JP6211569B2 - 車両灯具システム - Google Patents

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Description

本発明は、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
特許文献１に記載されるような車両灯具システムでは、ある事象に起因して所定の配光パターンに切り替えているときに、後から発生した事象に起因して新たな配光パターンへの切り替えが生じた場合、後から発生した事象に対応した切り替え時間を優先して新たな配光パターンに切り替えられる。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所定のビームを照射する灯具ユニットと、車両からの指示または走行状況を示す情報の少なくとも一方に応じて複数の発光素子の輝度変更を制御する制御部と、複数の発光素子を輝度変更させる原因となる事象の優先度を示す情報を保持する保持部と、を備える。制御部は、第１事象に対応した第１時間で第１輝度に到達するよう複数の発光素子の輝度を徐変させているときに第２事象が発生した場合、（i）第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも高い場合、第２事象に対応した第２時間で第２輝度に到達するよう複数の発光素子の輝度を徐変させ、（ii）第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも低い場合、第２時間によらずに第２輝度に到達するよう複数の発光素子の輝度を徐変させる。
この態様によると、後から発生した事象の優先度が先に発生した事象の優先度よりも低い場合は、後から発生した事象に対応した時間によらずに発光素子の輝度が徐変される。そのため、適切に優先度を設定することにより、優先度の高い事象に起因する輝度変更を、後から発生した事象にとらわれずに、意図した時間で実施できる。
制御部は、第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも低い場合、第１時間の残り時間で第２輝度に到達するよう複数の発光素子の輝度を徐変させてもよい。
制御部は、所定の条件を満たすとき、第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも低い場合であっても、第１時間の残り時間が第２時間よりも短い場合は、第２時間で第２輝度に到達するよう複数の発光素子の輝度を徐変させてもよい。これによると、発光素子の急激な輝度変化を抑止できる。
所定の条件は、第１事象が複数の発光素子の全消灯状態からの点灯であってもよい。
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。 記憶部のデータ構造の一例を示す図である。 車両用灯具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４（ａ）〜（ｅ）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一例を示す図である。 ＬＥＤの輝度変化の一例を示す図である。分布の他の一例を示す図である。
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発光素子（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。
記憶部３４は、配光パターンの切り替えの原因となる（すなわちＬＥＤ２８を輝度変更させる原因となる）事象に関する情報を記憶する。図２は、記憶部３４のデータ構造の一例を示す。記憶部３４は、事象３４ａと、優先度３４ｂと、徐変時間３４ｃと、を対応づけて記憶する。
事象３４ａは、ＬＥＤ２８を輝度変更させる原因となる事象を示す。「ビーム切替」は、ハイビームのオンオフの切り替え、具体的には運転者がオンオフを切り替えたことや、オートハイビーム制御により自動でオンオフが切り替わったことを意味する。「対象物検知」は、前方の先行車、対向車の検知を意味する。この場合、前方の先行車、対向車に光りを照射しているＬＥＤ２８を消灯する。
「車速変化」は、車速の変化、具体的には高速（例えば８０ｋｍ／ｈ超過）、中速（例えば６０ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈ）、低速（例えば６０ｋｍ／ｈ未満）の間での車速の切り替わりを意味する。この場合、高速走行に適した高速モード、中速走行に適した中速モード、または低速走行に適した低速モードに切り替わり、配光パターンが切り替わる。「舵角変化」は舵角の変化、具体的には舵角が所定値（例えば１０°）以上または未満となったことを意味する。この場合、進行方向を照射するよう配光パターンが切り替わる。
優先度３４ｂは、ある事象に起因して配光パターンを切り替えているときに、後から発生した他の事象に起因して新たな配光パターンへの切り替えが生じたときに、どちらの徐変時間を優先して新たな配光パターンに切り替えるかを示す。ここでは、数字が小さいほど優先度が高い。徐変時間３４ｃは、各事象に起因して配光パターンを切り替えるときの切り替え時間、すなわち各事象に起因してＬＥＤ２８の輝度を変更する場合の徐変時間を示す。
