JP2005001425A - 車両用前照灯制御装置 - Google Patents

車両用前照灯制御装置 Download PDF

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Inventor
Seiji Takeda
誠司 武田
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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Abstract

【課題】薄暮時などに自車両周囲の車両の前照灯の点灯または消灯の状態と違和感のないように、前照灯の点灯を制御する車両用前照灯制御装置を提供する。
【解決手段】前照灯を点灯するか否かを判断するコントローラ10は、カメラ1からの自車両前方の画像、照度センサ3からの環境照度、レーザレーダ2からの車間距離、車速センサ4からの車速、傾斜角センサ5からの路面の傾斜を入力される。環境照度が薄暮状態の場合、コントローラの点灯判断部45は、カメラ画像から検出された先行車両の後部灯火の点灯状態と、車間距離と自車両の速度から算出された先行車両の速度、加速度に基づき、ハイマウントブレーキランプの点灯、先行車両の加速度が0未満か、下り坂の路面などから先行車両のブレーキ操作の可能性を判定し、ブレーキ操作の可能性がなくて後部灯火が点灯している場合は前照灯が点灯していると判定して、自車両の前照灯を点灯する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動的に判定して前照灯を点灯する車両用前照灯制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
環境照度を照度センサによって検出し、検出された照度が所定の閾値以下となった場合に、前照灯を点灯する車両用前照灯制御装置、いわゆるオートライトシステムが知られている。
このようなオートライトシステムにおいては、照度の閾値を高く設定した場合には、他車両の前照灯が点灯していないときであっても自車両の前照灯が点灯し、他車両の運転者に違和感を与える場合がある。
また、照度の閾値を低く設定した場合にも、薄暮時などに他車両の前照灯がすでに点灯されているにもかかわらず自車両の前照灯が点灯せず、他車両の運転者に違和感を与えるという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために、薄暮時などに自車両周囲の車両の前照灯の点灯または消灯の状態と違和感のないように、自車両の前照灯の点灯を制御できる車両用前照灯制御装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、先行車両の前照灯が点灯しているかどうかを判定する前照灯点灯判定手段と、前照灯点灯判定手段が、先行車両の前照灯が点灯していると判定した場合に、自車両の前照灯を点灯する前照灯制御手段とを備えるものとした。
【0005】
【発明の効果】
本発明により、薄暮状態などに運転者が前照灯を点灯すべきかどうか迷うような場合に、先行車両に合わせて前照灯を点灯制御できるので、対向車の運転者に違和感を与えることがなくなる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明に係わる車両用前照灯制御装置のブロック構成図である。図2は本装置の各機器の車内配置を示す図である。
車両用前照灯制御装置は、自車両前方を撮影するカメラ1、先行車両と自車両との車間距離を検出するレーザレーダ2、車両周囲の照度(以下環境照度と呼ぶ)を検出する照度センサ3、自車両の車速を検出する車速センサ4、自車両の前後方向の傾きを検出する傾斜角センサ5、運転者が操作し前照灯6の点灯/消灯/自動を選択する前照灯スイッチ7、前照灯スイッチ7が「自動」の時、前照灯6を点灯するか否かを判断するコントローラ10、前照灯6への電流を接続または切断する図示しないリレースイッチを制御する前照灯リレー制御回路11からなる。
【0007】
コントローラ10は、画像メモリ41、赤色光フィルタ部43、先行車車速算出部46、自車加速度算出部47、先行車加速度算出部48、点灯判断部45からなる。
【0008】
