特許 7593289 配光制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】配光制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60Q 1/12 20060101AFI20241126BHJP

   B60Q 1/14 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B60Q1/12 100

B60Q1/14 H

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021170912

(22)【出願日】2021-10-19

(65)【公開番号】P2023061113

(43)【公開日】2023-05-01

【審査請求日】2023-10-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131015

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 浩誉

(72)【発明者】

【氏名】生田 哲也

【審査官】當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－００６６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８９４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０５２９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１７６３３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０７１４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００４１３００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０２７３０１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｑ １／１２

Ｂ６０Ｑ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車両のヘッドランプの照射範囲を広げる拡散配光制御を実施可能な配光制御装置であって、
前記自車両の周囲の状況を認識する認識手段と、
前記認識手段の認識結果から、前記自車両の進路前方のカーブ区間が検出されたときに、前記拡散配光制御を実施する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記認識結果から、前記拡散配光制御の実施時の前記ヘッドランプの照射範囲のうち光の照射が不要な領域である照射不要領域が検出された場合、前記照射不要領域への光の照射が抑制されるとともに、前記照射不要領域以外に光がより照射されるように、前記ヘッドランプを制御する
ことを特徴とする配光制御装置。

【請求項2】

前記ヘッドランプは、複数の光源を含み、
前記制御手段は、前記照射不要領域が検出された場合、前記複数の光源のうち、前記照射不要領域を照射する一以上の複数の光源への供給電力を低減するとともに、前記複数の光源のうち、前記照射不要領域以外を照射する一以上の光源への供給電力を増加する
ことを特徴とする請求項１に記載の配光制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のヘッドランプの配光制御を行う配光制御装置の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の装置として、例えば、車両の舵角及び速度に応じてスイブル角を選択し、該スイブル角に基づいてヘッドランプの光軸の向きを変更する装置が提案されている（特許文献１参照）。その他関連する技術として、特許文献２及び３が挙げられる。特許文献２には、車両の旋回方向にヘッドランプの光軸の向きを変更する装置において、車両が直線区間で車線変更を行う場合には、旋回方向とは逆方向に配光されるようにヘッドランプの光軸の向きを変更する装置が記載されている。特許文献３には、車両の進行方向前方のカーブに対する運転者の減速操作を検出したときに、ヘッドランプを集光状態から拡散状態になるように制御する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－０４９８２２号公報

【文献】特開２０２０－０２６２４５号公報

【文献】特開２００２－０５２９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術では、例えば車両の旋回方向の領域を照らすようにヘッドランプの光軸の向きが変更された結果、旋回方向とは反対方向の領域が暗くなり、運転者が、該反対方向の領域に存在する歩行者や障害物に気づきにくくなるという技術的問題点がある。

【0005】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両の走行状況に応じた適切な配光制御を行うことができる配光制御装置を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る配光制御装置は、自車両のヘッドランプの照射範囲を広げる拡散配光制御を実施可能な配光制御装置であって、前記自車両の周囲の状況を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果から、前記自車両の進路前方のカーブ区間が検出されたときに、前記拡散配光制御を実施する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記認識結果から、前記拡散配光制御の実施時の前記ヘッドランプの照射範囲のうち光の照射が不要な領域である照射不要領域が検出された場合、前記照射不要領域への光の照射が抑制されるとともに、前記照射不要領域以外に光がより照射されるように、前記ヘッドランプを制御するというものである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る配光制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態に係るＬＥＤチップの回路図の一例である。

【図3】実施形態に係る配光態様の一例を示す図である。

【図4】実施形態に係る配光態様の他の一例を示す図である。

【図5】実施形態に係る配光制御装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

配光制御装置に係る実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。図１において、配光制御装置１００は、車両１に搭載されている。配光制御装置１００は、制御装置１０及びヘッドランプユニット２０を備えて構成されている。

【0009】

制御装置１０は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等により構成されていてよい。制御装置１０は、その内部に、論理的に実現される論理ブロックとして又は物理的に実現される処理回路として、認識処理部１１、車両状態推定部１２、配光切替判定部１３及び照射エリア判定部１４を有する。

【0010】

ヘッドランプユニット２０は、基本配光制御部２１、配光調停部２２、光源ドライバ２３及びＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップ２４を有する。尚、車両１は、一対のヘッドランプユニットを備えることが多いが、説明の煩雑化を避けるために一つのヘッドランプユニット２０だけを図示している。

