JP2017140947A - 車両用ヘッドランプ配光制御装置及び方法 - Google Patents

車両用ヘッドランプ配光制御装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両の前方の画像から基準位置を検出する迄の期間も含め、他車両にグレアを与えることを抑制する。
【解決手段】周囲状況監視ＥＣＵ４０は、カメラ５２によって撮影された車両の前方の撮影画像から消失点位置を検出し、検出した消失点位置に基づき撮影画像から求めた他車両位置を較正する。ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、消失点位置が検出される迄の期間、ストロークセンサ５８によって検知されたリアサスペンションの沈み込み量から、カメラ５２の撮影光軸の変化に起因する最大誤差と、レベリング制御ＥＣＵ５６によるレベリング制御の最大誤差を求め、未較正の他車両位置から求まる上段配光ＬＥＤ群３４の照明範囲の下側エッジの目標角度、撮影光軸の変化に起因する最大誤差及びレベリング制御の最大誤差に基づいて上段配光ＬＥＤ群３４の点消灯を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用ヘッドランプ配光制御装置及び車両用ヘッドランプ配光制御方法に関する。
特許文献１に記載の技術は、車両の出荷時に調整したヘッドランプの照射パターンを基準パターンとして保持しておき、車両の走行時にヘッドランプの照明範囲の調整を実施する条件が成立するか否かを判定する。ヘッドランプの照明範囲の調整を実施する場合、車両の前方を撮像したカメラの画像を処理してヘッドランプの照射パターンを認識し、保持されている基準パターンと認識した照射パターンとを比較し、両者が一致するようにヘッドランプの照明範囲を調整する。
特開２０１３−２０３１３０号公報
車両は、乗員の人数や荷物の積載量に応じて傾きが変化するが、車両の傾きが変化すると車両の前方を撮影する車載カメラ等の撮影部の撮影光軸の角度が変化し、撮影部による撮影範囲も移動する。このため、特許文献１の技術のように、撮影部が撮影した車両の前方の画像に基づいてヘッドランプの配光(照明範囲)を制御するためには、画像中の基準位置を検出し、画像から得られる情報(例えば他車両の位置)を、検出した基準位置に応じて較正する必要がある。なお、上記の基準位置としては、例えば、画像中の複数のオプティカルフローを延長した交点である拡張焦点(ＦＯＥ(Focus of Expansion))又は消失点の位置が適用される。以下では、これらを総称して消失点という。
しかし、画像中の基準位置の検出は、例えば道路の白線に相当する領域を複数探索し、探索で抽出した各領域を直線で各々近似し、近似した複数本の直線の交点を求める等の画像処理で実現されるので、基準位置の検出には或る程度の時間又は走行距離を要する。このため、画像中の基準位置が検出される迄の期間は、撮影光軸の変化に起因してヘッドランプの配光制御の精度が低下している可能性が有り、車両の前方に存在する他車両等にグレアを与える恐れがある。
本発明は、車両の前方の画像から基準位置を検出する迄の期間も含め、他車両にグレアを与えることを抑制することを目的とする。
請求項１記載の発明に係る車両用ヘッドランプ配光制御装置は、撮影部によって撮影された車両の前方の画像から基準位置を検出する検出部と、前記検出部によって前記基準位置が検出される迄の期間は、検知部によって検知された前記車両の傾き又は前記車両の傾きに関連する物理量に応じて前記車両のヘッドランプの配光を制御し、前記検出部によって前記基準位置が検出された後に、前記画像から得られる情報を検出された前記基準位置に応じて較正した情報に基づいて、前記ヘッドランプの配光を制御する制御部と、を含んでいる。
請求項１記載の発明では、検出部が、撮影部によって撮影された車両の前方の画像から基準位置を検出する。検出部による基準位置の検出が必要な理由は、乗員の人数や荷物の積載量が変化すると車両の傾きが変化し、この傾きの変化に応じて撮影部の撮影光軸が変化することで、前記画像から得られる情報、例えば他車両の位置等に誤差が加わるためである。従って、画像中の基準位置の変化量は、撮影光軸の変化量、ひいては車両の傾きの変化量に対応しているので、画像中の基準位置の変化に起因して画像から得られる情報に加わる誤差の大きさは、車両の傾きの変化量と相関がある。
上記に基づき、請求項１記載の発明では、制御部が、検出部によって基準位置が検出される迄の期間は、検知部によって検知された車両の傾き又は車両の傾きに関連する物理量に応じて車両のヘッドランプの配光を制御する。これにより、検出部による基準位置の検出が完了する迄の期間、画像から得られる情報に含まれる誤差の影響を低減することができ、他車両にグレアを与えることを抑制することができる。
また、請求項１記載の発明では、制御部が、検出部によって基準位置が検出された後に、画像から得られる情報を検出された基準位置に応じて較正した情報に基づいてヘッドランプの配光を制御するので、検出部による基準位置の検出が完了し、上記制御を開始した後の期間にも、他車両にグレアを与えることが抑制される。従って、請求項１記載の発明によれば、車両の前方の画像から基準位置を検出する迄の期間も含め、他車両にグレアを与えることを抑制することができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ヘッドランプは、前記車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明するための上方照明光源を含み、前記制御部は、前記上方照明光源による照明範囲が前記他車両と重ならないように、前記上方照明光源の点消灯及び前記上方照明光源による照明範囲の変更の少なくとも一方を制御する。
請求項２記載の発明では、車両のヘッドランプが、車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明するための上方照明光源を含んでいる。通常の配光のヘッドランプに対する配光制御は、照明範囲の上側エッジの位置が他車両の少なくとも窓部の下端より下方となるように行われる。この場合、仮に車両の姿勢が想定より前下がりになったとしても、車両の姿勢の変化に伴う照明範囲の変化の方向は、照明範囲の上側の外縁がより下方へ移動する方向、すなわち、他車両にグレアを与えにくくなる方向である。
一方、車両の前方の他車両よりも上方を照明する場合、車両の姿勢が想定より前下がりになったときの照明範囲の変化の方向は、照明範囲の下側エッジがより下方へ移動する方向、すなわち、他車両にグレアを与え易くなる方向である。このため、車両の前方の他車両よりも上方を照明する場合は、車両の姿勢が想定より前下がりになったときにも他車両にグレアを与えないように対処することが求められる。
これに対し、請求項２記載の発明では、制御部が、上方照明光源による照明範囲が他車両と重ならないように、上方照明光源の点消灯及び上方照明光源による照明範囲の変更の少なくとも一方を制御する。これにより、車両の姿勢が想定より前下がりになったとしても他車両にグレアを与えることを抑制しつつ、車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明することができる。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記検知部により、前記車両の傾きに関連する物理量として前記車両の後部の車高が検知され、前記車両には、予め求められた車両の後部の車高と車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値との関係に基づき、検知された前記車高に対応する前記上限値又は当該上限値から所定範囲内の値まで車両が傾いているとみなして前記ヘッドランプの光軸を制御するレベリング制御機構が搭載され、前記制御部は、前記基準位置が検出される迄の期間は、検知された前記車高に対応する前記車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値を求め、前記画像から得られる未較正の情報に基づいて求まる、前記上方照明光源による照明範囲が前記他車両と重ならないための前記照明範囲の下側エッジの目標位置と、求めた前記車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値と、を用いて前記上方照明光源を制御する。
