(57)【要約】【課題】可動部によらずに運転者にとって最適な配光パターンを実現する配光制御装置を提供する。【解決手段】車両の直進方向とほぼ平行な光軸を有し、光量の制御により照射範囲を制御できる第一のヘッドライトと、第一のヘッドライトの照射範囲より外側の照射範囲を持つ第二のヘッドライトを備える。第一のヘッドライトの照射範囲を制御することによって、従来のロービーム用ヘッドライトと同等の配光パターンを実現する。一方、第二のヘッドライトの照射範囲は、従来のロービームよりも光軸が車両の中心より外側を向き、水平方向に広角とする。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の直進方向とほぼ平行な光軸を有し、光量の制御により照射範囲を制御できる第一のヘッドライトと、
前記第一のヘッドライトの照射範囲より外側の照射範囲を持つ第二のヘッドライトと、
前記第一のヘッドライト及び第二のヘッドライトの光量を制御する配光制御手段と
を備えることを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の配光制御装置において、前記第二のヘッドライトは前記第一のヘッドライトの照射範囲より広角であることを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の配光制御装置において、前記第二のヘッドライトの光軸は前記第一のヘッドライトの光軸より自車両の外側を向いていることを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の配光制御装置において、前記第二のヘッドライトは、光量を制御することにより照射範囲を制御できることを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の配光制御装置において、前記第一のヘッドライト及び第二のヘッドライトはそれぞれ左右のヘッドライトからなり、前記第一のヘッドライト及び／又は第二のヘッドライトは照射範囲を左右独立に制御可能であることを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の配光制御装置において、カーブ検出手段を有し、前記配光制御手段は、カーブ検出時に、点灯させるヘッドライトを前記第一のヘッドライトから、前記第二のヘッドライトに切り替えることを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の配光制御装置において、カーブ検出手段を有し、前記配光制御手段は、カーブ検出時に前記第二のヘッドライトの照射範囲、或いは前記第一のヘッドライト及び第二のヘッドライトの照射範囲を制御することを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の配光制御装置において、車両検出手段を有し、前記配光制御手段は、車両検出時に前記第一のヘッドライトの照射範囲、或いは前記第一のヘッドライト及び第二のヘッドライトの照射範囲を制御することを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項９】
請求項６又は７記載の配光制御装置において、前記カーブ検出手段はステアリングの操舵角によってカーブ検出を行うこと特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項１０】
請求項６又は７記載の配光制御装置において、前記カーブ検出手段はカメラと画像処理部を有し、前記カメラの映像を前記画像処理部で処理することによってカーブ検出を行うことを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の配光制御装置において、前記画像処理部は前記カメラの映像から道路上の道路標示を認識し、カーブ検出を行うことを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の配光制御装置において、前記画像処理部は前記カメラの映像から道路の白線を認識し、カーブ検出を行うことを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の配光制御装置において、前記画像処理部は前記カメラの映像から道路標識を認識し、カーブ検出を行うことを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項１４】
