JP3782602B2 - 自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前後方向の傾斜（以下、ピッチ角という）に基づいてヘッドランプの光軸をピッチ角相当相殺する方向に自動的に傾動調整（以下、オートレベリングという）する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置に係り、特に、主として停止時の車両のピッチ角に基づいてヘッドランプの光軸を上下に自動調整するオートレベリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヘッドランプでは、例えば、光源を挿着したリフレクターがランプボディに対し水平傾動軸周りに傾動可能に支持されるとともに、アクチュエータによってリフレクター（ヘッドランプ）の光軸が水平傾動軸周りに傾動できる構造となっている。
【０００３】
そして、従来のオートレベリング装置としては、ピッチ角検出手段や車速センサーやこれらからの検出信号に 基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御部等を車両に設けて構成され、ヘッドランプ（リフレクター）の光軸が路面に対し常に一定の状態となるように調整するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のオートレベリング装置では、車両の走行、停車時を問わず、走行中の加減速による車両姿勢の変化や停車中の荷物の積み降ろしや乗員の乗り降り等による荷重変化に対し、リアルタイムでレベリングするように構成されている。このため、アクチュエータの作動回数が非常に多く、消費電力がかさむ上に、モータ，ギア等の駆動機構構成部品に多大な耐久性が求められ、コスト高の原因になっていた。
【０００５】
そこで、アクチュエータの駆動頻度を減らすことで、安価にして長期使用可能なオートレベリング装置の提供を目的として、停車中に一定のインターバルでアクチュエータの駆動を制御し、発進時には、停車中の最新のピッチ角データ（発進直前に検出されたピッチ角）データに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するというオートレベリング装置（特願平１０−２７４８５９号）が提案された。
【０００６】
しかし、提案された前記オートレベリング装置では、発進時のアクチュエータの駆動の制御が適切ではなく、適正なオートレベリングができないという問題が生じた。この点につき、図４を参照して説明する。
【０００７】
図４は、アクセルを踏み込んで後、車両が走行を開始して等速走行に至るまでの車速と車両姿勢の変化を示す図である。この図に示すように、アクセルを踏み込んで後、車両が実際に走行し始めるまでには所定時間（Ｔ）がかかる。即ち、車速は、アクセルを踏み込んで後、所定時間（Ｔ）後に上昇を始める。一方、車両姿勢は、アクセルを踏むと加速度が急激に作用するため、車両は一旦沈み込み、等速度になると元の姿勢に戻る。このため、車速センサーが車両の発進を検出した時（制御部が車速センサーの出力に基づいて車両の発進を検出した時）には、車両は沈み込んだ状態（前方上向き状態）となっており、このため、ピッチ角検出手段（車高センサー）は、この車両の前方上向き状態におけるピッチ角を検出し、この不適切なピッチ角に基づいて、光軸を下に向けるようにレベリングしてしまうのである。
【０００８】
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、アクチュエータの駆動頻度を減らすことで、安価にして長期の使用可能な自動車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であって、発進時の不適切なオートレベリングを改善することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するために、請求項１に係わ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、アクチュエータの駆動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し常に一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制御す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、前記記憶部には、最新のピッチ角データからその所定時間前のピッチ角データまでの複数のデータを記憶できるように構成され、前記制御手段は、車速センサの出力に基づいて停車中と発進時とを判別し、停車中には、一定のインターバルタイム経過か否かを判別し、経過している場合は最新のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御し、発進時には、発進直前のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置であって、前記発進時のアクチュエータの駆動制御に使用する発進直前のピッチ角データとして、アクセルを踏み込む以前のピッチ角データを用いるように構成したものである。
車両停車中におけるピッチ角データの方が、検出時の外乱要因が少ない分、車両走行時のピッチ角データよりも正確であり、この正確なピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御するので、それだけ正確なオートレベリングが可能になる。
また、停車中におけるアクチュエータの駆動の制御は、一定時間毎に限られるので、それだけアクチュエータの作動頻度が少なく、消費電力が節約され、駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
また、車速センサによって車両の発進が検出されると、停車中における発進直前の正確なピッチ角データに基づいてアクチュエータが駆動し、適正なオートレベリングが行われる。
即ち、この点につき、図４を参照して詳しく説明する。アクセルを踏み込んでから車速センサーが車両の発進を検出するまでの時間Ｔ内に検出されたピッチ角データは、車両の沈み込みがあるため必ずしも適正ではない。そこで、この間Ｔより以前に検出された停車中のピッチ角データ（図４の符号Ａで示す時間内に検出されたピッチ角データ）を用いることで、車両の発進直前の停車中における最新のピッチ角データに基づくオートレベリングが行われて、車両の発進後の不適切なオートレベリングを回避できる。
