JP2006206045A - 改良されたアクチュエータ制御装置を備える車両用照明または表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドランプに適用される信頼性を高め、サービス寿命を長くする。
【解決手段】本発明に係わる車両用、特に自動車用の照明または表示システムは、少なくとも１本の光ビームを発生することができ、この光ビームの角度を調節するための少なくとも１つのアクチュエータ（１２”）が設けられた少なくとも１つの照明または表示装置と、前記アクチュエータを制御するための少なくとも１つのアクチュエータ制御装置（５）（６）とを備えている。前記アクチュエータ制御装置は、前記設定ポイント情報アイテムのそのときの値（ＣＤ_n）が実質的に前記設定情報アイテムの前の値（ＣＤ_n-1）と異なるときにしか、前記アクチュエータ（１２”）に有効な設定ポイント情報アイテム（ＣＤａ＝ＣＤ_n)を送信できない制御手段（５）（５０）（５１）（５２）を備えている。
本発明に係わるシステムに組み込まれる改良されたアクチュエータ制御装置は、信頼性を高め、サービス寿命を長くすることに役立つ。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的には、車両用、特に自動車用照明／表示技術の分野に関し、より詳細は、本発明は、照明ビームの角度を調節するための少なくとも１つのアクチュエータが装備され、光ビームを発生できる少なくとも１つの照明または表示装置と、少なくとも１つのアクチュエータ制御装置とを備える車両用照明または表示システムに関する。

本発明の用途は、特に車両の姿勢の変化に応じて、ヘッドランプの傾斜角を調節するために設けられたアクチュエータを備える照明または表示システムにあるが、この用途だけに限定されるものではない。

上記タイプのアクチュエータ１Ｄおよび１Ｇは、発明を行う組織における公知技術である第１のタイプのアクチュエータ制御装置を示す図１Ａに略図で示されている。図１Ａに示された装置は、車両のドライバーがアクセスできるポテンショメータにより、ヘッドランプの傾斜角を、手動で補正するようになっている。

アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇは、自動車の右ヘッドランプ、および左ヘッドランプを、それぞれ備えている。

図１Ａに示すように、アクチュエータ１Ｄ、１Ｇは、直流モータ１０と、運動変換機構１１と、モータ制御回路１２とを更に備えている。

運動変換機構１１は、例えばホイール／ウォーム、またはホイール／ラックタイプの機構である。モータ１０が回転すると、ヘッドランプに機械的に結合されており、ヘッドランプの傾斜角を調節する、制御ロッド１１０の直線運動が生じる。

このタイプの装置では、ロッドの位置は、モータ制御回路１２の入力端に印加されるＤＣ設定ポイント電圧Ｖｃの値によって決定される。この設定ポイントの電圧Ｖｃは、モータに印加される駆動信号を整形するよう、モータ制御回路１２によって処理される。

制御電圧Ｖｃは、ＤＣ電圧Ｖｃｏｄｅが供給される調節用ポテンショメータ２によって得られる。従来通り、車両のドライバーによって、照明制御ストークスイッチが、「低ビーム」位置または「フルビーム」位置の設定されると、ＤＣ電圧Ｖｃｏｄｅが生じる。この電圧Ｖｃｏｄｅは、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇのための電源電圧としても使用される。

従来技術におけるこのような第１タイプのアクチュエータ制御装置では、ヘッドランプが、「低ビーム」位置、または「フルビーム」位置に設定される全期間にわたり、アクチュエータ１Ｄ、１Ｇには、設定ポイント電圧Ｖｃが印加され、その電圧値は、アクチュエータ１Ｄ、１Ｇを制御するために、この時間全体にわたって考慮される。このことは、例えば寄生電気信号または電磁信号に起因する設定ポイント電圧Ｖｃの変動が、連続的にアクチュエータ１Ｄ、１Ｇに送られるので、これらアクチュエータの望ましくない変位が生じることを意味する。

