(57)【要約】【課題】車両用ヘッドランプの光軸調整装置において、車両の傾斜状態の常時高精度に検出してヘッドランプの光軸を適切に調整可能とする。【解決手段】路面に向けて車幅方向に送信された少なくとも２つの超音波信号を受信して各超音波信号の受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を検出する傾斜センサ６を設け、この傾斜センサ６の検出結果に基づいて車両の傾斜角Δαを検出し、この傾斜角Δαに基づいてアクチュエータ２１を駆動してヘッドランプ５の傾斜角を補正する一方、超音波信号の受信状態に基づいて傾斜センサ６の異常を検出した処理する。【選択図】        図１３
2004276825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に向けて車幅方向に送信された少なくとも２つの超音波信号を受信して該各超音波信号の受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段と、ヘッドランプの光軸を調整する光軸調整手段と、前記超音波信号の受信状態に基づいて前記傾斜状態検出手段の異常を検出する異常検出手段と、前記傾斜状態検出手段及び前記異常検出手段の検出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において、前記異常検出手段は、受信した前記超音波信号の強度が予め設定された所定の規定値以下であるときに、前記傾斜状態検出手段の異常を判定する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３】
請求項１記載の車両用ヘッドランプの光軸調整装において、前記異常検出手段は、前記一方の超音波信号の送受信時間差と前記他方の超音波信号の送受信時間差との偏差が予め設定された所定の規定値以上であるときに、前記傾斜状態検出手段の異常を判定する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４】
請求項１記載の車両用ヘッドランプの光軸調整装において、前記異常検出手段は、前記車両の傾斜状態の変化量あるいは変化率が予め設定された所定の規定値以上であるときに、前記傾斜状態検出手段の異常を判定する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５】
請求項１記載の車両用ヘッドランプの光軸調整装において、車室内に前記傾斜状態検出手段の異常を知らせる表示手段を設け、前記制御手段は前記異常検出手段が前記傾斜状態検出手段の異常を判定したときに、前記表示手段を作動させる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６】
請求項１記載の車両用ヘッドランプの光軸調整装において、前記傾斜状態検出手段の信号受信部を清掃する清掃手段を設け、前記制御手段は前記異常検出手段が前記傾斜状態検出手段の異常を判定したときに、前記清掃手段を作動させる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、車両の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、他車両へ眩感を与える虞が高くなる。そこで、従来から、車両の傾斜状況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。
【０００３】
このような車両の傾斜状況に応じてヘッドランプの光軸を調整する光軸調整装置としては、下記特許文献１に開示されたものが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６６９３３号公報
【０００５】
この特許文献１に記載された「車両用前照灯光軸方向自動調整装置」は、車両の前後輪に配設されたハイトセンサからの信号に基づいて車両の前後方向のピッチ角を算出し、車速と加速度に基づいて設定された走行状態の制御モードにて、ピッチ角をフィルタ処理して対向車に眩光を与えないように前照灯の光軸方向の調整の応答性をする変更するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１の装置にあっては、車両の傾きを検出するために前後の車高の変位量を測定する前後一対のハイトセンサを用いている。この従来の装置を、フレームにキャブと荷台が設けられたトラック等に適用した場合、前後のアクスルとフレーム間の上下方向の変位量を検出し、この前後の変位量差によりキャブ側の傾斜状況を判断してヘッドランプの光軸を調整することとなる。
【０００７】
ところが、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、正確な傾斜状況を判断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、この場合、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、傾斜状態にないと判断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況になる虞がある。
【０００８】
