(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも車両の操舵角に基づいてスイブル目標角を算出し、当該スイブル目標角に基づいてランプの照射方向を偏向制御する車両用ランプ照射方向制御システムにおいて、システムに異常が発生したときに前記照射方向を強制的に車両の直進方向に向けるフェールセーフ制御手段を備え、前記フェールセーフ制御手段は前記システムの異常が回復し、かつ前記スイブル目標角が直進方向に向いた状態になる所定の条件を満たしたときに前記偏向制御を再開することを特徴とする車両用ランプ照射方向制御システム。
【請求項２】
前記所定の条件は、スイブル目標角が車両の直進方向を含む左右両方向の所定の領域内に存在するとき、およびスイブル目標角が直進方向を越えて右から左、あるいは左から右に変化されたときであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ照射方向制御システム。
【請求項３】
前記スイブル目標角の算出に際しては、車両の操舵角及び車両の車速に基づいてスイブル角を演算し、演算したスイブル角をフィルタ処理してスイブル目標角を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ランプ照射方向制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両の前照灯や補助灯等の照明に用いられる車両ランプの照射方向を車両の操舵に追従して左右に偏向制御（スイブル制御）するシステムに関し、特にシステムに異常が発生した後に異常が回復したときのスイブル制御を的確に行うようにした車両用ランプ照射方向制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行の安全性を高めるために、運転者が操舵した方向に前照灯（ヘッドランプ）の照射方向をスイブル制御するようにした車両用ランプ照射方向制御システムが提案されている。また、このようなシステムにおいて、システムに異常が発生したときに、ヘッドランプが操舵方向とは異なる方向に制御されてしまい、これにより走行の安全性が損なわれることを未然に回避するために、システムの異常を検出したときにスイブル制御を停止させるフェールセーフ技術も提案されている。例えば、特許文献１では、システムに異常が発生したときにヘッドランプの照射方向を自動車の正面方向に固定するフェールセーフ技術が提案されている。また、この特許文献１では、システムの異常が回復したときにヘッドランプの照射方向が直ちに操舵方向に追従して向けられることによる弊害を防止する技術も提案されている。すなわち、操舵が左右に行われているときにシステムが回復すると、それまで正面方向に向けられていた照射方向が操舵角に追従して急激に左右に向けられてしまうため、運転者の視認領域と異なる領域を照明してしまい安全性が損なわれるおそれが生じる。これを防止するために特許文献１では、操舵角が直進領域に向けられた以降にスイブル制御を再開するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１３２３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種のシステムにおいては、ランプの照射方向をスイブル制御する際に操舵角に対してフィルタリング（フィルタ処理）を行い、フィルタリングにより得られたスイブル目標角に基づいてスイブル制御を行うことが行われている。例えば、自動車の高速走行時に操舵角が路面の凹凸を受けて操舵角が微小に変化するような場合に、これに追従して照射方向が偏向制御されると運転者に煩わしさを感じさせるとともに走行安全性の面から好ましくない。そのため、操舵角をフィルタリングして角度変動を鈍らせたスイブル目標角を算出し、このスイブル目標角に基づいて照射方向を偏向制御することにより照射方向の微細な変動を回避している。このようなフィルタリングは特許文献１でも行っているが、このフィルタリングを行うことにより実際の操舵角とスイブル目標角との間に時間軸上での角度差が生じることになる。そのため、特許文献１においてシステム異常が回復したときに、操舵角が直進領域に向けられた時点でもスイブル目標角は直進領域に向けられていない状況が生じることがあり、このようなときにスイブル制御を再開してしまうと、ランプの照射方向は直進領域に復帰していないスイブル目標角に追従してスイブル制御されてしまうことになり、システム異常の回復時における前記した安全性上での問題を解消することができなくなる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、図４（ａ）のように操舵角が変化する操舵が行われているときに、フィルタリングによって図４（ｂ）のようなスイブル目標角を算出し、このスイブル目標角に追従してスイブル制御を行っているとした場合に、システム異常が発生したときにはスイブル目標角を無視して照射方向を強制的に直進方向に制御する。