請求項２においては、請求項１に記載の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、前記アクセルを踏み込む以前のピッチ角データとして、車速センサーによる車両の発進検出時より所定時間前の停車中のピッチ角データを用いるようにしたものである。また、前記アクセルを踏み込む以前のピッチ角データとしては、車速センサーによる車両の発進検出時前１〜３秒の範囲内で設定された所定時間前の、停車中のピッチ角データを用いることが望ましい。
アクセルを踏み込んで後、実際に車両が発進するまでには、車両によって多少の差はあるものの１〜３秒かかる。このため、この範囲（１〜３秒）内で設定された所定時間前の停車中のピッチ角データを使用することで、確実に車両停車中のほぼ最新のピッチ角データを使用できる。
請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の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、前記記憶部に最新のピッチ角データが入力される度に、記憶されている古いデータから順に新しいものに置き換えられてデータが更新されるように構成したものである。
このように構成することで、常に所定時間前のピッチ角データを取り出すことができるし、記憶部の容量を格別大きくする必要もない。
請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の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、前記アクチュエータの駆動の制御を、点灯を条件として行うようにしたものである。
ヘッドランプが点灯されない限りアクチュエータが駆動しないので、それだけアクチュエータの作動回数が少なく、消費電力が節約され、駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
請求項６においては、請求項１〜５のいずれかに記載の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、前記アクチュエータの駆動インターバルを、１回のレベリングに必要なアクチュエータの最大駆動時間より長くなるように構成したものである。
先の制御と次の制御間のインターバルがアクチュエータの最大駆動時間よりも短いと、アクチュエータは、目標値に達する前に次の動作に移ることとなって、アクチュエータの駆動頻度が多く、アクチュエータの寿命が低下するおそれがあるが、請求項６のように構成することで、先の制御によりアクチュエータが確実に目標値に達した後に、次の制御によりアクチュエータが駆動し、アクチュエータの駆動頻度がそれだけ少なく、アクチュエータの寿命の低下が抑制される。
また、アクチュエータの駆動のインターバルを大きくすることで、先の制御後、次の制御に至るまでのインターバル内におけるピッチ角の変化をアクチュエータの駆動を伴うことなく省略できるので、即ち、インターバル間の動作がすべて次の制御におけるアクチュエータの駆動に集約され、それだけアクチュエータの駆動頻度が少なくなる。
また、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データは、アクチュエータの駆動インターバル期間中においても、常に制御部に取り込まれて制御量として演算処理されており、制御部に取り込まれたすべてのピッチ角データを制御データとして利用することで、それだけ多くのピッチ角を制御データとして利用でき、車両の正確な姿勢（ピッチ角）の検出に伴う適正なレベリングが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３は、本発明の一実施例を示すもので、図１は、本発明の第１の実施例である自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置の全体構成図、図２は、同装置の制御部であるＣＰＵによるフローチャートを示す図、図３は記憶部の構成を示す図である。
【００１２】
図１における符号１は、自動車用ヘッドランプで、ランプボディ２の前面開口部には、前面レンズ４が組付けられて灯室Ｓが画成されている。灯室Ｓ内には、光源であるバルブ６を挿着した放物面形状のリフレクター５が、水平傾動軸（図１における紙面と垂直な軸）７周りに傾動するように支持されるとともに、アクチュエータであるモータ１０によって傾動調整できるように構成されている。
【００１３】
そして、ヘッドランプ１のオートレベリング装置は、ヘッドランプ１の光軸Ｌを上下方向に傾動調整するアクチュエータであるモータ１０と、ヘッドランプ１の点灯スイッチ１１と、車両の速度を検出する車速検出手段である車速センサー１２と、車両のピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー１４と、ヘッドランプの点灯と消灯を判別し、車速センサー１２からの信号に基づいて車両の走行・停車状態を判別し、車高センサー１４からの信号に基づいて車両のピッチ角を演算するとともに、このピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動させるための制御信号をモータドライバ１８に出力する制御部であるＣＰＵ１６と、車高センサー１４で検出され、ＣＰＵ１６で演算された車両のピッチ角データを記憶する記憶部２０と、モータ１０の駆動するタイミングを設定するためのインターバルタイマ２２と、車両の停車時間を検出する停車時間検出タイマー２４とから構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ１６では、車速センサー１２からの信号が入力すると、この入力信号に基づいて車両が停車中か、発進時か、あるいは走行継続時かを判別し、停車中と発進時に限り、所定のピッチ角データに基づいてアクチュエータ１０の駆動を制御する。
【００１５】
