JP2010086863A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シェード駆動系に不具合が生じた場合に迅速に予め定められた走行に適した配光パターンに移行できる車両用前照灯装置を提供することにある。
【解決手段】車両用前照灯装置は、複数の配光パターンを形成可能か回転シェード３８とこの回転シェード３８を回転駆動するシェード駆動アクチュエータ４４とを接離可能に係合させるジョイント機構４６を含む。そして、シェード駆動アクチュエータ４４に不具合が生じた場合には、照射制御部は、ジョイント機構４６による係合を解除して回転シェード３８を優先回転機構４８により所定の配光パターン形成位置に優先回転させて走行に適した配光パターンを優先的に形成する。例えば、シェード駆動アクチュエータに不具合が生じた場合に前方車両や前方歩行車にグレアを与えないような配光パターンに優先的に移行させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用前照灯装置、特にシェードを用いてロービームとハイビームを切り換える車両用前照灯装置の構造に関する。

車両用前照灯は、光源からの光をリフレクタで前方へ反射させてロービームまたはハイビームを照射するようになっている。ロービームとハイビームとでは照射するビームの配光パターンが異なる。この場合、２つの光源を用いその点灯切換えを行うことによりロービームとハイビームとの切り換えを行うものがある。また、単一の光源により照射されるビームの一部を遮ることによりロービーム用の配光パターンを形成し、遮らないときにハイビーム用の配光パターンを形成する車両用前照灯も知られている。前者の場合は、４灯式前照灯であり、後者の場合は２灯式前照灯として構成することができる。

光源が単一の場合におけるビーム切換え方法の１つとして、シェードと呼ばれる遮光部材を移動させてビーム切換えを行う方法が知られている。この方法では、ソレノイド等のアクチュエータを備えたビーム切換装置により板状のシェードを移動させている。シェードは、光源からの入射光またはこのリフレクタからの反射光に対する遮蔽量が異なる値となる２位置間を移動するようになっている。また、水平軸回りに回転可能なシェードも提案されている。この回転式シェードは、モータ等のアクチュエータを備えたビーム切換装置により、シェードを回転させることにより複数のシェード形状の中からいずれか１つの形状を選択して所望の配光パターンを形成するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

上述したビーム切換装置のうち、板状のシェードを用いるものはビームを遮るか否かの２種類の配光パターンの切り換えが可能である。一方、回転式のシェードは回転軸の周面上に複数のシェード形状が形成可能で、２種類以上の配光パターンの切り換えができる。そのため、各種配光パターンを用いた多機能の前照灯装置を構成することができる。そのため、回転式のシェードの各種車両への採用が期待されている。
特開２００４−３４９１２０号公報

前述したように、回転式のシェードの場合、シェードを切り換えるための回転はモータで行うことになる。シェード駆動系をモータで構成する場合、シェード駆動系が故障した場合のフェールセーフ対策を十分に行う必要がある。例えば、ハイビーム照射状態でモータが故障したり、モータを減速するギアに不具合が生じてスムーズな制御ができなくなった場合、ハイビーム照射状態が維持されてしまうことがある。この場合、対向車や歩行者にグレアを与えてしまう場合があり走行上好ましくない。そのため、シェード駆動系に異常が生じた場合には迅速にグレアを抑制できるような予め定めた配光パターンに移行させたいという要望がある。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シェード駆動系に不具合が生じた場合に迅速に予め定められた走行に適した配光パターンに移行できる車両用前照灯装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯装置では、投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、前記光源の光を用いてロービーム用配光パターン及びそれ以外の配光パターンを複数形成可能であり、回転駆動することにより前記複数の配光パターンのうちいずれか１つを選択形成する回転シェードと、前記回転シェードを回転駆動させるシェード駆動アクチュエータと、前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとを接離自在に係合させるジョイント機構と、前記ジョイント機構により前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとが離別状態のときに前記回転シェードを所定の配光パターン形成位置に優先回転させる優先回転機構と、前記回転シェードの駆動状態に応じて前記ジョイント機構の接離状態を決定し照射状態を切り替える照射制御部と、を備えたことを特徴とする。

回転シェードは、市街地走行等で通常使用するロービーム用配光パターンと、それ以外の配光パターンとして、例えば、自車前方に車両や歩行者が存在しないときの使用に適した標準的なハイビーム用配光パターンや、ハイビーム用配光パターンの一部を遮蔽した配光パターンとしてもよい。これらの配光パターンは、回転シェードの円周上に形成されたシェードの形状によって定義付けることが可能で、所望の配光パターンを選択するには対応するシェード形状が光軸上に来るように回転シェードを回転させればよい。回転シェードとシェード駆動アクチュエータとを係合させるジョイント機構は、係合時にはシェード駆動アクチュエータからの動力を回転シェードに伝達し、離別時には回転シェードの自由回転を許容する。

この態様によれば、優先回転機構がジョイント機構の離別状態時に回転シェードを所定の配光パターン形成位置に優先回転させる。その結果、シェード駆動アクチュエータの状態に拘わらず配光パターンを所定の配光パターンに優先的に移行させて車両用前照灯装置による照射ができる。

