JP2008207770A

JP2008207770A - 自動二輪車用ヘッドライト制御装置

Info

Publication number: JP2008207770A
Application number: JP2007049029A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kobayashi; 敦之小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP4943182B2

Abstract

【課題】遠方への光量を低下させることなく旋回時に運転者が見たい場所に適正に照射することができる自動二輪車用ヘッドライト制御装置の提供。
【解決手段】照射手段７８の配光方向を車体の状態に応動させる自動二輪車用ヘッドライト制御装置において、照射手段７８を、前後軸Ｘ回りに回動可能且つ上下軸Ｚ回りに回動可能とした。これにより、前後軸Ｘ回りの回動で車体直立時の配光を保つようにしつつ、上下軸Ｚ回りの回動で、運転者が見たい場所である旋回円の中心側の斜め前方に光を配光することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体の状態に応動する自動二輪車用ヘッドライト制御装置に関する。

自動二輪車は旋回走行時に車体を前後軸回りに傾けて走行するものであり（所謂バンク）、このように車体が傾いた場合でもヘッドライトの配光方向を維持可能となるように、車体の傾き状態にヘッドライトの配光方向を応動させる技術がある。これは、配光方向を決めるヘッドライト内部のレンズをバルブとともに車体に対して前後軸回りに回動可能とし、各種センサの検出データから車体の前後軸回りの角度であるバンク角（ロール角）を求め、このバンク角を打ち消す方向に、ヘッドライト内部のレンズをバルブとともに回動させるものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３４７９７７号公報

自動二輪車は、その特性上、車体を傾けることで旋回するため、図６に示すように、現在地Ａにいる運転者が円Ｂで示す旋回円で旋回しようとした場合に、運転者が見たい場所Ｃは、旋回円の中心側に寄った斜め前方となる。ここで、旋回半径は車両速度とロール角に依存するため、上下軸回りの角度であるヨー角θは、車両のロール角と車両速度の関数になる。車両速度を７０Ｋｍ／ｈとした時の例を図７に示す。同一速度であれば、ロール角の増大に対してほぼ比例的にヨー角が増大する。

ヘッドライトの配光をその可視照度を有する範囲をもって示すと、車体直立時において例えば図６に示す範囲Ｌ０となっている。よって、車体が前後軸回りに傾いたときに、上記特許文献１の方式で車両の車体直立時の図６に示す範囲Ｄの配光を保ったとしても、運転者が見たい場所Ｃを十分な明るさで照らすことは難しい。上記の方式でこれを実現しようとした場合、極めてワイドな配光が必要となり、範囲Ｅを十分な明るさで照射することができても、逆に遠方の範囲Ｄへの光量が低下してしまう可能性がある。

したがって、本発明は、遠方への光量を低下させることなく旋回時に運転者が見たい場所に適正に光を照射することができる自動二輪車用ヘッドライト制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、照射手段（例えば実施形態におけるリフレクタ７８）の配光方向を車体の状態に応動させる自動二輪車用ヘッドライト制御装置において、前記照射手段を、前後軸（例えば実施形態における軸Ｘ）回りに回動可能且つ上下軸（例えば実施形態における軸Ｚ）回りに回動可能としたことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記照射手段の前記前後軸回りの回動および前記上下軸回りの回動は、一つの駆動源（例えば実施形態における電動モータ９２）で連動して駆動されることを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記照射手段の前記前後軸回りの回動および前記上下軸回りの回動を、いずれか一方の回動角の増加にしたがって他方の回動角が増加するようにしたことを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、旋回時に車体が前後軸回りに傾くと、これに応動して照射手段を前後軸回りに回動させながら上下軸回りにも回動させることができる。よって、前後軸回りの回動で車体直立時の配光を保つようにしつつ、上下軸回りの回動で、運転者が見たい場所である旋回円の中心側の斜め前方に光を配光することができる。したがって、遠方への光量を低下させてしまうことなく、運転者が見たい場所に適正に光を照射することができる。

請求項２に係る発明によれば、照射手段の前後軸回りの回動および上下軸回りの回動を一つの駆動源で連動して駆動するため、駆動源を共用化でき、重量およびコストを低減することができる。

