JP4349414B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用照明装置にかかり、特に、前照灯等の配光を制御する車両用照明装置に関する。
前照灯等の配光を制御する車両用照明装置としては、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。
特許文献１に記載の技術では、それぞれ異なる領域を照らし、全体として主配光部及び周辺配光部を含む所定の配光パターンを形成する複数の光源と、車両の前方を撮像するカメラと、カメラで取得された画像に基づいて、当該車両の走行にとって危険な物体を危険物として判断する危険物判断部と、危険物判断部が判断した危険物が主配光部の外側にある場合に、複数の光源の向きを変化させて危険物を照らす光源制御部とを備えることが提案されている。すなわち、特許文献１に記載の技術では、自車両の周囲の対象物をカメラで撮影することによって認識して、認識した対象物に対して、光軸を向ける等の配光制御を行うことが提案されている。
特開２００６−２１６３１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、他車両を認識して配光制御を実行中に、路面段差を乗り越えた場合、乗り越え途中は車両が傾くことによって、対向車が一時的にカメラの検出範囲を逸脱し、配光制御が終了され、その後段差を乗り越えた後に、再び車両姿勢が戻って照明対象がカメラの検出範囲に入り、配光制御が再び開始されるので、路面段差が多い状況では、配光制御の開始と終了を繰り返すため、配光制御に改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、配光制御のチャタリングを抑制して配光制御の負荷上昇を防止することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、配光を変更可能な車両用照明手段と、他車両及び歩行者の少なくとも一方を含む照明対象を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記照明対象に対応する領域へ前記車両用照明手段から照射された光が非照射または減光されるように前記車両用照明手段を変更制御する配光制御手段と、前記検出手段によって検出された照明対象が検出されなくなった場合に前記配光制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持する必要が有るか否かを判断し、自車両の上下動を検出する上下動検出手段によって前記上下動が検出された場合に、前記変更制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断する判断手段と、前記判断手段によって前記変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断された場合に、前記制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持するように前記配光制御手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、車両用照明手段は、配光が変更可能とされている。車両用照明手段は、例えば、車両用の前照灯を適用することができる。また、車両用照明手段は、例えば、点消灯が独立に制御可能なＬＥＤ光源などの光源を複数配列させたアレイ光源の各光源の点灯を制御して配光を変更可能としたものや、光源からの光をＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や液晶素子等の光空間変調素子を用いて配光を変更可能としたものや、シャッタ等を用いて配光を変更可能としたものなどを適用することが可能である。
検出手段では、他車両及び歩行者の少なくとも一方を含む照明対象が検出される。検出手段としては、例えば、カメラ等を適用することができ、カメラ等によって他車両や歩行者等の照明対象を検出することができる。また、他車両を検出する場合には、他車両の光輝点を検出することによって他車両を容易に検出することが可能である。
配光制御手段では、検出手段によって検出された照明対象に対して配光を変更するように車両用照明手段が変更制御される。すなわち、配光制御手段は、検出手段によって検出された照明対象に対応する領域へ車両用照明手段から照射される光が非照射または減光されるように車両用照明手段を変更制御する。なお、照明対象の方向へ光軸を移動するようにしてもよい。
また、判断手段では、検出手段によって検出された照明対象が検出されなくなった場合に配光制御手段による車両用照明手段の配光の変更制御を現在の状態に維持する必要が有るか否かが判断され、制御手段では、判断手段によって配光の変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断された場合に、制御手段による配光の変更制御を現在の状態に維持するように配光制御手段が制御される。すなわち、判断手段によって、車両用照明手段の配光の変更制御を現在の状態に維持する必要があるか否かを判断して、配光制御を行うことによって、制御のチャタリングを防止することができる。そして、制御のチャタリングを防止することができることにより、配光制御の負荷上昇を抑制することができる。
