JP6087736B2 - 前照灯制御装置 - Google Patents
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近年、自車両前方の状況をカメラやレーダ等によって認識し、グレア(眩輝)が問題となり得る対向車、先行車等の前方車両を検出した場合には、自動的にハイビームからロービームへ切り替える機能(オートハイビーム機能)が提案されている。
また、特許文献2には、急カーブ路を所定頻度以上で通過した場合には、市街地走行中であると推定してロービームを選択するようにしたヘッドライト制御装置が記載されている。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、カーブ路通過時に前方車両へのグレアを適切に防止しかつ自車両の視界を確保することができる前照灯制御装置を提供することである。
請求項1に係る発明は、自車両前方を照射する前照灯の配光パターンを自動的に切り替える前照灯制御装置であって、前記前照灯は、第1の配光パターンと、前記第1の配光パターンに対して上方への配光を制限した第2の配光パターンと、前記第1の配光パターンに対して対向車線側への配光を制限した第3の配光パターンとを有し、自車両前方の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像から他車両の光源を認識する他車両認識手段と、前記他車両認識手段の認識結果に応じて前記配光パターンを切り替える配光制御手段と、自車両前方のカーブの緩急を示す指標を所定の判定値と比較してカーブの緩急を判別するカーブ判別手段とを備え、前記配光制御手段は、自車両前方のカーブが第1判定値よりも緩い場合には前記他車両認識手段が他車両の光源を認識した場合に前記第1の配光パターンから前記第2の配光パターンへ切り替えるとともに、自車両前方のカーブが第1判定値よりも急である場合には前記カーブの第2判定値に対する緩急に応じて前記第1乃至第3の配光パターンを切り替えることを特徴とする前照灯制御装置である。
これによれば、カーブの緩急を第1判定値、第2判定値によって多段階に層別し、第1乃至第3の配光パターンから状況に適した配光パターンを選択することによって、遠方を照射する配光パターンでも対向車を直接照射するリスクが少ない場合にはその配光パターンを選択することによって、自車両の視界を確保することができる。
また、カーブが緩く対向車が相当前方から撮像手段の画角内に入る場合には、他車両認識手段の認識結果に応じて第1の配光パターンから第2の配光パターンに切り替える直進時と同様の制御を行なうことによって、前方車両にグレアを与えることを防止することができる。
なお、本明細書、特許請求の範囲において、「判定値に対してカーブが急(緩)である」とは、「カーブの緩急を示す指標が判定値に対して急(緩)である」ことを意味するものとする。
請求項3に係る発明は、前記第3の配光パターンは、反対向車線側の前照灯を走行用ビーム点灯とし、対向車線側の前照灯をすれ違い用ビーム点灯とすることによって形成されることを特徴とする請求項2に記載の前照灯制御装置である。
対向車線方向のカーブの場合、主に反対向車線側を照射することになるため、カーブが第2判定値よりも急であり第1の配光パターンを選択しても対向車を直接照射する可能性が低い場合には第1の配光パターンを選択することによって、自車両の視界を確保することができる。
また、カーブが第2判定値よりも緩く第1の配光パターンでは対向車を照射する可能性が高い場合には、第3の配光パターンを選択することによって、自車両の視界を確保しつつ対向車のグレアを防止することができる。
反対向車線方向のカーブの場合、主に対向車線側を照射することになるが、カーブが第2判定値よりも急である場合には第3の配光パターンであれば対向車を照射するのはごく短時間であり、グレアを与えることは少なく、また、カーブ前方を比較的遠距離まで照射できることから、第3の配光パターンを選択することによって対向車のグレアを抑制しつつ自車両の視界を確保することができる。
また、カーブが第2判定値よりも緩く第3の配光パターンであっても比較的長時間対向車を照射する可能性が高い場合には、第2の配光パターンを選択することによって、対向車にグレアを与えることを防止できる。
