JP6758816B2 - 車両用灯具システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具システムに関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具システムに関する。

従来より、車両前方の先行車や対向車（以下、これらを適宜「前方車両」と総称する）に非照射領域を適応させるよう配光を動的に制御するよう構成された車両用灯具システムが提案されている。このような配光制御は、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御とも称される。ＡＤＢ制御においては、カメラ等の検出手段による前方車両の検出結果や自車の走行状態に基づき適切な配光パターンが選択される。選択された配光パターンが形成されるよう車両用灯具は制御される。こうした一連の処理が反復され、その結果、配光パターンは随時変更される。

国際公開第２０１４／０９１９１９号

ＡＤＢ制御において配光パターンを瞬時に変えることが要求される場合がある。例えば、いまの配光パターンをそのまま続けると前方車両にグレアが与えられるであろう状況では、それを避けられる別の配光パターンに直ちに切り替えることが望まれる。しかし、そのような突然の切替は、自車運転者に不自然に感じられ違和感を与えるかもしれない。そのため、むしろ配光パターンの切替にいくらかの時間をかけ、それによる配光の過渡的な変化を、自車の違和感軽減のための視覚的な演出として利用することが望まれる場合もある。ところが、典型的なＡＤＢ制御においては、配光パターンの切替動作が状況によらず画一的に決められているので、上記のような前方車両へのグレア対策と自車の違和感低減とを両立し難い。

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、ＡＤＢ制御における配光パターンの切替所要時間を可変とする車両用灯具システムを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用灯具システムは、前方車両に非照射領域を適応させるよう配光を動的に制御する車両用灯具システムであって、複数の配光パターンを形成可能な車両用灯具と、車両用灯具が形成すべき配光パターンを複数の配光パターンから選択する選択部と、車両用灯具が形成する現配光パターンおよび選択部が新たに選択する新配光パターンに応じて、現配光パターンから新配光パターンへの切替所要時間を定める少なくとも１つの切替時間パラメータを設定する設定部と、を備える。

この態様によると、現在選択されている配光パターンとその次に選択される新配光パターンとの組み合わせに応じて配光切替の所要時間を個別に設定することができる。このようにして、配光パターンの切替所要時間を切替時の状況に応じて最適化することが可能となる。

例えば、配光パターンの切替が前方車両にグレアをもたらしうる状況においては、できる限り迅速に配光が切り替わるよう切替所要時間を設定することによって、グレア対策が提供されてもよい。前方車両が対向車であるか又は先行車であるかという前方車両の種別に応じて切替所要時間が調整されてもよい。他の状況においては、自車にとって自然な配光切替に見えるよう切替所要時間を設定することで、自車運転者に切替時に与えうる違和感を軽減することができる。

複数の配光パターンは、第１照射領域を有する第１配光パターンと、第１照射領域より狭い第２照射領域を有する第２配光パターンと、を含んでもよい。設定部は、現配光パターンが第２配光パターンであり新配光パターンが第１配光パターンである照射領域拡大切替の場合には、相対的に長い切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定し、現配光パターンが第１配光パターンであり新配光パターンが第２配光パターンである照射領域縮小切替の場合には、相対的に短い切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定してもよい。
ここで、設定部は、照射領域拡大切替の場合には、第１の切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には、第１の切替所要時間より短い第２の切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定してもよい。

このようにすれば、例えば前方車両が照射領域に入ろうとするといった状況下で、照射領域を狭くするよう速やかに配光パターンが切り替わることになる。これは、前方車両に対するグレアの低減または防止に役立つ。逆に照射領域が広くなる場合には、配光パターンが比較的ゆっくりと切り替わることになり、自車運転者から見て自然な配光パターン切替が実現される。このようにして、前方車両へのグレア対策と自車運転者への違和感軽減の両面に配慮した車両用灯具システムを提供することができる。

複数の配光パターンは、各々が水平線上方に異なる非照射領域を有する一群の配光パターンを含んでもよい。設定部は、現配光パターンが一群の配光パターンのうち一の配光パターンであり新配光パターンが一の配光パターンに比べて水平線上方に狭い非照射領域を有する他の配光パターンである照射領域拡大切替の場合には、相対的に長い切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定し、現配光パターンが一群の配光パターンのうち一の配光パターンであり新配光パターンが一の配光パターンに比べて水平線上方に広い非照射領域を有する他の配光パターンである照射領域縮小切替の場合には、相対的に短い切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定してもよい。
ここで、設定部は、非照射領域が狭まる照射領域拡大切替の場合には、第１の切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定し、非照射領域が広がる照射領域縮小切替の場合には、第１の切替所要時間より短い第２の切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定してもよい。

このようにすれば、例えば前方車両に非照射領域を適応すべく非照射領域を広げる状況では配光パターンが素早く切り替わり、逆に非照射領域を狭める状況では前者に比べて若干時間をかけて配光パターンが切り替わる。こうして、前方車両へのグレア対策と自車運転者にとっての自然な切替との両面に配慮した車両用灯具システムを提供することができる。

少なくとも１つの切替時間パラメータは、切替所要時間を延長する遅延時間を表す切替遅延時間パラメータを含んでもよい。設定部は、照射領域拡大切替の場合には、第１遅延時間に相当する第１の値に切替遅延時間パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には、第１遅延時間より小さい第２遅延時間に相当し又は遅延時間がないことに相当する第２の値に切替遅延時間パラメータを設定してもよい。

このようにすれば、切替遅延時間パラメータを設定するという比較的簡単な手法で、配光パターンの切替所要時間を状況に応じて個別に調整することができる。照射領域縮小切替では遅延時間が小さいか又は遅延時間がないので配光パターンが速く切り替わり、照射領域拡大切替では遅延時間が比較的大きいので配光パターンが緩やかに切り替わる。これにより、前方車両へのグレア対策と自車運転者にとっての自然な切替との両面に配慮した車両用灯具システムを提供することができる。

少なくとも１つの切替時間パラメータは、現配光パターンから新配光パターンへの照射面積変化速度を表す切替速度パラメータを含んでもよい。設定部は、照射領域拡大切替の場合には、第１照射面積変化速度に相当する第１の値に切替速度パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には、第１照射面積変化速度より大きい第２照射面積変化速度に相当する第２の値に切替速度パラメータを設定してもよい。

このようにすれば、切替速度パラメータを設定するという比較的簡単な手法で、配光パターンの切替所要時間を状況に応じて個別に調整することができる。照射領域縮小切替では照射面積変化速度が大きいので配光パターンが速く切り替わり、照射領域拡大切替では照射面積変化速度が比較的小さいので配光パターンが緩やかに切り替わる。これにより、前方車両へのグレア対策と自車運転者にとっての自然な切替との両面に配慮した車両用灯具システムを提供することができる。

設定部は、前方車両が対向車であるか又は先行車であるかを表す前方車両種別データを参照し、前方車両が対向車である場合には先行車である場合に比べて大きい照射面積変化速度に相当する値に切替速度パラメータを設定してもよい。

