制御装置および制御方法
【課題】複数の半導体光源を利用して実現された前照灯を制御する際、複数の半導体光源の制御に係る情報の伝達速度を向上する。
【解決手段】制御装置１００は、動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能な車両用前照灯を、複数のＬＥＤを利用して実現したとき、車両用前照灯を制御する制御装置である。制御装置１００は、動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき照射領域の部分を指定するモード情報を第１通信回線ＬＩＮを介して受信するモード情報受信部と、受信されたモード情報が動作モードのオンを示す場合、モード情報が指定する照射領域の部分に基づき各ＬＥＤの状態を決定する状態決定部と、各ＬＥＤを、それが状態決定部によって決定された状態となるよう制御する光源制御部と、を備える。
【解決手段】制御装置１００は、動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能な車両用前照灯を、複数のＬＥＤを利用して実現したとき、車両用前照灯を制御する制御装置である。制御装置１００は、動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき照射領域の部分を指定するモード情報を第１通信回線ＬＩＮを介して受信するモード情報受信部と、受信されたモード情報が動作モードのオンを示す場合、モード情報が指定する照射領域の部分に基づき各ＬＥＤの状態を決定する状態決定部と、各ＬＥＤを、それが状態決定部によって決定された状態となるよう制御する光源制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は前照灯を制御する制御装置および前照灯の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘッドライトなどの前照灯に、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えてより長寿命で低消費電力のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が利用されている。ＬＥＤの発光の度合いすなわち明るさはＬＥＤに流す電流の大きさに依存するので、ＬＥＤを光源として利用する場合にはＬＥＤに流れる電流を調節するための点灯回路が必要となる。そのような点灯回路は通常エラーアンプを有し、ＬＥＤに流れる電流が一定となるようにフィードバック制御する。
【０００３】
本出願人は、前照灯の配光を可変とし、きめの細かい配光制御を行うために、光源としてＬＥＤのアレイを採用し、各ＬＥＤを個別に点消灯する技術を特許文献１において提案している。各ＬＥＤを個別に点消灯することにより、グレア抑制機能や歩行者スポット機能などの各種機能を備えた前照灯が実現される。
【０００４】
通常、前照灯の所定の機能を実現するためのＬＥＤの輝度はエンジンコントロールユニットによって演算される。エンジンコントロールユニットは演算された輝度データを点灯回路に送信し、点灯回路はＬＥＤが演算された輝度で発光するようそのＬＥＤを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９２８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配光制御の柔軟性を高めるため、ＬＥＤのアレイに含まれるＬＥＤの数は増加傾向にある。制御すべきＬＥＤの数が増えると、その分エンジンコントロールユニットから点灯回路に送信される輝度データの量も増大する。輝度データの量が増大して輝度データの伝達にかかる時間が増大すると、前照灯の各種機能の応答性が低下しうる。
【０００７】
輝度データの量の増大に対し、エンジンコントロールユニットと点灯回路との間の通信回線の通信速度を上げることで対応することも考えられる。しかしながら、実際、車両内に設けられる通信回線の通信プロトコルは規格で定められているもののなかから選択されることが多いので、通信速度の向上幅は限られている。
【０００８】
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、複数の半導体光源を利用して実現された前照灯を制御する際、複数の半導体光源の制御に係る情報の伝達速度を向上できる制御技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、制御装置に関する。この制御装置は、動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能な車両の前照灯を、複数の半導体光源を利用して実現したとき、前照灯を制御する制御装置であって、動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき照射領域の部分を指定するモード情報を所定の通信回線を介して受信するモード情報受信部と、モード情報受信部によって受信されたモード情報が動作モードのオンを示す場合、モード情報が指定する照射領域の部分に基づき各半導体光源の状態を決定する状態決定部と、各半導体光源を、それが状態決定部によって決定された状態となるよう制御する光源制御部と、を備える。
【００１０】
この態様によると、モード情報に基づき各半導体光源の状態を制御できる。
【００１１】
本発明の別の態様は、前照灯の制御方法である。この方法は、それぞれが複数の半導体光源で構成される左右の前照灯による照射領域の中で照射の明るさを変更すべき部分を特定するステップと、特定された部分の照射に関与する半導体光源を左右の前照灯についてそれぞれ特定するステップと、特定された半導体光源の輝度を変更するステップと、を含む。
【００１２】
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装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の半導体光源を利用して実現された前照灯を制御する際、複数の半導体光源の制御に係る情報の伝達速度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る制御装置によって制御される車両用前照灯の水平断面図である。
【図２】図１の光源ユニットの垂直断面図である。
【図３】図１の光源ユニットの正面図である。
【図４】左右のハイビーム用灯具ユニットの照射領域を合わせた合成照射領域の模式図である。
【図５】実施の形態に係る制御装置の機能および構成を示すブロック図である。
【図６】モード情報の構成を示す模式図である。
【図７】図５の左側状態決定部における一連の処理を示すフローチャートである。
【図８】図５の左側対応関係保持部の一例を示すデータ構造図である。
【図９】図５の右側対応関係保持部の一例を示すデータ構造図である。
【図１０】図５の制御装置およびエンジンコントロールユニットにおける一連の処理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】
【００１５】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、信号には、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、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、電圧、電流あるいは抵抗などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値を表すものとして用いることがある。
【００１６】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る制御装置によって制御される車両用前照灯１０の水平断面図である。車両用前照灯１０は、グレア抑制機能や歩行者スポット機能や電子スイブル機能などの各種機能のそれぞれに対応した動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能なように、複数の半導体光源すなわちＬＥＤを利用して実現される。
【００１８】
グレア抑制機能は、車両用前照灯１０の照射領域のうち対象すなわち前走車、対向車に対応する部分の明るさを抑えることで、前走車や対向車に対するグレアを抑制する機能である。
歩行者スポット機能は、車両用前照灯１０の照射領域のうち対象すなわち歩行者に対応する部分の明るさを上げることで、歩行者を照らし出す機能である。
電子スイブル機能は、モータやアクチュエータなどの機械的な手段によらず電子的な手段によって車両用前照灯１０の照射方向を左右方向に偏向制御する機能である。
クレア抑制機能、歩行者スポット機能、電子スイブル機能はいずれも車両用前照灯１０がハイビームを照射する状態（以下、ハイビーム状態と称す）にあるときに使用される。
【００１９】
