JP2009126264A

JP2009126264A - 車両用照明装置

Info

Publication number: JP2009126264A
Application number: JP2007301425A
Authority: JP
Inventors: Shinya Watanabe; 紳也渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: JP4737187B2

Abstract

【課題】複数の光源を備えて配光領域を複数に分割して各分割領域毎に配光を制御可能な車両用照明装置に異常が発生しても配光むらを抑制して視認性を確保することを目的とする。
【解決手段】光量が変更可能な複数のＬＥＤ光源で構成され、各ＬＥＤ光源の点灯を制御することで、複数に分割した分割領域のそれぞれの分割領域毎に配光を各々変更可能な一対の前照灯のＬＥＤ光源の異常を検出し、異常を検出した場合に、異常が検出されたＬＥＤ光源を含む一方の前照灯の分割領域へ光を照射する、他方の前照灯の分割領域を増光すると共に、増光した分割流域周辺の分割領域を減光する。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両用照明装置にかかり、特に、前照灯等の配光を制御する車両用照明装置に関する。

車両用照明装置の中でも前照灯は、断線等の故障による異常が発生して点灯しなくなると、前方が視認し難くなってしまう。そこで、前照灯等の車両用照明装置が故障した場合の各種技術が提案されている。例えば、特許文献１〜４に記載の技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術では、左右何れか一方の前照灯が故障した場合には、他方の前照灯の光軸を移動して視認性を確保することが提案されている。また、ロービームが故障した場合にハイビームに切り換えて光軸を移動してロービームとして使用することが提案されている。

特許文献２に記載の技術では、車両用ランプに断線が発生した場合に、他種類（例えば、フォグランプや車幅灯等）の車両用ランプを代用して点灯することが提案されている。

特許文献３に記載の技術では、前照灯のフィラメントの故障を検出して、故障したフィラメントへの給電を止め、故障していないフィラメントに電圧を与えるようにフィラメントを切り換えることが提案されている。詳細には、低ビームフィラメントが故障した場合には高ビームフィラメントを低照度レベルでの電圧を与えることにより補償し、高ビームフィラメントが故障した場合に、低ビームフィラメントに電圧を与えて低ビームフィラメントの照度をもう一方の前照灯の高ビームフィラメントとほぼ等しくなるように調整することが提案されている。

特許文献４に記載の技術では、車両の各照明箇所に第１バルブと第２バルブを併設して、電流検知センサによって各バルブの故障を検出し、第１バルブ、第２バルブの何れか一方の故障が検出された場合に、他方のバルブの光量を増加させることが提案されている。
特開２００４−１６８２０９号公報特開２００２−１４４９５８号公報特表２００２−５３２３１８号公報特開２０００−３１８５１９号公報

ところで、複数の光源を備えて配光領域を複数に分割して各分割領域毎に配光を制御可能な車両用照明装置が本願出願人によって提案されているが、このような車両用照明装置では、光源に異常が発生すると、一部の分割領域のみが暗くなって顕著な配光むらが発生してしまう。

しかしながら、特許文献１〜４に記載の技術では、複数の光源を備えて配光領域を複数に分割して各分割領域毎に配光を制御可能な車両用照明装置ではないため、上述のような配光むらを考慮していない。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、複数の光源を備えて配光領域を複数に分割して各分割領域毎に配光を制御可能な車両用照明装置に異常が発生しても配光むらを抑制して視認性を確保することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、各々光量が変更可能な複数の光源を備え、配光領域を複数に分割したそれぞれの分割領域毎に配光を各々変更可能な一対の車両用照明手段と、前記複数の光源の異常を検出する検出手段と、前記検出手段によって異常が検出された場合に、異常が検出された光源を含む一方の前記車両用照明手段の異常な光源に対応する分割領域へ光を照射する、他方の前記車両用照明手段の分割領域を増光するように前記車両用照明手段を制御すると共に、増光した分割領域周辺の分割領域を減光するように前記車両用照明手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、一対の車両用照明手段の各々では、光量が各々変更可能な複数の光源を備えて、配光領域を複数に分割したそれぞれの分割領域毎に配光が制御可能とされている。車両用照明手段は、例えば、車両用の前照灯を適用することができる。また、車両用照明手段は、例えば、ＬＥＤ光源などの光源を複数備えて各光源によって分割領域に分割可能としたものを適用することが可能である。

