JP2012061992A - 前照灯装置、輝度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両が減光すべきかどうかを判定して、輝度を調整できる前照灯装置及び輝度制御方法を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤを光源とする車両の前照灯装置１００であって、前照灯２１、２２を点灯する前照灯点灯状況を検出する状況検出手段３３と、前記前照灯点灯状況に応じて前照灯２１、２２の輝度をゼロより大きい所定値まで低下させる減光制御手段３５と、を有する前照灯装置１００を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前照灯装置に関し、明るさを変更することが可能な前照灯装置及び輝度制御方法に関する。

車両には前照灯を装備することが義務づけられているが、法規に従いながらさらに運転者の視認性を向上させる試みがなされることがある。例えば、車両の走行時に運転者が操舵すると操舵方向に光軸が移動するＡＦＳ（Adaptive Front‐Lighting System）が知られている。

また、車両が、登録された制御領域内に進入したことを検出すると、その制御領域に対応して登録された配光制御を行う配光制御装置が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、歩行者が多い団地などでは歩行者発見能力に優れた左右に広い照射領域に変更し、林道などの日夜を問わず暗い道では自動的に前照灯を点灯し、駐車場などでは不要な縦方向の前照灯を抑え左右を照らすことに重点をおくことで対向車・歩行者に考慮した制御を行う技術が開示されている。

また、自車の周辺の他車両の前照灯からの光が明るすぎる場合に、自車の周辺を走行する他車両の前照灯の輝度を下げさせるための減光コマンドを生成し、他車両に通知するヘッドライト輝度制御装置が考案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００２−１９３０２７号公報 特開２００４−２９１８１６号公報

しかしながら、特許文献１では前照灯の輝度を変えることが考慮されていないため、消費電力を低減できないという問題がある。また、特許文献２では自車両が他車両のヘッドライトを減光させるコマンドを送信し、他車両は自車のヘッドライトの輝度が下限である下限輝度情報を下回らないように減光するという制御手順が考慮されているが、自車両が自ら減光すべきかどうかを判定できないという問題がある。また、特許文献２には、どのように減光するかについても開示されていない。

ところで、従来の前照灯ではハロゲンランプやディスチャージヘッドライト等が用いられることが多く、動的に輝度を変えることが困難であったが、徐々に発行効率のよいＬＥＤランプが前照灯に搭載されるようになってきた。ＬＥＤは、走行中でも容易に輝度を変えることができるが、従来、ＬＥＤを用いた前照灯において輝度を可変に制御することは考えられていなかった。

本発明は、上記課題に鑑み、自車両が減光すべきかどうかを判定して、輝度を調整できる前照灯装置及び輝度制御方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、ＬＥＤを光源とする車両の前照灯装置であって、前照灯を点灯する前照灯点灯状況を検出する状況検出手段と、前記前照灯点灯状況に応じて前照灯の輝度をゼロより大きい所定値まで低下させる減光制御手段と、を有する前照灯装置を提供する。

自車両が減光すべきかどうかを判定して、輝度を調整できる前照灯装置及び輝度制御方法を提供することができる。

前照灯装置の概略を説明する図の一例である。 前照灯装置のブロック図の一例である。 左前照灯の概略斜視図及び概略構成図の一例である。 前照灯装置の機能ブロック図の一例である。 減光が可能か否かの判定を説明する図の一例である。 前照灯装置が前照灯を減光する手順を示すフローチャート図の一例である。 交差点を左折する際のライト点灯シーンに対応したフローチャート図の一例である。 高速道路をハイビームで走行する際のライト点灯シーンに対応したフローチャート図の一例である。 フォグランプ点灯時のライト点灯シーンに対応したフローチャート図の一例である。 デューティと輝度監視領域の画素値の関係の一例を示す図である。 前照灯装置が前照灯を減光する手順を示すフローチャート図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施例の前照灯装置の概略を説明する図の一例である。本実施例の前照灯装置は、車両が置かれているシーンを判定し、シーンが予め想定された状況に一致する場合、前照灯（図のライト）を減光することが特徴の１つである。なお、本実施例では、運転者や周囲の人間が心理的に感じる明るさを照度といい、前照灯の光源の明るさを輝度といって区別する。照度や輝度の物理的な単位は、ルーメン、ルクス、カンデラなどがあるが、測定方法や単位は特に制限する必要がないので「輝度」と「照度」はいずれも一般的な測定方法や単位にて表されるものとする。

シーンは大きく２つに分けることができ、１つはライト点灯シーン、もう１つは減光可能シーンとする。ライト点灯シーンは、車両がライトを点灯すべきシーンである。前照灯装置は、カメラ２８が撮影した画像が暗いこと、照度センサ２７が検出した照度が所定値以下であること、前照灯のスイッチがオンであること、等からライトを点灯すべきシーンであると判定する。

ライト点灯シーンの具体例には、車両がトンネル内を走行したり、夜明けの時間帯や夕刻時に走行している場合が挙げられる。

前照灯装置は前照灯のスイッチを自動的にオンにするか、又は、運転者がスイッチをオンにするので、前照灯が点灯される。ライト点灯シーンであると判定され前照灯が点灯されると、前照灯装置は減光可能シーンか否かを判定する。減光可能シーンは、減光が可能な状況をいう。減光が可能であるかどうかは、前照灯装置が前照灯の輝度を変えた場合、周囲の照度の変化が大きいか否かに基づき判定する。

