JP2003127755A - 自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置 - Google Patents

自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置

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JP2003127755A JP2001325793A JP2001325793A JP2003127755A JP 2003127755 A JP2003127755 A JP 2003127755A JP 2001325793 A JP2001325793 A JP 2001325793A JP 2001325793 A JP2001325793 A JP 2001325793A JP 2003127755 A JP2003127755 A JP 2003127755A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 モータの作動回数の少ないオートレベリング
装置を提供する。 【解決手段】 モータ10の駆動により光軸が車体に対
し上下に傾動するヘッドランプ1と、モータ10の駆動
を制御する制御手段16と、車両の速度を検出する車速
検出手段12と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検
出手段14と、ピッチ角検出手段14により検出された
車両のピッチ角データを記憶する記憶部20と、を備
え、制御手段16は、ピッチ角検出手段14により検出
されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプ1の光
軸が路面に対し一定の傾斜状態となるようにモータ10
の駆動を制御する自動車用ヘッドランプのオートレベリ
ング装置において、制御手段16は、停車中であって、
一旦変化した車両姿勢(ピッチ角データ)が安定し、か
つ基準姿勢(基準ピッチ角データ)との差が所定値を越
えた場合に限り、モータ10の駆動を制御するので、モ
ータ10の作動回数が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前後方向の
傾斜(以下、ピッチ角という)に基づいてヘッドランプ
の光軸をピッチ角相当相殺する方向に自動的に傾動調整
(以下、オートレベリングという)する自動車用ヘッド
ランプのオートレベリング装置に係り、特に、停車中の
車両のピッチ角に基づいてヘッドランプの光軸を上下に
傾動調整するオートレベリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オートレベリング装置に用いられるヘッ
ドランプでは、例えば、光源を挿着したリフレクターが
ランプボディに対し水平傾動軸周りに傾動可能に支持さ
れるとともに、アクチュエータによってリフレクター
(ヘッドランプ)の光軸が水平傾動軸周りに傾動できる
構造となっている。
【0003】そして、従来のオートレベリング装置とし
ては、ピッチ角検出手段や車速センサーやこれらからの
検出信号に 基づいてアクチュエータの駆動を制御する
制御部等を車両に設けて構成され、ヘッドランプ(リフ
レクター)の光軸が路面に対し常に一定の状態となるよ
うに調整するように構成されている。
【0004】そして、車両の走行,停車時を問わず、走
行中の加減速による車両姿勢の変化や停車中の荷物の積
み降ろしや乗員の乗り降り等による荷重変化に対し、リ
アルタイムでアクチュエータを駆動させてレベリングす
るようにしたのでは、アクチュエータの作動回数が非常
に多く、消費電力がかさむ上に、モータ,ギア等の駆動
機構構成部品に多大な耐久性が求められ、コスト高の原
因になる。そこで、従来では、アクチュエータの駆動頻
度を減らし、安価にして長期使用可能なオートレベリン
グ装置の提供を目的として、停車中は一定のインターバ
ル(例えば10秒間隔)でアクチュエータの駆動を制御
する、というオートレベリング装置(特願平10−27
4859号等)が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のオート
レベリング装置では、インターバルタイム(例えば10
秒間隔)に対応して予め検出したピッチ角データに基づ
いて、アクチュエータの駆動を制御するため、たとえ乗
降等による静荷重の変化がなくても路面に合わせて光軸
