(57)【要約】【課題】車両の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適応型照明システム（ＡＦＳ）において、ランプの光軸を基準角位置に高精度に設定することを可能とする。【解決手段】スイブルランプ３Ｒ，３Ｌを一方向及び反対方向にそれぞれ回動させたときの各最大偏向角を検出し、検出した両最大偏向角に基づいて基準角位置を求めて光軸を基準角位置（直進方向：０°）に設定する基準角位置設定手段を備える。プロジェクタランプ３０を一方向に回動不能になるまで回動して第１の最大偏向角を検出し、次いで前照灯を反対方向に回動不能になるまで回動して第２の最大偏向角を検出し、さらに第１及び第２の最大偏向角から照射光軸の基準角位置を演算してプロジェクタランプを基準角位置に向けて一方向に回動して光軸位置設定を行う。突き当て時にプロジェクタランプ等に生じる撓みを相殺し、光軸を基準角位置に高精度に設定することが可能になる。【選択図】　図１１
2004106770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵角に応じて前照灯の照射光軸を左右方向に偏向する配光制御手段を備える車両用前照灯装置において、前記前照灯を一方向及び反対方向にそれぞれ回動させたときの各最大偏向角を検出し、検出した両最大偏向角に基づいて基準角位置を求めて前記照射光軸を当該基準角位置に設定する基準角位置設定手段を備えることを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記配光制御手段は駆動モータにより前記前照灯を回動する構成とされ、前記基準角位置設定手段は、前記駆動モータの回転角を検出する手段と、検出した回転角から前記前照灯の回動位置を検出する手段とを備え、前記検出された前照灯の回動位置から前記最大偏向角を求め、かつ前記基準角位置への設定を行う構成であることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
車両の操舵角に応じて前照灯の照射光軸を左右方向に偏向する配光制御手段を備える車両用前照灯装置において、前記前照灯を一方向に回動不能になるまで回動して第１の最大偏向角を検出する工程と、次いで前記前照灯を反対方向に回動不能になるまで回動して第２の最大偏向角を検出する工程と、前記第１及び第２の最大偏向角から照射光軸の基準角位置を演算し、前記前照灯を前記基準角位置に向けて一方向に回動する工程とを含むことを特徴とする車両用前照灯装置の光軸位置設定方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の最大偏向角を検出する工程では前記前照灯を一定の第１の速度で回動し、前記前照灯を前記基準角位置に一致させる工程では前記前照灯を前記第１の速度よりも高速の第２の速度で回動することを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯の光軸位置設定方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の最大偏向角に大小の差があるときに、第１の最大偏向角が第２の最大偏向角よりも小さくなるように回動方向を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の車両用前照灯装置の光軸位置設定方法。
【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前照灯装置に関し、特に走行状況に対応して前照灯の照射方向や照射範囲を追従変化させる配光制御手段、例えば適応型照明システム（以下、ＡＦＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｆｒｏｎｔ−ｌｉｇｈｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ））を備える前照灯装置において前照灯の光軸を高精度に基準角位置に設定することを可能にした車両用前照灯装置及びその光軸位置設定方法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として、本出願人により提案されている特開２００２−１６０５８１に記載の技術がある。このＡＦＳは、図１に概念図を示すように、自動車ＣＡＲ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（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２に出力する。この、センサ１としては例えば自動車ＣＡＲのステアリングホイールＳＷの操舵角を検出するステアリングセンサ１Ａと、自動車ＣＡＲの車速を検出する車速センサ１Ｂと、自動車ＣＡＲの水平状態（レベリング）を検出するために前後の車軸のそれぞれの高さを検出する車高センサ１Ｃ（後部車軸のセンサのみ図示）が設けられており、これらのセンサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが前記ＥＣＵ２に接続される。前記ＥＣＵ２は入力されたセンサ１の各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ランプ３Ｒ，３Ｌ、すなわち照射方向を左右方向に偏向制御してその配光特性を変化することが可能な前照灯３を制御する。このようなスイブルランプ３Ｒ，３Ｌとしては、例えば前照灯内に設けられているリフレクタやプロジェクタランプを水平方向に回動可能な構成として駆動モータ等の駆動力源によって回転駆動する回転駆動手段を備えたものがあり、この回転駆動手段を含む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】
