車両用前照灯装置およびその制御方法
【課題】前走車との距離に応じて視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立し得る技術を提供する。
【解決手段】車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、前走車との距離が所定の閾値より小さい第１の場合（Ｓ１６のＮｏ）には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々に上方まで照射するように配光パターンの位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい第２の場合（Ｓ１６のＹｅｓ）には、第１の場合の配光パターンよりも上方を含む領域を照射する配光パターンを形成せしめるとともにその照度を制御する。
【解決手段】車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、前走車との距離が所定の閾値より小さい第１の場合（Ｓ１６のＮｏ）には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々に上方まで照射するように配光パターンの位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい第２の場合（Ｓ１６のＹｅｓ）には、第１の場合の配光パターンよりも上方を含む領域を照射する配光パターンを形成せしめるとともにその照度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに用いられる車両用前照灯装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置は、一般にロービームとハイビームとを切り替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、車両前方に存在する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。
【０００３】
そこで、他車両にグレアを与えることなく車両前方の視認性を向上させることができる車両用前照灯装置が望まれている。特許文献１には、他車両が検出された場合には、カットラインの位置を部分的に変更することで検出された他車両が存在する領域に光が照射されないようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、ハイビーム用のライトに印加する電圧を制御するあるいはヘッドライトの光軸を調整することで、対向車の運転者に対してグレアを与えないように車両との相対距離に応じてハイビームの目標電圧を変化させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２６７３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１６１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の技術はグレアの低減という観点からなされており、視認性の向上という観点からは更なる改善が望まれる。
【０００５】
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、前走車との距離に応じた視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立し得る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、前走車との距離が所定の閾値より小さい第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々に上方まで照射するように配光パターンの位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい第２の場合には、第１の場合の配光パターンよりも上方を含む領域を照射する配光パターンを形成せしめるとともにその照度を制御する。
【０００７】
この態様によると、例えば、配光パターンが固定の場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができるとともに、前走車との距離が所定の閾値より離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度に照度を制御し、視認性を向上することができる。なお、所定の閾値は、例えば、配光パターンの位置の制御だけでは前走車までの照射領域の視認性の向上が十分でなくなるような距離や、灯具ユニットにおける光源の性能やユニット形状等の構成を考慮して設定されていてもよい。
【０００８】
制御手段は、前走車との距離が所定の閾値の場合には、配光パターンのカットオフラインが水平線に達しているように配光パターンの位置を制御してもよい。これにより、前走車との距離が所定の閾値をまたいで変化しても、それまで照射されていた配光パターンが少なくとも水平線より下方の領域を照射しているため、路面の照射領域が不連続に広がることが抑制される。その結果、照度制御に対する運転者の違和感を軽減することができる。
【０００９】
前照灯ユニットは、ロービーム用配光パターンを形成する第１の灯具ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する第２の灯具ユニットとを有してもよい。制御手段は、第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するように第１の灯具ユニットによる光の照射を制御する一方、第２の場合には、ロービーム用配光パターンよりも上方を含む領域を照射するハイビーム用配光パターンを形成せしめるとともに、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように第２の灯具ユニットによる光の照射を制御してもよい。これにより、前走車との距離が所定の閾値より小さい場合にはロービーム用配光パターンの位置を制御することで、また、前走車との距離が所定の閾値より大きい場合にはハイビーム用配光パターンの照度を制御することで前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００１０】
制御手段は、車両が走行する環境に応じて閾値を変化させてもよい。視認性は車両が走行する環境、例えば、周囲の明るさや天候に影響を受ける。そのため、そのような環境に応じて閾値を変更することで、前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００１１】
本発明の別の態様は、車両用前照灯装置の制御方法である。この方法は、前走車との距離が所定の閾値より小さい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの上下方向の位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの照度を高める制御をする。
【００１２】
この態様によると、配光パターンが固定の場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができるとともに、前走車との距離が所定の閾値より離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度に照度を高め視認性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、前走車との距離に応じて視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。本実施の形態に係る車両１０は、車両用前照灯装置１２と、後述するランプモードを切り替えるためにステアリングホイール１４近傍に設けられたランプモード切替えスイッチ１６と、車両が備える不図示のセンサが検出した情報や運転者によるランプモード切替えスイッチ１６の切替え操作の情報を処理して車両用前照灯装置１２に送信する車両制御部１８と、を備える。
【００１６】
車両用前照灯装置１２は、一対の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌと、各前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌの配光特性、すなわち配光パターンの形状や位置をそれぞれ制御する前照灯制御部２２とを備える。前照灯制御部２２は、車両制御部１８から送信された信号に基づいて自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌを制御する。なお、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、ランプモード切替えスイッチ１６によるランプモードの切替えが行われると、選択されたランプモードに応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌによる光の照射を制御する。
【００１７】
ここで、ランプモード切替えスイッチ１６により選択可能なランプモードとしては、「走行モード（ハイビームモード）」、「すれ違いモード（ロービームモード）」、「照度自動調整モード」が設定されている。なお、照度自動調整モードとは、前走車との距離に応じて照度が調整されるモードである。
【００１８】
次に、車両用前照灯装置が備える前照灯ユニットについて説明する。上述の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは左右対称の構造をしている以外は同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット２０Ｒを例として説明し、左側の前照灯ユニット２０Ｌの説明は省略する。図２は、前照灯ユニット２０Ｒの外観斜視図である。
【００１９】
