(57)【要約】【課題】従来のレベリング装置においては、車体の仰伏方向への傾きを、車体とサスペンションの伸縮との相互位置関係で検出していたので、路面状態、走行条件などの影響を受けやすく、レベリング動作が不安定なものとなっていた。【解決手段】本発明により、１つの被写体を、既知の間隔に設定した２つの受光部に入射させ、この受光部における被写体が投射された位置の差（視差）から被写体までの距離を計測するステレオ法により、例えば、車体の路面からの前後の高さの差を演算するこのとしたことで、可動になどによる機械的誤差の影響を受けないものとして精度の向上を図ると共に、小形化も可能として、課題を解決する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向に対して略直角方向として設けられる一対のライン状受光センサと、前記車両の進行方向に対して略平行方向として設けられるライン状光源とから成り、前記ライン状光源からの光の路面に投影される投影像を前記一対のライン状受光センサによりステレオ法を用い前記車両の路面に対する車高を検出することを特徴とする車高センサ。
【請求項２】
前記車高センサは、前記車両の前方と後方とのそれぞれに設けられ、双方の車高センサの出力から車高と共に前記車両の前後方向の傾きを検出することを特徴とする請求項１記載の車高センサ。
【請求項３】
前記車高センサには、一対の前記ライン状受光センサに加えて、一対のライン状光源が設けられ、前記車両の任意の場所に取付けることで、前記車両の前後、左右方向の傾きを検出することを特徴とする請求項１記載の車高センサ。
【請求項４】
前記車高センサからの出力は、少なくとも前照灯を路面に対して平行に保つための信号として使用されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車高センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行時における車体の路面に対する水平度を測定するための車高センサに係るものであり、詳細には、後輪駆動車（リアドライブ）における発進時などに生じるノーズアップ現象により、夜間のヘッドライト点灯時に照射光が上向きとなり、対向車の運転者に眩惑を生じさせる現象を防止するために設けられるレベリング装置を制御するために、車体姿勢の検出を行うための車高センサの構成に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の自動車用車高センサ９０の構成の例を示すものが図９であり、この自動車用車高センサ９０は、光源９１と、シャッタ９２、受光部９３、および、演算回路９４で構成されており、前記シャッタ９２にはスリット９２ａが設けられていて、前記受光部９３に光源９１に設けられたＬＥＤランプ９１ａなどからの光がレンズ９１ｂで平行光とされ、前記スリット９２ａにより線状の光として投影されるようにされている。
【０００３】
そして、前記受光部９３は、シリコンフォトダイオードなどで構成された一次元位置検出装置が採用されており、前記スリット９２ａからの光が当たった位置に対応して発生した電圧を上下端設けられた電極に距離に反比例する電圧として出力するものとされている。
【０００４】
よって、前記演算回路９４の出力でスリット９２ａに光が当たっている位置が知れるものと成るので、例えば、光源９１と受光部９３の組合わせを車体部材に取付け、シャッタ９２を車輪支持部材に取付けておけば、車体の路面からの相互位置が測定できるものとなり、即ち、車高が知れるものとなる。
【０００５】
このとき、前輪と後輪とに前記自動車用車高センサ９０を取付けておけば、車体の前後方向での高さの差で車体全体としての仰伏角度が判るので、もしも、ノーズアップの状態であるときには、その角度に応じてヘッドライト（図示せず）を水平に調整すれば、対向車の運転者に対する眩惑の発生は防止できるレベリング装置が得られるものとなる。
【特許文献１】特開平０１−０９７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した従来の自動車用車高センサ９０の構成においては、光源９１及び受光部９３と、シャッタ９２との何れか一方は車体に取付ければ良く、比較的に容易に確実な取付けが可能となるが、他の一方は車両の走行による衝撃を吸収すべく伸縮する位置、例えば、ショックアブソーバなど、サスペンション機構の一部に取付けなければならないものとなる。
