JP5285955B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の走行状況等の情報に基づいて、前照灯のような灯具の配光方向（光の照射方向）を変化させる車両用照明装置に関する。

従来、車両の走行状況に対応して灯具の配光を変化させることができる適応型照明システム（Adaptive Front lighting System：以下、ＡＦＳという）が知られており、これによって、車両の運転者の視覚支援、或いは先行車や対向車へのグレア低減を図り、走行安全性を高められる。

例えば、ＡＦＳを有する自動車においては、図１に示すように、前後輪のサスペンション装置の近傍に設置されたストロークセンサ１，２や自動車のステアリングホイールの操舵角、自動車の速度その他自動車の走行状況を示す車両情報検出部３からの検出信号を電子制御ユニット（Electronic Control Unit：以下、ＥＣＵという）４に入力し、ＥＣＵ４は、入力された検出信号に基づいて、自動車の前部左右に設置されたスイブル式灯具、すなわち光軸を左右及び鉛直方向に偏向制御可能な前照灯（ヘッドランプ）５を制御する。このような前照灯は、その内部に設けられたリフレクタを水平方向及び鉛直方向に回転駆動することで前照灯の照射方向の角度（以下、配光角度という）を変化させる角度可変手段として、スイブルアクチュエータ６及びレベリングアクチュエータ７を備え、それによって光軸を水平方向に振るスイブル機能と鉛直方向に振るレベリング機能とを有する。

車両情報検出部３は、灯具１の配光を変化させる制御に必要な車両の情報を検出して情報信号をＥＣＵ４に供給するものであり、操舵角センサや車速センサやヘッドランプスイッチなどで構成される。

ＥＣＵ４は、車両の走行状況等の車両情報に基づいて灯具の配光角度を制御する配光制御手段を構成するものであり、図２に示すように、上記検出信号を入力して処理する信号処理部４ａと、その信号について演算処理する演算部４ｂと、その演算処理に必要なデータを記憶する記憶部４ｃと、演算処理結果に基づき上記アクチュエータを制御するための信号を出力する出力部４ｄとを備えている。そして、操舵角などの車両情報（信号）から車両の走行状態を認識し、それに応じて、光軸を進行先に向けて照射するように左右の前照灯５Ｌ，５Ｒのスイブルアクチュエータ６Ｌ，６Ｒを駆動する制御信号を出力する（運転者の視覚支援）。また、乗車人数や荷物の積載状況、或いは路面の凹凸状態や加減速走行によって生じる車体の前後方向の傾斜角度（ピッチ角）をストロークセンサ１，２で検出し、それに応じて、光軸が常に路面と一定角度をなすように左右の前照灯５Ｌ，５Ｒのレベリングアクチュエータ７Ｌ，７Ｒを鉛直方向に調整する制御信号を出力する（視覚支援及びグレア低減）。

上記ＡＦＳによれば、車両が曲線状の道路を走行する際には、その走行状況に対応してカーブ先の道路を照明することが可能になり、走行安全性が高められる。

このようなＡＦＳの機能を実現するアクチュエータには、ステッピングモータが使用され、１個のアクチュエータに少なくとも４本のケーブルが接続されることから、アクチュエータが増加すればそれだけ接続ケーブルも増加し、配線構成が複雑化するという問題がある。これを解消するため、最近では、ＥＣＵとアクチュエータとの間の通信を無線方式にすることで、接続用のハーネスを削減するようにしている。その通信プロトコルは、主にＬＩＮ（Local Interconnect Network）が使用されている。

上記無線による通信システムは、図３に示すように、センサからの信号その他車両情報を入力するマスタＥＣＵ１０及びこれと無線通信するスレーブＥＣＵ２０で構成される。図３において、マスタＥＣＵ１０とスレーブＥＣＵ２０は、それぞれ図１のＥＣＵ４と各アクチュエータ６，７に該当する。マスタＥＣＵ１０からモータ制御情報が送信され、スレーブＥＣＵ２０がこれを受信し処理して、モータの位置制御を行う。

