(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状況に対応してランプの水平方向の偏向角度を制御するランプ偏向角度制御手段と、前記ランプの垂直方向の光軸角度を調整するためのランプ垂直方向光軸調整手段とを備える車両用照明装置において、前記ランプ偏向角度制御手段における異常を検出する異常検出手段を備え、前記ランプ垂直方向光軸調整手段は前記異常検出手段からの異常検出信号を受けて前記ランプの垂直方向の光軸角度を基準角度よりも下方角度位置に設定することを特徴とする車両用照明装置。
【請求項２】
前記ランプ垂直方向光軸調整手段は、前記ランプを垂直上下方向に傾動するレベリング機構を備え、前記異常検出信号を受けて前記ランプの光軸を下方に傾動動作させる構成である請求項１に記載の車両用照明装置。
【請求項３】
前記ランプ偏向角度制御手段は、前記ランプの偏向角度を変化させるモータと、前記モータを駆動するモータドライブ手段と、前記ランプの偏向角度を検出するポテンショメータと、前記ポテンショメータからの偏向角度検出信号に基づいて前記モータドライブ手段を制御し、前記モータの回転量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用照明装置。
【請求項４】
前記ランプ偏向角度制御手段は、前記ランプの偏向角度を変化させるモータと、前記モータを駆動するモータドライブ手段と、前記モータの回転動作に伴ってパルス信号を出力するホール素子と、前記ホール素子からの信号に基づいて前記ランプの偏向角度位置を検出し、前記モータドライブ手段を制御して前記モータの回転量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用照明装置。
【請求項５】
前記ランプ偏向角度制御手段は車両に設けられた複数のランプについてそれぞれ偏向角度を制御可能に構成され、前記ランプ垂直方向光軸調整手段は異常を生じたランプのみの光軸を下方に傾動動作させる構成である請求項１に記載の車両用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の車両の照明装置に関し、特に走行状況に対応してランプ光の照射方向を追従変化させるランプ偏向角度制御装置、例えば適応型照明システム（以下、ＡＦＳ（Adaptive Front-lighting System））を備え、システム上において生じる障害に対して走行安全性を確保した車両用照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の走行安全性を高めるために提案されているＡＦＳは、図１に概念図を示すように、自動車のステアリングホイールＳＷの操舵角、自動車の速度、その他自動車の走行状況を示す情報をセンサ１により検出してその検出出力を電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ（Electronic Controll Unit）２に入力し、ＥＣＵ２は入力されたセンサ出力に基づいて自動車の前部の左右にそれぞれ装備されたスイブル式灯具３Ｒ，３Ｌ、すなわち照射方向を左右方向に偏向制御可能な前照灯３を制御するようにしたものである。このような前照灯としては、例えば前照灯内に設けられているリフレクタを水平方向に回動可能な構成としてリフレクタをモータ等の駆動力源によって回転駆動する構成のものがあり、この回転駆動するための機構をここではアクチュエータと称している。この種のＡＦＳによれば、自動車がカーブした道路を走行する際には、当該自動車の走行速度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、走行安全性を高める上で有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このＡＦＳにおいて障害が発生したとき、特に前照灯の照射方向が自動車の直進方向に対して左右のいずれか方向に偏向した状態で制御不能な状態になったときには、自動車の直線走行や反対方向のカーブを曲がる際に前方を照明することができなくなり、あるいは対向車に向けて偏向した状態で固定されて対向車を眩惑することがあり走行安全性が悪化してしまうことになる。ＡＦＳにおける障害としては、例えば、図１に示したＡＦＳにおいては、センサ１が故障してセンサ１からＥＣＵ２にセンサ出力が入力されない場合、ＥＣＵ２が故障した場合、前照灯３内のアクチュエータが故障した場合があり、いずれの場合もＡＦＳが正常に機能しなくなる。そのため、ＡＦＳには障害が発生したときにも安全性が低下されることがないような機能、すなわちフェールセーフ機能を有することが要求される。
【０００４】
