(57)【要約】【課題】車両用前照灯装置の光源としてＬＥＤ光源を用いた場合に、精度良く光学系の汚れを検出することを目的とする。【解決手段】ＬＥＤ光源１８をＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６、定電流回路２８、及びチョッパ回路３０によって駆動する。また、前照灯１２の筐体１２Ａ内にフォトセンサ３２を設け、レンズ１２Ｂの反射光を検出することでレンズ１２Ｂの汚れを検出する。そして、フォトセンサ３２によるレンズ１２Ｂの汚れ検出をチョッパ回路３０の出力に同期して行い、ＬＥＤ光源１８が点灯している時だけフォトセンサ３２による汚れ検出を行う。【選択図】図１
2008001325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して車両前方に光を照射するためのＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源を断続的に駆動するチョッパ回路と、
前記チョッパ回路の出力に同期して、前記ＬＥＤ光源から照射されて光学系で反射または光学系を透過した光を検出することにより光学系の汚れを検出する検出手段と、
を備えた車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記検出手段によって光学系の汚れが検出された場合に光学系を洗浄する洗浄手段を更に備え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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前照灯装置にかかり、特に、車両用前照灯のレンズやカバー等の光学系の汚れを検出して洗浄する車両用前照灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯は、前照灯のレンズやカバー等の光学系を洗浄する洗浄装置を設けたものが知られている（例えば、特許文献１や特許文献２等）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、放電光源（ＨＩＤ）やハロゲンランプ等を光源とした前照灯のレンズ上の汚れの堆積を検出するセンサが堆積汚れの存在を検出した時に、前照灯のレンズに対して洗浄液を噴射するポンプを制御して、汚れがレンズから除去されるまで洗浄サイクルを繰り返すことが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の技術においても、放電光源を光源とした前照灯のレンズの汚れを検出して、洗浄装置を駆動することが提案されている。
【０００５】
このように、レンズの汚れを検出して、レンズを洗浄するようにすることで、雪や泥などの汚れを取り除くことが可能となる。
【特許文献１】特表２００２−５４２０９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、放電光源やハロゲンランプを光源とした前照灯において、レンズの反射光量を検出することでレンズの汚れを検出するが、放電光源やハロゲンランプを光源とした場合には、一定光量で発光されるため、外光の影響を受けてレンズの汚れの検出精度が低下してしまうことがある。
【０００７】
また、ＬＥＤ光源を用いた場合には、ＬＥＤ光源の発熱が少ないため、雪が付着したときに解けないことがあり、レンズの汚れを検出して確実に洗浄する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、車両用前照灯装置の光源としてＬＥＤ光源を用いた場合に、精度良く光学系の汚れを検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光学系を介して車両前方に光を照射するためのＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を断続的に駆動するチョッパ回路と、前記チョッパ回路の出力に同期して、前記ＬＥＤ光源から照射されて光学系で反射または光学系を透過した光を検出することにより光学系の汚れを検出する検出手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤ光源からレンズやカバー等の光学系を介して車両前方に光が照射される。すなわち、車両用前照灯装置の光源としてＬＥＤ光源が用いられる。
