JP2008013014A - 車両用前照灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両の前照灯の消費電力の増加を回避する一方で走行状況に対応した適切な配光パターンを得る。
【解決手段】 発光素子を光源とする複数の光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４のうち少なくとも２つの光源ユニットの光量を変化制御する光量制御手段（ＥＣＵ）１００を備え、少なくとも１つの光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の光量を増加したときに、他の少なくとも１つの光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の光量を低減する相反的な制御を行う。１つの光源ユニットの光量を増加して照明する領域の明るさを高めて視認性を高める一方で、視認性の要求が低い領域を照明する光源ユニットの光量を低減して消費電力の増加を抑制する。
【選択図】 図５

Description

本発明は複数の光源ユニットで構成される車両用前照灯に関し、特に車両の走行状況の変化に対応した種々の配光パターンを制御可能に構成するとともに、低消費電力化を図った車両用前照灯に関するものである。
近年、自動車の前照灯（ヘッドランプ）として、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子を光源とする光源ユニットを用いた前照灯が提案されている。この種の前照灯では個々の光源ユニットの光量が少ないため、複数の光源ユニットを組み合わせて所要の光量を得るとともに、各光源ユニットの照射領域を相違させてこれらを組み合わせることで走行配光パターン（ハイビーム配光パターン）やすれ違い配光パターン（ロービーム配光パターン）を得ている。例えば、特許文献１では、カットオフライン形成用光源ユニット、ホットゾーン形成用光源ユニット、拡散領域形成用光源ユニットを組み合わせることでロービーム配光パターンを得ており、さらにこれら光源ユニットの組み合わせを変えることで種々の異なる配光のロービーム配光パターンに調整することが可能な技術が提案されている。また、特許文献２では、複数のＬＥＤでヘッドランプを構成し、これら複数のＬＥＤのうち一部のＬＥＤに供給する電流を車速に応じて制御し、他のＬＥＤに供給する電流を独立して制御することで照射範囲や照射方向等の配光特性を調整する技術が提案されている。同様に特許文献３では、複数のＬＥＤのそれぞれで発光する光量の比率を変化させることで異なる配光特性を得る技術が提案されている。
特開２００４−９５４８１号公報 特開２００５−３２４６５７号公報 特開２００５−２３１４２９号公報
特許文献１の技術では、ヘッドランプを構成する複数の光源ユニットの組み合わせによって配光パターンが一義的に決定されるため、自動車の走行状況の変化に対応して配光パターンを追従変化させることは難しい。これに対し、特許文献２及び３の技術では、複数のＬＥＤに供給する電流を制御してそれぞれの輝度を変化させることにより配光パターンを変化させているので、自動車の走行状況の変化に対応して配光パターンを追従制御させることは可能である。しかしながら、特許文献２，３の技術は、複数のＬＥＤのうちの一部のＬＥＤに供給する電流を増加し、あるいは低減するように制御する技術であるため、制御によって当該一部のＬＥＤの光量が増加し、あるいは低下することになり、その結果としてヘッドランプのトータルの光量が増加し、あるいは低下することになり、配光パターンが変化されるのに伴ってヘッドランプで照明されている自動車の前方領域の明るさが変化されることになり、運転者に違和感を感じさせてしまう。特に、自車の前方領域の明るさが低下したときには運転者に不安感をいだかせることになる。そのため、特許文献２，３の技術では、実際には安全運転確保の面からＬＥＤの光量を低減することは行っておらずＬＥＤの光量を増加する制御を行うことになるが、このようにＬＥＤの光量を増加した場合にはヘッドランプの消費電力が増加することになり自動車の車載バッテリの負担が大きくなるという問題につながる。
本発明の目的は、走行状況に対応した適切な配光パターンを得るようにする一方で消費電力の増加を抑制した車両用前照灯を提供するものである。
