JP3518309B2 - 車両のピッチ角演算装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両のピッチ角を演
算する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術とその問題点】車両の前輪位置における車
高ｈfと、後輪位置における車高ｈrと、ホイールベース
長ｗとに基づいて、次式により車両のピッチ角θを求め
ることができる。 【数１】 ここで、前輪位置の車高ｈfと後輪位置の車高ｈrにはそ
れぞれ、例えば空荷状態などの車両の基準状態における
車高位置（以下、基準位置と呼ぶ）からの変化量を代入
する。したがって、車両の基準状態におけるピッチ角θ
は０度である。 【０００３】前後の車輪位置における車高ｈf、ｈrを検
出するセンサーとしては、各輪のサスペンション・アー
ム角度を検出して車高値に換算する車高センサーが実用
に供されているが、４輪駆動車のような複雑なサスペン
ション構造の車種では、車高センサーの取付が困難であ
るという問題がある。 【０００４】本発明の目的は、車両の前後いずれか一方
の車高によりピッチ角を正確に演算することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、車両後部の位
置Ｐ r に車高検出手段を設けて車高ｈ r を検出するととも
に、車両前部の位置Ｐ f の車高には予め想定した搭乗人
員の人数とその位置および貨物の重量とその位置に応じ
た所定の仮想値ｈ fk を設定し、さらに、車速検出値に比
例して増加する補正値を設定して車高仮想値ｈ fk を補正
し、車高検出値ｈ r と補正後の車高仮想値ｈ fk と車両前
後の位置Ｐ f とＰ r の距離ｗとに基づいて車両のピッチ角
を演算することにより、上記目的を達成する。 【０００６】 【発明の効果】本発明によれば、高速走行時に車両前部
がリフトアップしても、車両後部に車高検出手段を設け
るだけで正確なピッチ角を演算することができ、装置の
コストを低減できる。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明をヘッドランプ・オートレ
ベライザーに適用した一実施の形態を説明する。なお、
本発明はヘッドランプ・オートレベライザーに限定され
ず、ピッチ角に基づいて駆動制御を行うすべての装置に
応用することができる。 【０００８】−発明の第１の実施の形態− 車両の後輪位置における車高値ｈrを検出し、ピッチ角
θを演算してヘッドランプの光軸を調節する第１の実施
の形態を説明する。 【０００９】図１は第１の実施の形態の構成を示す図で
ある。モーター１は右ヘッドランプ（不図示）の光軸を
上下するためのモーターであり、位置センサー２は右ヘ
ッドランプの光軸位置を検出する。また、モーター３は
左ヘッドランプ（不図示）の光軸を上下するためのモー
ターであり、位置センサー４は左ヘッドランプの光軸位
置を検出する。なお、ヘッドランプはシールドタイプ、
セミシールドタイプなど、どのような形式であってもよ
い。また、ヘッドランプの光軸の具体的な調整方法は、
ヘッドランプのリフレクターを傾動させてもよいし、ヘ
ッドランプユニットを傾動させてもよい。制御回路５
は、コントローラー７からの光軸位置指令信号と位置セ
ンサー２からの光軸位置フィードバック信号とに基づい
てモーター１を駆動制御し、右ヘッドランプの光軸の位
置制御を行う。制御回路６は、コントローラー７からの
光軸位置指令信号と位置センサー４からの光軸位置フィ
ードバック信号とに基づいてモーター３を駆動制御し、
左ヘッドランプの光軸の位置制御を行う。 【００１０】イグニッションスイッチ８はイグニッショ
ンキーがＯＮ位置に設定されると閉路し、コントローラ
ー７にバッテリー電源ＢＡＴを供給する。さらに、スモ
ールランプスイッチ９はライトスイッチ（不図示）の１
段目で閉路し、スモールランプ（車幅灯）１０を点灯さ
せるとともに、制御回路５、６にバッテリー電源ＢＡＴ
を供給する。車高センサー１１は右後輪のサスペンショ
ンアームに取り付けられ、アーム角度を検出して右後輪
位置における車高ｈrを検出する。 【００１１】コントローラー７は、マイクロコンピュー
ターとその周辺部品から構成され、車両のピッチ角θを
演算して左右ヘッドランプの光軸位置を決定する。そし
て、制御回路５へ右ヘッドランプの光軸位置指令信号を
出力するとともに、制御回路６へ左ヘッドランプの光軸
位置指令信号を出力する。 【００１２】図２は、前輪位置Ｐfと後輪位置Ｐrにおけ
る基準位置、検出位置および車高の関係を示す。前輪位
置Ｐfと後輪位置Ｐrの白丸はいずれも車両の基準状態に
おける基準車高位置を示す。上述したように、車両が空
荷などの基準状態にあるときのピッチ角θは０である。
搭乗人員の人数とその位置や貨物の重量とその積載位置
に応じて前後輪位置の車高が基準位置から変化すると、
変化量に応じたピッチ角が発生する。後輪位置Ｐrの黒
丸は検出位置を示し、この検出位置と基準位置との距離
が基準位置からの変化量、すなわち後輪位置Ｐrの車高
ｈrである。また、前輪位置Ｐfの黒丸は仮想の検出位置
ｈfkを示す。 【００１３】なお、この明細書では基準車高位置から車
高が低くなる方への変化量を正とし、逆に高くなる方へ
の変化量を負とする。したがって、車両前部が沈み込む
か、または車両後部が持ち上がる場合のピッチ角θが正
となり、逆に、車両前部が持ち上がるか、または車両後
部が沈み込む場合のピッチ角θが負となる。 【００１４】この第１の実施の形態では、後輪位置Ｐr
