JP2005239066A - ヘッドライトの光軸制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単独では入力情報不足によって光軸制御できない、廉価で小形の同一仕様の複数の制御装置を共用することで光軸制御機能を発揮させて、ヘッドライトの光軸制御装置の低廉化、スペース効率の向上を図る。
【解決手段】 車体の傾斜角度を判定するために必要な情報が入力され、この入力された情報を共用することによって車体１の傾斜角度を判定する複数の制御手段と、その判定された傾斜角度に基づいてヘッドライトの光軸を制御する光軸制御手段とを備えたもので、単独では入力情報不足によって車体傾斜角度を判断できない、廉価で小形の同一仕様の複数の制御装置を共用することで車体傾斜角度を判断する機能を発揮させ、この判断した車体傾斜角度によってヘッドライトの光軸制御を行うものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両に搭載されたヘッドライトの光軸制御装置に関するものである。

従来は、特許文献１、特許文献２に開示されているように、車体前部の左右に配置されたＨＩＤランプ等の放電灯をヘッドライトとして、同一構成の２つの電子制御ユニットによって発光制御している。ここで、各種センサが接続されている一方の電子制御ユニットは、メインの電子制御ユニットとして作動し、放電灯の光軸方向の制御量を算出し、その算出結果を他方の電子制御ユニットに伝達し、左右の放電灯の光軸制御が同量になるようにしている。このように、同一機能を持った２つの電子制御ユニットを用い、車体前部の左右に配置された放電灯の光軸を左右でずれのないように適切に制御している。

特開平１１−９１４３６号公報 特開平１１−９１４３７号公報

従来の光軸制御は上記のように、左右に独立して光軸制御のできる機能を備えた電子制御ユニットを使用するのであるが、その一方の電子制御ユニットには車体傾斜角度を算出するのに必要な全ての情報を入力し、他方の電子制御ユニットには車体傾斜角度を算出するのに必要な情報を入力しないため、この情報の入力を行わない側の電子制御ユニットは、光軸判定の構成要素は全くの無駄である。

また、この無駄な構成要素を常設するために、車体の電子制御ユニットとしてはコストが高揚し、必要のない入力の為に設けられたコネクタ等の無駄スペースもあり、電子制御ユニットの拡大による車両のスペース効率の悪化も伴っているという課題があった。

この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、単独では情報不足によって光軸制御できない、廉価で小形の同一仕様の複数の制御装置を使用することで車体傾斜角度の算出を行い、光軸制御機能を発揮させることにより、ヘッドライトの光軸制御装置の廉化、スペース効率の向上を図ることを目的とする。

この発明に係るヘッドライトの光軸制御装置は、車体の傾斜角度を判定するために必要な情報が入力され、この入力された情報を共用することによって車体の傾斜角度を判定する複数の制御手段と、その判定された傾斜角度に基づいてヘッドライトの光軸を制御する光軸制御手段とを備えたものである。

この発明によれば、複数の制御手段は、車体の傾斜角度を判定するために必要な情報が入力され、この入力された情報を共用することによって車体の傾斜角度を判定し、この判定した車両傾斜角度に基づいて、光軸制御手段がヘッドライトの光軸を制御するように構成したので、単独では情報不足によって光軸制御できない廉価で小形の同一仕様の複数の制御装置を共用することで車体傾斜角度の判定機能を発揮させることができ、装置の廉化、スペース効率の向上を図ることができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明のヘッドライトの光軸制御装置を搭載した車両の斜視図であり、車体１の前後に車高変化を検出する車高センサ２、３が配置されている。この車高センサ２、３はそれぞれ信号線４、５により、車体１の前部左右のヘッドランプとしての放電灯（例えばＨＩＤランプ）６、７の近傍に配置された制御手段としての放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９に接続されている。また、この放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９は、互いに情報をやり取りするように信号線１０で接続されているとともに、それぞれ放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９はヘッドライトの光軸制御手段としてのレベライザ用アクチエータ１１、１２に信号線１３、１４で接続されている。