本発明は、発光素子を光源とする複数の光源ユニットを備え、各光源ユニットから出射される照明光を合成して所要の配光パターンを得るようにした車両用前照灯において、光源ユニットのうち少なくとも２つの光源ユニットの光量を変化制御する光量制御手段を備え、当該光量制御手段は少なくとも１つの光源ユニットの光量を増加したときに、他の少なくとも１つの光源ユニットの光量を低減する相反的な制御を行うことを特徴とする。本発明においては、光源ユニットは灯具の光軸近傍領域を照明する第１の光源ユニットと、灯具の光軸から第１の光源ユニットよりも離れた領域まで照明する第２の光源ユニットとを含み、これら第１と第２の各光源ユニットの光量を相反的に制御する。特に、第１の光源ユニットは集光型光源ユニットを含み、第２の光源ユニットは拡散型光源ユニットを含むことが好ましい。
本発明によれば、１つの光源ユニットの光量を増加することで当該光源ユニットで照明する領域の明るさを高めて当該領域の視認性を高めることが可能になり、車両の走行状況の変化に追従して安全運転に好ましい配光パターンを得ることができる。その一方で、車両の走行時における視認性の要求が低い領域を照明する光源ユニットの光量を低減することで、車両の安全運転に必要とされる照明を確保しながらも消費電力の増加を抑制する。
本発明の車両用前照灯においては、車両のミドルビームモード時には第１の光源ユニットの光量を増加し、第２の光源ユニットの光量を低減する。ミドルビームモード時における遠前方領域の視認性を向上し、高速走行に適した配光パターンを得ることができる。また、車両のタウンモード時には第１の光源ユニットの光量を低減し、第２の光源ユニットの光量を増加する。タウンモード時における直前領域の視認性を向上し、歩行者やコーナ部の視認性を高めて市街地走行に適した配光パターンを得ることができる。
本発明では、さらに、複数の光源ユニットの光軸を鉛直方向に偏向制御するレベリング制御手段を備え、当該レベリング制御手段は、車両のミドルビームモード時には光軸を上方に偏向制御し、タウンモード時には光軸を下方に偏向制御することを可能に構成することが好ましい。高速走行時における遠前方領域の視認性をさらに向上する一方で、低速走行時における直前領域の視認性をさらに向上することができる。
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明のヘッドランプを搭載した自動車の前部の左右に配設した一対のヘッドランプＨＬのうち右側のヘッドランプＲＨＬの概略構成を示す斜視図である。図２は当該ヘッドランプの光軸方向の概略断面図である。ランプボディ１１と、このランプボディ１１の前面開口に取着された透明カバー１２とで構成される灯室１３内にハイビーム配光パターンを形成するためのハイビームランプＨＢＬと、ロービーム配光パターンを形成するためのロービームランプＬＢＬが構成されている。ハイビームランプＨＢＬはここでは放電バルブを光源とする単一のプロジェクタ型ランプで構成されている。この放電バルブを光源としたプロジェクタ型ランプは既に広く知られているランプであるのでここでは詳細な説明は省略する。ロービームランプＬＢＬは複数個、ここではそれぞれ半導体発光素子としてＬＥＤを光源とする４個の光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４を配列した多光源型ランプとして構成されている。前記４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４のうち３つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３は集光型光源ユニットとして構成され、１つの光源ユニットＬＵ４は拡散型光源ユニットとして構成されている。前記３つの集光型光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３は灯室１３内の上段に水平方向に並んで配設され、その下段に前記拡散型光源ユニットＬＵ４が配設されている。
３つの集光型光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３は図３（ａ）に光軸方向の断面図を示すように、回転楕円面の一部で構成されるメインリフレクタ２２と、その下縁に沿って前方に延長されたサブリフレクタ２３とを一体に有するリフレクタブロック２１を有している。サブリフレクタ２３はほぼ水平に配置された平面部２３ａを有しており、この平面部２３ａよりも前方領域は下方に凹状に湾曲された凹面部２３ｂとして構成され、光を反射しないようになっている。前記リフレクタブロック２１にはステム２４がネジ２６で固定され、このステム２４には光源としての複数のＬＥＤ２５が搭載されている。また、前記リフレクタブロック２１の前端部にはＬＥＤ２５に対向配置するようにレンズ２６が支持されている。前記複数のＬＥＤ２５はメインリフレクタ２２の第１焦点近傍に位置され、前記サブリフレクタは平面部と凹面部との境界が第２焦点近傍に位置される。各集光型光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３においては、ＬＥＤ２５で発光された光はメインリフレクタ２２の内面で反射され、第２焦点に集光された後、レンズ２６で集光されて前方に照射される。また、メインリフレクタ２２で反射された光の一部は図３（ａ）に破線で示すようにサブリフレクタ２３の平面部２３ａにおいて反射された後にレンズ２６で集光されて前方に照射されるので、ＬＥＤ２５で発光した光を照明用の光として有効利用し、照射効率を向上することが可能である。
