JP5117938B2

JP5117938B2 - 車両用前照灯装置

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Publication number: JP5117938B2
Application number: JP2008163697A
Authority: JP
Inventors: 清隆望月
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: JP2010003650A

Description

本発明は、車両用前照灯装置、特にシェードを用いた配光可変型の車両用前照灯装置の構造に関する。

車両用前照灯装置は、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つの光源を用いて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装置も知られている。前者の場合は、４灯式のいわゆる配光固定式前照灯であり、後者の場合は２灯式のいわゆる配光可変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形成したい配光パターンに応じて光軸上に移動させてビーム切換えを行う方法が提案されている。例えば、シェードを上下及び左右に移動させることにより配光パターンもそれに応じて上下及び左右に移動させて、照射角度の異なる実質的に異なる配光パターンを形成可能な車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６３−２９２５０１号公報

近年の車両の高性能化、高機能化に伴い前照灯装置においても様々な状況に対応できる配光パターンの形成が望まれている。例えば、走行状態や自車周囲の車両や歩行者の存在状態などに応じて最適な照明を提供できる配光パターンの形成が望まれている。この場合、複数種類の配光パターンを形成するためにその数に対応した複数のシェードを備える必要がある。ランプユニット内に複数のシェードを配置するには、ランプユニット内に対応するスペースの確保が必要になる。また、複数のシェードの中から所望のシェードを選択し光軸上に移動させるために、それに対応した大型の移動機構が必要になる。しかし、ランプユニットは、車両のデザインによりその大きさが制約を受けるため、無制限にランプユニットを大型化することはできない。したがって、要求される配光パターンの数に応じた新たなランプユニットの内部構造の提案が望まれている。

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、複数種類の配光パターンを形成することが可能な新たな構造の車両用前照灯装置を提案することにある。

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、車両前方へ光を照射可能な光源と、前記光源の光軸に対し車両左右方向に移動することにより遮光状態を変化させて形成する配光パターンの態様を変化させる配光可変シェードと、前記配光可変シェードの一部に形成された開口部を掩塞する補助シェードであって、前記開口部に対する掩塞状態を変化させることにより前記配光可変シェードの輪郭を変化させる補助シェードと、前記配光可変シェードの移動状態と前記補助シェードの掩塞状態の少なくとも一方を変更して形成する配光パターンを決定するパターン変更機構と、を備えたことを特徴とする。

配光可変シェードは、光軸に対し車両左右方向に移動することにより当該シェードのエッジ部分で形成されるカットオフラインの傾斜部の位置を変化させるカットオフライン変位機構として機能することができる。また、カットオフラインの傾斜部の位置が車両左右方向に移動することにより配光パターンが実質的に車両左右方向に変位するスイブル機能が実現できる。一方、補助シェードは、配光可変シェードの一部に形成された開口部の掩塞状態を変化させることによりシェードの輪郭を変化させるので、掩塞時には例えば、配光可変シェードを光の遮蔽領域の広いロービーム用にすることができる。一方、未掩塞状態では、開口部が光を透過させるので、掩塞時より照射範囲の広いハイビーム用にすることができる。また、開口部を未掩塞の状態で配光可変シェードを車両左右方向に移動させることにより、開口部を透過する光の照射位置が変化する。その結果、例えば、自車線側のみをハイビーム状態にする自車線片ハイモードにしたり、対向車線のみハイビーム状態にする対向車線片ハイモードにするハイビーム切替機能を実現できる。

この態様によれば、配光可変シェードの移動状態と補助シェードの掩塞状態の組合せにより複数種類の配光パターンを形成することができる。

また、上記態様において、前記パターン変更機構は、前記補助シェードにより掩塞された前記配光可変シェードにより左側通行路に対応した左カットオフラインを含む左ロービーム配光パターンと、右側通行路に対応した右カットオフラインを含む右ロービーム配光パターンとを前記配光可変シェードの移動動作により変更するようにしてもよい。配光可変シェードのカットオフラインを形成するエッジの左右位置には、例えば、異なる方向に傾斜した傾斜部を形成することができる。そして、配光可変シェードを車両左右方向に移動させることにより右側通行用のロービームと左側通行用のロービームとの切り替えを行うロービーム切替機能を実現できる。この態様によれば、配光可変シェードの左右移動のみで、通行法規に対応したロービームの形状切替を実現できる。

