JP2003118476A - 車両用ヘッドランプの光軸調整装置 - Google Patents
車両用ヘッドランプの光軸調整装置Info
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Abstract
て、車両の傾斜状態を正確に判定してヘッドランプの光
軸を適切に調整する。 【解決手段】 傾斜センサ6を車幅方向に送受信を行う
2組の超音波センサ9,10とし、送信センサ9a,1
0aと受信センサ9b,10bの送受信波の方向が略平
行状態で、車両の前後方向にほぼ直交する方向となるよ
うに配設し、各超音波センサ9,10の受信時間差(受
信位相差)ΔTから距離差ΔSを求め、傾斜角Δαを演
算して車両の傾斜状態を判定し、この判定結果に基づい
てヘッドランプ5の光軸を調整する。
Description
じてヘッドランプの光軸を調整する光軸調整装置に関
し、特に、キャブと荷台がフレーム上に設けられたトラ
ックに適用して好適である。
採用されるようになってきている。高輝度ランプは安全
性の寄与度が高い反面、対向車両へ眩感を与える虞が高
くなる。そこで、従来から、車両の傾斜状態に応じてヘ
ッドランプの光軸を調整し、対向車両のドライバに眩感
を与えないようにする技術が種々検討されている。フレ
ームにキャブと荷台が設けられたトラック等に光軸調整
装置を適用する場合、前後のアクスルとフレーム間の上
下方向のストロークを検出し、上下方向のストローク差
によりキャブ側の傾斜状態を判定してヘッドランプの光
軸を調整することが考えられる。
台が設けられたトラックでは、積荷の積載によりフレー
ムにたわみが生じ、正確な傾斜状態を判定することが困
難となっている。即ち、積荷の位置によっては、フレー
ムにたわみが生じてフレーム先端部(キャブ側)が上方
に傾斜しているにも拘らず前後のアクスルとフレーム間
の上下方向のストロークが略同じになることが考えられ
る。このため、ヘッドランプの光軸を下側に調整する必
要があるにも拘らず上下方向にストローク差がない、即
ち、傾斜状態にないと判定されてヘッドランプの光軸を
調整することができない状態になる虞がある。フレーム
のたわみ量を考慮してヘッドランプの光軸を調整するこ
とも考えられるが、積荷の積載量や積載位置は一定では
なく、結果的に正確な傾斜状態を判定することが困難と
なる。
決するものとして、特願2000−211714「車両用ヘッドラ
ンプの光軸調整装置」を出願した。この「車両用ヘッド
ランプの光軸調整装置」は、車両前部に車両前部の路面
に対する傾斜状態を判定する傾斜判定手段として、一つ
の信号発信部と、この信号発信部を挟んで車両前後方向
に配設されて信号発信部から発信された信号を路面を経
由して受信する二つの信号受信部とを有する超音波セン
サを設け、各信号受信部での受信時間差(あるいは受信
位相差)に基づいて車両の傾斜状態を判定し、この判定
結果に基づいてヘッドランプの光軸を調整するものであ
る。
軸調整装置」では、超音波センサに対する走行風の影響
が考慮されておらず、車両の傾斜状態の高精度な判定が
望まれている。
あって、車両の傾斜状態を正確に判定してヘッドランプ
の光軸を適切に調整することができる車両用ヘッドラン
プの光軸調整装置を提供することを目的とする。
めに請求項1の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装
置では、車両の前部に装着されて車幅方向に送受信を行
う少なくとも2つの超音波センサを有して該各超音波セ
ンサの受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状
態を判定する傾斜判定手段を設け、制御手段はこの傾斜
判定手段の判定結果に基づいて光軸調整手段を制御して
ヘッドランプの光軸を調整している。
サは車幅方向の送受信信号から両者の時間差に基づいて
路面に対する車両の傾斜状態を判定するため、各超音波
センサからは同時に送信波を発信して受信波を検出する
こととなり、同時に各超音波センサから発信される送信
波が受ける走行風の影響は同様となり、誤差が吸収され
て車両の傾斜状態を正確に判定することができ、ヘッド
