JP4894825B2 - 前照灯光軸方向調整装置及び電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両における車高の変位を検出することで車両の姿勢を判別し、車両の姿勢変化に応じて前照灯による照射の光軸方向を自動的に調整する前照灯光軸方向調整装置に関する。

従来、車両の前後方向の姿勢変化によって車両の前照灯（ヘッドライト）の照射方向が一定しなくなるのを防止するため、車両の姿勢変化に応じて前照灯の光軸方向を調整する、いわゆるヘッドライトレベリング装置が知られている。

この種のヘッドライトレベリング装置として、車両の前部又は後部に設けられた１つの車高センサにより検出される車高の変位量に基づいて車両のピッチ角を算出し、この算出したピッチ角に応じて前照灯の光軸の水平方向に対する傾き角を調整するものが案出されている（例えば、特許文献１）。
特開２００５−９６７３９号公報

上述のようなヘッドライトレベリング装置に用いられる車高センサは、車高に一次比例する電圧の検出信号を出力するものである。そして、このような車高センサから出力される検出信号電圧から、以下のようにして車高が算出される。まず、ある基準車高での車高センサの検出信号電圧をヘッドライトレベリング装置のＥＣＵ（電子制御ユニット）に予め記憶させておく。そして、この記憶した車高と検出信号電圧とを基準点とする車高センサの仕様上の特性を示す一次関数を用いて、車高センサの検出信号電圧をこれに照らし合わせて車高を算出する。

しかしながら、車高センサにおける車高−検出信号電圧特性（以下、単に「特性」ともいう）には、車高センサの車両への取り付け位置や取り付け方法等のばらつきに起因する誤差が生じ、車高センサの仕様上の特性と実装上の特性とは必ずしも一致しない。例えば、図５は、ある基準車高での車高センサの検出信号電圧（Ａ）を基準点とする車高センサの仕様上の特性と、当該車高センサを車両に実装した際に呈する特性とを、横軸に実際の車高、縦軸に車高センサの検出信号電圧をとってそれぞれグラフに表したものである。なお、図５において、実線の直線が仕様上の特性を示すグラフであり、破線の直線が実装上の特性を示すグラフである。

この図５に示すように、車高センサの仕様上の特性を示す直線（実線）と、当該車高センサの実装上の特性を示す直線（破線）とでは、それぞれ傾きが異なっていることがわかる。すなわち、車高センサの車両への取り付け誤差が、仕様上の特性と実装上の特性との差異となって現れるのである。このように、仕様上の特性と実装上の特性とが異なる場合、車高の変化が大きくなるにつれて、車高センサの仕様上の特性を基準として算出された車高には誤差が多く生じることになる。

その結果、車高センサの仕様上の特性に基づいて算出された車高と実際の車高との間には誤差が生じ、この誤差が前照灯の光軸方向の制御の精度に悪影響を及ぼすことになる。また、このような傾向は車高の変化の大きい車両に特に顕著である。

なお、特許文献１においては、車両の荷重条件による誤差要因をなくす方法が開示されているものの、車高センサの検出誤差そのものをなくす方法については言及されておらず、特許文献１に記載の技術では上記問題を解決することはできない。

本発明は、上記問題を解決するためになされており、車高センサの検出誤差を低減することで、前照灯の光軸制御の精度を向上させるための技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の前照灯光軸方向調整装置は、車高センサを車両に実装した状態における、ある車高Ｈ_aのときの車高センサの検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）と、車高Ｈａとは異なる車高Ｈ_bのときの車高センサの検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の異なる２点の実測データを不揮発性の記憶手段に記憶しておき、車高センサから出力される検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖのときの車高をＨとするとき、記憶手段に記憶されている車高及び検出信号電圧の実測データに基づく下記の特性近似式
Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
によって、車高Ｈを算出することを特徴とする。なお、各実測データは、例えば車両の工場出荷前や、前照灯光軸方向調整装置に用いるＥＣＵ（電子制御ユニット）の交換時等に記憶手段に記録することが考えられる。

