JP2020050153A - 前照灯の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の前照灯の動作の自動制御に際して、トンネル内や夜間の路上走行時のように車両の周辺環境の照度が周期的に変化する場合であっても、運転者への負担を軽減する。【解決手段】 少なくともハイビーム及びロービームを含む複数のモードのいずれかにて動作可能な車両の前照灯２０と、少なくとも車両の周囲の照度に応じて前記前照灯の複数のモードを切換える制御を行う制御手段と、前記車両の前方の所定範囲の照度ムラを検出する検出手段としての前照灯制御ＥＣＵ１０、照度センサ１１及び前方車載カメラ１２を備え、前照灯制御ＥＣＵ１０は、照度ムラを検出した場合は、前照灯２０がロービーム以外のモードで動作する制御を行う、前照灯の制御装置１。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等の車両の前照灯の制御装置に関する。

近年、自動車等の車両の前照灯の点灯及び消灯やハイビーム及びロービーム間の切替えといった動作を自動的に制御する技術が知られている。そのような例として、特許文献１には、前照灯を備えた車両（自車両）の前方車両有無に基づきハイビーム又はロービームの切替えを行うことに加えて、周辺環境の外光等を先行車や対向車といった前方車両と誤検出する虞がある場合はハイビームへの切替えを禁止するハイビーム設定要否判断手段を備えることで、不要のパッシングの発生を抑制して前方車両への影響を軽減するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−８３７６５号公報

しかしながら、上記従来の技術においては、以下の様な課題があった。すなわち、従来の前照灯の自動制御は主に自車両の周囲の照度又は時間帯に基づき判断するものであるところ、トンネル内や夜間の路上のように灯火が一定間隔で配置されることで周辺環境の照度が短時間で周期的に変化する場合は、ロービームによる点灯制御がなされている状態であることが運転者の視界に影響を与え、負担となることを本発明者は見いだした。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、車両の前照灯の動作の自動制御に際して、トンネル内や夜間の路上走行時のように車両の周辺環境の照度が周期的に変化する場合であっても、運転者への負担を軽減することが可能な前照灯の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の側面は、少なくともハイビーム及びロービームを含む複数のモードのいずれかにて動作可能な車両の前照灯と、少なくとも前記車両の周囲の照度に応じて前記前照灯の複数のモードを切換える制御を行う制御手段と、前記車両の前方の所定範囲の照度ムラを検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段が照度ムラを検出した場合は、前記前照灯が前記ロービーム以外のモードで動作する制御を行う、前照灯の制御装置である。

なお、本発明は他の側面として、前記前照灯の前記複数のモードは、前記ロービームによる前記車両の照明範囲よりも更に前方の範囲を照明するミドルビームを含み、前記制御手段は、少なくとも前記車両の助手席寄りの前記前照灯を、前記ミドルビームにて動作させる制御を行うものであってもよい。

以上のような本発明は、車両の前照灯の動作の自動制御に際して、トンネル内や夜間の路上走行時のように車両の周辺環境の照度が周期的に変化する場合であっても、運転者への負担を軽減することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作のフローチャートを示す図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作のフローチャートを示す図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作のフローチャートを示す図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作環境を説明するための図 （ａ）本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作に用いられるテーブルを示す図（ｂ）本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作に用いられるテーブルを示す図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作状態を説明するための図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作状態を説明するための図 本発明の実施の形態に係る前照灯の制御装置の動作状態を説明するための図

図１は、本発明の実施の形態に係る、車両としての四輪自動車に実装される前照灯の制御装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態の前照灯の制御装置１において、前照灯制御ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、メモリ、通信バス３０を介して図示しない他のＥＣＵと通信する通信装置等を有し、照度センサ１１及び前方車載カメラ１２から取得した情報に基づいて、前照灯２０の動作を制御する手段である。

照度センサ１１は、前照灯の制御装置１が実装される車両（以下、自車両と称す）周辺の照度を検出する手段である。前方車載カメラ１２は、自車両の前方の所定範囲の光景を動画像として撮像する手段であって、前照灯制御ＥＣＵ１０は、前方車載カメラ１２が撮像した映像に対しフレーム単位で輝度分布を解析することにより、自車両の前方車両の有無及びその位置の判断、並びに後述する灯火ムラの検出を行う。

前照灯２０は、光束の照射領域の位置が自車両前方の奥行き方向に沿って互いに異なる三種の光源であるハイビーム光源２０ａ、ミドルビーム光源２０ｂ及びロービーム光源２０ｃを有する。ハイビーム光源２０ａ及びロービーム光源２０ｃは従来のハイビーム及びロービームの光束をそれぞれ照射する光源であって、ミドルビーム光源２０ｂは、ハイビーム光源２０ａとロービーム光源２０ｃとの間であってロービーム光源２０ｃよりも遠距離を照射領域とする光源である。