【００１１】
ＬＥＤ光源は、チョッパ回路によって断続的に駆動される。例えば、断続的に電流を印加することによってＬＥＤ光源が駆動される。
【００１２】
そして、検出手段では、チョッパ回路の出力に同期して、ＬＥＤ光源から照射されて光学系で反射または光学系を透過した光を検出することにより光学系の汚れが検出される。すなわち、レンズやカバー等の光学系が汚れると光学系で反射または光学系を透過する光が変化するので、これを検出することによって光学系の汚れを検出することができる。
【００１３】
また、ＬＥＤ光源がチョッパ回路によって断続的に駆動されるので、チョッパ回路の出力に同期して検出手段による検出を行うことにより、ＬＥＤ光源が点灯されている時だけ検出手段による検出を行うことができる。すなわち、外光の変化する周波数とは異なる周波数で光学系の汚れの検出を行うことができるので、外光の影響による汚れの検出精度の低下を防止することができる。
【００１４】
従って、車両用前照灯装置の光源としてＬＥＤ光源を用いることによって、断続的な駆動とこれに同期した光学系の汚れの検出が可能となるので、精度良く光学系の汚れを検出することができる。
【００１５】
なお、請求項２に記載の発明のように、検出手段によって光学系の汚れが検出された場合に光学系を洗浄する洗浄手段を更に備えるようにしてもよい。これによって検出手段によって光学系の汚れが検出された場合に洗浄手段によって光学系を洗浄することが可能となり、光学系に付着した雪等を確実に洗浄することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、ＬＥＤ光源を駆動するチョッパ回路の出力に同期して、ＬＥＤ光源から照射されて光学系で反射または光学系を透過した光を検出することにより光学系の汚れを検出することによって、ＬＥＤ光源が点灯されている時だけ光学系の汚れを検出することができ、精度良く光学系の汚れを検出することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用前照灯装置の概略構成を示す図である。
【００１８】
本発明の実施の形態に係わる車両用前照灯装置１０は、図１に示すように、車両前方に光を照射する前照灯１２と、前照灯１２の光源を駆動する駆動回路１４と、前照灯１２のレンズ１２Ｂを洗浄する洗浄装置１６と、を備えている。なお、本実施の形態では、本発明の光学系としてレンズ１２Ｂを適用する場合を例に説明するが、これに限るものではなく、前照灯の光源に対する雨などの侵入を防止して光源からの光を透過するカバー等を本発明の光学系として適用するようにしてもよい。
【００１９】
前照灯１２は、筐体１２Ａ内に光源として複数のＬＥＤ光源１８を備えており、複数のＬＥＤ光源１８を駆動することによって、複数のＬＥＤ光源１８から発光された光がレンズ１２Ｂを介して車両前方に照射される。
【００２０】
各ＬＥＤ光源１８は、基板２０に設けられている。また、基板２０は、光を反射するリフレクタ２２内に配置されており、リフレクタ２２によって反射された光は、各ＬＥＤ光源１８毎に対応して設けられた個別レンズ２４を透過すると共に、筐体１２Ａのレンズ１２Ｂを介して車両前方に照射されるようになっている。
【００２１】
ＬＥＤ光源１８は、駆動回路１４によって駆動され、該駆動回路１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６、定電流回路２８、及びチョッパ回路３０によって構成されている。
【００２２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６は、例えば、１２Ｖのバッテリ電圧を２０Ｖ等の電圧に変換して定電流回路２８に出力し、定電流回路２８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６の出力を一定電流にしてチョッパ回路３０に出力する。そして、チョッパ回路３０は、断続的に複数のＬＥＤ光源１８に電流を印加することによって各ＬＥＤ光源１８を駆動する。チョッパ回路３０は、例えば、２００Ｈｚ等でオンオフすることによってＬＥＤ光源１８を駆動する。すなわち、ＬＥＤ光源１８を用いているので、ＬＥＤ光源１８をオンオフして２００Ｈｚの光を前方に照射することができる。