また、ＣＰＵ１６では、車高センサー１４からの信号が入力すると、サスペンションの変位量に相当するこの信号から、車両の前後方向の傾斜（ピッチ角）を演算する。なお、車両のピッチ角は、車高センサーが前輪および後輪の双方に設けられている２センサー方式の場合には、前後の車高の変位量と車高のホイールベース間距離から求まり、前輪または後輪の一方にのみ設けられている１センサー方式の場合には、車高の変化量から推測できる。そして、ＣＰＵ１６は、検出されたこのピッチ角を打ち消す方向に、光軸Ｌを所定量傾動させるべくモータドライバ１８に出力する。
【００１６】
また、記憶部２０は、車速センサ１２で検出され、ＣＰＵ１６で演算されたピッチ角データを記憶する部分であるが、図３に示されるように、例えば１秒間隔で、最新のピッチ角データθ3から所定時間前のピッチ角データθ1までの複数（例えば３個）のデータθ1，θ2，θ3を格納できる第１〜第３の格納部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。そして、ＣＰＵ１６を介して記憶部２０に最新のピッチ角データθ4が入力されると、第３の格納部２０ｃに格納されていたデータθ1は消去され、第２の格納部２０ｂに格納されていたデータθ2は第３の格納部２０ｃにシフトして格納され、第１の格納部２０ａに格納されていたデータθ3は第２の格納部２０ｂにシフトして格納され、空になった第１の格納部２０ａに新たなデータθ4が格納されるという具合に、格納部２０ａ，２０ｂ，２０ｃでは、データが古いものから順に新しいものに書き換えられるようになっている。
【００１７】
そして、ＣＰＵ１６は、停車中においては、記憶部２０に記憶されている最新のピッチ角データ（第１の格納部２０ａに格納されているデータ）に基づいて、アクチュエータの駆動を制御し、発進時には、記憶部２０の第３の格納部２０ｃに格納されているピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御するように構成されている。
【００１８】
また、ＣＰＵ１６は、点灯スイッチ１１がＯＮかＯＦＦかを判別し、点灯スイッチ１１がＯＮされている場合に限り、モータ１０を駆動するべくモタドライバ１８に出力する。
【００１９】
また、ＣＰＵ１６は、インターバルタイマ２２において設定されている所定のインターバルタイムを経過している場合に限り、モータ１０を駆動するべくモタドライバ１８に出力する。
【００２０】
即ち、ヘッドランプ１の光軸の傾動可能範囲は定まっており、したがって一回のレベリングに必要なモータ１０の最大駆動時間も決まっている。そして、モータ駆動のインターバル（タイム）が一回のレベリングに必要なモータ１０の最大駆動時間よりも短いと、人の乗り降りに伴う車両姿勢（ピッチ角）の変化に逐次追従してモータ１０が頻繁に駆動することとなって、光軸Ｌ（モータ１０）が目標位置まで到達することなく正転、逆転、停止を繰り返すこととなり、寿命の低下につながり、好ましいことではない。
【００２１】
そこで、モータ駆動のインターバルを、一回のレベリングに必要なモータ１０の最大駆動時間よりも長い時間（例えば１０秒）に設定することで、レベリング動作中（モータの駆動中）に光軸の目標位置が変わらないようになっている。
【００２２】
また、ＣＰＵ１６には、停車時間検出タイマ２４が接続されており、停車中、所定時間（例えば５分以上）にわたって車速センサ１２からＣＰＵ１６に信号が入力されない場合には、これを停車時間検出タイマ２４によって測定し、モータ１０の駆動制御を中止し、モータ１０の無意味な駆動を回避する。そして、このモータの駆動制御中止状態中に車速センサ１２からＣＰＵ１６に信号が入力された場合には、速やかにモータ１０の駆動制御を再開するようになっている。
【００２３】
次に、制御部であるＣＰＵ１６によるモータ１０の駆動の制御を、図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００２４】
まず、ステップ４００において、車高センサ１４からの信号に 基づいて、ＣＰＵ１６により車両のピッチ角が演算される。さらに、ステップ４０２において、ヘッドランプが点灯しているか否かが判別され、ＮＯの場合（消灯時）には、ステップ４００に戻り、 ＹＥＳの場合（点灯時）は、ステップ４０４に移行し、停車中か走行中かが判別される。
【００２５】
ステップ４０４において、ＹＥＳ（停車中）の場合は、ステップ４０６に移行し、 ステップ４００で検出されたピッチ角データ（停車時のピッチ角データ）を記憶部２０に記憶させる。記憶部２０では、すでにピッチ角データが記憶されている場合は、その記憶されているデータを古いものから順に新しいものに置き換えて格納するとともに、最新のピッチ角データを格納し、ステップ４０８に移行する。ステップ４０８では、インターバルタイマ２２をカウントし、ステップ４１０において、インターバルタイム（１０秒）経過か否か判別される。ＮＯの場合（１０秒経過していない場合）には、ステップ４００に戻る。一方、ステップ４１０において、ＹＥＳの場合（１０秒を経過している場合）には、ステップ４１２において、インターバルタイマ２２をリセットし、ステップ４１４に移行する。
【００２６】
ステップ４１４では、停車時間検出タイマ２４をカウントし、ステップ４１６において、停車時間が所定時間（例えば５分）を経過しているか否かが判別される。 そして、ＮＯの場合（５分経過していない場合）は、ステップ４１８に移行し、記憶部２０に記憶されている最新のピッチ角データを呼び出す。そして、ステップ４２０に移行し、この呼び出したピッチ角データ（最新の停車時のピッチ角データ）に基づいて、モータ１０を制御させるべくモータドライバ１８に出力し、ステップ４００に戻る。一方、ステップ４１６において、ＹＥＳの場合（５分経過している場合）には、モータ１０の駆動を制御することなく、ステップ４００に戻る。
【００２７】
また、ステップ４０４において、ＮＯ（走行）と判断された場合は、ステップ４３０に移行し、車両が停車から発進状態に移行したか、それとも走行継続中であるかが判断される。即ち、ステップ４３０では車速センサ１２からの出力によって、このルーチンの下で車両が停車から走行に移行したか否かが判別される。そして、ＹＥＳ（停車から走行に移行した場合、即ち、車両が発進した場合）には、ステップ４３２に移行する。このステップ４３２では、停車時間検出タイマ２４により停車時間が１０秒未満か否かが判別され、停車時間が１０秒未満の場合は、ステップ４３４に移行する。このステップ４３４では、記憶部に記憶されている、車両の発進検出時の２〜３秒前の停車時のピッチ角データ（記憶部２０の第３の格納部３０ｃに格納されているピッチ角データ）を呼び出す。そして、ステップ４２０において、この発進時の２〜３秒前のピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動させるべくモータドライバ１８に出力し、ステップ４００に戻る。モータ１０は、アクセルを踏み込む前の停車中における安定した状態下で検出されたピッチ角データ相当だけ駆動されることで、レベリングされる。