検出手段では、複数の光源の異常が検出される。例えば、光源の印加電流値等を検出することによって、断線等の故障を異常として検出することが可能である。

そして、制御手段では、検出手段によって異常が検出された場合に、異常が検出された光源を含む一方の車両用照明手段の異常な光源に対応する分割領域へ光を照射する、他方の車両用照明手段の分割領域を増光するように車両用照明手段が制御されると共に、増光した分割領域周辺の分割領域を減光するように車両用照明手段が制御される。

すなわち、一対の車両用照明手段から照射される分割領域のうち異常が発生した分割領域は、当該分割領域へ光を照射する、異常が発生していない方の車両用照明手段の分割領域を増光することによって、明るさの不足が補われることにより、視認性を確保することができる。

また、一般的に光源が定格近くで駆動されるため、増光しても他の分割領域よりも明るさが不足するので、増光した分割領域の周辺の分割領域については減光するようにすることで、明るさの差が小さくなり、配光むらを抑制することができる。

従って、車両用照明装置に異常が発生しても配光むらを抑制して視認性を確保することができる。

制御手段は、請求項２に記載の発明のように、増光した方の車両用照明手段の分割領域周辺の分割領域を減光するように車両用照明手段を制御することによって、増光によって一方の車両用照明手段のみが高負荷になることを抑制することができる。

また、制御手段は、請求項３に記載の発明のように分割領域周辺の分割領域を減光する際に、増光した分割領域の明るさと他の分割領域の明るさとの間の明るさに減光するように車両用照明手段を制御することによって、増光及び減光を行っていない領域との顕著な明るさの差を抑制することができ、配光むらを抑制することができる。

以上説明したように本発明によれば、光源の異常を検出した場合に、異常が発生した分割領域へ光を照射する、他方の車両用照明手段の分割領域を増光すると共に、増光した分割領域周辺の分割領域を減光することによって、分割領域の増光によって視認性を確保して、増光した分割領域周辺の分割領域の減光によって顕著な明るさの差を抑制することができるので、複数の光源を備えて配光領域を複数に分割して各分割領域毎に配光を制御可能な車両用照明装置に異常が発生しても配光むらを抑制して視認性を確保することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０は、車両に設けられた前照灯１２が、図１に示すように、前照灯ドライバ２０を介して配光制御ＥＣＵ１４に接続されており、配光制御ＥＣＵ１４によって前照灯１２の点灯や消灯が制御される。

本実施の形態では、配光制御ＥＣＵ１４は、前照灯１２の配光領域のうち前方の対向車等の他車両に対応する領域を消灯するように配光制御を行う。

配光制御ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４Ａ、ＲＡＭ１４Ｂ、ＲＯＭ１４Ｃ、及びＩ／Ｏ１４Ｄを含むマイクロコンピュータで構成されている。

配光制御ＥＣＵ１４のＲＯＭ１４Ｃには、前照灯１２の配光制御を行うためのテーブルや後述する配光制御ルーチンを実行するためのプログラム等が記憶され、ＲＡＭ１４Ｂは、ＣＰＵ１４Ａによって行われる各種演算等を行うメモリ等として使用される。

Ｉ／Ｏ１４Ｄには、スイッチ１６、カメラ１８、及び前照灯ドライバ２０が接続されており、スイッチ１６の操作状態や、カメラ１８による車両前方の撮影結果が配光制御ＥＣＵ１４に入力される。

スイッチ１６は、前照灯１２のオンオフを指示すると共に、ロービームとハイビームを指示し、指示結果を配光制御ＥＣＵ１４に出力する。また、カメラ１８は、車両前方を撮影して撮影結果を配光制御ＥＣＵ１４に出力する。

そして、配光制御ＥＣＵ１４は、スイッチ１６の状態に応じて前照灯ドライバ２０を制御して、前照灯１２の点灯を行うと共に、カメラ１８の撮影画像に基づいて、対向車を検出して、対向車に対応する領域への前照灯からの光を非照射とするように、前照灯１２の配光を制御する。

また、配光制御ＥＣＵ１４は、前照灯１２の光源の断線等の故障等による異常を検出し、検出結果に応じて、故障していない光源を制御して、視認性を確保する異常検出処理（詳細は後述）を行う。

前照灯１２は、車両の前端部に２つ設けられており、図２に示すように、前照灯１２の配光領域を車幅方向に複数に分割してそれぞれの分割領域２２に対して光の照射や非照射が可能とされることによって、各分割領域２２毎に配光が変更可能とされ、配光制御ＥＣＵ１４によって各分割領域２２への光の照射や非照射が制御される。