のみに車高センサー１１を設置し、前輪位置Ｐfには車
高センサーを設置しない。前輪位置Ｐfの車高には仮想
値ｈfkを用いる。つまり、図２に示すように前輪位置Ｐ
fにおける仮想の検出位置（前輪位置Ｐfに黒丸で示す）
を設定し、その仮想検出位置と基準位置との距離を前輪
位置Ｐfの車高仮想値ｈfkとする。したがって、車両の
ピッチ角θは次式により表される。 【数２】 【００１５】ところが、搭乗人員の人数とその位置や、
貨物の重量とその位置によっては、図３に示すように前
輪位置Ｐfにおける実際の検出位置（前輪位置Ｐfに×印
で示す）が予め設定した仮想位置（前輪位置に黒丸で示
す）よりも低くなり、実際の車高値が車高仮想値ｈfkよ
りも大きくなることがある。この場合には、真のピッチ
角θ’が計算上のピッチ角θよりも小さくなり、このま
まヘッドランプの光軸調節を行うと、計算上のピッチ角
θに基づいて光軸調節が行われるので、光軸を必要以上
に下げてしまい、ヘッドランプの前方照射距離が短くな
ってしまう。 【００１６】そこで、この第１の実施の形態では、図４
に示すように、前輪位置Ｐfにおける仮想の検出位置を
低くする側に所定値αだけ予め補正しておき、補正後の
仮想検出位置（前輪位置Ｐfに黒丸で示す）と基準位置
との距離、すなわち前輪位置Ｐfにおける補正後の車高
仮想値（ｈfk＋α）に基づいて次式によりピッチ角θを
演算する。 【数３】 【００１７】後輪位置における車高検出値ｈrと、前輪
位置における予め補正した車高仮想値（ｈfk＋α）とに
基づいて算出したピッチ角θに応じてヘッドランプの光
軸位置を決定し、光軸制御を行うことによって、搭乗人
員の人数とその位置や、貨物の重量とその位置が変わっ
て前輪位置の車高が低くなった場合でも、正確なピッチ
角を演算することができ、適正なヘッドランプの照射距
離および範囲を確保できる。 【００１８】図５は光軸制御を示すフローチャートであ
る。このフローチャートにより、第１の実施の形態の動
作を説明する。ステップ１において、車高センサー１１
により後輪位置Ｐrにおける車高ｈrを検出し、続くステ
ップ２で、後輪位置の車高ｈrと予め補正した前輪位置
の車高仮想値（ｈfk＋α）とに基づいて数式３によりピ
ッチ角θを演算する。ステップ３で、算出したピッチ角
θに応じた光軸位置を決定し、続くステップ４で制御回
路５、６によりヘッドランプの光軸を調節する。 【００１９】−発明の第２の実施の形態−上述した第１
の実施の形態では後輪位置にのみ車高センサーを設置す
る例を示したが、前輪位置にのみ車高センサーを設置す
る第２の実施の形態を説明する。なお、この第２の実施
の形態の構成は、図１に示す車高センサー１１によって
前輪位置Ｐfの車高ｈfを検出する点が第１の実施の形態
の構成と異なるだけであり、説明を省略する。 【００２０】この第２の実施の形態では、図６に示すよ
うに、後輪位置Ｐrにおける仮想の検出位置を低くする
側に所定値αだけ予め補正しておき、補正後の仮想検出
位置（後輪位置Ｐrに黒丸で示す）と基準位置との距
離、すなわち後輪位置Ｐfにおける補正後の車高仮想値
（ｈrk＋α）に基づいて次式によりピッチ角θを演算す
る。 【数４】 なお、この第２の実施の形態によるヘッドランプの光軸
制御は、図５に示す第１の実施の形態の動作と車高検出
位置が異なるだけであるから説明を省略する。 【００２１】前輪位置における車高検出値ｈfと、後輪
位置における予め補正した車高仮想値（ｈrk＋α）とに
基づいて算出したピッチ角θに応じてヘッドランプの光
軸位置を決定し、光軸制御を行うことによって、搭乗人
員の人数とその位置や、貨物の重量とその位置が変わっ
て後輪位置の車高が低くなった場合でも、正確なピッチ
角を演算することができ、適正なヘッドランプの照射距
離および範囲を確保できる。 【００２２】−発明の第３の実施の形態− 通常、車両は高速走行時に前部がリフトアップする。図
７に示すように、後輪位置にのみ車高センサーを設置し
て車高ｈrを検出し、前輪位置の車高に仮想値ｈfkを設
定してピッチ角θを演算する場合には、高速走行時に前
輪位置の車高が仮想値（黒丸で示す）よりも高く（×印
で示す）なる。そのため、仮想値ｈfkに基づいて算出さ
れたピッチ角θより実際のピッチ角θ’が増加し、ヘッ
ドランプが”上目”になって対向車や先行車を幻惑する
ことになる。 【００２３】そこで、この第３の実施の形態では、高速
走行時には前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを所定値βだ
け車高が高くなる側に予め補正し、ピッチ角θを次式に
より演算する。 【数５】 搭乗人員の人数とその位置や貨物の重量とその積載位置
に応じて、前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを所定値αだ
け車高が低くなる側に予め補正する場合には、高速走行
時にさらに所定値βだけ車高が高くなる側に補正し、次
式によりピッチ角θを演算する。 【数６】 【００２４】図８は第３の実施の形態の構成を示す。な
お、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号
を付して説明を省略する。車速センサー１２は車両の走
行速度Ｖを検出する。コントローラー７Ａは、車高セン
サー１１による後輪位置Ｐrの車高検出値ｈrと、前輪位
置Ｐfの車高仮想値ｈfkとに基づいて数式２または数式
３によりピッチ角θを演算する。しかし、車速Ｖが所定
値Ｖkを越えた場合には、高速時の車両前部のリフトア
