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JP4145812B2 - 自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置 - Google Patents

自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置 Download PDF

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Description

本発明は、車両の前後方向の傾斜(以下、ピッチ角という)に基づいてヘッドランプの光軸をピッチ角相当相殺する方向に自動的に傾動調整(以下、オートレベリングという)する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置に係り、特に、車両固有の制御定数に基づいてピッチ角を演算してヘッドランプの光軸を上下に傾動調整するオートレベリング装置に関する。
オートレベリング装置に用いられるヘッドランプでは、例えば、光源を挿着したリフレクタがランプボディに対し水平傾動軸周りに傾動可能に支持されているとともに、アクチュエータによってリフレクタ(ヘッドランプ)の光軸が水平傾動軸周りに傾動できる構造となっている。
そして、従来のオートレベリング装置としては、車両の前輪または後輪の車軸部の高さ方向の変化を検出する車高センサと、車両の速度を検出する車速センサと、車高センサと車速センサの各検出信号に基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御手段などを車両に設けて構成され、ヘッドランプ(リフレクタ)の光軸が路面に対して常に一定の状態となるように調整するように構成されている。
すなわち、車体の傾きによってヘッドランプの光軸方向が上向きになると対向車などに眩惑光（グレア）を与え、光軸方向が下向きになると運転者の遠方視認性が低下するため、ヘッドランプの光軸方向を常に一定に制御するように構成されている。
ところで、ピッチ角に基づいてアクチュエータの駆動を制御するに際しては、車両の仕様を考慮してピッチ角を求めることが必要である。すなわち、車種によっては車高センサが１つのものと２つのものがあり、また車種によってホイルベースの長さが異なるため、車両の仕様に合致する制御定数を車種に対応して設定し、設定した制御定数をＥＣＵ(Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット)のメモリに書き込み、車種によらずＥＣＵを共通化することが行われている(特許文献1参照）。
特開２００１−３２８４８４号公報(第2頁〜第4頁、図1、図5参照)
従来技術においては、ヘッドランプを車両に組み付けた後、車両固有の制御定数をＥＣＵのメモリに書き込むことにより、車両の仕様によらずＥＣＵを共通化しているが、アクチュエータの駆動を制御するに際して、制御定数がメモリに書き込まれているか否かを判別していないため、メモリに制御定数が誤って書き込まれたり、あるいは間違った制御定数がメモリに書き込まれたりしたときには正確なオートレベリングを行うことができなくなる。
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、車両固有の制御定数が記録されているか否かを判別し、この判別結果にしたがってアクチュエータの駆動を制御することで、装置の信頼性を向上させることにある。
前記課題を解決するために、請求項1に係わる自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置においては、車両の姿勢の変化を検出し、前記車両の姿勢の変化を相殺するようにヘッドランプの光軸を調整する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置において、前記ヘッドランプの光軸を車体に対して上下方向に傾動させるアクチュエータと、前記車両の前輪または後輪のうち少なくとも一方の車軸部の高さ方向の変化を検出する車高検出手段と、車両固有の制御定数を記録する制御定数記録手段と、前記制御定数記録手段に記録された前記制御定数は、前記ヘッドランプが車両に組み付けられた後に書き込まれた制御定数か、出荷テストデータの初期値であるか否かを判別する制御定数判別手段と、前記車両固有の制御定数と前記車高検出手段の検出出力に基づいて前記車両の基準姿勢からの変化量を演算し、この演算結果から前記変化量を相殺するように前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御定数判別手段の判別結果が前者の場合は前記アクチュエータに対する制御を実行し、後者の場合は前記アクチュエータに対する制御を停止するようにしたものである。