請求項３に記載したように、車両の後部の車高を検知する検知部と、予め求められた車両の後部の車高と車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値との関係に基づき、検知された車両の後部の車高に対応する前記上限値又は当該上限値から所定範囲内の値まで車両が傾いているとみなしてヘッドランプの光軸を制御するレベリング制御機構と、が搭載された車両が存在する。上記構成では、車両の傾きを正確には検知できず、車両の傾きは検知された車高から一意には定まらないので、レベリング制御機構は、検知された車両の後部の車高に対応する車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値まで車両が傾いているとみなしてヘッドランプの光軸を制御する。
また、請求項３記載の発明では、制御部が、基準位置が検出される迄の期間は、画像から得られる未較正の情報に基づいて求まる、上方照明光源による照明範囲が他車両と重ならないための照明範囲の下側エッジの目標位置を用いて上方照明光源を制御する。但し、画像から得られる未較正の情報には、車両の傾きの変化に伴う撮影光軸の変化を原因とする誤差が加わっているが、上記のレベリング制御機構が搭載された車両における車両の傾きは、前述した車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値以下であることが明らかである。請求項３記載の発明では、これを利用し、制御部は、検知された車両の後部の車高に対応する車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値を求め、求めた前記車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値も用いて上方照明光源を制御する。これにより、車両の傾きの変化に伴う撮影光軸の変化を原因として他車両にグレアを与えることを抑制することを、簡単な処理によって実現することができる。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記検知部により、前記車両の傾きに関連する物理量として前記車両の後部の車高が検知され、前記車両には、予め求められた車両の後部の車高と車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値との関係に基づき、検知された前記車高に対応する前記上限値まで車両が傾いているとみなして前記ヘッドランプの光軸を制御するレベリング制御機構が搭載され、前記制御部は、予め求められた前記車高と車両の傾きの範囲との関係に基づき、検知された前記車高に対応する車両の傾きの範囲の大きさを求め、前記画像から得られる未較正の情報に基づいて求まる、前記上方照明光源による照明範囲が前記他車両と重ならないための前記照明範囲の下側エッジの目標位置と、求めた車両の傾きの範囲の大きさと、を用いて前記上方照明光源を制御する。
前述した通り、車両に上記の検知部及びレベリング制御機構が搭載された構成では、車両の傾きを正確には検知できず、車両の傾きは検知された車高から一意には定まらないので、レベリング制御機構は、検知された車両の後部の車高に対応する車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値まで車両が傾いているとみなしてヘッドランプの光軸を制御する。従って、レベリング制御機構による制御には誤差があり、車両の実際の傾きが上限値又は当該上限値から所定範囲内の値よりも小さい場合には、車両の傾きが上限値又は当該上限値から所定範囲内の値の場合よりもヘッドランプの光軸が下向きになるので、上方照明光源による照明範囲が他車両にグレアを与える可能性がある。
これに対し、請求項４記載の発明では、制御部は、予め求められた車両の後部の車高と車両の傾きの範囲(この車両の傾きの範囲の大きさはレベリング制御機構による制御誤差の大きさに相当する)との関係に基づき、検知された車両の後部の車高に対応する車両の傾きの範囲の大きさを求め、画像から得られる未較正の情報に基づいて求まる、上方照明光源による照明範囲が他車両と重ならないための照明範囲の下側エッジの目標位置と、求めた車両の傾きの範囲の大きさと、を用いて上方照明光源を制御する。これにより、レベリング制御機構の制御誤差を原因として他車両にグレアを与えることも抑制することができる。
請求項５記載の発明に係る車両用ヘッドランプ配光制御方法は、撮影部によって撮影された車両の前方の画像から基準位置を検出すると共に、前記基準位置を検出する迄の期間は、検知部によって検知された前記車両の傾き又は前記車両の傾きに関連する物理量に応じて前記車両のヘッドランプの配光を制御し、前記基準位置を検出した後に、前記画像から得られる情報を検出した前記基準位置に応じて較正した情報に基づいて、前記ヘッドランプの配光を制御する。これにより、請求項１記載の発明と同様に、車両の前方の画像から基準位置を検出する迄の期間を含め、他車両にグレアを与えることを抑制できる。
請求項１,５記載の発明は、車両の前方の画像から基準位置を検出する迄の期間も含め、他車両にグレアを与えることを抑制できる、という効果を有する。
請求項２記載の発明は、車両の姿勢が想定より前下がりになったとしても他車両にグレアを与えることを抑制しつつ、車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明することができる、という効果を有する。
請求項３記載の発明は、車両の傾きの変化に伴う撮影光軸の変化を原因として他車両にグレアを与えることを抑制することを、簡単な処理によって実現できる、という効果を有する。
請求項４記載の発明は、レベリング制御機構の制御誤差を原因として他車両にグレアを与えることも抑制できる、という効果を有する。
車両用ヘッドランプ配光制御装置を含む車載システムの一部を示す概略ブロック図である。 ヘッドランプユニットが搭載された車両の正面図である。 ＡＨＳユニットの断面図である。 左側のヘッドランプユニットの配光パターンの一例を示す概念図である。 右側のヘッドランプユニットの配光パターンの一例を示す概念図である。 周囲状況監視処理の一例を示すフローチャートである。 消失点検出処理の一例を示すフローチャートである。 ヘッドランプ制御処理の一例を示すフローチャートである。 車両が１名乗車の状態でのカメラの撮影光軸の一例を示す概念図である。 車両が最大積載状態でのカメラの撮影光軸の一例を示す概念図である。 ヘッドランプ制御処理の内容を説明するための概念図である。 他車両が対向車の場合のガラス上端推定角度の演算を説明するための概念図である。 他車両が先行車の場合のガラス上端推定角度の演算を説明するための概念図である。 積載状態が互いに異なる各ケースでのヘッドランプの光軸の変化の一例を示す線図である。 沈み込み量−レベリング制御線マップの一例を示す線図である。 レベリング制御線(下限)の導出を説明するための散布図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１に示す車載システム１０は、互いに異なる制御を行う複数の電子制御ユニット(ＣＰＵ、メモリ及び不揮発性の記憶部を含む制御ユニットであり、以下、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)と称する)が各々接続されたバス１２を備えている。なお、図１は車載システム１０の一部のみ示している。また、以下では車載システム１０が搭載された車両を自車両と称する。
バス１２には、車両用ヘッドランプ配光制御装置１４に含まれるヘッドランプ制御ＥＣＵ１６及び周囲状況監視ＥＣＵ４０と、レベリング制御ＥＣＵ５６と、が各々接続されている。車両用ヘッドランプ配光制御装置１４は、本発明に係る車両用ヘッドランプ配光制御装置の一例である。
ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６はＣＰＵ１８、メモリ２０、ヘッドランプ制御プログラム２４及び沈み込み量−レベリング制御線マップ２６を記憶する不揮発性の記憶部２２を備えている。ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６には、自車両の前端部の左右に配設されたヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈが各々接続されている。なお、左右のヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈは車両の前後軸に関して対称の構成であり(図２も参照)、以下では左側のヘッドランプユニット２８Ｌを例に説明する。
