JP5375880B2

JP5375880B2 - 車両用前照灯装置

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Publication number: JP5375880B2
Application number: JP2011127864A
Authority: JP
Inventors: 真一二村; 龍水野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: US20120313523A1; DE102012209043A1; DE102012209043B4; US8866387B2; JP2012254681A

Description

本発明は、車両用前照灯装置に関するものである。

車両用前照灯装置として例えば特開２００６−２１６３１号公報（特許文献１）には、前照灯の配光パターンを制御し、目標対象物に適した照射範囲で照射する技術が開示されている。照射範囲は、配光パターンにより決定される。つまり、配光パターンを制御することは、照射範囲を制御することと同意である。

車両用前照灯装置は、カメラ等の認識手段により目標対象物が検出された場合、配光パターンを変更して、目標対象物に対して予め設定された所定照射範囲に照射する。例えば、車両用前照灯装置は、ハイビームや中間ビーム（ハイビームとロービームの間のビーム）の際、対向車を認識すると、対向車を照射範囲から除いた照射範囲（配光パターン）で前方を照射する。これにより、先行車または対向車の運転手に対する眩惑行為を防ぎつつ、遠方までの照射範囲を確保できる。

特開２００６−２１６３１号公報

上記車両用前照灯装置では、例えば近づいてくる対向車に対して、対向車の位置に合わせて照射範囲を変更する。つまり、対向車を追従するように照射範囲が変更される。目的対象物を追従するために、前照灯の照射範囲はスイブルモータ等で変更されている。

しかしながら、例えば高速道路運転中や車両旋回中、目的対象物の位置の変化に対し、前照灯の照射範囲の変更が追いつかないおそれがある。この場合、照射範囲が意図する照射範囲からずれてしまう。これにより、対向車等の目的対象物に対して眩惑行為になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、照射範囲を目的対象物に追従させる車両用前照灯装置において、追従の遅れによる目的対象物に対する眩惑行為を抑制することができる車両用前照灯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、車両の前方を照射する前照灯と、前記前照灯の照射範囲を変更する変更手段と、前記車両の前方を認識する認識手段と、前記認識手段から出力されたデータに基づいて、予め設定された目標対象物を検出するとともに前記目標対象物の上下方向および幅方向の位置を算出する解析手段と、前記変更手段を制御する制御手段と、前記目的対象物が検出された場合、前記前照灯の照射方向に関する基準方向を決定する基準方向決定手段と、前記前照灯の配置位置を基準として、前記基準方向に対する前記目的対象物のずれ角を算出するずれ角算出手段と、前記目的対象物を追従する最大の前記ずれ角に設定された最大追従角を記憶する第一記憶手段と、を備え、前記目標対象物が検出された場合、前記制御手段が、前記解析手段の解析結果に基づいて、前記ずれ角が前記最大追従角を超えるまで前記目的対象物を追従する目的で、前記照射範囲を変更する車両用前照灯装置であって、前記車両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記最大追従角よりも小さい小追従角を記憶する第二記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段の検出値が所定閾値を超えた場合、前記目的対象物を追従する最大の前記ずれ角を前記小追従角に設定し、前記ずれ角算出手段で算出された前記ずれ角が前記小追従角を超えると前記照射範囲をロービームの照射範囲に変更することを特徴とする。

この構成によれば、車両速度が所定閾値を超えた場合、目的対象物を追従する最大角度が小さくなる。これにより、高速運転時には、照射範囲が通常運転時よりも早めにロービームに切り替わり、照射範囲変更の遅れによる眩惑行為を抑制することができる。なお、ロービームとは、ハイビームや中間ビームよりも車両に近い側（狭い範囲）を照射範囲とするビーム（照射）であって、例えば通常点灯時の照射である。また、ロービームには、ハイビームや中間ビームよりも眩惑抑制可能な照射範囲への照射も含まれる。

請求項２に記載の発明は、車両の舵角を検出する舵角検出手段と、前記車速検出手段の検出値と前記舵角検出手段の検出値に基づいて、車両の旋回半径を算出する旋回半径算出手段と、を備え、前記制御手段は、前記旋回半径算出手段の算出結果が所定閾値を下回った場合、前記目的対象物を追従する最大の前記ずれ角を前記小追従角に設定し、前記ずれ角が前記小追従角を超えると前記照射範囲をロービームの照射範囲に変更することを特徴とする。