また、上記態様において、前記優先回転機構は、定常時に前記回転シェードに対して前記所定の配光パターン形成位置に回転させる付勢力を付与し、前記照射制御部は、前記ジョイント機構により前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとを離別状態にしたとき、前記優先回転機構による前記回転シェードの前記所定の配光パターン形成位置への回転を許容するようにしてもよい。ここで定常時は、シェード駆動アクチュエータの駆動により回転シェードが正常に動作する状態の時を意味する。この態様によれば、ジョイント機構の離別制御のみ、回転シェードを所定の配光パターン形成位置に回転させることができるので、優先回転させる制御が容易であると共に、ジョイント機構及び優先回転機構の構造をシンプル化できる。

また、上記態様において、前記優先回転機構は、定常時に前記回転シェードに対し前記所定の配光パターン形成位置に回転させる付勢力の付与を抑制し、前記照射制御部は、前記ジョイント機構により前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとを離別状態にしたとき、前記優先回転機構が前記所定の配光パターン形成位置に前記回転シェードを回転させる付勢力の付与を許容すると共に前記回転シェードの前記所定の配光パターン形成位置への回転を許容するようにしてもよい。この態様によれば、定常時、回転シェードに付勢力が付与されないので、シェード駆動アクチュエータの動作能力を回転シェード自身を回転させるのに必要な最低限の値とすることが可能でシェード駆動アクチュエータの大型化や過剰能力化を回避できる。

また、上記態様において、前記所定の配光パターン形成位置は、標準的なロービーム用配光パターン形成位置であってもよい。この態様によれば、回転シェードとシェード駆動アクチュエータとが離別したときに配光パターンが標準的なロービーム用配光パターンに優先的に移行してその状態で固定できる。その結果、前方車両や前方歩行者にグレアを与えてしまうことが回避できる。

また、上記態様において、前記優先回転機構は、リターンスプリングの復元力により前記回転シェードを前記所定の配光パターン形成位置に回転させるようにしてもよい。この態様によれば、制御処理を必要としない容易な構成の優先回転機構を得ることができる。

本発明の車両用前照灯装置によれば、シェード駆動系に不具合が生じた場合でもシェード駆動系の状態に拘わらず回転シェードを予め定められた走行に適した配光パターン形成位置に回転することができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態の車両用前照灯装置は、複数の配光パターンを形成可能な回転シェードと、この回転シェードを回転駆動するシェード駆動アクチュエータと、を接離可能に係合させるジョイント機構と含む。そして、シェード駆動アクチュエータに不具合が生じた場合には、照射制御部は、ジョイント機構による係合を解除して回転シェードを優先回転機構により所定の配光パターン形成位置に優先回転させてあらゆる走行に適用できる配光パターンを優先的に形成する。例えば、シェード駆動アクチュエータに不具合が生じた場合に前方車両や前方歩行車にグレアを与えないようなロービーム用配光パターンに優先的に移行させる。

図１は、本実施形態の回転シェードユニットを備えた車両用前照灯装置１０の概略構成を説明する構成図である。なお、以下の説明では左側通行が法規で定められた地域で主として利用する車両用前照灯装置を一例として説明する。

図１に示す車両用前照灯装置１０は、車両の車幅方向の左右に１灯ずつ配置されるいわゆる配光可変式前照灯と呼ばれる車両用前照灯装置である。車両用前照灯装置１０は、車両前方方向に開口部を有するランプボディ１２とランプボディ１２の開口部を覆う透明カバー１４で形成される灯室１６を有する。灯室１６には、光を車両前方方向に照射するランプユニット１８が収納されている。ランプユニット１８の一部には、当該ランプユニット１８の揺動中心となるピボット機構２０ａを有するランプブラケット２０が形成されている。ランプブラケット２０はランプボディ１２の内壁面に立設されたボディブラケット２２とネジ等の締結部材によって接続されている。したがって、ランプユニット１８は灯室１６内の所定位置に固定されると共に、ピボット機構２０ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢に姿勢変化可能となる。

また、ランプユニット１８の下面には、当該ランプユニット１８を下方から支持するユニットブラケット２４が固定されている。このユニットブラケット２４には、ランプボディ１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２６が接続されている。このレベリングアクチュエータ２６は例えばロッド２６ａを矢印Ｆ、Ｒ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。ロッド２６ａが矢印Ｆ方向に伸長した場合、ランプユニット１８はピボット機構２０ａを中心として後傾姿勢になるように揺動する。逆にロッド２６ａが矢印Ｒ方向に短縮した場合、ランプユニット１８はピボット機構２０ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。ランプユニット１８が後傾姿勢になると、光軸を上方に向けるレベリング調整ができる。また、ランプユニット１８が前傾姿勢になると、光軸を下方に向けるレベリング調整ができる。なお、灯室１６の内壁面、例えば、ランプユニット１８の下方位置には、ランプユニット１８の点消灯制御や配光パターンの形成制御を行う照射制御部２８が配置されている。この照射制御部２８はレベリングアクチュエータ２６の制御も行う。