調整を行うため、その分アクチュエータの作動回数が増
えて、アクチュエータの寿命が低下するという問題があ
った。
【0006】本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、停車中に一旦変化した車両姿
勢が安定し、かつ停車直後の車両姿勢または前回制御し
た車両姿勢と異なっている場合に限りアクチュエータを
駆動させるようにすることで、オートレベリング装置に
おけるアクチュエータの作動回数を極力減らすことにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するために、請求項1に係わる自動車用ヘッドランプの
オートレベリング装置においては、アクチュエータの駆
動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプ
と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、
車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角
を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段によ
り検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部
と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段に
より検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドラン
プの光軸が路面に対し一定の傾斜状態となるようにアク
チュエータの駆動を制御する自動車用ヘッドランプのオ
ートレベリング装置において、前記制御手段は、停車中
であって、一旦変化した車両姿勢(ピッチ角データ)が
安定し、かつその車両姿勢と基準姿勢(基準ピッチ角デ
ータ)との差が所定値を越えた場合に限り、アクチュエ
ータの駆動を制御するようにしたものである。
【0008】車両停車中か否かは、車速センサの検出し
た出力に基づいて制御手段が判別する。
【0009】また、一旦変化した車両姿勢(ピッチ角デ
ータ)が安定したか否かは、請求項2に示すように、前
記制御手段が、複数の異なる移動時間についての平均ピ
ッチ角データ(移動平均ピッチ角データ)を演算し、こ
れらがほぼ同一である場合に車両姿勢安定と判別する。
【0010】即ち、車両に対し人が乗り降りしている場
合のように車両に作用する静荷重が変化している状況で
は、検出されるピッチ角データも刻々変化し一定しな
い。一方、車両に一定の静荷重が作用している状況で
は、車両姿勢が安定し、検出されるピッチ角データも一
定の値となる。このため、例えば1秒平均ピッチ角デー
タと3秒平均ピッチ角データというように、複数の異な
る移動時間についての平均ピッチ角データ(移動平均ピ
ッチ角データ)をとり、これらを比較し、両者間に差が
あれば車両姿勢は安定しておらず、差がなければ車両姿
勢は安定していることがわかる。そこで、アクチュエー
タを駆動制御する上で必要な条件である車両姿勢の安定
を、複数の異なる移動時間についての平均ピッチ角デー
タ(移動平均ピッチ角データ)間に差があるか否かで判
別するようにしたものである。
【0011】また、もとの車両基準姿勢(基準ピッチ角
データ)との間に差が生じているか否かの判別は、原則
として現在の車両姿勢(ピッチ角データ)を基準車両姿
勢と比較するればよいが、最初にアクチュエータの駆動
制御が実行されるまでは、基準車両姿勢に対応するもの
がないことから、請求項3に示すように、停車後第1回
目のアクチュエータの駆動制御では、検出した車両姿勢
(移動平均ピッチ角データ)を停車直後の車両姿勢(移
動平均ピッチ角データ)と比較し、第2回目以降のアク
チュエータの駆動制御では、検出した車両姿勢(1秒平
均ピッチ角データ)を前回のアクチュエータの駆動に用
いた車両姿勢(ピッチ角データ)と比較することで安定
姿勢か否かを判別するように構成したものである。(作
用)停車中に限りアクチュエータの駆動を制御するの
で、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【0012】また、車両姿勢が変化する度にアクチュエ
ータが駆動する訳ではなく、車両姿勢が安定した場合に
限り駆動する(車両姿勢が安定しない限り駆動しない)
