JP5636483B2 - 車両用前照灯の配光制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯の配光を制御する配光制御システムに関する。

従来より、カメラによって撮像された車両前方の画像に基づいて先行車や対向車（以下、これらを適宜「前走車」と称する）の存否を検出し、その検出結果に基づいて配光パターンを変化させる構成とした車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００８−９４１２７号公報 特開２００８−３７２４０号公報

ところで、上述のような車両用前照灯においては、カメラからの画像データに基づいて行う前走車の検出精度が重要である。この検出精度が低いと前走車の検出漏れが生じて前走車にグレアを与えてしまうおそれがある。前走車の検出精度を高めるためには、夜間でも鮮明な画像を撮像することができる超高感度のカメラを用いる方法が考えられるが、このような超高感度のカメラを用いた場合、コストが非常に高くなってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価な構成により前走車にグレアを与え難くすることのできる車両用前照灯の配光制御システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯の配光制御システムは、複数の配光パターンを形成可能な車両用前照灯と、自車の前方に存在する前走車を検出し、該検出の結果に基づいて複数の配光パターンのうちから一つの配光パターンを選択し、選択した配光パターンを照射するよう車両用前照灯を制御する制御手段とを備える。制御手段は、照射範囲がそれまでより広くなる配光パターンに切り替える場合には、照射範囲が狭くなる配光パターンに切り替える場合よりも前走車の検出時間を長くする。

この態様によると、照射範囲が広くなる配光パターンに切り替える場合の前走車の検出精度を高めることが可能となり、前走車にグレアを与えるのを防止することができる。また、高価な超高感度カメラ等を用いずとも前走車の検出精度を向上できるので、安価な構成により前走車にグレアを与えるのを防止できる配光制御システムを実現できる。

自車の走行状態を検出する走行状態検出手段をさらに備え、制御手段は、走行状態検出手段の検出結果に応じて前走車の検出時間を可変してもよい。

走行状態検出手段は、天候状態を検出する天候検出手段を含み、制御手段は、雨天時にはそれ以外の天候時よりも前走車の検出時間を長くしてもよい。

走行状態検出手段は、車両が曲線路を走行しているか否かを検出する曲線路検出手段を含み、制御手段は、車両が曲線路を走行している場合にはそれ以外の場合よりも前走車の検出時間を長くしてもよい。

制御手段は、前走車の水平方向の位置に応じて前走車の検出時間を可変してもよい。

制御手段は、前走車までの距離を検出する距離検出手段を備え、前走車までの距離が所定の閾値距離よりも大きい場合には、それ以外の場合よりも前走車の検出時間を長くしてもよい。

手動で配光パターンを切り替える手動配光切替手段をさらに備え、制御手段は、手動配光切替手段からそれまでとは異なる配光パターンに切り替える指示があった場合には、配光パターンが徐々に切り替わるように車両用前照灯を制御してもよい。

当該制御システムは、３種類以上の配光パターンの間で配光パターンを切替可能に構成されており、制御手段は、これらの配光パターン間の切替における前走車の検出時間のうち少なくとも１つを他とは異ならせてもよい。

本発明によれば、安価な構成により前走車にグレアを与え難くすることのできる車両用前照灯の配光制御システムを提供できる。

本発明の実施の形態に係る配光制御システムにおいて用いられる車両用前照灯の内部構造を示す概略断面図である。 回転シェードの概略斜視図である。 図３（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態に係る車両用前照灯により照射可能な配光パターンを示す図である。 本発明の実施の形態に係る配光制御システムを説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態に係る配光制御システムにおける配光パターンの切替制御を説明するためのフローチャートである。 図６（ａ）〜（ｅ）は、照射範囲が拡大する配光パターンへ切り替える場合の制御を説明するためのタイミングチャートである。 図７（ａ）〜（ｅ）は、照射範囲が縮小する配光パターンへ切り替える場合の制御を説明するためのタイミングチャートである。 照射範囲が拡大する場合の各配光パターン間の検出時間を示す図である。 照射範囲が縮小する場合の各配光パターン間の検出時間を示す図である。 前走車の水平方向の位置に応じた検出時間の可変制御を説明するための図である。 図１１（ａ）〜（ｆ）は、曲線路において視認性を向上するための配光パターンの制御を説明するための図である。

本発明の実施の形態に係る車両用前照灯の配光制御システムは、自車の前方に存在する前走車を検出し、該検出の結果に基づいて複数の配光パターンのうちから最適な配光パターンを選択して照射するものである。この配光制御システムは、照射範囲がそれまでよりも広くなる配光パターンに切り替える場合には、照射範囲が狭くなる配光パターンに切り替える場合よりも前走車の検出にかける時間を長く設定する。例えば、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替える場合には、逆の場合よりも前走車の検出にかける時間を長くする。これにより、照射範囲が広くなる配光パターンに切り替える場合の前走車の検出精度を高めることが可能となり、前走車にグレアを与えるのを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る配光制御システムにおいて用いられる車両用前照灯２１０の内部構造を示す概略断面図である。図１に示す車両用前照灯２１０は、車両の車幅方向の左右に１灯ずつ配置される配光可変式前照灯であり、その構造は実質的に左右同等なので代表して車両右側に配置される車両用前照灯２１０Ｒの構造を説明する。

車両用前照灯２１０Ｒは、車両前方方向に開口部を有するランプボディ２１２と、ランプボディ２１２の開口部を覆う透明カバー２１４とで形成される灯室２１６を有する。灯室２１６には、光を車両前方方向に照射する灯具ユニット１０が収納されている。灯具ユニット１０の一部には、当該灯具ユニット１０の揺動中心となるピボット機構２１８ａを有するランプブラケット２１８が形成されている。ランプブラケット２１８はランプボディ２１２の内壁面に立設されたボディブラケット２２０とネジ等の締結部材によって接続されている。したがって、灯具ユニット１０は、灯室２１６内の所定位置に固定されると共に、ピボット機構２１８ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢等に姿勢変化可能となる。