車両用前照灯１０の灯室は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前端開口部に取り付けられた透光カバー１４と、で形成される。ロービーム用灯具ユニット２０Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット２０Ｈはその灯室内に収容される。ロービーム用灯具ユニット２０Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット２０Ｈはそれぞれ、図示しない支持部材によってランプボディ１２に取り付けられている。エクステンション部材１６は各灯具ユニットの存在領域に開口部を有し、ランプボディ１２または透光カバー１４に固定される。
【００２０】
ロービーム用灯具ユニット２０Ｌは、周知の反射型の灯具であり、光源バルブ２１と、リフレクタ２３と、を有する。ロービーム用灯具ユニット２０Ｌは、光源バルブ２１から出射した光をリフレクタ２３に反射させる。リフレクタ２３から前方に向かう光の一部は図示しない遮光板でカットされ、所定のカットオフラインを有するロービーム用の配光パターンを形成する。光源バルブ２１の先端には、光源バルブ２１から前方に出射される光をカットするシェード２５が設けられている。なお、ロービーム用灯具ユニット２０Ｌの形状はこれに限定されず、プロジェクタ型の灯具ユニットであってもよい。
【００２１】
ハイビーム用灯具ユニット２０Ｈはプロジェクタ型の灯具ユニットであり、投影レンズ２２と、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイ２６を備える光源ユニット２４と、投影レンズ２２および光源ユニット２４を保持するホルダ２８と、を有する。投影レンズ２２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であって、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置されている。投影レンズ２２は、その後側焦点Ｆを含む後側焦点面上の像を、灯具前方に配置された鉛直仮想スクリーン上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２２は、その周縁部がホルダ２８の前端環状溝部に保持されている。
【００２２】
光源ユニット２４は、ＬＥＤアレイ２６が投影レンズ２２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された状態で、ホルダ２８の後端側に固設されている。ホルダ２８は図示しない支持部材を介して、ランプボディ１２に取り付けられている。
【００２３】
光源ユニット２４は、ＬＥＤアレイ２６を搭載するための搭載プレート３０と、搭載プレート３０に固定された上方反射鏡３６および下方反射鏡３８と、ＬＥＤアレイ２６から発せられる熱を逃がすための放熱板３２と、を備える。ＬＥＤアレイ２６は、搭載プレート３０の前方側表面に、その発光面が光軸Ａｘ方向前方を向くようにして固定されている。ＬＥＤアレイ２６の中心は、光軸Ａｘ上に位置している。放熱板３２は、搭載プレート３０の後方側表面に固定されている。
【００２４】
図２は、光源ユニット２４の垂直断面図である。図３は、光源ユニット２４の正面図である。なお、図２においては、放熱板３２の図示を省略している。上方反射鏡３６はＬＥＤアレイ２６の上方に設けられ、下方反射鏡３８はＬＥＤアレイ２６の下方に設けられる。ＬＥＤアレイ２６は、２０個の正方形状のＬＥＤ３４−１〜３４−２０を、横一列に配置したものである。各ＬＥＤは、搭載プレート３０上に固定されている。各ＬＥＤは、本実施の形態に係る制御装置により個別に点消灯される。
【００２５】
通常、車両は前方左側、右側それぞれにひとつづつ車両用前照灯１０を備える。以下、左側の車両用前照灯１０に含まれる２０個のＬＥＤを２０個の左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０と表記し、右側の車両用前照灯１０に含まれる２０個のＬＥＤを２０個の右ＬＥＤ３４Ｒ−１〜３４Ｒ−２０と表記する。
【００２６】
図４は、左右の車両用前照灯１０のハイビーム用灯具ユニット２０Ｈの照射領域を合わせた合成照射領域５０の模式図である。合成照射領域５０は、複数の例えば２３個の部分合成領域５２に分割されている。制御装置１００では、各部分合成領域５２に、それを特定する領域ＩＤが割り当てられている。例えば、図４で最も左の部分合成領域５２から順番に領域ＩＤ「１」、領域ＩＤ「２」、…、領域ＩＤ「２３」が設定されてもよい。
【００２７】
領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２０」の部分合成領域５２は左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０によってそれぞれ照射され、領域ＩＤ「４」から領域ＩＤ「２３」の部分合成領域５２は右ＬＥＤ３４Ｒ−１〜３４Ｒ−２０によってそれぞれ照射される。すなわち、領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２０」の部分合成領域５２は左側の車両用前照灯１０の照射領域を構成し、領域ＩＤ「４」から領域ＩＤ「２３」の部分合成領域５２は右側の車両用前照灯１０の照射領域を構成する。左側の車両用前照灯１０の照射領域は右側の車両用前照灯１０の照射領域と少なくとも部分的に、この場合では領域ＩＤ「４」から領域ＩＤ「２０」の部分合成領域５２において、重なる。
【００２８】
図５は、実施の形態に係る制御装置１００の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエ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、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００２９】
制御装置１００は左右の車両用前照灯１０を制御する。制御装置１００は、２０個の左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０を制御する左側制御装置１０２と、２０個の右ＬＥＤ３４Ｒ−１〜３４Ｒ−２０を制御する右側制御装置１０４と、を含む。左側制御装置１０２および右側制御装置１０４はいずれも、自動車の電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラであるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０６と、第１通信回線ＬＩＮを介して接続される。第１通信回線ＬＩＮでは、車載ＬＡＮ（Local Area Network）の通信プロトコルの一種であるＬＩＮ（Local Interconnect Network）にしたがって通信が行われる。エンジンコントロールユニット１０６は外部と第２通信回線ＣＡＮを介して接続される。第２通信回線ＣＡＮでは、車載ＬＡＮの通信プロトコルの一種であるＣＡＮ（Controller Area Network）にしたがって通信が行われる。本実施の形態では、第１通信回線ＬＩＮの通信速度は第２通信回線ＣＡＮの通信速度より遅い。
【００３０】
エンジンコントロールユニット１０６は、車両用前照灯１０の機能に対応した動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき部分合成領域５２を指定するモード情報２００を生成し、第１通信回線ＬＩＮに送出する。
図６は、モード情報２００の構成を示す模式図である。モード情報２００は、２３ビットで表されるグレア抑制情報２０２と、２３ビットで表されるスポット情報２０４と、５ビットで表されるスイブル情報２０６と、１ビットで表されるハイビームオンオフ情報２０８と、を含む。モード情報２００はトータルで５２ビットの情報である。
【００３１】
グレア抑制情報２０２は、グレア抑制機能に対応したグレア抑制モードのオンオフを指定する。グレア抑制情報２０２の各ビットは領域ＩＤに対応する。例えば、１番目から２３番目のビットは領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２３」にそれぞれ対応する。エンジンコントロールユニット１０６は、不図示の車載カメラから第２通信回線ＣＡＮを介して受け取る情報に基づき、合成照射領域５０に前走車や対向車などの別の車両が存在するか否かを判定する。エンジンコントロールユニット１０６は、別の車両が存在すると判定された場合、その別の車両が存在する部分合成領域５２を指定するグレア抑制情報２０２を生成する。より具体的には、グレア抑制情報２０２は、別の車両が存在する部分合成領域５２の領域ＩＤである車両存在領域ＩＤに対応するビットの値を「１」とし、それ以外のビットの値を「０」とする。制御装置１００では、グレア抑制情報２０２のビットのうちの少なくともひとつの値が「１」の場合、グレア抑制モードがオンされ、そのビットに対応する領域ＩＤが特定する部分合成領域５２の明るさが低減される。グレア抑制情報２０２の全てのビットの値が「０」の場合、グレア抑制モードはオフされる。
