JP4114735B2 - 自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、停車中の車両のピッチ角に基づい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。
【０００２】
【従来の技術】
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ー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るとともに、アクチュエータによってリフレクター（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。
【０００３】
そして、従来のオートレベリング装置としては、ピッチ角検出手段や車速センサーやこれらからの検出信号に 基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御部等を車両に設けて構成され、ヘッドランプ（リフレクター）の光軸が路面に対し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。
【０００４】
そして、車両の走行，停車時を問わず、走行中の加減速による車両姿勢の変化や停車中の荷物の積み降ろしや乗員の乗り降り等による荷重変化に対し、リアルタイムでアクチュエータを駆動させてレベリングするようにしたのでは、アクチュエータの作動回数が非常に多く、消費電力がかさむ上に、モータ，ギア等の駆動機構構成部品に多大な耐久性が求められ、コスト高の原因になる。そこで、従来では、アクチュエータの駆動頻度を減らし、安価にして長期使用可能なオートレベリング装置の提供を目的として、停車中は一定のインターバル（例えば１０秒間隔）でアクチュエータの駆動を制御する、というオートレベリング装置（特願平１０−２７４８５９号等）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のオートレベリング装置では、インターバルタイム（例えば１０秒間隔）に対応して予め検出したピッチ角データに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するため、たとえ乗降等による静荷重の変化がなくても路面に合わせて光軸調整を行うため、その分アクチュエータの作動回数が増えて、アクチュエータの寿命が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、停車中に一旦変化した車両姿勢が安定し、かつ停車直後の車両姿勢または前回制御した車両姿勢と異なっている場合に限りアクチュエータを駆動させるようにすることで、オートレベリング装置におけるアクチュエータの作動回数を極力減らすことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するために、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、アクチュエータの駆動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制御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、
前記制御手段は、前記車速検出手段の検出出力により走行中と判別したときには前記アクチュエータの駆動を行わず、前記車速検出手段の検出出力により停車中と判別したときのみ前記アクチュエータを駆動するための処理として、前記記憶部に記憶された車両のピッチ角データを基に複数の異なる移動時間についてそれぞれの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）を演算し、演算された複数の平均ピッチ角データの差が第１の所定値以上の場合には、車両姿勢不安定として姿勢変化フラグをセットし、前記演算された複数の平均ピッチ角データの差が前記第１の所定値より小さいときには、前記姿勢変化フラグがセットされていることを条件に、一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定したとして、前記姿勢変化フラグをリセットするとともに、前記複数の平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）のうち一つの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）と基準ピッチ角データ（基準姿勢）とを比較して、前記一つの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）と前記基準ピッチ角データ（基準姿勢）との差が第２の所定値を越えた場合に限り、アクチュエータの駆動を制御するようにしたものである。
【０００９】
一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定したか否かを判別するに際しては、以下のことが考慮されている。
【００１０】
即ち、車両に対し人が乗り降りしている場合のように車両に作用する静荷重が変化している状況では、検出されるピッチ角データも刻々変化し一定しない。一方、車両に一定の静荷重が作用している状況では、車両姿勢が安定し、検出されるピッチ角データも一定の値となる。このため、例えば１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データというように、複数の異なる移動時間についての平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）をとり、これらを比較し、両者間に差があれば車両姿勢は安定しておらず、差がなければ車両姿勢は安定していることがわかる。そこで、アクチュエータを駆動制御する上で必要な条件である車両姿勢の安定を、複数の異なる移動時間についての平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）間に差があるか否かで判別するようにしたものである。
【００１１】
