JP3560540B2 - 車両用前照灯光軸方向自動調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に配設される前照灯による照射の光軸方向を自動的に調整する車両用前照灯光軸方向自動調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザレーダ機構によって先行車との車間距離を計測し、特に、先行車が遠く離れている場合には眩光を与えない程度に前照灯の光軸方向を上げるよう調整することで、前方視認性を確保するものが知られている。
【０００３】
これに関連する先行技術文献としては、特開平１０−１５１９８７号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、検出された先行車を前照灯の照射範囲から除外するように配光を変化させさせる技術が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように、前照灯の配光の一部分を変化させるようにするには、前照灯及びその周辺構造が複雑かつ高価なものとならざるを得ない。また、車両の真ん前方向の先行車までの車間距離に応じて前照灯の光軸方向を上げるよう調整すると、その左右周辺にいる先行車に対しては前照灯の配光特性から眩光を与えてしまうという不具合があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、安価なシステム構成にて先行車に眩光を与えることなく、前方視認性を向上可能な車両用前照灯光軸方向自動調整装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両用前照灯光軸方向自動調整装置によれば、前方情報検出手段で車両の前方情報として左右方向で複数に分割された所定角度範囲毎の先行車までの車間距離が検出され、これらの車間距離に応じて目標角演算手段で車両の前照灯の光軸上げ目標角が算出され、光軸方向調整手段ではこれらの光軸上げ目標角のうち最も下向きとなる角度が選定され、この選定された光軸上げ目標角に基づき前照灯の光軸方向が調整制御される。これにより、システム構成を複雑化することなく、先行車に眩光を与えることのない光軸上げ制御が実現でき、前照灯の光軸方向を適切に上げるよう調整制御されることで前方視認性が向上されるという効果が得られる。
【０００７】
請求項２の車両用前照灯光軸方向自動調整装置では、前方情報検出手段をレーダ機構または画像情報処理システムであるとするものであり、例えば、モジュール化されたレーザレーダ機構を用い、車両の前方情報として左右方向の所定角度範囲でスキャン（Ｓｃａｎ：走査）を行うことで、その角度範囲内の先行車を全て検出することができるという効果が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置が適用された車両の全体構成を示す概略図である。
【００１０】
図１において、車両の前部及び後部の運転席側または助手席側の車軸にはそれぞれ前輪側の車高センサ１１Ｆ、後輪側の車高センサ１１Ｒが取付けられている。これら車高センサ１１Ｆ，１１Ｒからは前輪側の車軸及び後輪側の車軸と車体との相対変位量、即ち、車高の変位量としてのフロント車高値（前輪側の車高の変位量）ＨＦ及びリヤ車高値（後輪側の車高の変位量）ＨＲ、その他の各種センサから各種センサ信号が車両に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）２０に入力されている。なお、ＥＣＵ２０は便宜上、車両の外部に図示されている。
【００１１】
ＥＣＵ２０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ２１、制御プログラムを格納したＲＯＭ２２、各種データを格納するＲＡＭ２３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ２４、入出力回路２５及びそれらを接続するバスライン２６等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１２】
そして、ＥＣＵ２０からの出力信号が車両の左右のヘッドライト（前照灯）３０Ｌ，３０Ｒの各アクチュエータ３５Ｌ，３５Ｒに入力され、後述するように、左右のヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸方向が調整される。また、車両の、例えば、フロントバンパ部分には前方情報として所定の左右角度幅でスキャンを行いその範囲内の先行車を全て検出するため周知のレーザレーダ機構４０が搭載されており、後述するように、このレーザレーダ機構４０により検出された先行車との車間距離がＥＣＵ２０に入力され、ヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸方向の調整制御の際に用いられる。
【００１３】
図２は図１のヘッドライト３０Ｌ（３０Ｒ）の要部構成を示す断面図である。
【００１４】
図２において、ヘッドライト３０Ｌ（３０Ｒ）は主として、ランプ３１とそのランプ３１を固定するリフレクタ３２、そのリフレクタ３２を円弧矢印方向に揺動自在に支持する一方のロッド状の支持部３３及びリフレクタ３２を支持すると共に可動自在な他方のロッド状の可動部３４、その可動部３４を前後矢印方向に駆動するステップモータまたはＤＣモータ等からなるアクチュエータ３５Ｌ（３５Ｒ）にて構成されている。このため、可動部３４がアクチュエータ３５Ｌ（３５Ｒ）にて前後方向に駆動されることで支持部３３の先端を支点としてリフレクタ３２が上下方向に後述の光軸目標角（目標光軸方向調整角度）θａ だけ傾けられ、ヘッドライト３０Ｌ（３０Ｒ）の光軸方向が調整される。なお、ヘッドライト３０Ｌ（３０Ｒ）の光軸方向は運転者１名が乗車した状態を想定して初期設定されている。
【００１５】
次に、本実施例の車両用前照灯光軸方向自動調整装置で用いられる車両の前後方向のピッチ角θｐ の算出について述べる。
【００１６】
ＥＣＵ２０内に入力される車両の各種センサ信号のうち車高センサ１１Ｆ，１１Ｒからのフロント車高値ＨＦ及びリヤ車高値ＨＲに基づき車両の前後方向の予め設定された基準面に対する傾き角としてのピッチ角θｐ 〔°〕が、次式（１）にて算出される。ここで、Ｌｗ は前輪及び後輪のホイールベース（軸間距離）である。
【００１７】
【数１】
θｐ ＝ｔａｎ ^−１｛（ＨＦ−ＨＲ）／Ｌｗ ｝ ・・・（１）
【００１８】