前照灯ユニット２０Ｒは、ランプボディ２４と、ランプボディ２４の前面開口部に取り付けられた透光カバー２６と、を備える。そして、ランプボディ２４と透光カバー２６とで形成される灯室２８内には、ロービーム用配光パターンを形成するロービーム用灯具ユニット３０およびそれぞれハイビーム用配光パターンを形成する４つのハイビーム用灯具ユニット３２が収容されている。
【００２０】
次に、前照灯ユニット２０Ｒのうちロービーム用灯具ユニット３０について説明する。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るロービーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すロービーム用灯具ユニットの配光パターンを示す図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、ロービーム用灯具ユニット３０は、プロジェクタ型の放電ランプであり、光源としての放電灯３４と、放電灯３４を収容するランプハウジング３６と、ランプハウジング３６の前面に配設されているレンズ３８とで構成されている。ランプハウジング３６は、回転楕円形状のリフレクタ４０を備えており、放電灯３４から出射した光とリフレクタ４０で反射した光をレンズ３８で集光して自動車の前方に照射して照明を行う。
【００２２】
また、ランプハウジング３６は、光軸Ａｘよりも右側領域では上方に照射する光を遮光し、左側領域では右側領域よりも上方に照射させるためのカットライン形成用のシェード４２が取り付けられている。これにより、ロービーム用灯具ユニット３０は、図３（ｂ）に示すように、従来の自動車のすれ違いビーム（ロービーム）とほぼ同様に前走車（対向車や先行車）を眩惑することがない範囲で自車の前方の広い領域を照明する配光パターンＰＬを形成することができる。配向パターンＰＬは、左配向のロービーム用配向パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３を有している。
【００２３】
なお、図３（ｂ）において、記号ＶとＨはそれぞれ自動車の直進方向に向けられた光軸を通る垂直線、水平線である。また、ロービーム用配向パターンは、例えばＪＩＳ、ＥＣＥなどに規定された配光規定に沿って設定されている。また、ロービーム用灯具ユニット３０は、エイミング機構４４等によって灯室２８内に支持されており、モータやギアからなる光軸調整部４６により光軸Ａｘが上下方向に変化するように構成されている。
【００２４】
次に、前照灯ユニット２０Ｒのうちハイビーム用灯具ユニット３２について説明する。図４（ａ）は、第１の実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すハイビーム用灯具ユニットの配光パターンの一例を示す図である。なお、前照灯ユニット２０Ｒは、４つのハイビーム用灯具ユニット３２を備えているが、各ユニットの構成はほぼ同じであるため、そのうちの一つのユニットに着目して説明する。
【００２５】
ハイビーム用灯具ユニット３２は、ＬＥＤランプであり、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤ（発光ダイオード）４８を透明樹脂レンズで封止した光源としてのＬＥＤモジュール５０と、ＬＥＤモジュール５０を収納するランプハウジング５２と、ＬＥＤモジュール５０がランプハウジング５２内に支持するための支持板５４と、ランプハウジング３６の内部に配置された所要の反射面形状をしたリフレクタ５６と、ランプハウジング５２の前面開口部に配設された所要形状のレンズ５８と、を備える。
【００２６】
なお、ハイビーム用灯具ユニット３２は、ＬＥＤ４８に電流を供給するための電気コード６０により後述する電源回路６２と接続されている。このようなハイビーム用灯具ユニット３２において、ＬＥＤモジュール５０から出射された光は直接、あるいはリフレクタ５６で反射され、レンズ５８で集光されて自動車の前方に向けて照射される。本実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット３２は、図４（ｂ）に示すように、ロービーム用灯具ユニット３０が形成する配光パターンＰＬよりも上方を含む領域を照射することが可能な配光パターンＰＨを形成するように、前述のリフレクタ５６およびレンズ５８の所要形状が設計されている。また、ハイビーム用灯具ユニット３２は、ロービーム用灯具ユニット３０と比較して、狭い範囲ではあるがより遠方まで明るく照射することが可能なように構成されている。なお、説明を簡略化するために、以下では各ハイビーム用灯具ユニット３２が形成する配光パターンＰＨが全て同じ場合について説明するが、用途や目的に応じてそれぞれに異なる配光パターンを形成させるようにしてもよい。
【００２７】
本実施の形態に係る車両用前照灯装置は、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて上述の前照灯ユニットによる光の照射を制御することで、視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立することができる。以下では、上述した前照灯ユニットの制御方法について説明する。
【００２８】
図５は、第１の実施の形態に係る車両１０と車両用前照灯装置１２との構成を説明するための制御ブロック図である。本実施の形態では、車両１０側に設けられているセンサやカメラ、ナビゲーションシステム等の情報取得装置から得られた情報に基づいて算出された前走車との距離に応じて配光パターンの制御が行われる。
【００２９】
車両用前照灯装置１２は、ロービーム用灯具ユニット３０およびハイビーム用灯具ユニット３２による光の照射を制御する制御手段としての前照灯制御部２２と、前照灯制御部２２からの制御信号に基づいて灯具を点灯させるための電力をロービーム用灯具ユニット３０およびハイビーム用灯具ユニット３２へ供給する電源回路６２とを備える。車両１０には、車両１０の制御を行う車両制御部１８と、ステアリングの操舵角を検出するステアリングセンサ６４と、衛星から取得した信号に基づいて自車の位置情報を取得し収納されている道路情報と照らし合わすことで目標までの道路案内を行うナビゲーションシステム６６と、車両１０の車速を検出する車速センサ６８と、車両１０の車高を検出する車高センサ７０と、前走車を認識するためのカメラ７２と、上述のランプモード切替えスイッチ１６とが設けられている。
【００３０】
前走車との距離の算出は、従来検討されている種々の方法によって行えばよい。例えば、車両制御部１８は、カメラ７２により取得した画像データから前走車との距離を推定してもよいし、カメラ７２に換えてミリ波レーダや赤外線レーダなどの検出結果に基づいて前走車との距離を算出してもよい。あるいは、車両制御部１８は、ナビゲーションシステム６６による自車の位置情報と前走車の位置情報とから間接的に距離を算出してもよい。また、これらの組合せによって前走車との距離を算出してもよい。
【００３１】
車両制御部１８は、このように算出した前走車との距離の情報を前照灯制御部２２に送信する。前照灯制御部２２は、車両制御部１８から取得した前走車との距離に応じて前照灯ユニットにおけるロービーム用灯具ユニット３０およびハイビーム用灯具ユニット３２による光の照射を制御する。
【００３２】
図６は、第１の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。この処理は所定のタイミングおよび間隔で繰り返される。図７は、前走車との距離とカットオフライン高さとの関係を模式的に示す図である。図８は、前走車との距離とＨ線（水平線）上方領域の明るさとの関係を示す図である。
【００３３】
この処理が開始されると、照度自動調整モードが選択されているか否かが判定される（Ｓ１０）。具体的には、運転者がランプモード切替えスイッチ１６を操作し、照度自動調整モードが選択された場合、車両制御部１８が前照灯制御部２２に制御信号を出力する。照度自動調整モードが選択されていない場合（Ｓ１０のＮｏ）、前照灯制御部２２はこの処理を一度終了する。照度自動調整モードが選択されている場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、前照灯制御部２２は電源回路６２を介してロービーム用灯具ユニット３０を点灯する（Ｓ１２）。
【００３４】
次に、前照灯制御部２２は、前走車との車間距離Ｘの情報を取得し（Ｓ１４）、所定の閾値Ｌと比較する（Ｓ１６）。なお、前走車が複数存在する場合、自車両に最も近い前走車との距離を用いてもよい。また、前走車が存在しない場合、車間距離Ｘを無限大あるいは閾値Ｌと比較して十分に大きな値としてその後の処理を行えばよい。車間距離Ｘが閾値Ｌ以下の場合（Ｓ１６のＮｏ）、前照灯制御部２２は、ハイビーム用灯具ユニット３２が点灯していたときはそれを消灯するように電源回路６２を制御する（Ｓ１８）とともに、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するようにロービーム用灯具ユニット３０による光の照射を制御する。具体的には、前照灯制御部２２は、上述のエイミング機構４４における光軸調整部４６のモータに流す電流を制御することで光軸Ａｘの角度を変更する。
【００３５】
その結果、図７に示すように、前走車との距離に応じてカットオフラインの位置が変更され、配向パターンの位置が制御される（Ｓ２０）。この際、ロービーム用灯具ユニット３０は、図８に示すように、前走車との車間距離Ｘが閾値Ｌを超えない範囲では、水平線上方領域を照らさないように設定されている。これにより、前走車との車間距離が近い場合であっても、グレアを与えることなく前走車までの視認性の向上を図ることができる。
【００３６】