また、もとの車両基準姿勢（基準ピッチ角データ）との間に差が生じているか否かの判別は、原則として現在の車両姿勢（ピッチ角データ）を基準車両姿勢と比較すればよいが、最初にアクチュエータの駆動制御が実行されるまでは、基準車両姿勢に対応するものがないことから、請求項２に示すように、停車後第１回目のアクチュエータの駆動制御では、検出した移動平均ピッチ角データ（車両姿勢）を停車直後の移動平均ピッチ角データ（車両姿勢）と比較し、第２回目以降のアクチュエータの駆動制御では、検出した平均ピッチ角データ（車両姿勢）を前回のアクチュエータの駆動に用いたピッチ角データ（車両姿勢）と比較することで安定姿勢か否かを判別するように構成したものである。
（作用）停車中に限りアクチュエータの駆動を制御するので、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【００１２】
また、車両姿勢が変化する度にアクチュエータが駆動する訳ではなく、車両姿勢が安定した場合に限り駆動する（車両姿勢が安定しない限り駆動しない）ので、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【００１３】
また、停車中、一旦変化した車両姿勢が安定したとしても、車両姿勢が基準姿勢に対し所定値以上の差が生じない限りアクチュエータが駆動せず、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【００１４】
このようにクチュエータの作動頻度が少なくなる分、消費電力が節約されるとともに、アクチュエータの駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図３は、本発明の一実施例を示すもので、図１は、本発明の第１の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、同装置の記憶部の構成を示す図、図３は同レベリング装置の制御部であるＣＰＵのフローチャートを示す図である。
【００１７】
図１における符号１は、自動車用ヘッドランプで、ランプボディ２の前面開口部には、前面レンズ４が組付けられて灯室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ー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。
【００１８】
そして、ヘッドランプ１のオートレベリング装置は、ヘッドランプ１の光軸Ｌを上下方向に傾動調整す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ー１２と、車両のピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー１４と、ヘッドランプの点灯と消灯を判別し、車速センサー１２からの信号に基づいて車両の走行・停車状態を判別し、車高センサー１４からの信号に基づいて車両のピッチ角を演算するとともに、このピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動させるための制御信号をモータドライバ１８に出力する制御部であるＣＰＵ１６と、車高センサー１４で検出され、ＣＰＵ１６で演算された車両のピッチ角データを記憶する記憶部２０とから主として構成されている。
【００１９】
ＣＰＵ１６では、車速センサー１２からの信号が入力すると、この入力信号に基づいて車両が停車中か走行中かを判別し、停車中に限りモータ１０の駆動を制御する。停車中の方が正確な車両姿勢（ピッチ角データ）を検出できるからである。
【００２０】
また、ＣＰＵ１６では、車高センサー１４からの信号が入力すると、サスペンションの変位量に相当するこの信号から、車両の前後方向の傾斜（ピッチ角）を演算する。なお、この実施例に示す車両では、後輪側サスペンションの右輪側にのみ車高センサー１４が設けられた１センサー方式が採用されており、車高センサ１４の検出した車高の変化量から車両のピッチ角が推測できる。そして、ＣＰＵ１６は、検出されたこのピッチ角を打ち消す方向に、光軸Ｌを所定量傾動させるべくモータドライバ１８に出力する。
【００２１】
また、記憶部２０は、車高センサ１４で検出され、ＣＰＵ１６で演算されたピッチ角データを記憶する部分で、図２（ａ）に示すように、記憶部２０の格納部２０Ａには、１００ｍｓ間隔で１秒間サンプリングした１０個のデータＤ１〜Ｄ１０が格納されている。また、記憶部２０の格納部２０Ｂには、１００ｍｓ間隔で３秒間サンプリングした３０個のデータＤ１〜Ｄ３０が格納されている。そして、格納部２０Ａ、２０Ｂには、それぞれ１００ｍｓ毎に新しいデータが取り込まれ、最も古いデータが捨てられる（順次古いデータは、新しいデータに書き換えられる）ように構成されている。
【００２２】
また、ＣＰＵ１６は、これらのデータＤ１〜Ｄ３０から１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データを演算し、記憶部２０に記憶させる。
【００２３】
記憶部２０は、図２（ｃ）に示すように、演算した現在のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する現在のピッチ角格納部２０Ｃ、１秒前のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する１秒前ピッチ角格納部２０Ｄ、２秒前のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する２秒前ピッチ角格納部２０Ｅ、３秒前のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する３秒前ピッチ角格納部２０Ｆを備えており、１秒経過する度に、新たに検出された１秒平均ピッチ角データが現在のピッチ角格納部２０Ｃに書き込まれるとともに、現在のピッチ角格納部２０Ｃに格納されている現在のピッチ角データが１秒前ピッチ角格納部２０Ｄに、１秒前ピッチ角格納部２０Ｄに格納されている１秒前ピッチ角データが２秒前ピッチ角格納部２０Ｅに、２秒前ピッチ角格納部２０Ｅに格納されている２秒前ピッチ角データが３秒前ピッチ角格納部２０Ｆにそれぞれシフトされ、３秒前ピッチ角格納部２０Ｆに格納されていた３秒前ピッチ角データは消去されるようになっている。