ので、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【0013】また、停車中、一旦変化した車両姿勢が安
定したとしても、車両姿勢が基準姿勢に対し所定値以上
の差が生じない限りアクチュエータが駆動せず、それだ
けアクチュエータの作動回数が少ない。
【0014】このようにクチュエータの作動頻度が少な
くなる分、消費電力が節約されるとともに、アクチュエ
ータの駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、実
施例に基づいて説明する。
【0016】図1〜図3は、本発明の一実施例を示すも
ので、図1は、本発明の第1の実施例である自動車用ヘ
ッドランプのオートレベリング装置の全体構成図、図2
は、同装置の記憶部の構成を示す図、図3は同レベリン
グ装置の制御部であるCPUのフローチャートを示す図
である。
【0017】図1における符号1は、自動車用ヘッドラ
ンプで、ランプボディ2の前面開口部には、前面レンズ
4が組付けられて灯室Sが画成されている。灯室S内に
は、光源であるバルブ6を挿着した放物面形状のリフレ
クター5が、水平傾動軸(図1における紙面と垂直な
軸)7周りに傾動するように支持されるとともに、アク
チュエータであるモータ10によって傾動調整できるよ
うに構成されている。
【0018】そして、ヘッドランプ1のオートレベリン
グ装置は、ヘッドランプ1の光軸Lを上下方向に傾動調
整するアクチュエータであるモータ10と、ヘッドラン
プ1の点灯スイッチ11と、車両の速度を検出する車速
検出手段である車速センサー12と、車両のピッチ角検
出手段の一部を構成する車高センサー14と、ヘッドラ
ンプの点灯と消灯を判別し、車速センサー12からの信
号に基づいて車両の走行・停車状態を判別し、車高セン
サー14からの信号に基づいて車両のピッチ角を演算す
るとともに、このピッチ角データに基づいてモータ10
を駆動させるための制御信号をモータドライバ18に出
力する制御部であるCPU16と、車高センサー14で
検出され、CPU16で演算された車両のピッチ角デー
タを記憶する記憶部20とから主として構成されてい
る。
【0019】CPU16では、車速センサー12からの
信号が入力すると、この入力信号に基づいて車両が停車
中か走行中かを判別し、停車中に限りモータ10の駆動
を制御する。停車中の方が正確な車両姿勢(ピッチ角デ
ータ)を検出できるからである。
【0020】また、CPU16では、車高センサー14
からの信号が入力すると、サスペンションの変位量に相
当するこの信号から、車両の前後方向の傾斜(ピッチ
角)を演算する。なお、この実施例に示す車両では、後
輪側サスペンションの右輪側にのみ車高センサー14が
設けられた1センサー方式が採用されており、車高セン
サ14の検出した車高の変化量から車両のピッチ角が推
測できる。そして、CPU16は、検出されたこのピッ
チ角を打ち消す方向に、光軸Lを所定量傾動させるべく
モータドライバ18に出力する。
【0021】また、記憶部20は、車高センサ14で検
出され、CPU16で演算されたピッチ角データを記憶
する部分で、図2(a)に示すように、記憶部20の格
納部20Aには、100ms間隔で1秒間サンプリング
した10個のデータD1〜D10が格納されている。ま
た、記憶部20の格納部20Bには、100ms間隔で
3秒間サンプリングした30個のデータD1〜D30が
格納されている。そして、格納部20A、20Bには、
それぞれ100ms毎に新しいデータが取り込まれ、最
も古いデータが捨てられる(順次古いデータは、新しい
データに書き換えられる)ように構成されている。
【0022】また、CPU16は、これらのデータD1
〜D30から1秒平均ピッチ角データと3秒平均ピッチ
角データを演算し、記憶部20に記憶させる。
【0023】記憶部20は、図2(c)に示すように、
演算した現在のピッチ角データ(1秒平均ピッチ角デー
タと3秒平均ピッチ角データ)を格納する現在のピッチ
角格納部20C、1秒前のピッチ角データ(1秒平均ピ
ッチ角データと3秒平均ピッチ角データ)を格納する1
秒前ピッチ角格納部20D、2秒前のピッチ角データ
(1秒平均ピッチ角データと3秒平均ピッチ角データ)
を格納する2秒前ピッチ角格納部20E、3秒前のピッ
チ角データ(1秒平均ピッチ角データと3秒平均ピッチ
角データ)を格納する3秒前ピッチ角格納部20Fを備
えており、1秒経過する度に、新たに検出された1秒平
均ピッチ角データが現在のピッチ角格納部20Cに書き
込まれるとともに、現在のピッチ角格納部20Cに格納