このようにすれば、前方車両が対向車であるか又は先行車であるかという前方車両の種別に応じて切替速度パラメータが設定され、それにより配光パターンの切替所要時間が調整される。一般に、自車に対する相対速度は対向車のほうが先行車より大きい。そこで、前方車両が対向車であれば大きい照射面積変化速度で配光パターンを速やかに切り替える一方、前方車両が自車前方を同方向に走る先行車であれば小さい照射面積変化速度で配光パターンを比較的ゆっくりと切り替えるよう、切替速度パラメータが設定される。このようにして、前方車両が対向車の場合と先行車の場合とでそれぞれ、配光パターンの切替速度を最適化することが可能となる。

本発明の別の態様もまた、車両用灯具システムである。この車両用灯具システムは、前方車両に非照射領域を適応させるよう配光を動的に制御する車両用灯具システムであって、複数の配光パターンを形成可能な車両用灯具と、車両用灯具が形成すべき配光パターンを複数の配光パターンから選択する選択部と、車両用灯具が形成する現配光パターンから選択部が新たに選択する新配光パターンへの照射面積変化速度を定める切替速度パラメータを設定する設定部と、を備える。設定部は、前方車両が対向車であるか又は先行車であるかを表す前方車両種別データを参照し、前方車両が先行車である場合には、第１照射面積変化速度に相当する第１の値に切替速度パラメータを設定し、前方車両が対向車である場合には、第１照射面積変化速度より速い第２照射面積変化速度に相当する第２の値に切替速度パラメータを設定する。

この態様によると、現在選択されている配光パターンから次に選択される新配光パターンへの照射面積変化速度が、前方車両が対向車であるか又は先行車であるかという前方車両の種別に応じて調整される。一般に、自車に対する相対速度は対向車のほうが先行車より大きい。そこで、前方車両が対向車であれば配光パターンを速やかに切り替える一方、前方車両が先行車であれば配光パターンを比較的ゆっくりと切り替えるよう、切替速度パラメータが設定される。このようにして、前方車両が対向車の場合と先行車の場合とでそれぞれ、配光パターンの切替速度を最適化することが可能となる。

本発明によれば、ＡＤＢ制御における配光パターンの切替所要時間を可変とする車両用灯具システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る配光制御システムにおいて用いられる車両用前照灯の内部構造を示す概略断面図である。 灯具ユニットを説明するための斜視図である。 シェード機構を説明するための斜視図である。 回転シェードを説明するための斜視図である。 配光パターンと、配光パターンを形成するための回転シェードの稜線形状について説明するための図である。 配光パターンと、配光パターンを形成するための回転シェードの稜線形状について説明するための図である。 本発明の実施形態に係る車両用前照灯の配光制御システムを説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る切替時間パラメータの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る切替時間パラメータの他の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両用灯具システムが実行する制御の一例を示すフローチャートである。 図１１（ａ）および（ｂ）は、灯具ユニットの別の実施形態を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る配光制御システムにおいて用いられる車両用前照灯１０の内部構造を示す概略断面図である。図１に示す車両用前照灯１０は、車両の車幅方向の左右両端にそれぞれ配置される配光可変式前照灯であり、その構造は実質的に左右同等である。

車両用前照灯１０は、車両前方方向に開口部を有するランプボディ１２と、ランプボディ１２の開口部を覆う透明カバー１４とで形成される灯室１６を有する。灯室１６には、光を車両前方方向に照射する灯具ユニット３０が収納されている。灯具ユニット３０の一部には、当該灯具ユニット３０の揺動中心となるピボット機構１８ａを有するランプブラケット１８が形成されている。ランプブラケット１８はランプボディ１２の内壁面に立設されたボディブラケット２０とネジ等の締結部材によって接続されている。したがって、灯具ユニット３０は、灯室１６内の所定位置に固定されると共に、ピボット機構１８ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢等に姿勢変化可能となる。

また、灯具ユニット３０の下面には、曲線道路走行時等に進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（Adaptive Front-lighing System:AFS）を構成するためのスイブルアクチュエータ２２の回転軸２２ａが固定されている。スイブルアクチュエータ２２は、車両側から提供される操舵量のデータや、ナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、前方車と自車の相対位置の関係等に基づいて灯具ユニット３０をピボット機構１８ａを中心に進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。その結果、灯具ユニット３０の照射範囲が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視界を向上させる。スイブルアクチュエータ２２は、例えばステッピングモータで構成することができる。なお、スイブル角度が固定値の場合には、ソレノイドなども利用可能である。

スイブルアクチュエータ２２は、ユニットブラケット２４に固定されている。ユニットブラケット２４には、ランプボディ１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２６が接続されている。レベリングアクチュエータ２６は、例えばロッド２６ａを矢印Ｍ，Ｎ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。ロッド２６ａが矢印Ｍ方向に伸長した場合、灯具ユニット３０はピボット機構１８ａを中心として後傾姿勢になるように揺動する。逆にロッド２６ａが矢印Ｎ方向に短縮した場合、灯具ユニット３０はピボット機構１８ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。灯具ユニット３０が後傾姿勢になると、光軸を上方に向けるレベリング調整ができる。また、灯具ユニット３０が前傾姿勢になると、光軸を下方に向けるレベリング調整ができる。このようにレベリング調整をすることで、車両姿勢に応じた光軸調整ができる。その結果、車両用前照灯１０による前方照射の到達距離を最適な距離に調整することができる。

なお、このレベリング調整は、車両走行中の車両姿勢に応じて実行することもできる。例えば、車両が走行中に加速する場合は後傾姿勢となり、逆に減速する場合は前傾姿勢となる。したがって、車両用前照灯１０の照射方向も車両の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、車両姿勢に基づき灯具ユニット３０のレベリング調整をリアルタイムで実行することで、走行中でも前方照射の到達距離を最適に調整できる。これを「オートレベリング」と称することもある。

灯室１６の内壁面、例えば、灯具ユニット３０の下方位置には、灯具ユニット３０の点消灯制御や配光パターンの形成制御を実行する灯具側制御部２８が配置されている。この灯具側制御部２８は、スイブルアクチュエータ２２、レベリングアクチュエータ２６等の制御も実行する。

灯具ユニット３０は、エーミング調整機構を備えることができる。例えば、レベリングアクチュエータ２６のロッド２６ａとユニットブラケット２４の接続部分に、エーミング調整時の揺動中心となるエーミングピボット機構を配置する。また、ボディブラケット２０とランプブラケット１８の接続部分に、車両前後方向に進退する一対のエーミング調整ネジを車幅方向に間隔をあけて配置する。例えば２本のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット３０はエーミングピボット機構を中心に前傾姿勢となり光軸が下方に調整される。同様に２本のエーミング調整ネジを後方に引き戻せば、灯具ユニット３０はエーミングピボット機構を中心に後傾姿勢となり光軸が上方に調整される。また、車幅方向左側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット３０はエーミングピボット機構を中心に右旋回姿勢となり右方向に光軸が調整される。また、車幅方向右側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット３０はエーミングピボット機構を中心に左旋回姿勢となり左方向に光軸が調整される。このエーミング調整は、車両出荷時や車検時、車両用前照灯１０の交換時に行われる。そして、車両用前照灯１０が設計上定められた規定の姿勢に調整され、この姿勢を基準に本実施形態の配光パターンの形成制御が行われる。

図２は、灯具ユニット３０を説明するための斜視図である。図１および図２に示すように、灯具ユニット３０は、光源３１と、光源搭載部３２と、リフレクタ３３と、回転シェード３４を含むシェード機構３５と、投影レンズ３６と、投影レンズ３６を指示するレンズホルダ３７とを備える。なお、図２では投影レンズ３６の図示を簡略化している。