経験的によく知られているように、暗闇において前照灯をオン・オフすることはかなり遠方からも視覚で感じ取ることができるほど周囲の照度に影響するのに対し、周囲が明るい状況では前照灯のオン・オフは周囲の照度にあまり影響しない。したがって、前照灯装置が減光した際、カメラ２８により周囲の照度の変化を監視することで、減光可能シーンか否かを判定できることになる。

前照灯装置は、減光可能シーンであると判定すると、前照灯の輝度を低下させる。こうすることにより、消費電力を抑制することができる。減光可能シーンとして具体的には車両が明るい照明のあるトンネル内を走行したり、すでに夜が明けきった後や暗くなる前の夕刻時に走行している場合が挙げられる。このような状況では、従来は周囲の明るさに関係なく前照灯を一定の輝度で点灯していたが、本実施例では前照灯の輝度を低下させることができる。

図２は、前照灯装置１００のブロック図の一例を示す。前照灯装置１００は、制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２により制御され、制御ＥＣＵ１２にはライト制御部１１、明るさセンサ１４、及び、スイッチ１３が接続されている。また、ライト制御部１１は、右前照灯（ハイ）１５、右前照灯（ロー）１６、左前照灯（ハイ）１８、及び、左前照灯（ロー）１７と接続されている。右前照灯（ロー）１６と左前照灯（ロー）１７を単に前照灯（ロー）２１と、右前照灯（ハイ）１５と左前照灯（ハイ）１８を単に前照灯（ハイ）２２と称する。

図３は、左前照灯（ロー）１７と左前照灯（ハイ）１８，の概略斜視図及び概略構成図の一例を示す。車両では、法令上、意匠上、及び、性能上の要請から、複数の光源を組み合わせてロービーム（すれ違いビーム配光）及びハイビーム（走行ビーム配光）を形成することが一般的である。図３（ａ）の左前照灯（ロー）１７は４つのＬＥＤ、左前照灯（ハイ）１８は５つのＬＥＤにより形成されている。このようなＬＥＤの個数や配置は上記の要請により種々に変わりうるが、複数のＬＥＤを組み合わせることで、所望の配光パタ−ンを形成しやすくなる。図３（ａ）では、左前照灯（ロー）１７の４つのＬＥＤのうち、ＬＥＤ１〜３が同じ構造のＬＥＤで、ＬＥＤ4が異なる構造のＬＥＤである。また、前照灯（ハイ）２２については説明を省略するが、５つとも同じ構造でもよいし、異なる構造のＬＥＤが搭載されていてもよい。

図３（ｂ）の左に示すように、ＬＥＤ１〜３は集光型の前照灯装置であり、投影レンズ４１、シェード部４２、リフレクタ４３及びＬＥＤ４４を有する。リフレクタ４３はシェード部４２の上方を覆うように配置され、ＬＥＤ４４からのほとんどの直射光をシェード部４２に向けて集光させるように湾曲面が設計されている。

シェード部４２は投影レンズ４１の光軸にほぼ沿った位置に板状に形成されている。シェード部４２の上面は、例えばアルミ蒸着が施された反射面が形成されている。反射面の位置が投影レンズ４１の後方焦点にくるようシェード部４２の位置が決められている。したがって、ＬＥＤ４４から発した光は、そのほとんどがリフレクタ４３によって反射されて、投影レンズ４１の後方焦点に集光され、そこで反射されて投影レンズ４１の後面に入射する。そして、投影レンズ４１によって光軸にほぼ平行に車両前方に照射される。

図３（ｂ）の左に示すように、ＬＥＤ４は拡散型の前照灯装置であり、ＬＥＤ４５が配置されるベース板４７と、このベース板４７と一体で放物柱面の一部で構成される放物柱面リフレクタ４６とを有する。放物柱面リフレクタ４６の焦点近傍位置のベース板４５上にＬＥＤ４が配置されている。焦点近傍にあるＬＥＤ４が照射した光は、放物柱面リフレクタ４６で反射されると並行光束になるので、上下方向では平行光束に近い状態で、左右方向には拡散光束として照射される。

このように、ＬＥＤ１〜３のリフレクタ４３の形状やシェード部４２の位置、ＬＥＤ４の放物柱面リフレクタ４６の形状などを設計することで、所望の配光パターンが得られる。

図２に戻り、ライト制御部１１は制御ＥＣＵ１２からの制御信号を取得して、前照灯（ロー）２１又は前照灯（ハイ）２２の輝度を制御する。ライト制御部１１は、不図示の電源からＰＷＭ信号を生成し前照灯（ロー）２１及び前照灯（ハイ）２２に供給する。ＰＷＭ信号のデューティにより前照灯（ロー）２１及び前照灯（ハイ）２２の輝度を変えることができる。デューティが１００％に近いほど、ＬＥＤは多くの光を放射でき前照灯（ロー）２１及び前照灯（ハイ）２２の輝度が高くなる（明るくなる）。なお、ライト制御部１１は、右前照灯（ハイ）１５、右前照灯（ロー）１６、左前照灯（ハイ）１８、及び、左前照灯（ロー）１７の輝度を個別に制御できる。

