JP2009234456A - 車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び車両用ヘッドランプのオートレベリング方法 - Google Patents

車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び車両用ヘッドランプのオートレベリング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両用ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度を向上すべく、同ランプが傾動される速さに応じて同ランプの傾動の時間を調整する車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び車両用ヘッドランプのオートレベリング方法の提供。
【解決手段】ヘッドランプ70の光軸72を上下に傾動する駆動手段61と、駆動手段61によって光軸72が上下に傾動される速度に応じ駆動手段61の駆動時間を算出する駆動時間算出手段41とを用い、光軸72を所定の方向に向ける車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び車両用ヘッドランプのオートレベリング方法。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両用ヘッドランプの光軸の向きを調整する車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び車両用ヘッドランプのオートレベリング方法に関する。
従来より、例えば〔特許文献1〕〜〔特許文献4〕等に記載されているように、車両用ヘッドランプの光軸の向きを調整するために、同ランプの光軸を上下に傾動するモータ等の駆動装置を備えた、車両用ヘッドランプのオートレベリング装置が知られている。かかる装置は、同ランプから放射される光が対向車や通行人へ眩感を与えることを防止するために重要である。特に、近年では、安全性の観点から、同ランプの光量が増加する傾向にあり、またこれに伴って光軸の角度を規制する法規も定められているため、かかるオートレベリング装置の重要性が高まっている。
特開2007−176296号公報 特開2005−219649号公報 特開2003−306074号公報 特開2001−191841号公報
しかし、従来の装置では、駆動装置によって光軸を傾動させる時間が一定であったため、駆動装置の動作中に光軸の傾動が継続される構成では、真に必要とされる調整量が得られない場合があり、またこれによって眩感防止、法令遵守、運転者の視認性が不十分になり得るという問題があった。
また、光軸を傾動させるための時間が一定であるとともに、入力電圧の大きさによって光軸の向きが決められる構成を採用している場合には、所望の調整量を得るために、電圧の印加時間に余裕を見込んで長時間とする必要があるため、光軸が目標の方向を向いた後にも電圧印加が継続され、入力電圧の大きさがノイズ等によって振動して光軸がぶれる、これによって車両用ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まる、また無駄な電力消費が生じる、といった問題があった。
さらに、モータが車両用ヘッドランプを傾動させる速さは、モータの使用環境温度や、モータへの入力電圧の実際の大きさ等に依存するが、従来の装置ではこれらが考慮されていないため、光軸の向きが目標の向きとずれることがあり、眩感防止、法規遵守、運転者の視認性が不十分となるおそれがあるという問題がある。
本発明は、これらの問題に鑑み、車両用ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度を向上すべく、同ランプが傾動される速さに応じて同ランプの傾動の時間を調整する車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び車両用ヘッドランプのオートレベリング方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ヘッドランプの光軸を上下に傾動する駆動手段と、前記駆動手段によって前記光軸が上下に傾動される速度に応じ、前記光軸を所定の方向に向けるための前記駆動手段の駆動時間を算出する駆動時間算出手段とを有する車両用ヘッドランプのオートレベリング装置にある。