このように構成された前照灯光軸方向調整装置によれば、車高センサを車両に実装した状態でそれぞれ検出した実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）及び（Ｈ_b，Ｖ_b）の２点の異なる実測データを予め記憶しておくことで、その実測データから車高センサの実装上の特性に即した特性近似式を導くことができる。そして、車高センサを実装した状態で得られた実測データから導かれる上述の特性近似式を用いて車高を算出することで、車高センサの取り付け位置や取り付け方法等のばらつきに起因する仕様上の特性との誤差に影響されることなく、正確な車高を検出できる。よって、車高センサの検出誤差が低減し、前照灯の光軸制御の精度が向上する。

なお、本発明は、請求項２に記載のように、上述の前照灯光軸方向調整装置に用いられる電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）としても実現可能である。すなわち、請求項２に記載の電子制御装置は、当該車両の車高に比例する電圧の検出信号を出力する車高センサからの検出信号を受信する車高信号受信手段と、不揮発性の記憶手段と、車高算出手段と、車高算出手段により算出された車高に基づいて前照灯の光軸方向を調整するための制御信号を生成し、この生成した制御信号を出力する制御信号出力手段とを備える。

つぎに、請求項３に記載の前照灯光軸方向調整装置は、以下のような特徴を有する。車高センサを車両に実装した状態における、ある車高Ｈ_aのときの車高センサの検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）、及び、車高Ｈａとは異なる車高Ｈ_bのときの車高センサの検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の異なる２点の実測データの入力を受け付け、この入力された各実測データから、車高センサの検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖのときの車高をＨとしたときの、検出信号電圧Ｖと車高Ｈとの相関関係を示す下記の特性近似式
Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
を算出し、これを不揮発性の記憶手段に記録する。そして、車高センサから出力される検出信号電圧Ｖの値を記憶手段に記憶されている特性近似式に代入することにより、車高Ｈを算出する。

このように構成された前照灯光軸方向調整装置によれば、車高センサを車両に実装した状態でそれぞれ検出した実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）及び（Ｈ_b，Ｖ_b）の２点の異なる実測データから車高センサの実装上の特性に即した特性近似式を算出できる。そして、車高センサを実装した状態で得られた実測データから導かれる上述の特性近似式を不揮発性の記憶手段に記憶し、この記憶した特性近似式を用いて車高を算出することで、車高センサの取り付け位置や取り付け方法等のばらつきに起因する仕様上の特性との誤差に影響されることなく、正確な車高を検出できる。よって、車高センサの検出誤差が低減し、前照灯の光軸制御の精度が向上する。

なお、本発明は、請求項４に記載のように、上述の前照灯光軸方向調整装置に用いられる電子制御装置（ＥＣＵ）としても実現可能である。すなわち、請求項４に記載の電子制御装置は、当該車両の車高に比例する電圧の検出信号を出力する車高センサからの検出信号を受信する車高信号受信手段と、不揮発性の記憶手段と、特性近似式記録手段と、車高算出手段と、車高算出手段により算出された車高に基づいて前照灯の光軸方向を調整するための制御信号を生成し、この生成した制御信号を出力する制御信号出力手段とを備える。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り様々な態様にて実施することが可能である。

［前照灯光軸方向調整装置の構成の説明］
図１は、実施形態の前照灯光軸方向調整装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、実施形態の前照灯光軸方向調整装置は、車高センサ１１、ＥＣＵ２０、モータ３０等を備えている。

車高センサ１１は、車両の運転席側又は助手席側の後輪の車軸に取り付けられており、後輪側の車高（後輪側の車軸と車体との相対変位量）に一次比例する電圧の車高検出信号を出力する。車高センサ１１から出力される車高検出信号は、他の各種センサ（図示なし）から出力されるセンサ信号と共に車両に搭載されたＥＣＵ２０へ入力される。なお、ＥＣＵ２０は本来車両に搭載されているものであるが、図１においては説明の便宜上、車両の外部に図示してある。

ＥＣＵ２０は、各種演算処理を実行する中央処理装置であるＣＰＵ２１、ＣＰＵ２１の動作用のプログラムや各種データ等を記憶するＲＯＭ２２、ＣＰＵ２１に直接アクセスされる主記憶装置であるＲＡＭ２３、外部から入力された実測データ等を記憶する不揮発性の記憶装置である保存用ＲＯＭ２４、各種信号の入出力を行うための入出力回路２５、及びそれらを接続するバスライン等からなる周知のコンピュータとして構成されている。