カメラ1は、CCDまたはCMOS撮像素子を用い、薄暗い環境照度でも撮像が可能である。カメラ1は、図2に示すように風雨や車両の熱の影響がない車室内天井の前方の左右中央部に、フロントガラスを通して車両前方の路面および先行車両を撮影可能に前方やや下向きに取り付けられている。
カメラ1は、カラー画像を生成しコントローラ10の画像メモリ41に画像データを送る。
【0009】
レーザレーダ2は、車両前部例えば前部バンパーの左右中央に設置され、前方にビーム状のレーザ光のパルスを出射し、反射光が返ってくるまでの時間に基づいて先行車両と自車両との車間距離を検出する。
【0010】
図3は、レーザレーダ2の詳細な構成を示す図である。
レーザレーダ2は、近赤外線波長域のレーザ光を発信するレーザ発光素子(LD)25、レーザ発光素子25を駆動する駆動回路26、レーザ発光素子25からのレーザ光を所定のビーム状に成形する成形レンズ20、レーザ光のビームを所定の水平方向角度範囲および垂直方向角度範囲に走査する反射鏡23、反射鏡23を上下左右に駆動するステッピングモータ24、ステッピングモータ24を駆動するモータ駆動回路27を備えている。
【0011】
レーザレーダ2は、さらにレーザ光のビームの出射口である出射窓21を備え、車両前方に出射されたレーザ光が先行車両などから反射されて戻ってくる反射光を集光する受光窓22、レーザ反射光を受光し電気信号に変換する受光素子(PD)28、受光素子28からの電気信号を増幅し後述のレーダ信号処理・制御部30に入力する増幅回路29を備えている。
レーダ信号処理・制御部30は、モータ駆動回路27を介してレーザ光の走査を行い、走査の適切なタイミングに駆動回路26を介してレーザ光のパルスを発信し、レーザ光の出射と受光の時間差から先行車両との車間距離を計算し、コントローラ10の先行車車速算出部46に出力する。
【0012】
照度センサ3は、例えば車室内のインストルメントパネル上面に設置され、フロントガラスを通して車内に入射する周囲光から環境照度を検出し、コントローラ10の点灯判断部45に出力する。
なお、この照度センサ3はエアコン制御用の照度センサと兼用してもよい。
傾斜角センサ5は、自車両の前後方向の傾きを路面の自車両前後方向の傾き情報として、点灯判断部45に出力する。
【0013】
前照灯スイッチ7は、運転者が操作できる位置、例えばステアリングホイール近傍に設けられている。前照灯スイッチ7の選択位置信号は、前照灯リレー制御回路11とコントローラ10の点灯判断部45に入力される。
【0014】
前照灯リレー制御回路11は、前照灯6とバッテリーとの間に設けられた図示しないリレースイッチを開閉制御する。
前照灯リレー制御回路11にオン信号が入力されている場合に、リレースイッチを閉状態つまり通電状態にし、前照灯6を点灯する。オン信号が入力されていない場合には、リレースイッチを開状態つまり無通電状態にし、前照灯6は点灯しないかまたは点灯していた前照灯6を消灯する。
【0015】
前照灯スイッチ7が「点灯」の位置にあるときは、前照灯スイッチ7から直接オン信号が前照灯リレー制御回路11に入力され、前照灯スイッチ7が「消灯」の位置にあるときは、オン信号が入力されない。
前照灯スイッチ7が「自動」の位置にあるときは、コントローラ10の点灯判断部45が前照灯を点灯するか否かを判断して、点灯と判断したときに前照灯リレー制御回路11にオン信号を出力する。
【0016】
次にコントローラ10の詳細な構成を説明する。
画像メモリ41は、カメラ1で撮像した自車両前方のカラー画像を例えば更新周期16msecで周期的に更新格納する。
赤色光フィルタ部43は、画像メモリ41に格納された画像データを読み出し、所定の輝度以上の赤色を示す画素のみを画素強度1、そうでない画素は画素強度0と二値処理することにより、赤色光画像を生成(以後これを赤色光フィルタリング処理と呼ぶ)し、点灯判断部45に出力する。
【0017】
例えば、図4の(a)のような先行車両後部のカメラ画像を得た場合は、赤色光フィルタリング処理によって(b)のような赤色光画像を得る。
ここで先行車両後部には、後部灯火としてブレーキランプとテールランプのコンビネーションランプ51a、51b、コンビネーションランプ51a、51bより上方に第2のブレーキランプであるハイマウントブレーキランプ53、コンビネーションランプ51a、51bより下方に第2のテールランプであるリアフォグランプ52が設けられており、(a)はそのすべてが点灯している場合である。
