JP2019137324A - 車両用灯具の点灯制御装置、車両用灯具の点灯制御方法、車両用灯具システム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両に対する前方車両の相対的な上下方向の位置が変動した場合にも前方車両へグレアを与えることを回避する。【解決手段】車両用灯具の点灯制御装置（１０〜１３）は、前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具（１４Ｒ，１４Ｌ）を制御する装置であって、前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出するとともに、当該検出時の上下方向の検出範囲から前方車両が外れた場合、その後に相互間距離と自車両の車速に関する情報とに基づいて自車両が当該相互間距離に相当する距離を走行したことを検出するまでの間、検出範囲から前方車両が外れる以前に設定されていた配光パターンを維持するように車両用灯具（１４Ｒ，１４Ｌ）の点灯制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、前方車両の位置に応じた選択的な光照射を行う車両用灯具における点灯制御技術に関する。

車両用灯具として、前方の車両の状態に応じて自車の前照灯の走行灯（ドライビングビーム）の点灯を制御するものが知られている。この車両用灯具は、前方に車両が存在する場合に、例えばその車両の部分だけ遮光（ないし減光）され、それ以外の部分には光が照射されるように自車の前照灯の配光状態が制御される。このような配光制御は、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam)制御とも呼ばれる。このような車両用灯具の先行例は、例えば特開２０１３−７９０４４号公報（特許文献１）に開示されている。

上記のような先行例の車両用灯具は、例えばカメラによって撮像された前方車両（先行車または対向車）の車体、もしくは尾灯や前照灯の位置を画像処理によって検出すること等によって前方車両を検出し、それら前方車両の部分に自車の走行灯による光が照射されないように配光制御が行われる。また、前方車両の検出方法として、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）などの方法を用いる場合や、これとカメラとを併用する場合もある。カメラによる位置検出とＬｉＤＡＲ等による距離検出を併用することで遮光範囲をより精度よく設定することができるようになる。

ところで、上記のような車両用灯具においては、前方車両が坂道へ進入した場合などにおいて、自車両に対する前方車両の相対的な上下方向の位置が変動するため、前方車両がＬｉＤＡＲ等の検出手段による検出範囲から外れてしまう場合がある。この場合、前方車両が存在しないものとして配光制御が行われ、あるいは前方車両までの距離が無限大（検出不能）として配光制御が行われることになるため、適切な遮光範囲が設定し難くなりなり、前方車両へグレアを与えるという不都合が生じ得る。

特開２０１３−７９０４４号公報

本発明に係る具体的態様は、自車両に対する前方車両の相対的な上下方向の位置が変動した場合にも前方車両へグレアを与えることを回避し得る技術を提供することを目的の１つとする。

［１］本発明に係る一態様の車両用灯具の点灯制御装置は、（ａ）前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具を制御する装置であって、（ｂ）前記前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出するとともに、当該検出時の上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、その後に前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて前記自車両が当該相互間距離に相当する距離を走行したことを検出するまでの間、前記検出範囲から前記前方車両が外れる以前に設定されていた前記配光パターンを維持するように前記車両用灯具の点灯制御を行う、車両用灯具の点灯制御装置である。
［２］本発明に係る一態様の車両用灯具の点灯制御装置は、（ａ）前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具を制御する装置であって、（ｂ）前記前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出する検出部と、（ｃ）前記検出部による上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、その後に前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて前記自車両が当該相互間距離に相当する距離を前記自車両が走行したことを検出する管理部と、（ｄ）前記前方車両の位置及び前記相互間距離に応じた配光パターンを設定する配光設定部と、（ｅ）前記配光パターンに対応する制御信号を前記車両用灯具へ供給する点灯制御部と、を含み、（ｆ）前記配光設定部は、前記上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、それより以前に設定した前記配光パターンを、前記管理部により前記相互間距離に相当する距離を前記自車両が走行したことが検出されるまで維持する、車両用灯具の点灯制御装置である。
［３］本発明に係る一態様の車両用灯具の点灯制御方法は、（ａ）前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具を制御する方法であって、（ｂ）前記前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出するとともに、当該検出時の上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、その後に前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて前記自車両が当該相互間距離に相当する距離を走行したことを検出するまでの間、前記検出範囲から前記前方車両が外れる以前に設定されていた前記配光パターンを維持するように前記車両用灯具の点灯制御を行う、車両用灯具の点灯制御方法である。
［４］本発明に係る一態様の車両用灯具システムは、上記の点灯制御装置と、当該点灯制御装置により制御される車両用灯具と、を含む、車両用灯具システムである。

