JP2023049790A - 光軸調整装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両用前照灯周りの温度変化に起因する光軸のずれを算出して調整する。【解決手段】車両に搭載される前照灯ユニット１３の光軸を調整する光軸調整装置１１であって、前記車両のエンジン房内の温度を取得するエンジン温度取得部１１４と、前記温度に基づく前記光軸の変位量を算出する変位量算出部１１５と、前記変位量に基づいて前記前照灯ユニットの光軸を調整する光軸調整部１１６と、を備えた車両用前照灯の光軸調整装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に備えられる車両用前照灯の光軸を調整する光軸整装置に関する。
車両用前照灯は、その光軸が法規で定められた範囲内に位置するように調整される。車両用前照灯の光軸を調整する光軸調整装置として、例えば、車体の前後方向の角度が水平方向に対して傾斜した場合に、傾斜角度に応じて光軸を調整するオートレベリング装置が知られている（特許文献１）。
特開２００９－２３４４５６号公報
ところで、車両の走行中は、周囲の環境や車両の走行状況によって、車両用前照灯の周囲や内部の温度が変化し、温度変化に起因して光軸にずれが生じることがある。具体的には、温度変化によって、車両用前照灯の筐体に熱伸びが生じて車両用前照灯自体が車体に対してずれたり、車両用前照灯の筐体内部に収容された光源ユニットに熱伸びが生じて光源ユニットが筐体に対してずれたりする場合がある。このようなずれによって、車両用前照灯の光軸が所定の範囲内から逸脱してしまうことがある。
しかしながら、上述した特許文献１のオートレベリング装置では、温度変化による光軸のずれを調整することが想定されていない。
近年、車両用前照灯に用いられる光源（ＬＥＤ）の高精細化や、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）のような高機能の車両用前照灯の普及に伴い、より精度の高い光軸調整が望まれている。
本発明は、このような状況に対処することを課題としている。すなわち、車両用前照灯周りの温度変化に起因する光軸のずれを算出して補正すること、などを課題としている。
このような課題を解決するために、本発明に係る光軸調整装置は、以下の構成を具備する。
すなわち、本発明の一態様は、車両に搭載される前照灯ユニットの光軸を調整する光軸調整装置であって、前記車両のエンジン房内の温度を取得するエンジン温度取得部と、前記温度に基づく前記光軸の変位量を算出する変位量算出部と、前記変位量に基づいて前記前照灯ユニットの光軸を調整する光軸調整部と、を備えた車両用前照灯の光軸調整装置を提供する。
このような特徴を有する光軸調整装置によれば、車両用前照灯周りの温度変化に起因する光軸のずれを算出し、高精度に補正又は調整することができる。
本発明の実施形態に係る光軸調整装置を含む車両制御システムの概略構成を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る光軸調整装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る光軸調整装置によって光軸の調整が実施される車両用の前照灯ユニットの概略構成を示す説明図である。 図３のＡ－Ａ端面図である。 図３のＡ－Ａ端面図であり、前照灯ユニットを支持するブラケットの動きを示す説明図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る車両に搭載される光軸調整装置は、車両用制御システム１の一部として機能し、車両１００に設けられる。車両用制御システム１は、車両１００の走行に必要な種々の電子機器類、及び、これらの電子機器類を制御する複数の車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備えている。各電子機器及び各車載ＥＣＵ等は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ(Local Interconnect Network)等の車載ネットワーク３により相互に通信可能に接続されると共に、中継装置としてのセントラルゲートウェイ（ＣＧＷ）４に接続されて車両用制御システム１を構成する。
各車載ＥＣＵは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサや電気回路、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶素子を備えて構成することができる。また、車載ＥＣＵが実行する動作の一部又は全部を、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェアにより実現することもできる。
以下の説明において、本実施形態にかかる光軸調整装置（光軸調整ＥＣＵ１１）に直接関与しない電子機器等についての詳細な説明及び図示は省略する。