【００２４】
また、ＣＰＵ１６は、１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データに差がない場合に限り、モータ１０を駆動させる。即ち、車両に対し人が乗り降りしている場合のように車両に作用する静荷重が変化している（車両姿勢が不安定な）状況では、検出されるピッチ角データも刻々変化し一定しない。一方、車両に一定の静荷重が作用している（車両姿勢が安定している）状況では、検出されるピッチ角データも一定の値となる。このため、２つの異なる移動時間（１秒と３秒）についての平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）である１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データを演算し、これらを比較して、両者（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）間に所定値（例えば、０．０６度）以上の差がなければ、車両姿勢が安定しているので、モータ１０を駆動するようにし、一方、両者（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）間に所定値（例えば、０．０６度）以上の差があれば、車両姿勢が安定していないので、モータ１０を駆動しないようになっている。
【００２５】
また、ＣＰＵ１６は、点灯スイッチ１１がＯＮかＯＦＦかを判別し、点灯スイッチ１１がＯＮされている場合に限り、モータ１０を駆動するべくモタドライバ１８に出力する。
【００２６】
また、ＣＰＵ１６は、検出した平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データ）が基準姿勢（前回のモータ駆動制御によりレベリングした車両姿勢）に対し所定値以上の差がある場合に限り、モータ１０を駆動するようになっている。
【００２７】
即ち、検出した平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データ）により特定される車両姿勢が、前回のレベリングした車両姿勢に対し大きく変化している場合は勿論レベリングの必要があるが、検出した平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データ）により特定される車両姿勢が前回のレベリングした車両姿勢（基準姿勢）に対しほとんど変化していない場合は、ドライバの視認性にほとんど影響しないことから、あえてレベリングの必要はなく、従ってモータ１０を駆動させる必要はない。したがって、ドライバの視認性に影響を与えると思われる程度（例えば、０．０６度）以上の差がある場合に限り、レベリング（モータ１０を駆動）するようになっている。なお、基準車両姿勢と比較する平均ピッチ角データは、１秒平均ピッチ角データに代えて、３秒平均ピッチ角データであってもよい。
【００２８】
また、レベリング（モータ駆動）の必要があるかどうかを判別するための基準姿勢、即ち検出した平均ピッチ角データと比較する基準姿勢（基準ピッチ角データ）は、原則としては前回のモータ駆動制御によりレベリングした車両姿勢（に対応するピッチ角データ）であるが、まだ一度もレベリング（モータ駆動）されていない場合には、レベリングした車両姿勢（に対応するピッチ角データ）が存在しないので、停車後第１回目のアクチュエータの駆動制御では、停車直後に検出した車両姿勢（移動平均ピッチ角データである１秒平均ピッチ角データ）を基準姿勢（基準ピッチ角データ）とするようになっている。
【００２９】
次に、制御ユニットであるＣＰＵ１６によるモータ１０の駆動の制御を、図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００３０】
まず、このルーチンは、ヘッドランプ点灯スイッチ１１がＯＮされたランプ点灯状態で動作する。ステップ１０２，１０４では、制御部（ＣＰＵ）１６が車高センサー１４の出力から１秒平均ピッチ角データおよび３秒平均ピッチ角データをそれぞれ演算し、記憶部２０に記憶する。ステップ１０６では、車速センサー１２の出力から車速が演算され、ステップ１０６において、車速が０か否かが判別される。ステップ１０８においてＹＥＳ（車速０、即ち停車中）の場合は、ステップ１１０に移行し、後述するステップ１２２で使用する基準値（レベリングの必要があるかどうかを判別するための車両の基準姿勢、即ち検出した平均ピッチ角データと比較するための基準姿勢である基準ピッチ角データ）が未設定か否かが判別される。一方、ステップ１０８においてＮＯ（車速＞０、即ち走行中）の場合は、ステップ１０２に戻る。
【００３１】
そして、ステップ１１０においてＹＥＳ（車両の基準姿勢である基準ピッチ角データが未設定）の場合には、ステップ１１２に移行して、検出した１秒平均ピッチ角データを基準ピッチ角データ（基準値）として設定し、車両姿勢が安定しているか否かを判別するステップ１１４に移行する。一方、ステップ１１０においてＮＯ（既に、後述するステップ１２４においてアクチュエータが駆動し、かつステップ１２６において１秒平均ピッチ角データを基準姿勢である基準ピッチ角データとして設定済み）の場合には、ステップ１１２を通ることなく車両姿勢の安定判別ステップ１１４に直接移行する。
【００３２】
ステップ１１４では、１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データの差が所定値より大きいかが判別され、ＹＥＳ（その差が大きく車両姿勢不安定）の場合は、ステップ１１６に移行し姿勢変化フラグを立てた後、ステップ１０２に戻る。一方、ステップ１１４においてＮＯ（その差が小さく車両姿勢安定）の場合は、ステップ１１８において、姿勢変化フラグが立っているか否かが判別される。そして、ステップ１１８において、ＹＥＳの場合（姿勢変化フラグが立っている場合、即ち一旦変化した車両姿勢が安定した場合）は、ステップ１２０において姿勢変化フラグをリセットした後、ステップ１２２に移行する。