上記構成によれば、自車両に対する前方車両の相対的な上下方向の位置が変動した場合にも前方車両へグレアを与えることを回避し得る。

図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。 図２は、距離センサの上下方向の検出範囲について説明するための図である。 図３は、制御部における点灯制御の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、上方しきい値、下方しきい値について説明するための図である。 図５は、車両用灯具システムによる点灯制御の様子について説明するための模式図である。

図１は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示すブロック図である。図示の車両用灯具システムは、カメラ１０、距離センサ１１、車速センサ１２、制御部１３、一対のランプユニット（車両用灯具）１４Ｒ、１４Ｌを含んで構成されている。なお、本実施形態では、カメラ１０、距離センサ１１、車速センサ１２、制御部１３を含んで点灯制御装置が構成されている。

カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば、フロントガラス内側上部）に設置されており、自車両の前方空間を撮影する。なお、車両において他の用途でカメラが備わっている場合には、そのカメラによる出力を用いることでカメラ１０を省略することもできる。

距離センサ１１は、自車両とその前方に存在する他の車両（以下「前方車両」という。）との相互間距離を検出する。なお、車両において他の用途で相互間距離を検出し得るセンサが備わっている場合には、そのセンサによる出力を用いることで距離センサ１１を省略することもできる。

車速センサ１２は、車両の走行時の速度（車速）を検出する。なお、車両において他の用途で車速センサ等が備わっている場合には、そのセンサ等により検出される車速を用いることで車速センサ１２を省略することもできる。

制御部１３は、車両用灯具システムの全体動作を制御するためのものであり、例えばマイクロコンピュータにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって実現される。

各ランプユニット１４Ｒ、１４Ｌは、車両の前部の左右に１つずつ設けられ、車両の前方に光照射を行うためのものである。これらのランプユニット１４Ｒ、１４Ｌは、それぞれ、例えばマトリクス状に配列された複数の発光素子（ＬＥＤ）と、これら発光素子を駆動する駆動回路と、各発光素子により放出される光を投影するレンズなどを含んで構成されている。制御部１３から供給される制御信号に基づいて駆動回路により各発光素子をそれぞれ個別に点消灯させることで、自車両の前方空間に対して種々の配光パターンで光照射を行うことができる。

上記した制御部１３は、マイクロコンピュータにおいて所定の動作プログラムを実行することによって構成される機能ブロックとして、車両位置検出部２０、車両状態検出部２１、補完時間管理部２２、配光設定部２３、点灯制御部２４を含んで構成されている。なお、車両位置検出部２０と車両状態検出部２１が「検出部」に対応し、補完時間管理部２２が「管理部」に対応する。

車両位置検出部２０は、カメラ１０から取得した画像（自車両の前方空間を撮影した画像）に対して画像認識処理を行うことにより、前方車両の位置を検出する。前方車両の位置は、例えば前方車両の前照灯や尾灯を画像中で検出し、それらの位置について、自車両の所定位置を基準にした左右方向（水平方向）における相対的な角度で表すことによって特定される。

車両状態検出部２１は、距離センサ１１の検出結果に基づいて前方車両の状態を検出する。具体的には、車両状態検出部２１は、距離センサ１１による上下方向の検出範囲内において前方車両がどの位置にいるか、あるいは検出範囲から前方車両が外れたか、といった前方車両の状態を検出する。

補完時間管理部２２は、車両状態検出部２１により前方車両が距離センサ１１の検出範囲から外れたことが検出された場合に、その検出時の直前に距離センサ１１によって検出された前方車両と自車両の相互間距離と、車速センサ１２によって検出された自車両の車速に基づいて、上記した相互間距離を自車両が進行するのに要する時間を算出する。この時間は、後ほど詳述するように、前方車両の状態が検出できない状況において配光パターンを変更せずに維持するために設定される時間であり、以後、「補完時間」と呼ぶ。そして、補完時間管理部２２は、この補完時間を求めた後に、この補完時間が経過したか否かを管理する。これは、自車両が上記した相互間距離に相当する距離を進行したか否かを管理することを意味する。なお、補完時間を用いるのではなく、車速センサ１２から車速パルスを読み込み、この車速パルスを用いて、自車両が上記した相互間距離に相当する距離を進行したか否かを管理することも可能である。