【００３２】
スポット情報２０４は、歩行者スポット機能に対応したスポットモードのオンオフを指定する。スポット情報２０４の各ビットは領域ＩＤに対応する。例えば、１番目から２３番目のビットは領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２３」にそれぞれ対応する。エンジンコントロールユニット１０６は、不図示の車載カメラから第２通信回線ＣＡＮを介して受け取る情報に基づき、合成照射領域５０に歩行者などの人が存在するか否かを判定する。エンジンコントロールユニット１０６は、人が存在すると判定された場合、その人が存在する部分合成領域５２を指定するスポット情報２０４を生成する。より具体的には、スポット情報２０４は、人が存在する部分合成領域５２の領域ＩＤである人存在領域ＩＤに対応するビットの値を「１」とし、それ以外のビットの値を「０」とする。制御装置１００では、スポット情報２０４のビットのうちの少なくともひとつの値が「１」の場合、スポットモードがオンされ、そのビットに対応する領域ＩＤが特定する部分合成領域５２の明るさが増やされる。スポット情報２０４の全てのビットの値が「０」の場合、スポットモードはオフされる。
【００３３】
なお、グレア抑制機能や歩行者スポット機能では、合成照射領域５０のなかで機能をオンとする部分合成領域５２が複数になりうる。したがって、グレア抑制情報２０２、スポット情報２０４のいずれについても、領域ＩＤごとにオンオフを示す１ビットを割り当てることで、明るさを変更すべき部分合成領域５２の領域ＩＤが指定される。
【００３４】
スイブル情報２０６は、電子スイブル機能に対応したスイブルモードのオンオフを指定する。エンジンコントロールユニット１０６は、合成照射領域５０のなかで明るさの基準すなわち中心となるべき部分合成領域５２をひとつ選択し、選択された部分合成領域５２を指定するスイブル情報２０６を生成する。より具体的には、スイブル情報２０６は、選択された部分合成領域５２の領域ＩＤを二進数で表す。制御装置１００では、スイブル情報２０６が存在する領域ＩＤを表す場合、スイブルモードがオンされ、「０」や「２４」などの存在しない領域ＩＤを表す場合、スイブルモードがオフされる。
ハイビームオンオフ情報２０８は、左右の車両用前照灯１０をハイビーム状態とすべき場合は「１」に設定され、そうでない場合は「０」に設定される。
【００３５】
図５に戻り、左側制御装置１０２は、左側モード情報受信部１０８と、左側状態決定部１１０と、左側光源制御部１１２と、左側対応関係保持部１１４と、を含む。左側モード情報受信部１０８は、モード情報２００を第１通信回線ＬＩＮを介して受信する。
【００３６】
左側状態決定部１１０は、左側モード情報受信部１０８によって受信されたモード情報２００が動作モードのオンを示す場合、モード情報２００が指定する部分合成領域５２に基づき各左ＬＥＤの状態を決定する。モード情報２００が動作モードのオンを示す場合に、モード情報２００の受信の前後で結果として状態が変わらない左ＬＥＤが存在する可能性がある。状態が変わらない左ＬＥＤについては、左側状態決定部１１０は、状態を変更しないと決定することでそのような左ＬＥＤの状態を決定する。左側状態決定部１１０については図７を参照して後述する。
【００３７】
左側光源制御部１１２は、各左ＬＥＤを、それが左側状態決定部１１０によって決定された状態となるよう制御する。左側光源制御部１１２は２０のスイッチングレギュレータ（不図示）を有する。２０のスイッチングレギュレータのそれぞれは、車載バッテリ（不図示）から電力の供給を受け、２０個の左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０の対応するひとつに供給すべき駆動電流を生成する。各スイッチングレギュレータは駆動電流を生成する際、駆動対象の左ＬＥＤについて左側状態決定部１１０によって決定された状態が実現されるように、スイッチング素子のデューティ比を調整する。特に各スイッチングレギュレータは、駆動対象の左ＬＥＤについて決定された調光率に応じてデューティ比を設定する。
【００３８】
図７は、左側状態決定部１１０における一連の処理を示すフローチャートである。左側状態決定部１１０は、モード情報２００に含まれるハイビームオンオフ情報２０８を参照し、それが「０」の場合（Ｓ３０２のＮ）は全ての左ＬＥＤの状態を消灯状態に決定する、すなわち全ての左ＬＥＤの調光率を０％に決定する（Ｓ３０８）。ＬＥＤの調光率の増減に応じてＬＥＤの輝度も増減する。したがって、ＬＥＤの調光率を決定することはＬＥＤの輝度を決定することに対応する。左側状態決定部１１０は、ハイビームオンオフ情報２０８が「１」の場合（Ｓ３０２のＹ）、モード情報２００に含まれるスイブル情報２０６を参照し、スイブルモードのオンオフを判定する（Ｓ３０４）。左側状態決定部１１０は、スイブルモードがオンであると判定された場合（Ｓ３０４のＹ）、左側対応関係保持部１１４（図８で後述）を参照し、スイブル情報２０６が表す領域ＩＤに対応する各左ＬＥＤの調光率を決定する（Ｓ３０６）。
【００３９】
ステップＳ３０６の後またはスイブルモードがオフであると判定された場合（Ｓ３０４のＮ）、左側状態決定部１１０はモード情報２００に含まれるスポット情報２０４を参照し、スポットモードのオンオフを判定する（Ｓ３１０）。左側状態決定部１１０は、スポットモードがオンであると判定された場合（Ｓ３１０のＹ）、左側対応関係保持部１１４を参照し、スポット情報２０４が指定する人存在領域ＩＤに対応する左光源ＩＤを決定する。左光源ＩＤは、左ＬＥＤを特定するＩＤである。左側状態決定部１１０は、決定された左光源ＩＤが特定する左ＬＥＤを調光率を変更すべき左ＬＥＤとして決定する。左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの状態を、そうでない左ＬＥＤの輝度よりも高い輝度で発光する状態に決定する。より具体的には、左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの調光率を１００％に決定する（Ｓ３１２）。
【００４０】
ステップＳ３１２の後またはスポットモードがオフであると判定された場合（Ｓ３１０のＮ）、左側状態決定部１１０はモード情報２００に含まれるグレア抑制情報２０２を参照し、グレア抑制モードのオンオフを判定する（Ｓ３１４）。左側状態決定部１１０は、グレア抑制モードがオンであると判定された場合（Ｓ３１４のＹ）、左側対応関係保持部１１４を参照し、グレア抑制情報２０２が指定する車両存在領域ＩＤに対応する左光源ＩＤを決定する。左側状態決定部１１０は、決定された左光源ＩＤが特定する左ＬＥＤを調光率を変更すべき左ＬＥＤとして決定する。左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの状態を、そうでない左ＬＥＤの輝度よりも低い輝度で発光する状態に決定する。より具体的には、左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの調光率を０％に決定する（Ｓ３１６）。
【００４１】
図８は、左側対応関係保持部１１４の一例を示すデータ構造図である。左側対応関係保持部１１４は、領域ＩＤと、その領域ＩＤが特定する部分合成領域５２を照らす左ＬＥＤを特定する左光源ＩＤと、その領域ＩＤがスイブル情報２０６によって指定される領域ＩＤである場合の各左ＬＥＤの調光率と、を対応付けて保持する。
【００４２】
右側制御装置１０４は、右側モード情報受信部１１６と、右側状態決定部１１８と、右側光源制御部１２０と、右側対応関係保持部１２２と、を含む。右側モード情報受信部１１６は左側モード情報受信部１０８と、右側状態決定部１１８は左側状態決定部１１０と、右側光源制御部１２０は左側光源制御部１１２と、右側対応関係保持部１２２は左側対応関係保持部１１４と、それぞれ対応する。左側制御装置１０２と右側制御装置１０４との主な差異は対応関係保持部の構造である。
【００４３】
図９は、右側対応関係保持部１２２の一例を示すデータ構造図である。右側対応関係保持部１２２は、領域ＩＤと、その領域ＩＤが特定する部分合成領域５２を照らす右ＬＥＤを特定する右光源ＩＤと、その領域ＩＤがスイブル情報２０６によって指定される領域ＩＤである場合の各右ＬＥＤの調光率と、を対応付けて保持する。
【００４４】