図１に示すように、車両用制御システム１は、車載ＥＣＵとして、光軸調整ＥＣＵ１１、エンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ３１及びステアリングＥＣＵ４１を含んで構成されている。各車載ＥＣＵは、各車載ＥＣＵの制御対象である電子機器に接続され、車載ネットワーク３から取得する情報（データ）に基づいて各々が接続された電子機器の動作を制御する。また、各車載ＥＣＵは、接続された電子機器の動作状態などの状態を示す情報を車載ネットワーク３へ出力する。
光軸調整ＥＣＵ１１は、車両の前方に設けられる前照灯ユニット１３及び前照灯ユニット１３を駆動する駆動部１２と接続され、前照灯ユニットの光軸を調整する光軸調整装置として機能する。光軸調整ＥＣＵ１１の詳細は後述する。
エンジンＥＣＵ２１はエンジンに、ブレーキＥＣＵ３１はブレーキに、ステアリングＥＣＵ４１はステアリングにそれぞれ接続されている。そして、エンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ３１、及びステアリングＥＣＵ４１は、車載ネットワーク３から取得した情報に基づいて車両の走行を制御する。
特に、エンジンＥＣＵ２１は、油温センサ２２及び冷却水水温センサ２３と接続されている。油温センサ２２は、走行中のエンジンの油温を検出しエンジン制御ＥＣＵ２１に出力する。冷却水水温センサ２３は、走行中のエンジン冷却水の水温を検出してエンジン制御ＥＣＵ２１に出力する。
この他、エンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ３１及びステアリングＥＣＵ４１は、それぞれに接続された電子機器から、当該電子機器の状態を示す状態情報（例えば、エンジンの回転数、トルク、アクセル開度、車両の走行速度及び走行時間、燃料消費量、フットブレーキの踏み込み量、サイドブレーキのオン／オフ、ステアリングの操舵角や操舵量等に関する情報）を取得し、取得した情報を車載ネットワーク３に出力する。
（光軸調整装置について）
以下、光軸調整装置としての光軸調整ＥＣＵ１１について説明する。光軸調整ＥＣＵ１１は、車載ネットワーク３を介して上述した各車載ＥＣＵから取得した情報を参照して駆動部１２を制御し、前照灯ユニット１３から照射される光の光軸を所定の範囲内に位置するように調整する。
図２に示すように、光軸調整ＥＣＵ１１は、光軸調整ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１、ＲＯＭ１１２、及びＲＡＭ１１３を備えている。
ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に格納されたプログラムに基づいて種々の処理を実行する。本実施形態では、ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に格納されたプログラムを例えばＲＡＭ１１３等のメモリに読み込んで実行することにより、図２に示すエンジン温度取得部１１４、変位量算出部１１５、及び、光軸調整部１１６として機能する。以下、エンジン温度取得部１１４、変位量算出部１１５、及び、光軸調整部１１６について説明する。
エンジン温度取得部１１４は、エンジン制御ＥＣＵ２１及び車載ネットワーク３を介して、油温センサ２２によって検出されたエンジンの油温度又は冷却水水温センサ２３によって検出されたエンジンの冷却水の水温を、エンジン房内の温度として取得する。
変位量算出部１１５は、エンジン温度取得部１１４によって取得されたエンジン房内の温度に基づいて前照灯ユニットの光軸の変位量（ずれ量）を算出する。例えば、変位量算出部１１５は、エンジン房内の温度に応じた変位量の算出に関する計算式又はエンジン房内の温度と変位量とが対応付けられたテーブルを、予めＲＯＭ１１２等に記憶させておき、これに基づいて算出する。計算式又はテーブルは、車両毎に予めシミュレーション等によって取得しておくことが好ましい。
光軸調整部１１６は、変位量算出部１１５によって算出された変位量に基づいて前照灯ユニットの光軸を調整する。具体的には、光軸調整部１１６は、前照灯ユニットの変位量に応じて、前照灯ユニット１３の調整量を定め、調整量を示す駆動信号を駆動部１２に出力する。
（前照灯ユニットについて）
続いて、光軸調整ＥＣＵ１１による光軸調整の対象である前照灯ユニット１３について図３から図５を用いて説明する。
前照灯ユニット１３は、通常、車両前方の左右に一対設けられるが、図３から図５には、代表例として一方のみを示す。図３から図５に示すように、前照灯ユニット１３は、例えば、図示しない光源、光源から出射した光が車両の前方に導光させるリフレクタ、光源から出射した光を所定範囲に配光させるためのレンズ等をハウジング内に収容して構成される。
前照灯ユニット１３は、ブラケット１４に固定され、ブラケット１４を介して車体８０に取り付けられる。ブラケット１４は、ブラケット１４の上部に設けられるボールジョイント１４１、左右調整用エイミングスクリュー１４２、及び、ブラケット１４の下部にリテーナ１４３を介して設けられる上下調整用エイミングスクリュー１４４によって車体８０に取り付けられる。
ボールジョイント１４１は、一端のボール部１４１Ａがブラケット１４の搖動中心（支点）となるようにブラケット１４に取り付けられ、他端のネジ部１４１Ｂが車体８０に取り付けられている。
上下調整用エイミングスクリュー１４４は、一端がリテーナ１４３を介してブラケット１４に取り付けられ、他端が車体８０側のレベリングユニット１４５の上下エイミング調整ギア１４６に取り付けられている。