本発明の目的は、ＡＦＳにおいて障害が発生した場合でも、走行安全性を確保したフェールセーフ機能を有する車両用照明装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両の走行状況に対応してランプの水平方向の偏向角度を制御するランプ偏向角度制御手段と、ランプの垂直方向の光軸角度を調整するためのランプ垂直方向光軸調整手段とを備える車両用照明装置において、ランプ偏向角度制御手段における異常を検出する異常検出手段を備え、ランプ垂直方向光軸調整手段は異常検出手段からの異常検出信号を受けてランプの垂直方向の光軸角度を基準角度よりも下方角度位置に設定することを特徴とする。前記ランプ垂直方向光軸調整手段は、例えば、ランプを垂直上下方向に傾動するレベリング機構を備え、システム異常検出信号を受けて前記ランプの光軸を下方に傾動動作させる構成とする。また、ランプ偏向角度制御手段は車両に設けられた複数のランプについてそれぞれ偏向角度を制御可能に構成され、ランプ垂直方向光軸調整手段は異常を生じたランプのみの光軸を下方に傾動動作させる構成とすることが好ましい。
【０００６】
本発明によれば、ランプ偏向角度制御手段を構成しているＡＦＳが誤動作する状況に陥ったときに、偏向された状態にあるランプの光軸を垂直下方向に傾動させることで、当該ランプが対向車側に偏向された状態の場合でも対向車を眩惑することがなくなり交通安全の点で好ましいフェールセーフが実現可能になる。また、モータの回転を制御する際にモータに附属されているホール素子から出力されるパルス信号を利用することで、既存のモータとは別の部品を必要とすることはなく、構成の複雑化、コスト高を生じることはない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図２は図１に示した本発明にかかるランプ偏向角度制御手段としてのＡＦＳの構成要素のうち、照射方向を左右に偏向可能なスイブル式灯具で構成した前照灯の左側灯具３Ｌの縦断面図、図３はその内部構造の部分分解斜視図である。灯具ボディ１１の前部開口にはレンズ１２が、後部開口にはカバー１３がそれぞれ取着されて灯室１４を形成しており、当該灯室１４内の上部領域には固定リフレタク２１が取着され、下部領域にはスイブルリフレクタ３１が配設されている。前記固定リフレクタ２１は前記灯具ボディ１１内に図外のネジ等により固定されており、当該固定リフレクタ２１内にはシェード２４とともに放電バルブ（ディスチャージバルブ）２３が取着され、自動車の正面方向に向けて所定の配光特性となる固定ランプ２０として構成されている。前記スイブルリフレクタ３１は前記灯具ボディ１１内に内装された支持ブラケット１５の上板１５１と下板１５２との間に内挿され、当該スイブルリフレクタ３１の上面から突出された支軸３２を中心として水平方向に回動可能に嵌合支持されており、かつその内部にはシェード３４とともにハロゲンバルブ３３が取着されている。また、前記支持ブラケット１５の下板１５２の下側には、図１に示したＥＣＵ２によって駆動されるアクチュエータ４が前記支持ブラケット１５の下面から下方に突出したステム１５３にネジ１６によって固定支持されている。前記アクチュエータ４の回転出力軸４４は前記支軸３２と同軸位置において前記スイブルリフレクタ３１の下面に設けた軸受部３５に連結され、当該回転出力軸４４の回転駆動力によって前記スイブルリフレクタ３１が回転駆動され、その照明方向が左右に偏向可能なスイブルランプ３０として構成されている。
【０００８】
また、前記灯具ボディ１１内にはほぼＬ字型に曲げ形成された傾動ブラケット１７が内装され、その底板１７１上に前記スイブルランプ３０、すなわち前記アクチュエータ４及び前記スイブルリフレクタ３１、支持ブラケット１５等が搭載されている。前記傾動ブラケット１７は下部寄りの両側位置に設けられている支持片１７２がボルト状の水平軸１７２によって前記灯具ボディ１１内に支持されており、垂直方向に傾動可能とされている。また、前記傾動ブラケット１７の背面板１７４の上部寄りの背面一部には先端が球状をした傾動作用軸１７５が後方に向けて突出されている。
【０００９】
前記灯具ボディ１１の下部領域にはレベリング機構５が配設され、前記傾動ブラケット１７を垂直方向に傾動可能とされている。前記レベリング機構５は前方に突出したレベリングシャフト５２を有するレベリングアクチュエータ５１を有しており、当該レベリングアクチュエータ５１は前記レベリングシャフト５２を前記灯具ボディ１１の内面に突出位置した状態で灯具ボディ１１の背面に固定されている。また、前記レベリングシャフト５２の先端部には球軸受部５３が設けられ、前記傾動ブラケット１７の後方に突出した傾動作用軸１７５の球部に嵌合して連結されている。前記レベリング機構５はレベリングアクチュエータ５１に所要の信号が入力されると、当該信号レベルに応じて内部のソレノイドが動作されてレベリングシャフト５２をその長さ方向に伸縮動作させる。そのため、レベリングシャフト５２の球軸受部５３が灯具ボディ１１内において前後動作されることになり、この前後動作によって傾動ブラケット１７は傾動作用軸１７５と共に前後動作され、その結果傾動ブラケット１７は水平軸１７３を中心にして垂直方向に傾動動作されることになる。したがって、傾動ブラケット１７と共にスイブルランプ３０の光軸が垂直上下方向に調整されることになる。