【００３３】
そして、ステップ１２２では、検出した最新の１秒平均ピッチ角データが後述するステップ１２６において設定した基準値（前回のルーチンにおいてモータの駆動制御に用いた１秒平均ピッチ角データ、但しまだ一度もモータ駆動制御が実行されていない場合は、ステップ１１２において設定した基準値である停車直後の１秒平均ピッチ角データ）との差が所定値より大きいか否かが判別される。そしてステップ１２２においてＹＥＳの場合（車両姿勢が基準姿勢に対し所定値より変化している場合）は、ステップ１２４に移行して、検出した最新の１秒平均ピッチ角データ相当だけモータ１０を駆動することでレベリングする。そしてステップ１２６において、ステップ１２４でのレベリング量（モータを駆動制御した最新の１秒平均ピッチ角データ）をステップ１２２の基準値として設定した後、ステップ１０２に戻る。また、ステップ１２２においてＮＯの場合（車両姿勢が基準姿勢に対しほとんど変化していない場合）は、モータ１０を駆動させることなく、ステップ１０２に戻る。
【００３４】
なお、ＣＰＵ１６は、停車中に車高センサ１４で検出された最新の１秒平均ピッチ角データに基づいてモータ１０の駆動を制御するが、停車中の車両が坂道停車している場合とか、縁石に乗り上げて停車している場合で、一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定し、かつその車両姿勢と基準姿勢（基準ピッチ角データ）との差が所定値を越えた場合には、これらの不適切な車両停車中におけるピッチ角データに基づいてレベリング（光軸補正）されることがある。しかし、このような場合には、特開平２００１−１８０３６９号に示すように、その後の安定走行中に１回だけ、安定走行中に検出したピッチ角データに基づいてモータ１０の駆動を制御して、この誤ったレベリング（光軸補正）を補正するように制御部（ＣＰＵ）１６を構成することで、走行上は何ら問題がない。
【００３５】
また、車両停車中のピッチ角データが適切（停車中の車両が坂道停車とか縁石に乗り上げるなどの不自然な形態での停車ではない場合）であれば、安定走行中のピッチ角データは車両停車中のピッチ角データにほぼ等しく、したがって安定走行中のピッチ角データに基づいたレベリング後の光軸位置は、車両停車中に行われた最後のレベリング後の光軸位置とほぼ同一位置である。
【００３６】
なお、前記実施例では、車両姿勢安定の判別を２つの異なる移動平均ピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）に差があるか否かによって行っているが、３つの異なる移動平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データと２秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）に差があるか否かによって車両姿勢の安定を判別してもよく、より高精度な車両姿勢安定の判別が可能となる。
【００３７】
また、前記実施例では、車体に固定されるランプボディ２に対しリフレクター５が傾動可能に設けられているリフレクター可動型のヘッドランプにおけるオートレベリングについて説明したが、車体に固定されるランプハウジングに対しランプボディ・リフレクターユニットが傾動可能に設けられているユニット可動型のヘッドランプにおけるオートレベリング装置についても同様に適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
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、アクチュエータの作動頻度が少なくなって、消費電力が節約されるとともに、駆動機構構成部材の摩耗も少なく、それだけ耐久性が向上する。
【００３９】
また、最近の自動車ランプ業界では低コスト化が求められているが、アクチュエータの作動回数が減ればそれだけアクチュエータの寿命が延びるため、使用基準を満たす低コストのアクチュエータを用いることで、オートレベリング装置の低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の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。
【図２】同装置の記憶部の構成を示す図である。
【図３】同装置の制御部であるＣＰＵのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ ヘッドランプ
２ ランプボディ
４ 前面レンズ
５ リフレクター
６ 光源であるバルブ
１０ アクチュエータである駆動モータ
１１ 点灯スイッチ
１２ 車速検出手段である車速センサー
１４ ピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー
１６ 制御部であるＣＰＵ
２０（２０Ａ，２０Ｂ） 記憶部
Ｌ ヘッドランプの光軸
Ｓ 灯室
【発明の属する技術分野】
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、停車中の車両のピッチ角に基づい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。
【０００２】
【従来の技術】
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ー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るとともに、アクチュエータによってリフレクター（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。
【０００３】
そして、従来のオートレベリング装置としては、ピッチ角検出手段や車速センサーやこれらからの検出信号に 基づいてアクチュエータの駆動を制御する制御部等を車両に設けて構成され、ヘッドランプ（リフレクター）の光軸が路面に対し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。