ランプの光軸を適切に調整することができる。
軸調整装置では、各超音波センサからの送信波を略平行
状態で送信するようにしている。従って、各超音波セン
サから発信される送信波はほぼ同様に走行風の影響を受
けることとなり、両者間の検出誤差が減少して高精度に
車両の傾斜状態を判定することができる。
軸調整装置では、超音波センサを車幅方向に並設した信
号発信部及び信号受信部とで構成し、信号発信部から発
信された信号を路面を経由して信号受信部が受信するよ
うにしている。従って、構造の簡素化並びに低コスト化
を図ることができる。
軸調整装置では、車速に基づいて信号発信部に対する信
号受信部の移動位置を予測し、この信号受信部の予測移
動位置に向けて信号発信部から信号を発信するようにし
ている。従って、信号受信部は信号発信部からの信号を
確実に受信することができ、高精度に車両の傾斜状態を
判定することができる。
軸調整装置では、超音波センサをフロントアクスル部の
前方に装着している。従って、車両の撓みを排除して車
両の傾斜状態を判定することができる。
詳細に説明する。
車両用ヘッドランプの光軸調整装置を搭載したトラック
の概略構成、図2にトラックのフレームの平面視、図3
に超音波センサの取付状態を表すトラックのフレーム前
部の概略、図4に図3のIV−IV断面、図5に超音波セン
サの取付状態を表す概略、図6に超音波センサの取付状
態を表す平面視、図7に傾斜状態の判定方法の説明、図
8に光軸調整装置が装着されたヘッドランプ部の水平断
面、図9に図8のIX−IX断面、図10に本実施形態の光
軸調整装置の制御ブロック、図11に本実施形態の光軸
調整装置による初期設定のフローチャートを示す。
整装置において、図1及び図2に示すように、左右一組
のサイドフレーム1にはこれに直交する複数のクロスメ
ンバ2が組み付けられ、このサイドフレーム1及びクロ
スメンバ2により構成されるフレーム上にキャブ3及び
荷台4が搭載されている。車両前端部のクロスメンバ2
の両側には左右のヘッドランプ5が装着され、このクロ
スメンバ2の略中央部には傾斜判定手段としての傾斜セ
ンサ6が配置されている。この傾斜センサ6の検出信号
は制御手段としてのECU7に入力され、ECU7では
傾斜センサ6からの検出情報に基づいて車両前部の路面
に対する傾斜状態が判定される。
設けてもよい。また、傾斜センサ6はフロントアクスル
8上やこのフロントアクスル8より前側であれば車両端
部のクロスメンバ2以外(例えば、キャブ3側)に設け
てもよい。
する。図3乃至図6に示すように、傾斜センサ6は車幅
方向に送受信を行う2組の超音波センサ9,10であっ
て、信号発信部としての2つの送信センサ9a,10a
と、信号受信部としての受信センサ9b,10bとを有
している。送信センサ9a,10aは車両の左側に配置
され、受信センサ9b,10bは車両の右側に配置され
ており、各超音波センサ9,10の送受信波の方向は略
平行状態をなし、車両の前後方向に対してほぼ直交する
方向となっている。
の送受信面が露出するように箱形のケース11に収納さ
れ、このケース11がコ字形状をなすブラケット12を
介してクロスメンバ2の中間部に取付けられることで、
傾斜センサ6が車両の前部に路面Rと対向して取付けら
れる。これにより、傾斜センサ6の取付スペースを車両
の前後方向に短くすることができ、また、超音波センサ
9,10をケース11内に収納したことにより、傾斜セ
ンサ6をコンパクトにすることができ、クロスメンバ2
への取付が容易となる。
9a,10aと受信センサ9b,10bとが別体のもの
を前後に2組に設けたが、これに限定されるものではな
く、3組以上設けてもよく、また、送信センサと受信セ
ンサとが一体のものを前後に2つ設けてもよい。
9,10の受信時間差に基づいて路面Rに対する車両の
傾斜状態を判定するものであり、各送信センサ9a,1
0aからの超音波は路面Rを反射して各受信センサ9
b,10bで受信され、この受信センサ9b,10bの
受信時間差に基づいて路面Rに対する車両の傾斜状態が
判定される。即ち、送信センサ9a,10a及び受信セ
ンサ9b,10bの信号はECU7に入力され、受信セ
ンサ9b,10bの超音波の受信時間差に基づいて路面
