾角Θ y的步骤添加至根据第一实施方式或第二实施方式的光轴控制器来实现。本节描述了在根据第三实施方式的光轴控制器中确定侧倾角Θ y的步骤。[2.控制块配置]在本实施方式中，“车辆10基本保持其在俯仰方向和侧倾方向上的停止姿态而运行的运行状态”被称为“静态运行状态”。换句话说，在路面上在俯仰方向和侧倾方向上的姿态基本与其停止姿态相同的相对稳定的运行状态下调节光轴角度，并且保持该姿态不发生动态变化一定时间。如图9所示，光轴控制器I的计算器2包括变速比计算器2a、驱动扭矩计算器2b、阻カ扭矩计算器2c、俯仰影响扭矩计算器2d、行进距离计算器2e和侧倾角计算器2f。根据第三实施方式的光轴控制器I通过将侧倾角计算器2f添加至根据第二实施方式的光轴控制器I而构成。此外，第三实施方式的光轴控制器I连接至舵角传感器19及偏航率(yawrate)传感器20。应注意，图10示意性地示出了由姆个部件计算的參数的流向。侧倾角计算器2f计算车辆10的侧倾角Θ y(车辆10在侧倾方向的姿态)。侧倾角Θ y是取决于作用至车辆10的横向加速度Gy (在左右方向的加速度)的參数。假设车辆10的重量固定，侧倾角9y可以由横向加速度Gy的函数表征。作用于车辆10的横向加速度Gy随着旋转半径、车辆的运行速度和偏航率增加而增加。利用这种特性，侧倾计算器2f基于舵角传感器19检测的舵角Θ ST、偏航率传感器20检测的偏航率Y、车轮速度Vt和其他參数计算侧倾角ey。关于由侧倾角计算器2f计算的侧倾角0y的信息被传输到确定器3。横向加速度可以由任何算木表达式确定。在使用舵角0^[1^(1]、车轮速度\[111/S]、旋转半径Z[m]和偏航率的Y[rad/s]表征横向加速度Gy [m/s2]的情况下，可以使用以下式 4_6。(横向加速度Gy)=(车轮速度Vt)X (偏航率Y)……(式4)(偏航率Y)=(车轮速度Vt)/(旋转半径Z)……(式5)(旋转半径Z)= {(Ca)-(Cb) X (车轮速度Vt)2}バ舵角Θ5Τ)……(式6)(Ca、Cb:常数)因此，可使用车轮速度Vt和偏航率传感器20检测的偏航率Y由式4确定横向加速度Gy。也可使用由式5和式6得到的偏航率Y，使用车轮速度Vt和舵角0ST由式4确定横向加速度Gy。或者，根据式4至6，横向加速度Gy取决于车轮转Vt和舵角0ST，而侧倾角ey取决于横向加速度Gy，使得侧倾角0y、车轮速度Vt和舵角0ST之间的关系可以被预先映射或算术化以被存储在侧倾角计算器2f中。确定器3基于由俯仰影响扭矩计算器2d计算的俯仰影响扭矩Tp和由侧倾角计算器2f计算的侧倾角0y来确定车辆10的运行状态是静态还是动态。换句话说，确定器3确定车辆10的运行状态是上述状态(2)还是上述状态(3)。确定器3预先存储有定义了俯仰影响扭矩Tp的值和车辆10的状态之间对应关系的 映射图或算术表达式，并使用该映射图或算术表达式确定车辆10的状态。举例来说，如图11所示，如果俯仰影响扭矩Tp大于预定的正值Tpniax或小于预定的负值Tpniin，则车辆10的运行状态被确定为是动态的。同样，如果侧倾角9,大于预定的正角Θ _或小于预定的负角Θ min,则车辆10的运行状态被确定为是动态的。相反，如果俯仰影响扭矩Tp在从Tpmin到Tpmax的范围内(第二范围内)且侧倾角Θ y在从θ —到的范围内(第三范围内)，车辆10的运行状态被确定为静态。在图11中，通过阴影线示出车辆10被确定为处于静态运行状态的区域。请注意，正扭矩对应于车辆10的向前驱动力，而负扭矩对应于车辆10的向后驱动力。由确定器3确定的车辆10的运行状态被传输到控制器4。[3.流程图]除图8中的流程图以外，图12所示的流程图还包括步骤S40和S42。在步骤S40中，侧倾角计算器2f计算侧倾角ey的值。基于舵角eST、车轮速度vt、偏航速率Y计算侧倾角Qy，并且然后被传输到确定器3。在接下来的步骤S42中，由确定器3确定侧倾角ey是否在从9min到θΜχ的范围内。如果侧倾角0y是0ming 0y ^ θ_，则车辆10被确定为在静态运行状态，于是处理进行到步骤S22。S卩，车辆10被确定为保持其在俯仰方向和侧倾方向上的停止姿态而稳定运行，然后控制光轴。如果侧倾角Θ y不是Θ min g 0y ^ Θ max,则车辆10被确定为在动态运行状态，则处理然后进行到步骤S44。在这种情况下，车辆10被确定为在相对不稳定的运行状态，其中，车辆10的姿态在侧倾方向动态变化或可动态改变，并且不允许控制光轴。