JP4489567B2 - Motorcycle headlamp device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、夜間などの走行におけるコーナリング時にも広い前方視野が得られる自動二輪車用のヘッドランプ装置に関するものである。 The present invention relates to a motorcycle headlamp device that can provide a wide front field of view even during cornering when traveling at night or the like.
自動二輪車の走行において、一般的にある程度のスピードが出ている場合は、車体をバンクさせてコーナリングすることにより進行方向を変える。ところが、従来の自動二輪車のヘッドランプは車体に固定されていて、車体がバンクすると、これに合わせてヘッドランプの照射範囲も傾斜するため、夜間の走行においてコーナリングするとき、ライダーの目線が向く進行方向の内側へのヘッドライトの配光が減少し、進行方向前方の視野が狭くなる。 When a motorcycle is traveling at a certain speed, the traveling direction is changed by banking the vehicle body and cornering. However, the headlamps of conventional motorcycles are fixed to the vehicle body, and when the vehicle body is banked, the irradiation range of the headlamps also inclines accordingly, so when cornering during night driving, the rider's line of sight progresses. The light distribution of the headlight to the inside of the direction is reduced, and the field of view ahead of the traveling direction is narrowed.
すなわち、自動二輪車が直進するとき、搭乗したライダーからの前方視を示す図18のように、ヘッドランプの照射範囲(配光)Aは水平線HLに平行な左右方向に広がった照射範囲となるが、例えば図19のように、自動二輪車がカーブした車線50に沿って矢印Pで示す左側に進行方向を変えるとき、車体を左側にバンクさせてコーナリングするので、ヘッドランプの照射範囲Aが直進の場合に比べて左下がりに傾斜する。その結果、ライダーの目線が向く旋回方向の内側(同図に破線の円で囲む部分B)、つまり進行先となるエリアへのヘッドランプの照射範囲Aが少なくなり、事実上、進行方向前方の視野が狭くなる。
That is, when the motorcycle goes straight, the headlamp irradiation range (light distribution) A is an irradiation range extending in the left-right direction parallel to the horizontal line HL, as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 19, when the traveling direction is changed to the left side indicated by the arrow P along the
そこで、本件出願人は、コーナリング時の視野を広げるヘッドランプ装置を先に提案している(特許文献1参照)。このヘッドランプ装置は、バンク角検知手段により検知された車体バンク角に基づき、回転制御手段が駆動機を制御して、ランプ本体のレンズおよび発光体をそれらの中心軸の回りにバンクした方向とは逆方向に車体バンク角の大きさに応じた角度だけ回転させるようになっている。このヘッドランプ装置では、夜間走行時のコーナリングで、ライダーの目線が向く進行方向の内側へのヘッドランプの配光が多くなり、広い視野を確保できる。
前記ヘッドランプ装置では、バンク角検知手段が、車体の上下軸心回りの回転角速度と車速とに基づき車体バンク角を算出しており、車体の上下軸心回りの回転角速度は、ハンドルの操向角度に相当する水平面内での回転角速度に対応する。したがって、前記バンク角検知手段が算出したバンク角は一定のバンク角を保った定常旋回時のバンク角に相当する。しかしながら、旋回走行時には、ライダーが先ず車体をバンクさせ、そののちにハンドルを進行方向に向け回動させる操向を行って旋回走行に移行するので、上述のように車体の上下軸心回りの回転角速度と車速とに基づく車体バンク角は、実際に車体がバンクした時点から或る時間だけ遅れたタイミングで算出されることになる。そのため、ヘッドランプは、車体の傾斜に対してワンテンポ遅れて回転されることになるので、旋回走行を開始した初期において、ヘッドランプの配光が広い視野を得られる適切なものとならない。この動作遅れは、特に、スラロームなどの俊敏な車体の動きが必要とされる場合に顕著となる。 In the headlamp device, the bank angle detection means calculates the vehicle body bank angle based on the rotational angular velocity around the vertical axis of the vehicle body and the vehicle speed, and the rotational angular velocity around the vertical axis of the vehicle body is determined by steering the steering wheel. It corresponds to the rotational angular velocity in the horizontal plane corresponding to the angle. Accordingly, the bank angle calculated by the bank angle detection means corresponds to the bank angle during steady turning while maintaining a constant bank angle. However, when turning, the rider first banks the vehicle body and then turns the steering wheel in the direction of travel to shift to turning. Therefore, as described above, the rotation around the vertical axis of the vehicle body The vehicle body bank angle based on the angular velocity and the vehicle speed is calculated at a timing delayed by a certain time from the time when the vehicle body is actually banked. Therefore, since the headlamp is rotated with a one-tempo delay with respect to the inclination of the vehicle body, the light distribution of the headlamp is not suitable for obtaining a wide field of view in the initial stage of turning. This operation delay is particularly noticeable when an agile vehicle movement such as slalom is required.
また、旋回走行時に車体をバンクさせたときには、ヘッドランプの路面からの高さが、直進走行中の車体が直立姿勢のときよりも低くなる。この路面からの高さが低くなった分だけヘッドランプの照射距離が短くなり、進行方向の遠方を照射することができない。 Further, when the vehicle body is banked during turning, the height of the headlamp from the road surface is lower than when the vehicle body that is traveling straight is in an upright posture. The irradiation distance of the headlamp is shortened as much as the height from the road surface is lowered, and it is impossible to irradiate far away in the traveling direction.
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、旋回走行の開始時に合致した良好なタイミングでヘッドランプの照射範囲の変更動作を開始することができ、また、旋回走行に伴う車体の傾斜に拘わらず常に所要の照射距離を得られるようにヘッドランプの照射範囲を変更できる自動二輪車用ヘッドランプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can start the operation of changing the irradiation range of the headlamp at a favorable timing that coincides with the start of turning, and the vehicle body accompanying the turning An object of the present invention is to provide a motorcycle headlamp device capable of changing the irradiation range of the headlamp so that a required irradiation distance can always be obtained regardless of the inclination.
前記目的を達成するために、本発明の自動二輪車用ヘッドランプ装置は、車体の前方を照射するヘッドランプと、前記ヘッドランプの照射範囲を変更する配光調整機構と、前記車体の上下軸心回りの回転角速度と前後軸心回りの回転角速度と車速とから車体バンク角を検知するバンク角検知手段と、検知された車体バンク角に基づき前記配光調整機構を制御し、旋回走行時に少なくとも旋回方向内側の遠方を照射するように前記照射範囲を変更または拡張させる配光制御手段とを備え、前記バンク角検知手段は一軸の角速度センサを有し、この角速度センサの軸心が車体の幅方向の中央部で車体の上下軸心と前後軸心の両方に対して傾斜している。前記車体の上下軸心および前後軸心は、車体の重心を通り、それぞれ上下方向と前後方向に向いた軸心をいう。上下軸心回りの回転角速度と前後軸心回りの回転角速度は、重心から若干偏位した位置での各回転角速度で近似させることができる。 To achieve the above object, automatic two-wheeled vehicle headlamp device of the present invention, a headlamp for irradiating the front of the vehicle body, and the light distribution adjustment mechanism for changing the irradiation range of the headlamp, the vehicle body vertical axis Bank angle detection means for detecting the vehicle body bank angle from the rotational angular velocity around the center, the rotational angular velocity around the longitudinal axis and the vehicle speed, and the light distribution adjusting mechanism based on the detected vehicle body bank angle, and at least during turning Light distribution control means for changing or extending the irradiation range so as to irradiate far inside in the turning direction , and the bank angle detection means has a uniaxial angular velocity sensor, and the axis of the angular velocity sensor is the width of the vehicle body. In the center of the direction, it is inclined with respect to both the vertical axis and the longitudinal axis of the vehicle body . The vertical axis and the longitudinal axis of the vehicle body refer to axes that pass through the center of gravity of the vehicle body and are oriented in the vertical direction and the longitudinal direction, respectively. The rotational angular velocity around the vertical axis and the rotational angular velocity around the longitudinal axis can be approximated by each rotational angular velocity at a position slightly deviated from the center of gravity.
