JP5951195B2 - 車両のランプ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は自動車等の車両に設けたランプの点灯・消灯並びに配光等のいわゆる点灯状態を制御するためのランプ制御装置に関し、特にバッテリ（電池）を電源として走行する自動車のランプに適用して好適なランプ制御装置に関するものである。

車載したバッテリ電力の少なくとも一部を電源として走行する電気自動車やハイブリッド自動車等の車両では、当該バッテリをヘッドランプやテールランプ等の各種ランプを点灯するための電源としても利用している。このような車両ではバッテリ残容量が低下したときにも自車の走行を確保し、あるいは走行距離を伸ばすために、ランプにおける消費電力を抑制することが好ましい。このバッテリを電源としている車両のランプにおける消費電力を抑制するために、従来からバッテリの残容量が低下したときにランプの点灯状態を制御する技術が提案されている。特許文献１ではバッテリの残容量と車外の明るさを検出してランプへの電力供給量を自動制御し、もしくは自動停止して省電力化を図りながらランプでの照明による自車の安全性を確保する技術が提案されている。

特開２００６−１８８１２２号公報

この特許文献１の技術は自動車のヘッドランプに適用した形態について述べているが、この技術は複数のランプを一括して自動制御あるいは自動停止する技術である。そのため、特許文献１の技術を例えば、ロービームランプとハイビームランプを含むヘッドランプに適用したときには、バッテリの残容量が低下するとハイビームランプとロービームランプの光量が同時に低下されることになる。あるいは特許文献１の技術をヘッドランプとテールランプに適用したときには、ヘッドランプとテールランプの光量が同時に低下され、あるいはヘッドランプとテールランプの全てが同時に消灯されることになる。このように全てのランプが同時に光量低下され、あるいは消灯されると自動車の照明による安全性が確保できなくなるという問題が生じる。

本発明の目的はバッテリ残容量が低下したときにバッテリ容量の低減を抑制する一方で車両の安全に必要な最小限の照明を確保することを可能にした車両のランプ制御装置を提供するものである。

本発明は、バッテリを電源として走行する車両に設けられた複数のランプと、これらランプの光量又は配光を制御するランプ制御手段を備える車両のランプ制御装置であって、バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出手段を備え、バッテリ残容量検出手段はバッテリの残容量が複数の異なる残容量区分のいずれであるかを判定し、ランプ制御手段は車両の安全性を確保することを目的として複数のランプのランプ制御を順位付けし、バッテリ残容量検出手段の判定結果に基づき、順位に従ってランプ制御を実行することを特徴とする。

本発明において、ランプ制御はヘッドランプのハイビーム配光制御とロービーム配光制御を含み、ハイビーム配光制御はロービーム配光制御よりも順位が低く設定されている。また、本発明においては、ヘッドランプと補助ランプとを含む構成とする。

本発明によれば、バッテリの残容量が低下したときには予め設定した順位、例えば車両の安全性を確保する際の必要度の低い順位に従ってランプ制御して当該ランプの消費電力を低減させる。これにより、後順位のランプ、すなわち車両の安全性を確保する際の必要度の高いランプの点灯状態を確保しながらもランプ全体の消費電力を低減し、バッテリの残容量の低減を抑制して自車の走行用モータによる走行を確保することが可能になる。