光源３１は、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。本実施の形態では、光源３１をハロゲンランプで構成する例を示す。光源３１は、光源搭載部３２に搭載されている。リフレクタ３３は、光源３１から放射される光を反射する。そして、光源３１からの光およびリフレクタ３３で反射した光は、その一部が回転シェード３４を経て投影レンズ３６へと導かれる。

図３は、シェード機構３５を説明するための斜視図である。図３は、図２に示す灯具ユニット３０から投影レンズ３６、レンズホルダ３７、リフレクタ３３などを取り外した状態を示す。図３に示すように、シェード機構３５は、光源からの光の一部を遮光可能に形成された回転シェード３４と、回転シェード３４を支持するためのシェード支持部３８と、回転軸４１と、回転シェード３４を回転駆動するアクチュエータとしてのシェードモータ３９と、シェードモータ３９の回転を回転シェード３４に伝達するためのギア機構４０と、回転シェード３４の回転位置を検出するためのシェード位置センサ（図示せず）とを備える。シェードモータ３９は、例えばステッピングモータであってよい。シェードモータ３９の回転は、灯具側制御部２８により制御される。

図４は、回転シェード３４を説明するための斜視図である。回転シェード３４は、回転軸４１を中心に回転可能な略半円筒形状部材で構成される。回転シェード３４は、回転位置に応じて光源３１およびリフレクタ３３からの光の遮り方が変わるように稜線形状が設計されている。

具体的には、回転シェード３４は、図４において回転軸４１を中心として反時計回り順に、ロービーム配光パターンを形成するための稜線形状３４ａ（以下、「ロービーム形成部３４ａ」とも呼ぶ）と、第１パッシング配光パターンを形成するための稜線形状３４ｂ（以下、「第１パッシング形成部３４ｂ」とも呼ぶ）と、ハイビーム配光パターンを形成するための稜線形状３４ｃ（以下、「ハイビーム形成部３４ｃ」とも呼ぶ）と、第２パッシング配光パターンを形成するための稜線形状３４ｄ（以下、「第２パッシング形成部３４ｄ」とも呼ぶ）と、第１片側ハイビーム配光パターンを形成するための稜線形状３４ｅ（以下、「第１片側ハイビーム形成部３４ｅ」とも呼ぶ）と、第２片側ハイビーム配光パターンを形成するための稜線形状（以下、「第２片側ハイビーム形成部」とも呼ぶ）とが形成されている。

回転シェード３４は、シェードモータ３９を用いて回転駆動することにより、投影レンズ３６の後方焦点を含む後方焦点面ＦＳの位置に上述の６種類の配光パターン形成部のいずれか１つを移動させることができる。そして、後方焦点面ＦＳ上に位置する回転シェード３４の稜線形状に応じて光源３１およびリフレクタ３３からの光の遮り方が変わる。

回転シェード３４を通過した光は、投影レンズ３６に入射する。投影レンズ３６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からなり、後方焦点面ＦＳ上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３６は、その光軸Ａｘ上に光源３１が位置するように配置される。

次に、図５および図６を用いて上述の６種類の配光パターンと、各配光パターンを形成するための回転シェード３４の稜線形状とについて説明する。

図５の上段は、ロービーム配光パターンと、該ロービーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。ロービーム配光パターンＬｏは、その上端のＶ−Ｖ線（鉛直線）よりも右側に、Ｈ−Ｈ線（水平線）と平行に延びる対向車線側カットオフラインを、またＶ−Ｖ線よりも左側に、対向車線側カットオフラインよりも高い位置でＨ−Ｈ線と平行に延びる自車線側カットオフラインを、そして対向車線側カットオフラインと自車線側カットオフラインとの間に、両者をつなぐ斜めカットオフラインを有する。斜めカットオフラインは、対向車線側カットオフラインとＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方へ４５°の傾斜角で延びている。

回転シェード３４のロービーム形成部３４ａは、対向車線側カットオフラインを形成するための対向車線側カットオフライン形成部５１と、自車線側カットオフラインを形成するための自車線側カットオフライン形成部５２と、斜めカットオフラインを形成するための斜めカットオフライン形成部５３とを有する。対向車線側カットオフライン形成部５１および自車線側カットオフライン形成部５２は、回転シェード３４の軸方向に延びる略平面形状の部位であり、斜めカットオフライン形成部５３は、対向車線側カットオフライン形成部５１と自車線側カットオフライン形成部５２の間に位置する、傾斜面を有する突起状部位である。

図５の中段は、第１パッシング配光パターンＰ１と、該第１パッシング配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、ロービーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を一方の回転方向（図５では時計回り）に６０°回転することにより、第１パッシング配光パターン形成時の姿勢となる。

第１パッシング配光パターンＰ１は、自車両の周囲に存在する他車両や歩行者に対して注意を促すための配光パターンである。本実施形態において、第１パッシング配光パターンＰ１は、ハイビーム配光パターンＨｉと同じようにＨ−Ｈ線の上方および下方の照射領域を含むが、Ｈ−Ｈ線より上方の照射領域はハイビーム配光パターンＨｉより小さい。第１パッシング形成部３４ｂは、このような第１パッシング配光パターンＰ１に対応した稜線形状を有するように形成される。

図５の下段は、ハイビーム配光パターンＨｉと、該ハイビーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、ハイビーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに３０°回転することにより、ハイビーム配光パターン形成時の姿勢となる。

ハイビーム配光パターンＨｉは、前方の広範囲および遠方を照明する配光パターンであり、例えば、前方車両や歩行者へのグレアを配慮する必要のない場合に形成される。ハイビーム形成部３４ｃは略平面状に形成されており、光源３１およびリフレクタ３３からの光を遮光せずに投影レンズ３６に通すべく該平面はハイビーム配光パターン形成時において光軸Ａｘから所定距離以上離間している。

図６の上段は、第２パッシング配光パターンＰ２と、該第２パッシング配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、ハイビーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに３０°回転することにより、第２パッシング配光パターン形成時の姿勢となる。

第２パッシング配光パターンＰ２もまた、自車両の周囲に存在する他車両や歩行者に対して注意を促すための配光パターンである。第２パッシング配光パターンＰ２は、Ｈ−Ｈ線の上方および下方の照射領域を含むが、Ｈ−Ｈ線より上方の照射領域はハイビーム配光パターンＨｉより小さい。第２パッシング配光パターンＰ２は、図５に示す第１パッシング配光パターンＰ１と同じ形状であってもよいし、異なっていてもよい。第２パッシング形成部３４ｄは、このような第２パッシング配光パターンＰ２に対応した稜線形状を有するように形成される。

図６の中段は、第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１と、該第１片側ハイビーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、第２パッシング配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに６０°回転することにより、第１片側ハイビーム配光パターン形成時の姿勢となる。

この第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、左側通行時に対向車線側（Ｖ−Ｖ線より右側）をロービームとし、自車線側（Ｖ−Ｖ線より左側）のみハイビームで照射する配光パターンである。第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、Ｖ−Ｖ線近傍に斜めカットオフラインを有する。第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、ハイビーム配光パターンＨｉの一部に遮光領域を設けた変形ハイビーム配光パターンということができる。第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１は、自車線に先行車や歩行者が存在せず、対向車線に対向車や歩行者が存在する場合に利用することが好ましく、対向車や歩行者にグレアを与えず、自車線側のみのハイビーム照射により運転者の視認性を高めることができる。