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、前記駆動時間算出手段は、環境温度を検出する温度検出手段によって検出された前記環境温度に基づいて前記駆動時間を算出することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、前記駆動手段は、入力される基準電圧と可変の指示電圧との比によって前記光軸の方向が設定されるものであり、前記駆動時間が、前記指示電圧の入力時間であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、前記駆動時間算出手段は、前記基準電圧を検出する電圧検出手段によって検出された前記基準電圧に基づいて前記駆動時間を算出することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、前記駆動時間算出手段は、ヘッドランプを搭載した車両の姿勢を検出する車体姿勢検出手段によって検出された前記姿勢に基づいて、前記光軸が路面に対して所定の角度をなすように前記駆動時間を算出することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、ヘッドランプの光軸を上下に傾動する駆動手段と、前記駆動手段によって前記光軸が上下に傾動される速度に応じ前記駆動手段の駆動時間を算出する駆動時間算出手段とを用い、前記光軸を所定の方向に向ける車両用ヘッドランプのオートレベリング方法にある。
本発明は、ヘッドランプの光軸を上下に傾動する駆動手段と、前記駆動手段によって前記光軸が上下に傾動される速度に応じ、前記光軸を所定の方向に向けるための前記駆動手段の駆動時間を算出する駆動時間算出手段とを有する車両用ヘッドランプのオートレベリング装置にあるので、ヘッドランプが傾動される速さに応じてヘッドランプの傾動の時間を調整することができ、ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度を向上することができ、これによって、光軸が目標の方向を向いた後にも駆動手段の駆動が継続され、光軸が振動してぶれることが防止ないし抑制され、眩感の防止ないし抑制、法令遵守、運転者の視認性を担保することができるとともに、ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まることを抑制ないし防止することができ、また無駄な電力消費を削減することができる車両用ヘッドランプのオートレベリング装置を提供することができる。
前記駆動時間算出手段は、環境温度を検出する温度検出手段によって検出された前記環境温度に基づいて前記駆動時間を算出することとすれば、環境温度によって変動する、ヘッドランプが傾動される速さに応じてヘッドランプの傾動の時間を調整することができ、ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度をさらに向上することができ、これによって、光軸が目標の方向を向いた後にも駆動手段の駆動が継続され、光軸が振動してぶれることがさらに良好に防止ないし抑制され、眩感の防止ないし抑制、法令遵守、運転者の視認性をより精度良く担保することができるとともに、ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まることをさらに良好に抑制ないし防止することができ、また無駄な電力消費をさらに削減することができる車両用ヘッドランプのオートレベリング装置を提供することができる。
前記駆動手段は、入力される基準電圧と可変の指示電圧との比によって前記光軸の方向が設定されるものであり、前記駆動時間が、前記指示電圧の入力時間であることとすれば、ヘッドランプが傾動される速さに応じて指示電圧の入力時間を変化させることによってヘッドランプの傾動の時間を調整することができ、ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度を向上することができ、これによって、光軸が目標の方向を向いた後にも駆動手段の駆動が継続され、光軸が振動してぶれることが防止ないし抑制され、眩感の防止ないし抑制、法令遵守、運転者の視認性を担保することができるとともに、ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まることを抑制ないし防止することができ、また無駄な電力消費を削減することができる車両用ヘッドランプのオートレベリング装置を提供することができる。
前記駆動時間算出手段は、前記基準電圧を検出する電圧検出手段によって検出された前記基準電圧に基づいて前記駆動時間を算出することとすれば、基準電圧を検知することによってヘッドランプが傾動される速さを精度良く検知し、精度良く検知されたかかる速さに応じて指示電圧の入力時間を変化させることによってヘッドランプの傾動の時間を調整することができ、ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度をさらに向上することができ、これによって、光軸が目標の方向を向いた後にも駆動手段の駆動が継続され、光軸が振動してぶれることがさらに良好に防止ないし抑制され、眩感の防止ないし抑制、法令遵守、運転者の視認性をより精度良く担保することができるとともに、ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まることをさらに良好に抑制ないし防止することができ、また無駄な電力消費をさらに削減することができる車両用ヘッドランプのオートレベリング装置を提供することができる。