システムの異常が回復したときには、操舵角が直進領域に向けられるのを待ってフェールセーフ動作を解除し、スイブル制御を再開するが、このときにはスイブル目標角はフィルタリングによって未だ直進領域を外れた所要のスイブル角にあるため、照射方向はそれまでの直進方向からスイブル目標角に一致する方向に制御されてしまい、この照射方向の急激な変化によって運転者に違和感を感じさせるとともに運転者の視認領域である直進方向とは異なる領域が照明されることになって車両の走行の安全性が損なわれてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、システム異常の回復時における意図しないランプのスイブル制御を確実に防止して、走行の安全性を高めることを可能にした車両用ランプ照射方向制御システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも車両の操舵角に基づいてスイブル目標角を算出し、当該スイブル目標角に基づいてランプの照射方向を偏向制御する車両用ランプ照射方向制御システムにおいて、システムに異常が発生したときに照射方向を強制的に車両の直進方向に向けるフェールセーフ制御手段を備えており、このフェールセーフ制御手段はシステムの異常が回復し、かつスイブル目標角が直進方向に向いた状態になる所定の条件を満たしたときに偏向制御を再開することを特徴とする。
【０００７】
ここで、所定の条件は、スイブル目標角が車両の直進方向を含む左右両方向の所定の領域内に存在するとき、およびスイブル目標角が直進方向を越えて右から左、あるいは左から右に変化されたときである。また、スイブル目標角の算出に際しては、例えば、車両の操舵角及び車両の車速に基づいてスイブル角を演算し、演算したスイブル角をフィルタ処理してスイブル目標角を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スイブル目標角が直進方向に向いた状態になる所定の条件を満たしたときにスイブル制御を再開するので、自動車の直進走行時、あるいは左から右、または右から左に旋回走行する際に直進状態に戻った時点でそれぞれスイブル制御が再開されることになり、このときヘッドランプの照射方向は必ず自動車の直進方向ないし直進に極めて近い方向に向けられる。これにより、スイブル制御の再開時に照射方向が大きく変化されるようなことはなくなり、運転者に対して違和感を感じさせることもなく、また運転者が視認する領域に対応した領域の照明となり、走行の安全性が確保される。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプの照射方向制御システムに適用したシステムのブロック構成を示す概念図である。図１において、自動車ＣＡＲの前部の左右には自車の前方を照明するためのヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが配設される。前記ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬはそれぞれ詳細な構成についての説明は省略するが、自動車ＣＡＲの直進方向Ｏｘを含んだ左右方向にわたって所要角度θ内でスイブル動作することが可能なスイブル機構２０を備えており、自動車に備えられたＥＣＵ（Electronic Control Unit ）１により当該スイブル機構２０が制御されてスイブル制御が行われる。また、前記自動車ＣＡＲには運転者によって操舵されるステアリングホイールＳＷの操舵角を検出するための操舵角センサ２１と、自動車ＣＡＲの車速を検出するための車速センサ２２が備えられており、これらセンサ２１，２２は前記ＥＣＵ１に接続されている。
【００１０】
前記ＥＣＵ１はスイブル制御のためのシステムとして、前記操舵角センサ２１から出力される操舵角信号と前記車速センサ２２から出力される車速信号とに基づいてスイブル目標角を演算するスイブル目標角演算部１１と、このスイブル目標角演算部１１からのスイブル目標角に基づいて前記スイブル機構２０を駆動してヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬのスイブル制御を行うためのスイブル駆動部１２を備えている。前記スイブル目標角演算部１１は操舵角信号によりスイブル角を演算するスイブル角演算部１１１と、このスイブル角演算部１１１で演算されたスイブル角にフィルタリングを行ってスイブル目標角を出力するフィルタ部１１２とを備えている。このフィルタ部１１２はここでは後述するように車速を参照し、車速の違いによってフィルタリングする際のフィルタ定数を変更し、車速に応じた適正なスイブル目標角を得ることができるようになっている。また、前記スイブル駆動部１２は入力されるスイブル目標角に対応してヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの各スイブル機構２０を制御するが、後述するようにフェールセーフ時にはスイブル機構２０を強制的に自動車の直進方向に向けるような制御を行うことも可能とされている。
【００１１】