請求項３に係る発明によれば、照射手段の前後軸回りの回動および上下軸回りの回動を、いずれか一方の回動角の増加にしたがって他方の回動角が増加するようにしたため、同一車速ではロール角が大きいほどヨー角が大きくなるという自動二輪車の旋回時の特性に合わせて最適に配光方向を制御できる。

以下、本発明の一実施形態の自動二輪車用ヘッドライト制御装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において用いる上下および前後は、自動二輪車の車体を直立させ、ステアリングを直進状態としたときの上下および前後を言う。

図１に示すように、自動二輪車１の前輪２を軸支するフロントフォーク３はステアリングステム４を介して車体フレーム５の前端部に設けられたヘッドパイプ６に操舵可能に枢支され、後輪７を軸支するリアフォーク８は車体フレーム５の中間部に設けられたピボット部９に揺動可能に枢支される。車体フレーム５は、その前端のヘッドパイプ６から左右に分岐して延びる一対のメインフレーム１０及びダウンチューブ１１を有する所謂ダブルクレードル型フレームであり、これらメインフレーム１０及びダウンチューブ１１で囲まれた部位にエンジン１２が搭載される。メインフレーム１０の上部後側にはシートレール１３が接続され、シートレール１３の略中間部とピボット部９との間がサイドパイプ１４により結合される。サイドパイプ１４の上端部とリアフォーク８との間にはリアクッション１５が配設される。

エンジン１２のシリンダヘッド１６はクランクケース１７上にやや前傾した状態で配設される。シリンダヘッド１６の後部には各気筒に対応するスロットルボディ１８が接続され、各スロットルボディ１８はメインフレーム１０とサイドパイプ１４との間に配置されたエアクリーナケース１９に接続される。また、シリンダヘッド１６の前部には各気筒に対応する排気管２０が接続される。各排気管２０は、クランクケース１７の前方及び下方を通ってエンジン１２の後方に延びつつ一本にまとめられ、車体後部右側に配設された消音機サイレンサ２１に接続される。シリンダヘッド１６の前方にはエンジン１２冷却用のラジエタ２２が配設される。

メインフレーム１０の上部には燃料タンク２３が配設され、シートレール１３の上部にはシート２４が配設される。車体フレーム５のピボット部９の後部には運転者用のステップ２５が取り付けられ、サイドパイプ１４の下部には後部搭乗者用のステップ２５ａが取り付けられる。フロントフォーク３は、その上部にインナチューブ２６が、下部にアウタチューブ２７が配される所謂テレスコピック型フォークである。アウタチューブ２７の下部にはブレーキキャリパ２８が取り付けられ、前輪２にはブレーキキャリパ２８に対応するブレーキロータ２９が取り付けられてフロントブレーキ装置３０が構成される。後輪７の左側にはリアスプロケット３１が取り付けられ、このリアスプロケット３１とエンジン１２の後部左側に配設されるドライブスプロケット３２とにドライブチェーン３３が掛け回される。車体フレーム５の左側下部には格納可能なサイドスタンド３４が配設され、このサイドスタンド３４により自動二輪車１がその車体を左側に傾斜させた起立状態で支持される。

ステアリングステム４のトップブリッジ３５の上部には、ハンドルポスト３６を介して左右一体型のハンドル３７が装着される。このハンドル３７と、シート２４、ステップ２５、及びハンドル３７により自動二輪車１の乗車位置が決定される。

ヘッドパイプ６には、左右方向に延びるボトムブリッジ（図示略）に一体に固定されたステムパイプ（図示略）が軸回りに回動自在に貫通装着される。このステムパイプのヘッドパイプ６から突出した上端部にはボトムブリッジと平行な状態でトップブリッジ３５が固定され、トップブリッジ３５、ステムパイプおよびボトムブリッジを主体としてステアリングステム４が構成される。そして、トップブリッジ３５とボトムブリッジの左右両端部には、各フロントフォーク３のインナチューブ２６がそれぞれ嵌合固定される。

