JP2008195344A - 車両用障害物照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することが可能な車両用障害物照射装置を提供すること。
【解決手段】車両前方の障害物を検知する障害物検知手段（１０）と、車両の異なる位置に配設され、光軸角度を少なくとも左右方向に調節可能な複数の前方照射手段（２２Ａ、２２Ｂ）と、を備え、障害物検知手段により車両前方の障害物が検知されたときに、検知された障害物を複数の前方照射手段により照射する車両用障害物照射装置（１）であって、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、複数の前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物を照射する車両用障害物照射装置に関する。

従来、上下左右に光軸を調節可能なヘッドランプの制御システムであって、車速が一定の速度以下である場合に、レーダー装置等で検出した障害物の方向に専用灯を照射する制御システムについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６７２９４号公報

上記特許文献１には、障害物の方向に向けて専用灯を照射するように、当該専用灯の光軸を調節すると記載されているものの、当該照射によって、照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという弊害を抑制することについての考慮が不十分である。従って、意図せず歩行者や運転者を幻惑するという不都合が生じ得る。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することが可能な車両用障害物照射装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、車両の異なる位置に配設され、光軸角度を少なくとも左右方向に調節可能な複数の前方照射手段と、を備え、障害物検知手段により車両前方の障害物が検知されたときに、検知された障害物を複数の前方照射手段により照射する車両用障害物照射装置であって、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、複数の前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とするものである。ここで、略交差とは、上方から見て交差していれば足りる。すなわち、鉛直方向に乖離していても構わない。

この本発明の第１の態様によれば、照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することができる。障害物付近において複数の前方照射手段の照射光が合成されることを考慮すると、各前方照射手段の照射光を比較的弱いものにしても、十分鮮明に障害物を浮かび上がらせることができるからである。

本発明の第１の態様において、複数の前方照射手段は、専ら前記障害物検知手段が検知した障害物を照射する手段であってよい。

また、本発明の第１の態様において、複数の前方照射手段は、光軸角度を上下方向に調節可能な手段であり、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、複数の前方照射手段の光軸角度を上下方向に調節することを特徴とすることが望ましい。

また、本発明の第１の態様において、複数の前方照射手段は、照射範囲を調節可能な手段であり、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、複数の前方照射手段の照射範囲を調節することを特徴とすることが望ましい。

また、本発明の第１の態様において、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、複数の前方照射手段の光軸角度を調節することに代えて、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近よりも自車両側において複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、複数の前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とするものとしてもよい。

こうすれば、障害物よりも自車両から遠い位置に在る歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合をより抑制することができる。

本発明の第２の態様は、車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、光軸角度を上下左右方向に調節可能な前方照射手段と、を備え、障害物検知手段により車両前方の障害物が検知されたときに、検知された障害物を前方照射手段により照射する車両用障害物照射装置であって、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とするものである。

本発明の第２の態様によれば、前方照射手段の照射光が障害物付近において所定高度以上に達しないこととなる。この結果、障害物である歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することができる。

本発明の第２の態様において、前方照射手段は、照射範囲を調節可能な手段であり、障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、前方照射手段の照射範囲を調節することを特徴とすることが望ましい。

本発明によれば、照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することが可能な車両用障害物照射装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、本発明の一実施例に係る車両用障害物照射装置１について説明する。

［構成］
図１は、車両用障害物照射装置１の全体構成の一例を示す図である。車両用障害物照射装置１は、主要な構成として、レーダー装置１０と、前方照射装置２０Ａ、２０Ｂと、フロントハイトコントロールセンサー３０Ａ、３０Ｂ、及びリヤハイトコントロールセンサー３５Ｃ、３５Ｄと、ライトコントロールコンピューター４０と、を備える。なお、図中の矢印は、通信回線等を介した主要な情報通信の流れを示す。

レーダー装置１０は、例えば、フロントグリル裏に配設されたミリ波レーダー装置であり、ミリ波の反射波が帰ってくるまでの時間、反射波の角度、及び周波数変化を利用して物体の距離、方位、速度を検出する。レーダー装置１０は、このような検出を定期的に行なって、検出した物体に関する情報をライトコントロールコンピューター４０に送信する。なお、物体との距離等を検出する手段としては、ミリ波レーダー装置の他に、レーザーレーダーや赤外線レーダー、音波レーダー（ソナー）、ステレオカメラ装置等が考えられる。また、レーダー装置１０は、周知のプリクラッシュセーフティシステム等の制御システムとの共用に係るものであってもよい。

前方照射装置２０Ａ、２０Ｂは、例えば、夫々が左右のヘッドランプＡＳＳＹ内に配設され、左右のハイビームヘッドランプやロービームヘッドランプとは別体として構成される。なお、配設位置に関してはこれに限らず、例えば周知のフォグランプの如くバンパー付近にヘッドランプＡＳＳＹとは別の装置として配設されてもよい。また、車室内から車外に光を照射するものであってもよい。