具体的には、判断手段は、自車両の上下動を検出する上下動検出手段によって自車両の上下動が検出された場合に、配光制御手段による変更制御を現在の状態に維持する必要が有ると判断する。これによって、路面段差の乗り越えによって所定値以上の車両上下動が発生した場合には、現在の配光制御の状態が維持されるので、路面段差乗り越え時に発生する制御のチャタリングを防止することができる。なお、判断手段は、請求項２に記載の発明のように、上下動検出手段によって所定値以上の上下動が検出された場合に、配光制御手段による変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断するようにしてもよい。
なお、上下動検出手段は、請求項３に記載の発明のように、自車両の車高を検出する車高検出センサを適用することができる。
また、判断手段は、上下動検出手段によって自車両の上下動が所定範囲（例えば、予め定めた範囲や検出手段の検出範囲等）を超える場合に、配光制御手段による変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断するようにしてもよい。このようにすることで、検出手段の検出可能範囲では配光の変更制御を行い、検出範囲を超えた場合のみ現在の配光を維持するようにすることができ、必要範囲での変更制御も確保しつつ、制御のチャタリングも防止することができる。
以上説明したように本発明によれば、照明対象が検出されなくなった場合に配光の変更制御を現在の状態に維持する必要があるか否かを判断して、配光制御を行うようにしたので、配光制御のチャタリングを抑制して配光制御の負荷上昇を防止することができる、という効果がある。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０は、図１に示すように、車両に設けられた前照灯１２が、配光制御ＥＣＵ１４に接続されており、配光制御ＥＣＵ１４によって前照灯１２の点灯や消灯が制御される。
本実施の形態では、配光制御ＥＣＵ１４は、前照灯１２の配光領域のうち前方の対向車等の他車両に対応する領域を消灯するように配光制御を行う。
配光制御ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４Ａ、ＲＡＭ１４Ｂ、ＲＯＭ１４Ｃ、及びＩ／Ｏ１４Ｄを含むマイクロコンピュータで構成されている。
配光制御ＥＣＵ１４のＲＯＭ１４Ｃには、前照灯１２の配光制御を行うためのテーブルや後述する配光制御ルーチンを実行するためのプログラム等が記憶され、ＲＡＭ１４Ｂは、ＣＰＵ１４Ａによって行われる各種演算等を行うメモリ等として使用される。
Ｉ／Ｏ１４Ｄには、スイッチ１６、カメラ１８、前照灯ドライバ２０、及び車高センサ４０が接続されており、スイッチ１６の操作状態、カメラ１８による車両前方の撮影結果、車高センサ４０の検出結果等が配光制御ＥＣＵ１４に入力される。
スイッチ１６は、前照灯１２のオンオフを指示すると共に、ロービームとハイビームを指示し、指示結果を配光制御ＥＣＵ１４に出力する。また、カメラ１８は、車両前方を撮影して撮影結果を配光制御ＥＣＵ１４に出力する。
そして、配光制御ＥＣＵ１４は、スイッチ１６の状態に応じて前照灯ドライバ２０を制御して、前照灯１２の点灯を行うと共に、対向車に対応する領域への前照灯からの光を非照射となるように、前照灯１２の配光を制御する。
また、配光制御ＥＣＵ１４による前照灯１２の配光制御は、カメラ１８の撮影画像に基づいて対向車を検出し、対向車に対応する領域を特定して、対向車に対応する領域への前照灯１２からの光を非照射とするように前照灯１２の配光を制御する。なお、本実施の形態では、対向車が存在する分割領域への前照灯からの光を非照射とするように配光を制御したが、非照射ではなくて減光するように配光を制御するようにしてもよい。
一方、前照灯１２は、車両の前端部に２つ設けられており、図２に示すように、前照灯１２の配光領域を車幅方向に複数に分割してそれぞれの分割領域２２に対して光の照射や非照射が可能とされることによって、各分割領域毎に配光が変更可能とされ、配光制御ＥＣＵ１４によって各分割領域への光の照射や非照射が制御される。
図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０に適用可能な前照灯の一例を示す図である。
前照灯１２は、例えば、図３（Ａ）に示すように、複数のＬＥＤ光源２４を備えたものを適用可能で、前照灯ドライバ２０が複数のＬＥＤ光源２４の点灯や消灯を制御することによって、図２に示す各分割領域２２への光の照射や非照射を行うことが可能である。図３（Ａ）では、複数のＬＥＤ光源２４を備えたＬＥＤランプ２６を２灯備えた前照灯の一例を示し、例えば、一方のＬＥＤランプ２６をロービーム用、他方のＬＥＤランプ２６をハイビーム用として使い分けるようにしてもよい。
