JP2010120457A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昼間、トンネルに進入した車両の前照灯の光束がトンネル進入直後から十分となるように光束を調整する車両用前照灯装置を提供すること。
【解決手段】運転者が操作する操作手段１２と、自車両周囲の照度を検出する照度検出手段１１と、運転者の点灯操作が入力された場合又は照度検出手段１１が検出した照度が閾値以下となった場合に点灯される第１の光源１４と、を有する前照灯装置１００において、照度検出手段１１が検出した照度を時系列に記録する照度記録手段２１と、時系列に記録された照度に基づき照度が急激に低下したか否かを判定する照度変化判定手段２２と、照度が急激に低下したと判定されたことをトリガーに点灯される第２の光源１６と、を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は車両の前照灯装置に関し、特に、２つの光源を備え両者を適切に点灯する車両用前照灯装置に関する。

車両の前照灯としてはハロゲンライトが知られているが、消費電力が少なくかつ高輝度のディスチャージヘッドランプ（以下、ＨＩＤライト）の採用が増えている。ところが、ＨＩＤライトは光束が安定するまで時間がかかるという特性を備えているため、スイッチをオンした直後の明るさが十分でない場合がある。この点について、ＨＩＤライトで構成される前照灯のハイビームから同じくＨＩＤライトのロービームに切り替える操作を検出すると、ハロゲンライトを点灯することで、ロービームのＨＩＤライトの光束が安定するまでハロゲンライトにより光束を確保する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、昼間、車両がトンネルに進入する際に照度センサによりトンネルに進入したことを検出して、運転者のスイッチ操作なしに前照灯を点灯させるオートライトが知られている。しかし、オートライトはトンネル内に進入しないと点灯しないので、どうしても点灯が遅れてしまう。この点について、トンネルに進入する前に前照灯を点灯させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、前方を撮影した画像データのうち暗部が占める割合からトンネルを事前に検出して、進入前に前照灯を点灯させる前照灯の点灯制御が開示されている。
特開平６−２８３２８２号公報 特開２００１−３９２１０号公報

特許文献２の点灯制御のように、トンネルへの進入前にＨＩＤライトの前照灯を点灯させれば、トンネルへの到達時には十分な光束が得られる可能性がある。しかしながら、トンネルを事前に検出するタイミングは周囲やトンネル内の明るさによって異なると考えられ、トンネル進入時にＨＩＤライトの光束が安定している保証はない。また、カーブなどの状況によっては事前にトンネルを検出できないおそれがある。このため、特許文献２の方法では、昼間、トンネルに進入した際、ＨＩＤライトの光量を確保する上で不十分である。

本発明は、上記課題に鑑み、昼間、トンネルに進入した車両の前照灯の光束がトンネル進入直後から十分となるように光束を調整する車両用前照灯装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、運転者が操作する操作手段と、自車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、運転者の点灯操作が入力された場合又は前記照度検出手段が検出した照度が閾値以下となった場合に点灯される第１の光源と、を有する前照灯装置において、照度検出手段が検出した照度を時系列に記録する照度記録手段と、時系列に記録された照度に基づき照度が急激に低下したか否かを判定する照度変化判定手段と、照度が急激に低下したと判定されたことをトリガーに点灯される第２の光源と、を有することを特徴とする。

昼間、トンネルに進入した車両の前照灯の光束がトンネル進入直後から十分となるように光束を調整する車両用前照灯装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

本実施例の前照灯装置１００は、ディスチャージヘッドライト（以下、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ライトという）１４とハロゲンライト１５を有し、昼間、トンネルに進入した際、ＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５の両方を点灯させる。そして、ＨＩＤライト１４の光束が十分になる時間（以下、光束安定時間という）が経過するとハロゲンライト１５のみを消灯する。こうすることで、トンネルに進入した直後、ＨＩＤライト１４の点灯のみでは不足する光束を補うことができる。

〔ハードウェア構成〕
図１は、前照灯装置１００の機能ブロック図の一例を示す。前照灯装置１００はライト制御部１３により制御され、ライト制御部１３には、周囲の照度を検出する照度センサ１１、ＨＩＤライト１４の点灯を運転者が操作するためのスイッチ１２、ＨＩＤライト１４及びハロゲンライト１５（以下、両者を前照灯１６という）が接続されている。なお、図ではＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５を１つずつ示したが、車両の左右にＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５がそれぞれ配置されている。

照度センサ１１は、フォトダイオードやフォトトランジスタが光電変換した電気信号をアンプ回路で増幅してライト制御部１３に出力する。前照灯装置１００の照度センサ１１は人間が暗いと感じる照度を検出すべきなので、人間の目の感度に近い分光感度特性を備える。照度センサ１１は、例えばインストゥルメントパネル上に設置され、フロントガラスを通して車内に入射する周囲光の照度を検出する。したがって、昼間、トンネルに進入した直後、照度センサ１１は急激な照度変化（低下）を検出する。