以上の構成による制御装置１００の動作を説明する。図１０は、制御装置１００およびエンジンコントロールユニット１０６における一連の処理を示すフローチャートである。車両側の制御装置すなわちエンジンコントロールユニット１０６は、第２通信回線ＣＡＮから受け取る情報に基づき、照射の明るさを変更すべき部分合成領域５２を特定する（Ｓ４０２）。車両側の制御装置は特定された部分合成領域５２の情報を含むモード情報２００を生成し、第１通信回線ＬＩＮに送出する。前照灯側の制御装置１００は、第１通信回線ＬＩＮを介してモード情報２００を受信する（Ｓ４０４）。前照灯側の制御装置１００は、特定された部分合成領域５２の照射に関与するＬＥＤを左右の車両用前照灯１０についてそれぞれ特定する（Ｓ４０６）。この際、前照灯側の制御装置１００は左側対応関係保持部１１４および右側対応関係保持部１２２を参照する。前照灯側の制御装置１００は、特定されたＬＥＤの輝度を変更する（Ｓ４０８）。
【００４５】
本実施の形態に係る制御装置１００によると、左側制御装置１０２および右側制御装置１０４が第１通信回線ＬＩＮから受け取るモード情報２００は、ＬＥＤの調光率そのものを含まず、代わりに動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき部分合成領域５２を指定する。したがって、第１通信回線ＬＩＮから受け取る情報が車両用前照灯１０の各ＬＥＤの調光率を直接含む場合と比べて、第１通信回線ＬＩＮを介した１回の通信データ量を低減できる。その結果、第１通信回線ＬＩＮを介した情報伝達の高速化を図ることができ、車両用前照灯１０の各種機能の応答性を高めることができる。
【００４６】
エンジンコントロールユニットが動作モードのオンオフに基づき左右の各ＬＥＤの調光率を演算し送信する場合を比較例として考える。調光率は消灯（０％）であるかまたは点灯（１００％）であるかまたは５％〜９５％の間で５％単位で指定される。このような調光率の状態は全部で２１個有るので、調光率を指定するためには５ビット必要である。したがって、第１通信回線ＬＩＮを介して左側制御装置および右側制御装置に送信される情報のデータ量は、（ＬＥＤひとつ当たり５ビット）×（左右のＬＥＤの総数４０個）＝２００ビットとなる。ＬＩＮ１．３規格によると、ＬＩＮ通信の１つのスケジュールＩＤに対するデータ量は最大で８バイトなので、この場合４つのスケジュールＩＤが必要となる。これにより１回の通信時間は比較的長くなる。
【００４７】
これに対して本実施の形態に係る制御装置１００では、モード情報２００は上記の通り５２ビットの情報である。したがって、１つのスケジュールＩＤでモード情報２００を伝送できる程度まで１回の通信データ量を低減でき、１回の通信時間を低減できる。
【００４８】
また、エンジンコントロールユニットは一般に車両用前照灯の他にも点火系や燃料系などの制御も行っている。したがって、車両用前照灯のＬＥＤの制御に関する演算量が増えると、エンジンコントロールユニットにおける処理の優先度の設定によっては、ＬＥＤ制御関係の演算が後回しにされて演算時間が長くなる可能性がある。そこで、本実施の形態のように調光率は演算せず動作モードのオンオフを伝えることとすることにより、エンジンコントロールユニット１０６におけるＬＥＤ制御関係の演算量を低減できる。その結果、エンジンコントロールユニット１０６におけるＬＥＤ制御関係の演算時間を低減でき、またエンジンコントロールユニット１０６の全体的な処理速度を増大させることができる。
【００４９】
また、本実施の形態に係る制御装置１００では、グレア抑制情報２０２、スポット情報２０４、スイブル情報２０６はいずれも部分合成領域５２を指定し、左側制御装置１０２、右側制御装置１０４は指定された部分合成領域５２に対応する左右のＬＥＤをそれぞれ決定する。したがって、グレア抑制情報やスポット情報やスイブル情報が左右のＬＥＤを直接指定する場合と比べて、第１通信回線ＬＩＮを介した通信データ量を低減できる。
【００５０】
例えば、グレア抑制情報が左右のＬＥＤを直接指定する場合、グレア抑制情報は左ＬＥＤを指定するための２０ビットと右ＬＥＤを指定するための２０ビットとを足し合わせた４０ビットの情報となる。これに対して本実施の形態では、グレア抑制情報２０２は部分合成領域５２の個数に対応する２３ビットの情報である。このように、本実施の形態によると通信データ量を低減できる。
【００５１】
また、車両用前照灯１０の機能のなかでもグレア抑制機能や歩行者スポット機能などのように部分的に明るさを変更する機能については、第１通信回線ＬＩＮを介して明るさを変更すべき部分の指定を送受することとされている。これにより、より効果的に通信データ量を低減できる。
【００５２】
また、グレア抑制機能や歩行者スポット機能や電子スイブル機能は、刻々と変化する走行中の状況に車両用前照灯１０の照射状態を適応させる機能であるから、一般に処理の遅延は好ましくない。そこで本実施の形態に係る制御装置１００によると、エンジンコントロールユニット１０６における処理の遅延は抑えられ、また第１通信回線ＬＩＮを介したより高速な情報伝達が可能となる。したがって、制御装置１００はそれらの機能を有する車両用前照灯１０により適している。
【００５３】
以上、実施の形態に係る制御装置１００の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理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。
【００５４】
実施の形態では、左側制御装置１０２は左側対応関係保持部１１４を有し、右側制御装置１０４は右側対応関係保持部１２２を有する場合について説明したが、これに限られない。例えば、制御装置は左側対応関係保持部１１４の機能と右側対応関係保持部１２２の機能とを合わせた機能を有する保持部を有し、左右の状態決定部はその保持部を参照してもよい。
【００５５】
実施の形態では、車両用前照灯１０の機能としてグレア抑制機能、歩行者スポット機能および電子スイブル機能を説明したが、これに限られない。例えば、車両用前照灯は車速に応じた減光を行う車速減光機能と雨天時に雨天に応じた配光を行う雨天配光機能とを有してもよい。
【００５６】
車速減光機能は、所定の車速に基づいて全てのＬＥＤを一律に減光する機能であってもよい。モード情報は、車速減光機能に対応した車速減光モードのオンオフを指定する車速減光情報を含んでもよい。車速減光情報は、２０ｋｍ／ｈ以下で５ｋｍ／ｈごとの情報であり、データ量は２ビットであってもよい。左右の制御装置は、２ビットの車速減光情報に対応した所定の調光率データを有してもよい。
【００５７】
雨天配光機能は、雨天時に全ＬＥＤ対応の定数にて調光する機能であってもよい。モード情報は、雨天配光機能に対応した雨天配光モードのオンオフを指定する雨天配光情報を含んでもよい。雨天配光情報は、雨天時に「１」となり、そうでない場合「０」となる１ビットの情報であってもよい。左右の制御装置は、雨天用の所定の調光率データを有してもよい。
これら２つの機能を加えた場合のモード情報のデータ量は、５２ビットに追加機能分の２ビット＋１ビットを加えた５５ビットであるから、これら２つの機能を加えても、スケジュールＩＤ１つでの伝送が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 車両用前照灯、 ５０ 合成照射領域、 ５２ 部分合成領域、 １００ 制御装置、 １０２ 左側制御装置、 １０８ 左側モード情報受信部、 １１０ 左側状態決定部、 １１２ 左側光源制御部、 １１４ 左側対応関係保持部、 ２００ モード情報。
【技術分野】
【０００１】
本発明は前照灯を制御する制御装置および前照灯の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘッドライトなどの前照灯に、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えてより長寿命で低消費電力のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が利用されている。ＬＥＤの発光の度合いすなわち明るさはＬＥＤに流す電流の大きさに依存するので、ＬＥＤを光源として利用する場合にはＬＥＤに流れる電流を調節するための点灯回路が必要となる。そのような点灯回路は通常エラーアンプを有し、ＬＥＤに流れる電流が一定となるようにフィードバック制御する。
【０００３】
本出願人は、前照灯の配光を可変とし、きめの細かい配光制御を行うために、光源としてＬＥＤのアレイを採用し、各ＬＥＤを個別に点消灯する技術を特許文献１において提案している。各ＬＥＤを個別に点消灯することにより、グレア抑制機能や歩行者スポット機能などの各種機能を備えた前照灯が実現される。
【０００４】
通常、前照灯の所定の機能を実現するためのＬＥＤの輝度はエンジンコントロールユニットによって演算される。エンジンコントロールユニットは演算された輝度データを点灯回路に送信し、点灯回路はＬＥＤが演算された輝度で発光するようそのＬＥＤを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９２８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配光制御の柔軟性を高めるため、ＬＥＤのアレイに含まれるＬＥＤの数は増加傾向にある。制御すべきＬＥＤの数が増えると、その分エンジンコントロールユニットから点灯回路に送信される輝度データの量も増大する。輝度データの量が増大して輝度データの伝達にかかる時間が増大すると、前照灯の各種機能の応答性が低下しうる。