そして、ヘッドパイプ６およびダウンチューブ１１から延出するステー（図示略）によってヘッドパイプ６の前方にフロントカウル４１が取り付けられる。さらに、ヘッドパイプ６から前方に図２に示すサポートアッパフレーム４３およびサポートロアフレーム４４が延出し、これらの間に、フロントカウル４１内に設けられて前方に光を照射する自動二輪車用ヘッドライト制御装置（以下、ヘッドライト制御装置という）４５が配設される。

主に図２〜図５を参照して、ヘッドライト制御装置４５を説明する。ヘッドライト制御装置４５は、サポートロアフレーム４４の前端側の上面に中心軸線を上下方向に配置して取り付けられる略円筒状の下部支持部材４７と、サポートアッパフレーム４３に形成された取付穴４８に下部支持部材４７と同軸をなして取り付けられる略有底円筒状の上部支持部材４９と、これら下部支持部材４７および上部支持部材４９にそれぞれベアリング５０を介して回動可能に支持されるヘッドライト本体５１とを有している。

ヘッドライト本体５１は、全体として略前後方向に中心軸Ｘを配して設けられベアリング５０を介して下部支持部材４７および上部支持部材４９に上下方向に沿う軸Ｚを中心に回動可能に支持される略円筒状のフロントケース５４と、このフロントケース５４の後側の開口を塞ぐように取り付けられる略球面状のリアケース５５と、リアケース５５の後端部に着脱可能に取り付けられるソケット５６と、ソケット５６に保持される光源であるバルブ５７と、フロントケース５４の前側の開口を塞ぐように取り付けられるレンズ５８とを備えている。

フロントケース５４は、ベアリング５０を介して下部支持部材４７に支持されるロアピン６０と、ベアリング５０を介して上部支持部材４９に支持されるアッパピン６１と、これらロアピン６０およびアッパピン６１が前側の中間部に形成されるとともに略前後方向に中心軸Ｘを配して設けられる略円筒状の胴部６２と、胴部６２の後端部に形成されたフランジ部６３と、胴部６２の前端部に形成された取付部６４とを有している。

リアケース５５は、軸Ｘを中心とした略球面状の本体部６６と、この本体部６６の前端部に形成されてフロントケース５４のフランジ部６３にビス６７で固定されるフランジ部６８と、本体部６６の後端部に形成された略円筒状のソケット取付部６９とを有しており、本体部６６の下部所定範囲には、開口部７０が形成されている。

レンズ５８は、軸Ｘを中心とした前方に凸の凸レンズであり、前面が略球面とされ後面が平坦面とされたレンズ本体７２と、レンズ本体７２の外周部に形成されてフロントケース５４の取付部６４に取り付けられる係合部７３とを有している。

ソケット５６は、取り付けられたバルブ５７をリアケース５５のソケット取付部６９内に挿入するようにしてソケット取付部６９に取り付けられることになり、この状態でバルブ５７はリアケース５５内に配置される。

ヘッドライト本体５１は、フロントケース５４のフランジ部６３とリアケース５５のフランジ部６８との間に軸Ｘの方向に沿う姿勢で円周方向に複数カ所（例えば三カ所。図２において一カ所のみ図示）取り付けられた支持軸７５と、これらの支持軸７５にそれぞれ位置固定で回転可能に支持されたリフレクタプーリ７６と、リアケース５５のソケット取付部６９の内側に設けられたセンタベアリング７７と、複数のリフレクタプーリ７６とセンタベアリング７７とで軸Ｘを中心に前後軸回りに回動可能に支持されたリフレクタ（照射手段）７８とを有している。

リフレクタ７８は、リアケース５５のケース本体部６６の内側にこのケース本体部６６に沿って配置される軸Ｘを中心とした略球面状のリフレクタ本体部８０と、リフレクタ本体部８０の前端部に形成されて複数のリフレクタプーリ７６の係合溝７９に回動可能に支持されるフランジ部８１と、リフレクタ本体部８０の後端部から後方に円筒状をなして突出してセンタベアリング７７に回動可能に支持される円筒部８２とを有している。この円筒部８２の内側を通ってバルブ５７がリフレクタ本体部８０の内側に配置されている。また、リフレクタ７８は、バルブ５７の前方下側所定範囲を覆うように軸Ｘに直交して配置されたシェード８４と、シェード８４をリフレクタ本体部８０に連結する連結部８５とを有している。

