(57)【要約】【課題】  車高センサを備えていなくてもレベリング制御を実現した低コストの二輪車用ヘッドランプシステムを提供する。【解決手段】  ヘッドランプＨＬのランプ光軸ＬＡを上下に傾動させることが可能な二輪車において、二輪車の座席ＦＳ，ＲＳや荷物室ＬＡに配設した荷重センサし１〜Ｓ３と、記荷重センサの検出出力に基づいてヘッドランプＨＬを傾動制御するレベリングＥＣＵ１とを備える。レベリングＥＣＵ１は荷重センサＳ１〜Ｓ３で検出した荷重と予め設定したピッチ角との相関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ヘッドランプＨＬの傾動角度を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車のヘッドランプと、前記ヘッドランプの光照射方向を上下に傾動させることが可能なアクチュエータと、二輪車の座席や荷物室等に配設した荷重センサと、前記荷重センサの検出出力に基づいて前記アクチュエータを制御して前記ヘッドランプを傾動制御するレベリング装置とを備え、前記レベリング装置は荷重センサで検出した荷重と予め設定したピッチ角との相関に基づいて前記二輪車のピッチ角を演算し、演算したピッチ角に基づいて前記ヘッドランプの傾動角度を制御することを特徴とする二輪車用ヘッドランプシステム。
【請求項２】
前記荷重センサは二輪車の複数箇所に配設され、前記レベリング装置は複数の荷重センサの検出出力を総合して前記ピッチ角の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の二輪車用ヘッドランプシステム。
【請求項３】
前記レベリング装置は前記荷重とピッチ角の相関をメモリに記憶しておき、検出した荷重に対応するピッチ角をメモリから読み出してピッチ角の演算を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の二輪車用ヘッドランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動二輪車の前方領域を照明するヘッドランプに関するものであり、特に車体のピッチ角の変化に対応して光照射方向を上下に偏向するレベリング機構を備えた二輪車用ヘッドランプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の乗員数や荷物量の変化により車体のピッチ角（二輪車の前後部の上下方向の傾き角）が変化すると、車体に設けたヘッドランプの光軸、すなわち光照射方向も上下に追従変化されることになり、上方を向いたときには対向車を眩惑し、下方を向いたときには自車の遠前方の照明が不十分になり、いずれの場合も安全走行の点で好ましくない。このような問題を解消するため、特許文献１，２では自動二輪車のピッチ角やバンク角の変化に追従してヘッドランプの光軸角度を変化制御して路面に対する光照射方向を一定に保つ技術が提案されている。特許文献１では車体の前輪と後輪のサスペンションに設けたポテンショメータの検出出力から車体前部と後部の車高変化を検出し、この車高変化からピッチ角を求め、ピッチ角を相殺するようにヘッドランプの光軸角を制御している。また、特許文献２ではヘッドランプを車体の車高を変化させるための車高変更手段に機械的に連結し、車高変更手段の動力の一部をヘッドランプにまで伝道してヘッドランプの光軸角を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２４１９１号公報
【特許文献２】特開平１０−３５５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術ではピッチ角を検出するために前輪と後輪のそれぞれにポテンショメータを配設しているが、この種のポテンショメータは高価でかつ所要のサイズであるとともに、前輪と後輪のサスペンション部位にポテンショメータを配設するためのスペースを確保する必要があり、二輪車の低コスト化や小型・軽量化を実現する上での障害になる。また、特許文献２の技術は機械的な構成部分が多く、重量が嵩むとともに高価であり、二輪車の低コスト化や小型・軽量化を実現する上での障害になるとともに、車高変更手段を備えていない二輪車への適用は不可能である。
【０００５】