第１片側ハイビーム形成部３４ｅは、対向車線側のロービームのカットオフラインを形成するための対向車線側カットオフライン形成部６１と、自車線側のハイビームを形成するための自車線側ハイビーム形成部６２と、斜めカットオフラインを形成するための斜めカットオフライン形成部６３とを有する。

図６の下段は、第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２と、該第２片側ハイビーム配光パターン形成時の回転シェード３４の姿勢（断面図と斜視図）を示す。本実施形態では、第１片側ハイビーム配光パターン形成時の姿勢から、回転軸４１を中心として回転シェード３４を時計回りに９０°回転することにより、第２片側ハイビーム配光パターン形成時の姿勢となる。

この第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は、左側通行時に自車線および対向車線をロービームとし、自車線の歩道側のみハイビームで照射する変形ハイビーム配光パターンである。第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は、自車線と歩道との境界付近に斜めカットオフラインを有する。第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２もまた、ハイビーム配光パターンＨｉの一部に遮光領域を設けた変形ハイビーム配光パターンということができる。第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は、自車線および対向車線に車両が存在する場合に、自車線側の歩道の視認性を高める目的で使用される。

第２片側ハイビーム形成部３４ｆは、自車線および対向車線のロービームのカットオフラインを形成するためのカットオフライン形成部６４と、自車線の歩道側のハイビームを形成するための歩道用ハイビーム形成部６５と、斜めカットオフラインを形成するための斜めカットオフライン形成部６６とを有する。

なお、上記説明では第１片側ハイビーム形成部３４ｅと第２片側ハイビーム形成部３４ｆとを別々に説明したが、実際には第１片側ハイビーム形成部３４ｅの斜めカットオフライン形成部６３と第２片側ハイビーム形成部３４ｆの斜めカットオフライン形成部６６は連続的に形成されており、回転シェード３４の回転に応じてハイビーム配光パターンにおける遮光領域の大きさを可変できる。言い換えると、回転シェード３４は、回転シェード３４の回転に応じて斜めカットオフライン形成部の位置が軸方向に移動するよう形成されており、その結果、片側ハイビーム配光パターンにおける斜めカットオフラインの位置を、Ｖ−Ｖ線近傍から自車線と歩道の境界部まで連続的に移動することができる。

図７は、本発明の実施形態に係る車両用前照灯の配光制御システム１００を説明するための機能ブロック図である。配光制御システム１００は、上述した車両用前照灯１０と、車両に搭載される車両側制御部１０２と、ライトスイッチ１０４と、カメラ１０６と、車速センサ１０８と、舵角センサ１１０と、ディマースイッチ１１２とを備える。車両用前照灯１０は、光源３１と、光源３１を点灯するための点灯回路７０と、シェードモータ３９と、スイブルアクチュエータ２２と、レベリングアクチュエータ２６と、灯具側制御部２８と、シェード位置センサ２９とを備える。

カメラ１０６、車速センサ１０８、舵角センサ１１０、ディマースイッチ１１２およびライトスイッチ１０４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信を使用して車両側制御部１０２と情報を伝送する。カメラ１０６は、信号線ＳＬ１を介して車両側制御部１０２と接続されている。車速センサ１０８は、信号線ＳＬ２を介して車両側制御部１０２と接続されている。舵角センサ１１０は、信号線ＳＬ３を介して車両側制御部１０２と接続されている。ディマースイッチ１１２は、信号線ＳＬ４を介して車両側制御部１０２と接続されている。ライトスイッチ１０４は、信号線ＳＬ５を介して車両側制御部１０２と接続されている。車両側制御部１０２は、常時、カメラ１０６、車速センサ１０８、舵角センサ１１０、ディマースイッチ１１２およびライトスイッチ１０４の信号を監視している。

また、車両側制御部１０２は電源１１５の電圧を監視している。また、車両側制御部１０２は、信号線Ｌ１を介して灯具側制御部２８と接続されている。車両側制御部１０２と灯具側制御部２８は、信号線Ｌ１を介して、ＬＩＮ（Local Interconnect. Network）通信を使用して情報を伝送する。なお、車両側制御部１０２からは、左右一対の車両用前照灯１０へ信号線Ｌ１が接続されている。

配光制御システム１００において、ライトスイッチ１０４がオンされると、リレー１０５がオン状態となってバッテリ１１４から車両用前照灯１０の点灯回路７０に電圧ＶＬが与えられ、点灯回路７０により光源３１が点灯する。また、ライトスイッチ１０４がオンされると、リレー１０５を介してバッテリ１１４から灯具側制御部２８にも電圧ＶＬが与えられ、灯具側制御部２８がリセットされる。点灯回路７０は、信号線ＳＬ６を介して車両側制御部１０２と接続されている。信号線ＳＬ６は、光源３１、点灯回路７０の正常性を示す信号を車両側制御部１０２に送る。車両側制御部１０２は、該信号に基づいて、光源３１、点灯回路７０の異常を認識する。

また、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされると、イグニッション（ＩＧ）電源１１５から車両側制御部１０２に電圧ＶＧが与えられ、車両側制御部１０２がリセットされる。また、イグニッションスイッチがオンされると、ＩＧ電源１１５は灯具側制御部２８にも電圧ＶＧを与える。従って、灯具側制御部２８は、バッテリ１１４とＩＧ電源１１５の両方から電力の供給を受けることができる。なお、ＩＧ電源１１５もバッテリ１１４から電力の供給を受けている。

車両側制御部１０２は、カメラ１０６、車速センサ１０８、舵角センサ１１０等から自車の走行状態を示す状態信号を受ける。灯具側制御部２８は、車両側制御部１０２と通信可能に接続され、車両側制御部１０２からの配光指示信号を受けてシェードモータ３９、スイブルアクチュエータ２２およびレベリングアクチュエータ２６を制御する。

配光制御システム１００は、運転者によるディマースイッチ１１２の操作に応じて手動でロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを切り替え可能である。以下、このような手動で配光パターンを制御するモードを「手動モード」と呼ぶ。例えば運転者がロービーム配光パターンを選択した場合、車両側制御部１０２は灯具側制御部２８にロービーム配光パターンを形成するよう指示を出す。指示を受けた灯具側制御部２８は、ロービーム配光パターンが形成されるようシェードモータ３９を制御する。

また、配光制御システム１００は、ディマースイッチ１１２の操作によらず、車両の走行状態を各種センサで検出して、車両周囲状況に最適な配光パターンを形成可能である。以下、このように配光パターンを制御するモードを「自動モード」と称する。自動モードには、例えば、車両周囲の状況を各種センサで検出して、車両周囲状況に最適な配光パターンを形成する自動配光制御モード、いわゆるＡＤＢモードが含まれる。ＡＤＢモードは、例えば、ライトスイッチ１０４からＡＤＢモードの実行指示がなされた場合に実行される。

配光制御システム１００は、手動モードおよび自動モードのいずれか一方の照射モードで動作するよう構成されている。

例えば、自車の前方に前走車が検出された場合、車両側制御部１０２は、前走車へのグレアを防止するべきであると判断して、例えばロービーム配光パターンが形成されるよう灯具側制御部２８に指示を出す。また、前走車が存在しないことが検出できた場合、車両側制御部１０２は、運転者の視界を向上させるべきであると判断して、例えばハイビーム配光パターンが形成されるよう灯具側制御部２８に指示を出す。