また、上記態様において、前記パターン変更機構は、前記補助シェードの非制御時に当該補助シェードにより前記開口部を優先的に掩塞するようにしてもよい。補助シェードは非制御時に開口部を掩塞するので、何らかの原因により補助シェードが制御不能になった場合にハイビーム状態からロービーム状態に優先的に配光パターンを移行させることができる。その結果、補助シェードがフェールした場合でも対向車や歩行者に不快感を伴うまぶしさである「グレア」を与えてしまうことを抑制できる。また、掩塞状態の切替は、制御・非制御の切替で迅速に行うことができるので、例えば、高速でロービームとハイビームを切り替えるパッシングをスムーズに行うことができる。

また、上記態様において、前記パターン変更機構は、前記配光可変シェードより前記光源側に配置されていてもよい。この態様によれば、パターン変更機構の影が、配光可変シェードで形成した配光パターンの中に映り込むことが防止できて、形成する配光パターンの品質向上に寄与できると共に、パターン変更機構が車両用前照灯装置の正面意匠の品質を低下させることを防止できる。

また、上記態様において、前記配光可変シェードの移動範囲において、前記光源の光軸を挟んだ左右離間位置に前記配光可変シェードにより形成される配光パターンの左右端領域を規定する一対の固定シェードが配置されていてもよい。本発明者らは試験を繰り返した結果、複数種類の配光パターンを形成する場合、光の照射有無の変化や光の照射形状の変化は光源の光軸を中心とする限られた範囲で変化させれば十分であり、配光パターンの左右端部はあまり変化させなくてもグレアや視認性に大きな違いが生じないことを見い出した。そこで、配光パターンの左右位置を固定シェードによって固定形状とすることによりパターン変更機構が配光可変シェードを移動させる範囲を必要最小限となるようにした。その結果、パターン変更機構および配光可変シェードの小型化が可能になり車両用前照灯装置の小型化に寄与できる。

本発明の車両用前照灯装置によれば、複数種類の配光パターンを形成する新たな構造を提供できる。

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、配光可変シェードと補助シェードと、パターン変更機構を含む。配光可変シェードは、光源の光軸に対し車両左右方向に移動して遮光状態を変化させて形成する配光パターンの態様を変化させる。また、補助シェードは、配光可変シェードの一部に形成された開口部の掩塞状態を変化させて配光可変シェードの輪郭を変化させる。パターン変更機構は、配光可変シェードの移動状態と補助シェードの掩塞状態の少なくとも一方を変更して、シェード全体としての光の遮蔽状態を変化させて、形成する配光パターンを決定する。

図１は、本実施形態の配光可変シェードと補助シェードを備えたランプユニットを含む車両用前照灯装置１０の概略構成を説明する構成図である。

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が接続されている。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２６が固定されている。このユニットブラケット２６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５２が接続されている。このレベリングアクチュエータ５２は例えばロッド５２ａを矢印Ａ、Ｂ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。例えば、ロッド５２ａが矢印Ａ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５２ａが矢印Ｂ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前照灯装置制御部２４が配置されている。この前照灯装置制御部２４はレベリングアクチュエータ５２の制御も行う。

なお、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５２のロッド５２ａとユニットブラケット２６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の接続部分には車幅方向に間隔をあけて配置された車両前後方向に進退する例えば一対のエーミング調整ネジを配置する。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、配光可変シェード３４、補助シェード３６、固定シェード３８、パターン変更機構４０、投影レンズ４２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、ネオン管、レーザ光源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４２へと導く。