スイブル目標角演算部１１でのスイブル目標角を演算する動作について簡単に説明する。例えば、自動車ＣＡＲの走行中に図２（ａ）のような操舵が行われたとして、これに対応する操舵角が操舵角センサ２１からスイブル角演算部１１１に入力される。また、これに伴って図２（ｂ）に示す車速での走行が行われると、この車速が車速センサ２２からスイブル角演算部１１１に入力される。スイブル角演算部１１１ではこれらの操舵角と車速とに基づいて運転者が走行先を視認し易くなるようにヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬにおける照射方向となるスイブル角を演算する。このスイブル角の演算に際しては各種のアルゴリズムが提案されているが、ここでは図２（ｃ）に示すように、操舵方向よりも若干先行して方向が制御されるようなスイブル角を得ている。しかる上で、得られたスイブル角に対してフィルタ部１１２でフィルタリングを行い、スイブル目標角を演算する。前記フィルタ部１１２は、例えば、可変遅延回路で構成し、遅延時間を定数によって設定できるようにする。あるいは、フィルタ部１１２を移動平均回路で構成し、移動平均時間を定数によって設定できるようにする。ここでは、車速、あるいは当該車速の変化、すなわち加速度を参照してフィルタ効果を変化させており、低速時あるいは低加速度時には遅延時間が短く、あるいは移動平均時間が短くなるフィルタ効果が弱い定数に設定することで、入力されたスイブル制御角は操舵角にほぼ時間的に追従したスイブル目標角として出力される。一方、高速時あるいは高加速度時には遅延時間が長く、あるいは移動平均時間が長くなるフィルタ効果が強い定数に設定することで、入力されたスイブル制御角は時間軸上で遅延されたスイブル目標角として出力される。これにより、図２（ｄ）のようなスイブル目標角を得ている。
【００１２】
また、実施例１のシステムには前記各センサ２１，２２からヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬにまで至るランプ放射方向制御システムにおいて発生する異常を検出するための異常検出部２３を備えている。このシステム異常としては、例えば各センサ２１，２２、スイブル目標各演算部１１（スイブル角演算部１１１、フィルタ部１１２）、スイブル駆動部１２の各部における動作不良、各センサや各部を接続する配線の接続不良、各センサや各部間での信号伝達不良等によってシステムが正常に動作しなくなる状態である。異常検出部２３は、例えばシステムが正常に動作するための各部の電圧や電流を常時監視しておき、この電圧や電流が所定領域を逸脱したときに異常を検出するように構成することが可能である。その上で、前記スイブル目標角演算部１１とスイブル駆動部１２との間には前記異常検出部２３からの検出信号に基づいてシステム異常を認識し前記スイブル駆動部１２でのスイブル制御を実質的に停止するためのフェールセーフを実行し、あるいは詳細を後述するようにシステム異常が回復したときに前記スイブル目標角に基づいてフェールセーフを解消してスイブル駆動部１２でのスイブル制御を再開するフェールセーフ制御部１３が設けられている。
【００１３】
以上の構成の実施例１のランプ制御システムによるスイブル制御を図３のフローチャートを参照して説明する。ここでは自動車のイグニッションスイッチがオンされ、さらにヘッドランプスイッチがオンされるとスイブル制御のフローが開始されるものとする。ＥＣＵ１は操舵角センサ２１から操舵角信号を取込み、車速センサ２２から車速信号を取込み、これら操舵角と車速とに基づいてスイブル角演算部１１１においてスイブル角を演算する（Ｓ１０１）。演算されたスイブル角は操舵角に対応してヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向を偏向させる際の基本となる角度である。その上で、演算したスイブル角をフィルタ部１１２においてフィルタリングし、これをスイブル目標角として出力する（Ｓ１０２）。このフィルタ部１１２においては前述したように車速センサ２２からの車速や当該車速から得られる加速度等を参照することによって自動車の種々の走行状況を推測し、各走行状況に適した好ましいスイブル目標角を得るようなフィルタリングを行うに際してのフィルタ定数を適宜に修正している。
【００１４】
しかる後、異常検出部２３からの検出信号に基づいてシステムが正常であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。システムが正常の場合にはフェールセーフ動作フラグがＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ１０４）。フェールセーフ動作フラグがＯＦＦのとき、すなわちフェールセーフが実行されていない状態であるときにはフェールセーフ動作フラグのＯＦＦの状態を保持するとともに、そのときに得られているスイブル目標角に対してヘッドランプのスイブル制御を実行する（Ｓ１０５）。すなわち、フェールセーフ制御部１３はステップＳ１０１及びＳ１０２で演算されたスイブル目標角に基づいてスイブル駆動部１２がスイブル機構２０を制御するように設定し、ヘッドランプＨＬＨ，ＲＨＬの照射方向がスイブル目標角に一致するようにスイブル制御を実行する（Ｓ１０６）。これにより、システム正常時には通常のスイブル制御が行われることになる。
【００１５】
一方、ステップＳ１０３において異常検出部２３からの検出信号でシステムが正常であることが判定されないとき、すなわちシステムが異常であると判定したときにはフェールセーフ制御部１３はフェールセーフ動作フラグをＯＮにするとともに、直ちにフェールセーフ動作を実行する。このフェールセーフ動作では、スイブル目標角演算部１１から出力されてくるスイブル目標角は無視し、代わりにスイブル目標角として自動車の直進方向に向けられた直進角をスイブル駆動部１２に対して出力する（Ｓ１０７）。これにより、スイブル駆動部１２はスイブル機構２０に対しヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向を強制的に直進方向に向くように制御する。したがって、このフェールセーフ動作が行われている間は、操舵角の変化や車速の変化によってスイブル目標角が演算されて出力されている場合においてもヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向は自動車の直進方向に固定され、ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが異常な方向にスイブル制御されることを未然に防止する。
