JP2012228978A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

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Abstract


【課題】車両が過渡的状態の場合でも、目的対象物に応じた適切な視界を確保することができる車両用前照灯装置を提供する。
【解決手段】本発明の車両用前照灯装置は、目標対象物が検出された場合、制御手段７２が、解析手段７１の解析結果に基づいて、照射範囲を目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段５を備え、制御手段７２は、照射範囲を第一所定照射範囲に制御中、ピッチ角が所定値以上である場合、または、ピッチ角の変化量が所定値以上である場合、照射範囲を第一所定照射範囲とは異なる第二所定照射範囲に変更することを特徴とする。
【選択図】 図１

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、先行車または対向車を認識すると、先行車または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、先行者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
しかしながら、このような車両用前照灯装置は、ハイビームや中間ビームの際、カメラ等の認識手段を用いて目標対象物を認識している。このような車両前方を認識するための認識手段による目標対象物の認識時間は、位置の解析等を必要とするため、車高センサ等の他のセンサに比べて長い。したがって、急ハンドルや急加減速のような過渡的状態においては、目標対象物の認識に遅れが生じ、照射範囲の制御が実際の状況に追いつかないことがある。つまり、過渡的状態において、照射範囲が所定照射範囲からずれてしまい、眩惑行為や照射すべき対象物が照射範囲から外れてしまう等、目的対象物に応じた視界（視認可能範囲）確保が困難となり得る。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、車両が過渡的状態の場合でも、目的対象物に応じた適切な視界を確保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るデータに基づいて、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、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、前記照射範囲を前記目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、前記車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段を備え、前記制御手段は、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲に制御中、前記ピッチ角が所定値以上である場合、または、前記ピッチ角の変化量が所定値以上である場合、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲とは異なる第二所定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、急発進、急ブレーキ、急加減速、または路面の凹凸等により車両のピッチ角が大きく変化した場合、照射範囲を第一照射範囲から、当該第一照射範囲とは異なる第二所定照射範囲に切り替えることができる。つまり、目的対象物に応じて過渡的状態時の照射範囲を設定でき、過渡的状態が生じた際に照射範囲を切り替えることで、適切な視界を確保することができる。
請求項２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るデータに基づいて、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、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、前記照射範囲を前記目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、前記車両のヨー角を検出するヨー角検出手段を備え、前記制御手段は、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲に制御中、前記ヨー角が所定値以上である場合、または、前記ヨー角の変化量が所定値以上である場合、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲とは異なる第二所定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、急ハンドルや急旋回等により車両のヨー角が大きく変化した場合、照射範囲を第一所定照射範囲から、当該第一照射範囲とは異なる第二所定照射範囲に切り替えることができる。つまり、目的対象物に応じて過渡的状態時の照射範囲を設定でき、過渡的状態が生じた際に照射範囲を切り替えることで、適切に視界を確保することができる。