ップ分を補正して数式５または数式６によりピッチ角θ
を演算する。 【００２５】図９は光軸制御を示すフローチャートであ
る。このフローチャートにより、第３の実施の形態の動
作を説明する。ステップ１１において、車高センサー１
１により後輪位置Ｐrにおける車高ｈrを検出し、続くス
テップ１２で、車速センサー１２により車速Ｖを検出す
る。ステップ１３では、車速Ｖが所定値Ｖkを越えてい
るかどうかを確認する。車速Ｖが所定値Ｖkを越え、車
両が高速走行をしている場合には、ステップ１４で前輪
位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを所定値βだけ車高が高くな
る側に補正する。続くステップ１５でピッチ角θを演算
する。すなわち、車両が高速走行をしている場合には数
式５または数式６によりピッチ角θを算出し、車両が高
速走行をしていない場合には数式２または数式３により
ピッチ角θを算出する。ステップ１６で、算出したピッ
チ角θに応じた光軸位置を決定し、続くステップ１７で
制御回路５、６によりヘッドランプの光軸を調節する。 【００２６】−発明の第３の実施の形態の変形例− 上述した第３の実施の形態では、車速Ｖが所定値Ｖkを
越えたときに前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを一定の所
定値βだけ車高が高くなる側に補正する例を示したが、
高速走行時の車両前部のリフトアップ量は車速Ｖに比例
して増加するので、所定値βを車速Ｖに比例して増加さ
せるようにしてもよい。なお、この変形例の構成は図８
に示す構成と同様であるから説明を省略する。 【００２７】図１０はこの変形例の光軸制御を示すフロ
ーチャートである。ステップ２１において、車高センサ
ー１１により後輪位置Ｐrの車高ｈrを検出し、続くステ
ップ２２で車速センサー１２により車速Ｖを検出する。
ステップ２３では、車高補正値β’のデータテーブルか
ら車速Ｖに対応する補正値β’を表引き演算する。この
車高補正値β’のデータテーブルは、車速Ｖに対する前
輪位置Ｐfの車高増加量を予め測定し、車高補正値β’
として記憶しておく。ステップ２４で、数式７または数
式８によりピッチ角θを演算する。 【数７】 【数８】 ステップ２５で、算出したピッチ角θに応じた光軸位置
を決定し、続くステップ２６で制御回路５、６によりヘ
ッドランプの光軸を調節する。 【００２８】−発明の第４の実施の形態− 車両は加速時に前部がリフトアップする。後輪位置にの
み車高センサーを設置して車高ｈrを検出し、前輪位置
の車高に仮想値ｈfkを設定してピッチ角を演算する場合
には、加速時に前輪位置の車高が仮想値ｈfkよりも高く
なる。そのため、仮想値ｈfkに基づいて算出されたピッ
チ角より実際のピッチ角が大きくなり、ヘッドランプ
が”上目”になって対向車や先行車を幻惑することにな
る。加速時の前輪位置の車高は車両の加速度に比例して
高くなるので、この第４の実施の形態では、前輪位置Ｐ
fの車高仮想値ｈfkを加速度に応じた所定値ａだけ車高
が高くなる側に補正し、ピッチ角θを演算する。 【００２９】図１１は第４の実施の形態の構成を示す図
である。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては
同一の符号を付して説明を省略する。加速度センサー１
３は車両の前後方向の加速度ｇを検出する。コントロー
ラー７Ｂは、加速度ｇに応じた補正値ａで前輪位置Ｐf
の車高仮想値ｈfkを補正し、補正後の車高仮想値（ｈfk
−ａ）と後輪位置Ｐrの車高検出値ｈrとに基づいて、数
式９または数式１０によりピッチ角θを演算する。 【数９】 【数１０】 【００３０】図１２は第４の実施の形態の光軸制御を示
すフローチャートである。ステップ３１において、車高
センサー１１により後輪位置Ｐrの車高ｈrを検出し、続
くステップ３２で加速度センサー１３により加速度ｇを
検出する。ステップ３３では、車高補正値ａのデータテ
ーブルから加速度ｇに対応する補正値ａを表引き演算す
る。この車高補正値ａのデータテーブルは、加速度ｇに
対する前輪位置Ｐfの車高増加量を予め測定し、車高補
正値ａとして記憶しておく。ステップ３４で、数式９ま
たは数式１０によりピッチ角θを演算する。ステップ３
５で、算出したピッチ角θに応じた光軸位置を決定し、
続くステップ３６で制御回路５、６によりヘッドランプ
の光軸を調節する。 【００３１】なお、加速度センサー１３の代わりに、車
速センサー１２により検出した車速Ｖを微分して加速度
ｇを算出するようにしてもよい。 【００３２】−発明の第５の実施の形態− 路面との摩擦抵抗が大きいときは、トラクションのかか
り方により車両前部がリフトアップする。後輪位置にの
み車高センサーを設置して車高ｈrを検出し、前輪位置
の車高に仮想値ｈfkを設定してピッチ角を演算する場合
には、路面との摩擦抵抗が大きいときに前輪位置の車高
が仮想値ｈfkよりも高くなる。そのため、仮想値ｈfkに
基づいて算出されたピッチ角より実際のピッチ角が大き
くなり、ヘッドランプが”上目”になって対向車や先行
車を幻惑することになる。この第５の実施の形態では、
路面との摩擦抵抗の大きいときの前輪位置の車高は路面
摩擦係数に比例して高くなるので、前輪位置Ｐfの車高
仮想値ｈfkを路面摩擦係数に応じた所定値ｂだけ車高が
高くなる側に補正し、ピッチ角θを演算する。 【００３３】図１３は第５の実施の形態の構成を示す図
である。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては
同一の符号を付して説明を省略する。路面摩擦係数検出
装置１４は、路面の摩擦係数μを検出する。検出方法に
は次のような方法がある。車両の回転変化は駆動力の変
化に比例し、摩擦係数に逆比例する。駆動力変化に対す
る車輪回転変化への伝達関数を求め、摩擦係数を算出す
る式を導出する。例えば、スロットル開度と車輪回転速
度の変化からカルマンフィルターを用いて路面摩擦係数
を算出する。あるいはまた、路面に光を照射してその反
射光を観測し、路面の状態すなわち摩擦係数を推定する
ようにしてもよい。ぬれた路面と乾燥した路面では反射
光の偏波（偏光）が異なる。ぬれた路面や凍結した路面
は鏡面反射となるため、反射光の水平方向の偏光成分は
ほぼ０である。この性質を利用して滑りやすい路面状況
を認識することが可能である。複数の波長の光を照射し
て反射波を解析すると、路面状態によって波長ごとに反
射率が異なったパターンになる。この性質を利用して路
面状況を判断することができる。 【００３４】コントローラー７Ｃは、路面摩擦係数μに
応じた補正値ｂで前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを補正
し、補正後の車高仮想値ｈfkと後輪位置Ｐrの車高検出
値ｈrとに基づいて、数式１１または数式１２によりピ
ッチ角θを演算する。 【数１１】 【数１２】 【００３５】図１４は第５の実施の形態の光軸制御を示
すフローチャートである。ステップ４１において、車高
センサー１１により後輪位置Ｐrの車高ｈrを検出し、続
くステップ４２で路面摩擦係数検出装置１４により路面
摩擦係数μを検出する。ステップ４３では、車高補正値
ｂのデータテーブルから路面摩擦係数μに対応する補正
値ｂを表引き演算する。この車高補正値ｂのデータテー
ブルは、路面摩擦係数μに対する前輪位置Ｐfの車高増
加量を予め測定し、車高補正値ｂとして記憶しておく。
ステップ４４で、数式１１または数式１２によりピッチ
角θを演算する。ステップ４５で、算出したピッチ角θ
に応じた光軸位置を決定し、続くステップ４６で制御回
路５、６によりヘッドランプの光軸を調節する。 【００３６】−発明の第５の実施の形態の変形例− 上述した第５の実施の形態では、路面摩擦係数μを検出
し、路面摩擦係数μに応じた補正値ｂにより前輪位置Ｐ
fの車高仮想値ｈfkを補正する例を示したが、ワイパー
スイッチや雨滴センサーなどにより降雨量を推定し、降
雨量に応じた補正値ｂにより前輪位置Ｐfの車高仮想値
ｈfkを補正してもよい。あるいはまた、降雨状態が検出
されたら前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを一定の所定値
ｂ’だけ車高が増加する側に補正するようにしてもよ
い。降雨状態では路面との摩擦抵抗が増加して車両前部
がリフトアップするので、降雨時に車両仮想値ｈfkを補
正することによって車両前部のリフトアップ分を補償す
ることができ、正確なピッチ角を算出することができ
る。 【００３７】以上の一実施の形態の構成において、車高
センサー１１が車高検出手段を、車速センサー１２が車
速検出手段を、コントローラー７が車高補正手段をそれ
ぞれ構成する。 【００３８】なお、上述した各実施の形態とそれらの変
形例では、前輪位置と後輪位置の車高を検出してピッチ
角を演算する例を示したが、前後輪位置以外の、車両前
後方向の２カ所の車高を検出し、車高検出位置間隔によ
りピッチ角を演算するようにしてもよい。
算する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術とその問題点】車両の前輪位置における車
高ｈfと、後輪位置における車高ｈrと、ホイールベース
長ｗとに基づいて、次式により車両のピッチ角θを求め
ることができる。 【数１】 ここで、前輪位置の車高ｈfと後輪位置の車高ｈrにはそ
れぞれ、例えば空荷状態などの車両の基準状態における
車高位置（以下、基準位置と呼ぶ）からの変化量を代入
する。したがって、車両の基準状態におけるピッチ角θ
は０度である。 【０００３】前後の車輪位置における車高ｈf、ｈrを検
出するセンサーとしては、各輪のサスペンション・アー
ム角度を検出して車高値に換算する車高センサーが実用
に供されているが、４輪駆動車のような複雑なサスペン
ション構造の車種では、車高センサーの取付が困難であ
るという問題がある。 【０００４】本発明の目的は、車両の前後いずれか一方
の車高によりピッチ角を正確に演算することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、車両後部の位
置Ｐ r に車高検出手段を設けて車高ｈ r を検出するととも
に、車両前部の位置Ｐ f の車高には予め想定した搭乗人
員の人数とその位置および貨物の重量とその位置に応じ
た所定の仮想値ｈ fk を設定し、さらに、車速検出値に比
例して増加する補正値を設定して車高仮想値ｈ fk を補正
し、車高検出値ｈ r と補正後の車高仮想値ｈ fk と車両前
後の位置Ｐ f とＰ r の距離ｗとに基づいて車両のピッチ角
を演算することにより、上記目的を達成する。 【０００６】 【発明の効果】本発明によれば、高速走行時に車両前部
がリフトアップしても、車両後部に車高検出手段を設け
るだけで正確なピッチ角を演算することができ、装置の
コストを低減できる。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明をヘッドランプ・オートレ