図２は、ランプユニット１８を車幅左右方向に切りそれを上方から見たときの断面図を示す。また、図３は、配光可変シェード３４と補助シェード３６の正面図及び上面図を示す。なお、図３は、補助シェード３６の掩塞状態が「閉状態」になっている状態が示されている。図２、図３（ｂ）に示すように、配光可変シェード３４は、円弧形状をしており、パターン変更機構４０に含まれるモータ４４などで構成されるシェード左右変位機構により円弧軌跡に沿って揺動変位する。揺動角度は、例えば、車幅左右方向に光軸を中心に例えば２０°とすることができる。図３（ａ）に示すように、配光可変シェード３４の略中央部には、矩形形状の開口部４６が形成され、この開口部４６を掩塞可能な補助シェード３６が配置されている。なお、図２、図３の例では、配光可変シェード３４の開口部４６に補助シェード３６が嵌り込む状態で配置されている。この場合、開口部４６と補助シェード３６の係合部の隙間から光が漏れないようにする配慮する必要がある。例えば、配光可変シェード３４の円弧内側に漏光防止用のシール部材を配置したり、隙間の方向を光軸と平行にしないようにする等の対策を実施することが好ましい。また、開口部４６は補助シェード３６で掩塞できればよいので、例えば、配光可変シェード３４の円弧内側に開口部４６より大きな形状の補助シェード３６を配置するようにしてもよい。したがって、配光可変シェード３４がモータ４４によって車幅左右方向に変位させられる場合は、配光可変シェード３４と補助シェード３６が同時に変位することになる。

前述したように、補助シェード３６は配光可変シェード３４の開口部４６を掩塞するように配置されている。そして、その形状は両端上部に傾斜方向の異なる傾斜部３６ａ、３６ｂを有している。また、補助シェード３６の曲率と同等の曲率を有した円弧形状になっている。補助シェード３６の傾斜部３６ａは左側通行用のロービーム用配光パターンを形成するときに、右側配光が左側配光より低いカットオフラインを形成するときの傾斜部分に対応する形状である。また、補助シェード３６の傾斜部３６ｂは右側通行用のロービーム用配光パターンを形成するときに、左側配光が右側配光より低い、いわゆる「ドーバーロービーム」のカットオフラインを形成するときの傾斜部分に対応する形状である。

例えば、図３において、バルブ３０の光軸位置Ｓ（図３（ａ）、図３（ｂ）の場合、配光可変シェード３４の左右中心を示す「符号Ｃ」も同じ位置に図示している）とすると、傾斜部３６ａにおける「符号Ｄ」の部分を光軸位置Ｓに移動させる。その結果、光軸位置Ｓより右側配光が左側配光より低いカットオフラインを有する左側通行用のロービーム用配光パターンを形成することができる。同様に、図３において、傾斜部３６ｂにおける「符号Ｂ」の部分を光軸位置Ｓに移動させると、光軸位置Ｓの右側配光が左側配光より低いカットオフラインを有する右側通行用のロービーム用配光パターンを形成することができる。形成される配光パターンとシェードの輪郭形状に関する詳細は後述する。

図１に示すように、配光可変シェード３４はシェード支持台４８上に立設されている。そして、このシェード支持台４８上には補助シェード３６の掩塞状態を変化させるアクチュエータとしてシェード掩塞変化機構が固定されている。シェード掩塞変化機構は例えば非制御状態のときにロッド５０ａがスプリングなどの付勢部材によって強制的に押し出されて伸長状態に移行する掩塞ソレノイド５０を利用することができる。つまり、何らかの原因により掩塞ソレノイド５０が制御不能になった場合には、ロッド５０ａが伸張して補助シェード３６により配光可変シェード３４の開口部４６を直ちに掩塞することができる。

図４は、補助シェード３６の掩塞状態が「開状態」になっている状態が示されている。補助シェード３６は、掩塞ソレノイド５０のロッド５０ａの伸縮状態により車幅方向に延びる回動軸３６ｃを中心に回動して図３（ａ）の状態と図４（ａ）の状態の間で開口部４６の掩塞状態を変化させる。バルブ３０から光が射出された状態で、補助シェード３６の掩塞状態を「開状態」にすると、配光可変シェード３４の開口部４６を光が通過し、「閉状態」でロービーム用の配光パターンを形成しているときより広い範囲に光を照射する配光パターンが形成できる。つまり、ハイビーム用の配光パターンが形成されることになる。このように、補助シェード３６の掩塞状態を「開状態」にすることにより、配光可変シェード３４の車幅左右方向の移動状態に拘わらず、掩塞状態が「閉状態」のときより広い範囲を照射するハイビームまたはそれに類似する変形ハイビームを形成することができる。

