JP6215882B2 - 車両用灯具および車両灯具システム - Google Patents

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Description

本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具および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。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方の先行車両、対向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。
近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。この技術では、車両前方の先行車両、対向車両や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減する。
特開２００８−１３７５１６号公報
一般に、従来の車両灯具システムは、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するために、現在よりも低輝度の点灯状態まで輝度を低下させる場合であれ、消灯状態まで輝度を低下させる場合であれ、輝度を低下させる場合は一律に同じ時間で目標輝度に到達するよう徐変させていた。これは、制御の簡略化の観点からは好ましいといえるが、運転者の快適性の観点からは改善の余地があった。
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、運転者の快適性を高めることができる車両灯具システムの提供することにある。
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、複数の発光素子からの光を合成してハイビーム用配光パターンを形成可能な灯具ユニットと、複数の発光素子のそれぞれの点消灯を制御する制御部と、を備える。制御部は、各発光素子について、消灯状態まで輝度を下げる場合、第１時間で輝度を徐変低下させるよう制御し、現在より低輝度の点灯状態に輝度を下げる場合、第１時間よりも長い第２時間で輝度を徐変低下させるよう制御する。
この態様によると、同じ徐変低下であっても、低輝度の点灯状態まで輝度を下げる場合は、消灯状態まで輝度を下げる場合よりも長い時間で輝度が徐変低下する。
前方車を検出する検出部をさらに備えてもよい。制御部は、検出部が前方車を検出した場合、複数の発光素子のうちの当該前方車に光を照射する発光素子について、第１時間で消灯状態まで輝度を徐変低下させるよう制御してもよい。これによると、前方車を検出したことにより消灯状態まで輝度を下げる場合は、低輝度の点灯状態まで輝度を下げる場合よりも短い時間で輝度が徐変低下する。
制御部は、各発光素子について、現在より高輝度の点灯状態に輝度を上げる場合、第２時間と実質的に同じ時間で輝度を徐変上昇させるよう制御してもよい。これによると、輝度を上げる場合であっても、輝度を下げる場合であっても、点灯状態に輝度を変化させる場合は、実質的に同じ時間で輝度が徐変する。
制御部は、各発光素子について、カーブ走行時に所定の点灯状態に輝度を変化させる場合、第１時間より長く第２時間より短いか略等しい第３時間で輝度を徐変させるよう制御してもよい。これによると、カーブ走行時は、点灯状態に輝度を変化させる場合であっても、比較的短い時間で輝度が徐変する。
本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、複数の発光素子からの光を合成してハイビーム用配光パターンを形成可能な灯具ユニットと、複数の発光素子のそれぞれの点消灯を制御する制御信号を受けて複数の発光素子を点消灯させる駆動回路と、を備える。駆動回路は、制御信号に基づき各発光素子について、消灯状態まで輝度を下げる場合、第１時間で輝度を徐変低下させる制御し、現在より低輝度の点灯状態に輝度を下げる場合、第１時間よりも長い第２時間で輝度を徐変低下させるよう制御する。
この態様によると、同じ徐変低下であっても、低輝度の点灯状態まで輝度を下げる場合は、消灯状態まで輝度を下げる場合よりも長い時間で輝度が徐変低下する。