【００１６】
また、ステップＳ１０３において、システムが正常状態に回復したと判定された場合でも、ステップＳ１０４においてフェールセーフ動作フラグがＯＦＦでないとき、すなわちシステムが正常に復帰しても未だにフェールセーフ動作が行われている状態のときには、フェールセーフ解除条件が満たされているか否かを判定する。このフェールセーフ解除条件は、ここでは２つの条件があり、第１のフェールセーフ解除条件については、フェールセーフ制御部１３はスイブル目標角演算部１１から出力されてくるスイブル目標角が所定領域に存在しているか否かを判定する（Ｓ１１１）。ここでは、スイブル目標角が自動車の直進方向を含みこれを挟む左右方向の所定の角度領域内に存在しているか否かを判定する。この所定の角度領域はステアリングホイールＳＷが左右に操舵されてもいわゆる遊びによって自動車ＣＡＲは実質的に直進方向に走行されるためヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向をスイブル制御する必要性が低い領域であり、通常はスイブル制御の不感帯と称される領域である。スイブル目標角がこの所定領域に存在しているときには第１のフェールセーフ解除条件が満たされたものとし、この場合には直ちにステップＳ１０５に進み、フェールセーフ動作フラグをＯＦＦにし、同時にヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向がスイブル目標角に一致するように設定した上で、ステップＳ１０６においてスイブル制御する。このように、スイブル目標角が所定の角度領域に存在しているときには、ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向がスイブル目標角に一致するようにスイブル制御されても、その照射範囲は運転者の視認領域にほぼ一致するため、運転者の視認性が確保され走行の安全性が確保される。
【００１７】
また、ステップＳ１１１において、第１のフェールセーフ解除条件が満たされていないとき、すなわちスイブル目標角が所定角度領域に存在していないときには、第２のフェールセーフ解除条件が満たされているか否かを判定する。この判定では、先ず現在のスイブル目標角が自動車の直進方向に対して右方向であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。右方向であったときには、その直前のスイブル目標角が自動車の直進方向に対して左方向であったか否かを判定する（Ｓ１１３）。これが左方向であったときには、第２のフェールセーフ解除条件が満たされたものとして直ちにステップＳ１０５に進み、フェールセーフ動作フラグをＯＦＦにし、同時にヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向がスイブル目標角に一致するように設定した上で、ステップＳ１０６においてスイブル制御する。これは、スイブル目標角が左方向から右方向に切り替えられたときには自動車ＣＡＲの操舵が左から右に切り替えられた直後ないしこれに近い時点であると判定でき、このときには運転者は自動車ＣＡＲの直進に近い方向ないしは操舵する右方向を視認していると想定されるので、スイブル目標角は運転者の視認している方向であると考えられるためヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向をスイブル目標角に一致するようにスイブル制御を行っても運転者の視認性が確保され走行の安全性が確保される。
【００１８】
また、ステップＳ１１２において、フェールセーフ制御部は現在のスイブル目標角が自動車の直進方向に対して右方向ではないと判定したときには、すなわち左方向であったときには、その直前のスイブル目標角が自動車の直進方向に対して右方向であったか否かを判定する（Ｓ１１４）。これが右方向であったときには、この場合も第２のフェールセーフ解除条件が満たされたものとして直ちにステップＳ１０５に進み、フェールセーフ動作フラグをＯＦＦにし、同時にヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向がスイブル目標角に一致するように設定し、ステップＳ１０６においてスイブル制御する。これは、スイブル目標角が右方向から左方向に切り替えられたときには自動車ＣＡＲの操舵が左から右に切り替えられた直後ないしこれに近い時点であると判定でき、このときには運転者は自動車ＣＡＲの直進に近い方向ないしは操舵する左方向を視認していると想定されるので、スイブル目標角は運転者の視認している方向であると考えられるためヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向をスイブル目標角に一致するようにスイブル制御を行っても運転者の視認性が確保され走行の安全性が確保される。