【0018】
先行車車速算出部46は、車速センサ4からの自車両の車速データとレーザレーダ2で検出された自車両と先行車両との車間距離データを入力とする。レーザレーダ2から周期的に入力される車間距離データの前周期と現周期との差を車間距離検出周期で除することによって先行車両と自車両との相対速度を算出する。算出された相対速度に自車両の車速を加算して先行車両の車速を算出する。
算出された先行車両の車速データは点灯判断部45に、先行車両と自車両との相対速度データは先行車加速度算出部48に出力される。
【0019】
自車加速度算出部47は、車速センサ4から周期的に入力される自車両の車速データの前周期と現周期の車速の差を、車速の検出周期で除することによって自車両の加速度を算出する。自車両の加速度データは先行車加速度算出部48に出力される。
先行車加速度算出部48は、車間距離検出周期と同期して周期的に入力される相対速度データの前周期と現周期との差を車間距離検出周期で除することによって先行車両と自車両との相対加速度を算出する。さらに相対加速度に自車両の加速度を加算して先行車両の加速度を算出する。算出された先行車両の加速度は点灯判断部45に出力される。
【0020】
点灯判断部45は、赤色光フィルタ部43からの赤色光画像データ、傾斜角センサ5からの路面の自車両前後方向の傾きデータ、先行車車速算出部46からの先行車両の車速データ、先行車加速度算出部48からの先行車両の加速度データ、照度センサ3からの環境照度信号、前照灯スイッチ7からの選択位置信号を入力とする。
点灯判断部45は、前照灯スイッチ7が「自動」の位置である場合に、環境照度信号、赤色光画像、路面の自車両前後方向の傾き、先行車両の車速データ、先行車両の加速度データに基づいて、後述の点灯判断の流れで示すように前照灯を点灯するか否かを判断し、点灯と判断した場合は前照灯リレー制御回路11にオン信号を出力し、点灯と判断しない場合はオン信号を出力しない。
【0021】
次に点灯判断部が前照灯の点灯を判断する流れを図5、図6に示す。
まず、運転者が前照灯スイッチ7を「自動」の位置を選択し、コントローラ10の入力となっている各種機器は作動しているものとする。
ステップ101では、環境照度が所定の閾値Th1未満かどうかをチェックする。
この閾値Th1は、車両が走行する上で前照灯を点灯すべき程度の環境照度である。つまり、自車両が前照灯を点灯しても、他車両の運転者に違和感を与えることがない環境照度である。
【0022】
環境照度が閾値Th1未満の場合は、ステップ113へ進んで、オン信号を前照灯リレー制御回路11に出力し、前照灯6が点灯される。
なお、点灯判断部45は、すでにオン信号が出ている場合にはそのままオン信号を保持する。このオン信号は、後述のステップ109にて、消灯と判断、つまり前照灯リレー制御回路11へオン信号出力せずと判断しない限り、一度オン信号を出力するとその出力を保持する。
環境照度が閾値Th1以上の場合は、ステップ102へ進む。
【0023】
ステップ102では、環境照度が所定の閾値Th2未満かどうかをチェックする。この閾値Th2は、閾値Th1より大きい値で、閾値Th2以上は前照灯を点灯する必要がないほど高い環境照度である。閾値Th1からTh2の間は、自車両だけが前照灯6を点灯すると他車両の運転者に違和感を与える可能性のある環境照度である。
環境照度が閾値Th2以上の場合は、ステップ109へ進んで、オン信号の出力をせず、前照灯6が点灯されないか、またはそれまでオン信号が出ていて点灯していた場合は消灯される。
環境照度が閾値Th2未満の場合は、ステップ103へ進む。
【0024】
ステップ103では、赤色光画像データに基づいて、先行車両の後部灯火が点灯しているかどうかを判定する。
ここでは、先行車両の後部に設けられた後部灯火すなわち赤色灯火のコンビネーションランプ51a、51bが点灯しているかどうかどうかを判定する。点灯していればステップ104へ進み、そうでない場合はステップ109へ進む。
【0025】
ステップ104では、リアフォグランプ52が点灯しているかどうかを判定する。