ここで、法令では前照灯（ロー）２１、前照灯（ハイ）２２の明るさが規定されている。例えば、日本の保安基準第３２条には、ハイビームについて「前方１００メートルの距離にある交通上の障害物を確認できる性能を有し、かつ、その最高光度の合計は２２万５０００カンデラを超えないこと。」、ロービームについて「すれ違い用前照灯は、その照射光線が他の交通を妨げないものであり、かつ、そのすべてを同時に照射したときに、夜間にその前方４０メートルの距離にある交通上の障害物を確認できる性能を有すること。」と規定されている。したがって、数値としての規定はないが、前照灯（ロー）２１又は前照灯（ハイ）２２のいずれについても提供すべき下限の明るさが規定されている。

車両又は前照灯メーカは、出荷時に下限の明るさを保証できるよう下限のデューティを決定しており、ライト制御部１１のＲＯＭ２３に記憶されている。したがって、ライト制御部１１は、仮に制御ＥＣＵ１２からさらに低い輝度に減光するよう要求されても下限のデューティ未満にはＰＷＭ信号を制御することはない。また、ハイビームの場合、制御ＥＣＵ１２は上限のデューティを超えてＰＷＭ信号を制御することはない。

実際には、車両又は前照灯メーカは、下限のデューティに対し充分なマージンを有するデューティをデフォルトのデューティとして決定し、ライト制御部１１のＲＯＭ２３等に記憶している。以下、下限のデューティを下限デューティ、デフォルトのデューティをデフォルトデューティという。したがって、ライト制御部１１は、ＲＯＭ２３に記憶された下限デューティとデフォルトデューティの間で、デューティを可変に制御することで、法令を満たした状態で、輝度を変えることができる。

なお、同様の基準は各国毎に定められている。例えば米国ではFMVSS108にライトソースの型毎に下限と上限の明るさが規定されている（Luminous Flux）。また、欧州では７６／７６／ECEにヘッドライトに関する規定がある。本実施例の前照灯装置１００は、車両の出荷先の法令に従い、下限デューティとデフォルトデューティが決められている。

制御ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ２４、ＲＡＭ２５、ＲＯＭ２６を有しており、この他、入出力インターフェイス、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、不揮発メモリ、車載ＬＡＮ装置等を備えている。制御ＥＣＵ１２は、例えば、ボディＥＣＵであるが、上記のシーンを判定するリソースを備えたＥＣＵであればどのＥＣＵでもよい。

制御ＥＣＵ１２にはスイッチ１３と明るさセンサ１４が接続されている。スイッチ１３は、ステアリングコラムから延設したレバー状部材の先端に配置され、運転者が所定方向に回動させることで、前照灯（ロー）２１のスイッチ１３がオンになる。また、レバー状部材を前後方向に揺動操作することで、前照灯（ハイ）２２のスイッチ１３をオン・オフすることができる。

また、スイッチ１３の回動位置を「自動（Ａｕｔｏ）」に設定しておくと、前照灯（ロー）２１はコンライト（オートライトともいう）として作動する。すなわち、次述する照度センサ２７が所定値以下の照度を検出すると、ライト制御部１１は自動的に前照灯（ロー）２１を点灯する。

明るさセンサ１４は、例えば、照度センサ２７及びカメラ２８の少なくとも一方である。照度センサ２７は、フォトダイオードやフォトトランジスタが光電変換した電気信号をアンプ回路で増幅して制御ＥＣＵ１２に出力する。照度センサ２７は、例えば、ダッシュボードに配置され、照度センサ２７の周囲の照度が所定値以下になると信号を出力する。この信号は、例えば、夕方や夜間であること又はトンネルに進入したことを意味するので、制御ＥＣＵ１２はライト制御部１１に前照灯（ロー）２１の点灯を要求することで、運転者が操作しなくても前照灯（ロー）２１を点灯させることができる。このように照度センサ２７は、制御ＥＣＵ１２がライト点灯シーンであることを検出するためのセンサとなる。

カメラ２８はＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子により入射した光を光電変換して増幅し、さらにＡ／Ｄ変換を施すことで、所定の輝度階調（例えば、２５６階調）のデジタル画像（赤外線画像）を出力する。カメラ２８はこの作業を繰り返し、所定のフレームレート（例えば、３０〜６０ｆｐｓ）で制御ＥＣＵ１２に画像データを出力する。

カメラ２８は、制御ＥＣＵ１２がライト点灯シーンであること又は減光可能シーンであることを検出するためのセンサとなる。すなわち、制御ＥＣＵ１２は、画像データの全体的が画素値が暗いこと等から、ライトの点灯が必要であることを検出する。また、後述するように、画像データに基づき、前照灯（ロー）２１、前照灯（ハイ）２２を減光できることを検出する。

図４は、前照灯装置１００の機能ブロック図の一例を示す。図４の各機能ブロックはＣＰＵ２４がＲＯＭ２６に記憶されたプログラムを実行することやハード的な回路により実現される。制御ＥＣＵ１２は、点灯シーン判定部３３、減光可能判定部３４及び減光制御部３５を有する。点灯シーン判定部３３は、車両が前照灯（ロー）２１を点灯するシーンに置かれているか否かを判定する。本実施例のこの判定は、従来のコンライトの判定と同様である。

減光可能判定部３４は、前照灯（ロー）２１がオンの場合に減光が可能か否かを判定する。減光が可能か否かは、カメラ２８が撮影する画像データを利用する。減光可能判定部３４は、減光制御部３５に所定値だけ減光させ、画像データの明るさを監視することで、減光が可能か否かを判定する。例えば、デューティを数％〜数十％低下させた場合の、画像データの明るさの減少率が所定値以内の場合、周囲が明るいので減光が可能であると判定する。判定方法は図５にて説明する。