このようなＡＦＳにおいて適切な照明を実現するためにはステアリングホイールの操舵角とスイブルランプの偏向角とが正しく対応している必要があり、この対応がとれなくなったときにはスイブルランプの光軸は自動車の走行方向に対して好ましくない方向、例えば、自動車の直進走行やカーブを曲がる際に進行する前方を照明することができなくなり、あるいは、対向車線側に偏向されて対向車を眩惑してしまう等の走行安全性の問題が生じることになる。
【０００４】
そのため、従来のＡＦＳでは自動車のイグニッションスイッチをオンしたときに、スイブルランプを所定の基準角位置、通常では自動車の直進方向に向ける初期化を行なっている。このような初期化を行えば、ステアリングホイールＳＷとスイブルランプの偏向角との対応をとることができ、以降はこの初期化した基準角位置を基準にして適正なスイブルランプの偏向動作を行うことが可能になる。ところで、スイブルランプを初期化するためには、スイブルランプの現在の偏向角を検出することが必要であり、そのため従来のこの種のアクチュエータでは、スイブルランプの偏向角と対応関係にあるアクチュエータの回転出力軸の偏向角を検出するための偏向角検出器を設けている。例えば、スイブルランプを回転駆動する回転駆動手段の出力軸にポテンショメータを配設し、このポテンショメータの出力から出力軸の回転角、すなわち偏向角を検出している。
【０００５】
しかしながら、このようなポテンショメータを設けることはアクチュエータの構造の複雑化、大型化をまねく要因になり好ましくない。そのためアクチュエータの回転駆動手段の駆動源である駆動モータの回転角を検出してスイブルランプの偏向角を検出することが考えられており、そのための回転角検出器として駆動モータの回転量に応じた数のパルス信号を出力するホール素子やホールＩＣ（以下、ホール素子と称する）が用いられている。つまり、駆動モータの回転動作に伴って出力されるホール素子からのパルス信号をカウント（計数）することで、間接的にアクチュエータの偏向角を検出し、ＡＦＳの適正な制御を実現しようとするものである。
【０００６】
そして、このホール素子からのパルス信号を利用してスイブルランプの初期化を行う手段として、片当て方式による初期化が検討されてきた。この片当て方式による初期化は、図１２（ｂ）に概念図を示すように、スイブルランプここではプロジェクタランプ３０を最初の位置Ｓから一方向に突き当たるまで、ここでは右方向の最大偏向角の位置θｒまで回動させる。そして、この突き当て位置θｒからスイブルランプ３０を反対方向に回動させると同時にホール素子からのパルス信号のカウントを開始し、予め設定したパルス信号をカウントした時点で回動を停止する。したがって、予めプロジェクタランプ３０の偏向角に対するパルス信号のカウント数の相関を求めておけば、パルス信号のカウント数によってプロジェクタランプ３０を突き当て位置θｒから所定の偏向角θｚ　だけ回動させることが可能になり、プロジェクタランプ３０を所定の基準角位置、ここでは直進方向に設定することが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような片当て方式による初期化においては、プロジェクタランプ３０を一方向に突き当てた突き当て位置θｒが設定に際しての設定開始角位置となり、この設定開始角位置からパルス信号を偏向角θｚ分だけカウントして直進方向に向けられた基準角位置を設定しているため、撓みθｘが発生して設定開始角位置が位置θｒ’になると、その撓みθｘがそのまま基準角位置の誤差として生じることになる。すなわち、プロジェクタランプ３０を一方向に突き当てたときに、プロジェクタランプやアクチュエータの各部に応力による撓みが発生するため、この撓みによる角度θｘだけ駆動モータが余分に回転することになり、設定開始角位置に誤差が生じることになる。また、プロジェクタランプやアクチュエータに使用している樹脂や金属等の材料の弾性率や熱膨張率等を考慮した場合に、これらの値が温度によって変化するため、突き当て時における撓みθｘも温度変化に伴って変化されて設定開始角位置に誤差が生じることになる。そのため、プロジェクタランプ３０を反対方向に所定の偏向角θｚだけ戻したときの基準角位置において誤差が生じてしまい、以降のＡＦＳにおける適正な制御を確保することができないという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、ＡＦＳにおける初期化での誤差を解消して、ＡＦＳの適正な制御を確保するようにした車両用前照灯装置及びその光軸位置設定方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用前照灯装置は、車両の操舵角に応じて前照灯の照射光軸を左右方向に偏向する配光制御手段を備える車両用前照灯装置において、前照灯を一方向及び反対方向にそれぞれ回動させたときの各最大偏向角を検出し、検出した両最大偏向角に基づいて基準角位置を求めて照射光軸を当該基準角位置に設定する基準角位置設定手段を備えることを特徴とする。例えば、配光制御手段は駆動モータにより前照灯を回動する構成とされ、基準角位置設定手段は駆動モータの回転角を検出する手段と、検出した回転角から前照灯の回動位置を検出する手段とを備えており、検出された前照灯の回動位置から最大偏向角を求め、かつ基準角位置への設定を行う構成とする。