スイッチ１２は、例えばステアリングコラムから延設されたレバー部とレバー部の先端に設けられた回転スイッチを実体とする。運転者は回転スイッチを所定位置まで回動することで、例えば前照灯１６の点灯制御状態を「点灯」、「消灯」、「オート」のいずれかから選択することができる。

例えば「点灯」が選択されるとＨＩＤライト１４が点灯され、「消灯」が選択されるとＨＩＤライト１４が消灯する。また、「オート」が選択されると、周囲の照度に応じて自動的にＨＩＤライト１４を点灯又は消灯するオートライト（コンライト）と呼ばれる点灯制御が実行される。また、レバー部を手前側に揺動するとハイビームに、元の位置まで揺動するとロービームに切り替わる。

ＨＩＤライト１４は、高輝度な放電管を光源に用いたライトであり、放電管に封入された金属原子のガスを介して電極間をアーク放電させることで金属原子を励起して発光する。すなわち、ハロゲンライト１５のようなフィラメントは不要であるため発光効率がよく長寿命である。一方、このアーク放電が安定するまで安定した光束が得られない。ＨＩＤライト１４としては、例えばメタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等が知られている。

ハロゲンライト１５は、不活性ガス中のタングステン（フィラメント）を白熱させた際の光を光源とするライトであり、ハロゲンサイクルにより高寿命であることが知られている。熱による損失が大きいが、点灯直後から十分な明るさが得られる。なお、ハロゲンライト１５は、点灯直後から十分な光束が得られる光源であればよく、その他の白熱バルブやＬＥＤ等を光源としたライトでもよい。

ここで、ＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５による前照灯１６の構成について説明する。本実施例ではＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５を備えるため、ロービームをＨＩＤライト１４で照射し、ハイビームをハロゲンライト１５で照射することができる。こうすることで瞬間的に遠方を照らすような場合に、ＨＩＤライト１４では光束の安定化に時間がかかるという不都合を解消できる。また、本実施例ではハロゲンライト１５により、昼間、トンネルに進入した際の光束不足を補うため、ハロゲンライト１５はロービーム方向を照射する必要がある。ハロゲンライト１５の配光方向を切り替えるため、ハロゲンライト１５は例えばソレノイドにより機械的に可動する遮光板又は反射ミラーを備える。なお、ハロゲンライト１５は消費電力が大きいがハイビーム方向に点灯する機会はそれほど多くないので、消費電力の大きな増大とはならない。

また、ＨＩＤライト１４によりロービームとハイビームの両方を照射してもよい。この場合、ＨＩＤライト１４は配光方向を切り替えるため、ソレノイドにより機械的に可動する放電管を備える。

以上から、前照灯１６は次のように構成することができる。いずれの構成を採用するかはコストや車載スペースにより設計する。
ａ）ロービーム：ＨＩＤライト１４
ハイビーム：ハロゲンライト１５
昼間、トンネル進入時：ハロゲンライト１５の配光方向をロービーム方向に切り替え
ｂ）ロービーム、ハイビーム：ＨＩＤライト１４
昼間、トンネル進入時 ：ロービーム方向に配光が固定のハロゲンライト１５を点灯
なお、各国の法令によっては、トンネル内では前照灯１６を点灯することが義務づけられているが、点灯義務の対象はハイビームである。しかし、日本等では対向車の運転者が眩惑されるなどの理由でロービームの点灯時間が圧倒的に長く、トンネル内でもロービームのままであることが多い（これは必ずしも法令違反ではない）。このため、本実施例ではトンネル内でもロービームを点灯するものとして説明するが、仮に、トンネル内でハイビームを点灯する場合、ａ）の構成では本実施例の点灯制御を適用する必要はなく、ｂ）の構成ではハロゲンライト１５の配光方向を可変型にすることで本実施例の点灯制御を適用できる。

〔ライト制御部１３の機能〕
ライト制御部１３はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェイス、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及び不揮発メモリが内部バスを介して相互に接続されたコンピュータを実体とする。本実施例のライト制御部１３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するか又はＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現される、照度記録部２１、照度変化判定部２２及び安定時間経過判定部２３を有する。

照度記録部２１は、照度センサ１１が検出する照度情報を時系列にＲＡＭ等のメモリに記憶する。照度変化判定部２２は、メモリに記憶された時系列の照度情報に基づき照度が急激に低下したか否かを判定する。照度の低下の程度は、例えば、時系列の照度情報の微分値（負値をとる）、最小二乗法などにより得られた回帰直線の傾き、から算出される。