このように前走車を検出するために、車両側制御部１０２には例えばステレオカメラなどのカメラ１０６が接続されている。カメラ１０６で撮像された画像データは、車両側制御部１０２に送信され、車両側制御部１０２が信号処理をして画像解析を行い、撮像範囲内における前走車を検知する。そして、車両側制御部１０２は、取得した前走車の情報に基づいて最適な一つの配光パターンを選択し、その選択した配光パターンを形成するように灯具側制御部２８に指示を出す。なお、前走車を検出する手段は適宜変更可能であり、カメラ１０６に代えて、例えばミリ波レーダや赤外線レーダなど他の検出手段を用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。

また、車両側制御部１０２は、車両に通常搭載されている車速センサ１０８、舵角センサ１１０などからの情報も取得可能であり、車両の走行状態や走行姿勢に応じて形成する配光パターンを選択したり、光軸の方向を変化させて配光パターンを変化させることができる。例えば車両側制御部１０２は、舵角センサ１１０からの情報に基づき車両が旋回していると判定した場合、旋回方向の視界を向上させるような配光パターンの形成を灯具側制御部２８に指示する。この指示を受けた灯具側制御部２８は、スイブルアクチュエータ２２を制御して灯具ユニット３０の光軸をこれから進行する方向に向ける。また、車両側制御部１０２は、車速センサ１０８からの情報に基づき車両姿勢が変化したと判定した場合、前方照射の到達距離が最適となる配光パターンの形成を灯具側制御部２８に指示する。この指示を受けた灯具側制御部２８は、車両姿勢の前傾、後傾に応じてレベリングアクチュエータ２６を制御して、灯具ユニット３０の光軸を車両上下方向について調整する。

上記の説明から理解されるように、配光制御システム１００は、前方車両に非照射領域を適応させるよう配光を動的に制御する車両用灯具システムを構成する。配光制御システム１００は、複数の配光パターンを形成可能な車両用灯具として機能する車両用前照灯１０を備える。

ここで、複数の配光パターンは、第１照射領域を有する第１配光パターンと、第１照射領域より狭い第２照射領域を有する第２配光パターンと、を少なくとも含む。例えば、第１配光パターンがハイビーム配光パターンＨｉであるとすると、第２配光パターンは、ハイビーム配光パターンＨｉより狭い照射領域を有する任意の配光パターンであり、例えば、ロービーム配光パターンＬｏ、第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、または、第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２である。

また、複数の配光パターンは、各々が水平線上方に異なる非照射領域を有する一群の配光パターンを含む。例えば、この一群の配光パターンは、第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２、および、これら２つの片側ハイビーム配光パターンの斜めカットオフラインの中間に斜めカットオフラインを有する任意の片側ハイビーム配光パターンを含む。これらの片側ハイビーム配光パターンは、上述のように、第１片側ハイビーム形成部３４ｅと第２片側ハイビーム形成部３４ｆとの間で回転シェード３４を任意の回転角度に姿勢を定めることにより、形成される。

また、配光制御システム１００は、選択部１１６、設定部１１８および判別部１２０を備える。図示される実施形態においては、選択部１１６、設定部１１８および判別部１２０は、車両側制御部１０２に備えられている。しかし、他の実施形態においては、選択部１１６、設定部１１８および判別部１２０のうち少なくとも１つが灯具側制御部２８に備えられていてもよい。

なお、車両側制御部１０２や灯具側制御部２８等は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図７では適宜、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

選択部１１６は、車両用灯具が形成すべき配光パターンを複数の配光パターンから選択するよう構成されている。設定部１１８は、現配光パターンおよび新配光パターンに応じて、現配光パターンから新配光パターンへの切替所要時間を定める少なくとも１つの切替時間パラメータを設定するよう構成されている。

ここで、現配光パターンとは、選択部１１６による前回の選択の結果として車両用灯具が現在形成する配光パターンをいう。新配光パターンとは、選択部１１６が新たに選択する配光パターンをいう。

切替時間パラメータは、配光パターンの切替所要時間を延長する遅延時間を表す切替遅延時間パラメータ、および、現配光パターンから新配光パターンへの照射面積変化速度を表す切替速度パラメータの少なくとも一方を含む。

切替遅延時間パラメータを設定することにより、切替所要時間は所定の初期値から延長される。延長される時間がゼロであってもよく、その場合、切替所要時間は延長されず、初期値に従って配光パターンが切り替わる。なお初期値がゼロであってもよい。

切替速度パラメータは、回転シェード３４の回転速度を表す回転速度パラメータであってもよい。回転速度パラメータは、シェードモータ３９がステッピングモータである場合、ステッピングモータのパルスレート（単位時間あたりのパルス数）を表してもよい。切替速度パラメータは、現配光パターンおよび新配光パターンがそれぞれ片側ハイビーム配光パターンである場合、斜めカットオフラインの水平方向の移動速度を表してもよい。

設定部１１８は、照射領域拡大切替の場合には相対的に長い切替所要時間（例えば、第１の切替所要時間）を定めるよう切替時間パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には相対的に短い切替所要時間（例えば、第１の切替所要時間より短い第２の切替所要時間）を定めるよう切替時間パラメータを設定してもよい。

ここで、照射領域拡大切替とは、新配光パターンが現配光パターンに比べて広い照射領域を有する場合の配光パターン切替をいう。言い換えれば、照射領域拡大切替とは、新配光パターンが現配光パターンに比べて狭い非照射領域を有する場合、例えば、ある片側ハイビーム配光パターンから他の片側ハイビーム配光パターンへと非照射領域が縮小される場合をいう。逆に、照射領域縮小切替とは、新配光パターンが現配光パターンに比べて狭い照射領域を有する場合の配光パターン切替をいう。言い換えれば、照射領域縮小切替とは、新配光パターンが現配光パターンに比べて広い非照射領域を有する場合、例えば、ある片側ハイビーム配光パターンから他の片側ハイビーム配光パターンへと非照射領域が拡大される場合をいう。

設定部１１８は、照射領域拡大切替の場合には第１遅延時間に相当する第１の値に切替遅延時間パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には第１遅延時間より小さい第２遅延時間に相当する第２の値に切替遅延時間パラメータを設定してもよい。あるいは、設定部１１８は、照射領域縮小切替の場合に、遅延時間がないことに相当する第２の値に切替遅延時間パラメータを設定してもよい。

また、設定部１１８は、照射領域拡大切替の場合には第１照射面積変化速度に相当する第１の値に切替速度パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には第１照射面積変化速度より大きい第２照射面積変化速度に相当する第２の値に切替速度パラメータを設定してもよい。より具体的には、設定部１１８は、照射領域拡大切替の場合には第１回転速度に相当する第１の値に回転速度パラメータを設定し、照射領域縮小切替の場合には第１回転速度より大きい第２回転速度に相当する第２の値に回転速度パラメータを設定してもよい。

