(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、自動車用ヘッドライトなどの車両用前照灯装置として、車両前方の先行車や対向車(以下、前走車という)へのグレアを防止しつつ高い視認性を確保できるように、前走車の位置等に応じて配光パターンを自動的に調整するADB(Adaptive Driving Beam)制御を行うものが開発されている。
【0003】
このADB制御を行う車両用前照灯装置は、例えば特許文献1に記載のように、ハイビームが形成される所定の条件化において、前走車検出装置により前走車を検知し、ハイビーム光の照射領域のうち前走車が検知された領域への光を遮光することにより、前走車へのグレアを生じさせることなくハイビームを形成することが可能となっている。
【0004】
ところが、この特許文献1に記載の車両用前照灯装置では、ハイビーム光の照射領域内であって前走車検出装置の検出領域外となる検出不能領域が形成されてしまう場合がある。この検出不良領域内の前走車に対してはADB制御が機能することなくハイビーム光が照射されてしまうため、
図10(a),(b)に示すように検出不能領域を走行する先行車や、
図11に示すように前方から検出不能領域に進入してくる対向車に対しては、グレアを防止することができない。
【0005】
そこで、特許文献2に記載の車両用前照灯装置では、GPS等の道路位置検出装置から自車周辺の道路形状を取得し、前方の道路内に検出不能領域が存在する場合,つまり検出不能領域内に前走車が存在する可能性がある場合には、ハイビームが形成される条件化であってもハイビーム光を減光して照射することにより、仮に検出不能領域内に前走車が走行していても当該前走車へのグレアを抑制できるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献2に記載の車両用前照灯装置では、前方の道路内に検出不能領域が存在するときには、この検出不能領域内に前走車が存在しない場合であっても減光されてしまうため、視認性の向上というADB制御の効能が損なわれてしまう。つまり、ADB制御を有効に作用させる条件が、幅の狭い直線道路を走行するときなど、前方の道路内に検出不能領域が存在しない状況に限定されてしまう。また、GPS等の道路位置検出装置を必要とするために高コスト化するばかりか、道路情報の処理に関連してデータ処理が複雑化するために信頼性の確保が困難となってしまう。
【0008】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、道路情報を用いることなく、より確実に前走車へのグレアを防止することのできる車両用前照灯装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
車両前方に光を照射して、水平線よりも下方のビーム下部および車両前方を中心とした水平線よりも上方のビーム上部を形成可能な前照灯と、
車両前方の所定の検出領域内を走行する前走車を検出可能な前走車検出手段と、
前記前走車検出手段の検出結果に基づいて前記前照灯の動作を制御する制御手段と、
を備える車両用前照灯装置において、
前記前照灯は、前記ビーム上部を形成するために照射する光の照射領域が、前記前走車検出手段の前記検出領域と一致するか、又は当該検出領域内であり、
前記検出領域の水平面内での角度範囲は、少なくとも車両前方を中心に左右両側各15度の範囲であり、
前記前照灯は、光源と、前記光源から出射された光を反射させるリフレクタと、前記リフレクタで反射された光を車両前方へ照射する投影レンズと、前記リフレクタ及び前記投影レンズの間に配置された固定シェード及び回転シェードとを有し、
前記固定シェードは、平板状に形成されて、前記前照灯の前後方向に直交するように配設され、
前記固定シェードの上端は、前記回転シェードの回転中心と略一致する高さとされ、
前記回転シェードは、
円柱状に形成されて前記前照灯の左右方向に延在するよう配設されるとともに、その上縁が前記投影レンズの光軸と略一致する高さとされ、
前記照射領域へ照射される光を透過させる複数の切欠き部を有し、前記前照灯の左右方向に沿った中心軸回りの回転に伴って、前記リフレクタから前記投影レンズまでの光路中への前記複数の切欠き部の進退が可能なように構成され、
前記複数の切欠き部は、左右方向へ所定の長さに亘って切り欠かれた第1切欠き部と、前記第1切欠き部の後側の部分であって当該第1切欠き部の左右方向中央部に形成され、その下面が前記第1切欠き部の下面と同一面となるように切り欠かれた第2切欠き部と、前記第1切欠き部の下側部分に形成された第3切欠き部とを含み、