これによれば、配光パターンの切り替え頻度を抑制し、自車両の視界変化を少なくして安定的な視界を確保することができる。
実施例の前照灯制御装置は、例えば乗用車等の自動車の車体前部に設けられ、自車両前方の所定の領域を照射する前照灯を制御するものである。
図1に示すように、前照灯制御装置1は、左側前照灯11、右側前照灯12、コントローラ20、ボディ統合ユニット30、カメラユニット40、挙動制御ユニット50、トラスミッション制御ユニット60、CAN通信システム70等を有して構成されている。
左側前照灯11、右側前照灯12は、自車両前方を例えば100m以上前方まで照射するハイビーム(走行用ビーム)、及び、自車両前方を例えば40m程度前方まで照射するロービーム(すれ違い用ビーム)を選択可能となっている。
左側前照灯11、右側前照灯12は、ハイビーム用、ロービーム用として例えばHID、白熱電球、LED等の光源と、光源が発生する光を所定の配光パターンで投光するプロジェクタ型又はリフレクタ型の光学系等をそれぞれ有する。
ハイビーム用、ロービーム用の光源は独立して点灯、消灯が可能となっており、ハイビーム点灯時にはロービームも同時点灯されるようになっている。
左側前照灯11、右側前照灯12をともにロービーム点灯させた場合の配光パターンは、本発明にいう第2の配光パターンに相当する。
また、反対向車線側(左側通行の場合には左側)の左側前照灯11をハイビーム点灯させ、対向車線側(左側通行の場合には右側)の右側前照灯12をロービーム点灯させた場合の配光パターンは、本発明にいう第3の配光パターンに相当する。
コントローラ20は、ボディ統合ユニット30からの制御信号に応じて、左側前照灯11、右側前照灯12のハイビーム用光源、ロービーム用光源をそれぞれ点灯、消灯させる。
ボディ統合ユニット30は、CPU等の情報処理装置、RAMやROM等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
ボディ統合ユニット30は、コントローラ20に制御信号を与え、左側前照灯11、右側前照灯12のハイビーム点灯、ロービーム点灯、消灯を切り替える機能を有する。
スイッチ31は、例えば、車室内のステアリングコラム部等に設けられ、ドライバが前照灯を操作する操作入力手段である。
スイッチ31は、例えば、オフ(消灯)、ロービーム点灯、ハイビーム点灯の手動選択のほか、オートモードの選択が可能となっている。
オートモードは、車両外部の明暗等を検出して、前照灯を自動的に点灯、消灯させるものである。
オートハイビームモードは、自車両前方をカメラユニット40で逐次撮像して得た時系列の画像に基づいて、対向車、先行車等の前方車両の灯火類(光源)の有無や市街地走行等を判別し、通常時はハイビーム点灯を行うとともに、所定範囲内に前方車両を検出したり、市街地走行を検出した場合には自動的にロービーム点灯に切り替えるものである。
ボディ統合ユニット30は、カメラユニット40による他車両の光源等の認識結果に応じて、ハイビーム点灯、ロービーム点灯、片側ハイビーム点灯を切り替える配光制御手段として機能する。
ボディ統合ユニット30は、挙動制御ユニット50から提供される車両の走行速度(車速)、ステア角、車体横加速度、車体ヨーレート等の車両状態に関する情報を利用して、自車両前方のカーブの方向及び緩急を判別するカーブ判別手段としても機能する。
カーブの緩急の判別は、例えば、カーブが急になるのに応じて増加する指標(例えば推定曲率)を、予め設定された閾値1(第1判定値)、閾値2(第2判定値:閾値1よりも大きい)と比較することによって行う。
照度センサ32は、例えば、フロントウインドウガラスの周縁部における車室内に設けられている。
カメラユニット40は、例えばCMOS、CCD等の固体撮像素子によって、所定の画角内に含まれる範囲(平面視において、図4以降に示す扇形の撮像領域R)内を逐次撮像し、得られた時系列の画像データを画像処理して、自車両前方の環境(他車両やその他光源等)を認識する他車両検出手段である。
カメラユニット40は、前方車両等の検出結果をボディ統合ユニット30に提供する。
カメラユニット40は、例えば、車室内におけるルームミラー基部(フロントウインドウガラス上端部)に隣接して設けられる。