【0011】

本実施形態では、ＬＥＤチップ２４として、例えば、複数のＬＥＤ素子（図２のＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６、…）を含むＬＥＤアレイチップを一例として挙げる。

【0012】

図２に示すように、ＬＥＤ１にはスイッチＳＷ１が電気的に直列に接続されている。ＬＥＤ２にはスイッチＳＷ２が電気的に直列に接続されている。ＬＥＤ３にはスイッチＳＷ３が電気的に直列に接続されている。ＬＥＤ４にはスイッチＳＷ４が電気的に直列に接続されている。ＬＥＤ５にはスイッチＳＷ５が電気的に直列に接続されている。ＬＥＤ６にはスイッチＳＷ６が電気的に直列に接続されている。

【0013】

光源ドライバ２３は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、…各々のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。光源ドライバ２３は特に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、…各々のデューティ比を制御する。つまり、光源ドライバ２３は、ＬＥＤチップ２４のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う。

【0014】

図１に戻り、基本配光制御部２１は、制御装置１０の配光切替判定部１３からの指示に応じて、ヘッドランプユニット２０に係る配光態様を決定する。ここで、ヘッドランプユニット２０は、例えば図３（ａ）に示すような配光である通常配光態様と、例えば図３（ｂ）に示すような、通常配光態様に比べて車両１の幅方向への照射範囲が広い拡散配光態様と、を実現可能に構成されている。基本配光制御部２１は、配光切替判定部１３からの指示に応じて、通常配光態様と拡散配光態様とのいずれかを選択することにより配光態様を決定する。尚、図３（ａ）及び（ｂ）において、点線で囲った範囲が照射範囲の一例である。

【0015】

ここで、ＬＥＤチップ２４としてのＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子（図２のＬＥＤ１等）の光軸は固定されていてよい。つまり、ＬＥＤチップ２４は、光軸方向を変更可能なスイブル機能を有してなくてよい。この場合、通常配光態様では、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち一部のＬＥＤ素子だけが点灯されることにより、例えば図３（ａ）に示す照射範囲が実現されてよい。また、拡散配光態様では、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子全てが点灯されることにより、例えば図３（ｂ）に示す照射範囲が実現されてよい。

【0016】

配光調停部２２は、基本配光制御部２１により拡散配光態様が選択されているときに、制御装置１０の照射エリア判定部１４からの指示と、基本配光制御部２１からの指示との調停を行う。配光調停部２２が行う調停の具体的な説明は後述する。

【0017】

制御装置１０の認識処理部１１は、車載カメラ（図示せず）により取得された画像情報を取得する。認識処理部１１は、画像情報に所定の認識処理を施して、車両１の周囲の状況（例えば障害物や歩行者の有無等）を認識する。尚、上記認識処理には、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は省略する。

【0018】

車両状態推定部１２は、例えば速度センサ、加速度センサ、舵角センサ等の各種車載センサの測定結果を含む車両情報を取得する。車両状態推定部１２は、車両情報に基づいて車両１の状態を推定する。

【0019】

配光切替判定部１３は、車両１のヘッドランプの点灯時に、認識処理部１１による認識処理の結果、車両状態推定部１２による推定結果、及び、地図情報の少なくとも一つに基づいて、通常配光態様と拡散配光態様とを切り替えるか否かを判定する。

【0020】

尚、車両１のヘッドランプは、車両１の運転者の操作により点灯と消灯とが切り替えられてもよいし、例えば照度センサの出力に基づいて点灯と消灯とが自動で切り替えられてもよい。

【0021】

配光切替判定部１３は、例えば地図情報に基づいて、車両１がカーブ区間に進入すると予測される場合に、通常配光態様から拡散配光態様に切り替えると判定してよい。認識処理部１１の認識処理の結果から、道路の白線が検出されている場合、配光切替判定部１３は、地図情報に代えて又は加えて、上記認識処理の結果に基づいて、車両１がカーブ区間に進入すると予測してよい。

【0022】

配光切替判定部１３は、例えば車両状態推定部１２による推定結果に基づいて、車両１がカーブ区間から直線区間に進入したことが検知された場合に、拡散配光態様から通常配光態様に切り替えると判定してよい。