安定時間経過判定部２３は、ＨＩＤライト１４の光束が安定する光束安定時間が経過したことを検出する。光束安定時間について説明する。図２は、ＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５の光束の時間的な変化を模式的に説明する図の一例である。ハロゲンライト１５の光束はオンの直後から急激に大きくなりその後は一定の光束を示すが、ＨＩＤライト１４の光束は時間と共に緩やかに増大し、やがて（例えば１０秒程度）安定する。したがって、ＨＩＤライト１４を点灯した直後のＨＩＤライト１４の光束はハロゲンライト１５に劣っている。

そこで、本実施例の前照灯装置１００は、ＨＩＤライト１４が点灯してから光束安定時間が経過するまでハロゲンライト１５を点灯する。そして、光束安定時間が経過するとハロゲンライト１５のみ消灯する。こうすることで消費電力の増大を抑制できる。

光束安定時間は、例えば、図２において、点灯を開始してからＨＩＤライト１４の光束がハロゲンライト１５の光束と一致するまでの時間、又は、ＨＩＤライト１４の光束が十分に安定するまでの時間である。いずれの場合を光束安定時間とした場合でも、ＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５の光束を監視しながら閾値を超えた時間を光束安定時間とすることができる。また、このように、光束を監視することなく、ＨＩＤライト１４の光束が所定値を超えるまでの時間を実験的に調べ、その時間を光束安定時間としてもよい。

なお、光束安定時間が経過するとハロゲンライト１５のみ消灯するとしたが、トンネルの走行時間はそれほど長くないとしてよいので、トンネル内ではハロゲンライト１５を点灯したままとしてもよい。こうすることで、ＨＩＤライト１４の光束が安定した後、トンネル内で光束が変化（低下）することを回避できる。

〔前照灯装置１００の動作手順〕
以上の構成を用いて、前照灯装置１００が前照灯１６を点灯させる手順を図３のフローチャート図に基づき説明する。まずオートライト機能が作動している場合について説明する。図３のフローチャート図は、スイッチ１２を「オート」に合わせるとサイクル時間毎に繰り返し実行される。

ライト制御部１３は、照度センサ１１が検出する照度を監視し、周囲の照度が所定以下に低下したか否かを判定する（Ｓ１０）。照度が所定以下でない場合（Ｓ１０のＮｏ）、昼間でありトンネルに進入したとも考えられないので、前照灯１６を点灯することなく処理を終了する。

照度が所定以下の場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、照度変化判定部２２は、時系列に記憶された照度情報に基づき照度が急激に低下したか否かを判定する（Ｓ２０）。日没により照度が所定以下になる場合は照度が急激に低下しないので、照度が急激に低下した場合はトンネルに進入したと判定する。なお、トンネル以外のビルやトラックの陰では、照度が急激に低下しても照度が所定以下にならないのでステップＳ１０の判定がＮｏになる。

このため、照度が急激に低下してない場合（Ｓ２０のＮｏ）、ライト制御部１３はＨＩＤライト１４のみ点灯する（Ｓ３０）。照度が所定以下だが急激に低下してない場合、日没による照度の低下であり周囲はそれほど暗くないと考えられ、点灯の直後はＨＩＤライト１４の光束が低くてもよい。照度の他に、時刻情報に基づき日没の時刻か否か、又は、ナビシステムが検出する自車両の位置情報と地図情報に基づき現在地がトンネルか否か、から検証してもよい。

照度が急激に低下した場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、トンネルに進入したと判定できるので、ライト制御部１３はＨＩＤライト１４とハロゲンライト１５の両方を点灯する（Ｓ４０）。こうすることで、トンネル進入直後にＨＩＤライト１４により光束が不足することを防止できる。

ついで、安定時間経過判定部２３は光束安定時間の経過を計測したことを判定し、ライト制御部１３は光束安定時間が経過するとハロゲンライト１５のみを消灯する（Ｓ５０）。

したがって、本実施例の前照灯装置１００によれば、昼間、トンネルに進入した直後、ハロゲンライト１５とＨＩＤライト１４の両方を点灯することで、ＨＩＤライト１４の点灯のみでは不足する光束を補うことができる。

なお、本実施例ではトンネル進入時の点灯制御を説明したが、トンネルと同様に昼間、急に前照灯１６を点灯する必要のある場所（地下通路、地下駐車場、建物内等）にも好適に適用できる。

実施例１では、スイッチ１２が「オート」となっていることを前提に説明したが、本実施例ではスイッチ１２が「オート」となっていないこと、又は、「オートライト（コンライト）」の機能がない前照灯装置１００における前照灯１６の点灯制御について説明する。

