JP6608671B2 - 車両用前照灯の配光制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯の配光を制御する配光制御システムに関する。

従来より、車両の走行状態に応じて配光パターンを変化させることのできる車両用前照灯の配光制御システムが知られている。このような配光制御システムには、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する手動モードと、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作によらず、車両の走行状態をカメラ等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自動モードとのいずれかで動作するよう構成されているものがある。

特開２０１１−２１８９９９号公報

上記のような車両用前照灯の配光制御システムは、通常、システムに何らかの異常が発生した場合に、手動モードであるか自動モードであるかにかかわらず、フェールセーフのために強制的にロービーム配光パターンを照射するよう構成されている。しかしながら、手動モードでは可能な限りロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンを切替可能なことが望ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、可能な限り手動モードによる配光パターンの切り替えを行うことのできる車両用前照灯の配光制御システム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の配光制御システムは、ロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターンを含む複数の配光パターンを切替形成可能な車両用前照灯と、複数の配光パターンのうち一つの配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御する制御部とを備える。制御部は、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する手動モードと、自車の走行状態を示す信号に基づいて複数の配光パターンから一つの配光パターンを選択し、選択した配光パターンを照射する自動モードとのいずれかで動作するよう構成されている。制御部は、自車の走行状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続する。

制御部は、ライトスイッチの状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続してもよい。

制御部は、ディマースイッチの状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードおよび手動モードのいずれで動作している場合もロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御してもよい。

本発明の別の態様もまた、車両用前照灯の配光制御システムである。この車両用前照灯の配光制御システムは、ロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターンを含む複数の配光パターンを切替形成可能な車両用前照灯と、複数の配光パターンのうち一つの配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御する制御部とを備える。制御部は、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する手動モードと、自車の走行状態を示す信号に基づいて複数の配光パターンから一つの配光パターンを選択し、選択した配光パターンを照射する自動モードとのいずれかで動作するよう構成されている。制御部は、前記ライトスイッチの状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続する。制御部は、ディマースイッチの状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードおよび手動モードのいずれで動作している場合もロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御する。

制御部は、制御部に給電する電源に異常が発生した場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続してもよい。

車両用前照灯は、光源と、光源からの光の一部を遮光可能に形成されたシェードとを備えてもよい。制御部は、ライトスイッチがオフ状態の場合、ディマースイッチの操作状態にかかわらず、ロービーム配光パターンを形成するための位置にシェードを保持してもよい。

本発明によれば、可能な限り手動モードによる配光パターンの切り替えを行うことのできる車両用前照灯の配光制御システムを提供できる。

本発明の実施形態に係る配光制御システムにおいて用いられる車両用前照灯の内部構造を示す概略断面図である。 灯具ユニットを説明するための斜視図である。 シェード機構を説明するための斜視図である。 回転シェードを説明するための斜視図である。 配光パターンと、配光パターンを形成するための回転シェードの稜線形状について説明するための図である。 配光パターンと、配光パターンを形成するための回転シェードの稜線形状について説明するための図である。 本発明の実施形態に係る車両用前照灯の配光制御システムを説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る配光制御システムにおけるフェールセーフ機能を説明するためのフローチャートである。 手動モードのときのシェードモータの制御を説明するためのフローチャートである。 図１０（ａ）および（ｂ）は、灯具ユニットの別の実施形態を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る配光制御システムにおいて用いられる車両用前照灯１０の内部構造を示す概略断面図である。図１に示す車両用前照灯１０は、車両の車幅方向の左右両端にそれぞれ配置される配光可変式前照灯であり、その構造は実質的に左右同等である。車両用前照灯１０は、ロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターンを含む複数の配光パターンを切替形成可能に構成されている。

車両用前照灯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とで形成される灯室１６を有する。灯室１６には、光を車両前方方向に照射する灯具ユニット３０が収納されている。灯具ユニット３０の一部には、当該灯具ユニット３０の揺動中心となるピボット機構１８ａを有するランプブラケット１８が形成されている。ランプブラケット１８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２０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、灯具ユニット３０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１８ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢等に姿勢変化可能となる。

また、灯具ユニット３０の下面には、曲線道路走行時等に進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（Adaptive Front-lighing System:AFS）を構成するためのスイブルアクチュエータ２２の回転軸２２ａが固定されている。スイブルアクチュエータ２２は、車両側から提供される操舵量のデータや、ナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、前方車と自車の相対位置の関係等に基づいて灯具ユニット３０をピボット機構１８ａを中心に進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。その結果、灯具ユニット３０の照射範囲が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視界を向上させる。スイブルアクチュエータ２２は、例えばステッピングモータで構成することができる。なお、スイブル角度が固定値の場合には、ソレノイドなども利用可能である。