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。
本発明によれば、運転者の快適性を高めることができる。
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。 車両灯具システムによって形成される配光パターンを模式的に示す図である。 図３（ａ）〜（ｈ）は、ハイビーム用の配光パターンの各部分領域の輝度分布の変化の一例を示す図である。 各部分領域の輝度の時間変化を示すタイムチャートである。 図５（ａ）、（ｂ）は、ハイビーム用の配光パターンの各部分領域の輝度分布の変化の他の一例を示す図である。 比較例に係る車両灯具システムにより形成されるハイビーム用の配光パターンの各部分領域の輝度の時間変化を示すタイムチャートである。
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１００のブロック図である。車両灯具システム１００は、車速センサ１０と、舵角センサ１２と、カメラ１４と、車両制御部１６と、車両用灯具１８と、を備える。
車速センサ１０は、車輪の回転速度を検出することで車速を検出する。舵角センサ１２は、ステアリングホイールの舵角を検出する。カメラ１４は、車両前方の画像を撮影する。
車両制御部１６は、車両を統合的に制御する。車両制御部１６は、カメラ１４が取得した画像情報にもとづき、先行車、対向車の有無とその位置を検出する。車両制御部１６は、この検出結果と、車速情報と、舵角情報とに基づいて、ビームを照射すべき点灯領域と、ビームを照射すべきでない消灯領域（遮光領域）の組み合わせからなる配光パターンを決定する。車両制御部１６は、決定された配光パターンを指示するパターン指令Ｓ１を車両用灯具１８に送信する。
車両用灯具１８は、ハイビーム用配光パターンを形成する。実際の車両用灯具１８にはハイビームに加えて、より遠方を照射するための追加ハイビーム、ロービーム、クリアランスランプなどが搭載されるが、ここでは省略している。
車両用灯具１８は、灯具ユニット２０と、半導体スイッチ２２と、点灯回路２４と、灯具制御部２６と、を備える。実際の車両灯具システム１００には、左右１対の車両用灯具１８が設けられるがここでは片側のみを示す。
灯具ユニット２０は、個別に点消灯可能な複数の半導体光源（たとえばＬＥＤ）２８を含む。ＬＥＤ２８は、駆動電流ＩＬＤが供給されると点灯する。
半導体スイッチ２２は、バッテリ（不図示）から点灯回路２４への電源供給経路上に設けられ、灯具制御部２６からの制御信号Ｓ２に応じてオン、オフが制御される。半導体スイッチ２２は、ＬＥＤ２８の点灯状態ではオンとされる。
灯具制御部２６は、パターン指令Ｓ１に基づいて、複数のＬＥＤ２８の点消灯を個別に制御する。本実施の形態では、灯具制御部２６は、複数のＬＥＤ２８のそれぞれについて第１モード、第２モード、または第３モードのいずれのモードで輝度を徐変させるか選択し、選択したモードでの点消灯を指示する点消灯指示信号Ｓ３を生成する。
灯具制御部２６は、ＬＥＤ２８を消灯させる場合、第１モードを選択する。第１モードでは、消灯状態（すなわち輝度がゼロの状態）に、第１時間で到達するよう輝度を徐変低下（すなわち徐変消灯）させる。一例としては、第１時間は３００ｍｓｅｃである。高速走行時は、第１時間は５００ｍｓｅｃであってもよい。この場合、反射板を先行車両と誤認して、頻繁に輝度が変化するのを抑止できる。
また、灯具制御部２６は、ＬＥＤ２８を現在より低輝度で点灯させる場合、第２モードを選択する。第２モードでは、点灯状態である目標輝度であって現在より低輝度である目標輝度に第１時間よりも長い第２時間で到達するよう輝度を徐変低下させる。一例としては、第２時間は４００ｍｓｅｃである。高速走行時は、上記と同様の理由により、第２時間は７０００ｍｓｅｃであってもよい。
また、灯具制御部２６は、ＬＥＤ２８を現在より高輝度で点灯させる場合、第３モードを選択する。第３モードでは、消灯状態あるいは点灯状態から、点灯状態である目標輝度であって現在より高輝度である目標輝度に、第２モードと同じく第２時間で輝度を徐変上昇させる。