また、灯具ユニット１０の下面には、曲線道路走行時等に進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（Adaptive Front-lighing System:AFS）を構成するためのスイブルアクチュエータ２２２の回転軸２２２ａが固定されている。スイブルアクチュエータ２２２は、車両側から提供される操舵量のデータや、ナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、前走車と自車の相対位置の関係等に基づいて灯具ユニット１０をピボット機構２１８ａを中心に進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。その結果、灯具ユニット１０の照射範囲が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視界を向上させる。スイブルアクチュエータ２２２は、例えばステッピングモータで構成することができる。なお、スイブル角度が固定値の場合には、ソレノイドなども利用可能である。

スイブルアクチュエータ２２２は、ユニットブラケット２２４に固定されている。ユニットブラケット２２４には、ランプボディ２１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２２６が接続されている。レベリングアクチュエータ２２６は、例えばロッド２２６ａを矢印Ｍ，Ｎ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。ロッド２２６ａが矢印Ｍ方向に伸長した場合、灯具ユニット１０はピボット機構２１８ａを中心として後傾姿勢になるように揺動する。逆にロッド２２６ａが矢印Ｎ方向に短縮した場合、灯具ユニット１０はピボット機構２１８ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。灯具ユニット１０が後傾姿勢になると、光軸を上方に向けるレベリング調整ができる。また、灯具ユニット１０が前傾姿勢になると、光軸を下方に向けるレベリング調整ができる。このようにレベリング調整をすることで、車両姿勢に応じた光軸調整ができる。その結果、車両用前照灯２１０による前方照射の到達距離を最適な距離に調整することができる。

なお、このレベリング調整は、車両走行中の車両姿勢に応じて実行することもできる。例えば、車両が走行中に加速する場合は後傾姿勢となり、逆に減速する場合は前傾姿勢となる。したがって、車両用前照灯２１０の照射方向も車両の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、車両姿勢に基づき灯具ユニット１０のレベリング調整をリアルタイムで実行することで、走行中でも前方照射の到達距離を最適に調整できる。これを「オートレベリング」と称することもある。

灯室２１６の内壁面、例えば、灯具ユニット１０の下方位置には、灯具ユニット１０の点消灯制御や配光パターンの形成制御を実行する照射制御部２２８が配置されている。図１の場合、車両用前照灯２１０Ｒを制御するための照射制御部２２８Ｒが配置されている。この照射制御部２２８Ｒは、スイブルアクチュエータ２２２、レベリングアクチュエータ２２６等の制御も実行する。

灯具ユニット１０は、エーミング調整機構を備えることができる。例えば、レベリングアクチュエータ２２６のロッド２２６ａとユニットブラケット２２４の接続部分に、エーミング調整時の揺動中心となるエーミングピボット機構を配置する。また、ボディブラケット２２０とランプブラケット２１８の接続部分に、車両前後方向に進退する一対のエーミング調整ネジを車幅方向に間隔をあけて配置する。例えば２本のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に前傾姿勢となり光軸が下方に調整される。同様に２本のエーミング調整ネジを後方に引き戻せば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に後傾姿勢となり光軸が上方に調整される。また、車幅方向左側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に右旋回姿勢となり右方向に光軸が調整される。また、車幅方向右側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に左旋回姿勢となり左方向に光軸が調整される。このエーミング調整は、車両出荷時や車検時、車両用前照灯２１０の交換時に行われる。そして、車両用前照灯２１０が設計上定められた規定の姿勢に調整され、この姿勢を基準に本実施形態の配光パターンの形成制御が行われる。

灯具ユニット１０は、回転シェード１２を含むシェード機構１８と、光源としてのバルブ１４と、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７と、投影レンズ２０とを備える。バルブ１４は、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。本実施の形態では、バルブ１４をハロゲンランプで構成する例を示す。リフレクタ１６は、バルブ１４から放射される光を反射する。そして、バルブ１４からの光およびリフレクタ１６で反射した光は、その一部がシェード機構１８を構成する回転シェード１２を経て投影レンズ２０へと導かれる。

図２は、回転シェード１２の概略斜視図である。回転シェード１２は、回転軸１２ａを中心に回転可能な円筒形状の部材である。また、回転シェード１２は軸方向に一部が切り欠かれた切欠部２２を有し、当該切欠部２２以外の外周面１２ｂ上に板状のシェードプレート２４を複数保持している。回転シェード１２は、その回転角度に応じて投影レンズ２０の後方焦点を含む後方焦点面の位置に切欠部２２または、複数のシェードプレート２４のいずれか１つを移動させることができる。そして、回転シェード１２の回転角度に対応して光軸Ｏ上に位置するシェードプレート２４の稜線部の形状に従う配光パターンが形成される。例えば、複数のシェードプレート２４のいずれか１つを光軸Ｏ上に移動させてバルブ１４から照射された光の一部を遮光することで、ロービーム用配光パターンまたは一部にロービーム用配光パターンの特徴を含む配光パターンを形成する。また、光軸Ｏ上に切欠部２２を移動させてバルブ１４から照射された光を非遮光とすることでハイビーム用配光パターンを形成する。

回転シェード１２は、シェードモータ（図示せず）により回転可能であり、該シェードモータの回転量を制御することで、回転所望の配光パターンを形成するためのシェードプレート２４または切欠部２２を光軸Ｏ上に移動させることができる。なお、回転シェード１２の外周面１２ｂの切欠部２２を省略して、回転シェード１２に、遮光機能だけを持たせてもよい。そして、ハイビーム用配光パターンを形成する場合は、例えばソレノイド等を駆動して回転シェード１２を光軸Ｏの位置から退避させるようにする。このような構成にすることで、例えば、回転シェード１２を回転させるシェードモータがフェールしてもロービーム用配光パターンまたはそれに類似する配光パターンで固定される。つまり、回転シェード１２がハイビーム用配光パターンの形成姿勢で固定されてしまうことを確実に回避してフェールセーフ機能を実現できる。