また、前照灯１２は、図３（Ｂ）に示すように、１つの光源２８からの光をＤＭＤ（Digital Micromirror Device）３０によって反射して、レンズ３１を介して車両前方を照射するものを適用するようにしてもよい。ＤＭＤ３０は、図３（Ｃ）に示すように複数のマイクロミラー３２を備えており、各マイクロミラー３２の回転が制御可能なデバイスである。すなわち、前照灯ドライバ２０として光源２８を点灯する光源ドライバ３４と、ＤＭＤ３０の各マイクロミラー３２の回転を駆動するＤＭＤドライバ３６と、を設け、光源ドライバ３４によって光源２８を点灯して、ＤＭＤドライバ３６によってＤＭＤ３０の各マイクロミラー３２の回転を制御することによって、図２に示す各分割領域への光の照射や非照射を制御することが可能である。
なお、本実施の形態では、複数のＬＥＤ光源２４を備えたものとして、以下の説明を行う。また、前照灯１２の構成を上記に限るものではなく、例えば、単一の光源から車両前方を照らす光を遮断する複数のシャッタ等を設けて、各シャッタの大きさを分割領域に対応させて、図２に示す各分割領域の点灯や消灯を可能としてもよいし、ＤＭＤ３０の代りにＤＭＤ３０以外の液晶素子等の光空間変調素子等を用いるようにしてもよい。
図４（Ａ）は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０の前照灯１２の分割領域を説明するための図である。
本実施の形態の前照灯１２の分割領域の分割パターンは、図４（Ａ）に示すように、車幅方向の略中央部分の分割領域の分割幅が車幅方向端部よりも車幅方向に短く設定され、車幅方向外側に向かって徐々に車幅方向に長い分割領域となるように設定されている。なお、分割パターンは、これに限るものではない。
また、前照灯１２は、各分割領域に対応するＬＥＤ光源２４が予め設定されており、複数のＬＥＤ光源２４を選択的に点灯することによって、各分割領域毎の点灯や消灯を行う。
例えば、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、分割領域Ｎｏ．１に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１〜８を対応させ、分割領域Ｎｏ．２に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．９〜１２を対応させ、分割領域Ｎｏ．３に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１３〜１５を対応させ、分割領域Ｎｏ．４に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１６を対応させ、分割領域Ｎｏ．５に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１７を対応させ、分割領域Ｎｏ．６に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．１８，１９を対応させ、分割領域Ｎｏ．７に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．２０〜２２を対応させ、分割領域Ｎｏ．８に対応するＬＥＤ光源２４は、ＬＥＤ光源Ｎｏ．２３〜２７を対応させる。そして、各分割領域に対応させたＬＥＤ光源２４の点灯や消灯を制御することで、各分割領域毎の光の照射や非照射が可能となるので、図４（Ｂ）に示す対応を光源分割領域対応関係テーブル３８としてＲＯＭ１４Ｃ等に記憶しておき、配光制御ＥＣＵ１４が当該光源分割領域対応関係テーブル３８を用いて点灯制御することで、各領域毎に前照灯１２の点灯や消灯が可能となる。
なお、本実施の形態では、ＬＥＤ光源２４の点灯数で分割領域を決定するが、これに限るものではなく、例えば、レンズや光源の大きさ、或いは特性等で分割領域の大きさを決定するようにしてもよい。
ところで、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０は、上述したように、カメラ１８の撮影画像に基づいて対向車を検出し、対向車に対応する領域を特定して、対向車に対応する領域への前照灯１２からの光を非照射にするように配光制御ＥＣＵ１４が前照灯１２の配光を制御するが、自車両が段差を乗り越えた場合などの瞬間的な車両上下動が発生した場合、一時的に対向車がカメラ１８による検出範囲を逸脱して、直ぐに対向車を検出する。この場合には、対向車に対応する分割領域が光が非照射の状態から照射の状態に移行して、直ぐに非照射の状態へ移行する。すなわち、制御のチャタリングを生じることになり、対向車の運転者には点滅して見える。
そこで、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０では、自車両の車高の上下動を車高センサ４０によって検出して、上下動がカメラ１８の検出範囲や予め定めた所定範囲を超えるような所定値以上の場合に、配光制御を維持すなわち対向車に対応する分割領域の消灯を維持するように制御する。これによって路面段差等の乗り越え時に発生する配光制御のチャタリングを防止することができる。