このリフレクタ７８は、バルブ５７の光をリフレクタ本体部８０の内面で反射してレンズ５８を介して外部に照射するものであり、しかもそのシェード８４によって外部への照射光の配光を調整するものである。なお、リフレクタ本体部８０は、軸Ｘを中心とした断面楕円形をなしており、この楕円の一方の焦点位置またはその近傍にバルブ５７が設けられ、他方の焦点位置よりも前方にレンズ５８が設けられている。これにより、ヘッドライト本体５１は、所謂プロジェクタタイプのヘッドライトとなっている。

リフレクタ７８には、リフレクタ本体部８０の下面の所定位置に軸Ｘを中心とした略円弧状のリフレクタギヤ８６が形成されている。このリフレクタギヤ８６はリアケース５５の開口部７０から下方に露出している。

ヘッドライト制御装置４５は、上記したヘッドライト本体５１の下側に設けられてヘッドライト本体５１を軸Ｚを中心とした上下軸回りに回動させる駆動機構８８を有している。この駆動機構８８は、ロアピン６０の下部に固定されたギヤ８９と、このギヤ８９に軸を直交させて噛み合うウォームギヤ９０と、このウォームギヤ９０が駆動軸９１に固定された電動モータ（駆動源）９２とを有しており、電動モータ９２はサポートロアフレーム４４に支持されている。駆動機構８８は、その電動モータ９２が駆動軸９１を回転させることでウォームギヤ９０およびギヤ８９を介してヘッドライト本体５１を軸Ｚを中心とした上下軸回りに回動させる。

また、ヘッドライト制御装置４５は、サポートロアフレーム４４の上面における下部支持部材４７の後方にドライブギヤ９４を有している。このドライブギヤ９４は、水平面内において、図３に示すようにヘッドライト本体５１の上下軸回りの回動中心である軸Ｚを中心とした円弧状をなしており、リフレクタ７８のリフレクタギヤ８６に噛み合っている。これにより、駆動機構８８が、その電動モータ９２でリフレクタ７８を含むヘッドライト本体５１を上下軸回り（ヨー方向）に回動させると、このヘッドライト本体５１の回動でドライブギヤ９４に噛み合うリフレクタギヤ８６が回動させられることになり、その結果、リフレクタ７８が前後軸回り（ロール方向）に回動する。このように、リフレクタ７８の前後軸回りの回動および上下軸回りの回動を、一つの電動モータ９２で連動して駆動するようになっている。ここで、ヘッドライト本体５１が図３に一方の二点鎖線で示すようにそのレンズ５８を左前方に向ける方向に回動するとき、リフレクタ７８は後方から見て時計回りに回動し、図３に他方の二点鎖線で示すようにヘッドライト本体５１がそのレンズ５８を右前方に向ける方向に回動するとき、リフレクタ７８は後方から見て反時計回りに回動する。しかも、リフレクタ７８は、上下軸回りおよび前後軸回りのうち、いずれか一方である上下軸回りの回動の回動角の増加にしたがって他方である前後軸回りの回動の回動角が比例的に増加するようになっている。

ヘッドライト制御装置４５には、さらに、図４に示すように、自動二輪車１のヨー方向、ロール方向およびピッチ方向のそれぞれの回転角速度を検出する３軸ジャイロセンサ等のセンサ９６と、センサ９６の検出結果等に基づいてバンク角を算出するバンク角算出装置９７と、このバンク角算出装置９７で算出されたバンク角に応じて上記した電動モータ９２を制御する制御装置９８とが設けられている。

そして、制御装置９８は、バンク角算出装置９７の算出結果に基づいて、左バンク時に、電動モータ９２でヘッドライト本体５１を上下軸回りに、バンク角が大きければ大きいほど回動角が大きくなるようにそのレンズ５８が斜め左前方に向く方向に回動させる。すると、この回動に連動して、リフレクタ７８は後方から見て前後軸回りに、バンク角が大きければ大きいほど回動角が大きくなるように時計回り方向に回動することになり、その配光方向をバンク角をキャンセルする方向（車体直立時の配光を維持する方向）に回動する。これにより、例えば図５に示すように、実線Ｌ１で示す直立時の真っ直ぐ前方への可視照度範囲の配光を、二点鎖線Ｌ２で示すように旋回方向である斜め左前方に傾けることができ、運転者が見たい場所Ｃを良好に照らすことができる。

