JP2017056762A - 車両用前照灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光源を用いる車両用前照灯システムにおいて、車両に衝撃が与えられてから車両用前照灯を消灯（又は減光）させるまでのタイムラグを短縮する。【解決手段】車両用前照灯システム１は、第１ランプユニット１６と、レーザー光源を有する第２ランプユニット１４と、第１ランプユニット１６を駆動する第１駆動部１５と、第２ランプユニット１４を駆動する第２駆動部１３と、第１駆動部１５と第２駆動部１３の動作を制御するランプ制御部１０と、車両に与えられた衝撃を検出する衝撃検出センサ２２と、を含み、ランプ制御部１０は、衝撃検出センサ２２の検出信号の大きさが第１閾値よりも大きいときに、第１ランプユニット１６を増光させ、かつ第２ランプユニット１４を減光若しくは消灯させるように、第１駆動部１５と第２駆動部１３の各々を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯システムに関する。

特表２０１５−５０６３０１号公報（特許文献１）には、エアバッグシステムに備わった加速度センサから検出信号を取得し、この検出信号に基づいて車両に破損等が生じている可能性を判定し、必要に応じてヘッドランプを消灯させる技術が開示されている。このような技術によれば、レーザー光源を用いる車両用前照灯が正常に作動していない際における安全性をより高めることが可能となる。

ところで、通常、エアバッグシステムとランプシステムとは互いに独立して動作しており、両者間での情報通信は車内に設置された通信ネットワークを介して行われる。このため、ランプシステムがエアバッグシステムから上記した加速度センサからの検出信号の情報を受信するまでにはある程度の時間を要する。従って、車両に破損等を生じさせるような衝撃が加速度センサによって検出されてから実際に車両用前照灯が消灯するまでにはタイムラグが発生してしまうという不都合がある。

特表２０１５−５０６３０１号公報

本発明に係る具体的態様は、レーザー光源を用いる車両用前照灯システムにおいて、車両に衝撃が与えられてから車両用前照灯を消灯（又は減光）させるまでのタイムラグを短縮することが可能な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システムは、（ａ）第１ランプユニットと、（ｂ）レーザー光源を有する第２ランプユニットと、（ｃ）前記第１ランプユニットを駆動する第１駆動部と、（ｄ）前記第２ランプユニットを駆動する第２駆動部と、（ｅ）前記第１駆動部と前記第２駆動部の動作を制御するランプ制御部と、（ｆ）車両に与えられた衝撃を検出する衝撃検出センサと、を含み、（ｇ）前記ランプ制御部は、前記衝撃検出センサの検出信号の大きさが第１閾値よりも大きいときに、前記第１ランプユニットを増光させ、かつ前記第２ランプユニットを減光若しくは消灯させるように、前記第１駆動部と前記第２駆動部の各々を制御する、車両用前照灯システムである。

上記構成によれば、車両に備わったエアバッグシステムの作動状態を検出するまでの時間を要することなく速やかに第２ランプユニットを消灯または減光させることができる。従って、車両に衝撃が与えられてから車両用前照灯を消灯させるまでのタイムラグを短縮することが可能となる。また、このときに第１ランプユニットの光量を増加させることにより、第２ランプユニットの光量の減少を補って前方視認性を確保することができる。

上記の車両用前照灯システムにおいて、前記ランプ制御部は、車両に備わったエアバッグシステムの作動状態を示す情報を取得しており、当該情報に基づいて、前記エアバッグシステムが作動していないことを検出した場合には、前記第１ランプユニット及び前記第２ランプユニットの各々の光量を元に戻すように制御し、前記エアバッグシステムが作動したことを検出した場合には、少なくとも前記第２ランプユニットを消灯状態とするように制御する、ことも好ましい。

これにより、エアバッグシステムが作動していない場合には第１ランプユニットと第２ランプユニットの光量を速やかに元の状態へ戻すことができる。

上記の車両用前照灯システムにおいて、前記第１閾値は、前記エアバッグシステムにおいて前記車両に与えられた衝撃を検出する際に用いられる第２閾値よりも小さく設定されている、ことも好ましい。