図２は放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９の構成を示すブロック図であり、それぞれ放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９は、車高センサ２、３と信号線４、５で接続された車高インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと略称する）８１、９１、互いに情報をやり取りするように信号線１０に接続された通信Ｉ／Ｆ８２、９２、車種によって異なる車高センサ間の距離、車高センサの特性、初期値等を記憶したＥＥＰＲＯＭ８３、９３、車高Ｉ／Ｆ８１、９１、通信Ｉ／Ｆ８２、９２、ＥＥＰＲＯＭ８３、９３からの情報に基づいて車体１の傾斜角度を判断し、レベライザ用アクチエータ１１、１２を制御するレベライザ制御回路８４、９４、ＥＥＰＲＯＭ８３、９３からの情報に基づいて放電灯の点灯を制御する放電灯点灯回路８５、９５を備えている。上記の放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９には、ライティングスイッチ１５、ハイ／ロウ切換スイッチ（走行灯／すれ違い灯切換スイッチ）１６を介してライティング電源１７が接続されている。

車高センサ２、３は、例えば回転式の可変抵抗器で構成されており、車高の変化によって可動片２ａ、３ａの固定抵抗２ｂ、３ｂに対するスライド位置が変わり、可動片２ａ、３ａから取り出される抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は車高の変化に対応したものとなる。

そこで、車高センサ２、３としての回転式の可変抵抗器の車体１に対する取り付け方の一例を説明する。回転式の可変抵抗器の可動軸には回動腕を設け、車軸部をサスペンションスプリングを介して支持した車体１に取り付け、上記車軸部と回動腕を連結棒によって接続したもので、車体１に加わる荷重に応じて車軸に対する車体の距離が変わり、この変化に応じて回転式の可変抵抗器の固定抵抗に対する可動片位置が変わり、この可動片から取り出される抵抗値が変わる。そこで、抵抗値の変化量に対する車高値を決めておくことにより、この抵抗値変化から車高値を求めることができる。

また、車体１に取り付けられた回転式の可変抵抗器の可動片２ａ、３ａは、車両取付け時に図４に示すように全てが固定抵抗の中央に位置しているとは限らない。このような場合、この可動片２ａ、３ａから得られる抵抗値つまり車高値に基づいて判定される光軸は図３に示す点線示の方向を指すことになり、実線示の方向を示すように補正する必要がある。そこで、後記の初期設定時、図４の実線位置に可変抵抗器の可動片２ａ、３ａがあったとき、光軸は図３の実線示となることを放電灯点灯機能付光軸制御装置に認識させる。

次に動作について説明する。
放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９のレベライザ制御回路８４、９４は、予じめ割り振られた車高センサ２、３からの情報を車高Ｉ／Ｆ８１、９１を介して入力するとともに、自己の入力された情報を信号線１０を介して他方のレベライザ制御回路に伝送するとともに、その他方のレベライザ制御回路に入力された情報を受取る。

このようにして入力された車体１の前後の車高センサ２、３からの情報Ｈ１、Ｈ２及び両情報の差ΔＨと、前後の車高センサ２、３間の距離Ｌに基づいて、図８に示すように、車体傾斜角度θ＝ｔａｎ−１（ΔＨ／Ｌ）を求める。そして、この求めた車体傾斜角度θにより、レベライザ用アクチエータ１１、１２を制御して放電灯６、７の光軸を制御する。

以上のように、この実施の形態１によれば、左右の放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９に設けたレベライザ制御回路８４、９４に予じめ振り分けられた車高センサ２、３からの情報を入力し、それぞれの放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９に入力された車高センサ２，３の情報を相互に交換して使用する（共用する）ので、各放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９はそれぞれが車体１の傾斜角度を判定するために必要な全ての情報（車高センサ２，３のそれぞれの情報）を入力する必要がない。その結果、左右それぞれの放電灯近傍で、車体配線を集中させることなく、少ない極数のコネクタ（車高センサ２，３の一方のみを接続するコネクタ）による小型の放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９によって車体１の傾斜角度を求め、放電灯よりなるヘッドライトの光軸制御を実現できる。つまり、前部または後部の車高センサに対するＩ／Ｆを１個持った簡素化された同一仕様の放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９を２個用いることで、放電灯の光軸制御が可能となる。