車高センサ１１からの車高検出信号がＥＣＵ２０のＣＰＵ２１に入力されることで、ＣＰＵ２１は、この入力された車高検出信号から後述のように車高を算出し、この算出した車高に基づいて車両のピッチ角を算出する。そして、この算出したピッチ角に基づいて、ヘッドライト３０の光軸方向を調整するためのモータ３５に対する制御量を決定し、入出力回路２５を介して制御信号を出力する。このＥＣＵ２０から出力される制御信号が車両のヘッドライト（前照灯）３０側のモータ３５に入力され、この制御信号に応じてモータ３５が駆動することでヘッドライト３０の光軸方向が調整される。

つぎに、図２は、ヘッドライト３０の要部構成を示す側断面図である。
図２に示すように、ヘッドライト３０は、ランプ３１と、ランプ３１からの光線を車両前方へ反射させるリフレクタ３２、このリフレクタ３２の上側でこれを上下方向（図中の円弧矢印方向）に揺動可能に支持する支持部３３、リフレクタ３２の下側において一端側でリフレクタ３２を支持する共に他端側でモータ３５に接続され、前後方向に可動する可動部３４、ＥＣＵ２０からの制御信号に応じて可動部３４を前後方向（図中直線矢印方向）に駆動するモータ３５等によって構成されている。そして、ＥＣＵ２０からの制御信号に基づいてモータ３５が可動部３４を前後方向に駆動することで、リフレクタ３２と支持部３３との支持点を軸にリフレクタ３２が上下方向に揺動することで、ヘッドライト３０の光軸方向が変化する。

［ＥＣＵ２０による制御処理の説明］
つぎに、ＥＣＵ２０が行う制御処理の第１実施形態及び第２実施形態について、それぞれ図３，４のフローチャートに基づいて説明する。

（１）第１実施形態
図３は、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が実行する制御処理（第１実施形態）の手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ２１は、まず、ある車高Ｈ_aのときの車高センサ１１の検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）と、車高Ｈ_aとは異なる車高Ｈ_bのときの車高センサ１１の検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）との入力を受け、これらの実測データを保存用ＲＯＭ２４に記録する（Ｓ１０１）。なお、Ｓ１０１における実測データの登録は、車両の工場出荷時、あるいは車高センサ１１及びＥＣＵ２０の交換時等、前照灯光軸方向調整装置の使用を開始する事前にだけ行われる。また、車高センサ１１の検出信号電圧の測定は、車高センサ１１を車両に実装した状態で行い、そのときの車高及び検出信号電圧をＥＣＵ２０へ入力することで、ＣＰＵ２１によって実測データが保存用ＲＯＭ２４に記録される。

Ｓ１０１で実測データが保存用ＲＯＭ２４に記録された後、ＣＰＵ２１は、保存用ＲＯＭ２４に記憶された実測データに基づき、Ｓ１０２及びＳ１０３の処理を所定の時間ごとに繰り返し実行する。まず、Ｓ１０２では、車高センサ１１から入力された車高検出信号の電圧（検出信号電圧）Ｖと、保存用ＲＯＭ２４に記憶されている各実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）及び（Ｈ_b，Ｖ_b）の各値を、車高センサ１１の実装上の特性を表す下記の特性近似式
Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
に代入することで、車高Ｈを算出する。

つぎに、Ｓ１０３では、Ｓ１０２で算出した車高Ｈに基づいて車両のピッチ角を算出する。そして、この算出したピッチ角に基づいて、ヘッドライト３０の光軸方向を調整するためのモータ３５に対する制御量を決定し、入出力回路２５を介して制御信号を出力する（光軸制御処理）。このＥＣＵ２０から出力される制御信号が車両のヘッドライト（前照灯）３０側のモータ３５に入力され、この制御信号に応じてモータ３５が駆動することでヘッドライト３０の光軸方向が調整される。

（２）第２実施形態
図４は、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が実行する制御処理（第２実施形態）の手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ２１は、まず、ある車高Ｈ_aのときの車高センサ１１の検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）の入力を受け付ける（Ｓ２０１）。つぎに、車高Ｈ_aとは異なる車高Ｈ_bのときの車高センサ１１の検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の入力を受け付ける（Ｓ２０２）。