リアフォグランプ52が点灯している場合には、赤色光画像は図4の(d)のような画像となる。つまり左右対の同一高さのコンビネーションランプ51a、51bと、それよりも低い位置のリアフォグランプ52の3つが検出される。したがって、このような位置関係の3つの灯火が検出された場合は、通常前照灯が点灯していることから、リアフォグランプ52も点灯していると判定し、ステップ113に進む。
リアフォグランプ52が点灯していない場合(これには先行車両がリアフォグランプを有さない場合も含む)は、ステップ105へ進む。
【0026】
ステップ105では、先行車両のハイマウントブレーキランプ53が点灯しているかどうかを判定する。
ハイマウントブレーキランプ53が点灯している場合には、図4の(c)のような画像となる。つまり、左右対の同一高さのコンビネーションランプ51a、51bと、それよりも高い位置のハイマウントブレーキランプ53の赤色灯火の3つが検出される。したがって、このような位置関係の3つの灯火が検出された場合は、ステップ101に戻り、次の点灯の判断を繰り返す。ハイマウントブレーキランプ53が点灯しているときは、コンビネーションランプ51a、51bの点灯は、そのブレーキランプの点灯と考えられる。
ハイマウントブレーキランプ53が点灯していない場合(これには先行車両がハイマウントブレーキランプを有さない場合も含む)は、ステップ106へ進む。
【0027】
ステップ106では、車体前後方向の路面の傾斜角から、自車両の現在の走行路面が上り坂または平坦路面と、下り坂のいずれであるかを判定する。
ここで走行路面が下り坂と判定された場合は、先行車両も下り坂でブレーキ操作をしているために、コンビネーションランプ51a、51bの点灯はそのブレーキランプが点灯しているものとして、ステップ101に戻る。一方、走行路面が上り坂または平坦路面と判定された場合は、ステップ107に進む。
【0028】
ステップ107では、先行車両の車速が所定値V以上かどうかを判定する。
ここで所定値Vは、クリープによって車両が走行している程度の微速、例えば10km/hである。
先行車両の車速がV以上の場合は、ステップ108へ進み、V未満であればステップ110へ進む。
【0029】
ステップ108では、先行車両の加速度が0以上かどうかを判定する。
先行車両の加速度が0以上であれば、先行車両は加速中または定速で走行中であり、ブレーキ操作をしていないと考えられるので、ブレーキランプは点灯していないと考えられる。したがって、コンビネーションランプ51a、51bの点灯は、前照灯と連動のテールランプが点灯しているものと判定し、ステップ113に進み、前照灯6を点灯する。
一方、先行車両の加速度が0以上でない場合は、コンビネーションランプ51a、51bの点灯は先行車両がブレーキ操作をしていることによるブレーキランプの点灯として、ステップ101へ戻る。
【0030】
ステップ107にて先行車両の車速が所定値V未満の場合は、ステップ110に進み、先行車両の車速が0であるかどうか、つまり停車しているかどうか判定する。
先行車両の車速が0の場合はステップ111に進み停車フラッグを立て、その後、ステップ101へ戻る。
そうでない場合は、先行車両は所定値V未満の微速で走行している状態であると判定してステップ112に進む。
ステップ112では、前回の前照灯の点灯判断の流れで、停車フラッグが立てられているかどうかをチェックする。
停車フラッグが立てられている場合は、先行車両は発進した直後であり、ブレーキ操作をしている可能性が低く、コンビネーションランプ51a、51bの点灯は前照灯と連動のテールランプが点灯しているものとして、ステップ113へ進み、前照灯6を点灯する。
一方、停車フラッグが立っていない場合は、先行車両は停止しようとしている途中であり、コンビネーションランプ51a、51bの点灯はブレーキランプが点灯しているものとして、ステップ101に戻る。
【0031】
ステップ113では、前述のようにオン信号が出ていない場合にはオン信号を前照灯リレー制御回路11に出力し、前照灯6が点灯される。すでにオン信号が出ている場合にはそのままオン信号を保持する。
ステップ113の後、ステップ114に進み、停車フラッグが立っていればリセットする。その後は、ステップ101に戻り、次の前照灯6の点灯の判断を繰り返す。
このように前照灯スイッチ7が「自動」位置にある間、コントローラ10は前照灯6の点灯の判断をたとえば100msecの周期で繰り返し続ける。