前記駆動時間算出手段は、ヘッドランプを搭載した車両の姿勢を検出する車体姿勢検出手段によって検出された前記姿勢に基づいて、前記光軸が路面に対して所定の角度をなすように前記駆動時間を算出することとすれば、ヘッドランプが傾動される速さ及び車両の姿勢に応じてヘッドランプの傾動の時間を調整することができ、ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度をさらに向上することができ、これによって、光軸が目標の方向を向いた後にも駆動手段の駆動が継続され、光軸が振動してぶれることがさらに良好に防止ないし抑制され、眩感の防止ないし抑制、法令遵守、運転者の視認性をより精度良く担保することができるとともに、ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まることをさらに良好に抑制ないし防止することができ、また無駄な電力消費をさらに削減することができる車両用ヘッドランプのオートレベリング装置を提供することができる。
本発明は、ヘッドランプの光軸を上下に傾動する駆動手段と、前記駆動手段によって前記光軸が上下に傾動される速度に応じ前記駆動手段の駆動時間を算出する駆動時間算出手段とを用い、前記光軸を所定の方向に向ける車両用ヘッドランプのオートレベリング方法にあるので、ヘッドランプが傾動される速さに応じてヘッドランプの傾動の時間を調整することができ、ヘッドランプの光軸を所望の方向に向ける精度を向上することができ、これによって、光軸が目標の方向を向いた後にも駆動手段の駆動が継続され、光軸が振動してぶれることが防止ないし抑制され、眩感の防止ないし抑制、法令遵守、運転者の視認性を担保することができるとともに、ヘッドランプに負荷がかかり劣化が早まることを抑制ないし防止することができ、また無駄な電力消費を削減することができる車両用ヘッドランプのオートレベリング方法を提供することができる。
図1に本発明を適用した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置の概略を示す。車両用ヘッドランプのオートレベリング装置(以下、「レベリング装置」という)100は、これを搭載する車両を制御する車両制御装置101の一部として備えられている。
車両制御装置101は、各種の電子制御ユニットすなわちECUである各種制御手段、すなわちエンジン制御手段としてのエンジン制御用ECU10、エアコン制御手段としてのエアコン制御用ECU30、ヘッドランプ制御手段としてのヘッドランプ制御用ECU40と、これらをネットワーク接続した車載LANであるCAN(コントローラ・エリア・ネットワーク)50と、各種ECUに接続され各種センサ及びアクチュエータ等すなわちエアコン制御用ECU30に接続され環境温度を検知する温度検知手段としての環境温度検知手段31、ヘッドランプ制御用ECU40に接続された車体姿勢検知手段20及びアクチュエータ60、並びにアクチュエータ60によって駆動されるHID式の車両用ヘッドランプ(以下、「ヘッドランプ」という)70と、図2に示す電源としての、出力16Vの電源であるバッテリ80と、図示しないブレーキ制御手段としてのブレーキ制御用ECU等を備えている。
レベリング装置100は、図1に示した車両用制御装置101の各構成のうち、エンジン制御用ECU10を除く部分によって構成されている。なお、エンジン制御用ECU10、CAN50、ブレーキ制御用ECUの構成は従来と同様であるため説明を省略する。
環境温度検知手段31は、熱電対によって構成されており、車両が使用される環境温度、具体的には外気温を検知し、検知信号をエアコン制御用ECU30に入力する。環境温度検知手段31の配設位置は、環境温度検知手段31によって検知した温度を用いて行われる各種制御を行うのに適した環境温度を検知することができる位置であれば良く、本形態では外気取込口内側に配設されている。
エアコン制御用ECU30は、環境温度検知手段31から入力された検知信号を増幅する、それぞれ図示しないアンプ、デジタル化するA/D変換器を有しており、かかる検知信号に基づいて環境温度を算出する。ここに、エアコン制御用ECU30は、環境温度算出手段として機能する。また、エアコン制御用ECU30は、図示しないRAMを備えており、算出した環境温度を記憶する。ここに、RAMは、環境温度記憶部として機能する。環境温度の算出、記憶は随時行われる。
環境温度は、車両内の温度を所定の温度に保つためのエアコン制御用ECU30によるエアコン制御に用いられる他、CAN50によってエアコン制御用ECU30にネットワーク接続されたヘッドランプ制御用ECU40等に入力され、各種制御に用いられる。
図2に示すように、ヘッドランプ制御用ECU40は、演算手段としてのCPU41と、第1の記憶手段としてのROM42と、第2の記憶手段としてのRAM43と、時間計測手段としてのタイマ44と、CAN50及びアクチュエータ60と接続され所定の情報を入出力するためのI/Oポート45とを有している。