このピッチ角θｐ に対して、θａ ≒−θｐ であって対向車に眩光を与えることのない光軸目標角θａ が算出される。なお、ヘッドライト３０Ｌ（３０Ｒ）の通常制御における光軸目標角θａ としては、先行車等に眩光を与えることなく、かつ、運転者の前方視認性を確保可能な下向き１〔％〕（≒−０．５７〔°〕）となるよう保持される。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置で使用されているＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１におけるヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸上げ制御の処理手順を示す図３のフローチャートに基づき、図４及び図５を参照して説明する。ここで、図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置が適用された車両のヘッドライト照射範囲、分割ゾーン毎の先行車との車間距離を示す説明図である。また、図５は図３で分割ゾーン毎の車間距離をパラメータとして光軸上げ目標角を求めるマップである。なお、この制御ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ２１にて繰返し実行される。
【００２０】
図３において、まず、ステップＳ１０１にて、車両の前方情報としてレーザレーダ機構４０からの出力信号が読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、ステップＳ１０１で読込まれたレーザレーダ機構４０からの出力信号に基づき、図４に示すように、車両に対して予め設定された分割ゾーンＺ１ ，Ｚ２ ，Ｚ３ 毎の車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ が算出される。なお、このときのヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの配光特性による照射範囲は、図４に破線にて示すように、右側の対向車線側は遠方までは照射せず、真ん前の自車線及び左側を遠方まで照射されるようになっている。したがって、同じ先行車までの車間距離であっても先行車が何処に存在しているかによって、ヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒにおける光軸上げ調整制御で許容される角度が変化することとなる。
【００２１】
次に、ステップＳ１０３に移行して、ステップＳ１０２で算出された各車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ に応じた光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３が図５のマップにて算出される。即ち、図５（ａ）にて分割ゾーンＺ１ の車間距離Ｄ１ 〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ１〔°〕、図５（ｂ）にて分割ゾーンＺ２ の車間距離Ｄ２ 〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ２〔°〕、図５（ｃ）にて分割ゾーンＺ３ の車間距離Ｄ３ 〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ３〔°〕がそれぞれ算出される。
【００２２】
ここで、例えば、図４に示す分割ゾーンＺ１ における先行車Ａまでの車間距離Ｄ１ が９０〔ｍ〕、分割ゾーンＺ２ における先行車Ｂまでの車間距離Ｄ２ が１１０〔ｍ〕、分割ゾーンＺ３ における先行車Ｃまでの車間距離Ｄ３ が８０〔ｍ〕であるとする。すると、図５（ａ）から分割ゾーンＺ１ における先行車Ａまでの車間距離Ｄ１ ＝９０〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ１は０．４〔°〕、図５（ｂ）から分割ゾーンＺ２ における先行車Ｂまでの車間距離Ｄ２ ＝１１０〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ２は０．３〔°〕、図５（ｃ）から分割ゾーンＺ３ における先行車Ｃまでの車間距離Ｄ３ ＝８０〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ３は０〔°〕となる。
【００２３】
次にステップＳ１０４に移行して、ステップＳ１０３で算出された光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３のうちの最小値が選出される。上述の例によれば、光軸上げ目標角の最小値として０〔°〕が選出される。つまり、この場合、分割ゾーンＺ２ における真ん前の先行車Ｂより分割ゾーンＺ３ における左側の先行車Ｃに対する眩光を考慮する必要があるため、光軸上げ制御が実行されないこととなる。
【００２４】
ここで、例えば、分割ゾーンＺ２ における真ん前の先行車Ｂより分割ゾーンＺ３ における左側の先行車Ｃを含む先行車がいないときには、ステップＳ１０３のマップ検索で、分割ゾーンＺ３ の車間距離Ｄ３ ＝∞〔ｍ〕に対する光軸上げ目標角θＨ３は０．５〔°〕となる。このため、光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３のうちの最小値として０．３〔°〕が選出されることとなる。即ち、このときには、分割ゾーンＺ２ における真ん前の先行車Ｂより分割ゾーンＺ１ における右側の先行車Ａの方が近くにいるが、ヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの照射範囲が考慮され、光軸上げ制御が実行されることで前方視認性が向上されるのである。次にステップＳ１０５に移行して、ステップＳ１０４で選出された光軸上げ目標角の最小値に応じてアクチュエータ３５Ｌ，３５Ｒが駆動されヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸制御が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２５】