されている現在のピッチ角データが1秒前ピッチ角格納
部20Dに、1秒前ピッチ角格納部20Dに格納されて
いる1秒前ピッチ角データが2秒前ピッチ角格納部20
Eに、2秒前ピッチ角格納部20Eに格納されている2
秒前ピッチ角データが3秒前ピッチ角格納部20Fにそ
れぞれシフトされ、3秒前ピッチ角格納部20Fに格納
されていた3秒前ピッチ角データは消去されるようにな
っている。
【0024】また、CPU16は、1秒平均ピッチ角デ
ータと3秒平均ピッチ角データに差がない場合に限り、
モータ10を駆動させる。即ち、車両に対し人が乗り降
りしている場合のように車両に作用する静荷重が変化し
ている(車両姿勢が不安定な)状況では、検出されるピ
ッチ角データも刻々変化し一定しない。一方、車両に一
定の静荷重が作用している(車両姿勢が安定している)
状況では、検出されるピッチ角データも一定の値とな
る。このため、2つの異なる移動時間(1秒と3秒)に
ついての平均ピッチ角データ(移動平均ピッチ角デー
タ)である1秒平均ピッチ角データと3秒平均ピッチ角
データを演算し、これらを比較して、両者(1秒平均ピ
ッチ角データと3秒平均ピッチ角データ)間に所定値
(例えば、0.06度)以上の差がなければ、車両姿勢
が安定しているので、モータ10を駆動するようにし、
一方、両者(1秒平均ピッチ角データと3秒平均ピッチ
角データ)間に所定値(例えば、0.06度)以上の差
があれば、車両姿勢が安定していないので、モータ10
を駆動しないようになっている。
【0025】また、CPU16は、点灯スイッチ11が
ONかOFFかを判別し、点灯スイッチ11がONされ
ている場合に限り、モータ10を駆動するべくモタドラ
イバ18に出力する。
【0026】また、CPU16は、検出した平均ピッチ
角データ(例えば1秒平均ピッチ角データ)が基準姿勢
(前回のモータ駆動制御によりレベリングした車両姿
勢)に対し所定値以上の差がある場合に限り、モータ1
0を駆動するようになっている。
【0027】即ち、検出した平均ピッチ角データ(例え
ば1秒平均ピッチ角データ)により特定される車両姿勢
が、前回のレベリングした車両姿勢に対し大きく変化し
ている場合は勿論レベリングの必要があるが、検出した
平均ピッチ角データ(例えば1秒平均ピッチ角データ)
により特定される車両姿勢が前回のレベリングした車両
姿勢(基準姿勢)に対しほとんど変化していない場合
は、ドライバの視認性にほとんど影響しないことから、
あえてレベリングの必要はなく、従ってモータ10を駆
動させる必要はない。したがって、ドライバの視認性に
影響を与えると思われる程度(例えば、0.06度)以
上の差がある場合に限り、レベリング(モータ10を駆
動)するようになっている。なお、基準車両姿勢と比較
する平均ピッチ角データは、1秒平均ピッチ角データに
代えて、3秒平均ピッチ角データであってもよい。
【0028】また、レベリング(モータ駆動)の必要が
あるかどうかを判別するための基準姿勢、即ち検出した
平均ピッチ角データと比較する基準姿勢(基準ピッチ角
データ)は、原則としては前回のモータ駆動制御により
レベリングした車両姿勢(に対応するピッチ角データ)
であるが、まだ一度もレベリング(モータ駆動)されて
いない場合には、レベリングした車両姿勢(に対応する
ピッチ角データ)が存在しないので、停車後第1回目の
アクチュエータの駆動制御では、停車直後に検出した車
両姿勢(移動平均ピッチ角データである1秒平均ピッチ
角データ)を基準姿勢(基準ピッチ角データ)とするよ
うになっている。
【0029】次に、制御ユニットであるCPU16によ
るモータ10の駆動の制御を、図3に示すフローチャー
トに従って説明する。
【0030】まず、このルーチンは、ヘッドランプ点灯
スイッチ11がONされたランプ点灯状態で動作する。
ステップ102,104では、制御部(CPU)16が
車高センサー14の出力から1秒平均ピッチ角データお
よび3秒平均ピッチ角データをそれぞれ演算し、記憶部
20に記憶する。ステップ106では、車速センサー1
2の出力から車速が演算され、ステップ106におい
て、車速が0か否かが判別される。ステップ108にお
いてYES(車速0、即ち停車中)の場合は、ステップ
110に移行し、後述するステップ122で使用する基
準値(レベリングの必要があるかどうかを判別するため
の車両の基準姿勢、即ち検出した平均ピッチ角データと
比較するための基準姿勢である基準ピッチ角データ)が
未設定か否かが判別される。一方、ステップ108にお