挙動制御ユニット50には、図示しない車速センサ、舵角センサ、車体横加速度センサ、車体ヨーレートセンサ等が接続されている。
挙動制御ユニット50は、これらの各ユニットの出力に基づいて、車速、舵角(ハンドル角)、車体横加速度(横G)、車体ヨーレート等の車両状態に関する情報をボディ統合ユニット30に提供する。
変速機として、例えば、チェーン式、ベルト式等の無段変速機(CVT)や複数のプラネタリギヤセットを有するステップAT、DCT等が用いられる。
トランスミッション制御ユニット60は、前進・後進のいずれか選択されているか、前進の場合には変速段(変速比)などに関する情報をボディ統合ユニット30に提供する。
ボディ統合ユニット30は、後述するオートハイビーム制御を、前進時のみ行うようになっている。
実施例の前照灯制御装置においては、車両が直線路を走行する際には、カメラユニット40が撮像する画像に基づいて前方車両を検出し、前方車両が検出された場合にはハイビームからロービームに切り替える公知の制御を行う。
また、車両がカーブ路を走行する際には、カーブの方向及び緩急に応じて、上述した第1乃至第3の配光パターンを切り替えている。
図2は、実施例の前照灯制御装置におけるカーブ時の前照灯制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
ボディ統合ユニット30は、自車両前方のカーブの方向を判定する。
カーブの方向の判定は、例えば、挙動制御ユニット50から提供される舵角に基づいて行うことができる。
カーブ方向の判定が終了後、ステップS02に進む。
ステップS01において判定したカーブ方向が右である場合にはステップS09に進み、左カーブである場合にはステップS03に進む。
ボディ統合ユニット30は、挙動制御ユニット50から提供される車速、舵角、横G、ヨーレートを用いて、自車両前方のカーブが急になるのに応じて増加する急カーブ判定値(カーブの緩急を示す指標)を算出する。
急カーブ判定値として、例えば、カーブの推定曲率を用いることができる。
その後、ステップS04に進む。
ボディ統合ユニット30は、ステップS03において算出した急カーブ判定値を予め設定した閾値1(第1判定値)と比較し、急カーブ判定値が閾値1より大きい(カーブが急)場合にはステップS06に進み、その他の場合にはステップS05に進む。
ここで、閾値1は、後述する通常制御を行ってもロービームへの切り替えが遅延しない程度に、十分遠方から対向車がカメラユニット40の画角内に入るカーブ曲率を考慮して設定される。
ボディ統合ユニット30は、カメラユニット40が撮像画像に基づいて前方車両等を検出した結果を利用し、自車両に対して所定の範囲内に前方車両が存在する場合や、市街地走行であると判定された場合に左側前照灯11、右側前照灯12をともにロービーム点灯とし、その他の場合には左側前照灯11、右側前照灯12をともにハイビーム点灯とする通常制御(直線路走行時と同じ制御)を行う。
画像100には、例えば、自車両走行車線101、対向車線102、ガードレール103、反射板104、街灯105、対向車106等にそれぞれ対応する画素群が含まれている。
また、画像100において、画像処理における水平基準線Hが設けられる。
夜間においては、画像100においては、主に光源に対応する画素群が検出される。
逐次撮像される画像100を時系列に比較した場合、自車両の左側に存在する反射板104、街灯105の光は、時間経過とともに画面中央部からそれぞれ左下方向、左上方向に変位していく。
これに対し、対向車106の前照灯は、他の光源に対して輝度が極めて大きく、画面中央部から右下方向へ変位することによって特徴付けられる。
カメラユニット40は、このような特徴に基づいて、対向車106を認識・検出可能となっている。
また、カメラユニット40は、自車両前方の走行車線上にテールランプに相当する赤色系の高輝度画素群が検出された場合には、先行車として認識する。
さらに、カメラユニット40は、街灯105等の車両以外の光源が所定の基準以上に多く分布している場合には、市街地走行中であると判断し、ボディ統合ユニット30は、左側前照灯11、右側前照灯12をともにロービーム点灯とする。
ボディ統合ユニット30は、上述した通常制御を実行し、その後、一連の処理をリターンする。