このマスタＥＣＵ１０とスレーブＥＣＵ２０のいずれも、演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている。そして、マスタＥＣＵ１０は、そのＣＰＵ１１に接続される周辺回路として、車両情報などの入力信号を受ける入力インタフェース１２、ＣＰＵ１１とスレーブＥＣＵ２０との間で通信するための通信インタフェース１３、及び、電源電圧の低下やＣＰＵのプログラム暴走を監視するウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）リセット回路１４を備えて構成されている。一方、スレーブＥＣＵ２０は、そのＣＰＵ２１に接続される周辺回路として、ＣＰＵ２１とマスタＥＣＵ１０との間で通信するための通信インタフェース２２、及び上記ステッピングモータを駆動する信号を出力するモータ駆動回路２３を備えて構成されている。

従来、このような通信システムでは、電源を投入すると、ＥＣＵのＣＰＵが初期化され、両ＥＣＵ間の通信が開始される。ここで、マスタＥＣＵ１０はモータ位置初期化信号を送信し、スレーブＥＣＵ２０がこれを受信してモータ位置の初期化を実行し、基準位置を記憶する。その初期化は、ステッピングモータをストッパに向けて駆動し、ストッパに当ったところでステッピングモータを所定のステップ数だけ反転させ、基準位置で停止させるものである。このとき、前記スイブルアクチュエータ６の基準位置は、車両の左右方向の正面中央であり、前記レベリングアクチュエータ７の基準位置は、上下方向の初期エーミング位置（路面と照射光軸のなす角が０．５度の位置）である。その後、配光制御が実行される。

ここで、マスタＥＣＵ１０には、上記のようなＷＤＴが設定されているので、これによって異常を検出すると、ＣＰＵをリセットする。このＣＰＵがリセットされたときには、マスタＥＣＵ１０からの通信が遮断されるので、スレーブＥＣＵ２０は、モータ位置を初期化することになる。これが車両の走行中に行われると、上記のようにステッピングモータがストッパまで駆動されるため、車両の照明光軸が変化してしまい、進行先が見えなくなったり対向車にグレアを与えたりして事故の原因となる恐れがある。

これを防止するため、従来の車両用照明装置では、例えば特許文献１に示されるように、異常や障害が発生したとき、マスタＥＣＵはＣＰＵをリセットし、スレーブＥＣＵは、通信遮断により異常を検出すると、直ちにランプの光軸を基準位置に戻して固定するフェールセーフ処理を行うようにしている。

また、特許文献２に示されるように、車両用前照灯装置において起動後に前回終了時の異常履歴を照会して異常状態で終了していた場合には、初期化処理を行わずに直接フェールセーフ処理を行うことも提案されている。
特許第３６４３３１５号公報 特開２００７−４５２５７号公報

しかしながら、従来のフェールセーフ処理では、次の電源投入によってシステムを起動しない限り配光制御が行われず、上記ＡＦＳの機能が失われたままである。すなわち、従来の車両用照明装置では、異常が発生した場合、フェールセーフ処理によって光軸が固定されるので、電源を再投入してシステムを起動させるまで配光制御が機能しないという問題があった。

本発明は、電源の再投入をしなくても、制御手段が正常に復帰したときにいち早く配光制御機能を再開することができ、また、再開時に運転者に違和感を感じさせないようにする車両用前照灯装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載した灯具の配光角度を変化させる角度可変手段と、該車両の走行状況等の車両情報に基づいて該角度可変手段による灯具の配光角度を制御する配光制御手段とを備え、前記配光制御手段は、電源投入時には、前記角度可変手段により灯具の配光角度を基準位置に設定する初期化処理を行い、異常検出時には、灯具の配光角度を基準位置に固定するフェールセーフ処理を行うように構成される車両用照明装置において、前記配光制御手段は、初期化処理後に設定される初期化フラグを備え、異常検出時には、正常復帰後に初期化フラグをチェックして初期化フラグが設定されている場合には、初期化処理を行わずに前記配光角度の制御位置が前記基準位置であるか否かをチェックして、前記配光角度の制御位置が前記基準位置であるとき前記フェールセーフ処理を解除して配光角度の制御を開始することを特徴とする。

本発明によれば、初期化処理後に設定される初期化フラグを監視し、既に初期化が行われていれば、例えば、配光制御手段としてのマスタＥＣＵのＣＰＵにリセットがかかっても、初期化処理を行わずに配光制御を開始するようにしたので、マスタＥＣＵが正常に復帰したとき、迅速に配光制御機能を再開することができる。