いてNO(車速>0、即ち走行中)の場合は、ステップ
102に戻る。
【0031】そして、ステップ110においてYES
(車両の基準姿勢である基準ピッチ角データが未設定)
の場合には、ステップ112に移行して、検出した1秒
平均ピッチ角データを基準ピッチ角データ(基準値)と
して設定し、車両姿勢が安定しているか否かを判別する
ステップ114に移行する。一方、ステップ110にお
いてNO(既に、後述するステップ124においてアク
チュエータが駆動し、かつステップ126において1秒
平均ピッチ角データを基準姿勢である基準ピッチ角デー
タとして設定済み)の場合には、ステップ112を通る
ことなく車両姿勢の安定判別ステップ114に直接移行
する。
【0032】ステップ114では、1秒平均ピッチ角デ
ータと3秒平均ピッチ角データの差が所定値より大きい
かが判別され、YES(その差が大きく車両姿勢不安
定)の場合は、ステップ116に移行し姿勢変化フラグ
を立てた後、ステップ102に戻る。一方、ステップ1
14においてNO(その差が小さく車両姿勢安定)の場
合は、ステップ118において、姿勢変化フラグが立っ
ているか否かが判別される。そして、ステップ118に
おいて、YESの場合(姿勢変化フラグが立っている場
合、即ち一旦変化した車両姿勢が安定した場合)は、ス
テップ120において姿勢変化フラグをリセットした
後、ステップ122に移行する。
【0033】そして、ステップ122では、検出した最
新の1秒平均ピッチ角データが後述するステップ126
において設定した基準値(前回のルーチンにおいてモー
タの駆動制御に用いた1秒平均ピッチ角データ、但しま
だ一度もモータ駆動制御が実行されていない場合は、ス
テップ112において設定した基準値である停車直後の
1秒平均ピッチ角データ)との差が所定値より大きいか
否かが判別される。そしてステップ122においてYE
Sの場合(車両姿勢が基準姿勢に対し所定値より変化し
ている場合)は、ステップ124に移行して、検出した
最新の1秒平均ピッチ角データ相当だけモータ10を駆
動することでレベリングする。そしてステップ126に
おいて、ステップ124でのレベリング量(モータを駆
動制御した最新の1秒平均ピッチ角データ)をステップ
122の基準値として設定した後、ステップ102に戻
る。また、ステップ122においてNOの場合(車両姿
勢が基準姿勢に対しほとんど変化していない場合)は、
モータ10を駆動させることなく、ステップ102に戻
る。
【0034】なお、CPU16は、停車中に車高センサ
14で検出された最新の1秒平均ピッチ角データに基づ
いてモータ10の駆動を制御するが、停車中の車両が坂
道停車している場合とか、縁石に乗り上げて停車してい
る場合で、一旦変化した車両姿勢(ピッチ角データ)が
安定し、かつその車両姿勢と基準姿勢(基準ピッチ角デ
ータ)との差が所定値を越えた場合には、これらの不適
切な車両停車中におけるピッチ角データに基づいてレベ
リング(光軸補正)されることがある。しかし、このよ
うな場合には、特開平2001−180369号に示す
ように、その後の安定走行中に1回だけ、安定走行中に
検出したピッチ角データに基づいてモータ10の駆動を
制御して、この誤ったレベリング(光軸補正)を補正す
るように制御部(CPU)16を構成することで、走行
上は何ら問題がない。
【0035】また、車両停車中のピッチ角データが適切
(停車中の車両が坂道停車とか縁石に乗り上げるなどの
不自然な形態での停車ではない場合)であれば、安定走
行中のピッチ角データは車両停車中のピッチ角データに
ほぼ等しく、したがって安定走行中のピッチ角データに
基づいたレベリング後の光軸位置は、車両停車中に行わ
れた最後のレベリング後の光軸位置とほぼ同一位置であ
る。
【0036】なお、前記実施例では、車両姿勢安定の判
別を2つの異なる移動平均ピッチ角データ(1秒平均ピ
ッチ角データと3秒平均ピッチ角データ)に差があるか
否かによって行っているが、3つの異なる移動平均ピッ
チ角データ(例えば1秒平均ピッチ角データと2秒平均
ピッチ角データと3秒平均ピッチ角データ)に差がある
か否かによって車両姿勢の安定を判別してもよく、より
高精度な車両姿勢安定の判別が可能となる。
【0037】また、前記実施例では、車体に固定される
ランプボディ2に対しリフレクター5が傾動可能に設け
られているリフレクター可動型のヘッドランプにおける
オートレベリングについて説明したが、車体に固定され
るランプハウジングに対しランプボディ・リフレクター