また、このハイトセンサに代えて車両の前後に超音波センサを装着し、この前後の超音波センサの出力差に基づいて車両の傾きを判定するものも各種提案されている。ところが、この超音波センサは車両の下部に外部に露出して装着されることから、信号発信部や信号受信部に埃や泥などの汚れが付着しやすく、この汚れにより車高を高精度に検出することができない虞がある。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、車両の傾斜状態の常時高精度に検出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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明のヘッドランプの光軸調整装置では、路面に向けて車幅方向に送信された少なくとも２つの超音波信号を受信して各超音波信号の受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段と、ヘッドランプの光軸を調整する光軸調整手段と、超音波信号の受信状態に基づいて傾斜状態検出手段の異常を検出する異常検出手段と、傾斜状態検出手段及び異常検出手段の検出結果に基づいて光軸調整手段を制御する制御手段とを設けている。
【００１１】
従って、受信した少なくとも２つの超音波信号の受信時間差に基づいて車両の傾斜状態を検出する共に、この超音波信号の受信状態に基づいて傾斜状態検出手段の異常を検出しており、制御手段は傾斜状態検出手段の異常を確実に検出して処理することが可能となると共に、車両の傾斜状態を高精度に検出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。
【００１２】
請求項２の発明のヘッドランプの光軸調整装置では、異常検出手段は、受信した超音波信号の強度が予め設定された所定の規定値以下であるときに、傾斜状態検出手段の異常を判定している。従って、何らかの原因で超音波信号を正常に受信できなかったときは、超音波信号の強度が低下するため、これを異常の判定要素とすることで、傾斜状態検出手段の異常を確実に検出することができる。
【００１３】
請求項３の発明のヘッドランプの光軸調整装置では、異常検出手段は、一方の超音波信号の送受信時間差と他方の超音波信号の送受信時間差との偏差が予め設定された所定の規定値以上であるときに、傾斜状態検出手段の異常を判定している。従って、何らかの原因で超音波信号を正常に受信できなかったときは、各超音波信号の送受信時間差の偏差が比較的大きくなるため、これを異常の判定要素とすることで、傾斜状態検出手段の異常を確実に検出することができる。
【００１４】
請求項４の発明のヘッドランプの光軸調整装置では、異常検出手段は、車両の傾斜状態の変化量あるいは変化率が予め設定された所定の規定値以上であるときに、傾斜状態検出手段の異常を判定している。従って、何らかの原因で一方の超音波信号を正常に受信できなかったときは、この受信時間差から求める傾斜状態の変化量あるいは変化率が比較的大きくなるため、これを異常の判定要素とすることで、傾斜状態検出手段の異常を確実に検出することができる。
【００１５】
請求項５の発明のヘッドランプの光軸調整装置では、車室内に傾斜状態検出手段の異常を知らせる表示手段を設け、制御手段は異常検出手段が傾斜状態検出手段の異常を判定したときに、表示手段を作動させている。従って、傾斜状態検出手段に異常が発生したときは表示手段が作動することとなり、傾斜状態検出手段の異常を乗員に知らせることで異常に対する対応を早期に行うことができる。
【００１６】
請求項６の発明のヘッドランプの光軸調整装置では、傾斜状態検出手段の信号受信部を清掃する清掃手段を設け、制御手段は異常検出手段が傾斜状態検出手段の異常を判定したときに、清掃手段を作動させている。従って、傾斜状態検出手段に異常が発生したときは信号受信部が汚れている場合が多く、清掃手段を作動して信号受信部の汚れを除去することで、異常を確実に解除することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
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、図３に超音波センサの取付状態を表すフレーム前部の概略、図４に図３のＩＶ−ＩＶ断面、図５に図４のＶ−Ｖ断面、図６に超音波センサの取付状態を表す概略、図７に車両傾斜状態の検出方法の説明、図８に超音波センサの送信波形及び受信波形を表すグラフ、図９に車両用ヘッドランプの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１０に図９のＸ−Ｘ断面、図１１に本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置の制御ブロック、図１２に本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置による初期設定のフローチャート、図１３に本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置による調整制御のフローチャート、図１４に傾斜センサの異常判定のための超音波センサの受信波形を表すグラフ、図１５に傾斜センサの異常判定のための各超音波センサの受信時間差の偏差を表すグラフ、図１６に傾斜センサの異常判定のための各超音波センサの受信時間差の変化量を表すグラフ、図１７に車両の走行及び停止時における傾斜角データの変化を表すグラフ、図１８に傾斜角データのセンサ値及び平均値の変化を表すグラフを示す。