そして、Ｓ２０１及びＳ２０２で入力された各実測データに基づき、車高センサの検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖに対応する車高をＨとするときの車高センサ１１の実装上の特性を表す下記の特性近似式
Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
を算出する（Ｓ２０３）。そして、この算出した特性近似式を保存用ＲＯＭ２４に記録する（Ｓ２０４）。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０４における実測データの入力及び特性近似式の登録は、車両の工場出荷時、あるいは車高センサ１１及びＥＣＵ２０の交換時等、前照灯光軸方向調整装置の使用を開始する事前にだけ行われる。また、車高センサ１１の検出信号電圧の測定は、車高センサ１１を車両に実装した状態で行い、そのときの車高及び検出信号電圧をＥＣＵ２０へ入力することで、ＣＰＵ２１によって特性近似式が保存用ＲＯＭ２４に記録される。

Ｓ２０１〜Ｓ２０４で特性近似式が保存用ＲＯＭ２４に記録された後、ＣＰＵ２１は、保存用ＲＯＭ２４に記憶された特性近似式に基づき、Ｓ２０５及びＳ２０６の処理を所定の時間ごとに繰り返し実行する。まず、Ｓ２０５では、車高センサ１１から入力された車高検出信号の電圧（検出信号電圧）Ｖの値を、保存用ＲＯＭ２４に記憶されている特性近似式
Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
に代入することで、車高Ｈを算出する。

つぎに、Ｓ２０６では、Ｓ２０５で算出した車高Ｈに基づいて車両のピッチ角を算出する。そして、この算出したピッチ角に基づいて、ヘッドライト３０の光軸方向を調整するためのモータ３５に対する制御量を決定し、入出力回路２５を介して制御信号を出力する（光軸制御処理）。このＥＣＵ２０から出力される制御信号が車両のヘッドライト（前照灯）３０側のモータ３５に入力され、この制御信号に応じてモータ３５が駆動することでヘッドライト３０の光軸方向が調整される。

［効果]
上記実施形態の前照灯光軸方向調整装置によれば、以下のような効果を奏する。
（１）第１実施形態について
車高センサ１１を車両に実装した状態でそれぞれ検出した実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）及び（Ｈ_b，Ｖ_b）の２点の異なる実測データを保存用ＲＯＭ２４に予め記憶しておくことで、その実測データから車高センサ１１の実装上の特性に即した特性近似式を導くことができる。そして、車高センサ１１を実装した状態で得られた実測データから導かれる特性近似式を用いて車高を算出することで、車高センサ１１の取り付け位置や取り付け方法等のばらつきに起因する仕様上の特性との誤差に影響されることなく、正確な車高を検出できる。よって、車高センサ１１の検出誤差が低減し、前照灯の光軸制御の精度を向がする。

（２）第２実施形態について
車高センサ１１を車両に実装した状態でそれぞれ検出した実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）及び（Ｈ_b，Ｖ_b）の２点の異なる実測データの入力を受け付け、これらの実測データから車高センサ１１の実装上の特性に即した特性近似式を算出できる。そして、車高センサ１１を実装した状態で得られた実測データから導かれる特性近似式を保存用ＲＯＭ２４に記憶し、この記憶した特性近似式を用いて車高を算出することで、車高センサ１１の取り付け位置や取り付け方法等のばらつきに起因する仕様上の特性との誤差に影響されることなく、正確な車高を検出できる。よって、車高センサの検出誤差が低減し、前照灯の光軸制御の精度が向上する。

前照灯光軸方向調整装置の概略構成を示すブロック図である。 ヘッドライト３０の要部構成を示す側断面図である。 制御処理（第１実施形態）の手順を示すフローチャートである。 制御処理（第２実施形態）の手順を示すフローチャートである。 車高センサの仕様上の特性と実装上の特性とを示すグラフである。

符号の説明

１１…車高センサ、２０…ＥＣＵ、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…保存用ＲＯＭ、２５…入出力回路、３０…ヘッドライト（前照灯）、３５…モータ

Claims (4)

