(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部にのみ装着されて、車幅方向に並設された２組の超音波受信素子及び超音波発信素子を含む超音波センサと、
前記各超音波受信素子及び超音波発信素子における受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を判定する傾斜判定手段と、
前記車両に設けられたヘッドランプの光軸を調整可能な光軸調整手段と、
前記傾斜判定手段の判定結果に基づいて前記光軸調整手段を制御する制御手段とを具え、
前記超音波センサは、
前記超音波発信素子から発信される送信波は、互いに車幅方向に並行状態で夫々送信され、
前記超音波受信素子は、路面で反射された前記送信波が夫々受信されるように構成されたことを特徴とする車両用ヘッドランプの光軸調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用ヘッドランプの光軸調整装置において、前記超音波センサは、フロントアクスル部の前方に装着されたことを特徴とする車両用ヘッドランプの光軸調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両傾斜状態に応じてヘッドランプの光軸を調整する光軸調整装置に関し、特に、キャブと荷台がフレーム上に設けられたトラックに適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、安全性の観点から高輝度ランプが採用されるようになってきている。高輝度ランプは安全性の寄与度が高い反面、対向車両へ眩感を与える虞が高くなる。そこで、従来から、車両の傾斜状態に応じてヘッドランプの光軸を調整し、対向車両のドライバに眩感を与えないようにする技術が種々検討されている。フレームにキャブと荷台が設けられたトラック等に光軸調整装置を適用する場合、前後のアクスルとフレーム間の上下方向のストロークを検出し、上下方向のストローク差によりキャブ側の傾斜状態を判定してヘッドランプの光軸を調整することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フレームに荷台が設けられたトラックでは、積荷の積載によりフレームにたわみが生じ、正確な傾斜状態を判定することが困難となっている。即ち、積荷の位置によっては、フレームにたわみが生じてフレーム先端部（キャブ側）が上方に傾斜しているにも拘らず前後のアクスルとフレーム間の上下方向のストロークが略同じになることが考えられる。このため、ヘッドランプの光軸を下側に調整する必要があるにも拘らず上下方向にストローク差がない、即ち、傾斜状態にないと判定されてヘッドランプの光軸を調整することができない状態になる虞がある。フレームのたわみ量を考慮してヘッドランプの光軸を調整することも考えられるが、積荷の積載量や積載位置は一定ではなく、結果的に正確な傾斜状態を判定することが困難となる。
【０００４】
そこで、本出願人は、このような問題を解決するものとして、特願2001−211714「車両用ヘッドランプの光軸調整装置」を出願した。この「車両用ヘッドランプの光軸調整装置」は、車両前部に車両前部の路面に対する傾斜状態を判定する傾斜判定手段として、一つの信号発信部と、この信号発信部を挟んで車両前後方向に配設されて信号発信部から発信された信号を路面を経由して受信する二つの信号受信部とを有する超音波センサを設け、各信号受信部での受信時間差（あるいは受信位相差）に基づいて車両の傾斜状態を判定し、この判定結果に基づいてヘッドランプの光軸を調整するものである。
【０００５】
ところが、この「車両用ヘッドランプの光軸調整装置」では、超音波センサに対する走行風の影響が考慮されておらず、車両の傾斜状態の高精度な判定が望まれている。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、車両の傾斜状態を正確に判定してヘッドランプの光軸を適切に調整することができる車両用ヘッドランプの光軸調整装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために請求項１の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置では、車両の前部にのみ装着されて、車幅方向に並設された２組の超音波受信素子及び超音波発信素子を含む超音波センサと、前記各超音波受信素子及び超音波発信素子における受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を判定する傾斜判定手段と、前記車両に設けられたヘッドランプの光軸を調整可能な光軸調整手段と、前記傾斜判定手段の判定結果に基づいて前記光軸調整手段を制御する制御手段とを具え、前記超音波センサは、前記超音波発信素子から発信される送信波は、互いに車幅方向に並行状態で夫々送信され、前記超音波受信素子は、路面で反射された前記送信波が夫々受信されるように構成されている。
