JP4333626B2 - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の状態に応じて前照灯ユニットからの光の照射方向を可変させる車両用前照灯装置（車両用前照灯システム）に関するものである。

ＡＦＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のように、たとえば、車両の走行状態に応じて、前照灯ユニットからの光の照射方向を可変させる車両用前照灯装置は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、この車両用前照灯装置について説明する。この車両用前照灯装置は、車両の走行状態をセンサで検知してその検知信号をメインＣＰＵ（マスタＥＣＵ）に出力する。このメインＣＰＵは、検知信号に基づいてスイブルランプ（前照灯ユニット）の回転角度を演算してこの回転角度のデータをサブＣＰＵ（スレーブＥＣＵ）に出力する。このサブＣＰＵは、回転角度データに基づいてアクチュエータ（駆動ユニット）を駆動させる。このアクチュエータは、スイブルランプを回転させる。これにより、車両の走行状態に応じて、スイブルランプからの光の照射方向を可変させることができる。

ここで、前記の車両用前照灯装置においては、スイブルランプの光軸を基準角位置に設定する装置（すなわち、前照灯ユニットの初期位置設定装置）が設けられている。これにより、前記の車両用前照灯装置は、スイブルランプの初期位置を把握することができるので、スイブルランプからの光の照射方向を車両の走行状態に応じて正確に可変させることができる。

ところが、前記の車両用前照灯措置は、サブＣＰＵに異常が発生してこのサブＣＰＵがリセットした場合において、メインＣＰＵでサブＣＰＵのリセットを把握することができない。このために、前記の車両用前照灯装置では、サブＣＰＵがリセットされた場合において、メインＣＰＵがスイブルランプの位置を把握することができず、このスイブルランプの位置を把握しないままで、スイブルランプを回転させると、対向車にグレアを与える場合がある。

特開２００４−１０６７７０号公報

この発明が解決しようとする問題点は、前記の従来の車両用前照灯装置では、サブＣＰＵ（スレーブＥＣＵ）がリセットされた場合において、メインＣＰＵがスイブルランプ（前照灯ユニット）の位置を把握することができないという点にある。

この発明は、車両センサからの車両信号に基づいて前照灯ユニットの回転角度を演算して回転角度データを出力するマスタＥＣＵと、このマスタＥＣＵからの回転角度データに基づいて駆動ユニットを駆動させて前照灯ユニットからの光の照射方向を可変させるスレーブＥＣＵと、を備え、スレーブＥＣＵが、スレーブＥＣＵ側において異常が発生した時に電源をリセットさせる回路と、スレーブＥＣＵ側において異常が発生した時に異常発生信号をマスタＥＣＵに出力する回路と、を有し、一方、マスタＥＣＵが、スレーブＥＣＵからの異常発生信号に基づいてスレーブＥＣＵに前照灯ユニット初期位置設定動作命令信号を出力する回路を有する、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯装置は、上記の課題を解決するための手段により、スレーブＥＣＵ側において異常が発生してこのスレーブＥＣＵがリセットすると、このスレーブＥＣＵが異常発生信号をマスタＥＣＵに出力し、このマスタＥＣＵがスレーブＥＣＵに前照灯ユニット初期位置設定動作命令信号を出力する。このために、この発明の車両用前照灯装置は、スレーブＥＣＵ側において異常が発生してこのスレーブＥＣＵがリセットされた場合に、マスタＥＣＵでスレーブＥＣＵのリセットを把握することができ、しかも、前照灯ユニットの初期位置を設定することができる。これにより、この発明の車両用前照灯装置は、スレーブＥＣＵがリセットされた場合において、マスタＥＣＵが前照灯ユニットの位置を把握することができるので、前照灯ユニットからの光の照射方向を常時に正確にかつ確実に制御することができ、対向車などにグレアを与えることがなく、交通安全に貢献することができる。