一方、車間距離Ｘが閾値Ｌよりも大きい場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、ハイビーム用灯具ユニット３２の光度が制御される（Ｓ２２）。ハイビーム用灯具ユニット３２は、図４（ｂ）に示すように、ロービーム用灯具ユニット３０が形成するロービーム用の配向パターンＰＬより上方（カットオフラインＣＬ１〜ＣＬ３の上方）を含む領域を照射するハイビーム用の配向パターンＰＨを形成することができるように構成されている。本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、ハイビーム用灯具ユニット３２に流す電流を電源回路６２を介して制御し、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように光度を変化させる（図７参照）。そのため、ハイビーム用灯具ユニット３２により形成される配光パターンの水平線上方領域の明るさは、図８に示すように、車間距離Ｘが閾値Ｌを超えて延びるに従い増加するように設定されている。
【００３７】
このように、光軸を変化させることでロービーム用灯具ユニット３０の配向パターンの位置を変化させることができるので、ロービーム用灯具ユニット３０が固定の配光パターンしか形成できない場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができる。また、前走車との距離が閾値Ｌより離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度にハイビーム用灯具ユニット３２の光度を制御し、視認性を向上することができる。つまり、前走車との距離が閾値Ｌより小さい場合にはロービーム用配光パターンの位置を制御することで、また、前走車との距離が所定の閾値Ｌより大きい場合にはハイビーム用配光パターンの照度を制御することで前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００３８】
また、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、前走車との距離が閾値Ｌの場合には、ロービーム用の配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１〜ＣＬ３が水平線に達しているように配光パターンの位置を制御してもよい。これにより、前走車との距離が所定の閾値をまたいで変化しても、それまで照射されていたロービーム用配向パターンＰＬにより少なくとも水平線より下方の領域が照射されているため、新たにハイビーム用灯具ユニット３２の照射が加わった際に路面の照射領域が不連続に広がることが抑制される。その結果、照度制御に対する運転者の違和感を軽減することができる。また、前照灯制御部２２は、前走車との距離が閾値Ｌに達するとハイビーム用灯具ユニット３２を点灯可能な最小光度で点灯させ、前走車との距離に応じて徐々に光度を上げていくように制御してもよい。
【００３９】
また、上述の実施の形態では、ロービーム用配向パターンＰＬの上下方向の位置の制御をエイミング機構４４を用いた光軸の移動で行う場合について説明したが、例えば、シェード４２を上下方向に移動させる移動機構を設け、その移動機構を制御することでロービーム用配向パターンＰＬの上下方向の位置を制御するようにしてもよい。
【００４０】
また、前照灯制御部２２は、自車両が走行する環境に応じて所定の閾値を変化させてもよい。ここで、自車両が走行する環境とは、車両走行に関連する各種の状態量や外部情報を意味するものであって、例えば、車速、舵角、車両姿勢、天候、明るさ、ナビゲーション情報等が該当する。例えば、周囲の明るさを検出する照度センサの検出結果に基づいて周囲が明るい市街地を自車両が走行中であると判定された場合には、比較的視認性は良好な状況であることが推定される。そこで、周囲の環境に応じて閾値Ｌを大きくすることでハイビーム用灯具ユニット３２が点灯するタイミングでの前走車との距離が長くなり、前走車へ与えるグレアの低減を優先させることができる。一方、照明のない郊外を自車両が走行中であると判定された場合には、視認性が十分でない状況であることが推定される。そこで、周囲の環境に応じて閾値Ｌを小さくすることでハイビーム用灯具ユニット３２が点灯するタイミングでの前走車との距離が短くなり、前走車までの路面の視認性の向上を優先させることができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図９は、第２の実施の形態に係る前照灯ユニットの概略断面図である。本実施の形態に係る前照灯ユニットは、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとをシェードを回動させることで切り換えて形成することができる。
【００４２】
図９に示すように、本実施の形態に係る前照灯ユニット１２０は、素通し状の透光カバー１２２と、ランプボディ１２４と、を備える。そして、透光カバー１２２とランプボディ１２４で形成される灯室内には、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有する灯具ユニット１２６が、エイミング機構１２８を介して上下方向および左右方向に傾動可能に収容されている。
【００４３】
エイミング機構１２８は、ランプボディ１２４の複数箇所に回転可能に取り付けられたエイミングスクリュー１３０に、灯具ユニット１２６のブラケット１２６ａがエイミングナット１３２を介して連結されてなり、このエイミング機構１２８により灯具ユニット１２６のエイミング調整が行われようになっている。そして、このエイミング調整が完了した段階では、ランプボディ１２４の光軸Ａｘは、車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるようになっている。
【００４４】
灯具ユニット１２６は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、放電バルブ１３６と、リフレクタ１３８と、ランプハウジング１４０と、投影レンズ１４２と、リテーニングリング１４４と、シェード１４６と、補助シェード１４８と、シェード駆動機構１５０とを備えている。
【００４５】
放電バルブ１３６は、メタルハライドバルブであって、その放電発光部により構成される光源１３６ａが、光軸Ａｘ上において該光軸Ａｘと同軸で配置されるようにして、リフレクタ１３８に取り付けられている。
【００４６】
リフレクタ１３８は、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状の反射面１３８ａを有している。この反射面１３８ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が光源１３６ａの中心位置を第１焦点Ｆ１とする略楕円形に設定されており、光源１３６ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させるようになっている。この反射面１３８ａの離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
【００４７】
ランプハウジング１４０は、リフレクタ１３８の前端開口部から前方へ向けて略筒状に延びるように形成されており、その後端部においてリフレクタ１３８を固定支持している。そして、このランプハウジング１４０は、その前端部においてリテーニングリング１４４を介して投影レンズ１４２を固定支持して、その投影レンズ１４２を光軸Ａｘ上に配置するように構成されている。
【００４８】
投影レンズ１４２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その後方側焦点Ｆ２を含む後方側焦点面上に形成される光源１３６ａの像を、反転像として前方へ投影するようになっている。シェード１４６および補助シェード１４８は、ランプハウジング１４０の内部空間に配置されており、リフレクタ１３８からの反射光の一部を遮蔽するようになっている。シェード１４６は、ランプハウジング１４０に回動可能に支持されており、補助シェード１４８は、ランプハウジング１４０と一体的に形成されている。
【００４９】
シェード１４６は、投影レンズ１４２の後方側焦点Ｆ２の下方近傍において車幅方向に延びる水平軸線Ａｘ１に沿って配置されるとともに水平軸線Ａｘ１の回りに回動し得るように構成された回動軸部材からなっている。すなわち、このシェード１４６は、水平軸線Ａｘ１上に配置された断面小判型の金属製の芯材１５２を略半円筒状に囲む金属製の板状部材からなり、その両端部に形成された壁面部１４６ａにおいて芯材１５２に固定されている。そして、このシェード１４６は、その外周面が水平軸線Ａｘ１に関して略中心角１８０°の角度範囲にわたって形成されているとともに、残りの略中心角１８０°の角度範囲が凹部として形成されている。
【００５０】
芯材１５２は、その両端部近傍において１対のカラー（不図示）を介してランプハウジング１４０に回動可能に支持されており、その一端部にはギヤ１５４が固定されている。補助シェード１４８は、シェード１４６の回動位置にかかわらず、シェード１４６の下方を通過しようとするリフレクタ反射光を遮蔽するとともに、投影レンズ１４２に入射しようとする迷光を遮蔽する。
【００５１】
シェード駆動機構１５０は、ステップモータ１５６と、ステップモータ１５６の出力軸に固定されたギヤ１５８と、このギヤ１５８と噛み合うギヤ１５４とからなっている。そして、このシェード駆動機構１５０は、第１の実施の形態と同様に車両走行状況あるいは図１に示すランプモード切替えスイッチ１６の操作に応じて駆動制御される。
【００５２】
本実施の形態に係る車両前照灯装置は、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて上述の前照灯ユニットによる光の照射を制御することで、視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立することができる。以下では、上述した前照灯ユニットの制御方法について説明するが、第１の実施の形態と同様の構成については説明を適宜省略する。
【００５３】
図１０は、第２の実施の形態に係る車両１０と車両用前照灯装置１１２との構成を説明するための制御ブロック図である。本実施の形態においても、車両１０側に設けられているセンサやカメラ、ナビゲーションシステム等の情報取得装置から得られた情報に基づいて算出された前走車との距離に応じて配光パターンの制御が行われる。
【００５４】