減光可能判定部３４は減光が可能であると判定すると減光制御部３５に減光を要求する。これにより、減光制御部３５は、ライト制御部１１に下限デューティ又はそれより少し大きなデューティまでＰＷＭ信号のデューティを小さくするので、前照灯（ロー）２１及び前照灯（ハイ）２２の輝度が低減され省エネを達成することができる。
ここで、減光制御部３５が前照灯（ロー）２１の輝度を低下させる態様には次のような態様がある。
Ａ．全てのＬＥＤ１〜４を同じデューティで駆動する態様
Ｂ．ＬＥＤ１〜４の一部を完全に消灯し、必要であれば残りの全部又は一部のＬＥＤ１〜４をより小さいデューティで駆動する態様
実現が容易なのはＡの態様である。これはＬＥＤ１〜４は所望の配光パターンを形成するように配置されているので、Ｂの態様のように一部のＬＥＤを完全に消灯すると、好ましい配光パターンが得られないおそれがあるためである。しかし、Ｂの態様の場合、消灯されたＬＥＤは電力を消費しないので、前照灯（ロー）２１が同じ照度を得るために必要な電力がＡの態様よりも少なくて済むことも考えられる。また、本実施例では減光可能判定部３４は周囲が明るいことを判定してから減光するので、所望の配光パターンを厳密に形成する必要がない場合もある。よって、減光制御部３５は、Ａ，Ｂの態様のうち消費電力がより少ない態様で減光制御することができる。なお、Ｂの態様を採用する際は、車両メーカ又は前照灯メーカがＬＥＤを消灯した際の照度の低下を計測しておき、消灯可能なＬＥＤとその位置を決定しておく。前照灯（ハイ）２２については省略したが、同様の考え方を適用できる。

図５は、減光が可能か否かの判定を説明する図の一例である。カメラ２８は周囲の照度に応じて絞りやシャッター速度（露光時間）を自動的に調整して適切な画像データが得られるように設定値を制御する。このため、全く同じ風景をカメラ２８が撮影しても、設定値によっては明るさの異なる画像データが得られる。しかし、短時間であれば、急に周囲の明るさが変動することは少なく、カメラ２８の設定値は一定であるとみなしてよい。また、仮に急に周囲の明るさが変化した場合は、それを明るさセンサ１４により検出して、減光可能判定部３４が、減光が可能か否かの判定を所定時間待機することもできる。

このようにして、カメラ２８の設定値の影響は回避できるが、カメラ２８が撮影する画像データは走行中、常に変化する。このため、減光制御部３５が減光させた際に画像データに生じる影響が、前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度の変化によるものなのか、撮影対象の変化によるものなのかを判別できないおそれがある。そこで、本実施例では、画像データのうち撮影対象の変化がしにくい領域を、照度の変化の判定に利用する。図５はカメラ２８が撮影した画像データの一例であるが、画像データにはボンネットの一部、走行区分前、路面、及び、前方車両や風景などが含まれる。このうち、前方車両や風景は変化が大きく、前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度の変化の影響を監視するには適当でなく、ボンネットは余り変化しないが前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度の変化の影響を受けにくい場所にある。したがって、減光可能判定部３４が前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度の変化の影響を監視するには、走行区分線や路面が好ましい。

前方車両が走行していても、自車両の直前には路面が撮影されることが多いので、画像データにおいて自車両の直前の路面が撮影される領域を予め定めておくことができる。図５ではその領域を点線で示した。

また、走行区分線に関しては、画像データからの検出方法が公知である。すなわち、減光可能判定部３４は、画像データの左右方向のエッジを検出し、エッジを画像データの上下方向に接続して得られる直線から白線を推定する。例えば画像データの左半分の２本の直線、右半分の２本の直線、にそれぞれ挟まれる領域が走行区分線が撮影された領域である。以下、減光可能判定部３４が輝度の低下の影響を監視する領域を輝度監視領域３１という。

画像データがモノクロ画像の場合、輝度監視領域３１の画素値（濃度）は０（黒）〜２５５（白）の値を取る。仮にＲＧＢのカラー画像の場合は輝度値に変換すればよい。減光可能判定部３４は、輝度監視領域３１の画素値の例えば平均をフレーム毎に計算し、前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度の低下の影響があったか否かを判定する。周囲が暗い状態であれば、画素値の平均値は徐々に小さくなることが、周囲が明るい状態であれば、画素値の平均値は余り変化しないことが予想される。

減光可能判定部３４は、前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度を所定量低下させた際、輝度監視領域３１の画素値の平均の変化率と閾値を比較して、減光が可能か否かを判定する。この閾値は、例えば、一般的なトンネル内の明るさで、前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２の輝度を低下させた際に運転者が暗いと感じた際の、画素値の平均の変化率として決めることができる。
・変化率＝（元の平均値−変化後の平均値）／元の平均値
・変化率＜閾値 の場合、減光が可能と判定
なお、前照灯（ロー）２１と前照灯（ハイ）２２を区別せずに輝度を低下させるとしているが、前照灯（ハイ）２２については減光の対象外とすることもできる。これは、輝度監視領域３１では照度の変化が少なくても、前照灯（ハイ）２２の減光は遠方の照度を低下させるため、一律に減光することが好ましくない場合もあるためである。