ヘッドランプユニット２８Ｌは、通常配光ユニット３０、アダプティブ・ハイビーム・システム(Adaptive Hi-beam System)・ユニット３２(以下、ＡＨＳユニット３２と称する)及びコーナリングランプ３８を含んでおり、ＡＨＳユニット３２は上段配光ＬＥＤ群３４及び下段配光ＬＥＤ群３６を含んでいる。通常配光ユニット３０、ＡＨＳユニット３２及びコーナリングランプ３８の点消灯はヘッドランプ制御ＥＣＵ１６によって制御される。ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、本発明における制御部の一例である。
通常配光ユニット３０は、ＬＥＤと、当該ＬＥＤから射出された光の照明範囲を、図４Ａに示すロービームに相当する照明範囲７０、又は、当該照明範囲７０に図４Ａに示すハイビームに相当する照明範囲７２を加えた照明範囲に切り替える遮光機構と、を各々備えている(図示省略)。
図２に示すように、ＡＨＳユニット３２は、通常配光ユニット３０の車両外側に隣接して配置されている。図３に示すように、ＡＨＳユニット３２はＬＥＤアレイ光源６４を内蔵している。ＬＥＤアレイ光源６４は、上段配光ＬＥＤ群３４に相当する複数個のＬＥＤチップと、下段配光ＬＥＤ群３６に相当する複数個のＬＥＤチップと、を含んでいる。一例として、上段配光ＬＥＤ群３４に相当するＬＥＤチップの数を８、下段配光ＬＥＤ群３６に相当するＬＥＤチップの数を１６とすることができる。
ＬＥＤアレイ光源６４の光射出側にはリフレクタ６６、レンズ６８が順に配置されており、ＬＥＤアレイ光源６４から射出された光は、リフレクタ６６で反射され、レンズ６８によって屈折されてＡＨＳユニット３２から射出される。
上段配光ＬＥＤ群３４は、対応するＬＥＤチップが全て点灯された場合、図４Ａに照明範囲７４として示すように、ハイビームに相当する照明範囲７２の上側半分のうちの一部領域を照明する。なお、左右のヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈの上段配光ＬＥＤ群３４が各々点灯された場合、それぞれの上段配光ＬＥＤ群３４から射出された光が重ね合わされることで、自車両の前方のうち、一例として図９に照明範囲１００として示す範囲、すなわち他車両よりも上方の範囲が照明される。また、下段配光ＬＥＤ群３６は、対応するＬＥＤチップが全て点灯された場合、図４Ａに照明範囲７６として示すように、ハイビームに相当する照明範囲７２の下側半分のうちの大部分の領域を照明する。
ＬＥＤ群３４,３６に含まれる個々のＬＥＤチップの車両幅方向の配光角度は互いに相違されている。ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、自車両の周囲に存在する他車両(本実施形態における他車両には、自車両の先行車も対向車も含まれる)の有無や、他車両が存在する場合の他車両の位置に応じて、下段配光ＬＥＤ群３６からの光の照明範囲が他車両と重ならないように、下段配光ＬＥＤ群３６の点消灯を個々のＬＥＤチップ単位で制御する。
従って、図４Ａに示す下段配光ＬＥＤ群３６の照明範囲７６は、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６によるＬＥＤチップ単位での点消灯制御により、下段配光ＬＥＤ群３６のうち点灯されたＬＥＤチップに対応する照明範囲へ変化する。なお、下段配光ＬＥＤ群３６からの光の照明範囲が他車両と重ならないように、下段配光ＬＥＤ群３６の点消灯がＬＥＤチップ単位で制御された場合の、下段配光ＬＥＤ群３６からの光の照明範囲の一例を、図９に照明範囲１０２として示す。
本実施形態において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、上段配光ＬＥＤ群３４に対しては、他車両の有無や他車両の位置に応じて、上段配光ＬＥＤ群３４の全てのＬＥＤチップを単位として点消灯を制御する。しかし、これに限定されるものではなく、下段配光ＬＥＤ群３６に対する制御と同様に、上段配光ＬＥＤ群３４に対しても、個々のＬＥＤチップ単位、或いは複数のＬＥＤチップを含むＬＥＤチップのグループ単位で、点消灯を制御するようにしてもよい。
図２に示すように、コーナリングランプ３８はＡＨＳユニット３２の車両外側に隣接して配置されている。コーナリングランプ３８も光源としてＬＥＤを備え、このＬＥＤが点灯された場合、図４Ａに照明範囲７８として示すように、ロービームに相当する照明範囲７０の車両外側に隣接する領域を照明する。
なお、図４Ｂには、右側のヘッドランプユニット２８Ｒの配光パターンを、個々の照射領域に、図４Ａに示した対応する照射領域と同一の符号を付して示す。図４Ａ,４Ｂから明らかなように、右側のヘッドランプユニット２８Ｒの配光パターンは、左側のヘッドランプユニット２８Ｌの配光パターンと車両の前後軸に関しておよそ対称である。
なお、左右のヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈは、本発明におけるヘッドランプの一例であり、ヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈの各々の上段配光ＬＥＤ群３４は、本発明における上方照明光源の一例である。
また、図１に示すように、周囲状況監視ＥＣＵ４０はＣＰＵ４２、メモリ４４、周囲状況監視プログラム４８及び消失点検出プログラム５０を記憶する不揮発性の記憶部４６を備えている。周囲状況監視ＥＣＵ４０には、カメラ５２及びレーダ装置５４が接続されている。カメラ５２は、少なくとも自車両の前方を含む自車両の周囲を撮影し、撮影した画像を周囲状況監視ＥＣＵ４０へ出力する。なお、カメラ５２は、自車両の前方を撮影するカメラを含む、撮影範囲が互いに異なる複数のカメラを含んでいてもよい。
レーダ装置５４は、少なくとも自車両の前方を含む自車両の周囲に存在する歩行者や他車両等の物体を点情報として検出し、検出した物体と自車両の相対位置及び相対速度を取得する。また、レーダ装置５４は周囲の物体の探知結果を処理する処理装置を内蔵し、当該処理装置は、直近の複数回の探知結果に含まれる個々の物体との相対位置や相対速度の変化等に基づき、ノイズやガードレール等の路側物等を監視対象から除外し、歩行者や他車両等の特定物体を監視対象物として追従監視する。そしてレーダ装置５４は、個々の監視対象物との相対位置や相対速度等の情報を周囲状況監視ＥＣＵ４０へ出力する。
周囲状況監視ＥＣＵ４０は、レーダ装置５４から入力された個々の監視対象物との相対位置等の情報に基づいて、カメラ５２から入力された画像上における個々の監視対象物の位置を検出する。また、個々の監視対象物の特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づき監視対象物の種別(歩行者か車両か等)を判別する。そして、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、上記処理を繰り返すことでレーダ装置５４と同様に監視対象物を追従監視すると共に、個々の監視対象物の情報をヘッドランプ制御ＥＣＵ１６を含む車載システム１０内の特定ＥＣＵへ送信する周囲状況監視処理を行う。なお、特定ＥＣＵには、例えば自車両と監視対象物との衝突を予測する処理を行うＥＣＵが含まれていてもよい。
また周囲状況監視ＥＣＵ４０は、自車両のイグニッションスイッチがオンされる都度、カメラ５２によって撮影された自車両の前方の画像から消失点(ＦＯＥ)の位置を検出する消失点検出処理を行う。そして周囲状況監視ＥＣＵ４０は、消失点の位置検出が完了すると、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６等へ送信する監視対象物の情報に含まれる位置情報を、検出した消失点の位置を基準とする位置情報へ較正する。このように、カメラ５２は本発明における撮影部の一例であり、周囲状況監視ＥＣＵ４０は本発明における検出部の一例である。
また、レベリング制御ＥＣＵ５６は、自車両のリアサスペンションの沈み込み量を検知するストロークセンサ５８、及び、モータ等の駆動力によってヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｒの光軸を自車両のピッチ方向に変化させることが可能なアクチュエータ６０が接続されている。なお、アクチュエータ６０は、ヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｒに含まれる個々のユニットに内蔵されたリフレクタの傾きをピッチ方向に変化させることで光軸を変化させる構成であってもよいし、ヘッドランプユニット２８全体の傾きをピッチ方向に変化させることで光軸を変化させる構成であってもよい。