スイブルアクチュエータ２２は、ユニットブラケット２４に固定されている。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。レベリングアクチュエータ２６は、例えばロッド２６ａを矢印Ｍ，Ｎ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Ｍ方向に伸長した場合、灯具ユニット３０はピボット機構１８ａ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Ｎ方向に短縮した場合、灯具ユニット３０はピボット機構１８ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。灯具ユニット３０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、灯具ユニット３０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。このようにレベリング調整をすることで、車両姿勢に応じた光軸調整ができる。その結果、車両用前照灯１０による前方照射の到達距離を最適な距離に調整することができる。

なお、このレベリング調整は、車両走行中の車両姿勢に応じて実行することもできる。例えば、車両が走行中に加速する場合は後傾姿勢となり、逆に減速する場合は前傾姿勢となる。したがって、車両用前照灯１０の照射方向も車両の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、車両姿勢に基づき灯具ユニット３０のレベリング調整をリアルタイムで実行することで、走行中でも前方照射の到達距離を最適に調整できる。これを「オートレベリング」と称することもある。

灯室１６の内壁面、例えば、灯具ユニット３０の下方位置には、灯具ユニット３０の点消灯制御や配光パターンの形成制御を実行する灯具側制御部２８が配置されている。この灯具側制御部２８は、スイブルアクチュエータ２２、レベリングアクチュエータ２６等の制御も実行する。

灯具ユニット３０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２０とランプブラケット１８の接続部分に、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、灯具ユニット３０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、灯具ユニット３０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、灯具ユニット３０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、灯具ユニット３０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１０の交換時に行われる。そして、車両用前照灯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。

図２は、灯具ユニット３０を説明するための斜視図である。図１および図２に示すように、灯具ユニット３０は、光源３１と、光源搭載部３２と、リフレクタ３３と、回転シェード３４を含むシェード機構３５と、投影レンズ３６と、投影レンズ３６を指示するレンズホルダ３７とを備える。なお、図２では投影レンズ３６の図示を簡略化している。

光源３１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。本実施の形態では、光源３１をハロゲンランプで構成する例を示す。光源３１は、光源搭載部３２に搭載されている。リフレクタ３３は、光源３１から放射される光を反射する。そして、光源３１からの光およびリフレクタ３３で反射した光は、その一部が回転シェード３４を経て投影レンズ３６へと導かれる。

図３は、シェード機構３５を説明するための斜視図である。図３は、図２に示す灯具ユニット３０から投影レンズ３６、レンズホルダ３７、リフレクタ３３などを取り外した状態を示す。図３に示すように、シェード機構３５は、光源からの光の一部を遮光可能に形成された回転シェード３４と、回転シェード３４を支持するためのシェード支持部３８と、回転軸４１と、回転シェード３４を回転駆動するアクチュエータとしてのシェードモータ３９と、シェードモータ３９の回転を回転シェード３４に伝達するためのギア機構４０と、回転シェード３４の回転位置を検出するためのシェード位置センサ（図示せず）とを備える。シェードモータ３９は、例えばステッピングモータであってよい。シェードモータ３９の回転は、灯具側制御部２８により制御される。

図４は、回転シェード３４を説明するための斜視図である。回転シェード３４は、回転軸４１を中心に回転可能な略半円筒形状部材で構成される。回転シェード３４は、回転位置に応じて光源３１およびリフレクタ３３からの光の遮り方が変わるように稜線形状が設計されている。

具体的には、回転シェード３４は、図４において回転軸４１を中心として反時計回り順に、ロービーム配光パターンを形成するための稜線形状３４ａ（以下、「ロービーム形成部３４ａ」とも呼ぶ）と、第１パッシング配光パターンを形成するための稜線形状３４ｂ（以下、「第１パッシング形成部３４ｂ」とも呼ぶ）と、ハイビーム配光パターンを形成するための稜線形状３４ｃ（以下、「ハイビーム形成部３４ｃ」とも呼ぶ）と、第２パッシング配光パターンを形成するための稜線形状３４ｄ（以下、「第２パッシング形成部３４ｄ」とも呼ぶ）と、第１片側ハイビーム配光パターンを形成するための稜線形状３４ｅ（以下、「第１片側ハイビーム形成部３４ｅ」とも呼ぶ）と、第２片側ハイビーム配光パターンを形成するための稜線形状（以下、「第２片側ハイビーム形成部」とも呼ぶ）とが形成されている。

回転シェード３４は、シェードモータ３９を用いて回転駆動することにより、投影レンズ３６の後方焦点を含む後方焦点面ＦＳの位置に上述の６種類の配光パターン形成部のいずれか１つを移動させることができる。そして、後方焦点面ＦＳ上に位置する回転シェード３４の稜線形状に応じて光源３１およびリフレクタ３３からの光の遮り方が変わる。