ここで、図３（ａ）には図示されていないが、自動車の中央側の１つの集光型光源ユニットＬＵ１のＬＥＤ２５は２つのＬＥＤチップを一体化した構成とされ、その外側の２つの集光型光源ユニットＬＵ２，ＬＵ３のＬＥＤ２５は４つのＬＥＤチップを一体化した構成とされている。これら集光型光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３においては、点灯時にはそれぞれ複数のＬＥＤチップは同時に発光され、各ＬＥＤチップから出射される光は互いに重畳して１つの光束となる。また、前記中央側の２つの集光型光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２については、前記サブリフレクタ２３の平面部２３ａの正面形状を正面から見て左の領域を若干下方に傾斜した形状としている。これによりメインリフレクタ２２で反射した後平面部２３ａで反射した光の一部を水平線よりも左上方に向けて照射させることが可能になり、図４（ａ），（ｂ）に示すような水平カットラインと斜めのカットラインを有する所要の配光パターンＰ１，Ｐ２を得ることができる。なお、集光型光源ユニットＬＵ２の照射範囲は図４（ｂ）のように集光型光源ユニットＬＵ１の照射範囲よりも広くされている。残りの１つの光源ユニットＬＵ３はサブリフレクタ２３の平面部２３ａは水平方向の平面形状であり、したがって水平線Ｈよりも左上方に向けて照射する光をサブリフレクタ２３では発生することはなく、その一方で図４（ｃ）のように光源ユニットＬＵ２よりもさらに広い範囲を照射する水平カットラインのみを有する配光パターンＰ３に設定している。
前記１つの拡散型光源ユニットＬＵ４は、図３（ｂ）に光軸方向の断面図を示すように、水平左右方向に柱軸を有し下側面に沿って放物柱状に湾曲されたリフレクタ３１を備え、このリフレクタ３１の前面開口には平板レンズ３２が取着され、ユニット室３３を形成している。また、このユニット室３３内には、水平な柱軸方向に沿った焦点軸上に光源として複数個、ここでは４つのＬＥＤ３４が並んで配置されている。また、前記リフレクタ３１はステム３５が一体的に設けられている。この拡散型光源ユニットＬＵ４では、ＬＥＤ３４でそれぞれ発光された光はリフレクタ３１の放射面３１ａで反射されて上下方向には平行であるが左右方向には拡散される光となり、平板レンズ３２を透過して前方に照射される。これにより、図４（ｄ）のように水平線Ｈの下方に沿って左右の広い範囲に拡散された配光パターンＰ４に設定される。
以上のように、実施例１では、ランプの光軸近傍領域を照明する集光型光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２が本発明における第１の光源ユニットとして定義される。また、ランプの光軸から第１の光源ユニットよりも離れた領域までを照明する集光型光源ユニットＬＵ３と拡散光源ユニットＬＵ４が本発明における第２の光源ユニットとして定義される。
前記３つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３は、図２に示したように光軸方向に階段状に形成されたベースプレート４１の上段に水平方向に並んだ状態で配設され、ステム２４を介して固定されている。前記拡散型光源ユニットＬＵ４は図には表れないネジ等の締結手段によって前記ベースプレート４１の下段に固定されている。これにより、前記４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４は前記ベースプレート４１によって一体化される。前記ベースプレート４１はランプボディ１１内においてレベリング機構５０によって鉛直方向に傾動可能に構成されている。図２にはその一部が図示されているが、ベースプレート４１の背面上部には後方に向けて突出され、先端に球部５１ａを有する支軸５１が設けられ、ランプボディ１１に取着された球軸受５２により少なくとも上下方向に回動可能に支持されている。また、前記ベースプレート４１の背面下部に対向するランプボディ１１には前後方向に進退する駆動ロッド５３ａを備えたレベリングモータ５３が固定支持され、この駆動ロッド５３ａが前記ベースプレート４１の一部に連結されている。レベリングモータ５３が駆動されると駆動ロッド５３ａが進退しベースプレート４１を支軸５１を軸にして鉛直方向に傾動させ、前記各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の鉛直方向の光軸角度を調整することが可能とされている。