この自動二輪車用ヘッドランプ装置によれば、車体上下軸心回りの回転角速度だけでなく前後軸心回りの回転角速度をも加えて車体バンク角を算出しているので、旋回走行の開始に合致した適切なタイミングで車体バンク角を算出することができ、これにより、旋回走行時の車体の傾斜開始に遅延することのない適切なタイミングでヘッドランプの照射範囲を変更または拡張させて、広い視野を確保できる。また、単一の一軸角速度センサにより、車体上下軸心回りの回転角速度と車体前後軸心回りの回転角速度との双方を同時に計測することができるから、2つの一軸角速度センサを設ける場合に比較して、構成の簡素化を図りながら、旋回走行の開始に合致した適切なタイミングで車体バンク角を算出できる。 According to this motorcycle headlamp device, the vehicle body bank angle is calculated by adding not only the rotational angular velocity around the vertical axis of the vehicle body but also the rotational angular velocity around the longitudinal axis, which matches the start of turning. The vehicle bank angle can be calculated at an appropriate timing, which allows the headlamp illumination range to be changed or expanded at an appropriate timing without delaying the start of the vehicle body tilt during turning, thereby providing a wide field of view. It can be secured. In addition, since a single uniaxial angular velocity sensor can simultaneously measure both the rotational angular velocity around the vertical axis of the vehicle body and the rotational angular velocity around the longitudinal axis of the vehicle body, compared to the case where two uniaxial angular velocity sensors are provided. Thus, the vehicle body bank angle can be calculated at an appropriate timing that coincides with the start of turning while simplifying the configuration.
前記一軸の角速度センサの軸心は、前記上下軸に対して0度を越え、45度以下の角度に傾斜していることが好ましい。この構成によれば、0°を越える傾斜角度とすることにより、車体上下軸回りの回転角速度に加えて車体前後軸回りの回転角速度も検出できる。また、傾斜角度を45°以下に設定することにより、車体前後軸心回りの回転角速度の成分が大きくなり過ぎることがなく、車体上下軸心回りの回転角速度と車体前後軸心回りの回転角速度とを適切に合成した回転角速度を得ることができる。 The axis of the uniaxial angular velocity sensor is preferably inclined at an angle of more than 0 degree and 45 degrees or less with respect to the vertical axis. According to this configuration, by setting the inclination angle to exceed 0 °, it is possible to detect the rotational angular velocity around the vehicle longitudinal axis in addition to the rotational angular velocity around the vehicle vertical axis. In addition, by setting the tilt angle to 45 ° or less, the rotational angular velocity component around the vehicle longitudinal axis does not become too large, and the rotational angular velocity around the vehicle vertical axis and the rotational angular velocity around the vehicle longitudinal axis A rotational angular velocity obtained by appropriately combining the above can be obtained.
本発明において、前記配光制御手段は、前記照射範囲を車体の中心面とほぼ平行に遠方へ移動または拡張させるものであることが好ましい。ここで、前記中心面とは、車体の幅方向の中心線を通り車体の上下方向に延びる面をいう。 In the present invention , it is preferable that the light distribution control means is configured to move or expand the irradiation range to a distance far in parallel with the center plane of the vehicle body. Here, the center plane refers to a plane that passes through the center line in the width direction of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body.
この構成によれば、旋回走行時の車体傾斜開始に遅延することのない適切なタイミングで、例えばヘッドランプを上向きに回動させる手段によって直立時と同程度の遠方まで照射することにより、ヘッドランプの投光が所望の照射距離に達するように維持されて、進行方向前方の全体にわたり遠方までの視野を確保できる。 According to this configuration , the headlamp is illuminated at an appropriate timing without delaying the start of the vehicle body tilt during turning, for example, by irradiating the headlamp to a distance as far as upright by means of rotating the headlamp upward. Is maintained so as to reach a desired irradiation distance, and a far field of view can be secured over the entire front in the traveling direction.
前記配光調整機構は、例えば、発光体を収納したランプケースを上下方向に回動させるようになっている。この構成によれば、簡単な機構により、車体バンク時に遠方を照射するように照射範囲を変更させることができる。 Before Sharing, ABS light adjustment mechanism, for example, and is adapted to rotate the lamp case containing the emitters in the vertical direction. According to this configuration, the irradiation range can be changed by a simple mechanism so as to irradiate far away at the time of vehicle body banking.
本発明において、好ましくは、前記配光制御手段が、検知された車体バンク角に対し左方へのバンク時と右方へのバンク時とで異なる倍率を乗算して算出した制御値に基づき前記配光調整機構の照射範囲を変更するように制御する。この構成によれば、例えば、日本のような左側通行では、右方への旋回時の倍率を、左方への旋回時の倍率よりも小さく設定することにより、右方への旋回時に、ヘッドランプの配光が右前方の遠方に達して対向車線の走行車を眩惑するのを抑制できる。 Oite this onset Ming, preferably, the light distribution control unit, detected bank when the bank when the calculated by multiplying the different magnification control value to the right to the left with respect to the vehicle body bank angle And control to change the irradiation range of the light distribution adjusting mechanism. According to this configuration, for example, in left-hand traffic such as in Japan, the right-turning magnification is set smaller than the left-turning magnification, so that the head can be turned rightward. It is possible to suppress the light distribution of the lamp from reaching the far right front and dazzling the traveling vehicle in the oncoming lane.
本発明において、好ましくは、前記配光制御手段が、前記配光調整機構の照射範囲を変更させる速度を、目標の変更量から実際の変更量を減算して算出した偏差値を2乗して算出した値に設定するようになっている。この構成によれば、配光調整機構が、目標の変更量が大きい場合にそれに対応した大きい変更速度で作動されるとともに、目標の変更量が小さい場合にそれに対応した小さい変更速度で作動されるから、車体が俊敏にバンクしたときには、それに追従するように高速で変更されるので、照射範囲がバンクに遅れることなしに適応したものとなり、一方、車体が緩慢にバンクしたときには、それに追従するように低速で変更されるので、起動および停止を頻繁に繰り返すといったことが生じることなく、円滑に駆動される。 Oite this onset Ming, preferably, the light distribution control unit, the speed of changing the irradiation range of the light distribution adjustment mechanism, a deviation value which is calculated by subtracting the actual amount of change from the target change amount 2 The value calculated by multiplying is set. According to this configuration, the light distribution adjusting mechanism is operated at a large change speed corresponding to a large target change amount, and is operated at a small change speed corresponding to the target change amount is small. Therefore, when the vehicle body is banked agile, it is changed at high speed so as to follow it, so the irradiation range is adapted without delaying the bank, while when the vehicle body is banked slowly, it follows it. Therefore, it is smoothly driven without causing frequent start and stop.