【００１０】
図４は前記スイブルリフレクタ３１をスイブル動作するための前記アクチュエータ（以下、単にアクチュエータと称するときはこのアクチュエータを示すものとする）４の要部の分解斜視図、図５はその組み立て状態の縦断面図である。ケース４１は下ハーフ４１Ｄと上ハーフ４１Ｕとで構成され、下ハーフ４１Ｄの突起４１０と上ハーフ４１Ｕの嵌合片４１１とが互いに嵌合される。また、前記上ハーフ４１Ｕと下ハーフ４１Ｄには前記固定ブラケット１５を支持するための支持片４１２，４１３がそれぞれ両側に向けて突出形成されている。前記ケース４１内にはプリント基板４２が内装されており、後述する制御回路としての電子部品４３と、前記スイブルリフレクタ３１を直接的に回転駆動するための前記回転出力軸４４と、前記回転出力軸４４を回転駆動するための駆動源としてのブラシレスモータ４５と、前記ブラシレスモータ４５の回転力を前記回転出力軸４４に伝達するための減速歯車機構４６とが搭載されている。前記回転出力軸４４には同軸にランプ偏向角度検出手段としてのポテンショメータ４８が配設されている。また、前記プリント基板４２には、前記ブラシレスモータ４５及び前記スイブルランプ３０のハロゲンランプ３３にそれぞれ電力を供給するための図外の車載電源コードが接続されるコネクタ４７が配設されている。また、前記上ハーフ４１Ｕの上面には、前記アクチュエータ４と前記ハロゲンランプ３３のコード３６とを電気接続するための可動接点機構４９が配設されている。
【００１１】
前記ブラシレスモータ４５は、図６に一部を破断した斜視図を示すように、前記下ハーフ４１Ｄのボス穴４１４にスラスト軸受４５１及び軸受スリーブ４５２によって軸転可能に支持された回転軸４５３と、前記回転軸４５３の周囲において前記プリント基板４２に固定支持されたステータコイル４５４と、前記回転軸４５３に固定されて前記ステータコイル４５４を覆うように被せられた円筒容器状のロータ４５５とを備えている。前記ロータ４５５はロータボス４５６により前記回転軸４５３に固定され、かつ内面には円筒状のロータマグネット４５７を一体に有している。前記ステータコイル４５４は円周方向に等配された３対のコイルで構成され、各対のコイルは前記プリント基板４２の図外のプリント配線を介して給電され、当該給電により円周方向に交互にＳ極とＮ極とに磁化される構成である。前記ロータマグネット４５７は前記ステータコイル４５４に対応して円周方向に交互にＳ極とＮ極とに着磁されている。このブラシレスモータ４５では、前記ステータコイル４５４の３つのコイルに対して位相の異なる交流、すなわち三相交流を供給することによって前記ロータマグネット４５７、すなわち前記ロータ４５５及び回転軸４５３を回転駆動させるものである。さらに、図６に示されるように、前記プリント基板４２には前記ロータ４５５の円周方向に沿って所要の間隔で並んだ複数個、ここでは３個のホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が配列支持されており、前記ロータ４５５と共にロータマグネット４５７が回転されたときに各ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３における磁界が変化され、各ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３のＯＮ，ＯＦＦ状態が変化されてロータ４５５の回転周期に対応したパルス信号を出力するように構成されている。
【００１２】
前記ポテンショメータ４８は前記プリント基板４２を貫通して前記下ハーフ４１Ｄのボス穴４１５に立設された固定軸４８１に固定され、その表面に図外の抵抗パターンが形成された固定基板４８２と、前記固定基板４８２と軸方向に対向されて前記固定軸４８１に回転可能に支持され前記抵抗パターンの表面で摺動される図外の摺動接点を有する回転円板４８３とを備えている。前記固定基板４８２は円周一部に設けた係合突片４８５が下ハーフ４１Ｄの内壁の一部に係合することで下ハーフ４１Ｄに対して回り止めが行われる。また、前記回転円板４８３の円周一部には調整片４８６が突出形成されている。このポテンショメータ４８では、前記回転円板４８３の回転動作により抵抗パターンの表面上での摺動接点の摺動位置が変化されることで、前記固定基板４８２に設けた抵抗パターンの抵抗値が変化され、固定基板４８２の電極端子４８４から当該抵抗値が回転出力軸の回転位置、すなわちスイブルリフレクタ３１の偏向角度検出信号として出力される構成となっている。
【００１３】