前方照射装置２０Ａは、例えばＨＩＤ（High Intensity Discharged lamp）バルブを光源とするディスチャージャーヘッドランプとして構成されるランプ２２Ａと、ランプ２２Ａの光軸角度を上下方向に調節可能なレべリングアクチュエーター２４Ａと、ランプ２２Ａの光軸角度を左右方向に調節可能なスイブルアクチュエーター２６Ａと、を備える。前方照射装置２０Ｂも同様に、ランプ２２Ｂと、レべリングアクチュエーター２４Ｂと、ランプ２２Ｂの光軸角度を左右方向に調節可能なスイブルアクチュエーター２６Ｂと、を備える。各ランプのオン／オフ制御や各アクチュエーターの駆動制御は、ライトコントロールコンピューター４０により行なわれる。

フロントハイトコントロールセンサー３０Ａ、３０Ｂは左右の前輪の懸架部に、リヤハイトコントロールセンサー３５Ｃ、３５Ｄは左右の後輪の懸架部に、夫々配設されており、各懸架部の伸縮程度を検出してライトコントロールコンピューター４０に送信する。

ライトコントロールコンピューター４０は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記憶媒体やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。また、ライトコントロールコンピューター４０は、各前方照射装置やヘッドランプの電源装置を兼ねており、ＤＣ／ＤＣコンバーターや高電圧発生回路を内蔵する。

ライトコントロールコンピューター４０は、通常の車両制御として、ユーザーのレバースイッチ操作や各ハイトコントロールセンサーの出力値、ステアリング操舵角、路面勾配等に基づき、左右のハイビームヘッドランプやロービームヘッドランプのオン／オフ制御、及び光軸角度調節制御を行なう。すなわち、カーブ路においては、車両軸方向ではなくカーブの方向に向けて光を照射するように、ハイビームヘッドランプやロービームヘッドランプの光軸角度を左右方向に調節する。また、凹凸の大きい路面においては車両のピッチ角を打ち消すようにハイビームヘッドランプやロービームヘッドランプの光軸角度を上下方向に調節し、路面に対する光軸角度を一定に維持するように制御を行なう。なお、これらの制御に関しては本発明の中核をなさないので、詳細な説明を省略する。

［左右方向の光軸調節］
また、ライトコントロールコンピューター４０は、本発明に特徴的な制御として、レーダー装置１０が検出した障害物に向けて前方照射装置２０Ａ、２０Ｂのオン／オフ制御、及び光軸調節制御を行なう。以下、これについて説明する。

本実施例のライトコントロールコンピューター４０は、単にレーダー装置１０により検出された障害物の方位と同方向になるようにランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸角度を左右方向に調節するのではなく、上空から見て障害物付近で交差するようにランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸角度を左右方向に調節する。図２は、レーダー装置１０が検出した障害物（本図では人）と車両の上空から見た位置関係、及び当該障害物を照射する際に決定されるランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸を示す図である。ここで、「障害物」とは、例えばレーダー装置１０が検出した物体のうち所定サイズ以上の大きさを有するもの等と定義できる。

前述した如く、レーダー装置１０の出力データには、車両の基準点（例えば、レーダー装置１０の配設位置）を基準とする障害物の距離Ｄ、及び方位αが含まれる。なお、方位αは、例えば車両軸方向を基準方位（α＝０）とし、時計回りを正とする。

ライトコントロールコンピューター４０は、予め求められている車両の基準点とランプ２２Ａとの配置間隔Ｘ_Ａ、距離Ｄ、及び方位αに基づき、次式（１）によりランプ２２Ａの左右方向の光軸角度θ_Ａを計算する。なお、光軸角度θ_Ａは、例えば車両軸方向を基準角度（θ_Ａ＝０）とする。同様に、車両の基準点とランプ２２Ａとの配置間隔Ｘ_Ｂ、距離Ｄ、及び方位αに基づき、次式（２）によりランプ２２Ｂの左右方向の光軸角度θ_Ｂを決定する。そして、計算した光軸角度θ_Ａ、θ_Ｂ、を実現するように、スイブルアクチュエーター２６Ａ、２６Ｂの駆動制御を行なう。

θ_Ａ＝ｔａｎ^−１｛Ｘ_Ａ／（Ｄ・ｃｏｓα）＋ｔａｎα｝ ‥（１）
θ_Ｂ＝ｔａｎ^−１｛ｔａｎα−Ｘ_Ｂ／（Ｄ・ｃｏｓα）｝ ‥（２）

こうすることにより、上空から見たランプ２２Ａ、２２Ｂの照射光が障害物付近で交差することとなる（図３参照）。この結果、ランプ２２Ａ、２２Ｂの照射光は、障害物付近において合成され、それ以外の場所に比して強い光となる。従って、単一のランプにより障害物を照射する場合に比して、より鮮明に障害物を浮かび上がらせることができ、運転者に対して十分な注意喚起をすることができる。