車体姿勢検知手段20は、ヘッドランプ70を搭載した車両の姿勢を検出する車体姿勢検出手段であって、かかる車両を構成する各タイヤのサスペンション部分に配設されており、I/Oポート45にてヘッドランプ制御用ECU40に接続され、I/Oポート45を介して検知信号をヘッドランプ制御用ECU40に入力する。ヘッドランプ制御用ECU40に入力された検知信号は、同車両が停止あるいは走行している路面に対して前後方向、左右方向にどのように傾いているかを検知するために用いられる。路面に対する車両の角度は、搭乗者、積載物等の位置、重さによって変化する。
ヘッドランプ制御用ECU40は、CPU41において、車体姿勢検知手段20から入力された検知信号に基づいて車両が路面に対してなす角すなわち車体角度を算出する。ここに、CPU41は、車体角度算出手段として機能する。また、ヘッドランプ制御用ECU40は、算出した車体角度をRAM43に記憶する。ここに、RAM43は、車体角度記憶部として機能する。車体角度の算出、記憶は随時行われる。
ヘッドランプ70は、図示しない光を放射する図示しない光源と、車両の前方側に図示しないレンズを有し光源を内部に収容した筐体71と、筐体71のレンズ部分から車両の前方に射出される光の光軸72が上下に傾動するように筐体71を車両に対して搖動可能に支持した支持軸73とを有している。ヘッドランプ70は、後述する駆動電圧62の大きさによって、光軸72の向きすなわち車体に対してなす角が一意に決まる周知のタイプである。
アクチュエータ60は、支持軸73を中心にして光軸72を上下に傾動するように筐体71に接続された駆動手段61と、I/Oポート45にてヘッドランプ制御用ECU40に接続されるとともにバッテリ80に接続され、ヘッドランプ制御用ECU40による制御のもとにバッテリ80から駆動手段61に入力される駆動電圧62を制御するドライバ63とを有している。
駆動手段61は、ドライバ63によって駆動電圧62を入力される駆動源としてのモータ64と、一端を筐体71に枢着されモータ64によって同図における左右方向に駆動される駆動部材としてのシャフト65とを有している。
駆動電圧62は、バッテリ80のその時点での出力電圧に略等しい電圧である基準電圧66と、基準電圧66との比により光軸72が車体の前後方向に対してなす角すなわち対車体角を決定する、後述のように可変制御される指示電圧67とからなっている。基準電圧66と指示電圧67との比である電圧比(=指示電圧/基準電圧)と対車体角との関係を図示したものが図3である。駆動手段61は、入力される基準電圧66と、入力される可変の指示電圧67との比によって、光軸72の方向が設定されるものであり、モータ64がシャフト65を駆動する駆動力は、基準電圧66によって得られ、指示電圧67は、シャフト65の駆動を停止するために用いられる。モータ64は、指示電圧67の入力が停止されるとシャフト65を固定するようになっている。
ドライバ63は、基準電圧66と指示電圧67とを同期してモータ64に入力するとともに、モータ64への基準電圧66と指示電圧67との入力を同期して停止する。この基準電圧66及び指示電圧67のモータ64への入力時間すなわち光軸72を所定の方向に向けるためのモータ64の駆動時間については後述する。
指示電圧67の大きさは、バッテリ80の出力電圧の大きさ及びノイズの影響の低減を考慮して1〜15Vとされ、たとえば1V単位で調整される。指示電圧67の大きさの調整は、ドライバ63に内蔵された電子ボリュームを用いて行われる。指示電圧67が大きいほど、すなわち、基準電圧66の大きさと指示電圧67の大きさとの電圧比が大きく1.0に近づくほど光軸72が下方を向いて車両に近い部分が照らされるようになり、光軸72と路面とのなす角が大きくなり、光軸72の仰角が大きくなるようになっている。指示電圧67の大きさは、RAM43に記憶されるようになっている。ここに、RAM43は、指示電圧記憶部として機能する。なお、RAM43に記憶されている指示電圧67の大きさの初期値は仰角が最も大きくなる1Vに設定されている。
ドライバ63はまた、ヘッドランプ70の光源に対するバッテリ80からの電力の供給をオンオフしてヘッドランプ70を明滅させるようになっており、ヘッドランプ70の光源を点灯させるとき、光源に対し、バッテリ80のその時点での出力電圧に略等しい電圧である点灯電圧68を入力する。ヘッドランプ70を点灯させるか否かは、CAN50からヘッドランプ制御用ECUに入力される信号、たとえば運転者がヘッドランプ70を点灯させるべき所定の操作をすることによって発信される信号等に基づいて制御される。
このような構成のレベリング装置100の概略的な動作について、図4を適宜参照して説明する。なお、図4に示す制御は、ヘッドランプ70が点灯した状態とされることを開始条件としている。
ヘッドランプ70が点灯した状態においては、これによって射出され放射される光が対向車や通行人へ眩感を与えることを防止するとともに、車両の運転者が前方を視認できるように、光軸72が路面に対して所定の範囲内の角度をなしていることが求められる。
