JP5199781B2

JP5199781B2 - 車両用前照灯装置

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Publication number: JP5199781B2
Application number: JP2008207428A
Authority: JP
Inventors: 篤杉本
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-08-11
Also published as: US20100033984A1; US8182126B2; CN101648541A; EP2154025B1; EP2154025A1; JP2010044925A; CN101648541B

Description

本発明は、車両用前照灯装置、特にシェードを用いて複数種類の配光パターンを形成する車両用前照灯装置の構造に関する。

車両用前照灯装置は、光源からの光が投影レンズを介して車両前方に射出し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。ロービームとハイビームの切り替えをロービーム用の光源とハイビーム用の光源の点灯切り替えを行うことで行う、いわゆる４灯式の配光固定式前照灯がある。また、１つ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、いわゆる２灯式配光可変式前照灯がある。

近年、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。特に、ハイビームは、対向車や歩行者、前走車などに不快感を伴う眩しさ、いわゆる「グレア」を与えてしまう可能性があるため、対向車や歩行者、前走車等が存在する場合は使用が控えられる傾向があり、ハイビームの利用頻度は低かった。その一方で、ハイビームは、運転者の前方視認性を高める効果があるので、グレアを与えないようなハイビームの配光パターンの形成が望まれている。このような要望に対し例えば、ハイビーム用の配光パターンを変化させられる構成として、ハイビーム用の前照灯装置に複数の光源を搭載してその光源の点消灯を制御して配光パターンの形状を変化させる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１７９９６９号公報

上述の文献のハイビーム用の車両用前照灯装置は、歩行者や先行車或いは対向車の有無に応じ、ハイビームの照射領域を最適に設定することが可能で最適なハイビーム用の配光パターンを形成する構成として有効である。しかし、コスト面や制御面においては改善の余地があり、より簡易な構造、より簡易な制御によりハイビームの照射領域を上記文献と同様に最適化する技術の開発が望まれている。

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、前照灯装置の構造を大きく変化させたり光源の数を増加させることなく、また複雑な点消灯制御を行うことなくハイビームの照射領域を最適に設定することのできる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、本発明のある態様は、車両の車幅方向の左右に隔てて配置されそれぞれが個別配光パターンを形成可能な左灯具ユニットと右灯具ユニットと、前記左灯具ユニットと前記右灯具ユニットとを制御して前記各個別配光パターンの形状を制御するパターン制御部と、を含む車両用前照灯装置であって、前記左灯具ユニットと前記右灯具ユニットはそれぞれ、投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、前記光源の光軸に対し進退可能であり、進出位置において前記光源の光の一部を遮ってロービーム用配光パターンを形成し、退避位置においてハイビーム用配光パターンの一部形状の形成を許容する可動シェードと、前記可動シェードを進退移動させるシェード移動機構と、前記可動シェードが退避位置にある場合に前記ハイビーム用配光パターンの一部形状を形成する固定シェードと、を含み、前記パターン制御部は、前記左灯具ユニットと右灯具ユニットの各シェード移動機構を制御して各個別配光パターンの形状を決定すると共に各個別配光パターンを重畳して合成配光パターンの形状を決定することを特徴とする。

ここで光源からの光は、バルブ等の発光体自身からの光の他、リフレクタなどで反射した反射光も含むことができる。左灯具ユニット及び右灯具ユニットは、可動シェードを進出位置に移動させることにより単独でロービーム用の個別配光パターンを形成できる。つまりいずれか一方が点灯不可の場合でも車両の前照灯装置としてのロービーム照射機能を果たすことができる。また、左灯具ユニットと右灯具ユニットの可動シェードを退避位置に移動させて点灯状態として、各個別配光パターンを重畳合成することでハイビーム用の配光パターンを形成できる。また、左灯具ユニットの可動シェードを退避位置に移動させて右灯具ユニットの可動シェードを進出位置に移動させて、各個別配光パターンを重畳合成することにより、自車前方左側の照射領域がハイビーム照射状態で右側がロービーム照射状態となる左片ハイ配光パターンを形成できる。同様に、右灯具ユニットの可動シェードを退避位置に移動させて左灯具ユニットの可動シェードを進出位置に移動させて、各個別配光パターンを重畳合成することにより、自車前方右側の照射領域がハイビーム照射状態で左側がロービーム照射状態となる右片ハイ配光パターンを形成できる。

この態様によれば、左灯具ユニットと右灯具ユニットが形成する個別配光パターンを重畳合成することによりロービーム用の配光パターンのみならず、複数種類のハイビーム用の配光パターンを容易な可動シェードの進退制御により実現できる。

また、上記態様において、前記左灯具ユニットの前記固定シェードは前記ハイビーム用配光パターンにおける光軸より左側の領域を形成し、前記右灯具ユニットの前記固定シェードは前記ハイビーム用配光パターンにおける光軸より右側の領域を形成するようにしてもよい。この態様によれば、左灯具ユニットと右灯具ユニットとがそれぞれ別々の領域の個別配光パターンを形成するので、片ハイ配光パターンの形成制御を容易にできる。