【００２３】
洗浄装置１６は、フォトセンサ３２、クリーナー駆動回路３４、ウォッシャータンク３６、クリーナーモータ３８、及びノズルユニット４０によって構成されている。洗浄装置１６は、フォトセンサ３２の検出結果に基づいて、クリーナー駆動回路３４がクリーナーモータ３８の作動を制御して、ウォッシャータンク３６に充填された水や洗浄剤入りの液体等の洗浄液をノズルユニット４０から前照灯１２のレンズに向けて噴射することによって前照灯１２のレンズを洗浄するようになっている。
【００２４】
詳細には、フォトセンサ３２は、前照灯１２の筐体１２Ａ内に設けられており、各ＬＥＤ光源１８から発光されて、レンズ１２Ｂによって反射された光を検出して、検出結果をクリーナー駆動回路３４に出力する。これによってクリーナー駆動回路３４は、フォトセンサ３２の検出結果からレンズ１２Ｂの汚れを検出する。すなわち、レンズ１２Ｂに汚れが付着すると、レンズ１２Ｂによって反射される光を増え、フォトセンサ３２の出力値が増加するので、フォトセンサ３２の出力値からレンズ１２Ｂが汚れているか否かを検出することができる。なお、本実施の形態では、フォトセンサ３２は、前照灯１２の筐体１２Ａに内に設けて、各ＬＥＤ光源１８から発光されて、レンズ１２Ｂによって反射された光を検出するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、前照灯１２の筐体の外側に設けて、各ＬＥＤ光源１８から発光されてレンズ１２Ｂを透過した光を検出するようにしてもよい。
【００２５】
また、クリーナー駆動回路３４は、フォトセンサ３２及びチョッパ回路３０出力に接続されており、チョッパ回路３０の出力に同期してフォトセンサ３２によるレンズ１２Ｂの汚れの検出を行うようになっている。
【００２６】
ノズルユニット４０は、車両のバンパカバー４２内に設けられ、本体４０Ａ及びノズルロッド４０Ｂで構成されている。ノズルロッド４０Ｂには、洗浄液をレンズ１２Ｂに向けて噴射するノズル４０Ｃが設けられ、該ノズル４０Ｃには、所定の圧力で開放する図示しない開放弁が設けられている。
【００２７】
ノズルユニット４０のノズルロッド４０Ｂは、クリーナーモータ３８によってウォッシャータンク３６に充填された洗浄液が本体４０Ａに供給される圧力で、本体４０Ａすなわちバンパカバー４２表面より突出するようになっている。そして、ノズルユニット４０内が所定の圧力になったところでノズル４０Ｃの開放弁が開放されてノズル４０Ｃからウォッシャータンク３６に充填された洗浄液がレンズ１２Ｂに向かって噴射されるようになっている。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態に係わる車両用前照灯装置１０の駆動回路１４及びクリーナー駆動回路３４の詳細な構成を示す図である。
【００２９】
駆動回路１４は、図２に示すように、バッテリ電圧のプラス端子に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６、定電流回路２８、及びチョッパ回路３０の順に接続されており、それぞれボディーアースされている。
【００３０】
チョッパ回路３０の出力は、ＬＥＤ光源１８が点灯しなくなったことを検出する断線回路４４に接続されており、断線回路４４を介して複数のＬＥＤ光源１８が駆動される。
【００３１】
なお、ＬＥＤ光源１８は、図２では、３つのＬＥＤ光源１８及び抵抗Ｒａが直列に接続されたものが４つ並列に接続されているものを示すがこれに限るものではなく、ＬＥＤ光源１８の数等は適宜設定可能である。
【００３２】
次にクリーナー駆動回路３４について説明する。
【００３３】
クリーナー駆動回路３４は、上述したフォトセンサ３２を備えている。なお、フォトセンサ３２のコレクタ端子はアナログスイッチ４８及び抵抗Ｒ１に接続されており、エミッタ端子は、ボディーアースされている。
【００３４】