更に、ハイビーム光源２０ａ、ミドルビーム光源２０ｂ及びロービーム光源２０ｃはいずれも自車両の運転席側（Ｄ）及び助手席側（Ｐ）の一対の光源から構成され、前照灯制御ＥＣＵ１０の制御は、運転席側（Ｄ）及び助手席側（Ｐ）のそれぞれ独立に、ハイビーム光源２０ａ、ミドルビーム光源２０ｂ及びロービーム光源２０ｃのいずれかを選択的に点灯させる制御を行う。

以上の構成において、照度センサ１１及び前照灯制御ＥＣＵ１０の組み合わせは本発明の制御手段に相当し、前照灯２０は本発明の前照灯に相当し、前方車載カメラ１２及び前照灯制御ＥＣＵ１０の組み合わせは本発明の検出手段に相当する。

本実施の形態の前照灯の制御装置１は、上記の構成を備えたことにより、前照灯２０の点灯時において自車両の前方奥行き方向に沿った照度の変化を照度ムラとして検出した場合は、ロービーム光源及びミドルビーム光源を用いて点灯させる制御を実行する。

以下、図２〜４のフローチャートを参照して、本実施の形態の前照灯の制御装置１の動作を詳しく説明する。

図２に示すように、動作開始後、照度センサ１１が自車両の周辺の照度を測定すると（Ｓ１）、前照灯制御ＥＣＵ１０は測定された照度に基づき前照灯２０の基本動作モードとして、ハイビーム及びロービーム並びに無灯火のいずれかの動作を選択する（Ｓ２、Ｓ３）。なお、ハイビーム光源２０ａとロービーム光源２０ｃとの切替えは、予め自らのメモリに記憶した所定の閾値との比較に基づき、閾値以上であればロービーム光源２０ｃを、閾値未満であればハイビーム光源２０ａを選択する。

基本動作モードにハイビームを選択した場合は、前照灯制御ＥＣＵ１０は前方車載カメラ１２の撮像した映像に基づき、自車両の対向車の有無を判定する（Ｓ４）。対向車が存在すると判断した場合は、前照灯制御ＥＣＵ１０は運転席側（Ｄ）の光源をロービーム光源２０ｃに、助手席側（Ｐ）の光源をハイビーム光源２０ａにそれぞれ設定し（Ｓ５）、Ｓ９へ移行する。一方、対向車が存在しないと判断した場合は、前照灯制御ＥＣＵ１０は運転席側（Ｄ）及び助手席側（Ｐ）両方の光源をハイビーム光源２０ａに設定し（Ｓ６）、Ｓ９へ移行する。

次に、Ｓ３にて基本動作モードにロービームを選択した場合は、前照灯制御ＥＣＵ１０は前方車載カメラ１２の撮像した映像に基づき、自車両の前方の照度ムラを検出し、これに基づく動作モード判定を実行する（Ｓ７）。

ここで図５を参照して、自車両の周囲環境の照度ムラについて説明を行う。トンネル内の路面４０上においては、トンネル内の灯火ランプは所定間隔にて点在して配列されるため、路面４０上における個々の灯火ランプの照明領域Ｒｅも、図中自車両５０からの距離Ｄ２及びＤ４の地点のように路面４０の延伸方向に沿って点在して配列されることとなり、その結果、路面４０上には、図中自車両５０からの距離Ｄ１、Ｄ３及びＤ５の地点のように、照明領域Ｒｅに挟まれる形で照度が低い暗所が点在して形成され、これが照度ムラの一例としての灯火ムラとなる。

このような路面４０上を自車両５０が走行している場合、一般に路面４０近傍全体の照度はハイビームを必要としない程度なので、Ｓ３の基本動作モードとしてはロービームＬＢの点灯が選択されるところ、自車両５０の運転者にとっては視界に常時灯火ムラが含まれることとなる。灯火ムラはセンターライン４１及び路面４０の路肩の視認性を低下させ、運転者にとって運転時の負担が大きくなってしまう。

本実施の形態における動作モード判定は、上記の灯火ムラに基づく不具合に対応するもので、図３に示すフローチャートに従って行われる。はじめに、前方車載カメラ１２にて路面４０を撮像し（Ｓ７１）、前照灯制御ＥＣＵ１０は前方車載カメラ１２から映像を取得すると、これをフレーム単位で切り出して、所定単位にて輝度の分布を解析して（Ｓ７２）灯火ムラの有無を判定する（Ｓ７３）。