本発明において、好ましくは、前記配光制御手段が、前記配光調整機構を、照射範囲の変更が停止したとき、その後の所定時間が経過するまでの間、起動を禁止するように作動制御する。この構成によれば、配光調整機構が短い周期で起動および停止を繰り返すのを防止して、配光調整機構の駆動機の耐久性を向上させるとともに、スリップの発生を防止できる。 Oite this onset Ming, preferably, the light distribution control unit, the light distribution adjustment mechanism, when a change in the irradiation range is stopped, until the elapse of the subsequent predetermined time, so as to prohibit start Control the operation. According to this configuration, it is possible to prevent the light distribution adjustment mechanism from repeatedly starting and stopping at a short cycle, thereby improving the durability of the drive unit of the light distribution adjustment mechanism and preventing the occurrence of slip.
本発明に係るヘッドランプ装置によれば、旋回走行の開始に合致した適切なタイミングで、照射範囲を変更して、所要の照射距離を確保し、広い視野を得ることができる。 According to the headlamp device of the present invention, it is possible to change the irradiation range and secure a required irradiation distance and obtain a wide field of view at an appropriate timing that coincides with the start of turning.
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳述する。図1は本発明の第1実施形態であるヘッドランプ装置を取り付けた自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車1は、車体フレーム2の前端のヘッドパイプ3に軸支されたフロントフォーク4に前車輪5を取り付け、車体フレーム2の中央下部のスイングアームブラケット6に軸支されたスイングアーム7に後車輪8を取り付け、車体フレーム2の中央下部に取り付けたエンジン9で後車輪8を駆動するとともに、フロントフォーク4の上端部に固定したハンドル10で操向するように構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a motorcycle equipped with a headlamp device according to a first embodiment of the present invention. This
フロントフォーク4には、ヘッドランプ装置11を構成するヘッドランプ12がランプブラケット13を介して取り付けられている。前記ヘッドランプ装置11は、図3にブロック図で示すように、前記ヘッドランプ12のほか、このヘッドランプ12に設けた駆動機18、エンコーダ29、バンク角検知手段19および配光制御手段20などで構成される。
A
図2は前記ヘッドランプ12の縦断面図を示す。このヘッドランプ12では、ランプケース21内に設けられた発光体であるバルブ22の前面に、レンズ23が対向配置され、バルブ22およびレンズ23が、それらの中心軸Cのまわりに回転自在とされて、照射範囲可変機構17が構成されている。すなわち、ランプケース21がその前側の環状のリム14に図示しないねじ体により取り付けられ、このリム14に、バルブ22を囲むように配置された碗状のリフレクタ24が、図示しないフックとねじ体により取り付けられ、このリフレクタ24に設けられたレンズ支柱25の回転軸26にレンズ23が回転自在に支持されている。リフレクタ24の中心部には、レンズ23と同軸位置となるように回転ベース27が配置されており、この回転ベース27の中心部、すなわち、前記中心軸C上に、バルブ22がバルブブラケット31を介して取り付けられている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
回転ベース27はその外側の固定ベース28により回転自在に支持されており、この固定ベース28が、ブラケット58を介してリフレクタ24に支持されている。前記回転ベース27とレンズ23の外周部とは、アーム38によって連結されている。こうして、バルブ22およびレンズ23が、ランプケース21、リム14およびリクレクタ24に対して相対回転自在とされている。リクレクタ24の前面部には前面カバー30が装着されている。また、バルブソケット37には電源コード33が接続されている。
The rotary base 27 is rotatably supported by a fixed
回転ベース27の外周部には、ほぼ180度の角度範囲にわたって、円弧状の従動ギヤ32が設けられており、他方、固定ベース28の外周部には、回転ベース27を回転させる駆動機18が取り付けられている。この駆動機18は例えばDCモータからなる。また、固定ベース28の外周部には、駆動機18から周方向に離れた位置に、回転ベース27の回転角度、つまり、レンズ23およびバルブ22の回転角度を検出するためのエンコーダ29が設けられている。駆動機18の回転は、円形の駆動ギヤ34および従動ギヤ32を介して回転ベース27に伝達され、これにより、レンズ23がバルブ22とともに回転駆動される。したがって、駆動機18と前記照射範囲可変機構17とは配光調整機構16を構成する。
An arcuate driven
エンコーダ29は従動ギヤ32とかみ合う円形の伝達ギヤ35に連結されて回転し、これにより、駆動機18の回転量(数量)または回転角度を検出し、これに基づいてレンズ23およびバルブ22の回転角度を検出する。伝達ギヤ35は、歯数が駆動ギヤ34と同一に設定されており、駆動ギヤ34と同一量だけ回転する。また、固定ベース28には、回転ベース27の設定角度範囲を越えた過回転を検知して駆動機18を停止させるためのリミットスイッチ36が取り付けられている。これら駆動機18、エンコーダ29およびリミットスイッチ36の電源コードまたは信号コード、ならびに前記バルブ22の電源コード33は、ランプケース21に設けた図示しないコード導出孔から外部に導出されている。
The
前記レンズ23およびバルブ22は、回転角度が0°の状態で、図18に示すように、水平線HLに沿って左右に広がる照射範囲(配光)Aとなる、一般的な配光性を有する。その配光性は、例えば、バルブ22に光の発散方向を調節する光調節板を設け、レンズ23の前面あるいはレンズ後面に多数のシリンドリカルレンズ素子やフレネルレンズ素子を一体形成することにより付与することができる。レンズ23は散乱レンズが使用されているが、特にこれに限定されるものではない。
As shown in FIG. 18, the
図3のバンク角検知手段19は、自動二輪車1(図1参照)の車体バンク角δ、つまり鉛直線に対する車体の左右方向の傾斜角度を検知する手段であって、この実施形態では、車体の上下軸心回りの回転角速度(一般に、ヨーレートと称せられる)ωyと前後軸心回りの回転角速度(一般に、ロールレートと称せられる)ωrとを合成して合成回転角速度ωを求め、この合成回転角速度ωと車速vとから車体バンク角δを算出する。 The bank angle detection means 19 in FIG. 3 is a means for detecting the vehicle body bank angle δ of the motorcycle 1 (see FIG. 1), that is, the inclination angle in the left-right direction of the vehicle body with respect to the vertical line. A rotational angular velocity around the vertical axis (generally referred to as the yaw rate) ωy and a rotational angular velocity around the longitudinal axis (generally referred to as the roll rate) ωr are synthesized to obtain a combined rotational angular velocity ω, and this combined rotational angular velocity The vehicle body bank angle δ is calculated from ω and the vehicle speed v.
