JP2009161125A - 車両前照灯の光軸調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成により、車両組立時や部品交換時における初期化処理が不要である車両前照灯の光軸調整装置を提供する。
【解決手段】自動車１１の車体前部で縦方向に揺動可能に支持された車両前照灯１２と、車両前照灯を縦方向に揺動させる駆動手段１３と、車両前照灯の姿勢を検出する姿勢センサ１４と、姿勢センサからの検出信号に基づいて駆動手段を制御する制御部１５と、を備える。姿勢センサは重力方向の基準軸を備え、また、姿勢センサは車両前照灯と一体に支持されている。制御部は、前もって設定された目標照射方向に基づいて駆動手段を駆動制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車の車体前部に設けられた車両前照灯に係り、特に、車両前照灯を車体の傾斜に対応して縦方向に調整して、レベリングを行なうための車両前照灯の光軸調整装置に関するものである。

従来、このような車両前照灯の光軸調整装置は、例えば図５に示すように構成されている。図５において、車両前照灯の光軸調整装置１は、自動車２の車体前部に設けられた車両前照灯（ヘッドランプ）３と、この車両前照灯３の全体または少なくとも一部を縦方向に揺動させる駆動手段４と、車体後部と後輪サスペンションアーム間に設けられた車高センサ５と、車高センサ５で検出された車体の傾斜角度に基づいて駆動手段４を駆動制御する制御部６と、から構成されている。

車両前照灯３は公知の構成であって、全体が車体に対して縦方向に揺動可能に支持されており、この揺動によってその光軸が縦方向に調整される。

駆動手段４は、例えばステッピングモータであって、制御部６からの制御信号に基づいて車両前照灯３を縦方向に揺動調整する。

車高センサ５は、例えばアームと可変抵抗器から成る角度検出センサ、あるいは他の種類の角度検出センサであって、後輪サスペンションアームの角度から自動車２の車高の変化を検出する。

制御部６は、車高センサ５からの検出信号に基づいて自動車２の車体後部の車高変化に対応して駆動手段４を駆動制御する。

このような構成の車両前照灯の光軸調整装置１によれば、車高センサ５が自動車２の車体後部における車高を検出して検出信号を制御部６に送出する。これを受けて制御部６は、この検出信号に基づいて駆動手段４を駆動制御する。これにより、車両前照灯３は駆動手段４により縦方向に揺動され、車両前照灯３の光軸が縦方向に調整されて、所謂レベリング調整が行なわれる。

この場合、車高センサ５によって、自動車２の車体後部の車高のみが検出されるが、これに限らず、自動車２の車体前後にそれぞれ車高センサを設けて、自動車２の車体前後の車高から自動車２の前後の傾斜を検出するようにすれば、より正確な自動車２の車体の傾きが検出される。

ところで、このような構成の車両前照灯の光軸調整装置１においては、車高検出及び車両前照灯の照射方向の初期位置を記録するための初期化作業が必要である。そして、このような初期化処理の際には、乗員：なし，積載物：工具及びスペアタイヤのみ，燃料残量：１０リッター以下，場所：平坦路であって停車中という初期化条件が規定されている。
従って、このような初期化条件のもとで、初期化処理が行なわれ、その際の車高センサの検出出力を基準出力として記憶し、基準出力に基づいて出力に対する車高を計算して、各車高に対する車両前照灯の制御角度を決定する。

しかしながら、初期化条件をすべて満たした状態での初期化処理ができない場合もある。このような場合には、光軸調整即ちレベリングの精度が保証されなくなってしまい、対向車に対してグレアを生ずる可能性がある。また、初期化条件に燃料残量や積載物の条件があるため、例えばディーラー等で初期化作業を行なう場合には、ユーザーの荷物を下ろしたり、燃料を抜き取る等の作業が発生することもあり、特に燃料抜き取りは危険を伴う作業になってしまう。

また、車高センサ５を使用して車両姿勢を検出する場合に、車種によってサスペンションアームの可動角度や構造が異なる。このため、図６（Ａ）に示すように、車種毎に、さらにはホイールベース，サスペンション，センサ特性等の特性毎に、車高（車両ピッチ角）に対する車両姿勢を近似する直線（制御線）を検討する必要がある。
このような制御線に基づいて車両姿勢から車両ピッチ角を計算し、得られた車両ピッチ角から、図６（Ｂ）に示すように、駆動手段としてのステッピングモータのステップ数を決定し、車両前照灯３を所望の照射方向（ヘッドランプ角度）に調整することができる。