【００１９】
第１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。
【００２０】
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の上部サイドレール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。
【００２１】
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つの送信子９ａ，１０ａと、信号受信部としての受信子９ｂ，１０ｂとを有している。送信子９ａ，１０ａは車両の右側に配置され、受信子９ｂ，１０ｂは車両の左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。なお、送信子９ａ，１０ａと受信子９ｂ，１０ｂの取付位置は左右逆であっても良い。
【００２２】
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。
【００２３】
なお、超音波センサ９，１０は送信子９ａ，１０ａと受信子９ｂ，１０ｂとが別体のものを前後に２組設けたが、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、送信子と受信子とが一体のものを前後に２つ設けてもよい。また、一つの送信子に対して車幅方向あるいは車両前後方向にずれて二つの受信子を設けてもよく、取付スペースに余裕があれば、送信子及び受信子を車両前後方向に沿って一列に配置することも可能である。更に、傾斜センサ６を超音波センサに代えてレーザセンサを適用することも可能である。
【００２４】
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、各送信子９ａ，１０ａからの超音波は路面Ｒを反射して各受信子９ｂ，１０ｂで受信され、この受信子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、送信子９ａ，１０ａ及び受信子９ｂ，１０ｂの信号はＥＣＵ７に入力され、受信子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。
【００２５】
図６乃至図８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。
【００２６】
図８に示すように、超音波センサ９，１０において、前後の送信子９ａ，１０ａは波型の超音波波形を発信する一方、前後の受信子９ｂ，１０ｂは所定時間遅れてこの送信子９ａ，１０ａが発信した波型の超音波波形を受信する。そのため、ここに送受信時間差ΔＴｆ，ΔＴｒが発生し、この送受信時間差ΔＴｆ，ΔＴｒに基づいて受信時間差ΔＴを算出して車両の傾斜角Δαを求める。
【００２７】
即ち、図６及び図７（ａ）に示すように、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、前後の検出高さＨｆ，Ｈｒが同様であるため、前方の送信子９ａから受信子９ｂに送信される超音波の経路Ｌａと、後方の送信子１０ａから受信子１０ｂに送信される超音波の経路Ｌｂが等しく（ΔＴｆ＝ΔＴｒ）なり、前後の受信子９ｂ，１０ｂの受信時間差ΔＴ＝（ΔＴｆ−ΔＴｒ）／２はゼロとなる。
【００２８】
一方、図６及び図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、前後の検出高さＨｆ，Ｈｒが相違するため、前方の送信子９ａから受信子９ｂに送信される超音波の経路Ｌａが、後方の送信子１０ａから受信子１０ｂに送信される超音波の経路Ｌｂよりも長く（ΔＴｆ＞ΔＴｒ）なり、前後の受信子９ｂ，１０ｂに受信時間差ΔＴが生じる。
【００２９】
このように車両前部が後方に傾斜している場合、距離Ｌだけ離れた送信子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基づいて次式（１）により求めることができる。この場合、Ｋは雰囲気温度及び音速に基づいた係数である。また、距離差ΔＳと受信子９ｂ，１０ｂの間の前後方向の距離Ｌにより、傾斜角Δαは次式（２）により求めることができる。
【００３０】
ΔＳ＝（Ｈｆ−Ｈｒ）＝ΔＴ×Ｋ                          ・・・（１）
Δα＝ｔａｎ−１（ΔＳ／Ｌ）                              ・・・（２）
【００３１】
従って、ＥＣＵ７は、受信子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（２）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。
【００３２】
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、受信子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（２）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。
【００３３】
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。
【００３４】