【０００４】
そして、車両の走行，停車時を問わず、走行中の加減速による車両姿勢の変化や停車中の荷物の積み降ろしや乗員の乗り降り等による荷重変化に対し、リアルタイムでアクチュエータを駆動させてレベリングするようにしたのでは、アクチュエータの作動回数が非常に多く、消費電力がかさむ上に、モータ，ギア等の駆動機構構成部品に多大な耐久性が求められ、コスト高の原因になる。そこで、従来では、アクチュエータの駆動頻度を減らし、安価にして長期使用可能なオートレベリング装置の提供を目的として、停車中は一定のインターバル（例えば１０秒間隔）でアクチュエータの駆動を制御する、というオートレベリング装置（特願平１０−２７４８５９号等）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のオートレベリング装置では、インターバルタイム（例えば１０秒間隔）に対応して予め検出したピッチ角データに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するため、たとえ乗降等による静荷重の変化がなくても路面に合わせて光軸調整を行うため、その分アクチュエータの作動回数が増えて、アクチュエータの寿命が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、停車中に一旦変化した車両姿勢が安定し、かつ停車直後の車両姿勢または前回制御した車両姿勢と異なっている場合に限りアクチュエータを駆動させるようにすることで、オートレベリング装置におけるアクチュエータの作動回数を極力減らすことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するために、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、アクチュエータの駆動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制御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、
前記制御手段は、前記車速検出手段の検出出力により走行中と判別したときには前記アクチュエータの駆動を行わず、前記車速検出手段の検出出力により停車中と判別したときのみ前記アクチュエータを駆動するための処理として、前記記憶部に記憶された車両のピッチ角データを基に複数の異なる移動時間についてそれぞれの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）を演算し、演算された複数の平均ピッチ角データの差が第１の所定値以上の場合には、車両姿勢不安定として姿勢変化フラグをセットし、前記演算された複数の平均ピッチ角データの差が前記第１の所定値より小さいときには、前記姿勢変化フラグがセットされていることを条件に、一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定したとして、前記姿勢変化フラグをリセットするとともに、前記複数の平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）のうち一つの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）と基準ピッチ角データ（基準姿勢）とを比較して、前記一つの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）と前記基準ピッチ角データ（基準姿勢）との差が第２の所定値を越えた場合に限り、アクチュエータの駆動を制御するようにしたものである。
【０００９】
一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定したか否かを判別するに際しては、以下のことが考慮されている。
【００１０】
即ち、車両に対し人が乗り降りしている場合のように車両に作用する静荷重が変化している状況では、検出されるピッチ角データも刻々変化し一定しない。一方、車両に一定の静荷重が作用している状況では、車両姿勢が安定し、検出されるピッチ角データも一定の値となる。このため、例えば１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データというように、複数の異なる移動時間についての平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）をとり、これらを比較し、両者間に差があれば車両姿勢は安定しておらず、差がなければ車両姿勢は安定していることがわかる。そこで、アクチュエータを駆動制御する上で必要な条件である車両姿勢の安定を、複数の異なる移動時間についての平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）間に差があるか否かで判別するようにしたものである。
【００１１】
また、もとの車両基準姿勢（基準ピッチ角データ）との間に差が生じているか否かの判別は、原則として現在の車両姿勢（ピッチ角データ）を基準車両姿勢と比較すればよいが、最初にアクチュエータの駆動制御が実行されるまでは、基準車両姿勢に対応するものがないことから、請求項２に示すように、停車後第１回目のアクチュエータの駆動制御では、検出した移動平均ピッチ角データ（車両姿勢）を停車直後の移動平均ピッチ角データ（車両姿勢）と比較し、第２回目以降のアクチュエータの駆動制御では、検出した平均ピッチ角データ（車両姿勢）を前回のアクチュエータの駆動に用いたピッチ角データ（車両姿勢）と比較することで安定姿勢か否かを判別するように構成したものである。
（作用）停車中に限りアクチュエータの駆動を制御するので、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【００１２】
また、車両姿勢が変化する度にアクチュエータが駆動する訳ではなく、車両姿勢が安定した場合に限り駆動する（車両姿勢が安定しない限り駆動しない）ので、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【００１３】
