JP2015033944A - 車両用前照灯の点灯制御装置、車両用前照灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】カーブ道路における対向車両へのグレアを軽減し、前方視認性を向上する。【解決手段】選択的に点灯可能な複数の発光素子を有する車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、自車両の前方を撮影した画像に基づいて前方車両を検出する車両検出部１１と、前方車両の位置に対応して光照射範囲を設定する光照射範囲設定部１６と、自車両がカーブ道路を走行中であるか否かを判定するカーブ判定部１４と、自車両がカーブ道路を走行中であるときに複数の発光素子の点消灯時間を相対的に短い時間に設定し、それ以外のときに当該点消灯時間を相対的に長い時間に設定する点消灯時間設定部１５と、光照射範囲設定部１６により設定される光照射範囲に対応し、かつ点消灯時間設定部１５により設定される点消灯時間に対応した制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部１７を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前照灯による照射状態を制御する技術に関する。

夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりハイビームを照射させることにより車両の前方を確認し、必要に応じてロービームに切り換えるが、切り替えの煩わしさや道路環境によりロービームを用いる場合も多い。このとき、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにしてハイビームの照射パターンを制御する配光制御技術（ＡＤＢ制御）が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、前方車両へのグレアを抑制するとともに歩行者の早期発見や遠方視認性の向上を図ることができる。

ところで、上記のＡＤＢ制御中には前方車両の位置変化に応じて光照射範囲と非照射範囲が制御されるが、その際、前照灯の点灯から消灯への切り替えならびに消灯から点灯への切り替えが瞬時に行われると光量の急激な変化により運転者等に違和感を与えてしまうことがある。これに対しては、例えば特開２０１２−１５１０５８号公報（特許文献２）などで提案されているように、点灯と消灯の切り替え時間が長くなるように制御することにより、光量の急激な変化を抑えることが望ましい。

しかし、上記のような点消灯制御によると、例えば自車両がカーブ道路を走行中において対向車両が通り過ぎる場合を考えると、以下のような不都合が生じうる。例えば、対向車両が検知されてからこの対向車両の存在する領域が非照射状態に切り替えられるまでの間に比較的長い時間を要してしまうことになるので、対向車両にグレアを与える可能性がある。特に、対向車両であることから自車両との間で相対速度が大きいため、この不都合が顕著に表れる可能性がある。また、対向車両が通り過ぎた後に、対向車両に対応して非照射状態としていた領域が光照射状態に切り換えるまでの間にも比較的に長い時間を要してしまうことになるので、その間、前方の視認性が低下する可能性がある。

特開２０１０−２３２０８１号公報 特開２０１２−１５１０５８号公報

本発明に係る具体的態様は、ＡＤＢ制御における光照射状態の急激な変化による違和感を軽減しつつ、カーブ道路における対向車両へのグレアを軽減し、並びに前方視認性を向上することが可能な配光制御技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用前照灯の点灯制御装置は、選択的に点灯可能な複数の発光素子を有する車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、（ａ）自車両の前方を撮影した画像に基づいて前方車両を検出する車両検出部と、（ｂ）前方車両の位置に対応して光照射範囲を設定する光照射範囲設定部と、（ｃ）自車両がカーブ道路を走行中であるか否かを判定するカーブ判定部と、（ｄ）自車両がカーブ道路を走行中であるときに複数の発光素子の点消灯時間を相対的に短い時間に設定し、それ以外のときに当該点消灯時間を相対的に長い時間に設定する点消灯時間設定部と、（ｅ）光照射範囲設定部により設定される光照射範囲に対応し、かつ点消灯時間設定部により設定される点消灯時間に対応した制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部を含む、車両用前照灯の点灯制御装置である。

上記構成によれば、ＡＤＢ制御において自車両がカーブ道路を走行中には各発光素子の点消灯時間が相対的に短い時間に制御され、それ以外のときは相対的に長い時間に制御されるので、ＡＤＢ制御における光照射状態の急激な変化による違和感を軽減しつつ、カーブ道路において対向車両が存在した場合にその対向車両へのグレアを軽減し、並びに前方視認性を向上することが可能となる。

上記の点灯制御装置は、車両検出部により検出される前方車両が対向車両であるか否かを判定する対向車両判定部、を更に含み、点消灯時間設定部は、自車両がカーブ道路を走行中であり、かつ前方車両が対向車両であるときに点消灯時間を相対的に短い時間に設定する、ことも好ましい。