逆に、制御装置９８は、右バンク時には、電動モータ９２でヘッドライト本体５１を上下軸回りに、バンク角が大きければ大きいほど回動角が大きくなるようにそのレンズ５８が斜め右前方に向く方向に回動させる。すると、この回動に連動して、リフレクタ７８は後方から見て前後軸回りに、バンク角が大きければ大きいほど回動角が大きくなるように反時計回り方向に回動することになり、その配光方向をバンク角をキャンセルする方向に回動する。

以上に述べた本実施形態のヘッドライト制御装置４５によれば、旋回時に自動二輪車１が前後軸回りに傾くと、これに応動してリフレクタ７８を前後軸回りに回動させながらこのリフレクタ７８を含むヘッドライト本体５１を上下軸回りにも回動させることができる。よって、前後軸回りの回動で車体直立時の配光を保つようにしつつ、上下軸回りの回動で、運転者が見たい場所である旋回円の中心側の斜め前方に光を配光することができる。したがって、遠方への光量を低下させてしまうことなく、運転者が見たい場所に適正に光を照射することができる。

また、リフレクタ７８の前後軸回りの回動およびこのリフレクタ７８を含むヘッドライト本体５１の上下軸回りの回動を、一つの電動モータ９２で連動して駆動するため、電動モータ９２を共用化でき、重量およびコストを低減することができる。

さらに、リフレクタ７８の前後軸回りの回動およびこのリフレクタ７８を含むヘッドライト本体５１の上下軸回りの回動を、いずれか一方の回動角の増加にしたがって他方の回動角が増加するようにしたため、同一車速ではロール角が大きいほどヨー角が大きくなるという自動二輪車１の旋回時の特性に合わせて最適に配光方向を制御できる。

なお、以上の実施形態においては、ヘッドライト制御装置４５を車体フレーム５と一体のフロントカウル４１内に配置するために車体フレーム５と一体のサポートアッパフレーム４３およびサポートロアフレーム４４に支持する場合を例にとり説明したが、フロントカウルのない所謂ネイキッドタイプの自動二輪車に適用する場合、ヘッドライト制御装置４５を、車体フレーム５に対し回動するステアリングステム４等と一体のサポートアッパフレームおよびサポートロアフレームに支持するようにしても良い。

また、以上の実施形態においては、ヘッドライト制御装置４５のヘッドライト本体５１としてプロジェクタタイプのものを例にとり説明したが、プロジェクタタイプ以外のものでもリフレクタを用いるものには適用可能である。

本発明の一実施形態の自動二輪車用ヘッドライト制御装置が適用された自動二輪車を示す側面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用ヘッドライト制御装置を示す側断面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用ヘッドライト制御装置を示す平面図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用ヘッドライト制御装置の制御系を示すブロック図である。本発明の一実施形態の自動二輪車用ヘッドライト制御装置による光の照射状況等を示す平面図である。従来の自動二輪車用ヘッドライトによる光の照射状況を示す平面図である。一定車速下でのロール角とヨー角との関係を示す特性線図である。

符号の説明

１自動二輪車
７８リフレクタ（照射手段）
９２電動モータ（駆動源）
Ｘ軸（前後軸）
Ｚ軸（上下軸）

Claims

照射手段の配光方向を車体の状態に応動させる自動二輪車用ヘッドライト制御装置において、
前記照射手段を、前後軸回りに回動可能且つ上下軸回りに回動可能としたことを特徴とする自動二輪車用ヘッドライト制御装置。
前記照射手段の前記前後軸回りの回動および前記上下軸回りの回動を、一つの駆動源で連動して駆動することを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用ヘッドライト制御装置。
前記照射手段の前記前後軸回りの回動および前記上下軸回りの回動を、いずれか一方の回動角の増加にしたがって他方の回動角が増加するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の自動二輪車用ヘッドライト制御装置。