レベリング制御ＥＣＵ５６は、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量に基づき、アクチュエータ６０により、ヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｒの光軸を所定角度以下(一例としては、水平に対して−1.0％(−0.57°)以下)に維持させるレベリング制御を行う。但し、本実施形態では、ストロークセンサ５８が自車両のリアサスペンションにのみ設けられており、ストロークセンサ５８によって検知されたリアサスペンションの沈み込み量だけでは車両のピッチ方向の傾きを正確には検知できず、自車両のピッチ方向の傾きは、検知されたリアサスペンションの沈み込み量から一意には定まらない。
このため、レベリング制御ＥＣＵ５６は、予め求められた自車両のリアサスペンションの沈み込み量と自車両のピッチ方向の傾きの上限値との関係に基づき、検知された沈み込み量に対応する上限値まで自車両が傾いているとみなして、ヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｒの光軸を制御する。なお、上記の上限値に代えて、上記の上限値から所定範囲内の値を用いてもよい。ストロークセンサ５８は、本発明における検知部(より詳しくは、車両の傾きに関連する物理量として車両の後部の車高を検知する検知部)の一例であり、レベリング制御ＥＣＵ５６及びアクチュエータ６０は、本発明におけるレベリング制御機構の一例である。
次に本実施形態の作用を説明として、まず図５,６を参照し、周囲状況監視ＥＣＵ４０が行う処理を説明する。周囲状況監視ＥＣＵ４０は、自車両のイグニッションスイッチがオンされると、ＣＰＵ４２が周囲状況監視プログラム４８を実行することで、図５に示す周囲状況監視処理を行う。
周囲状況監視処理のステップ１５０において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、消失点検出フラグに０を設定する。なお、消失点検出フラグは、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６からも参照可能な領域(例えば記憶部４６に記憶領域に設定された共有領域でもよいし、車載システム１０内でかつ周囲状況監視ＥＣＵ４０外に設けられた共有領域でもよい)に記憶される。また、次のステップ１５２において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、消失点検出処理を起動する。以下、消失点検出処理について説明する。
車両が工場から出荷される際には、車両が標準積載状態(一例としては、乗員が１名で荷物が未積載の状態)のときに、図８Ａに示すように、カメラ５２の撮影光軸８０が水平線８２と平行になるようにカメラ５２のピッチ方向の傾きが調整される。また、撮影光軸８０が水平線８２と平行になった状態での撮影画像中の消失点の位置が、デフォルトの消失点位置として、例えば、周囲状況監視ＥＣＵ４０の記憶部４６に固定的に記憶される。
但し、車両の積載状態(乗員の人数や荷物の積載量)は車両が使用される都度変化する可能性があり、車両の積載状態が変化すると車両のピッチ方向の傾きが変化する。車両のピッチ方向の傾きが変化するとカメラ５２の撮影光軸８０が水平線８２と非平行になり(例えば、車両の最大積載状態を示す図８Ｂにおける角度差αを参照)、撮影画像中の消失点位置がデフォルトの消失点位置から変化する(角度差αに相当する誤差が加わる)。
周囲状況監視ＥＣＵ４０から送信される監視対象物の情報に含まれる位置情報は、消失点位置を原点とする位置情報であるので、消失点位置に誤差が加わると位置情報の精度が低下し、周囲状況監視ＥＣＵ４０から監視対象物の情報を受信して何らかの制御を行う特定ＥＣＵ(例えばヘッドランプ制御ＥＣＵ１６)による制御の精度も低下する。このため、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、自車両のイグニッションスイッチがオンされる都度、周囲状況監視処理のステップ１５２の実行をトリガとして、ＣＰＵ４２が消失点検出プログラム５０を実行することで、図６に示す消失点検出処理を行う。
消失点検出処理のステップ１８０において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、カメラ５２から撮影画像を取得する。次のステップ１８２において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、ステップ１８０で取得した撮影画像から、例えば道路の白線に相当する領域を複数探索し、探索で抽出した各領域を直線で各々近似し、近似した複数本の直線の交点を求める等の画像処理により消失点を検出する。また、検出した消失点の位置(座標)を記憶部２２の所定の記憶領域に記憶させる。そして、ステップ１８４において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、消失点検出フラグに１を設定し、消失点検出処理を終了する。
続いて、周囲状況監視処理のステップ１５４以降の処理を説明する。周囲状況監視ＥＣＵ４０は、ステップ１５４において、レーダ装置５４から監視対象物の情報を取得し、次のステップ１５６において、カメラ５２から撮影画像を取得する。
ステップ１５８において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、レーダ装置５４から取得した監視対象物の情報に基づいて監視対象物の撮影画像上での特定位置を判別し、判別した特定位置を表す位置情報(特定位置のピッチ方向の角度(以下、ピッチ角という)を監視対象物の情報に付加する。なお、監視対象物の中にランプを点灯している状態の他車両が含まれる場合、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、少なくともランプ点灯状態の他車両については、撮影画像上での特定位置として、例えば、撮影画像上における他車両のランプ領域(先行車であればテールランプ、対向車であればヘッドランプの領域)の上端の位置(図９に示す破線１０４も参照)を適用する。
なお、特定位置としては、他車両のランプ領域の上端位置に代えて、例えば他車両のランプ領域の下端位置を適用してもよいし、他車両の下端位置(図９に示す破線１０６も参照)等の他の位置を適用することも可能である。また、レーダ装置５４から取得した監視対象物の情報が、自車両の周囲に監視対象物が存在しないことを表す情報である場合も生じ得る。そのような場合は、ステップ１５８の処理はスキップされる。
次のステップ１６０において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、消失点検出フラグに１が設定されているか否かを判定することで、消失点の検出が完了しているか否か判定する。前述のように、消失点の検出は画像処理によって実現されるので、自車両のイグニッションスイッチがオンされてから消失点の検出が完了する迄には、自車両が或る程度の距離を走行する必要があり、或る程度の時間が掛かる(この時間は自車両の走行状況等によって増減する可能性もある)。
消失点の検出が完了する迄の期間は、ステップ１６０の判定が否定されてステップ１６２へ移行し、ステップ１６２において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、記憶部４６に固定的に記憶されたデフォルトの消失点位置(座標)を記憶部４６から取得し、ステップ１６６へ移行する。また、消失点の検出が完了した後は、ステップ１６０の判定が肯定されてステップ１６４へ移行し、ステップ１６４において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、消失点検出処理で検出されて記憶部２２の所定の記憶領域に記憶された消失点位置(座標)を記憶部４６から取得し、ステップ１６６へ移行する。
ステップ１６６において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、先のステップ１５８で撮影画像上の特定位置を判別した監視対象物の中に、次のステップ１６８の処理が未実行の監視対象物が残っているか否か判定する。レーダ装置５４から取得した監視対象物の情報が、自車両の周囲に１つ以上の監視対象物が存在することを表す情報であった場合、ステップ１６６の判定が肯定されてステップ１６８へ移行する。