ランプユニット１８はエーミング調整機構を備えることができる。例えば、レベリングアクチュエータ２６のロッド２６ａとユニットブラケット２４の接続部分に、エーミング調整時の揺動中心となるエーミングピボット機構を配置する。また、ボディブラケット２２とランプブラケット２０の接続部分には車両前後方向に進退する一対のエーミング調整ネジを車幅方向に間隔をあけて配置する。例えば２本のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に前傾姿勢となり光軸が下方に調整される。同様に２本のエーミング調整ネジを後方に引き戻せば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に後傾姿勢となり光軸が上方に調整される。また、車幅方向左側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に右旋回姿勢となり右方向に光軸が調整される。また、車幅方向右側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、ランプユニット１８はエーミングピボット機構を中心に左旋回姿勢となり左方向に光軸が調整される。このエーミング調整は、車両出荷時や車検時、車両用前照灯装置１０の交換時に行われる。そして、車両用前照灯装置１０が設計上定められた規定の姿勢に調整され、この姿勢を基準に本実施形態の配光パターンの形成制御が行われる。

ランプユニット１８は、バルブ３０、リフレクタ３２、回転シェードユニット３４、投影レンズ３６を含んで構成される。光源であるバルブ３０は、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。本実施形態では、一例としてハロゲンランプで構成されるバルブ３０を示す。リフレクタ３２はバルブ３０から放射される光を反射して投影レンズ３６へと導く。投影レンズ３６は、車両前後方向に延びる光軸上に配置され、回転シェード３８は投影レンズ３６の後方焦点を含む焦点面である後方焦点面よりも後方側に配置される。投影レンズ３６は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯装置１０前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

図２は、回転シェード３８の概略斜視図である。回転シェード３８は回転軸３８ａの軸方向に一部が切り欠かれた円筒形状の部材である。回転シェード３８は、切欠部４０以外の外周面３８ｂ上に板状のシェードプレート４２を複数保持している。そして、回転角度に応じて後方焦点より後方に切欠部４０または、シェードプレート４２のいずれか１つを移動させることにより、光の遮光状態、つまり光源像を変化させて、対応する配光パターンを形成する。

図３は、回転シェード３８のシェードプレート４２の形状の一例を説明する説明図であり、図４は、回転シェード３８の動作により形成される配光パターンの一例を説明する説明図である。図３（ａ）は、左側通行の地域で利用できるロービーム用配光パターンを形成するシェードプレート４２の形状であり、回転シェード３８の外周面上に軸方向に延びる稜線部を形成する。この稜線部が配光パターンの明暗の境界線になる。図４（ａ）は、実際に形成されるロービーム用配光パターンである。図１に示すように、本実施形態の投影レンズ３６は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであるため、後方焦点面上に形成される光源像を、上下左右の反転像として車両前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。図４（ａ）に示すように、ロービーム用配光パターンは、左側通行時に対向車や歩行者にグレアを与えないように配慮された配光パターンである。

図３（ｂ）は、右側通行の地域で利用できるロービーム用配光パターンで、いわゆる「ドーバーロービーム」を形成するシェードプレート４２の形状であり、図４（ｂ）が対応するドーバーロービーム用配光パターンである。これは、右側通行時に対向車や歩行者にグレアを与えないように配慮された配光パターンである。図３（ｃ）は、自車の直前位置に配光パターンを形成する水平カット用のシェードプレート４２の形状であり、図４（ｃ）が対応する水平カット用配光パターンである。これは、自車直前の視認性を特に向上させた配光パターンである。図３（ｄ）は、自車線側のみハイビーム領域を照射する左片ハイ配光パターンを形成するシェードプレート４２の形状であり、図４（ｄ）が対応する左片ハイ配光パターンである。これは、左側通行の地域で、対向車または対向車線に歩行者が存在し、自車線に前走車が存在しない場合に、自車線側の視認性を向上させた配光パターンである。図３（ｅ）は、対向車線側のみハイビーム領域を照射する右片ハイ配光パターンを形成するシェードプレート４２の形状であり、図４（ｅ）が対応する右片ハイ配光パターンである。これは、左側通行の地域で、対向車または対向車線に歩行者が存在せず、自車線に前走車が存在しない場合に、対向車線側の視認性を向上させた配光パターンである。なお、図４（ｆ）は、回転シェード３８の切欠部４０を後方焦点の後方位置に移動した場合に形成されるハイビーム用の配光パターンであり、自車前方に車両や歩行者が存在しないときに広範囲の視認性を確保するのに適した配光パターンである。