以上の第１及び第２の光源ユニット、すなわち４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４を同時に発光することで、各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４から出射される光は重合され、それぞれの配光パターンＰ１〜Ｐ４によって図４（ｅ）に示すようなロービーム配光パターンＬＢＰが形成される。このロービーム配光パターンＬＢＰでは、水平及び斜めのカットラインの近傍においては光源ユニットＬＵ１の光量を高めに設定することでこの領域では光度の高い照明が行われることになり、この光度の高い配光パターンＰ１の領域がいわゆるホットゾーンとなる。また、レベリングモータを駆動制御して各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の鉛直方向の光軸角度を調整することにより、図４（ｅ）のロービーム配光パターンを上下方向に偏向させることが可能である。
図５は前記ハイビームランプＨＢＬとロービームランプＬＢＬの点消灯及び光量の制御と、前記レベリングモータ５３の駆動制御を行うための回路構成を示す図である。電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００には前記ハイビームランプＨＢＬと、ロービームランプＬＢＬを構成する４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４と、レベリングモータ５３が接続されている。また、一方で自動車の車速を検出するための車速センサ１０１と、自動車の操舵角を検出するための操舵角センサ１０２と、自動車の鉛直方向の傾き角（ピッチ角）を検出するための車高センサ１０３と、自動車の外部環境の明るさを検出するための照度センサ１０４と、雨滴を検出するための雨滴センサ１０５とが接続されており、ＥＣＵ１００はこれら各センサ１０１〜１０５の検出出力により自動車の走行状況を判定する。さらに、運転者により操作されるライトスイッチ１０６と、このメインスイッチと一体に形成されてハイビームとロービームを切り替えるディマースイッチ１０７とが接続されている。
ＥＣＵ１００はライトスイッチ１０６がオンされた状態でディマースイッチ１０７が操作されたときにハイビームランプＨＢＬとロービームランプＬＢＬを選択して点灯する点灯制御回路１１１を備えている。また、ロービームランプＬＢＬが選択されたときには、前記各センサ１０１〜１０５の出力に基づいて判定した走行状況に応じたロービーム配光パターンになるように４つの光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の光量を制御するための光量制御回路１１２を備えている。さらに、判定した走行状況に応じてロービームランプＬＢＬ（光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４）の光軸を鉛直方向に偏向するためにレベリングモータ５３の回転を制御するレベリング制御回路１１３を備えている。
なお、左側ヘッドランプについての説明は省略したが、ハイビームランプＨＢＬとロービームランプＬＢＬの配列、及びロービームランプＬＢＬ内の各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ３の配列が右側のヘッドランプＲＨＬと対称に配置されている点が相違する外は同じ構成である。
以上の構成のヘッドランプの基本的な点灯動作を説明する。ライトスイッチ１０６がオンされ、ディマースイッチ１０７がオフされているときにはＥＣＵ１００は点灯制御回路１１１によりハイビームランプＨＢＬを点灯する。これによりプロジェクタ型ランプが点灯し、所要のハイビーム配光パターンでの照明が行われる。一方、ディマースイッチ１０７がオンされるとＥＣＵ１００は点灯制御回路１１１によりロービームランプＬＢＬを点灯し、ロービーム配光パターンでの照明を行う。このロービーム配光パターンでは、光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４が点灯する。これら光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の各配光パターンは図４（ａ）〜（ｄ）に示した通りであり、これら光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４から出射される光が重合されて図４（ｅ）のように、光軸の右領域において水平基準線Ｈよりも若干下側に水平カットラインを有し、光軸の左領域においては水平基準線Ｈよりも若干上側に向けて斜めカットラインを有するロービーム配光パターンＬＢＰでの照明が行われる。