また、上記態様において、前記可動シェード及び固定シェードの車幅方向の形状は、前記投影レンズの後方焦点面の湾曲形状に対応して湾曲しているようにしてもよい。この態様によれば、投影レンズから可動シェード及び固定シェードまでの距離を実質的に均一にすることができる。つまり、可動シェード及び固定シェードの車幅方向縁部における投影像の形状歪みの発生を抑制できる。その結果、左灯具ユニットで形成する個別配光パターンと右灯具ユニットで形成する個別配光パターンを重畳して合成したときのズレが防止され鮮明な合成配光パターンが形成することができる。

また、上記態様において、前記可動シェードの進出位置における光の遮蔽境界となる稜線部は、前記投影レンズの後方焦点面に沿って配置されるようにしてもよい。この構成によれば、可動シェードの稜線部を後方焦点面に沿って配置することにより鮮明なカットオフラインが形成できる。その結果、左灯具ユニットが形成するロービーム用の個別配光パターンと右灯具ユニットが形成するロービーム用の個別配光パターンを重畳した場合もカットオフラインの鮮明さを維持したロービーム用の合成配光パターンが形成できる。

また、上記態様において、前記シェード移動機構は、前記パターン制御部の非制御時に前記可動シェードを前記進出位置に優先移動させるようにしてもよい。例えば、可動シェードが退避位置にある場合にシェード移動機構を含む移動系に何らかの異常が生じた場合、可動シェードは優先的に進出位置に移動させられる。この動作は、シェード移動機構が非制御状態のときに行われる動作なので、シェード移動機構に対する駆動力のカットのみで実現できる。シェード移動機構が制御できない状態でも可動シェードを進出位置に移動させるような機械的な復帰機構を設けてもよい。その結果、可動シェードに制御異常が生じた場合に優先的にロービーム用の個別配光パターンを形成できる。つまり、制御異常に対するフェールセーフの機能を実現し、対向車や歩行者にグレアを与える可能性が低い配光状態に迅速に移行させることができる。なお、左灯具ユニットと右灯具ユニットのいずれか一方にフェールが生じた場合には、正常な側の灯具ユニットのシェード移動機構も可動シェードを進出位置に優先移動させるフェール制御を行うことが望ましい。

本発明の車両用前照灯装置によれば、前照灯装置の構造を大きく変化させたり光源の数を増加させることなく、また複雑な点消灯制御を行うことなくハイビームの照射領域を最適に設定することができる。

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、車両の車幅方向の左右に隔てて配置されそれぞれが個別配光パターンを形成可能な左灯具ユニットと右灯具ユニットと、当該左灯具ユニットと右灯具ユニットとを制御して各個別配光パターンの形状を制御するパターン制御部と、を含む。左灯具ユニットと右灯具ユニットはそれぞれ投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、可動シェードとシェード移動機構と固定シェードを含む。可動シェードは、光源の光軸に対し進退可能であり、進出位置において光源の光の一部を遮ってロービーム用の個別配光パターンを形成し、退避位置においてハイビーム用の配光パターンの一部形状の形成を許容する。また、固定シェードは、可動シェードが退避位置にある場合にハイビーム用の配光パターンの一部形状を形成する。そして、パターン制御部は、左灯具ユニットと右灯具ユニットの各シェード移動機構を制御して各個別配光パターンの形状を決定すると共に各個別配光パターンを重畳して合成配光パターンの形状を決定する。

図１は、本実施形態の灯具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。また、図２は、車両用前照灯装置１０の灯具ユニットの内部構造を説明するための斜視図である。なお、車両用前照灯装置１０において車両の車幅方向の左右に隔てて配置される左灯具ユニットと右灯具ユニットの基本構造は同じなので、図１では左灯具ユニットおよびその関連部材について説明し、右灯具ユニットに関する説明は省略する。

左灯具ユニットを含む車両用前照灯装置１０は、車体の前端部における左端部に配置され、右灯具ユニットを含む車両用前照灯装置１０は、右端部に左灯具ユニットから隔てられた位置に配置されている。

車両用前照灯装置１０は、図１に示すように、前方に開口された凹部を有するランプボディ１２と当該ランプボディ１２の開口面を閉塞する透明カバー１４とを備えている。ランプボディ１２と透明カバー１４によって灯具ユニット外筐１６が構成され、当該灯具ユニット外筐１６の内部空間が灯室１８となる。

ランプボディ１２の後端部には前後に貫通された取付孔１２ａが形成されている。取付孔１２ａにはバックカバー２０が取り付けられている。

灯室１８には灯具ユニット２２が配置されている。灯具ユニット２２はレンズホルダー２４と当該レンズホルダー２４の前端部に取り付けられた投影レンズ２６とレンズホルダー２４の後面に取り付けられたリフレクタ２８と当該リフレクタ２８の後端部に取り付けられた光源としてのバルブ３０を含む。なお、本実施形態において光源からの光は、バルブ３０自身からの光の他、バルブ３０から射出されリフレクタで反射した反射光も含むものとする。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。

