JP2021123326A - 可変配光システム - Google Patents

Abstract

【課題】夜間のドライバの視界をより良好に保つ。
【解決手段】可変配光システムは、車両前方の路面に対し略平行な方向にハイビームを照射する第一発光部１１と、ハイビームが照射される方向よりも下方向に向けてロービームを照射する第二発光部１２と、ハイビームの照射範囲及びロービームの照射範囲の間を補間するように補助ハイビームを照射する可変配光ユニット１３と、車両１の車速を検出する車速センサー３と、車速センサー３により検出された車速に応じて補助ハイビームの照射範囲を変更する制御装置２と、を備える。制御装置２は、車速が遅いほど車両１から近い位置が照射範囲となるよう可変配光ユニット１３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前方を照らすヘッドランプの照射範囲を変更可能な可変配光システムに関する。

既存のヘッドランプ技術として、ＡＤＢ（可変配光ヘッドランプ）が存在する。ＡＤＢの機能とは、夜間に前方の車両を検知した場合、前方の車両に対してハイビームの光が直接的に当たらないよう、当該前方車両の部分を遮光するものである。また、車両の走行方向又は操舵角と車速に応じて照射方向及び範囲を制御する配光制御を実施するようにした技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−２３８５７６号公報

しかしながら、ＡＤＢの機能だけでは、夜間のドライバの視界をより良好に保つためには改良の余地がある。
本件の可変配光システムは、このような課題に鑑み案出されたもので、夜間のドライバの視界をより良好に保つことを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）ここで開示する可変配光システムは、車両前方の路面に対し略平行な方向にハイビームを照射する第一発光部と、前記ハイビームが照射される方向よりも下方向に向けてロービームを照射する第二発光部と、前記ハイビームの照射範囲及び前記ロービームの照射範囲の間を補間するように補助ハイビームを照射する可変配光ユニットと、前記車両の車速を検出する車速センサーと、前記車速センサーにより検出された前記車速に応じて前記補助ハイビームの照射範囲を変更する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記車速が遅いほど前記車両から近い位置が前記照射範囲となるよう前記可変配光ユニットを制御する。

（２）前記照射範囲は、照射される上下方向である照射方向と、照射される車幅方向の広がりである車幅方向長さとで規定され、前記制御装置は、前記車速が遅いほど前記補助ハイビームの前記照射方向が下向きになるよう前記可変配光ユニットを制御することが好ましい。
（３）前記制御装置は、補助ハイビームの前記照射方向が水平方向よりも下向きとなるように、前記可変配光ユニットを制御することが好ましい。
（４）前記制御装置は、前記車両から近い位置ほど、前記補助ハイビームの照射範囲の車幅方向長さが長くなるように、前記可変配光ユニットを制御することが好ましい。
（５）前記制御装置は、少なくとも前記車速が所定車速以下の中低車速時には、前記ロービームの前記車幅方向長さよりも前記補助ハイビームの前記車幅方向長さが長くなるように、前記可変配光ユニットを制御することが好ましい。
（６）前記制御装置は、前記車両の前方に走行車両が存在する場合、前記第一発光部を消灯することが好ましい。
（７）前記制御装置は、前記車速センサーにより検出された前記車速に応じて前記補助ハイビームの照射範囲を自動変更することが好ましい。

開示した可変配光システムによれば、補助ハイビームによって、夜間のドライバの視界をより良好に保つことができる。

実施形態に係る可変配光システムを備えた車両の正面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 車速ごとの照射パターンを説明するための図２に対応する図であり、（ａ）は高速時、（ｂ）は中速時、（ｃ）は低速時を示す。 車速ごとの照射範囲を説明するための走行路の平面図（上から見た図）であり、（ａ）は高速時、（ｂ）は中速時、（ｃ）は低速時又は停止時を示す。 先行車が存在する場合の、車速ごとの照射範囲を説明するための図であってドライバから見たときの走行路の状態を示す図であり、（ａ）は高速時、（ｂ）は中速時、（ｃ）は低速時を示す。 先行車が存在しない場合の、車速ごとの照射範囲を説明するための図であってドライバから見たときの走行路の状態を示す図であり、（ａ）は高速時、（ｂ）は中速時、（ｃ）は低速時を示す。

図面を参照して、実施形態としての可変配光システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

以下の説明では、車両の前進方向を車両前方（単に「前方」という）とし、後進方向を車両後方（単に「後方」という）とし、前方を基準に左右を定める。なお、車両の左右方向を「車幅方向」ともいい、車両前後方向を単に「前後方向」という。また、重力の方向を下方、その逆を上方として上下方向を定める。

［１．構成］
図１に示すように、本実施形態の可変配光システムは、車両１の車速に応じてヘッドランプ１０の照射範囲を可変にするシステムであり、ヘッドランプ１０と、制御装置２０と、車両１の車速を検出する車速センサー３０とを備える。