ステップ１６８において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、ステップ１６８の処理が未実行の監視対象物の中から処理対象として１つの監視対象物を選択し、選択した処理対象の監視対象物の情報に付加した撮影画像上の特定位置を表す位置情報を、ステップ１６２又はステップ１６４で取得した消失点位置を原点とする情報へ変換する。具体的には、位置情報が表す撮影画像上の特定位置を表すピッチ角を、撮影画像上の消失点位置を０°(水平)としたときのピッチ角へ変換する。ステップ１６８の処理を行うとステップ１６６に戻り、全ての監視対象物に対してステップ１６８の処理を行うまでステップ１６６,１６８を繰り返す。
全ての監視対象物に対してステップ１６８の処理を完了するか、或いは、レーダ装置５４から取得した監視対象物の情報が、自車両の周囲に監視対象物が存在しないことを表す情報であった場合には、ステップ１６６の判定が否定されてステップ１７０へ移行する。ステップ１７０において、周囲状況監視ＥＣＵ４０は、以上の処理によって得られた監視対象物の情報を、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６を含む特定ＥＣＵへ送信し、ステップ１５４へ戻る。
上述した周囲状況監視処理により、監視対象物の情報が周囲状況監視ＥＣＵ４０から特定ＥＣＵへ繰り返し送信される。また、送信される監視対象物の情報に含まれる位置情報は、消失点位置が検出される迄の期間(消失点検出フラグ＝０の期間)は、デフォルトの消失点位置を原点として特定位置を表す情報とされ、消失点位置が検出された後(消失点検出フラグ＝１になった後)は、検出された消失点位置を原点として特定位置を表す情報に較正されることになる。
一方、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、自車両のイグニッションスイッチがオンされている間、ＣＰＵ１８がヘッドランプ制御プログラム２４を実行することで、図７に示すヘッドランプ制御処理を行う。
ヘッドランプ制御処理のステップ２００において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、ヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｒの通常配光ユニット３０の点消灯及び通常配光ユニット３０を点灯させる場合の配光を制御する。通常配光ユニット３０に対する制御については詳細な説明を省略するが、一例としては以下の制御を適用することができる。
すなわち、自車両に搭載された照度センサによって検出された照度が所定照度以上の場合は通常配光ユニット３０を消灯させ、検出された照度が所定照度未満の場合は、通常配光ユニット３０を点灯させると共に、通常配光ユニット３０から射出される光の照明範囲をロービームに相当する照明範囲７０(図４Ａ,４Ｂ参照)に制御する。また、通常配光ユニット３０の点灯中に、通常配光ユニット３０から射出される光の照明範囲を、ロービームに相当する照明範囲７０から、ロービームに相当する照明範囲７０にハイビームに相当する照明範囲７２(図４Ａ,４Ｂ参照)を加えた照明範囲に切り替えるか否かは、自車両の前方に他車両が存在するか否かと、撮影画像の全体の明るさと、に基づいて選択する。なお、通常配光ユニット３０に対する制御は上記に限られるものではなく、上記以外の制御を適用してもよい。
次のステップ２０２において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、自車両の現在の状況がＡＨＳユニット３２を点灯させる条件を満たしているか否か判定する。ＡＨＳユニット３２の点灯条件の一例としては、通常配光ユニット３０を点灯させている状態で、(1)自車両の車速が所定速度Ｓ5以上(一例としては、Ｓ5＝30[km/h])、(2)撮影画像のうち自車両の前方に相当する領域の平均輝度が所定輝度未満、(3)自車両の前方にランプ点灯状態の他車両が存在している、の全ての条件を満たした場合が挙げられるが、これらの条件に限定されるものではない。なお、本実施形態では、条件(3)を後述するステップ２０６で判定しているので、条件(3)についてはステップ２０２の判定から除外してもよい。
自車両の現在の状況がＡＨＳユニット３２を点灯させる条件を満たしていない場合は、ステップ２０２の判定が否定されてステップ２３４へ移行し、ステップ２３４において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、コーナリングランプ３８の点消灯を制御する。なお、コーナリングランプ３８の点消灯制御は公知であるので説明を省略する。一方、自車両の現在の状況がＡＨＳユニット３２を点灯させる条件を満たしている場合は、ステップ２０２の判定が肯定されてステップ２０４へ移行する。
ステップ２０４において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、周囲状況監視ＥＣＵ４０から受信してメモリ２０等に記憶した、自車両の前方に存在する監視対象物の情報を読み出す。次のステップ２０６において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、ステップ２０４で読み出した監視対象物の情報に基づき、自車両の前方にランプ点灯状態の他車両が存在しているか否か判定する。ステップ２０６の判定が否定された場合はステップ２２８へ移行し、ステップ２２８において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、上段配光ＬＥＤ群３４を点灯させる。
また、ランプ点灯状態の他車両が自車両の前方に存在している場合には、ステップ２０６の判定が肯定されてステップ２０８へ移行する。ステップ２０８において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、ステップ２０４で読み出した監視対象物の情報に含まれるランプ点灯状態の個々の他車両の特定位置を表す位置情報(特定位置のピッチ角)に基づいて、自車両の前方に存在するランプ点灯状態の全ての他車両について、他車両の窓ガラスの上端位置(図９に示す破線１０８も参照)と水平線との角度差であるガラス上端推定角度を各々演算する。
他車両のガラス上端推定角度の演算は、位置情報が表す他車両の特定位置よりも予め設定された所定高さ高い位置を他車両のガラス上端位置とみなし、当該ガラス上端位置に対応するピッチ角を演算することで実現できる。所定高さは他車両が対向車か先行車かに応じて異なり、他車両が対向車でかつ他車両の特定位置が他車両のランプ領域(この場合はヘッドランプの領域)の上端位置である場合、所定高さとしては、一例として図１０Ａに示す高さＨ1に相当する高さを用いることができる。また、他車両が先行車でかつ他車両の特定位置が他車両のランプ領域(この場合はテールランプの領域)の上端位置である場合、所定高さとしては、一例として図１０Ｂに示す高さＨ1に相当する高さを用いることができる。
また、他車両が対向車でかつ他車両の特定位置が他車両のランプ領域(ヘッドランプの領域)の下端位置である場合には、所定高さとして、一例として図１０Ａに示す高さＨ3に相当する高さを用いることができ、他車両が先行車でかつ他車両の特定位置が他車両のランプ領域(テールランプの領域)の下端位置である場合には、所定高さとして、一例として図１０Ｂに示す高さＨ4に相当する高さを用いることができる。
また、ランプ領域とガラス上端位置との距離は、他車両の車種、具体的には、バスやトラック等の大型車か、乗用車等の小型車か、によって相違する。このため、大型車と小型車について、上記の所定高さを各々定めておき、撮影画像から個々の他車両が大型車か小型車かを判別し、判別結果に応じて、ガラス上端推定角度の演算に用いる所定高さの値を切り替えるようにしてもよい。
次のステップ２１０において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、ステップ２０８で自車両の前方に存在するランプ点灯状態の全ての他車両について演算したガラス上端推定角度の中の最大値を抽出し、抽出した最大値を、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度としてメモリ２０等に記憶させる。この下側エッジの目標角度は、本発明における「上方照明光源による照明範囲の下側エッジの目標位置」の一例である。
ここで、ステップ２１０で得られた目標角度を、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度としてそのまま用いて上段配光ＬＥＤ群３４を点灯させた場合、上段配光ＬＥＤ群３４からの光が他車両にグレアを与える恐れがある。