図4に示すように、緩いカーブにおいては、自車両110の前方から接近する対向車106が十分に遠距離からカメラユニット40の撮像領域R内に入ることから、直線走行時と同様の通常制御を行っても、ロービームへの切り替えが遅れて対向車106にグレアを与えることは防止できる。
図4には、ロービームの場合の配光パターンP2を破線で図示している。
ボディ統合ユニット30は、従前の処理(前回図2のフローを実行した際)の左側前照灯11、右側前照灯12の状態が、ハイビーム点灯であった場合にはステップS08に進み、ロービーム点灯であった場合にはステップS07に進む。
ボディ統合ユニット30は、前方車両の検出結果に関わらず、左側前照灯11、右側前照灯12をともにロービーム点灯(ハイビーム消灯)し、一連の処理をリターンする。
ボディ統合ユニット30は、ステップS03において算出した急カーブ判定値を予め設定された閾値2(第2判定値・閾値1より大きい)と比較し、急カーブ判定値が閾値2より大きい(カーブが急)場合にはステップS13に進み、その他の場合にはステップS07に進む。
図5に示す場合においては、自車両前方の対向車線がカメラユニット40の画角外となることから、対向車106が画像100の側端部から突然現れる状況となる。このため、通常制御を行ったのでは対向車検出が遅くなり、ロービームへの切り替えが遅れて対向車にグレアを与える可能性が大きい。このため、ハイビームを強制消灯し、ロービームの配光パターンP2で照射することによって、対向車にグレアを与えることを防止している。
図6に示す場合においても、カメラユニット100の画像から対向車の検出が困難であることは図5に示す場合と同様であるが、カーブが急であることから、ハイビームを片側点灯させたとしても、対向車を照射するのはごく短時間となり、実質的にグレアは問題になりにくいと考えられる。
そこで、このような場合には、反対向車線側の左側前照灯11をハイビーム点灯し、対向車線側の右側前照灯12をロービーム点灯させるようにしている。
このときの配光パターンP3を図6に破線で図示する。配光パターンP3は、通常のハイビームの配光パターンP1に対して、対向車線側(この場合右側)への配光を抑制した配光パターンとなる。
ボディ統合ユニット30は、ステップS03と実質的に同様にして急カーブ判定値を算出する。
その後、ステップS10に進む。
ボディ統合ユニット30は、ステップS09において算出した急カーブ判定値を予め設定した閾値1と比較し、急カーブ判定値が閾値1より大きい場合にはステップS11に進み、その他の場合にはステップS05に進む。
図7は、実施例の前照灯制御装置を有する車両が急カーブ判定値が閾値1以下である緩い右カーブ走行中の状態を示す模式的平面図である。
図7に示すように、このように緩いカーブにおいては、自車両110の前方から接近する対向車106が十分に遠距離からカメラユニット40の撮像領域R内に入ることから、直線走行時と同様の通常制御を行っても、ロービームへの切り替えが遅れて対向車106にグレアを与えることは防止できる。図7には、ロービームの場合の配光パターンP2を破線で図示している。
ボディ統合ユニット30は、従前の処理(前回図2のフローを実行した際)の左側前照灯11、右側前照灯12の状態が、ハイビーム点灯であった場合にはステップS12に進み、ロービーム点灯であった場合にはステップS07に進む。
ボディ統合ユニット30は、ステップS08において算出した急カーブ判定値を予め設定された閾値2と比較し、急カーブ判定値が閾値2より大きい場合にはステップS14に進み、その他の場合にはステップS13に進む。
ボディ統合ユニット30は、前方車両の検出結果に関わらず、左側の左側前照灯11をハイビーム点灯とし、右側の右側前照灯12をロービーム点灯として、一連の処理をリターンする。
図8は、実施例の前照灯制御装置を有する車両が急カーブ判定値が閾値1より大きくかつ閾値2以下である中程度の右カーブ走行中の状態を示す模式的平面図である。
図8に示すように、中程度の右カーブにおいては、前照灯からのビームはカーブの外側すなわち反対向車線側を照射することになることから、左側前照灯11をハイビーム点灯、右側前照灯12をロービーム点灯にして、通常のハイビームの配光パターンに対して対向車線側への配光を抑制した配光パターンP3とすれば、対向車にグレアを与える可能性は十分低いと考えられる。