続いて、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵ１４で行われる配光制御の詳細について説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置１０の配光制御ＥＣＵ１４で行われる配光制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す配光制御ルーチンは、乗員のスイッチ１６の操作によって、前照灯１２の点灯が指示された場合等に開始する。また、スイッチ１６に自動点灯モードを備える場合には、乗員によって自動点灯が指示されて、前照灯１２を点灯する所定の条件が満たされた場合に開始するようにしてもよい。
乗員のスイッチ１６の操作によって前照灯１２の点灯が指示されると、ステップ１００では、前照灯１２が点灯される。すなわち、ＣＰＵ１４ＡがＩ／Ｏ１４Ｄを介して前照灯ドライバ２０を制御することによって、２つの前照灯１２の各ＬＥＤ光源２４が駆動されることによって前照灯１２を点灯させる。
ステップ１０２では、カメラ１８によって車両前方を撮影した撮影結果がＩ／Ｏ１４Ｄを介して配光制御ＥＣＵ１４に取得されると共に、車高センサ４０によって検出された車高検出結果がＩ／Ｏ１４Ｄを介して配光制御ＥＣＵ１４に取得されてステップ１０４へ移行する。
ステップ１０４では、車高センサ４０の検出結果から車両上下動が所定値以上か否か判定される。すなわち、路面段差を乗り越えることによって、所定値以上の瞬間的な車両上下動が発生したか否か判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１０６へ移行し、否定された場合には、瞬間的な車両上下動であるため、現在の配光制御の状態（例えば、対向車が検出されて対応する分割領域が消灯されている状態）を維持したままステップ１１６へ移行する。なお、車高センサ４０の検出結果から車両上下動が所定値以上か否かを判断する際には、車高センサ４０の検出結果から前後差等から車両の前後方向の傾きを算出して前後方向の傾きが所定角度以上になったか否かを判断するようにしてもよい。また、本実施の形態では、上下動がカメラ１８の検出範囲や予め定めた所定範囲を超えるような所定値以上の場合に判定が肯定されるようにしたが、車高センサ４０によって上下動が検出された場合に、ステップ１０４の判定が肯定されるようにしてもよい。
ステップ１０６では、カメラ１８の撮影結果に基づいて対向車がＣＰＵ１４Ａによって検出されてステップ１０８へ移行する。なお、対向車の検出は、種々の既知の技術などを用いて検出可能で、例えば、画像処理を用いて光輝点を検出する等の処理を行うことによって対向車を検出することが可能である。
ステップ１０８では、前方に対向車が存在するか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１０へ移行し、否定された場合にはステップ１１１４へ移行する。
ステップ１１０では、対向車が存在する領域に対応する前照灯１２の分割領域がＣＰＵ１４Ａによって特定されてステップ１１２へ移行する。
ステップ１１２では、特定した分割領域が消灯され他の分割領域が点灯されてステップ１１６へ移行する。すなわち、配光制御ＥＣＵ１４が前照灯ドライバ２０を制御することによって、対向車に対応する分割領域が消灯されるので、ハイビームで走行していても対向車へのグレア光を抑制することができる。
一方、ステップ１１４では、配光がリセット、すなわち、配光制御が行われて分割領域が消灯されている場合があるので、配光制御をリセットすることにより、全ての分割領域を点灯してステップ１１６へ移行する。
ステップ１１６では、スイッチ１６がオフされたか否かがＣＰＵ１４Ａによって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理が繰り返され、ステップ１１６の判定が肯定されたところでステップ１１８へ移行して、前照灯１２を消灯して一連の処理を終了する。
例えば、対向車に対応する前照灯１２の分割領域を消灯する配光制御を行っている場合に、図６（Ａ）に示すように、路面段差を乗り越えると、図６（Ｂ）に示すように、路面段差を乗り越える際に、対向車がカメラ１８の検出範囲を逸脱して、路面段差乗り越え後に、再び対向車がカメラ１８の検出範囲内に入ってくる。この場合には、路面段差乗り越え時に消灯していた対向車に対応する前照灯１２の分割領域が点灯されて、直ぐに消灯されるように制御されるが、本実施形態では、ステップ１０８で対向車の検出を行うにあたり、ステップ１０４で車両の上下動が所定値以上か否かを判定することによって、カメラ１８によって検出された対向車が検出されなくなった場合に配光制御の変更を現在の状態を維持する必要があるか否かを判定するようになっている。これによって路面段差を乗り越えるような場合には、車両が所定値以上の上下動となるので、ステップ１０４の判定が肯定されて、新たに対向車の検出を行って配光制御するステップ１０６〜ステップ１１４の処理が行われずにステップ１１６へ移行して現在の配光制御の状態が維持される。すなわち、路面段差を乗り越える場合などでは、現在の配光制御された状態が維持されるので、路面段差の乗り越え時等のように、対向車が瞬間的にカメラ１８の検出範囲や予め定めた所定範囲を超えても、既に対向車が検出されて消灯されている分割領域の消灯が維持され、配光制御のチャタリングを防止することができる。そして、制御のチャタリングを防止することができることにより、配光制御の負荷上昇を抑制することができる。