【００１０】
また、本発明の光軸位置設定方法は、車両の操舵角に応じて前照灯の照射光軸を左右方向に偏向する配光制御手段を備える車両用前照灯装置において、前照灯を一方向に回動不能になるまで回動して第１の最大偏向角を検出する工程と、次いで前照灯を反対方向に回動不能になるまで回動して第２の最大偏向角を検出する工程と、第１及び第２の最大偏向角から照射光軸の基準角位置を演算して前照灯を基準角位置に向けて一方向に回動する工程とを含んでいる。
【００１１】
本発明によれば、前照灯を一方向と反対方向のそれぞれに回動して最大偏向角を検出し、この最大偏向角から基準角位置を演算し、演算した基準角位置に対して前照灯の光軸を設定するという、いわゆる両当て方式を採用することで、両突き当て時に前照灯やアクチュエータに生じる撓みを相殺し、前照灯の光軸を基準角位置に高精度に設定することが可能になる。これにより、以降における自動車の走行に伴うＡＦＳの適正な制御を確保することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は図１に示した本発明の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ランプで構成した前照灯の内部構造の縦断面図、図３はその主要部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、後部開口には後カバー１３がそれぞれ取着されて灯室１４が形成されており、当該灯室１４内にはプロジェクタランプ３０が配設されている。前記プロジェクタランプ３０はスリーブ３０１、リフレクタ３０２、レンズ３０３及び光源３０４が一体化されており、既に広く使用されているものであるのでここでは詳細な説明は省略するが、ここでは光源３０４には放電バルブを用いたものを使用している。前記プロジェクタランプ３０は概ねコ字状をしたブラケット３１に支持されている。また、前記灯具ボディ１１内のプロジェクタランプ３０の周囲にはレンズ１２を通して内部が露呈しないようにエクステンション１５が配設されている。さらに、この実施形態では、前記灯具ボディ１１の底面開口に取着される下カバー１６を利用してプロジェクタランプの放電バルブを点灯させるための点灯回路７が内装されている。
【００１３】
前記プロジェクタランプ３０は、前記ブラケット３１の垂直板３１１からほぼ直角に曲げ形成された下板３１２と上板３１３との間に挟さまれた状態で支持されている。前記下板３１２の下側には後述するアクチュエータ４がネジ３１４により固定されており、当該アクチュエータ４の回転出力軸４４８は下板３１２に開口された軸穴３１５を通して上側に突出されている。ネジ３１４は下板３１２の下面に突出されたボス３１８にネジ止めされる。そして、前記プロジェクタランプ３０の上面に設けられた軸部３０５が上板３１３に設けられた軸受３１６に嵌合され、プロジェクタランプ３０の下面に設けられた連結部３０６が前記アクチュエータ４の回転出力軸４４８に嵌合して連結されており、これによりプロジェクタランプ３０はブラケット３１に対して左右方向に回動可能とされ、かつ後述するようにアクチュエータ４の動作によって回転出力軸４４８と一体に水平方向に回動動作されるようになっている。
【００１４】
ここで、前記ブラケット３１は正面から見て左右の各上部にエイミングナット３２１，３２２が一体的に取着されており、右側の下部にレベリング軸受３２３が一体的に取着されている。前記各エイミングナット３２１，３２２にはそれぞれ灯具ボディ１１に軸転可能に支持された水平エイミングスクリュ３３１、垂直エイミングスクリュ３３２が螺合される。また、前記レベリング軸受３２３には灯具ボディ１１に支持されたレベリング機構５のレベリングボール５１が嵌合される。この構成により、水平エイミングスクリュ３３１を軸転操作することでブラケット３１は右側のエイミングナット３２２とレベリング軸受３２３を結ぶ線を支点にして水平方向に回動することが可能である。また、水平エイミングスクリュ３３１と垂直エイミングスクリュ３３２を同時に軸転操作することでブラケット３１をレベリング軸受３２３を支点にして垂直上下方向に回動することが可能である。さらに、レベリング機構５を動作させることで、レベリングポール５１が軸方向に前後移動され、ブラケット３１を左右の各エイミングナット３２１，３２２を結ぶ線を支点として上下方向に回動することが可能である。これにより、プロジェクタランプ３０の光軸を左右方向及び上下方向に調整するためのエイミング調整、及び自動車の車高変化に伴うレベリング状態に対応してプロジェクタランプの光軸を上下方向に調整するレベリング調整が可能になる。なお、プロジェクタランプ３０のリフレクタ３０２の下面には突起３０７が突出されており、またこれに対向するブラケット３１の下板３１２には左右位置にそれぞれ一対のストッパ３１７が切り起こし形成されており、プロジェクタランプ３０の回動に伴って突起３０７がいずれか一方のストッパ３１７に衝接することで、当該プロジェクタ３０の回動範囲が規制されるようになっている。