配光設定部２３は、車両位置検出部２０によって検出される前方車両の位置と、距離センサ１１によって検出される前方車両との相互間距離に応じて可変に配光パターンを設定する。この配光パターンは、例えば走行ビーム（いわゆるハイビーム）に相当する範囲に照射される光の明暗状況を示すものである。配光パターンには、光照射範囲および光の非照射範囲（減光範囲）が含まれる。例えば、前方車両の存在する位置に対応して設定される一定範囲が非照射範囲に設定され、前方車両の存在しない位置に対応する範囲は光照射範囲に設定される。

このとき、相互間距離を考慮して、例えば光照射範囲や非照射範囲の上下方向（鉛直方向）の広さ（長さ）が設定される。例えば、前方車両の尾灯の間隔が狭いとしても、小型の前方車両が比較的近くに存在する場合と大型の前方車両が比較的遠くに存在する場合とでは好ましい配光パターンが異なる場合がある。このような場合に、相互間距離を考慮することでより好ましい配光パターンを設定することができる。

点灯制御部２４は、配光設定部２３によって設定された配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット１４Ｒ、１４Ｌへ出力する。

図２は、距離センサの上下方向の検出範囲について説明するための図である。図示のように、距離センサ１１は、例えば自車両５０の前部下側の所定位置に設置されており、上下方向および左右方向のそれぞれに一定の検出範囲を有する。このうち、上下方向の検出範囲は、例えば自車両の前後方向に対応した仮想軸（図中一点鎖線で示す）を基準として上方向、下方向それぞれへの角度θで示すことができる。例えば、上方向をプラスの数値、下方向をマイナスの数値で表す。図示のように、例えば自車両５０も前方車両６０も図中の右方向へ走行しているとし、自車両５０の前方には坂道があり、前方車両６０はすでにこの坂道を走行しているものとする。このような場合に、距離センサ１１の検出範囲から前方車両６０が外れるという状況が生じ得る。なお、ここでは上りの坂道を例示しているが、下りの坂道でも同様である。

図３は、制御部における点灯制御の処理手順を示すフローチャートである。以下、当該フローチャートを参照しながら処理手順を詳述する。なお、図示の各処理は、結果に矛盾や不整合を生じない限りにおいて相互に順番を入れ替えて実行することも可能であり、そのような態様も排除しない。

車両状態検出部２１は、車速センサ１２によって検出される自車両の車速を取得する（ステップＳ１１）。また、車両位置検出部２０および車両状態検出部２１は、前方車両情報を検出する（ステップＳ１２）。具体的には、車両位置検出部２０は、カメラ１０による画像に基づいて前方車両の位置を検出する。また、車両状態検出部２１は、距離センサ１１の検出結果に基づいて前方車両の状態を検出する。

次に、車両状態検出部２１は、検出した前方車両の状態に基づいて前方車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ１３）。前方車両が存在しない場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、車両状態検出部２１は、上方角度の前回値が予め定めた上方しきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、図３に示すフローによる処理が一度以上すでに実行され、前回値が図示しないメモリ等に記憶されているものとする（以降においても同様）。

ここで、上方角度とは、前方車両の存在する範囲として検出される上方向の角度の大きさである。また、上方しきい値とは、図４に示すように距離センサ１１による上下方向の検出範囲のうち上方向の検出範囲限界値よりも小さい値に設定された閾値である。

上方角度の前回値が上方しきい値以上である場合には、前回の処理機会において前方車両の上下方向位置が距離センサ１１の検出範囲内外の境界に近い位置にあったと推定できる。そして、当該条件を満たし、かつ今回の処理機会において前方車両が存在しないということは、前方車両が距離センサ１１の上下方向の検出範囲から外れたと推定できる。つまり、前方車両が上下方向においてその検出範囲から外れたことを検出できる。