図９及び図１０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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、リフレクタホルダとバルブが一体の構成のものもあり、リフレクタホルダとバルブが一体の場合、リフレクタホルダ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。
【００３７】
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１１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（送信子９ａ，１０ａ及び受信子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状態や走行状態などが判断されると共に、送信子９ａ，１０ａ及び受信子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。
【００３８】
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が備えられ、着脱自在の故障診断ツール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。
【００３９】
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、故障診断ツール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。
【００４０】
即ち、車両の工場出荷時には、図１２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で送信子９ａ，１０ａ及び受信子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で故障診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。
【００４１】
なお、故障診断ツール２４の代わりに、車体に設けられた初期値用スイッチやハーネスコネクタの抜き差し動作により初期値を記憶させるようにしてもよい。
【００４２】
そして、平面路で送信子９ａ，１０ａ及び受信子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、平坦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。
【００４３】
また、車両の工場出荷後には、オートレベリングが開始され、車両の停止状態における傾斜状態と、車両の走行状態（例えば、４０ｋｍ／ｈ以上）における傾斜状態とが検出され、ＥＣＵ７は傾斜センサ６からの情報に基づいてアクチュエータ２１を駆動し、高輝度バルブ１８の光軸が調整される。
【００４４】
この場合、本実施形態では、路面が凹凸状態にあったり段差や突起に乗り上げているときに、傾斜状態のデータはその状態に反応して正確に検出することができない虞がある。そのため、傾斜状態のデータの高周波成分（例えば、０．１Ｈｚを越える周波数成分）をフィルタ処理して除去するようにしている。傾斜状態のデータを多数集めて各周波数成分で偏差を調べた場合、高周波成分のデータ（例えば、０．１Ｈｚ  を越える周波数成分のデータ）で偏差が急激に高くなっていることが確認されている。このため、高周波成分のデータを除去することで、偏差の比較的少ないデータにより、即ち、路面の凹凸や段差や突起に乗り上げている状態を排除したデータにより、傾斜状態を判定することができる。
【００４５】
また、車両が停止状態の場合、路面状態により傾斜状態のデータの更新方法を選択できるようにしている。車両が停止状態にあるとき、検出データの標準偏差に基づいて路面状況を把握し、良好である場合にはこのデータの平均値を傾斜状態の更新用データとし、良好でない場合には、積荷の積み降ろしがあったかどうかを判定し、積み降ろしがあったときにはそれまでの傾斜状態のデータに積み降ろしによるデータの変化量を演算し、この変化量を加減算してデータを更新する。
【００４６】
即ち、車両が停止状態の場合、傾斜センサ６による検出路面に道路の継ぎ目や段差、突起等があると適正な傾斜状態のデータを得ることができない。そのため、傾斜状態のデータを規定数収集して標準偏差を演算し、この標準偏差が停止規定値以下のときには路面状況が良好であるとして停止規定値以下のデータの平均値を傾斜状態のデータを更新する。また、標準偏差が停止規定値以下でないときには路面状態が良くないとして傾斜状態のデータを収集して移動平均処理を行い、この処理を行って求められた平均値が所定の範囲内に収束したときの収束平均値をメモリし、この収束平均値の最大値と最小値の差を傾斜状態のデータの変化量として設定し、この変化量が予め設定された設定変化量以上のときに、現在の傾斜角データにこの変化量を加減算してデータを更新する。車両の停止状態では、乗員の乗車及び降車やエンジン振動などにより収集したデータが小さい範囲内でばらつくが、積荷の積み降ろしがあった場合、収集したデータは大きい範囲内で変化することが確認されている。
【００４７】