【０００７】
輝度データの量の増大に対し、エンジンコントロールユニットと点灯回路との間の通信回線の通信速度を上げることで対応することも考えられる。しかしながら、実際、車両内に設けられる通信回線の通信プロトコルは規格で定められているもののなかから選択されることが多いので、通信速度の向上幅は限られている。
【０００８】
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、複数の半導体光源を利用して実現された前照灯を制御する際、複数の半導体光源の制御に係る情報の伝達速度を向上できる制御技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、制御装置に関する。この制御装置は、動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能な車両の前照灯を、複数の半導体光源を利用して実現したとき、前照灯を制御する制御装置であって、動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき照射領域の部分を指定するモード情報を所定の通信回線を介して受信するモード情報受信部と、モード情報受信部によって受信されたモード情報が動作モードのオンを示す場合、モード情報が指定する照射領域の部分に基づき各半導体光源の状態を決定する状態決定部と、各半導体光源を、それが状態決定部によって決定された状態となるよう制御する光源制御部と、を備える。
【００１０】
この態様によると、モード情報に基づき各半導体光源の状態を制御できる。
【００１１】
本発明の別の態様は、前照灯の制御方法である。この方法は、それぞれが複数の半導体光源で構成される左右の前照灯による照射領域の中で照射の明るさを変更すべき部分を特定するステップと、特定された部分の照射に関与する半導体光源を左右の前照灯についてそれぞれ特定するステップと、特定された半導体光源の輝度を変更するステップと、を含む。
【００１２】
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装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の半導体光源を利用して実現された前照灯を制御する際、複数の半導体光源の制御に係る情報の伝達速度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る制御装置によって制御される車両用前照灯の水平断面図である。
【図２】図１の光源ユニットの垂直断面図である。
【図３】図１の光源ユニットの正面図である。
【図４】左右のハイビーム用灯具ユニットの照射領域を合わせた合成照射領域の模式図である。
【図５】実施の形態に係る制御装置の機能および構成を示すブロック図である。
【図６】モード情報の構成を示す模式図である。
【図７】図５の左側状態決定部における一連の処理を示すフローチャートである。
【図８】図５の左側対応関係保持部の一例を示すデータ構造図である。
【図９】図５の右側対応関係保持部の一例を示すデータ構造図である。
【図１０】図５の制御装置およびエンジンコントロールユニットにおける一連の処理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】
【００１５】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、信号には、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、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、電圧、電流あるいは抵抗などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値を表すものとして用いることがある。
【００１６】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る制御装置によって制御される車両用前照灯１０の水平断面図である。車両用前照灯１０は、グレア抑制機能や歩行者スポット機能や電子スイブル機能などの各種機能のそれぞれに対応した動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能なように、複数の半導体光源すなわちＬＥＤを利用して実現される。
【００１８】
グレア抑制機能は、車両用前照灯１０の照射領域のうち対象すなわち前走車、対向車に対応する部分の明るさを抑えることで、前走車や対向車に対するグレアを抑制する機能である。
歩行者スポット機能は、車両用前照灯１０の照射領域のうち対象すなわち歩行者に対応する部分の明るさを上げることで、歩行者を照らし出す機能である。
電子スイブル機能は、モータやアクチュエータなどの機械的な手段によらず電子的な手段によって車両用前照灯１０の照射方向を左右方向に偏向制御する機能である。
クレア抑制機能、歩行者スポット機能、電子スイブル機能はいずれも車両用前照灯１０がハイビームを照射する状態（以下、ハイビーム状態と称す）にあるときに使用される。
【００１９】
車両用前照灯１０の灯室は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前端開口部に取り付けられた透光カバー１４と、で形成される。ロービーム用灯具ユニット２０Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット２０Ｈはその灯室内に収容される。ロービーム用灯具ユニット２０Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット２０Ｈはそれぞれ、図示しない支持部材によってランプボディ１２に取り付けられている。エクステンション部材１６は各灯具ユニットの存在領域に開口部を有し、ランプボディ１２または透光カバー１４に固定される。
【００２０】
ロービーム用灯具ユニット２０Ｌは、周知の反射型の灯具であり、光源バルブ２１と、リフレクタ２３と、を有する。ロービーム用灯具ユニット２０Ｌは、光源バルブ２１から出射した光をリフレクタ２３に反射させる。リフレクタ２３から前方に向かう光の一部は図示しない遮光板でカットされ、所定のカットオフラインを有するロービーム用の配光パターンを形成する。光源バルブ２１の先端には、光源バルブ２１から前方に出射される光をカットするシェード２５が設けられている。なお、ロービーム用灯具ユニット２０Ｌの形状はこれに限定されず、プロジェクタ型の灯具ユニットであってもよい。
【００２１】
ハイビーム用灯具ユニット２０Ｈはプロジェクタ型の灯具ユニットであり、投影レンズ２２と、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイ２６を備える光源ユニット２４と、投影レンズ２２および光源ユニット２４を保持するホルダ２８と、を有する。投影レンズ２２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であって、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置されている。投影レンズ２２は、その後側焦点Ｆを含む後側焦点面上の像を、灯具前方に配置された鉛直仮想スクリーン上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２２は、その周縁部がホルダ２８の前端環状溝部に保持されている。
【００２２】
光源ユニット２４は、ＬＥＤアレイ２６が投影レンズ２２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された状態で、ホルダ２８の後端側に固設されている。ホルダ２８は図示しない支持部材を介して、ランプボディ１２に取り付けられている。
【００２３】
光源ユニット２４は、ＬＥＤアレイ２６を搭載するための搭載プレート３０と、搭載プレート３０に固定された上方反射鏡３６および下方反射鏡３８と、ＬＥＤアレイ２６から発せられる熱を逃がすための放熱板３２と、を備える。ＬＥＤアレイ２６は、搭載プレート３０の前方側表面に、その発光面が光軸Ａｘ方向前方を向くようにして固定されている。ＬＥＤアレイ２６の中心は、光軸Ａｘ上に位置している。放熱板３２は、搭載プレート３０の後方側表面に固定されている。
【００２４】
図２は、光源ユニット２４の垂直断面図である。図３は、光源ユニット２４の正面図である。なお、図２においては、放熱板３２の図示を省略している。上方反射鏡３６はＬＥＤアレイ２６の上方に設けられ、下方反射鏡３８はＬＥＤアレイ２６の下方に設けられる。ＬＥＤアレイ２６は、２０個の正方形状のＬＥＤ３４−１〜３４−２０を、横一列に配置したものである。各ＬＥＤは、搭載プレート３０上に固定されている。各ＬＥＤは、本実施の形態に係る制御装置により個別に点消灯される。
