JP5250345B2

JP5250345B2 - 車両用ランプシステム

Info

Publication number: JP5250345B2
Application number: JP2008225500A
Authority: JP
Inventors: 明浩松本; 俊彦紅林
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: JP2010058624A

Description

本発明は自動車等の車両の前照灯（ヘッドランプ）に適用して好適なランプシステムに関し、特にランプを制御するための信号ラインを介してランプの異常を検出することが可能な車両用ランプシステムに関するものである。

自動車のヘッドランプ等のように走行に必要な照明を行うランプでは、ランプの異常を検出するセンサーを設けて運転者に警告を行うようにしたランプシステムが提案されている。例えば、ランプの光源としてのバルブや発光ダイオードが発光しない場合、あるいはランプのレンズが泥等により汚れたような場合に正常な照明ができなくなり、交通安全の点で問題があるが、このようなランプの異常は運転席にいる運転者は気がつきにくいため、異常を検出して運転者に警告するようにしている。例えば、特許文献１のようにランプにレンズ汚れ検出センサーを設け、あるいは特許文献２のようにバルブ切れ等のバルブ異常検出センサーを設け、これらセンサーの出力によって警告表示を行うようにしたものが提案されている。

また、近年のヘッドランプは、ランプユニットの照射光軸をステアリングホイールの舵角の変化に応じて左右方向に偏向制御するスイブル装置や、車体のピッチ角（車体の前部が上下方向に傾斜する角度）の変化に応じて上下方向に偏向制御するレベリング装置が設けられているが、これらの装置において異常が生じた場合にも正常な照明が確保できなくなる。そのため、特許文献３ではオートレベリング装置の異常を検出して警告を行っているが、この場合にランプと車体側制御装置との間を接続する制御信号ラインの数を増大することがないように、レベリング装置のアクチュエータを駆動するための制御信号ラインの状態を監視することで異常の検出を行っている。
特開昭６０−１５４２号公報特開平２−１５５９７号公報特開２００６−５６４３６号公報

特許文献３の技術では、レベリング装置を制御するための制御信号を送受する制御信号ラインの状態を監視するため、レベリング装置の異常を検出する際に検出用の独立した信号ラインを設ける必要はなく、構成の複雑化を回避することは可能である。しかし、この特許文献３のランプにさらに特許文献１のようなレンズ汚れ検出センサーや特許文献２のようなバルブ異常検出センサーをランプに配設した場合には、これらの検出信号を警告装置に出力させるためには専用の信号ラインが必要になる。特にこれら２種類のセンサーを装備したランプでは信号ラインの本数が増大し、ランプと車体側制御装置とを接続する配線が複雑なものになる。信号ラインの本数を増やすことなくランプの各異常を検出するセンサーの検出信号を出力するようにするために、例えば、信号の多重化伝送技術を利用して制御信号ラインにレベリング装置の制御信号と各検出センサーの検出信号とを多重化することも考えられるが、その場合にはランプと車体側制御装置にそれぞれ信号の多重化回路や分離回路が必要になり、ランプや車体側制御装置の構造が複雑、かつコスト高になってしまう。

本発明の目的は、スイブル制御やレベリング制御等のランプ偏向制御を行う機能を有するランプにレンズ汚れやバルブ切れ等の異常を検出する検出手段を設けた場合に、これらの検出手段において異常を検出したときに信号ラインを増やすことなく車体側の制御装置において異常を検出することを可能にした車両用ランプシステムを提供するものである。

本発明は、光の照射範囲を変更可能なランプと、ランプに設けられて光の照射範囲を変更させる駆動手段と、駆動手段に信号ラインを介して接続され、当該信号ラインを伝送する信号により駆動手段を駆動制御する制御手段と、信号ラインを伝送される信号を検出して駆動手段の異常を検出する駆動手段異常検出手段とを備える車両用ランプシステムであって、ランプには当該ランプにおける駆動手段の異常とは別の異常を検出するランプ異常検出手段を備え、このランプ異常検出手段は異常を検出したときに駆動手段を強制的に異常状態に設定し、信号ラインの信号を異常な状態とするように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、ランプ異常検出手段はランプにおける駆動手段とは別の異常を検出すると当該ランプを駆動する駆動手段を強制的に異常状態に設定する。駆動手段が異常状態に設定されると信号ラインの信号が異常な状態とされるため、これに接続されている信号ラインを伝送される信号を監視している駆動手段異常検出手段が駆動手段の異常を検出する。これにより、ランプ異常検出手段で検出した異常の信号を伝送する専用の信号ラインを配設することなくランプにおいて異常が生じたことを駆動手段異常検出手段において認識することが可能になる。