本発明の目的は、車体のピッチ角変化に追従してヘッドランプの光照射方向を制御することを可能にする一方で、車高センサや車高変更手段等の高価格かつ重量の嵩む部品を必要とすることなく低コスト化及び小型・軽量化を実現した二輪車用ヘッドランプシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、二輪車のヘッドランプと、ヘッドランプの光照射方向を上下に傾動させることが可能なアクチュエータと、二輪車の座席や荷物室等に配設した荷重センサと、荷重センサの検出出力に基づいてアクチュエータを制御してヘッドランプを傾動制御するレベリング装置とを備えており、このレベリング装置は荷重センサで検出した荷重と予め設定したピッチ角との相関に基づいて二輪車のピッチ角を演算し、演算したピッチ角に基づいてヘッドランプの傾動角度を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、荷重センサは二輪車の複数箇所に配設され、レベリング装置は複数の荷重センサの検出出力を総合してピッチ角の演算を行うように構成することが好ましい。また、レベリング装置は荷重とピッチ角の相関をメモリに記憶しておき、検出した荷重に対応するピッチ角をメモリから読み出してピッチ角の演算を行う構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二輪車の座席や荷物室に配設した荷重センサで検出した荷重、すなわち乗員の体重や荷物の重量から二輪車のピッチ角を演算し、これからヘッドランプの適正なレベリング制御を行うためのレベリング制御信号を得ることが可能になる。荷重センサは構造が単純で低コストであり、しかも小型であるので本発明システムを低コストにかつ小型・軽量化できる。そのため、特許文献１のような車高センサは不要となり、オートレベリング機能を有しながらも低コストで小型・軽量の二輪車が実現できる。また、特許文献２のような車高変更手段を備えていない二輪車へのシステムの適用も可能になる。
【０００９】
本発明では、複数の荷重センサを配設することで、二輪車のピッチ角をより高い精度で演算でき、正確なレベリング制御が可能になる。また、荷重とピッチ角の相関をメモリに記憶しておくことで、荷重センサで検出した荷重からピッチ角を容易かつ迅速に演算でき、レベリング装置の構成の簡略化やシステム動作の高速化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の二輪車の側面図。
【図２】ヘッドランプの断面図。
【図３】レベリング制御に用いる相関チャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態を説明する。図１は実施形態の自動二輪車の側面図であり、二輪車の車体ＢＤの前部に装備されたヘッドランプＨＬはランプ光軸ＬＡが上下に偏向制御可能に構成されている。図２はヘッドランプＨＬの概略構成を示しており、ヘッドランプＨＬは、内面が光反射面として構成されたランプボディ２１と、このランプボディ２１内に内装される光源としてのバルブ２２と、前記ランプボディ２１の前面に取着されたレンズ２３とで構成されたランプユニット２を備えている。このランプユニット２は二輪車の車体前部に一体的に取り付けたカウルを兼用するランプカバー３内に内装されている。ランプユニット２の上部はランプカバー３の内面上部に左右水平に向けられた枢軸３１により支持されており、ランプユニット２の全体が上下方向に傾動することができるようにされている。また、ランプユニット２の下部はランプカバー３の内下部に支持されたレベリングアクチュエータ４に連結支持されている。このレベリングアクチュエータ４は、例えばソレノイド機構、あるいはモータを駆動源とするスクリュ機構等で構成されている。ここではスクリュ機構で構成されており、後述するようにレベリング制御信号によって制御されたときにランプユニット２の下部に連結されている駆動スクリュ４１を軸転することでランプユニット２の下部を前後方向に螺進可能に構成されたものである。このレベリングアクチュエー４の駆動によりランプユニット２は枢軸３１を支点にして上下に傾動され、ランプ光軸ＬＡを上下に偏向していわゆるレベリング制御が行われる。
【００１２】
図１において、前記二輪車は運転者が着座する前部座席ＦＳと、同乗者が着座する後部座席ＲＳを備え、さらに後部座席ＲＳの下側に荷物室ＬＲを備えている。そして、これら前部座席ＦＳ、後部座席ＲＳ、荷物室ＬＲにはそれぞれ荷重センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を配設している。これらの荷重センサＳ１〜Ｓは例えば歪みゲージで構成されており、前部座席ＦＳまたは後部座席ＲＳに乗員が着座したときに乗員の体重によって変形歪みが生じ、あるいは荷物室ＬＲに入れた積み荷の重量によって変形歪みが生じ、これらの変形歪みを電気抵抗の抵抗値変化として検出するものである。この種の荷重センサの構成は既に広く知られているのでここでは詳細な説明は省略する。