このようなアクチュエータの望ましくない変位は、アクチュエータのサービス寿命に悪影響を与え、傾斜角の設定が、交通規則を満たさなくなる。

図１Ｂには、発明を行う組織の従来の公知の技術に係わる第２タイプのアクチュエータ制御装置が示されている。ここに示される装置は、ヘッドランプの傾斜角を自動補正するようになっている。

この第２タイプの装置では、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇは、ＤＣ設定ポイント電圧によっては制御されず、むしろ、パルス幅変調タイプのパルス制御信号Ｖｃ_pwmによって制御される。この制御信号Ｖｃ_pwmは、モータに適した駆動信号を整形できるモータ制御回路１２’によって処理される。図１Ａの装置の場合のように、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇには、ＤＣ電圧Ｖｃｏｄｅが供給されている。

図１Ｂの装置では、制御信号Ｖｃ_pwmは、前方４ＡＶ姿勢センサ、および後方４ＡＲ姿勢センサに基づき、補正制御回路３によって発生され、これらのセンサは、例えば車両の車軸に結合されている。この補正制御回路３には、ＤＣ電圧Ｖｃｏｄｅが供給されている。

このタイプの制御装置は、制御信号Ｖｃ_pwmのパルス幅変調により、図１Ａの装置と比較して、電気的および電磁寄生信号に対する良好な耐力を与える。しかし、かかる技術的な解決案は、未だ、自動車部門におけるヘッドランプに適用しうる信頼性、およびサービス寿命に関する大きい必要条件を満足させることはできない。

本発明は、より高い信頼性、および長いサービス寿命を提供するように設計され、改善されたアクチュエータ制御装置を内蔵する車両用照明または表示システムを提供することにより、従来技術の上記欠点を克服しようとするものである。

本発明に係わる車両用、特に自動車用の照明または表示システムは、少なくとも１本の光ビームを発生することができ、この光ビームの角度を調節するための少なくとも１つのアクチュエータが設けられた少なくとも１つの照明または表示装置と、前記アクチュエータを制御するための少なくとも１つのアクチュエータ制御装置とを備えている。

本発明においては、アクチュエータ制御装置は、前記設定ポイント情報アイテムのそのときの値が、実質的に前記設定情報アイテムの前の値と異なるときにしか、前記アクチュエータに有効な設定ポイント情報アイテムを送信することができない制御手段を備えている。

本発明の別の特徴によれば、前記制御装置は、前記制御手段により、前記アクチュエータに有効な設定ポイント情報アイテムが送信されないときに、前記アクチュエータへの給電を中断できるスイッチング手段も備えている。

好ましくは、前記スイッチング手段は、制御可能なスイッチを備えている。特定の一実施例では、この制御可能なスイッチとしては、例えばＭＯＳタイプのトンラジスタを活用している。

別の特定の実施例によれば、前記制御可能なスイッチとしては、スマートＭＯＳタイプのスイッチ回路を活用している。

さらに別の特定の特徴によれば、前記制御手段は、前記設定ポイント情報アイテムの前記前の値を記憶するためのメモリ手段と、前記設定ポイント情報アイテムの前記そのときの値とその前の値とを比較し、前記そのときの値とその前の値との間の差が検出されたときに、前記有効な設定ポイント情報アイテムの前記アクチュエータへの伝送を命令するための比較手段とを備えている。

前記比較手段は、前記検出された差が所定のスレッショルドよりも大きいときに、前記有効な設定ポイント情報アイテムの前記アクチュエータへの伝送を命令できるようになっているのが好ましい。

特定の一実施例によれば、前記アクチュエータ制御装置は、演算増幅器により、少なくとも部分的に具現化されている。

別の特定の一実施例によれば、前記アクチュエータ制御装置の少なくとも一部は、前記システムのコントローラ内に組み込まれている。前記アクチュエータ制御装置の少なくとも一部は、前記コントローラ内でプログラム命令によって実現するのが好ましい。

特定の一実施例によれば、前記アクチュエータは、ＤＣモータを備える。

添付図面を参照し、非限定的な例として示された特定の実施例の次の詳細な説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が明らかとなると思う。