このように、回転シェード３８は回転駆動することにより様々な配光パターンを切り換えることが可能であり、車両周囲の様々な状況に対応して最適な照明が可能となる。ところで、回転シェード３８の場合、所望のシェードプレート４２または切欠部４０を後方焦点の後方位置に正確に位置合わせする必要があるため、その回転駆動にモータが利用される。そのため、モータやそのモータを含む駆動系に何らかの不具合が生じた場合の対策を講じておく必要がある。例えば、ハイビーム用の配光パターンの形成時にモータやその駆動系に不具合を生じた場合、配光はハイビーム状態で固定されてしまい、自車前方車両や歩行者に不快な眩しさを伴うグレアを与えてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態の車両用前照灯装置１０の回転シェードユニット３４は、回転シェード３８の駆動系に不具合が生じた場合に、回転シェード３８と駆動系との動力伝達経路を遮断して、回転シェード３８が優先的に他の配光パターンを形成するような構造を有する。具体的には、ロービーム用配光パターンまたはそれに類似する配光パターンを形成するような構造を有する。

図５は、回転シェードユニット３４の詳細構造図の一例を説明する説明図である。本実施形態において、回転シェードユニット３４は、回転シェード３８と、シェード駆動アクチュエータ４４、ジョイント機構４６、優先回転機構４８とを含む。

シェード駆動アクチュエータ４４は、モータ５０と減速ギア５２と動作軸５４とで構成されている。本実施形態の場合、例えば４個の歯車で構成される減速ギア５２によりモータ５０の回転速度が減速されて回転シェード３８と接続された動作軸５４を所定の速度で回転させる。

動作軸５４は、ジョイント機構４６の一部にも含まれる棒状部材であり、軸の一部に減速ギア５２と噛合する最終ギア５６が固定されている。動作軸５４の一端側には、軸と直交する断面形状が例えば略Ｄ字形状であり、回転シェード３８の回転軸３８ａに形成された係合孔６０と係合する接離部５８が形成されている。従って、係合孔６０は接離部５８の形状より僅かに大きな実質的に相似形状で形成され、接離部５８が係合孔６０に挿入されることで、動作軸５４の回転トルクをそのまま回転シェード３８に伝達し、回転シェード３８を回転させることができる。

また、動作軸５４の他端側には、ソレノイド等で構成される離別アクチュエータ６２により摺動させられる摺動部６４が形成されている。離別アクチュエータ６２は非通電時には内蔵する付勢部材６６により摺動部６４を矢印Ａ方向に押し出し、動作軸５４の接離部５８を回転シェード３８の係合孔６０に挿入させて、シェード駆動アクチュエータ４４の回転トルクを回転シェード３８に伝達するようにしている。一方、離別アクチュエータ６２に通電すると、摺動部６４が離別アクチュエータ６２内部に引き込まれる。その結果、動作軸５４の接離部５８が矢印Ｂ方向に移動し、回転シェード３８の係合孔６０から離別する。すなわち、回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ４４との接続が解除される。なお、最終ギア５６は一段前の減速ギア５２の中間ギア５２ａ上を摺動できるように構成されている。また、離別アクチュエータ６２の通電時に最終ギア５６と中間ギア５２ａとの噛合が解除されるような構造を設けてもよい。

本実施形態において、回転シェード３８の回転軸３８ａはランプユニット１８の内壁と一体の固定壁６８によって例えば、ドライベアリングやブッシュ等を介して回転自在に支持されている。前述したように、回転シェード３８の一端側には、ジョイント機構４６を介してシェード駆動アクチュエータ４４が接続されている。そして、離別アクチュエータ６２が非通電の場合、回転シェード３８に動作軸５４が係合している。一方、回転シェード３８の他端側の回転軸３８ａには、図５、図６（ａ）に示すように、コイルばね等で構成されるリターンスプリング７０が巻回されている。リターンスプリング７０は、一端が回転シェード３８の端面に植設されたシェード側係止ピン７２に係止され、他端が固定壁６８に植設された固定側係止ピン７４に係止されている。そして、図５に示すように、接離部５８と係合孔６０とが接続された状態で、回転シェード３８を矢印Ｍ方向に回転するように付勢している。ただし、接離部５８と係合孔６０とが接続されたこの状態では、回転シェード３８はシェード駆動アクチュエータ４４の回転制御によってのみ回転するようになっている。つまり、回転シェード３８は、リターンスプリング７０の付勢力を受けつつ、例えば、図４に示す配光パターンのいずれかを形成するように、例えば２７０°の範囲で回転する。なお、リターンスプリング７０の付勢力による回転シェード３８の回転終点位置は、例えば、左側通行の地域の場合、左側通行用のロービーム用配光パターンを形成する位置とすることが望ましい。リターンスプリング７０の付勢力による回転シェード３８の回転終点位置は、リターンスプリング７０の係止調整によって定めてもよいし、固定壁６８等に別途ストッパを設けてもよい。

前述したように、シェード駆動アクチュエータ４４が正常に動作している場合は、モータ５０の回転方向及び回転量を制御することにより回転シェード３８を正確に回転させることが可能であり所望の配光パターンを形成できる。一方、シェード駆動アクチュエータ４４が何らかの原因によりフェールした場合、回転シェード３８を正確に回転制御できなくなる。例えば、回転シェード３８がハイビーム用の配光パターンを形成している位置でシェード駆動アクチュエータ４４がフェールした場合、車両用前照灯装置１０がハイビーム状態で固定されてしまう。その結果、自車前方車両や前方歩行者等にグレアを与えてしまう可能性があり照射状態として好ましくない。