回転シェード３４を通過した光は、投影レンズ３６に入射する。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ＦＳ上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３６は、その光軸Ａｘ上に光源３１が位置するように配置される。

次に、図５および図６を用いて上述の６種類の配光パターンと、各配光パターンを形成するための回転シェード３４の稜線形状とについて説明する。

図５の上段は、ロービーム配光パターンと、該ロービーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。ロービーム配光パターンＬｏは、その上端のＶ−Ｖ線（鉛直線）よりも右側に、Ｈ−Ｈ線（水平線）と平行に延びる対向車線側カットオフラインを、またＶ−Ｖ線よりも左側に、対向車線側カットオフラインよりも高い位置でＨ−Ｈ線と平行に延びる自車線側カットオフラインを、そして対向車線側カットオフラインと自車線側カットオフラインとの間に、両者をつなぐ斜めカットオフラインを有する。斜めカットオフラインは、対向車線側カットオフラインとＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方へ４５°の傾斜角で延びている。

回転シェード３４のロービーム形成部３４ａは、対向車線側カットオフラインを形成するための対向車線側カットオフライン形成部５１と、自車線側カットオフラインを形成するための自車線側カットオフライン形成部５２と、斜めカットオフラインを形成するための斜めカットオフライン形成部５３とを有する。対向車線側カットオフライン形成部５１および自車線側カットオフライン形成部５２は、回転シェード３４の軸方向に延びる略平面形状の部位であり、斜めカットオフライン形成部５３は、対向車線側カットオフライン形成部５１と自車線側カットオフライン形成部５２の間に位置する、傾斜面を有する突起状部位である。

図５の中段は、第１パッシング配光パターンＰ１と、該第１パッシング配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、ロービーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を一方の回転方向（図５では時計回り）に６０°回転することにより、第１パッシング配光パターン形成時の姿勢となる。

第１パッシング配光パターンＰ１は、自車両の周囲に存在する他車両や歩行者に対して注意を促すための配光パターンである。本実施形態において、第１パッシング配光パターンＰ１は、ハイビーム配光パターンＨｉと同じようにＨ−Ｈ線の上方および下方の照射領域を含むが、Ｈ−Ｈ線より上方の照射領域はハイビーム配光パターンＨｉより小さい。第１パッシング形成部３４ｂは、このような第１パッシング配光パターンＰ１に対応した稜線形状を有するように形成される。

図５の下段は、ハイビーム配光パターンＨｉと、該ハイビーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、ハイビーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに３０°回転することにより、ハイビーム配光パターン形成時の姿勢となる。

ハイビーム配光パターンＨｉは、前方の広範囲および遠方を照明する配光パターンであり、例えば、前方車両や歩行者へのグレアを配慮する必要のない場合に形成される。ハイビーム形成部３４ｃは略平面状に形成されており、光源３１およびリフレクタ３３からの光を遮光せずに投影レンズ３６に通すべく該平面はハイビーム配光パターン形成時において光軸Ａｘから所定距離以上離間している。

図６の上段は、第２パッシング配光パターンＰ２と、該第２パッシング配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、ハイビーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに３０°回転することにより、第２パッシング配光パターン形成時の姿勢となる。

第２パッシング配光パターンＰ２もまた、自車両の周囲に存在する他車両や歩行者に対して注意を促すための配光パターンである。第２パッシング配光パターンＰ２は、Ｈ−Ｈ線の上方および下方の照射領域を含むが、Ｈ−Ｈ線より上方の照射領域はハイビーム配光パターンＨｉより小さい。第２パッシング配光パターンＰ２は、図５に示す第１パッシング配光パターンＰ１と同じ形状であってもよいし、異なっていてもよい。第２パッシング形成部３４ｄは、このような第２パッシング配光パターンＰ２に対応した稜線形状を有するように形成される。

図６の中段は、第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１と、該第１片側ハイビーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、第２パッシング配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに６０°回転することにより、第１片側ハイビーム配光パターン形成時の姿勢となる。

この第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、左側通行時に対向車線側（Ｖ−Ｖ線より右側）をロービームとし、自車線側（Ｖ−Ｖ線より左側）のみハイビームで照射する配光パターンである。第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、Ｖ−Ｖ線近傍に斜めカットオフラインを有する。第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、ハイビーム配光パターンＨｉの一部に遮光領域を設けた変形ハイビーム配光パターンということができる。第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、自車線に先行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、対向車や歩行者にグレアを与えず、自車線側のみのハイビーム照射により運転者の視認性を高めることができる。