すなわち、ヘッドランプが車両に組み付けられた後、制御定数記録手段に記録された制御定数は、ヘッドランプが車両に組み付けられた後に書き込まれた制御定数か、出荷テストデータの初期値であるか否かを判別し、この判別結果が前者の場合は、車両の基準姿勢からの変化量(ピッチ角)を求める演算を実行し、この演算結果に従ってアクチュエータの駆動を制御し、判別結果が後者の場合にはアクチュエータに対する制御を停止するようにしているため、誤った制御定数に基づいたオートレベリングが実行されず、対向車への眩惑光（グレア）の発生や車両前方の視認性が損なわれる等の問題の発生を回避できる。
また、請求項２においては、異常状態が生じたときにはその旨をユーザに告知するために、指令に応答して点灯または点滅するインジケータを備え、前記制御手段は、前記制御定数判別手段から否定の判別結果が得られたことを条件に前記インジケータに対して点灯または点滅を指令するようにしたものである。
すなわち、車両固有の制御定数が制御定数記録手段に記録されていないときには、正確なピッチ角を求めることができないことから、インジケータを点灯または点滅させることで、異常が生じたことを通知することができる。また、請求項３においては、前記制御定数判別手段は、前記制御定数記録手段に記録された前記制御定数の判別を電源ＯＮ後の最初の１回としたものである。
以上の説明から明らかなように、請求項1に係る自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置によれば、適正な制御定数に基づいた信頼性の高いオートレベリングが実行されて、車両の安全走行に貢献できる。
また、請求項２によれば、適正な制御定数に基づいたオートレベリングが実行できない場合には、インジケータの点灯または点滅により、オートレベリング装置の異常を簡単に認識できるので、車両の安全走行により貢献できる。また、請求項３によれば、制御の負担を軽減し、オートレベリングの制御速度を向上させることができる。
次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
図1と図２は、本発明の一実施例を示すもので、図1は、本発明の一実施例である自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置の全体構成図、図2は、同装置の制御手段であるＣＰＵの作用を説明するためのフローチャートである。
図１において、自動車用ヘッドランプ１は、容器状のランプボディ２を備えており、ランプボディ２の前面開口部には、前面レンズ４が組み付けられて灯室Ｓが画成されている。灯室Ｓ内には、光源であるバルブ６を挿着した放物面形状のリフレクタ５が、水平傾動軸(図1における紙面と垂直な軸)７周りに傾動するように支持されているとともに、アクチュエータであるモータ１０によって傾動調整できるように構成されている。
そして、ヘッドランプ１のオートレベリング装置は、アクチュエータ駆動信号を受けてヘッドランプ１の光軸Ｌを車体に対して上下方向に傾動調整させるアクチュエータであるモータ１０と、ヘッドランプ１の点灯スイッチ１１と、車両の速度を検出する車速検出手段である車速センサ１２と、車両の前輪または/および後輪の車軸部の高さ方向の変化（サスペンションの変化量ｘ）を検出する車高検出手段である車高センサ１４と、モータ１０の駆動を制御するためのＥＣＵユニット１６と、メータ内に配置されて異常時に指令に応答して点灯または点滅するインジケータ(インジケータバルブ)８を備えて構成されている。
ＥＣＵユニット１６は、インターフェース回路１８、ＣＰＵ(中央処理装置)２０、インジケータ８を点灯または点滅駆動するためのインジケータドライバ２２と、モータ１０を駆動するためのモータドライバ２４と、車両固有の制御定数を記録する制御定数記録手段としての不揮発性メモリ２６を備えて構成されている。
ＣＰＵ２０は、キーボードなどの入力装置または外部通信手段からインターフェース回路１８を介して車両固有の制御定数が入力されたときに、この制御定数を不揮発性メモリ２６に記録させる制御定数転送手段として構成されているとともに、例えば、制御周期毎に不揮発性メモリ２６をアクセスして、不揮発性メモリ２６に車両固有の制御定数が記録されているか否かを判別する制御定数判別手段として構成されている。
また、ＣＰＵ２０は、車速センサ１２からの信号に基づいて車両の走行・停車状態を判別し、車高センサ１４からの信号と不揮発性メモリ２６に記録された制御定数に基づいて車両のピッチ角を演算し、この演算によって得られたピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動するための制御信号をモータドライバ２４に出力するようになっている。モータドライバ２４はＣＰＵ２０からの制御信号を増幅してアクチュエータ駆動信号を生成し、このアクチュエータ駆動信号をモータ１０に出力するようになっている。すなわち、モータドライバ２４は、ＣＰＵ２０からの制御信号を増幅してアクチュエータ駆動信号をモータ１０に出力することで、モータ１０とともにアクチュエータの一要素を構成するようになっている。この際、ＣＰＵ２０は、不揮発性メモリ２６に車両固有の制御定数が記録されているか否かを判別し、不揮発性メモリ２６に車両固有の制御定数が記録されていることを条件に、不揮発性メモリ２６に記録された車両固有の制御定数と車高センサ１４の検出出力(検出信号)に基づいて車両の基準姿勢からの変化量を、車両の前後方向の傾斜(ピッチ角)として演算し、この演算結果から前記変化量を相殺するための制御信号を生成し、生成した制御信号をモータドライバ２４に出力し、それ以外のとき、すなわち、不揮発性メモリ２６に車両固有の制御定数が記録されていないときには、モータドライバ２４に対して制御信号を出力するのを停止する制御手段として構成されている。