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、記憶部３４を参照して複数のＬＥＤ２８のそれぞれについてどの徐変時間で徐変させるか決定し、決定した徐変時間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、配光パターンの切り替えが行われていないときにパターン指令Ｓ１を受け取ると（以下、このときに受け取るパターン指令Ｓ１を「第１パターン指令Ｓ１ａ」とも呼ぶ）、その第１パターン指令Ｓ１ａが指示する配光パターン（以下、「第１配光パターン」とも呼ぶ）に切り替えるよう複数のＬＥＤ２８の点消灯を個別に制御する。具体的には灯具制御部２６は、記憶部３４を参照して、第１配光パターンに切り替える原因となった事象（以下、「第１事象」と呼ぶ）に対応する徐変時間（以下、「第１時間」と呼ぶ）で第１配光パターンに応じた輝度（以下、「第１輝度」と呼ぶ）に到達するよう徐変させると決定する。この場合、灯具制御部２６は、点消灯指示信号Ｓ３として、事象に対応した徐変時間での点消灯を指示する点消灯指示信号Ｓ３ａを生成する。
また灯具制御部２６は、ある配光パターン（例えば第１配光パターン）へ切り替えている途中に新たなパターン指令Ｓ１を受け取ると（以下、このときに受け取るパターン指令Ｓ１を「第２パターン指令Ｓ１ｂ」とも呼ぶ）、その第２パターン指令Ｓ１ｂが指示する配光パターン（以下、「第２配光パターン」とも呼ぶ）に切り替えるよう複数のＬＥＤ２８の点消灯を個別に制御する。具体的には灯具制御部２６は、まず記憶部３４を参照して、第１事象と第２配光パターンに切り替える原因となった事象（以下、「第２事象」と呼ぶ）との優先度を比較する。
灯具制御部２６は、第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも高い場合、第２事象に対応する徐変時間（以下、「第２時間」と呼ぶ）で第２配光パターンに応じた輝度（以下、「第２輝度」と呼ぶ）に到達するよう徐変させると決定する。この場合、灯具制御部２６は、点消灯指示信号Ｓ３として、事象に対応した徐変時間での点消灯を指示する点消灯指示信号Ｓ３ａを生成する。一方、灯具制御部２６は、第１事象の優先度が第２事象の優先度よりも高い場合、第２時間によらずに第２輝度に到達するよう徐変させると決定する。本実施の形態では、灯具制御部２６は、第１時間の残りの時間で第２輝度に到達するよう徐変させると決定する。この場合、灯具制御部２６は、点消灯指示信号Ｓ３として、事象に対応した徐変時間によらない時間での点消灯を指示する点消灯指示信号Ｓ３ｂを生成する。
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、輝度を下げる場合、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、輝度を上げる場合、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３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３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を示す。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４（ａ）〜（ｅ）は、配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の一例を示す図である。棒グラフが長いほどその部分領域の輝度が高い（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（ａ）は、中速走行時にハイビームがオフからオンに切り替わったとき、すなわち事象「ビーム切替」が発生したときに形成される配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の一例を示す。図４（ｂ）は、前方の先行車や対向車を検知したとき、すなわち事象「対象物検知」が発生したときに形成される配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の一例を示す。ここでは、部分領域ＰＨｄ、ＰＨｅに先行車や対向車が検出された場合を示している。図４（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、中速走行から低速走行に車速が変化したとき、中速走行から高速走行に車速が変化したとき、すなわち事象「車速変化」が発生したときに形成される配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の一例を示す。図４（ｅ）は、ステアリングホイールを左にきったとき、すなわち事象「舵角変化」が発生したときに形成される配光パターンＰＨの部分領域ＰＨａ〜ＰＨｈの輝度分布の一例を示す。図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、事象が発生するとその事象に応じた配光パターンに切り替わり、部分領域の輝度（すなわち部分領域を照射するＬＥＤ２８の輝度）が変化する。
図５は、ある部分領域を照射するＬＥＤ２８の輝度変化の一例を示す図である。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は輝度を示す。図５では、第１事象としてのビーム切替によって配光パターンを切り替えている（すなわちＬＥＤ２８を輝度変更している）ときに第２事象としての舵角変化が発生し、配光パターンをさらに切り替えることになった場合を示す。