ところで、傾斜センサ６はクロスメンバ２の下部に配置されて外部に露出していることから、超音波センサ９，１０における送信子９ａ，１０ａの信号発信部や受信子９ｂ，１０ｂの信号受信部に埃や泥などの汚れが付着して正確に傾斜状態のデータを検出することができない場合がある。そこで、本実施形態では、傾斜センサ６が受信した超音波信号の受信状態に基づいてこの傾斜センサ６の異常を検出（異常検出手段）し、傾斜センサ６の異常が検出されたらこれを乗員に知らせると共に、付着した汚れを清掃するようにしている。
【００４８】
この場合、傾斜センサ６の異常判定を３段階で実施し、超音波センサ９，１０が受信した超音波信号の強度が予め設定された所定の規定値以下であるときに異常を判定し、また、前側の超音波センサ９の超音波信号の送受信時間差ΔＴｆと後側の超音波センサ１０の超音波信号の送受信時間差ΔＴｒとの偏差が予め設定された所定の規定値以上であるときに異常を判定し、更に、超音波センサ９，１０の超音波信号の受信時間差ΔＴに基づいて算出する車両の傾斜状態（傾斜角Δα）の変化量（あるいは変化率）が予め設定された所定の規定値以上であるときに異常を判定するようにしている。
【００４９】
そして、図１１に示すように、車室内のインストルメントパネルに表示手段としてのウォーニングランプ２５が設けられると共に、傾斜センサ６に送信子９ａ，１０ａの信号発信部と信号受信部を清掃する清掃手段としてのウォッシャー２６及びエアジェット２７が設けられている。ＥＣＵ７は傾斜センサ６の受信信号から異常を検出したら、ウォーニングランプ２５を点灯させて乗員に知らせると共に、ウォッシャー２６を作動させて汚れを除去し、エアジェット２７を作動させて乾燥するようにしている。
【００５０】
ここで、図１３乃至図１８に基づいて本実施形態に係る車両用ヘッドランプの光軸調整装置による異常検出方法並びに車両の傾斜角データの更新方法について詳細に説明する。
【００５１】
図１３に示すように、オートレベリングが開始されると、ステップＳ１１でスタータＳＷがＯＮであるか否かが判断され、スタータＳＷがＯＮであると判断された場合、ステップＳ１２で傾斜センサ６を作動させて傾斜角Δαを演算する。ステップＳ１２で傾斜角Δαを演算した後、ステップＳ１３では傾斜角Δαのデータの中から高周波成分（例えば、０．１Ｈｚ  を越える周波数成分）を除去するフィルタ処理を実行する。従って、このフィルタ処理を実行することで、傾斜角Δαのデータから路面の凹凸や段差や突起に乗り上げたときのデータを除去することで、適正な傾斜状態のデータを得ることができる。
【００５２】
そして、ステップＳ１４で傾斜センサ６における受信子９ｂ，１０ｂの受信信号を計測し、ステップＳ１５で超音波センサ９，１０が受信した超音波信号の強度に基づいて傾斜センサ６が正常であるか否かを判定する。具体的には、図１４に示すように、超音波センサ９，１０は所定強度、つまり、所定振幅の超音波を発信すると共に路面で反射した超音波を受信しており、受信子９ｂ，１０ｂが正常に機能していれば、受信した超音波信号は発信した超音波とほぼ同様の振幅を有する超音波を受信する。従って、ステップＳ１５では、傾斜センサ６が受信した超音波の検出信号の波形の振幅（強度）が予め設定された所定の規定値以内である場合には異常と判定し、ステップＳ１６に移行してウォーニングランプ２５を点灯する。
【００５３】
また、ステップＳ１５で傾斜センサ６が受信した超音波の検出信号の波形の振幅（強度）が規定値以内にない場合にはステップＳ１７に移行する。このステップＳ１７では、前後の超音波センサ９，１０における超音波の送受信位相ずれ波形を計測し、ステップＳ１８でこの偏差に基づいて傾斜センサ６が正常であるか否かを判定する。具体的には、図１５に示すように、前側の超音波センサ９の超音波信号の送受信時間差ΔＴｆと、後側の超音波センサ１０の超音波信号の送受信時間差ΔＴｒとの波形を求め、受信子９ｂ，１０ｂが正常に機能していれば、両者の波形のずれ、つまり、偏差は小さい。従って、ステップＳ１８では、前側の超音波センサ９の超音波信号の送受信時間差ΔＴｆと、後側の超音波センサ１０の超音波信号の送受信時間差ΔＴｒとの偏差（波形のずれ）が予め設定された所定の規定値以上である場合には異常と判定し、前述と同様に、ステップＳ１６に移行してウォーニングランプ２５を点灯する。
【００５４】
更に、ステップＳ１８で前後の超音波センサ９，１０の超音波信号の送受信時間差ΔＴｆ、ΔＴｒの偏差が規定値以上でない場合にはステップＳ１９に移行する。このステップＳ１９では、傾斜センサ６（超音波センサ９，１０）の受信時間差ΔＴから算出した車両の傾斜状態、つまり、傾斜角Δαの変化量を演算し、ステップＳ２０でこの傾斜角Δαの変化量に基づいて傾斜センサ６が正常であるか否かを判定する。具体的には、図１６に示すように、受信子９ｂ，１０ｂが正常に機能していれば、車両の傾斜角Δαは走行中の車体振動や停止中のエンジン振動、乗員の乗り降りなどにより小さく変化しており、その変化量は比較的小さい。従って、ステップＳ２０では、車両の傾斜角Δαの変化量が予め設定された所定の規定値以上である場合には異常と判定し、前述と同様に、ステップＳ１６に移行してウォーニングランプ２５を点灯する。
【００５５】
そして、ステップＳ１５，Ｓ１８，Ｓ２０で傾斜センサ６の異常が判定され、ステップＳ１６でウォーニングランプ２５が点灯すると、ステップＳ２１でウォッシャー２６を作動させて超音波センサ９，１０における送信子９ａ，１０ａの信号発信部と受信子９ｂ，１０ｂの信号受信部にウォッシャー液を噴射し、付着した埃や泥などの汚れを除去する。続いて、ステップＳ２２でエアジェット２７を作動させてエアを噴射し、超音波センサ９，１０に付着しているウォッシャー液を除去して乾燥した後、ステップＳ２３に移行する。また、ステップＳ２０で傾斜センサ６の異常が判定されなければ、斜センサ６の清掃作業をせずにステップＳ２３に移行する。