【００１３】
前記各荷重センサＳ１〜Ｓ３はそれぞれレベリングＥＣＵ１に接続され、このレベリングＥＣＵ１によって前記レベリングアクチュエータ４を制御するように構成されている。このレベリングＥＣＵ１は、図１に示すように、前記各荷重センサＳ１〜Ｓ３で検出した荷重に基づいて二輪車のピッチ角を演算するピッチ角演算部１１と、このピッチ角演算部１１で演算されたピッチ角に基づいてピッチ角の変化を相殺する方向に前記ランプユニット２の光軸ＬＡを上下に傾動制御するためのレベリング制御信号を生成するレベリング制御信号生成部１２とを備えている。このレベリングＥＣＵ１には図には表れないが、電源とＧＮＤが接続され、荷重センサＳ１〜Ｓ３によって電源電圧を分圧する形で前記ピッチ角演算部１１に検出荷重を出力するようになっている。なお、このレベリングＥＣＵ１はコンピュータソフトとして構成することも可能であり、この場合には、二輪車のエンジンや各種ランプを点灯制御するために設けられている図には表れないコンピュータ（マイコン）の一部で構成することができる。
【００１４】
さらに、レベリングＥＣＵ１のピッチ角演算部１１には、図３（ａ）〜（ｃ）の相関チャートを備えており、これらの相関チャートはレベリングＥＣＵ１に設けたメモリに記憶しておき、演算時に読み出してチャートとして利用できるようになっている。同図において、（ａ）は前部座席ＦＳの荷重センサＳ１で検出した荷重と、この荷重に対応したピッチ角の相関チャートである。すなわち、前部座席ＦＳに運転者が着座したときにおける二輪車の前部が上方に傾く角度の関係である。二輪車は前部座席ＦＳに標準体重の乗員が着座したときにピッチ角が「０」になるように設計してあるものとすると、前部座席ＦＳに着座する乗員の体重の違いよってピッチ角がマイナス（前部が下がる）からプラス（前部が上がる）に変化される。この場合、前部座席ＦＳは二輪車の重心に近い位置にあるので、検出した荷重の変化にかかわらずピッチ角の変化は少なくなっている。（ｂ）は同様に後部座席ＲＳの荷重センサで検出した荷重と、この荷重に対応した二輪車のピッチ角の相関チャートであり、この場合には後部座席ＲＳは二輪車の重心から離れた後方にあるので、検出した荷重の変化に対してピッチ角の変化は前部座席よりも大きくなっている。（ｃ）は同様に荷物室ＬＲの荷重センサで検出した荷重とピッチ角の相関チャートであり、荷物室ＬＲは後部座席ＲＳの直下であるので後部座席ＲＳとほぼ同じ相関チャートとなっている。
【００１５】
以上の構成において、二輪車に乗員が着座すると、ピッチ角演算部１１は、各荷重センサＳ１〜Ｓ３で検出した荷重をこれら（ａ）〜（ｃ）の相関チャートに適用するとともに、それぞれの相関チャートからピッチ角を得る。そして、得られたピッチ角を加算することで二輪車全体のピッチ角を演算することができる。例えば、前部座席ＦＳに体重Ｗ１の運転者が着座し、後部座席ＲＳに体重２の乗員が着座し、荷物室ＬＲの重量Ｗ３の荷物を搭載しているときには、それぞれのピッチ角θ１，θ２，θ３を加算した角θ０（θ０＝θ１＋θ２＋θ３）がピッチ角となる。
【００１６】
そして、レベリング制御信号生成部１２は演算したピッチ角θ０に対し、対応するレベリング角を演算し、レベリングアクチュエータを当該レベリング角だけ上下に傾動させるためのレベリング制御信号を生成する。ここでは、図３（ｄ）のように、ピッチ角に対応するレベリング角の相関チャートに基づいて演算されたピッチ角θ０からヘッドランプＨＬのレベリング角θＬを演算する。そして、前記レベリングアクチュエータ４からフィードバックされてくる現在のランプユニット２の光軸角度、すなわち実際のレベリング角との差をとり、この差が「０」になるようなレベリング制御信号を生成する。このレベリング制御信号によりレベリングアクチュエータ４を制御することにより、ランプユニット２は演算されたレベリング角θＬに設定され、ランプユニット２の光照射方向は二輪車のピッチ角の変化にかかわらず路面に対して所定の角度に制御される。
【００１７】