そこで、本実施形態においては、シェード駆動アクチュエータ４４のフェールを検出した場合は、離別アクチュエータ６２に通電してジョイント機構４６の摺動部６４を矢印Ｂ方向に摺動させて接離部５８と係合孔６０との接続を解除する。つまり、回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ４４とを離別させる。シェード駆動アクチュエータ４４のフェールは、例えば、モータ５０に対する制御量と実際の回転量との比較を行うことにより検出することができる。この他、別途フェール検出用のセンサを設けてもよい。このように、回転シェード３８をシェード駆動アクチュエータ４４による規制から開放することで、図６（ｂ）に示すように、リターンスプリング７０の付勢力により回転させることが可能になる。そして、予め設定された所定の配光パターン形成位置に優先回転させることができる。そして、例えばロービーム用配光パターンを優先的に形成することができる。

このように、本実施形態の回転シェードユニット３４は、ジョイント機構４６の離別制御のみで回転シェード３８を所定の配光パターン形成位置に回転させることができるので、フェール発生時に回転シェード３８をフェールセーフ側に優先回転させる制御が容易にできる。また、ジョイント機構４６は単純な進退動作のみであり、優先回転機構はリターンスプリング７０のみである。つまり、機構的にシンプルな構成、かつ低コストで良好なフェールセーフ機能を実現できる。

図７は、上述のように構成される車両用前照灯装置１０の照射制御部２８と車両１００側の車両制御部１０２の構成を説明する機能ブロック図である。車両用前照灯装置１０の照射制御部２８は、車両１００に搭載された車両制御部１０２の指示に従って電源回路７６の制御を行いバルブ３０の点灯制御を行う。また、照射制御部２８は車両制御部１０２からの指示に従いモータ５０を制御する回転駆動制御部７８や離別アクチュエータ６２を制御する離別駆動制御部８０を制御する。

本実施形態の場合、車両用前照灯装置１０によって形成される配光パターンは、運転者によるライトスイッチ１０４の操作内容に応じて切り替え可能であり、照射制御部２８が回転駆動制御部７８を介してモータ５０を制御して回転シェード３８を回転駆動させる。そして、ロービーム用配光パターンを形成するか他の配光パターンを形成するかを決定する。また、モータ５０を含む回転シェード３８の駆動系にフェールが生じた場合には、離別駆動制御部８０により離別アクチュエータ６２を駆動して、回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ４４との接続を解除する。そして、優先回転機構４８で回転シェード３８を優先的にロービーム用配光パターンを形成する位置に回転させる。このようなモードをフェールセーフモードということができる。モータ５０等のフェールは回転駆動制御部７８に含まれるフェール検出部８２によって検出することができる。フェール検出部８２は、例えば、モータ５０に含まれる回転検出センサと回転駆動制御部７８の指令値との差異によって検出することができる。また、モータ５０の負荷や電流値、電圧値の変動等によってもフェール検出を行うこともできる。なお、このようなフェール処理を行った場合、照射制御部２８は車両制御部１０２に対して、その旨を通知するようにしてもよい。そして、車両制御部１０２は、表示装置や音声出力装置を用いて、車両用前照灯装置１０にフェールが生じて、優先的にロービーム用配光パターンを照射していることを運転者に通知するようにしてもよい。また、早急に点検や修理を行うことを通知してもよい。

なお、フェール検出部８２の誤検出などによって誤ってフェールセーフモードに移行した場合のために、フェールリセットスイッチを設けてもよい。フェールリセットスイッチの操作により、離別アクチュエータ６２が非通電となり動作軸５４の接離部５８は付勢部材６６の付勢力により回転シェード３８に付勢される。この状態で、モータ５０により動作軸５４を回転させれば、接離部５８と係合孔６０の形状が一致する位置で遊嵌し回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ４４の接続が回復する。

本実施形態の車両用前照灯装置１０は、ライトスイッチ１０４の操作によらず、車両周囲の状況を各種センサで検出して、車両周囲状況に最適な配光パターンを形成するように自動制御するようにしてもよい。例えは、自車の前方に先行車や対向車、歩行者等が存在することが検出できた場合には、車両制御部１０２はロービーム用配光パターンを形成してグレアを防止するべきであると判断して照射制御部２８を制御する。また、自車の前方に先行車や対向車、歩行者等が存在しないことが検出できた場合には、シェードによる遮光を伴わないハイビーム用配光パターンを形成して運転者の視界を向上させるべきであると判断して照射制御部２８を制御する。同様に前走車が存在せず対向車または歩行者が存在する場合には左片ハイ配光パターンを形成し、前走車のみ存在し対向車または歩行者が存在しない場合には、右片ハイ配光パターンを形成する等の制御を行う。

