JP2009248627A - ヘッドランプの光軸制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ヘッドランプの光軸補正を安価にして最小限必要なときに適正に実施可能なヘッドランプの光軸制御装置を提供する。
【解決手段】ドア開閉検出手段により車両のドアが開状態にあることが検出され(S24)且つ振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されたとき(S16)、傾斜検出手段からの傾斜情報に基づきヘッドランプの光軸を適正に調整する(S18〜S22)。
【選択図】図3

Description

本発明は、ヘッドランプの光軸制御装置に係り、詳しくは、車両に搭載されたヘッドランプの光軸のずれを自動的に補正する技術に関する。
車両には前方照射可能にヘッドランプが設けられており、一般に車両の出荷時や点検整備時において当該ヘッドランプの照射方向、即ち光軸を適正な向きに設定するようにしている。
ところで、ヘッドランプの光軸は、上記の如く設定しても乗員数や車両姿勢等に応じて微妙に変化するものであり、その変化量によっては光軸が上に向き過ぎ、知らずして対向車や前走車の運転者を眩惑させてしまうという問題がある。
このようなことから、最近では、主として対向車や前走車の運転者への眩惑防止のため、適宜ヘッドランプの照射方向、即ち光軸を調整可能な装置が開発されており、例えば、ヘッドランプに光軸補正のためのアクチュエータを設け、車速に応じて車両の停止及び走行状態を判別するとともに車高に応じて車両のピッチ角や加速度を演算し、これらの情報から車両の安定状態を判定して車両の停止中または走行中にヘッドランプの光軸を自動的に補正可能とした装置が公知である(特許文献1)。また、車両姿勢の変化や走行路の悪路状態に応じて車両の走行中にヘッドランプの光軸を自動的に補正可能とした装置も公知である(特許文献2)。
特許第3128606号公報 特許第3721013号公報
上記特許文献1に開示の装置では、車両の停止時には、車速に応じて車両の停止状態を判別してヘッドランプの光軸を自動的に補正するようにしている。しかしながら、このような構成であると、例えば車両が交差点等で停止したとき、車両が坂路で停止したり車輪が突起物に乗り上げて停止したような場合には、路面に対する車両姿勢ひいては車両のピッチ角が平坦路の場合と異なるため、不必要にヘッドランプの光軸が補正されてしまうという問題がある。
また、上記特許文献2に開示の装置では、走行路が悪路状態であるか否かを車高センサからの情報を演算処理して判別するようにしている。しかしながら、このような構成であると、車両の走行中に常に複雑な演算処理を実施し続けなければならず装置の負担が大きいという問題がある。
また、特許文献1や特許文献2では、ヘッドランプの光軸補正の頻度が高くなることから、光軸補正のためのアクチュエータに高い耐久性能が要求され、耐久性能の低い安価なアクチュエータを使用することができず、一方耐久性能の高いアクチュエータ(ステッピングモータ等)は高価であり、コストが嵩むという問題もある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ヘッドランプの光軸補正を安価にして最小限必要なときに適正に実施可能なヘッドランプの光軸制御装置を提供することにある。
上記した目的を達成するために、請求項1のヘッドランプの光軸制御装置は、車両に前方照射可能に搭載され、アクチュエータにより光軸を調整可能なヘッドランプと、車両の少なくとも前後方向の傾斜を検出する傾斜検出手段と、車両のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段と、車両の振動を検出する振動検出手段と、前記ドア開閉検出手段により車両のドアが開状態にあることが検出され且つ前記振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、前記傾斜検出手段からの傾斜情報に基づき前記ヘッドランプの光軸を適正に調整する光軸制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2のヘッドランプの光軸制御装置では、請求項1において、さらに、車両の移動を検出する移動検出手段を備え、前記光軸制御手段は、前記ドア開閉検出手段により車両のドアが閉状態にあることが検出されたときには、該移動検出手段により車両の移動が検出されず且つ前記振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、前記ヘッドランプの光軸を調整することを特徴とする。