ＥＣＵ１００はこれと同時に各センサ１０１〜１０５の検出出力に基づいてロービーム配光パターンＬＢＰでの自動車の走行における各種走行モードを判定する。ここでは、「郊外走行モード」，「ミドルビームモード」，「市街地走行モード」を判定するものとする。そして、ＥＣＵ１００は判定したモードに基づいて光量制御回路１１２によりロービームランプＬＢＬを構成している光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の光量を制御する。また、必要に応じて判定したモードに基づいてレベリング制御回路１１３によりレベリングモータ５３を制御し、レベリング機構５０によって各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の鉛直方向の光軸角度を制御する。以下、各モードでの光量制御とレベリング制御について説明する。
「郊外走行モード（ロービームモード）」
ＥＣＵ１００は、車速センサ１０１の検出出力から車速が中速以下で、照度センサ１０４の検出出力から走行環境が低照度のときには自動車はそれほど明るくない市街地以外の郊外を中速で走行する「郊外走行モード」と判定する。この「郊外走行モード」はいわゆる狭義の「ロービームモード」のことであるので、以下は「ロービームモード」と称する。この「ロービームモード」のときには、ＥＣＵ１００は光量制御回路１０２において光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の光量をデフォルトの基準光量に設定する。この基準光量は各光源ユニットに供給する電力（電圧）を予め設定した所定の電力に設定するものであり、図６（ａ）の配光パターンとなる。これは図４（ｅ）の配光パターンと同じであり、配光パターンＰ１をホットゾーンとして若干他の領域よりも明るく照明する配光パターンである。また、このときの路面に対する配光は図７（ａ）の配光特性となる。
「ミドルビームモード」
ＥＣＵ１００は、車速センサ１０１の検出出力から車速が中速よりも高速の中高速で、照度センサ１０４の検出出力から走行環境が低照度の郊外走行のときには自動車は郊外を中速よりも高速で高速道路よりも低速な速度である中高速で走行する「ミドルビームモード」であると判定する。この「ミドルビームモード」はモータウェイモードとも称される。この「ミドルビームモード」のときには、ＥＣＵ１００はヘッドランプの光軸近傍領域を照明する第１の光源ユニット、すなわち配光パターンＰ１，Ｐ２を得る光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２に供給する電力を増加させる一方で、光軸よりも離れた領域を照明する第２の光源ユニット、すなわち配光パターンＰ３，Ｐ４を得る光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４に供給する電力を低減するように光量制御回路を制御する。これにより、ロービーム配光パターンは、図６（ｂ）のように、光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の光量、すなわち第１の光源ユニットの光量が増加し、これら光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２により照明されるヘッドランプの光軸近傍領域の明るさが増加して自動車の遠前方領域の視認性が高められ、郊外を中高速で走行するのに適した配光パターンとなる。また、同時に光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の光量、すなわち第２の光源ユニットの光量が低下してこれらにより照明される自動車の直前領域の明るさは若干低下するが、高速の走行では運転者は直前領域を視認することが少ないため走行に支障が生じることはなく、直前領域の明るさが低下することによって遠前方領域の視認性がさらに向上される。このときの路面に対する配光は図７（ｂ）の配光特性となる。
