本发明涉及对应于车辆的姿态变化而控制车辆用灯具(例如前照灯)的光的照射方向的技术。
背景技术
已知有对应于由乘员或货物引起的车辆的俯仰方向的姿态变化而调整前照灯的光的照射方向(光轴)的控制(自动调平控制)。根据这样的自动调平控制，即使在存在车辆的姿态变化的情况下，也能够防止对相向车辆或先行车辆等施加眩光。作为实现自动调平控制的现有技术的一例，在日本特开2009-126268号公报(专利文献1)和日本特许第5787649号公报(专利文献2)等中公开了，使用由设置在车辆上的加速度传感器所检测到的加速度的技术。
在上述那样的使用现有的加速度传感器的自动调平控制中，基本上是使加速度传感器的第一轴与车辆前后方向对应，使第二轴与车辆上下方向对应，对各个轴上的加速度进行检测，并根据该检测值来进行光轴调整。此时，在大多情况下，是将从第一轴和第二轴分别获得的检测值与重力加速度g的关系按照理想状态来处理的。具体而言，无论车辆处于任何姿态，计算第一轴和第二轴各自的加速度的平方的和的平方根而得到的值都是恒定的，因而大多是以与实际的重力加速度(1g)相等为前提。
然而，有时会因如下要因而导致计算第一轴和第二轴各自的加速度的平方的和的平方根而得到的值会根据车辆的姿态角度(车辆前后方向与路面所成的角度)而变化，该要因为：加速度传感器的第一轴和第二轴完全正交的情况较少、由第一轴和第二轴所确定的平面与重力加速度的矢量并不是完全平行、第一轴和第二轴的检测灵敏度可能产生差、可能包含与重力无关的固定值的误差、由加速度传感器的老化或故障引起的检测值的偏差等各种要因。在这种情况下，由于处于根据加速度而求出的车辆的俯仰方向的姿态角度的精度降低的状况，因此存在基于该姿态角度的自动调平控制的可靠性降低这样的不良情况。
专利文献1：日本特开2009-126268号公报
专利文献2：日本特许第5787649号公报
技术实现要素：
本发明的具体方式的目的之一在于，提供能够使使用了加速度传感器的自动调平控制的可靠性提高的技术
[1]本发明的一个方式的车辆用灯具的控制装置用于根据车辆的俯仰方向的姿态变化而可变地控制车辆用灯具的光轴，其中，该控制装置包含：(a)传感器异常判定部，其根据由第一加速度传感器所检测出的与车辆的前后方向和上下方向各自对应的第一加速度来判定该第一加速度传感器有无动作异常；(b)角度计算部，在由所述传感器异常判定部判定为所述第一加速度传感器不存在动作异常的情况下，该角度计算部使用所述第一加速度来求出所述车辆的姿态角度，在由所述传感器异常判定部判定为所述第一加速度传感器存在动作异常的情况下，该角度计算部使用由第二加速度传感器所检测出的第二加速度来求出所述车辆的姿态角度，该第二加速度传感器设置在所述车辆中与该第一加速度传感器不同的位置上；以及(c)光轴设定部，其根据由所述角度计算部所求出的所述车辆的姿态角度而生成用于控制所述车辆用灯具的光轴的控制信号，并将该控制信号提供给该车辆用灯具。
[2]本发明的一个方式的车辆用灯具系统具有：上述的控制装置；以及车辆用灯具，其由该控制装置来进行控制。
根据上述结构，能够提高使用加速度传感器的自动调平控制的可靠性。
附图说明
图1是示出第一实施方式的车辆用灯具系统的结构的框图。
图2是示意性地示出灯单元的光轴控制的情形的图。
图3是用于说明加速度传感器的设置状态的图。
图4是将加速度传感器的各轴与车辆行进方向加速度的关系放大而示出的图。
图5是用于对传感器异常判定部的动作内容进行说明的图。
图6是用于说明车辆用灯具系统的动作的流程图。
图7是示出第二实施方式的车辆用灯具系统的结构的框图。
标号说明
10：控制部；11：第一加速度传感器；12：第二加速度传感器；13：第三加速度传感器；14：灯单元；15：gps传感器；16：地图db；17：重力加速度db；20：传感器异常判定部；21：角度计算部；22：光轴设定部；23：光轴调整部；24：基准值设定部。