図６は、前照灯装置１００が前照灯（ロー）２１を減光する手順を示すフローチャート図の一例である。図６の手順はイグニッションがオンか、又は、メインシステムがオン（ハイブリッド車や電気自動車の場合）になるとスタートする。

まず、点灯シーン判定部３３は、前照灯（ロー）２１がオンか否かを判定する（Ｓ１０）。前照灯（ロー）２１がオンでない場合（Ｓ１０のＮｏ）、コンライトと同様に前照灯（ロー）２１を点灯するシーンか否かを判定する（Ｓ２０）。本実施例では単に明るさセンサ１４が検出する周囲の照度が所定値未満の場合、点灯すると判定する。また、位置情報と地図データを使用してトンネルかどうかを判定することもできる。

前照灯（ロー）２１を点灯するシーンの場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、制御ＥＣＵ１２はライト制御部１１に前照灯（ロー）２１の点灯を要求する（Ｓ３０）。すなわちロービームが形成される。前照灯（ロー）２１を点灯するシーンでない場合（Ｓ２０のＮｏ）、前照灯（ロー）２１の輝度を低減する必要もないので、図６の処理は終了する。

前照灯（ロー）２１がオンの場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、減光可能判定部３４は周囲が明るいか否かを判定する（Ｓ３５）。この判定は、輝度を変えて減光が可能か否かの判定を開始するかどうかを判定するためのものである。明るさセンサ１４が検出する照度の値を利用すればよい。

周囲が明るい場合（Ｓ３５のＹｅｓ）、減光可能判定部３４は減光が可能か否かを判定する（Ｓ４０）。上記のように、減光可能判定部３４は、予め定めてある量だけデューティを低減するよう減光制御部３５に要求する。これにより、前照灯（ロー）２１の輝度が決まった量だけ低減されるので、減光可能判定部３４は画像データの輝度監視領域３１の画素値を監視することで、減光が可能か否かを判定する。

減光が可能であった場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、周囲が明るいと推定されるので、減光可能判定部３４は減光制御部３５に前照灯（ロー）２１を減光させる（Ｓ５０）。前照灯（ハイ）２２が点灯している場合、前照灯（ハイ）２２も減光させる。

これにより、前照灯（ロー）２１が下限デューティにて点灯されるので、消費電力を抑制できる。前照灯（ロー）２１が暗くなっても周囲が明るいので、運転者や他車両の運転者が違和感を感じることもない。

減光が可能でない場合（Ｓ４０のＮｏ）、周囲が暗いと推定されるので、減光可能判定部３４は減光制御部３５に前照灯（ロー）２１を減光させない。

なお、前照灯（ロー）２１を減光した後、減光可能判定部３４は周囲が暗くなったか否かを判定して（Ｓ６０）、周囲が暗くなるとデューティを元に戻す（Ｓ７０）。これにより、車両が例えば夜間、トンネルを通過した後は、自動的に前照灯（ロー）２１の輝度を元に戻すことができる。

以上説明したように、本実施例の前照灯装置１００は、減光可能シーンであると判定すると、前照灯（ロー）２１の輝度を低下させることで消費電力を抑制することができる。

実施例１では、単純なライト点灯シーンにおいて前照灯（ロー）２１を減光させる前照灯装置１００について説明したが、本実施例では、特定のライト点灯シーンにおいてライト点灯シーンに適切な態様で減光する前照灯装置１００について説明する。

具体的な例としては、以下のライト点灯シーンが挙げられる。
（１）交差点を左折する場合
左右の前照灯（ロー）２１を点灯したまま、車両が左折する場合、右前照灯（ロー）１６は運転者の視界外になるので輝度を下げても大きな影響はない。このため、前照灯装置１００は右前照灯（ロー）１６を下限デューティの輝度まで低下させることができる。
（２）高速道路をハイビームで走行中の場合
一般的な車両は前照灯（ハイ）２２を点灯してハイビームにすると前照灯（ロー）２１のロービームも同時に点灯する。一般道では急な状況の変化に対応するためロービームの点灯は有効だが、高速道路ではハイビームが点灯していれば充分である。このため、前照灯装置１００は高速道路をハイビームで走行中は、前照灯（ロー）２１を下限デューティの輝度まで低下させることができる。
（３）昼間、霧がかかっている状況で、ユーザがフォグランプを点灯中の場合
運転者によってはフォグランプを点灯中は、昼間でも前照灯（ロー）２１を点灯することがあるが、フォグランプが点灯していれば昼間は前照灯（ロー）２１を点灯させる必要がない場合もある。このため、前照灯装置１００は、昼間、霧がかかっている状況で、ユーザがフォグランプを点灯中の場合、前照灯（ロー）２１を下限デューティの輝度まで低下させることができる。

本実施例の機能ブロック図は図４と同じであるが、点灯シーン判定部３３は、車両が例えば上記（１）〜（３）のようなライト点灯シーンに置かれているか否かを判定する。
（１）のライト点灯シーンを判定するには、例えば、ライトが点灯されていること、交差点であること、及び、左折することを検出する。交差点であることは、カメラ２８が撮影した画像データに車線区分線がなく、信号機が検出されること、道路がクロスしていること等から検出される。また、路車間通信により交差点の手前であることを検出すること、位置情報から交差点の左折レーンであること等も補足的に利用できる。左折することは、ウィンカスイッチの状態、操舵角等から検出される。