【００１５】
図４は前記スイブルランプ３Ｒ，３Ｌをスイブル動作するための前記アクチュエータ４の要部の分解斜視図、図５はその組み立て状態の平面構成図、図６は縦断面図である。ケース４１はそれぞれ五角形に近い皿状をした下ハーフ４１Ｄと上ハーフ４１Ｕとで構成され、下ハーフ４１Ｄの周面に突設された複数の突起４１０と上ハーフ４１Ｕの周面から下方に垂下された複数嵌合片４１１とが互いに嵌合されて内部にケース室が形成される。また、前記上ハーフ４１Ｕと下ハーフ４１Ｄの両側面にはそれぞれ支持片４１２，４１３が両側に向けて突出形成されており、ケース４１を前記したようにブラケット３１のボス３１８にネジ３１４により固定するために利用される。そして、前記ケース４１の上面にはスプライン構成をした回転出力軸４４８が突出されて前記プロジェクタランプ３０の底面の連結部３０６に結合される。また、前記ケース４１の背面にはコネクタ４５１が配設され、前記ＥＣＵ２に接続された外部コネクタ２１（図２参照）が嵌合されるようになっている。
【００１６】
前記ケース４１の下ハーフ４１Ｄの内底面には所要位置にそれぞれ４本の中空ボス４１４，４１５，４１６，４１７が立設されており、第１中空ボス４１４には駆動モータとしての後述するブラシレスモータ４２が組み立てられる。また、第２ないし第４中空ボス４１５，４１６，４１７には後述するように歯車機構４４の各シャフトが挿入支持されている。また、前記下ハーフ４１Ｄの内底面の周縁に沿って段状リブ４１８が一体に形成されており、この段状リブ４１８上にプリント基板４５がその周縁部において当接された状態で載置され、上ハーフ４１Ｕに設けられた図には表れない下方に向けられたリブと前記段状リブ４１８との間に挟持された状態でケース４１内に内装支持されている。このプリント基板４５は前記第１中空ボス４１４が貫通されるとともに、当該プリント基板４５上には組み立てられるブラシレスモータ４２が電気接続され、かつ後述する制御回路４３としての図には表れない各種電子部品と前記コネクタ４５１が搭載されている。
【００１７】
前記ブラシレスモータ４２は、図７に一部を破断した斜視図に示すように、前記下ハーフ４１Ｄの第１中空ボス４１４にスラスト軸受４２１及びスリーブ軸受４２２によって回転シャフト４２３が軸転可能に支持されている。また、第１中空ボス４１４には円周方向に等配された３対のコイルを含むステータコイル４２４が固定的に支持されており、当該ステータコイル４２４は前記プリント基板４５に電気接続されて給電されるようになっている。ここではステータコイル４２４はコアベース４２５と一体的に組み立てられており、このコアベース４２５に設けられたターミナル４２５ａを利用して前記プリント基板４３に対して電気接続する構成がとられている。そして、前記回転シャフト４２３の上端部には前記ステータコイル４２４を覆うように円筒容器状のロータ４２６が固定的に取着されている。前記ロータ４２６は樹脂成形された円筒容器型のヨーク４２７と、このヨーク４２７の内周面に取着されて円周方向にＳ極、Ｎ極が交互に着磁された円環状のロータマグネット４２８とで構成されている。
【００１８】
このように構成されるブラシレスモータ４２では、前記ステータコイル４２４の３つのコイルに対して位相の異なるＵ，Ｖ，Ｗの交流を供給することによって前記ロータマグネット４２８との間の磁力方向を変化させ、これにより前記ロータ４２６及び回転シャフト４２３を回転駆動させるものである。さらに、図７に示されるように、前記プリント基板４５には前記ロータ４２６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４２６と共にロータマグネット４２８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のオン、オフ状態が変化されてロータ４２６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。
【００１９】
前記ロータ４２６のヨーク４２７には第１歯車４４１が一体に樹脂成形されており、この第１歯車４４１は歯車機構４４の一部として構成され、前記回転出力軸４４８を減速回転駆動するように構成されている。すなわち、前記歯車機構４４は、前記第１歯車４４１に加えて、前記第２中空ボス４１５に支持された第１固定シャフト４４２に回転可能に支持された第２歯車４４３と、前記第３中空ボス４１６に支持された第２固定シャフト４４４に回転可能に支持された第３歯車４４５と、前記第４中空ボス４１７に支持された第３固定シャフト４４６に回転可能に支持されて前記回転出力軸４４８に一体に形成されたセクタ歯車４４７とを含んで構成され、それぞれ樹脂により成形されている。図５及び図６に示すように、前記第２歯車４４３は第２大径歯車４４３ａと第２小径歯車４４３ｂが軸方向に一体化されており、第２大径歯車４４３ａは前記第１歯車４４１に噛合される。また、前記第３歯車４４５は第３大径歯車４４５ａと第３小径歯車４４５ｂが軸方向に一体化されており、第３大径歯車４４５ａは前記第２小径歯車４４３ｂに噛合される。さらに、第３小径歯車４４５ｂは前記セクタ歯車４４７に噛合される。これにより、ブラシレスモータ４２のロータ４２７と一体に回転される第１歯車４４１の回転力は第２歯車４４３、第３歯車４４５及びセクタ歯車４４７を介して減速されて回転出力軸４４８に伝達されることになる。また、前記セクタ歯車４４７の回転方向の両側の前記下ハーフ４１Ｄの内面には、それぞれ当該セクタ歯車４４７の各端部に衝接されるストッパ４１９が突出形成されており、これらのストッパ４１９により前記セクタ歯車４４７の回転範囲、換言すれば回転出力軸４４８の回転範囲を規制するようになっている。なお、このセクタ歯車４４７の回転範囲は、突起３０７とストッパ３１７によって規制されるプロジェクタランプ３０の回転範囲よりも幾分大きくなるように設計されており、後者におけるストッパ機能に障害が生じたときに前者によってプロジェクタランプ３０が無制限に回動されることを防止する。