すなわち、先に説明したように消失点の検出には或る程度の時間が掛かり、車両の積載状態が標準積載状態と相違している場合には、自車両のイグニッションスイッチがオンされてから消失点の検出が終了する迄の期間、周囲状況監視ＥＣＵ４０から受信する情報に含まれる他車両の特定位置のピッチ角に、カメラ５２の撮影光軸の変化(図８Ｂに示す角度差αも参照)に相当する誤差が加わっている。このため、消失点の検出が終了する迄の期間は、他車両の特定位置のピッチ角に加わっている誤差を原因として、上段配光ＬＥＤ群３４からの光が他車両にグレアを与える可能性がある。
また、本実施形態において、レベリング制御ＥＣＵ５６は、予め求められた自車両のリアサスペンションの沈み込み量と自車両のピッチ方向の傾きの上限値との関係に基づき、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量に対応する上限値まで自車両が傾いているとみなして、ヘッドランプの光軸を制御する。このため、自車両の実際のピッチ方向の傾きが、検知された沈み込み量に対応する上限値よりも小さい場合、自車両のピッチ方向の傾きが上限値の場合よりもヘッドランプの光軸が下向きに制御される。
このように、自車両のピッチ方向の傾きの上限値と実際の傾きとの差がレベリング制御ＥＣＵ５６によるレベリング制御の制御誤差となる。図１１には、車両が予め定められた互いに異なる積載状態(ケース１〜６)のときに、レベリング制御を経たヘッドランプの光軸の位置(傾き)の一例を示す。図１１に示す例では、レベリング制御を経たヘッドランプの光軸が、車両の積載状態によって最大で0.65°変化している。このレベリング制御の制御誤差によっても、上段配光ＬＥＤ群３４からの光が他車両にグレアを与える可能性がある。
このため、本実施形態では、例として図１２に示すような沈み込み量−レベリング制御線マップ２６を予め求め、求めた沈み込み量−レベリング制御線マップ２６を記憶部２２に予め記憶している。沈み込み量−レベリング制御線マップ２６は、図１２に示す上限のレベリング制御線１２０及び下限のレベリング制御線１２２が各々規定する、ストロークセンサ５８によって検知される車両のリアサスペンションの沈み込み量と、車両のピッチ方向の傾きと、の関係をマップとして登録したものである。
上限のレベリング制御線１２０は、車両のリアサスペンションの沈み込み量と、車両のピッチ方向の傾きの上限値(最大値)と、の関係を表している。上限のレベリング制御線１２０は、レベリング制御ＥＣＵ５６がレベリング制御(ヘッドランプの光軸制御)に際し、車両のリアサスペンションの沈み込み量から車両のピッチ方向の傾きの上限値を判断するために用いている制御線に等しく、本実施形態では、レベリング制御ＥＣＵ５６が用いている制御線を上限のレベリング制御線１２０として流用している。
上限のレベリング制御線１２０を用いることで、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量から、自車両のピッチ方向の傾きの上限値を求めることができる。そして、求めた自車両のピッチ方向の傾きの上限値は、消失点の検出が終了する迄の期間に、カメラ５２の撮影光軸の変化(図８Ｂに示す角度差αも参照)に起因して他車両の特定位置のピッチ角に加わる誤差の最大値に相当するので、上記期間におけるカメラ５２の撮影光軸の変化に起因する誤差分の補正に用いることができる。
また、下限のレベリング制御線１２２は、車両のリアサスペンションの沈み込み量と、車両のピッチ方向の傾きの下限値(最小値)と、の関係を表している。下限のレベリング制御線１２２は、一例として図１３に示すように、車両が様々な積載状態のときの、車両のリアサスペンションの沈み込み量(詳しくは、図１３の横軸は標準積載状態における車高値を基準(＝0mm])としたときの車両後部の車高値の変化)と、レベリング制御による光軸誤差量[％]と、の関係を示す散布図から求めることができる。
具体的には、例えば図１３に示す散布図において、車両後部の車高が各値のときの光軸誤差量の下限値を抽出し、抽出した下限値を包含するように、車両後部の沈み込み量と光軸誤差量の下限値との関係を求める。一例として図１３では、車両後部の車高が0,b2,b3,b4,b5の各値のときの光軸誤差量の下限値a1,a2,a3,a4,a5を抽出し、各点を直線で結ぶことで車両後部の沈み込み量と光軸誤差量の下限値との関係を得ている。そして、求めた車両後部の沈み込み量と光軸誤差量の下限値との関係を、車両のリアサスペンションの沈み込み量と車両のピッチ方向の傾きとの関係に換算することで、図１２に示す下限のレベリング制御線１２２を得ることができる。
本実施形態において、レベリング制御ＥＣＵ５６は、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量に対応する自車両の傾きの上限値まで自車両がピッチ方向に傾いているとみなしてレベリング制御(ヘッドランプの光軸制御)を行う。従って、レベリング制御ＥＣＵ５６によるレベリング制御には制御誤差があり、自車両の実際のピッチ方向の傾きが上限値よりも小さい場合には、自車両の実際のピッチ方向の傾きが上限値の場合よりもヘッドランプの光軸が下向きになる。
これに対し、自車両のリアサスペンションの沈み込み量が各値のときの上限のレベリング制御線１２０と下限のレベリング制御線１２２との差は、レベリング制御ＥＣＵ５６によるレベリング制御の制御誤差の最大値に相当する。従って、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量に対応する上限のレベリング制御線１２０と下限のレベリング制御線１２２との差は、レベリング制御の制御誤差(に起因するヘッドランプの光軸変化の誤差)の補正に用いることができる。
以下、上記の沈み込み量−レベリング制御線マップ２６を用いた上段配光ＬＥＤ群３４の点消灯制御を説明する。ステップ２１２において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、ストロークセンサ５８によって検出された自車両のリアサスペンションの沈み込み量をレベリング制御ＥＣＵ５６から取得する。次のステップ２１４において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、消失点検出フラグの値を参照し、消失点検出フラグが１か否か判定する。
消失点検出フラグが０の場合、消失点の検出が終了していないので、カメラ５２の撮影光軸の変化に起因する誤差分と、レベリング制御の誤差分を各々補正する必要がある。このため、ステップ２１４の判定が否定された場合はステップ２１６へ移行する。
ステップ２１６において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、沈み込み量−レベリング制御線マップ２６に登録されている上限のレベリング制御線１２０が表す車両のリアサスペンションの沈み込み量と、車両のピッチ方向の傾きの上限値(最大値)と、の関係から、ステップ２１２で取得した自車両のリアサスペンションに対応する自車両のピッチ方向の角度(変化量)を、カメラ５２の撮影光軸の変化に起因する最大誤差として求める。
次のステップ２１８において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、沈み込み量−レベリング制御線マップ２６に登録されている上限のレベリング制御線１２０及び下限のレベリング制御線１２２に基づき、ステップ２１２で取得した自車両のリアサスペンションに対応する上限のレベリング制御線１２０及び下限のレベリング制御線１２２の差(＝自車両のピッチ方向の角度変化量)を、レベリング制御の最大誤差として求める。
そして、ステップ２２０において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、先のステップ２１０でメモリ２０等に記憶させた上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度(ガラス上端推定角度)を読み出す。そして、読み出した目標角度に、ステップ２１６で求めた撮影光軸の変化に起因する最大誤差と、ステップ２１８で求めたレベリング制御の最大誤差と、を加算することで、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの下限角度を演算する(次の式も参照)。
照明範囲下限角度←
目標角度(ガラス上端推定角度)＋撮影光軸誤差＋レベリング制御誤差