そのため、レベリング装置100は、ヘッドランプ制御用ECU40において、RAM43に記憶されている車体角度を取得する(図4(S1))とともに、CPU41により、指示電圧記憶部としてのRAM43から前回使用した指示電圧67の大きさを読み出して(図4(S2))対車体角を算出し、またこれらの合計により光軸72が路面に対してなす角度すなわち対路面角を算出する(図4(S3))。ここに、CPU41は対車体角算出手段、対路面角算出手段として機能する。
CPU41において、算出した対路面角が調整すべきものであるか否かを判断する(図4(S4))。すなわち、ヘッドランプ70の光軸72の角度が、対向車や通行人へ眩感を与えることのない角度であるとともに、車両の運転者が前方を視認できるように路面に対して所定の角度をなしているか否かを判断する。ここに、CPU41は、光軸72の角度の調整すなわちレベリングの要否を判断するレベリング要否判断手段として機能する。なお、この判断を行うための基準として、算出された対路面角と比較される対路面基準角が用いられるが、この対路面基準角は、ROM42に記憶されている。ここに、ROM42は、対路面基準角記憶部として機能する。
ステップS4において、レベリングが不要であると判断した場合には、ステップS1に戻り、ステップS4までの動作を繰り返す。
ステップS4において、レベリングが必要であると判断した場合には、光軸72の角度が対路面基準角に対応するように、CPU41において、指示電圧67の大きさを算出する(図4(S5))とともに、算出した指示電圧67の大きさをRAM43に記憶する(図4(S6))。ここに、CPU67は、指示電圧算出手段として機能し、RAM43は、指示電圧記憶部として機能する。なお、ここでの指示電圧67の大きさの記憶は、前回の指示電圧67の大きさに上書きする態様で行う。
ここで、かりに、駆動電圧62を用いて駆動手段61によって光軸72を傾動させる駆動時間が一定であるとすると次のような問題が生じ得る。
まず、駆動時間が足りない場合は、次のような問題が生じ得る。
すなわち、光軸72を大きく傾動させる必要がある場合など、光軸72が目標の角度をなす前、すなわち対路面角が対路面基準角に対応する前に、駆動電圧62の印加が停止し光軸72の傾動が停止すると、対向車や通行人へ眩感を与えてしまう、車両の運転者が前方を十分に視認できない、法規遵守が不十分になるといった問題が生じ得る。
そこで、かかる駆動時間を、余裕を持たせるために長時間に設定することも考えられるが、これでは駆動時間が長くなりすぎる場合があり、次のような問題が生じ得る。
すなわち、光軸72の傾動を小さく行えばよい場合など、光軸72が目標の角度をなした後、すなわち対路面角が対路面基準角に対応した後も、駆動電圧62の印加を継続すると、基準電圧66の大きさがノイズ等によって振動して光軸72がぶれ、やはり、対向車や通行人へ眩感を与えてしまう、車両の運転者が前方を十分に視認できない、法令遵守が不十分になるといった問題が生じ得るほか、基準電圧66の振動によりヘッドランプ70も振動するなどヘッドランプ70に負荷がかかりヘッドランプ70やその周りの構成の劣化が早まり、また無駄な電力消費が生じる、といった問題が生じ得る。
そのため、レベリング装置100は、対路面角が対路面基準角に対応すると駆動時間が切れるように、駆動時間を設定するものとなっている。
ただし、光軸72が上下に傾動される速度すなわち駆動速度は、モータ64、バッテリ80の使用される環境温度や、実際にモータ64に入力される駆動電圧62の大きさによって変動する。これは、モータ64に用いられているグリースの粘性やバッテリ80の電解特性がこれらの使用環境温度に変わり、またバッテリ80は経時劣化によってその出力が変化するためである。よって、駆動時間は、これらのパラメータに応じて調整する必要がある。なお、かかる駆動速度は、モータ64によるシャフト65の駆動速度ということもできる。
すでに述べたように、モータ64がシャフト65を駆動する駆動力は、基準電圧66によって得られるため、駆動速度は、図5に示すように、基準電圧66によって決まるようになっており、基準電圧66の大きさと駆動速度の大きさとは比例関係にある。
なお、図5は、基準電圧66のみが変化する場合を示しており、環境温度等の他の条件は一定である。
また、図6に示すように、駆動速度は、環境温度によっても決まるようになっており、環境温度と駆動速度の大きさとは線形変化する関係にある。
なお、図6は、環境温度のみが変化する場合を示しており、基準電圧66等の他の条件は一定である。
このように駆動速度を左右する基準電圧66と環境温度とでは、基準電圧66の方が、環境温度よりも駆動速度に影響を与え易い。逆に言えば、環境温度が駆動速度に与える影響は、基準電圧66のそれよりも小さい。
このような事情を勘案して、レベリング装置100は、ステップS6において上述のように指示電圧67の大きさを記憶した後、次いで、後述するように適切な駆動時間を算出するために、CPU41において、前回の指示電圧との差分の電圧すなわち差分電圧を算出する(図4(S7))。ここに、CPU41は、指示電圧差分算出手段として機能する。なお算出された差分電圧をRAM43に記憶しても良く、この場合RAM43は指示電圧差分記憶部として機能する。この差分電圧は、光軸72を傾動させる量すなわち光軸傾動量に対応するものであるとともに、シャフト65を駆動させる量すなわち駆動部材駆動量に対応するものである。