次に、基本的には、ヘッドランプの傾斜角を調節するために、このヘッドランプに結合されたアクチュエータが設けられている本発明に係わるシステムの特定の一実施例に基づき、本発明について説明する。

図２に示すように、全体が５で示されている本発明に係わるアクチュエータ制御装置は、ヘッドランプ（図示せず）のアクチュエータ１Ｄおよび１Ｄに接続されており、この制御装置は、入力端において設定ポイント情報アイテムＣＤを受信するようになっている。

後に明らかとなるように、本発明に係わるアクチュエータ制御装置に供給されたこの設定ポイント情報アイテムＣＤは、異なる形態、例えば設定ポイント情報アイテムＣＤを示すレベルのＤＣ電圧、パルス幅変調された（ＰＷＭ）信号、デジタルデータアイテムまたは同様な信号の形態とすることができる。

この実施例では、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｄは、図１Ａおよび図１Ｂを参照してこれまで説明したアクチュエータと類似するので、本明細書では、再度詳細に説明しない。

しかし、本発明は、モータを直接制御するアクチュエータ、およびモータをスレーブ制御するアクチュエータの双方に実施することができることが理解されると思う。

更にアクチュエータ１Ｄおよび１Ｄは、本発明に係わるアクチュエータ制御装置５に接続するようになっているモータ制御回路１２”を備えている。

この制御回路１２”は、装置５によって提供されるアクチュエータ制御伝達信号ＳＣａを受信し、更にモータ１０に電力を供給し、信号ＳＣａ内に含まれる調節情報アイテムにする対応する傾斜角を得るための手段を備えている。

回路１２”の構造は、本願発明に含まれる内容に精通する当業者には想到できるものであるので、本明細書では、これ以上詳細に説明しない。

本発明に係わる装置５は、基本的には、車両のコントローラ６内で、基本的には、ソフトウェアの形態で実現できることが好ましい。この場合、コントローラ６は、特に中央処理ユニットＣＰＵ、リードオンリーメモリＲＯＭ、ランダムアクセスメモリＲＡＭ、インターフェースおよび信号処理のための種々の回路、並びに手段を含むことになる。

本発明に係わるアクチュエータ制御装置は、基本的には、アナログの形態であり、例えば、演算増幅器によっても具現化できる。この場合の制御装置は、低コストで具現化できる。

後により明らかとなるように、コントローラ６の一部の回路、手段、およびインターフェースを、本発明に係わる装置専用とすることができる。例えば図２に示すように、パルス幅変調器（ＰＷＶ）５３と、電源スイッチ５４とを備えている。

当然ながら、他のタイプの回路を設けることもできる。例えば、アクチュエータ制御伝達信号ＳＣａが、アナログ信号であり、その信号のレベルが、アクチュエータを制御するための対応する情報アイテムを形成するときには、ＤＣレベル発生器を設けてもよい。

図２の実施例では、本発明に係わる装置５は、レジスタ５０および５１と、比較器５２と、ＰＷＭ変調器５３と、電源スイッチ５４とを備えている。当然ながら、部品５０、５１および５２の機能は、ＲＡＭメモリおよびプログラム命令により、コントローラ６内で有利に実現できる。このプログラム命令は、特に読み出し／書き込み、および比較演算を実行するように、中央処理ユニットＣＰＵによって認識できる。

この実施例においても、コントローラ６は、車両のＣＡＮまたはＲＩＮバスに接続されており、このバスを介して、本発明に係わる装置５は、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇを制御するようになっている設定ポイント情報アイテムＣＤを受信する。

不必要に図２を複雑にしないように、本明細書では、ＩＮＴＥＲＦＡＣＥＳと表示されたもモジュール内には、ＣＡＮまたはＲＩＮバスとの通信を管理するためのコントローラ内に必要な種々の手段が含まれているものとみなす。

変形例として、上記のように、コントローラ６によって、設定ポイント情報アイテムＣＤを直接受信することはできないが、その代わりに、車両の仰角センサにより、ＣＡＮまたはＲＩＮを介して伝送された測定情報アイテムから、コントローラ６によって、この情報アイテムを計算できる。