また、仮に障害物の手前側（自車両に近い側）や奥側（自車両から遠い側）にレーダー装置１０が検出しなかった歩行者や車両が存在したとしても、ランプ２２Ａ、２２Ｂのうち一方の照射光しか照射されないため、意図せず歩行者や運転者を幻惑するという不都合を抑制することができる。障害物付近において照射光が合成されることを考慮すると、各ランプの照射光を比較的弱いものにしても、十分鮮明に障害物を浮かび上がらせることができるからである。

係る制御によれば、照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することができる。

なお、ランプ２２Ａ、２２Ｂの上下方向の光軸角度φ_Ａ、φ_Ｂを計算するために、ランプ２２Ａ、２２Ｂから障害物までの距離Ｄ_Ａ、Ｄ_Ｂが次式（３）、（４）により計算される。

Ｄ_Ａ＝Ｄ・ｃｏｓα／ｃｏｓθ_Ａ ‥（３）
Ｄ_Ｂ＝Ｄ・ｃｏｓα／ｃｏｓθ_Ｂ ‥（４）

［上下方向の光軸調節］
また、ライトコントロールコンピューター４０は、障害物としての歩行者や車両の運転者の頭部に照射光が当たることを防止するため、障害物付近において所定高度Ｈ（例えば、１［ｍ］程度）以上の領域を照射しないように、ランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸角度を上下方向に調節する。図４は、レーダー装置１０が検出した障害物（本図では人）と車両の側方から見た位置関係、及び当該障害物を照射する際に決定されるランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸を示す図である。

ライトコントロールコンピューター４０は、各ハイトコントロールセンサーの出力値に基づき計算される車両のピッチ角Ｐ、ランプ２２Ａから障害物までの距離Ｄ_Ａ、予め定められている所定高度Ｈ、ランプ２２Ａの設置高度Ｈ_Ａ、各ランプの照射光の広がり角度γに基づき、次式（５）によりランプ２２Ａの上下方向の光軸角度φ_Ａを計算する。なお、光軸角度φ_Ａ、及び車両のピッチ角Ｐは、水平方向を基準（φ_Ａ＝Ｐ＝０）とし、下向きを正とする。同様に、車両のピッチ角Ｐ、ランプ２２Ｂから障害物までの距離Ｄ_Ｂ、所定高度Ｈ、ランプ２２Ｂの設置高度Ｈ_Ｂ、各ランプの照射光の広がり角度γに基づき、次式（６）によりランプ２２Ｂの上下方向の光軸角度φ_Ｂを計算する。なお、Ｈ_Ａ及びＨ_Ｂは、所定値を用いてもよいし、各ハイトコントロールセンサーの出力値に基づきより正確に計算してもよい。両式中、ψは付加角度である。そして、計算した光軸角度φ_Ａ、φ_Ｂ、を実現するように、レべリングアクチュエーター２４Ａ、２４Ｂの駆動制御を行なう。

φ_Ａ＝γ−Ｐ−ｔａｎ^−１｛（Ｈ−Ｈ_Ａ）／Ｄ_Ａ｝＋ψ ‥（５）
φ_Ｂ＝γ−Ｐ−ｔａｎ^−１｛（Ｈ−Ｈ_Ｂ）／Ｄ_Ｂ｝＋ψ ‥（６）

こうすることにより、各ランプの照射光が障害物付近において所定高度Ｈ以上に達しないこととなる。この結果、障害物である歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を抑制することができる。また、運転者が障害物を認知する際には、必ずしも障害物の全体像を視認する必要は無く、ある程度の高度までが鮮明に視認可能であれば足りると考えられる。

従って、照射対象となる障害物以外の歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合を、更に抑制することができる。

なお、レーダー装置１０が障害物を検知していない間は、ランプ２２Ａ、２２Ｂをオフの状態としてもよいし、光軸をロービームヘッドランプの光軸と同じ向きとして光を照射するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、ランプ２２Ａ、２２Ｂの照射範囲（照射光の広がり角度γ）を調節可能な構成であってもよい。この場合の構成図を、図５に示す。図中、照射範囲調節機構２８Ａ、２８Ｂの具体的構成としては、レンズ、リフレクター、ＨＩＤバルブの少なくとも一つを前後駆動する構成が考えられる。照射光の広がり角度γを調節可能である場合の制御例としては、障害物と各ランプの距離Ｄ_Ａ，Ｄ_Ｂが大きくなる（障害物が遠くなる）のに応じて照射光の広がり角度γを小さくすることが考えられる（図６参照）。こうすれば、障害物が比較的遠い場合であっても、光を集約的に照射するため、視認性を維持することができる。なお、この場合でも、可変値である角度γを用いて上式（５）、（６）により各ランプの上下方向の光軸角度φ_Ａ、φ_Ｂが適切に計算される結果、障害物付近において照射光が所定高度以上に達しないように制御される。