灯具ユニット２２はランプボディ１２に図示しない光軸調整機構を介して支持されている。光軸調整機構を動作させることにより灯具ユニット２２をランプボディ１２に対して上下方向または左右方向へ移動させることが可能で、バルブ３０等光源から出射される光の光軸調整、例えばエーミング調整またはレベリング調整を実行することが可能となる。

レンズホルダー２４は前後方向に貫通された略円筒状に形成されている。レンズホルダー２４の上端部には上下に延びる回動軸３２が固定され、この回動軸３２は灯室１８におけるレンズホルダー２４の上方に位置された支持部材３４に回動自在に支持されている。従って、レンズホルダー２４を有する灯具ユニット２２が回動軸３２を支点として灯具ユニット外筐１６に対して左右方向へ回動可能とされている。このような灯具ユニット２２の灯具ユニット外筐１６に対する左右方向への回動は、運転者のステアリング操作と連動させることが可能でありスイブル機能を実現する。例えば、灯室１８におけるレンズホルダー２４の下方にはモータなどで構成されるアクチュエータ３６が配置されている。アクチュエータ３６は、その前端部に上方へ突出された連結部３６ａを有している。連結部３６ａはレンズホルダー２４の下端部に連結されている。連結部３６ａはアクチュエータ３６の駆動力により回転され、連結部３６ａが回転されることにより、その回転方向に応じた方向へ灯具ユニット２２が回動軸３２を支点として左右方向へ回動する。すなわち、車両左右方向へのスイブル機能を実現することができる。

投影レンズ２６は前方側の表面が凸面に形成され後方側の表面が後方を向く平面に形成された平凸非球面レンズである。そのため投影レンズ２６は後側焦点Ｆ２を含む後方焦点面上の像を反転して前方へ投影する機能を有する。

リフレクタ２８は内面が反射面２８ａとして形成され、当該反射面２８ａは前端部を除き、例えば、略楕円球面に形成されている。反射面２８ａは、バルブ３０の発光部に第１焦点が一致され、投影レンズ２６の後側焦点Ｆ２に第２焦点が一致されるように形成されている。なお、バルブ３０は、その後方に配置されたバルブソケット３８に接続され支持されている。

灯室１８における下端部には灯具ユニット２２の点消灯制御を行う前照灯装置制御部４０が配置されている。前照灯装置制御部４０から延びる給電コード４２はバルブソケット３８へ接続されている。したがって、前照灯装置制御部４０の駆動により給電コード４２を介してバルブ３０に駆動電圧が印加されて光が出射される。バルブ３０から出射された光は前方へ向かうかまたはリフレクタ２８の反射面２８ａで反射され、投影レンズ２６の後側焦点Ｆ２を含む後方焦点面上に集光され、投影レンズ２６によって前方へ照明光として投影される。なお、前照灯装置制御部４０はアクチュエータ３６の制御も行い灯具ユニット２２を左右方向に旋回させるスイブル機能も制御する。

上述したように、本実施形態の車両用前照灯装置１０は、左灯具ユニットが形成する配光パターンと右灯具ユニットが形成する配光パターンを合成して、車両用前照灯装置１０として１つの合成配光パターンを形成する。したがって、左灯具ユニットまたは右灯具ユニットのいずれか一方の前照灯装置制御部４０は、左灯具ユニットで形成する配光パターンの形状と右灯具ユニットで形成する配光パターンの形状を決定して、それらを重畳制御するパターン制御部を含む。パターン制御部については後述する。

灯具ユニット２２の内部には、投影レンズ２６とバルブ３０の間に配光パターン切替機構４４が配置されている。図１及び図２に示すように、配光パターン切替機構４４はシェード４６を有している。シェード４６は可動シェード４８と固定シェード５０から成り、可動シェード４８が固定シェード５０に対して回動可能とされている。可動シェード４８は、バルブ３０等光源からの光の光軸に対し進退可能であり、進出位置においてバルブ３０からの光またはリフレクタ２８で反射した反射光の一部を遮ってロービーム用の個別配光パターンを形成する。また、可動シェード４８は、退避位置においてハイビーム用の配光パターンの一部形状の形成を許容する。一方、固定シェード５０は、可動シェード４８が退避位置にある場合にハイビーム用の配光パターンの一部形状を形成する。図３は、可動シェード４８と固定シェード５０を上面から見た場合の上面図である。なお、可動シェード４８と固定シェード５０の具体的な形状は後述するが、可動シェード４８は左灯具ユニットと右灯具ユニットで同じ形状のものを使用する。一方、固定シェード５０は左灯具ユニットと右灯具ユニットで異なる形状のものを使用する。

固定シェード５０は上方及び前方に開口され内面５０ａが曲面に形成された略椀状に形成されている。図３に示すように、固定シェード５０の上端部には、左右両側の部分を除く部分に、上方に開口された切欠部５０ｂが形成されている。可動シェード４８は、図２及び図３に示すように、後方へ凸の緩やかな円弧状に形成された開閉部４８ａと当該開閉部４８ａの下縁に連続し左右に延びる連結部４８ｂと当該連結部４８ｂの左右両端部からそれぞれ下方へ突出された一対の被支持突部４８ｃとを有している。可動シェード４８は開閉部４８ａが固定シェード５０の切欠部５０ｂを開閉するように回動され、切欠部５０ｂを閉塞する進出位置(図１に実線で示す可動シェード４８の位置)と切欠部５０ｂを開放する退避位置(図１に仮想線で示す可動シェード４８の位置)との間で回動される。進出位置は、固定シェード５０と可動シェード４８によって近距離を照射する、いわゆるロービーム用の配光パターンを形成する位置となる。また、本実施形態の場合、退避位置は進出位置よりバルブ３０側の後方にあり、固定シェード５０によって遠距離を照射する、いわゆるハイビーム用の配光パターンの一部を形成する位置となる。従って、可動シェード４８が進出位置と退避位置との間で回動されることにより、ロービームとハイビームの切り替えが行われる。

図３に示すように、可動シェード４８は開閉部４８ａの左右両端部がそれぞれ当接部５２として設けられている。当接部５２は可動シェード４８が進出位置に移動された状態において、固定シェード５０の被当接部５４にそれぞれ当接される。このとき可動シェード４８の内面４８ｄと固定シェード５０の内面５０ａとは同一曲面上に位置するようになってる。そして、内面４８ｄと内面５０ａで形成される曲面は、投影レンズ２６の後方焦点面の湾曲形状に対応して湾曲している。このように湾曲形状を一致させることにより、可動シェード４８及び固定シェード５０の車幅方向縁部における投影像の形状歪みの発生を抑制できる。その結果、左灯具ユニットで形成する配光パターンと右灯具ユニットで形成する配光パターンを重畳して合成したときのズレが防止され鮮明な合成配光パターンを形成することができる。

シェード４６の上端面は、ロービーム用の配光パターンにおけるカットオフラインを形成するための稜線部５６が設けられている。稜線部５６は、図２及び図３に示すように、左右方向における中央部、即ち、可動シェード４８の左右方向における略中央部が、傾斜した傾斜部５６ａとされ、当該傾斜部５６ａの左右の部分がそれぞれ水平方向に延びる第１水平稜線部５６ｂと第２水平稜線部５６ｃとされている。第１水平稜線部５６ｂは第２水平稜線部５６ｃよりやや高い位置に存在し、第１水平稜線部５６ｂが左側通行における対向車線側の水平カットラインを形成する部分とされ、第２水平稜線部５６ｃが左側通行における自車線側の水平カットラインを形成する部分とされる。このように、可動シェード４８の進出位置における光の遮蔽境界となる稜線部５６は、投影レンズ２６の後方焦点面に沿って配置される。このような配置とすることにより、鮮明なカットオフラインが形成できる。その結果、左灯具ユニットが形成するロービーム用の個別配光パターンと右灯具ユニットが形成するロービーム用の個別配光パターンを重畳した場合もカットオフラインの鮮明さを維持したロービーム用の合成配光パターンが形成できる。

可動シェード４８が進出位置にある状態においては、図２に示すようにバルブ３０から射出される光の光軸Ｓに対して稜線部５６の傾斜部５６ａが概ね横切る状態とされている。可動シェード４８はシェード移動機構５８によって進出位置と退避位置との間を進退移動可能になっている。このシェード移動機構５８はレンズホルダー２４の下面部における上面に配置されている。シェード移動機構５８は、図２に示すように、一対の支持突部６０と左右に長い支点軸６２と捩りコイルバネである付勢バネ６４とソレノイドブロック６６と針金状の連結リンク６８とを含む。支持突部６０はそれぞれ可動シェード４８の被支持突部４８ｃの左右方向における外側に配置されてレンズホルダー２４に固定されている。また、支点軸６２は支持突部６０と可動シェード４８の被支持突部４８ｃとに貫通されている。可動シェード４８は支点軸６２を支点として支持突部６０に対して回動可能とされる。付勢バネ６４は支点軸６２に支持され、可動シェード４８を進出位置へ向けて付勢する機能を有する。

ソレノイドブロック６６には後方へ突出され前後へ移動可能な駆動筒６６ａが設けられている。駆動筒６６ａと可動シェード４８の被支持突部４８ｃとは連結リンク６８によって連結されている。シェード移動機構５８において、ソレノイドブロック６６のソレノイド６６ｂの駆動により駆動筒６６ａが前方へ移動されると、可動シェード４８が支点軸６２を支点として進出位置から退避位置へ向けて回動される。また、ソレノイドブロック６６のソレノイド６６ｂの駆動により駆動筒６６ａが後方へ移動されると、可動シェード４８が支点軸６２を支点として退避位置から進出位置へ向けて回動される。