ステップS7に次いで、レベリング装置100は、ヘッドランプ制御用ECU40において、CAN50を介してエアコン制御用ECU30のRAMに記憶されている環境温度を取得する(図4(S8))とともに、ROM42から、環境温度に応じて複数用意された、基準電圧66と駆動速度との関係式のうち、取得した環境温度に対応した関係式を読み出す(図4(S9))。
上述のように、環境温度が駆動速度に与える影響は、基準電圧66のそれよりも小さく、また例えば環境温度が1℃変化しても駆動速度の変化はさほど大きくないので、かかる関係式は、環境温度の5℃刻みのルックアップテーブル形式で用意されている。またかかる関係式は、予め、各環境温度範囲において、基準電圧66を変化させて駆動速度を測定することによって予め求めた近似式であるが、その精度はヘッドランプ70の実際の使用において対路面角が対路面基準角に一致しているものとみなせるものとなっている。ROM42は、環境温度に応じた基準電圧66と駆動速度との関係を示し、駆動速度を求めるための駆動速度決定用テーブルを記憶した駆動速度決定用テーブル記憶部として機能するものとなっている。
なお、環境温度は、ヘッドランプ制御用ECU40において必要なときにエアコン制御用ECU30、CAN50を介して環境温度検知手段31の検知信号を取得し、CPU41において算出しても良く、この場合にはRAM43に環境温度を記憶する。この場合にはCPU41は環境温度算出手段として機能し、RAM43は環境温度記憶部として機能する。
環境温度検知手段31は、駆動時間を算出するのに用いるという点においては、モータ61あるいはモータ61近傍、またこれに加えてバッテリ80あるいはバッテリ80近傍に設けてもよいが、エアコン制御用の既存のものを流用し使用しているため低廉となっている。環境温度検知手段31にエアコン制御用のものを流用することは、レベリング装置100を搭載した車両にCAN50が採用されていることによって可能となっている。なお、環境温度検知手段31は、上述のように外気取込口内側に配設され、この位置において検知した温度をモータ61あるいはこれに加えてバッテリ80を使用する環境の温度すなわち環境温度としているが、かかる位置における温度は、駆動速度を算出するためのかかる環境温度に実質的に一致しているとみなすことができるものである。
ステップS9に次いで、レベリング装置100は、ヘッドランプ制御用ECU40において、ドライバ63を介して基準電圧66を検知し(図4(S10))、CPU41により、検知した基準電圧66を、上述のようにして環境温度に基づいて選択した関係式に代入し、駆動速度を算出する(図4(S11))とともに、算出した駆動速度を用いて、ステップS7で算出した差分電圧(光軸傾動量、駆動部材駆動量に等価)を除算し、対路面角を対路面基準角に一致させるための駆動時間を算出する(図4(S12))。ここに、ヘッドランプ制御用ECU40は、電圧検出手段である基準電圧検知手段として機能するとともに、CPU41は、駆動速度算出手段、駆動時間算出手段として機能する。
このように、駆動時間算出手段としてのCPU41は、駆動速度に応じて対路面角を対路面基準路面角に一致させるように、車体姿勢検知手段20によって検出された、路面に対する車両の姿勢に基づいて、光軸72を所定の方向に向けるための駆動時間を算出する。また、駆動時間算出手段としてのCPU41は、環境温度検知手段31によって検出された環境温度、基準電圧検知手段としてのヘッドランプ制御用ECU40によって検出された基準電圧66に基づいて駆動時間を算出する。なお、駆動時間算出手段としてのCPU41は、駆動時間を算出するにあたり、対路面角が対路面基準角に対応した後も駆動電圧62の印加を継続することによる上述の問題が無視できる範囲で、対路面角を対路面基準角に確実に一致させるための余裕時間を付加するようにしても良い。
ステップS12について、レベリング装置100は、CPU41により、I/Oポート45を介してドライバ63を駆動し、基準電圧66及びステップS5で算出した指示電圧67をモータ64に入力し(図4(S13))、対路面角が対路面基準角に一致するように光軸72の傾動を開始し、これと同時に、タイマ44に、算出した駆動時間が経過したか否かの計測を開始させ、駆動時間が経過するまで、モータ64に対して、かかる基準電圧66及び指示電圧67の入力を継続し(図4(S14))、駆動時間に達すると、すなわちタイマ44が駆動時間の経過を計測すると、I/Oポート45を介して、ドライバ63に、モータ64に対するかかる基準電圧66及び指示電圧67の入力を停止させる(図4(S15))。ここに、タイマ44は、駆動時間を計測する駆動時間計測手段として機能する。