点灯回路２４は、ＬＥＤ２８ごとに設けられる駆動回路３０と、徐変コントローラ３２と、を備える。駆動回路３０は、ＬＥＤ２８に調光信号Ｓ４に応じた駆動電流ＩＬＤを供給する。駆動回路３０は、駆動電流ＩＬＤの電流量を調節するアナログ調光と、駆動電流ＩＬＤを高速にスイッチングしてそのデューティ比を変化させるＰＷＭ（パルス幅変調）調光を併用してもよいし、それらの一方のみを行ってもよい。
徐変コントローラ３２は、灯具制御部２６からの点消灯指示信号Ｓ３に応じて、時間とともに徐変する調光信号Ｓ４を生成する。具体的には徐変コントローラ３２は、第１モードが選択されると、調光信号Ｓ４を、駆動電流ＩＬＤが小さくなる方向に比較的急峻に変化させる。また徐変コントローラ３２は、第２モードが選択されると、調光信号Ｓ４を、駆動電流ＩＬＤが小さくなる方向に時間とともに緩やかに変化させる。また徐変コントローラ３２は、第３モードが選択されると、調光信号Ｓ４を、駆動電流ＩＬＤが大きくなる方向に時間とともに緩やかに変化させる。
図２は、以上のように構成された車両灯具システム１００が形成する配光パターンを模式的に示す図である。図２では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す。
配光パターンＰＨは、灯具ユニット２０の照射光により形成されるハイビーム用の配光パターンである。配光パターンＰＨは、複数（ここでは８個）の部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈに分割されており、各部分領域はそれぞれ、複数のＬＥＤ２８のそれぞれに対応づけられる。つまり、車両用灯具１８は、複数のＬＥＤ２８のそれぞれの照射領域に対応する複数の部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈによって構成されるハイビーム用の配光パターンＰＨを車両前方に形成できる。
図３（ａ）〜（ｈ）は、部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の変化の一例を示す図である。図３（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ、時間Ｔ０〜Ｔ７における輝度分布を示す。図３（ａ）〜（ｈ）では、棒グラフが長いほどその部分領域の輝度が高いこと、すなわち部分領域を照射するＬＥＤ２８の輝度が高いことを意味している。図４は、図３（ａ）〜（ｈ）の各部分領域のうちの部分領域ＰＨｂ〜ＰＨｆの輝度の時間変化、すなわち部分領域ＰＨｂ〜ＰＨｆをそれぞれ照射する各ＬＥＤ２８の輝度の時間変化を示すタイムチャートである。時間Ｔ１に目標の配光パターンが変化するとともに部分領域ＰＨｃ〜ＰＨｆにおいて先方車が検出されて部分領域ＰＨｃ〜ＰＨｆが遮光領域となり、時間Ｔ２に部分領域ＰＨｅ〜ＰＨｆにおいて先方車が検出されなくなって部分領域ＰＨｅ〜ＰＨｆが点灯領域となり、時間Ｔ３に部分領域ＰＨｄに先方車が検出されなくなって部分領域ＰＨｄが点灯領域となった場合を例に説明する。
部分領域ＰＨａ、ＰＨｂの輝度は、時間Ｔ１に目標の配光パターンが変化したことにより、消灯状態まで徐変低下している。また部分領域ＰＨｃの輝度は、時間Ｔ１に部分領域ＰＨｃが遮光領域となったことにより、消灯状態まで徐変低下している。つまり、部分領域ＰＨａ〜ＰＨｃのそれぞれに対応するＬＥＤ２８は第１モードで徐変低下（すなわち第１時間ｔ１で徐変消灯）している。
部分領域ＰＨｄの輝度は、時間Ｔ１に部分領域ＰＨｄが遮光領域となったことにより、消灯状態まで低下するよう徐変し始めている。つまり、部分領域ＰＨｄに対応するＬＥＤ２８は第１モードで徐変低下（すなわち第１時間ｔ１で徐変消灯）し始めている。そして、部分領域ＰＨｄの輝度は、時間Ｔ３に部分領域ＰＨｄが点灯領域となったことにより、目標の配光パターンに応じた点灯状態まで低下するよう徐変している。つまり、部分領域ＰＨｄに対応するＬＥＤ２８は第２モードで目標の輝度まで徐変低下（すなわち第２時間ｔ２で徐変低下）している。
部分領域ＰＨｅの輝度は、時間Ｔ１に部分領域ＰＨｅが遮光領域となったことにより、消灯状態まで低下するよう徐変し始めている。つまり、部分領域ＰＨｅに対応するＬＥＤ２８は第１モードで徐変低下し始めている。そして、部分領域ＰＨｅの輝度は、時間Ｔ２に部分領域ＰＨｅが点灯領域となったことにより、目標の配光パターンに応じた点灯状態まで低下するよう徐変している。つまり、部分領域ＰＨｅに対応するＬＥＤ２８は第２モードで目標の輝度まで徐変低下している。