また、初期化フラグが設定されている場合に、配光制御手段は、初期化処理を行わずに前記配光角度の制御位置が前記基準位置であるか否かをチェックして、前記配光角度の制御位置が前記基準位置であるとき前記フェールセーフ処理を解除して前記配光角度の制御を開始する。

これによれば、配光制御を再開する際には、制御位置と基準位置（フェールセーフで固定した位置）が重なった時点から再開するので、運転者に違和感や幻惑を与えることがないという効果を奏する。

以下、本発明の実施形態について説明する。この実施形態は、前述した図３の通信システムと同様のハードウェア回路で構成され、その動作は、マスタＥＣＵ１０とスレーブＥＣＵ２０の各ＣＰＵに設定されたコンピュータプログラムによって実行される。従って、本実施形態のハードウェア構成については説明を省略するが、実施形態で配光制御される前照灯は、車両の前部の左右両側にそれぞれ装備される灯具であって、配光範囲、配光形状、配光明るさのうち少なくとも１つを変化させて、車両の進行方向の視界（視認性）をより広く確保する機能を有するものである。そのような灯具は、スイブル装置によりスイブルして灯具の配光が変化するスイブルタイプであるが、放電灯（メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）など）を光源とするプロジェクタタイプの灯具であってもよい。また、ＬＥＤなどの半導体型光源、ハロゲンランプ、白熱ランプなどを光源とするもの、また、反射タイプの灯具、直射タイプの灯具などでもよい。

本実施形態の車両用照明装置の作動について、図４を参照して説明する。

初めに電源投入、すなわち車両のイグニションスイッチがＯＮしてエンジンが始動することにより、システムが起動する。このとき、マスタＥＣＵ１０とスレーブＥＣＵ２０のＣＰＵが初期化され（ＳＴ１）、スレーブＥＣＵ２０では、モータ位置初期化フラグをリセット（０にセット）する（ＳＴ２）。そして、両ＥＣＵ間の通信が開始され（ＳＴ３）、マスタＥＣＵ１０からスレーブＥＣＵ２０に対してモータ位置初期化命令が送信される（ＳＴ４）。この命令を受けて、スレーブＥＣＵ２０はモータ位置初期化フラグが立っているか（１であるか）をチェックする（ＳＴ５）。その結果“ＹＥＳ”であれば、後述のＳＴ８（スレーブＥＣＵ２０でフェールセーフ対応中か否か）の判断を行う。一方、“ＮＯ”であれば、モータ位置の初期化を実施する（ＳＴ６）。初期化は、前述のように、ステッピングモータをストッパに向けて駆動し、ストッパに当ったところでステッピングモータを所定のステップ数だけ反転させ、基準位置で停止させる処理である。その後、スレーブＥＣＵ２０は、初期位置を記憶し（ＳＴ７）、モータ位置初期化フラグを１にセットする（ＳＴ８）。このモータ初期化位置を、フェールセーフ対応時の基準位置とする。

次に、スレーブＥＣＵ２０でフェールセーフ対応中（基準位置に固定中）か否かの判断を行い（ＳＴ９）、“ＹＥＳ”であれば、モータの制御位置が基準位置か否かをチェックする（ＳＴ１０）。その結果“ＹＥＳ”のとき、又はＳＴ９の判断で“ＮＯ”の場合、マスタＥＣＵ１０でＣＰＵリセット発生か否かを判断し（ＳＴ１１）、“ＮＯ”であれば、配光制御を実施して（ＳＴ１２）、マスタＥＣＵ１０でのＣＰＵリセット発生の判断（ＳＴ１１）に戻る。つまり、ＳＴ１２の配光制御は、マスタＥＣＵ１０でのＣＰＵリセット発生まで行われる。

一方、ＳＴ１１の判定で“ＹＥＳ”であれば、スレーブＥＣＵ２０が通信異常を検出し（ＳＴ１３）、フェールセーフ対応として基準位置に固定する（ＳＴ１４）。そして、マスタＥＣＵ１０の正常復帰をチェックし（ＳＴ１５）、“ＮＯ”であれば、ＳＴ１４のフェールセーフ対応（基準位置に固定）に戻る。つまり、スレーブＥＣＵ２０のフェールセーフ対応は、マスタＥＣＵ１０が正常復帰するまで行われる。また、ＳＴ１５の判定で“ＹＥＳ”であれば、上記ＳＴ３の通信開始に戻り、両ＥＣＵ間の通信が開始される。但し、フェールセーフ対応は、ＳＴ１２の配光制御が実施されるまで解除されない。