本発明を適用した自動車の概念構成図。 ランプ制御装置のブロック構成図。 車両情報のテーブル図。 点灯制御のテーブル図。 実施形態１の制御フロー図。 実施形態２の制御フロー図。 実施形態３の制御テーブル図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した電気自動車ＣＡＲの実施形態の概念構成図、図２はランプ制御装置のブロック構成図である。電気自動車ＣＡＲは車載バッテリＢＡＴを電源として回転駆動する走行用モータＭ（図２にのみ示す）を備えており、この走行用モータＭにより自力走行が可能とされている。また、当該自動車ＣＡＲの前部の左右にはそれぞれ左右のヘッドランプＨＬが配設されている。これらのヘッドランプＨＬにはロービーム配光での光照射を行うロービームランプＬｏＬと、ハイビーム配光での光照射を行うハイビームランプＨｉＬが設けられているとともに、前記ロービームランプＬｏＬを水平左右方向に偏向制御するためのスイブルアクチュエータＳＡと、ヘッドランプＨＬのランプ光軸を鉛直方向に変化制御するためのレベリングアクチュエータＬＡが設けられている。さらに、補助ランプとして、ここでは次の各ランプが設けられている。すなわち、クリアランスランプＣＬは前記左右のヘッドランプＨＬと一体に設けられている。また、両ヘッドランプＨＬに並ぶように前側のターンシグナルランプＴＳＬが配設されている。一方、自動車の後部の左右にはそれぞれリアコンビネーションランプＲＣＬが配設されている。これらのリアコンビネーションランプＲＣＬはテールランプＴＬ、ストップランプＳＬ、バックアップランプＢＵＬ、後側のターンシグナルランプＴＳＬが一体に構成されたものである。

図２に示すように、前記各ヘッドランプＨＬ及び補助ランプＣＬ，ＴＳＬ，ＴＬ，ＢＵＬ，ＳＬに対してはランプ制御ユニットＥＣＵが接続されており、このランプ制御ユニットＥＣＵにより前記各ランプＨＬ，ＣＬ，ＴＳＬ，ＴＬ，ＢＵＬ，ＳＬの点灯，消灯，光量が制御され、同時に前記ヘッドランプＨＬにおけるスイブルアクチュエータＳＡとレベリングアクチュエータＬＡの制御によるランプ光軸が制御され、いわゆる点灯状態が制御されるようになっている。前記ランプ制御ユニットＥＣＵには前記したバッテリＢＡＴが接続されており、当該バッテリＢＡＴの残容量を検出するためのバッテリ残容量検出手段ＢＤがランプ制御ユニットＥＣＵ内に配設されている。

他方、図１に示したように、前記自動車ＣＡＲには自車の前方領域を撮像する撮像カメラＣＡＭ、自車の周囲領域の地図情報を表示するナビゲーション装置ＮＡＶ、自車の車速を検出する車速センサＳｖ、及び自車の周囲の明るさを検出する照度センサＳｂを備えており、それぞれ前記ランプ制御ユニットＥＣＵに接続されている。このランプ制御ユニットＥＣＵは前記バッテリ残容量検出手段ＢＤによってバッテリＢＡＴの残容量Ｄ１を検出するとともに、前記撮像カメラＣＡＭで撮像した画像、車速センサＳｖで検出した車速、照度センサＳｂで検出した周囲の明るさに基づいて車両情報を検出している。この車両情報としては、前記撮像カメラＣＡＭで撮像した画像やナビゲーション装置ＮＡＶの地図情報に基づいて自車の前方の走行道路Ｄ２や道路状況Ｄ３を検出し、さらに自車の前方に存在する周囲車両Ｄ４を検出する。他の車両情報として、ランプ制御ユニットＥＣＵは車速センサＳｖで検出した車速Ｄ５を検出する。さらに他の車両情報として、ランプ制御ユニットＥＣＵは照度センサＳｂで検出した周囲の明るさＤ６を検出するとともに、撮像カメラＣＡＭで撮像した画像と照度センサＳｂの出力とから天候Ｄ７を検出することも可能である。

図３は前記車両情報の一例を示しており、バッテリの残容量Ｄ１は後述するようにしきい値との比較を行ってバッテリ残容量を判定する。走行道路Ｄ２は高速道路、一般道路、郊外道路、市街地道路、山間道路のいずれであるかを検出し、道路状況Ｄ３は直線路、曲路、交差路のいずれであるかを検出し、曲路の場合にはその曲率を検出する。周囲車両Ｄ４としては先行車、対向車、後続車のいずれかを検出するが、軽車両、歩行者を検出してもよい。車速Ｄ５については自車が停止しているか、あるいは低速、中速、高速のいずれで走行しているかを検出する。周囲の明るさＤ６に基づいて昼間又は夜間であるかを検出するとともに、天候Ｄ７が晴れ、雨、雪、霧等のいずれであるかを検出することも可能である。