このように前走車や対向車、歩行者などの対象物を検出するために車両１００の車両制御部１０２には、対象物の認識手段として例えばステレオカメラなどのカメラ１０６が接続されている。車両制御部１０２は、カメラ１０６から提供される画像データの中に予め保持している車両や歩行者を示す特徴点を含む画像が存在する場合、その車両や歩行者を考慮した最適な配光パターンを形成するように照射制御部２８に情報を提供する。なお、車両前方に車両用前照灯装置１０による照射を抑制すべき対象物を検出する手段は適宜変更可能であり、カメラ１０６に代えてミリ波レーダや赤外線レーダなど他の検出手段を用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。

また、車両制御部１０２は、車両１００に通常搭載されているステアリングセンサ１０８、車速センサ１１０などからの情報も取得可能であり、車両１００の走行状態や走行姿勢に応じて形成する配光パターンを選択するようにしてもよい。例えば、車両制御部１０２はステアリングセンサ１０８からの情報に基づき車両が旋回していると判定した場合、旋回方向の視界を向上させるように左片ハイまたは右片ハイ配光パターンを形成するようにしてもよい。また、エーミング制御をリアルタイムで行うようにしてランプユニット１８を旋回方向に向けて旋回方向の視界を向上させてもよい。このような制御モードを旋回感応モードということもできる。また、夜間に高速走行しているときには、遠方から接近する対向車や前走車、道路標識やメッセージボードの認識をできるだけ早く行えるように前照灯による照明を行うことが好ましい。そこで、車両制御部１０２は車速センサ１１０からの情報に基づき高速走行のときに、ロービーム用配光パターンの一部の形状を変えたハイウェイモードのロービーム用配光パターンを形成するように制御してもよい。このような制御モードを速度感応モードということができる。

この他、車両制御部１０２は、ナビゲーションシステム１１２から道路の形状情報や形態情報、道路標識の設置情報などを取得することもできる。これらの情報を事前に取得することにより走行道路に適した配光パターンをスムーズに形成することもできる。このような制御モードをナビ感応モードという。

図８は、回転シェードユニット３４の他の詳細構造図の例を説明する説明図である。図５で説明した優先回転機構４８の場合、リターンスプリング７０による付勢力がフェールが生じていない通常動作時でも回転シェード３８に付与される構成になっている。従って、シェード駆動アクチュエータ４４は、通常動作時にリターンスプリング７０の付勢力を超える回転トルクを発生して回転シェード３８を回転させる必要がある。つまり、本来回転シェード３８の回転に必要な回転トルク以上の回転トルクを発生できるモータ５０を準備する必要が生じてコストの増大や筐体の大型化を招く場合があり、この点で改善の余地がある。そこで、図８に示す構成では、通常動作時に回転シェード３８側にリターンスプリングの付勢力が付与されない構成にしている。

本実施形態において、回転シェードユニット３４は、回転シェード３８と、シェード駆動アクチュエータ１１４、ジョイント機構１１６、優先回転機構１１８とを含む。

シェード駆動アクチュエータ１１４の基本構造は、図５に示すシェード駆動アクチュエータ４４と同じであり、モータ５０と減速ギア５２と動作軸５４とで構成されている。ただし、離別アクチュエータ６２に相当する部分は、優先回転機構１１８側に設けられている。この実施形態の場合もシェード駆動アクチュエータ１１４は、例えば４個の歯車で構成される減速ギア５２によりモータ５０の回転速度が減速されて回転シェード３８と接続された動作軸５４を所定の速度で回転させている。

動作軸５４は、ジョイント機構１１６の一部にも含まれる棒状部材であり、軸の一部に減速ギア５２と噛合する最終ギア５６が固定されている。動作軸５４の一端側には、軸と直交する断面形状が例えば略Ｄ字形状であり、回転シェード３８の回転軸３８ａに形成された係合孔６０と係合する接離部５８が形成されている。従って、係合孔６０は接離部５８の形状より僅かに大きな実質的に相似形状で形成され、接離部５８が係合孔６０に挿入されることで、動作軸５４の回転トルクをそのまま回転シェード３８に伝達し、回転シェード３８を回転させることができる。

本実施形態において、回転シェード３８の回転軸３８ａはランプユニット１８の内壁と一体の固定壁６８によって例えば、ドライベアリングやブッシュ等を介して回転自在かつ軸方向へスライド自在に支持されている。前述したように、回転シェード３８の一端側には、ジョイント機構１１６を介してシェード駆動アクチュエータ１１４が接続されている。一方、回転シェード３８の他端側には、回転シェード３８の段付き部３８ｃと固定壁６８との間にスプリング等の付勢部材１２０が配置され、回転シェード３８を常時シェード駆動アクチュエータ１１４側に付勢している。つまり、定常時は、回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ１１４との接続を維持してシェード駆動アクチュエータ１１４からの回転トルクを回転シェード３８に伝達するようにしている。