本発明において、駆動手段はランプの光照射光軸を左右に偏向動作させるスイブル装置又は上下に偏向動作させるレベリング装置の少なくとも一方であり、ランプ異常検出手段はランプのバルブ切れやバルブ寿命を検出するバルブ異常検出手段、又はレンズを含む光学系の汚れ等の異常を検出する光学系異常検出手段の少なくとも一つである。したがって、バルブ切れやバルブ寿命に至ったとき、あるいはランプの光学系の汚れを検出したときにスイブル装置やレベリング装置の動作が強制的に停止されて異常状態になり、この異常状態は信号ラインを介して駆動手段異常検出手段によって検出される。また、駆動手段異常検出手段は制御手段と一体に構成される。これにより、信号ラインを増設することなく車両の車体側に設けられた制御手段においてランプにおける異常を検出することが可能になる。

次に、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明を自動車の左右のヘッドランプに適用した実施例１の全体構成を示す概念図である。左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬは左右が対称な構造であり、ここでは左側ヘッドランプＬＨＬの内部の概略構成を示している。左側ヘッドランプＬＨＬはランプボディ２１と、このランプボディ２１の前面に配設した透明カバー２２とでランプハウジング２が構成されており、このランプハウジング２内にランプユニット３が内装されている。このランプユニット３はスイブル駆動装置４とレベリング駆動装置５によってランプ光軸Ｌｘが左右方向と上下方向にそれぞれ偏向制御できるようになっている。ここでは、ランプユニット３はブラケット３２に集光型ランプ３１を左右方向に回動可能に支持しており、スイブル駆動装置（スイブルアクチュエータ）４によってその回動位置が変化され、ランプ光軸Ｌｘを左右方向の所定の角度範囲θｈで偏向させて照射範囲を変化させるようになっている。また、前記ブラケット３２は前記ランプボディ２１に対して上下方向に傾動可能に支持されており、レベリング駆動装置（レベリングアクチュエータ）５によって上下方向の回動位置が変化され、このブラケット３２の傾動に伴って集光型ランプ３１のランプ光軸Ｌｘを上下方向に所定の角度範囲θｖで偏向させて照射範囲を変化させるようになっている。これらのスイブル駆動装置４とレベリング駆動装置５は自動車の車体側に設けた照射範囲制御装置１に電源ラインＤＬ及び信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬによって接続されており、詳細は後述するが、この照射範囲制御装置１によってスイブル制御とレベリングが制御が行われるとともに、ヘッドランプＬＨＬにおける異常を検出するように構成されている。右側ヘッドランプＲＨＬについても同じであるので以降の説明は省略する。

図２は左側ヘッドランプＬＨＬの一部を破断した断面図であり、前記集光型ランプ３１は円筒状のスリーブ３１１とレンズ３１２とリフレクタ３１３で構成され、リフレクタ３１３の内部に光源として放電バルブ３１４が配設されている。この放電バルブ３１４を点灯させるための点灯回路ユニット８が前記ランプハウジング２内の前記ブラケット３２の下側に配設され、前記放電バルブ３１４に電気接続されている。前記集光型ランプ３１は上下に設けた支持片３１５によって前記ブラケット３２に左右方向に回動可能に支持され、特に下側ではスイブル駆動装置４の回転出力軸４１に連結されて回転駆動されるようになっている。前記ブラケット３２は上側の２本のエイミングスクリュ５１，５２（図１参照）と下側のレベリング駆動装置５によって進退移動されるエイミングロッド５３によりランプボディ２１に支持されており、これらの調整によって上下方向に傾動可能とされている。