図３は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０に適用可能な前照灯の一例を示す図である。

前照灯１２は、例えば、図３に示すように、複数のＬＥＤ光源２４を備えたものを適用可能で、前照灯ドライバ２０が複数のＬＥＤ光源２４の点灯や消灯を制御することによって、図２に示す各分割領域２２への光の照射や非照射を行うことが可能である。また、ＬＥＤ光源２４は、印加電流値等を変更することによって光量が変更可能で、本実施の形態では、配光制御ＥＣＵ１４が前照灯１２の異常を検出した場合に、異常箇所に対応する分割領域への光の照射を補うために、異常が発生していない他の分割領域２２に含まれるＬＥＤ光源２４への印加電流値等を制御して増光するようにしている。詳細には、異常が発生したＬＥＤ光源２４を含む一方の前照灯１２の異常な光源に対応する分割領域へ光を照射する、異常が発生していない他方の前照灯１２の分割領域を増光することによって視認性を確保するようになっている。

なお、図３では、複数のＬＥＤ光源２４を備えたＬＥＤランプ２６を２灯備えた前照灯の一例を示し、例えば、一方のＬＥＤランプ２６をロービーム用、他方のＬＥＤランプ２６をハイビーム用として使い分けるようにしてもよい。

図４（Ａ）は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０の前照灯１２の分割領域２２を説明するための図である。

本実施の形態の前照灯１２の分割領域２２の分割パターンは、図４（Ａ）に示すように、車幅方向の略中央部分の分割領域２２の分割幅が車幅方向端部よりも車幅方向に短く設定され、車幅方向外側に向かって徐々に車幅方向に長い分割領域２２となるように設定されている。なお、分割パターンは、これに限るものではない。

また、前照灯１２は、各分割領域２２に対応するＬＥＤ光源２４が予め設定されており、複数のＬＥＤ光源２４を選択的に点灯することによって、各分割領域２２毎の点灯や消灯を行う。

例えば、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、分割領域Ｎｏ．１に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１〜８を対応させ、分割領域Ｎｏ．２に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．９〜１２を対応させ、分割領域Ｎｏ．３に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１３〜１５を対応させ、分割領域Ｎｏ．４に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１６を対応させ、分割領域Ｎｏ．５に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１７を対応させ、分割領域Ｎｏ．６に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１８，１９を対応させ、分割領域Ｎｏ．７に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．２０〜２２を対応させ、分割領域Ｎｏ．８に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．２３〜２７を対応させる。そして、各分割領域２２に対応させたＬＥＤ光源２４の点灯や消灯を制御することで、各分割領域２２毎の光の照射や非照射が可能となるので、図４（Ｂ）に示す対応を光源分割領域対応関係テーブル３８としてＲＯＭ１４Ｃ等に記憶しておき、配光制御ＥＣＵ１４が当該光源分割領域対応関係テーブル３８を用いて点灯制御することで、各領域毎に前照灯１２の点灯や消灯が可能となる。

なお、本実施の形態では、ＬＥＤ光源２４の点灯数で分割領域２２を決定するが、これに限るものではなく、例えば、レンズや光源の大きさ、或いは特性等で分割領域２２の大きさを決定するようにしてもよい。

続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態の車両用照明装置で行われる配光制御について説明する。本実施の形態では、対向車を検出して、前照灯１２の配光領域のうち対向車に対応する分割領域２２を非照射にするものである。

本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０の配光制御ＥＣＵ１４で行われる配光制御の詳細について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０の配光制御ＥＣＵ１４で行われる配光制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図５に示す配光制御ルーチンは、乗員のスイッチ１６の操作によって、前照灯１２の点灯が指示された場合等に開始する。また、スイッチ１６に自動点灯モードを備える場合には、乗員によって自動点灯が指示されて、前照灯１２を点灯する所定の条件が満たされた場合に開始するようにしてもよい。

乗員のスイッチ１６の操作によって前照灯１２の点灯が指示されると、ステップ１００では、前照灯１２が点灯される。すなわち、ＣＰＵ１４ＡがＩ／Ｏ１４Ｄを介して前照灯ドライバ２０を制御することによって、２つの前照灯１２の各ＬＥＤ光源２４が駆動されることによって前照灯１２を点灯させる。