【０００７】
従って、走行時の路面からの衝撃を直接に受けると共に、例えば、降雨時の路面からの雨水の飛沫などが直接に達する位置となるので、それらによって汚れやすく、常に正常な測定値を得るための状態を保つようにしておくためには、構成的に非常な困難性を有するものとなるという課題を生じるものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、車両の進行方向に対して略直角方向として設けられる一対のライン状受光センサと、前記車両の進行方向に対して略平行方向として設けられるライン状光源とから成り、前記ライン状光源からの光の路面に投影される投影像を前記一対のライン状受光センサによりステレオ法を用い前記車両の路面に対する車高を検出することを特徴とする車高センサを提供することで、課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、車両の進行方向に対して略直角方向として設けられる一対のライン状受光センサと、前記車両の進行方向に対して略平行方向として設けられるライン状光源とから成り、前記ライン状光源からの光の路面に投影される投影像を前記一対のライン状受光センサによりステレオ法を用い前記車両の路面に対する車高を検出する車高センサとしたことで、第一には、車高センサの全ての機構を車体側に取付けらるものとして、取付作業を容易とする。
【００１０】
また第二には、前記車高センサが一体化されるので、精度面での向上も期待でき、更には、一体化により可動部がなくなることで、小形化も可能となり、ヘッドランプのハウジング内など、この車高センサが必要とされる位置に設けることも可能となり、例えば、車両に取付けることなく、ヘッドランプ組立のみで機能の点検、検査が可能となるなど、生産性の面での簡略化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１〜図３に示すものは本発明に係る車高センサ１０であり、図１は車両に取付けた状態での正面図、図２は、同様に車両に取付けた状態での側面図、図３は車両に取付けた状態での路面側から観視した状態での平面図である。
【００１２】
ここで、前記車高センサ１０は大別して４つの部分で構成されており、第一には、前記車両の進行方向に対して長さ方向Ｌ１が略一致する方向として取付けられたライン状光源１が設けられている。そして、前記ライン状光源１に対して、両側から挟むように、車両の進行方向に対して直交する方向に長さ方向Ｌ２が設定された一対のライン状受光センサ、即ち、第一のライン状受光センサ２と、第二のライン状受光センサ３が設けられている（図３参照）。
【００１３】
そして、前記ライン状光源１からは、図１に示すように、車両の進行方向に対しては平行光を照射し、車両の進行方向に直角な方向に対しては、図２に示すように路面２０との距離に応じて、例えば、台形状、若しくは、矩形状などの照射範囲を有する形状とした光線Ｄが放射されている。
【００１４】
また、実際の実施に当たっては、図４に示すように、前記ライン状光源１に対しては路面２０に照射する光の形状を整えるためのライン状光源用レンズ５が取付けられ、前記第一のライン状受光センサ２、第二のライン状受光センサ３に対しては、路面で反射する前記ライン状光源１からの光を受光するのに適するように設計されたラインセンサ用レンズ２ａ、３ａが取付けられている。
【００１５】
尚、前記したライン状光源１、第一のライン状受光センサ２、第二のライン状受光センサ３は基台４上に設置され、各関係位置を保つものとされているが、例えば、前記基台４内に演算回路（図示せず）などが設けられていて、上記ライン状光源１、第一のライン状受光センサ２、第二のライン状受光センサ３からの信号を演算し、結果が得られるものとしておけば、車高センサ１０自体がユニット化されるものとなるので、車両への取付などが容易になることが考えられる。
【００１６】
図５は、本発明の車高センサ１０の計測原理を示すものであり、前記ライン状光源１からの光は、例えば、厚みの薄い、矩形状、若しくは、略三角形状の光線Ｄとして路面２０を照射するものとする。また、前記ライン状光源１を両側から挟む第一のライン状受光センサ２および第二のライン状受光センサ３は、例えば受光部の複数が直列に並んだＣＣＤ素子などとされている。