また、判別部１２０は、カメラ１０６で撮像された画像データ、または車両側制御部１０２における画像データの解析結果に基づいて、前方車両が対向車であるか又は先行車であるかを表す前方車両種別データを生成する。判別部１２０は、例えば、前方車両を表す特徴点（例えば、前方車両のランプ）の色から、それが対向車又は先行車であるかを判別することができる。詳しくは後述するが、設定部１１８は、前方車両種別データを参照し、前方車両が対向車である場合と、前方車両が先行車である場合とで、切替時間パラメータを異なる値に設定してもよい。

設定部１１８は、前方車両が先行車である場合には相対的に長い切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定し、前方車両が対向車である場合には相対的に短い切替所要時間を定めるよう切替時間パラメータを設定してもよい。例えば、設定部１１８は、前方車両が先行車である場合には第１照射面積変化速度に相当する第１の値に切替速度パラメータを設定し、前方車両が対向車である場合には第１照射面積変化速度より速い第２照射面積変化速度に相当する第２の値に切替速度パラメータを設定してもよい。より具体的には、設定部１１８は、前方車両が先行車である場合には第１回転速度に相当する第１の値に回転速度パラメータを設定し、前方車両が対向車である場合には第１回転速度より大きい第２回転速度に相当する第２の値に回転速度パラメータを設定してもよい。

車両側制御部１０２は、新配光パターンを表す配光指示信号および切替時間パラメータを表す切替指示信号を生成し、これらを灯具側制御部２８に送信する。灯具側制御部２８は、受信した配光指示信号および切替指示信号に従って、現配光パターンから新配光パターンに切り替えるよう、シェードモータ３９、スイブルアクチュエータ２２およびレベリングアクチュエータ２６を制御する。

図８は、本発明の実施形態に係る切替時間パラメータの一例を示す図である。図８には、切替遅延時間パラメータテーブル１２２を示す。切替遅延時間パラメータテーブル１２２は、現配光パターンと新配光パターンとの複数の組み合わせそれぞれに対応する切替遅延時間パラメータを定義する。切替遅延時間パラメータテーブル１２２は設定部１１８が有する。切替遅延時間パラメータテーブル１２２は、一対の灯具のうち一方（例えば左側の灯具）について使用するために予め作成されたものである。他方の灯具（例えば右側の灯具）について使用される切替遅延時間パラメータテーブルも同様に予め作成される。

図８には、理解の容易のため、行列形式で切替遅延時間パラメータテーブル１２２を示す。この行列の行が現配光パターンを表し、列が新配光パターンを表す。現配光パターンと新配光パターンとの個々の組み合わせに対応する切替遅延時間パラメータが、行列の各要素に表示されている。

切替遅延時間パラメータテーブル１２２は、三種類の切替遅延時間パラメータＴ０、Ｔ１、およびＴ２を有する。値Ｔ０は遅延時間がないことを表す。値Ｔ１はある遅延時間を表し、値Ｔ２は値Ｔ１の遅延時間より長い遅延時間を表す。これらの値は、設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定することが可能である。値Ｔ０はグレアの抑制を重視し、値Ｔ１、Ｔ２は配光の自然な切替を重視して、設定されてもよい。

なお、値Ｔ０が値Ｔ１の遅延時間より短い遅延時間を表していてもよい。また、切替遅延時間パラメータテーブル１２２は、二種類の切替遅延時間パラメータのみを有してもよいし、四種類以上の切替遅延時間パラメータを有してもよい。

設定部１１８は、現配光パターンと新配光パターンとの組み合わせに応じて、具体的には以下に説明するように、切替遅延時間パラメータを設定する。

図８に示されるように、新配光パターンがロービーム配光パターンＬｏである場合には（図８の第１列）、切替遅延時間パラメータは、現配光パターンによらず、値Ｔ０に設定される。現配光パターンがハイビーム配光パターンＨｉである場合には（図８の第２行）、切替遅延時間パラメータは、新配光パターンによらず、値Ｔ０に設定される。

上述のように、切替遅延時間パラメータの値Ｔ０は、遅延時間がないか又は遅延時間が最短であることを表す。よって、ハイビーム配光パターンＨｉからロービーム配光パターンＬｏへと最短時間で配光が切り替わる。また、片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２からロービーム配光パターンＬｏへと最短時間で配光が切り替わる。同様に、ハイビーム配光パターンＨｉから片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２へと最短時間で配光が切り替わる。このようにして、照射領域が縮小される場合には最速で配光パターンが切り替わるので、前方車両に対するグレアを防止し又は効果的に抑制することができる。

また、切替遅延時間パラメータは、現配光パターンが第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１であり新配光パターンが第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２である場合にも（図８の第３行第４列）、値Ｔ０に設定される。図６を参照して説明したように、第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２は第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１に比べて広い非照射領域を有する。したがって、上記と同様に、前方車両に対するグレアを防止し又は効果的に抑制することができる。

本実施形態では、片側ハイビーム配光パターンは照射領域を連続的に変化させられるので、図８の第３行第４列は便宜上、第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１から第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２に向かう配光変化を意味するものとする（図９の第３行第４列についても同様とする）。すなわち、新たな片側ハイビーム配光パターンが現在のそれより広い非照射領域を有する場合、切替遅延時間パラメータは、値Ｔ０に設定される。

一方、新配光パターンがハイビーム配光パターンＨｉである場合には（図８の第２列）、切替遅延時間パラメータは、現配光パターンによらず、値Ｔ１に設定される。現配光パターンがロービーム配光パターンＬｏである場合には（図８の第１行）、切替遅延時間パラメータは、新配光パターンによらず、値Ｔ１または値Ｔ２に設定される。

切替遅延時間パラメータの値Ｔ１および値Ｔ２は、上述のように、値Ｔ０に比べて遅延時間が長いことを表す。よって、ロービーム配光パターンＬｏ（または片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２）からハイビーム配光パターンＨｉへと、設定された遅延時間をかけて、配光が切り替わる。同様に、ロービーム配光パターンＬｏから片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２へと、若干の時間をかけて配光が切り替わる。このように、照射領域が拡大される場合には、縮小される場合に比べてゆっくりと配光パターンが切り替わる。こうして、自車運転者にとって違和感のない自然な配光変化を実現することが可能となる。

照射領域が拡大される場合であるが例外的に、現配光パターンが第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２であり新配光パターンが第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１である場合には（図８の第４行第３列）、切替遅延時間パラメータは、値Ｔ０に設定される。図８の第４行第３列は便宜上、第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２から第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１に向かう配光変化を意味するものとする（図９の第４行第３列についても同様とする）。すなわち、新たな片側ハイビーム配光パターンが現在のそれより狭い非照射領域を有する場合、切替遅延時間パラメータは、値Ｔ０に設定される。このように、切替遅延時間パラメータテーブル１２２においては、現配光パターンと新配光パターンとの組み合わせによっては、照射領域の増減と遅延時間の大小とが厳密に関係づけられていなくてもよい。

図９は、本発明の実施形態に係る切替時間パラメータの他の例を示す図である。図９に行列形式で示される切替速度パラメータテーブル１２４は、現配光パターンと新配光パターンとの複数の組み合わせそれぞれに対応する切替速度パラメータを定義する。この行列の行が現配光パターンを表し、列が新配光パターンを表す。現配光パターンと新配光パターンとの個々の組み合わせに対応する切替速度パラメータが、行列の各要素に表示されている。ここで、切替速度パラメータは、回転シェード３４の回転速度を表す回転速度パラメータである。切替速度パラメータテーブル１２４は設定部１１８が有する。図８に示す切替遅延時間パラメータテーブル１２２と同様に、切替速度パラメータテーブル１２４は、一対の灯具の両方に同様に使用可能である。