前記第1切欠き部及び前記第2切欠き部は、前記ビーム上部を形成するための光が透過する透光部であり、
前記第2切欠き部は、前記照射領域が前記検出領域と一致するか又は当該検出領域内となるような幅及び高さに形成され、
前記第3切欠き部は、前記第1切欠き部の下側に、前記第1切欠き部及び前記第2切欠き部よりも大きい中心角で切り欠かれて形成され、
前記回転シェードの略中央部分の周面であって前記第3切欠き部の端部には、前記回転シェードの他の部分よりも大きな外径の螺旋部が形成されており、当該螺旋部の側面に形成された螺旋面がロービームにおける斜めカットオフラインを形成し、
前記制御手段は、
前記前走車検出手段によって前記検出領域内に前走車が検出されない場合には、前記第1切欠き部及び前記第2切欠き部が上方へ露出しつつ前記第2切欠き部の左右方向の中心が前記投影レンズの光軸上に位置するように前記回転シェードを動作させて、水平線よりも上方が照射されたハイビームを形成させ、
前記前走車検出手段によって前記検出領域内に前走車が検出された場合には、前記螺旋面が前記投影レンズの光軸上に位置するように前記回転シェードを動作させて、斜めカットオフラインを有するロービームを形成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ハイビームのうちの水平線よりも上方のビーム上部を形成するために前照灯から照射される光の照射領域が、前走車検出手段の検出領域と一致するか、又は当該検出領域内であるので、照射領域内であって検出領域外となる検出不能領域がそもそも形成されない。したがって、検出不能領域内の前走車に対してグレアを生じさせる恐れがないため、従来のように道路情報を用いる必要なく、より確実に前走車へのグレアを防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0017】
図1は、本実施形態における車両用前照灯装置1の制御構成を示すブロック図であり、
図2は、車両用前照灯装置1が備える前照灯10の斜視図である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断らない限り、前照灯10から見た方向を指すものとする。
【0018】
図1に示すように、車両用前照灯装置1は、図示しない車両の前部両端に搭載されて車両前方に光を照射する前照灯10,10と、車両前方の先行車や対向車(以下、前走車という)を検出可能な前走車検出センサ20と、前照灯10,10及び前走車検出センサ20を制御可能な制御部30とを備えている。
【0019】
前照灯10は、
図2に示すように、バルブ11と、前面が開口するとともに内部にバルブ11が配設されたハウジング12と、ハウジング12の内面にバルブ11を覆うように配設された回転楕円面系のリフレクタ13と、ハウジング12の前方に配設された投影レンズ14とを備えている。リフレクタ13は、その第一焦点がバルブ11の近傍に位置するとともに、第二焦点が投影レンズ14の焦点近傍に位置するように配置されている。そのため、バルブ11から出射された光は、リフレクタ13で前方へ反射された後に、投影レンズ14によって上下及び左右を反転されつつ車両前方へ照射される。
【0020】
また、前照灯10は、リフレクタ13と投影レンズ14との間に、リフレクタ13から投影レンズ14へ向かう光の一部を遮光する固定シェード15及び可動シェード16を備えている。
【0021】
このうち、固定シェード15は、平板状に形成され、投影レンズ14の焦点近傍で前後方向に直交するように立設されて、ハウジング12の前面開口の下半部を覆っている。固定シェード15の上縁は、投影レンズ14の光軸と略一致する高さとなっており、その左右方向の中央には、矩形状の切欠き部15aが形成されている。この切欠き部15aは、前照灯10が形成するハイビームのうち略水平線よりも上方のビーム上部を形成するために照射される光の透光部である。つまり、切欠き部15aを透過した光が、投影レンズ14を通じて所定の照射領域R(
図5参照)へ照射され、ハイビームのうちのビーム上部を形成する。したがって、固定シェード15では、投影レンズ14を通じて水平線よりも上方へ照射される光のうち、照射領域Rへ照射される光のみが切欠き部15aを透過して投影レンズ14に入射し、当該照射領域Rを除く部分へ照射されるはずの光は、切欠き部15aの左右両側の突設部15b,15bや、切欠き部15a及び突設部15bよりも下側の部分によって遮光される。
また、切欠き部15aは、当該切欠き部15aを透過する光の照射領域R(
図5参照)が、後述する前走車検出センサ20の検出領域S(