車両用前照灯装置１１２は、灯具ユニット１２６と、灯具ユニット１２６による光の照射を制御する前照灯制御部２２と、前照灯制御部２２からの制御信号に基づいて灯具を点灯させるための電力を灯具ユニット１２６へ供給する電源回路６２と、灯具ユニット１２６における配光パターンを変更するためのシェード駆動機構１５０と、を備える。
【００５５】
図１１は、第２の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。この処理は所定のタイミングおよび間隔で繰り返される。
【００５６】
この処理が開始されると、照度自動調整モードが選択されているか否かが判定される（Ｓ３０）。照度自動調整モードが選択されていない場合（Ｓ３０のＮｏ）、前照灯制御部２２はこの処理を一度終了する。照度自動調整モードが選択されている場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、前照灯制御部２２は電源回路６２を介して灯具ユニット１２６を点灯する（Ｓ３２）。
【００５７】
次に、前照灯制御部２２は、前走車との車間距離Ｘの情報を取得し（Ｓ３４）、所定の閾値Ｌと比較する（Ｓ３６）。車間距離Ｘが閾値Ｌ以下の場合（Ｓ３６のＮｏ）、前照灯制御部２２は、灯具ユニット１２６がハイビーム用配光パターンの光度で点灯していたときはそれをロービーム用配光パターンの光度に減光するように電源回路６２を制御する（Ｓ３８）とともに、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するように灯具ユニット１２６による光の照射を制御する。具体的には、前照灯制御部２２は、シェード駆動機構１５０におけるステップモータ１５６に流す電流を制御することでシェード１４６の回転位置を変更する。
【００５８】
その結果、図７に示すように、前走車との距離に応じてカットオフラインの位置が変更され、配向パターンの位置が制御される（Ｓ４０）。この際、灯具ユニット１２６は、図８に示すように、前走車との車間距離Ｘが閾値Ｌを超えない範囲では、水平線上方領域を照らさないように設定されている。これにより、前走車との車間距離が近い場合であっても、グレアを与えることなく前走車までの視認性の向上を図ることができる。
【００５９】
一方、車間距離Ｘが閾値Ｌよりも大きい場合（Ｓ３６のＹｅｓ）、ハイビーム用配光パターンが形成されるようにシェード１４６の回転位置が変更され、その状態でハイビーム用配光パターンの光度が制御される（Ｓ４２）。ハイビーム用配光パターンにより、ロービーム用配向パターンより上方を含む領域が照射される。本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、灯具ユニット１２６に流す電流を電源回路６２を介して制御し、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように光度を変化させる（図７参照）。そのため、ハイビーム用灯具ユニット３２により形成される配光パターンの水平線上方領域の明るさは、図８に示すように、車間距離Ｘが閾値Ｌを超えて延びるに従い増加するように設定されている。
【００６０】
このように、シェード１４６を変化させることでロービーム用配光パターンの位置を変化させることができるので、灯具ユニット１２６が固定の配光パターンしか形成できない場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができる。また、前走車との距離が閾値Ｌより離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度にハイビーム用配光パターンの光度を制御し、視認性を向上することができる。つまり、前走車との距離が閾値Ｌより小さい場合にはロービーム用配光パターンの位置を制御することで、また、前走車との距離が所定の閾値Ｌより大きい場合にはハイビーム用配光パターンの照度を制御することで前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００６１】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００６２】
上述の各実施の形態では、所望の配光パターンの照度を得るためにＬＥＤモジュール５０や放電バルブ１３６に流す電流を調整することで光度を変化させているが、例えば、光源の前方に液晶シャッターのような光の透過量を変化させることができる機構を設け、その透過量を変化させることで配光パターンの照度を制御するようにしてもよい。
【００６３】
また、上述の各実施の形態において、前走車との距離Ｘが閾値Ｌより大きな閾値Ｌ１を超えた場合、それ以降は距離Ｘにかかわらず水平線より上方の領域を照らす配光パターンの照度を一定にしてもよい。前走車との距離Ｘが非常に遠い場合、その間の路面領域の視認性を全て満足することは必ずしもないため、配光パターンの照度を一定にすることで消費電力の低減や光源の長寿命化が図られる。
【００６４】
また、上述の各実施の形態において、前走車との距離Ｘが閾値Ｌより小さな閾値Ｌ２よりも近い場合、カットオフライン位置の制御を停止してもよい。前走車との距離Ｘが近い場合、前走車との距離Ｘが変化するたびに配光パターンを移動させると視認性の向上よりも頻繁なモータなどの駆動による寿命の低下を考慮すると、カットオフライン位置の制御を停止することで消費電力の低減や駆動機構の長寿命化が図られる。
【００６５】
なお、上述の各実施の形態においては、前走車との距離に応じて照度をリニアに上昇させる場合を例示しているが、上昇のさせ方は設計によって最適化すればよく、ノンリニア、ステップ状、あるいは所定の曲線で上昇させてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。
【図２】前照灯ユニットの外観斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るロービーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すロービーム用灯具ユニットの配光パターンを示す図である。
【図４】図４（ａ）は、第１の実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すハイビーム用灯具ユニットの配光パターンの一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る車両と車両用前照灯装置との構成を説明するための制御ブロック図である。
【図６】第１の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】前走車との距離とカットオフライン高さとの関係を模式的に示す図である。
【図８】前走車との距離とＨ線（水平線）上方領域の明るさとの関係を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る前照灯ユニットの概略断面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る車両と車両用前照灯装置との構成を説明するための制御ブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 車両、 １２ 車両用前照灯装置、 １６ ランプモード切替えスイッチ、 １８ 車両制御部、 ２０Ｒ 前照灯ユニット、 ２２ 前照灯制御部、 ２４ ランプボディ、 ２６ 透光カバー、 ３０ ロービーム用灯具ユニット、 ３２ ハイビーム用灯具ユニット、 ４２ シェード、 ４４ エイミング機構、 ４６ 光軸調整部、 ４８ ＬＥＤ、 ５０ ＬＥＤモジュール、 ６２ 電源回路、 ６６ ナビゲーションシステム、 ６８ 車速センサ、 ７０ 車高センサ、 ７２ カメラ、 １１２ 車両用前照灯装置、 １２０ 前照灯ユニット、 １２２ 透光カバー、 １２４ ランプボディ、 １２６ 灯具ユニット、 １２８ エイミング機構、 １４６ シェード、 １５０ シェード駆動機構。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに用いられる車両用前照灯装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置は、一般にロービームとハイビームとを切り替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、車両前方に存在する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。
【０００３】
そこで、他車両にグレアを与えることなく車両前方の視認性を向上させることができる車両用前照灯装置が望まれている。特許文献１には、他車両が検出された場合には、カットラインの位置を部分的に変更することで検出された他車両が存在する領域に光が照射されないようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、ハイビーム用のライトに印加する電圧を制御するあるいはヘッドライトの光軸を調整することで、対向車の運転者に対してグレアを与えないように車両との相対距離に応じてハイビームの目標電圧を変化させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２６７３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１６１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の技術はグレアの低減という観点からなされており、視認性の向上という観点からは更なる改善が望まれる。
【０００５】
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、前走車との距離に応じた視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立し得る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、前走車との距離が所定の閾値より小さい第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々に上方まで照射するように配光パターンの位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい第２の場合には、第１の場合の配光パターンよりも上方を含む領域を照射する配光パターンを形成せしめるとともにその照度を制御する。