ステップ１０２では、前照灯１２の異常検出処理が行われてステップ１０４へ移行する。前照灯１２の異常検出処理は、詳細には、図６に示すフローチャートに沿って行われる。

すなわち、前照灯１２の異常検出処理へ移行すると、ステップ２００では、前照灯１２の各ＬＥＤ光源２４の故障検出が行われる。例えば、ＬＥＤ光源２４の印加電流値等を検出することによってＬＥＤ光源２４の断線等の故障による異常が検出される。なお、カメラ１８の撮影結果から前照灯１２の照射領域中の減光した照射領域があるか否かを検出することによってＬＥＤ光源２４の断線等の故障による異常を検出するようにしてもよい。

次にステップ２０２では、異常があるか否か判定され、該判定が否定された場合にはそのまま異常検出処理を終了し、肯定された場合にはステップ２０４へ移行する。

ステップ２０４では、異常が検出されたＬＥＤ光源を含む前照灯１２の分割領域２２へ光を照射する他方の前照灯１２の分割領域２２がＣＰＵ１４Ａによって特定されてステップ２０６へ移行する。すなわち、異常が右側の前照灯１２の場合には、右側の前照灯１２の異常の分割領域２２へ照射する左側の前照灯１２の分割領域２２を特定し、異常が左側の前照灯１２の場合には、左側の前照灯１２の異常の分割領域２２へ照射する右側の前照灯１２の分割領域２２を特定する。

ステップ２０６では、特定した分割領域２２の光量が増光されると共に、隣接する分割領域２２の光量が減光され異常処理を終了して、図５のステップ１０４へ移行する。

すなわち、ＬＥＤ光源２４の断線等によって異常が発生した場合には、異常が発生した前照灯１２の異常なＬＥＤ光源２４に対応する分割領域２２への光が照射されないため、光が照射されない分割領域２２へ光を照射する、異常が発生していない方の前照灯１２の分割領域２２への光を増光するように制御する。例えば、図７（Ａ）の上側に示すように、右側の前照灯１２の分割領域Ｎｏ．３に異常が発生した場合に、図７（Ａ）の下側に示すように、左側前照灯１２の分割領域Ｎｏ．３を増光する。これによって、異常によって明るさが半減した分割領域２２を明るくすることができ、前方視認性を確保することができる。

しかしながら、異常が発生した分割領域２２の照度を補うために他方の前照灯１２を増光するように制御しても、一般的に光源を定格近くで駆動しているため完全には補いきれず、そのままでは配光むらが残ってしまう。そこで、本実施の形態では、増光した分割領域２２に隣接する分割領域２２を減光する。例えば、図７（Ａ）の上側に示すように、左側の前照灯１２の分割領域Ｎｏ．３に異常が発生して増光する場合には、図７（Ａ）の下側に示すように、その両側の分割領域Ｎｏ．３、４を減光する。これによって、図７（Ｂ）の下段（増減）に示すように、異常が発生して増光した分割領域２２の明るさの不足分を目立たなくすることができ、配光むらを抑制することができる。

すなわち、左右の前照灯１２の全体の明るさとしては、異常が発生した分割領域２２は異常によって通常の明るさ（図７（Ｂ）の上段）から半減（図７（Ｂ）の中断）してしまうが、異常が発生していない方の前照灯１２の分割領域２２を増光すると共に、その周辺の分割領域を減光することで、配光領域全体の明るさの差が小さくなり（図７（Ｂ）の下段）、前方視認性を確保すると共に、配光むらを抑制することができる。なお、異常が発生した分割領域の周辺の分割領域の減光は、異常が発生して増光した分割領域２２の明るさと他の分割領域２２の明るさとの間の明るさになるように減光することによって、配光むらを目立たなくすることができる。また、明るさの制御方法としては、予め定めた減光量分減光するようにしてもよいが、カメラ１８の撮影結果に基づいて、増光した分割領域の明るさと他の分割領域（増光及び減光していない分割領域）の明るさとの間の明るさになるようにフィードバック制御するようにしてもよい。

一方、異常検出処理が終了すると、ステップ１０４では、カメラ１８によって車両前方を撮影した撮影結果がＩ／Ｏ１４Ｄを介しては配光制御ＥＣＵ１４に取得されてステップ１０６へ移行する。

ステップ１０６では、カメラ１８の撮影結果に基づいて対向車がＣＰＵ１４Ａによって検出されてステップ１０８へ移行する。なお、対向車の検出は、種々の既知の技術などを用いて検出可能で、例えば、画像処理を用いて光輝点を検出する等の処理を行うことによって対向車を検出することが可能である。

続いてステップ１０８では、前方に対向車が存在するか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１０へ移行し、否定された場合にはステップ１１４へ移行する。

ステップ１１０では、対向車が存在する領域に対応する前照灯１２の分割領域２２がＣＰＵ１４Ａによって特定されてステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、特定した分割領域２２が消灯され他の分割領域２２が点灯されてステップ１１６へ移行する。すなわち、配光制御ＥＣＵ１４が前照灯ドライバ２０を制御することによって、対向車に対応する分割領域２２が消灯されるので、ハイビームで走行しても対向車へのグレア光を抑制することができる。

一方、ステップ１１４では、配光がリセット、すなわち、配光制御が行われて分割領域２２が消灯されている場合があるので、配光制御をリセットすることにより、全ての分割領域２２を点灯してステップ１１６へ移行する。

そして、ステップ１１６では、スイッチ１６がオフされたか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理が繰り返され、ステップ１１６の判定が肯定されたところでステップ１１８へ移行して、前照灯１２を消灯して一連の処理を終了する。

このように、本実施の形態に係わる車両用照明装置１０では、前照灯１２に異常が発生して光が照射されないＬＥＤ光源２４がある場合には、異常が発生したＬＥＤ光源２４を含む一方の前照灯１２の異常なＬＥＤ光源２４に対応する分割領域２２へ光を照射する、異常が発生していない他方の前照灯１２の分割領域２２を増光するように制御することによって、前方視認性を確保し、かつ増光した分割領域２２に隣接する分割領域２２を減光するように制御することによって、配光むらを抑制することができる。

また、増光した前照灯１２の分割領域２２に隣接する分割領域２２を減光するようにしたため、一方の前照灯１２のみが高負荷になることを防止することができる。

なお、上記の実施の形態では、増光した分割領域２２に隣接する分割領域２２を減光する際に、異常が発生していない方の前照灯の分割領域２２を減光するようにしたが、これに限るものではなく、減光する分割領域２２は、例えば、図８（Ａ）に示すように、双方の前照灯について、増光した分割領域２２に隣接する分割領域２２を減光するようにしてもよいし、図８（Ｂ）に示すように、増光した分割領域２２に隣接する、異常が発生した前照灯１２の分割領域２２を減光するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、増光した分割領域２２に隣接する分割領域２２を減光するようにしたが、これに限るものではなく、本実施の形態では、各分割領域の大きさがそれぞれ異なるため、増光した分割領域２２の周辺の複数の分割領域２２について減光するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の前照灯の配光範囲の分割領域を説明するための図である。本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置に適用可能な前照灯の一例を示す図である。（Ａ）は本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の前照灯の分割領域を説明するための図であり、（Ｂ）は光源分割領域対応テーブルを示す図である。本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵで行われる配光制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵで行われる異常検出処理の一例を示すフローチャートである。異常検出処理によって異常が確認された場合の配光制御を説明するための図である。異常検出処理によって異常が確認された場合の配光制御の他の例を説明するための図である。

符号の説明

１０車両用照明装置
１２前照灯
１４配光制御ＥＣＵ
１８カメラ
２０前照灯ドライバ
２２分割領域
２４ＬＥＤ光源

Claims

各々光量が変更可能な複数の光源を備え、配光領域を複数に分割したそれぞれの分割領域毎に配光を各々変更可能な一対の車両用照明手段と、
前記複数の光源の異常を検出する検出手段と、
前記検出手段によって異常が検出された場合に、異常が検出された光源を含む一方の前記車両用照明手段の異常な光源に対応する分割領域へ光を照射する、他方の前記車両用照明手段の分割領域を増光するように前記車両用照明手段を制御すると共に、増光した分割領域周辺の分割領域を減光するように前記車両用照明手段を制御する制御手段と、
を備えた車両用照明装置。
前記制御手段は、増光した方の前記車両用照明手段の前記分割領域周辺の分割領域を減光するように前記車両用照明手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記制御手段は、前記分割領域周辺の分割領域を減光する際に、増光した分割領域の明るさと他の分割領域の明るさとの間の明るさに減光するように前記車両用照明手段を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用照明装置。