【００１７】
このように構成した場合、前記第一のライン状受光センサ２および第二のライン状受光センサ３に取付けらるラインセンサ用レンズ２ａ、３ａを図５に示すように、前記ライン状光源１からの路面に投射された光像を、それぞれの前記ライン状受光センサ２、３上に結像するものとしておけば、それぞれのライン状受光センサ２、３には、前記ライン状光源１から路面で反射した光の像が投影されるものとなり、その位置から路面までの高さが計測できる。但し、路面と車体とは常に平行であるとは限らず、また、意図的に斜めに路面に対して投射することもあるので、ライン状受光センサ２、３に光の像が投影される位置に差を生じる可能性が高い。
【００１８】
ここで、ステレオ法と称される距離測定法によれば、図６に示すように左右に距離Ｂを設けて、一対のカメラ、または、それに類する写像装置Ｃ１、Ｃ２を設置しておき、前記写像装置Ｃ１、Ｃ２で同時に目標物Ａを撮影する。尚、このときに、前記一対の撮像装置Ｃ１と撮像装置Ｃ２とは平行とされ、レンズの焦点距離ｆは同一とされている。
【００１９】
そして、同時に撮影した写像装置Ｃ１、Ｃ２上の像面での位置のズレから、両写像装置Ｃ１、Ｃ２間の視差Ｚの演算が可能となる。このときに、撮影を行った両写像装置Ｃ１、Ｃ２間の距離Ｂは既知であり、対象物Ａまでの距離はＤ＝Ｂ×（ｆ／Ｚ）の式で計算できるものとなる。よって、本発明の車高センサ１０においても、例えば、前記第一のライン状受光センサ２に対する第二のライン状受光センサ３の視差を常時に演算していれば、リアルタイムでその時点の車高が知れるものとなる。
【００２０】
このときに、車体の前端と後端とに、本発明の車高センサ１０を取付け、双方の出力を常時に比較していれば、例えば、前後のサスペンションの双方が縮む状態であっても、前のサスペンション側の縮み量が少なければ、車高は低い状態でありながら、ヘッドライトが上向きとなるなどの状況であることが検知ができるものとなる。
【００２１】
尚、上記の説明では、車高センサ１０は車体の前後に取付けられるものとして説明したが、本発明に係る車高用センサ１０は、例えば、車体とサスペンションなど相対的に移動する部分に取付ける必要がなく、一体化できるものであるので、上記にも説明したように車体に取付けつるものとしてもユニット化したものと取付けるのみで良く、サスペンションなど他の部分との相互関係を生じることなく、取付けも簡便である。
【００２２】
更に言えば、構成される部品は、前記ライン状光源１と、一対のライン状受光センサ２、３と、ＩＣ化可能な電子部品など、小型であり且つ点数も少なくて良いものであるので、例えば、ヘッドライトのハウジング内に収納し、目的とするヘッドライトのみのレベリングを行うランプ・アセンブリーとして形成することも可能である。
【００２３】
図７に示すものは、本発明の第二実施例に係る車高用センサ１１であり、この第二実施例では、前記ライン状受光センサ２、３の間にライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂの２本が取付けられている。そして、前記ライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂの２本は、交互に点灯させる、或いは、発光色を変えるなど適宜な手段で、前記ライン状受光センサ２、３が、前記ライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂからの光の識別を行えるようにしている。
【００２４】
図８に示すものは、第二実施例における車高用センサ１１の検出原理を示すものであり、図中に符号ＲＨで示す線は平坦な路面であり、前記ライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂからの光が同じ長さで路面で反射するように、前記車高用センサ１１は車体などに取付けられている。尚、図中に符号Ｘで示す矢印は車両の進行方向である。
【００２５】
また、符号ＲＮで示す線は車体が前上がりの状態となるときの、前記ライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂからの光の路面における反射位置を示すものであり、同様に符号ＲＢで示す線は車体が前下がりになったときにおける前記ライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂからの光の路面における反射位置を示すものである。