【００５６】
このステップＳ２３では車速が０ｋｍ／ｈであるか否かが判断され、車速が０ｋｍ／ｈであると判断された場合、ステップＳ２４で車速が０ｋｍ／ｈの状態が一定時間（例えば、５秒間）経過した否かが判断される。ステップＳ２４で一定時間経過したと判断された場合、車両が停車中であると判断されてステップＳ２５で停車中における傾斜角Δαのデータを計測する。一方、ステップＳ２４で一定時間経過していないと判断された場合、車両が一時停止中であると判断されてステップＳ２３に移行して車速の判断を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ２５で傾斜角Δαのデータを計測した後、ステップＴ２６で規定数（例えば、１００個）の傾斜角Δαのデータが収集されたか否かが判断され、規定数のデータが収集されたと判断された場合、ステップＴ２７で収集されたデータに基づいて標準偏差を演算する。一方、ステップＴ２６で規定数のデータが収集されていないと判断された場合、ステップＳ２３に移行する。
【００５８】
ステップＴ２７で標準偏差を演算した後、ステップＴ２８でこの標準偏差が停止規定値（ばらつき角：例えば、０．３ｄｅｇ）以下であるか否かが判断され、停止規定値以下であると判断された場合、路面状況が良好であるとしてステップＴ２９に移行する。このステップＴ２９では標準偏差が走行規定値以下であると判定されたデータの平均値を演算し、ステップＴ３０でこの平均値のデータが正常範囲内か否かが判断され、平均値のデータが正常範囲内であると判断された場合、ステップＴ３１で傾斜角Δαのデータを更新する。
【００５９】
一方、ステップＴ２８で標準偏差が停止規定値以下でないと判断された場合、路面状態が良くないと判断してステップＴ３４に移行する。そして、このステップＴ３４で傾斜角Δαのデータを計測した後、ステップＳ３５で移動平均処理を行って平均値を随時演算し、ステップＳ３６で演算した平均値が所定の範囲内に収束したか否かが判断され、平均値が所定の範囲内に収束したと判断された場合、収束した平均値を収束平均値としてメモリされ、ステップＳ３７でこの収束平均値における最大値と最小値の変化量を演算する。なお、このステップＳ３６で平均値が所定の範囲内に収束しないと判断された場合、ステップＳ３４に移行して処理を繰り返す。また、ステップＳ３６で求められた収束平均値が一つだけの場合、ステップＳ３７で演算した変化量は０となる。
【００６０】
ステップＳ３７で変化量を演算した後、ステップＳ３８ではこの変化量が予め設定された規定値（設定変化量）以上であるか否かが判断される。ここで、変化量がこの規定値以上であると判断された場合、積荷の積み降ろしがあったと判定されてステップＳ３９に移行し、ここで、ステップＳ３７で算出した変化量をデータ更新用の変化量として確定する。そして、ステップＳ３０で確定した変化量が正常範囲内か否かが判断され、変化量のデータが正常範囲内であると判断された場合、ステップＳ３１で現在の傾斜角Δαのデータに変化量を加算（減算）して傾斜角Δαのデータを更新する。
【００６１】
このように車両が停止状態にあることが判定され、規定数の収集したデータから標準偏差を演算し、この標準偏差が停止規定値以下であった場合、路面状況が良好であるとして傾斜角Δαのデータの平均値を傾斜角Δαの更新用データとする。そのため、ばらつきの少ない傾斜角Δαのデータのみを採用することが可能になる。一方、規定数収集したデータから演算した標準偏差が停止規定値以下でなかった場合、路面状況が良好でないとして傾斜角Δαのデータを移動平均処理して収束した平均値の偏差を変化量とし、この変化量が規定値以上となったら、積荷の積み降ろしがあったとし、この変化量をデータ更新用の変化量とする。そのため、路面状況の拘わらず迅速に傾斜角Δαのデータを更新することができる。
【００６２】
従って、車両が停止した路面の状況が良好の場合には、単に計測した傾斜角Δαのデータの平均値を更新用として用いることで、処理を短時間で容易に行うことができる一方、路面の状況が良好でない場合には、平均値の変化量により積み降ろしを判定して傾斜角Δαのデータを確実に更新することができる。
【００６３】
一方、ステップＳ２３で車速が０ｋｍ／ｈではないと判断された場合、ステップＳ４０に移行して車速が所定値以上か否かが判断される。このときの所定値は、傾斜状態のデータのばらつきが多くなる車速に満たない値、例えば、４０ｋｍ／ｈに設定される。ステップＳ４０で車速が所定値以上であると判断された場合、ステップＳ４１で車両の加減速度が所定値以下か否かが判断される。このときの所定値は、加減速状態とはみなされない値、例えば、加減速度が２ｍ／ｓ２に設定される。
【００６４】
ステップＳ４０で車速が所定値以上で、且つ、ステップＳ４１で加減速度が所定値以下であると判断された場合、ステップＳ４２で車両の走行状態における傾斜角Δαのデータを計測する。ステップＳ４０で車速が所定値を越えていないと判断された場合、及びステップＳ４１で車両の加減速度が所定値を越えていると判断された場合、ステップＳ２３に移行する。
【００６５】