本実施例の場合、優先回転機構１１８には、離別アクチュエータ１２２が接続されている。離別アクチュエータ１２２は、モータ１２４、ウォームギア１２６、摺動軸１２８を含む。摺動軸１２８の表面にはネジ部が形成され、モータ１２４が回転してウォームギア１２６が駆動すると、モータ１２４の回転方向に応じて摺動軸１２８が矢印Ｄ、Ｅ方向に摺動する。摺動軸１２８は、一端が優先回転機構１１８内部に突出している。そして、摺動軸１２８の先端には、優先回転機構１１８内部に突出した回転シェード３８の回転軸３８ａの先端に形成された略円筒状の軸離別フック１３０と係合可能な引込フランジ１３２が形成されている。従って、モータ１２４が回転して摺動軸１２８が矢印Ｄ方向に移動した場合、その移動に伴い、軸離別フック１３０と引込フランジ１３２とが係合し、付勢部材１２０の付勢力に逆らい回転シェード３８を矢印Ｄ方向に移動させる。つまり、接離部５８と係合孔６０の接続を解除して回転シェード３８をシェード駆動アクチュエータ１１４から離別させる。

一方、優先回転機構１１８は、そのハウジングの内部に例えば摺動軸１２８と平行な突起を有する固定ピン１３４が植設されている。また。摺動軸１２８の外周面には、例えば摺動軸１２８と平行な突起を有する係止ピン１３６が形成されている。そして、図９（ａ）に示すように、軸離別フック１３０の周囲には、固定ピン１３４と係止ピン１３６とに掛け渡され付勢力が発生した状態のコイルばね等で構成されるリターンスプリング１３８が巻回されている。従って、摺動軸１２８が軸離別フック１３０を引き込んでいない図８の状態では、リターンスプリング１３８の先端１３８ａは係止ピン１３６に引っかかり、その付勢力は摺動軸１２８のみにかかり回転シェード３８側にはかかっていないことになる。つまり、シェード駆動アクチュエータ１１４のモータ５０は、回転シェード３８を回転させるだけの回転トルクを発生できればよく、図５の構成のモータ５０より低トルクのモータを利用することができる。その結果、シェード駆動アクチュエータ１１４のコストや筐体の大きさを図５の構造のものより低減できる。

一方、軸離別フック１３０には、係止ピン１３６と平行でリターンスプリング１３８の付勢方向に段違いで位置する操作ピン１４０が植設されている（図９（ａ）参照）。この構成において、シェード駆動アクチュエータ１１４側でフェールが発生して、回転シェード３８の回転をスムーズに制御できなくなった場合、照射制御部２８は離別駆動制御部８０を介して離別アクチュエータ１２２を駆動して摺動軸１２８を矢印Ｄ方向に摺動させる。その結果、前述したように摺動軸１２８の引込フランジ１３２は軸離別フック１３０と係合して矢印Ｄ方向に回転シェード３８を移動させて回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ１１４との接続を解除する。本実施形態において、図８に示しように軸離別フック１３０と引込フランジ１３２とは隙間Ｐを介して対向しているので、離別アクチュエータ１２２が駆動した場合、まず摺動軸１２８のみが矢印Ｄ方向に移動する。その結果、係止ピン１３６がリターンスプリング１３８の先端１３８ａから引く抜かれてリターンスプリング１３８の先端１３８ａが付勢力により後方に突出した操作ピン１４０と係止される。つまり、リターンスプリング１３８の付勢力が回転シェード３８側に付与されることになる。さらに、摺動軸１２８が矢印Ｄ方向に摺動すると前述したように回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ１１４の接続が解除され、回転シェード３８の回転が自由となる。その結果、図９（ｂ）に示すように、リターンスプリング１３８の付勢力により回転シェード３８が、例えば、図４に示す配光パターンのいずれかを形成するように回転する。なお、リターンスプリング１３８の付勢力による回転シェード３８の回転終点位置は、例えば、左側通行の地域の場合、左側通行用のロービーム用配光パターンを形成する位置とすることが望ましい。リターンスプリング１３８の付勢力による回転シェード３８の回転終点位置は、リターンスプリング１３８の係止調整によって定めてもよいし、優先回転機構１１８の内壁や固定壁６８等に別途ストッパを設けてもよい。

前述したように、シェード駆動アクチュエータ１１４が正常に動作している場合は、モータ５０の回転方向及び回転量を制御することにより回転シェード３８を正確に回転させることが可能であり所望の配光パターンを形成できる。一方、シェード駆動アクチュエータ１１４が何らかの原因によりフェールした場合、回転シェード３８を正確に回転制御できなくなる。例えば、回転シェード３８がハイビーム用の配光パターンを形成している位置でシェード駆動アクチュエータ４４がフェールした場合、車両用前照灯装置１０がハイビーム状態で固定されてしまう。その結果、自車前方車両や前方歩行者等にグレアを与えてしまう可能性があり照射状態として好ましくない。