前記集光型ランプ３１には前記放電バルブ３１４に通流する電流を検出し、検出した電流に基づいて放電バルブ３１４で放電が行われているか否かを判定し、この判定結果から放電バルブ３１４の異常を検出して所定のバルブ異常信号を出力するバルブ異常センサー６が設けられている。例えば、放電バルブ３１４が正常に発光する際の電流を基準電流とし、放電バルブ３１４に所定の電圧を印加したときに検出した検出電流が基準電流よりも小さいときを放電バルブ３１４の異常として検出する。このバルブ異常センサー６は本発明におけるバルブ異常検出手段として構成される。また、このバルブ異常センサー６は放電バルブ３１４の点灯時間を積算して当該放電バルブ３１４の寿命が残り少なくなったときにバルブ異常であると検出するセンサーであってもよい。

前記ランプハウジング２内には集光型ランプ３１の周囲領域を覆い隠す疑似リフレクタとしてのエクステンション２３が配設されており、当該エクステンション２３の下部領域の一部には小径の窓２４が開口され、この窓２４に望むエクステンション２３の下側に前記集光型ランプ３１のレンズ３１２に対向するようにフォトリフレクタ構成のレンズ汚れセンサー７が設けられている。このレンズ汚れセンサー７は、図示は省略するが例えばＬＥＤ（発光ダイオード）から光を出射してレンズ３１２に投射し、当該レンズ３１２で反射された光をＰＤ（フォトダイオード）で受光し、その受光量からレンズ３１２の表面の汚れを検出するように構成されている。例えば、受光した光のレベルが基準値よりも低いときにレンズ３１２が汚れておりレンズ３１２に異常が生じていると検出する。このレンズ汚れセンサー７は本発明の光学系異常検出手段として構成される。

そして、これらバルブ異常センサー６とレンズ汚れセンサー７、すなわちバルブ異常検出手段と光学系異常検出手段は、それぞれ異常を検出したときには前記スイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５の少なくとも一方、ここではスイブル駆動装置４に所定の信号を出力し、当該スイブル駆動装置４の正常な動作を強制的に停止させるように構成されている。例えば、異常を検出したときにスイブル駆動装置４に供給される駆動用の電源ラインの電位を遮断し、あるいは正常電位よりも低下させ、スイブル駆動装置４の動作を強制的に停止するように構成されている。

図３に示すように、前記スイブル駆動装置４とレベリング駆動装置５は車体側に設けた制御装置としての照射範囲制御装置１のスイブル制御部１１とレベリング制御部１２にそれぞれ電源ラインＤＬとスイブル信号ラインＳＳＬとレベリング信号ラインＬＳＬを介して接続されており、特に両信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬを通して照射範囲制御装置１から送信されてくる制御信号によりスイブル駆動装置４の制御とレベリング駆動装置５の制御が行われ、集光型ランプ３１のランプ光軸、すなわちランプユニット３のランプ光軸を左右、上下に偏向制御し、ヘッドランプの照射範囲を制御する。照射範囲制御装置１には、自動車のステアリング操舵の回動角である舵角のデータを検出する舵角センサーＳ１と、自動車の走行速度及びその際の加減速である車速のデータを検出する車速センサーＳ２と、同じく加減速のデータを検出する加減速センサーＳ３と、自動車の前輪と後輪の少なくとも一方の車軸高さのデータを検出する車高センサーＳ４とが接続され、各センサーＳ１〜Ｓ４で検出したデータが入力されるようになっている。また、他のデータとして、ナビゲーション装置Ｎから得られる自動車の走行先の道路情報等のデータも入力されるようになっている。

この照射範囲制御装置１は、前記各センサーＳ１〜Ｓ４とナビゲーション装置Ｎからの各データに基づいてスイブル制御部１１とレベリング制御部１２がそれぞれ所要の演算を行って制御信号を生成し、この制御信号を信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬを介して前記スイブル駆動装置４とレベリング駆動装置５に伝送することでこれらを制御してランプユニット３を左右方向及び上下方向にそれぞれ偏向制御する。また、この照射範囲制御装置１には前記各信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬを通して伝送される前述の制御信号を常時監視してスイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５の異常を検出する駆動手段異常検出部１３が設けられている。この駆動手段異常検出部１３では、監視している制御信号が異常となったとき、例えば信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬの電位が正常な電位とは大きく外れた電位になったことを検出した場合に、スイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５に異常が発生したと検出し、異常を検出したときには運転者が認識可能な箇所に配置されている警報部Ａに向けてランプ異常信号を出力する。警報部Ａはこのランプ異常信号を受けて所定の警報動作を行い、運転者が警報を確認することによってランプにおける異常の発生を認識できるようになっている。

