JP2008247210A - オートレベリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のオートレベリング装置においては、主としての伸縮で車体の前後方向の傾きを検出し、ヘッドライトのレベリングを行っていたので、動的に生じる車体の傾きに対応できず、迅速且つ完全な動作が不可能であった。
【解決手段】オートレベリング装置には、主に車体に対する負荷により生じる前後方向への傾きを検出すると、主に車体に対する路面の状態により生じる前後方向への傾きを検出する角度検出センサとが設けられ、の出力にはローパスフィルターが設けられ、角度検出センサにはにはハイパスフィルターが設けられ、ヘッドライトはそれぞれのセンサーは対応するフィルターを透過した信号が合成された信号により制御が行われるオートレベリング装置としたことで課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のヘッドライトに関するものであり、例えば後部座席への乗員の有無、トランクルームへの積載量の軽重などにより、車両の進行方向への軸線が上向き、または、下向きに変化し、これにより、ヘッドライトの照射方向も上向き、或いは、下向きに変化し、特に上向きに変化したときには対向車の運転者に眩惑を生じさせるなどの問題点を生じていた。また、走行中の路面の凹凸などによっても車体に前後方向へのピッチング（傾き）を生じ同様な問題点を生じていた。

この対策として、後輪との車体との間隔をで常時に計測できるようにしておき、自動車の前後方向への傾き（ピッチ角）を演算し、この演算結果に基づいて、常時にヘッドライトの照射方向が路面に対して一定の角度となるように調整するオートレベリング装置に係るものである。

従来のこの種のオートレベリング装置９０の構成の例を示すものが図４であり、例えば前、後輪のサスペンションユニットには、ストロークセンサ９１が設けられ、車体と路面との間隔を測定し、車両の前後方向への傾斜を想定している。そして、このストロークセンサ９１にはＣＰＵ９２が接続され、現在の車体の状態ではヘッドライト９３が路面を所定の角度で照射しているか否かを検定している。尚、機構を簡略化するために、後輪側のみにストロークセンサ９１が設けられたものもある。

また、前記ヘッドライト９３には反射鏡９３ａを支持するボールジョイント９３ｂと前記ＣＰＵ９２の出力によりモータードライバ９４を介して回転が行われるモータ９３ｃが設けられており、前記モータ９３ｃの軸にはナット９３ｄが螺合されていて、前記反射鏡９３ａを所定方向に向けるものとされている。

ここで、このオートレベリング装置９０においては、前記ＣＰＵ９２にはタイマー機能９２ａが組み込まれ、例えばトラックにおける貨物の積載時、バスにおける停留所への停車時など、短時間においてけ頻繁にストロークセンサ９１からのデータが変化する場合には、負荷の変動の度にモーター９３ｃが動作しないようにしている。

また、オートレベリング装置９０においては前記ＣＰＵ９２には車速センサ９５およびスイッチ９６が接続され、上記の動作、即ち、オートレベリングの機能は停車時のみに行われるように制限されているものもあり、或いは、市街地走行時など比較的低速の時に動作するように制限したものもある。
特開２００３−１２７７５５号公報

上記した従来の構成のオートレベリング装置においては、車速センサ９５により、車両の走行中はヘッドライトの調整は行わないものとされていた。しかしながら、例えば登り坂においては、車両自体の重心が後方へずれるので、これに伴い後輪のサスペンションへの荷重は増し、前輪への荷重は低減されるものとなり、これによりヘッドライトの照射方向にズレを生じる可能性が予想されるものとなる。

また、別の問題として、路面には長年の使用により、凹凸などを生じて荒れているものであるので、車両の静止時に正確にレベリングを行ったとしても、現実の走行時には、その性能が充分に発揮されるものとは成らず、車両の進行方向に対して、かなりのピッチング動作を行うものとなり、結果的には対向車にチラツキなどを感じさせ不快感を与えるという問題点も生じるものとなっている。

本発明は、車両の走行時に路面に対する角度を常時一定に保ち照射するようにヘッドライトを制御するオートレベリング装置において、前記オートレベリング装置には、主に車体に対する負荷により生じる前後方向への傾きを検出するストロークセンサーと、主に車体に対する路面の状態により生じる前後方向への傾き検出する角度検出センサとが設けられ、前記遮光センサーの出力には所定値よりも高い周波数の振動を除去するローパスフィルターが設けられ、前記角速度センサーにはには所定値よりも低い周波数の振動を除去するハイパスフィルターが設けられ、前記ヘッドライトは、それぞれのセンサーは対応するフィルターを透過した後の信号が合成された信号により制御が行われることを特徴とするオートレベリング装置を提供することで課題を解決するものである。

