JP2015116915A - 車両用前照灯の点灯制御装置、車両用前照灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成により車両用前照灯の異常発生時における車両前方の視認性をより向上させる。【解決手段】複数の分割領域に対して選択的に光照射可能な車両用前照灯を制御するための装置であって、車両用前照灯の複数の発光素子のいずれかに発生した不灯を検出する不灯検出部１２と、複数の分割領域の中から不灯を検出された発光素子と対応付けられている分割領域である不灯分割領域を特定する不灯箇所特定部１４と、複数の分割領域の中から不灯分割領域の位置に対応して対応分割領域を割り当て、当該対応分割領域のそれぞれにおける光量を他の分割領域と比べて相対的に増加及び／又は減少させるようにして光照射条件を設定する光照射条件設定部１５と、光照射条件設定部１５によって設定される光照射条件に対応した制御信号を車両用前照灯へ出力する配光制御部１６を備える点灯制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯の点灯状態を制御する技術に関する。

夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりハイビームを照射させることにより車両の前方を確認し、必要に応じてロービームに切り換えるが、切り替えの煩わしさや道路環境によりロービームを用いる場合も多い。このとき、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにしてハイビームの照射パターンを制御する配光制御（ＡＤＢ制御）が種々提案されている。この技術によれば、前方車両へのグレアを抑制するとともに歩行者の早期発見や遠方視認性の向上を図ることができる。

上記したＡＤＢ制御は、例えば複数の発光素子を備えた前照灯において各発光素子を個別に点灯ないし消灯させ、その出射光をレンズによって車両前方へ投影することによって実現される。このとき、いずれかの発光素子に断線などの不具合が生じ、必要なときにも点灯しない状況となった場合には、本来予定している配光パターンが得られなくなり、光強度の分布が不均一になること等により運転者に違和感を与えるという不都合が生じる。このような場合における簡易な対処法の１つとしては、例えば不具合を生じた発光素子を含むのが右側前照灯であったとすればこの右側前照灯を全不灯とすることが考えられる。しかし、その場合には左側前照灯のみでＡＤＢ制御を継続することになるため、前方車両に対するマスク領域が広すぎて十分な視野が確保されないという不都合や必要なところに十分な光量を与えられないという不都合が生じ、前方の視認性が低下する。

上記のような課題に関し、例えば特開２００９−９６２５０公報（特許文献１）には、複数のＬＥＤ光源の点灯を制御することで複数の分割領域への配光を作り出すランプにおいて、あるＬＥＤの異常を検知したときに、そのＬＥＤに隣接する他のＬＥＤに対応づけられたレンズを移動して照射範囲を拡大し、非照射の分割領域に隣接する分割領域からの光の照射によって非照射の分割領域への光の照射を補う車両用照明装置が開示されている。そして、特許文献１によれば、車両用照明装置の異常発生時にも車両前方の視認性を確保することが可能となる旨が述べられている。

ところで、特許文献１に開示される車両用照明装置は、ＬＥＤの前に配置されるレンズの位置をモータによって前後に移動させることによってそのＬＥＤによる照射範囲を拡大させているため、モータやそれを駆動するドライバ等を設置する必要がある。このため、装置構成が複雑になり、装置サイズが増大し、かつ製造コストも増加するという不都合がある。特に、配光制御の対象となる分割領域の数をより多くする場合（例えば２０以上の分割領域を設定するような場合）には、必要なＬＥＤの数も多くなり、それに対応してレンズやモータ等も多く設置することになるが、そのような車両用照明装置を実際に製造するのは装置構成、サイズ、コストのいずれの面からも現実的ではないと考えられる。

特開２００９−９６２５０公報

本発明に係る具体的態様は、簡素な構成により車両用前照灯の異常発生時における車両前方の視認性をより向上させることが可能となる技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用前照灯の点灯制御装置は、（ａ）少なくとも車両を基準とした左右方向に沿って配列された複数の分割領域に対して選択的に光照射可能な車両用前照灯を制御するための装置であって、（ｂ）前記車両用前照灯に含まれる複数の発光素子のいずれかに発生した不灯を検出する不灯検出部と、（ｃ）前記複数の分割領域の中から前記不灯検出部によって不灯を検出された発光素子と対応付けられている分割領域である不灯分割領域を特定する不灯箇所特定部と、（ｄ）前記複数の分割領域の中から前記不灯箇所特定部によって特定される前記不灯分割領域の位置に対応して１つ以上の分割領域である対応分割領域を割り当て、当該対応分割領域のそれぞれにおける光量を他の前記分割領域と比べて相対的に増加及び／又は減少させるようにして光照射条件を設定する光照射条件設定部と、（ｅ）前記光照射条件設定部によって設定される前記光照射条件に対応した制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部を含む、車両用前照灯の点灯制御装置である。

上記構成によれば、いずれかの発光素子に不灯が発生し、それにより予定よりも光量の低下した不灯分割領域が生じた場合にも、その不灯分割領域の位置に応じて予め対応づけられている対応分割領域の光量を増減させることによって不灯分割領域の光量を補填する等の措置をとることができる。それにより、車両用前照灯の異常発生時には、単に一方の前照灯を全消灯とする従来の措置と比較して車両前方の視認性をより向上させることが可能となる。また、この措置をとるためにレンズを移動させるモータ等の機械的構成を用いていないので、構成を簡素化することが可能となる。

上記の点灯制御装置において、車両用前照灯は一対のランプユニットであり、前記光照射条件設定部は、前記一対のランプユニットの一方において前記不灯分割領域が特定されたときに、前記一対のランプユニットの他方において前記対応分割領域を設定して前記光照射条件を設定することが好ましい。

これにより、光照射条件の設定が容易となる。

また、上記の点灯制御装置において、前記対応分割領域の光量を減少させることには当該光量をゼロとすること（すなわち消灯）が含まれてもよい。

本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記したいずれかの点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用前照灯を含んで構成される。

上記構成によれば、簡素な構成により車両用前照灯の異常発生時における車両前方の視認性をより向上させることが可能な車両用前照灯システムが得られる。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。 図２は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。 図３（Ａ）は、ランプユニットの不灯状態の一例を示す概念図である。図３（Ｂ）は、各ランプユニットにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す概念図である。 図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示した不灯状態に対して設定される照射条件の一例を示す概念図である。図４（Ｂ）は、ランプユニットにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す図である。 図５（Ａ）は、図３（Ａ）に示した不灯状態に対して設定される照射条件の一例を示す概念図である。図５（Ｂ）は、ランプユニットにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す図である。 図６（Ａ）は、ランプユニットの不灯状態の他の一例を示す概念図である。図６（Ｂ）は、各ランプユニットにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す概念図である。 図７（Ａ）は、図６（Ａ）に示した不灯状態に対して設定される照射条件の一例を示す概念図である。図７（Ｂ）は、ランプユニットにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して自車両の前方へ光照射を行うものであり、カメラ１０、前方車両検出部１１、不灯検出部１２、制御部１３、一対のランプユニット２０Ｒ、２０Ｌを含んで構成されている。

カメラ１０は、自車両の所定位置に設置されており、自車両の前方の空間を撮影し、その画像（画像データ）を出力する。

前方車両検出部１１は、カメラ１０から出力される画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、前方車両の位置を検出してその位置情報を制御部１３へ出力する。ここでいう「前方車両」とは、先行車両または対向車両である。この前方車両検出部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。前方車両検出部１１は、例えばカメラ１０と一体に構成されていてもよい。なお、前方車両検出部１１の機能は制御部１３において実現されてもよい。

不灯検出部１２は、一対のランプユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれに含まれる複数の発光素子のいずれかに断線等の不具合による不灯が生じた場合にそれを検出する。このような発光素子の不灯は種々の公知技術によって検出可能であり、例えば各発光素子のフォワード電圧を監視することによって検出することができる（例えば、特許第５０９３３０３号公報参照）。

制御部１３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものであり、機能ブロックとしての不灯箇所特定部１４、光照射条件設定部１５および配光制御部１６を備える。

不灯箇所特定部１４は、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌに含まれるいずれかの発光素子に不灯が生じたか否かを不灯検出部１２の検出信号に基づいて判定し、かつその発光素子に対応づけられている分割領域を特定する。ここで、分割領域とは、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌによって形成される光照射範囲において選択的に光照射可能な複数の領域である。

光照射条件設定部１５は、前方車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に対応して光照射範囲および光量を設定する。また、光照射条件設定部１５は、不灯箇所特定部１４により各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにおける不灯の発光素子に対応する分割領域（不灯分割領域）が特定された場合には、その不灯分割領域に応じて光照射範囲および光量を設定する。

配光制御部１６は、光照射条件設定部１５によって設定された光照射範囲および光量に基づいてその配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。

ランプユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１とマトリクスＬＥＤ２２を有する。同様に、ランプユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１とマトリクスＬＥＤ２２を有する。

ＬＥＤ点灯回路２１は、配光制御部１６から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ２２に含まれる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各ＬＥＤを選択的に点灯させる。

マトリクスＬＥＤ２２は、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤ点灯回路２１から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。このマトリクスＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤをそれぞれ独立に点灯させ、かつその照射強度（明るさ）を制御することが可能である。このマトリクスＬＥＤ２２の複数のＬＥＤを選択的に点灯させることによって出射する光が図示しないレンズによって自車両の前方へ投影されることでＡＤＢ制御による配光パターンを有する光が自車両の前方に照射される。

本実施形態の車両用前照灯システムはこのような構成を備えており、次に、ＡＤＢ制御中における各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌに含まれるいずれかの発光素子の不灯に対応する制御フローを説明する。図２は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。

不灯箇所特定部１４は、不灯検出部１２からの出力信号に基づいて、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌに含まれるいずれかの発光素子の不灯が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。不灯が検出されない場合には（ステップＳ１１；ＮＯ）、ステップＳ１１の処理が繰り返される。

不灯が検出された場合には（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、不灯箇所特定部１４は、その不灯の発光素子に対応する不灯分割領域を特定する（ステップＳ１２）。

次に、光照射条件設定部１５は、特定された不灯分割領域に応じた光照射範囲および光量を設定する（ステップＳ１３）。

配光制御部１６は、光照射条件設定部１５によって設定された光照射範囲ならびに光強度に対応して、所定の配光制御信号を生成して各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する（ステップＳ１４）。それにより、光照射条件設定部１５によって設定された光照射範囲および光量を反映した配光パターンの光が各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌから照射される。

次に、上記した制御フローによって実現される配光パターンの具体例を説明する。

図３（Ａ）は、ランプユニットの不灯状態の一例を示す概念図である。図示のように、ランプユニット２０Ｌにより形成される光照射範囲には５つの分割領域Ｌ１〜Ｌ５が含まれ、これらの分割領域は右から左へＬ１、Ｌ２、・・・Ｌ５の順で配列されている。同様にランプユニット２０Ｒにより形成される光照射範囲には５つの分割領域Ｒ１〜Ｒ５が含まれ、これらの分割領域は左から右へＲ１、Ｒ２、・・・Ｒ５の順で配列されている。図３（Ｂ）は、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す概念図である。この例では、各分割領域Ｒ５、Ｌ５は他の分割領域と重複していない。また、分割領域Ｒ４はその約半分が分割領域Ｌ１と重複し、分割領域Ｌ４はその約半分が分割領域Ｒ１と重複している。分割領域Ｌ３はその約半分が分割領域Ｒ１と重複し、残り約半分が分割領域Ｒ２と重複している。分割領域Ｌ２はその約半分が分割領域Ｒ２と重複し、残り約半分が分割領域Ｒ３と重複している。分割領域Ｌ１はその約半分が分割領域Ｒ３と重複し、残り約半分が分割領域Ｒ４と重複している。そして、ランプユニット２０Ｒにおいて分割領域Ｒ３に対応した発光素子がなんらかの不具合で不灯となっている場合を想定する。なお、各分割領域に割り当てられる発光素子の数は１つとは限らず、例えばいくつかの発光素子を含んだ１つのモジュールであってもよい。この場合、ランプユニット２０Ｒから分割領域Ｒ３には光が照射されないため、この不灯分割領域に照射されるのはランプユニット２０Ｌから分割領域Ｌ１、Ｌ２に照射された光のみとなる。したがって、この領域が本来想定している光量よりも低い光量となり、暗い状態となる。人間の視認特性として、減光した状態はより目につきやすく、違和感を与えることになる。

図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示した不灯状態に対して設定される照射条件の一例を示す概念図である。この例では、不灯状態であると特定された分割領域（不灯分割領域）Ｒ３に対して、この分割領域Ｒ３よりも左側に存在する各分割領域（対応分割領域）Ｒ２、Ｒ１をすべて消灯（もしくは低光量）に設定し、かつ分割領域Ｌ３の光量を増加している。この場合、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態は図４（Ｂ）に示すようになる。具体的には、分割領域Ｌ３が周囲に比べて増光し、かつ分割領域Ｌ１と分割領域Ｒ４との重なる領域が周囲に比べて増光する。全体としてみると、増光した領域が自車両前方の左右に配置された状態となるので、図３（Ｂ）に示した状態（分割領域Ｌ３のみ減光した状態）に比べると運転者の受ける違和感を軽減することができる。

図５（Ａ）は、図３（Ａ）に示した不灯状態に対して設定される照射条件の一例を示す概念図である。この例では、不灯状態であると特定された分割領域（不灯分割領域）Ｒ３に対して、この分割領域Ｒ３と重複する分割領域である各分割領域（対応分割領域）Ｌ２、Ｌ１のそれぞれの光量を増加させている。この場合、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態は図５（Ｂ）に示すようになる。具体的には、分割領域Ｒ３の光量が各分割領域Ｌ２、Ｌ１の各半分に照射される光によって補填される。なお、各分割領域Ｌ２、Ｌ１の各残り半分に照射される光は各分割領域Ｒ２、Ｒ４の約半分と重複するので、それら重複した領域の光量は周囲よりも増加する。全体としてみると、光量の低い領域が存在しない状態となるので、図３（Ｂ）に示した状態（分割領域Ｌ３のみ減光した状態）に比べると運転者の受ける違和感を軽減することができる。