別の変形例によれば、この姿勢センサからの設定ポイント情報アイテムＣＤまたは測定情報アイテムは、ＤＣ電圧の形態で、コントローラ６に供給でき、ＤＣ電圧は、マイクロコントローラ６に含まれるアナログ／デジタル変換手段によってデジタル化される。

次に、図３のアルゴリズムを参照して、本発明に係わる装置５の作動モードについて説明する。

図３のアルゴリズムは、ステップＥ１〜Ｅ７を備えている。

本発明に係わる装置５には、設定ポイント情報アイテムＣＤの値ＣＤ_n、およびＣＤ_n-1を記憶するための図２に示されたレジスタ５０および５１が設けられている。この場合、ＣＤ_nは、時間ｎにおけるＣＤのそのときの値であり、ＣＤ_n-1は、その前の時間ｎ−１におけるＣＤの値である。

本発明に係わる装置５の作動は、ステップＥ１の実行と共にスタートし、このステップの間に、レジスタ５０および５１に含まれる値ＣＤ_nおよびＣＤ_n-1は、無効値に初期化される。アクチュエータの望ましくない変位、更に安全上の理由からも、アクチュエータ制御情報アイテムＣＤ_nおよび電源電圧Ｖｍも、無効値に初期化することが好ましい。

アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに伝送すべきアクチュエータ制御情報アイテムＣＤａを、設定ポイント情報アイテムＣＤから決定するように、各アルゴリズム処理ループ内で、ステップＥ２〜Ｅ７を実行する。

ステップＥ２では、設定ポイント情報アイテムＣＤのそのときの値ＣＤｎを読み出し、この値を、レジスタ５０に記憶する。

ステップＥ３では、比較器５２が設定ポイント情報アイテムＣＤのそのときのＣＤｎ値と、その前のＣＤ_n-1の値の比較を実行する。これら値ＣＤ_nおよびＣＤ_n-1は、レジスタ５０および５１にそれぞれ読み込まれる。

ステップＥ３で、値ＣＤ_nとＣＤ_n-1とが異なると判った場合、比較器５２は、ステップＥ４で、値ＣＤｎを有するアクチュエータ制御情報アイテムＣＤａを発生する。この情報アイテムＣＤａ＝ＣＤ_nは、次に、アクチュエータ制御伝達信号ＳＣａにより、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに送信され、制御ロッド１１０の値ＣＤ_nに対応する位置の変位を生じさせる。

本発明によれば、信号ＳＣａは、種々の形態でよい。図２の好ましい実施例では、信号ＳＣａは、ＰＷＭ変調器５３によりアクチュエータ制御情報アイテムＣＤ_nに従って、パルス幅変調されている。

ステップＥ３で、値ＣＤ_nとＣＤ_n-1とが等しいと判った場合、比較器５２は、ステップＥ５において、無効値、例えば「０」を有するアクチュエータ制御情報アイテムＣＤａを発生する。

次に、この情報アイテムＣＤａ＝０は、ＣＤａ＝ＣＤ_nに関して上で説明したのと同じように、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇへ伝えられる。この情報アイテムＣＤａ＝０は、モータ１0の回転を生じさせず、従って制御ロッド１１０はその位置に留まる。

比較器５３によって実行される不一致／一致の判断は、所定のマージンを考慮しており、値ＣＤ_nおよびＣＤ_n-1に対して上で使用された「異なる」および「等しい」なる用語は、厳密な意味において解釈すべきでないことを理解されたい。換言すれば、本発明の特定の一実施例によれば、そのときの値ＣＤ_nは、絶対的な条件における差が所定のスレッショルドを越えた場合、そのときの値ＣＤ_nは、前の値ＣＤ_n−１と異なることが判る。そうでない場合、値ＣＤ_nとＣＤ_n-1とは、等しいと判断される。