前述したように補助シェード３６は、掩塞ソレノイド５０のロッド５０ａの伸縮によって掩塞状態を切り替えるので、ロービーム状態とハイビーム状態とを迅速に切り替えることができる。例えば、ハイビーム使用時に、対向車や歩行者の存在を確認した場合、ロッド５０ａを短縮状態にすることにより迅速に照射範囲が制限されたロービーム状態またそれに類似する変形ロービーム状態に移行させることができる。なお、掩塞ソレノイド５０が故障して制御不能になった場合でも、掩塞ソレノイド５０のロッド５０ａは初期状態である伸長状態に復帰する。したがって、掩塞ソレノイド５０が故障した場合にハイビームまたは変形ハイビームの状態が維持されることなく、直ちにロービームまたは変形ロービームの状態に移行するフェールセーフ機能を実現できる。

なお、図３（ａ）に示すように、配光可変シェード３４の左右中心「符号Ｃ」が光軸上またはその付近に位置する場合、フェールセーフ機能が動作して補助シェード３６の掩塞状態を「閉状態」にしても、本来のロービームより上の領域に光を照射してしまう場合がある。例えば、左側通行の場合、光軸より右側部分は左側部分より低い位置まで遮光されることが望ましい。したがって、フェールセーフ機能が動作した場合には、追加制御としてレベリングアクチュエータ５２を用いてランプユニット１８を前傾姿勢（下方傾動姿勢）させる制御を行い照射光軸自体を下方に下げるようにしてもよい。

本実施形態においては、パターン変更機構４０は、配光可変シェード３４よりバルブ３０側に配置することが望ましい。パターン変更機構４０をこのように配置することにより、配光可変シェード３４で遮られなかった光をパターン変更機構４０で遮ってしまうことが防止できる。つまり、形成する配光パターンにパターン変更機構４０の影が映り込むことを確実に防止して配光パターンの品質向上に寄与できる。

ところで、本発明者らは前走車の有無、対向車の有無、歩行者の有無などを考慮して各状況における最適な配光パターンの形状を求める試験を繰り返した。その結果、各種配光パターンにおいて、光照射の有無の変化や光照射形状の変化はバルブ３０の光軸を中心とする限られた範囲で調整すればよいことを見い出した。つまり、配光パターンの左右端部を変化させなくてもグレアや視認性に大きな違いが生じないことを見い出した。そこで、本実施形態では、図２に示すように配光パターンの左右位置に固定シェード３８を配置して、その結果形成される配光パターンの左右端部領域を固定形状としている。このように、固定シェード３８を配置することにより、配光可変シェード３４を移動させる範囲を縮小化することができる。つまり、配光可変シェード３４を小型化することが可能になる。さらに、配光可変シェード３４の小型化は、それを移動させるモータ４４の小型化にも寄与し、ランプユニット１８全体の小型化にも寄与できる。また、各部品の小型化は設計の自由度を広げる効果もある。さらに、配光可変シェード３４の小型化、モータ４４の小型化は、モータ４４の消費電力の削減にも寄与する。また消費電力の削減は制御上でも有利な事項となる。

図５は、上述のように構成される車両用前照灯装置１０の前照灯装置制御部２４と車両５４側の車両制御部５６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の前照灯装置制御部２４は、車両５４に搭載された車両制御部５６の指示に従って電源回路５８の制御を行いバルブ３０の点灯制御を行う。また、前照灯装置制御部２４は車両制御部５６からの指示に従い掩塞ソレノイド５０を制御するソレノイド制御部６０やモータ４４を制御する回転駆動制御部６２、レベリングアクチュエータ５２を制御するレベリング制御部６３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６４の操作内容に応じて切り替え可能である。つまり、前照灯装置制御部２４がソレノイド制御部６０や回転駆動制御部６２を介して掩塞ソレノイド５０やモータ４４を制御して配光可変シェード３４の移動状態や補助シェード３６の掩塞状態を変化させる。そして、ロービームまたは変形ロービーム用の配光パターンを形成するか、ハイビームまたは変形ハイビーム用の配光パターンを形成するかを決定する。また、前照灯装置制御部２４はソレノイド制御部６０の制御に不具合が生じフェールセーフ機能が動作したときには、レベリング制御部６３を介してレベリングアクチュエータ５２を制御して不要な照射範囲に光が照射されるのを防止するようにランプユニット１８を前傾姿勢に変位させる。つまり、ランプユニット１８と共に配光可変シェード３４が所定量下降させられた状態と同じ状態となり、配光パターンのカットオフラインが下がりグレアが防止される。