さらに、後輪側に車高センサ５が搭載されていることから、車高センサ５から制御部６そして車両前照灯３までの車両配線が長くなる。従って、ワイヤーハーネスのコストが高くなると共に、重量が増大してしまう傾向がある。

また、自動車２の車体の組立誤差，車高センサ５や車両前照灯３の組み付け精度に起因して、車両前照灯３の照射方向が基準方向に対してずれが発生する可能性がある。

これに対して、特許文献１には、後部の懸架装置に設けた一つの車高センサの検出信号と予め設定された車体前部の車高値とに基づいて、コントローラにより車両姿勢を演算して、この演算結果に基づいてアクチュエータを作動制御して、前照灯の光軸を上下方向に調整するようにした車両用前照灯の光軸調整装置が開示されている。
このような構成の車両用前照灯の光軸調整装置によれば、一つの車高センサによって適切な光軸調整が可能である。

また、特許文献２には、リヤサスペンションに設けられた一つの車高センサの検出出力から車両ピッチ角を演算して、この車両ピッチ角に基づいてアクチュエータを駆動制御し、車両前照灯の光軸を上下に調整するオートレベリング装置であって、アクチュエータが、一方の限界位置から光軸を下げる方向のみに動作すると共に、アクチュエータがこの一方の限界位置に対して車高センサの取付公差に相当する角度だけ光軸を上げる方向にオフセットした初期位置として、車高センサからの出力からオフセット値相当分だけ減算して、この減算結果に基づいて車両ピッチ角を演算するようにした自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置が開示されている。
このような構成の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、車高センサ自体の取付公差の影響を受けることなく、高精度の光軸調整が可能である。

さらに、特許文献３には、乗員または積載量に応じた車両の荷重状態の相違を識別手段により判別して、車高検出手段の取付誤差の影響を排除するための初期化処理の際に、識別手段により判別された車両の荷重状態に応じた基準車高値を用いて、この基準車高値と実際の車高値との差から車高検出手段の取付誤差を示す誤差データを記憶手段に記憶させておき、照射制御手段が車高検出手段からの検出データを、記憶手段に記憶させておいた誤差データにより補正して車両姿勢を求めて、車両前照灯の照射光軸方向を制御するようにした車両用灯具の照射方向制御装置が開示されている。
この車両用灯具の照射方向制御装置によれば、初期化処理における車両の荷重状態に応じて基準車高値を変更することによって、照射光軸補正に係る制御誤差が低減される。従って、車両の荷重条件が異なる場合でも初期化処理が十分に保証されるので、車高検出手段の取付誤差による照射方向制御への影響が低減され得る。

特開平１１−２０８３６５号公報 特開２００１−１３０３１５号公報 特開２００４−１８２１９４号公報

ところで、特許文献１による車両前照灯の光軸調整装置では、車体前部に車高センサを設置する代わりに、予め設定された車体前部の車高値を利用して、車体後部に設けられた車高センサの検出信号から車両姿勢を演算するようになっている。このため、車体前部に車高センサを設けることなく、車体前部に車高センサを設けた場合と同様に高い精度で車両姿勢を検出することができる。しかしながら、この場合、車体前部の車高値は、同様に車種毎に、そして各種特性毎にそれぞれ設定しなければならず、汎用性が低く、設置コストが高くなってしまう。

また、特許文献２によ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、アクチュエータがこの一方の限界位置に対して車高センサの取付公差に相当する角度だけ光軸を上げる方向にオフセットした初期位置に設定されているので、車高センサ自体の取付公差の影響を受けずに、高精度の光軸補正を行なうことができるが、前述した初期化処理に関する問題については対策が取られていない。

さらに、特許文献３による車両用灯具の照射方向制御装置においては、乗員または積載量に応じた車両の荷重状態の相違を判別しているので、前述した初期化条件のうち、乗員や積載物，燃料残量等については補正することができるが、車高センサは前後輪の車軸部または後輪の車軸部に備えられており、同様に車両配線が長くなり、ワイヤーハーネスのコストが高くなると共に重量が増大してしまう。