[4.有利效果]在上述车辆前照灯的光轴控制器I中，在确定用于启动光轴的控制的条件之前，车辆10的运行状态被确定为静态或动态。使用这些静态运行状态和动态运行状态为标准来确定车辆10在俯仰方向和在侧倾方向上的姿态是否稳定。此外，作用于驱动轮的驱动扭矩Td和阻力扭矩I；的值用于确定在俯仰方向上的姿态，而侧倾角Θ y的值用于确定在侧倾方向上的姿态。因此，使用驱动轮的驱动扭矩Td、阻力扭矩I；、以及侧倾角Θ y作为允许或不允许光轴角度的调节的确定条件，获得了适合于校正光轴的车辆10的运行状态的精确确定。与第二实施方式的方法一起，本实施方式的方法涉及侧倾角Θ y，其可精确地估计在车辆例如以恒速在高速公路的匝道上运行时可能增加的在侧倾方向上的姿态变化。因此，可以提高用于校正光轴的运行状态的确定精度，而不会使致动器6负担过重。可提高用于控制光轴的便利性，而不增加前照灯5的成本。此外，可以延长与光轴角度的调节相关的部件(诸如致动器6)的寿命，这提高了成本和便利性之间的平衡，从而获得高性价比。
在上述的车辆前照灯的光轴控制器I中，如果侧倾角Θ y的值是Qfflin^ θ_，则车辆10的运行状态被确定为静态。換言之，将用于确定静态运行状态的侧倾角θ y的值限制在预定的范围考虑了对车辆在侧倾方向上姿态施加的影响，而不需要检测侧倾角的设备和检测加速度(例如，重力加速度、前后加速度和横向加速度)的设备或其他设备，这可以提高运行状态的确定精度。此外，在车辆前照灯的光轴控制器I中，基于舵角Θ ST、车轮速度Vt、偏航速率y计算侧倾角Qy，这实现用于精确计算侧倾角ey的简单构造，从而获得车辆 ο的运行状态的高确定精度。[5.变型实施方式]在上述第一至第三实施方式中，光轴控制器I被描述为应用于包括发动机7的以汽油为燃料的车辆中。光轴控制器I还可以应用到具有牵引电机(诸如电动机、电动发电机) 的电动车辆或具有牵引电机和发动机7的混合动カ车辆。在设置有上述光轴控制器I的电动车辆中，基于从牵引电机提供的电机扭矩Tm的值计算车辆10的驱动扭矩Td。例如，驱动扭矩计算器2b计算牵引电机与驱动轮的旋转比(变速比Rm)，然后通过将旋转比乘以电机扭矩Tm获得驱动扭矩Td。驱动扭矩计算器2b可以从控制牵引电机的电子控制器接收电机扭矩Tm的信息，或可以基于由加速器踏板传感器检测的加速器踏板操作Θば的量的信息、刹车踏板的推动量和车轮速度Vt来计算电机扭矩Tm。应注意，具有牵引电机的一些电动车辆不包括牵引电机和驱动轮之间的传输，在这种情况下，旋转比(变速比Rm)可以是“I (Rm=I)”，或者电机扭矩Tm可用作驱动扭矩Td以用于计算。通过这种方式，通过基于电机扭矩Tm的计算(或基于电机扭矩Tm和旋转比的计算)可以获得作用于驱动轮的驱动扭矩Td的精确值。因此，在具有牵引电机的车辆中，可提高运行状态的确定精度。在混合动カ车辆的情况下，通过加和从发动机提供的扭矩和从牵引电机提供的扭矩，驱动扭矩计算器2b可以计算驱动扭矩Td。在上述第一实施方式中，虽然正值Tmax和负值Tmin被示为静态运行状态的确定阈值，但Tmax和Tmin可以具有任何值。在第一实施方式中，驱动扭矩Td是零时的运行状态被认为是最稳定的，从而在静态运行状态(或第一范围)中的驱动扭矩Td的范围优选地包括零或接近零的值。在第二实施方式中，在俯仰影响扭矩Tp是零时的运行状态被认为是最稳定的，从而在静态运行状态(或第二范围)中的俯仰影响扭矩Tp的范围优选地包括零或接近零的值。类似地，在第三实施方式中，在静态运行状态(或第三范围)中的侧倾角0y的范围优选地包括零或接近零的值。在第三实施方式中，如图11所示，虽然在俯仰影响扭矩Tp在第二范围内且侧倾角Θ y在第三范围内时，运行状态被确定为静态，但任何条件均可用于静态运行状态的确定。例如，在侧倾角Θ y在第三范围内时不论俯仰影响扭矩Tp的值如何，运行状态都可被确定为静态。可选地，当侧倾角9y在第三范围内且驱动扭矩Td在第一范围内时，运行状态被确定为静态。显而易见的是，可以不同方式对本发明进行修改。该修改不视为背离本发明的精神和范围，对本领域技术人员显而易见的是，所有这些修改都包括在所附权利要求的范围之内。附图标号列表I光轴控制器2计算器 2a变速比计算器2b驱动扭矩计算器2b阻力扭矩计算器2d俯仰影响扭矩计算器2E行进距离计算器2F侧倾角计算器3确定器4控制器5前照灯6致动器(调节器)
权利要求