このように、実施形態では３つの荷重センサＳ１〜Ｓ３を座席ＦＳ，ＲＳや荷物室ＬＲに配設し、これら荷重センサＳ１〜Ｓ３で検出した荷重、すなわち乗員の体重や荷物の重量から二輪車のピッチ角を演算し、これからヘッドランプＨＬの適正なレベリング制御が可能になる。そのため、特許文献１のような車高センサ（ポジションセンサ）は不要となり、オートレベリング機能を有しながらも低コストで小型・軽量の二輪車が実現できる。また、特許文献２のような車高変更手段を備えていない二輪車へのシステムの適用も可能になる。さらに、複数の荷重センサＳ１〜Ｓ３を配設し、これら荷重センサの検出出力を総合してピッチ角を得ているので、ピッチ角をより高い精度で演算でき、正確なレベリング制御が可能になる。また、荷重とピッチ角の相関をメモリに記憶しているので、荷重センサＳ１〜Ｓ３で検出した荷重からピッチ角を容易かつ迅速に演算でき、レベリングＥＣＵ１の構成の簡略化やシステム動作の高速化が可能になる。
【００１８】
ここで荷重センサは実施形態のように前部座席ＦＳ、後部座席ＲＳ、荷物室ＬＲの３つに限られるものではなく、例えば前部座席ＦＳのみであってもよい。あるいは、荷物室ＬＲには備えなくてもよい。さらには、これ以外の箇所、例えば運転者や後部座席乗員の足を乗せるステップに設けるようにしてもよい。実施形態の３箇所以外に設ける場合には、それぞれの配設位置における荷重とピッチ角の相関を事前に測定して図３のような相関チャートを作成しておくことで、正確なピッチ角の演算が可能になる。
【００１９】
また、本発明における荷重とピッチ角の相関は必ずしも図３（ａ）〜（ｃ）の相関チャートのように、個々の荷重センサの検出出力とピッチ角との相関に限られるものではなく、これらの相関を統合した所定の数式として設定しておき、各荷重センサの検出出力をこの数式に適用することで、１回の演算でピッチ角の演算を実現するようにしてもよい。また、これに対応して所定の数式を用いた演算で図３（ｄ）と等価なレベリング角の演算を行うようにしてもよい。
【００２０】
さらに、レベリングＥＣＵ１での制御を簡略化して、より低コスト化を実現するためには、荷重センサとして、所定重量よりも高い重量を検出したときにオン動作する荷重スイッチを採用してもよい。すなわち、所定重量よりも高い重量を検出したときにのみピッチ角演算部を動作させ、そのときにはピッチ角を予め設定したピッチ角だけ増やす演算を行うように構成する。所定重量を「０」に近い重量に設定しておけば、所定重量よりも低重量のときにはピッチ角に与える影響が少なく、所定重量よりも高重量になるときは標準体重の乗員が着座した状態である確率が高いので、このようにしても近似的にピッチ角を演算することができ、ピッチ角演算部の回路構成及びピッチ角の演算プロセスをより簡易化してレベリングＥＣＵの低コスト化、及びレベリング制御の高速化を図ることも可能になる。
【００２１】
なお、図３には示していないが、演算されるピッチ角並びにレベリング角が所定の範囲を越える角度まで増加したような場合、特にヘッドランプのレベリング制御が可能な最も上方の角度、あるは下方の角度を越える角度まで増加した場合には、レベリングＥＣＵはフェールセーフであると判定してレベリング角を限界となる角度に固定し、それ以上はレベリング制御できないように構成してもよい。このピッチ角が過大となる状況としては、例えば、法規で定められた乗員定数や積載重量を越えたような場合があげられる。これにより、光照射方向が極端に上方あるいは下方に傾動制御されることが防止され、この場合においても安全走行を確保する。
【００２２】
本発明におけるヘッドランプは実施形態に記載のようにランプユニットを上下傾動制御する構成に限られるものではなく、例えばリフレクタのみを傾動してランプ光軸を上下に傾動する構成であってもよい。あるいは、光源として複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたヘッドランプの場合には、発光するＬＥＤを切り替えることで実質的な光照射方向を上下方向に変化させてレベリング制御を行うようにしたヘッドランプにも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明はヘッドランプの光照射方向を鉛直上下方向に自動制御するレベリング制御機能を有する二輪車用ヘッドランプシステムについて採用することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  レベリングＥＣＵ
２  ランプユニット
３  ランプカバー
４  レベリングアクチュエータ
１１  ピッチ角演算部
１２  レベリング制御信号生成部
Ｓ１〜Ｓ３  荷重センサ
ＬＡ  ランプ光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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