請求項６又は７記載の配光制御装置において、前記カーブ検出手段は、ナビゲーションシステムの道路状況の情報を取り込み、カーブ検出を行うことを特徴とする車両用ヘッドライトの配光制御装置。
【請求項１５】
車両の直進方向とほぼ平行な光軸を有し光量の制御により照射範囲を制御できる左右のライトからなる第一のヘッドライト及び当該第一のヘッドライトの照射範囲より外側の照射範囲を持ち光量の制御により照射範囲を制御できる左右のライトからなる第二のヘッドライトを制御するためのヘッドライトコントローラと、
自車両の車速を検出する車速検出手段、先行車及び／又は対向車の有無及び自車両からの距離を検出する車両検出手段、走行路のカーブ情報を取得するカーブ検出手段からの信号を受けて適切な配光パターンを算出し、前記ヘッドライトコントローラに制御信号を送る配光制御演算装置とを備え、
前記ヘッドライトコントローラは、前記配光制御演算装置から送られてきた制御信号に応じて、電源から前記第一のヘッドライトの左右のライト及び前記第二のヘッドライトの左右のライトに流す電流をそれぞれ独立に制御するスイッチ手段を有することを特徴とする車両用配光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前方を照射するヘッドライトの配光制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナイトビジョンや配光制御など、夜間の運転者の視界確保に対する研究が進められている。配光制御に関しては、特開2002-289013号公報などに記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開2002-289013号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の配光制御システムは、コーナー進入時などに運転者の視界を確保するために、ヘッドライト内部の反射面などに可動部を設け、ステアリング操舵角やナビゲーションシステムによる路状況等の信号によって反射面を移動させ、配光パターンを最適なものに変えるものである。しかし、このシステムは可動部を有するものであるため、可動部のメカニカル部品によるコストアップや信頼性の低下が懸念されていた。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、可動部によらずに運転者にとって最適な配光パターンを実現する配光制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、光量制御によってヘッドライトの照射範囲を制御できる第一のヘッドライトと、従来のロービーム（すれ違い用前照灯）よりも自車両の外側の照射範囲を持つ第二のヘッドライトを備える。第二のヘッドライトは、従来のロービームよりもθWL、θWRが大きい。第一のヘッドライト及び第二のヘッドライトはそれぞれ左右のライトからなり、各ライトは光量を制御することによってそれぞれ独立に照射範囲を制御できる。
【０００７】
本発明の車両用ヘッドライトの配光制御装置は、カーブ検出手段を有し、カーブ検出時に第二のヘッドライト、或いは第一のヘッドライト及び第二のヘッドライト両方の照射範囲を適応的に制御する。カーブ検出手段は、ステアリングの操舵角によってカーブ検出を行うことができる。また、カーブ検出手段はカメラと画像処理部を有し、カメラの映像を前記画像処理部で処理することによってカーブ検出を行うことができる。具体的には、カメラの映像から道路上の道路標示を認識してカーブ検出を行ったり、道路の白線を認識してカーブ検出を行うように構成する。あるいは、ナビゲーションシステムの道路状況の情報を取り込み、カーブ検出を行う。
【０００８】
本発明の車両用ヘッドライトの配光制御装置は、また、車両検出手段を有し、車両検出時に第一のヘッドライト、或いは第一のヘッドライト及び第二のヘッドライト両方の照射範囲を適応的に制御する。
【０００９】