また、この発明は下記のような特徴を有するものである。
（１）車高センサ２、３は、それぞれ異なる定数値にしておくために、例えば予じめ車高センサ２、３の抵抗値を異なる値にしておく。このように構成すると、車高Ｉ／Ｆ８１、９１を介してレベライザ制御回路８４、９４から定電流を流せば、車高センサ２、３の電圧降下によって放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９が前後どちらの車高センサに接続されたか判別が可能となり、接続された放電灯点灯機能付光軸制御装置の役割を前用あるいは後用と識別することが可能になる。従って、それぞれの別な放電灯点灯機能付光軸制御装置を用いる必要が無く、機種を少なくして製作工数を減らすことができる。

（２）左右の放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９は信号線１０を介して相互に信号の交換を行うように構成したので、それぞれの放電灯点灯機能付光軸制御装置に外部から信号を入力する場合に比べて、信号線接続用にコネクタの数を少なくすることができ、少ない配線によって効率よく情報の引渡しができる。

（３）車体１に取り付けた放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９を車体前後の車高センサ２、３のいずれに接続されているかという情報を設定するように構成したので、放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９はそれぞれ全く同一仕様のものを使用することができる。

（４）車体１に取り付けた車高センサ２、３は、それぞれの車種において異なった位置に設置され、車高センサ間の距離が異なり、車高と車高センサが検出し出力する値も、車種によって異なるため、それぞれの車種に適合する放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９を用意すると、膨大な種類の放電灯点灯機能付光軸制御装置が必要になる。そこで、放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９を車体１に組み付け後、傾斜角度の判定に必要な情報、つまり、車種に適合する上記車高と車高センサが検出し出力する値および前後の車高センサ間の距離を記憶させるように構成するもので、同一構成の放電灯点灯機能付光軸制御装置によって複数の車種に適したヘッドランプの光軸制御を実行できる。

（５）信号線１０は、電圧レベルを変化させながら情報を通過させているが、この信号線１０を手動設定信号線（後記図５の初期設定用スイッチ）と共用することにより、この初期設定用スイッチの外部操作によって、例えば、Ｌレベル（ショート）を所定の時間（例えば３秒から５秒）続ければ、光軸を中央に戻す初期設定操作として判定させることができる。

（６）放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９のそれぞれに搭載された記憶手段例えばＥＥＰＲＯＭ８３、９３に車種に関する情報例えば、車種によって異なる車高センサ２、３間の距離、車高センサの特性、初期値等を設定記憶しておくことにより、装置をバッテリから切り離しても設定内容を残すことが可能であり、バッテリから切り離す度に新たに情報を設定する不便を解消することができる。

（７）例えば、レベライザ制御回路８４、９４に設けられたＣＰＵのＲＯＭに、車体１の前後に設けた車高センサ２、３間の距離と各車高センサの出力特性を記憶させておけば、車種コードによって必要なＲＯＭ値を読み出すことが可能であるが、ＲＯＭに記憶されていない新規仕様ができた時には、ＣＰＵの記憶内容を再度作成する必要がある。そこで、上記車高センサ２、３間の距離と各車高センサの出力特性をＥＥＰＲＯＭ８３、９３に記憶しておけば、上記のような新規仕様に対しても容易に対応できる。

（８）光軸制御の初期設定を行うために、信号線１０を所定の時間Ｌレベルに固定するだけでは、不慮の入力に対して誤検出、誤判定する可能性がある。そこで、車体スイッチ情報等の別な入力とＡＮＤをとればより確実な入力として扱うことができる。例えば、追加入力として、ヘッドランプのハイ／ロウ切換スイッチ１６の信号を使用し、信号線１０をＬレベルとしながら、同切り換えスイッチ１６を所定の回数（例えば３回）操作した時に、初期操作と判定すれば、誤動作し難いシステムとなる。