この構成によれば、図４に動作のフローチャートを示すように、照射範囲制御装置１のスイブル制御部１１とレベリング制御部１２は各センサーＳ１〜Ｓ４やナビゲーション装置Ｎからのデータに基づいて自動の走行に伴うランプユニット３の適正な光軸方向を演算し、この演算に基づいて制御信号を信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬを介して伝送し、スイブル駆動装置４とレベリング駆動装置５を制御する。これにより、集光型ランプ３１のランプ光軸は左右、上下に偏向動作され、光照射範囲が所望の方向に変更制御される（Ｓ１０１）。このとき、駆動手段異常検出部１３は信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬを伝送される制御信号を常時監視しており（Ｓ１０２）、制御信号が正常な場合にはスイブル制御とレベリング制御を継続する（Ｓ１０３）。制御信号の異常を検出したとき、すなわち、スイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５において異常が発生したときには、駆動手段異常検出部１３は異常を検出すると直ちに警報部Ａにランプ異常信号を出力する。これにより、警報部Ａは警報動作を行い、警報を確認した運転者はランプに異常が生じたことを認識する（Ｓ１０４）。したがって、運転者は直ちにヘッドランプの点検、修理を行ない、あるいは直ぐに異常に対処できない場合には、スイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５に異常が生じていることを認識しながら運転を行うことで交通安全性が確保される。

一方、スイブル駆動装置４やレベリング駆動装置５が正常な場合でも、バルブ異常検出手段６でバルブ３１４の発光不良等の異常を検出したとき、又は光学系異常検出手段７においてレンズ３１２の汚れ等の異常を検出したときには（Ｓ１０５）、これらの異常検出手段６，７は所定の信号をスイブル駆動装置４に入力し、スイブル駆動装置４を強制的に異常な状態にする（Ｓ１０６）。例えば、スイブル駆動装置４に供給されている電源の電位を低下してスイブル駆動装置４の正常な動作を強制的に停止する。この場合、安全確保のためにスイブル駆動装置４が停止したときにはランプユニット３のランプ光軸Ｌｘが自車の直進方向を向いて停止するように構成しておくことが好ましい。これにより、スイブル駆動装置４は異常な状態になり、このスイブル駆動装置４に接続されている信号ラインＳＳＬを伝送される制御信号が異常とされるため、当該制御信号を監視している駆動手段異常検出部１３は次のフローサイクルにおいてスイブル駆動装置４に異常が生じたことを検出する。したがって、ステップＳ１０２でスイブル駆動装置４の異常を検出した場合と同様に警報部Ａにランプ異常信号を出力し、これに伴って警報部Ａは警報動作を行い、警報を確認した運転者はランプに異常が生じたことを認識することになる（Ｓ１０４）。

このようにランプにおいてバルブ異常や光学系異常を検出した場合に、スイブル駆動装置４での動作を強制的に停止する等してスイブル駆動装置４を異常状態に設定することで、バルブ異常又は光学系異常のいずれの場合でもスイブル駆動装置４を監視している駆動手段異常検出部１３において異常を検出し、警報部Ａにおいてランプ異常を示す警報を発するようになる。換言すれば、スイブル駆動装置４を備えているランプにおいては、スイブル駆動装置４を制御するための既存の信号ラインＳＳＬを利用してスイブル駆動装置４の異常を検出することができるのみならず、当該信号ラインＳＳＬを利用してバルブ異常や光学系異常をも検出することができるようになる。そのため、バルブ異常や光学系異常を検出するための専用の信号ラインは不要になり、信号ライン数の増加を防いでシステムの構成の複雑化が防止できる。また、照射範囲制御装置１においてもバルブ異常や光学系異常を検出して警報を発生させるための独立した検出部や警報部を新たに設ける必要もなく、システム構成がさらに複雑化することもない。