ところで、シェード移動機構５８の付勢バネ６４は、シェード移動機構５８の非制御時に可動シェード４８を進出位置に優先移動させる。例えば、可動シェード４８が退避位置にある場合にシェード移動機構５８を含む移動系に何らかの異常が生じた場合、可動シェード４８は優先的に進出位置に移動させられる。この動作は、シェード移動機構５８が非制御状態のときに行われる動作なので、シェード移動機構５８のソレノイド６６ｂに対する駆動力のカットのみで実現できる。したがって、付勢バネ６４は、シェード移動機構５８が制御できない状態でも可動シェード４８を進出位置に移動させる機械的な復帰機構となる。その結果、可動シェード４８に制御異常が生じた場合に優先的にロービーム用の個別配光パターンを形成できる。つまり、制御異常に対するフェールセーフの機能を実現し、対向車や歩行者にグレアを与える可能性が低い配光状態に迅速に移行させることができる。なお、左灯具ユニットと右灯具ユニットのいずれか一方にフェールが生じた場合には、正常な側の灯具ユニットのシェード移動機構も可動シェード４８を進出位置に優先移動させるフェール制御を行うことが望ましい。

このように、可動シェード４８が進出位置に移動された状態において、バルブ３０から光が出射されると、可動シェード４８と固定シェード５０で構成されるシェード４６によって光の一部が遮られロービーム用の個別配光パターンが形成される。また、可動シェード４８が退避位置に移動された状態において、バルブ３０から光が出射されると、可動シェード４８は光の通過を許容し、固定シェード５０のみによって、ハイビーム用の配光パターンの一部形状が形成される。そして、左灯具ユニットが形成する部分配光パターンと右灯具ユニットが形成する部分配光パターンを重畳することにより、車両用前照灯装置１０として１つのロービーム用の合成配光パターンまたはハイビーム用の合成配光パターンを形成することができる。

図４（ａ）は、左灯具ユニットに用いる可動シェード４８Ｌと固定シェード５０Ｌを示し、図４（ｂ）は、右灯具ユニットに用いる可動シェード４８Ｒと固定シェード５０Ｒを示す。上述したように、左灯具ユニットの可動シェード４８Ｌと右灯具ユニットに用いる可動シェード４８Ｒの形状は同一形状であり、可動シェード４８Ｌと可動シェード４８Ｒがいずれも進出位置に移動している場合に形成されるロービーム用の合成配光パターンは各部分配光パターンと同一形状である。

一方、左灯具ユニットの固定シェード５０Ｌと右灯具ユニットの固定シェード５０Ｒは異なる形状である。具体的には、図４（ａ）に示すように、左灯具ユニットの固定シェード５０Ｌは、合成するハイビーム用配光パターンにおける光軸より左側の領域へ光を照射するように中央線Ｃより右側が大きく切り欠かれた切欠部７０Ｌを有する。また、固定シェード５０Ｌは中央線Ｃより左側が光を遮蔽する遮蔽部７２Ｌを有する。また、図４（ｂ）に示すように、右灯具ユニットの固定シェード５０Ｒは合成するハイビーム用配光パターンにおける光軸より右側の領域へ光を照射するように固定シェード５０Ｒの中央線Ｃより左側が大きく切り欠かれた切欠部７０Ｒを有し、中央線Ｃより右側が光を遮蔽する遮蔽部７２Ｒを有する。

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４０（４０Ｌ、４０Ｒ）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は、左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒを含む。本実施形態において、左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒにそれぞれ存在する同等の機能の構成部材について説明上特に区別することが必要な場合には、左灯具ユニット２２Ｌ側の構成部材の符号に「Ｌ」を付し、右灯具ユニット２２Ｒ側の構成部材の符号に「Ｒ」を付す。

左灯具ユニット２２Ｌは前照灯装置制御部４０Ｌにって制御され、右灯具ユニット２２Ｒは前照灯装置制御部４０Ｒによって制御される。上述したように、本実施形態の車両用前照灯装置１０は、左灯具ユニット２２Ｌで形成する部分配光パターンと右灯具ユニット２２Ｒで形成する部分配光パターンを重畳合成する。したがって、左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒの統合制御部として、例えば前照灯装置制御部４０Ｌがパターン制御部７４を含む。パターン制御部７４は、車両制御部１０２からの指示に従い左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒにおける個別配光パターンを形成するように前照灯装置制御部４０Ｌ及び前照灯装置制御部４０Ｒの制御状態を管理する。なお、パターン制御部７４は、前照灯装置制御部４０Ｒ側に含まれてもよい。