投影レンズ２０は、車両前後方向に延びる光軸Ｏ上に配置され、バルブ１４は投影レンズ２０の後方焦点面よりも後方側に配置される。投影レンズ２０は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として車両用前照灯２１０前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

図３（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態に係る車両用前照灯２１０により照射可能な配光パターンを示す図である。図３（ａ）〜（ｆ）は、車両用前照灯２１０の前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示している。本実施の形態においては、図３（ａ）〜（ｆ）に示す６つの配光パターンが形成可能である。なお、図３（ａ）〜（ｆ）に示す配光パターンは、車幅方向の左右に配置された車両用前照灯２１０でそれぞれ形成した配光パターンを重畳させることで形成された合成配光パターンである。

図３（ａ）は、ロービーム用配光パターンを示している。このロービーム用配光パターンは、交通法規が左側通行の地域において、市街地走行などの走行で対向車や歩行者にグレアを与えないように配慮された配光パターンである。

図３（ｂ）は、ハイビーム用配光パターンを示している。このハイビーム用配光パターンは、運転者の前方視界を最大まで確保できる配光パターンである。

図３（ｃ）は、交通法規が左側通行の地域で使用される左片ハイ用配光パターンを示している。この左片ハイ用配光パターンは、左側の車両用前照灯２１０で形成する左片ハイ用配光パターンと右側の車両用前照灯２１０で形成するロービーム用配光パターンとの合成によって形成される。このような左片ハイ用配光パターンは、自車線側に前走車や歩行者が存在せず、対向車線側に対向車や歩行者が存在する場合に適した配光であり、運転者の前方視認性を向上させつつ、対向車や対向車線の歩行者にグレアを与えないように配慮した配光パターンである。

図３（ｄ）は、交通法規が左側通行の地域で使用される右片ハイ用配光パターンを示している。この右片ハイ用配光パターンは、右側の車両用前照灯２１０で形成する右片ハイ用配光パターンと左側の車両用前照灯２１０で形成するロービーム用配光パターンとの合成によって形成される。右片ハイ用配光パターンは、自車線側に前走車や歩行者が存在し、対向車線側に対向車や歩行者が存在しない場合に適した配光であり、運転者の前方視認性を向上させつつ、前走車や自車線の歩行者にグレアを与えないように配慮した配光パターンである。

図３（ｅ）は、ロービーム用配光パターンの変形パターンであり、仮想鉛直スクリーン上の鉛直線Ｖと水平線Ｈの交点近傍に対する光の照射を抑制した配光パターンである。図３（ｅ）に示す配光パターンは、「Ｖ配光パターン」と称されるものである。このＶ配光パターンは、例えば、左側の車両用前照灯２１０により図３（ａ）に示すロービーム用配光パターンを形成する。一方、右側の車両用前照灯２１０により、交通法規が右側通行の地域で使用するロービーム用配光パターン、すなわち、図３（ａ）に示す配光パターンを鉛直線Ｖに関して線対称にした配光パターンを形成する。この２つ異なる配光パターンを重畳することにより、遠方の先行車や対向車が存在する可能性のある鉛直線Ｖと水平線Ｈの交点近傍に対する光の照射を抑制したＶ配光パターンを形成することができる。このＶ配光パターンは、遠方の前走車に対するグレアを抑制しつつ、自車線側や対向車線側の路肩の障害物などを運転者に認識させ易くできる配光パターンであるといえる。

図３（ｆ）は、図３（ｃ）に示す左片ハイ用配光パターンおよび図３（ｄ）に示す右片ハイ用配光パターンの変形パターンであり、「スプリット配光パターン」と称されるものである。このスプリット配光パターンは、自車線および対向車線への光の照射を抑制しつつ、自車線および対向車線より外側の視界を良好に確保できる配光パターンである。このようなスプリット配光パターンは例えば以下のように形成される。左側の車両用前照灯２１０を左方向に所定の角度スイブルさせた状態で、図３（ｃ）に示す左片ハイ用配光パターンを形成する。一方、右側の車両用前照灯２１０を右方向に所定の角度スイブルさせた状態で、図３（ｄ）に示す右片ハイ用配光パターンを形成する。この左片ハイ用配光パターンと右片ハイ用配光パターンを重畳させることにより、図３（ｆ）に示すようなスプリット配光パターンを形成できる。

以上のように、本実施の形態の車両用前照灯２１０によれば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン、左片ハイ用配光パターン、右片ハイ用配光パターン、Ｖ配光パターン、スプリット配光パターンの６種類の配光パターンを形成することができる。

図４は、本発明の実施の形態に係る配光制御システム１００を説明するための機能ブロック図である。配光制御システム１００は、上述した車両用前照灯２１０と、車両用前照灯２１０を制御する車両制御部３０２と、ライトスイッチ３０４と、カメラ３０６と、ステアリングセンサ３０８と、車速センサ３１０と、ナビゲーションシステム３１２とを備える。

車両用前照灯２１０の照射制御部２２８は、車両に搭載された車両制御部３０２の指示に従って電源回路２３０の制御を行い、バルブ１４の点灯制御を実行する。また、照射制御部２２８は、車両制御部３０２からの指示に従い、レベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。