上方角度の前回値が上方しきい値以上である場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、補完時間管理部２２は、その直前の任意のタイミングで距離センサ１１によって検出された前方車両と自車両との相互間距離と、車速センサ１２によって検出された自車両の車速に基づいて、上記した相互間距離を自車両が進行するのに要する時間である補完時間を算出する（ステップＳ１５）。

次に、補完時間管理部２２は、配光設定部２３に対して、前方車両が検出範囲から外れる以前の配光パターンを維持するように指令を与える。この指令に基づいて、配光設定部２３は、例えば前回の処理機会に設定した配光パターンを維持する。点灯制御部２４は、配光設定部２３によって設定された配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット１４Ｒ、１４Ｌへ出力する。これにより、前方車両の消失前の配光パターンによる配光制御が実行される（ステップＳ１６）。その後、ステップ１１に戻り、以降の処理が実行される。

他方、上方角度の前回値が上方しきい値より小さい場合に（ステップＳ１４；ＮＯ）、車両状態検出部２１は、下方角度の前回値が予め定めた下方しきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。

ここで、下方角度とは、前方車両の存在する範囲として検出される下方向の角度の大きさである。また、下方しきい値とは、図４に示すように距離センサ１１による上下方向の検出範囲のうち下方向の検出範囲限界値よりも大きい値に設定された閾値である。

下方角度の前回値が下方しきい値以下である場合には、前回の処理機会において前方車両の上下方向位置が距離センサ１１の検出範囲内外の境界に近い位置にあったと推定できる。そして、当該条件を満たし、かつ今回の処理機会において前方車両が存在しないということは、前方車両が距離センサ１１の検出範囲から外れたと推定できる。つまり、前方車両が検出範囲外から外れたことを検出できる。

下方角度の前回値が下方しきい値以下である場合に（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、補完時間管理部２２は、その直前の任意のタイミングで距離センサ１１によって検出された前方車両と自車両との相互間距離と、車速センサ１２によって検出された自車両の車速に基づいて、上記した相互間距離を自車両が進行するのに要する時間である補完時間を算出する（ステップＳ１８）。

次に、上記と同様に、前方車両の消失前の配光パターンによる配光制御が実行される（ステップＳ１６）。その後、ステップ１１に戻り、以降の処理が実行される。

また、下方角度の前回値が下方しきい値より大きい場合に（ステップＳ１７；ＮＯ）、補完時間管理部２２は、設定した補完時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１９）。なお、本ステップの処理は、例えばステップＳ１５ないしステップ１８で補完時間が設定された後の処理機会において、前方車両が存在しなくなったことから上方角度または下方角度が未確定となり、ステップ１４およびステップ１７でそれぞれ否定判定がなされた場合に対応する処理である。

補完時間が経過していない場合には（ステップＳ１９；ＮＯ）、上記と同様に、前方車両の消失前の配光パターンによる配光制御が実行される（ステップＳ１６）。その後、ステップ１１に戻り、以降の処理が実行される。

補完時間が経過した場合には（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、配光設定部２３は、遮光範囲を設けずに全範囲を光照射範囲とする配光パターンを設定する。点灯制御部２４は、配光設定部２３によって設定された配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット１４Ｒ、１４Ｌへ出力する。これにより、全範囲を光照射範囲とした配光パターンによる配光制御が実行される（ステップＳ２０）。その後、ステップ１１に戻り、以降の処理が実行される。

他方、上記したステップ１３において、前方車両が存在すると判定された場合には（ステップＳ１３；ＮＯ）、補完時間管理部２２は、設定していた補完時間をクリアする（ステップＳ２１）。

この場合、配光設定部２３は、ステップ１２において検出された今回の処理機会における前方車両情報に基づいて配光パターンを設定する。点灯制御部２４は、配光設定部２３によって設定された配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット１４Ｒ、１４Ｌへ出力する。これにより、前方車両の位置や相互間距離に応じた配光パターンによる配光制御が実行される（ステップＳ２２）。その後、ステップ１１に戻り、以降の処理が実行される。