【００２５】
通常、車両は前方左側、右側それぞれにひとつづつ車両用前照灯１０を備える。以下、左側の車両用前照灯１０に含まれる２０個のＬＥＤを２０個の左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０と表記し、右側の車両用前照灯１０に含まれる２０個のＬＥＤを２０個の右ＬＥＤ３４Ｒ−１〜３４Ｒ−２０と表記する。
【００２６】
図４は、左右の車両用前照灯１０のハイビーム用灯具ユニット２０Ｈの照射領域を合わせた合成照射領域５０の模式図である。合成照射領域５０は、複数の例えば２３個の部分合成領域５２に分割されている。制御装置１００では、各部分合成領域５２に、それを特定する領域ＩＤが割り当てられている。例えば、図４で最も左の部分合成領域５２から順番に領域ＩＤ「１」、領域ＩＤ「２」、…、領域ＩＤ「２３」が設定されてもよい。
【００２７】
領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２０」の部分合成領域５２は左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０によってそれぞれ照射され、領域ＩＤ「４」から領域ＩＤ「２３」の部分合成領域５２は右ＬＥＤ３４Ｒ−１〜３４Ｒ−２０によってそれぞれ照射される。すなわち、領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２０」の部分合成領域５２は左側の車両用前照灯１０の照射領域を構成し、領域ＩＤ「４」から領域ＩＤ「２３」の部分合成領域５２は右側の車両用前照灯１０の照射領域を構成する。左側の車両用前照灯１０の照射領域は右側の車両用前照灯１０の照射領域と少なくとも部分的に、この場合では領域ＩＤ「４」から領域ＩＤ「２０」の部分合成領域５２において、重なる。
【００２８】
図５は、実施の形態に係る制御装置１００の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエ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、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００２９】
制御装置１００は左右の車両用前照灯１０を制御する。制御装置１００は、２０個の左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０を制御する左側制御装置１０２と、２０個の右ＬＥＤ３４Ｒ−１〜３４Ｒ−２０を制御する右側制御装置１０４と、を含む。左側制御装置１０２および右側制御装置１０４はいずれも、自動車の電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラであるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０６と、第１通信回線ＬＩＮを介して接続される。第１通信回線ＬＩＮでは、車載ＬＡＮ（Local Area Network）の通信プロトコルの一種であるＬＩＮ（Local Interconnect Network）にしたがって通信が行われる。エンジンコントロールユニット１０６は外部と第２通信回線ＣＡＮを介して接続される。第２通信回線ＣＡＮでは、車載ＬＡＮの通信プロトコルの一種であるＣＡＮ（Controller Area Network）にしたがって通信が行われる。本実施の形態では、第１通信回線ＬＩＮの通信速度は第２通信回線ＣＡＮの通信速度より遅い。
【００３０】
エンジンコントロールユニット１０６は、車両用前照灯１０の機能に対応した動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき部分合成領域５２を指定するモード情報２００を生成し、第１通信回線ＬＩＮに送出する。
図６は、モード情報２００の構成を示す模式図である。モード情報２００は、２３ビットで表されるグレア抑制情報２０２と、２３ビットで表されるスポット情報２０４と、５ビットで表されるスイブル情報２０６と、１ビットで表されるハイビームオンオフ情報２０８と、を含む。モード情報２００はトータルで５２ビットの情報である。
【００３１】
グレア抑制情報２０２は、グレア抑制機能に対応したグレア抑制モードのオンオフを指定する。グレア抑制情報２０２の各ビットは領域ＩＤに対応する。例えば、１番目から２３番目のビットは領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２３」にそれぞれ対応する。エンジンコントロールユニット１０６は、不図示の車載カメラから第２通信回線ＣＡＮを介して受け取る情報に基づき、合成照射領域５０に前走車や対向車などの別の車両が存在するか否かを判定する。エンジンコントロールユニット１０６は、別の車両が存在すると判定された場合、その別の車両が存在する部分合成領域５２を指定するグレア抑制情報２０２を生成する。より具体的には、グレア抑制情報２０２は、別の車両が存在する部分合成領域５２の領域ＩＤである車両存在領域ＩＤに対応するビットの値を「１」とし、それ以外のビットの値を「０」とする。制御装置１００では、グレア抑制情報２０２のビットのうちの少なくともひとつの値が「１」の場合、グレア抑制モードがオンされ、そのビットに対応する領域ＩＤが特定する部分合成領域５２の明るさが低減される。グレア抑制情報２０２の全てのビットの値が「０」の場合、グレア抑制モードはオフされる。
【００３２】
スポット情報２０４は、歩行者スポット機能に対応したスポットモードのオンオフを指定する。スポット情報２０４の各ビットは領域ＩＤに対応する。例えば、１番目から２３番目のビットは領域ＩＤ「１」から領域ＩＤ「２３」にそれぞれ対応する。エンジンコントロールユニット１０６は、不図示の車載カメラから第２通信回線ＣＡＮを介して受け取る情報に基づき、合成照射領域５０に歩行者などの人が存在するか否かを判定する。エンジンコントロールユニット１０６は、人が存在すると判定された場合、その人が存在する部分合成領域５２を指定するスポット情報２０４を生成する。より具体的には、スポット情報２０４は、人が存在する部分合成領域５２の領域ＩＤである人存在領域ＩＤに対応するビットの値を「１」とし、それ以外のビットの値を「０」とする。制御装置１００では、スポット情報２０４のビットのうちの少なくともひとつの値が「１」の場合、スポットモードがオンされ、そのビットに対応する領域ＩＤが特定する部分合成領域５２の明るさが増やされる。スポット情報２０４の全てのビットの値が「０」の場合、スポットモードはオフされる。
【００３３】
なお、グレア抑制機能や歩行者スポット機能では、合成照射領域５０のなかで機能をオンとする部分合成領域５２が複数になりうる。したがって、グレア抑制情報２０２、スポット情報２０４のいずれについても、領域ＩＤごとにオンオフを示す１ビットを割り当てることで、明るさを変更すべき部分合成領域５２の領域ＩＤが指定される。
【００３４】
スイブル情報２０６は、電子スイブル機能に対応したスイブルモードのオンオフを指定する。エンジンコントロールユニット１０６は、合成照射領域５０のなかで明るさの基準すなわち中心となるべき部分合成領域５２をひとつ選択し、選択された部分合成領域５２を指定するスイブル情報２０６を生成する。より具体的には、スイブル情報２０６は、選択された部分合成領域５２の領域ＩＤを二進数で表す。制御装置１００では、スイブル情報２０６が存在する領域ＩＤを表す場合、スイブルモードがオンされ、「０」や「２４」などの存在しない領域ＩＤを表す場合、スイブルモードがオフされる。
ハイビームオンオフ情報２０８は、左右の車両用前照灯１０をハイビーム状態とすべき場合は「１」に設定され、そうでない場合は「０」に設定される。
【００３５】
図５に戻り、左側制御装置１０２は、左側モード情報受信部１０８と、左側状態決定部１１０と、左側光源制御部１１２と、左側対応関係保持部１１４と、を含む。左側モード情報受信部１０８は、モード情報２００を第１通信回線ＬＩＮを介して受信する。
【００３６】
左側状態決定部１１０は、左側モード情報受信部１０８によって受信されたモード情報２００が動作モードのオンを示す場合、モード情報２００が指定する部分合成領域５２に基づき各左ＬＥＤの状態を決定する。モード情報２００が動作モードのオンを示す場合に、モード情報２００の受信の前後で結果として状態が変わらない左ＬＥＤが存在する可能性がある。状態が変わらない左ＬＥＤについては、左側状態決定部１１０は、状態を変更しないと決定することでそのような左ＬＥＤの状態を決定する。左側状態決定部１１０については図７を参照して後述する。
【００３７】