前記回転出力軸４４は前記ポテンショメータ４８の前記回転円板４８３にクラッチ結合した構成とされており、前記ポテンショメータ４８の前記固定軸４８１に被せられて軸転可能な中空軸部４４１と、前記中空軸部４４１の下端部に一体に設けられた短円筒状のクラッチ筒４４２と、前記クラッチ筒４４２の外周一部にわたって一体に形成されたセクタギヤ４４３とを有している。前記クラッチ筒４４２は前記回転円板４８３を覆うように配設されるとともに、円周一部に切欠き４４４が設けられ、バネ線材をほぼ円形に曲げ形成して前記回転円板の円周面に弾着されたクラッチバネ４４５の両端部が当該切欠き４４４に係合され、当該クラッチバネ４４５を介して前記回転円板４８３に回転方向に摩擦的に結合されている。したがって、前記回転円板４８３の円周一部に突出された調整片４８６を治具等により押さえて当該回転円板４８３の回転を係止した状態で前記回転出力軸４４、すなわちクラッチ筒４４２を手操作により回転操作すれば、クラッチバネ４４５における摩擦結合により回転出力軸４４を回転円板４８３に対して滑り回動させ、ポテンショメータ４８と回転出力軸４４との回転方向の相対位置調整が可能になる。この相対位置調整はポテンショメータ４８の出力の零調整に利用される。
【００１４】
前記減速歯車機構４６は前記ブラシレスモータ４５と前記ポテンショメータ４８のセクタギヤ４４３との間の領域に配設されている。前記減速歯車機構４６は前記ブラシレスモータ４５の回転軸４５３に取着された駆動歯車４６１と、前記プリント基板４２を貫通して前記下ハーフ４１Ｄのボス穴４１６，４１７に所要の間隔で立設された２本の固定軸４６２，４６３にそれぞれ回転可能に軸支された第１歯車４６４と第２歯車４６５とを備えている。前記第１歯車４６４と第２歯車４６５はそれぞれ大径歯車４６４Ｌ，４６５Ｌと小径歯車４６４Ｓ，４６５Ｓが一体化され、前記駆動歯車４６１と第１歯車４６４の大径歯車４６４Ｌが噛合され、第１歯車４６４の小径歯車４６４Ｓと第２歯車４６５の大径歯車４６５Ｌが噛合され、第２歯車４６５の小径歯車４６５Ｓと前記セクタギヤ４４３が噛合されている。これにより、前記ブラシレスモータ４５の回動力は減速歯車機構４６により減速して前記セクタギヤ４４３に伝達され、前記回転出力軸４４を減速回転動作させることになる。前記回転出力軸４４の上端部はスプライン軸４４６として形成されており、前記上ハーフ４１Ｕに開口された出力軸穴４１８を貫通して前記ケース４１の上面側に突出されており、前記スイブルリフレクタ３１の下面に設けられた軸受部３５のスプライン溝に嵌合され、当該回転出力軸４４の回転力によってスイブルリフレクタ３１が一体的に回動されるようになっている。
【００１５】
前記上ハーフ４１Ｕの上面に配設された前記可動接点機構４９は、前記ケース４１内に内装されて一部が前記上ハーフ４１Ｕの上面に開口された円周上の一対の矩形穴４１９を通して露出されスプリング４９２によって突出方向に付勢された一対の接点ブラシ４９１と、前記回転出力軸４４のスプライン軸４４６が嵌合されるスプライン軸穴４９４を有して回転出力軸４４と回転方向に一体化されて前記接点ブラシ４９１の上側領域において回動される接点板４９３とを備えている。前記接点板４９３は下面に前記接点ブラシ４９１に摺接される一対の接点片（図示せず）が延設されており、前記接点ブラシ４９１との電気接触を保った状態で回転出力軸４４と共に回動することが可能とされている。また、前記接点板４９３には前記接点片につながる電極端子４９５が設けられており、当該電極端子４９５には図２に示した前記スイブルランプ３０のハロゲンランプ３３に接続されたコード３６の図外のコネクタが着脱可能とされている。また、前記一対の接点ブラシ４９１はそれぞれ前記ケース４１内に延設された細幅の一対の導電板４９６の一端に導電ワイヤ４９７で接続されており、当該導電板４９６の他端に接続される図外のコネクタにより図外の車載電源に電気接続されている。これにより、前記可動接点機構４９は前記ハロゲンランプ３３を車載電源に電気接続するとともにスイブルランプ３０のスイブルリフレクタ３１が可動した際に、スイブルランプ３０とアクチュエータ４とを接続するコード３６に捩じれ等が生じることを防止し、スイブルリフレクタ３１の円滑な回動動作を確保する。
【００１６】
図７は前記ＥＣＵ２及びアクチュエータ４の電気回路構成を示すブロック回路図である。なお、アクチュエータ４及びレベリング機構５はそれぞれ自動車の左右のスイブル式灯具３Ｌ，３Ｒに装備されたものであり、ＥＣＵ２との間で双方向通信が可能とされている。前記ＥＣＵ２内には前記センサ１からの情報により所定のアルゴリズムでの処理を行なって所要の制御信号Ｃ０を出力するメインＣＰＵ２０１と、当該メインＣＰＵ２０１と前記アクチュエータ４との間で前記制御信号Ｃ０を入出力するためのインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと称する）回路２０２と、メインＣＰＵ２０１を含むＥＣＵ２における各種信号を監視し、異常を検出したときに異常信号を出力する異常検出回路２０３とを備えている。なお、異常検出回路２０３の機能をメインＣＰＵ２０１に行わせることも可能である。
【００１７】
