JP5903313B2 - ヘッドランプの光軸制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるヘッドランプの光軸方向を調整するヘッドランプの光軸制御装置に関する。

車両においては、乗員や荷物の積載状況、或いは路面状況等によって、車両の前後方向の傾斜角が水平方向に対して傾くことがある。このときヘッドランプの向きも車両の傾斜角に応じて上下方向に変化してしまう。そこで、車両の前後方向の傾斜角、即ちピッチ角に応じてヘッドランプの光軸を自動的に上下方向に調整するオートレベリングシステムが知られている。

この種のオートレベリングシステムとしては、例えば、前輪サスペンションと後輪サスペンション、或いはいずれか一方のサスペンションに結合したアーム等を備えた車高センサが車両の前後方向の傾斜角を読み取り、この車高センサの傾斜角検知に基づいてヘッドランプの光軸調整を行うものである。このシステムでは車高センサの出力信号、例えば出力電圧がヘッドランプコントロールユニット（ヘッドランプＥＣＵ）に入力されると、ヘッドランプＥＣＵは入力された車両傾斜角と、予め設定されている基準車両傾斜角に基づいて車両の前後方向の傾斜角、いわゆるピッチ角を算出し、算出した傾斜角と基準車両傾斜角との角度差が生じている場合に、その角度差分だけヘッドランプの光軸を補正するように上下方向に調整する。

また、特許文献１に開示のヘッドランプの光軸制御装置は、前輪軸及び後輪軸の近傍にそれぞれ地上からの高さを検知する車高センサを設け、この車高センサからの情報に基づいて車両の振動を検出する振動検知手段と、車高センサからの情報に基づいて車両の前後方向の車両傾斜角を検知する傾斜検知手段と、ドアの開閉を検知するドア開閉検知手段と、このドア開閉検知手段によりドアが開状態であると検出されかつ振動検知手段により車両の振動が所定未満であることが検出されると傾斜検知手段からの車両傾斜角及び予め設定された基準車両傾斜角に基づきヘッドランプの光軸を調整する光軸制御手段とを備える。そして、ドア開閉検知手段によりドアが開状態にあることが検知されかつ振動検知手段により車両の振幅が所定量未満である時に乗員の乗降が終了して車両姿勢が安定したとみなし、このとき光軸制御手段において傾斜検出手段からの車両傾斜角及び予め設定された基準車両傾斜角に基づき傾斜角を算出し、算出した傾斜角と基準車両傾斜角との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ヘッドランプの光軸を補正するように調整する。

特開２００９−２４８６２７号公報

上記オートレベリングシステムによると、サスペンションに結合した車高センサによる車両傾斜角と予め設定された基準車両傾斜角に基づいて傾斜角を算出し、この算出した傾斜角と基準傾斜角との角度差に応じてヘッドランプの光軸を調整する。また、特許文献１のヘッドランプの光軸制御装置は、ドア開閉検知手段によりドアが開状態でかつ振動検知手段による車両の振動が所定未満であるときに傾斜検知手段からの車両傾斜角と予め設定された基準傾斜角に基づき車両の前後方向の傾斜角を算出し、算出した傾斜角と基準車両傾斜角との角度差に応じてヘッドランプの光軸を調整する。

しかし、これらオートレベリングシステム及びヘッドランプの光軸制御装置によると、検出された車両傾斜角と予め設定された車両の基準車両傾斜角とにより算出された傾斜角との角度差に応じて光軸調整することから、その光軸補正の際に例えば路面が傾斜していたり、車輪が縁石に乗り上げていた場合等には、傾斜検出手段により路面の傾斜や車輪が縁石に乗り上げ等に起因する車両の傾斜角を含む傾斜角（車両姿勢による傾斜角＋路面の傾斜や車輪が縁石に乗り上げに起因する車両の傾斜角）が車両傾斜角として検出され、路面の傾斜角に影響されて適正なヘッドランプの光軸補正が得られないことが懸念される。

また、車高センサを構造が複雑なサスペンション機構部或いはサスペンションに結合或いは近接して取り付けることから、その取り付けスペースの確保が難しく、かつチッピング、泥はね等の影響を受けやすく、耐衝撃性や配置位置に配慮が必要であった。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、簡単な構成で路面の傾斜等に影響されることなく適切にヘッドランプの光軸制御が確保できるヘッドランプの光軸制御装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載のヘッドランプの光軸制御装置の発明は、車両に搭載されるヘッドランプの光軸方向を調整するヘッドランプの光軸制御装置において、車両に前方照射可能に搭載されてアクチュエータにより光軸が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角を検知する傾斜角検知手段と、車両のドアの開閉を検知するドア開閉検知手段と、前記ドア開閉検知手段によりドア開が検知されたドア開時に前記傾斜角検知手段により検知された基準車両傾斜角と前記ドア開閉検知手段により全ドア閉が検知された全ドア閉時に検知された車両傾斜角との差分に基づいて前記ヘッドランプの光軸を調整するヘッドランプコントロールユニットとを備えたことを特徴とする。