【０００７】
この態様によると、例えば、配光パターンが固定の場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができるとともに、前走車との距離が所定の閾値より離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度に照度を制御し、視認性を向上することができる。なお、所定の閾値は、例えば、配光パターンの位置の制御だけでは前走車までの照射領域の視認性の向上が十分でなくなるような距離や、灯具ユニットにおける光源の性能やユニット形状等の構成を考慮して設定されていてもよい。
【０００８】
制御手段は、前走車との距離が所定の閾値の場合には、配光パターンのカットオフラインが水平線に達しているように配光パターンの位置を制御してもよい。これにより、前走車との距離が所定の閾値をまたいで変化しても、それまで照射されていた配光パターンが少なくとも水平線より下方の領域を照射しているため、路面の照射領域が不連続に広がることが抑制される。その結果、照度制御に対する運転者の違和感を軽減することができる。
【０００９】
前照灯ユニットは、ロービーム用配光パターンを形成する第１の灯具ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する第２の灯具ユニットとを有してもよい。制御手段は、第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するように第１の灯具ユニットによる光の照射を制御する一方、第２の場合には、ロービーム用配光パターンよりも上方を含む領域を照射するハイビーム用配光パターンを形成せしめるとともに、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように第２の灯具ユニットによる光の照射を制御してもよい。これにより、前走車との距離が所定の閾値より小さい場合にはロービーム用配光パターンの位置を制御することで、また、前走車との距離が所定の閾値より大きい場合にはハイビーム用配光パターンの照度を制御することで前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００１０】
制御手段は、車両が走行する環境に応じて閾値を変化させてもよい。視認性は車両が走行する環境、例えば、周囲の明るさや天候に影響を受ける。そのため、そのような環境に応じて閾値を変更することで、前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００１１】
本発明の別の態様は、車両用前照灯装置の制御方法である。この方法は、前走車との距離が所定の閾値より小さい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの上下方向の位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの照度を高める制御をする。
【００１２】
この態様によると、配光パターンが固定の場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができるとともに、前走車との距離が所定の閾値より離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度に照度を高め視認性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、前走車との距離に応じて視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。本実施の形態に係る車両１０は、車両用前照灯装置１２と、後述するランプモードを切り替えるためにステアリングホイール１４近傍に設けられたランプモード切替えスイッチ１６と、車両が備える不図示のセンサが検出した情報や運転者によるランプモード切替えスイッチ１６の切替え操作の情報を処理して車両用前照灯装置１２に送信する車両制御部１８と、を備える。
【００１６】
車両用前照灯装置１２は、一対の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌと、各前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌの配光特性、すなわち配光パターンの形状や位置をそれぞれ制御する前照灯制御部２２とを備える。前照灯制御部２２は、車両制御部１８から送信された信号に基づいて自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌを制御する。なお、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、ランプモード切替えスイッチ１６によるランプモードの切替えが行われると、選択されたランプモードに応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌによる光の照射を制御する。
【００１７】
ここで、ランプモード切替えスイッチ１６により選択可能なランプモードとしては、「走行モード（ハイビームモード）」、「すれ違いモード（ロービームモード）」、「照度自動調整モード」が設定されている。なお、照度自動調整モードとは、前走車との距離に応じて照度が調整されるモードである。
【００１８】
次に、車両用前照灯装置が備える前照灯ユニットについて説明する。上述の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは左右対称の構造をしている以外は同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット２０Ｒを例として説明し、左側の前照灯ユニット２０Ｌの説明は省略する。図２は、前照灯ユニット２０Ｒの外観斜視図である。
【００１９】
前照灯ユニット２０Ｒは、ランプボディ２４と、ランプボディ２４の前面開口部に取り付けられた透光カバー２６と、を備える。そして、ランプボディ２４と透光カバー２６とで形成される灯室２８内には、ロービーム用配光パターンを形成するロービーム用灯具ユニット３０およびそれぞれハイビーム用配光パターンを形成する４つのハイビーム用灯具ユニット３２が収容されている。
【００２０】
次に、前照灯ユニット２０Ｒのうちロービーム用灯具ユニット３０について説明する。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るロービーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すロービーム用灯具ユニットの配光パターンを示す図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、ロービーム用灯具ユニット３０は、プロジェクタ型の放電ランプであり、光源としての放電灯３４と、放電灯３４を収容するランプハウジング３６と、ランプハウジング３６の前面に配設されているレンズ３８とで構成されている。ランプハウジング３６は、回転楕円形状のリフレクタ４０を備えており、放電灯３４から出射した光とリフレクタ４０で反射した光をレンズ３８で集光して自動車の前方に照射して照明を行う。
【００２２】
また、ランプハウジング３６は、光軸Ａｘよりも右側領域では上方に照射する光を遮光し、左側領域では右側領域よりも上方に照射させるためのカットライン形成用のシェード４２が取り付けられている。これにより、ロービーム用灯具ユニット３０は、図３（ｂ）に示すように、従来の自動車のすれ違いビーム（ロービーム）とほぼ同様に前走車（対向車や先行車）を眩惑することがない範囲で自車の前方の広い領域を照明する配光パターンＰＬを形成することができる。配向パターンＰＬは、左配向のロービーム用配向パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３を有している。
【００２３】
なお、図３（ｂ）において、記号ＶとＨはそれぞれ自動車の直進方向に向けられた光軸を通る垂直線、水平線である。また、ロービーム用配向パターンは、例えばＪＩＳ、ＥＣＥなどに規定された配光規定に沿って設定されている。また、ロービーム用灯具ユニット３０は、エイミング機構４４等によって灯室２８内に支持されており、モータやギアからなる光軸調整部４６により光軸Ａｘが上下方向に変化するように構成されている。
【００２４】
次に、前照灯ユニット２０Ｒのうちハイビーム用灯具ユニット３２について説明する。図４（ａ）は、第１の実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すハイビーム用灯具ユニットの配光パターンの一例を示す図である。なお、前照灯ユニット２０Ｒは、４つのハイビーム用灯具ユニット３２を備えているが、各ユニットの構成はほぼ同じであるため、そのうちの一つのユニットに着目して説明する。
【００２５】
ハイビーム用灯具ユニット３２は、ＬＥＤランプであり、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤ（発光ダイオード）４８を透明樹脂レンズで封止した光源としてのＬＥＤモジュール５０と、ＬＥＤモジュール５０を収納するランプハウジング５２と、ＬＥＤモジュール５０がランプハウジング５２内に支持するための支持板５４と、ランプハウジング３６の内部に配置された所要の反射面形状をしたリフレクタ５６と、ランプハウジング５２の前面開口部に配設された所要形状のレンズ５８と、を備える。
【００２６】