切替速度パラメータテーブル１２４は、三種類の回転速度パラメータＶ１、Ｖ２、およびＶ３を有する。値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の順に、対応するシェード回転速度は遅くなる。これらの値は、設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定することが可能である。値Ｖ１はグレアの抑制を重視し、値Ｖ２、Ｖ３は配光の自然な切替を重視して、設定されてもよい。なお、切替速度パラメータテーブル１２４は、二種類の切替速度パラメータのみを有してもよいし、四種類以上の切替速度パラメータを有してもよい。

設定部１１８は、現配光パターンと新配光パターンとの組み合わせに応じて、具体的には以下に説明するように、回転速度パラメータを設定する。

図９に示されるように、新配光パターンがロービーム配光パターンＬｏである場合には（図９の第１列）、回転速度パラメータは、現配光パターンによらず、値Ｖ１に設定される。現配光パターンがハイビーム配光パターンＨｉである場合には（図９の第２行）、回転速度パラメータは、新配光パターンによらず、値Ｖ１に設定される。また、回転速度パラメータは、現配光パターンが第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１であり新配光パターンが第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２である場合にも（図９の第３行第４列）、値Ｖ１に設定される。

上述のように、回転速度パラメータの値Ｖ１は、回転シェード３４の回転速度が最も速いことを表す。よって、ハイビーム配光パターンＨｉからロービーム配光パターンＬｏへと最短時間で配光が切り替わる。また、片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２からロービーム配光パターンＬｏへと最短時間で配光が切り替わる。同様に、ハイビーム配光パターンＨｉから片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２へと最短時間で配光が切り替わる。ある片側ハイビーム配光パターンから別の片側ハイビーム配光パターンへと非照射領域が拡大される場合にも、最短時間で配光が切り替わる。このようにして、照射領域が縮小される場合には最速で配光パターンが切り替わるので、前方車両に対するグレアを防止し又は効果的に抑制することができる。

一方、新配光パターンがハイビーム配光パターンＨｉである場合には（図９の第２列）、回転速度パラメータは、現配光パターンによらず、値Ｖ２または値Ｖ３に設定される。現配光パターンがロービーム配光パターンＬｏである場合には（図９の第１行）、回転速度パラメータは、新配光パターンによらず、値Ｖ２または値Ｖ３に設定される。回転速度パラメータは、現配光パターンが第２片側ハイビーム配光パターンＨｉ２であり新配光パターンが第１片側ハイビーム配光パターンＨｉ１である場合にも（図９の第４行第３列）、値Ｖ３に設定される。

回転速度パラメータの値Ｖ２および値Ｖ３は、上述のように、値Ｖ１に比べて遅い回転速度を表す。よって、ロービーム配光パターンＬｏ（または片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２）からハイビーム配光パターンＨｉへと比較的低速で配光が切り替わる。同様に、ロービーム配光パターンＬｏから片側ハイビーム配光パターンＨｉ１、Ｈｉ２へと比較的低速で配光が切り替わる。ある片側ハイビーム配光パターンから別の片側ハイビーム配光パターンへと非照射領域が縮小される場合にも、比較的低速で配光が切り替わる。このように、照射領域が拡大される場合には、縮小される場合に比べてゆっくりと配光パターンが切り替わる。こうして、自車運転者にとって違和感のない自然な配光変化を実現することが可能となる。

なお、切替速度パラメータテーブル１２４においては、現配光パターンと新配光パターンとの組み合わせによっては、照射領域の増減と遅延時間の大小とが厳密に関係づけられていなくてもよい。そのようなパラメータ設定も必要に応じて採用されうる。

切替速度パラメータテーブル１２４においてハイビーム配光パターンＨｉに関し、回転速度パラメータの値Ｖ２および値Ｖ３は、前方車両の種別に応じて使い分けられている。上述のように、値Ｖ２は、値Ｖ３に比べて速い回転速度を表す。回転速度パラメータは、前方車両が先行車である場合には値Ｖ３に設定され、前方車両が対向車である場合には値Ｖ２に設定される。このようにして、前方車両が対向車であれば配光パターンを比較的速く切り替える一方、前方車両が先行車であれば配光パターンを比較的ゆっくりと切り替えることができる。先行車と対向車の自車に対する動きの速さの違いに応じて配光パターンの切替速度を最適化することができる。

図１０は、実施の形態に係る車両用灯具システムが実行する制御の一例を示すフローチャートである。このフローは、ライトスイッチ１０４によりＡＤＢモードの実行指示がなされると開始され、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図１０に示すように、車両側制御部１０２は、車両用灯具が形成可能である複数の配光パターンから、車両用灯具が形成すべき配光パターンを選択する（Ｓ１０）。車両側制御部１０２は、カメラ１０６および各種センサ等の検出手段から得られる前方車両の検出結果および自車の走行状態に基づいて、適切な配光パターンを選択する。

車両側制御部１０２は、現配光パターンおよび新配光パターンに応じて、現配光パターンから新配光パターンへの切替所要時間を定める少なくとも１つの切替時間パラメータを設定する（Ｓ１２）。車両側制御部１０２は、新配光パターンを表す配光指示信号および切替時間パラメータを表す切替指示信号を生成し、これらを灯具側制御部２８に送信する。

灯具側制御部２８は、受信した配光指示信号および切替指示信号に従って新配光パターンを形成する（Ｓ１４）。灯具側制御部２８は、シェードモータ３９、スイブルアクチュエータ２２およびレベリングアクチュエータ２６等に制御信号を送信し、新配光パターンの形成を指示して、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施形態によると、現在選択されている配光パターンとその次に選択される新配光パターンとの組み合わせに応じて配光切替の所要時間を個別に最適に設定することができる。

図１１（ａ）および（ｂ）は、灯具ユニットの別の実施形態を説明するための図である。図１１（ａ）は、灯具ユニット１３０を構成する一部の要素間の位置関係を示す垂直断面図である。図１１（ｂ）は、灯具ユニット１３０を構成する一部の要素間の位置関係を示す平面図である。

図１１（ａ）および（ｂ）に示す灯具ユニット１３０は、主に、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている点が図１に示す灯具ユニット３０と異なる。灯具ユニット１３０は、ＬＥＤ１３１、ヒートシンク１３２、リフレクタ１３３、投影レンズ１３４、レンズホルダ１３５、シェード機構１３７を備える。シェード機構１３７は、回転シェード１３６、シェードモータ１３９、ギア機構１４０を備える。

ＬＥＤ１３１は、ヒートシンク１３２に対して固定されている。ヒートシンク１３２は、ＬＥＤ１３１から発する熱を発散させるのに適した材質および形状とされている。ＬＥＤ１３１から出射された光は、リフレクタ１３３によって反射され前方に向かう。その光の少なくとも一部は、リフレクタ１３３の前方に配置された投影レンズ１３４を通過する。

リフレクタ１３３は、車両の前後方向に延びる光軸Ａ１を中心軸とする略楕円球面を基調とする反射面を有している。ＬＥＤ１３１は、反射面の鉛直断面を構成する楕円の第１焦点に配置されている。これにより、ＬＥＤ１３１から出射された光が当該楕円の第２焦点に収束するように構成されている。