そこで、本実施形態においては、シェード駆動アクチュエータ１１４のフェールを検出した場合は、離別アクチュエータ１２２のモータ１２４を制御してジョイント機構１１６の接離部５８と係合孔６０との接続を解除する。つまり、回転シェード３８とシェード駆動アクチュエータ４４とを離別させる。シェード駆動アクチュエータ１１４のフェールは、例えば、モータ５０に対する制御量と実際の回転量との比較を行うことにより検出することができる。この他、別途フェール検出用のセンサを設けてもよい。このように、回転シェード３８をシェード駆動アクチュエータ１１４による規制から開放することで、図９（ｂ）に示すように、リターンスプリング１３８の付勢力により回転させることが可能になる。そして、予め設定された所定の配光パターン形成位置に優先回転させることができる。そして、例えばロービーム用配光パターンを優先的に形成することができる。

上述した各実施形態によれば、シェード駆動アクチュエータにフェールが生じた場合、回転シェードとの接続を解除すると共にリターンスプリングの付勢力により直ちに回転シェードを所定の位置、例えばロービーム用配光パターン形成位置に回転させる。従って、シェード駆動系に不具合が生じた場合でもシェード駆動系の状態に拘わらず回転シェードを予め定められたあらゆる走行に適応できる配光パターン形成位置に回転させられる。

なお、図５や図８に示す構造は一例である。従って、シェード駆動アクチュエータにフェールが生じた場合、回転シェードとの接続を解除すると共にリターンスプリング等の付勢力により直ちに回転シェードを所定の位置に回転させることができれば、その構造は適宜変更可能である。また、回転シェード３８を優先回転させる位置をロービーム用配光パターンの形成位置として説明したが、実質的にグレアを生じない配光パターンであれば、他の配光パターンの形成位置に優先回転させてもよい。また、フェールセーフ用の配光パターンを形成するシェードプレートを準備し、その位置に優先回転させてもよい。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

本実施形態の回転シェードユニットを備えた車両用前照灯装置の概略構成を説明する構成図である。 本実施形態の回転シェードの形状を説明する斜視図である。 本実施形態の回転シェードの表面に形成されるシェードプレートの形状を説明する説明図である。 本実施形態の回転シェードの動作により形成される配光パターンの一例を説明する説明図である。 本実施形態の回転シェードユニットの詳細構造図の一例を説明する説明図である。 図５の構造におけるリターンスプリングの動作を説明する説明図である。 本実施形態の車両用前照灯装置の照射制御部と車両側の車両制御部の構成を説明する機能ブロック図である。 本実施形態の回転シェードユニットの他の詳細構造図の例を説明する説明図である。 図８の構造におけるリターンスプリングの動作を説明する説明図である。

符号の説明

１０ 車両用前照灯装置、 １２ ランプボディ、１８ ランプユニット、 ２８ 照射制御部、 ３０ バルブ、 ３４ 回転シェードユニット、 ３６ 投影レンズ、 ３８ 回転シェード、 ４２ シェードプレート、 ４４ シェード駆動アクチュエータ、 ４６ ジョイント機構、 ４８ 優先回転機構、 ５０ モータ、 ５８ 接離部、 ６０ 係合孔、 ６２ 離別アクチュエータ、 ６４ 摺動部、 ６６ 付勢部材、 ７０ リターンスプリング、 ７２ シェード側係止ピン、 ７４ 固定側係止ピン、 １００ 車両、 １０２ 車両制御部、 ７６ 電源回路、 ７８ 回転駆動制御部、 ８０ 離別駆動制御部、 ８２ フェール検出部。

Claims (5)

1. 投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、
   前記光源の光を用いてロービーム用配光パターン及びそれ以外の配光パターンを複数形成可能であり、回転駆動することにより前記複数の配光パターンのうちいずれか１つを選択形成する回転シェードと、
   前記回転シェードを回転駆動させるシェード駆動アクチュエータと、
   前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとを接離自在に係合させるジョイント機構と、
   前記ジョイント機構により前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとが離別状態のときに前記回転シェードを所定の配光パターン形成位置に優先回転させる優先回転機構と、
   前記回転シェードの駆動状態に応じて前記ジョイント機構の接離状態を決定し照射状態を切り替える照射制御部と、
   を備えたことを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 前記優先回転機構は、定常時に前記回転シェードに対して前記所定の配光パターン形成位置に回転させる付勢力を付与し、
   前記照射制御部は、前記ジョイント機構により前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとを離別状態にしたとき、前記優先回転機構による前記回転シェードの前記所定の配光パターン形成位置への回転を許容することを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯装置。
3. 前記優先回転機構は、定常時に前記回転シェードに対し前記所定の配光パターン形成位置に回転させる付勢力の付与を抑制し、
   前記照射制御部は、前記ジョイント機構により前記回転シェードと前記シェード駆動アクチュエータとを離別状態にしたとき、前記優先回転機構が前記所定の配光パターン形成位置に前記回転シェードを回転させる付勢力の付与を許容すると共に前記回転シェードの前記所定の配光パターン形成位置への回転を許容することを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯装置。
4. 前記所定の配光パターン形成位置は、標準的なロービーム用配光パターン形成位置であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
5. 前記優先回転機構は、リターンスプリングの復元力により前記回転シェードを前記所定の配光パターン形成位置に回転させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。

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