JP2006341755A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トンネル等の暗区間に進入する場合におけるヘッドランプ点灯に伴う急激な光軸の動きを抑制することが可能な車両用前照灯装置を提供する。
【解決手段】 ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが消灯中であっても、ナビゲーション装置３０によって車両前方にトンネル等の暗区間が存在することが検出されると、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを車両の走行状況に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動する。そして、車両がトンネル等の暗区間内に進入し、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが自動点灯されると、その時点でアクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒは既に目標スイブル角へ駆動されているので、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両のステアリング操作に連動して前照灯の光軸を水平方向に変化させるスイブル動作を実行可能に構成された車両用前照灯装置に関するものである。

従来より、ヘッドランプの照射方向(すなわち、光軸)を変化させることにより、運転者が見たい方向を照射するためにＡＦＳ（アダプティブ・フロントライティングシステム）が提案されている。ＡＦＳは、ヘッドランプの光軸変化方向の違いからレベリング機能(鉛直方向変化)及びスイブル機能(水平方向変化)の二つの機能を包括している。

これらのうち、スイブル機能では、ヘッドランプ点灯信号・車速・舵角等を入力させて目標スイブル角を演算し、ヘッドランプ光軸を変化させるアクチュエータを目標スイブル角へ駆動する制御が行われる。例えば、右カーブなら右方向、左カーブなら左方向にヘッドライトの光軸を変化させて、夜間走行時等において車両進行方向における視認性が向上される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−７２４６０号公報

しかしながら、従来のスイブル機能は、ヘッドランプ点灯信号をアクチュエータ駆動のきっかけとしていたため、車両がカーブ走行中にヘッドライトを点灯すると、その時点で目標となるスイブル角度まで光軸が一気に駆動してしまい、運転者に違和感を与えてしまうという問題点があった。例えば、走行環境が所定の暗さになったときにヘッドランプを自動的に点灯する自動点灯装置を装備した車両において、右に曲がったトンネルに車両が進入した場合、ヘッドランプの自動点灯と同時に光軸が右に大きく駆動することになる。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、トンネル等の暗区間に進入する場合におけるヘッドランプ点灯に伴う急激な光軸の動きを抑制することが可能な車両用前照灯装置を提供することを解決すべき課題とする。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．車両前方を照明する前照灯と、その前照灯の照射方向を水平方向に変化させるためのアクチュエータと、そのアクチュエータを車両の走行状況に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動するスイブル制御手段とを備えた車両用前照灯装置において、
車両前方に存在する所定の暗さが所定距離連続する暗区間を検出する暗区間検出手段を備え、
前記スイブル制御手段は、前記前照灯が点灯中である場合又は前記暗区間検出手段によって車両前方に暗区間が存在することが検出された場合に、前記アクチュエータを前記目標スイブル角へ駆動することを特徴とする車両用前照灯装置。

手段１によれば、夜間走行時やトンネル等の所定の暗さが所定距離連続する暗区間走行時のように前照灯が点灯中である場合は、スイブル制御手段がアクチュエータを車両の走行状況（例えば、車速及び操舵角）に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動するので、前照灯の光軸は運転者の意図する視線方向へ向けられる。一方、前照灯が消灯中であっても、暗区間検出手段によって車両前方にトンネル等の暗区間が存在することが検出されると、スイブル制御手段がアクチュエータを車両の走行状況に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動する。そして、車両がトンネル等の暗区間内に進入し、前照灯が手動又は自動により点灯されると、その時点でアクチュエータは既に目標スイブル角へ駆動されているので、前照灯の点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。

２．前記スイブル制御手段は、前記前照灯が消灯中であり且つ前記暗区間検出手段によって車両前方に暗区間が存在することが検出されてから所定時間以上が経過している場合、前記アクチュエータを正面へ駆動することを特徴とする手段１に記載の車両用前照灯装置。

手段２によれば、前照灯が消灯中であり且つ暗区間検出手段によって車両前方に暗区間存在することが検出されてから所定時間以上が経過している場合、例えば、車両前方に存在する暗区間の手前で車両が停車した場合等には、アクチュエータを正面へ駆動して通常の状態に戻すことができる。

３．前記暗区間検出手段は、トンネル等の暗区間の位置に関する情報を含む道路情報を予め記憶すると共に、車両の予測位置の前方に存在する暗区間を検出するナビゲーション装置であることを特徴とする手段１又は２に記載の車両用前照灯装置。

手段３によれば、ナビゲーション装置が、トンネル等の暗区間の位置に関する情報を含む道路情報を予め記憶すると共に、車両の予測位置の前方に存在する暗区間を検出するので、車両前方に存在するトンネル等の暗区間を道路情報に基づいて高精度に検出することができる。