【００２０】
図８は前記ＥＣＵ２及びアクチュエータ４を含む照明装置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は自動車の左右のスイブルランプ３Ｒ，３Ｌ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とを備えている。また、前記ＥＣＵ２には自動車に設けられた照明スイッチＳ１のオン、オフ信号が入力可能とされ、この照明スイッチＳ１のオン・オフに基づいて制御信号Ｎにより図外の車載電源に接続されてプロジェクタランプ３０の放電バルブ３０４に電力を供給するための点灯回路７を制御して前記両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの点灯、消灯が切替可能とされている。また、ＥＣＵ２は、プロジェクタランプ３０を支持しているブラケット３１の光軸を上下方向に調整するためのレベリング機構５を制御するためのレベリング制御回路６をレベリング信号ＤＫによって制御し、自動車の車高変化に伴なうプロジェクタランプ３０の光軸調整を行うようになっている。なお、これらの電気回路は自動車に設けられた電気系統をオン、オフするためのイグニッションスイッチＳ２により電源との接続状態がオン、オフされるものであることは言うまでもない。
【００２１】
また、自動車の左右の各スイブルランプ３Ｒ，３Ｌ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プリント基板４５上に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、回転駆動手段としての前記ブラシレスモータ４２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。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３Ｒ，３Ｌの左右偏向角度信号ＤＳが出力され前記アクチュエータ４に入力される。
【００２２】
また、図９は前記アクチュエータ４内の前記制御回路４３のモータドライブ回路４３４及びブラシレスモータ４２を模式的に示す回路図である。前記モータドライブ回路４３４は、前記制御回路４３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４２のステータコイル４２４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４２４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４２８が回転し、これと一体のヨーク４２７、すなわちロータ４２６及び回転シャフト４２３が回転する。マグネットロータ４２８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ロータ４２６の回転が継続されることになる。
【００２３】
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４２４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４２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、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４２の回転状態を認識する。ここでは、サブＣＰＵ４３１内にはアップ・ダウンカウンタ４３７が内蔵されており、ホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３からのパルス信号をカウントすることで、そのカウント値をブラシレスモータ４２の回転位置に対応させている。
【００２４】
以上の構成によれば、イグニッションスイッチＳ２をオンし、かつ照明スイッチＳ１をオンした状態では、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、自動車の車高等の情報が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、自動車のスイブルランプ３Ｒ，３Ｌにおけるプロジェクタランプ３０の左右偏向角度信号ＤＳを算出し両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの各アクチュエータ４に入力する。アクチュエータ４では入力された左右偏向角度信号ＤＳによりサブＣＰＵ４３１が演算を行い、当該左右偏向角度信号ＤＳ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４２を回転駆動する。