ヘッドランプ１０は、車両１の前方の路面に対し略平行な方向にハイビームを照射する第一発光部１１と、ハイビームが照射される方向よりも下方向に向けてロービームを照射する第二発光部１２と、を有する。これら二種類の発光部１１，１２は従来周知の構成（例えば光学ユニット）である。ヘッドランプ１０はさらに、ハイビームの照射範囲及びロービームの照射範囲の間を補間するように補助ハイビームを照射する可変配光ユニット１３を有する。なお、左右のヘッドランプ１０は同様に（左右対称に）構成される。

制御装置２０は、車両１に搭載される電子制御装置〔ＥＣＵ（Electronic Control Unit）〕の一つであり、プロセッサとメモリとを搭載した電子デバイスである。プロセッサとは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit），ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのマイクロプロセッサであり、メモリとは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），不揮発メモリなどである。制御装置２０で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されて、プロセッサによって実行される。

制御装置２０は、車速センサー３０により検出された車速に応じて補助ハイビームの照射範囲を自動変更する。より具体的には、制御装置２０は、車速が遅いほど車両１から近い位置が照射範囲となるよう可変配光ユニット１３を制御する。つまり、照射範囲は、照射される上下方向である照射方向と、照射される車幅方向の広がりである車幅方向長さとで規定され、制御装置２０は、車速が遅いほど補助ハイビームの照射方向が下向きになるよう可変配光ユニット１３を制御する。また、本実施形態の制御装置２０は、補助ハイビームの照射方向が水平方向よりも下側となるように可変配光ユニット１３を制御する。

図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図中に示す矢印ＦＲは車両1の前方を示し、矢印ＬＨは車両1の左側方を示す。図２に示すように、本実施形態の可変配光ユニット１３は、複数の（ここでは三つ）の発光部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（以下「発光部１３ａ〜１３ｃ」とも表記する）と、これら発光部１３ａ〜１３ｃから出射された光を反射するリフレクター１４とを有する。発光部１３ａ〜１３ｃは例えばＬＥＤライトで構成され、車両前後方向に並設される。各発光部１３ａ〜１３ｃは、車速に応じて点消灯する。ヘッドランプ１０は、発光部１３ａ〜１３ｃから出射された光がリフレクター１４で反射するため、車速に応じた照射範囲を照らす。

車両後方に位置する発光部１３ａは、高車速時に点灯する高車速用発光部である。車両前方に位置する発光部１３ｃは、低車速時に点灯する低車速用発光部である。二つの発光部１３ａ，１３ｃの間に位置する発光部１３ｂは、中車速時に点灯する中車速発光部である。高車速用発光部１３ａは焦点位置に配置され、中車速用発光部１３ｂ及び低車速用発光部１３ｃは焦点位置から外れて配置される。

図３（ａ）に示すように、高車速用発光部１３ａの点灯時には、ＬＥＤライトの光がリフレクター１４で反射し、車両１の前方の車両１から離れた遠方を照射する。図３（ｂ）に示すように、中車速用発光部１３ｂの点灯時には、ＬＥＤライトの光がリフレクター１４で反射して車両１の前方に対して斜め方向（斜め側方）に進み、車両１の側方を照射する。これにより、車幅方向長さも大きくなり、また同時に、照射方向も車両１に近い位置を照射するように変更される。図３（ｃ）に示すように、低車速用発光部１３ｃの点灯時には、ＬＥＤライトの光がリフレクター１４で反射して車両前方に対してより斜め方向（より斜め側方）に進み、車両１の側方を照射する。これにより、車幅方向長さもさらに大きくなり、また同時に、照射方向も車両１により近い位置を照射するように変更される。
なお、図３（ｂ），（ｃ）に示す例では、ＬＥＤライトの光がリフレクター１４で反射して車両１の前方に対して斜め方向に向かうため、補助ハイビームによる車両１の前方の照射光量は減少するが、この部分はロービームで照射されるため光量は確保される。

本実施形態の制御装置２０は、可変配光ユニット１３の三つの発光部１３ａ〜１３ｃの点消灯を切り替えることで、補助ハイビームの照射範囲を変更する。図４（ａ）〜（ｃ）は、車速ごとの照射範囲を説明するための走行路の平面図（上から見た図）であり、それぞれ、高速時、中速時、低速時又は停止時を示す。また、ここでは交差点を挟んだ車両１の前方に対向車８０がいる場合を示す。図中の符号Ｒ１はハイビームの照射範囲、符号Ｒ２はロービームの照射範囲、符号Ｒ３は補助ハイビームの照射範囲をそれぞれ示す。ハイビームの照射範囲Ｒ１及びロービームの照射範囲Ｒ２はいずれも、車速にかかわらず一定である。また、ハイビーム及びロービームの各照射範囲Ｒ１，Ｒ２の車幅方向長さは略同一である。