（９）図５は１本の信号線１０を、車種／左右設定、左右相互のデータ通信、初期設定とに使い分けるために、信号線１０の中間にコネクタ１８を設け、このコネクタ１８に車種／前後設定装置２０のコネクタ１９を接続し、このコネクタ１８、１９を介して車種／前後設定装置２０によって、放電灯点灯機能付光軸制御装置８には搭載されている車種の前後の車高センサ間距離と車体前部の車高値が入力されることを認識させ、放電灯点灯機能付光軸制御装置９には搭載されている車種の前後の車高センサ間距離と車体後部の車高値が入力されることを認識させる。

このようにして、車体１に取り付けた時に左右の放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９が車体前部または後部の車高センサ２、３のどちらの検出信号を担当するのかを設定すれば、左右用にそれぞれ別な放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９を用意する必要がなく、全く同一仕様の放電灯点灯機能付光軸制御装置が使用できる。

また、図５において、車種／前後設定装置２０に変えて、相互信号線コネクタ２１をコネクタ１８に接続すると、放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９は相互信号線コネクタ２１を介して相互に信号の交換を行う。この相互信号線コネクタ２１の接続状態において、初期設定スイッチ２２を閉じ、Ｌレベルを所定時間、例えば３秒から５秒続ければ、放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９に光軸を中央に戻す（図３の実線位置）初期設定操作として判定させることができる。

（１０）放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９は、相互間の通信によって互いの動作を監視し、その情報の乱れによって相対する放電灯点灯機能付光軸制御装置の動作が異常になったことを検知すると、フェイルセーフ動作モードとなって光軸制御を停止し、直前の光軸を維持し続けるようにする。これにより、誤った光軸制御を防止することができる。

（１１）図６は車体傾斜角度の変位と光軸制御の応答との関係を示すタイミング図であり、放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９が作動を開始し、車高センサ２、３からの情報に基づいて測定傾斜角度を算出し、この測定傾斜角度に基づいてＴ１時点で実際の傾斜角度を求める。そして、この実際の傾斜角度により、ヘッドランプの光軸制御を行い、Ｔ２時点で光軸を速やかに変化させる。また、図６から明らかなように、車速が変化する加速／減速時には車体傾斜が大きく変化するので、この車体傾斜の変化をヘッドランプの光軸制御に使用しないように従来は車体傾斜角度の検出制御に車速信号を用いているが、車速信号を使用するために該車速信号を取り入れるためのコネクタが必要となり、装置構成が複雑化、大型化する。

一方、図６から明らかなように、加速／減速時は傾斜角度の乱れが大きいので、この乱れを判定すれば、あえて車速信号を使用しなくても、車体１の傾斜が不安定であることを判別できる。そこで、この発明は加速／減速後に車高値が安定し、連続した車体１の測定傾斜角度が判定できれば、その判定時（図６のＴ３時点）の実際の傾斜角度に基づいて速やかにヘッドランプの光軸を適切な位置に移動させ、車体傾斜角度の変動（乱れ）が大きい時には、長時間の統計的な処理を行い緩やかにヘッドランプの光軸制御を行うことを可能とするものである。

このように、光軸制御のために車速信号を使用しないと、接続される配線を少なくでき、コネクタの極数削減と車体配線の削減が可能となり、より安価な光軸制御装置を得ることができる。

（１２）図７は車体傾斜判定のタイミング図であり、放電灯点灯機能付光軸制御装置をヘッドランプの点灯信号により動作するようにしたものである。つまり、ＩＧ（イグニション）電源を使用せずに、ヘッドランプの電源（ライティングスイッチ）で放電灯点灯機能付光軸制御装置を動作させるもので、ヘッドランプ近傍にＩＧ電源を新たに配線する必要がなく、安価な光軸制御装置を得ることができる。

ただし、このように構成すると、ＩＧ電源がないため、通常ヘッドライトの点灯を行わない昼間の走行時には逐次変化する車体１の傾斜角度を求めることができないため、ヘッドランプの点灯と同時に光軸を目的の位置に移動することができなく、ヘッドランプの点灯から車体角度の判定を行うために、光軸の制御はワンテンポ遅れることになる。しかし、この程度の遅れは実用上問題はない。