ブラシレスモータ４２の回転駆動力は歯車機構４４により減速して回転出力軸４４８に伝達されるため、回転出力軸４４８に連結されているプロジェクタランプ３０が水平方向に回動し、スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸方向が左右に偏向される。このプロジェクタランプ３０の回動動作に際しては、ブラシレスモータ４２の回転角からプロジェクタランプ３０の偏向角を検出する。すなわち、図８に示したように、ブラシレスモータ４２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）の少なくとも一つに基づいてサブＣＰＵ４３１が検出する。さらに、サブＣＰＵ４３１は検出した偏向角の検出信号をＥＣＵ２から入力される左右偏向角度信号ＤＳと比較し、両者が一致するようにブラシレスモータ４２の回転角度をフィードバック制御してプロジェクタランプ３０の光軸方向、すなわちスイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸方向を左右偏向角度信号ＤＳにより設定される偏向位置に高精度に制御することが可能になる。
【００２５】
このようなプロジェクタランプ３０の偏向動作により、両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌでは出射される偏向された光が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。
【００２６】
ここで、イグニッションスイッチＳ２をオンしたときには、スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸を所定の偏向角位置、すなわち基準角位置に設定する初期化処理を実行する。この実施形態では左右のスイブルランプ３Ｒ，３Ｌは、それぞれ直進方向よりも内側に約５．５°、外側に約２０．５°の角度範囲で偏向動作が行われるように設計されているものとする。図１０は前記初期化動作のフローを説明するためのフローチャートである。また、図１１（ａ），（ｂ）はプロジェクタランプの上下方向及び左右方向の偏向動作を示すタイミング図である。イグニッションスイッチＳ２をオンしたときには（Ｓ１０１）、先ず照明スイッチＳ１がオンされているか否かを判定する（Ｓ１０２）。オンされている場合にはプロジェクタランプ３０が点灯されており、初期化処理によって対向車を眩惑するおそれがあるため、この場合にはレベリング機構５によりブラケット３１を水平方向よりも下方に傾動させ、プロジェクタランプ３０の光軸を下方に向けた上で（Ｓ１０３）、初期化処理に移行する。これにより、以降の初期化処理においてプロジェクタランプ３０の偏向角がいかなる方向に向けられた場合でも対向車への眩惑が防止される。一方、照明スイッチＳ１がオフされている場合には、直ちに初期化処理に移行する。
【００２７】
初期化処理では、図１２（ａ）をさらに参照すると、サブＣＰＵ４３１はモータドライブ回路４３４によりブラシレスモータ４２を一方向に回転駆動し、プロジェクタランプ３０を現在の光軸位置から左右方向の内側方向に向けて回動する（Ｓ１０４）。なお、以降の説明では同図の時計回り方向を正、反時計回り方向を負とする。そして、プロジェクタランプ３０の回動が停止されたとき、すなわちプロジェクタランプ３０に設けた突起３０７がブラケット３１に設けた一方のストッパ３１７に突き当てられてプロジェクタランプ３０が一方側の最大偏向角位置θ１（直進方向に対して約−５．５°）まで偏向されたときのカウント値Ｘ１を検出する（Ｓ１０５）。次いで、今度はブラシレスモータ４２を反対方向に回転駆動し、プロジェクタランプ３０を直進方向よりも左右方向の外側方向に向けて回動する（Ｓ１０６）。そして、その回動が停止されたとき、すなわち突起３０７が反対側のストッパ３１７に突き当てられてプロジェクタランプ３０が反対側の最大偏向角位置θ２（直進方向に対して約＋２０．５°）に相当する位置まで偏向されたときのカウント値Ｘ２を検出する（Ｓ１０７）。なお、以上のフローにおけるブラシレスモータ４２の一方向及び反対方向の回転動作は比較的に高速な一定速度で行う。
【００２８】
しかる上で、一方側の最大偏向角位置θ１と反対側の最大偏向角位置θ２との中央位置であるセンター角位置θｃを求める。すなわち、
θｃ＝（θ２＋θ１）÷２
となる。実際にはこのセンター角位置θｃの計算は、内側方向での突き当て時のパルス信号のカウント値Ｘ１と、反対方向での突き当て時のパルス信号のカウント値Ｘ２とを用いた演算を行う（Ｓ１０８）。すなわち、センター角位置θｃのカウント値Ｘｃは、
Ｘｃ＝（Ｘ２＋Ｘ１）÷２
となる。
【００２９】
次いで、このセンター角位置θｃを基準とし、ここから所定の角度θｚだけ内側方向に向けた角度位置を基準角位置θｏ、すなわち直進方向の角度位置とする。すなわち、
θｏ＝θｃ−θｚ
である。実際の計算では、演算した前記カウント値Ｘｃに、所定の角度θｚに対応するカウント値Ｘｚを減算してセンター角位置のカウント値Ｘｏを求める（Ｓ１０９）。すなわち、基準角位置Ｘｏは、
Ｘｏ＝Ｘｃ−Ｘｚ
となる。
【００３０】