に対する前部のクロスメンバ2の傾斜状態(車両前部の
傾斜状態)がECU7で判定される。なお、傾斜センサ
6は受信時間差に基づいて路面Rに対する車両の傾斜状
態を判定するようにしたが、受信位相差に基づいて路面
Rに対する車両の傾斜状態を判定してもよい。
る車両の傾斜状態の判定方法を詳細に説明する。
9,10にて、各送信センサ9a,10aは路面Rに向
けて且つ各受信センサ9b,10bに反射するように超
音波を発信するものであるが、車両が走行していると、
送信センサ9a,10aの発信時と受信センサ9b,1
0bの受信時とではこの受信センサ9b,10bの走行
位置が変化する。そのため、各送信センサ9a,10a
は車速及び超音波速度に基づいて送信センサ9a,10
aに対する受信センサ9b,10bの移動位置を予測
し、受信センサ9b,10bの予測移動位置に向けて超
音波信号を発信するようにしてもよい。
対し車両前部(前部クロスメンバ2)が傾斜していない
場合、前方の送信センサ9aから受信センサ9bに送信
される超音波の経路Laと、後方の送信センサ10aか
ら受信センサ10bに送信される超音波の経路Lbが等
しくなり、受信センサ9b,10bの受信時間差ΔTは
ゼロとなる。一方、図7(b)で示すように、荷台4に荷
物を積んだことにより車両の後部が沈んで、路面Rに対
して車両前部が後方(上方)に傾斜している場合、前方
の送信センサ9aから受信センサ9aに送信される超音
波の経路Laが、後方の送信センサ10aから受信セン
サ10bに送信される超音波の経路Lbよりも長くな
り、受信センサ9b,10bに受信時間差ΔTが生じ
る。
場合、距離Lだけ離れた送信センサ9a,10aの間に
は高さ方向に距離差ΔSが生じる。この距離差ΔSは、
受信時間差ΔTと雰囲気温度及び音速により決められ、
距離差ΔSと受信センサ9b,10bの間の前後方向の
距離Lにより、傾斜角Δαは次式(1)により求めるこ
とができる。 Δα=tan -1(ΔS/L) ・・・(1) 従って、ECU7は、受信センサ9b,10bの受信時
間差ΔTに基づいて距離差ΔSを導出し、上述した
(1)式により傾斜角Δαを演算することで、車両の傾
斜状態を判定することができる。
4に荷物を積んだことにより車両の前部が沈んで、路面
Rに対して車両前部が前方(下方)に傾斜している場
合、経路Laより経路Lbの方が長くなり、受信センサ
9b,10bに受信時間差ΔTが生じることとなり、前
述と同様に、上述した(1)式により傾斜角Δαを演算
することで、車両の傾斜状態を判定することができる。
プ5及びその光軸調整装置について説明する。
5はHi側のランプ15とLow 側のランプ16で構成さ
れ、Low 側のランプ16が、例えば、高輝度ランプ(例
えば、ディスチャージヘッドランプ)となっている。Lo
w 側のランプ16はリフレクタホルダ17に高輝度バル
ブ18が取り付けられ、集光レンズ19が設けられてい
る。Hi側のランプ15は、例えば、ハロゲンバルブ20
を備えている。そして、高輝度バルブ18はリフレクタ
ホルダ17と共に光軸調整手段としてのアクチュエータ
21により傾動駆動され、光軸が上下方向に調整される
ようになっている。アクチュエータ21は、傾斜センサ
6からの情報によりECU7で判定された傾斜状態に応
じたECU7からの指令により駆動され、高輝度バルブ
18の光軸が調整される。
ホルダ17を手動で調整して高輝度バルブ18の光軸を
調整する手動ねじ22が設けられている。手動ねじ22
は傾斜センサ6の初期値に対する高輝度バルブ18の光
軸位置を設定するときに用いられる。
16と同様にアクチュエータ21により上下方向に調整
するようにすることも可能である。また、ヘッドランプ
としては、リフレクタとバルブが一体の構成のものもあ
り、リフレクタとバルブが一体の場合、リフレクタをア
クチュエータにより傾動駆動させることでバルブの光軸
を調整することができる。
ヘッドランプの光軸調整装置では、図10に示すよう
に、ECU7には車速センサ23からの情報が入力され
ると共に傾斜センサ6(送信センサ9a,10a及び受
信センサ9b,10b)からの検出情報が入力される。
このECU7では、車速センサ23が検出した車速に基
づいて車両の停車時及び停車脱出時が判断されると共