更に、図２および図３を参照し続けると、ステップＥ４またはＥ５の後で実行されるＥ６では、レジスタ５１にそのときの値ＣＤ_nを記憶する。従って、レジスタ５１に記憶される値ＣＤ_nは、次のループを考慮した値ＣＤ_n-1となる。この記憶ステップＥ６は、所定のタイムアウト後に実行し、アクチュエータが設定ポイント位置に達するのにかかる時間を考慮することが好ましい。

ステップＥ７では、アルゴリズムの実行を終了させ、例えば照明ストップ命令がコントローラ６によって検出されたときに、本発明に係わる装置５を無効にする。

本発明によれば、信号ＳＣａが、モータ１０の回転を生じさせることができる有効な値、すなわち、本例では「０」以外の値を有する有効な制御情報アイテムＣＤａを搬送するときにしか、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに給電しないようにすることも可能である。本発明のこのような機能は、電源スイッチ５４により装置５内で実施される。

図２および図３の実施例では、電源スイッチ５４は、例えばＭＯＳタイプのトランジスタから成り、このトランジスタは、コントローラ６内に組み込まれている。スイッチ５４は、電源電圧Ｖａｐｃに接続された第１ターミナルと、車両の電源のワイヤーに接続され、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｄに電源電圧Ｖｍを供給するようになっている第２ターミナルとを備えている。

このスイッチ５４の開閉は、比較器５２によって制御される。

図３のアルゴリズムのステップＥ４が実行されると、スイッチ５４は閉状態とされ、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに、電源電圧Ｖｍ＝Ｖａｐｃが供給される。次に、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに伝えられるアクチュエータ制御情報アイテムＣＤａは、有効となり、前記アクチュエータへ供給される電力により、モータ１０を回転できる。

ステップＥ５が実行されると、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに伝えられるアクチュエータ制御情報アイテムＣＤａは、無効、すなわちＣＤａ＝０となるので、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇの望ましくない変位が防止される。

更にステップＥ５において、図３に示すように、スイッチ５４を開状態とすることができ、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに電源電圧Ｖｍ＝０Ｖが供給される。その理由は、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇに無効情報アイテムＣＤａが供給さると、一部の例では、電圧Ｖｍを維持することは不要であるからである。この場合には、電圧Ｖｍを０Ｖに設定すると、アクチュエータ１Ｄおよび１Ｇは変位せず、そのときの電力消費を制限することに役立つという別の利点が得られる。

スイッチ５４を内蔵するこの実施例では、電源電圧Ｖａｐｃは、車両の接触後電圧とすることができる。すなわち、ドライバーが接点キーを作動した後に、車両の電源内に存在する電圧とすることができる。その理由は、アクチュエータに加えられる電圧Ｖａｐｃを厳密な最小値に維持し続けることにより、スイッチ５４は、車両の電圧Ｖｃｏｄｅを使用しなくても、アクチュエータのサービス寿命に関する条件を良好に満たすことができるからである。

サービス寿命に関する実質的な改善の外に、スイッチ５４を内蔵させたことにより、車両の照明装置に必要な接続ワイヤーの本数を減らすことができるという利点が得られる。

本発明の別の特定の実施例では、スイッチ５４は、インテリジェント機能、例えば電源回線の障害を検出する機能、または消費電流を測定する機能を実行できるスマートＭＯＳタイプのスイッチ回路形態とすることができる。従って、このスマートＭＯＳスイッチ回路は、車両の照明または表示システムに、このシステムがシステムのタスクを実行するのに使用する情報アイテムを供給する。

当然ながら、本発明は、例として本明細書に説明した実施例の形態に関する細部に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者が想到できる変形例まで拡張できる。

従って、例えばこのアクチュエータ制御装置は、ある用途では、ＬＩＮタイプの接続とインターフェースするための手段と出力端で関連し、このＬＩＮ接続を介して、アクチュエータ制御情報アイテムＣＤａをアクチュエータに伝えてもよい。

更に、当業者であれば、ヘッドランプの傾斜角調節専用のアクチュエータ以外の制御装置、例えば一部のアプリケーションではダイナミックベンディングライト（ＤＢＬ）機能で使用されるような制御アクチュエータにも、本発明を適用できる。