図5参照)と一致するような幅w及び高さhに形成されている。特に、切欠き部15aの幅wは、照射領域Rの水平面内での角度範囲が車両前方を中心に左右両側15度となるような長さに形成されている。
【0022】
一方、可動シェード16は、平板状に形成されて左右方向に延在するよう配設され、その下端が固定シェード15の前面に取り付けられている。この可動シェード16は、固定シェード15に取り付けられた下端を中心に回動可能に構成されており、その回動に伴って切欠き部15aの遮蔽及び開放が可能となっている。また、可動シェード16の上端(先端)は、前照灯10が形成するロービーム上端のカットオフラインを形成するための形状となっている。そのため、可動シェード16を起立させて切欠き部15aを遮蔽することにより、略水平線よりも上方への光が遮光されるとともにカットオフラインが形成されて、車両手前側の路面のみを照らすロービームが形成される。
【0023】
前走車検出センサ20は、車両前方の所定の検出領域S(
図5参照)内を走行する前走車を検出可能なセンサであり、
図1に示すように、制御部30と電気的に接続されている。このような前走車検出センサ20としては、光学カメラやミリ波レーダー,レーザーレーダービジョンチップ等、種々のセンサを用いることができる。また、検出領域Sの水平面内での角度範囲は、車両前方を中心に左右両側15度となっている(
図5参照)。
【0024】
制御部30は、前照灯10,10及び前走車検出センサ20と電気的に接続されており、前走車検出センサ20での検出結果に基づいて前照灯10,10の動作を制御する。この制御により、配光パターンが自動的に変更されるADB(Adaptive Driving Beam)制御が実行される。
【0025】
次に、車両用前照灯装置1の動作について説明する。
図3は、前照灯10の動作を説明するための図であり、
図4は、車両用前照灯装置1によって形成される配光パターンを示す図である。
まず、バルブ11が発光している状態において、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出された場合には、制御部30は、
図3(a)に示すように、可動シェード16を起立させて固定シェード15の切欠き部15aを遮蔽する。すると、
図4(a)に示すように、略水平線より上方への光が遮光されて、上端にカットオフラインを有するロービームが形成される。
【0026】
一方、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出されない場合には、制御部30は、
図3(b)に示すように、可動シェード16を前方へ傾倒させて固定シェード15の切欠き部15aを開放する。すると、
図4(b)に示すように、切欠き部15aを透過する光によって水平線よりも上方が照射されたハイビームが形成される。
このとき、ハイビームのうちの水平線よりも上方のビーム上部は、左右側方への光が固定シェード15の突設部15bによって遮光されているため、左右両側15度よりも内側の範囲内のみに形成される。そして、
図5に示すように、このビーム上部を形成する光の照射領域Rは、前走車検出センサ20の検出領域Sと一致している。そのため、照射領域R内であって検出領域S外となる検出不能領域が形成されることはない。
【0027】
以上の車両用前照灯装置1によれば、照射領域R内であって検出領域S外となる検出不能領域がそもそも形成されないので、従来と異なり、検出不能領域内の前走車に対してグレアを生じさせる恐れがない。したがって、従来のように道路情報を用いる必要なく、より確実に前走車へのグレアを防止することができる。また、道路情報を用いる必要がないので、GPS等の道路位置検出装置のためにコストが嵩むこともないし、データ処理が複雑化して信頼性の確保が困難になることもない。
【0028】
なお、ビーム上部の照射領域Rは、当該照射領域R内であって検出領域S外となる検出不能領域が形成されないものであればよいため、検出領域S内であってもよい。つまり、照射領域Rが検出領域S内となるように、切欠き部15aの幅w及び/又は高さhを小さめに形成してもよい。但し、より確実に検出不能領域を無くすためには、照射領域Rは、検出領域S内であって当該検出領域Sよりも僅かに小さい程度の大きさがよい。
【0029】
[変形例1]
続いて、上記実施形態における車両用前照灯装置1の第一の変形例である車両用前照灯装置1Aについて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図1に示すように、車両用前照灯装置1Aは、上記実施形態における前照灯10,10に代えて、前照灯40,40を備えている。
【0030】
図6は、前照灯40の斜視図である。