第１片側ハイビーム形成部３４ｅは、対向車線側のロービームのカットオフラインを形成するための対向車線側カットオフライン形成部６１と、自車線側のハイビームを形成するための自車線側ハイビーム形成部６２と、斜めカットオフラインを形成するための斜めカットオフライン形成部６３とを有する。

図６の下段は、第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２と、該第２片側ハイビーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、第１片側ハイビーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに９０°回転することにより、第２片側ハイビーム配光パターン形成時の姿勢となる。

この第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は、左側通行時に自車線および対向車線をロービームとし、自車線の歩道側のみハイビームで照射する変形ハイビーム配光パターンである。第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は、自車線と歩道との境界付近に斜めカットオフラインを有する。第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２もまた、ハイビーム配光パターンＨｉの一部に遮光領域を設けた変形ハイビーム配光パターンということができる。第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は、自車線および対向車線に車両が存在する場合に、自車線側の歩道の視認性を高める目的で使用される。

第２片側ハイビーム形成部３４ｆは、自車線および対向車線のロービームのカットオフラインを形成するためのカットオフライン形成部６４と、自車線の歩道側のハイビームを形成するための歩道用ハイビーム形成部６５と、斜めカットオフラインを形成するための斜めカットオフライン形成部６６とを有する。

なお、上記説明では第１片側ハイビーム形成部３４ｅと第２片側ハイビーム形成部３４ｆとを別々に説明したが、実際には第１片側ハイビーム形成部３４ｅの斜めカットオフライン形成部６３と第２片側ハイビーム形成部３４ｆの斜めカットオフライン形成部６６は連続的に形成されており、回転シェード３４の回転に応じてハイビーム配光パターンにおける遮光領域の大きさを可変できる。言い換えると、回転シェード３４は、回転シェード３４の回転に応じて斜めカットオフライン形成部の位置が軸方向に移動するよう形成されており、その結果、片側ハイビーム配光パターンにおける斜めカットオフラインの位置を、Ｖ−Ｖ線近傍から自車線と歩道の境界部まで連続的に移動することができる。

図７は、本発明の実施形態に係る車両用前照灯の配光制御システム１００を説明するための機能ブロック図である。配光制御システム１００は、上述した車両用前照灯１０と、車両に搭載される車両側制御部１０２と、ライトスイッチ１０４と、カメラ１０６と、車速センサ１０８と、舵角センサ１１０と、ディマースイッチ１１２とを備える。車両用前照灯１０は、光源３１と、光源３１を点灯するための点灯回路７０と、シェードモータ３９と、スイブルアクチュエータ２２と、レベリングアクチュエータ２６と、灯具側制御部２８と、シェード位置センサ２９とを備える。

カメラ１０６、車速センサ１０８、舵角センサ１１０、ディマースイッチ１１２およびライトスイッチ１０４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信を使用して車両側制御部１０２と情報を伝送する。カメラ１０６は、信号線ＳＬ１を介して車両側制御部１０２と接続されている。車速センサ１０８は、信号線ＳＬ２を介して車両側制御部１０２と接続されている。舵角センサ１１０は、信号線ＳＬ３を介して車両側制御部１０２と接続されている。ディマースイッチ１１２は、信号線ＳＬ４を介して車両側制御部１０２と接続されている。ライトスイッチ１０４は、信号線ＳＬ５を介して車両側制御部１０２と接続されている。車両側制御部１０２は、常時、カメラ１０６、車速センサ１０８、舵角センサ１１０、ディマースイッチ１１２およびライトスイッチ１０４の信号を監視している。

また、車両側制御部１０２はイグニッション（ＩＧ）電源１１５の電圧を監視している。また、車両側制御部１０２は、信号線Ｌ１を介して灯具側制御部２８と接続されている。車両側制御部１０２と灯具側制御部２８は、信号線Ｌ１を介して、ＬＩＮ（Local Interconnect. Network）通信を使用して情報を伝送する。なお、車両側制御部１０２からは、左右一対の車両用前照灯１０へ信号線Ｌ１が接続されている。

配光制御システム１００において、ライトスイッチ１０４がオンされると、リレー１０５がオン状態となってバッテリ１１４から車両用前照灯１０の点灯回路７０に電圧ＶＬが与えられ、点灯回路７０により光源３１が点灯する。また、ライトスイッチ１０４がオンされると、リレー１０５を介してバッテリ１１４から灯具側制御部２８にも電圧ＶＬが与えられ、灯具側制御部２８がリセットされる。点灯回路７０は、信号線ＳＬ６を介して車両側制御部１０２と接続されている。信号線ＳＬ６は、光源３１、点灯回路７０の正常性を示す信号を車両側制御部１０２に送る。車両側制御部１０２は、該信号に基づいて、光源３１、点灯回路７０の異常を認識する。