また、停車中、一旦変化した車両姿勢が安定したとしても、車両姿勢が基準姿勢に対し所定値以上の差が生じない限りアクチュエータが駆動せず、それだけアクチュエータの作動回数が少ない。
【００１４】
このようにクチュエータの作動頻度が少なくなる分、消費電力が節約されるとともに、アクチュエータの駆動機構構成部材の摩耗が少ない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図３は、本発明の一実施例を示すもので、図１は、本発明の第１の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、同装置の記憶部の構成を示す図、図３は同レベリング装置の制御部であるＣＰＵのフローチャートを示す図である。
【００１７】
図１における符号１は、自動車用ヘッドランプで、ランプボディ２の前面開口部には、前面レンズ４が組付けられて灯室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ー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。
【００１８】
そして、ヘッドランプ１のオートレベリング装置は、ヘッドランプ１の光軸Ｌを上下方向に傾動調整す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ー１２と、車両のピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー１４と、ヘッドランプの点灯と消灯を判別し、車速センサー１２からの信号に基づいて車両の走行・停車状態を判別し、車高センサー１４からの信号に基づいて車両のピッチ角を演算するとともに、このピッチ角データに基づいてモータ１０を駆動させるための制御信号をモータドライバ１８に出力する制御部であるＣＰＵ１６と、車高センサー１４で検出され、ＣＰＵ１６で演算された車両のピッチ角データを記憶する記憶部２０とから主として構成されている。
【００１９】
ＣＰＵ１６では、車速センサー１２からの信号が入力すると、この入力信号に基づいて車両が停車中か走行中かを判別し、停車中に限りモータ１０の駆動を制御する。停車中の方が正確な車両姿勢（ピッチ角データ）を検出できるからである。
【００２０】
また、ＣＰＵ１６では、車高センサー１４からの信号が入力すると、サスペンションの変位量に相当するこの信号から、車両の前後方向の傾斜（ピッチ角）を演算する。なお、この実施例に示す車両では、後輪側サスペンションの右輪側にのみ車高センサー１４が設けられた１センサー方式が採用されており、車高センサ１４の検出した車高の変化量から車両のピッチ角が推測できる。そして、ＣＰＵ１６は、検出されたこのピッチ角を打ち消す方向に、光軸Ｌを所定量傾動させるべくモータドライバ１８に出力する。
【００２１】
また、記憶部２０は、車高センサ１４で検出され、ＣＰＵ１６で演算されたピッチ角データを記憶する部分で、図２（ａ）に示すように、記憶部２０の格納部２０Ａには、１００ｍｓ間隔で１秒間サンプリングした１０個のデータＤ１〜Ｄ１０が格納されている。また、記憶部２０の格納部２０Ｂには、１００ｍｓ間隔で３秒間サンプリングした３０個のデータＤ１〜Ｄ３０が格納されている。そして、格納部２０Ａ、２０Ｂには、それぞれ１００ｍｓ毎に新しいデータが取り込まれ、最も古いデータが捨てられる（順次古いデータは、新しいデータに書き換えられる）ように構成されている。
【００２２】
また、ＣＰＵ１６は、これらのデータＤ１〜Ｄ３０から１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データを演算し、記憶部２０に記憶させる。
【００２３】
記憶部２０は、図２（ｃ）に示すように、演算した現在のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する現在のピッチ角格納部２０Ｃ、１秒前のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する１秒前ピッチ角格納部２０Ｄ、２秒前のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する２秒前ピッチ角格納部２０Ｅ、３秒前のピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）を格納する３秒前ピッチ角格納部２０Ｆを備えており、１秒経過する度に、新たに検出された１秒平均ピッチ角データが現在のピッチ角格納部２０Ｃに書き込まれるとともに、現在のピッチ角格納部２０Ｃに格納されている現在のピッチ角データが１秒前ピッチ角格納部２０Ｄに、１秒前ピッチ角格納部２０Ｄに格納されている１秒前ピッチ角データが２秒前ピッチ角格納部２０Ｅに、２秒前ピッチ角格納部２０Ｅに格納されている２秒前ピッチ角データが３秒前ピッチ角格納部２０Ｆにそれぞれシフトされ、３秒前ピッチ角格納部２０Ｆに格納されていた３秒前ピッチ角データは消去されるようになっている。
【００２４】
また、ＣＰＵ１６は、１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データに差がない場合に限り、モータ１０を駆動させる。即ち、車両に対し人が乗り降りしている場合のように車両に作用する静荷重が変化している（車両姿勢が不安定な）状況では、検出されるピッチ角データも刻々変化し一定しない。一方、車両に一定の静荷重が作用している（車両姿勢が安定している）状況では、検出されるピッチ角データも一定の値となる。このため、２つの異なる移動時間（１秒と３秒）についての平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）である１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データを演算し、これらを比較して、両者（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）間に所定値（例えば、０．０６度）以上の差がなければ、車両姿勢が安定しているので、モータ１０を駆動するようにし、一方、両者（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）間に所定値（例えば、０．０６度）以上の差があれば、車両姿勢が安定していないので、モータ１０を駆動しないようになっている。