ステップS15が行なわれたタイミングあるいはこれに等しいタイミングで、対路面角は対路面基準角に一致しており、これによって、対路面角が対路面基準角に対応した後も、駆動電圧62の印加が継続され続けることがなく、よって基準電圧66の大きさがノイズ等によって振動して光軸72がぶれることがなく、したがって、対向車や通行人へ眩感を与えてしまう、車両の運転者が前方を十分に視認できない、法令遵守が不十分になるといった問題が防止ないし抑制されるほか、基準電圧66の振動によりヘッドランプ70も振動するなどヘッドランプ70に負荷がかかりヘッドランプ70やその周りの構成の劣化が早まり、また無駄な電力消費が生じる、といった問題が防止ないし抑制される。
例えば、基準電圧66が12Vで環境温度が25℃の第1の条件である場合、シャフト65に関する駆動速度は1mm/secである。そして駆動部材駆動量が10mmであるとき、駆動時間は10秒となる。
ここで、基準電圧66が12Vで環境温度が−30℃の第2の条件である場合、シャフト65に関する駆動速度が第1の条件の場合の半分の0.5mm/secであるとする。
そして上述のように駆動時間が一定である場合であるときのこの駆動時間が10秒であるとすると、駆動部材は目標の半分しか駆動されなくなるため、対路面角は対路面基準角と全く異なった状態となり、上述の問題を生ずることとなる。かといって、第2の条件に合わせて駆動時間を90秒とすると、第1の条件の場合には対路面角が目標に達した後も基準電圧66がモータ54に10秒間継続して入力されるので、上述の問題を生ずることとなる。
しかし、レベリング装置100によれば、第1の条件、第2の条件を含む各条件に応じて算出された駆動時間を用いて光軸72の角度の調整が行われるので、上述のように、かかる問題が生じることが防止ないし抑制される。
上述のように、駆動時間が経過すると、基準電圧66と指示電圧67との両者のモータ64に対する入力が切断されるが、かりに基準電圧66にのるノイズが無視できるとすれば基準電圧66は切断しなくてもよいため、基準電圧66の入力時間と指示電圧67の入力時間とのうち、駆動時間に等しくすることが絶対要件となるのは、指示電圧67の入力時間である。
ROM42には、以上述べたような、光軸72を上下に傾動する駆動手段61と、駆動手段61によって光軸72が上下に傾動される速度に応じ駆動手段61の駆動時間を算出する駆動時間算出手段としてのCPU41とを用い、光軸72を、対路面角が対路面基準角に一致する所定の方向に向ける車両用ヘッドランプのオートレベリング方法を実現するために必要なオートレベリングプログラムを記憶している。ここに、ROM42は、オートレベリングプログラム記憶部として機能するようになっている。
なお、図4に示した制御が開始される条件として、上述のようにヘッドランプ70が点灯した状態とされることを述べたが、かかる条件としては、他に、車体姿勢検知手段20によって検知された車両の姿勢が安定していること等が挙げられる。例えば、悪路を走行中の場合には、車両の姿勢が安定していないが、この場合にはかかる制御を行う必要がなく、またかかる制御を行うと駆動手段61、ヘッドランプ70等に負荷をかけることとなるためである。また、図4に示した制御は、かかる条件を満たす場合に例えば5秒間隔等の所定の時間間隔で行われるようにして、随時、対路面角を対路面基準角に一致させるようにすることが望ましい。ただし、車両が停止中の場合にはかかる制御を一度行えばよいので、エンジン制御用ECU10等から車両が停止中であるか否かの情報を取得して、かかる制御を繰り返し行うか否かを選択するようにしてもよい。この場合、エンジン制御用ECU10等、かかる情報の取得に用いる構成も、レベリング装置100に含まれることとなり、オートレベリングプログラムもこれに対応して記述され、オートレベリングプログラム記憶部としてのROM42に記憶される。なお、図4のステップS4においてNOの場合はかかる制御を終了するようにしてもよい。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
たとえば、図7に示すように、車体姿勢検知手段20は、ブレーキ制御用ECU90に接続しても良い。この構成においては、レベリング装置100は、ブレーキ制御用ECU90を含み、車体角度を、ブレーキ制御用ECU90において算出し、ヘッドランプ制御用ECU40において必要なときにCAN50を介してブレーキ制御用ECU90において算出した車体角度を取得するようにすることができるし、また、ヘッドランプ制御用ECU40において必要なときにブレーキ制御用ECU90、CAN50を介して車体姿勢検知手段20の検知信号を取得し、車体角度をCPU41において算出するようにすることもできる。また、同図において破線で示すように、車体姿勢検知手段20は、ブレーキ制御用ECU90とともにヘッドランプ制御用ECU40に直接接続し、上述と同様の制御を行うようにしても良い。車体角度をブレーキ制御用ECU90において算出する場合、ブレーキ制御用ECU90の図示しないCPUは車体角度算出手段として機能し、また算出した車体角度をブレーキ制御用ECU90の図示しないRAMに記憶しても良く、この場合にはこのRAMは車体角度記憶部として機能する。