因みに、図６（ａ）に示した「ロービームモード」における各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の明るさについて、光軸近傍領域の配光パターンＰ１，Ｐ２を得る第１の光源ユニットの明るさは５０光度（ｌｍ／ｍｍ平方、以下同じ）、直前領域の配光パターンＰ３，Ｐ４を得る第２の光源ユニットの明るさは１２０光度である。これに対し、図６（ｂ）の「ミドルビームモード」では第１の光源ユニットの明るさは１５０光度と高くなり、直前領域の第２の光源ユニットの明るさは８０光度と低くなる。第１及び第２の光源ユニットにおける消費電力は明るさに比例するものとし、この明るさをそのまま消費電力の値として単位（Ｗ）で表すとすれば、「ロービームモード」での消費電力は５０＋１２０＝１７０（Ｗ）となり、「ミドルビームモード」では１５０＋８０＝２３０（Ｗ）となる。すなわち、消費電力は６０（Ｗ）増加することになる。しかしながら、「ミドルビームモード」において、単純に第１の光源ユニットの明るさのみを１５０光度に増加し、第２の光源ユニットの明るさをそのまま１２０光度とした場合の消費電力１５０＋１２０＝２７０（Ｗ）に比較すると、消費電力の増加を４０（Ｗ）だけ抑制できることになる。
このように、「ミドルビームモード」では、郊外での高速走行に適した配光パターンでの照明を実現するために、第１の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の光量を増加すべく供給電力を増加する一方で第２の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の光量を低減すべく供給電力を低減しているので、光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の供給電力を増加するだけの場合に比較してヘッドランプ全体の消費電力の増加が抑制できる。場合によっては、光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の電力の低減量を大きくすることでヘッドランプ全体の消費電力を低減することも可能になる。なお、「ミドルビームモード」では、第１の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２のいずれか一方のみの供給電力を増加し、第２の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４では光源ユニットＬＵ４のみの供給電力を低減するようにしてもよい。
また、ＥＣＵ１００は「ミドルビームモード」においては車速が中高速よりもさらに高速の領域に達したときには、レベリング制御回路１１３によってレベリングモータ５３を制御し、ベースプレート４１を傾動してロービームランプＬＢＬ、すなわち各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の光軸を鉛直方向に制御するようにしてもよい。例えば、各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の光軸を所要の角度だけ上方に傾動させることで、配光パターンは図８（ｂ）のように、水平カットラインの位置を水平基準線Ｈに沿った位置にまで上げ、光軸近傍のホットゾーンをより遠方に向けるようにする。このときＥＣＵ１００は車高センサ１０３の検出出力に基づいて自動車のピッチ角を認識することで水平カットラインが水平基準線Ｈを越えた上方領域に照明されて対向車を眩惑することがないようにレベリング制御を実行する。これにより、図６（ｂ）に示したレベリング制御を行わない「ミドルビームモード」での配光パターンに比較して遠前方の視認性がさらに向上されることが判る。
「タウンモード（市街地走行モード）」
ＥＣＵ１００は、車速センサ１０１の検出出力から車速が低速で、照度センサ１０４の検出出力から走行環境が比較的に高照度の走行のときには自動車は市街地を低速で走行する「タウンモード」であると判定する。この「タウンモード」のときには、ＥＣＵ１００はヘッドランプの光軸近傍領域を照明する第１の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２に供給する電力を低減する一方で、第２の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４に供給する電力を増加するように光量制御回路１１２を制御する。これにより、ロービーム配光パターンＬＢＰは、図６（ｃ）のように、光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の光量が増加してこれらにより照明される自動車の直前領域の配光パターンＰ３，Ｐ４の明るさが増加し、市街地走行で要求される自動車の直前領域の視認性を高めることができる。また、これと同時に光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の光量が低下してこれら光源ユニットにより照明されるヘッドランプの光軸近傍領域の配光パターンＰ１，Ｐ２の明るさが低下するが、前遠方領域の視認性を特に高める必要がないため市街地走行に支障が生じることはない。このときの路面に対する配光は図７（ｃ）の配光特性となる。