前記各ランプＨＬ，ＣＬ，ＴＳＬ，ＴＬ，ＢＵＬ，ＳＬの点灯状態の制御は図４に例示するとおりである。一部のランプについての説明は省略するが、ヘッドランプＨＬについてはロービームランプＬｏＬ、ハイビームランプＨｉＬ、スイブルアクチュエータＳＡ、レベリングアクチュエータＬＡの制御を実行する。ロービームランプＬｏＬについては通常の光量での点灯である常光と、通常よりも光量が少ない減光と、消灯のいずれかに制御することが可能とされている。ハイビームランプＨｉＬについては自車の前方領域のほぼ全領域を照明する全配光と、先行者や対向車が存在する領域以外の領域を照明する部分配光（例えば、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）等）の制御ができ、しかもこれら全配光と部分配光ではそれぞれ通常の光量での点灯である常光と、通常よりも光量が少ない減光と、消灯のいずれかに制御することが可能とされている。スイブルアクチュエータＳＡについては、通常のスイブル制御を可能とする常態と、ランプ光軸を自車線側に向けて固定する停止の制御が可能である。レベリングアクチュエータＬＡについては、通常のレベリング制御を可能とする常態と、ランプ光軸を下方向に固定する停止の制御が可能である。

補助ランプとしてのクリアランスランプＣＬ、ターンシグナルランプＴＳＬ、テールランプＴＬ、バックアップランプＢＵＬ及びストップランプＳＬについても図４に示すとおりであり、個々についての詳細な説明は省略するが、いずれも通常の点灯常態である常光と、通常よりも低光量で点灯する減光と、さらに一部のランプでは所定周期で点灯・消灯する点滅とに制御することが可能である。

このような撮像カメラＣＡＭ、ナビゲーション装置ＮＡＶ及び各種センサＳｖ，Ｓｂが接続されたランプ制御ユニットＥＣＵは、前記したように各ランプ各ランプＨＬ，ＣＬ，ＴＳＬ，ＴＬ，ＢＵＬ，ＳＬの点灯状態を制御する際の順位を予め設定している。この順位は基本的にはランプの点灯時やランプ制御時における消費電力の違いと、自動車の安全を確保するために点灯が必要とされるランプ種別等を考慮して設定するものである。例えば、自動車の安全走行における重要度の低いランプを先順位とし、重要度の高いランプを後順位とする。また、この順位は固定的に設定されるものではなく、自動車を運転する者が任意に変更して設定することが可能とされている。そして、ランプ制御ユニットＥＣＵはバッテリ残容量検出手段ＢＤにおいて検出したバッテリＢＡＴの残容量を予め設定した１つ又は複数のしきい値（しきい容量）と比較し、この比較に基づいてバッテリＢＡＴの残容量を判定し、この判定に基づいて設定した順位の順にランプ制御を実行する。