ボディ統合ユニット30は、前方車両の検出結果に関わらず、左側前照灯11、右側前照灯12をともにハイビーム点灯とし、一連の処理をリターンする。
図9は、実施例の前照灯制御装置を有する車両が急カーブ判定値が閾値2より大きい急な右カーブ走行中の状態を示す模式的平面図である。
このような急カーブにおいては、左側前照灯11、右側前照灯12をともにハイビーム点灯としても、実質的に対向車106を照射する可能性は極めて低く、対向車にグレアを与える可能性は十分低いと考えられる。
なお、上述したカーブ時の制御は、直線路走行への復帰時に終了する。
(1)カーブの緩急を閾値1、閾値2によって三段階に層別し、状況に適した配光パターンP1,P2,P3を選択することによって、ハイビームの配光パターンP1や片側ハイビームの配光パターンP3でも対向車106を直接照射するリスクが少ない場合には、これらを選択することによって、急カーブである場合には強制的にハイビームを消灯する従来技術に対して、自車両の視界を確保することができる。
また、カーブが緩く対向車106が相当前方からカメラユニット40の画角内に入る場合には、他車両の認識結果に応じてハイビームの配光パターンP1からロービームの配光パターンP2に切り替える通常制御を行なうことによって、適切に前方車両にグレアを与えることを防止することができる。
(2)左右ハイビーム点灯では対向車へのグレアが懸念される状況において、反対向車線側の片側の左側前照灯12のみをハイビーム点灯させることによって、簡単な構成によって適切に配光パターンを変化させ、自車両の走行車線前方を照射しつつ対向車線への照射を抑制することができる。
(3)右方向のカーブの場合、主に反対向車線側を照射することになるため、カーブが閾値2よりも急でありハイビームの配光パターンP1を選択しても対向車を直接照射する可能性が低い場合にはハイビームの配光パターンP1を選択することによって、自車両の視界を確保することができる。
また、カーブが閾値2よりも緩くハイビームの配光パターンP1では対向車を照射する可能性が高い場合には、片側のみハイビームの配光パターンP3を選択することによって、自車両の視界を確保しつつ対向車のグレアを防止することができる。
(4)左方向のカーブの場合、主に対向車線側を照射することになるが、カーブが閾値2よりも急である場合には片側のみハイビームの配光パターンP3であれば対向車を照射するのはごく短時間であり、グレアを与えることは少なく、また、カーブ前方を比較的遠距離まで照射できることから、片側のみハイビームの配光パターンP3を選択することによって対向車のグレアを抑制しつつ自車両の視界を確保することができる。
また、カーブが閾値2よりも緩く片側のみハイビームの配光パターンP3であっても比較的長時間対向車を照射する可能性が高い場合には、ロービームの配光パターンP2を選択することによって、対向車にグレアを与えることを防止できる。
(5)従前の処理でロービーム点灯となっている場合にはカーブの緩急に関わらずロービーム点灯を維持することによって、配光パターンの切り替え頻度を抑制し、自車両の視界変化を少なくして安定的な視界を確保することができる。
(6)急カーブ判定値が閾値1以上の急カーブにおいて、カメラユニット40の画像によらずにカーブの方向、緩急に基づいて配光パターンを選択することによって、例えばガードレール上の反射板などを対向車と誤認識してコーナリング中に視界が急変することを防止できる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)前照灯制御装置や、前照灯の構成は上述した実施例に限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、実施例では左右の前照灯がハイビーム、ロービームの配光パターンをそれぞれ有し、ハイビームとロービームとを片側ずつ点灯させることによって対向車線側への配光を通常のハイビームに対して制限した第3の配光パターンを形成しているが、これに限らず、例えばプロジェクタ光学系に設けられるシェードを可変式としたり、ユニットを可動させて配光パターンを変化させるようにしてもよい。例えば通常のハイビーム用配光に、可動シェードを用いてカットオフラインを設けて対向車線側上部への配光を制限し、これを第3の配光パターンとして用いてもよい。