この実施形態のバンク角検知手段19は、車体の上下軸心回りの回転角速度ωyを計測するヨーレート検出用角速度センサ44と、車体の前後軸心回りの回転角速度ωrを計測するロールレート検出用角速度センサ45と、車速vを計測する速度計40と、前記両方の回転角速度ωy,ωrを合成して合成回転角速度ωを算出する合成角速度算出手段47と、算出された合成回転角速度ωおよび車速vに基づき車体バンク角δを算出するバンク角算出手段41とを備えている。
The bank angle detection means 19 of this embodiment includes a yaw rate detection
前記バンク角検知手段19のうちの前記合成角速度算出手段47、バンク角算出手段41および配光制御手段20は、自動二輪車の動作全体を制御するコントロールユニット42に内蔵されている。前記配光制御手段20は、バンク角算出手段41が算出した車体バンク角δに基づき配光調整機構16の駆動機18を制御し、バンクした方向と逆方向にレンズ23およびバルブ22を車体バンク角δの大きさに応じた角度だけ回転させる。これらの詳細については後述する。
Of the bank angle detection means 19, the combined angular velocity calculation means 47, bank angle calculation means 41, and light distribution control means 20 are incorporated in a
図1に示すように、前記コントロールユニット42は車体中央のシート43の下方位置に配置されている。ヨーレート検出用角速度センサ44は、車体フレーム2の後部位置において、車体の上下軸心回りに回転するよう水平配置で取り付けられている。ロールレート検出用角速度センサ45は、前記シート43の下方位置において、車体の前後軸心回りに回転するよう鉛直配置で取り付けられている。速度計40はヘッドランプ12の上方に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
つぎに、前記バンク角検知手段19によるバンク角δの検知について説明する。先ず、前記合成角速度算出手段47は、以下のようにして合成回転角速度ωを算出する。すなわち、図3の速度計40で計測されるコーナリング時の自動二輪車1(図1参照)の車速をv、ヨーレート検出用角速度センサ44で計測される車体上下軸心回りの回転角速度をωy、ロールレート検出用角速度センサ45で計測される車体前後軸心回りの回転角速度をωrとすると、合成回転角速度ωは、
ω=Ky・ωy+Kr・ωr ……(1)
である。
Next, detection of the bank angle δ by the bank angle detection means 19 will be described. First, the synthetic angular
ω = Ky · ωy + Kr · ωr (1)
It is.
ここで、KyおよびKrは、車速vに応じて可変設定される補正係数であり、通常、Kyは1.0に設定され、Krは0を越え、1.0未満の範囲で車速の増大とともに減少する値に設定される。これは、車速vが増大した場合に、それに対応してハンドル10を大きく操向することができないので、車体上下軸心回りの回転角速度ωyが小さくなるが、これに対し車体前後軸心回りの回転角速度ωrはほぼ一定値を維持するので、相対的に車体上下軸心回りの回転角速度ωyが小さくなるから、この回転角速度ωyとのバランスをとるために、車速の増大とともに車体前後軸心回りの回転角速度ωrの影響を小さくするのが好ましいためである。ただし、KyおよびKrを、共に車速と無関係な一定値に固定してもよい。これにより、制御プログラムが簡略化される。こうして、算出した合成回転角速度ωを車体上下軸心回りの回転角速度と見なして、車体バンク角δの算出を行う。
Here, Ky and Kr are correction coefficients that are variably set according to the vehicle speed v. Normally, Ky is set to 1.0, and Kr is greater than 0 and less than 1.0 as the vehicle speed increases. Set to a decreasing value. This is because, when the vehicle speed v increases, the
続いて、前記バンク角算出手段41は、以下のようにして車体バンク角δを算出する。すなわち、旋回半径をR、重力加速度をgとすると、図5および図6に示すように、車体の水平面内での回転角速度をω0 とすると、バンク角δでのヨーレートω1は、
ω1=ω0 ・cosδ ……(2)
であり、このヨーレートω1を前記合成回転角速度ωと見なす。すなわち、
ω=ω1=ω0 ・cosδ ……(2)
一方、車体にかかる遠心力fは、車体の質量をmとすると、
f=m・v・v/R ……(3)
である。質量は車体とライダーの合計質量である。
ω0 は、
ω0 =v/R ……(4)
と表せるから、(4)式を(3)式に代入すると、遠心力fは、
f=m・v・ω0 ……(5)
となる。
Subsequently, the bank angle calculation means 41 calculates the vehicle body bank angle δ as follows. That is, when the turning radius is R and the gravitational acceleration is g, as shown in FIGS. 5 and 6, when the rotational angular velocity in the horizontal plane of the vehicle body is ω0, the yaw rate ω1 at the bank angle δ is
ω1 = ω0 · cosδ (2)
The yaw rate ω1 is regarded as the combined rotational angular velocity ω. That is,
ω = ω1 = ω0 ・ cosδ (2)
On the other hand, the centrifugal force f applied to the vehicle body is expressed as follows:
f = m · v · v / R (3)
It is. The mass is the total mass of the car body and the rider.
ω0 is
ω0 = v / R (4)
When substituting equation (4) into equation (3), the centrifugal force f is
f = m · v · ω0 (5)
It becomes.
また、車体バンク角δのとき、車体にかかる遠心力fと重力m・gとの間には、
tanδ=f/(m・g) ……(6)
の関係が成り立つので、(6)式に(5)式を代入すると、
tanδ=m・v・ω0 /(m・g)
=v・ω0 /g ……(7)
となる。さらに(7)式は、(2)式のω0 を代入して、
tanδ=v・ω/(g・cosδ) ……(8)
となる。(8)式から、
sinδ=v・ω/g ……(9)
の関係が得られ、これより車体バンク角δは、
δ=sin-1(v・ω/g) ……(10)
となる。図3のバンク角算出手段41は、前記(10)式に、合成角速度算出手段47で算出された合成回転角速度ωと速度計40で計測された車速vを入力することにより、車体バンク角δを算出する。
In addition, when the vehicle body bank angle δ is between the centrifugal force f applied to the vehicle body and the gravity m · g,
tan δ = f / (m · g) (6)
Therefore, substituting equation (5) into equation (6),
tan δ = m · v · ω 0 / (m · g)
= V · ω0 / g (7)
It becomes. Furthermore, the expression (7) substitutes ω0 of the expression (2),
tan δ = v · ω / (g · cos δ) (8)
It becomes. From equation (8)
sin δ = v · ω / g (9)
From this, the vehicle body bank angle δ is
δ = sin −1 (v · ω / g) (10)
It becomes. The bank angle calculation means 41 in FIG. 3 inputs the combined rotational angular speed ω calculated by the combined angular speed calculation means 47 and the vehicle speed v measured by the
次に、前記自動二輪車用ヘッドランプ装置11の動作を説明する。例えば、夜間走行中の自動二輪車が左側にコーナリングするとき、ヨーレート検出用およびロールレート検出用の各角速度センサ44,45によりそれぞれ計測される車体上下軸心回りの回転角速度ωyおよび車体前後軸心回りの回転角速度ωrと、速度計40により計測される車速vとに基づき、コントロールユニット42に内蔵された合成角速度算出手段47が上記した(1)式から合成回転角速度ωを算出し、さらに、コントロールユニット42に内蔵されたバンク角算出手段41が上記した(10)式から車体バンク角δを算出する。また、コントロールユニット42に内蔵された配光制御手段20は、算出された車体バンク角δに基づき駆動機18を制御する。