これにより、点消灯時間が相対的に短い時間に制御されるシーンを必要最小限に抑えることができる。

上記の点灯制御装置において、カーブ判定部は、自車両の車速及び舵角の各情報に基づいて曲率を求め、当該曲率に基づいて自車両がカーブ道路を走行中であるか否かを判定する、ことも好ましい。

多くの場合に車速や舵角の各情報は車両から得られるので、特段にセンサ等を付加しなくても容易に曲率を求めることができる。

上記の点灯制御装置において、点消灯時間設定部は、カーブ判定部により求められる曲率に応じて点消灯時間を設定する、ことも好ましい。

これにより、曲率に応じてより適切に点消灯時間を制御することができる。

本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯の点灯制御装置と、この点灯制御装置によって制御される車両用前照灯を含んで構成される。

これにより、ＡＤＢ制御における光照射状態の急激な変化による違和感を軽減しつつ、カーブ道路における対向車両へのグレアを軽減し、並びに前方視認性を向上することが可能な車両用前照灯システムが提供される。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）は、各ランプユニットの構成例を示す模式図である。図２（Ｂ）は、各ランプユニットの光学的な構成を示す模式図である。 図３は、点消灯時間を設定するために用いるテーブルの一例を示す図である。 図４は、車両用前照灯システムの動作手順を示すフローチャートである。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、車両用前照灯システムによる光照射動作を概略的に示した図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯システムは、自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、カメラ１０、車両検出部１１、制御部１２、一対のランプユニット（車両用前照灯）２０Ｒ、２０Ｌを含んで構成されている。

カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば室内バックミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影し、その画像（画像データ）を出力する。

車両検出部１１は、カメラ１０から出力される画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、前方車両の位置を検出してその位置情報を制御部１２へ出力する。ここでいう「前方車両」とは、先行車両または対向車両である。この車両検出部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。この車両検出部１１は、例えばカメラ１０と一体に構成されている。なお、車両検出部１１の機能は制御部１２において実現されてもよい。

制御部１２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものであり、機能ブロックとしての対向車両判定部１３、カーブ判定部１４、点消灯時間設定部１５、光照射範囲設定部１６および配光制御部１７を備える。

対向車両判定部１３は、車両検出部１１により検出される前方車両の位置情報に基づいて、対向車両が存在するか否かを判定する。前方車両が対向車両と先行車両のいずれかであるかは、例えば以下のような原理で判定することができる。前方車両が先行車両であれる場合には、位置移動がほとんどなく、あったとしても左右方向へのわずかな移動である。これに対して、前方車両が対向車両である場合には、画像中において自車両の右側上方に存在し、かつ特に上下方向への位置移動が大きい。このような移動特性の違いを利用することで、前方車両が先行車両と対向車両のいずれであるかを判定することができる。なお、対向車両判定部１３の機能は上記した車両検出部１１に備わっていてもよい。

カーブ判定部１４は、自車両から得られるハンドルの舵角情報、車速情報に基づいて、自車両が走行中の道路の曲率を求め、この曲率に基づいて、走行中の道路がカーブ道路であるか否かを判定する。

点消灯時間設定部１５は、対向車両判定部１３により前方車両が対向車両であると判定され、かつカーブ判定部１４により自車両がカーブ道路を走行中であると判定された場合に、通常よりも短い点消灯時間を設定してその制御信号を配光制御部１７に出力する。また、点消灯時間設定部１５は、前方車両が対向車両ではない場合または自車両がカーブ道路を走行中ではない場合には、相対的に長い点消灯時間としての点消灯時間Ｔｄ（以下「通常の点消灯時間」という）を設定する。

ここでいう点消灯時間とは、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの点灯および消灯の各々に要する時間であり、通常の点消灯時間Ｔｄとしては、点灯および消灯による急激な光量変化を抑えるために相対的に長い時間が設定されている。本実施形態では、図３に例示するような係数を用いることで通常よりも短い点消灯時間を設定している。具体的には、カーブ道路の曲率が０より大きい所定値から１５０までの間の値である場合に対応する点灯時係数αおよび消灯時係数βはいずれも０．５であり、カーブ道路の曲率が１５０以上の値である場合には点灯時係数αおよび消灯時係数βをいずれも０．４である。これらの係数α、βを通常の点消灯時間Ｔｄに乗算することにより、通常よりも短い点消灯時間を設定している。

光照射範囲設定部１６は、車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に対応した光照射範囲および非照射範囲を設定する。