【００２８】
一方、ステップ４３０において、ＮＯの場合（停車から走行に移行していない場合、即ち走行継続中の場合）には、モータ１０を駆動させることなく、ステップ４００に戻る。
【００２９】
また、ステップ４３２において、停車時間が１０秒を越えている場合には、アクチュエータのインターバルタイム（１０秒）を越えた状態であって、必ずステップ４２０においてすでにレベリング済みであるため、再度レベリングすることなく、ステップ４００に戻る。即ち、ステップ４３２における１０秒は、アクチュエータのインターバルタイム（１０秒）と同じ時間である。停車後１０秒経過している場合には、ステップ４２０において必ず停車時のピッチ角データに基づいたレベリング（光軸補正）がされていることから、停車時においてレベリングされていないおそれのある場合（停車後１０秒経過していない場合）にのみ、ステップ４３４において、停車時の最適なピッチ角データに基づいてレベリングし、アクチュエータの作動回数を減らすようになっている。
【００３０】
また、前記実施例において、アクチュエータのインターバル（タイム）が１０秒として説明されているが、１０秒に限られるものではなく、アクチュエータの最大駆動時間に対して任意に設定すればよい。
【００３１】
また、前記実施例では、ステップ４３２において、停車後１０秒未満に限り、ステップ４２０においてレベリングするようになっているが、ステップ４３２を設けることなく、ステップ４３０の次にステップ４３４に直接移行するようにしてもよい。
【００３２】
また、前記実施例では、車体に固定されるランプボディ２に対しリフレクター５が傾動可能に設けられているリフレクター可動型のヘッドランプにおけるオートレベリングについて説明したが、車体に固定されるランプハウジングに対しランプボディ・リフレクターユニットが傾動可能に設けられているユニット可動型のヘッドランプにおけるオートレベリングについても同様に適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る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、オートレベリングによるアクチュエータの駆動は、停車中一定時間毎に限られるので、アクチュエータの作動回数は少なく、消費電力も節約され、駆動機構構成部材の摩耗も少ないことから、安価にして的確に作動するオートレベリング装置が提供される。
また、発進時には、停車中における発進直前の正確なピッチ角データに基づいてアクチュエータが駆動するので、発進時にも適正なオートレベリングが行われる。
請求項２，３によれば、停車中のみならず、車両の発進時にも、確実に車両停車中の最新のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を抑制できるので、停車中と発進の際の適格なオートレベリングが可能となる。
請求項４によれば、常に所定時間前のピッチ角データを取り出すことができ、しかも、記憶部の容量を格別大きくする必要もないので、オートレベリング装置の構成が簡潔かつ安価となる。
請求項５によれば、ヘッドランプが点灯されない限りアクチュエータが駆動しないので、それだけアクチュエータの作動回数が少なく、消費電力が節約され、駆動機構構成部材の摩耗が少ないことから、さらに安価にして的確に作動するオートレベリング装置が提供される。
請求項６によれば、アクチュエータの駆動頻度が低いので、長期にわたり的確に作動するオートレベリング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置の全体構成図
【図２】同装置の制御部であるＣＰＵのフローチャートを示す図
【図３】記憶部の構成を示す図
【図４】アクセルを踏みこんだ後、車両が走行を開始して等速走行に至るまでの車速と車高センサー出力（車両姿勢）の変化を示す図
【符号の説明】
１ ヘッドランプ
Ｌ ヘッドランプの光軸
Ｓ 灯室
２ ランプボディ
４ 前面レンズ
５ リフレクター
６ 光源であるバルブ
１０ アクチュエータである駆動モータ
１１ 点灯スイッチ
１２ 車速検出手段である車速センサー
１４ ピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー
１６ 制御部であるＣＰＵ
２０ 記憶部
２０ａ 第１の格納部
２０ｂ 第２の格納部
２０ｃ 第３の格納部
２２ インターバルタイマ
２４ 停車時間検出タイマ
θ1〜θ4 ピッチ角データ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前後方向の傾斜（以下、ピッチ角という）に基づいてヘッドランプの光軸をピッチ角相当相殺する方向に自動的に傾動調整（以下、オートレベリングという）する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置に係り、特に、主として停止時の車両のピッチ角に基づいてヘッドランプの光軸を上下に自動調整するオートレベリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヘッドランプでは、例えば、光源を挿着したリフレクターがランプボディに対し水平傾動軸周りに傾動可能に支持されるとともに、アクチュエータによってリフレクター（ヘッドランプ）の光軸が水平傾動軸周りに傾動できる構造となっている。
【０００３】
