(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前照灯ユニットの光軸を制御するための装置であって、
車両の前部のフロント側灯具ユニットに取り付けられたフロント側圧力センサと、
前記車両の後部のリア側灯具ユニットに取り付けられたリア側圧力センサと、
前記フロント側圧力センサにより検出される圧力値と前記リア側圧力センサにより検出される圧力値の差に基づいて前記車両の前後方向の傾斜角を算出し、当該傾斜角に基づいて前記前照灯ユニットの光軸の制御角を設定する制御角設定部と、
前記制御角に基づいて前記前照灯ユニットの光軸を調整するアジャスターユニット、
を含む、車両用前照灯の光軸調整装置。
【請求項２】
前記フロント側圧力センサは前記フロント側灯具ユニットの筐体内部に設置される、請求項１に記載の車両用前照灯の光軸調整装置。
【請求項３】
前記リア側圧力センサは前記リア側灯具ユニットの筐体内部に設置される、請求項１に記載の車両用前照灯の光軸調整装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の光軸調整装置と、
前記光軸調整装置によって光軸を制御される前照灯ユニットと、
を含む、車両用前照灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前照灯の光軸を適切に制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の前照灯はその光軸が規定の範囲内に収まるように調整される。しかし、通常の車両使用時には、乗員の人数や積載物などの増減による車両の姿勢変化により前照灯の光軸が変化してしまうことがある。例えば、車両の後部座席に乗員がいる場合あるいは車両後部のトランクルームに比較的重い積載物がある場合などには、車両の後部が沈み込むことにより前照灯の光軸が上向きに変化する。このような場合にも前照灯の光軸を上下に適切に制御することにより対向車等のドライバーへ眩惑を与えることを防止するオートレベリングシステム（光軸調整装置）が知られており、例えば特開平１１−１０５６２０号公報（特許文献1）などに開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されるような従来の光軸調整装置は、車両の車高変化を検知するために車両のフロント側とリア側の各サスペンションに取り付けられたハイトセンサ（ストロークセンサ）と、このハイトセンサからの信号を受けて車両の傾き（車体角度）を計算し、この傾きに応じて前照灯の光軸を調整するための制御信号をアジャスター機構へ供給するコントロールユニットを含んで構成されている。ここで用いられているハイトセンサは、車両のサスペンションにリンク機構を介して取り付けられている。サスペンションの上下運動はこのリンク機構により回転運動に変換され、ハイトセンサにより回転角として検出され、ハイトセンサからは回転角に応じた大きさの電圧信号が出力される。このハイトセンサから出力される電圧信号は車高を表す信号となる。車体傾斜角θは以下の計算式によって求めることができる。
車体傾斜角θ＝ｔａｎ−１（（フロント車高−リア車高）／ホイールベース）
【０００４】
ところで、上記した従来の光軸調整装置では、ハイトセンサを車両のフロント側とリア側の各サスペンションに取り付けるためにリンク機構などの取り付け部材が必要となるので、設計工数や取り付け工数が増加し、コストも増加するという不都合がある。また、ハイトセンサからの出力信号をコントロールユニットへ伝達するためのケーブルをサスペンション付近すなわち車両外から車両内に引き込む必要があり、これによっても取り付け工数が増加するという不都合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、設計工数や取り付け工数を低減し、かつ検出精度を向上させることが可能な車両用前照灯の光軸制御技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一態様の車両用前照灯の光軸調整装置は、（ａ）車両の前部のフロント側灯具ユニットに取り付けられたフロント側圧力センサと、（ｂ）車両の後部のリア側灯具ユニットに取り付けられたリア側圧力センサと、（ｃ）フロント側圧力センサにより検出される圧力値とリア側圧力センサにより検出される圧力値の差に基づいて車両の前後方向の傾斜角を算出し、当該傾斜角に基づいて前照灯ユニットの光軸の制御角を設定する制御角設定部と、（ｄ）当該制御角に基づいて前照灯ユニットの光軸を調整するアジャスターユニットを含む車両用前照灯の光軸調整装置である。
【０００８】