に、送信センサ9a,10a及び受信センサ9b,10
bからの検出結果に基づいて上述した傾斜角Δαが演算
される。そして、リフレクタホルダ17を傾動させるア
クチュエータ(左右のヘッドランプ5のアクチュエー
タ)21に駆動指令が出力され、車両の状況及び傾斜状
態に基づいて高輝度バルブ18の光軸が所定状態に調整
される。
坦路にあるときの傾斜角Δαの結果を初期値とする機能
(初期値記憶機能)が備えられ、着脱自在の故障判断ツ
ール24により初期値を記憶するように指令が出力され
る。車両が空車で且つ平坦路にあるときの傾斜角Δαの
結果を初期値とし、この状態で手動ねじ22により高輝
度バルブ18の光軸を所定状態に調整する。そして、記
憶された初期値を基にして傾斜センサ6からの情報によ
り演算される傾斜角Δαに応じてアクチュエータ21を
駆動し、高輝度バルブ18の光軸が傾斜状態に応じて調
整される。
らつきがある場合でも、常に一定の精度を維持して傾斜
状態を判定して高輝度バルブ18の光軸を調整すること
ができる。また、故障判断ツール24により初期値を記
憶するように指令がだされるようになっているので、既
存の装置を利用することで容易に初期設定を行うことが
できる。
すように、ステップS1で初期値セットが終了していな
いか否かが判断され、初期値セットが終了していないと
判断された場合、ステップS2で路面が平面か否かが判
断される。ステップS2で路面が平面であると判断され
ると、ステップS3で送信センサ9a,10a及び受信
センサ9b,10bの検出情報により傾斜角Δαを演算
する。そして、ステップS5で故障判断ツールによりそ
の時に演算された傾斜角Δαを初期値と記憶する指令が
出力され、ECU7にて初期値が記憶される。また、ス
テップS2で路面が平面ではないと判断された場合、ス
テップS4で車両を平面な路面にセットしてステップS
3に移行する。一方、ステップS1で初期値セットが終
了していると判断された場合、そのまま終了となる。
及び受信センサ9b,10bの検出情報により演算され
た傾斜角Δαを初期値とした後、手動ねじ22によりリ
フレクタホルダ17と共に高輝度バルブ18を傾動させ
て高輝度バルブ18の光軸を平面路での光軸の状態に調
整する。これにより、平面路で演算された傾斜角Δαを
基準にした傾斜センサ6の検出情報に応じた制御(オー
トレベリング)が可能となる。
時における傾斜角Δαが演算され、この傾斜角Δαと前
述した初期値と比較し、両者の差に基づいてアクチュエ
ータ21を駆動し、高輝度バルブ18の光軸が自動的に
調整されてヘッドランプ5の傾斜角が補正される。な
お、車両の停止時における傾斜角Δαの演算を行って車
両の傾斜状態を判定したが、車両が一定車速で走行して
いるときに、傾斜角Δαの演算を行って車両の傾斜状態
を判定してもよい。
プの光軸調整装置にあっては、傾斜センサ6を車幅方向
に送受信を行う2組の超音波センサ9,10とし、送信
センサ9a,10aと受信センサ9b,10bの送受信
波の方向が略平行状態で、車両の前後方向にほぼ直交す
る方向となるように配設し、各超音波センサ9,10の
受信時間差ΔTから距離差ΔSを求め、傾斜角Δαを演
算して車両の傾斜状態を判定し、この判定結果に基づい
てヘッドランプ5の光軸を調整している。
ンサ9a,10aは送信波を発信し、受信センサ9b,
10bが路面Rからの反射波を受信することとなり、各
超音波センサ9,10から発信される送信波は走行風か
らほぼ同様の影響を受けることとなり、走行風による検
出誤差が吸収されて車両の傾斜状態を正確に判定するこ
とができ、ヘッドランプ5の光軸を適切に調整すること
ができる。
を判定することができ、サイドフレーム1に撓みが生じ
ても撓み状態を排除して車両の傾斜角Δαを演算するこ
とができ、ヘッドランプ5の傾斜状態を車両の傾斜角Δ
αに応じて適切に自動的に補正することができる。これ
により、車両の傾斜状況を正確に判断して高輝度ランプ
18の光軸を適切に調整することができ、対向車両のド
ライバに眩感を与えないようにすることが可能になる。
更に、停車時及び停車脱出時である定常時にヘッドラン
プ5の傾斜状態を車両の傾斜角Δαに応じて補正できる