パターン制御部７４によって制御状態が決定される前照灯装置制御部４０Ｌは、左灯具ユニット２２Ｌのシェード移動機構に含まれるソレノイド６６ｂＬを制御して個別配光パターンの形状を決定する。また、前照灯装置制御部４０Ｌは、左灯具ユニット２２Ｌの電源回路１０４Ｌの制御を行いバルブ３０Ｌの点灯制御を行ったり、アクチュエータ３６Ｌを制御してスイブル制御を行う。同様に、パターン制御部７４によって制御状態が決定される前照灯装置制御部４０Ｒは、右灯具ユニット２２Ｒのシェード移動機構に含まれるソレノイド６６ｂＲを制御して個別配光パターンの形状を決定する。また、前照灯装置制御部４０Ｒは、右灯具ユニット２２Ｒの電源回路１０４Ｒの制御を行いバルブ３０Ｒの点灯制御を行ったり、アクチュエータ３６Ｒを制御してスイブル制御を行う。

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合成配光パターンは、運転者によるライトスイッチ１０６の操作内容に応じて切り替え可能である。つまり、ライトスイッチ１０６の操作状態に応じて、パターン制御部７４によって管理される前照灯装置制御部４０Ｌ、４０Ｒがソレノイド６６ｂＬ，６６ｂＲを制御して左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒの可動シェード４８Ｌ，４８Ｒの移動状態を変化させて各個別配光パターンを形成する。

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１０６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、車両の周囲状況に最適な合成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１０２はロービーム用の合成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定する。そして、パターン制御部７４は前照灯装置制御部４０Ｌを制御して左灯具ユニット２２Ｌの可動シェード４８Ｌによりバルブ３０Ｌ等光源からの光を所定量遮光するロービーム用の個別配光パターンを形成する。同様に、パターン制御部７４は前照灯装置制御部４０Ｒを制御して右灯具ユニット２２Ｒの可動シェード４８Ｒによりバルブ３０Ｒ等光源からの光を所定量遮光するロービーム用の個別配光パターンを形成する。

また、車両制御部１０２は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の合成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定する。そして、左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒの可動シェード４８Ｌ，４８Ｒにより遮光を行わないハイビーム用の個別配光パターンを形成する。また、車両制御部１０２は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特殊ハイビーム用配光パターンの１つであ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特殊ハイビーム用配光パターンの１つであ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１０８が接続されている。車両制御部１０２は、カメラ１０８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パターン制御部７４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１０８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１０８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１０２は、車両１００に通常搭載されているステアリングセンサ１１０、車速センサ１１２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１１０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。つまり、アクチュエータ３６Ｌ，３６Ｒを駆動して左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒを旋回方向に回動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」を実現する。また旋回方向に応じて、左灯具ユニット２２Ｌ、右灯具ユニット２２Ｒの可動シェード４８Ｌ，４８Ｒを進退移動させ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が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１１２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、左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒの可動シェード４８Ｌ，４８Ｒを進出位置で固定したまま、図示を省略したレベリング駆動機構により、光軸を例えば、０．２°〜０．６°の範囲で上方向に移動させる。このような制御により遠方の視認性が向上できる。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１０２は、ナビゲーションシステム１１４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できる。また、レベリング制御部により、ロービーム用配光パターンのカットオフラインの高さを上下に微調整できる。例えば、前方が上り坂の場合、運転者から見て照射領域中の水平の標準線（Ｈ線）より上に道路が延びているように見える。この場合は、カットオフラインを通常より上げて路面に沿うように照射範囲を調整する。逆に下り坂の場合は、カットオフラインを通常より下げる。このような制御を行うことにより路面の起伏に適した光の照射が可能となる。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。なお、道路の形状や起伏状態は、カメラ１０８からの情報に基づき認識してもよい。

また、車両制御部１０２は、車高センサ１１６から現在の自車両の車高情報を取得できる。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。車両の姿勢が変化するとそれに対応して光軸の高さも変化する。つまり、左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒの可動シェード４８Ｌ，４８の移動によって重畳された合成配光パターンも上下に変化する。そこで、車両制御部１０２は車高センサ１１６を介して各車輪のサスペンションの伸縮状態を検出して車両の現在の姿勢情報を取得する。そして、車両制御部１０２は、その姿勢情報をパターン制御部７４に提供する。パターン制御部７４は前照灯装置制御部４０Ｌ及び前照灯装置制御部４０Ｒを統合制御する。つまり、取得した姿勢情報に応じて図示を省略したレベリング駆動機構を制御して左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒの各可動シェード４８Ｌ，４８により形成される合成配光パターンが走行状態に応じた最適な位置に照射されるように光軸修正を行う。このような制御を行うことで、高品質の光照射を提供できる。このような制御モードを車高感応モードということができる。

このように構成される車両用前照灯装置１０の左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒが形成する個別配光パターンと、その重畳により形成される合成配光パターンの例を図６に示す。