なお、ハイビーム用灯具ユニット３２は、ＬＥＤ４８に電流を供給するための電気コード６０により後述する電源回路６２と接続されている。このようなハイビーム用灯具ユニット３２において、ＬＥＤモジュール５０から出射された光は直接、あるいはリフレクタ５６で反射され、レンズ５８で集光されて自動車の前方に向けて照射される。本実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット３２は、図４（ｂ）に示すように、ロービーム用灯具ユニット３０が形成する配光パターンＰＬよりも上方を含む領域を照射することが可能な配光パターンＰＨを形成するように、前述のリフレクタ５６およびレンズ５８の所要形状が設計されている。また、ハイビーム用灯具ユニット３２は、ロービーム用灯具ユニット３０と比較して、狭い範囲ではあるがより遠方まで明るく照射することが可能なように構成されている。なお、説明を簡略化するために、以下では各ハイビーム用灯具ユニット３２が形成する配光パターンＰＨが全て同じ場合について説明するが、用途や目的に応じてそれぞれに異なる配光パターンを形成させるようにしてもよい。
【００２７】
本実施の形態に係る車両用前照灯装置は、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて上述の前照灯ユニットによる光の照射を制御することで、視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立することができる。以下では、上述した前照灯ユニットの制御方法について説明する。
【００２８】
図５は、第１の実施の形態に係る車両１０と車両用前照灯装置１２との構成を説明するための制御ブロック図である。本実施の形態では、車両１０側に設けられているセンサやカメラ、ナビゲーションシステム等の情報取得装置から得られた情報に基づいて算出された前走車との距離に応じて配光パターンの制御が行われる。
【００２９】
車両用前照灯装置１２は、ロービーム用灯具ユニット３０およびハイビーム用灯具ユニット３２による光の照射を制御する制御手段としての前照灯制御部２２と、前照灯制御部２２からの制御信号に基づいて灯具を点灯させるための電力をロービーム用灯具ユニット３０およびハイビーム用灯具ユニット３２へ供給する電源回路６２とを備える。車両１０には、車両１０の制御を行う車両制御部１８と、ステアリングの操舵角を検出するステアリングセンサ６４と、衛星から取得した信号に基づいて自車の位置情報を取得し収納されている道路情報と照らし合わすことで目標までの道路案内を行うナビゲーションシステム６６と、車両１０の車速を検出する車速センサ６８と、車両１０の車高を検出する車高センサ７０と、前走車を認識するためのカメラ７２と、上述のランプモード切替えスイッチ１６とが設けられている。
【００３０】
前走車との距離の算出は、従来検討されている種々の方法によって行えばよい。例えば、車両制御部１８は、カメラ７２により取得した画像データから前走車との距離を推定してもよいし、カメラ７２に換えてミリ波レーダや赤外線レーダなどの検出結果に基づいて前走車との距離を算出してもよい。あるいは、車両制御部１８は、ナビゲーションシステム６６による自車の位置情報と前走車の位置情報とから間接的に距離を算出してもよい。また、これらの組合せによって前走車との距離を算出してもよい。
【００３１】
車両制御部１８は、このように算出した前走車との距離の情報を前照灯制御部２２に送信する。前照灯制御部２２は、車両制御部１８から取得した前走車との距離に応じて前照灯ユニットにおけるロービーム用灯具ユニット３０およびハイビーム用灯具ユニット３２による光の照射を制御する。
【００３２】
図６は、第１の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。この処理は所定のタイミングおよび間隔で繰り返される。図７は、前走車との距離とカットオフライン高さとの関係を模式的に示す図である。図８は、前走車との距離とＨ線（水平線）上方領域の明るさとの関係を示す図である。
【００３３】
この処理が開始されると、照度自動調整モードが選択されているか否かが判定される（Ｓ１０）。具体的には、運転者がランプモード切替えスイッチ１６を操作し、照度自動調整モードが選択された場合、車両制御部１８が前照灯制御部２２に制御信号を出力する。照度自動調整モードが選択されていない場合（Ｓ１０のＮｏ）、前照灯制御部２２はこの処理を一度終了する。照度自動調整モードが選択されている場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、前照灯制御部２２は電源回路６２を介してロービーム用灯具ユニット３０を点灯する（Ｓ１２）。
【００３４】
次に、前照灯制御部２２は、前走車との車間距離Ｘの情報を取得し（Ｓ１４）、所定の閾値Ｌと比較する（Ｓ１６）。なお、前走車が複数存在する場合、自車両に最も近い前走車との距離を用いてもよい。また、前走車が存在しない場合、車間距離Ｘを無限大あるいは閾値Ｌと比較して十分に大きな値としてその後の処理を行えばよい。車間距離Ｘが閾値Ｌ以下の場合（Ｓ１６のＮｏ）、前照灯制御部２２は、ハイビーム用灯具ユニット３２が点灯していたときはそれを消灯するように電源回路６２を制御する（Ｓ１８）とともに、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するようにロービーム用灯具ユニット３０による光の照射を制御する。具体的には、前照灯制御部２２は、上述のエイミング機構４４における光軸調整部４６のモータに流す電流を制御することで光軸Ａｘの角度を変更する。
【００３５】
その結果、図７に示すように、前走車との距離に応じてカットオフラインの位置が変更され、配向パターンの位置が制御される（Ｓ２０）。この際、ロービーム用灯具ユニット３０は、図８に示すように、前走車との車間距離Ｘが閾値Ｌを超えない範囲では、水平線上方領域を照らさないように設定されている。これにより、前走車との車間距離が近い場合であっても、グレアを与えることなく前走車までの視認性の向上を図ることができる。
【００３６】
一方、車間距離Ｘが閾値Ｌよりも大きい場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、ハイビーム用灯具ユニット３２の光度が制御される（Ｓ２２）。ハイビーム用灯具ユニット３２は、図４（ｂ）に示すように、ロービーム用灯具ユニット３０が形成するロービーム用の配向パターンＰＬより上方（カットオフラインＣＬ１〜ＣＬ３の上方）を含む領域を照射するハイビーム用の配向パターンＰＨを形成することができるように構成されている。本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、ハイビーム用灯具ユニット３２に流す電流を電源回路６２を介して制御し、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように光度を変化させる（図７参照）。そのため、ハイビーム用灯具ユニット３２により形成される配光パターンの水平線上方領域の明るさは、図８に示すように、車間距離Ｘが閾値Ｌを超えて延びるに従い増加するように設定されている。
【００３７】
このように、光軸を変化させることでロービーム用灯具ユニット３０の配向パターンの位置を変化させることができるので、ロービーム用灯具ユニット３０が固定の配光パターンしか形成できない場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができる。また、前走車との距離が閾値Ｌより離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度にハイビーム用灯具ユニット３２の光度を制御し、視認性を向上することができる。つまり、前走車との距離が閾値Ｌより小さい場合にはロービーム用配光パターンの位置を制御することで、また、前走車との距離が所定の閾値Ｌより大きい場合にはハイビーム用配光パターンの照度を制御することで前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００３８】
また、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、前走車との距離が閾値Ｌの場合には、ロービーム用の配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬ１〜ＣＬ３が水平線に達しているように配光パターンの位置を制御してもよい。これにより、前走車との距離が所定の閾値をまたいで変化しても、それまで照射されていたロービーム用配向パターンＰＬにより少なくとも水平線より下方の領域が照射されているため、新たにハイビーム用灯具ユニット３２の照射が加わった際に路面の照射領域が不連続に広がることが抑制される。その結果、照度制御に対する運転者の違和感を軽減することができる。また、前照灯制御部２２は、前走車との距離が閾値Ｌに達するとハイビーム用灯具ユニット３２を点灯可能な最小光度で点灯させ、前走車との距離に応じて徐々に光度を上げていくように制御してもよい。
【００３９】
また、上述の実施の形態では、ロービーム用配向パターンＰＬの上下方向の位置の制御をエイミング機構４４を用いた光軸の移動で行う場合について説明したが、例えば、シェード４２を上下方向に移動させる移動機構を設け、その移動機構を制御することでロービーム用配向パターンＰＬの上下方向の位置を制御するようにしてもよい。
【００４０】
また、前照灯制御部２２は、自車両が走行する環境に応じて所定の閾値を変化させてもよい。ここで、自車両が走行する環境とは、車両走行に関連する各種の状態量や外部情報を意味するものであって、例えば、車速、舵角、車両姿勢、天候、明るさ、ナビゲーション情報等が該当する。例えば、周囲の明るさを検出する照度センサの検出結果に基づいて周囲が明るい市街地を自車両が走行中であると判定された場合には、比較的視認性は良好な状況であることが推定される。そこで、周囲の環境に応じて閾値Ｌを大きくすることでハイビーム用灯具ユニット３２が点灯するタイミングでの前走車との距離が長くなり、前走車へ与えるグレアの低減を優先させることができる。一方、照明のない郊外を自車両が走行中であると判定された場合には、視認性が十分でない状況であることが推定される。そこで、周囲の環境に応じて閾値Ｌを小さくすることでハイビーム用灯具ユニット３２が点灯するタイミングでの前走車との距離が短くなり、前走車までの路面の視認性の向上を優先させることができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図９は、第２の実施の形態に係る前照灯ユニットの概略断面図である。本実施の形態に係る前照灯ユニットは、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとをシェードを回動させることで切り換えて形成することができる。
