JP5107813B2 - 車両用灯具およびその光軸調整システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に係り、特に、ランプユニットの光軸を調整することができる車両用灯具およびその光軸調整システムに関する。

自動車等の車両の組立てラインにおいては、ヘッドライトを車両に組み付けた後、ランプボディ外側に配置されたエイミング機構を操作して、ヘッドライトの光軸を調整することが行われている。

例えば、ヘッドライトのロービームをスクリーンに照射し、スクリーンに照射されたロービームの配光パターンを撮像し、撮像して得られた画像から明暗境界線である水平カットラインとこれに連続する斜めカットラインとからなるカットラインの位置を検出し、検出されたカットラインの位置が所定の規格範囲内になるように、アジャストスクリュー等を操作するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

また、ヘッドライトテスタ本体に、ヘッドライトの光軸角度や光度が確認できるリモートモニタを有線または無線方式で接続するとともに、ヘッドライトとヘッドライトテスタの集光レンズとを相対向させて配置し、ヘッドライトの点灯に伴う光を集光レンズに照射し、集光レンズに照射された光を基に、ヘッドライトの光軸の左右の角度（ずれ、傾き）を左右計で、ヘッドライトの光軸の上下の角度（ずれ、傾き）を上下計でそれぞれ測定し、各測定結果をリモートモニタに表示し、作業者が、リモートモニタを見ながら、調整ねじでヘッドライトの光軸を調整するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。

車両の組立てラインでヘッドライトの光軸が所定の規格範囲内になるように調整された車両のうち、レベリングアクチュエータが搭載された車両は、走行時に、車高センサの検出信号に基づいてレベリングアクチュエータを駆動して、ランプユニットの光軸を上下に可変に制御することで、他の車両や歩行者等へのグレアを低減し、かつ視認性を向上させることができる。

特開平４−２５７４１号公報（第２頁から第５頁、図２参照） 特開平４−１４２４３９号公報（第２頁から第３頁、図１参照）

従来技術では、ヘッドライトの光軸を調整するに際して、作業員が調整ねじなどを手動操作しているので、作業員による、エイミング精度のバラツキが大きくなる。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、ランプユニットの光軸を自動的に調整することができる車両用灯具およびその光軸調整システムを提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具においては、光を前方へ照射する発光ダイオードを光源とするランプユニットと、前記ランプユニットの光軸を変位させる光軸調整ユニットと、前記ランプユニットの発光ダイオードを利用した光通信によって外部から送られる、前方へ照射した光の測定結果に基づいた情報に対応して、所定の光軸を形成するように前記ランプユニットの光軸を前記光軸調整ユニットの駆動により変位させる変位制御部と、を備えた構成とした。

（作用）ランプユニットのエイミング調整時に、ランプユニットの発光ダイオードから外部、例えば、検査装置に向けて光を照射すると、外部の検査装置から光通信によって、前方へ照射した光の測定結果に基づいた情報が変位制御部に入力される。変位制御部は、外部から光通信によって送られる、前方へ照射した光の測定結果に基づいた情報に対応して、所定の光軸を形成するように、光軸調整ユニットを駆動する。光軸調整ユニットの駆動により、所定の光軸を形成するように、ランプユニットの光軸が変位する。これにより、ランプユニットに対するエイミング調整を自動的に実行することができるとともに、エイミングの精度を確保することができる。

請求項２に係る車両用灯具においては、請求項１に記載の車両用灯具において、前記変位制御部は、車両のピッチ角情報に基づき前記ランプユニットの光軸を変位させてなる構成とした。

（作用）変位制御部は、車両のピッチ角情報に基づきランプユニットの光軸を変位させることで、ランプユニットに対するエイミング調整とレベリング制御を自動的に実行することができる。

請求項３に係る車両用灯具の光軸調整システムにおいては、車両前方へ光を照射可能な発光ダイオードを光源とするランプユニットと、前記ランプユニットの光軸を変位させる光軸調整ユニットと、前記ランプユニットからの光が照射されるスクリーンと、前記スクリーンに照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかを判断する光軸判断部と、前記ランプユニットの発光ダイオードを利用した光通信を行なう光送受信部とを有する光軸測定手段と、前記光軸測定手段の前記光送受信部から光通信により送られた情報に基づき、所定の光軸を形成するように前記ランプユニットの光軸を前記光軸調整ユニットの駆動により変位させる変位制御部と、を備えた構成とした。