従来技術に係わる第１タイプのアクチュエータ制御装置を示す図である。 従来技術に係わる第２タイプのアクチュエータ制御装置を示す図である。 本発明に係わる照明システムまたは表示システムに含まれるアクチュエータ制御手段を示す略図である。 図２のアクチュエータ制御手段の作動モードを示すアルゴリズムである。

符号の説明

１Ｄ、１Ｇ アクチュエータ
５ アクチュエータ制御装置
６ コントローラ
１２ モータ制御回路
１０ モータ
５０、５１ レジスタ
５２ 比較器
５３ パルス幅変調器
５４ 電源スイッチ

Claims (11)

1. 少なくとも１本の光ビームを発生することができ、この光ビームの角度を調節するための少なくとも１つのアクチュエータ（１２”）が設けられた、少なくとも１つの照明または表示装置と、前記アクチュエータ（１２”）を制御するための少なくとも１つのアクチュエータ制御装置（６）とを備える、車両用、特に自動車用の照明または表示システムにおいて、
   前記アクチュエータ制御装置（６）は、
   前記設定ポイント情報アイテムのそのときの値（ＣＤ_n）が、実質的に前記設定情報アイテムの前の値（ＣＤ_n-1）と異なるときにしか、前記アクチュエータ（１２”）に有効な設定ポイント情報アイテム（ＣＤａ＝ＣＤ_n）を送信することができない制御手段（５）（５０）（５１）（５２）を備えていることを特徴とする、照明または表示システム。
2. 前記制御装置（５）（６）は、
   前記制御手段（５）（５０）（５１）（５２）により、前記アクチュエータ（１２”）に有効な設定ポイント情報アイテムが送信されないときに、前記アクチュエータ（１２”）への給電を中断できるスイッチング手段（５４）も備えていることを特徴とする、請求項１記載の照明または表示システム。
3. 前記スイッチング手段（５４）は、制御可能なスイッチ、例えばＭＯＳタイプのトンラジスタを備えていることを特徴とする、請求項２記載の照明または表示システム。
4. 前記スイッチング手段（５４）は、制御可能なスイッチ、例えばスマートＭＯＳタイプのスイッチ回路を備えていることを特徴とする、請求項２記載の照明または表示システム。
5. 前記制御手段（５）（５０）（５１）（５２）は、
   前記設定ポイント情報アイテムの前記前の値（ＣＤ_n-1）を記憶するためのメモリ手段（５１）と、
   前記設定ポイント情報アイテムの前記そのときの値（ＣＤ_n）と、その前の値（ＣＤ_n-1）とを比較し、前記そのときの値（ＣＤ_n）と前の値（ＣＤ_n-1）との間の差が検出されたときに、前記有効な設定ポイント情報アイテム（ＣＤａ＝ＣＤ_n）の前記アクチュエータ（１２”）への伝送を命令するための比較手段（５２）とを備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の照明または表示システム。
6. 前記比較手段（５２）は、前記検出された差が所定のスレッショルドよりも大きいときに、前記有効な設定ポイント情報アイテム（ＣＤａ＝ＣＤ_n）の前記アクチュエータ（１２”）への伝送を命令できるようになっていることを特徴とする、請求項５記載の照明または表示システム。
7. 前記アクチュエータ制御装置（６）（５）は、ＣＡＮまたはＲＩＮタイプの接続とインターフェースするための手段をも備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の照明または表示システム。
8. 前記アクチュエータ制御装置（６）（５）は、演算増幅器により、少なくとも部分的に具現化されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の照明または表示システム。
9. 前記アクチュエータ制御装置（５）の少なくとも一部は、前記システムのコントローラ（６）内に組み込まれていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の照明または表示システム。
10. 前記アクチュエータ制御装置（５）の少なくとも一部は、前記コントローラ（６）内で、プログラム命令によって実現されるようになっていることを特徴とする、請求項９記載の照明または表示システム。
11. 前記アクチュエータ（１２”）は、ＤＣモータ（１０）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の照明または表示システム。

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