また、本実施形態の車両用前照灯装置１０は、ライトスイッチ６４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５６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する。そして、前照灯装置制御部２４を制御して補助シェード３６の掩塞状態を「閉状態」にすると共に、通行方向に対応して配光可変シェード３４を車両左右方向の所定位置に移動させてロービーム用に配光パターンを形成する。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、照射範囲を広げた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する。そして、補助シェード３６の掩塞状態を「開状態」にしてハイビーム用配光パターンを形成する。同様に交通法規が左側通行の地域の場合で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自車線側のみハイビームとする左片ハイ配光パターンを形成する。また、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、対向車線側のみをハイビームにする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５４の車両制御部５６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６６が接続されている。車両制御部５６は、カメラ６６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前照灯装置制御部２４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６６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。カメラ６６は、車両用前照灯装置１０の制御専用のものでもよいし、他のシステムと共用するカメラでもよい。このような制御モードを画像認識モードということもできる。

また、車両制御部５６は、車両５４に通常搭載されているステアリングセンサ６８、車速センサ７０などからの情報も取得可能であり、車両５４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５６はステアリングセンサ６８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配光可変シェード３４を旋回方向に回転させて配光パターンの中心が旋回方向に向くようにする「スイブル機能」を実現してもよい。また旋回方向に応じて、左片ハイ配光パターン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。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５６は車速センサ７０からの情報に基づき高速走行のときに、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。この制御は、レベリングアクチュエータ５２によりランプユニット１８を後傾姿勢にして配光パターンの照射範囲を上方向に広げることにより行うことができる。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５６は、ナビゲーションシステム７２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ことができる。また、車両制御部５６は、車高センサ７４から現在の自車両の車高情報を取得することができる。車両の姿勢は、乗員や積載物によって異なる。また、加減速時にも変化する。各車輪のサスペンションの伸縮状態を車高センサ７４で検出することにより車両の姿勢を検出して光軸の上下方向の変動を取得することができる。光軸の上下方向の変位情報を前照灯装置制御部２４へ提供してレベリング制御部６３を介してレベリングアクチュエータ５２を制御することにより、走行状態に応じた光軸高さの最適化が可能になり、高品質の光照射を提供することができる。

図６は、上述した車両用前照灯装置１０で形成可能な配光パターンの一例を説明する説明図である。なお、各シェードは図１、図３等に示すようにカットオフラインを形成するエッジ部分を上方に向けてランプユニット１８の下方側から起立姿勢で配置されている。そして、各シェードで遮光される光は、投影レンズ４２を通過することにより左右上下が反転されて車両前方に投影される。図６においては、配光パターンの形状と各シェードの形状との対応関係を明確にするために、各シェードを左右上下反転させた状態で図示し配光パターンと同一の図で示している。

図６（ａ）は、左側通行路に対応した左カットオフラインを含む左ロービーム配光パターンＬｏ１を形成するときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。この場合、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４を車幅方向右方向（図６（ａ）では、配光可変シェード３４の図示を反転させているので左方向に移動したように図示）に回動させる。そして、補助シェード３６の傾斜部３６ａが光軸位置Ｓの位置近傍に来るようにすると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「閉状態」にする。その結果、左側通行用で右側配光が左側配光より低いカットオフラインを有する配光パターンが形成できる。つまり、左側通行の地域で前走車や対向車等が存在する場合の使用に適したグレアを与えないような配光パターンを形成することができる。

図６（ｂ）は、ハイビーム配光パターンＨｉ１を形成するときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。この場合、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４の左右中心を示す「符号Ｃ」の位置を光軸位置Ｓの位置近傍に来るように回転させると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「開状態」にする。その結果、配光可変シェード３４の開口部４６を光が通過する配光パターンが形成できる。つまり、前走車や対向車、歩行者などが存在しないときで運転者の前方視認性を向上させる場合の使用に適した配光パターンを形成することができる。なお、図６（ｂ）において、補助シェード３６の回動軸３６ｃが存在する部分があるが、この部分には、リフレクタ３２で反射した光は当たらず、形成される配光パターンには影響しないものとする。