投影レンズ１３４は樹脂製であり、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る。投影レンズ１３４は、後方焦点Ｆがリフレクタ１３３の反射面の第２焦点に一致するように配置されており、後方焦点Ｆ上の像を車両前方に反転像として投影するように構成されている。投影レンズ１３４の周縁部はレンズホルダ１３５により保持され、ヒートシンク１３２に対して固定されている。

回転シェード１３６は、ＬＥＤ１３１から出射された光の一部を遮るように、投影レンズ１３４の後方に配置されている。回転シェード１３６は回転軸Ａ２を有しており、当該回転軸Ａ２が、投影レンズ１３４の後方焦点Ｆの下方を通るように配置されている。シェードモータ１３９およびギア機構１４０は、回転シェード１３６を回転軸Ａ２周りに回転させる。シェードモータ１３９は、例えばステッピングモータであってよい。シェードモータ３９の回転は、灯具側制御部２８（図１，７参照）により制御される。回転シェード１３６は、回転位置に応じてリフレクタ１３３からの光の遮り方が変わるように稜線形状が設計されている。従って、回転シェード１３６の回転位置を変化させることで、車両前方に形成される配光パターンを変化させることができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合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。

１０ 車両用前照灯、 １２ ランプボディ、 １４ 透明カバー、 １６ 灯室、 １８ ランプブラケット、 ２０ ボディブラケット、 ２２ スイブルアクチュエータ、 ２４ ユニットブラケット、 ２６ レベリングアクチュエータ、 ２８ 灯具側制御部、 ２９ シェード位置センサ、 ３０、１３０ 灯具ユニット、 ３１ 光源、 ３２ 光源搭載部、 ３３、１３３ リフレクタ、 ３４、１３６ 回転シェード、 ３５、１３７ シェード機構、 ３６、１３４ 投影レンズ、 ３７、１３５ レンズホルダ、 ３８ シェード支持部、 ３９、１３９ シェードモータ、 ４０、１４０ ギア機構、 ７０ 点灯回路、 １００ 配光制御システム、 １０２ 車両側制御部、 １０４ ライトスイッチ、 １０５ リレー、 １０６ カメラ、 １０８ 車速センサ、 １１０ 舵角センサ、 １１２ ディマースイッチ、 １１４ バッテリ、 １１５ 電源、 １１５ ＩＧ電源、 １１６ 選択部、 １１８ 設定部、 １２０ 判別部、 １３１ ＬＥＤ、 １３２ ヒートシンク。

Claims (6)

1. 前方車両に非照射領域を適応させるよう配光を動的に制御する車両用灯具システムであって、
   ロービーム配光パターンと、ハイビーム配光パターンと、前記ハイビーム配光パターンの一部に可変の非照射領域を設けた変形ハイビーム配光パターンとを含む複数の配光パターンを形成可能な車両用灯具と、
   前記車両用灯具が形成すべき配光パターンを前記複数の配光パターンから選択する選択部と、
   前記車両用灯具が形成する現配光パターンおよび前記選択部が新たに選択する新配光パターンに応じて、現配光パターンから新配光パターンへの切替所要時間を定める少なくとも１つの切替時間パラメータを設定する設定部と、を備え、
   前記設定部は、
   前記ロービーム配光パターンまたは前記変形ハイビーム配光パターンから前記ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、第１の切替所要時間を定めるよう前記切替時間パラメータを設定し、
   照射領域を縮小する配光パターン切替の場合には、前記第１の切替所要時間より短い第２の切替所要時間を定めるよう前記切替時間パラメータを設定し、
   前記ロービーム配光パターンから前記変形ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、前記第１の切替所要時間より長い第３の切替所要時間を定めるよう前記切替時間パラメータを設定することを特徴とする車両用灯具システム。
2. 前記設定部は、前記変形ハイビーム配光パターンにおいて照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、前記第１の切替所要時間より短い切替所要時間を定めるよう前記切替時間パラメータを設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具システム。
3. 前記少なくとも１つの切替時間パラメータは、前記切替所要時間を延長する遅延時間を表す切替遅延時間パラメータを含み、
   前記設定部は、
   前記ロービーム配光パターンまたは前記変形ハイビーム配光パターンから前記ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、第１遅延時間に相当する第１の値に前記切替遅延時間パラメータを設定し、
   照射領域を縮小する配光パターン切替の場合には、前記第１遅延時間より短い第２遅延時間に相当し又は遅延時間がないことに相当する第２の値に前記切替遅延時間パラメータを設定し、
   前記ロービーム配光パターンから前記変形ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、前記第１遅延時間より長い第３遅延時間に相当する第３の値に前記切替遅延時間パラメータを設定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具システム。
4. 前記少なくとも１つの切替時間パラメータは、現配光パターンから新配光パターンへの照射面積変化速度を表す切替速度パラメータを含み、
   前記設定部は、
   前記ロービーム配光パターンまたは前記変形ハイビーム配光パターンから前記ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、第１照射面積変化速度に相当する第１の値に前記切替速度パラメータを設定し、
   照射領域を縮小する配光パターン切替の場合には、前記第１照射面積変化速度より大きい第２照射面積変化速度に相当する第２の値に前記切替速度パラメータを設定し、
   前記ロービーム配光パターンから前記変形ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、前記第１照射面積変化速度より小さい第３照射面積変化速度に相当する第３の値に前記切替速度パラメータを設定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用灯具システム。
5. 前記設定部は、前方車両が対向車であるか又は先行車であるかを表す前方車両種別データを参照し、前方車両が対向車である場合には先行車である場合に比べて大きい照射面積変化速度に相当する値に前記切替速度パラメータを設定することを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具システム。
6. 前方車両に非照射領域を適応させるよう配光を動的に制御する車両用灯具システムであって、
   ロービーム配光パターンと、ハイビーム配光パターンと、前記ハイビーム配光パターンの一部に可変の非照射領域を設けた変形ハイビーム配光パターンとを含む複数の配光パターンを形成可能な車両用灯具と、
   前記車両用灯具が形成すべき配光パターンを前記複数の配光パターンから選択する選択部と、
   前記車両用灯具が形成する現配光パターンおよび前記選択部が新たに選択する新配光パターンに応じて、現配光パターンから新配光パターンへの切替所要時間を定める少なくとも１つの切替時間パラメータを設定する設定部と、を備え、
   前記設定部は、前記ロービーム配光パターン、前記ハイビーム配光パターン、前記変形ハイビーム配光パターンのうちいずれかを前記現配光パターンとし、前記ロービーム配光パターン、前記ハイビーム配光パターン、前記変形ハイビーム配光パターンのうち前記現配光パターンとは異なるいずれかを前記新配光パターンとして、前記現配光パターンと前記新配光パターンとの各組み合わせに対応する切替時間パラメータを定義する切替時間パラメータテーブルを有し、
   前記切替時間パラメータテーブルは、
   前記変形ハイビーム配光パターンから前記ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、第１の切替所要時間を定めるよう前記切替時間パラメータを定義し、
   前記ロービーム配光パターンから前記変形ハイビーム配光パターンへと照射領域を拡大する配光パターン切替の場合には、前記第１の切替所要時間より長い切替所要時間を定めるよう前記切替時間パラメータを定義することを特徴とする車両用灯具システム。

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