図６（Ａ）は、ランプユニットの不灯状態の他の一例を示す概念図である。図示のように、ランプユニット２０Ｒにおいて左端の分割領域Ｒ１に対応した発光素子がなんらかの不具合で不灯となっている場合を想定する。図６（Ｂ）は、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態を示す概念図である。この場合、ランプユニット２０Ｒから分割領域Ｒ１には光が照射されないため、この不灯分割領域に照射されるのはランプユニット２０Ｌから分割領域Ｌ２、Ｌ３に照射された光のみとなる。したがって、この領域が本来想定している光量よりも低い光量となり、暗い状態となる。人間の視認特性として、減光した状態はより目につきやすく、違和感を与えることになる。

図７（Ａ）は、図６（Ａ）に示した不灯状態に対して設定される照射条件の一例を示す概念図である。この例では、不灯状態であると特定された分割領域（不灯分割領域）Ｒ１に対して、この分割領域Ｒ１と対称な位置にある分割領域である分割領域（対応分割領域）Ｌ１が消灯（もしくは低光量）に設定されている。この場合、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにより形成される光照射範囲を重ね合わせた状態は図７（Ｂ）に示すようになる。具体的には、分割領域Ｒ１の光量が各分割領域Ｌ３、Ｌ４の各半分に照射される光によって補填され、かつ分割領域Ｌ１の光量が各分割領域Ｒ３、Ｒ４の各半分に照射される光によって補填される。全体としてみると、分割領域Ｒ１、Ｌ１は周囲に比べて光量の低い領域となるが、これらの低光量の領域は左右対称に配置されるので、図６（Ｂ）に示した状態（分割領域Ｒ１のみ減光した状態）に比べると運転者の受ける違和感を軽減することができる。

以上のような実施形態によれば、いずれかの発光素子に不灯が発生し、それにより予定よりも光量の低下した不灯分割領域が生じた場合にも、その不灯分割領域の位置に応じて予め対応づけられている対応分割領域の光量を増減させることによって不灯分割領域の光量を補填する等の措置をとることができる。それにより、車両用前照灯の異常発生時には、単に一方の前照灯を全消灯とする従来の措置と比較して車両前方の視認性をより向上させることが可能となる。また、この措置をとるためにレンズを移動させるモータ等の機械的構成を用いていないので、構成を簡素化することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。上記した実施形態ではいずれか１つの分割領域が不灯である場合について説明したが、複数の分割領域が不灯である場たにも基本的な制御方法には変わりがない。例えば、隣り合わせた各分割領域が不灯である場合にはそれらをまとめて１つの分割領域とみなして上記した実施形態の制御方法を適用することができる。また、隣り合わない分割領域の場合であれば、その一方には上記した図５（Ａ）で示した制御方法を適用し、他方には上記した図７（Ａ）で示した制御方法を適用するなど、いくつかの制御方法の組み合わせによって対応可能である。また、上記した実施形態では説明の便宜上、分割領域の数が比較的少ない場合について示していたが、分割領域の数がより多くなった場合（例えば分割領域数が２０以上）には、図４（Ａ）や図７（Ａ）で示した制御方法がより適していると考えられる。

１０：カメラ
１１：前方車両検出部
１２：不灯検出部
１３：制御部
１４：不灯箇所特定部
１５：光照射条件設定部
１６：配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：ランプユニット
２１：ＬＥＤドライバ
２２：マトリクスＬＥＤ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５：分割領域

Claims (4)

1. 少なくとも車両を基準とした左右方向に沿って配列された複数の分割領域に対して選択的に光照射可能な車両用前照灯を制御するための装置であって、
   前記車両用前照灯に含まれる複数の発光素子のいずれかに発生した不灯を検出する不灯検出部と、
   前記複数の分割領域の中から前記不灯検出部によって不灯を検出された発光素子と対応付けられている分割領域である不灯分割領域を特定する不灯箇所特定部と、
   前記複数の分割領域の中から前記不灯箇所特定部によって特定される前記不灯分割領域の位置に対応して１つ以上の分割領域である対応分割領域を割り当て、当該対応分割領域のそれぞれにおける光量を他の前記分割領域と比べて相対的に増加及び／又は減少させるようにして光照射条件を設定する光照射条件設定部と、
   前記光照射条件設定部によって設定される前記光照射条件に対応した制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部と、
   を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 前記車両用前照灯は、一対のランプユニットであり、
   前記光照射条件設定部は、前記一対のランプユニットの一方において前記不灯分割領域が特定されたときに、前記一対のランプユニットの他方において前記対応分割領域を設定して前記光照射条件を設定する、
   請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 前記対応分割領域の光量を減少させることには当該光量をゼロとすることを含む、
   請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
   前記点灯制御装置によって制御される車両用前照灯、
   を含む、車両用前照灯システム。