一方、消失点検出フラグが１の場合は消失点の検出が終了しているので、他車両の特定位置のピッチ角は、周囲状況監視ＥＣＵ４０によって撮影光軸の変化に相当する誤差分が較正されており、カメラ５２の撮影光軸の変化に起因する誤差分の補正は不要である。しかし、レベリング制御の制御誤差は残存しているので、レベリング制御の制御誤差分は補正する必要がある。このため、ステップ２１４の判定が肯定された場合はステップ２２２へ移行する。
ステップ２２２において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、先に説明したステップ２１８と同様に、ステップ２１２で取得した自車両のリアサスペンションに対応する上限のレベリング制御線１２０及び下限のレベリング制御線１２２の差(＝自車両のピッチ方向の角度変化量)を、レベリング制御の最大誤差として求める。
そして、次のステップ２２４において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、先のステップ２１０でメモリ２０等に記憶させた上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度(ガラス上端推定角度)を読み出す。そして、読み出した目標角度に、ステップ２２２で求めたレベリング制御の最大誤差を加算することで、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの下限角度を演算する(次の式も参照)。
照明範囲下限角度←目標角度(ガラス上端推定角度)＋レベリング制御誤差
ステップ２２６において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの角度が、ステップ２２０又はステップ２２４で演算した上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの下限角度以上か否か判定する。
ステップ２２６の判定が肯定された場合、撮影光軸の変化に起因する誤差及びレベリング制御の制御誤差を考慮しても、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲が自車両の前方に存在する個々の他車両と重なることはなく、各他車両にグレアを与える恐れはないと判断できる。このため、ステップ２２６の判定が肯定された場合はステップ２２８へ移行し、ステップ２２８において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、上段配光ＬＥＤ群３４を点灯させる。これにより、上段配光ＬＥＤ群３４からの光により、自車両の前方に存在する他車両よりも上方の範囲(図９に示す範囲１００も参照)が照明され、乗員による遠方の視認性が向上する。
一方、ステップ２２６の判定が否定された場合、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲が自車両の前方に存在する何れかの他車両と重なる可能性がある。このためステップ２２６の判定が否定された場合はステップ２３０へ移行し、ステップ２３０において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、上段配光ＬＥＤ群３４を消灯させる。この場合、上段配光ＬＥＤ群３４の点灯によって自車両の前方に存在する何れかの他車両にグレアを与えることが防止される。
ステップ２２８又はステップ２３０を行うとステップ２３２へ移行し、ステップ２３２において、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、下段配光ＬＥＤ群３６の点消灯及び配光を制御する。この制御についても、各種の要因による誤差(例えば、制御遅れに起因する誤差や車両の個体差に起因する誤差等)を考慮し、一例として図９に範囲１０２として示すように、自車両の前方に存在する他車両の左右端に対して間隔を空けて目標照明範囲を設定し、設定した目標照明範囲に基づいて下段配光ＬＥＤ群３６の制御を行うことが好ましい。ステップ２３２の処理を行うとステップ２３４へ移行する。
このように、本実施形態では、周囲状況監視ＥＣＵ４０が、カメラ５２によって撮影された車両の前方の撮影画像から消失点位置を検出する。また、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、周囲状況監視ＥＣＵ４０によって消失点位置が検出される迄の期間は、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量に応じてヘッドランプの配光を制御し、周囲状況監視ＥＣＵ４０によって消失点位置が検出された後は、検出された消失点位置を基準として較正された他車両の特定位置を表すピッチ角に基づいてヘッドランプの配光を制御する。これにより、消失点位置が検出される迄の期間も含め、他車両にグレアを与えることを抑制することができる。
また、本実施形態では、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６が、自車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明するための上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲が他車両と重ならないように、上段配光ＬＥＤ群３４の点消灯を制御する。これにより、自車両の姿勢が想定より前下がりになったとしても他車両にグレアを与えることを抑制しつつ、自車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明することができる。
また、本実施形態では、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、消失点位置が検出される迄の期間は、ストロークセンサ５８によって検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量からカメラ５２の撮影光軸の変化に起因する最大誤差を求め、他車両の特定位置を表す未較正のピッチ角に基づいて求まる上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度(ガラス上端推定角度)と、求めた撮影光軸の変化に起因する最大誤差と、に基づいて上段配光ＬＥＤ群３４を制御する。これにより、車両用ヘッドランプ配光制御装置１４の開発工数を削減することができる。
更に、本実施形態では、レベリング制御ＥＣＵ５６が、自車両のリアサスペンションの沈み込み量と車両のピッチ方向の傾きの上限値との関係(上限のレベリング制御線１２０)に基づき、検知された自車両のリアサスペンションの沈み込み量に対応する車両のピッチ方向の傾きの上限値まで車両が傾いているとみなしてヘッドランプの光軸を制御する。また、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６は、撮影光軸の変化に起因する最大誤差として、検知された沈み込み量に対応する車両のピッチ方向の傾きの上限値を用いる。これにより、撮影光軸の変化を原因として他車両にグレアを与えることを抑制することを、簡単な処理によって実現することができる。
また、本実施形態では、ヘッドランプ制御ＥＣＵ１６が、予め求められた車両のリアサスペンションの沈み込み量と車両の傾きの範囲との関係(上限のレベリング制御線１２０及び下限のレベリング制御線１２２)に基づき、ストロークセンサ５８によって検知された車両のリアサスペンションの沈み込み量に対応する車両の傾きの範囲の大きさ(上限のレベリング制御線１２０と下限のレベリング制御線１２２との差)をレベリング制御の最大誤差として求め、他車両の特定位置を表す未較正のピッチ角に基づいて求まる上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度(ガラス上端推定角度)と、求めたレベリング制御の最大誤差と、を用いて上段配光ＬＥＤ群３４を制御する。これにより、レベリング制御ＥＣＵ５６によるレベリング制御の制御誤差を原因として他車両にグレアを与えることも抑制することができる。
また、本実施形態では、特許文献１の技術のように、撮影画像からヘッドランプの照明範囲を認識して照明範囲を制御するものではないので、ヘッドランプによる照明範囲の外縁位置における輝度変化が明瞭でない等の理由で、撮影画像からヘッドランプの照明範囲を認識できない等の状況においても、ヘッドランプの配光を適正に制御することができ、他車両にグレアを与えることを抑制することができる。