なお、本実施例においても照度の急激な低下を検出するため、前照灯装置１００は照度センサ１１を備えている。前照灯装置１００の機能ブロック図は図１と同様なので省略した。

図４は、前照灯装置１００が前照灯１６を点灯させる手順を示すフローチャート図の一例である。図４のフローチャート図は例えばイグニッションがオンになると繰り返し実行される。

まず、照度記録部２１は、照度センサ１１の検出した照度情報を時系列に記憶していく（Ｓ１１０）。時系列に記憶しておくことで、運転者がスイッチ１２により「点灯」を選択した場合に、照度が急激に低下したか否かを遡って判定できる。照度の急激な低下は、トンネルの進入直前から進入直後までの数秒に生じるので、照度記録部２１は最新の数秒間の照度情報を上書きしながら記憶する。

照度情報を記録しながら、ライト制御部１３は、スイッチ１２により「点灯」が選択されたか否かを判定する（Ｓ１２０）。スイッチ１２により「点灯」が選択されない場合（Ｓ１２０のＮｏ）、ステップＳ１１０に戻り照度情報を時系列に記録することを繰り返す。

スイッチ１２により「点灯」が選択された場合（Ｓ１２０のＹｅｓ）、照度が急激に低下したか否かに関係なく運転者の操作により少なくともＨＩＤライト１４を点灯する必要があるので、ライト制御部１３はＨＩＤライト１４を点灯する（Ｓ１３０）。

ついで、照度変化判定部２２は時系列に記憶されている照度情報に基づき、照度が急激に低下したか否かを判定する（Ｓ１４０）。ここで、運転者はトンネルに進入した後にスイッチ１２を「点灯」に合わせることも、進入前に合わせることをある。したがって、スイッチ１２を「点灯」に合わせた時を基準にその数秒前までの時系列の照度情報と数秒後までの時系列の照度情報から、照度が急激に低下したか否かを判定する。
・運転者がトンネルに進入した後にスイッチ１２を「点灯」に合わせた場合
照度変化判定部２２は、すでに記憶されている過去の時系列の照度情報により、照度の急激な低下を検出して、ハロゲンライト１５を点灯する（Ｓ１５０）。
・運転者がトンネルに進入する前にスイッチ１２を「点灯」に合わせた場合
照度変化判定部２２は、これから検出する数秒後までの時系列の照度情報により、照度の急激な低下を検出したら、ハロゲンライト１５を点灯する（Ｓ１５０）。したがって、この場合、運転者がスイッチ１２を「点灯」に合わせた後、タイムラグをおいて、トンネルに進入した直後にハロゲンライト１５が点灯される。

ついで、ハロゲンライト１５を点灯した後、ライト制御部１３は、光束安定時間の経過後、ハロゲンライト１５を消灯する（Ｓ１６０）。

ステップＳ１４０に戻り、数秒後までに照度の急激な低下が検出されない場合（Ｓ１４０のＮｏ）、光束安定時間が経過したらハロゲンライト１５の点灯は不要となるので、安定時間経過判定部２３がＨＩＤライト１４の光束安定時間の経過を検出すると（Ｓ１７０のＹｅｓ）、ライト制御部１３は、図３の処理を終了する。ＨＩＤライト１４は点灯したままなので、運転者がスイッチ１２を「消灯」に合わせるまで点灯している。

したがって、本実施例の前照灯装置１００は、実施例１の効果に加え、オートライト機能を有さない前照灯装置１００又は前照灯１６のスイッチ１２が「オート」でなく「点灯」になっても、昼間、トンネルへの進入時にハロゲンライト１５を点灯することで、ＨＩＤライト１４の光束不足を補うことができる。

前照灯装置の機能ブロック図の一例である。 ＨＩＤライトとハロゲンライトの光束の時間的な変化を模式的に説明する図の一例である。 前照灯装置が前照灯を点灯させる手順を示すフローチャート図の一例である。 前照灯装置が前照灯を点灯させる手順を示すフローチャート図の一例である。

符号の説明

１１ 照度センサ
１２ スイッチ
１３ ライト制御部
１４ ＨＩＤライト
１５ ハロゲンライト
１００ 前照灯装置

Claims (1)

1. 運転者が操作する操作手段と、
   自車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、
   運転者の点灯操作が入力された場合又は前記照度検出手段が検出した照度が閾値以下となった場合に点灯される第１の光源と、を有する前照灯装置において、
   前記照度検出手段が検出した照度を時系列に記録する照度記録手段と、
   時系列に記録された照度に基づき照度が急激に低下したか否かを判定する照度変化判定手段と、
   照度が急激に低下したと判定されたことをトリガーに点灯される第２の光源と、
   を有することを特徴とする車両用前照灯装置。

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