しかる上で、ステップＳ１０７での外側突き当て位置から、再度ブラシレスモータ４２を一方向に向けて回転駆動し、プロジェクタランプ３０を内側方向に向けて回動を開始する（Ｓ１１０）。このときには、ブラシレスモータ４２の回転速度をそれまでよりも高速にする。そして、ステップＳ１０９で求めた基準角位置θｏのカウント値Ｘｏとなるまで回転を継続し、当該カウント値Ｘｏに達した時点でブラシレスモータ４２の回転を停止する（Ｓ１１１）。これにより、プロジェクタランプ３０の光軸を基準角位置θｏ、すなわち直進方向に設定でき、プロジェクタランプ３０の光軸を初期化設定することが可能になる。
【００３１】
ここで、図１２（ａ）に示すように、開始位置Ｓから内側方向に回動したときの一方側の突き当て位置である最大偏向角位置θｌにおいて、アクチュエータ４やプロジェクタランプ３０等の各部に応力による変形が発生し、あるいは各部の材料の熱膨張率によって温度変化に伴う変形が発生し、これらによって撓み角θｘ１が生じる。同様に、外側方向に回動したときの反対側の突き当て位置である最大偏向角位置θ２においても撓み角θｘ２が生じる。そのため、これらの撓み角によって両者の最大偏向角位置θ１，θ２はそれぞれ実際にはθ１’，θ２’となる。
θ１’＝θ１−θｘ１
θ２’＝θ２＋θｘ２
したがって、これらのθ１，θ２を用いてステップＳ１０８でのＸｃの演算を行うと、センター角位置θｃは次のようになる。
θｃ＝（θ２’＋θ１’）÷２
＝〔（θ２＋θｘ２）＋（θ１−θｘ１）〕÷２
＝〔（θ２＋θ１）＋（θｘ２−θｘ１）〕÷２
＝（θ２＋θ１）÷２＋（θｘ２−θｘ１）÷２
＝θｃ＋（θｘ２−θｘ１）÷２
したがって、（θｘ２−θｘ１）÷２の値が誤差となる。
【００３２】
このように、外側方向での撓み角θｘ２と内側方向での撓み角θｘ１の差の１／２が誤差として生じるため、センター角位置θｃの設定、さらには基準角位置θｏの設定における誤差は極めて小さいものとなる。特に、この例では内側方向の撓み角θｘ１と外側方向の撓み角θｘ２はそれぞれ同一のアクチュエータとプロジェクタランプに関わるものであり、しかもこの間のブラシレスモータ４２の回転速度は一定であるので、それぞれの撓み角θｘ１，θｘ２はほぼ等しいものとなる。したがって、この場合には撓み角θｘ１，θｘ２による誤差はほぼ０になる。したがって、図１２（ｂ）に示した片当て方式の場合の撓み角θｘが両当て方式の撓み角θｘ１，θｘ２と等しいとすると、両当て方式での基準角位置θｏでの設定精度に極めて高いものが得られることが判る。
【００３３】
このように、プロジェクタランプ３０を一方向と反対方向のそれぞれに回動して突き当てる両当て方式を採用することで、各突き当て時に生じる撓み角を相殺することが可能になり、アクチュエータ４やプロジェクタランプ３０における応力による撓みや、温度変化による撓み変化に関わらず、プロジェクタランプ３０の光軸を高精度に基準角位置に設定することが可能になる。因みに、図１３は従来の片当て方式（内側に突き当てた場合と外側に突き当てた場合）と両当て方式の温度変化に伴う基準角位置の設定精度を比較して示す図であり、両当て方式においては温度変化にかかわらず設定精度に高いものが得られることが判る。
【００３４】
また、この実施形態では、初期化に際してはプロジェクタランプ３０を一定速度で最初に内側方向に回動して突き当て、次に外側方向に回動して突き当てを行っている。これは、一定速度で両側への回動を行うことで、両突き当た時に生じる撓み角θｘ１，θｘ２をそれぞれ等しく、しかも一定にできる。また、通常ではイグニッションスイッチをオフする際は自動車を停車、あるいは駐車する場合であってプロジェクタランプ３０の光軸は直進方向、すなわち基準角位置に向けられている状況であることが多く、そのために次にイグニッションスイッチをオンしたときの開始位置Ｓはプロジェクタランプの光軸は基準角位置に向けられている確率が高いため、ステップＳ１０４からＳ１０７の工程においてプロジェクタランプ３０を両側に突き当てる場合には、最初に回動角度が少ない内側に向けて回動し、次いで外側に向けて回動した方が、これと反対の順序で回動する場合よりも回動距離が短くなり、短時間で処理を完了することができる。
【００３５】
また、外側方向での突き当て後に基準角位置に設定する際のブラシレスモータ４２の回転速度をそれまでの速度よりも高速にしているので、プロジェクタランプを基準角位置に設定する際の設定時間をさらに短縮することが可能になる。すなわち、この場合にはプロジェクタランプ３０等における撓みを考慮する必要がないため、高速での回動が可能であり、またこれによりステップＳ１０９，Ｓ１１０の工程における基準角位置への設定をより短時間で行うことが可能になる。
【００３６】
なお、図１１のタイミング図からも判るように、両突き当て時には両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの各プロジェクタランプ３０を内側と外側に偏向させるため、左側通行の日本では両ランプが点灯されている場合に、左側のスイブルランプ３Ｌでは内側偏向時に、また右側のスイブルランプ３Ｒでは外側偏向時にそれぞれ対向車等を眩惑するおそれがある。この場合、図１０のステップＳ１０３において、ランプの点灯時にはレベリング機構５により両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸を水平方向よりも下方に傾動させているため、このような眩惑を未然に防止することができる。そして、両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸の左右方向の初期化設定が完了して眩惑のおそれがなくなったときに、レベリング機構５により両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの光軸を水平方向に戻し（Ｓ１１１）、垂直方向についても光軸の初期化設定が完了する。なお、この実施形態ではレベリング機構５による水平方向の設定に必要とされる時間を考慮して、スイブルランプ３Ｒ，３Ｌの左右方向の初期化設定が完了するよりも前の時点において水平方向への戻し動作を開始させている。また、ステップＳ１０２において両スイブルランプ３Ｒ，３Ｌが点灯されていない場合には、眩惑のおそれがないためプロジェクタランプ３０の光軸を水平方向よりも下方に傾動させる処理Ｓ１０３は行わない。