Next, the operation of the
これにより、車体のバンクした方向と逆方向に、レンズ23およびバルブ22を回動させることにより、照射範囲(配光)Aを車体バンク角δに対応した角度だけ逆方向に回動させる。エンコーダ29が検出する駆動機18の回転量が、車体バンク角δの大きさに応じた値に達すると、これに応答して配光制御手段20は駆動機18を停止させる。これにより、バンクした方向と逆方向に、車体バンク角δの大きさに応じた角度だけ照射範囲Aが回転する。
Thus, by rotating the
図7は、計測された車体バンク角δとレンズ23およびバルブ22の回転角θとの関係を示す特性図である。ここでは、レンズ23およびバルブ22の回転角θは、線M1で示すように、車体バンク角δの1.7〜2.0倍に設定されている。レンズ23およびバルブ22の回転角θは1.0〜3.0倍の間が好ましく、通常走行では1.7倍、車体バンク角δを大きくとるスポーツ走行時では2.0倍が適切である。なお、レンズ23およびバルブ22の回転角θの上限値は55°以下とするのが好ましく、55°を越える角度では、図8の照射範囲Aの分布の左右両側A1が車体の幅方向の中心面BCに近づき過ぎて、コーナリング時に左にバンクしたときの左前方、または右にバンクしたときの右前方への照射が不十分となる。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the measured vehicle body bank angle δ and the rotation angle θ of the
また、上述した車体バンク角δに乗算して回転角θを算出するための倍率は、左方へのコーナリング時と右方へのコーナリング時とで互いに異なる値に設定することもできる。日本のような左側通行では、倍率を大きくすると、右旋回時に右前方の遠方が照射されるので、対向車線の走行車を眩惑する可能性がある。そこで、例えば、前記倍率を、左方へのコーナリング時に図7の線M2で示すように、比較的大きな値に設定し、右方へのコーナリング時に線M3で示すように、比較的小さな値に設定する。これにより、右方にコーナリングするときに、ヘッドランプの配光が右前方の遠方を照射するのを抑制して、対向車線の走行車に眩惑を与えるのを防止できる。 In addition, the magnification for calculating the rotation angle θ by multiplying the vehicle body bank angle δ described above can be set to a different value between the left cornering and the right cornering. In left-hand traffic like Japan, if the magnification is increased, the far front of the right side is illuminated when turning right, which may dazzle the vehicle on the opposite lane. Therefore, for example, the magnification is set to a relatively large value as shown by a line M2 in FIG. 7 when cornering to the left, and to a relatively small value as shown by a line M3 when cornering to the right. Set. Thereby, when cornering to the right, it is possible to suppress the light distribution of the headlamp from irradiating the far front of the right, and to prevent the traveling vehicle in the opposite lane from being dazzled.
これにより、自動二輪車が例えば図8に示すように、カーブした車線50に沿って矢印Pで示す左側に進行方向を変えるとき、ヘッドランプ装置11の照射範囲Aは、図18に示す直進時の水平線HLに沿った左右に延びた状態から、図8のように若干左上がりに傾斜した状態となる。その結果、ライダーの目線が向く旋回方向の内側(同図に破線の円で囲む部分B)への配光が図19に示す従来例の場合に比べてはるかに多くなり、それだけ視野が広くなる。なお、照射範囲Aの形状によっては、バンクした方向と逆方向ではなく同一方向に、車体バンク角δの大きさに応じた角度だけ照射範囲Aを回転させて、ライダーの目線が向く旋回方向の内側への配光を増大させることもある。
Accordingly, when the motorcycle changes its traveling direction to the left side indicated by the arrow P along the
しかも、この実施形態では、車体上下軸心回りの回転角速度ωyと前後軸心回りの回転角速度ωrとを合成した合成回転角速度ωと車速vとに基づいて車体バンク角δを算出しているので、旋回走行の開始に合致した適切なタイミングで車体バンク角δの算出が開始されることになる。すなわち、旋回走行時には、ライダーが先ず車体をバンクさせたのちにハンドル10(図1参照)を進行方向に向け回動させる操向を行って旋回運動に移行するので、図4に示すように、車体上下軸心回りの回転角速度ωyが、車体の傾斜に伴い生じる車体バンク角δよりもワンテンポ遅れて上昇するとともに、車体前後軸回りの回転角速度ωrが車体バンク角δよりも僅かに早く上昇する。そこで、前記ヘッドランプ装置11(図3参照)では、車体上下軸心回りの回転角速度ωyと車体前後軸回りの回転角速度ωrとを合成した合成回転角速度ωを算出して、この合成回転角速度ωを、車体バンク角δを算出するための車体上下軸心回りの回転角速度として用いることにより、車体上下軸心回りの回転角速度ωyの遅れを車体前後軸回りの回転角速度ωrにより補正している。 Moreover, in this embodiment, the vehicle body bank angle δ is calculated based on the combined rotational angular velocity ω obtained by combining the rotational angular velocity ωy around the vehicle body vertical axis and the rotational angular velocity ωr around the longitudinal axis and the vehicle speed v. Thus, the calculation of the vehicle body bank angle δ is started at an appropriate timing that coincides with the start of turning. That is, during turning, the rider first banks the vehicle body and then turns the steering wheel 10 (refer to FIG. 1) to turn in the traveling direction to shift to the turning movement, so as shown in FIG. The rotational angular velocity ωy about the vertical axis of the vehicle body rises with a delay of one tempo from the vehicle body bank angle δ caused by the inclination of the vehicle body, and the rotational angular velocity ωr about the longitudinal axis of the vehicle body rises slightly faster than the vehicle body bank angle δ. . Therefore, in the headlamp device 11 (see FIG. 3), a combined rotational angular velocity ω is calculated by combining the rotational angular velocity ωy around the vertical axis of the vehicle body and the rotational angular velocity ωr around the longitudinal axis of the vehicle body. Is used as the rotational angular velocity around the vertical axis of the vehicle body for calculating the vehicle body bank angle δ, so that the delay of the rotational angular velocity ωy around the vertical axis of the vehicle body is corrected by the rotational angular velocity ωr around the longitudinal axis of the vehicle body.