「モード１」は、交通法規が左側通行の地域で標準的に利用可能な、「ロービーム」用の配光パターンである。この場合、可動シェード４８Ｌ、可動シェード４８Ｒがいずれも進出位置に移動して実質的に同じ形状のロービーム用の個別配光パターンＬｏＬ、ＬｏＲを形成する。したがって、両者を重畳した場合に形成されるロービーム用の合成配光パターンＬｏＣも同じ形状となる。なお、図６の場合、ロービーム用の配光パターンＬｏＬ、ＬｏＲが重畳していることを図示するために意図的に両者の大きさを変えているが、完全に同じ大きさでよい。この場合、左灯具ユニット２２Ｌの形成するロービーム用の個別配光パターンＬｏＬと右灯具ユニット２２Ｒの形成するロービーム用の個別配光パターンＬｏＲとが重なり合うため、ロービーム用の合成配光パターンＬｏＣの照度は両者の合計照度となる。したがって、ロービーム用の合成配光パターンＬｏＣは、左側通行時に対向車前走車や歩行者にグレアを与えないように配慮された標準的なロービーム用の配光パターンとなる。

「モード２」は、左側通行で自車線側のみハイビーム領域で照射する配光パターンであり、特殊ハイビーム用の配光パターンに分類される、いわゆる「左片ハイ」用の配光パターンである。この場合、可動シェード４８Ｌのみが退避位置に移動し可動シェード４８Ｒが進出位置に移動する。そして、可動シェード４８Ｒによりロービーム用の個別配光パターンＬｏＲが形成される。また、可動シェード４８Ｌの退避により固定シェード５０Ｌによりハイビーム用の個別配光パターンＨｉＬが形成される。そして両者が重畳されると自車前方左側の照射領域がハイビーム照射状態で右側がロービーム照射状態となる左片ハイ配光パターンＨｉＣＬが合成できる。この左片ハイ配光パターンＨｉＣＬは、自車線に前走車や歩行者が存在せず、対向車線に対向車や歩行者が存在する場合に利用することが好ましく、左側通行時に対向車線側の対向車や歩行者にグレアを与えず、自車線側のみハイビーム照射により視認性を高めることができる。

「モード３」は、左側通行で対向車線側のみハイビーム領域で照射する配光パターンであり、特殊ハイビーム用の配光パターンに分類される、いわゆる「右片ハイ」用の配光パターンである。この場合、可動シェード４８Ｒのみが退避位置に移動し可動シェード４８Ｌが進出位置に移動する。そして、可動シェード４８Ｌによりロービーム用の個別配光パターンＬｏＬが形成される。また、可動シェード４８Ｒの退避により固定シェード５０Ｒによりハイビーム用の個別配光パターンＨｉＲが形成される。そして両者が重畳されると自車前方右側の照射領域がハイビーム照射状態で左側がロービーム照射状態となる右片ハイ配光パターンＨｉＣＲが合成できる。この右片ハイ配光パターンＨｉＣＲは、自車線に前走車や歩行者が存在し、対向車線に対向車や歩行者が存在しない場合に利用することが好ましく、左側通行時に自車線側の前走車や歩行者にグレアを与えず、対向車線側のみハイビーム照射により視認性を高めることができる。

なお、左片ハイ配光パターンＨｉＣＬ及び右片ハイ配光パターンＨｉＣＲは、各個別配光パターンが重なった部分、つまり、ロービーム用の配光パターン相当部分のみが両者の合計照度となり明るくなる。そして、ロービーム用の配光パターン相当部分の上に形成される片ハイ追加部分は、左灯具ユニット２２Ｌまたは右灯具ユニット２２Ｒの単独による照射時の照度になる。

「モード４」は、「ハイビーム」用の配光パターンである。この場合、可動シェード４８Ｌ，４８Ｒが退避位置に移動する。したがって、可動シェード４８Ｌ，４８Ｒの退避により固定シェード５０Ｌ，５０Ｒによりハイビーム用の個別配光パターンＨｉＬ，ＨｉＲが形成される。そして両者が重畳されると自車前方の広範囲を照射領域とするハイビーム用の配光パターンＨｉＣが形成される。この場合もロービーム用の配光パターン相当部分の上に形成される左片ハイ追加部分と右片ハイ追加部分は、それぞれ左灯具ユニット２２Ｌ及び右灯具ユニット２２Ｒの単独による照射時の照度になる。

前述したように、左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒは、アクチュエータ３６Ｌ，３６Ｒを同方向に同角度だけ旋回制御することでスイブル機能を実現できる。また、ハイビーム用の合成配光パターンＨｉＣの形成時や、左片ハイ配光パターンＨｉＣＬ、右片ハイ配光パターンＨｉＣＲの形成時において、左灯具ユニット２２Ｌのアクチュエータ３６Ｌと右灯具ユニット２２Ｒのアクチュエータ３６Ｒを個別に離反方向に旋回制御することができる。この場合、特定の車両や歩行者が存在するところのみを非照射とする「スプリット照射」を実現できる。また、ハイビーム用の合成配光パターンＨｉＣの形成時に左灯具ユニット２２Ｌのアクチュエータ３６Ｌと右灯具ユニット２２Ｒのアクチュエータ３６Ｒを接近方向に旋回制御することもできる。この場合、自車前方中央領域でハイビーム用の個別配光パターンＨｉＬと個別配光パターンＨｉＲの重なり部分を形成すること可能になり、その部分の照度を向上して視認性を向上する「ラップ照射」を実現できる。