【００２５】
また、ＣＰＵ１６は、点灯スイッチ１１がＯＮかＯＦＦかを判別し、点灯スイッチ１１がＯＮされている場合に限り、モータ１０を駆動するべくモタドライバ１８に出力する。
【００２６】
また、ＣＰＵ１６は、検出した平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データ）が基準姿勢（前回のモータ駆動制御によりレベリングした車両姿勢）に対し所定値以上の差がある場合に限り、モータ１０を駆動するようになっている。
【００２７】
即ち、検出した平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データ）により特定される車両姿勢が、前回のレベリングした車両姿勢に対し大きく変化している場合は勿論レベリングの必要があるが、検出した平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データ）により特定される車両姿勢が前回のレベリングした車両姿勢（基準姿勢）に対しほとんど変化していない場合は、ドライバの視認性にほとんど影響しないことから、あえてレベリングの必要はなく、従ってモータ１０を駆動させる必要はない。したがって、ドライバの視認性に影響を与えると思われる程度（例えば、０．０６度）以上の差がある場合に限り、レベリング（モータ１０を駆動）するようになっている。なお、基準車両姿勢と比較する平均ピッチ角データは、１秒平均ピッチ角データに代えて、３秒平均ピッチ角データであってもよい。
【００２８】
また、レベリング（モータ駆動）の必要があるかどうかを判別するための基準姿勢、即ち検出した平均ピッチ角データと比較する基準姿勢（基準ピッチ角データ）は、原則としては前回のモータ駆動制御によりレベリングした車両姿勢（に対応するピッチ角データ）であるが、まだ一度もレベリング（モータ駆動）されていない場合には、レベリングした車両姿勢（に対応するピッチ角データ）が存在しないので、停車後第１回目のアクチュエータの駆動制御では、停車直後に検出した車両姿勢（移動平均ピッチ角データである１秒平均ピッチ角データ）を基準姿勢（基準ピッチ角データ）とするようになっている。
【００２９】
次に、制御ユニットであるＣＰＵ１６によるモータ１０の駆動の制御を、図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００３０】
まず、このルーチンは、ヘッドランプ点灯スイッチ１１がＯＮされたランプ点灯状態で動作する。ステップ１０２，１０４では、制御部（ＣＰＵ）１６が車高センサー１４の出力から１秒平均ピッチ角データおよび３秒平均ピッチ角データをそれぞれ演算し、記憶部２０に記憶する。ステップ１０６では、車速センサー１２の出力から車速が演算され、ステップ１０６において、車速が０か否かが判別される。ステップ１０８においてＹＥＳ（車速０、即ち停車中）の場合は、ステップ１１０に移行し、後述するステップ１２２で使用する基準値（レベリングの必要があるかどうかを判別するための車両の基準姿勢、即ち検出した平均ピッチ角データと比較するための基準姿勢である基準ピッチ角データ）が未設定か否かが判別される。一方、ステップ１０８においてＮＯ（車速＞０、即ち走行中）の場合は、ステップ１０２に戻る。
【００３１】
そして、ステップ１１０においてＹＥＳ（車両の基準姿勢である基準ピッチ角データが未設定）の場合には、ステップ１１２に移行して、検出した１秒平均ピッチ角データを基準ピッチ角データ（基準値）として設定し、車両姿勢が安定しているか否かを判別するステップ１１４に移行する。一方、ステップ１１０においてＮＯ（既に、後述するステップ１２４においてアクチュエータが駆動し、かつステップ１２６において１秒平均ピッチ角データを基準姿勢である基準ピッチ角データとして設定済み）の場合には、ステップ１１２を通ることなく車両姿勢の安定判別ステップ１１４に直接移行する。
【００３２】
ステップ１１４では、１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データの差が所定値より大きいかが判別され、ＹＥＳ（その差が大きく車両姿勢不安定）の場合は、ステップ１１６に移行し姿勢変化フラグを立てた後、ステップ１０２に戻る。一方、ステップ１１４においてＮＯ（その差が小さく車両姿勢安定）の場合は、ステップ１１８において、姿勢変化フラグが立っているか否かが判別される。そして、ステップ１１８において、ＹＥＳの場合（姿勢変化フラグが立っている場合、即ち一旦変化した車両姿勢が安定した場合）は、ステップ１２０において姿勢変化フラグをリセットした後、ステップ１２２に移行する。
【００３３】
そして、ステップ１２２では、検出した最新の１秒平均ピッチ角データが後述するステップ１２６において設定した基準値（前回のルーチンにおいてモータの駆動制御に用いた１秒平均ピッチ角データ、但しまだ一度もモータ駆動制御が実行されていない場合は、ステップ１１２において設定した基準値である停車直後の１秒平均ピッチ角データ）との差が所定値より大きいか否かが判別される。そしてステップ１２２においてＹＥＳの場合（車両姿勢が基準姿勢に対し所定値より変化している場合）は、ステップ１２４に移行して、検出した最新の１秒平均ピッチ角データ相当だけモータ１０を駆動することでレベリングする。そしてステップ１２６において、ステップ１２４でのレベリング量（モータを駆動制御した最新の１秒平均ピッチ角データ）をステップ１２２の基準値として設定した後、ステップ１０２に戻る。また、ステップ１２２においてＮＯの場合（車両姿勢が基準姿勢に対しほとんど変化していない場合）は、モータ１０を駆動させることなく、ステップ１０２に戻る。
【００３４】