また、前方照射手段としてのランプは２つに限られず、３つ以上のランプを備えてもよい。

また、車両のピッチ角Ｐを考慮せずに各ランプの上下方向の光軸角度φ_Ａ、φ_Ｂを計算するものとしてもよい。この場合、各ハイトコントロールセンサーは必須の構成ではない。

また、各ランプの光軸角度を上下方向には調節しないものとしてもよい。この場合、各レべリングアクチュエーターは必須の構成ではない。

また、各ランプの光軸角度を左右方向には調節しないものとしてもよい。この場合、各スイブルアクチュエーターは必須の構成ではない。

また、前方照射装置２０Ａ、２０Ｂは、左右のハイビームヘッドランプやロービームヘッドランプとは別体として構成されないものとしてもよい。すなわち、光軸角度を調節可能なハイビームヘッドランプ又はロービームヘッドランプが前方照射装置の機能を実現するものとしてもよい。

また、実施例では、上空から見て障害物付近で交差するようにランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸角度を左右方向に調節するものとしたが、障害物よりも若干手前側で交差するようにランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸角度を左右方向に調節するものとしてもよい。こうすれば、障害物よりも自車両から遠い位置に在る歩行者や車両の運転者を幻惑するという不都合をより抑制することができる。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。

車両用障害物照射装置１の全体構成の一例を示す図である。 レーダー装置１０が検出した障害物と車両の上空から見た位置関係、及び当該障害物を照射する際に決定されるランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸を示す図である。 上空から見たランプ２２Ａ、２２Ｂの照射光が障害物付近で交差する様子を示す図である。 レーダー装置１０が検出した障害物と車両の側方から見た位置関係、及び当該障害物を照射する際に決定されるランプ２２Ａ、２２Ｂの光軸を示す図である。 車両用障害物照射装置１の全体構成の他の例を示す図である。 障害物が遠くなるのに応じて、照射光の広がり角度γを小さくする制御を行なった結果の例を示す図である。

符号の説明

１０ レーダー装置
２０Ａ、２０Ｂ 前方照射装置
２２Ａ、２２Ｂ ランプ
２４Ａ、２４Ｂ レべリングアクチュエーター
２６Ａ、２６Ｂ スイブルアクチュエーター
２８Ａ、２８Ｂ 照射範囲調節機構
３０Ａ、３０Ｂ フロントハイトコントロールセンサー
３５Ａ、３５Ｂ リヤハイトコントロールセンサー
４０ ライトコントロールコンピューター

Claims (7)

1. 車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
   車両の異なる位置に配設され、光軸角度を少なくとも左右方向に調節可能な複数の前方照射手段と、を備え、
   前記障害物検知手段により車両前方の障害物が検知されたときに、該検知された障害物を前記複数の前方照射手段により照射する車両用障害物照射装置であって、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において前記複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、前記複数の前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とする、車両用障害物照射装置。
2. 請求項１に記載の車両用障害物照射装置であって、
   前記複数の前方照射手段は、専ら前記障害物検知手段が検知した障害物を照射する手段である、車両用障害物照射装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用障害物照射装置であって、
   前記複数の前方照射手段は、光軸角度を上下方向に調節可能な手段であり、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、前記複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、前記複数の前方照射手段の光軸角度を上下方向に調節することを特徴とする、車両用障害物照射装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用障害物照射装置であって、
   前記複数の前方照射手段は、照射範囲を調節可能な手段であり、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、前記複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、前記複数の前方照射手段の照射範囲を調節することを特徴とする、車両用障害物照射装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用障害物照射装置であって、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において前記複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、前記複数の前方照射手段の光軸角度を調節することに代えて、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近よりも自車両側において前記複数の前方照射手段の光軸が略交差するように、前記複数の前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とする、車両用障害物照射装置。
6. 車両前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
   光軸角度を上下左右方向に調節可能な前方照射手段と、を備え、
   前記障害物検知手段により車両前方の障害物が検知されたときに、該検知された障害物を前記前方照射手段により照射する車両用障害物照射装置であって、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、
   前記複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、前記前方照射手段の光軸角度を調節することを特徴とする、車両用障害物照射装置。
7. 請求項６に記載の車両用障害物照射装置であって、
   前記前方照射手段は、照射範囲を調節可能な手段であり、
   前記障害物検知手段により検知された車両前方の障害物付近において、
   前記複数の前方照射手段が所定高度以上の領域を照射しないように、前記前方照射手段の照射範囲を調節することを特徴とする、車両用障害物照射装置。

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