それにより、エアバッグシステムよりも衝撃検知の感度を高くして、衝撃をより早いタイミングで検知することができる。

上記の車両用前照灯システムは、（ｈ）前記第１ランプユニットの姿勢を可変させるアクチュエータと、（ｉ）前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と、を更に含み、（ｊ）前記ランプ制御部は、前記衝撃検出センサの検出信号の大きさが第１閾値よりも大きいときに、前記アクチュエータによって前記第１ランプユニットの姿勢を変更させるように前記アクチュエータ駆動部の動作を制御する、ことも好ましい。

それにより、第２ランプユニットが受け持っていた光照射範囲における光量の低下を第１ランプユニットの光照射方向の変更によって補うことが可能となり、前方視認性を確保することができる。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムを含んだ車載システムの構成を示すブロック図である。 図２は、レーザーランプユニットの構成例を示す縦断面図である。 図３は、ＬＥＤランプユニットの構成例を示す側面図である。 図４は、レーザーランプユニット、ＬＥＤランプユニットにおいて光量制御を行う方法について説明するための図である。 図５は、車載システムにおける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を含んだ車載システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の車載システムは、車両用前照灯システム１、エアバッグシステム２、および、両者間を情報通信可能に接続する通信ネットワーク３を含んで構成されている。

車両用前照灯システム１は、ランプ制御部１０、ランプユニット１１、インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１２を含んで構成されている。

ランプ制御部１０は、車両用前照灯システム１の全体動作を制御する。ランプユニット１１は、車両前部の左右にそれぞれ１つ設置されており、車両の前方へ光照射を行う。Ｉ／Ｆ回路１２は、ランプ制御部１０が通信ネットワーク３を介してエアバッグシステム２との間で情報通信を行うために必要な処理を実行する。

ランプユニット１１は、レーザー駆動回路１３、レーザーランプユニット１４、ＬＥＤ駆動回路１５、ＬＥＤランプユニット１６、アクチュエータ駆動回路１７、アクチュエータ１８、加速度センサ１９を含んで構成されている。なお、ＬＥＤランプユニット１６が「第１ランプユニット」に対応し、レーザーランプユニット１４が「第２ランプユニット」に対応する。

レーザー駆動回路１３は、ランプ制御部１０から供給される制御信号に基づいてレーザーランプユニット１４を駆動する。レーザーランプユニット１４は、レーザー光源を含んで構成されており、レーザー駆動回路１３から供給される電力によって駆動されて光を放出する。

ＬＥＤ駆動回路１５は、ランプ制御部１０から供給される制御信号に基づいてＬＥＤランプユニット１６を駆動する。ＬＥＤランプユニット１６は、ＬＥＤ素子を有する光源を含んで構成されており、ＬＥＤ駆動回路１５から供給される電力によって駆動されて光を放出する。

アクチュエータ駆動回路１７は、ランプ制御部１０から供給される制御信号に基づいてアクチュエータ１８を駆動する。アクチュエータ１８は、モータなど機械的動作を行う部品を含んでおり、アクチュエータ駆動回路１７によって駆動されて、ＬＥＤランプユニット１６の姿勢（上下または左右の向き）を変化させる。

加速度センサ１９は、ランプユニット１１の筐体内に設置されており、車両に与えられた衝撃（加速度）を検出する。

エアバッグシステム２は、エアバッグ制御部２０、エアバッグユニット２１、加速度センサ２２、Ｉ／Ｆ回路２３を含んで構成されている。

エアバッグ制御部２０は、エアバッグシステム２の全体動作を制御する。エアバッグユニット２１は、車両の車室内に設置されており、車両に一定以上の衝撃が与えられた際にエアバッグを車室内へ向けて膨張させるように作動する。

