JP2017030536A - 車両灯具システム - Google Patents

Abstract

【課題】前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えることなく、ハイビームを照射する灯具ユニットの故障診断ができる車両灯具システムを提供する。【解決手段】車両灯具システムは、ハイビーム用配光パターンを形成可能なハイビーム用灯具ユニットと、ハイビーム用灯具ユニットの光軸を上下方向に変化させるレベリング機構と、ハイビーム用灯具ユニットの点消灯およびレベリング機構を制御する制御部と、を備える。制御部は、エンジンが始動すると、レベリング機構によりハイビーム用灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させた状態でハイビーム用灯具ユニットが所定時間点灯するよう制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、自動車などに用いられる車両灯具システムに関する。

車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる（特許文献１）。

特開２００８−１３７５１６号公報

灯具ユニットの故障診断のために、例えばエンジンの始動時等に灯具ユニットを点灯させてハイビームを照射させたいという要求がある。しかしながら、ハイビームは、前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えることなく、ハイビームを照射する灯具ユニットの故障診断ができる車両灯具システムの提供にある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両灯具システムは、ハイビーム用配光パターンを形成可能な少なくとも１つの灯具ユニットと、灯具ユニットの光軸を上下方向に変化させるレベリング手段と、灯具ユニットの点消灯およびレベリング手段を制御する制御部と、を備える。制御部は、点灯指示の有無にかかわらず、レベリング手段により灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させた状態で灯具ユニットが所定時間点灯するよう制御する。

この態様によると、灯具ユニットの光軸が下方向を向いた状態で灯具ユニットが所定時間点灯するため、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えるのを抑止しつつ、灯具ユニットを故障診断できる。

制御部は、灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させた状態で灯具ユニットを所定時間点灯させるとき、ハイビーム用配光パターンを形成するために灯具ユニットを点灯させるときよりも低い光度で灯具ユニットが点灯するよう制御してもよい。これによると、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えるのをさらに抑止できる。

制御部は、灯具ユニットに設けられた光源に最初に給電されたときに、灯具ユニットの初期位置を検出するためにレベリング手段により灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させ、その状態で灯具ユニットが所定時間点灯するよう制御してもよい。これによると、灯具ユニットの初期位置の検出のときに故障診断できる。

灯具ユニットの点灯状態を検出することによって灯具ユニットを故障診断し、故障と診断された場合に、灯具ユニットが故障していることを示す信号を制御部に送る診断部をさらに備えてもよい。

本車両灯具は、複数の灯具ユニットを備えてもよい。制御部は、複数の灯具ユニットが時間差で点灯するよう制御してもよい。

制御部は、車両内側に位置する灯具ユニットから順に複数の灯具ユニットが点灯するよう制御してもよい。これによると、車両用灯具ひいては車両の見栄えが斬新になる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えることなく、ハイビームを照射する灯具ユニットの故障診断ができる。

実施の形態に係る車両灯具システムに用いられる車両用灯具を示す正面図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線断面図である。 実施の形態に係る車両灯具システムのブロック図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、車両用灯具の照射領域を示す図である。 故障診断時のハイビーム用灯具ユニットの点消灯のタイミングの一例を示す図である。 図６（ａ）〜（ｅ）は、故障診断時の灯具ユニットの点灯状態を示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、実施の形態に係る車両灯具システムに用いられる車両用灯具１４を示す正面図である。車両用灯具１４は、車両の前照灯として用いられる。ここでは、車体前方から見て左側に位置する車両用灯具１４が示されている。車両用灯具１４は、ランプボディ２０と、アウターカバー２２と、ハイビーム用灯具ユニット２４と、ロービーム用灯具ユニット２６と、ブラケット２８と、レベリング機構３０と、を備える。

ランプボディ２０は、開口部を有する箱状に形成される。アウターカバー２２は、透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。アウターカバー２２は、ランプボディ２０の開口部を覆うようにランプボディ２０に取り付けられる。

ハイビーム用灯具ユニット２４およびロービーム用灯具ユニット２６は、ランプボディ２０とアウターカバー２２とによって形成される灯室３２内に配置され、車両用灯具１４前方に光を照射する。

ハイビーム用灯具ユニット２４は、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａと、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂと、第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃと、を含む。ロービーム用灯具ユニット２６は、第１ロービーム用灯具ユニット２６ａと、第２ロービーム用灯具ユニット２６ｂと、第３ロービーム用灯具ユニット２６ｃと、を含む。第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａ、第１ロービーム用灯具ユニット２６ａ、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂ、第２ロービーム用灯具ユニット２６ｂ、第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃ、第３ロービーム用灯具ユニット２６ｃは、この順に車両内側から並んでいる。以下、ハイビーム用灯具ユニット２４およびロービーム用灯具ユニット２６を特に区別しないときやまとめていうときは、単に「灯具ユニット」とよぶ。

ブラケット２８は、支持機構（不図示）によりランプボディ２０に固定されている。ブラケット２８は、ハイビーム用灯具ユニット２４およびロービーム用灯具ユニット２６を支持する。

図２（ａ）、（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線断面図すなわち第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂの断面図を示す。図２（ｂ）は、レベリング機構３０により第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂの光軸Ａｘを下方向に変化させた状態を示す。なお、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａおよび第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃは、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂと同様に構成される。

第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂは、いわゆるプロジェクタ型の灯具であり、投影レンズ３４と、光源ユニット３６と、ホルダ３８と、を有する。なお、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂは、パラボラ型の灯具や、その他の灯具であってもよい。

投影レンズ３４は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであり、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置される。投影レンズ３４は、その周縁部がホルダ３８の前端側に保持される。

光源ユニット３６は、光源４０が光軸Ａｘ方向前方を向くように配置されて、ホルダ３８の後端側に保持される。ホルダ３８は、ブラケット２８に取り付けられる。

光源ユニット３６は、光源４０と、基板４２と、ヒートシンク４４と、を含む。光源４０は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子で構成される。光源４０は、基板４２上に配置され、基板４２からの給電により発光する。

ヒートシンク４４は、ホルダ３８に保持され、その前面４４ａには光源４０を搭載した基板４２が取り付けられる。ヒートシンク４４は、アルミニウムなどの熱伝導率が高い材料によって形成され、光源４０の発光により生じた熱を放熱する。

レベリング機構３０は、アクチュエータ（不図示）による駆動力を受けてブラケット２８ごと灯具ユニットを上下方向に回転移動させる。これにより、灯具ユニットから出射される光の光軸が上下に調整される。

図３は、実施の形態に係る車両灯具システム１２のブロック図である。車両灯具システム１２は、ライトスイッチ１７と、傾斜センサ１８と、車両制御部１６と、車両用灯具１４と、を備える。ライトスイッチ１７は、灯具ユニットについてのオンオフ操作を受け付ける。

傾斜センサ１８は、車両の傾斜角度を検出するためのセンサである。傾斜センサ１８は、例えば加速度センサにより構成される。傾斜センサ１８は、車両の斜角度に応じた信号を車両制御部１６に出力する。

車両制御部１６は、車両における様々な制御を実行する。車両制御部１６は、エンジンが始動すると、灯具ユニットの初期位置の検出を指示する初期位置検出指令Ｓ１と、各灯具ユニットの故障診断を指示する故障診断指令Ｓ２を灯具制御部５０に送信する。

また車両制御部１６は、ライトスイッチ１７がオンオフ操作を受け付けると、灯具ユニットの点消灯を指示する点消灯指令Ｓ３を灯具制御部５０に送信する。

また車両制御部１６は、傾斜センサ１８からの出力に基づいて光軸調節指令Ｓ４を生成し、灯具制御部５０に送信する。

車両用灯具１４は、灯具制御部５０と、点灯回路５２と、をさらに備える。灯具制御部５０は、点消灯制御部５４と、診断部５６と、を含む。点消灯制御部５４は、光軸調節指令Ｓ４を受信すると、レベリング機構３０を制御して光軸調節指令Ｓ４に応じた角度に灯具ユニットの光軸を調節する。また、点消灯制御部５４は、初期位置検出指令Ｓ１を受信すると、レベリング機構３０を制御して、灯具ユニットの初期位置の検出を行う。

灯具ユニットの初期位置の検出では、点消灯制御部５４によりレベリング機構３０を制御して灯具ユニットの光軸が下方を向くよう灯具ユニットを回転させ、灯具ユニットの所定の部分を灯室３２内に設けられたストッパ（不図示）に突き当てる。突き当てられた位置あるいは突き当てられた位置から所定角度だけ戻した位置を初期位置とする。以降では、後者を初期位置として説明する。

また点消灯制御部５４は、車両制御部１６から点消灯指令Ｓ３を受信すると、点灯回路５２を制御して灯具ユニットの光源４０に電力を供給する。これにより、ハイビーム用灯具ユニット２４が点灯する。

また、点消灯制御部５４は、故障診断指令Ｓ２を受信すると、点灯回路５２を制御して、ハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させる。点消灯制御部５４は特に、グレアを与えないように、レベリング機構３０を制御して、各灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させた状態でハイビーム用灯具ユニット２４を点消灯させる。

本実施の形態では、灯具ユニットの初期位置の検出のためにレベリング機構３０により各灯具ユニットの光軸を下げたときに、故障診断のためにハイビーム用灯具ユニット２４を点消灯させる。つまり、点消灯制御部５４は、初期位置検出指令Ｓ１および故障診断指令Ｓ２を受信すると、レベリング機構３０により各灯具ユニットの光軸を下げ、その状態で故障診断のためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させる。

また点消灯制御部５４は、故障診断のためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるときは、ハイビーム用配光パターンを形成するためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるとき、すなわち本来の目的でハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるときよりも低い光度でハイビーム用灯具ユニット２４が点灯するよう制御する。本実施の形態では、点消灯制御部５４は、ハイビーム用配光パターンを形成するためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるときの２５％の光度（すなわち７５％低い光度）でハイビーム用灯具ユニット２４が点灯するよう制御する。また、点消灯制御部５４は、点消灯制御部５４は、故障診断のためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるときは、各ハイビーム用灯具ユニットをタイミングをずらして点灯させる。

診断部５６は、各灯具ユニットの点灯状態を検出することにより、各灯具ユニットが故障しているか否か診断する。診断部５６は、電圧値あるいは電流値を検出することによって灯具ユニットの光源に断線、短絡、地絡などの故障が生じているか否かを診断する。これらの故障を診断する技術は公知であるためこれ以上の説明は省略する。診断部５６は、灯具ユニットの故障を検知した場合、その旨を示す信号を車両制御部１６に出力する。

図４（ａ）、（ｂ）は、車両用灯具１４の照射領域を示す。図４（ａ）は、通常時の灯具ユニットの照射領域を示し、図４（ｂ）は、診断時の灯具ユニットの照射領域を示す。ここで、通常時とは、ハイビーム用灯具ユニット２４がハイビーム用配光パターン形成を形成するときを意味する。つまり、ハイビーム用灯具ユニット２４を本来の目的のために使用するときを意味する。例えば、車両から１０ｍ前方の仮想スクリーン５８上において、水平ラインＨ（０°）に対して、ロービーム用灯具ユニット２６の水平カットライン６０が−０．５７°を向いているときをいう。このとき、ハイビーム用灯具ユニット２４は、その照射領域がロービーム用灯具ユニット２６の照射領域と一部重なるように、−０．５７°より下方の領域から上方を照射する。

一方、診断時は、灯具ユニットの光軸が通常時よりも下方を向くよう、灯具ユニットを回転させる。好ましくは、ハイビーム用灯具ユニット２４の照射領域の上側境界６２が、水平ラインＨに対して＋１°以下となるよう灯具ユニットを回転させる。この場合、車両から１０ｍ前方の位置の歩行者や周囲のドライバーに与えるグレアが低減される。なお、灯具ユニットの初期位置の検出では、灯具の光軸が通常時に対して３°〜４°程度下がった位置で灯具ユニットの所定の部分がストッパーに突き当たる。このときにハイビーム用灯具ユニット２４が点灯すると、その照射領域の上側境界６２は、水平ラインＨに対して０°〜＋１°となる。

以上のように構成された車両灯具システム１２の故障診断時の動作を説明する。図５は、故障診断時のハイビーム用灯具ユニット２４の点消灯のタイミングの一例を示す。図６（ａ）〜（ｅ）は、故障診断時の灯具ユニットの点灯状態を示す図である。図６（ａ）〜（ｅ）において網掛は、灯具ユニットが点灯状態にあることを示す。

図６（ａ）のごとく、すべての灯具ユニットが消灯状態にあるとする。まずエンジンが始動すると、車両制御部１６は、灯具ユニットの初期位置の検出と灯具ユニットの故障診断を指示する。点消灯制御部５４は、指示を受けると、灯具ユニットの初期位置の検出を開始する。点消灯制御部５４は、レベリング機構３０を制御して、灯具ユニットの所定の部分をストッパに突き当てる。点消灯制御部５４は、灯具ユニットがストッパに突き当てられた位置から所定角度だけ戻した初期位置すなわち光軸が通常時よりも下方向に向いた状態で灯具ユニットを維持する。

点消灯制御部５４は、図５のごとく、時間ｔ１（例えば２００ｍｓｅｃ）で目標輝度に到達するよう第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａを制御する。このとき、診断部５６は、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａが故障しているか否か診断する。診断部５６は、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａが故障している場合は、その旨を車両制御部１６に通知する。第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａが故障していない場合、図６（ｂ）のごとく、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａが点灯する。

続いて点消灯制御部５４は、図５のごとく、時間ｔ２（例えば３００ｍｓｅｃ）が経過すると、時間ｔ１で目標輝度に到達するよう第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂを制御する。このとき、診断部５６は、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂが故障しているか否か診断する。診断部５６は、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂが故障している場合は、その旨を車両制御部１６に通知する。第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂが故障していない場合、図６（ｃ）のごとく、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａに加えて第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂが点灯する。

同様に点消灯制御部５４は、図５のごとく、時間ｔ２が経過すると、時間ｔ１で目標輝度に到達するよう第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃを制御する。このとき、診断部５６は、第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃが故障しているか否か診断する。診断部５６は、第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃが故障している場合は、その旨を車両制御部１６に通知する。第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃが故障していない場合、図６（ｄ）のごとく、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａ、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂに加えて第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂが点灯する。

続いて点消灯制御部５４は、図５のごとく、時間ｔ２が経過すると、時間ｔ３（例えば３００ｍｓｅｃ）で消灯するよう第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａ、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂおよび第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃの輝度を徐変低下させる。すると、図６（ｅ）のごとく、第１ハイビーム用灯具ユニット２４ａ、第２ハイビーム用灯具ユニット２４ｂおよび第３ハイビーム用灯具ユニット２４ｃは消灯する。また、点消灯制御部５４は、レベリング機構３０を制御して、各灯具ユニットの光軸が通常時の方向を向くよう変化させる。

以上説明した実施の形態に係る車両灯具システム１２によると、レベリングを下げた状態で故障診断が実施される。そのため、ハイビーム用灯具ユニット２４の故障診断により歩行者や他車両の運転者にグレアを与えるのを抑止できる。

また、実施の形態に係る車両灯具システム１２によると、故障診断のためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるとき、ハイビーム用配光パターンを形成するためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるときよりも低い光度でハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させる。そのため、ハイビーム用灯具ユニット２４の故障診断により歩行者や他車両の運転者にグレアを与えるのをより確実に抑止できる。

また、実施の形態に係る車両灯具システム１２によると、灯具ユニットの初期位置を検出するためにレベリング機構３０によって灯具ユニットの光軸を下げたときに、ハイビーム用灯具ユニット２４の故障診断が実施される。したがって、これらを別々に実施する場合と比べ、初期位置の検出と故障診断に要する合計時間が短縮する。そのため、エンジンを始動したときの運転者の待機時間が減るため、ユーザに与える不快感が低減される。