以下に、この発明にかかる車両用前照灯装置の実施例の１例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下、この実施例にかかる車両用前照灯装置の構成について説明する。この実施例にかかる車両用前照灯装置は、図１に示すように、プロジェクタユニット（前照灯ユニット）５と、駆動ユニット（スイブルアクチュエータユニット）４と、車両センサ１と、マスタＥＣＵ２と、スレーブＥＣＵ３とを備えるものである。

前記プロジェクタユニット５は、車両（図示せず）の前部の左側と右側とにそれぞれほぼ垂直軸Ｖ−Ｖ回りに回転可能に配置されるものである。前記プロジェクタユニット５は、プロジェクタタイプのランプユニットであって、図２に示すように、光源（図示せず）と、リフレクタ５０と、フレーム５１と、投影レンズ５２と、回転軸５３（上側の回転軸が図示されていて、下側の回転軸が図示されていない）と、から構成されている。前記回転軸５３が軸受け（図示せず）に前記ほぼ垂直軸Ｖ−Ｖ回りに回転可能に軸支されている。前記プロジェクタユニット５は、前記光源を点灯すると、前記光源からの光が前記リフレクタ５０で反射して、その反射光が前記投影レンズ５２を通して投影されて路面などを照明するものである。前記プロジェクタユニット５は、たとえば、ヘッドランプやフォグランプやその他のランプなどの前照灯ユニットからなる。なお、前記プロジェクタユニット５は、プロジェクタタイプ以外のランプユニットでもよい。

前記駆動ユニット４は、前記プロジェクタユニットを前記ほぼ垂直軸Ｖ−Ｖ回りに回転させて前記プロジェクタユニットからの光の照射方向を可変させるものである。前記駆動ユニット４は、前記プロジェクタユニット５と同様に、車両の前部の左側と右側とにそれぞれ配置されている。前記駆動ユニット４は、図１および図２に示すように、ケーシング４０と、前記ケーシング４０内に配置されているステッピングモータ４ａおよび位置検出センサ４ｂと、前記プロジェクタユニット５の初期位置を設定するための初期位置設定部（図示せず）と、から構成されている。前記ステッピングモータ４ａは、前記回転軸５３に回転力伝達機構（図示せず）を介して連結されており、前記スレーブＥＣＵ３の駆動制御に基づいて駆動して前記プロジェクタユニット５を前記ほぼ垂直軸Ｖ−Ｖ回りに回転（スイブル）させて、前記プロジェクタユニット５からの光の照射方向を可変させるものである。前記位置検出センサ４ｂは、前記プロジェクタユニット５の回転位置を検出して、その検出信号を前記スレーブＥＣＵ３に出力するものである。

前記車両用センサ１は、車両の走行状態を検知して車両信号を出力するものである。前記車両センサ１は、この例では、たとえば、操舵角センサ、ヘッドランプスイッチ、車速センサ、リバースセンサなどである。前記操舵角センサは、ステアリングハンドル（図示せず、ステアリングホイール、ハンドルなど同意語）の操舵角（舵角と同意語）および操舵方向を検出して、操舵角信号および操舵方向信号を前記マスタＥＣＵ２に出力するものである。すなわち、前記操舵角センサは、たとえば、車両が曲路（左カーブの道路や右カーブの道路）を走行する場合に、また、車両が交差路を左折したり右折したりする場合に、ドライバーが操舵するステアリングハンドルの操舵角（回転角）および操舵方向（回転方向）を検出して、操舵角信号および操舵方向信号を前記マスタＥＣＵ２に出力するものである。前記操舵角信号および前記操舵方向信号は、たとえば、車両に搭載されている前記操舵角センサおよび前記マスタＥＣＵ２がネットワーク化され、具体的な数値データとして得られる。具体的な数値データとしては、たとえば、ステアリングハンドルを右側に１０°切ると、＋１０°の数値データ、一方、ステアリングハンドルを左側に１０°切ると、−１０°の数値データとして得られる。また、具体的な数値データとしては、たとえば、ステアリングハンドルを右側に１０°切ると、「１０００」のニュートラル数値に対して「９９０」の数値データ、一方、ステアリングハンドルを左側に１０°切ると、「１０００」のニュートラル数値に対して「１０１０」の数値データとして得られる。なお、前記操舵角信号および前記操舵方向信号は、たとえば、車両に搭載されている前記操舵角センサ（たとえば、光学センサ）が前記マスタＥＣＵ２に出力する電気信号として得られる場合もある。前記ヘッドランプスイッチは、ドライバーがＯＮ、ＯＦＦを操作してヘッドランプなど（図示せず）を点灯、消灯させるものであって、ＯＮのときＯＮ信号（たとえば、ハイレベル信号）を出力し、ＯＦＦのときＯＦＦ信号（たとえば、ローレベル信号）を前記マスタＥＣＵ２に出力するものである。前記車速センサは、車速を検出して車速信号を前記マスタＥＣＵ２出力するものである。前記リバースセンサは、シフトレバー（図示せず）のシフト位置のうちリバース位置を検出してリバース信号を前記マスタＥＣＵ２に出力するものである。