加速度センサ２２は、車両の所定位置に設置されており、車両に与えられた衝撃（加速度）を検出する。Ｉ／Ｆ回路２３は、エアバッグ制御部２０が通信ネットワーク３を介して車両用前照灯システム１との間で情報通信を行うために必要な処理を実行する。

図２は、レーザーランプユニットの構成例を示す縦断面図である。図２に示すレーザーランプユニット１４は、プロジェクタ型のランプユニットであり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されて車両用前照灯を構成する。このレーザーランプユニット１４は、発光ユニット１１０、投影レンズ１２０、反射面１３０、これらを保持する保持部材１４０等を含んで構成されている。

発光ユニット１１０は、レーザー光を放出する半導体レーザー素子１１２、このレーザー光の少なくとも一部を吸収して波長変換する波長変換部材１１４、半導体レーザー素子１１２からのレーザー光を集光して波長変換部材１１４へ入射させる集光レンズ１１６、これらを保持するホルダ１１８を備えている。波長変換部材１１４は、ホルダ１１８の上部開口端を覆った状態でホルダ１１８上部の予め定められた箇所に固定されている。

このレーザーランプユニット１４においては、半導体レーザー素子１１２からのレーザー光が集光レンズ１１６によって集光されて、半導体レーザー素子１１２から離間した位置に配置された波長変換部材１１４へ入射する。そして、レーザー光が入射した波長変換部材１１４は、これを透過するレーザー光とレーザー光による発光との混色による白色光（疑似白色光）をその上面から放出する。波長変換部材１１４から放出される光は、反射面１３０で反射され、投影レンズ１２０を透過して前方に照射されて、仮想鉛直スクリーン上に所定配光パターンのハイビームを形成する。

図３は、ＬＥＤランプユニットの構成例を示す側面図である。図３に示すＬＥＤランプユニット１６は、プロジェクタ型のランプユニットであり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されて車両用前照灯を構成する。このＬＥＤランプユニット１６は、投影レンズ２２０、光源ユニット２２２、レンズ保持枠２２４、ヒートシンク２２６を含んで構成されている。

投影レンズ２２０は、例えば、前方側表面（出射面）が凸面で後方側表面（入射面）が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ２２０は、その後側焦点面上の光源像を反転像として投影する。投影レンズ２２０は、レンズ保持枠２２４に保持されてヒートシンク２２６にネジ止め固定されている。

光源ユニット２２２は、投影レンズ２２０の後側焦点Ｆ（又はその近傍）配置されており、複数のＬＥＤを有する。これらのＬＥＤ（発光素子）は、ヒートシンク２２６の鉛直面に固定された金属製の基板上に、光軸ＡＸに対して直交する方向かつ水平方向に一定間隔（例えば２ｍｍ程度）をおいて一列に配置されている。各ＬＥＤとしては、例えば、同一構成の白色ＬＥＤ（青色ＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ、近紫外ＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤ、又は、ＲＧＢ各色のＬＥＤチップを組み合わせた白色ＬＥＤ）を用いることが可能である。

このＬＥＤランプユニット１６においては、光源ユニット２２２の各ＬＥＤから放射された光が投影レンズ２２０を透過して前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン上に所定配光パターンのロービーム（すれ違いビーム）が形成される

図４は、レーザーランプユニット、ＬＥＤランプユニットにおいて光量制御を行う方法について説明するための図である。光源（レーザー素子またはＬＥＤ素子）Ｄ１に与えられる駆動電圧をＶ１、光源Ｄ１の順方向電圧をＶｆ、光源Ｄ１と直列接続された電流制限用抵抗の抵抗値をＲ１とすると、光電Ｄ１に流れる電流Ｉｄは以下のように表される。
Ｉｄ＝（Ｖ１−Ｖｆ）／Ｒ１
このため、駆動回路（レーザー駆動回路１３またはＬＥＤ駆動回路１５）によって供給する駆動電圧Ｖ１を増減させることによって電流Ｉｄの大きさを変化させ、それにより光源Ｄ１から出射する光の光量を制御することができる。