実施例１ではバルブ異常や光学系異常を検出した場合には、照射範囲制御装置１の駆動手段異常検出部１３ではスイブル駆動装置４が異常になったときと同じ異常信号を検出するので、照射範囲制御装置１ではスイブル駆動装置が異常なのか、それともバルブ又は光学系が異常なのかが判定できず、異常箇所を特定することができない。したがって、異常の警報も一義的なものとなり運転者においてもいずれにおいて異常が生じたかを認識することはできない。しかし、運転者にしてみればヘッドランプに異常が生じていることは事実であるので、警報が発せられたヘッドランプを検証することで異常が生じている部位を特定することができ、適正な対処が可能になる。少なくとも、運転者が異常に気がつかない場合に比べれば交通安全の面で極めて有効なものになる。

ここで、実施例１ではバルブ異常や光学系異常を検出した場合にスイブル駆動装置４の動作を強制的に停止させているが、ヘッドランプにはレベリング駆動装置５も備えられているので、バルブ異常や光学系異常を検出したときにレベリング駆動装置５の動作を強制的に停止させ、レベリング駆動装置５に接続されている信号ラインＬＳＬを伝送される制御信号を駆動手段異常検出部１３において監視して異常を検出するように構成してもよい。また、本発明は実施例１のようにスイブル駆動装置４とレベリング駆動装置５の両方を備えるヘッドランプに適用されるものではなく、ランプ内にスイブル駆動装置又はレベリング駆動装置のいずれか一方のみを備え、これらの駆動装置において異常が生じたときに照射範囲制御装置において異常を検出して警報を発する構成のランプシステムであれば本発明を同様に適用できる。さらに、ランプ内にバルブ異常検出手段６と光学系異常検出手段７の少なくとも一方の異常検出手段、あるいはこれらとは異なる他のランプ内の異常を検出する異常検出手段を備えるランプについても本発明を同様に適用することができる。さらに、実施例１では説明を判り易くするためにスイブル信号ラインＳＳＬとレベリング信号ラインＬＳＬとを独立した信号ラインで構成した例を示しているが、制御信号を多重化して１本の信号ラインでスイブル制御とレベリング制御を行う場合でも本発明を適用することが可能である。

実施例１では、バルブ異常検出手段６と光学系異常検出手段７は、それぞれ異常を検出したときにスイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置７の動作を強制的に停止させているが、バルブ異常又は光学系異常を検出したときにはスイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５に接続されている各信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬの制御信号を強制的に異常な状態にしてスイブル駆動装置４又はレベリング駆動装置５の動作を停止させるようにし、これと同時に駆動手段異常検出部１３において当該信号ラインＳＳＬ，ＬＳＬの制御信号の異常状態からスイブル駆動装置４やレベリング駆動装置５での異常を検出するようにしてもよい。

本発明システムの全体構成を示す概念構成図である。ヘッドランプの断面構成を示す図である。システムの全体構成を示すブロック図である。動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１照射範囲制御装置
２ランプハウジング
３ランプユニット
４スイブル駆動装置
５レベリング駆動装置
６バルブ異常検出手段
７光学系異常検出手段
１１スイブル制御部
１２レベリング制御部
１３駆動手段異常検出部
３１集光型ランプ
ＳＳＬスイブル信号ライン
ＬＳＬレベリング信号ライン
ＤＬ電源ライン

Claims

光の照射範囲を変更可能なランプと、前記ランプに設けられて前記光の照射範囲を変更させる駆動手段と、前記駆動手段に信号ラインを介して接続され、当該信号ラインを伝送する信号により前記駆動手段を駆動制御する制御手段と、前記信号ラインを伝送される信号を検出して前記駆動手段の異常を検出する駆動手段異常検出手段とを備える車両用ランプシステムであって、前記ランプには当該ランプにおける前記駆動手段の異常とは別の異常を検出するランプ異常検出手段を備え、前記ランプ異常検出手段は異常を検出したときに前記駆動手段を強制的に異常状態に設定し、前記信号ラインの信号を異常な状態とするように構成したことを特徴とする車両用ランプシステム。
前記駆動手段はランプの光照射光軸を左右に偏向動作させるスイブル装置又は上下に偏向動作させるレベリング装置の少なくとも一方であり、前記ランプ異常検出手段はランプにおけるバルブ切れやバルブ寿命を検出するバルブ異常検出手段又はランプのレンズを含む光学系の汚れ等の異常を検出する光学系異常検出手段の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプシステム。
前記駆動手段異常検出手段は前記制御手段と一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプシステム。