(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方の照射領域を左右方向に変更可能とする車両用前照灯装置において、
前照灯の照射領域を変更する照射領域変更手段と、
舵角を検出する舵角検出手段と、
車体の左右方向の旋回挙動を検出する旋回挙動検出手段と、
前記舵角検出手段が検出した舵角に基づき第１照射角度を算出する第１照射角度演算手段と、
前記旋回挙動検出手段が検出した旋回挙動に基づき第２照射角度を算出する第２照射角度演算手段と、
前記第１照射角度と前記第２照射角度とから最終の照射角度を決定する照射角度決定手段と、
前記最終の照射角度に基づき前記照射領域変更手段を制御して照射領域を変更する制御手段とを備え、
前記照射角度決定手段は、
前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に異なる方向に振れている場合には旋回挙動に基づく第２照射角度を最終の照射角度に決定し、
前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に同じ方向に振れている場合には前記第１照射角度と前記第２照射角度のうち振れ角が大きい方の照射角度を最終の照射角度に決定することを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
車両前方の照射領域を左右方向に変更可能とする車両用前照灯装置において、
前照灯の照射領域を変更する照射領域変更手段と、
舵角を検出する舵角検出手段と、
車体の左右方向の旋回挙動を検出する旋回挙動検出手段と、
前記舵角検出手段が検出した舵角に基づき第１照射角度を算出する第１照射角度演算手段と、
前記旋回挙動検出手段が検出した旋回挙動に基づき第２照射角度を算出する第２照射角度演算手段と、
前記第１照射角度と前記第２照射角度とから最終の照射角度を決定する照射角度決定手段と、
前記最終の照射角度に基づき前記照射領域変更手段を制御して照射領域を変更する制御手段とを備え、
前記照射角度決定手段は、
前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に異なる方向に振れている場合には車体の真正面方向を最終の照射角度に決定し、
前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に同じ方向に振れている場合には前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が大きければ舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度に決定し、前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が小さければ車体の真正面方向を最終の照射角度に決定することを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項３】
車両前方の照射領域を左右方向に変更可能とする車両用前照灯装置において、
前照灯の照射領域を変更する照射領域変更手段と、
舵角を検出する舵角検出手段と、
車体の左右方向の旋回挙動を検出する旋回挙動検出手段と、
前記舵角検出手段が検出した舵角に基づき第１照射角度を算出する第１照射角度演算手段と、
前記旋回挙動検出手段が検出した旋回挙動に基づき第２照射角度を算出する第２照射角度演算手段と、
前記第１照射角度と前記第２照射角度とから最終の照射角度を決定する照射角度決定手段と、
前記最終の照射角度に基づき前記照射領域変更手段を制御して照射領域を変更する制御手段とを備え、
前記照射角度決定手段は、
前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に同じ方向に振れている場合には前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が大きいときは舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度に決定し、前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が小さくなったときはその時点での照射角度を最終の照射角度に決定し該一定の照射角度に固定し、
前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に異なる方向に振れたときは、その時点での照射角度を最終の照射角度に決定し該一定の照射角度に固定することを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項４】
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記旋回挙動検出手段は、車体の左右方向の揺動であるヨーイングのヨー角速度を検出する手段であり、
前記第２照射角度演算手段は、前記ヨー角速度および車速検出手段が検出した車速に基づき第２照射角度を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の車両用前照灯装置。
【請求項５】
前記第２照射角度演算手段は、前記ヨー角速度と前記車速とから車両が旋回する円弧の旋回半径を演算し、同旋回半径に応じた第２照射角度を算出することを特徴とする請求項４記載の車両用前照灯装置。
【請求項６】
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記第１照射角度演算手段は、前記舵角検出手段が検出した舵角を前記車速検出手段が検出した車速により補正して第１照射角度を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項５記載の車両用前照灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照射領域を左右に変更できる前照灯の配光制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前照灯の照射領域を左右に変更する例は、従来から種々提案されているが、その殆どが基本的にステアリングハンドルの操舵角に応じて変更制御するものであり（特開昭６２−７７２４９号公報、特開平３−１４７４２号公報等）、操舵した方向に前照灯の照射領域を変更させることで、これから進行しようとする方向の照射量を増加させるものである。
【０００３】
このように舵角にのみ基づいて照射角度を制御すると、ステアリング操作が急激な場合には、急な舵角の変化に従って照射角度も急激に変化して照射領域が瞬時に左右に大きく振れたりして運転者に違和感を与える。
【０００４】
例えば車速に比してハンドルを切り過ぎたり雪道など路面が滑り易い状態にあると、カーブを曲がる際に車体後部が外側に出て車両の向きが内側を向き過ぎることがある。
図８は、かかる状態を示す説明図であり、右カーブした道路０１の途中で車両０２が内側を向き過ぎた状態を実線で示している。
【０００５】
このような場合、ハンドルを右に切った状態のままにしておくと、車両０２は回転してしまうので、ハンドルを進行方向と逆の方向に切るカウンターステア（一般に逆ハンドルと称する）を行うと車体の向きを立て直すことができる。
図８においてもカウンターステアを行ってハンドルを左に切っており、前輪０３が車体に対して左方向に向いている。
【０００６】
車両０２が舵角に応じて照射領域を変更するものであると、図８にハンドルを左に切る前の照射領域０４を破線で示しており、車体前方より右側を照射しており、カウンターステアを行った後の照射領域０５（実線で示す）は、前輪０３の向きに略対応して車体前方より左側に向いている。
カウンターステアは瞬時に行うので、照射領域０４から照射領域０５に瞬時に変化することになり、照射領域の素早い大きな変化は運転者に違和感を与えることになる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、カウンターステア等急激なステアリングの逆方向への操作があった場合でも照射領域の変更を抑えて運転者に違和感を与えない車両用前照灯装置を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、車両前方の照射領域を左右方向に変更可能とする車両用前照灯装置において、前照灯の照射領域を変更する照射領域変更手段と、舵角を検出する舵角検出手段と、車体の左右方向の旋回挙動を検出する旋回挙動検出手段と、
前記舵角検出手段が検出した舵角に基づき第１照射角度を算出する第１照射角度演算手段と、前記旋回挙動検出手段が検出した旋回挙動に基づき第２照射角度を算出する第２照射角度演算手段と、前記第１照射角度と前記第２照射角度とから最終の照射角度を決定する照射角度決定手段と、前記最終の照射角度に基づき前記照射領域変更手段を制御して照射領域を変更する制御手段とを備え、前記照射角度決定手段は、前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に異なる方向に振れている場合には旋回挙動に基づく第２照射角度を最終の照射角度に決定し、前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に同じ方向に振れている場合には前記第１照射角度と前記第２照射角度のうち振れ角が大きい方の照射角度を最終の照射角度に決定することを特徴とする車両用前照灯装置とした。
【００１１】
車両がカーブを旋回する場合、カーブ進入当初は舵角が旋回挙動に先行し、舵角に基づく第１照射角度の振れが旋回挙動に基づく第２照射角度の同じ方向の振れより大きいが、ここで急激なステアリングの逆方向への操作があると、旋回挙動は慣性で変化が小さいのに対して舵角は急激に小さくなり、舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より小さくなる。
【００１２】
したがって第１照射角度と第２照射角度が同じ方向に振れる間で、舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より振れが大きいうちは、舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度として照射領域の変更制御を行い、舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より振れが小さくなったときは、変化が小さく振れが大きい方の旋回挙動に基づく第２照射角度を最終の照射角度に決定し照射領域の変更制御を行い、さらに第１照射角度が第２照射角度と異なる方向に振れることになっても旋回挙動に基づく第２照射角度を最終の照射角度に決定することで、カウンターステア等の急激なステアリングの逆方向への操作があった場合でも照射領域の変化を適正に抑えることができ、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００１３】
また前記照射角度決定手段は、前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に異なる方向に振れている場合には車体の真正面方向を最終の照射角度に決定し、前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に同じ方向に振れている場合には前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が大きければ舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度に決定し、前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が小さければ車体の真正面方向を最終の照射角度に決定する車両用前照灯装置とする。
【００１４】
舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より振れが大きい大きいうちは、舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度として照射領域の変更制御を行い、舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より振れが小さくなったときは、車体の真正面方向を最終の照射角度に決定し、さらに第１照射角度が第２照射角度と異なる方向に振れることになっても車体の真正面方向を最終の照射角度に決定し照射領域を車体真正面方向に制御することで、急激なステアリングの逆方向への操作があった場合は照射領域を車体真正面方向に定め変化を適正に抑えることができ、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００１５】
さらに前記照射角度決定手段は、前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に同じ方向に振れている場合には前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が大きいときは舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度に決定し、前記第１照射角度が前記第２照射角度より振れ角が小さくなったときはその時点での照射角度を最終の照射角度に決定し該一定の照射角度に固定し、前記第１照射角度と前記第２照射角度が車体真正面を基準に異なる方向に振れたときは、その時点での照射角度を最終の照射角度に決定し該一定の照射角度に固定する車両用前照灯装置とする。
【００１６】
舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より振れが大きいうちは、舵角に基づく第１照射角度を最終の照射角度として照射領域の変更制御を行い、舵角に基づく第１照射角度が旋回挙動に基づく第２照射角度より振れが小さくなったときは、小さくなった時点での照射角度を最終の照射角度として該照射角度に固定し、さらに第１照射角度が第２照射角度と異なる方向に振れることになってもその時の照射角度に固定することで、急激なステアリングの逆方向への操作があった場合は照射領域を固定して運転者に違和感を与えないようにすることができる。
【００１７】
車速を検出する車速検出手段を備え、前記旋回挙動検出手段は、車体の左右方向の揺動であるヨーイングのヨー角速度を検出する手段であり、前記第２照射角度演算手段は、前記ヨー角速度および車速検出手段が検出した車速に基づき第２照射角度を算出する請求項１ないし請求項３のいずれか記載の車両用前照灯装置とすることで、車体のヨーイングに基づく的確な第２照射角度を算出することができる。
【００１８】
前記第２照射角度演算手段は、前記ヨー角速度と前記車速とから車両が旋回する円弧の旋回半径を演算し、同旋回半径に応じた第２照射角度を算出する請求項４記載の車両用前照灯装置とすることで、道路のカーブに適応した第２照射角度を算出することができる。
【００１９】
車速を検出する車速検出手段を備え、前記第１照射角度演算手段は、前記舵角検出手段が検出した舵角を前記車速検出手段が検出した車速により補正して第１照射角度を算出する請求項１ないし請求項５記載の車両用前照灯装置とすることで、舵角に基づく第１照射角度を車速に応じた適正な角度とすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図７に図示し説明する。
本実施の形態に係る自動車１は、前照灯たるヘッドライト２がそれ自体左右水平方向に揺動可能に装着されており、図１は該自動車１を上方から見た図であり、同図では左右のヘッドライト２，２が右方に揺動して右前方を照射領域３，３としている。
【００２１】
左右のヘッドライト２，２はともに同じ方向に同じ角度揺動し、図１に示すように直進方向に対する光軸Ｌ，Ｌの角度すなわち照射角度はともにθである。
なおθは、直進方向を基準に右方向を正の値、左方向を負の値とする。
本実施の形態では、左右ヘッドライト２，２が同じ方向に同じ角度揺動するようにしているが、曲がろうとする側のヘッドライトのみ揺動させるか左右のヘッドライトの揺動角度に差をつけるようにしてもよい。
【００２２】
本実施例のヘッドライト２の揺動機構は、概略的に図示すると図２に示すようであり、ヘッドライト２のランプユニット４が回転軸５に固定され、同回転軸５に嵌着されたウォームホイール６にモータ８の駆動軸に形成されたウォームギア７が噛み合っている。
【００２３】
したがってモータ８の駆動でウォームギア７，ウォームホイール６の噛合を介して回転軸５とともにランプユニット４が水平方向に揺動する。
モータ８は配光制御ＥＣＵ１０によって駆動制御される。
【００２４】
図３は、本実施の形態における照射領域の変更制御の制御系の概略ブロック図である。
本自動車１は、車体に対する前輪の向き、すなわち舵角φを検出する舵角センサー２１、車速ｖを検出する車速センサー２２および車体のヨー角速度（ヨーレート）ωを検出するヨーレートセンサー２３を備えている。
【００２５】
舵角センサー２１が検出した舵角φと車速センサー２２が検出した車速ｖが、配光制御ＥＣＵ１０における第１照射角度演算手段１１に入力され、第１照射角度θ１  が、次式（１）より演算される。
θ１  ＝Ｋ（ｖ）  ・φ    ………  （１）
ここにＫ（ｖ）  は、補正係数であり、車速ｖに基づいて定められ、最大値を１として車速ｖに略比例して大きい値をとる。
【００２６】
こうして第１照射角度演算手段１１により舵角φに基づく第１照射角度θ１  が、車速ｖによる補正を受けて算出され、車速ｖに応じた適正な第１照射角度θ１  を求めることができる。
【００２７】
車速センサー２２が検出した車速ｖと前記ヨーレートセンサー２３が検出したヨー角速度ωは、配光制御ＥＣＵ１０における第２照射角度演算手段１２に入力され、第２照射角度θ２  が、演算される。
第２照射角度演算手段１２では、まず車速ｖとヨー角速度ωから車両の旋回半径Ｒを求める。
【００２８】
図４の説明図を参照して自動車１が右カーブを車速ｖで曲がっている場合、車体のヨー角速度ωは、自動車１の旋回角速度に相当するので、旋回半径Ｒは、
Ｒ＝ｖ／ω    ………  （２）
の関係があり、この式（２）により算出できる。
【００２９】
次に図５を参照して右カーブの道路の右側の湾曲した路肩３０を理想的な円弧と仮定して、本自動車１から同路肩３０までの距離をｘとする。
前照灯の基本とする照射方向を、自動車１から円弧状の路肩３０に引いた接線方向として、第２照射角度θ２  を演算する
【００３０】
いま旋回中心をＣ、本自動車１の点をＭ、前記接線の路肩３０との接点をＮとすると、第２照射角度θ２  は、直角三角形ＭＮＣの∠ＭＣＮに等しく、したがって次式が成り立つ、
ｃｏｓθ２  ＝ＮＣ／ＭＣ＝（Ｒ−ｘ）／Ｒ
【００３１】
すなわち基本照射角度θ２  は、
θ２  ＝ｃｏｓ−１｛（Ｒ−ｘ）／Ｒ｝  ………  （３）
となる。
第２照射角度演算手段１２は、この（３）式より第２照射角度θ２  を算出する。
【００３２】
以上において算出された舵角φに基づく第１照射角度θ１  とヨー角速度ωに基づく第２照射角度θ２  とから照射角度決定手段１３が、最終の照射角度θを決定する。
この決定方法は、第１照射角度θ１  と第２照射角度θ２  が、同じ方向に振れているか否かすなわち同符号か否かと、その振れの大きさすなわち各絶対値｜θ１  ｜と｜θ２  ｜とを比較して、最終の照射角度θに決定する。
【００３３】
こうして得られた最終の照射角度θによる制御信号がモータドライバー２４に出力され、同モータドライバー２４により左右のモータ８が駆動されてヘッドライト２は照射角度θに揺動される。
【００３４】
以下その手順をまとめて図６のフローチャートに示す。
まず各センサーが検出した車速ｖ，舵角φ，ヨー角速度ωを読み込み（ステップ１）、舵角φと車速ｖから（１）式より第１照射角度θ１  を算出し（ステップ２）、ヨー角速度ωと車速ｖから（２）式より旋回半径Ｒを算出し（ステップ３）、この旋回半径Ｒから（３）式より第２照射角度θ２  を算出する（ステップ４）。
【００３５】
次に第１照射角度θ１  と第２照射角度θ２  の積θ１  ×θ２  が、正の値か否かを判別する（ステップ５）。
正の値ならばθ１  とθ２  は同符号ということで、左ないし右の同じ方向に振れていると判断されステップ６に進み、負の値ならば異なる方向に振れているとしてステップ８に進む。
【００３６】
ステップ８に進んだときは、常にヨー角速度ωに基づく第２照射角度θ２  を最終の照射角度θに決定する。
一方θ１  とθ２  が同符号で同じ方向に振れている場合にステップ６に進んだときは、｜θ１  ｜と｜θ２  ｜とを比較し（ステップ６）、｜θ１  ｜＞｜θ２  ｜ならばステップ７に進み、最終の照射角度θとして第１照射角度θ１  を決定し、逆に｜θ１  ｜≦｜θ２  ｜ならばステップ８に進み、最終の照射角度θとして第２照射角度θ２  を決定する。
そしてステップ９でこうして決定した最終の照射角度θに基づいて配光制御が行われる。
【００３７】
以上の配光制御による照射角度θの動きを、図７に示すある例において考察してみる。
図７の▲１▼は、舵角φの変化を示し、▲２▼はヨー角速度ωの変化を時間軸（横軸）を一致させて示している。
【００３８】
この舵角φとヨー角速度ωの変化から、図８に示す場合を想定して、この車両は右カーブを曲がろうとして、ハンドルを右に切って舵角φを正の方向にまず向けている。
この舵角φに若干遅れて車体がヨーイングしてヨー角速度ωが増加して追随して変化している。
【００３９】
ところが車体後部が外側に大きく振れてしまったので、運転者はハンドルを急に進行方向とは反対の左に切ってカウンターステアを行い車両の向きを立て直そうとしている。
すなわち舵角φが上昇から下降に変化している。
しかしヨー角速度ωは慣性により維持されている。
【００４０】
さらに運転者は、車両の向きの若干の立ち直りが見えた処で再びハンドルを右に切り右カーブを曲がろうとしたが、またカウンターステアを行うことになり、このように舵角φは左右に大きく振れている。
しかし舵角φがこのように左右に振れている間も、ヨー角速度ωは概ねある角速度に安定して維持され、カーブを曲がり終わる幾らか前には略舵角φに沿う状態となっている。
【００４１】
このような走行過程における第１照射角度θ１  と第２照射角度θ２  の変化を図７の▲３▼に示す。
舵角φに基づく第１照射角度θ１  は、車速ｖによって補正されるが、車速ｖがあまり変動しないとして、図７の▲３▼に破線で示すように舵角φの変化と同じように変化する。
【００４２】
一方ヨー角速度ωに基づく第２照射角度θ２  も、車速ｖにより影響を受けるが車速ｖを略一定として前記（２）式と（３）式からヨー角速度ωの変化（図７の▲２▼）と略同じように変化し、図７の▲３▼に一点鎖線で示すようになる。
【００４３】
この第１照射角度θ１  と第２照射角度θ２  から前記図６のフローチャートのステップ５およびステップ６の選定により最終の照射角度θを決定すると、図７の▲４▼のようになる。
【００４４】
すなわち右カーブを曲がり初めた部分は、θ１  ＞θ２  ＞０で、ステップ５，６，７のルートを通り、最終の照射角度θは第１照射角度θ１  が選定され、カウンターステアを行い、第１照射角度θ１  と第２照射角度θ２  が逆転して０＜θ１  ＜θ２  となったところで、ステップ５，６，８のルートを通り、最終の照射角度θは第２照射角度θ２  が選定されている。
【００４５】
さらにθ１  ＜０となり、θ２  （＞０）と符号を異にするようになっても、ステップ５，８を通り、最終の照射角度θとしては第２照射角度θ２  が選定されることになる。
【００４６】
この最終の照射角度θに基づいて実際に配光制御がなされるので、カウンターステア等の急激なステアリング操作があっても照射領域の変更は適正に抑制され、運転者に違和感を与えることはない。
【００４７】
なお舵角φに基づく第１照射角度θ１  にのみ従って配光制御を行った場合は、図７の▲３▼の破線で示すような短時間に左右に大きく振れる配光をすることになり、運転者に違和感を与えるばかりでなく周囲の車両に迷惑を及ぼすことになる。
【００４８】
以上の実施の形態ではθ1 ×θ2 ＜０の場合およびθ1 ×θ2 ＞０で｜θ1 ｜＜｜θ2 ｜の場合に、最終の照射角度θとして第２照射角度θ2 を選定したが、この場合には最終の照射角度θを０(rad) に固定すなわち車体の真正面方向に固定することも考えられる。
急激なステアリング操作があったときは、照射領域を車体の真正面方向に戻し固定することで、配光の左右への振れを防止し、運転者にも違和感を与えず、かつ車体の向きを認識し易くすることができる。
【００４９】
また｜θ１  ｜と｜θ２  ｜が逆転した時点での照射角度に、最終の照射角度θを固定することも考えられる。
こうすることで急激なステアリング操作があっても、配光の左右への振れは防止され、運転者に違和感を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動車を上から見て照射領域を示した図である。
【図２】本実施の形態のヘッドライトの揺動機構を示す概略斜視図である。
【図３】照射領域の変更制御の制御系を示す概略ブロック図である。
【図４】旋回半径Ｒを算出する式を導くための説明図である。
【図５】第２照射角度θ２  を算出する式を導くための説明図である。
【図６】照射領域の変更制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】舵角φ、ヨー角速度ω、第１，第２照射角度θ１  ，θ２  、最終の照射角度θの変化の一例を示す図である。
【図８】従来のカウンターステア時の照射領域の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１…自動車、２…ヘッドライト、３…照射領域、４…ランプユニット、５…回転軸、６…ウォームホイール、７…ウォームギア、８…モータ、
１０…配光制御ＥＣＵ、１１…第１照射角度演算手段、１２…第２照射角度演算手段、照射角度決定手段、
２１…舵角センサー、２２…車速センサー、２３…ヨーレートセンサー、２４…モータドライバー、
３０…路肩。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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