また、ＣＰＵ２０は、不揮発性メモリ２６に車両固有の制御定数のデータが記録されていないときには、異常状態にあることをユーザに告知するために、インジケータドライバ２２を介してインジケータ８を点灯または点滅させるための制御手段として構成されている。また不揮発性メモリ２６に書き込まれたデータが出荷テストデータなどの初期値であるときには不揮発性メモリ２６に正確な制御定数のデータが記録されていないとして、ＣＰＵ２０は、モータドライバ２４に対する制御信号の出力を停止するとともに、インジケータドライバ２２を介してインジケータ８を点灯または点滅させるようになっている。
ここで、不揮発性メモリ２６に車両固有の制御定数に関するデータを記録するに際しては、本実施例における車両では、後輪側サスペンションにのみ車高センサ１４が設けられた１センサ方式が採用されているため、次の(１)式に示す係数Ｃ、切片Ｄが車両固有の制御定数として記録されるとともに、(２)式における係数Ｅ、切片Ｆが車両固有の制御定数として記録される。
ｄＨｒ＝Ｃｘ＋Ｄ…(１)
ピッチ角Ｐ＝Ｅ×ｄＨｒ＋Ｆ…(２)
(１)式におけるｄＨｒは、車高センサ１４をリア車高センサとして用いたときの検出値の変化量を示し、ｘは、リア車高センサの検出値であって、サスペンションの変位量を示す。そして、係数Ｃは、変化量ｄＨｒを縦軸とし、サスペンションの変位量ｘを横軸としたときに、直線の傾きを示し、Ｄは、縦軸上における切片の値を示す。(２)式におけるＥは、ピッチ角を縦軸とし、車高センサ１４の変化量ｄＨｒを横軸としたときに、直線の傾きを示し、Ｆは縦軸における切片の値を示す。
なお、車高センサ１４が後輪側サスペンションおよび前輪側サスペンションのそれぞれに設けられた２センサ方式を採用したときには、次の(３)式における係数Ａ、切片Ｂが車両固有の制御定数として不揮発性メモリ２６に記録されるとともに、(４)式における係数Ｃ、切片Ｄ、(５)式におけるホイルベースＷがそれぞれ車両固有の制御定数として不揮発性メモリ２６に記録される。
ｄＨｆ＝Ａｘ＋Ｂ…（３）
ｄＨｒ＝Ｃｘ＋Ｄ…（４）
ピッチ角＝ａｒｃｔａｎ[（ｄＨｆ−ｄＨｒ）／Ｗ]…（５）
(３)式におけるｄＨｆは、フロント側車高センサ１４の検出値の変化量を示し、係数Ａは、変化量ｄＨｆを縦軸とし、フロント側車高センサ１４の検出値であって、サスペンションの変位量ｘを横軸としたときに、直線の傾きを示し、切片Ｂは縦軸における切片の値を示す。なお、(４)式は(１)式と同様である。
また(５)式におけるピッチ角Ｐは、フロント側車高センサ１４の検出値の変化量ｄＨｆと、リア側車高センサ１４の検出値の変化量ｄＨｒとの差をホイルベースＷで除算してその逆正接関数値を求めたものである。
また１センサ方式または２センサ方式のいずれのものを採用する場合でも、全システム共通の制御定数として、傾動可能なリフレクタ５の傾動中心までの腕の長さ（リフレクタ５の前後方向移動支点と水平傾動軸７間の距離）ｈに関する制御定数も不揮発性メモリ２６に記録されるようになっている。
不揮発性メモリ２６に制御定数を記録する代わりに、ＥＣＵユニット１６のＥＥＰＲＯＭ(Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)に書き込むことも可能であり、またフラッシュメモリで構成されたフラッシュマイコンのメモリの一部に書き込むことも可能である。
次に、ＣＰＵ２０によるモータ１０の駆動の制御を図２に示すフローチャートにしたがって説明する。
まず、このルーチンは、ヘッドランプ点灯スイッチ１１がオンされてヘッドランプ１が点灯状態で動作を開始する。すなわち、ヘッドランプ１が車両に組み付けられた後、ヘッドランプ１が点灯状態になったことを条件に制御が開始され、ＣＰＵ２０は、車両固有の制御定数に関するデータである固有データを書き込むための条件が成立したか否かの判定を行う(ステップＳ１)。例えば、車速センサ１２の検出信号を基に車両が停止状態にあり、且つ、書き込みコマンドが入力されているか否かを判定し、書き込み条件が成立したときには、インターフェース回路１８を介して入力された制御定数を不揮発性メモリ２６に書き込む(ステップＳ２)。なお、ステップＳ１およびステップＳ２は、ヘッドランプ１の非点灯状態でも動作するように構成してもよい。