請求項3のヘッドランプの光軸制御装置では、請求項2において、さらに、車両の定速走行状態を検出する定速走行検出手段を備え、前記光軸制御手段は、前記ドア開閉検出手段により車両のドアが閉状態にあることが検出され且つ前記移動検出手段により車両の移動が検出されたときには、該定速走行検出手段により車両の定速走行状態が検出され且つ前記振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、前記ヘッドランプの光軸を調整することを特徴とする。
請求項4のヘッドランプの光軸制御装置では、請求項3において、前記光軸制御手段は、規定回数の範囲内で前記ヘッドランプの光軸を調整することを特徴とする。
請求項1のヘッドランプの光軸制御装置によれば、ドア開閉検出手段により車両のドアが開状態にあることが検出され且つ振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、光軸制御手段によりヘッドランプの光軸を適正に調整するので、車両のドアが開状態にあるときには乗員が乗降中であって車両の傾斜が変化しヘッドランプの光軸が変化している状況と考えられるが、車両の振動幅が所定量未満になるほど車両が振動しなくなれば乗員の乗降が終了して車両姿勢が安定したとみなすことができ、このときヘッドランプの光軸を適正に調整することにより、ヘッドランプの光軸補正を車両の発進前の最小限必要なときにのみ適正に実施でき、ヘッドランプのアクチュエータの作動頻度を低く抑えて当該アクチュエータの耐久劣化を防止することができる。また、アクチュエータの作動頻度を低く抑えることで、アクチュエータを高い耐久性能を必要としない安価なもので構成することができる。
請求項2のヘッドランプの光軸制御装置によれば、ドア開閉検出手段により車両のドアが閉状態にあることが検出されたとき、移動検出手段により車両の移動が検出されず且つ振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、光軸制御手段によりヘッドランプの光軸を適正に調整するので、車両のドアが閉状態にあるときであっても未だ車両が移動していないような場合には、乗員の乗降がなく、このとき車両の振動幅が所定量未満になるほど車両が振動していなければ車両姿勢は安定しているとみなすことができ、ヘッドランプの光軸を適正に調整することにより、やはりヘッドランプの光軸補正を車両の発進前の最小限必要なときにのみ適正に実施できる。
従って、例えば、乗員が車両から降りることなくイグニションスイッチを一旦切って車両を停止した後、車両のドアを開けることなくそのままイグニションスイッチを入れた場合であっても、車両の発進前にヘッドランプの光軸を適正に調整することが可能である。
請求項3のヘッドランプの光軸制御装置によれば、ドア開閉検出手段により車両のドアが閉状態にあることが検出され且つ移動検出手段により車両の移動が検出されたとき、定速走行検出手段により車両の定速走行状態が検出され且つ振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、光軸制御手段によりヘッドランプの光軸を適正に調整するので、車両のドアが閉状態にあって車両が移動しているような場合であっても、車両が定速走行しており且つ車両の振動幅が所定量未満になるほど車両が振動していなければ車両姿勢は安定しているとみなすことができ、やはりヘッドランプの光軸補正を最小限必要なときにのみ適正に実施できる。
これにより、例えば、車両の発進前に実施したヘッドランプの光軸補正が路面の傾斜や縁石への乗り上げ等によって適正なものでなかったとしても、ヘッドランプの光軸を車両の走行中において調整し直すことが可能である。
請求項4のヘッドランプの光軸制御装置によれば、車両の走行中は、光軸制御手段により規定回数の範囲内でヘッドランプの光軸を調整するので、やはりヘッドランプの光軸補正を最小限必要なときにのみ適正に実施できる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図1を参照すると、車両に搭載された本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置の概略構成図が示されている。