本発明により、からの出力にはローパスフィルターを設けると共に、出力にハイパスフィルターが設けられた角速度センサを設けて、両センサからの出力を加算、合成してヘッドライトの照射方向を設定するオートレベリング装置としたことで、走行時には路面の荒れなどによってもチラツキなどによる不快感を対向車に与えることなく、また、登り坂、下り坂、減速、加速時などにおいても対向車に眩惑を生じさせることなくして、課題を解決するものである。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１０で示すものは本発明に係るオートレベリング装置１を具備する自動車であり、この自動車１０の前車輪１１には前ストロークセンサ２が取付けられ、後車輪１２には後ストロークセンサ３が取付けられている。

ここで、水平面において前ストロークセンサ２と後ストロークセンサ３とが自動車１０が水平であるときには同じ長さとなるように設定されているとすれば、例えば、トランクルームなどに荷物が搭載されて、後車輪１２により多い荷重が加わったときには後３の長さが短縮し、自動車１０は前上がりの状態となる。

このときに、前車輪１１と後車輪１２との間隔をＬとし、前ストロークセンサ２に対して後ストロークセンサ３の長さが搭載された荷物の重さなどによりΔｈだけ短く縮んでいたとすれば、自動車１０は、θ°＝tan^−１（Δｈ／Ｌ）の角度だけ前上がりの状態となっている。よって、オートレベリング装置１により、上記θ°だけヘッドライト１３を下向きとすればよいものとなる。

上記は、オートレベリング装置１により行われる動作であり、このようにすることで自動車１０のヘッドライト１３は路面に対して規定の角度で照射するものとなる。尚、上記の説明は、前記前ストロークセンサ２と後ストロークセンサ３との伸縮が主に荷物などの積載量により生じるもの、即ち、自動車１０の出発時に生じるものであるので、イグニッションスイッチが投入され、点灯スイッチが投入された時点から動作が行われるものとなる。

図２は本発明に係るオートレベリング装置１の構成を詳細に示すブロック図であり、前記前２と前記後３により検知された自動車１０の積荷による前後方向の傾きは車両ピッチ計算回路４により計算される。ここで、本発明のオートレベリング装置１において、第一の特徴は角度検出センサ６が設けられていることであり、この角度検出センサ６はサスペンションよりも上方に取付けられて、自動車１０全体の前後方向の傾斜、即ち、ヘッドライト１３からの照射光に関与する方向への車体の傾きが確実に検出できるように図られている。

そして、前後ストロークセンサ２、３からの出力により計算された計算回路４からのデータはローパスフィルター５を通されて、例えば路面状態による振動部分などが取り除かれる。よって、前記ローパスフィルター５を通して得られる信号は、積荷などによる前後方向への傾斜の変化など、静的要因により生じる自動車１０の前後方向の傾きが主な要素として現れる。

また、本発明においては、上記したように前記角度検出センサ６が設けられ、この角度検出センサ６からの出力も上記前後ストロークセンサ２、３の場合と同様に車両ピッチ計算回路４により計算が行われる。そして、前記車両ピッチ計算回路４の出力にはハイパスフィルター７が取付けられて、これにより、演算結果に含まれている例えば、登り坂、下り坂、或いは、上下方向へのうねりなど、道路状態により生じる傾斜の要素を前記ハイパスフィルター７を用いることによって取り除き、例えば、急加速、急減速を行ったとき、段差を通過したときのなどに生じる動的要因による自動車１０の前後方向の傾きを主な要素として取り出す。

そして、本発明では、上記ストロークセンサ２、３からの出力をローパスフィルター５に通すことによって得られた静的要因による自動車１０の前後方向への傾斜角と、上記角度検出センサ６の出力を車両ピッチ計算回路４、ハイパスフィルター７を通すことによって得られる動的要因による自動車１０の前後方向への傾斜角とを加算器８により加算し制御角度演算器９によりアクチュエーター１４の駆動量を決定する。

尚、このときには、前記ストロークセンサ２、３からの出力レベルと、角度検出センサ６からの出力レベルには、当然にレベル差があるので、例えば、実走試験などにより、前記ヘッドライト１３が最も好ましいレベリング動作を行うように、加算するときの双方のレベルを調整することが好ましく、これらの条件は、メモリ１６内などに保持されている。

本発明では、上記のようにして加算が行われた自動車１０の前後方向への傾斜角を使用してヘッドライト１３に対する制御角度とする。よって、上記の手順により加算が行われて得られた制御角度によりアクチュエータ１４はヘッドライト１３の照射方向を路面に対する指定角度方向に駆動する。尚、このときには、車室内のインパネなどに、このオートレベリング装置１の不具合を告知するウオーニングランプ１５などを設けても良い。

図３は、自動車１０の走行状態と、前後ストロークセンサ２、３による出力（曲線Ａ）、角度検出センサ６による出力（曲線Ｂ）、及び、ストロークセンサ２、３からの出力をローパスフィルター５に通した状態（曲線Ｃ）、角度検出センサ６からの出力をハイパスフィルター７に通した状態（曲線Ｄ）、及び、上記の曲線（Ｃ）と曲線（Ｄ）とを加算した状態（総合曲線Ｅ）を対比して示すものである。