ので、光軸の傾斜が規制される場合等に容易に規制に適
合させることができる。
ように請求項1の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整
装置によれば、車両の前部に装着されて車幅方向に送受
信を行う少なくとも2つの超音波センサを有して該各超
音波センサの受信時間差に基づいて路面に対する車両の
傾斜状態を判定する傾斜判定手段を設け、制御手段はこ
の傾斜判定手段の判定結果に基づいて光軸調整手段を制
御してヘッドランプの光軸を調整するので、傾斜判定手
段では、各超音波センサは車幅方向の送受信信号から両
者の時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を判
定するため、各超音波センサからは同時に送信波を発信
して受信波を検出することとなり、同時に各超音波セン
サから発信される送信波が受ける走行風の影響は同様と
なり、誤差が吸収されて車両の傾斜状態を正確に判定す
ることができ、ヘッドランプの光軸を適切に調整するこ
とができる。
軸調整装置によれば、各超音波センサからの送信波を略
平行状態で送信するので、各超音波センサから発信され
る送信波はほぼ同様に走行風の影響を受けることとな
り、両者間の検出誤差が減少して高精度に車両の傾斜状
態を判定することができる。
軸調整装置によれば、超音波センサを車幅方向に並設し
た信号発信部及び信号受信部とで構成し、信号発信部か
ら発信された信号を路面を経由して信号受信部が受信す
るので、構造の簡素化並びに低コスト化を図ることがで
きる。
軸調整装置によれば、車速に基づいて信号発信部に対す
る信号受信部の移動位置を予測し、この信号受信部の予
測移動位置に向けて信号発信部から信号を発信するの
で、信号受信部は信号発信部からの信号を確実に受信す
ることができ、高精度に車両の傾斜状態を判定すること
ができる。
軸調整装置によれば、超音波センサをフロントアクスル
部の前方に装着するので、車両の撓みを排除して車両の
傾斜状態を判定することができる。
の光軸調整装置を搭載したトラックの概略構成図であ
る。
ーム前部の概略図である。
平断面図である。
である。
フローチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 車両の前部に装着されて車幅方向に送受
信を行う少なくとも2つの超音波センサを有して該各超
音波センサの受信時間差に基づいて路面に対する車両の
傾斜状態を判定する傾斜判定手段と、ヘッドランプの光
軸を調整する光軸調整手段と、前記傾斜判定手段の判定
結果に基づいて前記光軸調整手段を制御する制御手段と
を具えたことを特徴とする車両用ヘッドランプの光軸調
整装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の車両用ヘッドランプの光
軸調整装置において、前記各超音波センサからの送信波
は略平行状態で送信されることを特徴とする車両用ヘッ
ドランプの光軸調整装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の車両用ヘッドランプの光
軸調整装置において、前記超音波センサは、車幅方向に
並設された信号発信部及び信号受信部を有し、該信号発
信部から発信された信号を路面を経由して該信号受信部
が受信することを特徴とする車両用ヘッドランプの光軸
調整装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の車両用ヘッドランプの光
軸調整装置において、車速に基づいて前記信号発信部に
対する前記信号受信部の移動位置を予測し、該信号受信
部の予測移動位置に向けて前記信号発信部から信号を発
信することを特徴とする車両用ヘッドランプの光軸調整
装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の車両用ヘッドランプの光
軸調整装置において、前記超音波センサは、フロントア
クスル部の前方に装着されたことを特徴とする車両用ヘ
ッドランプの光軸調整装置。
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