部分領域ＰＨｆの輝度は、時間Ｔ１に部分領域ＰＨｆが遮光領域となったことにより、消灯状態まで低下するよう徐変し始めている。つまり、部分領域ＰＨｆに対応するＬＥＤ２８は第１モードで徐変低下し始めている。そして、部分領域ＰＨｆの輝度は、時間Ｔ２に部分領域ＰＨｆが点灯領域となったことにより、目標の配光パターンに応じた点灯状態まで上昇するよう徐変している。つまり、部分領域ＰＨｆに対応するＬＥＤ２８は第３モードで目標の輝度まで徐変上昇（すなわち第２時間ｔ２で徐変上昇）している。
部分領域ＰＨｇ、ＰＨｈの輝度は、時間Ｔ１に目標の配光パターンが変化したことにより、目標の配光パターンに応じた点灯状態まで低下するよう徐変している。つまり、部分領域ＰＨｇ、ＰＨｈのそれぞれに対応するＬＥＤ２８は第２モードで徐変低下している。
部分領域ＰＨｃと部分領域ＰＨｇのタイムチャートから明らかなように、徐変消灯する場合は第１モードで（すなわち比較的短い時間で）徐変し、低輝度の点灯状態に徐変低下する場合は第２モードで（すなわち比較的長い時間で）徐変する。また、部分領域ＰＨｅと部分領域ＰＨｆのタイムチャートから明らかなように、輝度を上げるにせよ、輝度を下げるにせよ、点灯状態に輝度を変化させる場合は、同じ時間で輝度が徐変する。また、部分領域ＰＨｄ〜部分領域ＰＨｆのタイムチャートから明らかなように、点灯状態に輝度を変化させる場合は、輝度変化を開始した順にその変化が終了する。
図５（ａ）、（ｂ）は、配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の変化の他の一例を示す図である。ここでは、全消灯させたことにより、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の全消灯状態に配光パターンが変化した場合を示している。部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度はすべて、消灯状態まで徐変低下している。つまり、部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈのそれぞれに対応するＬＥＤ２８は第１モードで徐変低下している。すなわち、すべての部分領域の輝度が第１時間で（すなわち略同一のタイミングで）ゼロになっている。
図６は、車両灯具システム１００と比較すべき比較例に係る車両灯具システムにより形成されるハイビーム用の配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度の時間変化、すなわち部分領域ＰＨｂ〜ＰＨｆをそれぞれ照射する各ＬＥＤの輝度の時間変化の一例を示すタイムチャートである。図６は図４に対応する。比較例に係る車両灯具システムでは、徐変消灯させる場合であれ、現在より低輝度の点灯状態に徐変低下させる場合であれ、現在より輝度を下げる場合は第１時間ｔ１で徐変させる。一方、現在より高輝度の点灯状態に徐変上昇させる場合は第２時間ｔ２で徐変させる。
部分領域ＰＨｂと部分領域ＰＨｆのタイムチャートから明らかなように、比較例に係る車両灯具システムでは、点灯状態にＬＥＤの輝度を徐変低下させる場合は、消灯状態までＬＥＤの輝度を徐変低下させる場合と同様に、比較的短い時間で輝度を徐変低下させる。そのため、車両前方の明るさが急激に変化する。また部分領域ＰＨｃ〜ＰＨｅのタイムチャートから明らかなように、比較例に係る車両灯具システムでは、点灯状態に輝度を変化させる場合であっても、輝度を上げる場合と輝度を下げる場合とでは異なる時間で目標輝度に到達するよう徐変する。特に、輝度を下げる場合は比較的短い時間で、輝度を上げる場合は比較的長い時間で輝度が徐変する。そのため、後から開始された部分領域ＰＨｃの輝度の徐変低下が、先に開始された部分領域ＰＨｅの輝度の徐変上昇よりも先に終了している。
以下、これを踏まえて実施の形態に係る車両灯具システム１００の効果を説明する。実施の形態に係る車両灯具システム１００によると、灯具制御部２６は消灯状態までＬＥＤ２８の輝度を徐変低下させる（すなわち徐変消灯させる）場合、第１モードを選択する。一方、灯具制御部２６は現在よりも低輝度の点灯状態にＬＥＤ２８の輝度を徐変低下させる場合、第２モードを選択する。つまり、同じ徐変低下であっても、消灯させる場合は、比較的短い時間で徐変する。これにより、先行車両、対向車両の運転者や歩行者にグレアを与えるのを抑止できる。一方で、点灯状態に徐変低下させる場合は、比較的長い時間で徐変するため、比較例のように車両前方の明るさが急激に変化するのを抑制できる。これにより、運転者の快適性を高めることができる。