また、自動車の左右の各スイブル式灯具３Ｌ，３Ｒの各スイブルランプ３０にそれぞれ設けられた前記アクチュエータ４内に内装されている電子部品で構成される制御回路４３は、前記ＥＣＵ２との間の信号を入出力するためのＩ／Ｆ回路４３２と、前記Ｉ／Ｆ回路４３２から入力される信号及び前記ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号Ｐ並びに前記ポテンショメータ４８から入力される偏向角度検出信号ＤＸに基づいて所定のアルゴリズムでの処理を行うサブＣＰＵ４３１と、前記Ｉ／Ｆ回路４３２を通して入力される信号を監視し、当該信号が異常であると判定したときに前記サブＣＰＵ４３１に異常信号を出力する異常検出回路４３３と、前記ブラシレスモータ４５を回転駆動するためのモータドライブ回路４３４とを備えている。なお、異常検出回路４３３の機能をサブＣＰＵ４３１に行わせることも可能である。ここで、前記ＥＣＵ２からは前記制御信号Ｃ０の一部としてスイブルランプ３０の偏向角度信号ＤＳが出力され前記アクチュエータ４に入力される。
【００１８】
また、前記ＥＣＵ２のメインＣＰＵ２０１とアクチュエータ４のサブＣＰＵ４３１はそれぞれＩ／Ｆ回路２０２，４３２を介して前記レベリング機構５を駆動制御するレベリング制御回路６に接続されており、特に障害の発生時に前記各ＣＰＵ２０１，４３１から前記レベリング制御回路６に向けて光軸下方調整信号ＳＡを出力したときにはレベリング制御回路６は前記レベリング機構５によりスイブルランプ３０の光軸を上下方向に調整し、特に後述する異常検出時にはスイブルランプ３０の光軸を通常時よりも下方に向くように調整することが可能に構成されている。
【００１９】
また、図８は前記アクチュエータ４の前記モータドライブ回路４３４及びブラシレスモータを模式的に示す回路図である。前記アクチュエータ４のサブＣＰＵ４３１から制御信号として速度制御信号Ｖ、スタート・ストップ信号Ｓ、正転・逆転信号Ｒがそれぞれ入力され、かつ前記３つのホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３からのパルス信号が入力されるスイッチングマトリクス回路４３５と、このスイッチングマトリクス回路４３５の出力を受けて前記ブラシレスモータ４５のステータコイル４５４の３対のコイルに供給する三相の電力（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の位相を調整する出力回路４３６とを備えている。このモータドライブ回路４３４では、ステータコイル４５４に対しＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電力を供給することによりマグネットロータ４５７が回転し、これと一体のロータ４５５及び回転軸４５３が回転する。マグネットロータ４５７が回転すると磁界の変化を各ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が検出しパルス信号Ｐを出力し、このパルス信号Ｐはスイッチングマトリクス回路４３５に入力され、スイッチングマトリクス回路４３５においてパルス信号のタイミングにあわせて出力回路４３６でのスイッチング動作を行うことによりマグネットロータ４５７の回転が継続されることになる。また、前記スイッチングマトリクス回路４３５はサブＣＰＵ４３１からの速度制御信号Ｖ、スタート・ストップ信号Ｓ、正転・逆転信号Ｒに基づいて所要の制御信号Ｃ１を出力回路４３６に出力し、出力回路４３６はこの制御信号Ｃ１を受けてステータコイル４５４に供給する三相の電力の位相を調整し、ブラシレスモータ４５の回転動作の開始と停止、回転方向、回転速度を制御する。また、前記アクチュエータ４に設けられているポテンショメータ４８の出力はサブＣＰＵ４３１に入力される。このサブＣＰＵ４３１には前記各ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号Ｐの各一部がそれぞれ入力され、ブラシレスモータ４５の回転状態を認識する。
【００２０】
以上の構成によれば、図１に示したように自動車に配設されたセンサ１から、当該自動車のステアリングホイールＳＷの操舵角、自動車の速度、その他自動車の走行状況を示す情報がＥＣＵ２に入力されると、ＥＣＵ２は入力されたセンサ出力に基づいてメインＣＰＵ２０１で演算を行い、自動車のスイブル式灯具３Ｌ，３Ｒにおけるスイブルランプ３０の偏向角度信号ＤＳを算出し両スイブル式灯具３Ｌ，３Ｒの各アクチュエータ４に入力する。アクチュエータ４では入力された偏向角度信号ＤＳによりサブＣＰＵ４３１が演算を行い、当該偏向角度信号に対応した信号を算出してモータドライブ回路４３４に出力し、ブラシレスモータ４５を回転駆動する。ブラシレイスモータ４５の回転駆動力は減速歯車機構４６により減速して回転出力軸４４に伝達されるため、回転出力軸４４に連結されているスイブルリフレクタ３１が水平方向に回動し、スイブルランプ３０の光軸方向が変化される。このスイブルリフレクタ３１の回動動作に際しては、回転出力軸４４の回転に伴いポテンショメータ４８の回転円板４８３が回転されるため、この回転円板４８３の回転動作により摺動接点が固定基板４８２の抵抗パターンの表面上で摺動される際の抵抗値の変化に基づいて回転出力軸４４の回転角度、すなわちスイブルリフレクタ３１の偏向角度を検出し、当該偏向角度検出信号ＤＸがサブＣＰＵ４３１に入力される。サブＣＰＵ４３１はこの偏向角度検出信号ＤＸとＥＣＵ２から入力される偏向角度信号ＤＳとを比較し、両者が一致するようにブラシレスモータ４５の回転角度をフィードバック制御してスイブルリフレクタ３１の光軸方向、すなわちスイブルランプ３０の光軸方向を当該偏向角度信号ＤＳにより設定される角度位置に高精度に制御することが可能になる。
