JP2016117352A - 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】高い出力強度の光源を用いる車両用前照灯において、異常発生時に光源を速やかに消灯させる。【解決手段】車両用前照灯の点灯状態を制御する点灯制御部２２と、自車両の前方に存在する障害物を検知するための障害物検出部（レーダー３）と、障害物検出部による検知結果に基づき、障害物が存在する場合に当該障害物と自車両との距離及び自車両の車速に基づいて障害物と自車両との衝突可能性を予測し、衝突可能性があると判断される場合に、車両用前照灯の出力光の強度を通常時の強度よりも相対的に低下させるように点灯制御部２２へ指示する衝突予測処理部２３とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯の点灯制御技術に関する。

車両用前照灯の従来例として、レーザーダイオードから出射する光をＭＥＭＳミラー等でスキャンしながら蛍光物質へ入射させることで白色光を生じさせてこれを車両前方への照明に用いるものがある（例えば特表２０１３−５２６７５９号公報参照）。また、半導体レーザーから出射されたレーザー光をスキャンせずに直接的に蛍光体へ入射させて当該発光体を発光させる構成の車両用前照灯も知られている（例えば特開２０１４−０２２０６９号公報参照）。

ところで、上記のような構成の車両用前照灯に用いるレーザーダイオードの光は比較的出力が高いため、車両の衝突事故等による車両用前照灯の破損時、あるいはそれ以外でも蛍光物質の破損、脱落等の際にレーザーダイオードの光が外部へ漏れないようにするための対策が必要となる。これに関しては、例えばレーザーダイオードの出力状態をフォトダイオードによって常時検出し、異常があればレーザーダイオードの動作を停止させることも考えられる。

しかし、フォトダイオードによる異常検出からレーザーダイオードの動作を停止させるまでの間には電子回路の動作速度の問題から比較的長い時間を要する。異常検出からレーザーダイオードの動作停止までに要する時間は使用する電子回路の特性等にもよるが数μｓオーダーであるのに対して、レーザーダイオードの許容露光時間は数十〜数百ｎｓオーダーであるので、車両用前照灯の筐体の破損によりレーザーダイオードによる出力光が外部へ漏れる可能性がある。このため、異常発生時により速やかにレーザーダイオードを消灯させる技術が望まれる。また、このような要望は光源としてレーザーダイオードを用いる場合に限らず、比較的に光の出力強度が大きい光源を用いる場合において同様に生じ得るものである。

特表２０１３−５２６７５９号公報 特開２０１４−０２２０６９号公報

本発明に係る具体的態様は、高い出力強度の光源を用いる車両用前照灯において異常発生時に光源を速やかに消灯させることが可能な点灯制御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）車両用前照灯の点灯状態を制御する点灯制御部と、（ｂ）自車両の前方に存在する障害物を検知するための障害物検出部と、（ｃ）前記障害物検出部による検知結果に基づき、前記障害物が存在する場合に当該障害物と前記自車両との距離及び前記自車両の車速に基づいて前記障害物と前記自車両との衝突可能性を予測し、当該衝突可能性があると判断される場合に、前記車両用前照灯の出力光の強度を前記車両用前照灯の通常時の強度よりも相対的に低下させるように前記点灯制御部へ指示する衝突予測処理部と、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、自車両と障害物との衝突可能性があると判断される場合には車両用前照灯の出力光の強度を低下させるので、その後実際に衝突が発生した場合には、すでに低下した出力光の強度をさらにゼロへ低下させればよいため、車両用前照灯を速やかに消灯させることが可能になる。したがって、レーザーダイオードなどの比較的に出力光の強度が高い光源を用いる車両用前照灯において、異常発生時に光源を速やかに消灯させることが可能となる。

上記の点灯制御装置において、前記衝突予測処理部は、例えば前記障害物と前記自車両との距離が所定値より小さい場合に前記衝突可能性があると判断することが好ましい。この場合において、前記衝突予測処理部は、前記自車両の車速が所定値より大きい場合に前記衝突可能性があると判断することも好ましい。

上記の点灯制御装置において、前記衝突予測処理部は、前記自車両よる衝突回避行動が行われていると判断される場合には前記衝突可能性がないと判断することも好ましい。この場合において、前記衝突予測処理部は、例えば、前記自車両においてブレーキ操作が行われている場合及び／又は前記自車両において所定値以上の操舵角でハンドル操作が行われている場合に前記衝突回避行動が行われていると判断することができる。

それにより、必要以上に車両用前照灯の出力光の強度を低下させることがないようにすることができる。

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とを備える車両用前照灯システムである。

上記構成によれば、レーザーダイオードなどの比較的に出力光の強度が高い光源を用いる車両用前照灯において、異常発生時に光源を速やかに消灯させることが可能となる。

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、車両用前照灯の光学的要素の構成を示す模式図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、障害物に対する車両用前照灯システムの動作を概略的に説明する模式図である。 図４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。

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。本実施形態の車両用前照灯システムは、カメラ１、車両検出部２、レーダー３、制御部４、光源駆動部６、半導体光源７、ＭＥＭＳミラー８、ＭＥＭＳ駆動部９、センサー信号入力部１０を含んで構成されている。なお、光源駆動部６、半導体光源７、ＭＥＭＳ駆動部９、ＭＥＭＳミラー８、センサー信号入力部１０を含んで「車両用前照灯」が構成されている。また、レーダー３が「障害物検出部」に対応する。

カメラ１は、自車両の所定位置（例えばダッシュボード上、フロントガラス上部等）に設置され、自車両の前方空間を撮影する。

車両検出部２は、カメラ１によって撮影される車両の前方空間の画像に基づいて自車両の前方に存在する対向車両や先行車両（以下これらを「前方車両」という。）の位置を検出する。

レーダー３は、自車両の前方に存在する障害物を検知するためのものであり、例えばミリ波レーダー、レーザーレーダー、赤外線レーダーなどである。なお、レーダー３に代えてステレオカメラにより障害物を検知してもよい。

制御部４は、車両検出部２によって検出される前方車両の位置に対応して選択的に光を照射するための制御を行うものである。この制御部４には、自車両に備わった各種センサ（図示せず）から出力される車速信号、舵角信号、アクセル信号、ブレーキ信号などの各種信号５が入力される。この制御部４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え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することによって構成される機能ブロックである照射範囲設定部２１、点灯制御部２２および衝突予測処理部２３を有する。

照射範囲設定部２１は、車両用前照灯によって光照射可能な全範囲のうち、車両検出部２によって検出される前方車両の位置を含んだ一定範囲を遮光範囲としてそれ以外の範囲を光の照射範囲として設定する。

点灯制御部２２は、照射範囲設定部２１によって設定された光の照射範囲に基づいた配光パターンを形成させるための制御信号を光源駆動部６およびＭＥＭＳ駆動部９へ出力する。また、点灯制御部２２は、衝突予測処理部２３によって自車両と障害物との衝突可能性があると判断されたときに、半導体光源７の駆動電流を低下させるように光源駆動部６へ制御信号を出力する。

衝突予測処理部２３は、レーザー３による検知結果や車速信号等の各種信号５に基づいて、自車両の前方に存在する障害物と自車両との衝突可能性を予測する。

光源駆動部６は、点灯制御部２２から与えられる制御信号に基づいて半導体光源７に対して駆動信号を供給する。

半導体光源７は、例えば励起光として青色域（例えば、発光波長４５０ｎｍ）のレーザー光を放出するレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子である。

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー８は、半導体光源７から入射するレーザー光を二次元方向（水平方向および垂直方向）に走査して後述する波長変換部材へ入射させる。

ＭＥＭＳ駆動部９は、点灯制御部２２から与えられる制御信号に基づいてＭＥＭＳミラー８を駆動する。

センサー信号入力部１０は、ＭＥＭＳミラー８の動作状態を検出し、何らかの異常があればそれを示すセンサー信号を出力する。

図２は、車両用前照灯の光学的要素の構成を示す模式図である。半導体光源７から放出されるレーザー光Ｒａｙは、集光レンズ３０によって集光されてＭＥＭＳミラー８へ入射する。ＭＥＭＳミラー８は、このレーザー光を二次元スキャンして波長変換部材３１へ入射させる。波長変換部材３１は、入射するレーザー光の少なくとも一部を異なる波長に変換する。本実施形態では、波長変換部材３１は、レーザー光によって励起されて黄色光を発する蛍光体を備える。この黄色光と、波長変換部材３１を透過するレーザー光（青色）との混色により擬似的な白色光が得られる。ＭＥＭＳ駆動部９によるスキャン動作と光源駆動部６による半導体光源７の点消灯駆動を点灯制御部２２の制御によって同期させることにより、照射範囲設定部２１によって設定された光の照射範囲に対応した配光パターンが形成される。この配光パターンが投影レンズ３２によって自車両前方へ投影されることにより、前方車両の位置に応じた選択的な光照射が実現される。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、障害物に対する車両用前照灯システムの動作を概略的に説明する模式図である。図３（Ａ）に示すように、走行中の自車両１００の車両用前照灯により配光パターン１０１で光照射が行われているときに、レーダー３の検出範囲１０２に何らかの障害物１１０が検出され、この障害物１１０と自車両１００との衝突可能性があると予測されたとする。この場合には、自車両１００の車両用前照灯に含まれる半導体光源７への供給電流（供給信号）の大きさを低下させる。それにより、仮に自車両１００と障害物１１０との衝突が発生し、車両用前照灯が破損するような事態になったとしても、半導体光源７を速やかに消灯させることができる。このとき、半導体光源７への供給電流の低下により配光パターン１０１の明るさは減少するが、図３（Ｂ）に示すように自車両１００と障害物１１０との距離は障害物１１０の検出時点（図３（Ａ）参照）よりも近くなっているので、運転者が障害物１１０を視認するのに支障はない。

図４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。以下、このフローチャートに沿って車両用前照灯システムの動作を詳細に説明する。

レーダー３によって自車両前方の障害物検出が実行されると（ステップＳ１１）、このレーダー３による検出結果に基づいて、衝突予測処理部２３は、自車両の前方に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ１２）。

障害物が存在する場合に（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、衝突予測処理部２３は、レーダー３によって検出される障害物と自車両との距離に基づいて、障害物と自車両が衝突する可能性があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、障害物との距離が予め定めた所定値（例えば数１０ｍ）よりも小さい場合には衝突可能性があると判定できる。

障害物との衝突可能性があると判定した場合に（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、衝突予測処理部２３は、この障害物１１０と自車両１００との衝突が不可避であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、自車両の車速が予め定めた所定値（例えば、時速数１０ｋｍ）よりも大きい場合には衝突が不可避であると判定できる。これは、ステップＳ１３での判定と合わせれば、障害物が比較的近距離に存在し、かつ車速に応じた停止距離がこの障害物との距離を上回っていると判断できるからである。

衝突が不可避であると判定した場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、衝突予測処理部２３は、半導体光源７の駆動電流を低下させるよう点灯制御部２２へ指示し、この指示に応じて点灯制御部２２は駆動電流を低下させるように光源駆動部６を制御する（ステップＳ１５）。これにより、光源駆動部６から半導体光源７へ供給される駆動電流が低下し、半導体光源７から放出されるレーザー光の強度も低下する。なお、衝突予測処理部２３が光源駆動部６へ直接的に供給電流の低下を指示してもよい。