Ｓ７３の内容である灯火ムラの判定動作は、図４のフローチャートを参照して、以下の通りである。前照灯制御ＥＣＵ１０は、取得した映像フレームにおいて、図５に示すように自車両５０の進行方向前方の路面４０を含む領域に対して、それぞれ自車両５０の進行方向に沿って延伸するとともに、自車両５０の幅方向に沿って配列された中央（Ｃ）、左端（Ｌ）、右端（Ｒ）の３本の軌跡線を設定し、各々の軌跡線上の輝度の変化をリスト化する。

具体的には中央軌跡線Ｃ上における輝度を所定距離毎にプロットすることにより輝度の変化をリスト化した（Ｓ７３１）後、同様にして左右両端の軌跡線Ｌ、Ｒ上における輝度の変化をリスト化し（Ｓ７３２）、これを図６（ａ）に示すテーブルに配列して（Ｓ７３３）、自車両５０の幅方向の輝度として算出する。なお、図６（ａ）においては例として所定距離を２ｍ毎にプロットして（Ｄ０〜Ｄ５間は５０ｍ）するものとした。また、Ｓ７３１及びＳ７３２は並行して実行してもよい。

次に、前照灯制御ＥＣＵ１０は、テーブル内の幅方向の輝度を、予め自らのメモリに記憶した所定の閾値と比較し閾値未満の輝度があるかどうかを判定する（Ｓ７３４）。本実施例では、軌跡線Ｌ、Ｃ、Ｒの全てについて閾値未満の輝度があれば路面４０には灯火ムラがあると判断して（Ｓ７３５）、図３のＳ７４へ移行し、閾値未満の輝度がなければ路面４０には灯火ムラがないと判断して（Ｓ７３６）、図３のＳ７７へ移行する。なお、例として、図６（ｂ）には閾値が６（ｌｘ）である場合を示し、図５に示す自車両５０からの距離Ｄ３、Ｄ５の近傍の領域が暗所を形成することで路面４０に灯火ムラが存在していることを意味する。

再び図３のフローチャートを参照して、路面４０に灯火ムラがある場合は、上述のように、前照灯制御ＥＣＵ１０は、前方車載カメラ１２から取得した映像のフレームの輝度解析から、前方車両としての対向車の有無を判定する（Ｓ７４）。

対向車が存在すると判定した場合は、前照灯制御ＥＣＵ１０は運転席側（Ｄ）の光源をロービーム光源２０ｃに設定し、助手席側（Ｐ）の光源をミドルビーム光源２０ｂに設定して（Ｓ７５）、図２のＳ９へ移行する。一方、対向車が存在しないと判定した場合は、前照灯制御ＥＣＵ１０は運転席側（Ｄ）及び助手席側（Ｐ）の両方の光源をミドルビーム光源２０ｂに設定して（Ｓ７５）、図２のＳ９へ移行する。

更に、路面４０に灯火ムラがない場合は、上述のように、前照灯制御ＥＣＵ１０は運転席側（Ｄ）及び助手席側（Ｐ）の両方の光源をロービーム光源２０ｃに設定して（Ｓ７７）、図２のＳ９へ移行する。

最後に、図２のフローチャートを参照して、前照灯２０は、前照灯制御ＥＣＵ１０がＳ５、Ｓ６又はＳ８のいずれかの設定に応じて動作する。なお、ここでＳ８の内容は図３のＳ７５〜Ｓ７７のいずれかに１つに対応する。

以上のフローチャートに基づく動作は以下の通りとなる。すなわち、（Ａ１）路面４０が一定照度以下で自車両５０がロービームによる点灯が求められる場合であって、（Ｂ１）灯火ムラが存在し、更に対向車が存在する場合は、Ｓ７５のフローに従い、図７に示すように、自車両５０は運転席側の前照灯２０ＤをロービームＬＢにて点灯させ、助手席側の前照灯２０ＰをミドルビームＭＢにて点灯させる。これにより、ミドルビームＭＢが照明領域Ｒｅに挟まれる暗所を照明することにより灯火ムラを解消してセンターライン４１及び路面４０の路肩の視認性を高めて、自車両５０の運転者の負担を軽減する。更に、運転席側の前照灯２０ＤがロービームＬＢにて点灯することにより、運転席寄りに位置する対向車線を走行する対向車５１を直接照明してしまう恐れを軽減することが可能となる。

次に、上記（Ａ１）の条件でかつ（Ｃ１）灯火ムラが存在しない場合は、Ｓ７７のフローに従い、図８に示すように、自車両５０は運転席側の前照灯２０Ｄ及び助手席側の前照灯２０ＰをロービームＬＢにて点灯させる。この場合は従来の前照灯の自動制御と同様となる。