そして、従来のオートレベリング装置としては、ピッチ角検出手段や車速センサーやこれらからの検出信号に 基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御部等を車両に設けて構成され、ヘッドランプ（リフレクター）の光軸が路面に対し常に一定の状態となるように調整するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のオートレベリング装置では、車両の走行、停車時を問わず、走行中の加減速による車両姿勢の変化や停車中の荷物の積み降ろしや乗員の乗り降り等による荷重変化に対し、リアルタイムでレベリングするように構成されている。このため、アクチュエータの作動回数が非常に多く、消費電力がかさむ上に、モータ，ギア等の駆動機構構成部品に多大な耐久性が求められ、コスト高の原因になっていた。
【０００５】
そこで、アクチュエータの駆動頻度を減らすことで、安価にして長期使用可能なオートレベリング装置の提供を目的として、停車中に一定のインターバルでアクチュエータの駆動を制御し、発進時には、停車中の最新のピッチ角データ（発進直前に検出されたピッチ角）データに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するというオートレベリング装置（特願平１０−２７４８５９号）が提案された。
【０００６】
しかし、提案された前記オートレベリング装置では、発進時のアクチュエータの駆動の制御が適切ではなく、適正なオートレベリングができないという問題が生じた。この点につき、図４を参照して説明する。
【０００７】
図４は、アクセルを踏み込んで後、車両が走行を開始して等速走行に至るまでの車速と車両姿勢の変化を示す図である。この図に示すように、アクセルを踏み込んで後、車両が実際に走行し始めるまでには所定時間（Ｔ）がかかる。即ち、車速は、アクセルを踏み込んで後、所定時間（Ｔ）後に上昇を始める。一方、車両姿勢は、アクセルを踏むと加速度が急激に作用するため、車両は一旦沈み込み、等速度になると元の姿勢に戻る。このため、車速センサーが車両の発進を検出した時（制御部が車速センサーの出力に基づいて車両の発進を検出した時）には、車両は沈み込んだ状態（前方上向き状態）となっており、このため、ピッチ角検出手段（車高センサー）は、この車両の前方上向き状態におけるピッチ角を検出し、この不適切なピッチ角に基づいて、光軸を下に向けるようにレベリングしてしまうのである。
【０００８】
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、アクチュエータの駆動頻度を減らすことで、安価にして長期の使用可能な自動車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であって、発進時の不適切なオートレベリングを改善することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するために、請求項１に係わ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、アクチュエータの駆動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し常に一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制御す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、前記記憶部には、最新のピッチ角データからその所定時間前のピッチ角データまでの複数のデータを記憶できるように構成され、前記制御手段は、車速センサの出力に基づいて停車中と発進時とを判別し、停車中には、一定のインターバルタイム経過か否かを判別し、経過している場合は最新のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御し、発進時には、発進直前のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置であって、前記発進時のアクチュエータの駆動制御に使用する発進直前のピッチ角データとして、アクセルを踏み込む以前のピッチ角データを用いるように構成したものである。
車両停車中におけるピッチ角データの方が、検出時の外乱要因が少ない分、車両走行時のピッチ角データよりも正確であり、この正確なピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御するので、それだけ正確なオートレベリングが可能になる。
また、停車中におけるアクチュエータの駆動の制御は、一定時間毎に限られるので、それだけアクチュエータの作動頻度が少なく、消費電力が節約され、駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
また、車速センサによって車両の発進が検出されると、停車中における発進直前の正確なピッチ角データに基づいてアクチュエータが駆動し、適正なオートレベリングが行われる。
即ち、この点につき、図４を参照して詳しく説明する。アクセルを踏み込んでから車速センサーが車両の発進を検出するまでの時間Ｔ内に検出されたピッチ角データは、車両の沈み込みがあるため必ずしも適正ではない。そこで、この間Ｔより以前に検出された停車中のピッチ角データ（図４の符号Ａで示す時間内に検出されたピッチ角データ）を用いることで、車両の発進直前の停車中における最新のピッチ角データに基づくオートレベリングが行われて、車両の発進後の不適切なオートレベリングを回避できる。
請求項２においては、請求項１に記載の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、前記アクセルを踏み込む以前のピッチ角データとして、車速センサーによる車両の発進検出時より所定時間前の停車中のピッチ角データを用いるようにしたものである。また、前記アクセルを踏み込む以前のピッチ角データとしては、車速センサーによる車両の発進検出時前１〜３秒の範囲内で設定された所定時間前の、停車中のピッチ角データを用いることが望ましい。
アクセルを踏み込んで後、実際に車両が発進するまでには、車両によって多少の差はあるものの１〜３秒かかる。このため、この範囲（１〜３秒）内で設定された所定時間前の停車中のピッチ角データを使用することで、確実に車両停車中のほぼ最新のピッチ角データを使用できる。
請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の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、前記記憶部に最新のピッチ角データが入力される度に、記憶されている古いデータから順に新しいものに置き換えられてデータが更新されるように構成したものである。