配光制御部１７は、照射範囲設定部１６によって設定された光照射範囲および非照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた制御信号（配光制御信号）を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。また、配光制御部１７は、点消灯時間設定部１５によって設定される点消灯時間に応じて各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの点灯および消灯の各々に要する時間を制御する。なお、ここでは各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌによる出射光の光度が０％から１００％に変化するまでに要する時間を点灯時間とし、逆に光度が１００％から０％に変化するまでに要する時間を消灯時間とする。

ランプユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１、マトリクスＬＥＤ２２およびロービームＬＥＤ２３を有する。同様に、ランプユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１、マトリクスＬＥＤ２２およびロービームＬＥＤ２３を有する。

ＬＥＤ点灯回路２１は、配光制御部１７から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ２２に含まれる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各ＬＥＤを選択的に点灯させる。

マトリクスＬＥＤ２２は、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤ点灯回路２１から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。このマトリクスＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤをそれぞれ独立に点灯させ、かつその照射強度（明るさ）を制御することが可能である。

ロービームＬＥＤ２３は、１つ以上のＬＥＤを備えており、ＬＥＤ点灯回路２１から供給される駆動信号に基づいてＬＥＤを点灯する。

図２（Ａ）は、各ランプユニットの構成例を示す模式図である。図示のように、ランプユニット２０Ｌ（または２０Ｒ）は、マトリクスＬＥＤ２２とその前面に配置されたレンズ２４を含んだハイビームユニット２６と、ロービームＬＥＤ２３とその前面に配置されたレンズ２５を含んだロービームユニット２７と、を備える。図２（Ｂ）は、各ランプユニットの光学的な構成を示す模式図である。マトリクスＬＥＤ２２の複数のＬＥＤを選択的に点灯させることによって出射する光がレンズ２４によって前方へ投影されることでハイビームが形成される。また、図示を省略するが同様に、ロービームＬＥＤ２３のＬＥＤを点灯させることによって出射する光がレンズ２５によって前方へ投影されることでロービームが形成される。

図４は、車両用前照灯システムの動作手順を説明するためのフローチャートである。以下ではこのフローチャートを参照しながら車両用前照灯システムの動作について詳細に説明する。

通常のＡＤＢ制御中、すなわち前方車両の位置に応じて定まる特定の領域を非照射範囲としそれ以外を光照射範囲として各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌにより選択的に光照射する制御を行っているときに、光照射範囲設定部１６は、前方車両の位置移動による光照射範囲および非照射範囲の変化があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。光照射範囲等に変化がない場合には（ステップＳ１１；ＮＯ）、本ステップの処理が繰り返される。

光照射範囲等に変化がある場合に（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、カーブ判定部１４は、自車両の舵角および車速に基づいてカーブ曲率を算出し（ステップＳ１２）、この算出したカーブ曲率に基づいて自車両がカーブ道路を走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

カーブ道路を走行中である場合に（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、対向車両判定部１３は、ステップＳ１１における前方車両が対向車両であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

前方車両が対向車両である場合に（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、点消灯時間設定部１５は、通常より短い点消灯時間を設定し、その制御信号を配光制御部１７へ出力する（ステップＳ１５）。具体的には、上記した図３に示した係数テーブルからカーブ道路の曲率に応じた係数を読み出してこれを通常の点消灯時間Ｔｄに乗算することにより、通常よりも短い点消灯時間を設定する。

一方、自車両がカーブ道路を走行中ではない場合（ステップ１３；ＮＯ）、またはステップＳ１１における前方車両が対向車両ではない場合に（ステップ１４；ＮＯ）、点消灯時間設定部１５は、通常の点消灯時間Ｔｄを設定する（ステップ１６）。