ベライザーに適用した一実施の形態を説明する。なお、
本発明はヘッドランプ・オートレベライザーに限定され
ず、ピッチ角に基づいて駆動制御を行うすべての装置に
応用することができる。 【０００８】−発明の第１の実施の形態− 車両の後輪位置における車高値ｈrを検出し、ピッチ角
θを演算してヘッドランプの光軸を調節する第１の実施
の形態を説明する。 【０００９】図１は第１の実施の形態の構成を示す図で
ある。モーター１は右ヘッドランプ（不図示）の光軸を
上下するためのモーターであり、位置センサー２は右ヘ
ッドランプの光軸位置を検出する。また、モーター３は
左ヘッドランプ（不図示）の光軸を上下するためのモー
ターであり、位置センサー４は左ヘッドランプの光軸位
置を検出する。なお、ヘッドランプはシールドタイプ、
セミシールドタイプなど、どのような形式であってもよ
い。また、ヘッドランプの光軸の具体的な調整方法は、
ヘッドランプのリフレクターを傾動させてもよいし、ヘ
ッドランプユニットを傾動させてもよい。制御回路５
は、コントローラー７からの光軸位置指令信号と位置セ
ンサー２からの光軸位置フィードバック信号とに基づい
てモーター１を駆動制御し、右ヘッドランプの光軸の位
置制御を行う。制御回路６は、コントローラー７からの
光軸位置指令信号と位置センサー４からの光軸位置フィ
ードバック信号とに基づいてモーター３を駆動制御し、
左ヘッドランプの光軸の位置制御を行う。 【００１０】イグニッションスイッチ８はイグニッショ
ンキーがＯＮ位置に設定されると閉路し、コントローラ
ー７にバッテリー電源ＢＡＴを供給する。さらに、スモ
ールランプスイッチ９はライトスイッチ（不図示）の１
段目で閉路し、スモールランプ（車幅灯）１０を点灯さ
せるとともに、制御回路５、６にバッテリー電源ＢＡＴ
を供給する。車高センサー１１は右後輪のサスペンショ
ンアームに取り付けられ、アーム角度を検出して右後輪
位置における車高ｈrを検出する。 【００１１】コントローラー７は、マイクロコンピュー
ターとその周辺部品から構成され、車両のピッチ角θを
演算して左右ヘッドランプの光軸位置を決定する。そし
て、制御回路５へ右ヘッドランプの光軸位置指令信号を
出力するとともに、制御回路６へ左ヘッドランプの光軸
位置指令信号を出力する。 【００１２】図２は、前輪位置Ｐfと後輪位置Ｐrにおけ
る基準位置、検出位置および車高の関係を示す。前輪位
置Ｐfと後輪位置Ｐrの白丸はいずれも車両の基準状態に
おける基準車高位置を示す。上述したように、車両が空
荷などの基準状態にあるときのピッチ角θは０である。
搭乗人員の人数とその位置や貨物の重量とその積載位置
に応じて前後輪位置の車高が基準位置から変化すると、
変化量に応じたピッチ角が発生する。後輪位置Ｐrの黒
丸は検出位置を示し、この検出位置と基準位置との距離
が基準位置からの変化量、すなわち後輪位置Ｐrの車高
ｈrである。また、前輪位置Ｐfの黒丸は仮想の検出位置
ｈfkを示す。 【００１３】なお、この明細書では基準車高位置から車
高が低くなる方への変化量を正とし、逆に高くなる方へ
の変化量を負とする。したがって、車両前部が沈み込む
か、または車両後部が持ち上がる場合のピッチ角θが正
となり、逆に、車両前部が持ち上がるか、または車両後
部が沈み込む場合のピッチ角θが負となる。 【００１４】この第１の実施の形態では、後輪位置Ｐr
のみに車高センサー１１を設置し、前輪位置Ｐfには車
高センサーを設置しない。前輪位置Ｐfの車高には仮想
値ｈfkを用いる。つまり、図２に示すように前輪位置Ｐ
fにおける仮想の検出位置（前輪位置Ｐfに黒丸で示す）
を設定し、その仮想検出位置と基準位置との距離を前輪
位置Ｐfの車高仮想値ｈfkとする。したがって、車両の
ピッチ角θは次式により表される。 【数２】 【００１５】ところが、搭乗人員の人数とその位置や、
貨物の重量とその位置によっては、図３に示すように前
輪位置Ｐfにおける実際の検出位置（前輪位置Ｐfに×印
で示す）が予め設定した仮想位置（前輪位置に黒丸で示
す）よりも低くなり、実際の車高値が車高仮想値ｈfkよ
りも大きくなることがある。この場合には、真のピッチ
角θ’が計算上のピッチ角θよりも小さくなり、このま
まヘッドランプの光軸調節を行うと、計算上のピッチ角
θに基づいて光軸調節が行われるので、光軸を必要以上
に下げてしまい、ヘッドランプの前方照射距離が短くな
ってしまう。 【００１６】そこで、この第１の実施の形態では、図４
に示すように、前輪位置Ｐfにおける仮想の検出位置を
低くする側に所定値αだけ予め補正しておき、補正後の
仮想検出位置（前輪位置Ｐfに黒丸で示す）と基準位置
との距離、すなわち前輪位置Ｐfにおける補正後の車高
仮想値（ｈfk＋α）に基づいて次式によりピッチ角θを
演算する。 【数３】 【００１７】後輪位置における車高検出値ｈrと、前輪
位置における予め補正した車高仮想値（ｈfk＋α）とに
基づいて算出したピッチ角θに応じてヘッドランプの光
軸位置を決定し、光軸制御を行うことによって、搭乗人
員の人数とその位置や、貨物の重量とその位置が変わっ
て前輪位置の車高が低くなった場合でも、正確なピッチ
角を演算することができ、適正なヘッドランプの照射距
離および範囲を確保できる。 【００１８】図５は光軸制御を示すフローチャートであ
る。このフローチャートにより、第１の実施の形態の動
作を説明する。ステップ１において、車高センサー１１
により後輪位置Ｐrにおける車高ｈrを検出し、続くステ
ップ２で、後輪位置の車高ｈrと予め補正した前輪位置
の車高仮想値（ｈfk＋α）とに基づいて数式３によりピ