【００１９】
なお、ステップＳ１１３において判定が右方向の場合にはスイブル目標角は右方向に向けられたままであり、また、ステップＳ１１４において判定が左方向の場合にはスイブル目標角は左方向に向けられたままであり、これらの場合にはいずれにおいても操舵方向が推定できず運転者の視認方向が特定されないのでフェールセーフ動作を解除することはできずフェールセーフ動作フラグＯＮのままとする。このときには、フェールセーフ制御部１３はスイブル目標角を自動車の直進方向に設定する（Ｓ１１５）。したがって、スイブル駆動部１２はスイブル機構２０を駆動してヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの照射方向をスイブル制御して強制的に自動車の直進方向に向けることになる（Ｓ１０６）。すなわち、フェールセーフ動作が継続して実行されることになる。
【００２０】
このように、実施例１ではシステムの異常が回復してもフェールセーフ動作を直ちには解除させることはなく、第１のフェールセーフ解除条件、または第２のフェールセーフ解除条件を満たす状態になってからフェールセーフ動作を解除する。そして、第１のフェールセーフ解除条件として、スイブル目標角が自動車の直進方向を含む左右方向の所定領域内に存在していることとしているので、スイブル目標角がこの所定領域内に入ったときにフェールセーフ動作が解除される。図４（ｃ）は、特許文献１におけるスイブル制御との比較を行った図であり、操舵角が直進方向に向けられてもフィルタリングにより得られるスイブル目標角が直進方向に近い所定角度領域に入るまでフェールセーフ動作が継続され、スイブル目標角が所定角度領域に入った時点でフェールセーフ動作が解除される。そのため、スイブル制御が再開されたときにはスイブル目標角は直進方向に近い角度であるので、ヘッドランプの照射方向は直進方向に近い方向に向けられることになり、フェールセーフ動作時に固定された直進方向から大きく変化されることはなく、図４（ｂ）に示した特許文献１の場合のように照射方向が急激に変化されることはない。
【００２１】
また、実施例１では第２のフェールセーフ解除条件として、スイブル目標角が自動車の直進方向を挟んで左から右へ、あるいは右から左に変化したときにフェールセーフ動作が解除される。すなわち、スイブル目標角が直進方向に対して交差したときに解除が行われる。図４（ｄ）は図４（ａ）の操舵とは若干異なる操舵の場合の例であるが、フィルタリングにより得られるスイブル目標角が右方向から左方向に急激に変化したときには、スイブル目標角が直進方向と交差した時点でフェールセーフ動作が解除される。そのため、スイブル制御が再開されたときはスイブル目標角は直進方向に一致するので、ヘッドランプの照射方向はフェールセーフ動作時に固定された直進方向から再開されることになり、図４（ｂ）に示した特許文献１の場合のように照射方向が急激に変化されることはない。なお、この第２のフェールセーフ解除条件は実質的にはスイブル目標角が直進方向に向けられた時点となるために第１のフェールセーフ解除条件と同じ場合も生じるが、急激な操舵を行ってスイブル目標角が瞬時に左右間で変化されて第１のフェールセーフ解除条件の判定時に所定角度領域を飛び越えてしまったような場合に有効である。
【００２２】
このように、実施例１のランプ制御システムでは、第１及び第２のフェールセーフ解除条件を設定することにより、自動車が直進走行時、あるいは左から右、または右から左に旋回走行する際に直進状態に戻った時点でそれぞれフェールセーフ動作が解除されることになるので、スイブル制御が再開されたときにはヘッドランプの照射方向は必ず自動車の直進方向ないし直進に極めて近い方向に向けられることになる。したがって、特許文献１のような、スイブル制御の再開時に照射方向が大きく変化されるようなことはなくなり、運転者に対して違和感を感じさせることもなく、また運転者が視認する領域に対応した領域の照明となり、走行の安全性が確保される。
【００２３】
ここで実施例１はヘッドランプのスイブル制御について例示しているが、フォグランプ等のように車両の前方を照明するランプであってスイブル制御を行うランプであれば本発明を同様に適用することができる。また、スイブル目標角を得るためのフィルタ部の構成は実施例１の構成に限られるものではなく、種々のフィルタリング技術を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】スイブル目標角の演算技術を説明するためのタイミング図である。
【図３】システム動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】システム動作の作用を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ＥＣＵ
１１  スイブル目標角演算部
１２  スイブル駆動部
１３  フェールセーフ制御部
２０  スイブル機構
２１  操舵角センサ
２２  車速センサ
２３  異常検出部
１１１  スイブル角演算部
１１２  フィルタ部
ＣＡＲ  自動車
ＬＨＬ，ＲＨＬ  ヘッドランプ
ＳＷ  ステアリングホイール
【図１】
0005016516.tif 000002
【図２】
0005016516.tif 000003
【図３】
0005016516.tif 000004
【図４】
0005016516.tif 000005