具体实施方式
图1是示出第一实施方式的车辆用灯具系统的结构的框图。图1所示的车辆用灯具系统构成为包含控制部10、第一加速度传感器11、第二加速度传感器12、第三加速度传感器13以及两个灯单元14。如图2中所示意性地示出的那样，该车辆用灯具系统根据车辆的俯仰方向的姿态变化而可变地控制停车中或行驶中的各灯单元14的光照射方向(光轴)a。
控制部10控制车辆用灯具系统的动作，构成为包含传感器异常判定部20、角度计算部21、光轴设定部22。该控制部10例如通过在具有cpu、rom、ram等的计算机系统中执行规定的控制程序来实现。
第一加速度传感器11是能够检测至少相互垂直的两个轴的加速度的传感器，例如被设置在车辆的前后方向上的大致中央的规定位置。该第一加速度传感器11例如设置成使一个轴与车辆的前后方向对应，使另一个轴与车辆的上下方向对应。
第二加速度传感器12是能够检测至少相互垂直的两个轴的加速度的传感器，例如设置在车辆内比第一加速度传感器11的设置位置相对地靠车辆的前侧的规定位置。该第二加速度传感器12例如设置成使一个轴与车辆的前后方向对应，使另一个轴与车辆的上下方向对应。
第三加速度传感器13是能够检测至少相互垂直的两个轴的加速度的传感器，例如设置在车辆内比第一加速度传感器11的设置位置相对地靠车辆的后侧的规定位置。该第三加速度传感器13例如设置成使一个轴与车辆的前后方向对应，使另一个轴与车辆的上下方向对应。
这里，虽然上述的第二加速度传感器12和第三加速度传感器13原本不是为了车辆的灯单元14的光轴调整，而是为了其他用途而具备的传感器，但在本实施方式中，也将其检测值用于灯单元14的光轴调整。这里所说的“其他用途”例如是电子控制悬架装置、车辆的防侧滑装置、坡路开始辅助装置(坡道起步辅助装置)、电子驻车制动装置、翻车(侧翻)检测装置等的加速度检测的用途。
各灯单元14设置在车辆前部的规定位置，构成为具有用于向车辆前方照射光的光源和反射镜等。各灯单元14具有用于在车辆的俯仰方向上对光轴a进行上下调整的光轴调整部23。各光轴调整部23例如具有对各灯单元14的光源的朝向进行上下调整的致动器，根据从控制部10提供的控制信号而进行动作。
传感器异常判定部20通过将根据第一加速度传感器11的检测值而计算出的重力加速度的值与重力加速度的实际值(1g)进行比较来判定第一加速度传感器11的动作是正常还是异常。
角度计算部21根据从第一加速度传感器11获得的加速度来计算表示车辆的俯仰方向的姿态的信息、即姿态角度(车辆角度)。另外，在由传感器异常判定部20判定为第一加速度传感器11的动作状态为异常的情况下，角度计算部21使用第二加速度传感器12和第三加速度传感器13的各检测值来计算车辆的姿态角度。
光轴设定部22根据由角度计算部21所计算出的姿态角度而生成用于控制各灯单元14的光轴a的控制信号，并向各灯单元14输出。
图3是用于说明加速度传感器的设置状态的图。如图3的(a)所示，在本实施方式中，为了简化说明，以使作为第一加速度传感器11的第一轴的x轴与车辆的前后方向(水平方向)一致，使作为第二轴的y轴与车辆的上下方向(垂直方向)一致的方式设置第一加速度传感器11。同样地，作为第二加速度传感器12、第三加速度传感器13各自的第一轴的x轴也与车辆的前后方向(水平方向)一致，作为第二轴的y轴与车辆的上下方向(垂直方向)一致。另外，在图3的(a)中，标注了标号a的矢量所表示的是车辆行进方向加速度。
如图所示，第一加速度传感器11在车辆的前后方向上设置在第二加速度传感器12与第三加速度传感器13之间的规定的位置。第二加速度传感器12例如设置在靠近与车辆的前轮对应的悬架的、车体的规定位置。第三加速度传感器13例如设置在靠近与车辆的后轮对应的悬架的车体的规定位置。