これにより、前記合成回転角速度ωは、車体バンク角δに対し遅延することなく、ほぼ車体バンク角δに対応したものとなる。したがって、図3のヘッドランプ装置11は、旋回走行を開始した初期時においても、車体の傾斜開始に遅延することのない適切なタイミングでヘッドランプ12の回転を開始させることができ、ヘッドランプ12の配光が確実に広い視野を得られる適切なものとなる。特に、スラロームなどの俊敏な車体の動きが必要とされる場合に顕著な効果が得られる。
As a result, the combined rotational angular velocity ω substantially corresponds to the vehicle body bank angle δ without being delayed with respect to the vehicle body bank angle δ. Therefore, the
なお、前記第1実施形態では、車体バンク角δの大きさに応じた角度だけ図2のレンズ23およびバルブ22を回転させたが、例えばリフレクタ24に配光性を持たせてある場合には、リフレクタ24を回転させるようにしても良い。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態の変形例では、図2のヘッドランプ12から配光調整機構16を割愛した一般的な固定型のヘッドランプを主ランプ部12Aとし、その両側方に、二点鎖線で示す補助ランプ部71を追加してヘッドランプ装置11を構成し、左側の補助ランプ部71の照射範囲を主ランプ部12Aの照射範囲よりも遠方で、かつ左方に設定し、右側の補助ランプ部(図示せず)の照射範囲を主ランプ部12Aの照射範囲よりも遠方で、かつ右方に設定しておき、主ランプ部12Aの照射範囲を変更することなく、配光制御手段により、車体のバンクに応じて左右いずれか一方の補助ランプを点灯して、旋回方向内側の遠方を照射するように前記照射範囲を拡張させる。すなわち、検出された左側への車体バンク角δが所定値を越えたとき、左側の補助ランプ部71を点灯して左側の遠方まで照射範囲を拡張し、検出された右側への車体バンク角δが所定値を越えたとき、右側の補助ランプ部を点灯して右側の遠方まで照射範囲を拡張する。
Further, in the modification of the first embodiment, a general fixed type headlamp obtained by omitting the light
図9は本発明の第2実施形態であるヘッドランプ装置を取り付けた自動二輪車を示す側面図である。この実施形態では、第1実施形態のヨーレート検出用角速度センサ44およロールレート検出用角速度センサ45に代えて、車体上下軸心および車体前後軸心の両方に対して傾斜した配置の一軸の角速度センサ48を設けたものであり、その他の構成は第1実施形態と同様である。
FIG. 9 is a side view showing a motorcycle equipped with a headlamp device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the yaw rate detection
前記一軸の角速度センサ48は、図10に示すように、自身の軸心48cが、車体中心面BCを含む車体幅方向の中心部に位置し、かつ、図9に示すように、車体上下軸に対し後方へ向けて傾斜した前方上がりの配置で、シート43の下方位置に設けられている。これにより、前記一軸の角速度センサ48は、車体上下軸心回りの回転角速度ωyと車体前後軸心回りの回転角速度ωrとを合成した回転角速度を計測できるものとなる。すなわち、図11に示すように、一軸の角速度センサ48が計測して出力する合成回転角速度ωsは、このセンサ48の傾斜角をθG とすると、
ωs=ωy・cosθG +ωr・sinθG ……(11)
となる。したがって、一軸の角速度センサ48は、図12に示すように、ヨーレート検出部48aとロールレート検出部48bとを備えており、これら各検出部48a,48bが、図3に示した第1実施形態のヨーレート検出用角速度センサ44とロールレート検出用角速度センサ45とに相当する。
As shown in FIG. 10, the uniaxial
ωs = ωy · cos θ G + ωr · sin θ G (11)
It becomes. Therefore, as shown in FIG. 12, the uniaxial
前記一軸の角速度センサ48は、図9の取付位置に限らず、車体の任意の箇所に取り付けることができるが、車体上下軸心回りの回転角速度ωyと車体前後軸心回りの回転角速度ωrとを適切に合成した回転角速度ωsを得るためには、軸心48cの車体上下軸に対する傾斜角度θG を適切な値に設定して一軸の角速度センサ48を取り付ける必要がある。その軸心48cの車体上下方向に対する傾斜角度θG は、0度を越え、45度以下に設定すればよく、好ましくは20°〜30°の範囲である。前記0〜45°の範囲は、(11)式において、0.7(≒1/√2)<Ky<1.0、 0<Kr<0.7(≒1/√2)に相当する。
The uniaxial
前記一軸の角速度センサ48は、前面(図11の上面)から見て左回り(または右回り)に回転するジャイロであるから、図示したように回転軸心48cが車体上下軸に対し後方へ向けて傾斜した前方上がりの配置で設けていることにより、車体上下軸心回りの回転角速度ωyと車体前後軸心回りの回転角速度ωrとを、車体のバンク開始時においては共に同符号で検出できることになり、好ましい。仮に、図示配置とは逆に回転軸心48cが車体上下軸に対し前方へ向けて傾斜した後方上がりの配置で一軸の角速度センサ48を設けた場合には、車体上下軸心回りの回転角速度ωyがマイナスの値となり、合成演算が複雑になる。なお、車体のバンク終了時には、図4に示すように、両角速度ωy,ωrが逆符号となるが、バンク終了時であるコーナー出口では車体が滑らかに立ち上がるので、その影響が小さく、特に支障がない。
The uniaxial
図12に示すように、一軸の角速度センサ48の検出回転角速度ωsは、図3の速度計40からの車速vとともに合成角速度算出手段47に入力され、合成角速度算出手段47は、検出角速度ωsに補正係数Ksを乗算して合成回転角速度ωを算出する。ここで、通常、前記補正係数Ksは、ジャイロの傾斜分を補正するために、Ks=1/cosθG に設定される。合成角速度算出手段47からの合成回転角速度ωは車速vとともにバンク角算出手段41に入力されるが、このバンク角算出手段41での演算処理は図3の第1実施形態の場合と同一である。このように、第2実施形態においても、第1実施形態で説明したと同様の効果を得ることができ、それに加えて、第1実施形態の2つの角速度センサ44,45を設ける場合に比較して、一軸の角速度センサ48を一つ設けるだけであるから、構成が簡素化される。
As shown in FIG. 12, the detected rotational angular velocity ωs of the uniaxial
図13は第3実施形態のヘッドランプ装置の要部構成を示すブロック図である。配光制御手段20は、バンク角算出手段41から入力するバンク角δに基づき、配光調整機構16の照射範囲を変更させる速度を、目標の変更量から実際の変更量を減算して算出した偏差値を2乗して算出した値に設定している。すなわち、配光制御手段20は、回転角度算出部20aと、偏差値算出部20bとを備えており、回転角度算出部20aによって、目標の変更量である駆動機18の目標回転角度α1(レンズ23およびバルブ22の目標回転角θに対応する駆動機18の回転角度)を算出する。偏差値算出部20bは、回転角度算出部20aが算出した目標回転角度α1と、エンコーダ29から入力するレンズ23(図2)の実際の回転角度θ0 に減速比を掛けて求めた駆動機18の回転角度α2(実際の変更量に相当)との偏差値p1を算出する。配光制御手段20はさらに、偏差値算出部20bが算出した偏差値p1に基づき駆動機18の回転速度rv1を算出する回転速度算出部20cと、この回転速度算出部20cが算出した回転速度rv1と前記偏差値p1および回転角度α1とに基づき駆動機18を回転制御するモータ駆動制御部20dとを備えている。
FIG. 13 is a block diagram showing a main configuration of a headlamp device according to the third embodiment. Based on the bank angle δ input from the bank angle calculation means 41, the light distribution control means 20 calculates the speed for changing the irradiation range of the light
前記配光制御手段20は、回転角算出部20aがバンク角算出手段41から入力するバンク角δに基づき駆動機18の目標回転角度α1を算出し、偏差値算出部20bが目標の回転角度α1からエンコーダ29の検出に基づく駆動機18の実際の回転角度α2を減算して偏差値p1=(α1−α2)を算出し、回転速度算出部20cが、rv1=K1×(α1−α2)2 の式に基づき駆動機18の回転速度rv1を算出する。前記K1は速度補正係数であり、0.1〜10の値をとることができるが、望ましくは0.5である。さらに、配光制御手段20のモータ駆動制御部20dは、駆動機18を、回転角度算出部20aから入力する目標の回転角度α1に基づき判別した回転方向に向けて回転速度算出部20cが算出した回転速度rv1で回転駆動させ、偏差値算出部20bから入力する偏差値p1が「0」になった時点で回転停止させるようにフィードバック制御する。