本実施形態の制御装置２０は、車速が遅いほど、補助ハイビームの照射範囲Ｒ３を車両１に近づける。すなわち、照射方向を下向きに変更する。さらに、制御装置２０は、車両１から近い位置ほど、ロービームの照射範囲Ｒ３の車幅方向長さに対する補助ハイビームの照射範囲の車幅方向長さが長くなるように、可変配光ユニット１３を制御する。すなわち、図４（ｂ）に示す補助ハイビームの照射範囲Ｒ３は、図４（ａ）に示すものよりも車幅方向に広がっており、図４（ｃ）に示す補助ハイビームの照射範囲Ｒ３は、図４（ｂ）に示すものよりも車幅方向に広がっている。なお、図４（ａ）〜（ｃ）では、対向車８０のドライバがまぶしさを感じにくいように、ロービームの照射範囲Ｒ２が一部欠けたものを例示している。

図５（ａ）〜（ｃ）は、先行車９０が存在する場合の、車速ごとの照射範囲を説明するための図であってドライバから見たときの走行路の状態を示す。なお、図５（ａ）は車速が第１所定車速よりも大きい高速時、図５（ｂ）は車速が第１所定車速以下で且つ第１所定車速よりも低速の第２所定車速よりも大きい中速時、図５（ｃ）は車速が第２所定車速以下の低速時を示し、図示しない車両１（自車両）と先行車９０との車間距離が徐々に短くなっている。図５（ａ）〜（ｃ）では、ハイビームが照射された場合の照射範囲Ｒ１を二点鎖線で示す。また、図６（ａ）〜（ｃ）は、先行車９０が存在しない場合の、車速ごとの照射範囲を説明するための図であって、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。図５（ａ）〜（ｃ）と図６（ａ）〜（ｃ）とは、先行車９０の有無及びハイビームの照射の有無が異なる点を除き同様である。

本実施形態の制御装置２０は、車両１の前方に走行車両が存在する場合（例えば先行車９０）が存在する場合には、第一発光部１１を消灯し、ハイビームを照射しないようにする。なお、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、対向車８０が存在する場合に、ハイビームを照射しないよう第一発光部１１を消灯してもよい。

図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、車両１の車速が高い場合には、補助ハイビームがハイビームの照射範囲Ｒ１とロービームの照射範囲Ｒ２とのそれぞれに部分的に重なるように照射される。このとき、補助ハイビームの照射範囲の車幅方向長さは、ハイビーム及びロービームの各照射範囲Ｒ１，Ｒ２の車幅方向長さと略同一である。すなわち、高車速時には、補助ハイビームは、特に車両１の前側遠方を照射する。

図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、車両１の車速が中程度の場合には、補助ハイビームがハイビームの照射範囲Ｒ１よりもロービームの照射範囲Ｒ２とより重なるように、やや下方へ照射される。このとき、補助ハイビームの照射範囲の車幅方向長さは、ハイビーム及びロービームの各照射範囲Ｒ１，Ｒ２の車幅方向長さよりも長い。すなわち、中車速時には、補助ハイビームは、車両１の前方も照らしつつ側方も照射する。

図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、車両１の車速が低い場合には、補助ハイビームがロービームの照射範囲Ｒ２を略包含するように、より手前側（車両１に近い位置に）照射される。このとき、補助ハイビームの照射範囲の車幅方向長さは、ハイビーム及びロービームの各照射範囲Ｒ１，Ｒ２の車幅方向長さよりもより長くなる。すなわち、低車速時には、補助ハイビームは、車両１の側方をおもに照射する。

［２．作用，効果］
したがって、上述した可変配光システムによれば、ハイビームの照射範囲Ｒ１とロービームの照射範囲Ｒ２との間を補間するように補助ハイビームが照射されることから、従来では照らすことが難しかった二つの照射範囲Ｒ１，Ｒ２の間の領域も照らすことができる。さらに、補助ハイビームの照射範囲は車速に応じて制御されるものであり、車速が遅いほど照射方向が下向きにされて手前側（車両１に近い位置）が照らされるため、適切に夜間のドライバの視界をより良好に保つことができる。また、車速が遅いほど照射範囲Ｒ３の車幅方向長さが長くされて車両１のより側方まで照らされるため、この点からも、夜間のドライバの視界をより良好に保つことができる。

具体的には、制御装置２０が、高速時には車両前方の遠方を補助ハイビームによって追加照射するため、遠方の視界を確保できる。また、中速時には、車両前方であってハイビームの照射範囲Ｒ１とロービームの照射範囲Ｒ２との間を補間するよう補助ハイビームによって追加照射するため、例えばカーブ走行時の視界を確保できる。また、低速時には、車両前方近傍の側方が補助ハイビームによって追加照射されるため、例えば交差点への進入時の視界を確保できる。