４．前記暗区間検出手段は、車両前方を撮影する前方撮像装置と、その前方撮像装置による車両前方の撮影画像に基づいて画像認識を行うことによって前記撮影画像中に暗区間が存在することを検出する画像認識装置とからなることを特徴とする手段１又は２に記載の車両用前照灯装置。

手段４によれば、前方撮像装置が車両前方を撮影すると、画像認識装置が前方撮像装置による車両前方の撮影画像に基づいて画像認識を行うことによって撮影画像中に暗区間が存在することを検出するので、新たに開通したトンネル等のナビゲーション装置に記憶される道路情報に含まれない暗区間を走行する場合においても、車両前方に存在するトンネル等の暗区間を確実に検出することができる。

５．車両の走行環境の明るさに応じて前記前照灯を自動的に点灯又は消灯する自動点灯制御手段をさらに備えたことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の車両用前照灯装置。

手段５によれば、車両がトンネル等の暗区間に進入する前、自動点灯制御手段によって前照灯が消灯された状態で、暗区間検出手段によって車両前方に存在するトンネル等の暗区間が検出されると、スイブル制御手段がアクチュエータを車両の走行状況に基づく目標スイブル角へ駆動する。そして、車両がトンネル等の暗区間内に進入して自動点灯制御手段によって前照灯が自動的に点灯されると、その時点でアクチュエータは既に目標スイブル角へ駆動されているので、前照灯の点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。

６．前記暗区間は、トンネル、橋梁下又は立体交差下であることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の車両用前照灯装置。

手段６によれば、暗区間検出手段は、車両前方に存在する所定の暗さが所定距離連続する暗区間であるトンネル、橋梁下又は立体交差下を確実に検出することができる。

本発明によれば、夜間走行時やトンネル等の所定の暗さが所定距離連続する暗区間走行時のように前照灯が点灯中である場合は、スイブル制御手段がアクチュエータを車両の走行状況（例えば、車速及び操舵角）に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動するので、前照灯の光軸は運転者の意図する視線方向へ向けられる。一方、前照灯が消灯中であっても、暗区間検出手段によって車両前方にトンネル等の暗区間が存在することが検出されると、スイブル制御手段がアクチュエータを車両の走行状況に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動する。そして、車両がトンネル等の暗区間内に進入して前照灯を点灯すると、その時点でアクチュエータは既に目標スイブル角へ駆動されているので、前照灯の点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。

以下、本発明を具体化した車両用前照灯装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第一の実施形態の車両用前照灯装置１のシステム構成を示すブロック図である。

図１において、車両の前面には前照灯として左右のヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが配設されている。また、車両室内には、車両の走行環境の明るさを検出する照度センサ１１が配設されている。そして、走行環境が所定以下の暗さになったことが照度センサ１１により検出された場合は、ヘッドランプ点灯スイッチ１７を介してヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが自動点灯され、走行環境が所定以上の明るさになったことが照度センサ１１により検出された場合は、ヘッドランプ点灯スイッチ１７を介してヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが自動消灯される。尚、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが本発明の前照灯を、照度センサ１１及びヘッドランプ点灯スイッチ１７が自動点灯制御手段をそれぞれ構成するものである。

ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ:電子制御ユニット）２０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ２１、制御プログラムを格納したＲＯＭ２２、各種データを格納するＲＡＭ２３及び入出力回路２５等からなり、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの各アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒの駆動制御を行うための制御回路として構成されている。

ナビゲーション装置３０は、道路情報を記憶する図示しない記憶装置や車両室内の運転席から見易い位置に配置されたタッチパネル式ディスプレイ３０ａ等を有し、ＧＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システム）を利用して車両の走行位置を予測し、タッチパネル式ディスプレイ３０ａに地図及び車両の予測位置を表示するように構成した装置である。また、ナビゲーション装置３０において記憶される道路情報には、トンネル、橋梁下、立体交差下等の所定の暗さが所定距離連続する暗区間の位置に関する情報が含まれており、車両の予測位置の前方に存在する暗区間を検出可能となっている。尚、ナビゲーション装置３０が、本発明の暗区間検出手段を構成するものである。

ＥＣＵ２０には、車速を検出する車速センサ１４からの出力信号、ステアリングホイール１５の操舵角を検出する操舵角センサ１６からの出力信号、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒを点灯するヘッドランプ点灯スイッチ１７からの出力信号、ナビゲーション装置３０より出力される暗区間の位置及びその距離に関する情報、その他の各種センサ信号が入力されている。そして、ＥＣＵ２０は、車速センサ１４からの出力信号及び操舵角センサ１６からの出力信号とに基づいて目標スイブル角（アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒ駆動後のヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの光軸が車両軸に対してなす角）を演算し、その出力信号が車両の左右のヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの各アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒに入力されて駆動されることにより、左右のヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向が車両のステアリング操作に連動して運転者の視線方向へ調整される。尚、車速及び操舵角に基づいて目標スイブル角を求める方法は、公知となっている従来の演算方法と同様であるので、本明細書では詳細な説明を省略する。