この図に示すように、前照灯40は、投影レンズ14の後方に配設された複数の発光素子41,…を備えている。
発光素子41,…は、前後方向に直交するように立設されたベースプレート43の前面にマトリクス状に配列されている。ベースプレート43の後面には、発光素子41,…からの発熱を放散させるための複数の放熱フィン44,…が形成されている。この発光素子41,…は、投影レンズ14の光軸と略一致する高さを境界に上下で異なる配列となっており、具体的には、19列×5段で配列された上部発光素子41a,…と、上部発光素子41a,…下側の左右方向の中央に7列×2段で配列された下部発光素子41b,…とから構成されている。
【0031】
このうち、上部発光素子41a,…は、投影レンズ14を通じて水平線よりも下方へ照射される光を出射する。一方、下部発光素子41b,…は、投影レンズ14を通じて水平線よりも上方へ照射される光を出射する。つまり、下部発光素子41b,…は、ハイビームのうちの水平線よりも上方のビーム上部を形成するための光を照射する。この下部発光素子41b,…は、ビーム上部を形成する光の照射領域Rが前走車検出センサ20の検出領域Sと一致するような幅w及び高さhに配列されている。
【0032】
次に、車両用前照灯装置1Aの動作について説明する。
まず、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出された場合には、制御部30は、上部発光素子41a,…だけを所定の輝度分布で発光させて水平線よりも下方へ光を照射させ、
図4(a)に示すロービームを形成させる。
【0033】
一方、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出されない場合には、制御部30は、上部発光素子41a,…に加えて下部発光素子41b,…も所定の輝度分布で発光させて水平線より上方へも光を照射させ、
図4(b)に示すハイビームを形成させる。
このとき、ハイビームのうちのビーム上部を形成する光の照射領域Rは、
図5に示すように、前走車検出センサ20の検出領域Sと一致している。そのため、照射領域R内であって検出領域S外となる検出不能領域が形成されることはない。なお、下部発光素子41b,…のうちの外側のものを消灯するなどして、照射領域Rが検出領域S内となるようにしてもよい。
【0034】
以上の車両用前照灯装置1Aによれば、上記実施形態における車両用前照灯装置1と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態と同様に、照射領域Rが検出領域S内となるように下部発光素子41b,…の配列の幅w及び/又は高さhを小さめにしても、同様の効果を得ることができる。
【0035】
なお、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出された場合に、制御部30は、前走車が検出された位置を特定し、この位置に光を照射する発光素子41のみを減光又は消灯させてもよい。このようにすれば、より有効なADB制御を実現することができる。
【0036】
[変形例2]
続いて、上記実施形態における車両用前照灯装置1の第二の変形例である車両用前照灯装置1Bについて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図1に示すように、車両用前照灯装置1Bは、上記実施形態における前照灯10,10に代えて、前照灯50,50を備えている。
【0037】
図7は、前照灯50の斜視図である。
この図に示すように、前照灯50は、上記実施形態における前照灯10の変形例であり、上記実施形態における固定シェード15及び可動シェード16に代えて、固定シェード51及び回転シェード52を備えている。
【0038】
このうち、固定シェード51は、平板状に形成され、前後方向に直交するように回転シェード52とハウジング12との間に立設されている。この固定シェード51は、上端が回転シェード52の回転中心と略一致する高さとなっており、ハウジング12の前面開口のうち回転シェード52の回転中心よりも下側の部分を覆っている。
【0039】
図8(a)は、回転シェード52の斜視図であり、
図8(b)及び
図8(c)は、
図8(a)のC矢視図及びD矢視図である。なお、回転シェード52は回転可能な部材であるが、以下では、
図8(a)に示す状態での向きを用いてその形状を説明することとする。