【0023】

配光切替判定部１３は、例えば車両状態推定部１２による推定結果に基づいて、車両１の速度が比較的低い速度（例えば時速３０キロメートル以下等）である場合に、通常配光態様から拡散配光態様に切り替えると判定してよい。

【0024】

配光切替判定部１３は、例えば地図情報に基づいて、車両１が比較的道幅が狭く、見通しの比較的悪い道（例えば、いわゆる生活道路）を走行していることが検知された場合に、通常配光態様から拡散配光態様に切り替えると判定してよい。

【0025】

尚、上述した通常配光態様と拡散配光態様との切替条件は一例であり、これに限定されるものではない。

【0026】

照射エリア判定部１４は、車両１のヘッドランプの点灯時、且つ、拡散配光態様であるときに、認識処理部１１による認識処理の結果、車両状態推定部１２による推定結果、及び、地図情報の少なくとも一つに基づいて、拡散配光態様に係る照射範囲のうち、光の照射が不要なエリアである照射不要エリアを判定する。

【0027】

照射不要エリアの一例としては、比較的高い（例えば１メートル以上等）塀やフェンスの上方のエリア（空間）等が挙げられる。つまり、そのエリアを経由したものが、車両１の前方に飛び出す又は車両１に衝突する可能性が極めて低いエリアが、照射不要エリアの一例として挙げられる。尚、照射不要エリアは、上述したものに限らず、適宜設定されてよい。

【0028】

照射エリア判定部１４は、拡散配光態様に係る照射範囲のうち光の照射が必要なエリアである照射必要エリアを示す指示を、ランプユニット２０の配光調停部２２に送信してよい。或いは、照射エリア判定部１４は、拡散配光態様に係る照射範囲のうち照射不要エリアを示す指示を、配光調停部２２に送信してよい。尚、照射不要エリアがないと判定された場合、照射エリア判定部１４は、配光調停部２２に指示（又は信号）を送信しなくてよい。

【0029】

照射エリア判定部１４から、照射必要エリア又は照射不要エリアを示す指示を受信した配光調停部２２は、ＬＥＤチップ２４としての、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち、減光又消灯するＬＥＤ素子を特定する。そして、配光調停部２２は、該特定されたＬＥＤ素子に係るデューティ比を下げる又はスイッチをＯＦＦにする指示を、光源ドライバ２３に送信する。

【0030】

ここで、スイッチがＯＦＦされたＬＥＤ素子は消灯されるので、該ＬＥＤ素子からの光が照射されていたエリア（即ち、照射不要エリア）には光が照射されなくなる。このことを、本実施形態では、適宜「遮光」と称する。

【0031】

配光調停部２２は更に、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち、上記特定されたＬＥＤ素子以外のＬＥＤ素子に係るデューティ比を上げる指示を、光源ドライバ２３に送信してよい。

【0032】

この場合、配光調停部２２は、上記特定されたＬＥＤ素子以外のＬＥＤ素子に係るデューティ比が上がることに起因して増加する電力量と、上記特定されたＬＥＤ素子に係るデューティ比が下げられる又はＯＦＦにされることに起因して減少する電力量とが同程度になるように、各ＬＥＤ素子に係るデューティ比を設定することが望ましい。

【0033】

図４に示すように、例えば車両１の左前方に照射不要エリアが存在する場合、配光調停部２２は、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち、照射不要エリアを照射するＬＥＤ素子に係るデューティ比を下げる又はスイッチをＯＦＦするように光源ドライバ２３に指示を送信する。この結果、図３（ｂ）に示す拡散配光態様に比べて、車両１の左前方の照射範囲が狭くなる。

【0034】

加えて、配光調停部２２が、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち、照射不要エリアを照射するＬＥＤ素子以外のＬＥＤ素子に係るデューティ比が上がるように光源ドライバ２３に指示を送信すると、図４に示す照射範囲（点線で囲われた部分）の明るさは、図３（ｂ）に示す拡散配光態様における照射範囲の明るさに比べて、明るくなる。

【0035】

次に、配光制御装置１００の動作について図５のフローチャートを参照して説明を加える。図５において、制御装置１０の配光切替判定部１３は、ヘッドランプに係る配光態様を拡散配光態様にすべきか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

【0036】

ステップＳ１０１の処理において、拡散配光態様にすべきでないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、車両１のヘッドランプに係る配光態様は通常配光態様にされ、図５に示す動作は終了する。その後、所定時間（例えば数十ミリ秒から数百ミリ秒）が経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われてよい。つまり、図５に示す動作は、所定時間に応じた周期で繰り返し行われてよい。