（実施形態１）
図５は実施形態１のフロー図である。この実施形態１では電力消費量が高く、モータＭによる自車の走行に対する影響が大きいヘッドランプＨｌにのみ本発明を適用したものである。ランプ制御ユニットＥＣＵはバッテリ残容量検出手段ＢＤにおいてバッテリＢＡＴの残容量（以下、単に残容量と称することもある）を検出し（Ｓ１）、検出した残容量を順次第１しきい値Ｔｈ１、第２しきい値Ｔｈ２、第３しきい値Ｔｈ３と比較する（Ｓ２）。ここで、Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３である。ステップＳ２において残容量が第１しきい値Ｔｈ１以上の場合にはヘッドランプＨＬを通常制御する（Ｓ３）。すなわち、ロービームランプＬｏＬを通常点灯し、ハイビームランプＨｉＬも必要に応じて点灯又は部分点灯し、さらにスイブル制御ＳＡとレベリング制御ＬＡも必要に応じて実行する。残容量が第１しきい値Ｔｈ１よりも少ないときには第２しきい値Ｔｈ２と比較し（Ｓ４）、第２しきい値Ｔｈ２以上のときにはロービームランプＬｏＬは通常点灯するがハイビームランプＨｉＬは減光しあるいは消灯する。このとき、スイブル制御ＳＡとレベリング制御ＬＡは実行可能とする（Ｓ５）。残容量が第２しきい値Ｔｈ２よりも少ないときには第３しきい値Ｔｈ３と比較し（Ｓ６）、第３しきい値Ｔｈ３以上のときにはロービームランプＬｏＬは通常点灯し、ハイビームランプＨｉＬは消灯する。さらにスイブル制御ＳＡとレベリング制御ＬＡは停止し、ランプ光軸を例えば左方向の下方向に固定する（Ｓ７）。残容量が第３しきい値Ｔｈ３よりも少ないときには、ステップＳ７の制御に加えてさらにロービームランプＬｏＬを減光する制御を実行する（Ｓ８）。

したがって、残容量が第１しきい値Ｔｈ１以上のときにはヘッドランプＨＬを通常の点灯状態に制御するが、残容量が徐々に低減して行くのに従って順位の低い制御、すなわち消費電力の大きなハイビームランプＨｉＬによるハイビーム配光での点灯、スイブルアクチュエータＳＡとレベリングアクチュエータＬＡによるスイブル制御とレベリング制御、さらには最後にロービームランプＬｏＬの光量の順序でランプ制御を行う。これにより、ランプを点灯し、あるいはアクチュエータを駆動することによるバッテリＢＡＴの容量の低減を抑制し、当該バッテリＢＡＴを電源とする自動車の走行用モータＭによる走行を確保するとともに、自動車の安全走行に必要な最低限のヘッドランプＨＬの照明を確保することが可能になる。

（実施形態２）
実施形態２は実施形態１にさらに補助ランプの制御を加えたものである。図６のフローにおいて、バッテリの残容量を第３しきい値Ｔｈ３と比較するステップＳ６の後に、第３しきい値Ｔｈ３よりもさらに低い第４しきい値Ｔｈ４と残容量を比較するステップＳ９を加え、残容量が第４しきい値Ｔｈ４以上のときには前記したステップＳ８を実行するが、第４しきい値Ｔｈ４よりも少なくなったときには補助ランプを制御する（Ｓ１０）。この補助ランプの制御については種々の形態が適用されるが、例えば、ここではクリアランスランプＣＬ、さらにリアコンビネーションランプＲＣＬを構成しているテールランプＴＬ、バックアップランプＢＵＬ、ストップランプＳＬのいずれか１つあるいは複数又は全部を減光する。

このような補助ランプとしての各ランプＣＬ，ＴＬ，ＢＵＬ，ＴＬ，ＳＬを減光する場合には、予め設定したランプを減光するようにしてもよいが、これらの補助ランプについても予め順位付けを行っておき、バッテリＢＡＴの残容量が低減するのに従ってこれらランプを順序的に減光するようにしてもよい。実施形態２においては、実施形態１のようにヘッドランプＨＬの点灯を制御してバッテリ容量の低減を抑制するが、これにもかかわらずバッテリの残容量がさらに低減したときに補助ランプの点灯を制御することでさらなるバッテリ容量の低減を抑制し、自車の走行を確保するとともに、他車に対する自車の視認性を確保するのに必要な補助ランプの照明を確保することが可能になる。