例えば、照射制御部２２８は、カーブ走行や右左折走行などの旋回時にスイブルアクチュエータ２２２を制御して、灯具ユニット１０の光軸をこれから進行する方向に向ける。また、照射制御部２２８は、加減速時の車両姿勢の前傾、後傾に応じてレベリングアクチュエータ２２６を制御して、灯具ユニット１０の光軸を車両上下方向について調整し、前方照射の到達距離を最適な距離に調整する。また、照射制御部２２８は、車両制御部３０２からの配光パターンの指示に応じて、レベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。

配光制御システム１００は、運転者によるライトスイッチ３０４の操作に応じて手動で配光パターンを切り替え可能である。以下、このような手動で配光パターンを制御するモードを、適宜「手動モード」と称する。例えば運転者がロービーム用配光パターンを選択した場合、車両制御部３０２は照射制御部２２８にロービーム用配光パターンを形成するよう指示を出す。指示を受けた照射制御部２２８は、ロービーム用配光パターンが形成されるようレベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。

また、配光制御システム１００は、ライトスイッチ３０４の操作によらず、車両周囲の状況を各種センサで検出して、車両周囲状況に最適な配光パターンを形成可能である。以下、このように配光パターンを制御するモードを、適宜「ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）モード」と称する。

例えば、自車の前方に前走車が検出された場合、車両制御部３０２は、前走車へのグレアを防止するべきであると判断して、例えばロービーム用配光パターンが形成されるよう照射制御部２２８に指示を出す。また、前走車が存在しないことが検出できた場合、車両制御部３０２は、運転者の視界を向上させるべきであると判断して、例えばハイビーム用配光パターンが形成されるよう照射制御部２２８に指示を出す。

このように前走車を検出するために、車両制御部３０２には対象物の認識手段として例えばステレオカメラなどのカメラ３０６が接続されている。カメラ３０６で撮像された画像データは、車両制御部３０２に送信され、車両制御部３０２が信号処理をして画像解析を行い、撮像範囲内における前走車を検知する。そして、車両制御部３０２は、取得した前走車の情報に基づいて最適な配光パターンを選択し、その選択した配光パターンを形成するように照射制御部２２８に指示を出す。なお、前走車を検出する手段は適宜変更可能であり、カメラ３０６に代えて、例えばミリ波レーダや赤外線レーダなど他の検出手段を用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。

また、車両制御部３０２は、車両に通常搭載されているステアリングセンサ３０８、車速センサ３１０などからの情報も取得可能であり、車両の走行状態や走行姿勢に応じて形成する配光パターンを選択したり、光軸の方向を変化させて簡易的に配光パターンを変化させることができる。例えば車両制御部３０２は、ステアリングセンサ３０８からの情報に基づき車両が旋回していると判定した場合、旋回方向の視界を向上させるような配光パターンが形成されるよう回転シェード１２を回転制御する。また、シェード１２の回転状態は変化させずに、スイブルアクチュエータ２２２を制御して灯具ユニット１０の光軸を旋回方向に向けて視界を向上させるようにしてもよい。

この他、車両制御部３０２は、ナビゲーションシステム３１２から道路の形状情報や形態情報、道路標識の設置情報などを取得することもできる。これらの情報を事前に取得することにより、レベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１等を制御して、走行道路に適した配光パターンをスムーズに形成することもできる。

ところで、ＡＤＢモードにおいては、カメラ３０６からの画像データに基づいて行う前走車の検出精度が重要である。この検出精度が低いと前走車の検出漏れが生じて前走車にグレアを与えてしまったり、誤検出を繰り返して配光パターンが頻繁に切り替わることにより運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。前走車の検出精度を高めるためには、夜間でも鮮明な画像を撮像することができる超高感度のカメラを用いる方法が考えられるが、このような超高感度のカメラを用いた場合、コストが高くなってしまう。そこで、本実施の形態においては、感度がそれ程高くない安価なカメラを用いた場合であっても前走車にグレアを与えるのを防止できる手法を提案する。

図５は、本実施の形態に係る配光制御システム１００における配光パターンの切替制御を説明するためのフローチャートである。以下に説明する制御は、ＡＤＢモードにおける配光パターンの切替制御である。図５に示したフローチャートによる配光パターンの切替制御は、所定の時間毎に繰返し実行される。

まず、カメラ３０６により車両前方が撮像される（Ｓ１０）。カメラ３０６は、所定の撮像周期Ｔｐ（秒）で撮像するように構成されている。撮像された画像データは、車両制御部３０２に送られる。車両制御部３０２は、カメラ３０６から提供される画像データに対して画像解析を行い、撮像範囲内における前走車を検知する（Ｓ１２）。そして、車両制御部３０２は、取得した前走車の情報に基づいて最適な配光パターンを図３（ａ）〜（ｆ）に示した６種類の配光パターンの中から選択する（Ｓ１４）。例えば、対向車線および自車線に車両が存在すれば、図３（ａ）に示すロービーム用配光パターンを選択する。また例えば、自車に前方に車両が存在しなければ、図３（ｂ）に示すハイビーム用配光パターンを選択する。また例えば、自車線側に先行車が存在せず、対向車線側に対向車が存在すれば、図３（ｃ）に示す左片ハイ用配光パターンを選択する。車両制御部３０２は、選択した配光パターンの情報を車両用前照灯２１０の照射制御部２２８に出力する。

照射制御部２２８は、車両制御部３０２によって選択された配光パターンの照射範囲が、現在照射している配光パターンの照射範囲よりも広くなるか否か判定する（Ｓ１６）。例えば、現在照射している配光パターンがロービーム用配光パターンで、選択された配光パターンがハイビーム用配光パターンであれば、照射範囲は広くなっていると判定する。