この構成によれば、車両の旋回半径が所定閾値を下回った場合、最大追従角度が小さくなる。これにより、車両が急な旋回をする際、照射範囲が通常運転時よりも早めにロービームに切り替わり、照射範囲変更の遅れによる眩惑行為を抑制することができる。

また車両用前照灯装置は、追従を開始するか否かを決定するための角度範囲である追従開始範囲を記憶する第三記憶手段を備え、前記制御部は、前記目的対象物が検出された際の前記ずれ角が前記追従開始範囲内であれば前記照射範囲を前記目的対象物を追従する目的で変更し、前記目的対象物が検出された際の前記ずれ角が前記追従開始範囲外であれば前記照射範囲をロービームの照射範囲に変更し、前記追従開始範囲の最大値は、前記小追従角よりも小さい値に設定されていても良い。

この構成によれば、目的対象物を検出した際のずれ角が追従開始範囲外である場合、照射範囲を一気にロービームの照射範囲とする。つまり、追従開始範囲の最大値から小追従角の間のずれ角で検出された目的対象物に対し、中間ビーム（追従ビーム）を介さずロービームに変更することができる。これにより、短期間での照射範囲の激変（ハイ→中間→ロー）を防止することができ、運転手の視界感覚をより良好にすることができる。

第一実施形態の車両用前照灯装置１の構成を示す構成図である。第一実施形態の車両用前照灯装置１の照射範囲を説明するための模式図である。第一実施形態の車両用前照灯装置１の動作を示すフローチャートである。第二実施形態の車両用前照灯装置１０の構成を示す構成図である。第三実施形態の車両用前照灯装置の動作を示すフローチャートである。

次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の車両用前照灯装置１は、図１および図２に示すように、前照灯２と、配光変更部３と、カメラ４と、車速検出部５と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６と、を備えている。

前照灯２は、ヘッドランプであって、図示しない光源および反射板と、スリット板２１と、を備えている。前照灯２は、図２に示すように、車両前部に２箇所、すなわち車両前部の左右に１つずつ設置されている。スリット板２１は、各前照灯２の光源の前方に配置されている。

配光変更部３（「変更手段」に相当する）は、各前照灯２に対して設置されており、駆動モータ３１、レベリングモータ３２およびスイブルモータ３３を備えている。駆動モータ３１は、ＥＣＵ６の指令に基づきスリット板２１を駆動させる。レベリングモータ３２は、ＥＣＵ６の指令に基づき前照灯２の光軸を上下方向に変更する。スイブルモータ３３は、ＥＣＵ６の指令に基づき前照灯２の光軸を左右方向に変更する。

スリット板２１の位置により、前照灯２の光源が覆われる部分が決まり、光源が覆われることで照射範囲に暗い部分（影）を形成することができる。配光パターンは、光軸の上下左右の角度（照射角度）、スリット板２１の位置、および両前照灯２の組み合わせにより決定される。そして、配光パターンにより、前照灯２が照射する照射範囲が決定される。つまり、配光変更部３は、両前照灯２の光軸およびスリット板２１を駆動することで配光パターンを変更し、前照灯２の照射範囲を変更する。

カメラ４（「認識手段」に相当する）は、画像センサであって、車両前方を撮像する。歩行者等の撮像には赤外線が用いられる。カメラ４は、図２に示すように、車両に設置されている。カメラ４は、撮像した撮像データをＥＣＵ６に送信する。

車速検出部５は、車輪速センサであって、車両の速度を検出する。車両検出部５は、ＥＣＵ６に検出値を送信する。

ＥＣＵ６は、ＣＰＵ等を有し、配光変更部３を制御するための電子制御ユニットである。ＥＣＵ６は、機能的に、解析部６１と、基準方向決定部６２と、ずれ角算出部６３と、記憶部６４と、制御部６５と、を備えている。

解析部６１は、公知のものであり、カメラ４の撮像データを解析する。解析部６１は、カメラ４の撮像データに基づいて、予め設定された目標対象物Ｂを検出するとともに、目標対象物Ｂの上下方向および車両幅方向（左右方向）の位置を算出する。目標対象物Ｂとは、例えば、対向車である。解析部６１は、カメラ４に内蔵されたカメラ内蔵型でもよい。