（実施形態３）
実施形態３はバッテリの残容量の判定に加えて自車の走行状況である車両情報を考慮してヘッドランプＨＬの制御を行うものである。ここでは車両情報として、撮像カメラＣＡＭでの画像やナビゲーション装置ＮＡＶの地図情報から検出される周囲車両Ｄ４、特に前方車両の存在の有無、道路状況Ｄ３の曲路の曲率、自車の周囲の明るさＤ６、自車の車速Ｄ５を採用している。また、ランプ制御については、ハイビームランプＨｉＬとロービームランプＬｏＬの点灯状態、スイブルアクチュエータＳＡでのスイブル制御について行い、これらの組み合わせたランプ制御の順位を設定している。すなわち、図７のテーブルを参照すると、前記ランプ制御ユニットＥＣＵはバッテリの残容量を実施形態１と同様に第１ないし第３のしきい値Ｔｈ１〜Ｔｈ３と比較して残容量がＶ１〜Ｖ４のいずれであるかを判定し、かつ同時に車両情報についても判定する。この車両情報では、前方車両の有無を判定し、道路の曲率（ここでは曲率半径Ｒｘ）が所定のしきい値Ｒ１以上か否か、自車周囲の明るさが所定のしきい値Ｌ１以上か否かを判定する。そして、これらバッテリ残容量と車両情報の判定に基づいてヘッドランプＨＬを制御する。

なお、この実施形態３では、ヘッドランプＨＬのハイビームランプＨｉＬとロービームランプＬｏＬの両方又はロービームランプＬｏＬのみを点灯する制御を行うが、ハイビームランプＨｉＬについては前方車両が存在しない領域のみを照明する部分ハイビーム配光を行うか否かの制御も可能とされている。また、スイブル制御を実行するか正面方向に固定するかの制御と、ロービームランプＬｏＬを通常点灯するか減光するか否かの制御も可能とされている。

例えば、バッテリＢＡＴの残容量について実施形態１と同様の判定を行い、残容量が第１しきい値Ｔｈ１以上の容量Ｖ１のときには、前方車両が存在しているか不存在であるか、道路の曲率がしきい値Ｒ１以上か否か、自車の周囲の明るさがしきい値Ｌ１以上か否かの各判定の場合分けに応じてランプ制御を行う。例えば、前方車両が存在しておらず、曲率がしきい値Ｒ１以上であり、周囲の明るさがしきい値Ｌ１よりも暗いときにはハイビームランプＨｌＬを点灯し、かつロービームランプも通常点灯し、スイブル制御を可能にする。このとき、周囲の明るさがしきい値Ｌ１以上になればハイビームランプＨｉＬは消灯し、かつロービームランプＬｏＬを減光する。

あるいは、前方車両が存在しているときに、曲率がしきい値Ｒ１以上であり、周囲の明るさがしきい値Ｌ１よりも暗いときにはハイビームランプＨｌＬを部分点灯し、前方車両に対する眩惑を防止し、かつロービームランプＬｏＬも通常点灯し、スイブル制御を停止してランプ光軸を正面に固定する。このとき、周囲の明るさがしきい値Ｌ１以上になればハイビームランプＨｉＬは消灯し、かつロービームランプＬｏＬを減光する。

残容量が第１しきい値Ｔｈ１よりも少なく第２しきい値Ｔｈ２以上の容量Ｖ２のときには前方車両の存在の有無にかかわらず、道路の曲率がしきい値Ｒ１より大きいか小さいか、自車の周囲の明るさがしきい値Ｌ１より明るいか暗いかの各判定の場合分けに応じてランプ制御を行う。ここでは、ヘッドランプＨＬのハイビームランプＨｉＬは点灯せず、スイブル制御を実行するか正面方向に固定するか否か、ロービームランプＬｏＬを通常点灯するか減光するか否かの制御を実行する。

残容量が第２しきい値Ｔｈ２よりも少なく第３しきい値Ｔｈ３以上の容量Ｖ３のときには前方車両の存在の有無、道路の曲率の大きさの違いにかかわらず、自車の周囲の明るさがしきい値Ｌ１より明るいか暗いかの判定の場合分けに応じてランプ制御を行う。ここでは、ハイビームランプＨｉＬは点灯せず、スイブル制御については自動車の走行又は停車にかかわらず正面方向に固定し、ロービームランプＬｏＬを通常点灯するか減光するか否かの制御を実行する。