左側光源制御部１１２は、各左ＬＥＤを、それが左側状態決定部１１０によって決定された状態となるよう制御する。左側光源制御部１１２は２０のスイッチングレギュレータ（不図示）を有する。２０のスイッチングレギュレータのそれぞれは、車載バッテリ（不図示）から電力の供給を受け、２０個の左ＬＥＤ３４Ｌ−１〜３４Ｌ−２０の対応するひとつに供給すべき駆動電流を生成する。各スイッチングレギュレータは駆動電流を生成する際、駆動対象の左ＬＥＤについて左側状態決定部１１０によって決定された状態が実現されるように、スイッチング素子のデューティ比を調整する。特に各スイッチングレギュレータは、駆動対象の左ＬＥＤについて決定された調光率に応じてデューティ比を設定する。
【００３８】
図７は、左側状態決定部１１０における一連の処理を示すフローチャートである。左側状態決定部１１０は、モード情報２００に含まれるハイビームオンオフ情報２０８を参照し、それが「０」の場合（Ｓ３０２のＮ）は全ての左ＬＥＤの状態を消灯状態に決定する、すなわち全ての左ＬＥＤの調光率を０％に決定する（Ｓ３０８）。ＬＥＤの調光率の増減に応じてＬＥＤの輝度も増減する。したがって、ＬＥＤの調光率を決定することはＬＥＤの輝度を決定することに対応する。左側状態決定部１１０は、ハイビームオンオフ情報２０８が「１」の場合（Ｓ３０２のＹ）、モード情報２００に含まれるスイブル情報２０６を参照し、スイブルモードのオンオフを判定する（Ｓ３０４）。左側状態決定部１１０は、スイブルモードがオンであると判定された場合（Ｓ３０４のＹ）、左側対応関係保持部１１４（図８で後述）を参照し、スイブル情報２０６が表す領域ＩＤに対応する各左ＬＥＤの調光率を決定する（Ｓ３０６）。
【００３９】
ステップＳ３０６の後またはスイブルモードがオフであると判定された場合（Ｓ３０４のＮ）、左側状態決定部１１０はモード情報２００に含まれるスポット情報２０４を参照し、スポットモードのオンオフを判定する（Ｓ３１０）。左側状態決定部１１０は、スポットモードがオンであると判定された場合（Ｓ３１０のＹ）、左側対応関係保持部１１４を参照し、スポット情報２０４が指定する人存在領域ＩＤに対応する左光源ＩＤを決定する。左光源ＩＤは、左ＬＥＤを特定するＩＤである。左側状態決定部１１０は、決定された左光源ＩＤが特定する左ＬＥＤを調光率を変更すべき左ＬＥＤとして決定する。左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの状態を、そうでない左ＬＥＤの輝度よりも高い輝度で発光する状態に決定する。より具体的には、左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの調光率を１００％に決定する（Ｓ３１２）。
【００４０】
ステップＳ３１２の後またはスポットモードがオフであると判定された場合（Ｓ３１０のＮ）、左側状態決定部１１０はモード情報２００に含まれるグレア抑制情報２０２を参照し、グレア抑制モードのオンオフを判定する（Ｓ３１４）。左側状態決定部１１０は、グレア抑制モードがオンであると判定された場合（Ｓ３１４のＹ）、左側対応関係保持部１１４を参照し、グレア抑制情報２０２が指定する車両存在領域ＩＤに対応する左光源ＩＤを決定する。左側状態決定部１１０は、決定された左光源ＩＤが特定する左ＬＥＤを調光率を変更すべき左ＬＥＤとして決定する。左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの状態を、そうでない左ＬＥＤの輝度よりも低い輝度で発光する状態に決定する。より具体的には、左側状態決定部１１０は、決定された左ＬＥＤの調光率を０％に決定する（Ｓ３１６）。
【００４１】
図８は、左側対応関係保持部１１４の一例を示すデータ構造図である。左側対応関係保持部１１４は、領域ＩＤと、その領域ＩＤが特定する部分合成領域５２を照らす左ＬＥＤを特定する左光源ＩＤと、その領域ＩＤがスイブル情報２０６によって指定される領域ＩＤである場合の各左ＬＥＤの調光率と、を対応付けて保持する。
【００４２】
右側制御装置１０４は、右側モード情報受信部１１６と、右側状態決定部１１８と、右側光源制御部１２０と、右側対応関係保持部１２２と、を含む。右側モード情報受信部１１６は左側モード情報受信部１０８と、右側状態決定部１１８は左側状態決定部１１０と、右側光源制御部１２０は左側光源制御部１１２と、右側対応関係保持部１２２は左側対応関係保持部１１４と、それぞれ対応する。左側制御装置１０２と右側制御装置１０４との主な差異は対応関係保持部の構造である。
【００４３】
図９は、右側対応関係保持部１２２の一例を示すデータ構造図である。右側対応関係保持部１２２は、領域ＩＤと、その領域ＩＤが特定する部分合成領域５２を照らす右ＬＥＤを特定する右光源ＩＤと、その領域ＩＤがスイブル情報２０６によって指定される領域ＩＤである場合の各右ＬＥＤの調光率と、を対応付けて保持する。
【００４４】
以上の構成による制御装置１００の動作を説明する。図１０は、制御装置１００およびエンジンコントロールユニット１０６における一連の処理を示すフローチャートである。車両側の制御装置すなわちエンジンコントロールユニット１０６は、第２通信回線ＣＡＮから受け取る情報に基づき、照射の明るさを変更すべき部分合成領域５２を特定する（Ｓ４０２）。車両側の制御装置は特定された部分合成領域５２の情報を含むモード情報２００を生成し、第１通信回線ＬＩＮに送出する。前照灯側の制御装置１００は、第１通信回線ＬＩＮを介してモード情報２００を受信する（Ｓ４０４）。前照灯側の制御装置１００は、特定された部分合成領域５２の照射に関与するＬＥＤを左右の車両用前照灯１０についてそれぞれ特定する（Ｓ４０６）。この際、前照灯側の制御装置１００は左側対応関係保持部１１４および右側対応関係保持部１２２を参照する。前照灯側の制御装置１００は、特定されたＬＥＤの輝度を変更する（Ｓ４０８）。
【００４５】
本実施の形態に係る制御装置１００によると、左側制御装置１０２および右側制御装置１０４が第１通信回線ＬＩＮから受け取るモード情報２００は、ＬＥＤの調光率そのものを含まず、代わりに動作モードのオンオフを示すとともに、動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき部分合成領域５２を指定する。したがって、第１通信回線ＬＩＮから受け取る情報が車両用前照灯１０の各ＬＥＤの調光率を直接含む場合と比べて、第１通信回線ＬＩＮを介した１回の通信データ量を低減できる。その結果、第１通信回線ＬＩＮを介した情報伝達の高速化を図ることができ、車両用前照灯１０の各種機能の応答性を高めることができる。
【００４６】
エンジンコントロールユニットが動作モードのオンオフに基づき左右の各ＬＥＤの調光率を演算し送信する場合を比較例として考える。調光率は消灯（０％）であるかまたは点灯（１００％）であるかまたは５％〜９５％の間で５％単位で指定される。このような調光率の状態は全部で２１個有るので、調光率を指定するためには５ビット必要である。したがって、第１通信回線ＬＩＮを介して左側制御装置および右側制御装置に送信される情報のデータ量は、（ＬＥＤひとつ当たり５ビット）×（左右のＬＥＤの総数４０個）＝２００ビットとなる。ＬＩＮ１．３規格によると、ＬＩＮ通信の１つのスケジュールＩＤに対するデータ量は最大で８バイトなので、この場合４つのスケジュールＩＤが必要となる。これにより１回の通信時間は比較的長くなる。
【００４７】
これに対して本実施の形態に係る制御装置１００では、モード情報２００は上記の通り５２ビットの情報である。したがって、１つのスケジュールＩＤでモード情報２００を伝送できる程度まで１回の通信データ量を低減でき、１回の通信時間を低減できる。
【００４８】
また、エンジンコントロールユニットは一般に車両用前照灯の他にも点火系や燃料系などの制御も行っている。したがって、車両用前照灯のＬＥＤの制御に関する演算量が増えると、エンジンコントロールユニットにおける処理の優先度の設定によっては、ＬＥＤ制御関係の演算が後回しにされて演算時間が長くなる可能性がある。そこで、本実施の形態のように調光率は演算せず動作モードのオンオフを伝えることとすることにより、エンジンコントロールユニット１０６におけるＬＥＤ制御関係の演算量を低減できる。その結果、エンジンコントロールユニット１０６におけるＬＥＤ制御関係の演算時間を低減でき、またエンジンコントロールユニット１０６の全体的な処理速度を増大させることができる。
【００４９】
また、本実施の形態に係る制御装置１００では、グレア抑制情報２０２、スポット情報２０４、スイブル情報２０６はいずれも部分合成領域５２を指定し、左側制御装置１０２、右側制御装置１０４は指定された部分合成領域５２に対応する左右のＬＥＤをそれぞれ決定する。したがって、グレア抑制情報やスポット情報やスイブル情報が左右のＬＥＤを直接指定する場合と比べて、第１通信回線ＬＩＮを介した通信データ量を低減できる。
【００５０】
例えば、グレア抑制情報が左右のＬＥＤを直接指定する場合、グレア抑制情報は左ＬＥＤを指定するための２０ビットと右ＬＥＤを指定するための２０ビットとを足し合わせた４０ビットの情報となる。これに対して本実施の形態では、グレア抑制情報２０２は部分合成領域５２の個数に対応する２３ビットの情報である。このように、本実施の形態によると通信データ量を低減できる。