【００２１】
このようなスイブルリフレクタ３１の偏向動作により、両スイブル式灯具３Ｌ，３Ｒでは固定ランプ２０から出射される自動車の直進方向に向けた光と、スイブルランプ３０から出射される偏向された光が一体となり、自動車の直進方向から偏向された左右方向に向いた領域を照明し、自動車の走行中において自動車の直進方向のみならず操舵された方向の前方を照明することが可能になり、安全運転性を高めることが可能になる。
【００２２】
しかしながら、このようなＡＦＳにおいて、センサ１、ＥＣＵ２、アクチュエータ４において次のような故障に基づく障害が発生するおそれがある。
Ａ：センサ故障
ａ１：車速センサ故障
ａ２：ステアリングセンサ故障
ａ３：その他センサ故障
Ｂ：ＥＣＵ故障
ｂ１：メインＣＰＵ故障（電源系・暴走）
ｂ２：Ｉ／Ｆ回路の故障
Ｃ：アクチュエータ故障
ｃ１：サブＣＰＵ故障（電源系、暴走）
ｃ２：ブラシレスモータの故障
ｃ３：ポテンショメータの故障
ｃ４：メカニック（減速機構等）の故障
ｃ５：Ｉ／Ｆ回路の故障
Ｄ：信号系の故障
ｄ１：センサからＥＣＵまでの信号系の故障
ｄ２：ＥＣＵからアクチュエータの信号系の故障
【００２３】
このような障害が生じるとスイブルランプ３０の光軸が偏向された状態のまま動作しなくなり、前述のような対向車を眩惑する等の安全交通の点で好ましくない状態が発生することになる。このような障害が発生したときには、ＥＣＵ２とアクチュエータ４との間の双方向通信によってそれぞれ内蔵されている異常検出回路２０３，４３３から異常検出信号が出力される。前記障害Ａ，Ｄの場合には、ＥＣＵ２の異常検出回路２０３で異常を検出することが可能であり、前記故障Ｂ，Ｃ，Ｄについてはアクチュエータ４の異常検出回路４３３で異常を検出することが可能である。いずれの場合でも異常検出信号はメインＣＰＵ２０１またはサブＣＰＵ４３１に入力され、各ＣＰＵ２０１，４３１からは光軸下方調整信号ＳＡとして出力されレベリング制御回路６に入力される。この光軸下方調整信号ＳＡを受けてレベリング制御回路６はレベリング機構５に所要の信号を出力し、レベリングアクチュエータ５１はレベリングシャフト５２を前進させ、傾動ブラケット１７の上部側を水平軸１７２を支点にして前方に傾動する。これにより、スイブルリフレクタ３１が前方に傾動され、スイブルランプ３０の光軸が下方に調整される。
【００２４】
図９（ａ）はスイブルランプ３０の光軸が所定の垂直方向角度の配光特性（Ｌ１線）と、そのときにスイブルランプ３０の光軸を水平方向に所要の偏向角度で対向車側に制御したときの配光特性（Ｌ２線）を示している。日本では自動車は左側通行のため、配光特性のカットオフラインは右側が左側に比べて垂直軸（Ｖ）近辺で０．５７°下がるようになっている。スイブルランプ３０がこの偏向された状態のときに異常が生じてスイブルランプの偏向角度が固定されると、スイブルランプ３０からの照射光が対向車側に向けられたままとなり対向車を眩惑する等、安全交通上好ましくない。このときに本発明のようにスイブルランプ３０の光軸を下方に調整することで配光特性のカットオフラインがＬ３線に示すように水平ラインＨよりも約０．７４°〜０．８７°だけ下げられることになり、スイブルランプ３０の水平方向の偏向角度が前述の状態に固定されても対向車を眩惑することが防止され、安全交通上を確保する上で好ましいものとなる。
【００２５】
本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、スイブルランプ３０の偏向角度位置をポテンショメータ４８の偏向角度検出信号に基づいて制御するアクチュエータの例を示したが、ブラシレスモータ４５に設けられているホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号を利用してスイブルランプ３０の偏向角度を所望の角度位置に制御するアクチュエータとして構成することも可能である。このようなアクチュエータとしては、図４及び図５に示したアクチュエータからポテンショメータの構成を除去すればよく、図１０及び図１１にその一例を示す。この場合には回転出力軸４４は単に減速歯車機構４６によって回転動作される構成であればよく、この実施形態では回転出力軸４４の上端部４４６をケース４１の上面側に突出した状態で回転軸部（この場合には中空回転軸部として構成する必要はない）４４１を直接的にケース４１内に軸支するとともに、当該回転軸部４４１の一部に第２歯車４６５に噛合されるセクターギヤ４４３を備える構成であればよい。したがって、第１の実施形態のようなポテンショメータ４８を構成する固定基板４８２や回転円板４８３は不要であり、また、回転出力軸４４のクラッチ筒４４２やクラッチバネ４４５は不要でありアクチュエータ４の構成を簡易化、小型化する上で有利である。また、この場合のアクチュエータ４の回路構成は図７及び図８の回路図からポテンショメータ４８を除去した回路構成となる。