【0037】

ステップＳ１０１の処理において、拡散配光態様にすべきと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、車両１のヘッドランプに係る配光態様は拡散配光態様にされる（ステップＳ１０２）。

【0038】

次に、制御装置１０の照射エリア判定部１４は、照射不要エリアがあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理において、照射不要エリアがないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、拡散配光態様が維持され、図５に示す動作は終了する。その後、所定時間が経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われてよい。

【0039】

ステップＳ１０３の処理において、照射不要エリアがあると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ランプユニット２０の配光調停部２２は、ＬＥＤチップ２４としての、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち、減光又は消灯するＬＥＤ素子を特定する。そして、配光調停部２２は、該特定されたＬＥＤ素子に係るデューティ比を下げる又はスイッチをＯＦＦにする指示を、光源ドライバ２３に送信する。（ステップＳ１０４）
配光調停部２２は更に、ＬＥＤアレイチップに含まれる複数のＬＥＤ素子のうち、上記特定されたＬＥＤ素子以外のＬＥＤ素子に係るデューティ比を上げる指示を、光源ドライバ２３に送信する（ステップＳ１０５）。

【0040】

（技術的効果）
上述した配光制御装置１００によれば、拡散配光態様にすべきときには、車両１のヘッドランプの配光態様が拡散配光態様にされる（図５のステップＳ１０２参照）。その後、照射不要エリアがあった場合に、照射不要エリアが減光又は遮光される。つまり、当該配光制御装置１００では、拡散配光態様にされた後に、照射不要エリアの有無が判定される。

【0041】

このように構成することにより、次のような利点が得られる。例えば、制御装置１０の照射エリア判定部１４が、認識処理部１１による認識処理の結果に少なくとも基づいて照射不要エリアを判定する場合、上記認識処理は、拡散配光態様に起因して比較的広い範囲に光が照射されている状況で車載カメラにより取得された画像情報に対して行われる。このため、照射エリア判定部１４が、照射不要エリアを適切に判定することができる。

【0042】

当該配光制御装置１００では、拡散配光態様に係る照射範囲のうち光の照射が必要なエリア（言い換えれば、照射不要エリアではないエリア）に光を照射するＬＥＤ素子に係るデューティ比が上げられてよい。このように構成すれば、光の照射が必要なエリアをより明るく照らすことができるので、車両１の運転者の視認性を向上することができる。

【0043】

このように当該配光制御装置１００によれば、車両の走行状況に応じた適切な配光制御を行うことができる。

【0044】

以上に説明した実施形態から導き出される発明の態様を以下に説明する。

【0045】

発明の一態様に係る配光制御装置は、自車両のヘッドランプの照射範囲を広げる拡散配光制御を実施可能な配光制御装置であって、前記自車両の周囲の状況を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果から、前記自車両の進路前方のカーブ区間が検出されたときに、前記拡散配光制御を実施する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記認識結果から、前記拡散配光制御の実施時の前記ヘッドランプの照射範囲のうち光の照射が不要な領域である照射不要領域が検出された場合、前記照射不要領域への光の照射が抑制されるとともに、前記照射不要領域以外に光がより照射されるように、前記ヘッドランプを制御するというものである。

【0046】

上述の実施形態においては、「認識処理部１１」が「認識手段」の一例に相当し、「配光切替判定部１３」、「照射エリア判定部１４」及び「配光調停部２２」が「制御手段」の一例に相当し、「照射不要エリア」が「照射不要領域」の一例に相当する。

【0047】

当該配光制御装置では、前記ヘッドランプは、複数の光源を含んでよく、前記制御手段は、前記照射不要領域が検出された場合、前記複数の光源のうち、前記照射不要領域を照射する一以上の複数の光源への供給電力を低減するとともに、前記複数の光源のうち、前記照射不要領域以外を照射する一以上の光源への供給電力を増加してよい。

【0048】

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う配光制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0049】

１…車両、１０…制御装置、１１…認識処理部、１２…車両状態推定部、１３…配光切替判定部、１４…照射エリア判定部、２０…ランプユニット、２１…基本配光制御部、２２…配光調停部、２３…光源ドライバ、２４…ＬＥＤチップ、１００…配光制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】