（作用）ランプユニットのエイミング調整時に、ランプユニットの発光ダイオードからスクリーンに向けて光を照射すると、光軸測定手段の光軸判断部が、スクリーンに照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかを判断し、この判断結果を光送受信部から光通信により変位制御部に出力する。変位制御部は、光送受信部から光通信によって送られた測定結果に基づき、所定の光軸を形成するように、光軸調整ユニットを駆動する。光軸調整ユニットの駆動により、所定の光軸を形成するように、ランプユニットの光軸が変位する。これにより、ランプユニットに対するエイミング調整を自動的に実行することができるとともに、エイミングの精度を確保することができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１によれば、ランプユニットに対するエイミング調整を自動的に実行することができるとともに、エイミングの精度を確保することができる。

請求項２によれば、ランプユニットに対するエイミング調整とレベリング制御を自動的に実行することができる。

請求項３によれば、ランプユニットに対するエイミング調整を自動的に実行することができるとともに、エイミングの精度を確保することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の比較例を示す車両用灯具の光軸調整システムのブロック構成図、図２は、車両用前照灯の断面図、図３は、ランプユニットと光軸調整ユニットの要部分解斜視図、図４は、配光パターンの構成図、図５は、本発明の一実施例を示す車両用灯具の光軸調整システムのブロック構成図である。

図１において、車両用灯具の光軸調整システム１０は、車両１２前方へ光を照射するランプユニット１４と、ランプユニット１４の光軸を変位させる光軸調整ユニット１６と、外部からの情報を基に光軸調整ユニット１６の駆動を制御する制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８と、車高を検出する車高センサ２０、２２と、ランプユニット１４から照射された光を基にランプユニット１４の光軸の位置を測定するエイミング検査装置２４を備えている。

制御ＥＣＵ１８には、光軸調整ユニット１６と車高センサ２０、２２が接続されているとともに、通信ネットワークとして、車載ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ ）２６が接続され、車載ＬＡＮ２６のゲートウエイ２８には、通信ケーブル３０を介してエイミング検査装置２４に接続されている。

ランプユニット１４は、図２及び図３に示すように、車両用前照灯（ヘッドランプ）３２の一要素として、透明カバー（前面カバー）３４とハウジング３６およびランプボディ３８で形成される灯室４０内に配置されている。

この際、ランプユニット１４は、リフレクタ４２と、リフレクタ４２に支持された放電バルブ４４と、リフレクタ４２の前端に取り付けられた連結部４６と、連結部４６の前端の開口を覆うように配置された投射レンズ４８と、連結部４６に設けられたシェード５０を備えている。放電バルブ４４は、ハウジング３６内に配置された放電灯点灯回路５４によって点灯して、光を出射する。

放電バルブ４４から出射した光は、リフレクタ４２で反射し、反射した光がシェード５０の上縁５０ａの近傍で集光する。集光した光は、シェード５０の上縁５０ａ近傍に焦点を有する投射レンズ４８により、所定の配光パターンを有するビームとして、車両１２前方に投射される。所定の配光パターンは、シェード５０の上縁５０ａによって限定されたカットオフラインを有する。

また、ランプユニット１４は、ブラケット５２を介してランプボディ３８に上下及び左右に傾動可能に支持されている。

具体的には、連結部４６の上面からはシャフト５６が上方へ向けて突出され、シャフト５６には、ほぼ球状の自動調芯メタル５８が装着されている。この自動調芯メタル５８は、中心孔５８ａを有し、中心孔５８ａにシャフト５６が摺動自在に挿通されている。

連結部４６の下面のうちシャフト５６に対応した位置には、連結ボス６０が突設されている。連結ボス６０は、ほぼ円形の外形を有し、下面に開口した嵌合凹部６０ａを有している。そして、シャフト５６の長手方向一端側が嵌合凹部６０ａに嵌合されている。なお、シャフト５６の軸心と連結ボス６０の軸心とを結ぶ線は、ランプユニット１４の光軸Ｘ−Ｘが直交する鉛直平面上に位置している。