これによると、ドア開時に傾斜角検知手段により検知した車両の傾斜角である基準車両傾斜角と、ドアを閉じた全ドア閉時に傾斜角検知手段により検知した車両傾斜角との差分がドア開時から全ドア閉時における乗員変動や荷物の積載等による車体自体の姿勢変化量であり、この差分に基づいてヘッドランプの光軸を調整することで路面の傾斜等の影響を除外した適切なヘッドランプの光軸制御が得られる。また、ドア開閉検知手段、傾斜検知手段及びヘッドランプコントロールユニット等の簡単な構成でヘッドランプの光軸制御装置が形成できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１のヘッドランプの光軸制御装置において、車速を検知する車速検知手段を備え、前記ヘッドランプコントロールユニットは、前記ドア開閉検知手段による全ドア閉の検知前に前記車速検知手段が車速を検知したときは前記車速検知手段が車速検知時に前記傾斜角検知手段により検知された車両傾斜角と前記基準車両傾斜角との差分に基づいて前記ヘッドランプの光軸を調整することを特徴とする。

これによると、ドア開閉検知手段による全ドア閉を検知する前に車速検知手段が車速を検知したとき、例えば全ドアの内少なくとも１つのドアの閉状態が不完全な、いわゆる半ドア状態で走行した際において、ドア開時に傾斜角検知手段により検知した車両の傾斜角である基準車両傾斜角と車両が走行開始時に傾斜角検知手段により検知した車両の傾斜角との差分がドア開時から走行開始時における乗員変動や荷物の積載等による車体の姿勢変化量であり、この差分に基づいてヘッドランプの光軸を調整することで路面の傾斜等の影響を除外して適切にヘッドランプの光軸制御が得られる。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載のヘッドランプの光軸制御装置において、前記傾斜角検知手段は、Ｇセンサにより構成される傾斜角センサであることを特徴とする。

これは傾斜角検知手段の一例であって、傾斜角検知手段としてＧセンサにより構成される構成が簡単で小型軽量の傾斜角センサを用いることで、サスペンション等から離れた適宜箇所に配置することができ、チッピング、泥はね等の影響を受けることのない任意の箇所に配置することが可能になり、設計の自由度が確保できる。

本発明によると、ドア開時に傾斜角検知手段により検知した基準車両傾斜角と、全ドア閉時に傾斜角検知手段により検知した車両傾斜角との差分に基づいてヘッドランプの光軸を調整することで路面の傾斜等の影響を除外した適切なヘッドランプの光軸制御が得られる。

実施の形態における車両に搭載されたヘッドランプの光軸制御装置の概略構成図である。 ヘッドランプの概略構成を示す断面図である。 ヘッドランプの光軸制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 ヘッドランプの光軸制御装置の作動説明図である。

以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。

図１は、車両に搭載されたヘッドランプの光軸制御装置の概略構成図、図２はヘッドランプの概略構成図であり、図３は光軸制御装置の制御ルーチンを示すフローチャート、図４はヘッドランプの光軸制御装置の作動説明図である。

図１に示すように、車両１にはその前部に左右一対のヘッドランプ１０が前方照射可能に搭載され、各ヘッドランプ１０にはそれぞれヘッドランプ１０の照射方向となる光軸Ｘの向きを調整するためのアクチュエータ１５が設けられ、アクチュエータ１５はヘッドランプコントロールユニット（ヘッドランプＥＣＵ）２０に接続されている。

なお、本実施の形態における車両１は、例えば５ドア車であって、乗員乗降用の一対のフロントドア２及びリヤドア３を有すると共に、荷物搭載用のリヤゲート４を有している。

ここで、図２を参照してヘッドランプ１０の構成の一例を説明する。ヘッドランプ１０は、ランプ１１とそのランプ１１を固定するリフレクタ１２、リフレクタ１２の上部を揺動自在に支持する支持部１３及びリフレクタ１２の下部を支持するアクチュエータ１５が配設されて構成される。アクチュエータ１５は、例えばステップモータであって、ロッド１６の先端がリフレクタ１２の下部に連結され、ロッド１６が伸縮或いは出没作動すると、リフレクタ１２が支持部１３の回りで揺動して、矢印で示すようにヘッドランプ１０の光軸Ｘの向きが上下方向に変化する。これにより、ヘッドランプＥＣＵ２０からの指令によりアクチュエータ１５を作動させることによって、ヘッドランプ１０の光軸Ｘが調整される。