なお、車両によっては左折に連動して左側のコーリングランプを追加的に点灯する機能を備えるものがあるが、コーリングランプが点灯したことにより（１）のシーンを判定すればより正確に交差点を左折するというシーンを判定できる。

点灯シーン判定部３３は、交差点を左折する際の条件をリストアップしておき、リストアップされた条件の例えば８割を満たすと、車両が（１）のライト点灯シーンに置かれていると判定することができる。
（２）のライト点灯シーンを判定するには、例えば、左右の前照灯（ハイ）２２が点灯されていること、車速センサが検出する車速情報が所定値以上かつ所定時間以上継続していること、を検出する。
（３）のライト点灯シーンを判定するには、例えば、前照灯（ロー）２１が点灯されていること、フォグランプが点灯されていること、霧が出ていること、を検出する。フォグランプの点灯の有無は、フォグランプのスイッチから検出される。霧が出ていることは、例えば、カメラ２８が撮影する画像データに霧が撮影されていると演算値が大きくなる（又は小さくなる）フィルタ処理を施して閾値と比較することで検出する。また、予め備えた霧の画像データと比較した際の一致度が閾値以上となることで検出する。または、携帯電話網や路車間、車車間通信等により外部から取得した天気情報が現在地の霧の発生を通知していることから検出する。点灯シーン判定部３３は、これらの判定方法を1つ以上組み合わせて霧がかかっていると判定することができる。

図７〜９は、前照灯装置１００が前照灯（ロー）２１を減光する手順を示すフローチャート図の一例である。図７〜９の手順はイグニッションがオンか、又は、メインシステムがオン（ハイブリッド車や電気自動車の場合）になるとスタートする。

図7は（１）のライト点灯シーンに対応したフローチャート図である。まず、点灯シーン判定部３３は、全てのライト点灯シーンに共通の前照灯（ロー）２１が点灯していることを検出する（１００）。

次に、点灯シーン判定部３３は、ターンシグナル（ウィンカスイッチ）が入力されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。

ターンシグナルが入力された場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）、制御ＥＣＵ１２はターンシグナルの設定方向のコーナリングランプを点灯する（Ｓ１２０）。

この後、点灯シーン判定部３３は、運転者がステアリングを操舵するまで待ち（Ｓ１３０のＮｏ）、運転者がステアリングを操舵すると（Ｓ１３０のＹｅｓ）、（１）のライト点灯シーンであると判定する。これにより、実施例１と同様に、減光可能判定部３４は減光が可能か否かを判定して、減光を開始することができる。

具体的には、減光可能判定部３４は、予め定めてある量だけデューティを低減するよう減光制御部３５に要求する。これにより、前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２が決まった輝度だけ低減されるので、減光可能判定部３４は画像データの輝度監視領域３１の画素値を監視することで、減光が可能か否かを判定する。

減光が可能であった場合（Ｓ１４０のＹｅｓ）、周囲が明るいと推定されるので、減光可能判定部３４は減光制御部３５に右前照灯（ロー）１６を減光させる（Ｓ１５０）。なお、減光制御部３５は、前照灯（ハイ）２２が点灯している場合は前照灯（ロー）２１と前照灯（ハイ）２２の両方を減光させる。

減光制御部３５は、ターンシグナルが中立状態に戻るまで減光を継続し（Ｓ１５０のＮｏ）、ターンシグナルが中立状態に戻ると減光を終了して元の輝度に復帰させる（Ｓ１６０）。ステップＳ１５０の判定は、（１）のライト点灯シーンが終了したことを判定している。

このように、前照灯装置１００は車両が左折するというライト点灯シーンを検出すると、運転者や他車両の運転者が違和感を感じにくいことを確認した上で、減光するので消費電力を低減できる。

図８は（２）のライト点灯シーンに対応したフローチャート図である。まず、点灯シーン判定部３３は、全てのライト点灯シーンに共通の前照灯（ロー）２１が点灯していることを検出する（１００）。

次に、点灯シーン判定部３３は、前照灯（ハイ）２２が点灯しているか否かを判定する（Ｓ２１０）。前照灯（ハイ）２２が点灯していない場合（Ｓ２１０のＮｏ）、前照灯（ロー）２１を減光すべきでないので、前照灯装置１００は元の輝度を維持する（S２５０）。

前照灯（ハイ）２２が点灯している場合（Ｓ２１０のＹｅｓ）、高速道路を走行中か否かを判定するため、点灯シーン判定部３３は、車速が所定値（例えば、５０〜１００ｋｍ／ｈ）以上の状態が所定時間継続したか否かを判定する（Ｓ２２０）。所定時間は、あまり短いと一般道の信号間の時間と区別がつかないので、例えば1分〜数分程度である。

車速が所定値以上の状態が所定時間継続した場合（Ｓ２２０のＹｅｓ）、高速道路を走行している可能性が高いので、減光可能判定部３４は（２）のライト点灯シーンであると判定する。これにより、減光が可能か否かを判定して、減光を開始することができる。

判定の手順は図７と同様だが、図８の手順では前照灯（ロー）２１を減光するので、減光可能判定部３４は前照灯（ロー）２１のみ減光が可能か否かを判定すればよい（Ｓ２３０）。減光が可能でない場合（Ｓ２３０のＮｏ）、前照灯（ロー）２１を減光しない。