【００２６】
ここで、先ず、車体が路面の対して水平のときの車高用センサ１１の検出出力について説明する。尚、説明に当たっては、測定結果の判定の原理の理解を容易とするために、前記ライン状光源１ａとライン状光源１ｂとは交互に切換えて点灯が行われるものとして説明を行うが、本発明は、これを限定するものではなく、ライン状光源１ａとライン状光源１ｂとを同時に点灯し、演算回路などで分離しても良いものである。
【００２７】
そして、前記ライン状光源１ａ、ライン状光源１ｂの何れか一方、例えば、先ず進行方向前方にあるライン状光源１ａが点灯され、車高用センサ１１により路面までの高さＨ１が計測され、その計測値がメモリーなど適宜手段により記憶される。次いで、他の一方であるライン状光源１ｂが点灯され、前記車高用センサ１１により路面までの高さＨ２が計測され、前回の計測値Ｈ１との比較が行われる。
【００２８】
このときに、もしも、（高さＨ１）＝（高さＨ２）であれば、車体は水平であると判定ができるものとなる。但し、自動車の走行中には、ある程度の振動を伴うことが予想されるので、車高用センサ１１の出力には、例えばローパスフィルター（図示せず）などを取付け、出力を平坦化するなどの処理は必要に応じて行われる。
【００２９】
次いで、積荷の荷重などにより、車体が前上がりとなると、得られる計測値は、（高さＨ１）＞（高さＨ２）となる。よって、この場合には、ヘッドライトが上向きとなるので、高さＨ１と高さＨ２との寸法差に基づいて、レベリング装置（図示せず）によりヘッドライトを水平に調整する。
【００３０】
また、急制動などを行ったときには、いわゆるノーズダイブと称されて車体が前下がりとなる現象を生じることが知られている。そしてこのときには、得られる計測値は、（高さＨ１）＜（高さＨ２）となり、よって、ヘッドライトの照射方向は下向きとなる。但し、この現象は一時的であり、且つ、対向車に眩惑も生じさせないので、一定時限以上、この現象が継続したときにレベリング装置を作動させるようにしても良い。
【００３１】
ここで、本発明の第二実施例である車高用センサ１１の特性上の特徴について述べれば、上記にも説明したように、計測値が例えば（高さＨ１）＝（高さＨ２）であれば車体は水平であると判断するものであり、（高さＨ１）或いは（高さＨ２）自体の具体的数値は傾斜を判断するときの条件の外である。
【００３２】
このことは、即ち、車種を選ばず採用可能ということであり、例えば、軽自動車（小型車）からトラック（大型車）まで、車体の構成にかかわらず、（高さＨ１）＝（高さＨ２）の演算結果が得られれば、車体は水平であると判定できるものであり、即ち、汎用性に優れるものである。
【００３３】
尚、上記の説明からも明らかなように、前記車高用センサ１１は、車両の進行方向と直角となるように、即ち、図８を水平に９０度回した状態で車体に取付ければ、車体の左右方向への傾きの検出も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る車高用センサの構成の例を示す正面図である。
【図２】同じ車高用センサの側面図である。
【図３】同じ車高用センサの平面図である。
【図４】同じく車高用センサにレンズを付けた状態を示す正面図である。
【図５】本発明に係る車高用センサの測定原理の例を示す説明図である。
【図６】ステレオ法の距離測定の原理を示す説明図である。
【図７】本発明に係る車高用センサの第二実施例を示す正面図である。
【図８】第二実施例の作用を示す説明図である。
【図９】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…車高用センサ
１…ライン状光源
１ａ…第一のライン状光源
１ｂ…第二のライン状光源
２…第一のライン状受光センサ
３…第二のライン状受光センサ
２ａ、３ａ…ラインセンサ用レンズ
４…基台
５…光源用レンズ
【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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