基準方向決定部６２は、目標対象物Ｂが検出された際に、前照灯２の照射方向に基づいて基準方向を決定する。具体的に、基準方向決定部６２は、目的対象物Ｂが検出された際の車速や舵角に基づいて、走行状態に合わせた基準方向を決定する。例えば、目的対象物Ｂが検出されておらず車両が直進している場合、照射方向は車両正面からほぼ垂直前方（若干内側）となり、この際に目的対象物Ｂが検出されれば、基準方向は車両正面からほぼ垂直前方に決定される（図２の破線Ｃ参照）。

ずれ角算出部６３は、解析部６１の解析結果に基づき、前照灯２の配置位置を基準として、基準方向に対する目的対象物Ｂのずれ角θ（車両外側へのずれ角：ここでは時計回りへのずれ角）を算出する。具体的に、ずれ角θは、前照灯２（右）を通る基準方向と平行な直線（図では破線）Ｃと、前照灯２（右）および目的対象物Ｂ（先方右端光源）を通る直線（図では破線）Ｄとの為す角度である。目的対象物Ｂが対向車である場合、ずれ角θの算出対象は、対向車側の前照灯２（すなわち、左側走行であれば右前照灯、右側走行であれば左前照灯）となる。ずれ角θは、目的対象物Ｂが車両Ａに近づくほど大きくなる。

記憶部６４（「第一記憶手段」、「第二記憶手段」および「第三記憶手段」に相当する）は、ＲＯＭ等の記憶手段であり、最大追従角、小追従角、および追従開始範囲を記憶している。最大追従角とは、予め設定された目的対象物Ｂを追従する最大のずれ角θ（ずれ角θの最大値）である。最大追従角は、例えば前照灯２（右）について時計回りに５度、前照灯２（左）について反時計回りに１０度（先行車に対する追従角）と設定されている。小追従角は、最大追従角より小さい角度であり、前照灯２のうち少なくとも目的対象物Ｂ側（すなわち、右側）について設定される角度である。小追従角は、例えば前照灯２（右）について２度に設定されている。

追従開始範囲とは、予め設定された角度範囲であって、目的対象物Ｂが検出された際のずれ角が追従開始範囲内であれば追従（所定照射範囲への照射）を開始する。第一実施形態では、追従開始範囲の最大値は、そのときの最大の追従角（最大追従角または小追従角）に設定されている。つまり、追従開始範囲は、５度未満〜５度または２度未満〜２度である。

制御部６５は、配光変更部３を制御する機能を有している。制御部６５は、解析部６１により目標対象物Ｂが検出された場合、解析部６１の解析結果に基づいて、照射範囲をハイビームから所定照射範囲に変更する（図２参照）。所定照射範囲とは、目標対象物ごとに予め設定された照射範囲（配光パターン）である。所定照射範囲は、目標対象物の位置に対応し、目標対象物を追跡して変化する範囲である。

例えば、図２に示すように、目標対象物Ｂが対向車のヘッドランプである場合、所定照射範囲は、対向車を除いた範囲となる。撮像データ上の目的対象物Ｂの移動に伴って、所定照射範囲の照射除外位置（暗い位置）は変化する。

ここで、ＥＣＵ６の動作フローについて図３を参照して説明する。まず、解析部６１が目的対象物Ｂを検出する（Ｓ１）。続いて、基準方向決定部６２が基準方向を決定し、ずれ角算出部６３がずれ角θを算出する（Ｓ２）。制御部６５は、解析部６１の解析結果に基づいて所定照射範囲を算出する（Ｓ３）。

ここで、車速検出部５からの検出値が所定閾値（例えば８０ｋｍ／ｈ）以上である場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、制御部６５は、追従する最大角を小追従角に設定する（Ｓ５）。一方、車速検出部５からの検出値が所定閾値を超えていない場合（Ｓ４：Ｎｏ）、制御部６５は、追従する最大角を最大追従角に設定する（Ｓ６）。なお、第一実施形態では、追従する最大角と追従開始範囲の最大値を同じ値としているため、追従する最大角が設定されると同時に追従開始範囲の最大値も決定される。

続いて、制御部６５は、ずれ角算出部６３で算出されたずれ角θが追従する最大角（最大追従角または小追従角）以下であるか否かを判定する（Ｓ７）。ずれ角θが追従する最大角以下である場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、照射範囲を所定照射範囲とし、目的対象物Ｂの追従照射を実行・継続する（Ｓ８）。一方、ずれ角θが追従する最大角より大きい場合（Ｓ７：Ｎｏ）、照射範囲をロービームの照射範囲に変更する（Ｓ９）。なお、Ｓ２は、Ｓ７の際に行われてもよい。