ッチ角θを演算する。ステップ３で、算出したピッチ角
θに応じた光軸位置を決定し、続くステップ４で制御回
路５、６によりヘッドランプの光軸を調節する。 【００１９】−発明の第２の実施の形態−上述した第１
の実施の形態では後輪位置にのみ車高センサーを設置す
る例を示したが、前輪位置にのみ車高センサーを設置す
る第２の実施の形態を説明する。なお、この第２の実施
の形態の構成は、図１に示す車高センサー１１によって
前輪位置Ｐfの車高ｈfを検出する点が第１の実施の形態
の構成と異なるだけであり、説明を省略する。 【００２０】この第２の実施の形態では、図６に示すよ
うに、後輪位置Ｐrにおける仮想の検出位置を低くする
側に所定値αだけ予め補正しておき、補正後の仮想検出
位置（後輪位置Ｐrに黒丸で示す）と基準位置との距
離、すなわち後輪位置Ｐfにおける補正後の車高仮想値
（ｈrk＋α）に基づいて次式によりピッチ角θを演算す
る。 【数４】 なお、この第２の実施の形態によるヘッドランプの光軸
制御は、図５に示す第１の実施の形態の動作と車高検出
位置が異なるだけであるから説明を省略する。 【００２１】前輪位置における車高検出値ｈfと、後輪
位置における予め補正した車高仮想値（ｈrk＋α）とに
基づいて算出したピッチ角θに応じてヘッドランプの光
軸位置を決定し、光軸制御を行うことによって、搭乗人
員の人数とその位置や、貨物の重量とその位置が変わっ
て後輪位置の車高が低くなった場合でも、正確なピッチ
角を演算することができ、適正なヘッドランプの照射距
離および範囲を確保できる。 【００２２】−発明の第３の実施の形態− 通常、車両は高速走行時に前部がリフトアップする。図
７に示すように、後輪位置にのみ車高センサーを設置し
て車高ｈrを検出し、前輪位置の車高に仮想値ｈfkを設
定してピッチ角θを演算する場合には、高速走行時に前
輪位置の車高が仮想値（黒丸で示す）よりも高く（×印
で示す）なる。そのため、仮想値ｈfkに基づいて算出さ
れたピッチ角θより実際のピッチ角θ’が増加し、ヘッ
ドランプが”上目”になって対向車や先行車を幻惑する
ことになる。 【００２３】そこで、この第３の実施の形態では、高速
走行時には前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを所定値βだ
け車高が高くなる側に予め補正し、ピッチ角θを次式に
より演算する。 【数５】 搭乗人員の人数とその位置や貨物の重量とその積載位置
に応じて、前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを所定値αだ
け車高が低くなる側に予め補正する場合には、高速走行
時にさらに所定値βだけ車高が高くなる側に補正し、次
式によりピッチ角θを演算する。 【数６】 【００２４】図８は第３の実施の形態の構成を示す。な
お、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号
を付して説明を省略する。車速センサー１２は車両の走
行速度Ｖを検出する。コントローラー７Ａは、車高セン
サー１１による後輪位置Ｐrの車高検出値ｈrと、前輪位
置Ｐfの車高仮想値ｈfkとに基づいて数式２または数式
３によりピッチ角θを演算する。しかし、車速Ｖが所定
値Ｖkを越えた場合には、高速時の車両前部のリフトア
ップ分を補正して数式５または数式６によりピッチ角θ
を演算する。 【００２５】図９は光軸制御を示すフローチャートであ
る。このフローチャートにより、第３の実施の形態の動
作を説明する。ステップ１１において、車高センサー１
１により後輪位置Ｐrにおける車高ｈrを検出し、続くス
テップ１２で、車速センサー１２により車速Ｖを検出す
る。ステップ１３では、車速Ｖが所定値Ｖkを越えてい
るかどうかを確認する。車速Ｖが所定値Ｖkを越え、車
両が高速走行をしている場合には、ステップ１４で前輪
位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを所定値βだけ車高が高くな
る側に補正する。続くステップ１５でピッチ角θを演算
する。すなわち、車両が高速走行をしている場合には数
式５または数式６によりピッチ角θを算出し、車両が高
速走行をしていない場合には数式２または数式３により
ピッチ角θを算出する。ステップ１６で、算出したピッ
チ角θに応じた光軸位置を決定し、続くステップ１７で
制御回路５、６によりヘッドランプの光軸を調節する。 【００２６】−発明の第３の実施の形態の変形例− 上述した第３の実施の形態では、車速Ｖが所定値Ｖkを
越えたときに前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを一定の所
定値βだけ車高が高くなる側に補正する例を示したが、
高速走行時の車両前部のリフトアップ量は車速Ｖに比例
して増加するので、所定値βを車速Ｖに比例して増加さ
せるようにしてもよい。なお、この変形例の構成は図８
に示す構成と同様であるから説明を省略する。 【００２７】図１０はこの変形例の光軸制御を示すフロ
ーチャートである。ステップ２１において、車高センサ
ー１１により後輪位置Ｐrの車高ｈrを検出し、続くステ
ップ２２で車速センサー１２により車速Ｖを検出する。
ステップ２３では、車高補正値β’のデータテーブルか
ら車速Ｖに対応する補正値β’を表引き演算する。この
車高補正値β’のデータテーブルは、車速Ｖに対する前
輪位置Ｐfの車高増加量を予め測定し、車高補正値β’
として記憶しておく。ステップ２４で、数式７または数