減光が可能であった場合（Ｓ２３０のＹｅｓ）、前照灯（ハイ）２２で充分な照度が得られているので、減光可能判定部３４は減光制御部３５に左右の前照灯（ロー）２１のみを減光させる（Ｓ２４０）。

なお、減光可能判定部３４は、（２）のライト点灯シーンでないと判定すると、前照灯（ロー）２１を元の輝度に復帰させる（Ｓ２５０）。すなわち、ステップＳ２１０にて前照灯（ハイ）２２が点灯されていないと判定した場合、又は、ステップＳ２２０において、車速が所定値以上の状態が所定時間継続していないと判定した場合、減光制御部３５に減光を終了して元の輝度に復帰させる（Ｓ２５０）。これにより、運転者が前照灯（ハイ）２２を消灯したり、車両が高速から一般道に降りる際やパーキングに向かうために車速を低下させると、前照灯（ロー）２１により充分な照度が得られる。

このように、前照灯装置１００は車両が高速道路をハイビームで走行するというライト点灯シーンを検出すると、前照灯（ハイ）２２で充分な照度が得られていることを確認した上で、減光するので消費電力を低減できる。

図９は（３）のライト点灯シーンに対応したフローチャート図である。まず、点灯シーン判定部３３は、全てのライト点灯シーンに共通の前照灯（ロー）２１が点灯していることを検出する（１００）。

次に、点灯シーン判定部３３は、フォグランプが点灯しているか否かを判定する（Ｓ３１０）。フォグランプが点灯していない場合（Ｓ３１０のＮｏ）、前照灯（ロー）２１を減光すべきでないので、前照灯装置１００は元の輝度を維持する（Ｓ３５０）。

フォグランプが点灯している場合（Ｓ３１０のＹｅｓ）、霧が出ているためにフォグランプを点灯しているか否かを検出するため、霧が出ているか否かを判定する（Ｓ３２０）。

霧が出ている場合（Ｓ３２０のＹｅｓ）、減光可能判定部３４は（３）のライト点灯シーンであると判定する。これにより、減光が可能か否かを判定して、減光を開始することができる。判定の手順は図７と同様である（Ｓ３３０）。

減光が可能であった場合（Ｓ３３０のＹｅｓ）、フォグランプにより照度が得られているので、減光可能判定部３４は減光制御部３５に左右の前照灯（ロー）２１を減光させる（Ｓ３４０）。前照灯（ハイ）２２が点灯している場合、前照灯（ハイ）２２も減光させる。これにより消費電力を低減できる。

なお、減光可能判定部３４は、（３）のライト点灯シーンでないと判定すると、前照灯（ロー）２１を元の輝度に復帰させる（Ｓ３５０）。すなわち、ステップＳ３１０にてフォグランプが点灯されていないと判定した場合、又は、ステップＳ３２０において、霧が晴れたと判定した場合、減光制御部３５に減光を終了して元の輝度に復帰させる。これにより、霧が晴れたり、フォグランプが消灯された際に、運転者は前照灯（ロー）２１により充分な照度が得られる。

本実施例によれば、特定のライト点灯シーンにおいてライト点灯シーンに適切な態様で減光するので、よりきめ細かな消費電力の低減が可能になる。

実施例１，２では下限デューティまで前照灯（ロー）２１の輝度を低減した。下限デューティは法的な要請を満たす輝度を保証するが、人間の眼が明るさの絶対値だけでなく変化にも敏感であることを考慮すると、下限デューティまで輝度を低減すると運転者が暗いと感じるおそれがある。そこで本実施例では、輝度の変化が周囲の照度に与える影響に応じて、前照灯（ロー）２１の輝度を低下させる際のデューティを可変にする前照灯装置１００について説明する。

図１０は、デューティと輝度監視領域３１の画素値の関係の一例を示す。デフォルトデューティにより、法令が定める以上の明るさが得られるが、輝度監視領域３１の画素値は周囲の照度に影響される。上記のように、周囲が明るければデフォルトデューティは一定でも輝度監視領域３１の画素値は大きくなる。

また、デューティを下げていくと、輝度監視領域３１の画素値は小さくなるが、どの程度小さくなるかは周囲の照度に影響される。換言すると、周囲が明るいほど、デューティを大きくさげても、周囲の照度の変化は小さいことになる。したがって、デフォルトデューティの時の輝度監視領域３１の画素値を基準にして、画素値の減少率を所定値内（例えば、２０％〜３０％）に限定すれば、運転者が感じる明るさの変化も小さいことが保証される。前照灯装置１００は徐々に前照灯（ロー）２１の輝度を下げていき、画素値の減少率が所定値に達した時のデューティを前照灯（ロー）２１の制御値（デューティ）に決定する。以下、このようにして決定したデューティを輝度低下デューティという。なお、輝度低下デューティは必ず下限デューティ以上である。
・下限デューティ≦輝度低下デューティ＜デフォルトデューティ
図１１は、前照灯装置１００が前照灯（ロー）２１を減光する手順を示すフローチャート図の一例である。図１１はステップＳ４０までの処理が図６と同じなので説明を省略する。ステップＳ４０において、減光が可能であった場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、減光可能判定部３４は、輝度低下デューティを決定するため、徐々にデューティの低下を開始する（Ｓ４２）。なお、減光可能判定部３４はデフォルトデューティの時の輝度監視領域３１の画素値を記録する。