選択された配光パターンの照射範囲が現在の配光パターンよりも広くなっている場合（Ｓ１６のＹ）、照射制御部２２８は、今回選択された配光パターンが所定の規定回数（Ｎ回）連続して選択されているか否か判定する（Ｓ１８）。なお、照射制御部２２８は、同じ配光パターンが連続した回数をカウントするために、カウンタを備えている。このカウンタは、同一配光パターンの連続が途切れた場合にはリセットされる。規定回数Ｎは、２以上の値に設定される。

連続してＮ回同じ配光パターンが選択されている場合（Ｓ１８のＹ）、照射制御部２２８は、現在の配光パターンから選択された配光パターンに切り替わるようレベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１等を制御する（Ｓ２０）。同じ配光パターンが連続した回数がまだＮ回未満である場合（Ｓ１８のＮ）、制御フローはＳ１０に戻り、撮像周期Ｔｐ秒後にカメラ３０６による撮像が行われる。Ｓ１０〜Ｓ１６を繰り返し、同じ配光パターンが連続した回数がＮ回に達すれば、Ｓ２０に進み、配光パターンの切替が行われる。

一方、Ｓ１６において選択された配光パターンの照射範囲が現在の配光パターンよりも狭くなっている場合、または現在の配光パターンと同じ場合（Ｓ１６のＮ）、照射制御部２２８は直ぐに選択された配光パターンが照射されるようにレベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する（Ｓ２２）。なお、選択された配光パターンが現在の配光パターンと同じ場合には、現在の制御が維持される。

次に、以上のような配光制御システム１００の制御をタイミングチャートを用いて具体的に説明する。

図６（ａ）〜（ｅ）は、照射範囲が拡大する配光パターンへ切り替える場合の制御を説明するためのタイミングチャートである。図６（ａ）は実際の前走車の状態を示し、図６（ｂ）はカメラ３０６の撮像タイミングを示し、図６（ｃ）は車両制御部３０２による前走車の検知結果を示し、図６（ｄ）は車両制御部３０２による配光パターンの選択を示し、図６（ｅ）は照射制御部２２８による車両用前照灯２１０の制御を示している。ここでは、初めは前走車が存在するためロービーム用配光パターンを照射していたが、途中で前走車がいなくなったため、ハイビーム用配光パターンに切り替える状況を想定して説明する。また、ここでは規定回数Ｎ＝４として説明する。

図６（ｂ）に示すように、カメラ３０６は、所定の撮像周期Ｔｐ秒ごとに車両前方を撮像している。カメラ３０６が時刻ｔ１〜ｔ８のそれぞれにおいて車両前方を撮像すると、それぞれの撮像時刻ごとに車両制御部３０２はカメラ３０６からの画像データを基に前走車を検知し、最適な配光パターンを選択する。

図６に示すように、時刻ｔ１、ｔ２のときには自車の前方に前走車が存在している。従って、時刻ｔ１、ｔ２においては、車両制御部３０２は前走車が存在すると検知しており、ロービーム用配光パターンを選択している。時刻ｔ１、ｔ２においては、その時点で照射している配光パターンと同じ配光パターンが選択されているため、ロービーム用配光パターンがそのまま維持されている。

ここで、図６（ａ）に示すように時刻ｔ２とｔ３の間の時刻ｔ２’において、前走車がいなくなったとする。車両制御部３０２は、時刻ｔ２’の直後の時刻ｔ３に撮像された撮像データを基に、図６（ｃ）に示すように、時刻ｔ３において前走車がいなくなったと検知している。前走車がいなくなったため、車両制御部３０２は、図６（ｄ）に示すように時刻ｔ３においてハイビーム用配光パターンを選択している。この選択された配光パターンの情報は、照射制御部２２８に送られる。

車両制御部３０２から選択された配光パターンの情報を受け取ると、照射制御部２２８は、その選択された配光パターンの照射範囲が現在照射している配光パターンの照射範囲よりも広くなるか否か判定する。時刻ｔ３における実際の照射パターンはロービーム用配光パターンであり、車両制御部３０２により選択されたのはハイビーム用配光パターンであるので、照射範囲が広くなる配光パターンへの切替である。但し、時刻ｔ３の時点では、まだ１回だけハイビーム用配光パターンが選択されただけであるので、図５に示すフローチャートのＳ１８に従って直ぐに配光パターンの切替は行わず、再度時刻ｔ４において、新たに撮像された画像データに基づいて前走車の検知および配光パターンの選択が行われる。ここでは、時刻ｔ４においても前走車は検出されず、ハイビーム用配光パターンが選択されている。しかし、時刻ｔ４の時点では、まだ２回連続してハイビーム用配光パターンが選択されただけであるので、照射制御部２２８はまだ配光パターンの切替は行わない。３回連続してハイビーム用配光パターンが選択された時刻ｔ５においても同様である。本実施の形態では、規定回数Ｎ＝４に設定しているので、４回連続してハイビーム用配光パターンが選択された時刻ｔ６において、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンへの切替が行われている。つまり、車両制御部３０２によって４回連続して前走車が検知されなかった場合に、照射制御部２２８は前走車がいなくなったと確定し、配光パターンの切替を行っているのである。

従って、本実施の形態においては、車両制御部３０２により前走車がいなくなったと初めて検知された時刻ｔ３から、照射制御部２２８により前走車がいなくなったと確定して配光パターンを切り替えるまでに、Ｔｐ×３秒を必要とする。Ｔｐ×３秒の間に一度でも前走車がいると検知されてロービーム用配光パターンが選択されれば、その時点で同じ配光パターンが連続した回数をカウントするカウンタがリセットされるため、時刻ｔ６においては配光パターンの切替は行われない。本実施の形態においては、車両制御部３０２により前走車の検知結果に変化が生じてから、その変化を確定して配光パターンの切替を開始するまでの時間を「検出時間ΔＴ」と称する。検出時間ΔＴは、ΔＴ＝Ｔｐ×（Ｎ−１）と表すことができる。