第一実施形態によれば、車両Ａが高速道路で高速走行中に目的対象物Ｂを検出した場合、追従する最大角が小追従角に設定されて小さくなる。これにより、スイブルモータ３３による追従スイブル動作の遅れが生じる前に照射をロービームに変更することができる。例えば、車両用前照灯装置１は、ハイビームで高速走行中に対向車を検出すると、対向車がある程度近づくまでは中間ビーム（所定照射範囲での照射）で追従するが、追従する最大角を小さくしたため、通常走行時（低・中速走行時）よりも早いタイミングで中間ビームからロービームに変更する。このように、第一実施形態によれば、高速走行中の追従最大角度を小さくすることで、追従スイブル動作の遅れによる目的対象物Ｂに対する眩惑行為を抑制することができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態の車両用前照灯装置１０は、図４に示すように、第一実施形態に加えて、舵角検出部７を備え、ＥＣＵ６は、機能的に旋回半径算出部６６を備えている。

舵角検出部７は、車両の舵角を検出するものであり、ここではステアリングセンサを用いている。舵角検出部７は、検出値をＥＣＵ６に送信する。旋回半径算出部６６は、車速検出部５および舵角検出部７の検出結果に基づいて、車両の旋回半径を算出する。

制御部６５は、図３に示す第一実施形態の動作フローとは別に、図３のＳ４を「旋回半径が所定閾値未満であるか否か」に変更した動作フロー（図示せず）を有している。つまり、旋回半径が所定閾値未満である場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、追従する最大角を小追従角に設定する（Ｓ５）。一方、旋回半径が所定閾値以上である場合（Ｓ４：Ｎｏ）、追従する最大角を最大追従角に設定する（Ｓ６）。

第二実施形態によれば、旋回半径が小さくなると追従する最大角が小さくなり、早めにロービームに変更することで、追従スイブル動作の遅れによる眩惑行為を抑制することができる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態では、第一実施形態において、追従開始範囲の最大値を小追従角よりも小さい値に設定している。例えば、最大追従角が５度、小追従角が４度、追従開始範囲が２度未満〜２度と設定できる。なお、第三実施形態では、さらに追従開始範囲についても、高速走行時（高速追従開始範囲）と中低速走行時（中低速追従開始範囲）とで異なる値に設定している。高速追従開始範囲の最大値は、中低速追従開始範囲の最大値よりも小さく設定されている（例えば、高速追従開始範囲の最大値が小追従角の半分程度、中低速追従開始範囲の最大値が最大追従角の半分程度）。第三実施形態のＥＣＵ６の動作フローについて図５を参照して説明する。

まず、第一実施形態同様、目的対象物Ｂを検出し（Ｓ２０１）、ずれ角を算出し（Ｓ２０２）、所定照射範囲を算出する（Ｓ２０３）。続いて、車速が所定閾値（例えば８０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。車速が所定閾値以上であれば（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、ずれ角が高速追従開始範囲内か否かを判定する（Ｓ２０５）。第三実施形態では、追従開始範囲（高速又は中低速）の最大値と追従する最大角が異なるため、ずれ角が追従開始範囲内か否かを判定する。

ずれ角が高速追従開始範囲内である場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、追従する最大角を小追従角に設定する（Ｓ２０６）。ずれ角が高速追従開始範囲外である場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、照射範囲をロービームの照射範囲に変更する（Ｓ２１１）。

一方、車速が所定閾値未満である場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、ずれ角が中低速追従開始範囲内か否かを判定する（Ｓ２０７）。ずれ角が中低速追従開始範囲内である場合（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、追従する最大角を最大追従角に設定する（Ｓ２０８）。ずれ角が中低速追従開始範囲外である場合（Ｓ２０７：Ｎｏ）、照射範囲をロービームの照射範囲に変更する（Ｓ２１１）。

追従する最大角が設定された後（Ｓ２０６またはＳ２０８）は第一実施形態同様、ずれ角が最大角以下か否かを判定する（Ｓ２０９）。ずれ角が追従する最大角以下の場合（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、追従を実行・継続し（Ｓ２１０）、ずれ角が追従する最大角を超えた場合（Ｓ２０９：Ｎｏ）、照射範囲をロービームの照射範囲に変更する（Ｓ２１１）。