実施の形態２．
以上、実施の形態１では車体１の前後に車高センサ２、３を設けた実施の形態について説明したが、例えば乗用車のように前輪の車軸部と車体１との間に設けたサスペンションスプリングが強く、車体前部の高さ方向の変化があまりない車種については、図９に示すように、車体後部のみに車高センサ３を設け、車体前部用の放電灯点灯機能付光軸制御装置８には車高値として固定値を入力し、車体後部用の放電灯点灯機能付光軸制御装置９には車体後部に設けた車高センサ３の検出値を入力することにより、上記の実施の形態１と同様に光軸制御を行うことができる。

実施の形態３．
図２に示した放電灯点灯機能付光軸制御装置８、９のように、放電灯点灯回路を光軸制御装置を組み入れておけば、放電灯点灯機能が光軸制御機能の一部となるので、放電灯点灯装置と光軸制御装置とを別個独立して構成する場合に比べ、装置全体のより小型、低廉化を図ることができる。
なお、上記各実施の形態においては、二つの光軸制御装置を用いる例を記載しているが、三つ以上の光軸制御装置により情報を共用するようにしてもよい。

この発明のヘッドライトの光軸制御装置を搭載した車両の斜視図である。 放電灯点灯機能付光軸制御装置の構成を示すブロック図である。 光軸初期位置設定の説明図である。 光軸初期位置設定の説明図である。 放電灯点灯機能付光軸制御装置間を接続する信号線とコネクタとの関係を示す概要図である。 車体傾斜角度の変位と光軸制御の応答との関係を示すタイミング図である。 車体傾斜判定のタイミング図である。 車体傾斜角度の算出についての説明図である。 この発明の他の実施の形態を示す車両の斜視図である。

符号の説明

１ 車体、２，３ 車高センサ、４，５ 信号線、６，７ 放電灯（例えばＨＩＤランプ）、８，９ 放電灯点灯機能付光軸制御装置、１０ 信号線、１１，１２ レベライザ用アクチエータ、１３，１４ 信号線、１５ ライティングスイッチ、１６ ハイ／ロウ切換スイッチ、１７ ライティング電源、１８，１９ コネクタ、２０ 車種／前後設定装置、２１ 相互信号線コネクタ、２２ 初期設定スイッチ、８１，９１ 車高Ｉ／Ｆ、８２，９２ 通信Ｉ／Ｆ、８３，９３ ＥＥＰＲＯＭ、８４，９４ レベライザ制御回路、８５，９５ 放電灯点灯回路。

Claims (8)

1. 車体の傾斜角度を判定するために必要な情報が入力され、この入力された情報を共用することによって車体の傾斜角度を判定する複数の制御手段と、その判定された傾斜角度に基づいてヘッドライトの光軸を制御する光軸制御手段とを備えたヘッドランプの光軸制御装置。
2. 複数の制御手段は、車体の傾斜角度を判定するために予じめ振り分けられた情報が入力されることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプの光軸制御装置。
3. 複数の制御手段の一方には、車体前部の車高値として固定値が入力され、他方には、車体後部に設けた車高センサの検出値が入力されることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプの光軸制御装置。
4. 車体前後に配置され車高変化を検出する車高センサの定数をそれぞれ異なる値としたことを特徴とする請求項１記載のヘッドランプの光軸制御装置。
5. 複数の制御手段に対する設定には、車体前後に配置された車高センサ間距離と各車高センサの出力特性を含むことを特徴とする請求項１記載のヘッドランプの光軸制御装置。
6. 複数の制御手段の相互間を接続する信号線の途中にコネクタを設け、このコネクタを通じて前記複数の制御手段に対する初期設定を行うことを特徴とする請求項１記載のヘッドランプの光軸制御装置。
7. 複数の制御手段は互いに動作を監視し、動作に異常が発生した場合はフェイルセーフ動作を行うことを特徴とする請求項１記載のヘッドランプの光軸制御装置。
8. ヘッドライトの点灯手段を組み入れたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のヘッドランプの光軸制御装置。

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