式８によりピッチ角θを演算する。 【数７】 【数８】 ステップ２５で、算出したピッチ角θに応じた光軸位置
を決定し、続くステップ２６で制御回路５、６によりヘ
ッドランプの光軸を調節する。 【００２８】−発明の第４の実施の形態− 車両は加速時に前部がリフトアップする。後輪位置にの
み車高センサーを設置して車高ｈrを検出し、前輪位置
の車高に仮想値ｈfkを設定してピッチ角を演算する場合
には、加速時に前輪位置の車高が仮想値ｈfkよりも高く
なる。そのため、仮想値ｈfkに基づいて算出されたピッ
チ角より実際のピッチ角が大きくなり、ヘッドランプ
が”上目”になって対向車や先行車を幻惑することにな
る。加速時の前輪位置の車高は車両の加速度に比例して
高くなるので、この第４の実施の形態では、前輪位置Ｐ
fの車高仮想値ｈfkを加速度に応じた所定値ａだけ車高
が高くなる側に補正し、ピッチ角θを演算する。 【００２９】図１１は第４の実施の形態の構成を示す図
である。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては
同一の符号を付して説明を省略する。加速度センサー１
３は車両の前後方向の加速度ｇを検出する。コントロー
ラー７Ｂは、加速度ｇに応じた補正値ａで前輪位置Ｐf
の車高仮想値ｈfkを補正し、補正後の車高仮想値（ｈfk
−ａ）と後輪位置Ｐrの車高検出値ｈrとに基づいて、数
式９または数式１０によりピッチ角θを演算する。 【数９】 【数１０】 【００３０】図１２は第４の実施の形態の光軸制御を示
すフローチャートである。ステップ３１において、車高
センサー１１により後輪位置Ｐrの車高ｈrを検出し、続
くステップ３２で加速度センサー１３により加速度ｇを
検出する。ステップ３３では、車高補正値ａのデータテ
ーブルから加速度ｇに対応する補正値ａを表引き演算す
る。この車高補正値ａのデータテーブルは、加速度ｇに
対する前輪位置Ｐfの車高増加量を予め測定し、車高補
正値ａとして記憶しておく。ステップ３４で、数式９ま
たは数式１０によりピッチ角θを演算する。ステップ３
５で、算出したピッチ角θに応じた光軸位置を決定し、
続くステップ３６で制御回路５、６によりヘッドランプ
の光軸を調節する。 【００３１】なお、加速度センサー１３の代わりに、車
速センサー１２により検出した車速Ｖを微分して加速度
ｇを算出するようにしてもよい。 【００３２】−発明の第５の実施の形態− 路面との摩擦抵抗が大きいときは、トラクションのかか
り方により車両前部がリフトアップする。後輪位置にの
み車高センサーを設置して車高ｈrを検出し、前輪位置
の車高に仮想値ｈfkを設定してピッチ角を演算する場合
には、路面との摩擦抵抗が大きいときに前輪位置の車高
が仮想値ｈfkよりも高くなる。そのため、仮想値ｈfkに
基づいて算出されたピッチ角より実際のピッチ角が大き
くなり、ヘッドランプが”上目”になって対向車や先行
車を幻惑することになる。この第５の実施の形態では、
路面との摩擦抵抗の大きいときの前輪位置の車高は路面
摩擦係数に比例して高くなるので、前輪位置Ｐfの車高
仮想値ｈfkを路面摩擦係数に応じた所定値ｂだけ車高が
高くなる側に補正し、ピッチ角θを演算する。 【００３３】図１３は第５の実施の形態の構成を示す図
である。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては
同一の符号を付して説明を省略する。路面摩擦係数検出
装置１４は、路面の摩擦係数μを検出する。検出方法に
は次のような方法がある。車両の回転変化は駆動力の変
化に比例し、摩擦係数に逆比例する。駆動力変化に対す
る車輪回転変化への伝達関数を求め、摩擦係数を算出す
る式を導出する。例えば、スロットル開度と車輪回転速
度の変化からカルマンフィルターを用いて路面摩擦係数
を算出する。あるいはまた、路面に光を照射してその反
射光を観測し、路面の状態すなわち摩擦係数を推定する
ようにしてもよい。ぬれた路面と乾燥した路面では反射
光の偏波（偏光）が異なる。ぬれた路面や凍結した路面
は鏡面反射となるため、反射光の水平方向の偏光成分は
ほぼ０である。この性質を利用して滑りやすい路面状況
を認識することが可能である。複数の波長の光を照射し
て反射波を解析すると、路面状態によって波長ごとに反
射率が異なったパターンになる。この性質を利用して路
面状況を判断することができる。 【００３４】コントローラー７Ｃは、路面摩擦係数μに
応じた補正値ｂで前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを補正
し、補正後の車高仮想値ｈfkと後輪位置Ｐrの車高検出
値ｈrとに基づいて、数式１１または数式１２によりピ
ッチ角θを演算する。 【数１１】 【数１２】 【００３５】図１４は第５の実施の形態の光軸制御を示
すフローチャートである。ステップ４１において、車高
センサー１１により後輪位置Ｐrの車高ｈrを検出し、続
くステップ４２で路面摩擦係数検出装置１４により路面
摩擦係数μを検出する。ステップ４３では、車高補正値
ｂのデータテーブルから路面摩擦係数μに対応する補正
値ｂを表引き演算する。この車高補正値ｂのデータテー
ブルは、路面摩擦係数μに対する前輪位置Ｐfの車高増
加量を予め測定し、車高補正値ｂとして記憶しておく。
ステップ４４で、数式１１または数式１２によりピッチ
角θを演算する。ステップ４５で、算出したピッチ角θ
に応じた光軸位置を決定し、続くステップ４６で制御回
路５、６によりヘッドランプの光軸を調節する。 【００３６】−発明の第５の実施の形態の変形例− 上述した第５の実施の形態では、路面摩擦係数μを検出