次に、ＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１によって実行される車両用前照灯装置１における制御処理の内容について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２は、車両用前照灯装置１における制御処理の流れを示すフローチャートである。図３は、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒの駆動によるヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの光軸方向の変化の一例を示す模式図である。尚、図３で、点線は車両軸方向を示している。また、図２のフローチャートの内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ２２に格納されており、ＣＰＵ２１はこの制御プログラムをＲＯＭ２２より読み出して実行する。

図２のフローチャートにおいて、まず、車速センサ１４から出力される車速及び操舵角センサ１６から出力される操舵角から目標スイブル角θを演算する（ステップ１。以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）。

次に、ヘッドランプ点灯スイッチ１７からの出力信号に基づいて、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが点灯中か否かを判定する（Ｓ２）。Ｓ２でヘッドランプ点灯中の場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを目標スイブル角θへ駆動する（Ｓ３、図３参照）。

Ｓ２でヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが消灯している場合（Ｓ２：Ｎｏ）、ナビゲーション装置３０によって車両予測位置の前方に暗区間が存在することが検出されたか否かを判定する（Ｓ４）。車両前方に暗区間が存在することが検出されなかった場合（Ｓ４：Ｎｏ）、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを正面へ駆動する（Ｓ６）。

Ｓ４で車両予測位置の前方に存在する暗区間が検出された場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、暗区間が検出されてから一定時間以上が経過しているか否かを判定する（Ｓ５）。一定時間以上が経過していない場合（Ｓ５：Ｎｏ）、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを目標スイブル角θへ駆動する（Ｓ３、図３参照）。尚、一定時間は、例えば、数秒程度に設定することができる。

Ｓ５で車両前方に暗区間が存在することが検出されてから一定時間以上が経過している場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを正面へ駆動する（Ｓ６）。

ここで、ステップＳ１〜Ｓ６の処理が、本発明のスイブル制御手段として機能するものである。

次に、昼間に車両がトンネルＴを通過する場合のヘッドランプの状態変化について、図４の模式図を参照しつつ説明する。尚、カッコ内のＳは図２のフローチャートにおけるステップを示す。

まず、（１）車両がトンネルＴに進入する前、走行環境が充分な明るさであるため、車両のヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒは消灯状態となっている。また、ナビゲーション装置３０により車両推定位置の前方に暗区間が存在することが検出されていないので、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒは正面向きとなっている。

（２）車両がトンネルＴから所定距離（例えば、１５０ｍ）手前の位置に到達すると、ナビゲーション装置３０により車両推定位置の前方に暗区間が存在していることが検出され（Ｓ２）、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒが目標スイブル角θへ駆動される（Ｓ３、図３参照）。

（３）車両がトンネルＴ内に進入すると、照度センサ１１が所定の暗さになったことを検出し、ヘッドランプ点灯スイッチ１７によりヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが自動点灯される。この時、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒは、既に目標スイブル角θへ駆動されているので、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。

（４）車両がトンネルＴを脱出すると、所定の明るさになったことが照度センサ１１により検出され、ヘッドランプ点灯スイッチ１７によりヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが自動消灯される。また、ナビゲーション装置３０により車両推定位置の前方に暗区間が存在することが検出されないので、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒは正面向きに駆動される（Ｓ６）。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、夜間走行時やトンネル等の暗区間走行時のようにヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが点灯中である場合は、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを車両の走行状況（車速及び操舵角）に基づいて求められる目標スイブル角θへ駆動するので、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの光軸は運転者の意図する視線方向へ向けられる。一方、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが消灯中であっても、ナビゲーション装置３０によって車両前方に存在するトンネル等の所定の暗さが所定距離連続する暗区間が検出されると、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを目標スイブル角θへ駆動する。そして、車両がトンネル等の暗区間内に進入し、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが自動点灯されると、その時点でアクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒは既に目標スイブル角θへ駆動されているので、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。

また、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが消灯中であり且つナビゲーション装置３０によって車両前方に暗区間が存在することが検出されてから所定時間以上が経過している場合、例えば、車両前方に存在する暗区間の手前で車両が停車した場合等には、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒを正面へ駆動して通常の状態に戻すことができる。

また、車両前方に存在する暗区間を検出する手段としてナビゲーション装置３０を用いたので、車両予測位置の前方に存在するトンネル、立体交差や橋の下等の暗区間を、予め記憶された道路情報に基づいて高精度に検出することができる。

次に、本発明の第二の実施形態の車両用前照灯装置１０１について、図５を参照しつつ説明する。尚、第一の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。