灯具制御部２６は、ビーム切替が発生したことによって第１配光パターンを指示する第１パターン指令Ｓ１ａを受け取ると、ビーム切替に対応した徐変時間（７００ｍｓｅｃ）で目標輝度に到達するよう徐変させる点消灯指示信号Ｓ３ａを生成する。徐変コントローラ３２は、この点消灯指示信号Ｓ３ａに基づいて、駆動電流ＩＬＤが大きくなる方向に７００ｍｓｅｃで変化する調光信号Ｓ４を生成する。駆動回路３０は、この調光信号Ｓ４に応じた駆動電流ＩＬＤをＬＥＤ２８に供給し、ＬＥＤ２８の輝度を徐変上昇させる。
灯具制御部２６は、舵角変化が発生したことによって第２配光パターンを指示する第２パターン指令Ｓ１ｂを受け取ると、記憶部３４を参照してビーム切替と舵角変化の優先度を確認する。灯具制御部２６は、本実施の形態では、先に発生した事象であるビーム切替の優先度が、後から発生した事象である舵角変化の優先度よりも高いと判断する（図２参照）。
したがって、灯具制御部２６は、舵角変化に対応する徐変時間（２００ｍｓｅｃ）によらずに、ビーム切替に対応する徐変時間（７００ｍｓｅｃ）の残り時間で第２配光パターンの目標輝度に到達するよう徐変させる点消灯指示信号Ｓ３ｂを生成する。例えば、ビーム切替が発生してから３００ｍｓｅｃが経過したときに舵角変化が発生した場合、灯具制御部２６は、残り時間である４００（＝７００−３００）ｍｓｅｃで第２配光パターンの目標輝度に到達するよう徐変させる点消灯指示信号Ｓ３ｂを生成する。
徐変コントローラ３２は、点消灯指示信号Ｓ３ｂに基づいて、駆動電流ＩＬＤが大きくなる方向に４００ｍｓｅｃで変化する調光信号Ｓ４を生成する。駆動回路３０は、この新たな調光信号Ｓ４に応じた駆動電流ＩＬＤをＬＥＤ２８に供給し、ＬＥＤ２８の輝度を徐変上昇させる。
以上説明した実施の形態に係る車両灯具システム１００によると、第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも低い場合、第２時間によらずに目標輝度に到達するようＬＥＤ２８の輝度が徐変する。つまり、後から発生した事象の優先度が先に発生した事象の優先度よりも低い場合は、後から発生した事象に対応した時間によらずに、ＬＥＤ２８の輝度が徐変される。そのため、適切に優先度を設定することにより、優先度の高い事象に起因する輝度変更を、後から発生した事象にとらわれずに、意図した時間で実施できる。
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、第１事象の優先度が第２事象の優先度よりも高い場合、第１時間の残り時間で第２輝度に到達するよう徐変させる場合について説明したが、これに限られない。所定の条件を満たすときには第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも低い場合であっても、第１時間の残り時間が、第２時間よりも短い場合は、第２時間で第２輝度に到達するよう徐変させてもよい。この場合、ＬＥＤの急激な輝度変化を抑止できる。なお、所定の条件としては、例えば、第１事象が複数のＬＥＤ２８の全消灯状態からの点灯（すなわちビーム切替）で、第２事象が舵角変化の場合が挙げられる。全消灯状態から点灯する場合、すべてのＬＥＤ２８の輝度が急激に変化すると、運転者に違和感を与えるところ、これを抑止できる。
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 (4)

  1. 複数の発光素子からの光を合成して所定のビームを照射する灯具ユニットと、
    車両からの指示または走行状況を示す情報の少なくとも一方に応じて前記複数の発光素子の輝度変更を制御する制御部と、
    前記複数の発光素子を輝度変更させる原因となる事象の優先度を示す情報を記憶する記憶部と、を備え、
    前記制御部は、第１事象に対応した第１時間で第１輝度に到達するよう前記複数の発光素子の輝度を徐変させているときに第２事象が発生した場合、（i）前記第２事象の優先度が前記第１事象の優先度よりも高い場合、前記第２事象に対応した第２時間で第２輝度に到達するよう前記複数の発光素子の輝度を徐変させ、（ii）前記第２事象の優先度が前記第１事象の優先度よりも低い場合、前記第２時間によらずに前記第２輝度に到達するよう前記複数の発光素子の輝度を徐変させることを特徴とする車両灯具システム。
  2. 前記制御部は、前記第２事象の優先度が前記第１事象の優先度よりも低い場合、前記第１時間の残り時間で前記第２輝度に到達するよう前記複数の発光素子の輝度を徐変させ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、所定の条件を満たすとき、前記第２事象の優先度が第１事象の優先度よりも低い場合であっても、前記第１時間の残り時間が前記第２時間よりも短い場合は、第２時間で第２輝度に到達するよう前記複数の発光素子の輝度を徐変させ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. 前記所定の条件は、前記第１事象が前記複数の発光素子の全消灯状態からの点灯であることを特徴とする請求項３に記載の車両灯具システム。
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