減光可能判定部３４は、例えば１％ずつデューティを低下させて、カメラ２８が撮影した画像データの輝度監視領域３１の画素値を監視する。そして「輝度監視領域の画素値の減少率が所定値に達した」又は「デューティが下限デューティに達した」かどうかを判定する（Ｓ４４）。

ステップＳ４４の判定が満たされるまで、減光可能判定部３４はデューティの低下を継続する（Ｓ４２）。

ステップＳ４４の判定が満たされると（Ｓ４４のＹｅｓ）、減光可能判定部３４はその時のデューティを輝度低下デューティに決定する（Ｓ４６）。

減光可能判定部３４は、輝度低下デューティにて前照灯（ロー）２１を点灯するよう減光制御部３５に要求する（Ｓ４８）。前照灯（ハイ）２２が点灯している場合は、前照灯（ハイ）２２も減光する。これにより、周囲の照度に応じて輝度を低下できるので、運転者が暗いと感じることなく、消費電力を低減することが可能になる。以降の処理は図６と同様である。

本実施例では、実施例１を例に説明したが、実施例２の（１）〜（３）のライト点灯シーンにおいて前照灯（ロー）２１や前照灯（ハイ）２２が減光する際にも適用できる。また、（１）〜（３）のライト点灯シーンに応じて、輝度低下デューティを可変にすることもできる。

以上のように本実施例の前照灯装置１００は、動的に前照灯（ロー）２１の輝度を視認性と消費電力の両面から最適な値に決定することができる。

１２ 制御ＥＣＵ
１４ 明るさセンサ
１５ 右前照灯（ハイ）
１６ 右前照灯（ロー）
１７ 左前照灯（ロー）
１８ 左前照灯（ハイ）
２１ 前照灯（ロー）
２２ 前照灯（ハイ）
２７ 照度センサ
２８ カメラ
１００ 前照灯装置

Claims (14)

1. ＬＥＤを光源とする車両の前照灯装置であって、
   前照灯を点灯する前照灯点灯状況を検出する状況検出手段と、
   前記前照灯点灯状況に応じて前記前照灯の輝度をゼロより大きい所定値まで低下させる減光制御手段と、
   を有する前照灯装置。
2. 前記前照灯の輝度を所定量低下させた際の周囲の照度の低下率が閾値未満の場合、減光が可能であると判定する減光可能判定手段、を有する請求項１記載の前照灯装置。
3. 前記減光制御手段は、法令の要請を満たす範囲で、前記前照灯の輝度を低下させる、
   ことを特徴とする請求項２記載の前照灯装置。
4. 前記減光制御手段は、法令が要請する下限まで、前記前照灯の輝度を低下させる、
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の前照灯装置。
5. 車両前方に光軸があるカメラを有し、
   前記減光可能判定部は、前記前照灯の輝度を所定量低下させる前に前記カメラが撮影した画像データの画素値情報と、前記前照灯の輝度を所定量低下させた後に前記カメラが撮影した画像データの画素値情報を比較して、周囲の照度の低下率が閾値未満か否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項２〜４いずれか１項記載の前照灯装置。
6. 前記減光可能判定部は前記前照灯の輝度を徐々に低下させた際の前記画素値情報を監視し、前記減光制御手段は輝度を低下させる前の前記画素値情報に対し前記画素値情報が所定比率変化した時の輝度を、前記前照灯の輝度に決定する、
   ことを特徴とする請求項５項記載の前照灯装置。
7. 前記減光可能判定部は、前記画像データのうち、風景の変化よりも周囲の照度の影響を受けやすい予め定められた領域の画素値情報に基づき、周囲の照度の低下率が閾値未満か否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項５又は６記載の前照灯装置。
8. 前記減光制御手段は、複数のＬＥＤを駆動するＰＷＭ信号のデューティを小さくすることで、前記前照灯の輝度を低下させる、
   ことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の前照灯装置。
9. 前記減光制御手段は、複数のＬＥＤの一部を消灯することで、前記前照灯の輝度を低下させる、
   ことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の前照灯装置。
10. 前記状況検出手段は、車両が左折する状況を前記前照灯点灯状況として検出し、
    前記減光制御手段は、右側の前記前照灯のみを消灯する、
    ことを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の前照灯装置。
11. 前記状況検出手段は、車両が高速道路を走行し前記前照灯が走行ビーム配光を形成している状況を前記前照灯点灯状況として検出し、
    前記減光制御手段は、すれ違いビーム配光を形成する前記前照灯の輝度を低下させる、
    ことを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の前照灯装置。
12. 前記状況検出手段は、車両が霧の中をフォグランプを点灯して走行している状況を前記前照灯点灯状況として検出し、
    前記減光制御手段は、前記前照灯の輝度を低下させる、
    ことを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の前照灯装置。
13. 前記状況検出手段は、
    車外をカメラにより撮影した画像データにフィルタ処理を施して得られる演算値が閾値以上となること、予め備えた霧の画像データと比較した際の一致度が閾値以上となること、又は、外部から取得した天気情報が現在地の霧の発生を通知していること、から霧の中を走行していることを検出する、
    ことを特徴とする請求項１２記載の前照灯装置。
14. ＬＥＤを光源とする車両の前照灯装置の輝度制御方法であって、
    状況検出手段が、前照灯を点灯する前照灯点灯状況を検出するステップと、
    減光制御手段が、前記前照灯点灯状況に応じて前記前照灯の輝度をゼロより大きい所定値まで低下させるステップと、
    を有する輝度制御方法。
    
    
    
    
    
    

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