また、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされると、ＩＧ電源１１５から車両側制御部１０２に電圧ＶＧが与えられ、車両側制御部１０２がリセットされる。また、イグニッションスイッチがオンされると、ＩＧ電源１１５は灯具側制御部２８にも電圧ＶＧを与える。従って、灯具側制御部２８は、バッテリ１１４とＩＧ電源１１５の両方から電力の供給を受けることができる。なお、ＩＧ電源１１５もバッテリ１１４から電力の供給を受けている。

車両側制御部１０２は、カメラ１０６、車速センサ１０８、舵角センサ１１０等から自車の走行状態を示す状態信号を受ける。灯具側制御部２８は、車両側制御部１０２と通信可能に接続され、車両側制御部１０２からの配光指示信号を受けてシェードモータ３９、スイブルアクチュエータ２２およびレベリングアクチュエータ２６を制御する。

配光制御システム１００は、運転者によるディマースイッチ１１２の操作に応じて手動でロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを切り替え可能である。以下、このような手動で配光パターンを制御するモードを「手動モード」と呼ぶ。例えば運転者がロービーム配光パターンを選択した場合、車両側制御部１０２は灯具側制御部２８にロービーム配光パターンを形成するよう指示を出す。指示を受けた灯具側制御部２８は、ロービーム配光パターンが形成されるようシェードモータ３９を制御する。

また、配光制御システム１００は、ディマースイッチ１１２の操作によらず、車両の走行状態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可能である。以下、このように配光パターンを制御するモードを「自動モード」と称する。

配光制御システム１００は、手動モードおよび自動モードのいずれか一方の照射モードで動作するよう構成されている。

例えば、自車の前方に前走車が検出された場合、車両側制御部１０２は、前走車へのグレアを防止するべきであると判断して、例えばロービーム配光パターンが形成されるよう灯具側制御部２８に指示を出す。また、前走車が存在しないことが検出できた場合、車両側制御部１０２は、運転者の視界を向上させるべきであると判断して、例えばハイビーム配光パターンが形成されるよう灯具側制御部２８に指示を出す。

このように前走車を検出するために、車両側制御部１０２には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。カメラ１０６で撮像された画像データは、車両側制御部１０２に送信され、車両側制御部１０２が信号処理をして画像解析を行い、撮像範囲内における前走車を検知する。そして、車両側制御部１０２は、取得した前走車の情報に基づいて最適な一つの配光パターンを選択し、その選択した配光パターンを形成するように灯具側制御部２８に指示を出す。なお、前走車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、例えば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、車両側制御部１０２は、車両に通常搭載されている車速センサ１０８、舵角センサ１１０などからの情報も取得可能であり、車両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したり、光軸の方向を変化させて配光パターンを変化させることができる。例えば車両側制御部１０２は、舵角センサ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ような配光パターンの形成を灯具側制御部２８に指示する。この指示を受けた灯具側制御部２８は、スイブルアクチュエータ２２を制御して灯具ユニット３０の光軸をこれから進行する方向に向ける。また、車両側制御部１０２は、車速センサ１０８からの情報に基づき車両姿勢が変化したと判定した場合、前方照射の到達距離が最適となる配光パターンの形成を灯具側制御部２８に指示する。この指示を受けた灯具側制御部２８は、車両姿勢の前傾、後傾に応じてレベリングアクチュエータ２６を制御して、灯具ユニット３０の光軸を車両上下方向について調整する。

図８は、本実施形態に係る配光制御システム１００におけるフェールセーフ機能を説明するためのフローチャートである。図８に示す制御フローは、所定の間隔で繰り返し行われる。

まず、車両側制御部１０２は、自車の走行状態を示す信号、ＩＧ電源１１５の電圧およびライトスイッチ１０４の状態を示す信号のうち少なくとも一つに異常が発生したか否か判定する（Ｓ１０）。自車の走行状態を示す信号とは、カメラ１０６、車速センサ１０８および舵角センサ１１０から取得した信号である。例えば車両側制御部１０２は、これらのセンサ装置から取得した信号が所定の範囲から外れた場合に異常と判定する。また、車両側制御部１０２は、電源１１５の電圧が所定の範囲から外れた場合に異常と判定する。また、車両側制御部１０２は、ライトスイッチ１０４の状態を示す信号が所定の範囲から外れた場合に異常と判定する。

自車の走行状態を示す信号、ＩＧ電源１１５の電圧およびライトスイッチ１０４の状態を示す信号のうち少なくとも一つに異常が発生した場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、車両側制御部１０２は、現在の照射モードが自動モードであるか否か判定する（Ｓ１２）。