一方、ステップＳ１４において衝突不可避ではないと判定した場合に（ステップＳ１４；ＮＯ）、衝突予測処理部２３は、衝突を回避する行動が行われているか否かを判定する（ステップＳ１６）。ここでは、自車両からのブレーキ信号に基づいてブレーキ操作が行われていることが検出された場合、または、操舵角情報に基づいて所定値以上の操舵角でのハンドル操作が行われていることが検出された場合の少なくとも一方の場合に衝突を回避する行動が行われていると判断できる。

衝突の回避行動が行われている場合に（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、衝突予測処理部２３は、レーダー３の検出結果に基づいて障害物１１０と自車両１００との衝突可能性があるか否かを再度判定する（ステップＳ１７）。

自車両による衝突の回避行動が行われていない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、または未だに障害物１１０と自車両１００との衝突可能性がある場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）には、上記ステップＳ１５に進み、半導体光源７へ供給する駆動電流を低下させる制御が行われる。

一方、障害物が存在しない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、衝突可能性がない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、衝突可能性がなくなった場合（ステップＳ１７；ＮＯ）のそれぞれにおいては、駆動電流を低下させる制御は実行されない。なお、以前の制御機会において駆動電流が低下していた場合には、駆動電流が通常の大きさに戻される。それにより、車両用前照灯の出力光の強度が通常時の強度に戻る。

以上のような実施形態によれば、自車両と障害物との衝突可能性があると判断される場合には半導体光源へ供給する駆動電流を低下させるので、その後実際に衝突が発生した場合には、すでに低下した駆動電流をさらにゼロへ低下させればよいため、半導体光源を速やかに消灯させることが可能になる。

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。例えば、上記の実施形態ではレーダーによって障害物を検知していたが、カメラによって撮影される画像に基づいて画像認識処理を行うことによって障害物を検出してもよい。また、上記では選択的な光照射を行う車両用前照灯システムへの適用例を示していたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、半導体光源などの比較的に光強度が大きい光源を用いる車両用前照灯システム一般において本発明を適用可能である。また、レーザー光を走査するための手段として、ＭＥＭＳミラーに代えてＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）、ガルバノミラー等を用いてもよい。

１：カメラ
２：車両検出部
３：レーダー
４：制御部
５：各種信号
６：光源駆動部
７：半導体光源
８：ＭＥＭＳミラー
９：ＭＥＭＳ駆動部
１０：センサー信号入力部
２１：照射範囲設定部
２２：点灯制御部
２３：衝突予測処理部
３０：集光レンズ
３１：波長変換部材
３２：投影レンズ
１００：自車両
１０１：配光パターン
１０２：レーダーの検出範囲
１１０：障害物

Claims (6)

1. 車両用前照灯の点灯状態を制御する点灯制御部と、
   自車両の前方に存在する障害物を検知するための障害物検出部と、
   前記障害物検出部による検知結果に基づき、前記障害物が存在する場合に当該障害物と前記自車両との距離及び前記自車両の車速に基づいて前記障害物と前記自車両との衝突可能性を予測し、当該衝突可能性があると判断される場合に、前記車両用前照灯の出力光の強度を前記車両用前照灯の通常時の強度よりも相対的に低下させるように前記点灯制御部へ指示する衝突予測処理部と、
   を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 前記衝突予測処理部は、前記障害物と前記自車両との距離が所定値より小さい場合に前記衝突可能性があると判断する、
   請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 前記衝突予測処理部は、前記自車両の車速が所定値より大きい場合に前記衝突可能性があると判断する、
   請求項２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 前記衝突予測処理部は、前記自車両よる衝突回避行動が行われていると判断される場合には前記衝突可能性がないと判断する、
   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。
5. 前記衝突予測処理部は、前記自車両においてブレーキ操作が行われている場合及び／又は前記自車両において所定値以上の操舵角でハンドル操作が行われている場合に前記衝突回避行動が行われていると判断する、
   請求項４に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用前照灯の点灯制御装置と当該点灯制御装置によって制御される車両用前照灯とを備える車両用前照灯システム。

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