このように構成することで、常に所定時間前のピッチ角データを取り出すことができるし、記憶部の容量を格別大きくする必要もない。
請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の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、前記アクチュエータの駆動の制御を、点灯を条件として行うようにしたものである。
ヘッドランプが点灯されない限りアクチュエータが駆動しないので、それだけアクチュエータの作動回数が少なく、消費電力が節約され、駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
請求項６においては、請求項１〜５のいずれかに記載の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、前記アクチュエータの駆動インターバルを、１回のレベリングに必要なアクチュエータの最大駆動時間より長くなるように構成したものである。
先の制御と次の制御間のインターバルがアクチュエータの最大駆動時間よりも短いと、アクチュエータは、目標値に達する前に次の動作に移ることとなって、アクチュエータの駆動頻度が多く、アクチュエータの寿命が低下するおそれがあるが、請求項６のように構成することで、先の制御によりアクチュエータが確実に目標値に達した後に、次の制御によりアクチュエータが駆動し、アクチュエータの駆動頻度がそれだけ少なく、アクチュエータの寿命の低下が抑制される。
また、アクチュエータの駆動のインターバルを大きくすることで、先の制御後、次の制御に至るまでのインターバル内におけるピッチ角の変化をアクチュエータの駆動を伴うことなく省略できるので、即ち、インターバル間の動作がすべて次の制御におけるアクチュエータの駆動に集約され、それだけアクチュエータの駆動頻度が少なくなる。
また、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データは、アクチュエータの駆動インターバル期間中においても、常に制御部に取り込まれて制御量として演算処理されており、制御部に取り込まれたすべてのピッチ角データを制御データとして利用することで、それだけ多くのピッチ角を制御データとして利用でき、車両の正確な姿勢（ピッチ角）の検出に伴う適正なレベリングが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３は、本発明の一実施例を示すもので、図１は、本発明の第１の実施例である自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置の全体構成図、図２は、同装置の制御部であるＣＰＵによるフローチャートを示す図、図３は記憶部の構成を示す図である。
【００１２】
図１における符号１は、自動車用ヘッドランプで、ランプボディ２の前面開口部には、前面レンズ４が組付けられて灯室Ｓが画成されている。灯室Ｓ内には、光源であるバルブ６を挿着した放物面形状のリフレクター５が、水平傾動軸（図１における紙面と垂直な軸）７周りに傾動するように支持されるとともに、アクチュエータであるモータ１０によって傾動調整できるように構成されている。
【００１３】
そして、ヘッドランプ１のオートレベリング装置は、ヘッドランプ１の光軸Ｌを上下方向に傾動調整するアクチュエータであるモータ１０と、ヘッドランプ１の点灯スイッチ１１と、車両の速度を検出する車速検出手段である車速センサー１２と、車両のピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー１４と、ヘッドランプの点灯と消灯を判別し、車速センサー１２からの信号に基づいて車両の走行・停車状態を判別し、車高センサー１４からの信号に基づいて車両のピッチ角を演算するとともに、このピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動させるための制御信号をモータドライバ１８に出力する制御部であるＣＰＵ１６と、車高センサー１４で検出され、ＣＰＵ１６で演算された車両のピッチ角データを記憶する記憶部２０と、モータ１０の駆動するタイミングを設定するためのインターバルタイマ２２と、車両の停車時間を検出する停車時間検出タイマー２４とから構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ１６では、車速センサー１２からの信号が入力すると、この入力信号に基づいて車両が停車中か、発進時か、あるいは走行継続時かを判別し、停車中と発進時に限り、所定のピッチ角データに基づいてアクチュエータ１０の駆動を制御する。
【００１５】
また、ＣＰＵ１６では、車高センサー１４からの信号が入力すると、サスペンションの変位量に相当するこの信号から、車両の前後方向の傾斜（ピッチ角）を演算する。なお、車両のピッチ角は、車高センサーが前輪および後輪の双方に設けられている２センサー方式の場合には、前後の車高の変位量と車高のホイールベース間距離から求まり、前輪または後輪の一方にのみ設けられている１センサー方式の場合には、車高の変化量から推測できる。そして、ＣＰＵ１６は、検出されたこのピッチ角を打ち消す方向に、光軸Ｌを所定量傾動させるべくモータドライバ１８に出力する。
【００１６】
また、記憶部２０は、車速センサ１２で検出され、ＣＰＵ１６で演算されたピッチ角データを記憶する部分であるが、図３に示されるように、例えば１秒間隔で、最新のピッチ角データθ3から所定時間前のピッチ角データθ1までの複数（例えば３個）のデータθ1，θ2，θ3を格納できる第１〜第３の格納部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備えている。そして、ＣＰＵ１６を介して記憶部２０に最新のピッチ角データθ4が入力されると、第３の格納部２０ｃに格納されていたデータθ1は消去され、第２の格納部２０ｂに格納されていたデータθ2は第３の格納部２０ｃにシフトして格納され、第１の格納部２０ａに格納されていたデータθ3は第２の格納部２０ｂにシフトして格納され、空になった第１の格納部２０ａに新たなデータθ4が格納されるという具合に、格納部２０ａ，２０ｂ，２０ｃでは、データが古いものから順に新しいものに書き換えられるようになっている。