このように前照灯ユニット１３は、上下調整用エイミングスクリュー１４４又はリテーナ１４３の車両前後方向の移動に伴ってボールジョイント１４１の一端のボール部１４１Ａを支点として車体８０に対してブラケット１４と共に上下に傾動可能に支持されている。
つまり、上下調整用エイミングスクリュー１４４を回転させることで、リテーナ１４３が車両の前後方向に移動し、リテーナ１４３の移動に伴ってブラケット１４の下部も車両前後方向に移動する。これにより、前照灯ユニット１３はボールジョイント１４１のボール部１４１Ａを中心として回転し、傾動する。
前照灯ユニット１３の光軸調整を行う場合には、作業者によって手動で行う、又は、光軸調整ＥＣＵ１１によって自動で行うことができる。
作業者による手動調整の場合、作業者が、上下調整用エイミングスクリュー１４４をドライバによって回転させると、上下調整用エイミングスクリュー１４４のネジ部分においてリテーナ１４３が車両前後方向に移動する。リテーナ１４３の移動に伴ってブラケット１４の下部も車両前後方向に移動する。これにより、ブラケット１４と共に前照灯ユニット１３がボールジョイント１４１のボール部１４１Ａを中心として回転し、傾動する。
光軸調整ＥＣＵ１１による自動調整の場合、レベリングユニット１４５に含まれる駆動部１２（例えば、モータ）を駆動して、上下エイミング調整ギア１４６と共に上下調整用エイミングスクリュー１４４を回転させる。駆動部１２が上下調整用エイミングスクリュー１４４を回転させることで、上下調整用エイミングスクリュー１４４が車両前後方向に移動し、これに伴ってリテーナ１４３も車両前後方向に移動する。これにより、ブラケット１４と共に前照灯ユニット１３がボールジョイント１４１のボール部１４１Ａを中心として回転し、傾動する。
本実施形態に係る光軸調整ＥＣＵ１１は、このように構成された前照灯ユニット１３に対して次のように光軸調整を行う。
前照灯ユニット１３は、車体８０のエンジン近傍に取り付けられているため、走行中のエンジン房内の温度変化の影響を受けて、熱伸び等を生じやすい。そこで、光軸調整ＥＣＵ１１では、エンジン温度取得部１１４により、油温センサ２２が検出したエンジンの油温又は冷却水水温センサ２３が検出したエンジンの冷却水の水温を、エンジン房内の温度として取得して、エンジン近傍の前照灯ユニット周囲の温度を推測する。
変位量算出部１１５は、取得したエンジン房内の温度に応じた光軸の変位量をＲＯＭ１１２に記憶された計算式等から算出する。光軸調整部１１６は、変位量算出部１１５によって算出された変位量に基づいて前照灯ユニット１３の調整量を演算し、調整量を示す駆動信号を駆動部１２に出力する。
駆動部１２は、光軸調整部１１６からの駆動信号に基づいて、上下調整用エイミングスクリュー１４４を回転させて、車体８０に対して前後方向に調整量の分だけ移動させる。上下調整用エイミングスクリュー１４４の移動に伴い、リテーナ１４３も変位量算出部１１５によって演算された調整量の分だけ車体８０の前後方向に移動し、ブラケット１４がボール部１４１Ａを中心として回転し、傾動する。これにより、ブラケットに支持された前照灯ユニット１３が、車体８０に対して上下に傾動し、変位量算出部１１５によって算出された光軸の変位量に応じて光軸の位置を調整することができる。
このように、本実施形態によれば、エンジン房内の温度変化に伴って生じた前照灯ユニット１３の光軸の変位（ずれ）を、エンジンの油温又はエンジンの冷却水の水温に基づいて算出（推測）するので、車両用前照灯周りの温度変化に起因する光軸のずれをリアルタイムで算出して調整することができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
１：車両用制御システム、３：車載ネットワーク、１１：光軸調整ＥＣＵ（光軸調整装置）、１２：駆動部、１３：前照灯ユニット、１４：ブラケット、２１：エンジンＥＣＵ、２２：油温センサ、２３：冷却水水温センサ、３１：ブレーキＥＣＵ、４１：ステアリングＥＣＵ、８０：車体、１００：車両、１１４：エンジン温度取得部、１１５：変位量算出部、１１６：光軸調整部、１４１：ボールジョイント、１４１Ａ：ボール部、１４１Ｂ：ネジ部、１４２：左右調整用エイミングスクリュー、１４３：リテーナ、１４４：上下調整用エイミングスクリュー、１４５：レベリングユニット
１４６：上下エイミング調整ギア

Claims (3)

  1. 車両に搭載される前照灯ユニットの光軸を調整する光軸調整装置であって、
    前記車両のエンジン房内の温度を取得するエンジン温度取得部と、
    前記温度に基づく前記光軸の変位量を算出する変位量算出部と、
    前記変位量に基づいて前記前照灯ユニットの光軸を調整する光軸調整部と、を備えた車両用前照灯の光軸調整装置。
  2. 前記エンジン温度取得部は、前記車両のエンジンの油温に基づいて前記エンジン房内の温度を取得する請求項１記載の光軸調整装置。
  3. 前記エンジン温度取得部は、前記車両のエンジンを冷却する冷却水の水温に基づいて前記エンジン房内の温度を取得する請求項１記載の光軸調整装置。
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