本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により車両組立時や部品交換時における初期化処理が不要である車両前照灯の光軸調整装置を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明によれば、自動車の車体前部で縦方向に揺動可能に支持された車両前照灯と、車両前照灯を縦方向に揺動させる駆動手段と、車両前照灯の姿勢を検出する姿勢センサと、姿勢センサからの検出信号に基づいて駆動手段を制御する制御部と、を含んでいることを特徴とする車両前照灯の光軸調整装置により、達成される。

本発明による車両前照灯の光軸調整装置は、好ましくは、姿勢センサが重力方向の基準軸を備えている。

本発明による車両前照灯の光軸調整装置は、好ましくは、姿勢センサが車両前照灯と一体に支持されている。

本発明による車両前照灯の光軸調整装置は、好ましくは、制御部が、前もって設定された目標照射方向に基づいて駆動手段を駆動制御する。

本発明によれば、姿勢センサが車両前照灯の姿勢を検出して、制御部がこの姿勢センサからの検出信号に基づいて駆動手段を駆動制御する。これにより、車両前照灯は、駆動手段により縦方向に揺動して所定の照射方向となるように調整される。

この場合、姿勢センサが車両前照灯の傾斜を直接に検出するので、姿勢センサや車両前照灯の車体への組み付け誤差があったとしても、検出結果は、これらの組み付け誤差に影響されることがない。従って、車両前照灯は、常に正確に所望の照射方向に調整され得ることになる。

これにより、工場での車両組立時やディーラー等での部品交換時に初期化処理が不要となり、車両前照灯の取扱いそしてメンテナンスが容易になる。また、自動車の設計の際に、車両前照灯に関して制御線の設定も不要となる。

さらに、姿勢センサが車両前照灯の姿勢を検出することから、姿勢センサが車両前照灯の近傍に配置されることになる。このため、姿勢センサから制御部を介して駆動手段までの車両配線が短くて済み、ワイヤーハーネスのコストが低減されると共に、重量も軽減されることができる。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図中のＦｒは車両前方を、Ｕｐは車両上方を示す。
図１及び図２は、本発明による車両前照灯の光軸調整装置の一実施形態の構成を示している。図１及び図２において、車両前照灯の光軸調整装置１０は、自動車１１（図２参照）の車体前部に設けられた車両前照灯（ヘッドランプ）１２と、この車両前照灯１２を縦方向に揺動させる駆動手段１３と、車両前照灯１２の姿勢を検出する姿勢センサ１４と、姿勢センサ１４からの検出信号に基づいて駆動手段１３を制御する制御部１５と、を備えている。

車両前照灯１２は公知の構成であって、図示しない駆動電源から給電されることでバルブ等の発光部が発光して、光軸Ｏの方向（図１参照）に沿って光Ｌを照射すると共に、その全体が自動車１１の車体に対して縦方向に揺動可能に支持されている。

駆動手段１３は、例えばステッピングモータであって、制御部１５からの制御信号に基づいて車両前照灯１２全体を矢印Ａ（図１参照）で示すように縦方向に揺動調整する。

姿勢センサ１４は、公知の構成であって、重力方向ｇに基準軸を有しており、この重力方向の基準軸に対する車両前照灯１２の姿勢（現在の照射方向）θを検出して、この検出信号をワイヤーハーネス１４ａを介して制御部１５に送出する。ここで、姿勢センサ１４は、車両前照灯１２と一体に支持されており、車両前照灯１２と共に縦方向に揺動する。

制御部１５は、演算部１５ａと、駆動制御部１５ｂと、を備えている。
演算部１５ａは、前もって車両前照灯の目標照射方向θ_Oが設定されており、図３に示すように、姿勢センサ１４からの検出信号に基づいて検出された車両前照灯１２の照射方向θを演算し、さらに車両前照灯１２の照射方向θが目標照射方向θ_Oとなるように車両前照灯１２の制御角度Δθを演算する。
駆動制御部１５ｂは、演算部１５ａで演算された制御角度Δθに基づいて制御信号を生成し、駆動手段１３を駆動制御する。

本発明実施形態による車両前照灯の光軸調整装置１０は以上のように構成されており、姿勢センサ１４が車両前照灯１２の重力方向ｇに対する姿勢（車両ピッチ角）θを検出して、検出信号を制御部１５に送出する。

これを受けて制御部１５は、この検出信号即ち現在の照射方向θに基づいて目標照射方向θ_Oに対する制御角度Δθを演算し、この制御角度Δθに対応する制御信号を生成して、駆動手段１３を駆動制御する。