図３の総合曲線（Ｅ）によれば、平坦な道路から登り坂にかかる時点では、角度検出センサ６からの信号により極めて短時間だけ、ヘッドライト１３は上向きとなり進行方向を照射すると共に、登り坂の通行後の時点では、平坦路の走行と同様に路面を所定の角度で照射し、対向車に眩惑を生じさせないものとなる。

また、下り坂にかかる時点では、ヘッドライト１３は、より下向きとなり、これから進行する路面を照射すると共に、対向車に眩惑を生じさせるのを避けるものとする。そして、自動車１０の姿勢が下り坂を走行している状態で安定すれば、ヘッドライト１３は上記登り坂の項で説明したように平坦路を走行しているときと同じ状態に戻る。尚、角度検出センサ６によれば、例えば、加速を行ったときにも、極めて短時間しかヘッドライト１３の照射方向は変わることはないので、先行車のルームミラーにヘッドライト１３からの光が直射し、先行車の運転者に眩惑を生じさせるなどの事態を生じる可能性は極すくない。

よって、本発明によれば、前後ストロークセンサ２、３により検出される車体が動的に受ける姿勢変化をローパスフィルター５で除去すると共に、角度検出センサ６により車体が静的に受ける姿勢変化をハイパスフィルター７で除去し、両者を加算することで、オートレベリング装置１としては、理想的な制御信号を得ることが実現できるものとなるのである。

よって、現在、大部分の自動車で行われているように、中高速では、静的、動的何れか一方の検出方法のみでは、現実に制御を行いたいヘッドライト１３の照射方向とに乖離を生じて、運転者に違和感を生じさせるものとなるので、中高速以上ではオートレベリング装置１の動作を中止させていたが、本発明によれば、全ての速度において動作させることができ、この種のオートレベリング装置の実用性を飛躍的に向上させることが可能となる。

尚、本発明のオートレベリング装置１においても、使用するのはトンネル内通過時などを除いて、ほぼ、夜間の走行時に限られるものであるので、前記オートレベリング装置１にはイグニッションスイッチの投入信号ＩＧ、ヘッドライトの点灯信号Ｈ／Ｌ、自動車１０が走行状態であることを知るための車速パルス信号などが入力され、これら信号に基づいて総合判断を行う走行検知部１７により動作を開始する、或いは、停止するものとされている。

また、自動車１０の側においても、凹凸路を走行する機会の多い車両、或いは、高速道路などのように、常時メンテナンスが行われ、平面性の高い道路を走行する機会の多い車両など種々の条件が考えられるので、例えば、前記角度検出センサ６に付随させるハイパスフィルター７ストロークセンサ２、３に付随させるローパスフィルター５の常数を可変にしておくなどは自由であり、このようにすることで、自動車１０の使用者は、路面などの状況に応じて常数を変更し、自分の感性と合うように調整し走行することができるものとなる。

尚、上記の説明で角度検出センサ６として記載したものの具体的な例としては、角度検出センサ、角加速度センサ、ジャイロなど、適宜な処理（演算）を行うことで、現在の自動車１０の前後方向の傾斜が得られるものであれば、どのようなものを使用しても良いものである。

本発明に係るオートレベリング装置を設けた自動車の例を示す説明図である。 本発明に係るオートレベリング装置の構成を示すブロック図である。 自動車の走行状態と、センサからの出力波形と、前記出力波形の処理後の波形形状とを対比して示す説明図である。 従来例のオートレベリング装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…オートレベリング装置
２…前ストロークセンサ
３…後ストロークセンサ
４…車両ピッチ計算回路
５…ローパスフィルター
６…角度検出センサ
７…ハイパスフィルター
８…加算器
９…制御角度演算器
１０…自動車
１１…前車輪
１２…後車輪
１３…ヘッドライト
１４…アクチュエータ
１５…ウオーニングランプ
１６…メモリ
１７…走行検知部

Claims (2)

1. 車両の走行時に路面に対する角度を常時一定に保ち照射するようにヘッドライトを制御するオートレベリング装置において、前記オートレベリング装置には、主に車体に対する負荷により生じる前後方向への傾きを検出するストロークセンサーと、主に車体に対する路面の状態により生じる前後方向への傾き検出する角度検出センサとが設けられ、前記遮光センサーの出力には所定値よりも高い周波数の振動を除去するローパスフィルターが設けられ、前記角速度センサーにはには所定値よりも低い周波数の振動を除去するハイパスフィルターが設けられ、前記ヘッドライトは、それぞれのセンサーは対応するフィルターを透過した後の信号が合成された信号により制御が行われることを特徴とするオートレベリング装置。
2. 前記ローパスフィルター、ハイパスフィルターの少なくとも一方には、車速によりフィルター定数を可変する車速／フィルター調整装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載のオートレベリング装置。

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