一方、書き込み条件が成立しないとき、例えば、データの書き込み周期とは異なり、オートレベリングを行うための演算周期（制御周期）のときには、不揮発性メモリ２６をアクセスし、不揮発性メモリ２６に固有データ（車両固有の制御定数に関するデータ）が記録されているか否かを判定する（ステップＳ３)。このステップＳ３では、不揮発性メモリ２６に固有データが記録されたことを示すフラグが立っているか否かを判別し、フラグが立っているときには、不揮発性メモリ２６に固有データ（車両固有の制御定数に関するデータ）が記録されているとして、インジケータ８を消灯し(ステップＳ４)、光軸調整を実行する(ステップＳ５)。すなわち、固有データ（車両固有の制御定数に関するデータ）と車高センサ１４の検出出力に基づいて車両の基本姿勢からの変化量として、車両の前後方向の傾斜(ピッチ角)を演算する。例えば、１センサ方式のときには、（１）から（２）式に従った演算を実行する。そして、この演算結果から前記変化量を相殺するための制御信号を生成し、この制御信号にしたがってモータ１０の駆動を制御する。これにより、ヘッドランプ１(リフレクタ５)の光軸Ｌが路面に対して常に一定の状態となるように調整される。
一方、ステップＳ３において、フラグが立っていないと判定されたときには、不揮発性メモリ２６に固有データ（車両固有の制御定数に関するデータ）が記録されていないとして、光軸調整を禁止し(ステップＳ６)、インジケータ８を点灯または点滅し(ステップＳ７)、このルーチンでの処理を終了する。この場合、インジケータ８の点灯または点滅により異常状態が生じたことを通知することができ、車両の出荷前に制御定数の書き込み不良を検知することができる。
本実施例によれば、ヘッドランプ１が車両に組み付けられた後は、不揮発性メモリ２６に固有データ（車両固有の制御定数に関するデータ）が記録されているか否かを判別し、固有データが記録されているときには光軸調整を実行し、固有データが記録されていないときには光軸調整を禁止するようにしているため、装置の信頼性を向上させることができるとともに、車両の生産効率を向上させることが可能になる。
また本実施例によれば、不揮発性メモリ２６に不適格な制御定数が記録された場合でも光軸調整が禁止されるため、他の車両に眩惑光（グレア）を与えることを防止することができる。
なお、不揮発性メモリ２６のデータをＣＰＵ２０内のＲＡＭ（メモリ）に転送する手段をとることで、不揮発性メモリ２６へのアクセスを電源ＯＮ後の最初の１回とする構成でもよい。
本発明の一実施例である自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置の全体構成図である。 同装置の制御手段であるＣＰＵの作用を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
１ ヘッドランプ
Ｌ ヘッドランプの光軸
５ リフレクター
７ リフレクターの傾動中心軸（水平傾動軸）
８ インジケータ
１０ モータ
１１ 点灯スイッチ
１２ 車速センサ
１４ 車高センサ
１６ ＥＣＵユニット
１８ インターフェース回路
２０ ＣＰＵ
２２ インジケータドライバ
２４ モータドライバ
２６ 不揮発性メモリ

Claims (3)

  1. 車両の姿勢の変化を検出し、前記車両の姿勢の変化を相殺するようにヘッドランプの光軸を調整する自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置において、前記ヘッドランプの光軸を車体に対して上下方向に傾動させるアクチュエータと、前記車両の前輪または後輪のうち少なくとも一方の車軸部の高さ方向の変化を検出する車高検出手段と、車両固有の制御定数を記録する制御定数記録手段と、前記制御定数記録手段に記録された前記制御定数は、前記ヘッドランプが車両に組み付けられた後に書き込まれた制御定数か、出荷テストデータの初期値であるか否かを判別する制御定数判別手段と、前記車両固有の制御定数と前記車高検出手段の検出出力に基づいて前記車両の基準姿勢からの変化量を演算し、この演算結果から前記変化量を相殺するように前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御定数判別手段の判別結果が前者の場合は前記アクチュエータに対する制御を実行し、後者の場合は前記アクチュエータに対する制御を停止してなることを特徴とする自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  2. 指令に応答して点灯または点滅するインジケータを備え、前記制御手段は、前記制御定数判別手段から否定の判別結果が得られたことを条件に前記インジケータに対して点灯または点滅を指令してなることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
  3. 前記制御定数判別手段は、前記制御定数記録手段に記録された前記制御定数の判別を電源ＯＮ後の最初の１回とすることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置。
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