なお、ハイビーム用の合成配光パターンＨｉＣの形成時や、左片ハイ配光パターンＨｉＣＬ、右片ハイ配光パターンＨｉＣＲの形成時に、左片ハイ追加部分や右片ハイ追加部分の照度低下を抑制したい場合、付加ランプを使用してもよい。この場合、付加ランプを左右それぞれ１灯ずつ追加して個別配光パターン自体の照度を向上させてよいし、付加ランプを１灯追加して，左右の個別配光パターンが重畳された合成配光パターンの照度を向上するようにしてもよい。

なお、本実施形態の車両用前照灯装置１０で通常のパッシングを行う場合には、左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒでハイビーム用の個別配光パターンとロービーム用の個別配光パターンの切り替えを同期させて行えばよい。本実施形態の場合、その切り替えは、迅速に切替動作可能なソレノイド６６ｂで可動シェード４８の進退移動を行うのでスムーズなパッシングが実現できる。また、左灯具ユニット２２Ｌと右灯具ユニット２２Ｒが個別にハイビーム用の個別配光パターンとロービーム用の個別配光パターンの切り替えができる。例えば、左灯具ユニット２２Ｌまたは右灯具ユニット２２Ｒの一方だけパッシング動作を行うようにすれば、運転者に対しては自車前方の照射状態を概ね維持したまま、対向車や歩行者に対してはパッシングと同等の効果を与える「ウインク」のようなパッシングも容易にできる。

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。

本実施形態の可動シェード備える灯具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の車両用前照灯装置における灯具ユニットの内部構造を説明するための斜視図である。本実施形態の灯具ユニットの可動シェードと固定シェードを上面から見た場合の上面図である。本実施形態の灯具ユニットの可動シェードと固定シェードの形状を説明する図であり、図４（ａ）は、左灯具ユニットに用いる可動シェードと固定シェードを示し、図４（ｂ）は、右灯具ユニットに用いる可動シェードと固定シェードを示す。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。本実施形態の車両用前照灯装置の左灯具ユニットと右灯具ユニットが形成する個別配光パターンと、その重畳により形成される合成配光パターン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、２２灯具ユニット、２６投影レンズ、２８リフレクタ、３０バルブ、３６アクチュエータ、４０前照灯装置制御部、４４配光パターン切替機構、４６シェード、４８可動シェード、５０固定シェード、５６稜線部、５８シェード移動機構、６６ｂソレノイド、２２Ｌ左灯具ユニット、２２Ｒ右灯具ユニット、７４パターン制御部、１０２車両制御部。

Claims

車両の車幅方向の左右に隔てて配置されそれぞれが個別配光パターンを形成可能な左灯具ユニットと右灯具ユニットと、前記左灯具ユニットと前記右灯具ユニットとを制御して前記各個別配光パターンの形状を制御するパターン制御部と、を含む車両用前照灯装置であって、
前記左灯具ユニットと前記右灯具ユニットはそれぞれ、
投影レンズを介して車両前方へ光を照射可能な光源と、
前記光源の光軸に対し進退可能であり、進出位置において前記光源の光の一部を遮ってロービーム用配光パターンを形成し、退避位置においてハイビーム用配光パターンの一部形状の形成を許容する可動シェードと、
前記可動シェードを進退移動させるシェード移動機構と、
前記可動シェードが退避位置にある場合に前記ハイビーム用配光パターンの一部形状を遮光する固定シェードと、
を含み、
前記左灯具ユニットの前記固定シェードは前記ハイビーム用配光パターンにおける光軸より左側の領域を形成し、前記右灯具ユニットの前記固定シェードは前記ハイビーム用配光パターンにおける光軸より右側の領域を形成し、
前記パターン制御部は、前記左灯具ユニットと右灯具ユニットの各シェード移動機構を制御して各個別配光パターンの形状を決定すると共に各個別配光パターンを重畳して合成配光パターンの形状を決定することを特徴とする車両用前照灯装置。
前記可動シェード及び固定シェードの車幅方向の形状は、前記投影レンズの後方焦点面の湾曲形状に対応して湾曲していることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯装置。
前記可動シェードの進出位置における光の遮蔽境界となる稜線部は、前記投影レンズの後方焦点面に沿って配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯装置。
前記シェード移動機構は、前記パターン制御部の非制御時に前記可動シェードを前記進出位置に優先移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。