このように、本実施の形態に係る配光制御システム１００は、照射範囲が拡大する配光パターンへの切替が行われる場合には、照射制御部２２８により前走車の検知結果に変化が生じても直ぐに新しい配光パターンに切り替えず、検出時間ΔＴ経過後に新しい配光パターンに切り替えるように構成されている。例えばロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替わる場合など、照射範囲が拡大する配光パターンに切り替わる場合、仮に車両制御部３０２による前走車の検知が誤っていたとすると、前走車にグレアを与えてしまうおそれがある。従って本実施の形態においては、配光パターンの切替速度よりも前走車の検出精度を優先して、検出時間ΔＴの間繰り返して前走車の検知を行う構成とした。長時間にわたって前走車の検知を行うことにより、１回だけの検知で前走車の有無を確定する場合よりも検出精度を高めることができるので、前走車にグレアを与えるのを抑制することができる。

図７（ａ）〜（ｅ）は、照射範囲が縮小する配光パターンへ切り替える場合の制御を説明するためのタイミングチャートである。図７（ａ）は実際の前走車の状態を示し、図７（ｂ）はカメラ３０６の撮像タイミングを示し、図７（ｃ）は車両制御部３０２による前走車の検知結果を示し、図７（ｄ）は車両制御部３０２による配光パターンの選択を示し、図７（ｅ）は照射制御部２２８による車両用前照灯２１０の制御を示している。ここでは、初めは前走車が存在しないためハイビーム用配光パターンを照射していたが、途中で前走車が現れたため、ロービーム用配光パターンに切り替える状況を想定して説明する。

図７に示すように、時刻ｔ１、ｔ２のときには自車の前方に前走車が存在していない。従って、時刻ｔ１、ｔ２においては、車両制御部３０２は前走車が存在しないと検知しており、ハイビーム用配光パターンを選択している。時刻ｔ１、ｔ２においては、その時点で照射している配光パターンと同じ配光パターンが選択されているため、ハイビーム用配光パターンがそのまま維持されている。

ここで、図７（ａ）に示すように時刻ｔ２とｔ３の間の時刻ｔ２’において、前走車が現れたとする。車両制御部３０２は、時刻ｔ２’の直後の時刻ｔ３に撮像された撮像データを基に、図７（ｃ）に示すように時刻ｔ３において前走車が現れたと検知している。前走車が現れたため、車両制御部３０２は、図７（ｄ）に示すように時刻ｔ３においてロービーム用配光パターンを選択している。この選択された配光パターンの情報は、照射制御部２２８に送られる。

車両制御部３０２から選択された配光パターンの情報を受け取ると、照射制御部２２８は、その選択された配光パターンの照射範囲が現在照射している配光パターンの照射範囲よりも広くなるか否か判定する。時刻ｔ３における実際の照射パターンはハイビーム用配光パターンであり、車両制御部３０２により選択されたのはロービーム用配光パターンであるので、照射範囲が狭くなる配光パターンへの切替である。従って、図５に示すフローチャートにしめされるように、時刻ｔ３において直ぐに配光パターンの切替を行っている。

このように、本実施の形態に係る配光制御システム１００は、照射範囲が縮小する配光パターンへの切替が行われる場合には、照射制御部２２８により前走車の検出結果に変化が生じたと検知されてから直ぐに新しい配光パターンに切り替わるよう構成されている。すなわち、検出時間ΔＴ＝０秒で配光パターンの切替をおこなっている。例えばハイビーム用配光パターンからロービーム用配光パターンに切り替わる場合など、照射範囲が縮小する配光パターンに切り替わる場合、仮に車両制御部３０２による前走車の検知結果が誤っていたとしても、前走車にグレアを与えてしまうことはない。従って本実施の形態においては、前走車の検出精度よりも早期に最適な配光パターンに切り替わることを優先して、検出時間ΔＴ＝０秒で配光パターンの切替を行っている。このように早期に最適な配光パターンへの切替を行うことにより、前走車にグレアを与えてしまうのを抑制することが可能となる。

なお、ここでは照射範囲が縮小する配光パターンへの切替が行われる場合の検出時間ΔＴ＝０秒としたが、検出時間ΔＴは０秒に限られない。例えば、前走車の検出精度を高めつつ早期に配光パターンの切替を行うことができるように、検出時間ΔＴ＝Ｔｐと設定してもよい。

図８は、照射範囲が拡大する場合の各配光パターン間の検出時間を示す図である。図８においては、ロービーム用配光パターンから、ハイビーム用配光パターン、Ｖ配光パターン、右片ハイ用配光パターン、スプリット配光パターン、左片ハイ配光パターンに切り替える場合の検出時間を、それぞれΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、ΔＴ４、ΔＴ５としている。また、Ｖ配光パターンからハイビーム用配光パターン、スプリット配光パターン、右片ハイ配光パターン、左片ハイ配光パターンに切り替える場合の検出時間をそれぞれΔＴ６、ΔＴ１３、ΔＴ１４、ΔＴ１５としている。また、右片ハイ配光パターンから、ハイビーム用配光パターン、スプリット配光パターンに切り替える場合の検出時間をそれぞれΔＴ７、ΔＴ８としている。また、左片ハイ配光パターンから、ハイビーム用配光パターン、スプリット配光パターンに切り替える場合の検出時間をそれぞれΔＴ９、ΔＴ１０としている。また、スプリット配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替える場合の検出時間をΔＴ１１としている。また、左片ハイ配光パターンと右片ハイ配光パターンとを切り替える場合の検出時間をΔＴ１２としている。なお、この左片ハイ配光パターンと右片ハイ配光パターンとの切替は、照射範囲の面積はほとんど変わらない。