上述した第一の実施形態では、車両前方に存在する暗区間を検出する暗区間検出手段としてナビゲーション装置３０を用いた例を示したが、本実施形態の車両用前照灯装置１０１では、画像認識により車両前方に存在する暗区間を検出するように構成されている。

車両用前照灯装置１０１は、図５に示すように、第一の実施形態におけるナビゲーション装置３０に代えて、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）カメラ３１と、画像認識装置３２とが設けられている。尚、ＣＣＤカメラ３１が、本発明の前方撮像装置を構成するものである。

ＣＣＤカメラ３１は、車両前部に設けられたヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの中間に配設され、車両前方を撮影してその撮影画像データを出力する装置である。

画像認識装置３２は、ＣＣＤカメラ３１と電気的に接続され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等からなる論理演算回路として構成される。ＣＣＤカメラ３１から画像認識装置３２へ車両前方の撮影画像データが入力されると、その撮影画像データがＲＡＭに展開され、ＲＯＭに格納され暗区間認識プログラムを実行することにより、撮影画像中から画像処理によってトンネル等の暗区間が存在することを検出する。

そして、画像認識装置３２による暗区間の検出結果は、ＥＣＵ２０へ入力され、図２のフローチャートに示す処理が実行される。よって、本実施形態においても、車両がトンネル等の暗区間内に進入し、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒが点灯された時点で、アクチュエータ１２Ｌ，１２Ｒは既に車両の走行状況に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動されているので、ヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒの点灯に伴う光軸の急激な変化が抑制され、運転者に違和感を与えることを防止できる。

また、本実施形態によれば、新たに開通したトンネル等のナビゲーション装置に記憶された道路情報に含まれない暗区間を走行する場合においても、車両前方に存在するトンネル等の暗区間を確実に検出することができる。

尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

例えば、前記各実施形態では、照度センサ１１を介して走行環境の明るさに応じてヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒを自動で点灯又は消灯する例を説明したが、ヘッドランプ点灯スイッチ１７を手動でオン・オフしてヘッドランプ１０Ｌ，１０Ｒを点灯・消灯する構成としてもよい。

本発明は、車両のステアリング操作に連動して前照灯の光軸を水平方向に変化させるスイブル動作を実行可能に構成された車両用前照灯装置に適用可能である。

本発明の第一の実施形態の車両用前照灯装置のシステム構成を示すブロック図である。 車両用前照灯装置における制御処理の流れを示すフローチャートである。 アクチュエータの駆動によるヘッドランプの光軸方向の変化の一例を示す模式図である。 トンネルを通過する場合のヘッドランプの状態変化を示す模式図である。 第二の実施形態の車両用前照灯装置のシステム構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１０１ 車両用前照灯装置
１０Ｌ ヘッドランプ（前照灯）
１０Ｒ ヘッドランプ（前照灯）
１１ 照度センサ（自動点灯制御手段）
１２Ｌ アクチュエータ
１２Ｒ アクチュエータ
１７ ヘッドランプ点灯スイッチ（自動点灯制御手段）
３０ ナビゲーション装置（暗区間検出手段）
３１ ＣＣＤカメラ（暗区間検出手段、前方撮像装置）
３２ 画像認識装置（暗区間検出手段）

Claims (6)

1. 車両前方を照明する前照灯と、その前照灯の照射方向を水平方向に変化させるためのアクチュエータと、そのアクチュエータを車両の走行状況に基づいて求められる目標スイブル角へ駆動するスイブル制御手段とを備えた車両用前照灯装置において、
   車両前方に存在する所定の暗さが所定距離連続する暗区間を検出する暗区間検出手段を備え、
   前記スイブル制御手段は、前記前照灯が点灯中である場合又は前記暗区間検出手段によって車両前方に暗区間が存在することが検出された場合に、前記アクチュエータを前記目標スイブル角へ駆動することを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 前記スイブル制御手段は、前記前照灯が消灯中であり且つ前記暗区間検出手段によって車両前方に暗区間が存在することが検出されてから所定時間以上が経過している場合、前記アクチュエータを正面へ駆動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。
3. 前記暗区間検出手段は、トンネル等の暗区間の位置に関する情報を含む道路情報を予め記憶すると共に、車両の予測位置の前方に存在する暗区間を検出するナビゲーション装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯装置。
4. 前記暗区間検出手段は、車両前方を撮影する前方撮像装置と、その前方撮像装置による車両前方の撮影画像に基づいて画像認識を行うことによって前記撮影画像中に暗区間が存在することを検出する画像認識装置とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯装置。
5. 車両の走行環境の明るさに応じて前記前照灯を自動的に点灯又は消灯する自動点灯制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用前照灯装置。
6. 前記暗区間は、トンネル、橋梁下又は立体交差下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用前照灯装置。

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