【0032】
本実施の形態において、傾斜角センサ5は発明の傾斜検出手段を、レーザレーダ2、車速センサ4、先行車車速算出部46、自車加速度算出部47および先行車加速度算出部48は先行車加速度検出手段を構成する。リアフォグランプ52は本発明の第2のテールランプに、ハイマウントブレーキランプ53は第2のブレーキランプに、閾値Th2は第1の照度閾値に、閾値Th1は第2の照度閾値に対応する。
フローチャートのステップ101、102とステップ109、113は本発明の前照灯制御手段を、ステップ103から108と、ステップ110から112と、ステップ114とは前照灯点灯判定手段を構成する。特にステップ103は点灯検出手段を、ステップ104から106とステップ108は制動状態判定手段を、ステップ104は第2のテールランプ点灯検出手段を、ステップ105は第2のブレーキランプ点灯検出手段を、ステップ107と、ステップ110から112と、ステップ114とは発進検出手段を構成する。
【0033】
以上のように本実施の形態によれば、点灯判断部45は、環境照度が閾値Th1未満の場合、前照灯を点灯し、閾値Th2以上の場合、前照灯を点灯しない。
環境照度が閾値Th1以上でかつ閾値Th2未満の場合で、先行車両の後部灯火が何ら点灯していないとき、先行車の前照灯は点灯していないと判定し、前照灯を点灯しない。
また、環境照度が閾値Th1以上でかつ閾値Th2未満の場合で、先行車両のリアフォグランプ52の点灯を検出したとき、先行車の前照灯は点灯していると判定し、前照灯を点灯する。
【0034】
さらに、環境照度が閾値Th1以上でかつ閾値Th2未満の場合で、かつ後部灯火が同じ高さの位置に左右対になって点灯している場合には、ブレーキ操作によるブレーキランプの点灯の可能性がないかチェックし、ブレーキ操作をしていない可能性が高い場合に、先行車両のテールランプが点灯していると判定して前照灯を点灯する。ブレーキ操作をしている可能性が高い場合は、先行車の前照灯が点灯しているかどうかの判定をそのときはせず、前回の判定のままとして最初のステップに戻り、明確な判定をしやすい状態で判定をする。
したがって、先行車両のブレーキランプの点灯をその前照灯と連動するテールランプの点灯と誤判定して、自車両の前照灯の点灯、消灯が繰り返されることが防止できる。
【0035】
さらに、前照灯の点灯の要否が曖昧な薄暮時などに、周囲の車両とおなじタイミングで前照灯を点灯できるので、対向車両の運転者にわずらわしさを与えたり、違和感を与えたりしない。
【0036】
なお、本実施の形態において、環境照度を照度センサ3によって検出することとしたが、その代わりにカメラ1で取得した自車両前方の画像から、たとえば各画素の明るさの平均値を得て環境照度とし、その平均値にたいして閾値Th1、Th2を設定するものとしてもよい
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のブロック構成を示す図である。
【図2】各機器の配置を示す図である。
【図3】レーザレーダの詳細な構成を示す図である。
【図4】カメラ原画像と赤色光フィルタリング処理画像を示す図である。
【図5】前照灯の点灯判断の流れを示す図である。
【図6】前照灯の点灯判断の流れを示す図である。
【符号の説明】
1 カメラ
2 レーザレーダ
3 照度センサ
4 車速センサ
5 傾斜角センサ
6 前照灯
7 前照灯スイッチ
10 コントローラ
11 前照灯リレー制御回路
21 出射窓
22 受光窓
23 反射鏡
24 ステッピングモータ
25 レーザ発光素子
26 駆動回路
27 モータ駆動回路
28 受光素子
29 増幅回路
30 レーダ信号処理・制御部
41 画像メモリ
43 赤色光フィルタ部
45 点灯判断部
46 先行車車速算出部
47 自車加速度算出部
48 先行車加速度算出部
51a、51b コンビネーションランプ(後部灯火)
52 リアフォグランプ
53 ハイマウントブレーキランプ

Claims (10)

  1. 先行車両の前照灯が点灯しているかどうかを判定する前照灯点灯判定手段と、
    該前照灯点灯判定手段が、前記先行車両の前照灯が点灯していると判定した場合に、自車両の前照灯を点灯する前照灯制御手段とを備えることを特徴とする車両用前照灯制御装置。