同図に示すように、車両1には、前部に位置して左右一対のヘッドランプ10、10が設置されており、当該ヘッドランプ10にはそれぞれヘッドランプ10の照射方向、即ち光軸を適正な向きに調整するためのアクチュエータ12が設けられ、アクチュエータ12は電子コントロールユニット(ECU)20に接続されている。
なお、車両1は例えば4ドア車であって、乗員乗降用の一対のフロントドア2、2及び一対のリヤドア4、4を有している。
ここで、図2を参照すると、ヘッドランプ10の詳細図が示されており、当該ヘッドランプ10の構成について簡単に説明する。
ヘッドランプ10は、ソケットを介して電球16が取り付けられたリフレクタユニット15が外殻14の上部の支持部14aに回動自在に支持され、リフレクタユニット15の下側に上記アクチュエータ12が配設されて構成されている。
アクチュエータ12は、例えば電動ロッドシリンダであって、電圧に応じてロッド13が伸縮可能である。一方、リフレクタユニット15の下部には、下方に延びてブラケット18が設けられており、当該ブラケット18に上記アクチュエータ12のロッド13の先端が連結されている。
このようにアクチュエータ12とリフレクタユニット15とが構成されていることで、アクチュエータ12のロッド13が伸縮或いは出没作動すると、ブラケット18を介してリフレクタユニット15が支持部14a回りで揺動し、図中に矢印で示すように、ヘッドランプ10の光軸Xが上下に変化する。これにより、ECU20からの指令によりアクチュエータ12を作動させることによってヘッドランプ10の光軸を調整可能である。
ECU20は、車両駆動用のエンジン(図示せず)や本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置等の総合的な制御を行うための制御装置である。
ヘッドランプの光軸制御装置に関していえば、ECU20には、バッテリ(図示せず)が電源として接続されるとともに、その入力側には、ECU20を含め車両1の電装系統を起動させるためのイグニションスイッチ(IGN SW、図示せず)の他、前輪軸近傍及び後輪軸近傍にそれぞれ設けられて地面からの高さ位置を検出する車高センサ30、32、車両1の一対のフロントドア2、2及び一対のリヤドア4、4にそれぞれ設けられてドアの開閉を検出する一対のドアセンサ(ドア開閉検出手段)34、34及び一対のドアセンサ(ドア開閉検出手段)36、36、車両1の移動距離を検出する距離センサ(移動検出手段)38、エンジン回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ40、エンジンひいては車両1の加速操作を行うアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ(APS)42等の各種センサ類が接続されている。なお、上記各センサ類は公知のものであり、詳細については説明を省略する。
一方、ECU20の出力側には、上述の如くヘッドランプ10のアクチュエータ12の他、各種デバイス類が接続されている。
以下、このように構成された本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置の作動及び作用効果について説明する。
図3を参照すると、ECU20により実行される本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置の光軸制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており(光軸制御手段)、以下同フローチャートに沿い説明する。
ステップS10においてイグニションスイッチ(IGN SW)がオンであることが確認されると、光軸制御が開始される。
ステップS12では、距離センサ38により検出されてECU20内のメモリに積算され記憶されている移動距離データを一旦リセットする。
ステップS14では、エンジンが停止状態にあるか否かを判別する。具体的には、エンジン回転速度センサ40からの情報に基づき、エンジン回転速度Neが値0であることを検出する。判別結果が真(Yes)でエンジンが停止状態と判定された場合には、ステップS16に進む。