本発明の配光制御装置は、直線路では特開２００４−１６１０８２号公報にあるように、第一のヘッドライトの照射範囲を制御し、先行車や対向車があるときは照射距離を落とす配光制御を行う。カーブ路では第二のヘッドライトの照射範囲を制御し、運転者の明るい視界を確保する。
【００１０】
また、本発明による車両用配光制御装置は、車両の直進方向とほぼ平行な光軸を有し光量の制御により照射範囲を制御できる左右のライトからなる第一のヘッドライト及び当該第一のヘッドライトの照射範囲より外側の照射範囲を持ち光量の制御により照射範囲を制御できる左右のライトからなる第二のヘッドライトを制御するためのヘッドライトコントローラと、自車両の車速を検出する車速検出手段、先行車及び／又は対向車の有無及び自車両からの距離を検出する車両検出手段、走行路のカーブ情報を取得するカーブ検出手段からの信号を受けて適切な配光パターンを算出し、前記ヘッドライトコントローラに制御信号を送る配光制御演算装置とを備え、ヘッドライトコントローラは、配光制御演算装置から送られてきた制御信号に応じて、電源から前記第一のヘッドライトの左右のライト及び前記第二のヘッドライトの左右のライトに流す電流をそれぞれ独立に制御するスイッチ手段を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の直進方向とほぼ平行な光軸を有し光量の制御により照射範囲を制御できる第一のヘッドライトで従来のロービームの配光パターンとハイビームの配光パターンを兼用する一方、カーブ走行時などの進行方向への配光パターンは、光軸が車両の中心より外側にあり、照射範囲が水平方向に広角である第二のヘッドライトで実現することにより、それぞれのヘッドライトの光軸が固定できるため可動部不要となり、低コスト、信頼性に優れた配光制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明による車両用ヘッドライトの配光制御システムの構成例を示す図である。本システムは、車速検出手段１０１、カーブ検出手段１０２、車両検出手段１０３、配光制御手段１０４、及びヘッドライト部１０５を備えて構成される。
【００１３】
車速検出手段１０１は、車両の車速センサ１１０の情報をCAN（車内用ネットワーク）などを介して検出する手段である。カーブ検出手段１０２は、操舵角センサ１１１とナビゲーションシステム１１２とカメラ１１３から構成される。操舵角センサ１１１の情報はCAN（車内用ネットワーク）などを介して検出することができる。
【００１４】
ナビゲーションシステム１１２を用いると、図２の概念図に示すように、地図情報１２１とＧＰＳ１２２から自車両２００の位置情報と走行路を検出することが可能である。すなわち、ナビゲーションシステム１１２は、ＧＰＳ１２２によって自車両の現在位置情報を取得し、地図情報１２１上の対応する位置に自車両を表すマークを表示する。従って、地図情報上で自車両を表すマーク位置の走行路の形状を画像解析することにより、現在走行している走行路が直線であるのか、右カーブであるのか、左カーブであるのか、カーブの曲率半径等の情報を取得することができる。
【００１５】
カメラ１１３は画像処理装置を有しており、図３（ａ）のように道路標示３０１や道路標識３０２を含む映像を映した場合、パターンマッチング等により、その映像から図３（ｂ）のように道路標示３０１や道路標識３０２を検出することが可能であり、また図４（ａ）のような走行路の映像を映した場合、その画像から図４（ｂ）のように白線３０３を検出することが可能である。検出された道路標示３０１や道路標識３０２、あるいは白線の情報を解析することによりカーブに関する知見を得ることができる。
【００１６】
車両検出手段１０３は、カメラ１１３とレーダー１１４から構成される。カメラ１１３は、自車両から先行車や対向車までの距離や位置を、画像の濃淡情報から検出するものである。カメラ１１３はカーブ検出手段１０２のものと併用してもよい。例えば先行車がある場合、カメラ１１３によって図５（ａ）のような映像を捉えることができるが、画像処理で赤色抽出することによって図５（ｂ）のように先行車２１０のテールランプ２１１を抽出することができ、左右のテールランプの距離を測定することによって先行車２１０までの距離を検出することができる。レーダー１１４は、レーザーレーダーやミリ波レーダーなど先行車や対向車を検出する装置であって、カメラ１１３の弱点である悪天候時の対向車両や先行車両の検出低下を補うものである。
