JP2012001078A - 車両用灯具システム、その制御装置および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】先方車に対するグレア抑制を精度よく実現できる車両用灯具システム、その制御装置および車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具システム１００は、車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成可能なハイビーム用車両用灯具２０と、前方車の位置を示す情報に基づいて前方車が存在する照射領域への照射を抑制するように制御する制御部４０と、を備える。制御部４０は、ある時点の前方車の現在位置の情報を取得した後、その情報で示される前方車が移動すると予測される予測位置を取得し、その予測位置を含む照射領域をグレアを抑制するための制御対象領域とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用灯具システム、その制御装置および車両用灯具、特に、先方車の存在位置に応じて配光パターンの照射領域を制御するシステム、および制御装置、車両用灯具に関する。

従来、光源からの光をシェードで遮光することによりカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成し、シェードによる遮光を行わない光を照射することによりハイビーム用配光パターンを形成する車両用灯具装置がある。また、近年の車両の高性能化に伴い車両用灯具も周囲の状況に応じて標準的なロービームやハイビームとは形状の異なる配光パターンを形成するものが提案されている。

例えば、特許文献１の車両用前照灯装置は、ハイビームを形成する配光パターンを複数に分割して、その一部を点灯可能とすると共に、ロービーム用配光パターンに付加的に追加することで、ハイビームの一部が非照射となる配光パターンを形成している。また、特許文献２の車両用前照灯装置は、ハイビーム用の左側灯具および右側灯具を含み、左側灯具で形成する左側配光パターンと右側灯具で形成する右側配光パターンとを重ね合わせて全体でハイビーム用配光パターンを形成している。また、左側灯具および右側灯具は、それぞれのハイビーム照射領域の一部を遮光可能な構成を有する。この構成によりハイビーム用配光パターンに類似する配光パターンを形成しつつも対向車等が検出された領域のみ遮光可能としてグレア抑制を可能にしている。特許文献３にも同様に、左側灯具で形成する左側配光パターンと右側灯具で形成する右側配光パターンとを重ね合わせて全体で配光パターンを形成する車両用前照灯装置が開示されている。このような車両用前照灯装置の場合、グレアを考慮すべき前方車までの距離やその位置は、カメラやレーダ等の検出装置からの情報に基づき特定し、その領域を遮光している。このような制御を行うことでハイビーム照射領域を可能な限り維持しつつ、グレア付与を抑制することを可能にしている。

特開２００９−１７９１１３号公報 特開２００９−２２７０８８号公報 特開２０１０−０００９５７号公報

しかし、上述のようなシステムの場合、カメラやレーダ等で取得した情報（データ）を、まず処理装置に転送し、そこで演算処理して前方車までの距離やその位置を算出する。そして、その結果に基づき配光パターンの決定または遮光する領域の決定を行い、灯具ユニットを制御することになる。カメラ等による情報の取得から灯具ユニットの制御までの時間は、情報の大きさや演算速度にもよるが、一般に数十ｍｓから数百ｍｓ程度の処理時間が必要になる。また、この処理時間に情報や制御信号の伝送時間も加算する必要がある。つまり、グレアを抑制すべき前方車をカメラ等で確認しても実際に配光パターンが切り替わるのは前述の処理時間の経過後になる。自車に接近してくる対向車は、カメラ画像上では、自車への接近に伴い画像中央側から外側に移動するように見える。この移動量は自車に接近する程大きくなる。つまり、カメラ等で確認した対向車の位置に対して、ハイビームの一部領域を遮光したとしても、その遮光が行われるときには、対向車は別の領域に移動している可能性が高くグレアの抑制が良好にできない場合がある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、前方車に関する情報を取得してから実際に照射制御が実行できるまでにタイムラグが存在する場合でも、先方車に対するグレア抑制を精度よく実現できる車両用灯具システム、その制御装置および車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具システムは、車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成可能な車両用灯具と、前方車の位置を示す情報に基づいて前方車が存在する前記照射領域への照射を抑制するように制御する制御部と、を備える。前記制御部は、ある時点の前記情報を取得した後前記ある時点の情報で示される前方車が移動すると予測される予測位置を取得し、その予測位置を含む照射領域を制御対象領域とする。

この態様によると、前方車の存在を示す情報に基づき、その前方車がこれから移動する位置を予測して、その予測位置を照射抑制の制御対象領域としている。このときの予測位置は、前方車の存在を示す情報を取得してから照射領域の切替制御が可能となるまでの期間に対応した期間経過後の位置とすることができる。その結果、前方車に関する情報を取得してから実際に照射制御が実行できるまでにタイムラグが存在する場合でも、前方車が実際に存在する位置に対して照射抑制制御が可能になり、グレア抑制の精度を向上できる。