第三実施形態によれば、目的対象物Ｂを検出した際のずれ角が追従開始範囲内であれば、第一実施形態同様の動作となる。一方、目的対象物Ｂを検出した際のずれ角が追従開始範囲外であれば、追従する最大角の値に関わらず、照射がロービームに変更される。

追従する最大角と追従開始範囲の最大値とが同じ値の場合、対向車（目的対象物Ｂ）が接近している状態で追従を開始すると、その後すぐに最大角に達し、ロービームに変更される。つまり、この場合、短期間にハイビーム→中間ビーム（追従）→ロービームと照射範囲が変更される。照射範囲の短期間での大きな変化は、車両Ａの運転手によっては、かえって視界が悪いと感じる可能性もある。高速走行時には、より短期間となる。

第三実施形態では、対向車が接近した状態で検出された場合（追従開始範囲外で検出された場合）、中間ビームを介さずハイビームから一気にロービームに変更し、対向車が遠くで検出された場合（追従開始範囲内で検出された場合）、ハイビームから中間ビームに変更し、追従した後にロービームに変更することができる。第三実施形態によれば、追従開始範囲の最大値（例えば２〜２．５度）から小追従角（例えば４度）の間のずれ角（例えば３度）で検出された目的対象物Ｂに対し、中間ビームを介さずロービームに変更することができる。

このように、接近状態で目的対象物Ｂが検出された際に中間ビームへの変更を省くことで、短期間で照射範囲（ハイ、中間、ロー）が激しく変更されることは防止される。第三実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、車両運転手の視界感覚の面で効果がある。

なお、追従開始範囲は１つであってもよい。この場合、例えばＳ２０３とＳ２０４の間に「ずれ角が追従開始範囲内か否かを判定するステップ」を設け、範囲内であればＳ２０４に進み、範囲外であればＳ２１１に進むよう設定してもよい。この場合、Ｓ２０５とＳ２０７は不要となる。また、上記の追加ステップ、Ｓ２０５、またはＳ２０７において、追従開始範囲内と判定された場合、その時点で追従を開始するように設定してもよい。また、上記した角度の数値は例示であって、他の数値であってもよい。

１、１０：車両用前照灯装置、
２：前照灯、３：配光変更部（変更手段）、４：カメラ（認識手段）、
５：車速検出部、
６：ＥＣＵ、６１：解析部、６２：基準方向決定部、６３：ずれ角算出部、
６４：記憶部、６５：制御部（制御手段）、６６：旋回半径算出部、
７：舵角検出部、Ａ：車両、Ｂ：目的対象物

Claims

車両の前方を照射する前照灯と、
前記前照灯の照射範囲を変更する変更手段と、
前記車両の前方を認識する認識手段と、
前記認識手段から出力されたデータに基づいて、予め設定された目標対象物を検出するとともに前記目標対象物の上下方向および幅方向の位置を算出する解析手段と、
前記変更手段を制御する制御手段と、
前記目的対象物が検出された場合、前記前照灯の照射方向に関する基準方向を決定する基準方向決定手段と、
前記前照灯の配置位置を基準として、前記基準方向に対する前記目的対象物のずれ角を算出するずれ角算出手段と、
前記目的対象物を追従する最大の前記ずれ角に設定された最大追従角を記憶する第一記憶手段と、
を備え、前記目標対象物が検出された場合、前記制御手段が、前記解析手段の解析結果に基づいて、前記ずれ角が前記最大追従角を超えるまで前記目的対象物を追従する目的で、前記照射範囲を変更する車両用前照灯装置であって、
前記車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記最大追従角よりも小さい小追従角を記憶する第二記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記車速検出手段の検出値が所定閾値を超えた場合、前記目的対象物を追従する最大の前記ずれ角を前記小追従角に設定し、前記ずれ角算出手段で算出された前記ずれ角が前記小追従角を超えると前記照射範囲をロービームの照射範囲に変更することを特徴とする車両用前照灯装置。
車両の舵角を検出する舵角検出手段と、
前記車速検出手段の検出値と前記舵角検出手段の検出値に基づいて、車両の旋回半径を算出する旋回半径算出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記旋回半径算出手段の算出結果が所定閾値を下回った場合、前記目的対象物を追従する最大の前記ずれ角を前記小追従角に設定し、前記ずれ角が前記小追従角を超えると前記照射範囲をロービームの照射範囲に変更する請求項１に記載の車両用前照灯装置。
前記目的対象物は、対向車である請求項１又は２に記載の車両用前照灯装置。