The light
駆動機18つまりレンズ23およびバルブ22は、K1×(α1−α2)2 の式から算出される回転速度rv1で回転されることから、目標の回転角度α1が大きい場合にそれに対応した高い回転速度rv1で回転されるとともに、目標の回転角度α1が小さい場合にそれに対応した低い回転速度rv1で回転される。すなわち、車体が俊敏にバンクしたときには、それに追従するように駆動機18が高速で回転されるので、バルブ22の照射範囲がバンクに遅れることなしに正確に適応したものとなり、一方、車体が緩慢にバンクしたときには、それに追従するように駆動機18が低速で回転されるので、一定の回転速度で回転駆動する場合のような起動および停止を頻繁に繰り返して動きがギクシャクすることなしに円滑に回転駆動される。このような回転制御は、駆動機18として、ステッピングモータを用いた場合に特に有効である。
Since the driving
このように車体のバンクが小さいときに駆動機18を低速回転させる場合でも、駆動機18が極めて短い周期で起動および停止を繰り返す事態が発生することが考えられる。そこで、モータ駆動制御部20dに、「0」の偏差値p1が入力されることに伴い駆動機18を回転停止させた時点から所定(一定または可変)時間、例えば50ミリ秒程度の駆動停止時間を計時して、その駆動停止時間内は駆動機18の駆動を禁止し、駆動停止時間が経過したのちに駆動機18を起動させる機能を付加する。これにより、駆動機18の起動および停止の周期を長く設定できるから、駆動機18,57の頻繁な起動および停止による寿命の短縮を防止することができる。また、駆動機18としてステッピングモータを用いた場合には、スリップの発生を防止できる。
As described above, even when the
前記第2および第3実施形態においても、第1実施形態の場合と同様に、補助ランプ部を設けた変形例が可能である。 In the second and third embodiments, as in the case of the first embodiment, a modification in which an auxiliary lamp portion is provided is possible.
つぎに、本発明の第4実施形態に係るヘッドランプ装置を、図14〜図17にしたがって説明する。図15は、ヘッドランプ51が2個並設された2灯式のヘッドランプ装置11Aを備えた自動二輪車1を例示しており、同図(b)に示すように、旋回走行に際して車体が傾斜した時には、ヘッドランプ51の地上高さXが、同図(a)に示す直進走行時の直立状態でのヘッドランプ51のランプ高さ(取付高さ)Hよりも低くなる。
Next, a headlamp device according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 exemplifies the
そのため、図17に示すように、車体が傾斜したときのヘッドランプ51の照射距離は、2点鎖線で示すように、直線走行時の照射距離Dに比較して、ヘッドランプ51のランプ高さXが直立時のランプ高さHよりも低くなった分だけ短い照射距離D1となり、進行方向前方の遠くまで十分に照射することができない。そこで、第4実施形態では、旋回走行に伴いヘッドランプ51のランプ高さXが低くなった時にヘッドランプ51を車体バンク角δに対応する角度φだけ上方に向け回動させることにより、図18で示した照射範囲Aを車体の中心面BCとほぼ平行に遠方へ移動させて、図17に実線で示すように、直進走行時の照射距離Dと同等の照射距離を常に維持するようにしている。
Therefore, as shown in FIG. 17, the irradiation distance of the
図14は、前記第4実施形態に係るヘッドランプ装置におけるヘッドランプ51の概略側面図である。このヘッドランプ51は、図3に示したのと同様のバルブやレンズがランプケース21の内部の中心軸C上に同軸状の配置で固定的に収納されている。そのランプケース21は、両側面に設けられた回転支軸52を介し、車体のランプブラケット13(図1参照)に回動自在に取り付けられて、バルブやレンズの中心軸Cを通りこれに直交する回転支軸52を支点として図15(a)の車体中心面BCとほぼ平行な面内で上下方向に回動する、つまり首振り運動を行うようになっている。図14の回転支軸52には従動歯車53が一体回転するように設けられており、この従動歯車53には、これの近傍に設けられた駆動歯車54が噛み合っており、駆動歯車54の回転軸59がDCモータのような駆動機57に連結されている。
FIG. 14 is a schematic side view of the
コントロールユニット60により回転制御される駆動機57の回転は、駆動歯車54および従動歯車53を介してランプケース21に伝達され、これにより、ランプケース21が上下方向に角度φだけ回動されて、ランプケース21内部のバルブおよびレンズによる照射範囲が上下に可変される。したがって、駆動歯車54、従動歯車53およびランプケース21は照射範囲可変機構61を構成しており、この照射範囲可変機構61と駆動機57とは配光調整機構62を構成する。
The rotation of the
図16は第4実施形態のヘッドランプ装置63の概略構成を示すブロック図であり、同図において、図3と同一若しくは相当するものには同一の符号を付してある。同図のバンク角検知手段64は、速度計40が計測する車速vと、第2実施形態で説明した一軸の角速度センサ48が計測する検出回転角速度ωsとに基づいて、合成角速度算出手段47が合成回転角速度ωを算出し、バンク角算出手段41が、合成回転角速度ωと車速vとから車体バンク角δを算出する。なお、この実施形態では、他の構成に係る車体バンク角検知手段により検知した車体バンク角を用いることもできる。
FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of the
前記バンク角検知手段64のうちのバンク角算出手段41、回動角度算出手段67および配光制御手段68は、自動二輪車1の動作全体を制御する前記コントロールユニット60に内蔵されている。回動角度算出手段67は、以下のようにしてランプケース21の回動角度φ(図14参照)を算出する。すなわち、バンク角算出手段41が算出した車体バンク角をδ、図15(a)に示す直立時における路面からのヘッドランプ51の取付高さをH、ヘッドランプ51の車体中心面BCからの離間距離をLとすると、車体バンク角δに対応して低くなるヘッドランプ51の路面からの高さXは、
X=H・cosδ±L・sinδ ……(12)
である。ここで、算出されるランプ高さXは、ヘップランプ51が車体中心面BCから離間している方向にバンクしたときにマイナスの値で算出され、かつ逆方向にバンクしたときにプラスの値で算出されるが、両方のヘッドランプ51は、通常、前記離間距離Lが小さい、つまり、比較的小さな間隔で並設されているので、車体が傾斜したときに双方のランプ高さXが共に直立状態時のランプ取付高さHよりも低くなって、マイナスの値として算出される。
Of the bank angle detection means 64, the bank angle calculation means 41, the rotation angle calculation means 67, and the light distribution control means 68 are incorporated in the
X = H · cos δ ± L · sin δ (12)
It is. Here, the calculated lamp height X is calculated as a negative value when the
(12)式において高さHをバンク角δに対して変化させることもできる。図5に示したように、バンクするときには、重力mgに加えて遠心力fも作用することから、車体に加わる力が増加する。その増加量は、重量mgの1/cosδ倍になる。その結果、サスペンションが沈み込み、その沈み込む量に対応して前記取付高さHも変化するので、取付高さHをバンク角δに対応して補正するのが好ましい。そこで、サスペンションの特性を考慮して、ヘッドランプ51の取付高さHとバンク角δとの関係を予め計算または実験により求めておき、その求めたデータを記憶したテーブルを用意する。回動角度算出手段67は、バンク角算出手段41が算出した車体バンク角δに対応するヘッドランプ51の取付高さHを前記テーブルから読み出し、次の(12A)式に代入することにより、車体バンク角δに対応して低くなるヘッドランプ51の路面からの高さXを算出する。
X=H(δ)・cosδ±L・sinδ ……(12A)