現在の照射モードが自動モードである場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、車両側制御部１０２は、自動モードを中止し、ロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯１０の灯具側制御部２８に指示を出す（Ｓ１４）。この指示を受けた灯具側制御部２８は、回転シェード３４がロービーム配光パターンを形成するための位置に移動するようシェードモータ３９を制御する。ここで一旦制御フローは終了する。

自車の走行状態を示す信号、ＩＧ電源１１５の電圧、ライトスイッチ１０４の状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードでの配光制御に支障が生じるおそれがある。そこで、このような場合には自動モードを中止して強制的にロービーム配光パターンを照射するよう制御することで、車両前方の視認性を確保しつつ、対向車や歩行者にグレアを与える事態を防止できる。

一方、現在の照射モードが自動モードでない（すなわち現在の照射モードが手動モードである）場合（Ｓ１２のＮｏ）、車両側制御部１０２は、ライトスイッチ１０４およびディマースイッチ１１２の操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する手動モードの制御を継続する（Ｓ１６）。ここで一旦制御フローは終了する。

自車の走行状態を示す信号は手動モードには関与していないため、自車の走行状態を示す信号に異常があっても手動モードでの配光パターンの切り替えには影響しない。また、ＩＧ電源１１５の電圧が異常の場合でも、車両用前照灯１０にはリレー１０５を介してバッテリ１１４から電力が供給されるので手動モードでの配光パターンの切り替えは可能である。また、ライトスイッチ１０４の状態を示す信号に異常が発生した場合でも、車両側制御部１０２は回転シェード３４をハイビーム配光パターンを照射可能な位置に移動することで、例えば光量を落としたハイビーム配光パターンを照射するなどの対応をとることができる。このように、自車の走行状態を示す信号、ＩＧ電源１１５の電圧、ライトスイッチ１０４の状態を示す信号に異常が発生した場合であっても、照射モードが手動モードのときには該手動モードを継続することで、運転者は状況に応じてハイビーム配光パターンまたはロービーム配光パターンを選択することができる。

Ｓ１０において、自車の走行状態を示す信号、ＩＧ電源１１５の電圧およびライトスイッチ１０４の状態を示す信号のいずれも異常が発生していない場合（Ｓ１０のＮｏ）、車両側制御部１０２は、ディマースイッチ１１２の状態を示す信号およびＣＡＮ通信の状態のうち少なくとも一方に異常が発生したか否か判定する（Ｓ１８）。車両側制御部１０２は、ディマースイッチ１１２の状態を示す信号が所定の範囲から外れた場合に異常と判定する。また、車両側制御部１０２は、カメラ１０６等と車両側制御部１０２との間のＣＡＮ通信が不能となった場合に異常と判定する。

ディマースイッチ１１２の状態を示す信号およびＣＡＮ通信の状態のうち少なくとも一方に異常が発生した場合（Ｓ１８のＹｅｓ）、車両側制御部１０２は、自動モードおよび手動モードのいずれで動作している場合も（すなわち自動モードであるか手動モードであるかに依らず）、ロービーム配光パターンを照射するよう車両用前照灯１０の灯具側制御部２８に指示を出す（Ｓ１４）。この指示を受けた灯具側制御部２８は、回転シェード３４がロービーム配光パターンを形成するための位置に移動するようシェードモータ３９を制御する。ここで一旦制御フローは終了する。

ディマースイッチ１１２の状態を示す信号に異常が発生した場合、手動モードでのハイビーム配光パターンとロービーム配光パターンの切り替えは難しくなる。また、ＣＡＮ通信に異常が発生した場合も、ディマースイッチ１１２と車両側制御部１０２とが通信不能となるため、手動モードでのハイビーム配光パターンとロービーム配光パターンの切り替えは難しくなる。このように、ディマースイッチ１１２の状態を示す信号およびＣＡＮ通信の状態のうち少なくとも一方に異常が発生した場合には、ロービーム配光パターンを照射するよう制御することで、車両前方の視認性を確保しつつ、対向車や歩行者にグレアを与える事態を防止できる。

一方、ディマースイッチ１１２の状態を示す信号およびＣＡＮ通信の状態のいずれも異常が発生していない場合（Ｓ１８のＮｏ）、手動モードまたは自動モードを継続し（Ｓ２０）、一旦制御フローは終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る配光制御システム１００では、自動モードと手動モードにそれぞれ異なるフェールセーフ動作を設定した。可能な限り手動モードでのロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンの切り替えを可能とすることで、運転者は状況に応じて適切な配光パターンを選択することができ、視認性を確保することができる。