図６（ｃ）は、変形ハイビーム配光パターンである左片ハイ配光パターンＨｉ２を形成するときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。この場合、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４を車幅方向右方向（図６（ｃ）では左方向に移動したように図示）に回動させる。そして、補助シェード３６の傾斜部３６ａに対応する「符号Ｄ」の部分が光軸位置Ｓの位置近傍に来るようにすると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「開状態」にする。その結果、左側通行用で、自車線側である左側配光のみハイビーム状態になり、対向車線側である右側配光がロービーム状態を維持する配光パターンが形成できる。つまり、左側通行の地域で前走車が存在せず、対向車等が存在する場合の使用に適した配光パターンを形成することができる。この場合、自車線側は運転車の視認性を向上させる配光となり、対向車線側はグレアを防止可能な配光となる。

図６（ｄ）は、図６（ｃ）とはハイビーム部分が逆になっている変形ハイビーム配光パターンである右片ハイ配光パターンＨｉ３を形成するときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。この場合、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４を車幅方向左方向（図６（ｄ）では右方向に移動したように図示）に回動させる。そして、補助シェード３６の傾斜部３６ｂに対応する「符号Ｂ」の部分が光軸位置Ｓの位置近傍に来るようにすると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「開状態」にする。その結果、右側通行用で、自車線側である右側配光のみハイビーム状態になり、対向車線側である左側配光がロービーム状態を維持する配光パターンが形成できる。つまり、右側通行の地域で対向車等が存在し、前走車が存在しない場合の使用に適した配光パターンを形成することができる。この場合、自車線側は運転車の視認性を向上させる配光となり、対向車線側はグレアを防止可能な配光となる。

図６（ｅ）は、左側通行路に対応した左ロービーム配光パターンを形成時に右方向に車両を旋回させるときに用いる右スイブル配光パターンＬｏ２を形成するときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。この場合、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４を左ロービーム配光パターンＬｏ１を形成するときより左方向（図６（ｅ）では右方向に移動したように図示）にステアリングセンサ６８から情報に基づく角度だけ回動させる。そして、補助シェード３６の傾斜部３６ａが光軸位置Ｓの位置より左（図６（ｅ）では右として図示）に来るようにすると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「閉状態」にする。その結果、右カーブに沿って自車線側の左側配光が対向車線側の右側配光より高いカットオフラインを有する配光パターンが形成できる。つまり、左側通行の右カーブ路において、前走車や対向車等が存在する場合の使用に適したグレアを与えないようにすると共に、右カーブ路に沿って配光を向けた視認性が向上された配光パターンを形成することができる。なお、左側通行の左カーブ路における左スイブル配光パターンを形成する場合は、左ロービーム配光パターンＬｏ１を形成するときより右方向（図６（ｅ）では左方向に移動したように図示）に回動させればよい。なお、このようなスイブル制御は、ナビゲーションシステム７２から道路形状を取得し、ステアリングセンサ６８の反応より僅かに先行して行ってもよい。この場合、カーブ路の視認性の向上や、カーブが近づくことを運転者に事前に報知するという効果も得られる。

図６（ｆ）は、右側通行路に対応した右カットオフラインを含む右ロービーム配光パターンＬｏ３、いわゆる「ドーバーロービーム」を形成するときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。この場合、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４を車幅方向左方向（図６（ｆ）では右方向に移動したように図示）に回動させる。そして、補助シェード３６の傾斜部３６ｂが光軸位置Ｓの位置近傍に来るようにすると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「閉状態」にする。その結果、右側通行用で左側配光が右側配光より低いカットオフラインを有する配光パターンが形成できる。つまり、右側通行の地域で前走車や対向車等が存在する場合の使用に適したグレアを与えないような配光パターンを形成することができる。