【００４２】
図９に示すように、本実施の形態に係る前照灯ユニット１２０は、素通し状の透光カバー１２２と、ランプボディ１２４と、を備える。そして、透光カバー１２２とランプボディ１２４で形成される灯室内には、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有する灯具ユニット１２６が、エイミング機構１２８を介して上下方向および左右方向に傾動可能に収容されている。
【００４３】
エイミング機構１２８は、ランプボディ１２４の複数箇所に回転可能に取り付けられたエイミングスクリュー１３０に、灯具ユニット１２６のブラケット１２６ａがエイミングナット１３２を介して連結されてなり、このエイミング機構１２８により灯具ユニット１２６のエイミング調整が行われようになっている。そして、このエイミング調整が完了した段階では、ランプボディ１２４の光軸Ａｘは、車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるようになっている。
【００４４】
灯具ユニット１２６は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、放電バルブ１３６と、リフレクタ１３８と、ランプハウジング１４０と、投影レンズ１４２と、リテーニングリング１４４と、シェード１４６と、補助シェード１４８と、シェード駆動機構１５０とを備えている。
【００４５】
放電バルブ１３６は、メタルハライドバルブであって、その放電発光部により構成される光源１３６ａが、光軸Ａｘ上において該光軸Ａｘと同軸で配置されるようにして、リフレクタ１３８に取り付けられている。
【００４６】
リフレクタ１３８は、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状の反射面１３８ａを有している。この反射面１３８ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が光源１３６ａの中心位置を第１焦点Ｆ１とする略楕円形に設定されており、光源１３６ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させるようになっている。この反射面１３８ａの離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
【００４７】
ランプハウジング１４０は、リフレクタ１３８の前端開口部から前方へ向けて略筒状に延びるように形成されており、その後端部においてリフレクタ１３８を固定支持している。そして、このランプハウジング１４０は、その前端部においてリテーニングリング１４４を介して投影レンズ１４２を固定支持して、その投影レンズ１４２を光軸Ａｘ上に配置するように構成されている。
【００４８】
投影レンズ１４２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その後方側焦点Ｆ２を含む後方側焦点面上に形成される光源１３６ａの像を、反転像として前方へ投影するようになっている。シェード１４６および補助シェード１４８は、ランプハウジング１４０の内部空間に配置されており、リフレクタ１３８からの反射光の一部を遮蔽するようになっている。シェード１４６は、ランプハウジング１４０に回動可能に支持されており、補助シェード１４８は、ランプハウジング１４０と一体的に形成されている。
【００４９】
シェード１４６は、投影レンズ１４２の後方側焦点Ｆ２の下方近傍において車幅方向に延びる水平軸線Ａｘ１に沿って配置されるとともに水平軸線Ａｘ１の回りに回動し得るように構成された回動軸部材からなっている。すなわち、このシェード１４６は、水平軸線Ａｘ１上に配置された断面小判型の金属製の芯材１５２を略半円筒状に囲む金属製の板状部材からなり、その両端部に形成された壁面部１４６ａにおいて芯材１５２に固定されている。そして、このシェード１４６は、その外周面が水平軸線Ａｘ１に関して略中心角１８０°の角度範囲にわたって形成されているとともに、残りの略中心角１８０°の角度範囲が凹部として形成されている。
【００５０】
芯材１５２は、その両端部近傍において１対のカラー（不図示）を介してランプハウジング１４０に回動可能に支持されており、その一端部にはギヤ１５４が固定されている。補助シェード１４８は、シェード１４６の回動位置にかかわらず、シェード１４６の下方を通過しようとするリフレクタ反射光を遮蔽するとともに、投影レンズ１４２に入射しようとする迷光を遮蔽する。
【００５１】
シェード駆動機構１５０は、ステップモータ１５６と、ステップモータ１５６の出力軸に固定されたギヤ１５８と、このギヤ１５８と噛み合うギヤ１５４とからなっている。そして、このシェード駆動機構１５０は、第１の実施の形態と同様に車両走行状況あるいは図１に示すランプモード切替えスイッチ１６の操作に応じて駆動制御される。
【００５２】
本実施の形態に係る車両前照灯装置は、自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて上述の前照灯ユニットによる光の照射を制御することで、視認性の向上とグレアの低減とをより高いレベルで両立することができる。以下では、上述した前照灯ユニットの制御方法について説明するが、第１の実施の形態と同様の構成については説明を適宜省略する。
【００５３】
図１０は、第２の実施の形態に係る車両１０と車両用前照灯装置１１２との構成を説明するための制御ブロック図である。本実施の形態においても、車両１０側に設けられているセンサやカメラ、ナビゲーションシステム等の情報取得装置から得られた情報に基づいて算出された前走車との距離に応じて配光パターンの制御が行われる。
【００５４】
車両用前照灯装置１１２は、灯具ユニット１２６と、灯具ユニット１２６による光の照射を制御する前照灯制御部２２と、前照灯制御部２２からの制御信号に基づいて灯具を点灯させるための電力を灯具ユニット１２６へ供給する電源回路６２と、灯具ユニット１２６における配光パターンを変更するためのシェード駆動機構１５０と、を備える。
【００５５】
図１１は、第２の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。この処理は所定のタイミングおよび間隔で繰り返される。
【００５６】
この処理が開始されると、照度自動調整モードが選択されているか否かが判定される（Ｓ３０）。照度自動調整モードが選択されていない場合（Ｓ３０のＮｏ）、前照灯制御部２２はこの処理を一度終了する。照度自動調整モードが選択されている場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、前照灯制御部２２は電源回路６２を介して灯具ユニット１２６を点灯する（Ｓ３２）。
【００５７】
次に、前照灯制御部２２は、前走車との車間距離Ｘの情報を取得し（Ｓ３４）、所定の閾値Ｌと比較する（Ｓ３６）。車間距離Ｘが閾値Ｌ以下の場合（Ｓ３６のＮｏ）、前照灯制御部２２は、灯具ユニット１２６がハイビーム用配光パターンの光度で点灯していたときはそれをロービーム用配光パターンの光度に減光するように電源回路６２を制御する（Ｓ３８）とともに、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するように灯具ユニット１２６による光の照射を制御する。具体的には、前照灯制御部２２は、シェード駆動機構１５０におけるステップモータ１５６に流す電流を制御することでシェード１４６の回転位置を変更する。
【００５８】
その結果、図７に示すように、前走車との距離に応じてカットオフラインの位置が変更され、配向パターンの位置が制御される（Ｓ４０）。この際、灯具ユニット１２６は、図８に示すように、前走車との車間距離Ｘが閾値Ｌを超えない範囲では、水平線上方領域を照らさないように設定されている。これにより、前走車との車間距離が近い場合であっても、グレアを与えることなく前走車までの視認性の向上を図ることができる。
【００５９】
一方、車間距離Ｘが閾値Ｌよりも大きい場合（Ｓ３６のＹｅｓ）、ハイビーム用配光パターンが形成されるようにシェード１４６の回転位置が変更され、その状態でハイビーム用配光パターンの光度が制御される（Ｓ４２）。ハイビーム用配光パターンにより、ロービーム用配向パターンより上方を含む領域が照射される。本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、灯具ユニット１２６に流す電流を電源回路６２を介して制御し、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように光度を変化させる（図７参照）。そのため、ハイビーム用灯具ユニット３２により形成される配光パターンの水平線上方領域の明るさは、図８に示すように、車間距離Ｘが閾値Ｌを超えて延びるに従い増加するように設定されている。
【００６０】
このように、シェード１４６を変化させることでロービーム用配光パターンの位置を変化させることができるので、灯具ユニット１２６が固定の配光パターンしか形成できない場合と比較して、自車両と前走車との間の領域の視認性を段階的に向上することができる。また、前走車との距離が閾値Ｌより離れている場合には、前走車にグレアを与えない程度にハイビーム用配光パターンの光度を制御し、視認性を向上することができる。つまり、前走車との距離が閾値Ｌより小さい場合にはロービーム用配光パターンの位置を制御することで、また、前走車との距離が所定の閾値Ｌより大きい場合にはハイビーム用配光パターンの照度を制御することで前走車との距離に応じた適切な光の照射が可能となる。
