JP2013154741A - 車両用前照灯の点灯制御装置、車両用前照灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】前方車両の検出精度が低い場合にも前方車両へのグレアを抑制する。
【解決手段】車両用前照灯の点灯制御装置は、自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部１４、自車両の周囲の照度を検出する照度センサ１２、照度センサ１２からの出力信号に基づいて、自車両の周囲の照度が第１の基準値以下であるか否かを判定する照度判定部１５、照度センサ１２からの出力信号に基づいて、自車両の周囲の照度に応じて連続して変化するようにしてハイビーム照度を設定するハイビーム照度設定部１６、照度判定部により自車両の周囲の照度が第１の基準値以下であると判定された場合に前方車両の位置情報とハイビーム照度に基づいて、前方車両の位置に応じた遮光範囲を有しておりハイビーム照度に応じた照度を有する配光パターンを設定し、当該配光パターンに応じた制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部１７、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前照灯による照射状態を制御する技術に関する。

夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりロービームを路面に照射させ、必要に応じてハイビームを照射させることにより車両の前方を確認する。しかしながら、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車や先行車（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、前方車両の位置を検出し、これらの存在する位置に光が照射されないようにハイビームの照射パターンを制御し、グレアを抑制する技術が種々提案されている（例えば、特開２０１０−２３２０８１号公報参照）。これらの先行例では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにようにしてハイビームの照射パターンが設定される。このようにハイビームの照射パターンを適切に制御することにより、前方車両へのグレアを防止しつつそれ以外のエリアには光を照射できるので、歩行者の早期発見や遠方視認性の向上に寄与することができる。

ところで、例えば夕刻時など日射が徐々に少なくなり薄暗くなる環境下においては、前方車両のすべてが必ずしもランプを点灯させているとは限らない。この場合に、上記のように前方車両のランプの位置を検出することによって遮光範囲を設定すると、ランプを点灯していない前方車両の位置については遮光範囲外となってハイビームが照射されることになり、それらの前方車両にグレアを与える可能性がある。これに対して、例えば特開２０１１−１１５９３号公報には、自車両の周辺環境が所定の明るさを超えた場合にハイビームの照射を制限することで前方車両へグレアを与える可能性を低減するという技術が開示されている。しかしながら、この先行例では、周辺環境が所定の明るさを超えたとき、すなわち一定程度に暗くなったときを境界条件としてハイビームの照射の有無が切り替えられるため、上記のように遮光範囲外となっている前方車両が存在する場合にはその前方車両に比較的高い照度のハイビームが突然照射されることになる。このような場合にはハイビームの照射が開始された直後、前方車両の乗員に対して不快なグレアを与える可能性がある。

特開２０１０−２３２０８１号公報 特開２０１１−１１５９３号公報

本発明に係る具体的態様は、夕刻など前方車両の検出精度が低い場合においても前方車両にグレアを与えることを抑制可能な光照射技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用前照灯の点灯制御装置は、車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、（ａ）カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部と、（ｂ）自車両の周囲の照度を検出する照度センサと、（ｃ）照度センサからの出力信号に基づいて、自車両の周囲の照度が第１の基準値以下であるか否かを判定する照度判定部と、（ｄ）照度センサからの出力信号に基づいて、自車両の周囲の照度に応じて連続して変化するようにしてハイビーム照度を設定するハイビーム照度設定部と、（ｅ）照度判定部により自車両の周囲の照度が第１の基準値以下であると判定された場合に、前方車両の位置情報とハイビーム照度に基づいて、前方車両の位置に応じた遮光範囲を有しておりハイビーム照度に応じた照度を有する配光パターンを設定し、当該配光パターンに応じた制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部を含む。

上記構成によれば、自車両の周辺環境の明るさに応じてハイビーム照度を連続的に変化させているので、夕刻など画像認識処理による前方車両の検出精度が低く、検出されていない前方車両が存在する場合であってもそれらの前方車両にグレアを与えることを低減することができる。

上記の点灯制御装置において、照度判定部は、自車両の周囲の照度が第１の基準値より小さい第２の基準値以下であるか否かを更に判定し、配光制御部は、照度判定部により自車両の周囲の照度が第１の基準値以下かつ第２の基準値より大きいと判定された場合にハイビーム照度に応じた光照度を有する配光パターンを設定することも好ましい。