なお、上記では、レベリング制御ＥＣＵ５６が、ストロークセンサ５８によって検知された車両のリアサスペンションの沈み込み量に対応する車両の傾きの上限値まで車両が傾いているとみなしてヘッドランプの光軸を制御するレベリング制御を行う態様を説明した。しかし本発明は、上記のレベリング制御を行うレベリング制御機構が搭載された車両に適用することに限られるものではなく、例えば、センサによって検知された車両の前部及び後部の車高に基づいて、車両の前後の車高を変更可能な車高制御機構(例えば電子制御サスペンション)が搭載された車両に適用することも可能である。
この場合、車両は車高制御機構によってピッチ方向の傾きがおよそ一定に制御されるので、レベリング制御の制御誤差は考慮する必要が無くなる。このため、例えば消失点の検出が終了する迄の期間は、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの下限角度を、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度(ガラス上端推定角度)に、カメラ５２の撮影光軸の変化に起因する最大誤差を加算した角度、又は、当該角度にレベリング制御の制御誤差以外の誤差を見込んだ所定角度を加算した角度とすることができる。また、消失点の検出が終了した後は、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの下限角度を、上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲の下側エッジの目標角度(ガラス上端推定角度)、又は、当該角度に前記所定角度を加算した角度とすればよい。
また、上記では上段配光ＬＥＤ群３４に含まれる全てのＬＥＤチップを一体的に点消灯させる態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上段配光ＬＥＤ群３４に含まれる個々のＬＥＤチップを単位として点消灯を制御することで、上段配光ＬＥＤ群３４による配光(照明範囲)を制御するようにしてもよい。また、ＡＨＳユニット３２を上段配光ＬＥＤ群３４のユニットと下段配光ＬＥＤ群３６のユニットに分離し、上段配光ＬＥＤ群３４のユニット全体の傾き又は上段配光ＬＥＤ群３４のユニットに内蔵されているリフレクタの傾きを変化させることで、上段配光ＬＥＤ群３４による配光(照明範囲)を制御するようにしてもよい。
また、上記では、車両の傾きに関連する物理量の一例として、ストロークセンサ５８が車両のリアサスペンションの沈み込み量を検知することで、車両の後部の車高を検知する態様を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上記の物理量として、車両の前後のサスペンションの沈み込み量、或いは車両の前輪及び後輪の近傍におけるボディの下端と路面との距離を各々検知することで、車両の前部及び後部の車高を各々検知するようにしてもよい。また、ジャイロセンサ等の出力を利用して車両の傾きを直接検知するようにしてもよい。これらの各態様では車両の傾きを正確に検知することができる。
更に、本明細書に記載の「車両の傾き」には、少なくとも車両のピッチ方向の傾きが含まれるが、車両のロール方向の傾きも含まれていてもよい。すなわち、上記では、車両のピッチ方向の傾きに関連する物理量である車両のリアサスペンションの沈み込み量に応じて、左右のヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈの上段配光ＬＥＤ群３４に対して同一の制御を行う態様を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、車両のピッチ方向の傾きに加えてロール方向の傾き(又は当該傾きに関連する物理量)も検知し、検知した車両のロール方向の傾きに応じて、左右のヘッドランプユニット２８Ｌ,２８Ｈの上段配光ＬＥＤ群３４による照明範囲が各々他車両と重ならないように、左右の上段配光ＬＥＤ群３４を独立に制御してもよい。
また、上記では、消失点の検出が完了し、消失点検出フラグに１が設定されると、図７のステップ２１４の判定が肯定されることで、画像から得られる情報を検出された消失点位置に応じて較正した情報に基づいてヘッドランプの配光を制御する処理(図７のステップ２２２,２２４を含む処理)を直ちに開始する態様を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、消失点の検出が完了し、消失点検出フラグに１が設定されてから所定時間が経過した後に、画像から得られる情報を検出された消失点位置に応じて較正した情報に基づいてヘッドランプの配光を制御する処理を開始することも権利範囲に含まれる。
１４ 車両用ヘッドランプ配光制御装置
１６ ヘッドランプ制御ＥＣＵ
２６ 沈み込み量−レベリング制御線マップ
２８Ｌ,２８Ｒ ヘッドランプユニット
３２ ＡＨＳユニット
３４ 上段配光ＬＥＤ群
４０ 周囲状況監視ＥＣＵ
５２ カメラ
５６ レベリング制御ＥＣＵ
５８ ストロークセンサ
８０ 撮影光軸
１２０ レベリング制御線
１２２ レベリング制御線

Claims (5)

  1. 撮影部によって撮影された車両の前方の画像から基準位置を検出する検出部と、
    前記検出部によって前記基準位置が検出される迄の期間は、検知部によって検知された前記車両の傾き又は前記車両の傾きに関連する物理量に応じて前記車両のヘッドランプの配光を制御し、前記検出部によって前記基準位置が検出された後に、前記画像から得られる情報を検出された前記基準位置に応じて較正した情報に基づいて、前記ヘッドランプの配光を制御する制御部と、
    を含む車両用ヘッドランプ配光制御装置。
  2. 前記ヘッドランプは、前記車両の前方に存在する他車両よりも上方を照明するための上方照明光源を含み、
    前記制御部は、前記上方照明光源による照明範囲が前記他車両と重ならないように、前記上方照明光源の点消灯及び前記上方照明光源による照明範囲の変更の少なくとも一方を制御する請求項１記載の車両用ヘッドランプ配光制御装置。
  3. 前記検知部により、前記車両の傾きに関連する物理量として前記車両の後部の車高が検知され、
    前記車両には、予め求められた車両の後部の車高と車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値との関係に基づき、検知された前記車高に対応する前記上限値又は当該上限値から所定範囲内の値まで車両が傾いているとみなして前記ヘッドランプの光軸を制御するレベリング制御機構が搭載され、
    前記制御部は、前記基準位置が検出される迄の期間は、検知された前記車高に対応する前記車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値を求め、前記画像から得られる未較正の情報に基づいて求まる、前記上方照明光源による照明範囲が前記他車両と重ならないための前記照明範囲の下側エッジの目標位置と、求めた前記車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値と、を用いて前記上方照明光源を制御する請求項２記載の車両用ヘッドランプ配光制御装置。
  4. 前記検知部により、前記車両の傾きに関連する物理量として前記車両の後部の車高が検知され、
    前記車両には、予め求められた車両の後部の車高と車両の傾きの上限値又は当該上限値から所定範囲内の値との関係に基づき、検知された前記車高に対応する前記上限値まで車両が傾いているとみなして前記ヘッドランプの光軸を制御するレベリング制御機構が搭載され、
    前記制御部は、予め求められた前記車高と車両の傾きの範囲の大きさとの関係に基づき、検知された前記車高に対応する車両の傾きの範囲の大きさを求め、前記画像から得られる未較正の情報に基づいて求まる、前記上方照明光源による照明範囲が前記他車両と重ならないための前記照明範囲の下側エッジの目標位置と、求めた車両の傾きの範囲の大きさと、を用いて前記上方照明光源を制御する請求項２記載の車両用ヘッドランプ配光制御装置。
  5. 撮影部によって撮影された車両の前方の画像から基準位置を検出すると共に、
    前記基準位置を検出する迄の期間は、検知部によって検知された前記車両の傾き又は前記車両の傾きに関連する物理量に応じて前記車両のヘッドランプの配光を制御し、前記基準位置を検出した後に、前記画像から得られる情報を検出した前記基準位置に応じて較正した情報に基づいて、前記ヘッドランプの配光を制御する車両用ヘッドランプ配光制御方法。
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