【００１７】
そして、ＣＰＵ１６は、停車中においては、記憶部２０に記憶されている最新のピッチ角データ（第１の格納部２０ａに格納されているデータ）に基づいて、アクチュエータの駆動を制御し、発進時には、記憶部２０の第３の格納部２０ｃに格納されているピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御するように構成されている。
【００１８】
また、ＣＰＵ１６は、点灯スイッチ１１がＯＮかＯＦＦかを判別し、点灯スイッチ１１がＯＮされている場合に限り、モータ１０を駆動するべくモタドライバ１８に出力する。
【００１９】
また、ＣＰＵ１６は、インターバルタイマ２２において設定されている所定のインターバルタイムを経過している場合に限り、モータ１０を駆動するべくモタドライバ１８に出力する。
【００２０】
即ち、ヘッドランプ１の光軸の傾動可能範囲は定まっており、したがって一回のレベリングに必要なモータ１０の最大駆動時間も決まっている。そして、モータ駆動のインターバル（タイム）が一回のレベリングに必要なモータ１０の最大駆動時間よりも短いと、人の乗り降りに伴う車両姿勢（ピッチ角）の変化に逐次追従してモータ１０が頻繁に駆動することとなって、光軸Ｌ（モータ１０）が目標位置まで到達することなく正転、逆転、停止を繰り返すこととなり、寿命の低下につながり、好ましいことではない。
【００２１】
そこで、モータ駆動のインターバルを、一回のレベリングに必要なモータ１０の最大駆動時間よりも長い時間（例えば１０秒）に設定することで、レベリング動作中（モータの駆動中）に光軸の目標位置が変わらないようになっている。
【００２２】
また、ＣＰＵ１６には、停車時間検出タイマ２４が接続されており、停車中、所定時間（例えば５分以上）にわたって車速センサ１２からＣＰＵ１６に信号が入力されない場合には、これを停車時間検出タイマ２４によって測定し、モータ１０の駆動制御を中止し、モータ１０の無意味な駆動を回避する。そして、このモータの駆動制御中止状態中に車速センサ１２からＣＰＵ１６に信号が入力された場合には、速やかにモータ１０の駆動制御を再開するようになっている。
【００２３】
次に、制御部であるＣＰＵ１６によるモータ１０の駆動の制御を、図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００２４】
まず、ステップ４００において、車高センサ１４からの信号に 基づいて、ＣＰＵ１６により車両のピッチ角が演算される。さらに、ステップ４０２において、ヘッドランプが点灯しているか否かが判別され、ＮＯの場合（消灯時）には、ステップ４００に戻り、 ＹＥＳの場合（点灯時）は、ステップ４０４に移行し、停車中か走行中かが判別される。
【００２５】
ステップ４０４において、ＹＥＳ（停車中）の場合は、ステップ４０６に移行し、 ステップ４００で検出されたピッチ角データ（停車時のピッチ角データ）を記憶部２０に記憶させる。記憶部２０では、すでにピッチ角データが記憶されている場合は、その記憶されているデータを古いものから順に新しいものに置き換えて格納するとともに、最新のピッチ角データを格納し、ステップ４０８に移行する。ステップ４０８では、インターバルタイマ２２をカウントし、ステップ４１０において、インターバルタイム（１０秒）経過か否か判別される。ＮＯの場合（１０秒経過していない場合）には、ステップ４００に戻る。一方、ステップ４１０において、ＹＥＳの場合（１０秒を経過している場合）には、ステップ４１２において、インターバルタイマ２２をリセットし、ステップ４１４に移行する。
【００２６】
ステップ４１４では、停車時間検出タイマ２４をカウントし、ステップ４１６において、停車時間が所定時間（例えば５分）を経過しているか否かが判別される。 そして、ＮＯの場合（５分経過していない場合）は、ステップ４１８に移行し、記憶部２０に記憶されている最新のピッチ角データを呼び出す。そして、ステップ４２０に移行し、この呼び出したピッチ角データ（最新の停車時のピッチ角データ）に基づいて、モータ１０を制御させるべくモータドライバ１８に出力し、ステップ４００に戻る。一方、ステップ４１６において、ＹＥＳの場合（５分経過している場合）には、モータ１０の駆動を制御することなく、ステップ４００に戻る。
【００２７】
また、ステップ４０４において、ＮＯ（走行）と判断された場合は、ステップ４３０に移行し、車両が停車から発進状態に移行したか、それとも走行継続中であるかが判断される。即ち、ステップ４３０では車速センサ１２からの出力によって、このルーチンの下で車両が停車から走行に移行したか否かが判別される。そして、ＹＥＳ（停車から走行に移行した場合、即ち、車両が発進した場合）には、ステップ４３２に移行する。このステップ４３２では、停車時間検出タイマ２４により停車時間が１０秒未満か否かが判別され、停車時間が１０秒未満の場合は、ステップ４３４に移行する。このステップ４３４では、記憶部に記憶されている、車両の発進検出時の２〜３秒前の停車時のピッチ角データ（記憶部２０の第３の格納部３０ｃに格納されているピッチ角データ）を呼び出す。そして、ステップ４２０において、この発進時の２〜３秒前のピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動させるべくモータドライバ１８に出力し、ステップ４００に戻る。モータ１０は、アクセルを踏み込む前の停車中における安定した状態下で検出されたピッチ角データ相当だけ駆動されることで、レベリングされる。
【００２８】
一方、ステップ４３０において、ＮＯの場合（停車から走行に移行していない場合、即ち走行継続中の場合）には、モータ１０を駆動させることなく、ステップ４００に戻る。
【００２９】
また、ステップ４３２において、停車時間が１０秒を越えている場合には、アクチュエータのインターバルタイム（１０秒）を越えた状態であって、必ずステップ４２０においてすでにレベリング済みであるため、再度レベリングすることなく、ステップ４００に戻る。即ち、ステップ４３２における１０秒は、アクチュエータのインターバルタイム（１０秒）と同じ時間である。停車後１０秒経過している場合には、ステップ４２０において必ず停車時のピッチ角データに基づいたレベリング（光軸補正）がされていることから、停車時においてレベリングされていないおそれのある場合（停車後１０秒経過していない場合）にのみ、ステップ４３４において、停車時の最適なピッチ角データに基づいてレベリングし、アクチュエータの作動回数を減らすようになっている。