上記の光軸調整装置によれば、車両のフロント側灯具ユニット（例えば前照灯ユニット）およびリア側灯具ユニット（例えば尾灯ユニット）に取り付けた各圧力センサによって検出される圧力差を演算し、当該圧力差に基づいて車体傾斜角を求めて前照灯ユニットの光軸調整を行っているので、従来のハイトセンサを用いる場合に比較して、設計工数や取り付け工数が低減し、コストも低減する。また、ハイトセンサを用いる場合は車高の変化量が車両のホイールベースに依存するが、上記の光軸調整装置では車高の変化量がほぼ車両全長に依存することとなり、より大きな車高の変化量を検出することができる。それにより、光軸調整の精度を高めることができる。
【０００９】
上記の光軸調整装置において、フロント側圧力センサはフロント側灯具ユニットの筐体内部に設置されることがより好ましい。また、上記の光軸調整装置において、リア側圧力センサはリア側灯具ユニットの筐体内部に設置されることがより好ましい。
【００１０】
各圧力センサを各灯具ユニットの筐体内に設けることにより、外界からの風による検出精度への影響を回避することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した何れかの光軸調整装置と、この光軸調整装置によって光軸を制御される前照灯ユニットを含んで構成される。
【００１２】
上記の車両用前照灯システムによれば、設計工数や取り付け工数を低減し、コストも低減しつつ、光軸調整の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。
【図２】フロント側圧力センサ、リア側圧力センサ等の配置状態を示す図である。
【図３】前照灯ユニットの構造例を示す模式的な断面図である。
【図４】相互に間隔を設けて配置された圧力センサによる車体傾斜角θの検出精度の検証に用いた実験モデルを示す模式図である。
【図５】光学テーブルの傾斜角と圧力値の関係を示す測定データである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の車両用前照灯システムは、制御部１０、フロント側圧力センサ１１、リア側圧力センサ１２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３、１４、アジャスター（ＡＤＪ）ユニット１５、１６、前照灯ユニット１７、１８を含んで構成されている。なお、制御部１０、フロント側圧力センサ１１、リア側圧力センサ１２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３、１４およびアジャスターユニット１５、１６が「車両用前照灯の光軸調整装置」に相当する。
【００１６】
制御部１０は、車両用前照灯システムの全体動作を制御する。この制御部１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものであり、制御角設定部２０を有する。
【００１７】
フロント側圧力センサ１１は、前照灯ユニット１７（または前照灯ユニット１８）に取り付けられており、周辺空間の圧力（気圧）を検出してその大きさに応じた電気信号を出力する。このフロント側圧力センサ１１から出力される電気信号は、低周波信号（例えば１Ｈｚ以下の信号）を通過させるローパスフィルタ１３を通して制御部１０へ入力される。これにより、車両の小刻みな振動による信号のブレを排除できる。
【００１８】
リア側圧力センサ１２は、後述する尾灯ユニット２５（図２参照）に取り付けられており、周辺空間の圧力（気圧）を検出してその大きさに応じた電気信号を出力する。このリア側圧力センサ１２から出力される電気信号は、低周波信号（例えば１Ｈｚ以下の信号）を通過させるローパスフィルタ１４を通して制御部１０へ入力される。これにより、車両の小刻みな振動による信号のブレを排除できる。
【００１９】
アジャスターユニット１５は、前照灯ユニット１７の光軸を可変に設定するものであり、モータドライバ３０およびＤＣモータ３１を有する。同様に、アジャスターユニット１６は、前照灯ユニット１８の光軸を可変に設定するものであり、モータドライバ３２およびＤＣモータ３３を有する。
【００２０】
前照灯ユニット１７および前照灯ユニット１８は、それぞれ光源等を有しており、車両の前部に配置され、車両の前方へ光を照射するために用いられる。例えば、前照灯ユニット１７および上記のアジャスターユニット１５が車両の前面部右側に配置され、前照灯ユニット１８および上記のアジャスターユニット１６が車両の前面部左側に配置される。
【００２１】
制御角設定部２０は、フロント側圧力センサ１１によって検出される車両のフロント側の圧力値とリア側圧力センサ１２によって検出される車両のリア側の圧力値に基づいて車両の前後方向における車体傾斜角を求め、この車体傾斜角に応じて各前照灯ユニット１７、１８の光軸を調整するための制御角を算出する。そして制御角設定部２０は、算出した制御角に応じた制御信号を各モータドライバ３０、３２へ出力する。