ステップS16では、車両1において車体が振動していないか否かを判別する。具体的には、車高センサ30、32からの情報に基づき、前輪軸近傍及び後輪軸近傍の地面からの高さ位置、即ち車高が変動し、その振動幅が所定量未満であるか否かを判別する(振動検出手段)。判別結果が偽(No)で、例えば車両1内で乗員が移動等しており、車体が振動していると判定された場合には、そのまま上記ステップS14に戻る。一方、判別結果が真(Yes)で車体が振動していないと判定された場合には、車両1は車両姿勢が安定しているとみなし、ステップS18に進み、ステップS18以降においてヘッドランプ10の光軸補正を実施する。
ヘッドランプ10の光軸補正においては、車高センサ30、32からの情報に基づき、これら車高センサ30、32により検出された車高Hf、Hrと車高センサ30、32の離間距離(例えば、ホイールベース)L(図1参照)とから車両1の前後方向の傾斜角(ピッチ角)を算出し(傾斜検出手段)、当該算出した傾斜角と予め設定した基準傾斜角との間に角度差が生じている場合に、その角度差に相当する分だけ光軸を補正するように図っている。
光軸補正を実施するに当たっては、先ずステップS18において、車高センサ30、32により検出された車高Hf、Hrをフィルタ処理(例えば、加重平均)し、車高Hf、Hrの平準化を図るようにする。
ステップS20では、当該フィルタ処理した車高Hf、Hrに基づき、上記車両1の前後方向の傾斜角を算出し、当該算出した傾斜角と予め設定した基準傾斜角との角度差に基づいて光軸を補正するための目標値を算出する。
詳しくは、支点間距離Dとアクチュエータ12のロッド13の伸縮量S(図2参照)とからは下記式(1)に基づき光軸Xの光軸補正角が求まり、上記車両1の前後方向の傾斜角の角度差は当該光軸補正角に対応していることから、式(1)において光軸補正角に車両1の前後方向の傾斜角の角度差を代入し、式(1)を逆算することでロッド13の伸縮量Sを目標値として算出する。
光軸補正角=tan−1(伸縮量S/支点間距離D) …(1)
そして、ステップS22において、ロッド13の伸縮量Sが当該目標値となるようアクチュエータ12を駆動させる。
即ち、エンジンが停止状態にあり且つ車体が振動していない場合には、車両1は停止中であって車両姿勢が安定しており、ヘッドランプ10の光軸補正を行うのに適した時期とみなすことができ、ヘッドランプ10の光軸補正を実施するようにする。
一方、上記ステップS14の判別結果が偽(No)でエンジンが停止状態になく作動中と判定された場合には、ステップS24に進む。
ステップS24では、車両1の全てのフロントドア2、リヤドア4が閉状態にあるか否かを判別する。判別結果が偽(No)で、フロントドア2及びリヤドア4のいずれか一つが開状態にあると判定された場合には、ステップS26に進み、改めて移動距離データをリセットした後、上記ステップS16以降に進み、上記同様にヘッドランプ10の光軸補正を行う。
即ち、フロントドア2及びリヤドア4のいずれか一つが開状態にある場合には、車両1は乗員が乗降中であって車両1の前後方向の傾斜角が変化しヘッドランプ10の光軸が変化している状況と考えられるところ、車体が振動しなくなれば、車両1は車両姿勢が安定し、ヘッドランプ10の光軸補正を行うのに適した時期とみなすことができ、ヘッドランプ10の光軸補正を実施するようにする。
一方、ステップS24の判別結果が真(Yes)で、全てのフロントドア2、リヤドア4が閉状態にあると判定された場合には、ステップS28に進む。
ステップS28では、距離センサ38からの情報に基づき車両1が移動していないか否かを判別する。判別結果が真(Yes)で車両1が移動していないと判定された場合には、ステップS30に進む。
ステップS30では、アクセルセンサ42からの情報に基づき、アクセルペダルが操作されておらずアクセルが閉状態であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)でアクセルが閉状態と判定された場合には、上記ステップS16以降に進み、ヘッドランプ10の光軸補正を行う。
即ち、フロントドア2及びリヤドア4の全てが閉状態にあり、車両1が移動していないような場合、例えば乗員が乗降せずに車両1を停止してエンジンを停止した後、車両1のドアを開けることなくそのままエンジンを始動した直後のような場合には、車体が振動していなければ、車両1は車両姿勢が安定しており、やはりヘッドランプ10の光軸補正を行うのに適した時期とみなすことができ、ヘッドランプ10の光軸補正を実施するようにする。