ヘッドランプの駆動源は、駆動電圧として指示電圧を用いず、上述の基準電圧66に相当する電圧の入力によって駆動するものであってもよく、この場合も同様に駆動時間を求め、対路面角を対路面基準角に一致するように駆動することができる。なおこの場合には、例えば駆動電圧の正負を切り替えることや駆動源をステッピングモータにすることによってヘッドランプを上方に傾動するか、下方に傾動するかを切り替えるようにする。駆動時間の算出には、環境温度、基準電圧値のいずれかを用いるようにしても良く、環境温度を用いる場合、上述の関係式は、環境温度の変動による駆動源の出力のみを考慮し、電源の出力低下を無視してもよい。
本発明にかかる車両用ヘッドランプのオートレベリング装置、方法は、いわゆるハイビームの設定の切り替えに用いるものであっても良く、この場合、車体姿勢検出手段によって車両の姿勢を検出することは必ずしも必要でない。同様に、光軸の経時的なズレを修正するためにかかる装置、方法を用いる場合にも、車体姿勢検出手段によって車両の姿勢を検出することは必ずしも必要でない。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
本発明を適用した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置の制御ブロック図である。 図1に示した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置の一部の制御ブロック図である。 図1に示した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置に備えられた駆動源の特性を示す図である。 本発明を適用した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置及び本発明を適用した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置における制御フローチャートである。 一般的な駆動源の、電圧と出力との相関特性を示す図である。 一般的な駆動源の、温度と出力との相関特性を示す図である。 本発明を適用した車両用ヘッドランプのオートレベリング装置の変形例の制御ブロック図である。
符号の説明
20 車体姿勢検出手段
31 温度検出手段
40 電圧検出手段
41 駆動時間算出手段
61 駆動手段
66 基準電圧
67 指示電圧
70 ヘッドランプ
72 光軸
100 車両用ヘッドランプのオートレベリング装置

Claims (6)

  1. ヘッドランプの光軸を上下に傾動する駆動手段と、
    前記駆動手段によって前記光軸が上下に傾動される速度に応じ、前記光軸を所定の方向に向けるための前記駆動手段の駆動時間を算出する駆動時間算出手段とを有する車両用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  2. 請求項1記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、
    前記駆動時間算出手段は、環境温度を検出する温度検出手段によって検出された前記環境温度に基づいて前記駆動時間を算出することを特徴とする車両用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  3. 請求項1又は2記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、
    前記駆動手段は、入力される基準電圧と可変の指示電圧との比によって前記光軸の方向が設定されるものであり、
    前記駆動時間が、前記指示電圧の入力時間であることを特徴とする車両用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  4. 請求項3記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、
    前記駆動時間算出手段は、前記基準電圧を検出する電圧検出手段によって検出された前記基準電圧に基づいて前記駆動時間を算出することを特徴とする車両用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  5. 請求項1ないし4の何れか1つに記載の車両用ヘッドランプのオートレベリング装置において、
    前記駆動時間算出手段は、ヘッドランプを搭載した車両の姿勢を検出する車体姿勢検出手段によって検出された前記姿勢に基づいて、前記光軸が路面に対して所定の角度をなすように前記駆動時間を算出することを特徴とする車両用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  6. ヘッドランプの光軸を上下に傾動する駆動手段と、
    前記駆動手段によって前記光軸が上下に傾動される速度に応じ前記駆動手段の駆動時間を算出する駆動時間算出手段とを用い、
    前記光軸を所定の方向に向ける車両用ヘッドランプのオートレベリング方法。
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