ユニットが傾動可能に設けられているユニット可動型の
ヘッドランプにおけるオートレベリング装置についても
同様に適用できる。
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に係る自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置
によれば、アクチュエータの作動頻度が少なくなって、
消費電力が節約されるとともに、駆動機構構成部材の摩
耗も少なく、それだけ耐久性が向上する。
【0039】また、最近の自動車ランプ業界では低コス
ト化が求められているが、アクチュエータの作動回数が
減ればそれだけアクチュエータの寿命が延びるため、使
用基準を満たす低コストのアクチュエータを用いること
で、オートレベリング装置の低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である自動車用ヘッドラ
ンプのオートレベリング装置の全体構成図である。
【図2】同装置の記憶部の構成を示す図である。
【図3】同装置の制御部であるCPUのフローチャート
を示す図である。
【符号の説明】
1 ヘッドランプ 2 ランプボディ 4 前面レンズ 5 リフレクター 6 光源であるバルブ 10 アクチュエータである駆動モータ 11 点灯スイッチ 12 車速検出手段である車速センサー 14 ピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー 16 制御部であるCPU 20(20A,20B) 記憶部 L ヘッドランプの光軸 S 灯室

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクチュエータの駆動により光軸が車体
    に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエ
    ータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出す
    る車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角
    検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両の
    ピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御
    手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ
    角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し
    一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制
    御する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置に
    おいて、 前記制御手段は、停車中であって、一旦変化した車両姿
    勢(ピッチ角データ)が安定し、かつその車両姿勢と基
    準姿勢(基準ピッチ角データ)との差が所定値を越えた
    場合に限り、アクチュエータの駆動を制御することを特
    徴とする自動車用ヘッドランプのオートレベリング装
    置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、複数の異なる移動時間
    についての平均ピッチ角データ(移動平均ピッチ角デー
    タ)を演算し、これらがほぼ同一である場合に車両姿勢
    安定と判別することを特徴とする請求項1に記載の自動
    車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  3. 【請求項3】 前記基準姿勢(基準ピッチ角データ)
    は、停車後第1回目のアクチュエータの駆動制御では、
    停車直後の車両姿勢(移動ピッチ角データ)であり、第
    2回目以降のアクチュエータの駆動制御では、前回のア
    クチュエータの駆動に用いた車両姿勢(ピッチ角デー
    タ)であることを特徴とする請求項1または2に記載の
    自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
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