請求項３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るデータに基づいて、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、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、前記照射範囲を前記目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、前記車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、前記車両のヨー角を検出するヨー角検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲に制御中、前記ピッチ角が所定値以上である場合、前記ピッチ角の変化量が所定値以上である場合、前記ヨー角が所定値以上である場合、または、前記ヨー角の変化量が所定値以上である場合、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲とは異なる第二所定照射範囲に変更することを特徴とする。
この構成であれば、照射範囲が第一所定照射範囲の際に、車両が過渡的状態となれば、照射範囲を第一照射範囲から第二照射範囲に変更でき、適切な視界を確保することができる。
請求項４に記載の発明は、前記目的対象物が歩行者であり、前記第二所定照射範囲は、前記第一所定照射範囲よりも広い照射範囲となるように設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、過渡的状態において歩行者が照射範囲から外れることを抑制することができる。つまり、歩行者に対する視界を確保することができる。
請求項５に記載の発明は、前記目的対象物が対向車のテールランプまたは先行車のヘッドランプであり、前記第二所定照射範囲は、前記第一所定照射範囲よりも狭くロービームの照射範囲以上の照射範囲となるように設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、過渡的状態において対向車または先行車が照射範囲内に入ることを抑制することができる。つまり、視界を確保しつつ、照射が対向車または先行車に対して眩惑行為となることを防止できる。
本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。 本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。 本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。
次に、好ましい実施形態を挙げ、図１〜図３を参照して本発明をより詳しく説明する。
本実施形態の車両用前照灯装置１は、図１に示すように、前照灯２と、配光変更部３と、カメラ４と、ピッチ角検出部５と、ヨー角検出部６と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）７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、ＥＣＵ７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、ＥＣＵ７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、ＥＣＵ７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、車両上部に設置されている。カメラ４は、撮像した撮像データをＥＣＵ７に送信する。
ピッチ角検出部５は、車速センサであって、車両の車速を検出する。ピッチ角検出部５は、車速情報をＥＣＵ７に送信する。車速の変化量を算出することで、当該変化によるピッチ角（上下振り角度）またはピッチ角の変化量が推定できる。
ヨー角検出部６は、ステアリングセンサであって、車両のヨー角（左右振り角度）を検出する。ヨー角検出部６は、ヨー角情報をＥＣＵ７に送信する。
ＥＣＵ７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。ＥＣＵ７は、機能的に、解析部７１と、制御部７２と、ピッチ角推定部７３と、ヨー角推定部７４と、判別部７５と、を備えている。
解析部７１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７１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（図２では対向車）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、図２に示す対向車のヘッドランプや、先行車のテールランプまたは歩行者等である。解析部７１は、カメラ４に内蔵されたカメラ内蔵型でもよい。
制御部７２は、配光変更部３を制御する機能を有している。制御部７２は、第一所定照射範囲（第一配光パターン）を記憶している。制御部７２は、解析部７１により目標対象物Ｂが検出された場合、解析部７１の解析結果に基づいて、照射範囲を第一所定照射範囲に変更する。第一所定照射範囲とは、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。換言すると、第一所定照射範囲は、目的対象物の位置との関係で設定された照射範囲である。第一所定照射範囲は、ハイビームまたは中間ビームの照射範囲に対して変更した照射範囲である。
例えば、図２（実線）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、第一所定照射範囲は、対向車を除いた範囲となる。撮像データ上の目的対象物の移動に伴って、第一所定照射範囲の除く位置（暗い位置）は変化する。第一所定照射範囲は、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。
なお、目標対象物Ｂが先行車のテールランプである場合も同様である。また、目標対象物Ｂが歩行者である場合、運転手が歩行者を視認し易いように、例えば歩行者の足等を照射範囲に積極的に含める。目標対象物および対応する第一所定照射範囲は、複数設定されていてもよい。第二所定照射範囲については後述する。