残容量が第３しきい値ＴｈＬよりも少ない容量Ｖ４のときには、無条件でハイビームランプＨｉＬは点灯せず、スイブル制御については正面方向に固定し、ロービームランプＬｏＬを減光する制御のみとする。

これにより、実施形態３においては、バッテリの残容量のみならず車両情報に基づいて設定した順序でランプ制御を実行することで、バッテリ残容量の低減を抑制して自車の走行を確保するとともに、自車の安全走行に必要なヘッドランプの照明を確保することが可能になる。なお、ここではバッテリ残容量を判定するための第１，第２、第３のしきい値Ｔｈ１〜Ｔｈ３は、残容量が５０％，残容量が２０％，残容量が５％の各容量に区分して設定しているが、本発明はこの具体的な数値に限定されるものではなく、また残容量を判定する区分数についても任意の区分に判定することができる。車両情報の判定に際しても同様であり、任意の区分に判定することが可能である。

本発明においてランプ制御の対象となるランプや、ランプ制御に際しての順位付けは固定的なものではなく、例えば、検出した車両情報の一部の情報に基づいて対象となるランプや順位付けを変更するようにしてもよい。一例として、ランプ制御ユニットが自車の車速を検出したときに、自車の走行時には自車の走行の安全性の観点から自車の前方領域の照明を確保するためにヘッドランプのランプ制御に本発明を適用して順位付けを行うが、停車時には後続車に対する自車の視認性を確保するためにリアコンビネーションランプに本発明を適用して順位付けを行うようにしてもよい。

実施形態ではバッテリ残容量検出手段をランプ制御ユニットに内蔵した例を示しているが、バッテリ残容量検出手段をランプ制御ユニットとは独立した手段として構成してもよい。

本発明において制御するランプは実施形態に記載したランプに限られるものではなく、またランプの点灯・消灯の制御のみではなく配光を制御するように構成することも可能である。また、本発明における車両情報は実施形態に記載の車両情報に限られるものでないことは言うまでもない。

本発明はバッテリを電源として走行する車両のランプ制御装置に採用することが可能である。

ＨＬ ヘッドランプ
ＨｉＬ ハイビームランプ
ＬｏＬ ロービームランプ
ＣＬ クリアランスランプ
ＲＣＬ リアコンビネーションランプ
ＴＳＬ ターンシグナルランプ
ＴＬ テールランプ
ＢＵＬ バックアップランプ
ＳＬ ストップランプ
ＳＡ スイブルアクチュエータ
ＬＡ レベリングアクチュエータ
ＥＣＵ ランプ制御ユニット
ＢＡＴ バッテリ
Ｍ 走行用モータ
ＢＤ バッテリ残容量検出手段
ＣＡＭ 撮像カメラ
Ｓｖ 車速センサ
Ｓｂ 照度センサ

Claims (3)

1. バッテリを電源として走行する車両に設けられた複数のランプと、前記ランプの光量又は配光を制御するランプ制御手段を備える車両のランプ制御装置であって、前記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出手段を備え、前記バッテリ残容量検出手段はバッテリの残容量が複数の異なる残容量区分のいずれであるかを判定し、前記ランプ制御手段は車両の安全性を確保することを目的として前記複数のランプのランプ制御を順位付けし、前記バッテリ残容量検出手段の前記判定結果に基づき、前記順位に従ってランプ制御を実行する構成であり、当該ランプ制御はヘッドランプのハイビーム配光制御とロービーム配光制御を含み、ハイビーム配光制御はロービーム配光制御よりも順位が低く設定されていることを特徴とする車両のランプ制御装置。
2. 前記ランプは前記ヘッドランプと補助ランプを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両のランプ制御装置。
3. 前記ヘッドランプについてのランプ制御は、さらにスイブル制御とレベリング制御の少なくとも１つを含む請求項１又は２に記載の車両のランプ制御装置。

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