【００１７】
ヘッドライト部１０５は、第一のヘッドライト（右）１１７、第一のヘッドライト（左）１１８、第二のヘッドライト（右）１１９、第二のヘッドライト（左）１２０の４つのヘッドライトから構成される。第一のヘッドライト及び第二のヘッドライトは、それぞれ左右一対のヘッドライトを備える。
【００１８】
図６（ａ）は車両の前部に設置された第一のヘッドライトと第二のヘッドライトの外観図であり、図６（ｂ）は車両左前部のヘッドライト部分を拡大して示した拡大図である。第一のヘッドライト（右）１１７、第一のヘッドライト（左）１１８はいわゆるハイビームヘッドライト（走行用前照灯）の光軸、照射範囲をもつ。第二のヘッドライト（右）１１９、第二のヘッドライト（左）１２０はカーブの進入方向を照射するものであり、第一のヘッドライト１１７，１１８の光軸より外側を向いた光軸を有する。
【００１９】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第一のヘッドライト（右）１１７及び第一のヘッドライト（左）１１８の光軸と照射範囲の説明図である。第一のヘッドライト（右）１１７及び第一のヘッドライト（左）１１８は、走行用前照灯の光軸（車両の直進方向とほぼ平行な光軸）を有し、光量を制御することによって、図７（ａ）に示すように従来のハイビームの配光パターンとすることも、図７（ｂ）に示すように従来のロービームの配光パターンとすることもできる。また、左右のヘッドライト１１７，１１８の光量は独立に制御することができ、例えば右側のヘッドライト１１７を従来のロービームの配光パターンとし、左側のヘッドライト１１８を従来のハイビームの配光パターンとすることも可能である。
【００２０】
図８は第二のヘッドライトの説明図であり、図８（ａ）は第二のヘッドライトの光軸を示す説明図、図８（ｂ）は第二のヘッドライトの照射角を示す説明図である。第二のヘッドライト（右）１１９は光軸角θＲ、照射角θＷＲを持ち、第二のヘッドライト（左）１２０は光軸角θＬ、照射角θＷＬを持つ。
【００２１】
第二のヘッドライトは左右一対あるが、左右は同様の考え方で説明できるため、ここでは左側のヘッドライトについて述べる。光軸角θＬは、第二のヘッドライト（左）１２０のもつ光軸Ｆと自車両の進行方向のＺ方向がつくる水平方向の角度とする。第二のヘッドライト（左）１２０の光軸角θＬはいわゆるロービームヘッドライト（すれ違い用前照灯）よりも大きく、また照射角θＷＬも大きい。第二のヘッドライト（右）１１９及び第二のヘッドライト（左）１２０は光量を制御することによって、図８（ａ）に示すように遠方まで照射するような配光パターンとすることも、図８（ｂ）に示すように自車両の近くを照射するような配光パターンとすることもできる。また、左右のヘッドライト１１９，１２０は光量を独立に制御することができ、例えば右側のヘッドライト１１９のみを遠方まで照射するような配光パターンを実現することも可能である。
【００２２】
更に、光量を独立に制御することができる第一のヘッドライトヘッドライト（右）１１７及び第一のヘッドライト（左）１１８と、これも光量を独立に制御することができる第二のヘッドライト（右）１１９、第二のヘッドライト（左）１２０を組み合わせることにより種々の配光パターンを実現することができる。
【００２３】
ここで、第二のヘッドライトの光軸θＬ、照射角θＷＬについて図９（ａ）から図９（ｄ）を用いて説明する。
【００２４】
第二のヘッドライトの光軸θＬ、照射角θＷＬは、自車両が外周ＲのカーブをＬ先まで照射する照射範囲Ａを持たせるために必要な光軸θＬ、照射角θＷＬとする。図において、WCは自車両２００の車幅、WLは車線幅を、ｍは自車両の中心から第二のヘッドライト（左）１２０までの距離、Z1は第二のヘッドライト（左）１２０の光軸、Z2は第一のヘッドライト（左）１１８の光軸、AはZ1は第二のヘッドライト（左）１２０の照射範囲、Bは第一のヘッドライト（左）１１８の照射範囲である。
【００２５】
光軸θＬは次式(1) によって求めることができる。
θＬ＝90°-tan-1（Y1／X1）    …(1)
【００２６】
ここでX1は次式から求めることができる。
X1=R-X2-Wc/2-m、
X2=Rcosθ1