【００２２】
モータドライバ３０は、制御角設定部２０から供給される制御信号に応じてＤＣモータ３１を駆動する。ＤＣモータ３１は、モータドライバ３０から供給される駆動信号に基づいて作動し、前照灯ユニット１７の光軸を調整する。
【００２３】
モータドライバ３２は、制御角設定部２０から供給される制御信号に応じてＤＣモータ３３を駆動する。ＤＣモータ３３は、モータドライバ３２から供給される駆動信号に基づいて作動し、前照灯ユニット１８の光軸を調整する。
【００２４】
図２は、フロント側圧力センサ、リア側圧力センサ等の配置状態を示す図である。図２に例示するようにフロント側圧力センサ１１は、車両前方の適宜位置、例えば前照灯ユニット１７（または１８）に近接した位置に設けられる。また、リア側圧力センサ１８は、車両後方の適宜位置、例えば尾灯ユニット２５に近接した位置に設けられる。各アジャスターユニット１５、１６は、前照灯ユニット１７、１８の付近に設けられる。また、制御部１０は、車両内部の適宜位置、例えばダッシュボード内に設けられ、配線ケーブルを介してフロント側圧力センサ１１、リア側圧力センサ１２および各アジャスターユニット１５、１６と接続される。
【００２５】
図３は、前照灯ユニットの構造例を示す模式的な断面図である。図３に示す前照灯ユニット１７（または１８）は、ハウジング４０、レンズカバー４１、バルブ（電球）４２、リフレクター４３、レンズ４４およびレベリング機構４５を備える。バルブ４２から出射する光はレンズ４４によって集光され、レンズカバー４１を介して外部に照射される。リフレクター４３は、バルブ４２から出射する光の一部をレンズ４４の方向へ反射する。レベリング機構４５は、ＤＣモータ３１（または３３）による駆動力を受けてバルブ４２、リフレクター４３およびレンズ４４の全体を上下方向に回転移動させる。これにより、前照灯ユニット１７（または１８）から出射される光の光軸が上下に調整される。上記したフロント側圧力センサ１１は、このような前照灯ユニット１７においてハウジング４０内の適宜位置、より好ましくはハウジング４０後部の呼吸穴（図示省略）から離れた位置に取り付けられる。なお、図示を省略するがリア側圧力センサ１２についても同様であり、尾灯ユニット２５におけるハウジング内の適宜位置、より好ましくはハウジング後部の呼吸穴から離れた位置に取り付けられる。
【００２６】
次に、本実施形態の車両用前照灯システムの動作原理について具体的な検証結果を交えて説明する。
【００２７】
一般に、圧力（気圧）の０．１Ｐａの変化は高さ（鉛直方向における距離）で１０ｍｍの変化に相当する。これによれば、車体傾斜角θと圧力との関係は、フロント側圧力センサ１１とリア側圧力センサ１２の間隔（相互間距離）をＬ（ｍｍ）とし、圧力の単位をＰａ（パスカル）とすると以下のように表せる。
車体傾斜角θ＝ｔａｎ−１（（フロント側圧力−リア側圧力）×１００／Ｌ）
したがって、制御角設定部２０は、フロント側圧力センサ１１およびリア側圧力センサ１２の各々により検出される圧力値を用いて上記計算式に基づいて車体傾斜角θを求めることができる。そして、この車体傾斜角θを用い、例えばこの車体傾斜角θに適宜係数を乗算する等の補正を加えることにより、前照灯ユニット１７、１８における光軸の制御角を求めることができる。
【００２８】
ここで、一般に車両のホイールベースは軽自動車から普通乗用車で約２４００ｍｍ〜約２８００ｍｍ程度であり、このような車両のフロント側およびリア側にそれぞれ上記のように圧力センサを設けた場合、フロント側圧力センサ１１とリア側圧力センサ１２の間隔Ｌは約３４００ｍｍ〜約５０００ｍｍとなる。このとき、車体傾斜角θが１°（度）変化した場合のフロント側圧力センサ１１とリア側圧力センサ１２の各取り付け位置における前後の車高差は車体全長で約５９ｍｍ〜約８７ｍｍとなり、これはホイールベース位置における車高差の約４２ｍｍ〜４９ｍｍよりも大きな変化量となる。
【００２９】
図４は、相互に間隔を設けて配置された圧力センサによる車体傾斜角θの検出精度の検証に用いた実験モデルを示す模式図である。フロント側圧力センサ１１とリア側圧力センサ１２のそれぞれに対応する２つの圧力センサを２６００ｍｍ離して光学テーブルに配置し、この光学テーブルに付属するスイブル機構を用いて０°から６°まで角度を変化させたときの各圧力センサの圧力値の差を求めた。
【００３０】