【００３７】
ここで、前記実施形態では自動車の直進方向に対して、内側方向への偏向角度が外側への偏向角度よりも小さく設定されており、そのためにプロジェクタランプ３０は内側に回動した後に外側に回動するようにしているが、内側と外側の偏向角度が等しい前照灯装置の場合、すなわち基準位置が内側と外側の偏向角の中心に設定されている前照灯の場合には、回動する方向の順序は任意であってもよい。
【００３８】
また、前記サブＣＰＵ４３１のアップ・ダウンカウンタ４３７におけるパルス信号のカウントはいずれのホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３のパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についてカウントしてもよい。また、ホール素子からのパルス信号の周期が極めて短いような場合には、パルス信号を分周する等した上でカウントするようにしてもよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、スイブルランプを構成しているプロジェクタランプを水平左右方向に偏向して照射光軸を変化させる前照灯に適用した例を示したが、本発明は、リフレクタのみを偏向動作させる構成、あるいは主リフレクタと独立して設けた補助リフレクタを偏向動作させることで実質的な照射範囲を変化させるようにした前照灯に適用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、前照灯を一方向及び反対方向にそれぞれ回動させたときの各最大偏向角を検出し、検出した両最大偏向角に基づいて基準角位置を求めて照射光軸を当該基準角位置に設定する基準角位置設定手段を備えており、前照灯を一方向に回動不能になるまで回動して第１の最大偏向角を検出し、次いで前照灯を反対方向に回動不能になるまで回動して第２の最大偏向角を検出し、さらに第１及び第２の最大偏向角から照射光軸の基準角位置を演算して前照灯を基準角位置に向けて一方向に回動するという、いわゆる両当て方式を採用することで、両突き当て時に前照灯やアクチュエータに生じる撓みを相殺し、前照灯の光軸を基準角位置に高精度に設定することが可能になり、初期化以降における自動車の走行に伴うＡＦＳの適正な制御を確保することが可能になる。
【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】スイブルランプの縦断面図である。
【図３】スイブルランプの内部構造の主要部の分解斜視図である。
【図４】アクチュエータの部分分解斜視図である。
【図５】アクチュエータの平面構成図である。
【図６】アクチュエータの縦断面図である。
【図７】ブラシレスモータの一部の拡大斜視図である。
【図８】ＡＦＳの回路構成を示すブロック回路図である。
【図９】アクチュエータの回路構成を示す回路図である。
【図１０】イグニッションスイッチをオンにしたときのプロジェクタランプの初期化を実行するフローチャートである。
【図１１】プロジェクタランプの回動動作とそのタイミングを示す図である。
【図１２】プロジェクタランプの両当て方式と片当て方式の各初期化動作における撓みの相殺を示す模式図である。
【図１３】温度変化による両当て方式と片当て方式の初期化の位置精度を比較して示す図である。
【符号の説明】
１　センサ
２　ＥＣＵ
３　前照灯
３Ｌ，３Ｒ　スイブルランプ
４　アクチュエータ
５　レベリング機構
７　点灯回路
３０　プロジェクタランプ
３１　ブラケット
４１　ケース
４２　ブラシレスモータ
４３　制御回路
４４　歯車機構
４５　プリント基板
２０１　メインＣＰＵ
３０７　突起
３１７　ストッパ
４３１　サブＣＰＵ
４３４　モータドライブ回路
４３７　アップ・ダウンカウンタ
ＳＷ　ステアリングホイール
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３　ホール素子
Ｓ１　イグニッションスイッチ
Ｓ２　照明スイッチ
【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】
2004106770.tif 000008
【図７】
2004106770.tif 000009
【図８】
2004106770.tif 000010
【図９】
2004106770.tif 000011
【図１０】
2004106770.tif 000012
【図１１】
2004106770.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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