ここで、検出時間ΔＴ１〜ΔＴ１１およびΔＴ１３〜Δ１５は、例えば１〜２秒程度に設定されている。検出時間ΔＴ１〜ΔＴ１１およびΔＴ１３〜Δ１５は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。最適な検出時間ΔＴは、実験やシミュレーションにより適宜設定すればよい。また、右片ハイ用配光パターンと左片ハイ用配光パターンとを切り替える際の検出時間ΔＴ１２は、グレアを防止するために検出時間ΔＴ１〜ΔＴ１１およびΔＴ１３〜Δ１５よりも短い時間、例えば０〜０．５秒に設定されている。

図９は、照射範囲が縮小する場合の各配光パターン間の検出時間を示す図である。図９においては、ハイビーム用配光パターンから、ロービーム用配光パターン、Ｖ配光パターン、右片ハイ用配光パターン、スプリット配光パターン、左片ハイ用配光パターンに切り替える場合の検出時間を、それぞれΔＴ１６、ΔＴ１７、ΔＴ１８、ΔＴ１９、ΔＴ２０としている。また、スプリット配光パターンから、右片ハイ用配光パターン、左片ハイ用配光パターン、ロービーム用配光パターン、Ｖ配光パターンに切り替える場合の検出時間を、それぞれΔＴ２１、ΔＴ２２、ΔＴ２３、ΔＴ２７としている。また、Ｖ配光パターンから、ロービーム用配光パターンに切り替える場合の検出時間をΔＴ２４としている。また、右片ハイ配光パターンから、ロービーム用配光パターン、Ｖ配光パターンに切り替える場合の検出時間をそれぞれΔＴ２５、ΔＴ２８としている。また、左片ハイ用配光パターンからロービーム用配光パターン、Ｖ配光パターンに切り替える場合の検出時間をそれぞれΔＴ２６、ΔＴ２９としている。

ここで、検出時間ΔＴ１６〜ΔＴ２９は、図８に示した検出時間ΔＴ１〜ΔＴ１１およびΔＴ１３〜Δ１５よりも短い時間に設定されている。例えば、検出時間ΔＴ１６〜ΔＴ２９は、０〜０．５秒程度に設定されている。検出時間ΔＴ１６〜ΔＴ２９は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

以上、説明したように、本実施の形態に係る配光制御システム１００においては、照射範囲がそれまでよりも広くなる配光パターンに切り替える場合には、照射範囲が狭くなる配光パターンに切り替える場合よりも前走車の検出時間ΔＴを長く設定している。これにより、照射範囲が広くなる配光パターンに切り替える場合の前走車の検出精度を高めることが可能となり、前走車にグレアを与えるのを抑制することができる。また、照射範囲が縮小する配光パターンに切り替える場合には前走車の検出時間ΔＴを短く設定することにより、素早く最適な配光パターンに切り替えることができる。

本実施の形態に係る配光制御システム１００においては、高価な超高感度カメラ等を用いずとも前走車の検出精度を向上できるので、安価な構成により前走車にグレアを与えるのを防止できる配光制御システムを実現できる。

ところで、前走車の検出精度は、車両の様々な走行状態によって変化する。従って、車両制御部３０２および照射制御部２２８は、車両の走行状態に応じて検出時間ΔＴを可変してもよい。

例えば、雨天時には、晴天時と比較して前走車の検知が難しくなるおそれがある。そこで、雨を検出するレインセンサ３１１を車両制御部３０２に接続し、雨天時にはそれ以外の天候時よりも検出時間ΔＴを長くしてもよい。例えば、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替える場合、雨天時以外の検出時間が１秒に設定されていたとすれば、雨天時には検出時間を３秒に変更する。これにより、雨天時の前走車の検出精度を高めることができる。

また、曲線路を走行している場合には、前走車の位置が刻々と変化するため、配光パターンが頻繁に切り替えられる可能性がある。配光パターンが頻繁に切り替わると運転者が違和感を感じるため好ましくない。

そこで、車両制御部３０２および照射制御部２２８は、ステアリングセンサ３０８、車速センサ３１０、ナビゲーションシステム３１２等からの情報に基づいて車両が曲線路を走行しているか否かを判定し、曲線路を走行している場合にはそれ以外の場合よりも検出時間ΔＴを長くしてもよい。例えば、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンに切り替える場合、直線路での検出時間ΔＴが１秒に設定されていたとすれば、曲線路での検出時間ΔＴを５秒に変更する。これにより、曲線路において配光パターンが頻繁に切り替わるのが防止され、運転者が違和感を感じるのを抑制できる。

上述したように、本実施の形態に係る配光制御システム１００においては、照射範囲がそれまでよりも広くなる配光パターンに切り替える場合には、照射範囲が狭くなる配光パターンに切り替える場合よりも前走車の検出時間ΔＴを長く設定している。しかしながら、このような構成にした場合、前走車の検出精度が向上して前走車にグレアを与えるおそれは低減できるものの、例えば前方に車両が存在しなくなってからハイビーム用配光パターンに切り替わるまでに時間がかかることになる。

そこで、車両制御部３０２および照射制御部２２８は、前走車の水平方向の位置に応じて検出時間ΔＴを可変してもよい。図１０は、前走車の水平方向の位置に応じた検出時間ΔＴの可変制御を説明するための図である。図１０は、直線路を走行している場合の制御を示している。図１０において、縦軸は検出時間ΔＴを表し、横軸は自車から車両前方を透視的に見た場合の前走車の水平方向の位置（自車から自車正面に向けて延ばした直線と、自車と前走車とを結んだ直線とのなす角度θ）を表している。図１０において、縦軸と横軸の交点は、自車正面を表している。