この「タウンモード」では、具体的な数値については省略するが、「ロービームモード」の場合に比較して第２の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の明るさを増加する一方で、第１の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の明るさを低減しているので、単に第２の光源ユニットの明るさのみを増加する場合に比較して、第１の光源ユニットの明るさを低減した分だけランプ全体の消費電力の増加を抑制することができることは言うまでもない。
このように、「タウンモード」では、市街地での低速走行に適した配光パターンでの照明を実現するために、光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の光量を増加すべく供給電力を増加している一方で、光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の光量を低下すべく供給電力を低減しているので、光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４の供給電力のみを増加する場合に比較してヘッドランプ全体の消費電力の増加が抑制できる。特に、光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の電力は大幅に低減することが可能であるのでヘッドランプ全体の消費電力を低減することも可能になる。なお、「タウンモード」では、第１の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２のいずれか一方のみの供給電力を低減し、第２の光源ユニットでは光源ユニットＬＵ４のみの供給電力を増加させるようにしてもよい。
また、ＥＣＵ１００は「タウンモード」においては車速が低速よりもさらに低速の徐行速度ないしは停止したときには、レベリング制御回路１１３によってレベリングモータ５３を制御し、ベースプレート４１を傾動してロービームランプＬＢＬ、すなわち各光源ユニットＬＵ１〜ＬＵ４の光軸を鉛直方向に制御するようにしてもよい。例えば、各光源ユニットの光軸を所要の角度だけ下方に傾動させることで、配光パターンは図８（ｂ）のように、右側領域の水平カットラインの位置をさらに下方に下げ、光軸近傍の領域をも近前方領域に向けるようにする。このときＥＣＵ１００は車高センサ１０３の検出出力に基づいて自動車のピッチ角を認識することでレベリング制御による光軸の下方への傾動角度を適切に調整することが可能である。これにより、図６（ｃ）に示したレベリング制御を行わないときの「タウンモード」での配光パターンに比較して直前領域の視認性をさらに向上するとともに、市街地走行における対向車、先行車はもとより歩行者に対する眩惑を防止する効果が高められる。
以上のように、実施例１のヘッドランプでは、「ミドルビームモード」と「タウンモード」のいずれにおいても、それぞれの走行状況において視認性が要求される領域を照明する光源ユニットの光量を増加して当該領域の明るさを増加し、安全運転に適した配光パターンを得ることができる一方で、視認性の必要性が低い領域を照明する光源ユニットの光量を低減して当該領域の明るさを支障のない程度に低減することで、自動車の前方領域のトータルの明るさを低減することなくヘッドランプを点灯する際の消費電力の増加を抑制することができる。また、各モードにおいて光量の制御と同時に光軸を上下に偏向制御することで、各モードにおける視認性の要求の高い領域の視認性をさらに高めて運転の安全性を高めることが可能になる。
実施例１では、光源ユニットの光量制御の一例として「ミドルビームモード」と「タウンモード」について説明したが、その他の走行モード、例えば雨滴センサ１０５の検出出力に基づいて雨天等の路面が濡れているときの「雨天走行モード（ウェットモード）」を判定したとき、あるいは操舵角センサ１０２の検出出力に基づいて左右に曲折されている道路を走行するときの「曲路走行モード（コーナリングモード）」を判定したとき等についても複数の光源ユニットのうち視認性の要求の高い領域を照明する光源ユニットの光量を増加する一方で、視認性の要求の低い領域を照明する光源ユニットの光量を低減することにより、運転の安全性を高めるとともに消費電力の増加を抑制することが可能である。