図５は、車両用灯具システムによる点灯制御の様子について説明するための模式図である。図５（Ａ）は、前方車両６０が坂道に進入する直前の様子を示している。この場合には、前方車両６０の位置および相互間距離に応じて、前方車両６０のリアガラスやバックミラー等を含む範囲を遮光範囲７０に設定し、それ以外の範囲を光照射範囲に設定した配光パターンによる点灯制御が実行されている。なお、ロービームも照射されている。図５（Ｂ）は、前方車両６０が坂道に進入した際の様子を示している。この場合には、図５（Ａ）に示した遮光範囲７０および光照射範囲による配光パターンが維持されており、前方車両６０へのグレアが防止される。図５（Ｃ）は、比較例の様子を示している。この場合には、前方車両６０が坂道に進入し、検出範囲から外れたことから、前方車両６０が存在しないものとして遮光範囲７０が解除された配光パターンによる点灯制御が実行されている。それによって、前方車両６０にグレアを与える状況となることがわかる。

以上のような実施形態によれば、自車両に対する前方車両の相対的な上下方向の位置が変動した場合にも前方車両へグレアを与えることを回避し得る。

なお、本発明は上記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ランプユニットの構成例として複数の発光素子を用いるものを挙げていたがこれに限定されない。レーザー素子により蛍光体等を走査することで選択的な光照射を行うランプユニットを用いてもよいし、光源と複数の遮蔽板を組み合わせて選択的な光照射を行うランプユニットを用いてもよい。

また、上記した実施形態ではカメラと距離センサを併用して前方車両の状態を検出していたが、ＬｉＤＡＲなどのセンサにより前方車両の位置と相互間距離の双方を検出して配光制御を行う場合にも本発明を適用可能である。

また、上記した実施形態では、前方車両の位置に対応した減光の典型例として遮光（非照射）を示していたが、減光の他の例として、グレアを与えない程度に光の強度を低下させるようにしてもよい。

１０：カメラ
１１：距離センサ
１２：車速センサ
１３：制御部
１４Ｌ、１４Ｒ：ランプユニット
２０：車両位置検出部
２１：車両状態検出部
２２：補完時間管理部
２３：配光設定部
２４：点灯制御部
５０：自車両
６０：前方車両
７０：遮光範囲（減光範囲）

Claims (6)

1. 前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具を制御する装置であって、
   前記前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出するとともに、当該検出時の上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、その後に前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて前記自車両が当該相互間距離に相当する距離を走行したことを検出するまでの間、前記検出範囲から前記前方車両が外れる以前に設定されていた前記配光パターンを維持するように前記車両用灯具の点灯制御を行う、
   車両用灯具の点灯制御装置。
2. 前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具を制御する装置であって、
   前記前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出する検出部と、
   前記検出部による上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、その後に前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて前記自車両が当該相互間距離に相当する距離を前記自車両が走行したことを検出する管理部と、
   前記前方車両の位置及び前記相互間距離に応じた配光パターンを設定する配光設定部と、
   前記配光パターンに対応する制御信号を前記車両用灯具へ供給する点灯制御部と、
   を含み、
   前記配光設定部は、前記上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、それより以前に設定した前記配光パターンを、前記管理部により前記相互間距離に相当する距離を前記自車両が走行したことが検出されるまで維持する、
   車両用灯具の点灯制御装置。
3. 前記検出部による前記上下方向の検出範囲は、少なくとも前記相互間距離を検出するための検出範囲である、
   請求項２に記載の点灯制御装置。
4. 前記管理部は、前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて当該相互間距離に相当する距離を前記自車両が走行するのに要する時間を求め、当該時間が経過した場合に前記相互間距離に相当する距離を前記自車両が走行したことを検出する、
   請求項２又は３に記載の点灯制御装置。
5. 前方車両の状況に応じた配光パターンによる選択的な光照射を行うために車両用灯具を制御する方法であって、
   前記前方車両の位置及び自車両との相互間距離を検出するとともに、当該検出時の上下方向の検出範囲から前記前方車両が外れた場合、その後に前記相互間距離と前記自車両の車速に関する情報とに基づいて前記自車両が当該相互間距離に相当する距離を走行したことを検出するまでの間、前記検出範囲から前記前方車両が外れる以前に設定されていた前記配光パターンを維持するように前記車両用灯具の点灯制御を行う、
   車両用灯具の点灯制御方法。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載の点灯制御装置と、当該点灯制御装置により制御される車両用灯具と、を含む、車両用灯具システム。

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