前記マスタＥＣＵ２は、前記車両センサ１からの車両信号に基づいて前記プロジェクタユニット５の回転角度（スイブル角度）を演算して回転角度データを前記スレーブＥＣＵ３に出力するものである。前記マスタＥＣＵ２は、運転席室内もしくはその近傍に配置されている。前記マスタＥＣＵ２は、図１に示すように、電源リセット回路２ａと、入力インターフェイス２ｂと、マイクロコントローラ２ｃと、通信インターフェイス２ｄと、から構成されている。

前記電源リセット回路２ａは、前記マスタＥＣＵ２内のマイクロコントローラ２ｃの異常を検出した時点で前記マイクロコントローラ２ｃの電源をリセットするものである。前記入力インターフェイス２ｂは、前記車両センサ１に接続されており、前記車両センサ１からの車両信号を入力して、この車両信号を前記マイクロコントローラ２ｃに出力（伝達）するものである。前記マイクロコントローラ２ｃは、前記入力インターフェイス２ｂから入力された車両信号に基づいて前記プロジェクタユニット５の回転角度を演算して回転角度データを前記通信インターフェイス２ｄに出力（伝達）するものである。前記通信インターフェイス２ｄは、前記マイクロコントローラ２ｃから入力された回転角度データを前記スレーブＥＣＵ３に出力（送信）するものである。

前記スレーブＥＣＵ３は、前記マスタＥＣＵ２からの回転角度データに基づいて前記駆動ユニット４を駆動させて前記プロジェクタユニット５からの光の照射方向を可変させるものである。前記スレーブＥＣＵ３は、前記駆動ユニット４内もしくは前記駆動ユニット４の近傍に、あるいは、前記プロジェクタユニット５内もしくは前記プロジェクタユニット５の近傍に、配置されている。前記スレーブＥＣＵ３は、図１に示すように、電源リセット回路３ａと、送信インターフェイス３ｂと、マイクロコントローラ３ｃと、モータドライバ３ｄと、センサインターフェイス３ｅと、から構成されている。

前記電源リセット回路３ａは、前記スレーブＥＣＵ３内のマイクロコントローラ３ｃの異常を検出した時点で前記マイクロコントローラ３ｃの電源をリセットするものである。前記送信インターフェイス３ｂは、前記スレーブＥＣＵ３の送信インターフェイス２ｄに接続されており、前記マスタＥＣＵ２からの回転角度データを入力（受信）して、この回転角度データを前記マイクロコントローラ３ｃに出力するものである。前記マイクロコントローラ３ｃは、前記入力インターフェイス３ｂから入力された回転角度データに基づいてモータ駆動制御信号を前記モータドライバ３ｄに出力し、かつ、前記センサインターフェイス３ｅから入力された位置信号に基づいて前記プロジェクタユニット５の位置を把握するものである。前記モータドライバ３ｄは、前記マイクロコントローラ３ｃから入力されたモータ駆動制御信号に基づいて前記ステッピングモータ４ａの駆動を制御するものである。前記センサインターフェイス３ｅは、前記位置検出センサ４ｂに接続されており、前記位置検出センサ４ｂからの位置検出信号を入力して前記マイクロコントローラ３ｃに出力（伝達）するものである。