なお、上述の処理には次のような利点もある。もし、先行車までの車間距離を上述のように分割しないで、一括して処理した場合には、全ての先行車に対する位置情報が必要となる。通常、先行車に対する位置情報は、レーザレーダ機構４０内のＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）−ＥＣＵ等からの通信で得られるため、左右距離で１バイト、前方距離で１バイト必要だとすると、例えば、前方に１０台の先行車がいた場合には、２０バイトの通信が必要になり、通信負荷が高くなる。これに対し、本実施例のように先行車位置を分割し、ＡＣＣ−ＥＣＵから通信データとして、車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ の順に出力すれば、３バイト（＝１バイト×３）で光軸上げ制御に必要な情報を受取ることが可能となる。
【００２６】
このように、本実施例の車両用前照灯光軸方向自動調整装置は、車両の前方情報として左右方向で３分割（複数に分割）した所定角度範囲としての分割ゾーンＺ１ ，Ｚ２ ，Ｚ３ 毎に先行車Ａ，Ｂ，Ｃまでの車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ を検出する前方情報検出手段と、前記前方情報検出手段で検出された３つ（複数）の車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ に応じた車両のヘッドライト（前照灯）３０Ｌ，３０Ｒの光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３を算出するＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１にて達成される目標角演算手段と、前記目標角演算手段で算出された光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３のうち最も下向きとなる角度に基づきヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸方向を調整するＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１、アクチュエータ３５Ｌ，３５Ｒ等からなる光軸方向調整手段とを具備するものである。また、本実施例の車両用前照灯光軸方向自動調整装置は、前方情報検出手段をレーザレーダ機構４０であるとするものである。
【００２７】
つまり、車両の前方情報を得るため左右方向に予め３分割された所定角度範囲としての分割ゾーンＺ１ ，Ｚ２ ，Ｚ３ 毎に先行車Ａ，Ｂ，Ｃまでの車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ がレーザレーダ機構４０によって検出され、これら車間距離Ｄ１ ，Ｄ２ ，Ｄ３ に応じた車両のヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３が算出され、これら光軸上げ目標角θＨ１，θＨ２，θＨ３のうち最も下向きとなる角度によってヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸方向が調整される。このため、システム構成を複雑化することなく、先行車に眩光を与えることのない光軸上げ制御が実現でき、ヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸方向が通常制御における光軸目標角θａ から上げるよう適切に調整制御されることで前方視認性を向上することができる。
【００２８】
ところで、上記実施例では、車両の前方情報を検出するための前方情報検出手段としてレーザレーダ機構が用いられているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、レーザレーダ機構４０に替えてミリ波レーダ機構またはＣＣＤカメラによる画像情報処理システムを搭載することで、同様に、車両の前方情報を検出し、ヘッドライト３０Ｌ，３０Ｒの光軸上げ制御を達成することができる。
【００２９】
また、上記実施例では、車両の前方情報として先行車との車間距離を得るため左右方向で３分割としたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、配光特性による照射範囲が左右で異なるものと想定すれば最低２分割とすることもできる。
【００３０】
そして、上記実施例では、図５に示すように、分割ゾーンにおける先行車までの車間距離に対して得られる光軸上げ目標角を階段状としたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、直線状、曲線状、折れ線状としてもよい。また、上記実施例では、左側通行を想定して、右側の分割ゾーンであるほど先行車までの車間距離に対する光軸上げ目標角が小さくなるようにしたが、右側通行の場合は逆にすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置が適用された車両の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は図１のヘッドライトの要部構成を示す断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵによる光軸上げ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用前照灯光軸方向自動調整装置が適用された車両のヘッドライト照射範囲、分割ゾーン毎の先行車との車間距離を示す説明図である。
【図５】図５は図３で分割ゾーン毎の車間距離をパラメータとして光軸上げ目標角を求めるマップである。
【符号の説明】
２０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
３０Ｌ，３０Ｒ ヘッドライト（前照灯）
３５Ｌ，３５Ｒ アクチュエータ
４０ レーザレーダ機構（前方情報検出手段）

Claims (2)

1. 車両の前方情報として左右方向で複数に分割した所定角度範囲毎に先行車までの車間距離を検出する前方情報検出手段と、
   前記前方情報検出手段で検出された複数の前記車間距離に応じた前記車両の前照灯の光軸上げ目標角を算出する目標角演算手段と、
   前記目標角演算手段で算出された前記光軸上げ目標角のうち最も下向きとなる角度に基づき前記前照灯の光軸方向を調整する光軸方向調整手段と
   を具備することを特徴とする車両用前照灯光軸方向自動調整装置。
2. 前記前方情報検出手段は、レーダ機構または画像情報処理システムであることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯光軸方向自動調整装置。

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