ここでは、図１０に示すように前走車が自車正面の領域に位置している場合は検出時間ΔＴを長く設定し、前走車の位置が自車正面から左右に外れるに従って検出時間ΔＴが短くなるように設定している。自車正面に前走車が位置している場合、その前走車の検知に失敗して例えばハイビーム用配光パターンを照射すると、前走車に多大なグレアを与えてしまう。従って、自車正面に位置する前走車に対しては、より慎重に検知を行うべく検出時間ΔＴを長く設定している。一方、自車正面から左右に外れた領域に前走車が位置している場合、仮に前走車の検知に失敗したとしても、その前走車にそれ程大きなグレアを与えることはない。従って、検出精度よりも素早い配光パターンの切替による視認性向上を優先し、前走車の位置が自車正面から左右に外れるに従って検出時間ΔＴが小さくなるように設定している。

上述したように、図１０は、直線路を走行している場合の制御を示している。スイブル機能を備えている車両の場合、前走車がスイブル角度周辺に位置している場合は検出時間ΔＴを長く設定し、前走車の位置がスイブル角度から外れるに従って検出時間ΔＴが短くなるように設定すればよい。

また、車両制御部３０２および照射制御部２２８は、カメラ３０６や車間距離センサからの情報に基づいて前走車までの距離を検出し、前走車までの距離が所定の閾値距離よりも大きい場合には、それ以外の場合よりも前走車の検出時間ΔＴを長くしてもよい。前走車の検出精度は、自車から前走車までの距離に応じて変化する。すなわち、自車から遠い前走車ほど検出精度は低下する。そこで、所定の閾値距離よりも前走車が遠い場合には、閾値距離未満の場合よりも検出時間ΔＴを長くすることにより、自車から遠方の前走車に対する検出精度を高めつつ、自車近傍における前走車の有無の変化に対して素早く配光パターンを切り替えることができる。

ところで、本実施の形態に係る配光制御システム１００は、車両周囲の状況に応じて最適な配光パターンを形成するＡＤＢモードの他に、運転者がライトスイッチ３０４を操作することにより手動の配光パターンの切替が可能である。本実施の形態においては、ＡＤＢモードで配光パターンの制御が行われている際に、運転者がライトスイッチ３０４を操作して手動でそれまでとは異なる配光パターンに切り替えようとした場合、車両制御部３０２および照射制御部２２８は、配光パターンが徐々に切り替わるようにレベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。これにより、配光パターンが急に変わることが回避されるため、配光パターン変化時に伴う運転者の違和感を抑制することができる。

図１１（ａ）〜（ｆ）は、曲線路において視認性を向上するための配光パターンの制御を説明するための図である。図１１（ａ）〜（ｃ）は、図５に示す制御フローに従って制御を行った場合の配光パターンの変化を示す図である。ここでは、左にカーブする曲線路を走行中に対向車Ｃが遠方より近づいてくる場合を想定して説明を行う。

図１１（ａ）に示すように、対向車Ｃが遠方に存在する場合、対向車Ｃは自車から見て正面より左側に位置しているので、車両制御部３０２および照射制御部２２８は右片ハイ用配光パターンＲ−Ｈｉを選択して照射している。そして対向車Ｃが近づいてきて図１１（ｂ）に示すように自車正面付近にくると、車両制御部３０２および照射制御部２２８はロービーム用配光パターンＬｏを選択して照射している。対向車Ｃがさらに近づいてきて自車とすれ違う直前になると、図１１（ｃ）に示すように対向車Ｃが自車から見て正面より右側にくる。この場合、自車正面から見て左側には車両が存在しないので、左片ハイ用配光パターンを照射することが望ましいが、ロービーム用配光パターンからハイビーム用配光パターンへの切替は、照射範囲が広くなる切替なので、検出時間ΔＴが長く設定されており、切替が遅れてしまう。その結果、曲線路の遠方領域の視認性が損なわれてしまうおそれがある。

図１１（ｄ）〜（ｆ）は、改良された曲線路における配光パターンの切替制御を示す図である。図１１（ｄ）〜（ｅ）までの制御は、図１１（ａ）〜（ｂ）までの制御と同様である。ここで、本制御においては、曲線路において左右どちらか一方の片ハイ用配光パターンからロービーム配光パターンに切り替えられた場合には、ロービーム用配光パターンから他方の片ハイ用配光パターンへの切替の際に、検出時間ΔＴを通常よりも短くする。このような制御を行うことにより、図１１（ｆ）に示すように対向車Ｃが自車正面より右側に位置するようになった場合、素早くロービーム用配光パターンから左片ハイ用配光パターンＬ−Ｈｉへ切り替えることが可能となり、曲線路の遠方領域の視認性を向上することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１２ 回転シェード、 ２４ シェードプレート、 １００ 配光制御システム、 ２１０ 車両用前照灯、 ２２１ シェードモータ、 ２２２ スイブルアクチュエータ、 ２２６ レベリングアクチュエータ、 ２２８ 照射制御部、 ３０２ 車両制御部、 ３０４ ライトスイッチ、 ３０６ カメラ。

Claims (2)

1. 複数の配光パターンを形成可能な車両用前照灯と、
   自車の前方に存在する前走車の検知を周期的に行う検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて前記複数の配光パターンのうちから一つの配光パターンを選択する選択手段と、
   前記検知手段による前走車の検知結果に変化が生じてから該変化を確定するまでの時間である検出時間が経過したときに、前記選択手段により選択された配光パターンを照射するよう前記車両用前照灯を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、照射範囲がそれまでより広くなる配光パターンに切り替える場合には、照射範囲が狭くなる配光パターンに切り替える場合よりも前走車の検出時間を長くし、
   前記制御手段は、前走車の水平方向の位置に応じて前走車の検出時間を可変する、
   ことを特徴とする車両用前照灯の配光制御システム。
2. 自車の走行状態を検出する走行状態検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記走行状態検出手段の検出結果に応じて前走車の検出時間を可変することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯の配光制御システム。

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