また、実施の形態に係る車両灯具システム１００によると、灯具制御部２６は、現在よりも高輝度の点灯状態にＬＥＤ２８の輝度を上昇させる場合、現在よりも低輝度の点灯状態にＬＥＤ２８の輝度を低下させる場合と実質的に同じ時間で輝度を上昇させる。つまり、輝度を上げる場合であっても、輝度を下げる場合であっても、点灯状態に輝度を変化させる場合は、実質的に同じ時間で目標輝度に到達するよう徐変する。そのため、比較例のように異なる時間で目標輝度に到達するよう徐変する場合は運転者に違和感を与えるところ、これを抑止できる。
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス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。以下、こうした変形例について説明する。
（第１変形例）
実施の形態では、点灯状態に輝度を変化させる場合、第２時間で目標輝度に到達するよう制御する場合について説明したが、カーブ走行時（すなわち舵角が所定の値以上になった場合）に点灯状態に輝度を変化させる場合は、第１時間より長く第２時間以下の第３時間で目標輝度に到達するよう制御してもよい。一例としては、カーブ走行時は、第３時間が２００ｍｓｅｃで第２時間が２００ｍｓｅｃであってもよい。つまり、カーブ走行時は、比較的短時間で目標輝度に到達するよう制御してもよい。この場合、進行方向をより早く照射できる。
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
１６ 車両制御部、 １８ 車両用灯具、 ２０ 灯具ユニット、 ２６ 灯具制御部、 ２８ ＬＥＤ、 ３０ 駆動回路、 ３２ 徐変コントローラ、 １００ 車両灯具システム。

Claims (5)

  1. 複数の発光素子からの光を合成してハイビーム用配光パターンを形成可能な灯具ユニットと、
    前記複数の発光素子のそれぞれの点消灯を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、各発光素子について、消灯状態まで輝度を下げる場合、第１時間で輝度を徐変低下させるよう制御し、現在より低輝度の点灯状態に輝度を下げる場合、前記第１時間よりも長い第２時間で輝度を徐変低下させるよう制御することを特徴とする車両灯具システム。
  2. 前方車を検出する検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記検出部が前方車を検出した場合、前記複数の発光素子のうちの当該前方車に光を照射する発光素子について、前記第１時間で消灯状態まで輝度を徐変低下させ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、各発光素子について、現在より高輝度の点灯状態に輝度を上げる場合、前記第２時間と実質的に同じ時間で輝度を徐変上昇させ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. 前記制御部は、各発光素子について、カーブ走行時に所定の点灯状態に輝度を変化させる場合、前記第１時間より長く前記第２時間より短いか略等しい第３時間で輝度を徐変させるよう制御す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. 複数の発光素子からの光を合成してハイビーム用配光パターンを形成可能な灯具ユニットと、
    前記複数の発光素子のそれぞれの点消灯を制御する制御信号を受けて前記複数の発光素子を点消灯させる駆動回路と、を備え、
    前記駆動回路は、前記制御信号に基づき各発光素子について、消灯状態まで輝度を下げる場合、第１時間で輝度を徐変低下させる制御し、現在より低輝度の点灯状態に輝度を下げる場合、前記第１時間よりも長い第２時間で輝度を徐変低下させるよう制御することを特徴とする車両用灯具。
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