これらの図に示すように、回転シェード52は、左右方向に延在するよう配設された円柱を基本形状とする棒状部材であり、その上縁が投影レンズ14の光軸と略一致する高さとなるように配置されている。回転シェード52には、左右方向への所定の長さに亘って中心角45度で切り欠かれた第1切欠き部52aが形成されている。この第1切欠き部52aの後側の部分であって当該第1切欠き部52aの左右方向中央部には、その下面が第1切欠き部52aの下面と同一面となるように中心角45度で切り欠かれた第2切欠き部52bが形成されている。これら第1切欠き部52a及び第2切欠き部52bは、後述するように、ハイビームのうちのビーム上部を形成するための光が透過する透光部である。これらのうち、より幅の狭い第2切欠き部52bは、ビーム上部を形成する光の照射領域Rが前走車検出センサ20の検出領域Sと一致するような幅w及び高さh(回転シェード52の半径)に形成されている。
【0040】
第1切欠き部52aの下側の略左半部には、中心角約135度で切り欠かれた第3切欠き部52cが形成されている。更に、回転シェード52の略中央部分の周面であって第3切欠き部52cの右側の端部には、回転シェード52の他の部分よりも僅かに大きな外径の螺旋部52dが形成されている。この螺旋部52dは、回転シェード52の周面の下半部に亘って形成されており、その右側面が前端部から後端部に向かってスプライン曲線による螺旋状に形成された螺旋面52eを構成している。螺旋面52eは、回転シェード52の外径方向に向かって左側へ傾斜しており、後述するように、ロービームにおける斜めカットオフラインを形成する。
【0041】
また、回転シェード52は、制御部30と電気的に接続された図示しない回転モータ及び直動モータと端部で連結されており、左右方向に沿った中心軸回りに回転可能であるとともに左右方向へ移動可能となっている。
【0042】
次に、車両用前照灯装置1Bの動作について説明する。
図9は、回転シェード52の動作を説明するための図である。
まず、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出された場合には、制御部30は、
図9(a)に示すように、螺旋部52dを除く回転シェード52の上縁が直線状になるように当該回転シェード52を回転させるとともに、螺旋面52eが投影レンズ14の光軸上(図中の鉛直線V上)に位置するように回転シェード52を左右方向へ移動させる。すると、
図4(a)に示すように、螺旋面52eによって中央の斜めカットオフラインを形成しつつ回転シェード52が略水平線よりも上方へ照射される光を遮光する結果、ロービームが形成される。
【0043】
一方、前走車検出センサ20によって検出領域S内に前走車が検出されない場合には、制御部30は、
図9(b)に示すように、第1切欠き部52a及び第2切欠き部52bが上方へ露出するように回転シェード52を回転させるとともに、第2切欠き部52bの左右方向の中心が投影レンズ14の光軸上(図中の鉛直線V上)に位置するように回転シェード52を左右方向へ移動させる。すると、
図4(b)に示すように、第1切欠き部52a及び第2切欠き部52bを透過する光によって水平線よりも上方が照射されたハイビームが形成される。このように、回転シェード52の回転に伴って、第1切欠き部52a及び第2切欠き部52bがリフレクタ13から投影レンズ14までの光路中へ進退することにより、水平線よりも上方への光の照射/非照射が切り替えられる。
このとき、ハイビームのうちのビーム上部を形成する光の照射領域Rは、
図5に示すように、前走車検出センサ20の検出領域Sと一致している。そのため、照射領域R内であって検出領域S外となる検出不能領域が形成されることはない。
【0044】
以上の車両用前照灯装置1Bによれば、上記実施形態における車両用前照灯装置1と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態と同様に、照射領域Rが検出領域S内となるように第2切欠き部52bの幅w及び/又は高さhを小さめに形成しても、同様の効果を得ることができる。
【0045】
なお、本発明は上記実施形態及びその変形例に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【0046】
例えば、上記実施形態及びその変形例では、前走車検出センサ20として、検出領域Sが車両前方を中心に左右両側15度の角度範囲であるものを例に挙げて説明したが、この角度範囲は特に限定されるものではなく、当該前走車検出センサ20の性能(例えば光学カメラの画角)等によって変化しうるものである。なお、この検出領域Sの角度範囲が変化した場合に、切欠き部15aの幅w(下部発光素子41b,…の配列の幅w,第2切欠き部52bの幅w)を変更することで、検出領域Sの角度範囲に合うように照射領域Rの角度範囲を調整可能であることは勿論である。