これによれば、自車両の周囲がある程度より暗くなった場合には通常の配光制御へ切り替えることで処理負荷をより軽減することができる。

上記の点灯制御装置において、ハイビーム照度設定部は、例えば自車両の周囲の照度に応じて直線的に連続して変化するようにハイビーム照度を設定することが好ましい。

これによれば、例えば予め定めた計算式を用いる等の簡便な方法によりハイビーム照度を設定することができる。

上記の点灯制御装置において、ハイビーム照度設定部は、自車両の周囲の照度に応じて曲線的に連続して変化するようにハイビーム照度を設定することも好ましい。

この場合には、例えば自車両の周囲が暗くなるほどハイビーム照度の増加率が大きくなるようにする等、ハイビーム照度をより細やかに設定することができる。

本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯の点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用前照灯を含んで構成される。

これにより、前方車両にグレアを与えることを抑制可能な車両用前照灯システムが提供される。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。 図２は、光学ユニットの構成例を示す分解斜視図である。 図３は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。 図４は、ハイビーム照度を設定する方法について説明するための図である。 図５は、ハイビーム照度を設定する方法について説明するための図である。 図６は、配光パターンの具体例を説明するための模式図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、カメラ１０によって自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、中央制御部１１、照度センサ１２、メモリ１３および中央制御部１１に接続された２つの光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌを備える。中央制御部１１は、車両検出部１４、照度判定部１５、ハイビーム照度設定部１６および配光制御部１７を有する。中央制御部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものである。

カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば室内ミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影する。

車両検出部１４は、自車両の前方の空間を撮影して得られた画像（画像データ）をカメラ１０から取得し、この画像に対して画像認識処理を行うことにより、前方車両（対象車両）の位置情報を検出する。ここでいう「前方車両」とは、先行車または対向車である。

照度判定部１５は、照度センサ１２からの出力信号に基づいて自車両の周囲の明るさ（照度）が所定の基準値以下であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて配光制御部１７へ制御信号を出力する。具体的には、照度判定部１５は、周囲の明るさが基準値Ｌｘ１以下で基準値Ｌｘ２より大きい場合には減光ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御を実行し、周囲の明るさが基準値Ｌｘ２以下である場合には通常のＡＤＢ制御を実行し、周囲の明るさが基準値Ｌｘ１より大きい場合にはＡＤＢ制御を実行しないようにそれぞれ指示する制御信号を配光制御部１７へ出力する。

ハイビーム照度設定部１６は、照度センサ１２からの出力信号に基づいて、ハイビームの照射時における照度（以下「ハイビーム照度」という。）を設定する。本実施形態におけるハイビーム照度は、自車両の周囲の明るさに応じて連続的に増加するように設定される。

配光制御部１７は、車両検出部１４によって求められる前方車両の位置情報とハイビーム照度設定部１６によって設定されるハイビーム照度に基づいて、自車両の前方に存在する前方車両の位置に応じた遮光範囲を有しておりハイビーム照度に応じた照度を有する配光パターンを設定し、この設定した配光パターンに応じて光が照射されるように各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する。

メモリ１３は、中央制御部１１に接続されており、ハイビーム照度設定部１６が配光パターンにおけるハイビーム照度を設定する際に用いる照度設定用データを格納する。照度設定用データの詳細については後述する。このメモリ１３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性メモリである。

光学ユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置されて自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものである。同様に、光学ユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものである。図示のように各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌは共通の構成を有しており、具体的には、各々、ユニット側制御部２１、ＬＥＤ点灯回路２２、相互に並列接続された７個のＬＥＤ（発光素子）１〜７を備えている。

ユニット側制御部２１は、配光制御部１７からの制御信号（ＬＥＤ点消灯信号）を受けて、ＬＥＤ点灯回路２２へ制御信号を与えることにより各ＬＥＤ１〜７の点消灯および個々のＬＥＤの光度を個別に制御する。

ＬＥＤ点灯回路２２は、配光制御部１７からの制御信号に基づいて各ＬＥＤ１〜７へ駆動信号（駆動電流）を個別に供給することにより、各ＬＥＤ１〜７の点消灯を制御し、かつ駆動電流の大きさにより各々の光度を制御する。