次に、上記（Ａ１）の条件でかつ（Ｄ１）灯火ムラが存在し、更に対向車が存在しない場合は、Ｓ７６のフローに従い、図９に示すように、自車両５０は運転席側の前照灯２０Ｄ及び助手席側の前照灯２０ＰをミドルビームＭＢにて点灯させる。これにより、ミドルビームＭＢが照明領域Ｒｅに挟まれる暗所を照明することにより灯火ムラを解消してセンターライン４１及び路面４０の路肩の視認性を高めて、自車両５０の運転者の負担を軽減する。更に、運転席寄りに位置する対向車線も走行車線と同様の範囲で照明されることから、運転者の負担を更に軽減することが可能となる。

なお、（Ａ２）路面４０が一定照度未満で自車両５０がハイビームによる点灯が求められる場合であって、（Ｂ２）対向車が存在する場合は、Ｓ５のフローに従い、自車両５０は運転席側の前照灯２０ＤをロービームＬＢにて点灯させ、助手席側の前照灯２０Ｐをハイビームにて点灯させる。これにより自車両５０の運転者の視界の確保と、対向車５１を直接照明してしまう恐れの軽減を両立させることが可能となる。また、上記（Ａ２）の条件で且つ（Ｃ２）対向車が存在しない場合は、Ｓ６のフローに従い、自車両５０は運転席側の前照灯２０Ｄ及び助手席側の前照灯２０Ｐをハイビームにて点灯させる。この場合は従来の前照灯の自動制御と同様となる。

以上のように、本発明の実施の形態の前照灯の制御装置によれば、前照灯の点灯時において自車両の前方奥行き方向に沿った照度の変化を照度ムラとして検出した場合は、ロービーム光源及びミドルビーム光源を用いて点灯させる制御を実行することにより、トンネル内や夜間の路上走行時のように車両の周辺環境の照度が周期的に変化する灯火ムラが発生する状況であっても、運転者への負担を軽減することが可能となる。

更に、本実施の形態の前照灯の制御装置によれば、ミドルビーム光源を運転席側の前照灯のみに選択的に点灯させることにより、運転席寄りに位置する対向車線を走行する対向車を直接照明してしまう恐れも併せて軽減することが可能となる。

しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。

上記の説明においては、灯火ムラを検出した場合はミドルビーム光源２０ｂを用いるものとして説明を行ったが、ハイビーム光源２０ａを用いるものとしてもよく、同様の効果を奏する。すなわち、本発明はハイビーム及びロービームを含む複数のモードで動作可能な前照灯を有するものであればよく、その他のモードの有無によって限定されるものではない。

また、上記の説明においては、照度ムラの一例としての灯火ムラを例にとったが、照度ムラは人工的な灯火に寄らずとも、例えば木陰を走行する場合等、自然光に起因するものでも生じうるものであり、本発明は照度ムラにおいても同様に適用される。更に、上記の説明においては、灯火ムラの判定について、軌跡線Ｌ、Ｃ、Ｒの全てについて閾値未満の輝度があれば路面４０には灯火ムラがあると判断するものとしたが、軌跡線Ｌ、Ｃ、Ｒのいずれか任意の単数又は複数の組み合わせについての輝度に基づき判定するものとしてもよい。

以上のように、本発明は、前照灯の制御装置であって、少なくともハイビーム及びロービームを含む複数のモードのいずれかにて動作可能な車両の前照灯と、少なくとも前記車両の周囲の照度に応じて前記前照灯の複数のモードを切換える制御を行う制御手段と、前記車両の前方の所定範囲の照度ムラを検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段が照度ムラを検出した場合は、前記前照灯が前記ロービーム以外のモードで動作する制御を行うものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。

したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

以上のような本発明は、車両の前照灯の動作の自動制御に際して、トンネル内や夜間の路上走行時のように車両の周辺環境の照度が周期的に変化する場合であっても、運転者への負担を軽減することが可能になるという効果を奏し、例えば四輪自動車等の車両への適用において有用である。

１ 前照灯の制御装置
１０ 前照灯制御ＥＣＵ
１１ 照度センサ
１２ 前方車載カメラ
２０、２０Ｄ、２０Ｐ 前照灯
２０ａ ハイビーム光源
２０ｂ ミドルビーム光源
２０ｃ ロービーム光源
３０ 通信バス
４０ 路面
４１ センターライン
５０ 自車両
５１ 対向車

Claims (1)

1. 少なくともハイビーム及びロービームを含む複数のモードのいずれかにて動作可能な車両の前照灯と、
   少なくとも前記車両の周囲の照度に応じて前記前照灯の複数のモードを切換える制御を行う制御手段と、
   前記車両の前方の所定範囲の照度ムラを検出する検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記検出手段が照度ムラを検出した場合は、前記前照灯が前記ロービーム以外のモードで動作する制御を行う、
   前照灯の制御装置。

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