图3的(b)示出了因乘员或货物等的影响，姿态以车辆的后部相对地下降，前部相对地上升的方式发生了变化的状态。在该情况下，在车辆的行进过程中(加速过程中)，如图所示，虽然第一加速度传感器11的x轴、y轴随着车辆的姿态变化而发生倾斜，但车辆行进方向加速度a没有发生倾斜，而是与车辆所处的路面平行。将该关系放大示出的是图4。如图3的(b)所示，与路面平行的方向与车辆的前后方向所成的角度θa与车辆的姿态角度对应。不仅是路面为水平的情况，该关系在路面倾斜的情况下也是同样的(参照图3的(c))。在路面倾斜的情况下，第一加速度传感器11配置成，以路面的傾斜角θb与车辆的姿态角度θa的合计角度θ(＝θa+θb)倾斜。
图5是用于对传感器异常判定部的动作内容进行说明的图。只要第一加速度传感器11是理想的，则其x轴、y轴的各加速度的平方的和的平方根(＝√(x2+y2))与重力加速度的实际值(1g＝9.80655m/s2)相等。该关系在第一加速度传感器11的姿态发生了变化的情况下、即车辆的姿态角度发生了变化的情况下也是同样的。但是实际上，因上述的各种要因，如图示那样，有时根据第一加速度传感器11的检测值所求出的重力加速度的值与重力加速度的实际值(1g)会产生差异。另外，如图示那样，该差异有时会依赖于第一加速度传感器11的姿态角度而变化。
因此，传感器异常判定部20求出第一加速度传感器11的x轴、y轴的各加速度的平方的和或其平方根(＝√(x2+y2))，在该值与重力加速度(或其平方)的实际值的差异超过规定的值的情况下，判定为第一加速度传感器11的动作异常。这里所说的规定的值是任意设定的值，例如在为计算平方根之前的值(x2+y2)的情况下，可以设定为0.002。在该情况下，在存在0.002以上的差异的情况下，判定为第一加速度传感器11的动作异常。另外，也可以针对计算平方根而得到的值来决定规定的值，从而进行判定。
图6是用于说明车辆用灯具系统的动作的流程图。这里，主要示出了控制部10的处理内容。另外，这里所示的各处理块只要不相互产生矛盾，则也能够调换顺序。
控制部10获取由第一加速度传感器11所检测出的x、y轴各加速度即第一加速度(步骤s10)。
接下来，控制部10的传感器异常判定部20根据所获取的第一加速度的值来计算重力加速度(或其平方值)(步骤s11)，并根据该计算出的重力加速度的值来判定第一加速度传感器11的动作是正常还是异常(步骤s12)。
在由传感器异常判定部20判定为第一加速度传感器11的动作是正常的情况下(步骤s12；“是”)，执行使用从第一加速度传感器11输出的第一加速度(x、y轴的各加速度)的值的通常的光轴调整处理(步骤s13)。具体而言，由角度计算部21使用第一加速度的值来计算车辆的姿态角度，由光轴设定部22根据该姿态角度θ而生成用于控制各灯单元14的光轴a的控制信号并向各灯单元14输出。在各灯单元14中，由光轴调整部23根据从光轴设定部22提供的控制信号进行光轴调整。然后，返回到步骤s10，重复进行以后的处理。
这里，对于使用第一加速度的通常的光轴调整处理，没有特别的限定，能够使用公知的各种技术，例如能够使用上述的专利文献1、2中所公开的公知技术。
另一方面，在由传感器异常判定部20判定为第一加速度传感器11的动作异常的情况下(步骤s12；“否”)，控制部10获取第二加速度传感器12、第三加速度传感器13所检测出的x、y轴的各加速度即第二加速度、第三加速度(步骤s14)。