1.一种车辆前照灯的光轴控制器，包括 调节器(6)，调节所述车辆前照灯(5)的光轴角度， 驱动扭矩计算器(2b)，计算施加至车辆(10)的驱动轮的驱动扭矩(Td)， 确定器(3)，基于所述驱动扭矩(Td)确定所述车辆(10)是处于静态运行状态还是动态运行状态， 控制器(4)，在所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于静态运行状态时允许所述调节器(6)调节所述光轴角度，而在所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于动态运行状态时不允许所述调节器(6)调节所述光轴角度。
2.根据权利要求I所述的车辆前照灯的光轴控制器， 其中，如果所述驱动扭矩(Td)的值在第一范围内，则所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于所述静态运行状态，否则所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于所述动态运行状态。
3.根据权利要求I或2所述的车辆前照灯的光轴控制器，还包括 阻力扭矩计算器(2c)，计算所述车辆(10)运行时的阻力扭矩( ；)， 其中，所述确定器(3)基于所述阻力扭矩(I；)确定所述车辆(10)是处于所述静态运行状态还是所述动态运行状态。
4.根据权利要求3所述的车辆前照灯的光轴控制器，还包括 俯仰影响扭矩计算器(2d)，计算通过从所述驱动扭矩(Td)减去所述阻力扭矩(I；)得到的俯仰影响扭矩(Tp)， 其中，如果所述俯仰影响扭矩(Tp)的值在第二范围内，则所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于所述静态运行状态，否则所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于所述动态运行状态。
5.根据权利要求I所述的车辆前照灯的光轴控制器，还包括 侧倾角计算器(2f)，计算所述车辆(10)运行时的侧倾角(0y)， 其中，所述确定器(3)基于所述侧倾角(Θ y)确定所述车辆(10)是处于所述静态运行状态还是所述动态运行状态。
6.根据权利要求5所述的车辆前照灯的光轴控制器， 其中，如果所述侧倾角(ey)的值在第三范围内，则所述确定器(3)确定所述车辆处于所述静态运行状态。
7.根据权利要求6所述的车辆前照灯的光轴控制器，还包括 俯仰影响扭矩计算器(2d)，计算通过从所述驱动扭矩(Td)减去所述阻力扭矩(I；)获得的俯仰影响扭矩(Tp)， 其中，如果所述侧倾角(ey)的值在所述第三范围内且所述俯仰影响扭矩(Tp)的值在所述第二范围内，则所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于所述静态运行状态，否则所述确定器(3)确定所述车辆(10)处于所述动态运行状态。
8.根据权利要求I所述的车辆前照灯的光轴控制器， 其中，所述驱动扭矩计算器(2b)基于发动机与所述驱动轮的变速比(R)和所述发送机提供的发动机扭矩(Te)，计算所述驱动扭矩(Td)。
9.根据权利要求I所述的车辆前照灯的光轴控制器，其中，所述驱动扭矩计算器(2b)基于牵引电机提供的电机扭矩(Tm)，计算所述驱动扭矩(Td)。
10.根据权利要求9所述的车辆前照灯的光轴控制器，其中，所述驱动扭矩计算器(2b)基于所述发动机扭矩(Tm)和所述牵引电机与所述驱动轮的变速比(Rm)计算所述驱动扭矩(Td)0
全文摘要
本发明提供了一种光轴控制器，包括调节器(6)，调节车辆前照灯(5)的光轴角度；驱动扭矩计算器(2b)，计算施加至车辆(10)的驱动轮的驱动扭矩(Td)。该光轴控制器还包括确定器(3)，其基于驱动扭矩(Td)确定车辆(10)是处于静态运行状态还是动态运行状态。光轴控制器还包括控制器(4)，在确定器(3)确定车辆(10)处于静态运行状态时允许调节器(6)调节光轴角度，并且在确定器(3)确定车辆(10)处于动态运行状态时不允许调节器(6)调节光轴角度。该构造使得能够精确地确定适合于校正光轴的运行状态。
文档编号B60Q1/115GK102862507SQ201210229439
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月3日 优先权日2011年7月4日
发明者林则和, 八幡忠孝, 蛭川政刚, 石塚正隆 申请人:三菱自动车工业株式会社