ピッチ角推定部７３は、ピッチ角検出部５からの情報に基づいて、現在のピッチ角または所定時間当りのピッチ角の変化量を算出する。車速が急に大きくなること（または小さくなること）によるピッチ角の変化は、予め計算されたデータベースを参照しても求められる。
ヨー角推定部７４は、ヨー角検出部６からの情報に基づいて、現在のヨー角またはヨーレートを算出する。ヨーレートとは、旋回方向への回転角の変化速度である。ヨー角検出部６がステアリングセンサの場合、検出されたヨー角をそのまま現在のヨー角として推定でき、ヨー角検出部６がヨーレートセンサの場合、検出されたヨーレートをそのまま現在のヨーレートとして推定できる。
判別部７５は、ピッチ角に関する閾値、ピッチ角の変化量に関する閾値、ヨー角の閾値、および、ヨー角の変化量に関する閾値を記憶している。各閾値（「所定値」に相当する）は、予め設定されている。判別部７５は、制御部７２が照射範囲を第一所定照射範囲に制御している状態において、ピッチ角推定部７３からの推定結果と閾値とを比較し、推定結果が閾値を超えている場合、照射範囲を第二照射範囲に変更するよう制御部７２に指令する。同様に、判別部７５は、制御部７２が照射範囲を第一所定照射範囲に制御している状態において、ヨー角推定部７４からの推定結果と閾値とを比較し、推定結果が閾値を超えている場合、照射範囲を第二照射範囲に変更するよう制御部７２に指令する。制御部７２は、判別部７５の指令を受けて、配光変更部３を制御する。
つまり、判別部７５は、推定されたピッチ角が対応する閾値を超えた場合、推定されたピッチ角の変化量が対応する閾値を超えた場合、推定されたヨー角が対応する閾値を超えた場合、および、推定されたヨーレートが対応する閾値を超えた場合、のうち少なくとも１つ場合に、第一所定照射範囲を第二所定照射範囲に変更する。
第二所定照射範囲は、目的対象物ごとに設定された過渡的状態における照射範囲である。本実施形態における第二所定照射範囲は、目的対象物が歩行者の場合、第一所定照射範囲よりも広い照射範囲に設定され、目的対象物が対向車や先行車のランプである場合、ロービームの照射範囲に設定されている（図２二点鎖線参照）。ただし、目的対象物が対向車や先行車のランプである場合、第二所定照射範囲は、第一所定照射範囲より狭くロービームの照射範囲以上（広い）の照射範囲であればよい。
ここで、車両用前照灯装置１の動作フローについて図３を参照して説明する。まず、カメラ４が撮像データをＥＣＵ７に送信し、解析部７１が撮像データを解析する（Ｓ１０１）。解析部７１は、目標対象物Ｂを検出し、その位置を算出する（Ｓ１０２）。制御部７２は、目標対象物Ｂに対して第一所定照射範囲となるように配光変更部３を制御する（Ｓ１０３）。ピッチ角検出部５およびヨー角検出部６は、ＥＣＵ７に情報を送信し続けている。
ピッチ角推定部７３は、ピッチ角検出部５からの情報に基づき、現在のピッチ角およびピッチ角の変化量を推定する（Ｓ１０４）。同様に、ヨー角推定部７４は、ヨー角検出部６からの情報に基づき、現在のヨー角およびヨーレートを推定する（Ｓ１０５）。
ここで、推定されたピッチ角およびピッチ角の変化量の少なくとも一方が、対応する閾値を超えた場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ７は、第二所定照射範囲に配光変更部３を制御する（Ｓ１０８）。一方、いずれの推定結果も閾値以内であれば、そのまま第一所定照射範囲を維持する（Ｓ１０９）。
また、同様に、推定されたヨー角およびヨーレートの少なくとも一方が、対応する閾値を超えた場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、ＥＣＵ７は、第二所定照射範囲に配光変更部３を制御する（Ｓ１０８）。一方、いずれの推定結果も閾値以内であれば、そのまま第一所定照射範囲を維持する（Ｓ１０９）。一度過渡的状態となった後も、過渡的状態でなくなれば（推定結果が閾値以下となれば）、通常の制御に復帰する（Ｓ１０９）。
本実施形態によれば、車両が過渡的状態である際に、歩行者に対しては照射範囲を広くして視認可能とし、対向車や先行車に対しては照射範囲を視界を維持しつつ狭くして眩惑行為を防止できる。すなわち、本実施形態によれば、過渡的状態においても、目的対象物に応じた適切な視界を確保できる。
（変形態様）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、ピッチ角検出部５は、カーナビゲーション（路面凹凸情報）、アクセル開度センサ、ブレーキ油圧センサ、加速度センサ、または、車高センサ等であってもよい。これらからの情報に基づいて、ピッチ角およびピッチ角の変化量は推定できる。車高センサをピッチ角検出部５として用いることで、直接的にピッチ角を検出できる。さらに、車高センサがロービーム時のピッチ角検出で用いられている場合もあり、この場合、車高センサがピッチ角検出部５を兼用できるため好ましい。
また、ヨー角検出部６は、カーナビゲーション（カーブ情報）、ヨーレートセンサ、または加速度センサ（左右方向）等であってもよい。つまり、ピッチ角検出部５およびヨー角検出部６は、角度を直接的に検出するものでも間接的に検出するものでもよい。また、カメラ４は、車両前方を認識可能な認識手段の一例であって、認識手段としてはレーザレーダ等であってもよい。
また、車両用前照灯装置１は、「ピッチ角およびピッチ角の変化量」と「ヨー角およびヨーレート」の何れか一方だけを検出（推定）対象として判別部７５で判別するものでもよい。さらには、車両用前照灯装置１は、ピッチ角、ピッチ角の変化量、ヨー角、および、ヨーレートのうち少なくとも１つを検出（推定）対象として判別部７５で判別するものでもよい。