図５は、車載システムにおける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、図５に示すフローチャートを参照しながら車両用前照灯システム１の動作について詳細に説明する。

車両に与えられた衝撃（加速度）がランプユニット１１の加速度センサ１９によって検出されると（ステップＳ１１）、ランプ制御部１０は、加速度センサ１９から出力される検出信号に基づいて加速度の検出値の大きさが予め設定された閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。加速度センサ１９によって検出された加速度の検出値が閾値以下である場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

加速度が閾値より大きい場合に（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ランプ制御部１０は、レーザーランプユニット１４の放出する光の光量を減少させる（ステップＳ１３）。具体的には、ランプ制御部１０からレーザー駆動回路１３へ制御信号が供給され、それに基づいてレーザー駆動回路１３からレーザーランプユニット１４へ供給される駆動電力（駆動電圧）が減少することにより光量が制御される。なお、レーザーランプユニット１４は、光量をゼロ、すなわち消灯状態に制御されてもよい。

また、ランプ制御部１０は、ＬＥＤランプユニット１６の放出する光の光量を増加させる（ステップＳ１４）。具体的には、ランプ制御部１０からＬＥＤ駆動回路１５へ制御信号が供給され、それに基づいてＬＥＤ駆動回路１５からＬＥＤランプユニット１６へ供給される駆動電力（駆動電圧）が増加することによって光量が制御される。

ここで、ランプ制御部１０は、ＬＥＤランプユニット１６の増光に併せて、ＬＥＤランプユニット１６の姿勢を変化させることによって配光パターンを変更してもよい。具体的には、ランプ制御部１０からアクチュエータ駆動回路１７へ制御信号が供給され、それに基づいてアクチュエータ１８が作動することにより、ＬＥＤランプユニット１６の姿勢が変化する。例えば、ＬＥＤランプユニット１６の姿勢を標準状態よりも上向きに制御されることにより、ＬＥＤランプユニット１６から放出される光が車両前方のより遠い範囲まで届くようになる。それにより、レーザーランプユニット１４が減光ないし消灯したことによる車両の遠方における光量の減少を補うことができる。

次に、ランプ制御部１０は、エアバッグシステム２から動作状況に関する情報を取得することにより、エアバッグユニット２１が作動しているか否かを判定する（ステップＳ１５）。ここで、エアバッグシステム２は、自身の備える加速度センサ２２において所定の閾値を超える衝撃が検出された場合に、エアバッグ制御部２０の制御によってエアバッグユニット２１が作動する。

エアバッグユニット２１が作動していない場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、ランプ制御部１０は、レーザーランプユニット１４、ＬＥＤランプユニット１６の各々を通常状態に復帰させる（ステップＳ１６）。すなわち、ランプ制御部１０は、レーザーランプユニット１４の光量を元の状態となるように増加させ、ＬＥＤランプユニット１６の光量を元の状態となるように減少させる。

また、エアバッグユニット２１が作動していた場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、ランプ制御部１０は、ＬＥＤランプユニット１６については光量を増加させた状態を維持し、かつ、レーザーランプユニット１４については減光状態であれば消灯状態とし、消灯状態であればそのままの状態を維持させる（ステップＳ１７）。

なお、上記ステップ１２において使用される閾値、すなわち加速度センサ１９の検出する加速度に対して設定される閾値（第１の閾値）は、エアバッグユニット２において加速度センサ２２の検出する加速度に対してエアバッグユニット２１の作動の要否を判定するために設定される閾値（第２の閾値）よりも低い値であることが望ましい。それにより、エアバッグユニット２よりも衝撃検知の感度を高くして、衝撃をより早いタイミングで検知することができる。

以上のような実施形態によれば、レーザー光源を用いる車両用前照灯システムにおいて、車両に衝撃が与えられてから車両用前照灯を消灯させるまでのタイムラグを短縮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。例えば、上記した実施形態におけるＬＥＤランプユニットは、他のランプユニット（例えば、ハロゲンランプ等）に置き換えてもよい。