【００３０】
また、前記実施例において、アクチュエータのインターバル（タイム）が１０秒として説明されているが、１０秒に限られるものではなく、アクチュエータの最大駆動時間に対して任意に設定すればよい。
【００３１】
また、前記実施例では、ステップ４３２において、停車後１０秒未満に限り、ステップ４２０においてレベリングするようになっているが、ステップ４３２を設けることなく、ステップ４３０の次にステップ４３４に直接移行するようにしてもよい。
【００３２】
また、前記実施例では、車体に固定されるランプボディ２に対しリフレクター５が傾動可能に設けられているリフレクター可動型のヘッドランプにおけるオートレベリングについて説明したが、車体に固定されるランプハウジングに対しランプボディ・リフレクターユニットが傾動可能に設けられているユニット可動型のヘッドランプにおけるオートレベリングについても同様に適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る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、オートレベリングによるアクチュエータの駆動は、停車中一定時間毎に限られるので、アクチュエータの作動回数は少なく、消費電力も節約され、駆動機構構成部材の摩耗も少ないことから、安価にして的確に作動するオートレベリング装置が提供される。
また、発進時には、停車中における発進直前の正確なピッチ角データに基づいてアクチュエータが駆動するので、発進時にも適正なオートレベリングが行われる。
請求項２，３によれば、停車中のみならず、車両の発進時にも、確実に車両停車中の最新のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を抑制できるので、停車中と発進の際の適格なオートレベリングが可能となる。
請求項４によれば、常に所定時間前のピッチ角データを取り出すことができ、しかも、記憶部の容量を格別大きくする必要もないので、オートレベリング装置の構成が簡潔かつ安価となる。
請求項５によれば、ヘッドランプが点灯されない限りアクチュエータが駆動しないので、それだけアクチュエータの作動回数が少なく、消費電力が節約され、駆動機構構成部材の摩耗が少ないことから、さらに安価にして的確に作動するオートレベリング装置が提供される。
請求項６によれば、アクチュエータの駆動頻度が低いので、長期にわたり的確に作動するオートレベリング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置の全体構成図
【図２】同装置の制御部であるＣＰＵのフローチャートを示す図
【図３】記憶部の構成を示す図
【図４】アクセルを踏みこんだ後、車両が走行を開始して等速走行に至るまでの車速と車高センサー出力（車両姿勢）の変化を示す図
【符号の説明】
１ ヘッドランプ
Ｌ ヘッドランプの光軸
Ｓ 灯室
２ ランプボディ
４ 前面レンズ
５ リフレクター
６ 光源であるバルブ
１０ アクチュエータである駆動モータ
１１ 点灯スイッチ
１２ 車速検出手段である車速センサー
１４ ピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー
１６ 制御部であるＣＰＵ
２０ 記憶部
２０ａ 第１の格納部
２０ｂ 第２の格納部
２０ｃ 第３の格納部
２２ インターバルタイマ
２４ 停車時間検出タイマ
θ1〜θ4 ピッチ角データ
Claims (6)
- アクチュエータの駆動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し常に一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制御す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、前記記憶部には、最新のピッチ角データからその所定時間前のピッチ角データまでの複数のデータを記憶できるように構成され、前記制御手段は、車速センサの出力に基づいて停車中と発進時とを判別し、停車中には、一定のインターバルタイム経過か否かを判別し、経過している場合は最新のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御し、発進時には、発進直前のピッチ角データに基づいてアクチュエータの駆動を制御する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置であって、前記発進時のアクチュエータの駆動制御に使用する発進直前のピッチ角データとして、アクセルを踏み込む以前のピッチ角データを用いることを特徴とする自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
- 前記アクセルを踏み込む以前のピッチ角データは、車速センサーによる車両の発進検出時より所定時間前の停車中のピッチ角データであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
- 前記所定時間は、１〜３秒の範囲内で設定された時間であることを特徴とする請求項２に記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
- 前記記憶部に記憶されたピッチ角データは、最新のピッチ角データが入力される度に、古いピッチ角データから順に新しいものに置き換えられてデータが更新されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
- 前記アクチュエータの駆動の制御は、点灯を条件として行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
- 前記アクチュエータの駆動インターバルは、１回のレベリングに必要なアクチュエータの最大駆動時間より長くなるように構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
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