また、実施例では、カーブの緩急を例えば3段階に層別しているが、より多くの判定値を用いてより他段階に層別して制御してもよい。
(2)上述した実施例は、一例として左側通行の場合について説明したが、右側通行の場合であっても、右カーブにおける制御と左カーブにおける制御とを反転させることによって適用することが可能である。
(3)実施例では、カーブ方向、カーブ緩急を舵角、横G、ヨーレート、車速等の車両状態に基づいて判別しているが、他の手法によって判別してもよい。
例えば、ステレオカメラの撮像画像を画像処理して車線形状を認識するようにしてもよい。
また、ナビゲーション装置が保持する地図データに基づいて判別してもよい。
11 左側前照灯 12 右側前照灯
20 コントローラ 30 車両統合ユニット
31 スイッチ 32 照度センサ
40 カメラユニット 50 挙動制御ユニット
60 トランスミッション制御ユニット
70 CAN通信システム
100 画像 101 自車両走行車線
102 対向車線 103 ガードレール
104 反射板 105 街灯
106 対向車 110 自車両
R 撮像領域
P1 配光パターン(左右ハイビーム)
P2 配光パターン(左右ロービーム)
P3 配光パターン(左ハイビーム・右ロービーム)
Claims (6)
- 自車両前方を照射する前照灯の配光パターンを自動的に切り替える前照灯制御装置であって、
前記前照灯は、第1の配光パターンと、前記第1の配光パターンに対して上方への配光を制限した第2の配光パターンと、前記第1の配光パターンに対して対向車線側への配光を制限した第3の配光パターンとを有し、
自車両前方の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した画像から他車両の光源を認識する他車両認識手段と、
前記他車両認識手段の認識結果に応じて前記配光パターンを切り替える配光制御手段と、
自車両前方のカーブの緩急を示す指標を所定の判定値と比較してカーブの緩急を判別するカーブ判別手段とを備え、
前記配光制御手段は、自車両前方のカーブが第1判定値よりも緩い場合には前記他車両認識手段が他車両の光源を認識した場合に前記第1の配光パターンから前記第2の配光パターンへ切り替えるとともに、自車両前方のカーブが第1判定値よりも急である場合には前記カーブの第2判定値に対する緩急に応じて前記第1乃至第3の配光パターンを切り替えること
を特徴とする前照灯制御装置。 - 前記第1の配光パターンは走行用ビームの配光パターンであり、前記第2の配光パターンはすれ違い用ビームの配光パターンであること
を特徴とする請求項1に記載の前照灯制御装置。 - 前記第3の配光パターンは、反対向車線側の前照灯を走行用ビーム点灯とし、対向車線側の前照灯をすれ違い用ビーム点灯とすることによって形成されること
を特徴とする請求項2に記載の前照灯制御装置。 - 前記配光制御手段は、自車両前方のカーブが対向車線方向のカーブであって、前記第1判定値よりも急である場合において、
自車両前方のカーブが前記第2判定値よりも急である場合には第1の配光パターンを選択し、前記第2判定値よりも緩い場合には前記第3の配光パターンを選択すること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の前照灯制御装置。 - 前記配光制御手段は、自車両前方のカーブが反対向車線側のカーブであって、前記第1判定値よりも急である場合において、
自車両前方のカーブが前記第2判定値よりも急である場合には前記第3の配光パターンを選択し、前記第2判定値よりも緩い場合には前記第2の配光パターンを選択すること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の前照灯制御装置。 - 前記配光制御手段は、自車両前方のカーブが前記第1判定値よりも急でありかつ前記前照灯が前記第2の配光パターンとなっている場合には、自車両前方のカーブの前記第2判定値に対する緩急に関わらず第2の配光パターンを維持すること
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の前照灯制御装置。
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