ブラケット５２の下部支持片６２の下面側には、光軸調整ユニット１６の一要素として、２軸アクチュエータ６４が固定されている。

２軸アクチュエータ６４は、２つのモータや２つのラック部材（図示せず）などを備え、各ラック部材のラック歯にそれぞれ噛合する出力ギヤ６６の軸方向一端側が連結ボス６０の嵌合凹部６０ａに嵌合している。

この２軸アクチュエータ６４は、２つのモータが同一位相で回転し、各モータの回転駆動に伴って２つのラック部材が同じ位相で移動すると、出力ギヤ６６が前方または後方へ移動するようになっている。出力ギヤ６６が前方または後方へ移動すると、ランプユニット１４の連結ボス６０が、ブラケット５２に支持されたスラストメタル６８に沿って前方または後方へ移動する。これにより、ランプユニット１４は、シャフト５６に支持された自動調芯メタル５８がブラケット５２の上部支持片７０とメタルホルダ７２とによって支持されている部分を回動支点として、光軸Ｘ−Ｘに沿って、上向き方向または下向き方向へ傾動する。

一方、２つのモータが互いに逆位相で回転し、各モータの回転駆動に伴って２つのラック部材が互いに逆方向に移動すると、出力ギヤ６６が前方または後方へ移動することなく、回転するようになっている。出力ギヤ６６が回転すると、ランプユニット１４は、シャフト５６と連結ボス６０とを結ぶ軸に直交する平面に沿って回動する。これにより、ランプユニット１４は、左右方向に回動することになる。

すなわち、光軸調整ユニット１６は、２軸アクチュエータ６４の２つのモータが同一位相で回転することで、ランプユニット１４の光軸Ｘ−Ｘを上向き方向または下向き方向に変位させ、２軸アクチュエータ６４の２つのモータが互いに逆位相で回転することで、ランプユニット１４を、シャフト５６と連結ボス６０とを結ぶ軸に直交する平面に沿って回動させることができる。

制御ＥＣＵ１８は、例えば、マイクロコンピュータで構成され、車載ＬＡＮ２６、ゲートウエイ２８、通信ケーブル３０を介して、車両１２外部のエイミング検査装置２４に接続されている。制御ＥＣＵ１８は、ランプユニット１４からエイミング検査装置２４に向けて照射された光の測定結果に基づいた情報をエイミング検査装置２４から取り込むとともに、車高センサ２０、２２から車両１２のピッチ角情報を取り込み、取り込んだ各情報に基づいてランプユニット１４の光軸を調整するための演算処理、例えば、ランプユニット１４の光軸を規定の範囲内にするための演算処理を行い、この演算処理結果に従って２軸アクチュエータ６４の駆動を制御する変位制御部として構成されている。

エイミング検査装置２４は、光軸測定手段として、ランプユニット１４からの光が照射されるスクリーン８０と、このスクリーンに照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかを判断する光軸判断部８２を備えている。

光軸判断部８２は、例えば、スクリーン８０に照射された光の配光パターンを撮像するテレビカメラ８４と、テレビカメラ８４の撮像による映像信号を処理するプロセッサ８６を備えている。プロセッサ８６は、処理結果（測定結果に基づいた情報）を通信ケーブル３０、ゲートウエイ２８、車載ＬＡＮ２６を介して制御ＥＣＵ１８に出力する。

この際、プロセッサ８６は、例えば、図４に示すように、カットオフラインＣＬとして、対向車線側の水平なカットオフラインＣＬ１と、自車線側のカットオフラインＣＬ２と、斜めのカットオフラインＣＬ３を有する、左側通行用のロービーム配光パターンであって、メモリに記憶されている配光パターンと、テレビカメラ８４の撮像で得られた配光パターンとを比較し、この比較結果を、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかの判断結果として、制御ＥＣＵ１８に対して出力する。

制御ＥＣＵ１８は、エイミング検査装置２４から測定結果に基づいた情報を入力したときには、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかの判断結果を基に光軸調整ユニット１６の駆動を制御して、ランプユニット１４に対するエイミング調整を自動的に実行する。
例えば、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸に対して、上方または下方にずれているときには、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸となるように、２軸アクチュエータ６４の２つのモータを同一位相で回転させるための制御を行って、ランプユニット１４の光軸を上方または下方に変位させる。