上述した可変配光システムでは、制御装置２０により、補助ハイビームの照射方向が水平方向よりも下側となるように可変配光ユニット１３が制御される。このため、車両１の前方を走行する他車両が存在するときに補助ハイビームを照射し続けても、この他車両のドライバにまぶしさを与えにくくすることができる。

上述した可変配光システムでは、制御装置２０により、車両１から近い位置ほど、ロービームの照射範囲Ｒ２の車幅方向長さに対する補助ハイビームの照射範囲Ｒ３の車幅方向長さが長くなるように可変配光ユニット１３が制御される。このため、車速が遅いほど車両１の近くが照らされ、且つ、車幅方向の広い範囲に亘って明るくなることから、ドライバの視界をさらに良好に保つことができる。

上述した可変配光システムによれば、車両１の前方に走行車両が存在する場合には、第一発光部１１が消灯されるため、ハイビームが照射されなくなり、他車両のドライバにまぶしさを与えにくくすることができる。また、この場合であっても補助ハイビームは照射されることから、ドライバの視界をより良好に保つことができる。

［３．その他］
上述した可変配光システムの構成は一例である。例えば、可変配光ユニット１３に設けられる発光部の個数は三つに限られないし、その配置も上述したものに限られない。また、可変配光ユニット１３に設けられる発光部の点消灯パターンを変えることで補助ハイビームの照射範囲を変更する構成の代わりに、リフレクター１４を可動式にしてもよい。補助ハイビームの照射範囲の変更手法は上述した構成に限られない。
また、上記の可変配光システムでは、車速に応じて高速，中速，低速の３段階に照射範囲を制御しているが、照射範囲は二段階制御であってもよく、より多段の制御であってもよく、さらに無段階の制御であってもよい。

ハイビーム及びロービームの各照射範囲Ｒ１，Ｒ２は一例であって、上述した構成に限られない。また、ハイビームの点消灯も上述した構成でなくてもよい。また、補助ハイビームの照射範囲は、少なくとも前後位置を制御すればよく、車幅方向長さが車速によらず一定であってもよい。

１ 車両
１０ ヘッドランプ
１１ 第一発光部
１２ 第二発光部
１３ 可変配光ユニット
１３ａ 高車速用発光部
１３ｂ 中車速用発光部
１３ｃ 低車速用発光部
１４ リフレクター
２０ 制御装置
３０ 車速センサー
８０ 対向車（走行車両）
９０ 先行車（走行車両）
Ｒ１ ハイビームの照射範囲
Ｒ２ ロービームの照射範囲
Ｒ３ 補助ハイビームの照射範囲

Claims (7)

1. 車両前方の路面に対し略平行な方向にハイビームを照射する第一発光部と、
   前記ハイビームが照射される方向よりも下方向に向けてロービームを照射する第二発光部と、
   前記ハイビームの照射範囲及び前記ロービームの照射範囲の間を補間するように補助ハイビームを照射する可変配光ユニットと、
   前記車両の車速を検出する車速センサーと、
   前記車速センサーにより検出された前記車速に応じて前記補助ハイビームの照射範囲を変更する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記車速が遅いほど前記車両から近い位置が前記照射範囲となるよう前記可変配光ユニットを制御する
   ことを特徴とする、可変配光システム。
2. 前記照射範囲は、照射される上下方向である照射方向と、照射される車幅方向の広がりである車幅方向長さとで規定され、
   前記制御装置は、前記車速が遅いほど前記補助ハイビームの前記照射方向が下向きになるよう前記可変配光ユニットを制御する
   ことを特徴とする、請求項１記載の可変配光システム。
3. 前記制御装置は、補助ハイビームの前記照射方向が水平方向よりも下向きとなるように、前記可変配光ユニットを制御する
   ことを特徴とする、請求項２記載の可変配光システム。
4. 前記制御装置は、前記車両から近い位置ほど、前記補助ハイビームの前記車幅方向長さが長くなるように、前記可変配光ユニットを制御する
   ことを特徴とする、請求項２又は３記載の可変配光システム。
5. 前記制御装置は、少なくとも前記車速が所定車速以下の中低車速時には、前記ロービームの前記車幅方向長さよりも前記補助ハイビームの前記車幅方向長さが長くなるように、前記可変配光ユニットを制御する
   ことを特徴とする、請求項４記載の可変配光システム。
6. 前記制御装置は、前記車両の前方に走行車両が存在する場合、前記第一発光部を消灯する
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変配光システム。
7. 前記制御装置は、前記車速センサーにより検出された前記車速に応じて前記補助ハイビームの照射範囲を自動変更する
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の可変配光システム。

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