【００５１】
また、車両用前照灯１０の機能のなかでもグレア抑制機能や歩行者スポット機能などのように部分的に明るさを変更する機能については、第１通信回線ＬＩＮを介して明るさを変更すべき部分の指定を送受することとされている。これにより、より効果的に通信データ量を低減できる。
【００５２】
また、グレア抑制機能や歩行者スポット機能や電子スイブル機能は、刻々と変化する走行中の状況に車両用前照灯１０の照射状態を適応させる機能であるから、一般に処理の遅延は好ましくない。そこで本実施の形態に係る制御装置１００によると、エンジンコントロールユニット１０６における処理の遅延は抑えられ、また第１通信回線ＬＩＮを介したより高速な情報伝達が可能となる。したがって、制御装置１００はそれらの機能を有する車両用前照灯１０により適している。
【００５３】
以上、実施の形態に係る制御装置１００の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理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。
【００５４】
実施の形態では、左側制御装置１０２は左側対応関係保持部１１４を有し、右側制御装置１０４は右側対応関係保持部１２２を有する場合について説明したが、これに限られない。例えば、制御装置は左側対応関係保持部１１４の機能と右側対応関係保持部１２２の機能とを合わせた機能を有する保持部を有し、左右の状態決定部はその保持部を参照してもよい。
【００５５】
実施の形態では、車両用前照灯１０の機能としてグレア抑制機能、歩行者スポット機能および電子スイブル機能を説明したが、これに限られない。例えば、車両用前照灯は車速に応じた減光を行う車速減光機能と雨天時に雨天に応じた配光を行う雨天配光機能とを有してもよい。
【００５６】
車速減光機能は、所定の車速に基づいて全てのＬＥＤを一律に減光する機能であってもよい。モード情報は、車速減光機能に対応した車速減光モードのオンオフを指定する車速減光情報を含んでもよい。車速減光情報は、２０ｋｍ／ｈ以下で５ｋｍ／ｈごとの情報であり、データ量は２ビットであってもよい。左右の制御装置は、２ビットの車速減光情報に対応した所定の調光率データを有してもよい。
【００５７】
雨天配光機能は、雨天時に全ＬＥＤ対応の定数にて調光する機能であってもよい。モード情報は、雨天配光機能に対応した雨天配光モードのオンオフを指定する雨天配光情報を含んでもよい。雨天配光情報は、雨天時に「１」となり、そうでない場合「０」となる１ビットの情報であってもよい。左右の制御装置は、雨天用の所定の調光率データを有してもよい。
これら２つの機能を加えた場合のモード情報のデータ量は、５２ビットに追加機能分の２ビット＋１ビットを加えた５５ビットであるから、これら２つの機能を加えても、スケジュールＩＤ１つでの伝送が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 車両用前照灯、 ５０ 合成照射領域、 ５２ 部分合成領域、 １００ 制御装置、 １０２ 左側制御装置、 １０８ 左側モード情報受信部、 １１０ 左側状態決定部、 １１２ 左側光源制御部、 １１４ 左側対応関係保持部、 ２００ モード情報。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能な車両の前照灯を、複数の半導体光源を利用して実現したとき、前記前照灯を制御する制御装置であって、
前記動作モードのオンオフを示すとともに、前記動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき照射領域の部分を指定するモード情報を所定の通信回線を介して受信するモード情報受信部と、
前記モード情報受信部によって受信されたモード情報が前記動作モードのオンを示す場合、モード情報が指定する照射領域の部分に基づき各半導体光源の状態を決定する状態決定部と、
各半導体光源を、それが前記状態決定部によって決定された状態となるよう制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
左右の前照灯の照射領域を合わせた合成照射領域は複数の部分合成領域に分割されており、
モード情報は部分合成領域を特定する領域ＩＤを含み、
本制御装置はさらに、領域ＩＤと、その領域ＩＤが特定する部分合成領域を照らす半導体光源を特定する光源ＩＤと、を対応付けて保持する対応関係保持部を備え、
前記状態決定部は、前記対応関係保持部を参照し、モード情報に含まれる領域ＩＤに対応する光源ＩＤが特定する半導体光源を、輝度を変更すべき半導体光源として決定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
照射領域に別の車両が存在すると判定された場合、モード情報は別の車両が存在する照射領域の部分を指定し、
前記状態決定部は、別の車両が存在する照射領域の部分を照らす半導体光源の状態を、そうでない半導体光源の輝度よりも低い輝度で発光する状態に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
照射領域に人が存在すると判定された場合、モード情報は人が存在する照射領域の部分を指定し、
前記状態決定部は、人が存在する照射領域の部分を照らす半導体光源の状態を、そうでない半導体光源の輝度よりも高い輝度で発光する状態に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
それぞれが複数の半導体光源で構成される左右の前照灯による照射領域の中で照射の明るさを変更すべき部分を特定するステップと、
特定された部分の照射に関与する半導体光源を左右の前照灯についてそれぞれ特定するステップと、
特定された半導体光源の輝度を変更するステップと、を含むことを特徴とする、前照灯の制御方法。
【請求項１】
動作モードに応じて照射領域の中で部分的に明るさの変更が可能な車両の前照灯を、複数の半導体光源を利用して実現したとき、前記前照灯を制御する制御装置であって、
前記動作モードのオンオフを示すとともに、前記動作モードがオンの場合に明るさを変更すべき照射領域の部分を指定するモード情報を所定の通信回線を介して受信するモード情報受信部と、
前記モード情報受信部によって受信されたモード情報が前記動作モードのオンを示す場合、モード情報が指定する照射領域の部分に基づき各半導体光源の状態を決定する状態決定部と、
各半導体光源を、それが前記状態決定部によって決定された状態となるよう制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
左右の前照灯の照射領域を合わせた合成照射領域は複数の部分合成領域に分割されており、
モード情報は部分合成領域を特定する領域ＩＤを含み、
本制御装置はさらに、領域ＩＤと、その領域ＩＤが特定する部分合成領域を照らす半導体光源を特定する光源ＩＤと、を対応付けて保持する対応関係保持部を備え、
前記状態決定部は、前記対応関係保持部を参照し、モード情報に含まれる領域ＩＤに対応する光源ＩＤが特定する半導体光源を、輝度を変更すべき半導体光源として決定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
照射領域に別の車両が存在すると判定された場合、モード情報は別の車両が存在する照射領域の部分を指定し、
前記状態決定部は、別の車両が存在する照射領域の部分を照らす半導体光源の状態を、そうでない半導体光源の輝度よりも低い輝度で発光する状態に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
照射領域に人が存在すると判定された場合、モード情報は人が存在する照射領域の部分を指定し、
前記状態決定部は、人が存在する照射領域の部分を照らす半導体光源の状態を、そうでない半導体光源の輝度よりも高い輝度で発光する状態に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
それぞれが複数の半導体光源で構成される左右の前照灯による照射領域の中で照射の明るさを変更すべき部分を特定するステップと、
特定された部分の照射に関与する半導体光源を左右の前照灯についてそれぞれ特定するステップと、
特定された半導体光源の輝度を変更するステップと、を含むことを特徴とする、前照灯の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０００１５（Ｐ２０１３−１０００１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４７０１（Ｐ２０１１−２４４７０１）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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