在这种情况下，执行作为使用了第二加速度、第三加速度的值的替代处理的光轴调整处理(步骤s15)。具体而言，由角度计算部21使用第二加速度和第三加速度的值来计算车辆的姿态角度，由光轴设定部22根据该姿态角度θ而生成用于控制各灯单元14的光轴a的控制信号并向各灯单元14输出。在各灯单元14中，由光轴调整部23根据从光轴设定部22提供的控制信号进行光轴调整。然后，返回到步骤s1，重复进行以后的处理。
这里，也可以计算第二加速度和第三加速度的平均值，并使用该平均值来求出姿态角度，还可以在分别根据第二加速度和第三加速度而求出姿态角度之后计算各姿态角度的平均值。另外，可以仅使用第二加速度和第三加速度中的任意一方。并且，也可以使用第一加速度和第二加速度(和/或第三加速度)的平均值来求出姿态角度，还可以在分别根据第一加速度和第二加速度(和/或第三加速度)而求出姿态角度之后计算各姿态角度的平均值。
另外，在作为替代处理的光轴调整处理中，也可以仅进行使各灯单元14的光轴返回到初始设定等的故障安全处理。
图7是示出第二实施方式的车辆用灯具系统的结构的框图。相对于第一实施方式的变更点是追加了gps(globalpositionsystem：全球定位系统)传感器15、重力加速度数据库(db)16，并且在控制部10内追加了基准值设定部24这一点，其他方面与第一实施方式相同。在第二实施方式的车辆用灯具系统中，在根据车辆的当前位置而可变地设定传感器异常判定部20的判定中所使用的基准值(重力加速度的实际值)这一点上与第一实施方式不同。以下，主要对该变更点进行详细的说明。
gps传感器15设置在车辆内的规定位置，对车辆所处的地点(位置信息)进行检测。也可以兼用车辆中所预先具备的汽车导航系统等中所包含的传感器来作为该gps传感器15。
重力加速度db16是保存地面上的各地点的重力加速度的实际值的数据库。即，由于地面上的重力加速度的实际值严格来说在各地点是不同的，因此重力加速度db16保存各地点的重力加速度的实际值来作为数据表。这里所说的各地点例如可以定义为，以几公里的四角网格对地面上进行划分后的范围。
控制部10的基准值设定部24根据由gps传感器15所检测出的车辆的当前位置，从重力加速度db16读出与该地点对应的重力加速度的实际值，并基于该重力加速度的实际值将在传感器异常判定部20的判定中所使用的基准值(重力加速度的实际值)设定为可变。具体而言，在第一实施方式中，将作为基准值的重力加速度的实际值固定为1g，但在本实施方式中，基准值设定部24根据各地点而可变地设定作为基准值的重力加速度的实际值。例如在图6所示的流程图中，该基准值设定部24的处理可以追加在步骤s12之前。
传感器异常判定部20根据由上述的基准值设定部24所设定的重力加速度的实际值、与基于第一加速度传感器11的检测值而计算出的重力加速度的差异来判定第一加速度传感器11有无异常。
根据以上那样的各实施方式，在使用了加速度传感器的自动调平控制中，由于在主要使用的第一加速度传感器的动作中可能存在异常的情况下，采用其他加速度传感器的检测值来进行控制，或者进行规定的故障安全控制，因此能够提高自动调平控制的可靠性。另外，根据第二实施方式，由于进行考虑了各地点的重力加速度的差异的控制，因此能够进一步提高自动调平控制的可靠性。
另外，本发明不限定于上述实施方式的内容，可以在本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，在上述的实施方式中，为了简化说明，例示了加速度传感器的x轴与车辆的前后方向一致，y轴与车辆的上下方向一致的情况，但x轴、y轴也可以相对于车辆的前后方向、上下方向而倾斜配置。
另外，在上述的实施方式中，是利用致动器来调整灯单元的光源的朝向的，但光轴调整方法不限于此。例如，如果是在灯单元的光源具有多个发光元件排列成矩阵状的结构的情况下，通过根据姿态角度使点亮的发光元件的行上下可变，也能够实现自动调平控制。