前記スレーブＥＣＵ３には、異常発生時に異常発生信号を前記マスタＥＣＵ２に出力する回路（図示せず）が設けられている。一方、前記マスタＥＣＵ２には、前記スレーブＥＣＵ３からの異常発生信号に基づいて前記スレーブＥＣＵ３にプロジェクタユニット初期位置設定動作命令信号を出力する回路（図示せず）が設けられている。

この実施例にかかる車両用前照灯装置は、以上のごとき構成からなり、以下、この実施例にかかる車両用前照灯装置の作用について説明する。

まず、マスタＥＣＵ２およびスレーブＥＣＵ３にそれぞれ電源が投入されて、この実施例にかかる車両用前照灯装置が起動する。すると、マスタＥＣＵ２およびスレーブＥＣＵ３は、最初に、プロジェクタユニット５の初期位置を設定する動作（イニシャライズ動作）を行う。すなわち、マスタＥＣＵ２は、プロジェクタユニット初期位置設定動作命令信号を通信インターフェイス２ｄ、３ｂを介してスレーブＥＣＵ３に出力する。このプロジェクタユニット初期位置設定動作命令信号を入力したスレーブＥＣＵ３は、プロジェクタユニット５の初期位置を設定する動作を行う。

このイニシャライズ動作は、まず、ステッピングモータ４ａを、駆動ユニット４のケーシング４０内の初期位置設定部が機械的に干渉するところまで、一方向に回転させて、初期位置設定部を意図的に規制させる。初期位置設定部が機械的に干渉した時点で、ステッピングモータ４ａの一方向の回転を停止させて、このステッピングモータ４ａを所定のパルスだけ逆方向に回転させて戻す。これにより、プロジェクタユニット５が初期位置に設定される。このイニシャライズ動作により、スレーブＥＣＵ３がプロジェクタユニット５の初期位置を把握することができるので、プロジェクタユニット５からの光の照射方向を車両の走行状態に応じて正確に可変させることができる。すなわち、電源投入時においては、スレーブＥＣＵ３内のＲＡＭなどに記憶されていたプロジェクタユニット５の回転位置のデータがリセットされる。このために、スレーブＥＣＵ３では、プロジェクタユニット５の初期位置を把握することができない。このプロジェクタユニット５の初期位置が把握されていない状態で、プロジェクタユニット５を回転制御させると、プロジェクタユニット５からの光の照射方向を車両の走行状態に応じて正確に可変させることができなくなるという不具合が生じる。前記のイニシャライズ動作は、前記の不具合を防止するものである。

前記のイニシャライズ動作が完了すると、マスタＥＣＵ２およびスレーブＥＣＵ３は、通常動作を行う。以下、この通常動作について説明する。すなわち、車両センサ１から車両信号、たとえば、操舵角センサから操舵角信号および操舵方向信号、ヘッドランプスイッチからＯＮ信号およびＯＦＦ信号、車速センサから車速信号、リバースセンサからリバース信号などがマスタＥＣＵ２内の入力インターフェイス２ｂを介してマイクロコントローラ２ｃに入力される。このマイクロコントローラ２ｃは、入力された車両信号に基づいて、プロジェクタユニット５を回転させる角度を演算して、この演算された回転角度を回転角度データとして、送信インターフェイス２ｄを介してスレーブＥＣＵ３に出力される。