また、第二所定照射範囲は、場合分けによって複数設定されてもよい。例えば、ピッチ角（または変化量）が閾値を超え且つヨー角（またはヨーレート）が閾値内である場合、ピッチ角（または変化量）が閾値内であり且つヨー角（またはヨーレート）が閾値を超えた場合、および、ピッチ角（または変化量）が閾値を超え且つヨー角（またはヨーレート）も閾値を超えた場合、の各場合に対して所定照射範囲を設定してもよい。これにより、より状況にあった制御が可能となる。
また、目的対象物に関わらず、第二所定照射範囲を一律ロービームの照射範囲としてもよい。また、判別部７５が過渡的状態と判別した場合、制御部７２の制御を停止（または緩やかに）するように設定してもよい。換言すると、目的対象物を追跡する制御を停止（または緩やかに）するように設定してもよい。この場合も、第二所定照射範囲が、相対移動する目的対象物に対する第一所定照射範囲とは積極的に異なるように、照射範囲は制御される。これらにより、簡易な設計により、対向車等の運転手が予期できないような眩惑行為を防止できる。
また、前照灯２は、スリット板２１を有しないものでもよい。例えば、前照灯２および配光変更部３は、左右のそれぞれに複数の光源を備えたものや、プロジェクタの原理により照射範囲を決定するもの等でもよい。
１：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：ピッチ角検出部（ピッチ角検出手段）、 ６：ヨー角検出部（ヨー角検出手段）、
７：ＥＣＵ、 ７１：解析部（解析手段）、 ７２：制御部（制御手段）、
７３：ピッチ角推定部、 ７４：ヨー角推定部、 ７５：判別部、
Ａ：車両、 Ｂ：目的対象物

Claims (5)

  1. 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るデータに基づいて、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、
    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、前記照射範囲を前記目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、
    前記車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲に制御中、前記ピッチ角が所定値以上である場合、または、前記ピッチ角の変化量が所定値以上である場合、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲とは異なる第二所定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。
  2. 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るデータに基づいて、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、
    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、前記照射範囲を前記目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、
    前記車両のヨー角を検出するヨー角検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲に制御中、前記ヨー角が所定値以上である場合、または、前記ヨー角の変化量が所定値以上である場合、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲とは異なる第二所定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。
  3. 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るデータに基づいて、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、
    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、前記照射範囲を前記目標対象物に対して設定された第一所定照射範囲に変更する車両用前照灯装置であって、
    前記車両のピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、
    前記車両のヨー角を検出するヨー角検出手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲に制御中、前記ピッチ角が所定値以上である場合、前記ピッチ角の変化量が所定値以上である場合、前記ヨー角が所定値以上である場合、または、前記ヨー角の変化量が所定値以上である場合、前記照射範囲を前記第一所定照射範囲とは異なる第二所定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。
  4. 前記目的対象物は、歩行者であり、
    前記第二所定照射範囲は、前記第一所定照射範囲よりも広い照射範囲となるように設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用前照灯装置。
  5. 前記目的対象物は、対向車のテールランプまたは先行車のヘッドランプであり、
    前記第二所定照射範囲は、前記第一所定照射範囲よりも狭くロービームの照射範囲以上の照射範囲となるように設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用前照灯装置。
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