図５は、光学テーブルの傾斜角と圧力値の関係を示す測定データである。なお、図５において水平状態（角度０°）でのフロント側圧力センサ１１とリア側圧力センサ１２の各圧力値が異なるのはセンサ個々のバラツキ（個体差）によるものである。また、角度についてはフロント側圧力センサ１１を相対的に上昇させたときに角度がプラス方向となるように設定している。このとき、フロント側圧力センサ１１の高さが上がるとそれに伴い圧力が下がるので測定値もそのように推移している一方で、リア側圧力センサ１２の高さが下がるとそれに伴い圧力が上がるはずだが測定値はそのようになっていない。これは各圧力センサの温度補正を行っていないことが原因であり、実験そのものに起因するものではない。各圧力センサは実験時に同一温度環境下にあるので、温度による特性変化は２つの圧力センサの圧力値の差をとることでキャンセルできる。
【００３１】
図５に示す測定データから分かるように、フロント側圧力センサ１１とリア側圧力センサ１２の各圧力値の差を求めることで得られる圧力差にはバラツキがあるものの各圧力センサにより圧力差を検出できることがわかる。図５において、圧力差のデータに対して５０回の移動平均を求め、直線近似を行った結果を示している。この近似式（ｙ＝−０．４５６４ｘ＋１４８．３２）によれば、角度が０°から６°まで変化した際の圧力変化は約２．７Ｐａとなる。これを高さの変化に換算すると約２７０ｍｍの変化を検出できることになり、前照灯ユニットの光軸調整には十分な値である。また、ここでは実験の都合上、各圧力センサの相互間距離を２６００ｍｍとしたが、実際の車両ではその前照灯ユニット付近および尾灯ユニット付近に各圧力センサを配置することにより各圧力センサの相互間距離を３４００ｍｍ〜５０００ｍｍとより大きく確保することができる。それにより、フロント側とリア側の車高差がより大きく現れるため、ハイトセンサを用いる従来例に比較して圧力差をより検出しやすいという利点がある。
【００３２】
以上のような本実施形態によれば、車両の前照灯ユニットおよび尾灯ユニットの各々に取り付けた圧力センサによって検出される圧力差を演算し、当該圧力差に基づいて車体傾斜角を求めて前照灯ユニットの光軸調整を行っているので、従来のハイトセンサを用いる場合に比較して、設計工数や取り付け工数が低減し、コストも低減する。
【００３３】
また、ハイトセンサを用いる場合は車高の変化量が車両のホイールベースに依存するが、本実施形態では各圧力センサを前照灯ユニットおよび尾灯ユニットに取り付けるため、車高の変化量がほぼ車両全長に依存することとなり、より大きな変化量を検出することができる。それにより、光軸調整の精度を高めることができる。
【００３４】
また、ハイトセンサを用いる場合のような機械的な動作を利用していないため、装置の信頼性を高めることが可能となる。
【００３５】
また、各圧力センサを前照灯ユニットおよび尾灯ユニットの各ハウジング（筐体）内に設けることにより、外界からの風による検出精度への影響を回避することが可能となる。
【００３６】
また、圧力センサは圧力の絶対値を検出できるので、車両のイグニッションをオフにしている間に車体傾斜角が変化しても、イグニッションをオンにしたときに車体傾斜角を正確に検出することができる。
【００３７】
また、各圧力センサを用いて車両前後の圧力差を求め、これに基づいて車体傾斜角を演算しているので、車両の移動時における標高変化による気圧変化、気象変化（高気圧、低気圧の接近）などの外的要因による影響を排除することができる。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では車両の前後に１つずつ圧力センサを配置したが、それぞれに２つ以上の圧力センサを配置してもよい。この場合には、例えばフロント側の各圧力センサによる検出値の平均値とリア側の各圧力センサによる検出値の平均値を求め、これらの差を求めることができる。それにより、圧力差の検出精度がさらに向上することが期待される。
【００３９】
また、上記した実施形態では、圧力センサが取り付けられる灯具ユニットの一例として前照灯ユニットおよび尾灯ユニットを挙げていたが灯具ユニットはこれらに限定されない。例えば、メインの前照灯ユニットに加えて補助的に設けられるサブ前照灯ユニット、いわゆるフォグランプユニット、フロント側方向指示ユニット、リア側方向指示ユニットなど種々の車両用灯具ユニットに近接し、またはそれらの内部に圧力センサを取り付けることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０：制御部
１１：フロント側圧力センサ
１２：リア側圧力センサ
１３、１４：ローパスフィルタ
１５、１６：アジャスターユニット
１７、１８：前照灯ユニット
２０：制御角設定部
２５：尾灯ユニット
３０、３２：モータドライバ
３１、３３：ＤＣモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005778587.tif 000005
【図５】
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