し、路面摩擦係数μに応じた補正値ｂにより前輪位置Ｐ
fの車高仮想値ｈfkを補正する例を示したが、ワイパー
スイッチや雨滴センサーなどにより降雨量を推定し、降
雨量に応じた補正値ｂにより前輪位置Ｐfの車高仮想値
ｈfkを補正してもよい。あるいはまた、降雨状態が検出
されたら前輪位置Ｐfの車高仮想値ｈfkを一定の所定値
ｂ’だけ車高が増加する側に補正するようにしてもよ
い。降雨状態では路面との摩擦抵抗が増加して車両前部
がリフトアップするので、降雨時に車両仮想値ｈfkを補
正することによって車両前部のリフトアップ分を補償す
ることができ、正確なピッチ角を算出することができ
る。 【００３７】以上の一実施の形態の構成において、車高
センサー１１が車高検出手段を、車速センサー１２が車
速検出手段を、コントローラー７が車高補正手段をそれ
ぞれ構成する。 【００３８】なお、上述した各実施の形態とそれらの変
形例では、前輪位置と後輪位置の車高を検出してピッチ
角を演算する例を示したが、前後輪位置以外の、車両前
後方向の２カ所の車高を検出し、車高検出位置間隔によ
りピッチ角を演算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明の第１の実施の形態の構成を示す図であ
る。 【図２】 前輪位置と後輪位置の基準位置、検出位置お
よび車高の関係を示す図である。 【図３】 搭乗人員とその位置や貨物の重量とその積載
位置によって、前輪位置の車高仮想値よりも実際の車高
が大きくなる例を説明するための図である。 【図４】 前輪位置の車高仮想値を予め補正してピッチ
角を演算する方法を示す図である。 【図５】 発明の第１の実施の形態の光軸制御を示すフ
ローチャートである。 【図６】 後輪位置の車高仮想値を予め補正してピッチ
角を演算する方法を示す図である。 【図７】 高速走行時の車両前部のリフトアップを補正
してピッチ角を演算する方法を示す図である。 【図８】 発明の第３の実施の形態の構成を示す図であ
る。 【図９】 発明の第３の実施の形態の光軸制御を示すフ
ローチャートである。 【図１０】 第３の実施の形態の変形例の光軸制御を示
すフローチャートである。 【図１１】 発明の第４の実施の形態の構成を示す図で
ある。 【図１２】 発明の第４の実施の形態の光軸制御を示す
フローチャートである。 【図１３】 発明の第５の実施の形態の構成を示す図で
ある。 【図１４】 発明の第５の実施の形態の光軸制御を示す
フローチャートである。 【符号の説明】 １，３ モーター ２，４ 位置センサー ５，６ 制御回路 ７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ コントローラー ８ イグニッションスイッチ ９ スモールランプスイッチ １０ スモールランプ １１ 車高センサー １２ 車速センサー １３ 加速度センサー １４ 路面摩擦係数検出装置
る。 【図２】 前輪位置と後輪位置の基準位置、検出位置お
よび車高の関係を示す図である。 【図３】 搭乗人員とその位置や貨物の重量とその積載
位置によって、前輪位置の車高仮想値よりも実際の車高
が大きくなる例を説明するための図である。 【図４】 前輪位置の車高仮想値を予め補正してピッチ
角を演算する方法を示す図である。 【図５】 発明の第１の実施の形態の光軸制御を示すフ
ローチャートである。 【図６】 後輪位置の車高仮想値を予め補正してピッチ
角を演算する方法を示す図である。 【図７】 高速走行時の車両前部のリフトアップを補正
してピッチ角を演算する方法を示す図である。 【図８】 発明の第３の実施の形態の構成を示す図であ
る。 【図９】 発明の第３の実施の形態の光軸制御を示すフ
ローチャートである。 【図１０】 第３の実施の形態の変形例の光軸制御を示
すフローチャートである。 【図１１】 発明の第４の実施の形態の構成を示す図で
ある。 【図１２】 発明の第４の実施の形態の光軸制御を示す
フローチャートである。 【図１３】 発明の第５の実施の形態の構成を示す図で
ある。 【図１４】 発明の第５の実施の形態の光軸制御を示す
フローチャートである。 【符号の説明】 １，３ モーター ２，４ 位置センサー ５，６ 制御回路 ７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ コントローラー ８ イグニッションスイッチ ９ スモールランプスイッチ １０ スモールランプ １１ 車高センサー １２ 車速センサー １３ 加速度センサー １４ 路面摩擦係数検出装置
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 所定距離ｗ離れた車両前後方向の２カ所
ＰfとＰrの内の、車両後部の位置Ｐ r に車高検出手段を
設けて車高ｈ rを検出するとともに、車両前部の位置Ｐ f
の車高には予め想定した搭乗人員の人数とその位置およ
び貨物の重量とその位置に応じた所定の仮想値ｈ fkを設
定し、前記車高検出値ｈ rと前記車高仮想値ｈ fkと前記
距離ｗとに基づいて車両のピッチ角を演算する装置であ
って、車速を検出する車速検出手段と、 前記車速検出値に比例して増加する補正値を設定し、前
記車高仮想値ｈ fk を補正する車高補正手段とを備え、 前記車高検出値ｈ r と前記補正後の車高仮想値ｈ fk と前
記距離ｗとに基づいて 車両のピッチ角を演算することを
特徴とする車両のピッチ角演算装置。
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