アナログスイッチ４８は、駆動回路１４のチョッパ回路３０の出力に反転回路４６を介して接続されており、チョッパ回路３０の出力に同期してオンオフが行われるようになっている。本実施の形態では、チョッパ回路３０がオンした時にアナログスイッチ４８がオンとなりフォトセンサ３２の出力が後段の回路に出力されるようになっている。
【００３５】
また、アナログスイッチ４８の後段には２つのフィルタ回路５０、５２が接続されており、フィルタ回路５２の出力がコンパレータ５４のプラス側の入力端子に接続されている。例えば、フィルタ回路５２は、図２に示すように、直列に接続された２つの抵抗Ｒ２、Ｒ３間をコンデンサＣ１でボディーアースしたものを適用することができる。なお、２つのフィルタ回路５０、５２は、チョッパ回路３０のオンオフ周波数（例えば、２００Ｈｚ）以外を通過するように各抵抗やコンデンサ等の値を設定して、直流成分のみを検出するようになっている。
【００３６】
また、コンパレータ５４のマイナス側の入力端子は、抵抗Ｒ４を介してボディーアースされている。この抵抗Ｒ４は、フォトセンサ３２の検出結果からレンズ１２Ｂを洗浄するか否かを判定するためのものであり、例えば、レンズ１２Ｂの反射率が５０％となった時のフォトセンサ３２の出力に対応する抵抗値を適用すると、ＬＥＤ光源１８から照射されてレンズ１２Ｂで反射される光が５０％を越えたところで、レンズ１２Ｂが汚れていると判定することができる。
【００３７】
コンパレータ５４の出力端子は、抵抗Ｒ５及び反転回路５６を介してセットーリセットフリップフロップ６２のセット端子に接続されている。また、セットーリセットフリップフロップ６２のセット端子には、クリーナーモータ３８を強制的に動作させるためのスイッチ６０が更に接続されている。なお、スイッチ６０は、一端がボディーアースされ、他端が抵抗Ｒ７を介してバッテリに接続されており、オフの場合にセットーリセットフリップフロップ６２にハイ信号を出力し、オンの場合にロー信号を出力する。また、セットーリセットフリップフロップ６２は、信号の立ち下がりによってセットされるようになっている。
【００３８】
更に、セットーリセットフリップフロップ６２のセット端子とリセット端子間には、単安定回路６４が接続され、セットーリセットフリップフロップ６２のセット端子に入力される信号がハイからローに変化したところで単安定回路が作動される。
【００３９】
単安定回路６４は、所定時間をカウントするタイマとして機能して、セットーリセットフリップフロップ６２のセット端子に入力される信号がハイからローに変化したところで、タイマをスタートさせ、所定時間後に、セットーリセットフリップフロップ６２をリセットするようになっている。
【００４０】
セットーリセットフリップフロップ６２の出力端子は、抵抗Ｒ６を介してトランジスタスイッチＴＲのベース端子に接続されている。トランジスタスイッチＴＲのエミッタ端子はボディーアースされ、トランジスタスイッチＴＲのコレクタ端子はバッテリに接続されたクリーナーモータ３８及び整流ダイオードＤに接続されている。すなわち、セットーリセットフリップフロップ６２からハイ信号が出力されることによってトランジスタスイッチＴＲがオンとなり、クリーナーモータ３８が作動され、ノズル４０Ｃから洗浄液が噴射されてレンズ１２Ｂが洗浄される。そして、所定時間経過後にセットーリセットフリップフロップ６２がリセットされることにより、トランジスタスイッチＴＲがオフして、ノズル４０Ｃからの洗浄液の噴射が停止する。
【００４１】
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる車両用前照灯装置１０の作用について説明する。
【００４２】
図示しない前照灯１２の点灯を指示するスイッチがオンされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６によって、バッテリ電圧が所定の電圧に変換され、定電流回路２８によって一定の所定電流値にされてチョッパ回路３０に出力される。そして、チョッパ回路３０では、例えば、２００Ｈｚ等の周波数で断続的に各ＬＥＤ光源１８が駆動され、これによってＬＥＤ光源１８が２００Ｈｚ等の周波数で発光して、レンズ１２Ｂを介して車両前方に光を照射する。
【００４３】