【００６１】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００６２】
上述の各実施の形態では、所望の配光パターンの照度を得るためにＬＥＤモジュール５０や放電バルブ１３６に流す電流を調整することで光度を変化させているが、例えば、光源の前方に液晶シャッターのような光の透過量を変化させることができる機構を設け、その透過量を変化させることで配光パターンの照度を制御するようにしてもよい。
【００６３】
また、上述の各実施の形態において、前走車との距離Ｘが閾値Ｌより大きな閾値Ｌ１を超えた場合、それ以降は距離Ｘにかかわらず水平線より上方の領域を照らす配光パターンの照度を一定にしてもよい。前走車との距離Ｘが非常に遠い場合、その間の路面領域の視認性を全て満足することは必ずしもないため、配光パターンの照度を一定にすることで消費電力の低減や光源の長寿命化が図られる。
【００６４】
また、上述の各実施の形態において、前走車との距離Ｘが閾値Ｌより小さな閾値Ｌ２よりも近い場合、カットオフライン位置の制御を停止してもよい。前走車との距離Ｘが近い場合、前走車との距離Ｘが変化するたびに配光パターンを移動させると視認性の向上よりも頻繁なモータなどの駆動による寿命の低下を考慮すると、カットオフライン位置の制御を停止することで消費電力の低減や駆動機構の長寿命化が図られる。
【００６５】
なお、上述の各実施の形態においては、前走車との距離に応じて照度をリニアに上昇させる場合を例示しているが、上昇のさせ方は設計によって最適化すればよく、ノンリニア、ステップ状、あるいは所定の曲線で上昇させてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。
【図２】前照灯ユニットの外観斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るロービーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すロービーム用灯具ユニットの配光パターンを示す図である。
【図４】図４（ａ）は、第１の実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット近傍の概略断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すハイビーム用灯具ユニットの配光パターンの一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る車両と車両用前照灯装置との構成を説明するための制御ブロック図である。
【図６】第１の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】前走車との距離とカットオフライン高さとの関係を模式的に示す図である。
【図８】前走車との距離とＨ線（水平線）上方領域の明るさとの関係を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る前照灯ユニットの概略断面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る車両と車両用前照灯装置との構成を説明するための制御ブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 車両、 １２ 車両用前照灯装置、 １６ ランプモード切替えスイッチ、 １８ 車両制御部、 ２０Ｒ 前照灯ユニット、 ２２ 前照灯制御部、 ２４ ランプボディ、 ２６ 透光カバー、 ３０ ロービーム用灯具ユニット、 ３２ ハイビーム用灯具ユニット、 ４２ シェード、 ４４ エイミング機構、 ４６ 光軸調整部、 ４８ ＬＥＤ、 ５０ ＬＥＤモジュール、 ６２ 電源回路、 ６６ ナビゲーションシステム、 ６８ 車速センサ、 ７０ 車高センサ、 ７２ カメラ、 １１２ 車両用前照灯装置、 １２０ 前照灯ユニット、 １２２ 透光カバー、 １２４ ランプボディ、 １２６ 灯具ユニット、 １２８ エイミング機構、 １４６ シェード、 １５０ シェード駆動機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に配置される前照灯ユニットと、
自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前記前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前走車との距離が所定の閾値より小さい第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々に上方まで照射するように配光パターンの位置を制御する一方、
前走車との距離が所定の閾値より大きい第２の場合には、第１の場合の配光パターンよりも上方を含む領域を照射する配光パターンを形成せしめるとともにその照度を制御することを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前走車との距離が前記所定の閾値の場合には、前記配光パターンのカットオフラインが水平線に達しているように前記配光パターンの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記前照灯ユニットは、ロービーム用配光パターンを形成する第１の灯具ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する第２の灯具ユニットとを有し、
前記制御手段は、
前記第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するように前記第１の灯具ユニットによる光の照射を制御する一方、
前記第２の場合には、前記ロービーム用配光パターンよりも上方を含む領域を照射するハイビーム用配光パターンを形成せしめるとともに、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように前記第２の灯具ユニットによる光の照射を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯装置。
【請求項４】
前記制御手段は、車両が走行する環境に応じて前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用前照灯装置。
【請求項５】
前走車との距離が所定の閾値より小さい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの上下方向の位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの照度を高める制御をすることを特徴とする車両用前照灯装置の制御方法。
【請求項１】
車両に配置される前照灯ユニットと、
自車両より前方を走行する前走車との距離に応じて前記前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前走車との距離が所定の閾値より小さい第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々に上方まで照射するように配光パターンの位置を制御する一方、
前走車との距離が所定の閾値より大きい第２の場合には、第１の場合の配光パターンよりも上方を含む領域を照射する配光パターンを形成せしめるとともにその照度を制御することを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前走車との距離が前記所定の閾値の場合には、前記配光パターンのカットオフラインが水平線に達しているように前記配光パターンの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記前照灯ユニットは、ロービーム用配光パターンを形成する第１の灯具ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する第２の灯具ユニットとを有し、
前記制御手段は、
前記第１の場合には、前走車との距離が伸びるにしたがって徐々にロービーム用配光パターンが上方まで照射するように前記第１の灯具ユニットによる光の照射を制御する一方、
前記第２の場合には、前記ロービーム用配光パターンよりも上方を含む領域を照射するハイビーム用配光パターンを形成せしめるとともに、前走車との距離が伸びるにしたがってハイビーム用配光パターンの照度を高めるように前記第２の灯具ユニットによる光の照射を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯装置。
【請求項４】
前記制御手段は、車両が走行する環境に応じて前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用前照灯装置。
【請求項５】
前走車との距離が所定の閾値より小さい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの上下方向の位置を制御する一方、前走車との距離が所定の閾値より大きい場合には前走車との距離に応じて配光パターンの照度を高める制御をすることを特徴とする車両用前照灯装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２２０６３６（Ｐ２００９−２２０６３６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６４９４０（Ｐ２００８−６４９４０）
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【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２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【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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