図２は、光学ユニットの構成例を示す分解斜視図である。図２に示すように、光学ユニット２０Ｒ（または２０Ｌ）は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ４１と、この投影レンズ４１の後側焦点面よりも後方に配置された光源ユニット３０と、投影レンズ４１を所定位置に保持するレンズ保持枠４０と、光源ユニット３０に取り付けられたヒートシンク５０を含んで構成されている。この光学ユニット２０Ｒは、投影レンズ４１がレンズ保持枠４０に取り付けられ、このレンズ保持枠４０がヒートシンク５０にねじ止め固定されることにより一体化される。光源ユニット３０は、複数の導光レンズ部３１を一体化してなる干渉防止部材３２と、一方向（水平方向）に配列された複数のＬＥＤを有して干渉防止部材３２の後方に配置された発光素子基板３３を含んで構成されている。発光素子基板３３に備わった各ＬＥＤが上記したＬＥＤ点灯回路２２と接続された各ＬＥＤ１〜７である。各ＬＥＤから放射される光は、干渉防止部材３２の各導光レンズ部３１によって投影レンズ４１に導かれ、自車両の前方に投影される。このとき、各発光素子の点灯／消灯を個別に制御することにより、ハイビームの照射エリアを部分的に遮光するなど配光パターンを自在に制御できる。先行車や対向車の存在する配光エリアを非照射状態とし、他の配光エリアを照射状態とすることで、先行車等への眩惑を防止し、かつ自車両のドライバーの視認性を高めることができる。

以下、本実施形態の車両用前照灯システムの動作を詳細に説明する。図３は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。図３に示す動作手順は一定周期で繰り返し実行される。

照度判定部１５は、照度センサ１２の出力信号に基づいて自車両の周囲の明るさが基準値Ｌｘ１（例えば２５０ルクス）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。自車両の周囲の明るさが基準値Ｌｘ１以下である場合に（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、照度判定部１５は、自車両の周囲の明るさが基準値Ｌｘ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

自車両の周囲の明るさが基準値Ｌｘ２（例えば７０ルクス）以下である場合に（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、照度判定部１５は、配光制御部１７に対して通常のＡＤＢ制御を実行するように指示する。この指示に従って、配光制御部１７は通常のＡＤＢ制御を実行する（ステップＳ１３）。具体的には、配光制御部１７は、車両検出部１４により検出される前方車両の位置情報に基づいて、前方車両の存在する位置が遮光範囲となるように自車両の配光パターンにおける遮光範囲を設定し、この設定した遮光範囲を有する配光パターンに応じて光が照射されるように各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する。なお、この通常ＡＤＢ制御の場合には、基本的にハイビーム照度は設計上の最大値に設定される。

自車両の周囲の明るさが基準値Ｌｘ１以下かつ基準値Ｌｘ２より大きい場合に（ステップＳ１２；ＮＯ）、ハイビーム照度設定部１６は、照度センサ１２からの出力信号に基づいてハイビーム照度を設定する（ステップＳ１４）。

図４および図５は、それぞれ、ハイビーム照度を設定する方法について説明するための図である。例えば図４に示すように、ハイビーム照度は、自車両の周囲（周辺環境）の明るさがＬｘ１からＬｘ２までの間において直線的に連続変化（連続増加）するように設定される。また、図５に示すように、ハイビーム照度は自車両の周囲の明るさがＬｘ１からＬｘ２までの間において曲線的に連続変化（連続増加）するように設定される。このときの曲線は任意に設定できる。図５に例示する曲線は、自車両の周囲の明るさが比較的に明るいうちはハイビーム照度があまり増加せず、自車両の周囲の明るさがより暗くなると増加率が高まるように設定されている。この曲線は、例えば人間の目の感度を考慮して設定することができる。図４に示す直線あるいは図５に示す曲線に代表されるハイビーム照度の照度設定用データは、例えば計算式、あるいはデータテーブルとしてメモリ１３に予め格納されており、ハイビーム照度設定部１６はこのメモリ１３に格納された照度設定用データを利用してハイビーム照度を設定する。