マスタＥＣＵ２から回転角度データがスレーブＥＣＵ３内の送信インターフェイス３ｂを介してマイクロコントローラ３ｃに入力される。このマイクロコントローラ３ｃは、入力された回転角度データに基づいて、モータ駆動制御信号をモータドライバ３ｄに出力する。このモータドライバ３ｄは、入力されたモータ駆動制御信号に基づいて、駆動ユニット４のステッピングモータ４ａを駆動させる。このステッピングモータ４ａの駆動により、プロジェクタユニット５は、演算された角度まで回転する。プロジェクタユニット５が演算された角度まで回転すると、置検出センサ４ｂは、プロジェクタユニット５の回転位置を検出して、この位置検出信号をスレーブＥＣＵ３に出力する。このスレーブＥＣＵ３は、ステッピングモータ４ａの駆動を停止させる。これにより、車両の状態に応じてプロジェクタユニット５からの光の照射方向を追従させることができる。

前記の通常動作中において、スレーブＥＣＵ３側にて異常が発生すると、マスタＥＣＵ２およびスレーブＥＣＵ３は、復帰動作を行う。以下、この復帰動作について説明する。すなわち、スレーブＥＣＵ３側において、電源異常（低電圧など）やマイコン暴走（ウォッチドッグ機能）が生じると、電源リセット回路３ａが作動してマイクロコントローラ３ｃをリセットさせる。このマイクロコントローラ３ｃがリセットされると、スレーブＥＣＵ３内のＲＡＭなどに記憶されていたプロジェクタユニット５の回転位置のデータがリセットされる。このために、マスタＥＣＵ２では、プロジェクタユニット５の現在位置、すなわち、スレーブＥＣＵ３側において異常が発生した時点の位置を把握することができない。

そこで、スレーブＥＣＵ３は、異常発生信号をマスタＥＣＵ２に出力する。これにより、マスタＥＣＵ２側では把握することができなかったスレーブＥＣＵ３側の異常発生を把握することができる。そして、マスタＥＣＵ２は、スレーブＥＣＵ３から入力された異常発生信号に基づいてスレーブＥＣＵ３にプロジェクタユニット初期位置設定動作命令信号を出力する。これにより、前記のイニシャライズ動作が再度行われる。この再度のイニシャライズ動作が行われて、前記の通常動作に戻る。なお、マスタＥＣＵ２およびスレーブＥＣＵ３への電源を切ることにより、この実施例にかかる車両用前照灯装置の作動が停止する。

この実施例にかかる車両用前照灯装置は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、この実施例にかかる車両用前照灯装置の効果について説明する。

この実施例にかかる車両用前照灯装置は、スレーブＥＣＵ３に異常が発生してこのスレーブＥＣＵ３がリセットすると、このスレーブＥＣＵ３が異常発生信号をマスタＥＣＵ２に出力し、このマスタＥＣＵ２がスレーブＥＣＵ３にプロジェクタユニット初期位置設定動作命令信号を出力する。このために、この実施例にかかる車両用前照灯装置は、スレーブＥＣＵ３に異常が発生してこのスレーブＥＣＵ３がリセットされた場合に、マスタＥＣＵ２でスレーブＥＣＵ３のリセットを把握することができ、しかも、プロジェクタユニット５の初期位置を設定することができる。これにより、この実施例にかかる車両用前照灯装置は、スレーブＥＣＵ３がリセットされた場合において、マスタＥＣＵ２がプロジェクタユニット５の位置を把握することができるので、プロジェクタユニット５からの光の照射方向を常時に正確にかつ確実に制御することができ、対向車などにグレアを与えることがなく、交通安全に貢献することができる。