ヘッドランプＥＣＵ２０は、ヘッドランプ１０の光軸調整等の制御を行うための制御装置である。ヘッドランプＥＣＵ２０には、バッテリが電源として接続されると共に、その入力側にイグニッションスイッチ２１、車両１のフロントドア２、リヤドア３及びリヤゲート４の各ドアにそれぞれ設けられてそれぞれのドア開閉状態を検知するドア開閉センサ（ドア開閉検知手段）２２、２３及び２４と、車両１の車速を検知する車速センサ（車速検出手段）２５と、ヘッドランプＥＣＵ２０に一体或いはヘッドランプＥＣＵ２０の近傍に設けられて車両１の少なくとも前後方向の傾斜角を検知する傾斜角センサ（傾斜角検出手段）２６等の各センサが接続される。

傾斜角センサ２６は比較的小型で構成が簡単な周知のＧセンサよりなり、ヘッドランプＥＣＵ２０或いは車両１に固定した支持部に移動自在に支持した質量体の支持力の変化に基づいて車両の傾斜角を検出する。

一方、ヘッドランプＥＣＵ２０の出力側には、上述のヘッドランプ１０のアクチュエータ１５が接続される。

このように構成されたヘッドランプの光軸制御装置の作動及び作用を図３に示すフローチャート及び図４に示す作動説明図に基づいて説明する。

例えば、傾斜した路面や車輪を縁石に乗り上げて車両１が傾斜して停車した状態、本実施の形態の説明では図４（ａ）に模式的に示すように傾斜角θで傾斜する路面Ｒ上に車両１が停車し、この車両１に乗降或いは荷物等を積み降ろす積載作業等にあたり、フロントドア２、リヤドア３或いはリヤゲート４のいずれか１つのドアが開放されると、ステップＳ１０１において対応するドア開閉センサ２２、２３、或いは２４がドア開であることを検出し、ステップＳ１０２においてイグニッションスイッチ２１がＯＦＦであるか否か判別する。

ステップＳ１０２の判別結果がＹＥＳ、即ちイグニッションスイッチ２１がＯＦＦの場合は、乗員が乗車していない状態或いは乗車しているが車両１のエンジンが停止状態でフロントドア２、リヤドア３或いはリヤゲート４のいずれか１つのドアが開かれたとみなしステップＳ１０３に移行してヘッドランプＥＣＵ２０を起動する。なお、イグニッションスイッチ２１がＯＮではヘッドランプＥＣＵ２０は起動された状態である。

ステップＳ１０３でヘッドランプＥＣＵ２０が起動すると、ステップＳ１０４において傾斜角センサ２６によってドア開時の車両１の傾斜角を検出してヘッドランプＥＣＵ２０に基準車両傾斜角Ａとして記録する。この基準車両傾斜角Ａは、路面Ｒの路面傾斜角θを含み、路面傾斜角θとこのときの路面Ｒに対する車両１自体の傾斜角である初期車両姿勢傾斜角αとの総計となる（基準車両傾斜角Ａ＝路面傾斜角θ＋初期車両姿勢傾斜角α）。

ここで、車両１に乗降或いは荷物等の積み降ろし後にフロントドア２、リヤドア３及びリヤゲート４の全てのドアが閉じられると、ドア開閉センサ２２、２３、及び２４により各ドアが閉じられた全ドア閉を検出する。一方、フロントドア２、リヤドア３及びリヤゲート４のいずれか少なくとも１つのドア閉操作が不完全、いわゆる半ドア状態ではドア開閉センサ２２、２３、及び２４のいずれかがドア開状態を検知して全ドア閉は検知されない。

そして、ステップＳ１０５においてドア開閉センサ２２、２３、及び２４による全ドア閉の検知が車速センサ２５による車速検知より先か否かを判別する。

ステップＳ１０５の判別結果がＹＥＳ、即ち全ドア閉の場合は、ステップＳ１０６に移行して全ドア閉をドア開閉センサ２２、２３、及び２４が検知した時に傾斜角センサ２６が検知した車両１の傾斜角を車両傾斜角ＢとしてヘッドランプＥＣＵ２０に記憶する。この乗車或いは荷物積載等による積載及び乗員変動した後の車両１の車両傾斜角Ｂは、例えば図４（ｂ）に示すように路面Ｒの路面傾斜角θが含まれ、路面傾斜角θと乗降や荷物積み降ろしによる車両１自体の車両姿勢変化後の車両姿勢傾斜角βを含む（車両傾斜角Ｂ＝路面傾斜角θ＋車両姿勢傾斜角β）。

続くステップＳ１０７において車両傾斜角Ｂと基準車両傾斜角Ａの差、即ち車両傾斜角Ｂ（＝路面傾斜角θ＋車両姿勢傾斜角β）から基準車両傾斜角Ａ（＝路面傾斜角θ＋初期姿勢傾斜角α）を減算して乗車或いは荷物積載等の前と後の車両姿勢変化量Ｃ（＝車両傾斜角Ｂ−基準車両傾斜角Ａ＝車両姿勢傾斜角β−初期車両傾斜角α）を演算して算出する。この車両姿勢変化量Ｃは、全ドア閉時における傾斜角センサ２６により検出した車両傾斜角Ｂとドア閉時における傾斜角センサ２６により検出した基準車両傾斜角Ａとの差分であり、路面傾斜角θの影響を除外した車両１自体の積載及び乗員変動等による車両姿勢変化量である。

ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７で算出された車両姿勢変化量Ｃに基づいてヘッドランプＥＣＵ２０からの指令によりアクチュエータ１５を作動させることによってヘッドランプ１０の光軸Ｘを調整する。即ち、ドア開時と全ドア閉時における傾斜角センサ２６による検出傾斜角の差分である車両１自体の積載及び乗員変動等による車両姿勢変化量Ｃに従ってヘッドランプ１０の光軸Ｘを調整することで、路面傾斜角θによる影響を除外した適切なヘッドランプの光軸制御ができる。

一方、上記車両１に乗降或いは荷物等の積み降ろした積載及び乗員変動した後にフロントドア２、リヤドア３及びリヤゲート４を閉じた後のステップＳ１０５において判別結果がＮＯの場合、即ち、ドアセンサ２２、２３、及び２４のいずれかがドア閉を検知しない、即ち全ドア閉でない状態で車速センサ２６が車速を検知したときには、フロントドア２、リヤドア３及びリヤゲート４のいずれか少なくとも１つのドア閉が不完全、いわゆる半ドア状態で走行したとみなされる。このステップＳ１０５における判別結果がＮＯのときはステップＳ１０９に移行して車速センサ２５が車速を検知した時、即ち車両１が走行を開始した時の傾斜角センサ２６によって検知した車両１の傾斜角を車両１の車両傾斜角ＤとしてヘッドランプＥＣＵ２０に記憶する。この車両姿勢変化後の車両傾斜角Ｄは、図４（ｂ）に示すように路面Ｒの路面傾斜角θを含み、路面傾斜角θと乗車或いは荷物積載等による積載及び乗員変動した後の車両１自体の傾斜角である車両姿勢傾斜角βを含む（車両傾斜角Ｄ＝路面傾斜角θ＋車両姿勢傾斜角β）。

続くステップＳ１１０において車両傾斜角Ｄと基準車両傾斜角Ａの差、即ち車両傾斜角Ｄから基準車両傾斜角Ａを減算して車両姿勢変化量Ｅ（＝車両傾斜角Ｄ−基準車両傾斜角Ａ＝車両姿勢傾斜角β−初期車両傾斜角α）を演算して算出する。この車両姿勢変化量Ｅは、ドア開時と車両走行開始時における傾斜角センサ２６により検知された傾斜角の差分であり、路面傾斜角θの影響を除外した車両１自体の積載及び乗員変動による車両姿勢変化量である。

ステップＳ１１１において、ステップＳ１１０で算出された車両姿勢変化量Ｅに基づいてヘッドランプＥＣＵ２０からの指令によりアクチュエータ１５を作動させることによって、ヘッドランプ１０の光軸Ｘを調整する。即ち、ドア開時と車両走行開始時における傾斜角センサ２６による検出傾斜角の差分である車両１自体の積載及び乗員変動による姿勢変化量に従ってヘッドランプ１０の光軸Ｘを調整することで、仮にドア閉が不完全な状態、いわゆる半ドア状態で走行した際にも路面傾斜角θに影響されることなく適切にヘッドランプ１０の光軸Ｘの制御ができる。

また、例えば、車両１が走行した後、エンジンを停止することなく乗降或いは荷物搭載等のために図４（ａ）に示すように路面傾斜角θの路面Ｒに停車してフロントドア２、リヤドア３或いはリヤゲート４のいずれか１つが開放すると、ステップＳ１０１においてドアセンサ２２、２３、或いは２４がドア開であることを検出する。そして、ステップＳ１０２においてイグニッションスイッチ２１がＯＦＦであるか否か判別される。この場合イグニッションスイッチ２１がＯＮでありかつヘッドランプＥＣＵ２０が起動状態に保持されてステップＳ１０４に移行し、ステップＳ１０４において傾斜角センサ２６にて車両１の傾斜角を検出してヘッドランプＥＣＵ２０に基準車両傾斜角Ａを記録する。これ以降の作動及び作用は上記各ステップと同様であり説明を省略する。このエンジンを停止することなくドアを開閉して乗降或いは荷物の積み降ろしをする場合にも、同様にドア開閉時のドア開閉時における傾斜角センサ２６による検出傾斜角の差分である車両１自体の積載及び乗員変動による姿勢変化量に従ってヘッドランプ１０の光軸Ｘを調整することで、路面傾斜角θに影響されることなく適切にヘッドランプの光軸制御ができる。また、ドア閉が不完全、いわゆる半ドア状態で走行した路面傾斜角θに影響されることなく適切にヘッドランプ１０の光軸制御ができる。

また、イグニッションスイッチ２１、ドア開閉センサ２２、２３、２４、車速センサ２６等は既存の車両１に搭載された各種センサ等によって構成され、かつ簡単な構成でかつ安価なＧセンサからなる傾斜センサ２６及びヘッドランプＥＣＵ２０を付加する簡単な構成でヘッドランプの光軸制御装置が形成できる。

また、傾斜角検知手段としてＧセンサにより構成される構成が簡単で小型軽量の傾斜角センサ２６を用いることで、傾斜角センサ２６をサスペンション等から離れた適宜箇所に配置することができ、チッピング、泥はね等の影響を受けることのない任意の箇所に配置することが可能になり、設計の自由度が確保できる。

なお、上記実施の形態では、路面Ｒが傾斜する場合を例に説明したが、車輪が縁石に乗り上げていた場合や、他の外部要因で車両が傾斜した場合でも同様にそれらの外部要因に影響されることなく適切にヘッドランプ１０の光軸Ｘが制御ができ、種々の条件下に適切にヘッドランプ１０の光軸制御が適切に実行できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。例えば上記実施の形態では、車両傾斜角Ｂ及び車両傾斜角Ｄとの差分に従ってヘッドランプ１０の光軸Ｘを調整したが、これらの差分が予め設定された範囲においては光軸Ｘの調整を不作動とすることでヘッドライト１０の光軸調整回数を少なくすることができる。

１ 車両
２ フロントドア（ドア）
３ リヤドア（ドア）
４ リヤゲート（ドア）
１０ ヘッドランプ
１５ アクチュエータ
２０ ヘッドランプコントロールユニット（ヘッドランプＥＣＵ）
２１ イグニッションスイッチ
２２、２３、２４ ドア開閉センサ（ドア開閉検知手段）
２５ 車速センサ（車速検知手段）
２６ 傾斜角センサ（傾斜角検知手段）
Ｘ 光軸
Ｒ 路面
Ａ 基準車両傾斜角
Ｂ 車両傾斜角
Ｃ 車両姿勢変化量
Ｄ 車両傾斜角
Ｅ 車両姿勢変化量

Claims (3)

1. 車両に搭載されるヘッドランプの光軸方向を調整するヘッドランプの光軸制御装置において、
   車両に前方照射可能に搭載されてアクチュエータにより光軸が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角を検知する傾斜角検知手段と、
   車両のドアの開閉を検知するドア開閉検知手段と、
   前記ドア開閉検知手段によりドア開が検知されたドア開時に前記傾斜角検知手段により検知された基準車両傾斜角と前記ドア開閉検知手段により全ドア閉が検知された全ドア閉時に検知された車両傾斜角との差分に基づいて前記ヘッドランプの光軸を調整するヘッドランプコントロールユニットとを備えた、ことを特徴とするヘッドランプの光軸制御装置。
2. 車速を検知する車速検知手段を備え、
   前記ヘッドランプコントロールユニットは、前記ドア開閉検知手段による全ドア閉の検知前に前記車速検知手段が車速を検知したときは前記車速検知手段が車速検知時に前記傾斜角検知手段により検知された車両傾斜角と前記基準車両傾斜角との差分に基づいて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に記載のヘッドランプの光軸制御装置。
3. 前記傾斜角検知手段は、Ｇセンサにより構成される傾斜角センサであることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドランプの光軸制御装置。

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