なお、ＣＰＵ１６は、停車中に車高センサ１４で検出された最新の１秒平均ピッチ角データに基づいてモータ１０の駆動を制御するが、停車中の車両が坂道停車している場合とか、縁石に乗り上げて停車している場合で、一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定し、かつその車両姿勢と基準姿勢（基準ピッチ角データ）との差が所定値を越えた場合には、これらの不適切な車両停車中におけるピッチ角データに基づいてレベリング（光軸補正）されることがある。しかし、このような場合には、特開平２００１−１８０３６９号に示すように、その後の安定走行中に１回だけ、安定走行中に検出したピッチ角データに基づいてモータ１０の駆動を制御して、この誤ったレベリング（光軸補正）を補正するように制御部（ＣＰＵ）１６を構成することで、走行上は何ら問題がない。
【００３５】
また、車両停車中のピッチ角データが適切（停車中の車両が坂道停車とか縁石に乗り上げるなどの不自然な形態での停車ではない場合）であれば、安定走行中のピッチ角データは車両停車中のピッチ角データにほぼ等しく、したがって安定走行中のピッチ角データに基づいたレベリング後の光軸位置は、車両停車中に行われた最後のレベリング後の光軸位置とほぼ同一位置である。
【００３６】
なお、前記実施例では、車両姿勢安定の判別を２つの異なる移動平均ピッチ角データ（１秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）に差があるか否かによって行っているが、３つの異なる移動平均ピッチ角データ（例えば１秒平均ピッチ角データと２秒平均ピッチ角データと３秒平均ピッチ角データ）に差があるか否かによって車両姿勢の安定を判別してもよく、より高精度な車両姿勢安定の判別が可能となる。
【００３７】
また、前記実施例では、車体に固定されるランプボディ２に対しリフレクター５が傾動可能に設けられているリフレクター可動型のヘッドランプにおけるオートレベリングについて説明したが、車体に固定されるランプハウジングに対しランプボディ・リフレクターユニットが傾動可能に設けられているユニット可動型のヘッドランプにおけるオートレベリング装置についても同様に適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
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、アクチュエータの作動頻度が少なくなって、消費電力が節約されるとともに、駆動機構構成部材の摩耗も少なく、それだけ耐久性が向上する。
【００３９】
また、最近の自動車ランプ業界では低コスト化が求められているが、アクチュエータの作動回数が減ればそれだけアクチュエータの寿命が延びるため、使用基準を満たす低コストのアクチュエータを用いることで、オートレベリング装置の低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の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。
【図２】同装置の記憶部の構成を示す図である。
【図３】同装置の制御部であるＣＰＵのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ ヘッドランプ
２ ランプボディ
４ 前面レンズ
５ リフレクター
６ 光源であるバルブ
１０ アクチュエータである駆動モータ
１１ 点灯スイッチ
１２ 車速検出手段である車速センサー
１４ ピッチ角検出手段の一部を構成する車高センサー
１６ 制御部であるＣＰＵ
２０（２０Ａ，２０Ｂ） 記憶部
Ｌ ヘッドランプの光軸
Ｓ 灯室
Claims (2)
- アクチュエータの駆動により光軸が車体に対し上下に傾動するヘッドランプと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検出手段により検出された車両のピッチ角データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御手段は、前記ピッチ角検出手段により検出されたピッチ角データに基づいて、ヘッドランプの光軸が路面に対し一定の傾斜状態となるようにアクチュエータの駆動を制御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、
前記制御手段は、前記車速検出手段の検出出力により走行中と判別したときには前記アクチュエータの駆動を行わず、前記車速検出手段の検出出力により停車中と判別したときのみ前記アクチュエータを駆動するための処理として、前記記憶部に記憶された車両のピッチ角データを基に複数の異なる移動時間についてそれぞれの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）を演算し、演算された複数の平均ピッチ角データの差が第１の所定値以上の場合には、車両姿勢不安定として姿勢変化フラグをセットし、前記演算された複数の平均ピッチ角データの差が前記第１の所定値より小さいときには、前記姿勢変化フラグがセットされていることを条件に、一旦変化した車両姿勢（ピッチ角データ）が安定したとして、前記姿勢変化フラグをリセットするとともに、前記複数の平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）のうち一つの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）と基準ピッチ角データ（基準姿勢）とを比較して、前記一つの平均ピッチ角データ（移動平均ピッチ角データ）と前記基準ピッチ角データ（基準姿勢）との差が第２の所定値を越えた場合に限り、アクチュエータの駆動を制御す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。 - 前記基準ピッチ角データ（基準姿勢）は、停車後第１回目のアクチュエータの駆動制御では、停車直後の移動平均ピッチ角データ（車両姿勢）であり、第２回目以降のアクチュエータの駆動制御では、前回のアクチュエータの駆動に用いたピッチ角データ（車両姿勢）であ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。
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