また、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸に対して、右または左に傾斜しているときには、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸となるように、２軸アクチュエータ６４の２つのモータを互いに逆位相で回転させるための制御を行って、ランプユニット１４の光軸を右または左に回動させる。

制御ＥＣＵ１８は、エイミング調整を自動的に実行した後、ランプユニット１４の光軸の位置情報を基準位置情報として、メモリに記憶する。

また、制御ＥＣＵ１８は、車高センサ２０、２２からの車高信号に基づいてピッチ角を演算し、演算したピッチ角に基づいて適正な光軸角度を演算し、この演算結果を基に光軸調整ユニット１６の駆動を制御して、ランプユニット１４に対するレベリング制御を自動的に実行する。

例えば、ピッチ角から得られた光軸角度が、基準位置情報に対して上方または下方にずれているときには、制御ＥＣＵ１８は、２軸アクチュエータ６４の２つのモータを同一位相で回転させるための制御を行って、ランプユニット１４の光軸を上方または下方に変位させる。

この際、スクリーン８０に照射された光の光軸が、ピッチ角から得られた光軸角度であるか否かの測定結果をエイミング検査装置２４から制御ＥＣＵ１８に送信することで、制御ＥＣＵ１８は、車両１２の停車時に、ランプユニット１４に対するレベリング制御を高精度に実行することができる。

また、制御ＥＣＵ１８は、車両１２の走行時には、車速センサ（図示せず）からの車速信号と車高センサ２０、２２からの車高信号に基づいて、車速に応じたピッチ角を演算し、演算したピッチ角に基づいて適正な光軸角度（基準位置情報からのずれを示す角度）を演算し、この演算結果を基に光軸調整ユニット１６の駆動を制御することで、ランプユニット１４に対するレベリング制御を自動的に実行することができる。

本比較例によれば、ランプユニット１４のエイミング調整時に、ランプユニット１４からエイミング検査装置２４のスクリーン８０に向けて光を照射すると、エイミング検査装置２４が、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかを判断し、この判断結果を通信ケーブル３０を介して制御ＥＣＵ１８に転送し、制御ＥＣＵ１８が、測定結果に基づいて光軸調整ユニット１６の駆動を制御するようにしたため、ランプユニット１４に対するエイミング調整を自動的に実行することができるとともに、エイミングの精度を確保することができる。

また、本比較例によれば、車高センサ２０、２２からの車高信号に基づいてピッチ角を演算し、演算したピッチ角に基づいて適正な光軸角度を演算し、この演算結果を基に光軸調整ユニット１６の駆動を制御するようにしたため、ランプユニット１４に対するレベリング制御を自動的に実行することができる。

次に、本発明の一実施例を図５に基づいて説明する。本実施例は、通信ケーブル３０を用いる代わりに、車両１２とエイミング装置２４との間で無線を用いて情報の授受を行うようにしたものであり、他の構成は比較例と同様である。

具体的には、エイミング検査装置２４に、アンテナを含む送受信装置９８を設けるとともに、制御ＥＣＵ１８にアンテナを含む送受信装置１００を接続し、送受信装置９８と送受信装置１００との間で無線を用いて情報の授受を行う。

ランプユニット１４のエイミング調整時に、ランプユニット１４からエイミング検査装置２４のスクリーン８０に向けて光を照射すると、エイミング検査装置２４において、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかが判断される。エイミング検査装置２４は、この判断結果を測定に関する情報として、送受信装置９８から車両１２の送受信装置１００に無線で送信する。送受信装置１００が送受信装置９８からの情報を受信すると、受信した情報は制御ＥＣＵ１８に転送される。制御ＥＣＵ１８は、受信した測定結果に関する情報に基づいて光軸調整ユニット１６の駆動を制御する。これにより、ランプユニット１４に対するエイミング調整が自動的に実行される。

また、車両１２とエイミング装置２４との間で無線を用いて情報の授受を行うに際しては、ランプユニット１４の光源として、放電バルブ４４の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）１０２を用い、エイミング検査装置２４に、発光ダイオード１０２と光による双方向通信を行うための光送受信部１０４を設け、ランプユニット１４に収納された発光ダイオード１０２とエイミング検査装置２４の光送受信部１０４との間で双方向通信を行うこともできる。