配光制御部１７は、光照射範囲設定部１６によって設定される光照射範囲および非照射範囲に対応する配光制御信号を生成して各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。このとき、配光制御部１７は、点消灯時間設定部１５によって設定される点消灯時間に応じて各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ＬＥＤの点消灯時間を制御する（ステップＳ１７）。すなわち、配光制御部１７は、通常よりも短い点消灯時間が設定されている場合であればその短い点消灯時間で該当するＬＥＤを点消灯させ、通常の点消灯時間が設定されている場合であればその通常の点消灯時間で該当するＬＥＤを点消灯させる。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、車両用前照灯システムによる光照射動作を概略的に示した図である。図５（Ａ）に示すように、自車両５０がカーブ道路を走行中、右前方に対向車両６０が現れた場合には、対向車両６０の位置に応じた非照射範囲５１と光照射範囲５２が設定される。その際、非照射範囲５１および光照射範囲５２を形成するための各ＬＥＤの点消灯時間が相対的に短く設定されるので、速やかに非照射範囲５１が形成され、対向車両６０へのグレアが抑えられる。他方で、図５（Ｂ）に示すように、自車両５０がカーブ道路を走行中、対向車両６０が通り過ぎた場合には、対向車両６０の位置に応じて設定されていた非照射範囲５１が光照射範囲５２に変化する。その際、光照射範囲５２を形成するための各ＬＥＤの点消灯時間が相対的に短く設定されるので、自車両の右前方が速やかに光照射範囲となり、前方の視認性が向上する。

このような実施形態によれば、ＡＤＢ制御において自車両がカーブ道路を走行中には各発光素子の点消灯時間が相対的に短い時間に制御され、それ以外のときは相対的に長い時間に制御されるので、ＡＤＢ制御における光照射状態の急激な変化による違和感を軽減しつつ、カーブ道路において対向車両が存在した場合にその対向車両へのグレアを軽減し、並びに前方視認性を向上することが可能となる。また、自車両がカーブ道路を走行中であり、かつ前方車両が対向車両であるときに点消灯時間を相対的に短い時間に制御するので、点消灯時間を相対的に短い時間に制御するシーンを必要最小限に抑えることができる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態ではカーブ道路の曲率を自車両の舵角と車速に基づいて推定して求めていたが、ヨーレートやＧＰＳの各検出値に基づいて曲率を求めてもよい。また、上記した実施形態ではカーブ道路の曲率に応じて点灯時係数および消灯時係数を２段階に分けて設定していたが、曲率によらず一律に係数を設定してもよいし、逆に３段階またはそれ以上に分けて係数を設定してもよい。あるいは、このような係数を用いることなく直接的に点消灯時間を設定してもよい。さらに、上記した実施形態では自車両がカーブ道路を走行中かつ対向車両が存在する場合に点消灯時間を短くする制御を行っていたが、対向車両の有無によらず、カーブ道路を走行中には一律に点消灯時間を短くする制御を行ってもよい。

１０：カメラ
１１：車両検出部
１２：制御部
１３：対向車両判定部
１４：カーブ判定部
１５：点消灯時間設定部
１６：光照射範囲設定部
１７：配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：ランプユニット
２１：ＬＥＤドライバ
２２：マトリクスＬＥＤ
２３：ロービームＬＥＤ
２４、２５：レンズ
２６：ハイビームユニット
２７：ロービームユニット
３０Ｌ、３０Ｒ：ハイビーム
５０：自車両

Claims (5)

1. 選択的に点灯可能な複数の発光素子を有する車両用前照灯による光照射状態を制御するための点灯制御装置であって、
   自車両の前方を撮影した画像に基づいて前方車両を検出する車両検出部と、
   前記前方車両の位置に対応して光照射範囲を設定する光照射範囲設定部と、
   前記自車両がカーブ道路を走行中であるか否かを判定するカーブ判定部と、
   前記自車両がカーブ道路を走行中であるときに前記複数の発光素子の点消灯時間を相対的に短い時間に設定し、それ以外のときに当該点消灯時間を相対的に長い時間に設定する点消灯時間設定部と、
   前記光照射範囲設定部により設定される前記光照射範囲に対応し、かつ前記点消灯時間設定部により設定される前記点消灯時間に対応した制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部と、
   を含む、車両用前照灯の点灯制御装置。
2. 前記車両検出部により検出される前記前方車両が対向車両であるか否かを判定する対向車両判定部、を更に含み、
   前記点消灯時間設定部は、前記自車両がカーブ道路を走行中であり、かつ前記前方車両が対向車両であるときに前記点消灯時間を相対的に短い時間に設定する、
   請求項１に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
3. 前記カーブ判定部は、前記自車両の車速及び舵角の各情報に基づいて曲率を求め、当該曲率に基づいて前記自車両がカーブ道路を走行中であるか否かを判定する、
   請求項１又は２に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
4. 前記点消灯時間設定部は、前記カーブ判定部により求められる曲率に応じて前記点消灯時間を設定する、
   請求項３に記載の車両用前照灯の点灯制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用前照灯の点灯制御装置と、
   前記点灯制御装置によって制御される車両用前照灯、
   を含む、車両用前照灯システム。

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