従って、車両の上下動が所定値を超えた場合に、配光制御が維持されるので、必要範囲での配光の変更制御を確保しつつ、配光制御のチャタリングを防止することができる。
なお、上記の実施の形態では、照明対象として対向車を検出して、対向車に対応する領域が非照射状態または減光されるように配光を制御する場合について説明したが、これに限るものではなく、照明対象としては、歩行者としてもよし、対向車と歩行者を共に照明対象としてもよい。また、配光制御としては、光軸を移動する配光制御やその他の配光制御を行うようにしてもよい。
また、上記の実施の形態では、ハイビームとロービームについては特に言及しなかったが、ハイビームの領域のみについて上述の配光制御を行うようにしてもよいし、ハイビームとロービームの領域について上述の配光制御を行うようにしてもよいし、ロービームの領域のみについて上述の配光制御を行うようにしてもよい。例えば、ハイビームとロービームの領域、或いはハイビームの領域のみについて上述の配光制御を行う場合には、ハイビームでも対向車に対するグレア光が抑制されるため、常時ハイビーム点灯で走行することが可能となる。
また、上記の実施の形態では、カメラ１８を検出手段として用いて照明対象の対向車を検出するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、レーダー等の検出手段を適用するようにしてもよい。
また、上記の各実施形態では、本発明の車両用照明手段として前照灯１２を適用するようにしたが、これに限るものではなく、補助前照灯やその他の車両用照明手段を適用するようにしてもよい。
本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の前照灯の配光範囲の分割領域を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置に適用可能な前照灯の一例を示す図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の前照灯の分割領域を説明するための図であり、（Ｂ）は光源分割領域対応関係テーブルを示す図である。 本発明の実施の形態に係わる車両用照明装置の配光制御ＥＣＵで行われる配光制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 路面段差乗り越え時に発生する、配光制御のチャタリングを説明するための図である。
符号の説明
１０ 車両用照明装置
１２ 前照灯
１４ 配光制御ＥＣＵ
１８ カメラ
２０ 前照灯ドライバ
２２ 分割領域
２４ ＬＥＤ光源
２８ 光源
３０ ＤＭＤ
３２ マイクロミラー
４０ 車高センサ

Claims (3)

  1. 配光を変更可能な車両用照明手段と、
    他車両及び歩行者の少なくとも一方を含む照明対象を検出する検出手段と、
    前記検出手段によって検出された前記照明対象に対応する領域へ前記車両用照明手段から照射された光が非照射または減光されるように前記車両用照明手段を変更制御する配光制御手段と、
    前記検出手段によって検出された照明対象が検出されなくなった場合に前記配光制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持する必要が有るか否かを判断し、自車両の上下動を検出する上下動検出手段によって前記上下動が検出された場合に、前記変更制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断する判断手段と、
    前記判断手段によって前記変更制御を現在の状態に維持する必要があると判断された場合に、前記制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持するように前記配光制御手段を制御する制御手段と、
    を備えた車両用照明装置。
  2. 前記判断手段は、前記上下動検出手段によって所定値以上の前記上下動が検出された場合に、前記配光制御手段による前記変更制御を現在の状態に維持する必要が有ると判断することを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
  3. 前記上下動検出手段は、自車両の車高を検出する車高検出センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用照明装置。
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