この際、ランプユニット１４のエイミング調整時に、ランプユニット１４の発光ダイオード１０２からエイミング検査装置２４のスクリーン８０に向けて光を照射すると、エイミング検査装置２４において、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかが判断される。エイミング検査装置２４は、この判断結果を測定に関する光情報として、光送受信部１０４からランプユニット１４内の発光ダイオード１０２に、発光ダイオード１０２が光を照射するタイミングとは異なるタイミング（発光ダイオード１０２がオフのタイミング）で送光する。発光ダイオード１０２が光送受信部１０４からの光情報を受信すると、受信した光情報は、測定に関する情報として制御ＥＣＵ１８に転送される。制御ＥＣＵ１８は、受信した測定結果に関する情報に基づいて光軸調整ユニット１６の駆動を制御する。これにより、ランプユニット１４に対するエイミング調整が自動的に実行される。

本実施例によれば、ランプユニット１４のエイミング調整時に、ランプユニット１４からエイミング検査装置２４のスクリーン８０に向けて光を照射すると、エイミング検査装置２４が、スクリーン８０に照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかを判断し、この判断結果を無線（光通信）で制御ＥＣＵ１８に転送し、制御ＥＣＵ１８が、測定結果に基づいて光軸調整ユニット１６の駆動を制御するようにしたため、ランプユニット１４に対するエイミング調整を自動的に実行することができるとともに、エイミングの精度を確保することができる。

また、本実施例によれば、車高センサ２０、２２からの車高信号に基づいてピッチ角を演算し、演算したピッチ角に基づいて適正な光軸角度を演算し、この演算結果を基に光軸調整ユニット１６の駆動を制御することで、ランプユニット１４に対するレベリング制御を自動的に実行することができる。

なお、本実施例において、制御ＥＣＵ１８の機能の一部を、２軸アクチュエータ６４に持たせることもできる。

本発明の比較例を示す車両用灯具の光軸調整システムのブロック構成図である。 車両用前照灯の断面図である。 ランプユニットと光軸調整ユニットの要部分解斜視図である。 配光パターンの構成図である。 本発明の一実施例を示す車両用灯具の光軸調整システムのブロック構成図である。

符号の説明

１０ 車両用灯具の光軸調整システム
１２ 車両
１４ ランプユニット
１６ 光軸調整ユニット
１８ 制御ＥＣＵ
２０、２２ 車高センサ
２４ エイミング検査装置
４４ 放電バルブ
５６ シャフト
６４ ２軸アクチュエータ
６６ 出力ギヤ
８０ スクリーン
８２ 光軸判断部
８４ テレビカメラ
８６ プロセッサ
１０２ 発光ダイオード
１０４ 光送受信部

Claims (3)

1. 光を前方へ照射する発光ダイオードを光源とするランプユニットと、
   前記ランプユニットの光軸を変位させる光軸調整ユニットと、
   前記ランプユニットの発光ダイオードを利用した光通信によって外部から送られる、前方へ照射した光の測定結果に基づいた情報に対応して、所定の光軸を形成するように前記ランプユニットの光軸を前記光軸調整ユニットの駆動により変位させる変位制御部と、
   を備える車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具において、
   前記変位制御部は、車両のピッチ角情報に基づき前記ランプユニットの光軸を変位させてなることを特徴とする車両用灯具。
3. ランプユニットの光軸角度を調整する車両用灯具の光軸調整システムであって、
   車両前方へ光を照射可能な発光ダイオードを光源とするランプユニットと、
   前記ランプユニットの光軸を変位させる光軸調整ユニットと、
   前記ランプユニットからの光が照射されるスクリーンと、前記スクリーンに照射された光の光軸が規定の光軸であるかどうかを判断する光軸判断部と、前記ランプユニットの発光ダイオードを利用した光通信を行なう光送受信部とを有する光軸測定手段と、
   前記光軸測定手段の前記光送受信部から光通信により送られた情報に基づき、所定の光軸を形成するように前記ランプユニットの光軸を前記光軸調整ユニットの駆動により変位させる変位制御部と、
   を備える車両用灯具の光軸調整システム。

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