この他、自車の直前に照射領域を形成する水平カット配光パターンを形成することもできる。この場合は、配光可変シェード３４をバルブ３０側から見たときに当該配光可変シェード３４の左右中心を示す「符号Ｃ」の位置を光軸位置Ｓの位置近傍に来るように回転させると共に、補助シェード３６の掩塞状態を「閉状態」にする。そして、レベリングアクチュエータ５２によりランプユニット１８を前傾姿勢として傾斜部のないカットオフラインを含む配光パターンを下方に下げる。その結果、自車直前の視認性を特に向上させた配光パターンが形成できる。

図７は、フェールセーフ機能が動作したときの配光可変シェード３４の移動状態と補助シェード３６の掩塞状態を示している。図７（ａ）、図７（ｂ）は、図６（ｂ）のハイビーム配光パターンＨｉ１を形成中に掩塞ソレノイド５０やモータ４４が故障した場合のフェールセーフ動作を説明している。ソレノイド制御部６０や回転駆動制御部６２は、ハイビーム配光パターンＨｉ１を形成中に掩塞ソレノイド５０やモータ４４の故障を検出した場合、その情報を前照灯装置制御部２４にフィードバックする。そして、ソレノイド制御部６０は掩塞ソレノイド５０を非制御状態として、ロッド５０ａを伸長状態に優先的に切り替える。その結果、図７（ａ）に示すように、ハイビーム状態はからロービームに近い状態のフェール配光パターンＦｓ１に直ちに移行する。この状態でも前走車や対向車、歩行者などに対するグレアは十分に抑制できるが、図６（ａ）に示すような最適なロービーム状態よりは右側配光のカットオフラインが高くなっている。そこで、レベリング制御部６３はレベリングアクチュエータ５２を制御してランプユニット１８を前傾姿勢とする。その結果、図７（ｂ）に示すように、形成される配光パターンのカットオフラインは、全体として下方に移動し対向車に対してもグレアを与えないようなフェール配光パターンＦｓ２が形成できる。

図７（ｃ）は、図６（ｃ）に示す左片ハイ配光パターンＨｉ２の形成中に掩塞ソレノイド５０やモータ４４が故障した場合のフェールセーフ動作を説明している。ソレノイド制御部６０や回転駆動制御部６２は、左片ハイ配光パターンＨｉ２の形成中に掩塞ソレノイド５０やモータ４４の故障を検出した場合、その情報を前照灯装置制御部２４にフィードバックする。そして、ソレノイド制御部６０は掩塞ソレノイド５０を非制御状態として、ロッド５０ａを伸長状態に優先的に切り替える。その結果、図７（ｃ）に示すように、左片ハイ配光パターンＨｉ２の状態から左ロービーム配光パターンＬｏ１と同じ状態のフェール配光パターンＦｓ２に直ちに移行する。

このように本実施形態においては、非制御時に補助シェード３６を掩塞状態にする掩塞ソレノイド５０を用いることによって、対向車や前走車にグレアを与えないようなロービーム状態またはそれに近い状態に迅速に移行させることができる。また、掩塞ソレノイド５０は、非制御時にロッド５０ａを伸長させる機構としてスプリングなど機械的な付勢手段を用いている。その結果、制御応答性に優れた構造を容易に構成できる。したがって、例えば、ハイビーム使用時に、前走車や対向車、歩行者などを確認した場合には、ライトスイッチ６４の操作や車両制御部５６からの指令により掩塞ソレノイド５０を非制御状態として、直ちにロービームまたはそれに近い状態に切り替えることが可能で、照射応答性の優れた車両用前照灯装置１０を構成できる。また、ロービーム照射時にパッシングを行う場合も、掩塞ソレノイド５０のロッド５０ａの伸縮を連続して行うのみでロービームとハイビームを迅速に切り替えてスムーズなパッシングが実行できる。

本実施形態によれば、配光可変シェード３４の移動状態の変更と補助シェード３６の掩塞状態の変更との少なくとも一方を変更することにより様々な配光パターンを迅速に形成することできる。また、各配光パターンの形成は、配光可変シェード３４と補助シェード３６の動作の組合せで実現できるので、その構造はシンプルであり、ランプユニット１８の大型化抑制に寄与することができる。