【００２６】
第２の実施形態においてホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３からのパルス信号Ｐを用いてスイブルランプ３０を所望の偏向位置に設定する方法を説明する。なお、ＡＦＳの障害におけるスイブルランプ３０の光軸を下方に調整する動作については第２の実施形態と同じである。図１２は第２の実施形態のアクチュエータの回路図である。また、図１３は偏向角度位置設定動作のフローチャート、図１４はブラシレスモータ４５に設けられた３つのホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から出力されるパルス信号Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の波形図である。スイブルランプ３０を所望の偏向角度位置に設定するときにはサブＣＰＵ４３１からの偏向角度信号ＤＳを入力し（Ｓ１０１）、この偏向角度信号ＤＳによりモータドライブ回路４３４はブラシレスモータ４５を強制的に一方向に連続回動させる（Ｓ１０３）。前述のようにブラシレスモータ４５の回転軸４５３の回転力は減速歯車機構４６を介して回転出力軸４４に伝達され、回転出力軸４４と一体のセクターギヤ４４３が回転されるため、セクターギヤ４４３は回転方向の一方の端部で第２歯車４６５の小径歯車４６５Ｓとの噛合がロック状態となりそれ以上の回転は係止される。このロック状態が生じるとブラシレスモータ４５も回転がロックされた状態となり、ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３からのパルス信号Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）は一定レベルに固定されるため、サブＣＰＵ４３１はブラシレスモータ４５がロック状態であることを認識する（Ｓ１０５）。
【００２７】
次いで、サブＣＰＵ４３１はモータドライブ回路４３４に逆回転の信号を送りブラシレスモータ４５を逆方向に回転始動する（Ｓ１０７）と同時にホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の少なくとも一つのホール素子、ここではホール素子Ｈ１からのパルス信号Ｐ１のパルス数を計数する（Ｓ１０９）。パルス信号Ｐ１の計数値とブラシレスモータ４５の回転角度量との相関、換言すればパルス数とスイブルランプ３０の光軸の偏向角度位置との相関は予め測定して求めておくことができるため、ブラシレスモータ４５の一方向の機械的な可動範囲の端部から反対方向に向けてブラシレスモータ４５を所望回転量だけ回転したときのパルス信号Ｐ１のパルス数を計数することでブラシレスモータ４５は所定の回転量となるため（Ｓ１１１）、スイブルランプ３０の光軸が所定の偏向角度位置に設定され、その後ブラシレスモータの回転を停止する（Ｓ１１３）。これによりスイブルランプ３０の光軸は所望の光軸偏向角度位置に設定することが可能になり、安全交通の点で好ましいフェールセーフ機能を発揮させることが可能になる。
【００２８】
この場合、図示は省略するがサブＣＰＵ４３１内にアップダウンカウンタを備えておき、当該アップダウンカウンタの零カウント位置を基準の偏向角度位置となるように設定しておけば、アップダウンカウンタのカウント値とスイブルランプ３０の偏向角度位置とを対応させることが可能になり、偏向角度の設定をより容易に行うことが可能になる。また、この場合には図１３及び図１４の偏向角度位置の設定動作は、アップダウンカウンタのカウント値の零調整を行う場合に利用することが可能である。
【００２９】
第１の実施形態ではスイブルランプ３０の偏向角度をポテンショメータ４８により検出しているためポテンショメータの精度の影響が非常に大きく、偏向角度の設定精度を高めることは容易ではない。そのためポテンショメータ４８に調整機構を設けており、これが構造の複雑化を生じる要因になっている。第２の実施形態ではブラシレスモータ４５のホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から回転量を求め、これからスイブルランプ３０の偏向角度を設定しているため高い精度での偏向角度制御が実現できる。なお、パルス数の計数はいずれのホール素子のパルス信号について計数を行ってもよい。あるいは全てのパルス信号について計数を行ってもよい。さらに、ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の信号の位相関係から回転方向を判断して計数を行うことも可能である。また、モータのロック状態はモータ電流の増大を検出することによって行うことも可能である。