このように、本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置によれば、エンジンが停止しているときのみならず、フロントドア2及びリヤドア4のいずれか一つが開状態にあるとき、或いは全てのフロントドア2、リヤドア4が閉状態にある場合であっても車両1が移動していないとき、車体が振動していなければ、車両1は車両姿勢が安定しておりヘッドランプ10の光軸補正を行うのに適した時期にあるとみなしてヘッドランプ10の光軸補正を実施するようにしている。
従って、ヘッドランプ10の光軸補正を車両1の発進前の最小限必要なときに適正に実施するようにでき、ヘッドランプ10のアクチュエータ12の作動頻度を低く抑えて当該アクチュエータ12の耐久劣化を防止することができる。
また、アクチュエータ12の作動頻度を低く抑えることができることから、アクチュエータ12を高い耐久性能を必要としない電動ロッドシリンダ等の安価なもので構成することができる。
一方、このように、ヘッドランプ10の光軸補正は車両1の発進前の最小限必要なときに適正に実施されるのであるが、その光軸補正の際に例えば路面が傾斜していたり、車輪が縁石等に乗り上げていたりした場合には、既に実施したヘッドランプ10の光軸補正が適正なものでないこともあり得る。
そこで、上記ステップS28の判別結果が偽(No)で車両1が移動していると判定された場合であっても、ステップS32以降においてヘッドランプ10の光軸補正を再度補助的に実施するようにしており、以下引き続き説明する。
ステップS32では、車両1の移動中におけるヘッドランプ10の光軸補正の実施回数、即ちアクチュエータ12の駆動回数が規定駆動回数(例えば、1〜3回)内であるか否かを判別する。このようにヘッドランプ10の光軸補正の実施回数を制限するのは、上記の如く車両1の移動中におけるヘッドランプ10の光軸補正の実施が補助的なものであって最小限の実施に抑えるためである。判別結果が真(Yes)でアクチュエータ12の駆動回数が規定駆動回数内であると判定された場合には、ステップS34に進む。
ステップS34では、アクセルセンサ42からの情報に基づき、アクセルペダルが操作されてアクセルが開状態でありながらもエンジン回転速度Neが所定の低回転速度N1未満の範囲内であるか否かを判別する。つまり、ここでは車両1が急加速等することなく低速で定速走行しているか否かを判別する(定速走行検出手段)。判別結果が真(Yes)で車両1が定速走行により安定走行していると判定される場合にはステップS36に進む。ステップS36では、上記ステップS16と同様に車両1の車体が振動していないか否かを判別し、判別結果が真(Yes)の場合にはステップS38以降に進み、ヘッドランプ10の光軸補正を実施する。
ステップS38では、上記ステップS18と同様に、車高センサ30、32により検出された車高Hf、Hrをフィルタ処理(例えば、加重平均)する。なお、この場合には車両1は走行中であることから、フィルタ処理の度合い(例えば、フィルタリング係数)は通常は車両1が停止中の上記ステップS18の場合とは異なっている。
そして、ステップS40では、上記ステップS20と同様にして光軸を補正するための目標値を算出し、ステップS42では、上記ステップS22と同様にして当該目標値となるようアクチュエータ12を駆動させる。
即ち、フロントドア2及びリヤドア4の全てが閉状態にあって車両1が移動中であっても、車両1が安定走行している場合には、車両1は車両姿勢が安定しておりヘッドランプ10の光軸補正を行うのに適した時期にあるとみなし、アクチュエータ12の規定駆動回数内でヘッドランプ10の光軸補正を実施するようにしている。
従って、車両1の停止中において実施したヘッドランプ10の光軸補正が適正でない場合であっても、ヘッドランプ10の光軸補正を最小限必要なときに限定しながら再度実施して矯正することができる。
一方、ステップS32の判別結果が偽(No)でアクチュエータ12の駆動回数が規定駆動回数を超えていると判定された場合、ステップS34の判別結果が偽(No)で車両1が安定走行していないと判定された場合、ステップS36の判別結果が偽(No)で車体が振動していないと判定された場合には、そのまま上記ステップS14に戻る。
以上説明したように、本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置によれば、安価なアクチュエータ12を用いながら、ヘッドランプ10の光軸補正を最小限必要なときにのみ適正に実施することが可能となる。