上記ＳＴ１０の判断で“ＮＯ”、すなわちモータの制御位置が基準位置でない場合には、ＳＴ１４のフェールセーフ対応を行い、基準位置を維持する。

上記のように、この実施形態では、モータの初期化完了後にスレーブＥＣＵ２０で初期化フラグを立てること（ＳＴ８）が特徴であり、マスタＥＣＵ１０の正常復帰後に（ＳＴ１５で“ＹＥＳ”）、スレーブＥＣＵ側の初期化フラグを見て、フラグが立っている場合には（ＳＴ５で“ＹＥＳ”）、前述の初期化処理を行わずに配光制御を再開する（ＳＴ１２）。この時まで、モータ位置はスレーブＥＣＵ側で記憶されている。

また、フェールセーフ対応（基準位置に固定）中であれば（ＳＴ９で“ＹＥＳ”）、モータの制御位置が基準位置であるとき（ＳＴ１０で“ＹＥＳ”）、ＳＴ１１の判定で“ＮＯ”、すなわちマスタＥＣＵ１０でＣＰＵリセット発生がない限り、フェールセーフ対応が解除される（ＳＴ１２）ので、配光制御は、制御位置と基準位置が重なった時点から再開される。従って、配光制御の再開時に、運転者に違和感や幻惑を与えることはない。

上記のように、実施形態では、配光制御手段として、車両に搭載されているＥＣＵを用いているが、他に、カーナビゲーション（ナビゲーションシステム）のＣＰＵその他のコンピュータを使用してもよい。

また、配光制御手段が行うフェールセーフ処理は、スイブルされている前照灯を基準位置に戻すことのほか、前照灯の光軸を下に向けたり消灯（瞬時消灯、調光消灯）させたりする処理であってもよい。

更に、前照灯には、スイブル装置によりスイブルして配光が変化するスイブルタイプの灯具を用いているが、車両の前部に追加装備される固定式の追加タイプの灯具であってもよい。この場合、配光制御手段が行うフェールセーフ処理は、設定された配光に変化されている灯具を瞬時消灯もしくは調光消灯させて基準状態に戻したり、或いは別個の駆動装置により灯具の光軸を下に向けたりする処理である。

ＡＦＳの機能を装備した車両の照明装置の概略構成を示す図。 車両に搭載されたＥＣＵとその入出力側の構成を示すブロック図。 ＥＣＵとアクチュエータ間で通信するシステムの構成図。 実施形態の作動を示すフローチャート。

符号の説明

１、２…ストロークセンサ、３…車両情報検出部、４…ＥＣＵ（配光制御手段）、５…前照灯（灯具）、６…スイブルアクチュエータ、７…レベリングアクチュエータ、１０…マスタＥＣＵ、１１…ＣＰＵ、１２…入力インタフェース、１３…通信インタフェース、１４…ウォッチドッグタイマ・リセット回路、２０…スレーブＥＣＵ、２１…ＣＰＵ、２２…通信インタフェース、２３…モータ駆動回路。

Claims (1)

1. 車両に搭載した灯具の配光角度を変化させる角度可変手段と、該車両の走行状況等の車両情報に基づいて該角度可変手段による灯具の配光角度を制御する配光制御手段とを備え、前記配光制御手段は、電源投入時には、前記角度可変手段により前記灯具の配光角度を基準位置に設定する初期化処理を行い、異常検出時には、前記灯具の配光角度を基準位置に固定するフェールセーフ処理を行うように構成される車両用照明装置において、
   前記配光制御手段は、前記初期化処理後に設定される初期化フラグを備え、前記異常検出時には、正常復帰後に該初期化フラグをチェックして初期化フラグが設定されている場合には、前記初期化処理を行わずに前記配光角度の制御位置が前記基準位置であるか否かをチェックして、前記配光角度の制御位置が前記基準位置であるとき前記フェールセーフ処理を解除して前記配光角度の制御を開始することを特徴とする車両用前照灯装置。

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