【０００８】
従って、傾斜判定手段では、各超音波センサは車幅方向の送受信信号から両者の時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を判定するため、各超音波センサからは同時に送信波を発信して受信波を検出することとなり、同時に各超音波センサから発信される送信波が受ける走行風の影響は同様となり、誤差が吸収されて車両の傾斜状態を正確に判定することができ、ヘッドランプの光軸を適切に調整することができる。
【０００９】
また請求項１の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置では、各超音波センサからの送信波を略平行状態で送信するようにしている。従って、各超音波センサから発信される送信波はほぼ同様に走行風の影響を受けることとなり、両者間の検出誤差が減少して高精度に車両の傾斜状態を判定することができる。
【００１０】
また請求項１の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置では、超音波センサを車幅方向に並設した信号発信部及び信号受信部とで構成し、信号発信部から発信された信号を路面を経由して信号受信部が受信するようにしている。従って、構造の簡素化並びに低コスト化を図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置では、超音波センサをフロントアクスル部の前方に装着している。従って、車両の撓みを排除して車両の傾斜状態を判定することができる。
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態に係る車両用ヘッドランプの光軸調整装置を搭載したトラックの概略構成、図２にトラックのフレームの平面視、図３に超音波センサの取付状態を表すトラックのフレーム前部の概略、図４に図３のIV−IV断面、図５に超音波センサの取付状態を表す概略、図６に超音波センサの取付状態を表す平面視、図７に傾斜状態の判定方法の説明、図８に光軸調整装置が装着されたヘッドランプ部の水平断面、図９に図８のIX−IX断面、図１０に本実施形態の光軸調整装置の制御ブロック、図１１に本実施形態の光軸調整装置による初期設定のフローチャートを示す。
【００１５】
本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置において、図１及び図２に示すように、左右一組のサイドフレーム１にはこれに直交する複数のクロスメンバ２が組み付けられ、このサイドフレーム１及びクロスメンバ２により構成されるフレーム上にキャブ３及び荷台４が搭載されている。車両前端部のクロスメンバ２の両側には左右のヘッドランプ５が装着され、このクロスメンバ２の略中央部には傾斜判定手段としての傾斜センサ６が配置されている。この傾斜センサ６の検出信号は制御手段としてのＥＣＵ７に入力され、ＥＣＵ７では傾斜センサ６からの検出情報に基づいて車両前部の路面に対する傾斜状態が判定される。
【００１６】
なお、左右ヘッドランプ５はキャブ３側に設けてもよい。また、傾斜センサ６はフロントアクスル８上やこのフロントアクスル８より前側であれば車両端部のクロスメンバ２以外（例えば、キャブ３側）に設けてもよい。
【００１７】
ここで、傾斜センサ６について詳細に説明する。図３乃至図６に示すように、傾斜センサ６は車幅方向に送受信を行う２組の超音波センサ９，１０であって、信号発信部としての２つの送信センサ９ａ，１０ａと、信号受信部としての受信センサ９ｂ，１０ｂとを有している。送信センサ９ａ，１０ａは車両の左側に配置され、受信センサ９ｂ，１０ｂは車両の右側に配置されており、各超音波センサ９，１０の送受信波の方向は略平行状態をなし、車両の前後方向に対してほぼ直交する方向となっている。
【００１８】
そして、この超音波センサ９，１０は下部の送受信面が露出するように箱形のケース１１に収納され、このケース１１がコ字形状をなすブラケット１２を介してクロスメンバ２の中間部に取付けられることで、傾斜センサ６が車両の前部に路面Ｒと対向して取付けられる。これにより、傾斜センサ６の取付スペースを車両の前後方向に短くすることができ、また、超音波センサ９，１０をケース１１内に収納したことにより、傾斜センサ６をコンパクトにすることができ、クロスメンバ２への取付が容易となる。
【００１９】
なお、超音波センサ９，１０は送信センサ９ａ，１０ａと受信センサ９ｂ，１０ｂとが別体のものを前後に２組に設けたが、これに限定されるものではなく、３組以上設けてもよく、また、送信センサと受信センサとが一体のものを前後に２つ設けてもよい。
【００２０】
この傾斜センサ６は、２つの超音波センサ９，１０の受信時間差に基づいて路面Ｒに対する車両の傾斜状態を判定するものであり、各送信センサ９ａ，１０ａからの超音波は路面Ｒを反射して各受信センサ９ｂ，１０ｂで受信され、この受信センサ９ｂ，１０ｂの受信時間差に基づいて路面Ｒに対する車両の傾斜状態が判定される。即ち、送信センサ９ａ，１０ａ及び受信センサ９ｂ，１０ｂの信号はＥＣＵ７に入力され、受信センサ９ｂ，１０ｂの超音波の受信時間差に基づいて路面に対する前部のクロスメンバ２の傾斜状態（車両前部の傾斜状態）がＥＣＵ７で判定される。なお、傾斜センサ６は受信時間差に基づいて路面Ｒに対する車両の傾斜状態を判定するようにしたが、受信位相差に基づいて路面Ｒに対する車両の傾斜状態を判定してもよい。
【００２１】
図６及び図７に基づいて傾斜センサ６による車両の傾斜状態の判定方法を詳細に説明する。
【００２２】
図６に示すように、２つの超音波センサ９，１０にて、各送信センサ９ａ，１０ａは路面Ｒに向けて且つ各受信センサ９ｂ，１０ｂに反射するように超音波を発信するものである。
【００２３】
そして、図７(ａ)で示すように、路面Ｒに対し車両前部（前部クロスメンバ２）が傾斜していない場合、前方の送信センサ９ａから受信センサ９ｂに送信される超音波の経路Ｌａと、後方の送信センサ１０ａから受信センサ１０ｂに送信される超音波の経路Ｌｂが等しくなり、受信センサ９ｂ，１０ｂの受信時間差ΔＴはゼロとなる。一方、図７(ｂ)で示すように、荷台４に荷物を積んだことにより車両の後部が沈んで、路面Ｒに対して車両前部が後方（上方）に傾斜している場合、前方の送信センサ９ａから受信センサ９ａに送信される超音波の経路Ｌａが、後方の送信センサ１０ａから受信センサ１０ｂに送信される超音波の経路Ｌｂよりも長くなり、受信センサ９ｂ，１０ｂに受信時間差ΔＴが生じる。
【００２４】
このように車両前部が後方に傾斜している場合、距離Ｌだけ離れた送信センサ９ａ，１０ａの間には高さ方向に距離差ΔＳが生じる。この距離差ΔＳは、受信時間差ΔＴと雰囲気温度及び音速により決められ、距離差ΔＳと受信センサ９ｂ，１０ｂの間の前後方向の距離Ｌにより、傾斜角Δαは次式（１）により求めることができる。
Δα＝tan -1（ΔＳ／Ｌ）                              ・・・（１）
従って、ＥＣＵ７は、受信センサ９ｂ，１０ｂの受信時間差ΔＴに基づいて距離差ΔＳを導出し、上述した（１）式により傾斜角Δαを演算することで、車両の傾斜状態を判定することができる。
【００２５】
なお、図７(ｂ)で示すものとは逆に、荷台４に荷物を積んだことにより車両の前部が沈んで、路面Ｒに対して車両前部が前方（下方）に傾斜している場合、経路Ｌａより経路Ｌｂの方が長くなり、受信センサ９ｂ，１０ｂに受信時間差ΔＴが生じることとなり、前述と同様に、上述した（１）式により傾斜角Δαを演算することで、車両の傾斜状態を判定することができる。
【００２６】
また、図８及び図９に基づいてヘッドランプ５及びその光軸調整装置について説明する。
【００２７】
図８及び図９に示すように、ヘッドランプ５はHi側のランプ１５とLow 側のランプ１６で構成され、Low 側のランプ１６が、例えば、高輝度ランプ（例えば、ディスチャージヘッドランプ）となっている。Low 側のランプ１６はリフレクタホルダ１７に高輝度バルブ１８が取り付けられ、集光レンズ１９が設けられている。Hi側のランプ１５は、例えば、ハロゲンバルブ２０を備えている。そして、高輝度バルブ１８はリフレクタホルダ１７と共に光軸調整手段としてのアクチュエータ２１により傾動駆動され、光軸が上下方向に調整されるようになっている。アクチュエータ２１は、傾斜センサ６からの情報によりＥＣＵ７で判定された傾斜状態に応じたＥＣＵ７からの指令により駆動され、高輝度バルブ１８の光軸が調整される。
【００２８】
また、Low 側のランプ１６にはリフレクタホルダ１７を手動で調整して高輝度バルブ１８の光軸を調整する手動ねじ２２が設けられている。手動ねじ２２は傾斜センサ６の初期値に対する高輝度バルブ１８の光軸位置を設定するときに用いられる。
【００２９】
なお、Hi側のランプ１５をLow 側のランプ１６と同様にアクチュエータ２１により上下方向に調整するようにすることも可能である。また、ヘッドランプとしては、リフレクタとバルブが一体の構成のものもあり、リフレクタとバルブが一体の場合、リフレクタをアクチュエータにより傾動駆動させることでバルブの光軸を調整することができる。
【００３０】
このように構成された本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置では、図１０に示すように、ＥＣＵ７には車速センサ２３からの情報が入力されると共に傾斜センサ６（送信センサ９ａ，１０ａ及び受信センサ９ｂ，１０ｂ）からの検出情報が入力される。このＥＣＵ７では、車速センサ２３が検出した車速に基づいて車両の停車時及び停車脱出時が判断されると共に、送信センサ９ａ，１０ａ及び受信センサ９ｂ，１０ｂからの検出結果に基づいて上述した傾斜角Δαが演算される。そして、リフレクタホルダ１７を傾動させるアクチュエータ（左右のヘッドランプ５のアクチュエータ）２１に駆動指令が出力され、車両の状況及び傾斜状態に基づいて高輝度バルブ１８の光軸が所定状態に調整される。
【００３１】
また、ＥＣＵ７には、車両が空車で且つ平坦路にあるときの傾斜角Δαの結果を初期値とする機能（初期値記憶機能）が備えられ、着脱自在の故障判断ツール２４により初期値を記憶するように指令が出力される。車両が空車で且つ平坦路にあるときの傾斜角Δαの結果を初期値とし、この状態で手動ねじ２２により高輝度バルブ１８の光軸を所定状態に調整する。そして、記憶された初期値を基にして傾斜センサ６からの情報により演算される傾斜角Δαに応じてアクチュエータ２１を駆動し、高輝度バルブ１８の光軸が傾斜状態に応じて調整される。
【００３２】
これにより、傾斜センサ６の検出状況にばらつきがある場合でも、常に一定の精度を維持して傾斜状態を判定して高輝度バルブ１８の光軸を調整することができる。また、故障判断ツール２４により初期値を記憶するように指令がだされるようになっているので、既存の装置を利用することで容易に初期設定を行うことができる。
【００３３】
即ち、車両の工場出荷時には、図１１に示すように、ステップＳ１で初期値セットが終了していないか否かが判断され、初期値セットが終了していないと判断された場合、ステップＳ２で路面が平面か否かが判断される。ステップＳ２で路面が平面であると判断されると、ステップＳ３で送信センサ９ａ，１０ａ及び受信センサ９ｂ，１０ｂの検出情報により傾斜角Δαを演算する。そして、ステップＳ５で故障判断ツールによりその時に演算された傾斜角Δαを初期値と記憶する指令が出力され、ＥＣＵ７にて初期値が記憶される。また、ステップＳ２で路面が平面ではないと判断された場合、ステップＳ４で車両を平面な路面にセットしてステップＳ３に移行する。一方、ステップＳ１で初期値セットが終了していると判断された場合、そのまま終了となる。
【００３４】
そして、平面路で送信センサ９ａ，１０ａ及び受信センサ９ｂ，１０ｂの検出情報により演算された傾斜角Δαを初期値とした後、手動ねじ２２によりリフレクタホルダ１７と共に高輝度バルブ１８を傾動させて高輝度バルブ１８の光軸を平面路での光軸の状態に調整する。これにより、平面路で演算された傾斜角Δαを基準にした傾斜センサ６の検出情報に応じた制御（オートレベリング）が可能となる。
【００３５】
即ち、車両の工場出荷後には、車両の停止時における傾斜角Δαが演算され、この傾斜角Δαと前述した初期値と比較し、両者の差に基づいてアクチュエータ２１を駆動し、高輝度バルブ１８の光軸が自動的に調整されてヘッドランプ５の傾斜角が補正される。なお、車両の停止時における傾斜角Δαの演算を行って車両の傾斜状態を判定したが、車両が一定車速で走行しているときに、傾斜角Δαの演算を行って車両の傾斜状態を判定してもよい。
【００３６】
このように本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置にあっては、傾斜センサ６を車幅方向に送受信を行う２組の超音波センサ９，１０とし、送信センサ９ａ，１０ａと受信センサ９ｂ，１０ｂの送受信波の方向が略平行状態で、車両の前後方向にほぼ直交する方向となるように配設し、各超音波センサ９，１０の受信時間差ΔＴから距離差ΔＳを求め、傾斜角Δαを演算して車両の傾斜状態を判定し、この判定結果に基づいてヘッドランプ５の光軸を調整している。
【００３７】
従って、各超音波センサ９，１０の送信センサ９ａ，１０ａは送信波を発信し、受信センサ９ｂ，１０ｂが路面Ｒからの反射波を受信することとなり、各超音波センサ９，１０から発信される送信波は走行風からほぼ同様の影響を受けることとなり、走行風による検出誤差が吸収されて車両の傾斜状態を正確に判定することができ、ヘッドランプ５の光軸を適切に調整することができる。
【００３８】
また、車両の前部のクロスメンバ２で傾斜を判定することができ、サイドフレーム１に撓みが生じても撓み状態を排除して車両の傾斜角Δαを演算することができ、ヘッドランプ５の傾斜状態を車両の傾斜角Δαに応じて適切に自動的に補正することができる。これにより、車両の傾斜状況を正確に判断して高輝度ランプ１８の光軸を適切に調整することができ、対向車両のドライバに眩感を与えないようにすることが可能になる。更に、停車時及び停車脱出時である定常時にヘッドランプ５の傾斜状態を車両の傾斜角Δαに応じて補正できるので、光軸の傾斜が規制される場合等に容易に規制に適合させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置によれば、車両の前部にのみ装着されて、車幅方向に並設された２組の超音波受信素子及び超音波発信素子を含む超音波センサと、前記各超音波受信素子及び超音波発信素子における受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を判定する傾斜判定手段と、前記車両に設けられたヘッドランプの光軸を調整可能な光軸調整手段と、前記傾斜判定手段の判定結果に基づいて前記光軸調整手段を制御する制御手段とを具え、前記超音波センサは、前記超音波発信素子から発信される送信波は、互いに車幅方向に並行状態で夫々送信され、前記超音波受信素子は、路面で反射された前記送信波が夫々受信されるように構成されている。
このため、傾斜判定手段では、各超音波センサは車幅方向の送受信信号から両者の時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を判定するため、各超音波センサからは同時に送信波を発信して受信波を検出することとなり、同時に各超音波センサから発信される送信波が受ける走行風の影響は同様となり、誤差が吸収されて車両の傾斜状態を正確に判定することができ、ヘッドランプの光軸を適切に調整することができる。
【００４０】
また請求項１の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置によれば、各超音波センサからの送信波を略平行状態で送信するので、各超音波センサから発信される送信波はほぼ同様に走行風の影響を受けることとなり、両者間の検出誤差が減少して高精度に車両の傾斜状態を判定することができる。
【００４１】
また請求項１の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置によれば、超音波センサを車幅方向に並設した信号発信部及び信号受信部とで構成し、信号発信部から発信された信号を路面を経由して信号受信部が受信するので、構造の簡素化並びに低コスト化を図ることができる。
【００４３】
請求項２の発明の車両用ヘッドランプの光軸調整装置によれば、超音波センサをフロントアクスル部の前方に装着するので、車両の撓みを排除して車両の傾斜状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用ヘッドランプの光軸調整装置を搭載したトラックの概略構成図である。
【図２】トラックのフレームの平面図である。
【図３】超音波センサの取付状態を表すトラックのフレーム前部の概略図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】超音波センサの取付状態を表す概略図である。
【図６】超音波センサの取付状態を表す平面図である。
【図７】傾斜状態の判定方法の説明図である。
【図８】光軸調整装置が装着されたヘッドランプ部の水平断面図である。
【図９】図８のIX−IX断面図である。
【図１０】本実施形態の光軸調整装置の制御ブロック図である。
【図１１】本実施形態の光軸調整装置による初期設定のフローチャートである。
【符号の説明】
１  サイドフレーム
２  クロスメンバ
３  キャブ
５  ヘッドランプ
６  傾斜センサ（傾斜判定手段）
７  ＥＣＵ（制御手段）
９，１０  超音波センサ
９ａ，１０ａ  送信センサ（信号発信部）
９ｂ，１０ｂ  受信センサ（信号受信部）
１８  高輝度バルブ
２１  アクチュエータ（光軸調整手段）
２２  手動ねじ
２３  車速センサ
２４  故障診断ツール
【図１】
0003669321.tif 000002
【図２】
0003669321.tif 000003
【図３】
0003669321.tif 000004
【図４】
0003669321.tif 000005
【図５】
0003669321.tif 000006
【図６】
0003669321.tif 000007
【図７】
0003669321.tif 000008
【図８】
0003669321.tif 000009
【図９】
0003669321.tif 000010
【図１０】
0003669321.tif 000011
【図１１】
0003669321.tif 000012