なお、本実施形態では、配光可変シェード３４をモータ４４により円弧軌跡に沿って揺動させる例を示したが、配光可変シェード３４は車幅左右方向に移動できればよい。したがって、例えば、リニアアクチュエータやリンクを用いた構造により配光可変シェード３４を車幅左右方向に直線移動させる構成でも本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態において、補助シェード３６は配光可変シェード３４の開口部４６に対して後方に倒れ込むことにより掩塞状態を「開状態」に変化させる例を示したが、開口部４６の掩塞状態が変化できればよい。例えば、リニアアクチュエータやリンクを用いて上下方向や左右方向に直線移動させて掩塞状態を変化させてもよい。また、光学シャッタ等を用いて掩塞状態を切り替えるようにしても本実施形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態では、開口部４６を矩形形状として説明したが、ハイビームまたは変形ハイビームの形状に応じて変形可能である。この場合、補助シェード３６の形状も開口部４６に対応させて決定することができる。

また、本実施形態では、補助シェード３６の掩塞状態を完全な「開状態」と完全な「閉状態」の２位置とした制御を説明したが、補助シェード３６を完全開状態と完全閉状態の間の位置で停止させて、カットオフラインの高さを異ならせた配光パターンを形成してもよい。

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。

本実施形態の配光可変シェード及び補助シェードを備えるランプユニットを含む車両用前照灯装置の概略構成を説明する構成図である。図１のランプユニットを車幅方向に切った場合の断面図である。本実施形態の配光可変シェードと補助シェードの形状を説明する説明図であり、補助シェードの掩塞状態が閉状態の場合を示す説明図である。本実施形態の配光可変シェードと補助シェードの形状を説明する説明図であり、補助シェードの掩塞状態が開状態の場合を示す説明図である。本実施形態の車両用前照灯装置の前照灯装置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。配光可変シェードの移動状態と補助シェードの掩塞状態を説明すると共に、配光可変シェードの移動状態と補助シェードの掩塞状態との組合せにより形成される配光パターンの形状を示す説明図である。本実施形態においてフェールセーフ機能が作動したとき配光可変シェードの移動状態と補助シェードの掩塞状態を説明すると共に形成される配光パターンの形状を示す説明図である。

符号の説明

１０車両用前照灯装置、１２ランプボディ、１４透明カバー、１６灯室、１８ランプユニット、２４前照灯装置制御部、３０バルブ、３２リフレクタ、３４配光可変シェード、３６補助シェード、３８固定シェード、４０パターン変更機構、４２投影レンズ、４４モータ、４６開口部、５０掩塞ソレノイド、５２レベリングアクチュエータ、５４車両、５６車両制御部、５８電源回路、６０ソレノイド制御部、６２回転駆動制御部、６４ライトスイッチ、６６カメラ、６８ステアリングセンサ、７０車速センサ、７２ナビゲーションシステム、７４車高センサ。

Claims

車両前方へ光を照射可能な光源と、
前記光源の光軸に対し車両左右方向に移動することにより遮光状態を変化させて形成する配光パターンの態様を変化させる配光可変シェードと、
前記配光可変シェードの一部に形成された開口部を掩塞する補助シェードであって、前記開口部に対する掩塞状態を変化させることにより前記配光可変シェードの輪郭を変化させる補助シェードと、
前記配光可変シェードの移動状態と前記補助シェードの掩塞状態の少なくとも一方を変更して形成する配光パターンを決定するパターン変更機構と、
を備えたことを特徴とする車両用前照灯装置。
前記パターン変更機構は、前記補助シェードにより掩塞された前記配光可変シェードにより左側通行路に対応した左カットオフラインを含む左ロービーム配光パターンと、右側通行路に対応した右カットオフラインを含む右ロービーム配光パターンとを前記配光可変シェードの移動動作により変更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。
前記パターン変更機構は、前記補助シェードの非制御時に当該補助シェードにより前記開口部を優先的に掩塞することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用前照灯装置。
前記パターン変更機構は、前記配光可変シェードより前記光源側に配置されてい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。
前記配光可変シェードの移動範囲において、前記光源の光軸を挟んだ左右離間位置に前記配光可変シェードにより形成される配光パターンの左右端領域を規定する一対の固定シェードが配置されてい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。