θ１＝L×360／２πR
【００２７】
また、Y1は次式から求めることができる。
Y1=√（R2-X22）
【００２８】
照射角θWは、光軸θＬを中心とし、第一のヘッドライトの照射範囲Ｂとの間を埋めることができる角度であれば良い。
【００２９】
配光制御部１０４は、配光制御演算装置１１５とヘッドライトコントローラ１１６からなる。配光制御演算装置１１５はマイクロコンピュータやメモリなどから構成され、車速検出手段１０１、カーブ検出手段１０２、車両検出手段１０３から得られる検出情報から、最適な配光パターンを算出し、ヘッドライトコントローラ１１６にヘッドライト部１０５をコントロールするための制御信号を送るものである。
【００３０】
ヘッドライトコントローラ１１６は、図１０に例示するように、例えば４個のＦＥＴ１２３等のスイッチング素子から構成される。配光制御演算装置１１５から与えられた制御信号から、４つのヘッドライト１１７〜１２０に流す電流を制御することによって、４つのヘッドライトそれぞれを独立に光量制御するものである。電流で明るさを調整するため、光軸を調整するためのメカニカルな部品は必要としない。例えば第一のヘッドライト（右）１１７、第一のヘッドライト（左）１１８であれば、電流値を最大にした場合、図７（ａ）のように１００ｍ先（ハイビーム相当）まで照射することが可能で、電流値を絞った場合は図７（ｂ）のように、４０ｍ先（ロービーム相当）まで照射できるものとする。
【００３１】
本発明による車両用ヘッドライトの配光制御システムによる制御方法の例についてフローチャート図１１及び図１２を用いて説明する。ドライバーがライトスイッチをオンにした場合や、照度センサが照度を検出しライトをオンさせた場合などに、本ロジックが開始される。
【００３２】
まず、図１１を参照して、ステップＳ１１で、ステアリング操舵角θを取込む。ステップＳ１２に進んで、操舵角θが設定値ｘより大きい場合には、ステップＳ１３のカーブ検出処理に移行する。設定値ｘは、カーブへの進入とみなされる値を、実験結果などをもとに予め設定しておく。ステップ１２の判定において操舵角θが設定値ｘより小さい場合には、走行中の路線は直線路とみなし、ステップＳ１４へ移行する。
【００３３】
操舵角θが設定値ｘより小さい場合は、ステップＳ１４で車速を取込む。車速を取り込むことによって，車速が高い場合は，運転者にとってはできるだけ遠くまで照射することが有効で，車速が低い場合はより広い範囲の照射を提供することが有効であることなどを考慮した配光制御を行うことができる。ステップＳ１５の先行車２１０、対向車２２０までの距離を検出するロジックへ移行する。
【００３４】
このロジックでは、画像データをもとに先行車２１０や対向車２２０までの距離を検出する。次に、ステップＳ１６で第一のヘッドライトの光量制御量を算出する。先行車２１０や対向車２２０が無ければ、ＦＥＴ１２３のＤＵＴＹを１００％とし、図７（ａ）のようにハイビームヘッドランプと同じ照射距離で点灯させる。図１４（ａ）のように、先行車２１０や対向車２２０がある場合は、先行車２１０、対向車２２０までの距離に応じた照射距離とする。
【００３５】
ステップＳ１２の判定で操舵角θが設定値ｘより大きい場合には、ステップ１３のカーブ検出処理に移行する。カーブ検出処理では、図１２に示すように、ステップＳ２１において、カメラで画像データを取り込み、ステップＳ２２において白線データを抽出する。続いてステップ２３に進み、白線の湾曲程度からカーブ曲率半径を計算する。これ以外に画像データから道路標示や道路標識から認識させることでカーブを推測することも可能である。
【００３６】
カメラで改めて、カーブを確認する理由は、ステアリングの操舵角のみで配光制御すると、頻繁に左右のライトの明るさが変化し、自車両の運転者や先行車２１０、対向車２２０にかえって煩わしさを与えてしまう恐れがあるためである。また、道路標示３０１や道路標識３０２、白線３０３情報のみでは、正確にカーブの半径を検出することができない場合がある。特に白線情報はカーブが急な場合、図１３のように画角の内に道路の絵が入りきらず、白線３０３として検出することさえ困難になる（両側の白線が検出できないため）。よって、ステップS２４においてナビ地図データ１２１を読みこみ、カーブ半径を算出する。この処理のアウトプットはカーブの有無とカーブの半径となる。また、カメラ１１３による道路標示検出や道路標識検出から、今後進むべき進路にカーブがあるという情報を、ステアリング操舵角や白線の曲率からカーブを検出する手段より、早く検出することが可能である。これらは実際のカーブ進入数十ｍ手前に表示されているからである。