なお、実施例１では、４つの光源ユニットを独立して光量制御する構成としているが、複数の光源ユニットを同時に制御するように構成してもよい。例えば、第１の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２の各光量を同時に制御する一方で第２の光源ユニットとしての光源ユニットＬＵ３，ＬＵ４を同時に制御するようにしてもよい。この場合には光源ユニットＬＵ１とＬＵ２を１つの制御ラインでＥＣＵに接続し、光源ユニットＬＵ３とＬＵ４を１つの制御ラインでＥＣＵに接続し、それぞれを合一に光量制御するように構成することになる。このようにすれば制御ラインの本数を低減するとともに、ＥＣＵの内部回路構成を簡略化することも可能になる。
実施例１ではロービームランプを３つの集光型光源ユニットと１つの拡散型光源ユニットで構成したが、それぞれ異なる数の光源ユニットでロービームランプを構成することが可能であることは言うまでもない。また、本発明における第１の光源ユニットと第２の光源ユニットはそれぞれ実施例１の光源ユニットＬＵ１，ＬＵ２とＬＵ３，ＬＵ４の組み合わせに限られるものでないことは言うまでもない。
本発明を適用した実施例１のヘッドランプの外観斜視図である。 実施例１のヘッドランプの概略縦断面図である。 集光型光源ユニットと拡散型光源ユニットのそれぞれの概略断面図である。 ロービームパターンでの各光源ユニットの照射領域を示す図である。 点灯回路の構成図である。 ロービームモード、ミドルビームモード、タウンモードの各配光パターンの図である。 ロービームモード、ミドルビームモード、タウンモードの各路面に対する配光特性を示す図である。 ミドルビームモード、タウンモードの各レベリング制御を行ったときの配光パターンの図である。
符号の説明
ＣＡＲ 自動車
ＨＬ ヘッドランプ（ＲＨＬ：右側ヘッドランプ）
ＨＢＬ ハイビームランプ
ＬＢＬ ロービームランプ
ＬＵ１，ＬＵ２ 光源ユニット（第１の光源ユニット）
ＬＵ３，ＬＵ４ 光源ユニット（第２の光源ユニット）
１１ ランプボディ
１２ 透明カバー
１３ 灯室
２１ リフレクタブロック
２２ メインリフレクタ
２３ サブリフレクタ
２５ ＬＥＤ
２６ 集光レンズ
３１ リフレクタ
３２ 平板レンズ
３４ ＬＥＤ
５０ レベリング機構
５３ レベリングモータ
１００ ＥＣＵ
１０１〜１０５ センサ
１０６，１０７ スイッチ
１１１ 点灯制御回路
１１２ 光量制御回路
１１３ レベリング制御回路

Claims (6)

  1. 発光素子を光源とする複数の光源ユニットを備え、各光源ユニットから出射される照明光を合成して所要の配光パターンを得るようにした車両用前照灯において、前記光源ユニットのうち少なくとも２つの光源ユニットの光量を変化制御する光量制御手段を備え、前記光量制御手段は少なくとも１つの光源ユニットの光量を増加したときに、他の少なくとも１つの光源ユニットの光量を低減する相反的な制御を行うことを特徴とする車両用前照灯。
  2. 前記光源ユニットは灯具の光軸近傍領域を照明する第１の光源ユニットと、灯具の光軸から前記第１の光源ユニットよりも離れた領域まで照明する第２の光源ユニットとを含み、これら第１と第２の各光源ユニットの光量を相反的に制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 第１の光源ユニットは集光型光源ユニットを含み、第２の光源ユニットは拡散型光源ユニットを含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
  4. 車両のミドルビームモード時には第１の光源ユニットの光量を増加し、第２の光源ユニットの光量を低減することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用前照灯。
  5. 車両のタウンモード時には第１の光源ユニットの光量を低減し、第２の光源ユニットの光量を増加することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用前照灯。
  6. 前記複数の光源ユニットの光軸を鉛直方向に偏向制御するレベリング制御手段を備え、前記レベリング制御手段は、車両のミドルビームモード時には光軸を上方に偏向制御し、タウンモード時には光軸を下方に偏向制御することが可能であることを特徴とする請求項４又は５に記載の車両用前照灯。

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