ステップＳ４２で傾斜角Δαのデータを計測した後、ステップＳ４３で規定数（例えば、５００個）の傾斜角Δαのデータが収集されたか否かが判断され、規定数のデータが収集されたと判断された場合、ステップＳ４４で収集されたデータに基づいて標準偏差を演算する。一方、ステップＳ４３で規定数のデータが収集されていないと判断された場合、ステップＳ２３に移行する。
【００６６】
ステップＳ４４で標準偏差を演算した後、ステップＳ４５でこの標準偏差が走行規定値（ばらつき角：例えば、０．３ｄｅｇ）以下であるか否かが判断され、走行規定値以下であると判断された場合、ステップＳ４６に移行する。このステップＳ４６では標準偏差が走行規定値以下であると判定されたデータの平均値を演算し、ステップＳ３０でこの平均値のデータが正常範囲内か否かが判断され、平均値のデータが正常範囲内であると判断された場合、ステップＳ３１で傾斜角Δαのデータを更新する。
【００６７】
このように車両が走行状態にあることが判定され、この走行状態にある場合にのみ傾斜角Δαのデータを更新することとなり、低速時や急加減速時等におけるデータを排除することができ、ばらつきの少ない走行状況での傾斜角Δαのデータを採用することが可能になる。
【００６８】
車両の停止状態及び走行状態にて、ステップＳ３１で傾斜角Δαのデータが更新されると、ステップＴ３２でランプＳＷがＯＮであると判断された場合にステップＴ３３でアクチュエータ２１を駆動させて高輝度バルブ１８の光軸が傾斜角Δαに調整される。
【００６９】
ここで、上述した車両停止状態における傾斜角Δαのデータの処理方法を具体的に説明する。図１７に示すように、車両の走行状態から停止状態に移行したとき、傾斜センサ６の対象となる検出路面の状態に拘わらず、この傾斜センサ６は所定の範囲内で上下にばらついたセンサ値を出力する。これは車両が停止すると、路面の状態による車体の変動はないものの、乗員の乗車及び降車、エンジン振動などにより車体が変動するためである。このとき、ＥＣＵ７は、傾斜角Δαのデータを取り込んで移動平均処理を行い、この平均値が所定の範囲内に収束した値を収束平均値としてメモリする。即ち、図１８に示すように、傾斜センサ６が出力したセンサ値における上下のピーク値を順次取り込んで移動平均処理を行い、演算した平均値がほぼ一定に収束したら、このときの平均値を収束平均値としてプロットする。
【００７０】
この処理を繰り返し行って多数の収束平均値をプロットしていき、この収束平均値の中から最大値と最小値の偏差、つまり、変化量を演算する。車両の停止時に積車状態（あるいは空車状態）が継続していれば、上述した理由によりセンサ値の上下のばらつき範囲は小さいが、荷降ろし（あるいは積荷）を行うと、センサ値のばらつき範囲は大きく収束平均値も変化していく。従って、収束平均値の中から最大値と最小値の変化量が予め設定された規定値以上であったら、荷降ろし（あるいは積荷）があったとし、この変化量を確定値として現在の傾斜角Δαのデータを更新する。そのため、荷降しをして空車状態となった時点で新しい傾斜角Δαのデータに基づいて迅速に高輝度バルブ１８の光軸を適性に調整できる。
【００７１】
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、路面に向けて車幅方向に送信された少なくとも２つの超音波信号を受信して各超音波信号の受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を検出する傾斜センサ６を設け、この傾斜センサ６の検出結果に基づいて車両の傾斜角Δαを検出し、この傾斜角Δαに基づいてアクチュエータ２１を駆動してヘッドランプ５の傾斜角を補正する一方、超音波信号の受信状態に基づいて傾斜センサ６の異常を検出した処理するようにしている。
【００７２】
従って、傾斜センサ６の異常を早期に、且つ、確実に、検出することができ、傾斜センサ６が検出した傾斜角Δαを用いたヘッドランプ５の光軸を適切に、且つ、高精度に調整することができる。
【００７３】
また、傾斜センサ６の異常が検出されると、ウォーニングランプ２５を点灯して乗員に知らせると共に、ウォッシャー２６を作動して超音波センサ９，１０の送受信部に付着した埃や泥などの汚れを除去し、エアジェット２７を作動して残留するウォッシャー液を除去して乾燥するようにしている。
【００７４】
従って、傾斜センサ６の異常の大きな要因となる送受信部の汚れを早期に除去することで、傾斜センサ６の検出精度を向上することができる。
【００７５】
なお、上述した実施形態では、傾斜センサ６の異常判定を３段階、つまり、受信した超音波信号の強度、前後の超音波信号の送受信時間差の偏差、車両の傾斜状態（傾斜角Δα）の変化量（あるいは変化率）を比較して行い、傾斜センサ６の異常を乗員に知らせて汚れを清掃するようにしたが、傾斜センサ６の異常判定の判定回数は１回あるいは４回以上であってもよい。また、傾斜センサ６の異常を判定した後の表示手段もウォーニングランプ２５に限らず、ブザーなどの警報であってもよく、清掃手段もウォッシャー２６やエアジェット２７に限らず、ワイパーなどを設けても良い。
【００７６】