【００３７】
この検出結果をナビ地図データ１２１の情報と組み合わせるなどによって、より精度よくカーブの有無と半径の検出が可能となる。ステップＳ１４の車速データ、ステップＳ１５の先行車、対向車検出結果から、第一のヘッドライト、第二のヘッドライトの光量値を決め、カーブにおける配光制御を行う。
【００３８】
本発明の配光制御システムの動作の一例について図１４を用いて説明する。図１４（ａ）はステップＳ１２で操舵角θがxより小さく、直線路が想定されるケースである。この場合、第二のヘッドライトは点灯させない。また、第一のヘッドライト１１７，１１８は、先行車２１０、対向車２２０までの距離に応じた照射距離となるように光量を調節する。こうして、第一のヘッドライト１１７，１１８による配光パターン２０３，２０４によって、先行車２１０や対向車２２０に影響を与えることなく、自車両２００の運転者の視界を確保する。
【００３９】
図１４（ｂ）はステップＳ１２で操舵角θがxより大きく、カーブと検出された場合に配光制御手段によって制御される配光パターンを示している。図の場合は右カーブであるため、第二のヘッドライト（右）１１９が点灯され、カーブ進行方向が第二のヘッドライト（右）１１９による配光パターン２０１によって照射され、運転者の視界を確保する。また、直線路の場合と同様に、対向車や先行車が検出された場合は、第二のヘッドライト（右）１１９をオフにするか、ＦＥＴ１２３を制御して、光量制御によって第二のヘッドライト（右）１１９の照射距離が先行車あるいは対向車までの距離に応じた照射距離となるように制御する。左カーブを走行するときも同様の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】車両用ヘッドライトの配光制御システムの構成例を示す図。
【図２】ナビゲーションシステムの概念図。
【図３】道路標示と道路標識がある映像の処理例を示す図。
【図４】白線のある映像の処理例を示す図。
【図５】先行車のある映像の処理例を示す図。
【図６】第一のヘッドライトと第二のヘッドライトの外観図。
【図７】第一のヘッドライトの光軸と照射範囲の説明図。
【図８】第二のヘッドライトの光軸と照射範囲の説明図。
【図９】第二のヘッドライトの光軸θＬと照射角θＷＬの説明図。
【図１０】ヘッドライトコントローラの説明図。
【図１１】本発明による車両用ヘッドライトの配光制御システムによる制御方法の例を示すフローチャート。
【図１２】カーブ検出処理のフローチャート。
【図１３】白線非検出の映像の例を示す図。
【図１４】本発明の配光制御システムの動作例の説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１０１…車速検出手段
１０２…カーブ検出手段
１０３…車両検出手段
１０４…配光制御手段
１０５…ヘッドライト部
１１０…車速センサ
１１１…操舵角センサ
１１２…ナビゲーションシステム
１１３…カメラ
１１４…レーダー
１１５…配光制御演算装置
１１６…ヘッドライトコントローラ
１１７…第一のへッドライト（右）
１１８…第一のヘッドライト（左）
１１９…第二のヘッドライト（右）
１２０…第二のヘッドライト（左）
１２１…ナビ地図データ
１２２…ＧＰＳ
１２３…ＦＥＴ
２００…自車両
２０１…第二のヘッドライト(右)の配光パターン
２０３…第一のヘッドライト（右）の配光パターン
２０４…第一のヘッドライト（左）の配光パターン
２１０…先行車両
２２０…対向車両
３０１…道路標示
３０２…道路標識
３０３…白線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006096158.tif 000013
【図１２】
2006096158.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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