なお、灯具側制御部２８は、車両側制御部１０２が異常と判定した場合、車両側制御部１０２からの指示にかかわらず、回転シェード３４がロービーム配光パターンを形成するための位置に移動するようシェードモータ３９を制御する。これにより、車両前方の視認性を確保しつつ、対向車や歩行者にグレアを与える事態を防止できる。

図９は、手動モードのときのシェードモータ３９の制御を説明するためのフローチャートである。図９に示す制御フローは、所定の間隔で繰り返し行われる。

まず、車両側制御部１０２は、ライトスイッチ１０４がオン状態であるか否か判定する（Ｓ２０）。

ライトスイッチ１０４がオン状態の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、車両側制御部１０２は、ディマースイッチ１１２がハイビームの位置にあるか否か判定する（Ｓ２２）。ディマースイッチ１１２がハイビームの位置にある場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、車両側制御部１０２は、回転シェード３４がハイビーム配光パターンを形成するための位置に保持されるよう灯具側制御部２８に指示を出す（Ｓ２４）。この指示を受けた灯具側制御部２８は、シェードモータ３９を制御して、回転シェード３４をハイビーム配光パターンを形成するための位置に移動し、その状態を保持する。ここで一旦制御フローは終了する。

ディマースイッチ１１２がロービームの位置にある場合（Ｓ２２のＮｏ）、車両側制御部１０２は、回転シェード３４がロービーム配光パターンを形成するための位置に保持されるよう灯具側制御部２８に指示を出す（Ｓ２６）。この指示を受けた灯具側制御部２８は、シェードモータ３９を制御して、回転シェード３４をロービーム配光パターンを形成するための位置に移動し、その状態を保持する。ここで一旦制御フローは終了する。

一方、ライトスイッチ１０４がオン状態の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、車両側制御部１０２は、ディマースイッチ１１２の操作状態にかかわらず、回転シェード３４がロービーム配光パターンを形成するための位置に保持されるよう灯具側制御部２８に指示を出す（Ｓ２６）。この指示を受けた灯具側制御部２８は、シェードモータ３９を制御して、回転シェード３４をロービーム配光パターンを形成するための位置に移動し、その状態を保持する。ここで一旦制御フローは終了する。

ライトスイッチ１０４がオフ状態の場合には光源３１は消灯しているため、ディマースイッチ１１２の操作状態を変えても配光は変化しない。しかしながら、ディマースイッチ１１２に連動してシェードモータ３９を動作させた場合、配光に影響しないにもかかわらずシェードモータ３９を動作させていることになる。これは消費電力の無駄である。また、必要以上にシェードモータ３９に負荷を与えることになるため、シェードモータ３９の耐久性に影響を与えるおそれがある。そこで、本実施形態のように、ライトスイッチ１０４がオフ状態の場合には、ディマースイッチ１１２の操作状態にかかわらず、ロービーム配光パターンを形成するための位置に回転シェード３４を保持することで、消費電力を低減でき、またシェードモータ３９の耐久性を向上することができる。

図１０（ａ）および（ｂ）は、灯具ユニットの別の実施形態を説明するための図である。図１０（ａ）は、灯具ユニット１３０を構成する一部の要素間の位置関係を示す垂直断面図である。図１０（ｂ）は、灯具ユニット１３０を構成する一部の要素間の位置関係を示す平面図である。

図１０（ａ）および（ｂ）に示す灯具ユニット１３０は、主に、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている点が図１に示す灯具ユニット３０と異なる。灯具ユニット１３０は、ＬＥＤ１３１、ヒートシンク１３２、リフレクタ１３３、投影レンズ１３４、レンズホルダ１３５、シェード機構１３７を備える。シェード機構１３７は、回転シェード１３６、シェードモータ１３９、ギア機構１４０を備える。

ＬＥＤ１３１は、ヒートシンク１３２に対して固定されている。ヒートシンク１３２は、ＬＥＤ１３１から発する熱を発散させるのに適した材質および形状とされている。ＬＥＤ１３１から出射された光は、リフレクタ１３３によって反射され前方に向かう。その光の少なくとも一部は、リフレクタ１３３の前方に配置された投影レンズ１３４を通過する。

リフレクタ１３３は、車両の前後方向に延びる光軸Ａ１を中心軸とする略楕円球面を基調とする反射面を有している。ＬＥＤ１３１は、反射面の鉛直断面を構成する楕円の第１焦点に配置されている。これにより、ＬＥＤ１３１から出射された光が当該楕円の第２焦点に収束するように構成されている。

投影レンズ１３４は樹脂製であり、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。投影レンズ１３４は、後方焦点Ｆがリフレクタ１３３の反射面の第２焦点に一致するように配置されており、後方焦点Ｆ上の像を車両前方に反転像として投影するように構成されている。投影レンズ１３４の周縁部はレンズホルダ１３５により保持され、ヒートシンク１３２に対して固定されている。