  2. 前記前照灯点灯判定手段は、先行車両の後部灯火の点灯状態を検出する点灯検出手段を有し、
    前記先行車両の後部灯火の点灯状態に基づいて、前記先行車両の前照灯が点灯しているかどうかを判定することを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯制御装置。
  3. 前記先行車両の後部灯火は、前記先行車両の前照灯が点灯時に連動して点灯する第1のテールランプと、前記先行車両が制動状態であるときに点灯する第1のブレーキランプとを含んでおり、
    前記前照灯点灯判定手段は、前記先行車両が制動状態であるかどうかを判定する制動状態判定手段を有し、
    前記点灯検出手段が前記先行車両の後部灯火の点灯を検出し、かつ前記制動状態判定手段が前記先行車両は制動状態でないと判定した場合に、前記先行車両の前照灯が点灯していると判定することを特徴とする請求項2に記載の車両用前照灯制御装置。
  4. 前記前照灯点灯判定手段は、さらに前記先行車両の加速度を検出する先行車加速度検出手段を有し、
    前記先行車両の加速度が0以上である場合に、前記制動状態判定手段が、前記先行車両は制動状態でないと判定することを特徴とする請求項3に記載の車両用前照灯制御装置。
  5. 前記前照灯点灯判定手段は、さらに前記先行車両の停止状態からの発進を検出する発進検出手段を有し、
    該発進検出手段が前記先行車両の停止状態からの発進を検出した直後は、前記制動状態判定手段が、前記先行車両は制動状態でないと判定することを特徴とする請求項3に記載の車両用前照灯制御装置。
  6. 前記先行車両の後部には、後部灯火と異なる位置にさらにブレーキ操作時にのみ点灯する第2のブレーキランプを備えており、
    前記制動状態判定手段は、さらに前記第2のブレーキランプの点灯を検出する第2のブレーキランプ点灯検出手段を有し、
    前記第2のブレーキランプの点灯を検出した場合は、前記先行車両が制動状態であると判定することを特徴とする請求項3から5のいずれか1に記載の車両用前照灯制御装置。
  7. 前記先行車両の後部には、後部灯火と異なる位置にさらに前照灯点灯時にのみ点灯可能または前照灯に連動して点灯する第2のテールランプを備えており、
    前記制動状態判定手段は、さらに前記第2のテールランプの点灯を検出する第2のテールランプ点灯検出手段を有し、
    前記前照灯点灯判定手段は、前記第2のテールランプ点灯検出手段が前記第2のテールランプの点灯を検出した場合は、前記先行車両の前照灯が点灯していると判定し、
    前記第2のテールランプの点灯を検出しない場合は、前記制動状態判定手段が前記先行車両は制動状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項3から6のいずれか1に記載の車両用前照灯制御装置。
  8. さらに、自車両前後方向の走行路面の傾斜を検出する傾斜検出手段を備え、
    前記制動状態判定手段は、前記走行路面の傾斜が上り坂または平坦である場合に、前記先行車両が制動状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項3から7のいずれか1に記載の車両用前照灯制御装置。
  9. さらに、車両周囲の環境照度を検出する照度検出手段を備え、
    前記前照灯制御手段は、前記環境照度が予め設定された第1の照度閾値未満であり、かつ前記前照灯点灯判定手段が先行車両の前照灯が点灯していると判定したときに、自車両の前照灯を点灯することを特徴とする請求項1から8のいずれか1に記載の車両用前照灯制御装置。
  10. さらに、車両周囲の環境照度を検出する照度検出手段を備え、
    前記前照灯制御手段は、前記環境照度が前記第1の照度閾値よりも低い第2の照度閾値未満であるとき、自車両の前照灯を点灯し、
    前記環境照度が前記第2の照度閾値以上でかつ前記第1の照度閾値未満であり、かつ前記前照灯点灯判定手段が先行車両の前照灯が点灯していると判定したときに、自車両の前照灯を点灯することを特徴とする請求項1から8のいずれか1に記載の車両用前照灯制御装置。
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