上記のようにしてハイビーム照度が設定されると、照度判定部１５は、配光制御部１７に対して、この設定されたハイビーム照度に基づいて減光した状態のＡＤＢ制御を実行するように指示する。この指示に従って、配光制御部１７は減光状態のＡＤＢ制御を実行する（ステップＳ１５）。具体的には、配光制御部１７は、車両検出部１４により検出される前方車両の位置情報に基づいて、前方車両の存在する位置が遮光範囲となるように自車両の配光パターンにおける遮光範囲を設定し、この設定した遮光範囲を有する配光パターンに応じて光が照射され、かつハイビーム領域の全体の照度が上記のハイビーム照度となるように各光学ユニット２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれへ制御信号（配光制御信号）を出力する。なお、ハイビーム照度の制御は、例えば各ＬＥＤ１〜７をＰＷＭ制御する方法、各ＬＥＤ１〜７へ供給する電流の大きさを制御する方法、各ＬＥＤ１〜７の前面に液晶シャッター等の光量制御手段を配置する方法などの公知技術を適用して実現することができる。

一方、自車両の周囲の明るさが基準値Ｌｘ１より大きい場合には（ステップＳ１１；ＮＯ）、照度判定部１５は、配光制御部１７に対してＡＤＢ制御を実行しないように指示する。この指示に従って、配光制御部１７は通常のＡＤＢ制御をオフとする（ステップＳ１６）。

図６は、配光パターンの具体例を説明するための模式図である。図６に示す例では、自車両に対して３台の対向車両が存在し、そのうち最も遠方の１台の対向車両については車両検出部１４により検出されているが、残り２台の対向車両については検出されていない状態が示されている。図示のように、遠方の１台の対向車両についてはその存在位置が遮光範囲として設定された配光パターンが実現されている。また、残り２台の対向車両については検出されていないためにこれらの存在位置は遮光範囲として設定されない配光パターンとなっている。すなわち、２台の対向車両に対してはハイビームが照射された状態となっている。しかし、ハイビーム領域（図中、模様を付して示された領域）の全体が周辺環境の明るさに応じて連続的に変化するようにハイビーム照度が設定されているため、これら２台の対向車両に対して与えるグレアが軽減される。

以上のような本実施形態によれば、周辺環境の明るさに応じてハイビーム照度を連続的に変化させているので、夕刻など前方車両の検出精度が低く、検出されていない前方車両が存在する場合であってもそれらの前方車両にグレアを与えることを低減することができる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では車両の周辺環境が徐々に暗くなる場合について説明していたが、車両の周辺環境が徐々に明るくなる場合についても同様にして配光パターンを制御することが可能である。また、配光パターンの制御についてはＬＥＤを点消灯することによって行った例で説明したが、ＬＥＤ等の光源を点灯し、消灯すべきエリアを遮光手段により遮光するようにしてもよい。

１〜７：ＬＥＤ
１０：カメラ
１１：中央制御部
１２：照度センサ
１３：メモリ
１４：車両検出部
１５：照度判定部
１６：ハイビーム照度設定部
１７：配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：光学ユニット
２１：ユニット側制御部
２２：ＬＥＤ点灯回路

Claims (5)

1. 車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、
   カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置情報を検出する車両検出部と、
   前記自車両の周囲の照度を検出する照度センサと、
   前記照度センサからの出力信号に基づいて、前記自車両の周囲の照度が第１の基準値以下であるか否かを判定する照度判定部と、
   前記照度センサからの出力信号に基づいて、前記自車両の周囲の照度に応じて連続して変化するようにしてハイビーム照度を設定するハイビーム照度設定部と、
   前記照度判定部により前記自車両の周囲の照度が前記第１の基準値以下であると判定された場合に、前記前方車両の位置情報と前記ハイビーム照度に基づいて、前記前方車両の位置に応じた遮光範囲を有しており前記ハイビーム照度に応じた照度を有する配光パターンを設定し、当該配光パターンに応じた制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部、
   を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 前記照度判定部は、前記自車両の周囲の照度が前記第１の基準値より小さい第２の基準値以下であるか否かを更に判定しており、
   前記配光制御部は、前記照度判定部により前記自車両の周囲の照度が前記第１の基準値以下かつ前記第２の基準値より大きいと判定された場合に前記ハイビーム照度に応じた光照度を有する配光パターンを設定する、請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 前記ハイビーム照度設定部は、前記自車両の周囲の照度に応じて直線的に連続して変化するように前記ハイビーム照度を設定する、請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 前記ハイビーム照度設定部は、前記自車両の周囲の照度に応じて曲線的に連続して変化するように前記ハイビーム照度を設定する、請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
   前記点灯制御装置によって制御される車両用前照灯、
   を含む、車両用前照灯システム。