これにより、車両前照灯１２は駆動手段１３により縦方向に揺動され、車両前照灯１２の光軸が縦方向に目標照射方向θ_Oまで調整されて、所謂レベリング調整が行なわれることになる。

具体的には、自動車１１の車体が傾斜していない場合には、図４（Ａ）に示すように、車両前照灯１２は、その照射方向θが基準方向ｇに対して目標照射方向θ_Oと一致している。これに対して、図４（Ｂ）にて矢印Ｂで示すように、自動車１１の車体後部が沈むように傾斜していると、車両前照灯１２の照射方向θは、目標照射方向θ_Oに対して上向きにΔθだけ変化する。従って、制御部１５は、車両前照灯１２の照射方向θのΔθなる上向き変化を相殺するように、車両前照灯１２をΔθだけ下向きに駆動制御して、車両前照灯１２の照射方向θを目標照射方向θ_Oに調整する。

この場合、姿勢センサ１４は、従来の車両前照灯の光軸調整装置におけるように車高或いは車両ピッチ角を検出するのではなく、直接に車両前照灯１２の姿勢、即ち照射方向θを検出する。このため、従来のような所謂初期化処理が不要となる。
また、車両前照灯１２や姿勢センサ１４の自動車１１の車体に対する組み付け誤差の影響を受けることがない。従って、車両前照灯１２の光軸調整に影響するのは、姿勢センサ１４の出力誤差のみとなることから、レベリング精度が向上することになる。
さらに、初期化処理が不要であることから、車種毎に目標照射方向θ_Oのみを設定するだけで、複数の車種に関して、当該車両前照灯の光軸調整装置１０を使用することが可能となる。従って、汎用性の高い車両前照灯の光軸調整装置１０が提供される。

また、姿勢センサ１４が車両前照灯１２と一体に構成されているので、姿勢センサ１４から制御部１５までのワイヤーハーネス１４ａは、従来のように自動車１１の車体後部から引き回す必要がない。従って、ワイヤーハーネス１４ａは従来と比較して短くて済み、コストが低減されると共に、重量が軽減される。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、上述した実施形態においては、駆動手段１３は、ステッピングモータにより構成されているが、これに限らず、他の任意の形式の駆動手段が使用される。
また、上述した実施形態においては、制御部１５は、演算部１５ａと駆動制御部１５ｂから構成されているが、これらの演算部１５ａ及び駆動制御部１５ｂが一体に構成されていてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、車両前照灯１２は、ヘッドランプとして構成されているが、これに限らず、例えばフォグランプ等の補助前照灯を含む広い意味での車両前照灯に本発明を適用し得ることは明らかである。

本発明による車両前照灯の光軸調整装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１の車両前照灯の光軸調整装置の自動車への搭載状態を示す概略図である。 図１の車両前照灯の光軸調整装置における基準軸と目標照射方向及び実際の照射方向との関係を示す説明図である。 （Ａ）は図１の車両前照灯の光軸調整装置における車体が傾斜していない場合の基準軸とピッチ角との関係を示す概略図であり、（Ｂ）は車体が傾斜している場合の基準軸とピッチ角との関係を示す概略図である。 従来の車両前照灯の光軸調整装置の一例の自動車への搭載状態を示す概略図である。 （Ａ）は図５の車両前照灯の光軸調整装置におけるリンク角とリフト量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はステッピングモータのステップ数と照射方向との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 車両前照灯の光軸調整装置
１１ 自動車
１２ 車両前照灯
１３ 駆動手段
１４ 姿勢センサ
１５ 制御部
１５ａ 演算部
１５ｂ 駆動制御部

Claims (4)

1. 自動車の車体前部で縦方向に揺動可能に支持された車両前照灯と、
   上記車両前照灯を縦方向に揺動させる駆動手段と、
   上記車両前照灯の姿勢を検出する姿勢センサと、
   上記姿勢センサからの検出信号に基づいて上記駆動手段を制御する制御部と、を備えた、車両前照灯の光軸調整装置。
2. 前記姿勢センサが重力方向の基準軸を備えている、請求項１に記載の車両前照灯の光軸調整装置。
3. 前記姿勢センサが前記車両前照灯と一体に支持されている、請求項１又は２に記載の車両前照灯の光軸調整装置。
4. 前記制御部が、前もって設定された目標照射方向に基づいて、前記駆動手段を駆動制御することを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の車両前照灯の光軸調整装置。

Images