1. 車高の変化に応じて当該車両の前照灯の光軸方向を変化させる前照灯光軸方向調整装置において、
   当該車両の車高に比例する電圧の検出信号を出力する車高センサと、
   前記車高センサを車両に実装した状態における、ある車高Ｈ_aのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）と、車高Ｈ_aとは異なる車高Ｈ_bのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の異なる２点の実測データを記憶する不揮発性の記憶手段と、
   前記車高センサから出力される検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖのときの車高をＨとするとき、前記記憶手段に記憶されている車高及び検出信号電圧の実測データに基づく下記の特性近似式
   Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
   によって、車高Ｈを算出する車高算出手段とを備え、
   前記車高算出手段により算出された車高に基づき、前記前照灯の光軸方向を調整すること
   を特徴とする前照灯光軸方向調整装置。
2. 車高の変化に応じて当該車両の前照灯の光軸方向を変化させる前照灯光軸方向調整装置に用いられる電子制御装置であって、
   当該車両の車高に比例する電圧の検出信号を出力する車高センサからの検出信号を受信する車高信号受信手段と、
   前記車高センサを車両に実装した状態における、ある車高Ｈ_aのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）と、車高Ｈ_aとは異なる車高Ｈ_bのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の異なる２点の実測データを記憶する不揮発性の記憶手段と、
   前記車高信号受信手段によって受信した車高センサの検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖのときの車高をＨとするとき、前記記憶手段に記憶されている車高及び検出信号電圧の実測データに基づく下記の特性近似式
   Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
   によって、車高Ｈを算出する車高算出手段と、
   前記車高算出手段により算出された車高に基づいて前記前照灯の光軸方向を調整するための制御信号を生成し、この生成した制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えること
   を特徴とする電子制御装置。
3. 車高の変化に応じて当該車両の前照灯の光軸方向を変化させる前照灯光軸方向調整装置において、
   当該車両の車高に比例する電圧の検出信号を出力する車高センサと、
   不揮発性の記憶手段と、
   前記車高センサを車両に実装した状態における、ある車高Ｈ_aのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）、及び車高Ｈａとは異なる車高Ｈ_bのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の異なる２点の実測データの入力を受け付け、この入力された各実測データから、前記車高センサの検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖのときの車高をＨとしたときの、検出信号電圧Ｖと車高Ｈとの相関関係を示す下記の特性近似式
   Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
   を算出し、これを前記記憶手段に記録する特性近似式記録手段と、
   前記車高センサから出力される検出信号電圧Ｖの値を前記記憶手段に記憶されている特性近似式に代入することにより、車高Ｈを算出する車高算出手段とを備え、
   前記車高算出手段により算出された車高に基づき、前記前照灯の光軸方向を調整すること
   を特徴とする前照灯光軸方向調整装置。
4. 車高の変化に応じて当該車両の前照灯の光軸方向を変化させる前照灯光軸方向調整装置に用いられる電子制御装置であって、
   当該車両の車高に比例する電圧の検出信号を出力する車高センサからの検出信号を受信する車高信号受信手段と、
   不揮発性の記憶手段と、
   前記車高センサを車両に実装した状態における、ある車高Ｈ_aのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_aの実測データ（Ｈ_a，Ｖ_a）、及び車高Ｈａとは異なる車高Ｈ_bのときの前記車高センサの検出信号電圧Ｖ_bの実測データ（Ｈ_b，Ｖ_b）の異なる２点の実測データの入力を受け付け、この入力された各実測データから、前記車高センサの検出信号電圧をＶ、この検出信号電圧Ｖのときの車高をＨとしたときの、検出信号電圧Ｖと車高Ｈとの相関関係を示す下記の特性近似式
   Ｈ＝（Ｖ−Ｖ_a）×（Ｈ_b−Ｈ_a）／（Ｖ_b−Ｖ_a）
   を算出し、これを前記記憶手段に記録する特性近似式記録手段と、
   前記車高信号受信手段によって受信した車高センサの検出信号電圧Ｖの値を前記記憶手段に記憶されている特性近似式に代入することにより、車高Ｈを算出する車高算出手段と
   前記車高算出手段により算出された車高に基づいて前記前照灯の光軸方向を調整するための制御信号を生成し、この生成した制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えること
   を特徴とする電子制御装置。

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