【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の発明のヘッドランプの光軸調整装置によれば、路面に向けて車幅方向に送信された少なくとも２つの超音波信号を受信して各超音波信号の受信時間差に基づいて路面に対する車両の傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段と、ヘッドランプの光軸を調整する光軸調整手段と、超音波信号の受信状態に基づいて傾斜状態検出手段の異常を検出する異常検出手段と、傾斜状態検出手段及び異常検出手段の検出結果に基づいて光軸調整手段を制御する制御手段とを設けたので、受信した少なくとも２つの超音波信号の受信時間差に基づいて車両の傾斜状態を検出する共に、この超音波信号の受信状態に基づいて傾斜状態検出手段の異常を検出しており、制御手段は傾斜状態検出手段の異常を確実に検出して処理することが可能となると共に、車両の傾斜状態を高精度に検出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。
【００７７】
請求項２の発明のヘッドランプの光軸調整装置によれば、異常検出手段は、受信した超音波信号の強度が予め設定された所定の規定値以下であるときに、傾斜状態検出手段の異常を判定するので、何らかの原因で超音波信号を正常に受信できなかったときは、超音波信号の強度が低下するため、これを異常の判定要素とすることで、傾斜状態検出手段の異常を確実に検出することができる。
【００７８】
請求項３の発明のヘッドランプの光軸調整装置によれば、異常検出手段は、一方の超音波信号の送受信時間差と他方の超音波信号の送受信時間差との偏差が予め設定された所定の規定値以上であるときに、傾斜状態検出手段の異常を判定するので、何らかの原因で超音波信号を正常に受信できなかったときは、各超音波信号の送受信時間差の偏差が比較的大きくなるため、これを異常の判定要素とすることで、傾斜状態検出手段の異常を確実に検出することができる。
【００７９】
請求項４の発明のヘッドランプの光軸調整装置によれば、異常検出手段は、車両の傾斜状態の変化量あるいは変化率が予め設定された所定の規定値以上であるときに、傾斜状態検出手段の異常を判定するので、何らかの原因で一方の超音波信号を正常に受信できなかったときは、この受信時間差から求める傾斜状態の変化量あるいは変化率が比較的大きくなるため、これを異常の判定要素とすることで、傾斜状態検出手段の異常を確実に検出することができる。
【００８０】
請求項５の発明のヘッドランプの光軸調整装置によれば、車室内に傾斜状態検出手段の異常を知らせる表示手段を設け、制御手段は異常検出手段が傾斜状態検出手段の異常を判定したときに、表示手段を作動させるので、傾斜状態検出手段に異常が発生したときは表示手段が作動することとなり、傾斜状態検出手段の異常を乗員に知らせることで異常に対する対応を早期に行うことができる。
【００８１】
請求項６の発明のヘッドランプの光軸調整装置によれば、傾斜状態検出手段の信号受信部を清掃する清掃手段を設け、制御手段は異常検出手段が傾斜状態検出手段の異常を判定したときに、清掃手段を作動させるので、傾斜状態検出手段に異常が発生したときは信号受信部が汚れている場合が多く、清掃手段を作動して信号受信部の汚れを除去することで、異常を確実に解除することができる。
【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】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】超音波センサの取付状態を表す概略図である。
【図７】車両傾斜状態の判定方法の説明図である。
【図８】超音波センサの送信波形及び受信波形を表すグラフである。
【図９】車両用ヘッドランプの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１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置の制御ブロック図である。
【図１２】本実施形態の車両用ヘッドランプ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。
【図１３】本実施形態の車両用ヘッドランプの光軸調整装置による調整制御のフローチャートである。
【図１４】傾斜センサの異常判定のための超音波センサの受信波形を表すグラフである。
【図１５】傾斜センサの異常判定のための各超音波センサの受信時間差の偏差を表すグラフである。
【図１６】傾斜センサの異常判定のための各超音波センサの受信時間差の変化量を表すグラフである。
【図１７】車両の走行及び停止時における傾斜角データの変化を表すグラフである。
【図１８】傾斜角データのセンサ値及び平均値の変化を表すグラフである。
【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（傾斜状態検出手段）
７  ＥＣＵ（異常検出手段、制御手段）
９，１０  超音波センサ
９ａ，１０ａ  送信子
９ｂ，１０ｂ  受信子
１８  高輝度バルブ
２１  アクチュエータ（光軸調整手段）
２３  車速センサ
２４  故障診断ツール
２５  ウォーニングランプ（表示手段）
２６  ウォッシャー（清掃手段）
２７  エアジェット（清掃手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004276825.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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