【００３０】
ここで、前記各実施形態の変形例として、自動車の左右に設けられているスイブル式灯具３Ｒ，３Ｌの各スイブルランプ３０のいずれか一方の異常が検出された場合には、当該一方のスイブルランプ３０についてのみ光軸を下げるように構成する。この場合、異常を検出しない側のランプは、通常通りスイブル可能としても良いし、正面を向けて停止させてもよい。通常通りスイブルさせた場合は、カーブ路等で視界が確保できるという利点があり、正面を向けて停止させた場合は、片方のランプのみが動くという違和感がなく、かつ光軸を下げたランプの左右に偏った配光を補って正面の視認性を確保するという利点がある。
【００３１】
また、自動車の左右に設けられているスイブル式灯具３Ｒ，３Ｌの各スイブルランプ３０のいずれか一方の異常が検出された場合には、両方のスイブルランプ３０の光軸を下げるように構成してもよい。この場合、異常を検出しない側のランプは、正面から１．５〜２°程度右側を向くように固定し、正面の視認性を確保するようにしてもよい。図９（ｂ）はその際の配光特性を示す図であり、Ｌ４線のように光軸を制御する。
【００３２】
さらに、レベリング機構５やレベリング制御回路６が故障してスイブルランプ３０の光軸を下げることができなくなった場合には、スイブルランプ３０を消灯し、あるいは減光するように構成してもよい。
【００３３】
また、前記各実施形態ではスイブル式灯具として固定ランプとスイブルランプとを一体的に構成した前照灯を用いるＡＦＳの例を示したが、スイブルランプを単独の独立した灯具として構成し、これを補助ランプとして固定ランプで構成される前照灯に組み合わせてスイブル式灯具を構成することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ランプ偏向角度制御手段における異常を検出したときに偏向された状態にあるランプの垂直方向の光軸角度を基準角度よりも下方角度位置に設定するランプ垂直方向光軸調整手段を備えることにより、当該ランプが対向車側に偏向された状態の場合でも対向車を眩惑することがなくなり交通安全の点で好ましいフェールセーフが実現可能になる。また、モータの回転を制御する際にモータに附属されているホール素子から出力されるパルス信号を利用することで、既存のモータとは別の部品を必要とすることはなく、構成の複雑化、コスト高を生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＦＳの概念構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態のスイブルランプの縦断面図である。
【図３】第１の実施形態のスイブルランプの内部構造の分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態のアクチュエータの部分分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態のアクチュエータの縦断面図である。
【図６】ブラシレスモータの一部の拡大斜視図である。
【図７】ＡＦＳの回路構成を示すブロック回路図である。
【図８】第１の実施形態のアクチュエータの回路構成を示す回路図である。
【図９】障害発生時の光軸下方調整動作を説明するための配光特性図である。
【図１０】第２の実施形態のアクチュエータの部分分解斜視図である。
【図１１】第２の実施形態のアクチュエータの縦断面図である。
【図１２】第２の実施形態のアクチュエータの回路構成を示す回路図である。
【図１３】第２の実施形態での偏向角度の設定位置動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態での偏向角度の設定位置動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
１  センサ
２  ＥＣＵ
３  前照灯
３Ｌ，３Ｒ  スイブル式灯具
４  アクチュエータ
５  レベリング機構
６  レベリング制御回路
１７  傾動ブラケット
３０  スイブルランプ
４１  ケース
４２  プリント基板
４３  制御回路（電子部品）
４４  回転出力軸
４５  ブラシレスモータ
４６  減速歯車機構
４７  コネクタ
４８  ポテンショメータ
４９  可動接点機構
５１  レベリングアクチュエータ
２０１  メインＣＰＵ
４３１  サブＣＰＵ
４３４  モータドライブ回路
４３４  スイッチングマトリクス回路
４３４  出力回路
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３  ホール素子
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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