特に、この実施例にかかる車両用前照灯装置は、制御装置をマスタＥＣＵ２とスレーブＥＣＵ３とに分割したものであるから、距離が長い運転席側のマスタＥＣＵ２と車両の前部の駆動ユニット４側のスレーブＥＣＵ３との間を１本の信号線で接続することができ、かつ、距離が短いスレーブＥＣＵ３と駆動ユニット４あるいはプロジェクタユニット５との間を複数本の信号線で接続することができる。このために、この実施例にかかる車両用前照灯装置は、距離が長い制御装置と駆動ユニットの間を多数本の信号線で接続するものと比較して、信号線の配線が簡単であり、かつ、ノイズ対策も簡単である。

しかも、この実施例にかかる車両用前照灯装置において、プロジェクタユニット５の光源の光量をランプドライバを介して徐々に増加させたりあるいは徐々に減少させたりする調光制御、またはおよび、プロジェクタユニット５の光軸を光軸調整装置（レベリング装置）を介して上下方向（垂直方向）に調整する光軸制御などを、スレーブＥＣＵ３で行わせることができる。これにより、マスタＥＣＵ２とスレーブＥＣＵ３との間に配線する長い信号線が多数本から１本と減らすことができ、一方、スレーブＥＣＵ３とプロジェクタユニット５との間に配線する多数本の信号線を短くすることができる。

なお、この実施例において、１つのスレーブＥＣＵ３と、１つの駆動ユニット４と、１つのプロジェクタユニット５とが図示されている。ところが、この発明においては、左側のスレーブＥＣＵおよび駆動ユニットおよびプロジェクタユニットと、右側のスレーブＥＣＵおよび駆動ユニットおよびプロジェクタユニットと、を備えるものである。また、マスタＥＣＵと左側のスレーブＥＣＵおよび右側のスレーブＥＣＵとは、パラレルに接続されていたり、または、マスタＥＣＵと一方のスレーブＥＣＵと接続されていてこの一方のスレーブＥＣＵから他方のスレーブＥＣＵに分岐接続されていたりする。

この発明にかかる車両用前照灯装置の実施例を示す構成ブロック図である。 同じく、駆動ユニットとプロジェクタユニットを示す正面図である。

符号の説明

１ 車両センサ
２ マスタＥＣＵ
２ａ 電源リセット回路
２ｂ 入力インターフェイス
２ｃ マイクロコントローラ
２ｄ 通信インターフェイス
３ スレーブＥＣＵ
３ａ 電源リセット回路
３ｂ 通信インターフェイス
３ｃ マイクロコントローラ
３ｄ モータドライバ
３ｅ センサインターフェイス
４ 駆動ユニット
４０ ケーシング
４ａ ステッピングモータ
４ｂ 位置検出センサ
５ プロジェクタユニット(前照灯ユニット)
５０ リフレクタ
５１ フレーム
５２ 投影レンズ
５３ 回転軸
Ｖ−Ｖ 垂直軸

Claims (1)

1. 車両の状態に応じて前照灯ユニットからの光の照射方向を可変させる車両用前照灯装置において、
   車両の前部の左、右にほぼ垂直軸回りに回転可能に配置される前記前照灯ユニットと、
   前記前照灯ユニットを前記ほぼ垂直軸回りに回転させて前記前照灯ユニットからの光の照射方向を可変させる駆動ユニットと、
   車両の状態を検知して車両信号を出力する車両センサと、
   前記車両センサからの車両信号に基づいて前記前照灯ユニットの回転角度を演算して回転角度データを出力するマスタＥＣＵと、
   前記マスタＥＣＵからの回転角度データに基づいて前記駆動ユニットを駆動させて前記前照灯ユニットからの光の照射方向を可変させるスレーブＥＣＵと、
   を備え、
   前記スレーブＥＣＵは、前記スレーブＥＣＵ側において異常が発生した時に電源をリセットさせる回路と、前記スレーブＥＣＵ側において異常が発生した時に異常発生信号を前記マスタＥＣＵに出力する回路と、を有し、
   前記マスタＥＣＵは、前記スレーブＥＣＵからの異常発生信号に基づいて前記スレーブＥＣＵに前照灯ユニット初期位置設定動作命令信号を出力する回路を有する、
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。

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