以上で本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、エンジンが停止状態になく作動中と判定された場合に、車両1の全てのフロントドア2、リヤドア4が閉状態にあるか否かを判別するようにしているが(ステップS24)、エンジンが停止中か否かに拘わらず車両1の全てのフロントドア2、リヤドア4が閉状態にあるか否かを判別して光軸補正の実施可否を判断するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、全てのフロントドア2、リヤドア4が閉状態にあると判定された場合には、車両1が移動していないと判定され(ステップS28)且つアクセルが閉状態であるとき(ステップS30)にヘッドランプ10の光軸補正を実施するようにしているが、必要なければアクセルが閉状態であるか否かの判別は省略するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、車両1の移動中に光軸補正を行う場合、アクチュエータ12の駆動回数が規定駆動回数内であるか否かを判別するようにしているが、アクチュエータ12の作動頻度が低いことが予測できるような場合には、必ずしもアクチュエータ12の駆動回数を特に制限しなくてもよい。
また、上記実施形態では、車両1の前後方向において上下に光軸補正を実施する場合を説明したが、これに限られず、可能であれば上下左右に光軸補正を実施するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、車両1は例えば4ドア車であって、フロントドア2、リヤドア4にそれぞれドアセンサ34、36を有しているが、車両1は3ドア車や5ドア車等いずれであってもよく、ドア数に応じてドアセンサを増減すればよい。
車両に搭載された本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置の概略構成図である。 ヘッドランプの詳細図である。 本発明に係るヘッドランプの光軸制御装置の光軸制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
符号の説明
1 車両
2 フロントドア
4 リヤドア
10 ヘッドランプ
12 アクチュエータ
20 電子コントロールユニット(ECU)
30、32 車高センサ
34、36 ドアセンサ
38 距離センサ
40 エンジン回転速度センサ
42 アクセルセンサ(APS)

Claims (4)

  1. 車両に前方照射可能に搭載され、アクチュエータにより光軸を調整可能なヘッドランプと、
    車両の少なくとも前後方向の傾斜を検出する傾斜検出手段と、
    車両のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段と、
    車両の振動を検出する振動検出手段と、
    前記ドア開閉検出手段により車両のドアが開状態にあることが検出され且つ前記振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、前記傾斜検出手段からの傾斜情報に基づき前記ヘッドランプの光軸を適正に調整する光軸制御手段と、
    を備えたことを特徴とするヘッドランプの光軸制御装置。
  2. さらに、車両の移動を検出する移動検出手段を備え、
    前記光軸制御手段は、前記ドア開閉検出手段により車両のドアが閉状態にあることが検出されたときには、該移動検出手段により車両の移動が検出されず且つ前記振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、前記ヘッドランプの光軸を調整す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. さらに、車両の定速走行状態を検出する定速走行検出手段を備え、
    前記光軸制御手段は、前記ドア開閉検出手段により車両のドアが閉状態にあることが検出され且つ前記移動検出手段により車両の移動が検出されたときには、該定速走行検出手段により車両の定速走行状態が検出され且つ前記振動検出手段により車両の振動幅が所定量未満であることが検出されると、前記ヘッドランプの光軸を調整することを特徴とする、請求項2記載のヘッドランプの光軸制御装置。
  4. 前記光軸制御手段は、規定回数の範囲内で前記ヘッドランプの光軸を調整することを特徴とする、請求項3記載のヘッドランプの光軸制御装置。
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