また、上記した実施形態において、万一、車両用前照灯システム１の加速度センサ１９が故障していた場合に対応するために、エアバッグシステム２からエアバッグユニット２１が作動していることを示す情報を受信した場合には、加速度センサ１９の検出信号の大きさに関わらずレーザーランプユニット１４を消灯（または減光）するように制御してもよい。

また、車両用前照灯システム１とエアバッグシステム２の間で互いの動作状態について定期的に情報通信を行うようにし、通信不良が発生した場合にはレーザーランプユニット１４を消灯（または減光）するように制御してもよい。このとき、ＬＥＤランプユニット１６については、通常点灯もしくは増光、必要に応じてアクチュエータ１８による配光パターンの制御を行うことも好ましい。さらに、通信不良が発生した場合には車両用前照灯システム１のランプ制御部１０からＩ／Ｆ回路１２を介して他の車載装置へ情報を送信することにより、通信不良の発生を示す警告を行ってもよい。この場合における警告は、例えば車両のインストルメントパネルやカーナビゲーション装置の表示部を用いて表示される。

また、上記した実施形態におけるレーザーランプユニットは一般的なすれ違いビームを発生させるものとして説明していたが、レーザー光をミラー等によって走査することにより、前方に存在する他車両などの位置に応じて選択的な光照射を行うタイプのレーザーランプユニットを備える車両用前照灯システムであっても本発明を適用することができる。

また、上記した実施形態では車両への衝撃を検出するセンサの一例として加速度センサ１９を例示していたが、他のセンサ、例えばフォトセンサ、位置検出センサ、音センサに置き換えることもできる。

１：車両用前照灯システム
２：エアバッグシステム
３：通信ネットワーク
１０：ランプ制御部
１１：ランプユニット
１２：インタフェース回路
１３：レーザー駆動回路
１４：レーザーランプユニット
１５：ＬＥＤ駆動回路
１６：ＬＥＤランプユニット
１７：アクチュエータ駆動回路
１８：アクチュエータ
１９：加速度センサ
２０：エアバッグ制御部
２１：エアバッグユニット
２２：加速度センサ
２３：インタフェース回路

Claims (4)

1. 第１ランプユニットと、
   レーザー光源を有する第２ランプユニットと、
   前記第１ランプユニットを駆動する第１駆動部と、
   前記第２ランプユニットを駆動する第２駆動部と、
   前記第１駆動部と前記第２駆動部の動作を制御するランプ制御部と、
   車両に与えられた衝撃を検出する衝撃検出センサと、
   を含み、
   前記ランプ制御部は、前記衝撃検出センサの検出信号の大きさが第１閾値よりも大きいときに、前記第１ランプユニットを増光させ、かつ前記第２ランプユニットを減光若しくは消灯させるように、前記第１駆動部と前記第２駆動部の各々を制御する、
   車両用前照灯システム。
2. 前記ランプ制御部は、車両に備わったエアバッグシステムの作動状態を示す情報を取得しており、当該情報に基づいて、前記エアバッグシステムが作動していないことを検出した場合には、前記第１ランプユニット及び前記第２ランプユニットの各々の光量を元に戻すように制御し、前記エアバッグシステムが作動したことを検出した場合には、少なくとも前記第２ランプユニットを消灯状態とするように制御する、
   請求項１に記載の車両用前照灯システム。
3. 前記第１閾値は、前記エアバッグシステムにおいて前記車両に与えられた衝撃を検出する際に用いられる第２閾値よりも小さく設定されている、
   請求項１又は２に記載の車両用前照灯システム。
4. 前記第１ランプユニットの姿勢を可変させるアクチュエータと、
   前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と、
   を更に含み、
   前記ランプ制御部は、前記衝撃検出センサの検出信号の大きさが第１閾値よりも大きいときに、前記アクチュエータによって前記第１ランプユニットの姿勢を変更させるように前記アクチュエータ駆動部の動作を制御する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用前照灯システム。

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