また、チョッパ回路３０の出力は反転回路４６によって反転されてアナログスイッチ４８に出力され、チョッパ回路３０のオンに同期してアナログスイッチ４８がオンされる。
【００４４】
アナログスイッチ４８がオンされるとフォトセンサ３２の出力が２つのフィルタ回路５０、５２によってノイズが除去されてコンパレータ５４のプラス側の入力端子にフォトセンサ３２の検出信号が入力される。
【００４５】
コンパレータ５４では、レンズ１２Ｂ汚れを判定して洗浄するための閾値に対応する抵抗Ｒ４の値とフォトセンサ３２出力とが比較されて比較結果が出力される。例えば、抵抗Ｒ４をレンズ１２Ｂの反射率が５０％に対応する抵抗値として、レンズ１２Ｂの反射率が５０％を閾値とすると、フォトセンサ３２出力が表すレンズ１２Ｂの汚れが閾値を越えるまでは、コンパレータ５４からロー信号が出力され、反転回路５６で反転されてセットーリセットフリップフロップ６２のセット端子にハイ信号が入力されるので、セットーリセットフリップフロップ６２はセットされず、クリーナーモータ３８は駆動されない。一方、フォトセンサ３２出力が閾値を越えたところでコンパレータ５４からハイ信号が出力され、反転回路５６で反転されてセットーリセットフリップフロップ６２にロー信号が入力されるので、セットーリセットフリップフロップ６２では、信号の立ち下がりを検出してセットされる。そして、単安定回路６４も、コンパレータ５４出力がハイからローとなるとタイマが作動開始される。
【００４６】
これによってセットーリセットフリップフロップ６２からハイ信号が出力されて、トランジスタスイッチＴＲがオンされ、クリーナーモータ３８が作動開始する。
【００４７】
そして、単安定回路６４のタイマがタイムアップしたところでセットーリセットフリップフロップ６２がリセットされて、セットーリセットフリップフロップ６２からロー信号が出力されて、トランジスタスイッチＴＲがオフされ、クリーナーモータ３８の作動が停止される。
【００４８】
このように、本実の施形態では、チョッパ回路３０の出力に同期してフォトセンサ３２の検出が行われ、ＬＥＤ光源１８が駆動されている時にフォトセンサ３２による検出が行われる。すなわち、チョッパ回路３０による断続的なＬＥＤ光源１８の駆動において、ＬＥＤ光源１８がオフされる瞬間は、フォトセンサ３２による検出が行われない。換言すれば、ＬＥＤ光源１８の光量が低下している時に、フォトセンサ３２による検出を行うと、周囲から前照灯に入射される光などの外乱を含んでレンズ１２Ｂの汚れ検出を行ってしまうので、汚れ検出の精度が低下していまうが、本実施の形態では、ＬＥＤ光源１８がオンしている瞬間のみフォトセンサ３２による検出を行うので、このような外乱を抑制することができ、レンズ１２Ｂ汚れの検出精度を向上することができる。
【００４９】
また、このようにチョッパ回路３０の出力に同期してフォトセンサ３２の検出を行うことにより、外光の変化する周波数とは異なる周波数（例えば、上述したように２００Ｈｚ等の周波数）でフォトセンサ３２の検出を行うことができるので、外光によるレンズ１２Ｂの汚れの検出精度の低下を防止することができる。
【００５０】
そして、本実施の形態では、光源としてＬＥＤ光源を用いたので、レンズ１２Ｂに雪が付着した場合には発熱量が低くて溶け難いが、上述のようにレンズ１２Ｂの汚れを精度良く検出できるので、雪が付着した場合でも確実に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用前照灯装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる車両用前照灯装置の駆動回路及びクリーナー駆動回路の詳細な構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    車両用前照灯装置
１２    前照灯
１２Ｂ    レンズ
１４    駆動回路
３０    チョッパ回路
３２    フォトセンサ
３４    クリーナー駆動回路
４６    反転回路
４８    アナログスイッチ
５４    コンパレータ
Ｒ４    抵抗
【図１】
2008001325.tif 000003
【図２】
2008001325.tif 000004