回転シェード１３６は、ＬＥＤ１３１から出射された光の一部を遮るように、投影レンズ１３４の後方に配置されている。回転シェード１３６は回転軸Ａ２を有しており、当該回転軸Ａ２が、投影レンズ１３４の後方焦点Ｆの下方を通るように配置されている。シェードモータ１３９およびギア機構１４０は、回転シェード１３６を回転軸Ａ２周りに回転させる。シェードモータ１３９は、例えばステッピングモータであってよい。シェードモータ３９の回転は、灯具側制御部２８（図１，７参照）により制御される。回転シェード１３６は、回転位置に応じてリフレクタ１３３からの光の遮り方が変わるように稜線形状が設計されている。従って、回転シェード１３６の回転位置を変化させることで、車両前方に形成される配光パターンを変化させることができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 車両用前照灯、 １２ ランプボディ、 １４ 透明カバー、 １６ 灯室、 １８ ランプブラケット、 ２０ ボディブラケット、 ２２ スイブルアクチュエータ、 ２４ ユニットブラケット、 ２６ レベリングアクチュエータ、 ２８ 灯具側制御部、 ２９ シェード位置センサ、 ３０、１３０ 灯具ユニット、 ３１ 光源、 ３２ 光源搭載部、 ３３、１３３ リフレクタ、 ３４、１３６ 回転シェード、 ３５、１３７ シェード機構、 ３６、１３４ 投影レンズ、 ３７、１３５ レンズホルダ、 ３８ シェード支持部、 ３９、１３９ シェードモータ、 ４０、１４０ ギア機構、 ７０ 点灯回路、 １００ 配光制御システム、 １０２ 車両側制御部、 １０４ ライトスイッチ、 １０５ リレー、 １０６ カメラ、 １０８ 車速センサ、 １１０ 舵角センサ、 １１２ ディマースイッチ、 １１４ バッテリ、 １１５ 電源、 １１５ ＩＧ電源、 １３１ ＬＥＤ、 １３２ ヒートシンク、 ２００ 車両。

Claims (6)

1. ロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターンを含む複数の配光パターンを切替形成可能な車両用前照灯と、
   複数の配光パターンのうち一つの配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する手動モードと、自車の走行状態を示す信号に基づいて複数の配光パターンから一つの配光パターンを選択し、選択した配光パターンを照射する自動モードとのいずれかで動作するよう構成されており、
   前記制御部は、自車の走行状態を示す信号に異常が発生した場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、前記ライトスイッチおよび前記ディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続することを特徴とする車両用前照灯の配光制御システム。
2. 前記制御部は、前記ライトスイッチがオン状態であるかオフ状態であるかを示す信号が所定の範囲から外れた場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、前記ライトスイッチおよび前記ディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯の配光制御システム。
3. 前記制御部は、前記ディマースイッチがロービーム配光パターン選択状態であるかハイビーム配光パターン選択状態であるかを示す信号が所定の範囲から外れた場合、自動モードおよび手動モードのいずれで動作している場合もロービーム配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御す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の配光制御システム。
4. ロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターンを含む複数の配光パターンを切替形成可能な車両用前照灯と、
   複数の配光パターンのうち一つの配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、ライトスイッチおよびディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する手動モードと、自車の走行状態を示す信号に基づいて複数の配光パターンから一つの配光パターンを選択し、選択した配光パターンを照射する自動モードとのいずれかで動作するよう構成されており、
   前記制御部は、前記ライトスイッチがオン状態であるかオフ状態であるかを示す信号が所定の範囲から外れた場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、前記ライトスイッチおよび前記ディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続し、
   前記制御部は、前記ディマースイッチがロービーム配光パターン選択状態であるかハイビーム配光パターン選択状態であるかを示す信号が所定の範囲から外れた場合、自動モードおよび手動モードのいずれで動作している場合もロービーム配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御することを特徴とする車両用前照灯の配光制御システム。
5. 前記制御部は、前記制御部に給電する電源に異常が発生した場合、自動モードで動作しているときには、ロービーム配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御し、手動モードで動作しているときには、前記ライトスイッチおよび前記ディマースイッチの操作状態に応じてロービーム配光パターンまたはハイビーム配光パターンを照射する制御を継続することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用前照灯の配光制御システム。
6. 前記車両用前照灯は、光源と、前記光源からの光の一部を遮光可能に形成されたシェードとを備え、
   前記制御部は、前記ライトスイッチがオフ状態の場合、前記ディマースイッチの操作状態にかかわらず、ロービーム配光パターンを形成するための位置に前記シェードを保持することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用前照灯の配光制御システム。

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