また、実施の形態に係る車両灯具システム１２によると、故障診断のためにハイビーム用灯具ユニット２４を点灯させるとき、各ハイビーム用灯具ユニットをタイミングをずらして点灯させる。この場合、故障しているハイビーム用灯具ユニットがあるか否かを、目視でも容易に判別できる。

また、実施の形態に係る車両灯具システム１２によると、エンジンを始動すると、故障診断のために各ハイビーム用灯具ユニットがタイミングをずらして点灯する。一例としては、車両内側から順に点灯する。そのため、故障診断ができることに加え、車両の前方に存在する歩行者に当該車両の存在を認識させやすくなる。さらに、エンジンを始動したときの車両用灯具１４ひいては車両の見栄えが斬新になる。

以上、実施の形態に係る車両灯具システムの構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

（第１変形例）
実施の形態では、エンジンが始動すると故障診断を実施する場合について説明したが、これに限られない。例えば、ライトスイッチ１７をオンにしたときに故障診断を実施してもよい。つまり、車両用灯具１４への給電が開始されたときに、故障診断を実施すればよい。なお、例えば、車両灯具システム１２が故障診断の実行指示を受け付けるスイッチを備え、そのスイッチをオンにしたときに故障診断を実施してもよい。

（第２変形例）
実施の形態では、車両用灯具１４が３つのハイビーム用灯具ユニットを備える場合について説明したが、これに限られない。車両用灯具１４は、複数のハイビーム用灯具ユニットを備えていればよく、２つまたは４つ以上のハイビーム用灯具ユニットを備えていてもよい。

（第３変形例）
実施の形態では特に言及しなかったが、各ハイビーム用灯具ユニットの光源４０は、複数の個別光源により構成されていてもよい。この場合、水平一列に互いに隣接するよう複数の個別光源を配置してもよい。そして、各個別光源を、実質的に同時に点灯させても、時間差で点灯させてもよい。また、点消灯制御部５４は、それら複数の個別光源のすべてを点灯させても、その一部だけを点灯させてもよい。

１２ 車両灯具システム、 １４ 車両用灯具、 １６ 車両制御部、 ２４ ハイビーム用灯具ユニット、 ２４ａ 第１ハイビーム用灯具ユニット、 ２４ｂ 第２ハイビーム用灯具ユニット、 ２４ｃ 第３ハイビーム用灯具ユニット、 ３０ レベリング機構、 ４０ 光源、 ５６ 診断部。

Claims (6)

1. ハイビーム用配光パターンを形成可能な少なくとも１つの灯具ユニットと、
   前記灯具ユニットの光軸を上下方向に変化させるレベリング手段と、
   前記灯具ユニットの点消灯および前記レベリング手段を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、点灯指示の有無にかかわらず、前記レベリング手段により前記灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させた状態で前記灯具ユニットが所定時間点灯するよう制御することを特徴とする車両灯具システム。
2. 前記制御部は、前記灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させた状態で前記灯具ユニットを所定時間点灯させるとき、ハイビーム用配光パターンを形成するために前記灯具ユニットを点灯させるときよりも低い光度で前記灯具ユニットが点灯するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の車両灯具システム。
3. 前記制御部は、前記灯具ユニットに設けられた光源に最初に給電されたときに、前記灯具ユニットの初期位置を検出するために前記レベリング手段により前記灯具ユニットの光軸を通常時よりも下方向に変化させ、その状態で前記灯具ユニットが所定時間点灯するよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両灯具システム。
4. 前記灯具ユニットの点灯状態を検出することによって前記灯具ユニットを故障診断し、故障と診断された場合に、前記灯具ユニットが故障していることを示す信号を前記制御部に送る診断部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両灯具システム。
5. 本車両灯具は、複数の前記灯具ユニットを備え、
   前記制御部は、複数の前記灯具ユニットが時間差で点灯するよう制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両灯具システム。
6. 前記制御部は、車両内側に位置する灯具ユニットから順に複数の前記灯具ユニットが点灯するよう制御することを特徴とする請求項５に記載の車両灯具システム。

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