In the equation (12), the height H can be changed with respect to the bank angle δ. As shown in FIG. 5, when banking, since the centrifugal force f acts in addition to the gravity mg, the force applied to the vehicle body increases. The amount of increase is 1 / cos δ times the weight mg. As a result, the suspension sinks, and the mounting height H also changes corresponding to the sinking amount. Therefore, it is preferable to correct the mounting height H corresponding to the bank angle δ. In view of the characteristics of the suspension, the relationship between the mounting height H of the
X = H (δ) · cos δ ± L · sin δ (12A)
つぎに、直進走行時の直立状態におけるヘップランプ51の照射距離をD(図17参照)とすると、旋回走行に際して車体がバンクしたときにも前記照射距離Dを維持するために必要なランプケース21の上向きの回動角度φは、
φ=tan-1(H/D)−tan-1(X/D)……(13)
となる。さらに、(13)式は、(12)式のXを代入して、
φ=tan-1(H/D)−tan-1(Hcosδ±Lsinδ)/D ……(14) となる。図16の回動角度算出手段67は、前記(14)式に、予めメモリ(図示せず)に記憶された取付高さH、照射距離Dおよび離間距離Lと、バンク角算出手段41が算出する車体バンク角δとを入力することにより、ランプケース21の上下回動角度φを算出する。
Next, assuming that the irradiation distance of the
φ = tan -1 (H / D ) -tan -1 (X / D) ...... (13)
It becomes. Furthermore, the expression (13) substitutes X in the expression (12), and
φ = tan -1 (H / D ) -tan -1 (Hcosδ ± Lsinδ) / D ...... becomes (14). The rotation angle calculation means 67 of FIG. 16 calculates the mounting height H, irradiation distance D, and separation distance L stored in advance in a memory (not shown) and the bank angle calculation means 41 in accordance with the equation (14). The vertical rotation angle φ of the
前記配光制御手段68は、回動角度算出手段67が算出した回動角度φに基づき駆動機57を回転制御して、ランプケース21を上向き方向に回動させる。エンコーダ69が検出するランプケース21の回転量が、回動角度φの大きさに達すると、これに応答して配光制御手段68は駆動機57を停止させる。これにより、車体がバンクしたときには、ランプケース21内に固定的に収納されているレンズ23およびバルブが、車体バンク角δに対応した回動角度φだけ回動されて照射方向を上向きに移動させるので、ヘッドランプ51の投光が常に所要の照射距離Dに達するように維持されて、進行方向前方の全体にわたり遠方までの視野を確保できる適切な照射範囲に変更される。
The light distribution control means 68 controls the rotation of the driving
なお、第4実施形態では、レンズ23およびバルブを固定的に収納したランプケース21を上向きに回動させる場合を例示して説明したが、第1または第2実施形態のように、ヘッドランプを、レンズ23およびバルブをバンクした方向とは逆方向に車体バンク角δに応じた角度だけ回転させて照射範囲を水平に保持できる構成とした上で、このヘッドランプのランプケース21を車体バンク角δに応じて上向きに回動させる構成とすることもできる。
In the fourth embodiment, the case where the
前記第4実施形態の変形例では、第1実施形態の変形例で説明したのと同様に、図15(a)のヘッドランプ51から配光調整機構62(図14参照)を割愛した一般的な固定型のヘッドランプを主ランプ部51Aとし、その両側方に、二点鎖線で示す補助ランプ部81を追加してヘッドランプ装置11Aを構成し、両補助ランプ部81の照射範囲を主ランプ部51Aの照射範囲よりも遠方に設定しておく。検出された左右いずれかの車体バンク角が所定値を越えたとき、主ランプ部51Aの照射範囲を変更することなく、配光制御手段により両補助ランプ部81を点灯して、照射範囲を車体の中心面BCとほぼ平行に遠方へ拡張させる。これにより、直進走行時の照射距離と同等の照射距離を維持する。
In the modified example of the fourth embodiment, the light distribution adjusting mechanism 62 (see FIG. 14) is omitted from the
なお、図14〜図17に示した第4実施形態においても、図13の第3実施形態と同様に、ヘッドランプ51を目標の回転角度と実際の回転角度との偏差値の2乗に比例して駆動機57の回転角度φを制御することができる。また、駆動機57の回転停止から所定(一定または可変)の駆動停止時間を設けてもよい。
In the fourth embodiment shown in FIGS. 14 to 17, the
1 自動二輪車
2 車体フレーム(車体)
12 ヘッドランプ
16 配光調整機構
19 バンク角検知手段
20 配光制御手段
21 ランプケース
22 バルブ(発光体)
48 一軸の角速度センサ
51 ヘッドランプ
62 配光調整機構
64 バンク角検知手段
68 配光制御手段
BC 車体の中心面
ωy 上下軸心回りの回転角速度
ωr 前後軸心回りの回転角速度
v 車速
δ 車体バンク角
1 Motorcycle 2 Body frame (body)
12
48 Uniaxial
Claims (7)
前記ヘッドランプの照射範囲を変更する配光調整機構と、
前記車体の上下軸心回りの回転角速度と前後軸心回りの回転角速度と車速とから車体バンク角を検知するバンク角検知手段と、
検知された車体バンク角に基づき前記配光調整機構を制御し、旋回走行時に少なくとも旋回方向内側の遠方を照射するように前記照射範囲を変更または拡張させる配光制御手段とを備え、
前記バンク角検知手段は一軸の角速度センサを有し、この角速度センサの軸心が車体の幅方向の中央部で車体の上下軸心と前後軸心の両方に対して傾斜している自動二輪車用ヘッドランプ装置。 A headlamp that illuminates the front of the car body,
A light distribution adjustment mechanism for changing the irradiation range of the headlamp;
Bank angle detection means for detecting a vehicle body bank angle from a rotational angular velocity around the vertical axis of the vehicle body, a rotational angular velocity around the longitudinal axis, and a vehicle speed;
A light distribution control means for controlling the light distribution adjustment mechanism based on the detected vehicle body bank angle, and changing or extending the irradiation range so as to irradiate at least the far side inside the turning direction when turning.
The bank angle detecting means has a uniaxial angular velocity sensor, and the central axis of the angular velocity sensor is inclined with respect to both the vertical axis and the longitudinal axis of the vehicle body at the center in the width direction of the vehicle body . Headlamp device.
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