前記制御部は、前記予測位置に加え、前記ある時点の情報で示される前方車の検出位置を含む領域を制御対象領域としてもよい。前方車の存在を示す情報を取得した後、予測位置を算出するまでの間に自車または前方車の少なくとも一方の挙動が変化した場合、予測位置に誤差を生じる場合がある。また、予測位置自体に誤差を含む場合もある。そこで、予測位置に加え前方車の検出位置を含む領域を制御対象領域として制御対象領域を拡大する。その結果、予測位置の誤差に吸収し易くなり、グレアを抑制効果が向上できる。

前記制御部は、過去に取得した複数の前記情報を保持する一方、その複数の情報を用いて近似式を求めて前記予測位置を取得してもよい。過去に取得した複数の位置情報を用いて近似式を求めることで、容易に予測位置の算出ができる。このとき、近似式として一次式を用いると演算負荷が軽減可能になるとともに、その近似式に自車や前方車の速度パラメータを含まないようにできる。その結果、予測位置の算出精度が向上できる。

前記制御部は、前後して取得した前記情報が示す前方車の検出位置が予め定めた設定量以上変化した場合、保持している前記情報を破棄して前記予測位置の取得を中断する一方、新たに所定数の情報が保持できたら前記予測位置の取得を再開してもよい。前方車に関する情報を、例えば、画像情報として取得できるが、走行中の自車や前方車の上下動や左右動により取得する前方車の像にブレが生じて現在位置の精度が低下することがある。また、前方車の右左折や停車等により車両が確認できなくなる場合や防眩壁等により一時的に対向車が確認できなくなる場合がある。このような場合、前方車の位置情報はイレギュラーな値となり過去の位置情報に対しても不連続な情報になる。このような不連続の情報を用いた場合、予測位置の精度も低下する。したがって、前後して取得した情報が示す前方車の検出位置が予め定めた設定量以上変化した場合は、ノイズを含む情報であると見なしてその情報および保持していた過去の情報を破棄して予測位置の算出を一時的に中断する。そして、改めて安定した情報の構築ができてから予測位置の算出を再開する。この態様によれば、予測位置の信頼性が向上できる。なお、予測位置の算出を中断している場合には、優先的にロービーム用配光パターンの照射を実行するようにしてグレア抑制を確実に実行するようにしてもよい。

本発明の別の態様は、制御装置である。この装置は、車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成可能な車両用灯具を制御するための制御装置であって、前方車の位置を示すある時点の情報を取得した後、前記ある時点の情報で示される前方車が移動すると予測される予測位置を取得し、その予測位置を含む照射領域を制御対象領域として照射制御をする。

この態様によると、前方車の存在を示す情報に基づき、その前方車がこれから移動する位置を予測して、その予測位置を照射抑制の制御対象領域とする制御が可能になる。このときの予測位置は、前方車の存在を示す情報を取得してから照射領域の切替制御が可能となるまでの期間に対応した期間経過後の位置とすることができる。その結果、前方車に関する情報を取得してから実際に照射制御が実行できるまでにタイムラグが存在する場合でも、前方車が実際に存在する位置に対して照射抑制制御が可能になり、グレアを抑制できる車両用灯具をスムーズに制御できる。

本発明のさらに別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成する一方で、前方車の位置を示すある時点の情報に基づく前記前方車の検出位置に対して前方車が移動すると予測される予測位置を含む照射領域を制御対象領域として照射制御を可能に構成した。

この態様によると、前方車に関する情報を取得してから実際に照射制御が実行できるまでにタイムラグが存在する場合でも、前方車が実際の存在する位置に対して照射抑制制御が可能で、グレア抑制の精度を向上可能な車両用灯具が提供できる。

本発明の車両用灯具システム、制御装置、車両用灯具によれば、前方車に関する情報を取得してから実際に照射制御が実行できるまでにタイムラグが存在する場合でも、先方車に対するグレア抑制を精度よく実現できる。

本実施形態の車両用灯具システムにおける車両用灯具を含む灯具ユニットの内部構造を説明する概略断面図である。 本実施形態のハイビーム用の車両用灯具の内部構造を説明する概略断面図である。 本実施形態の車両用灯具システムで形成可能な配光パターンの照射領域を説明する説明図である。 本実施形態の車両用灯具システムの機能ブロック図である。 本実施形態の車両用灯具システムにおける対向車に関する情報取得時と制御実行時で対向車の位置が移動することを説明する説明図である。 本実施形態の車両用灯具システムにおいて、近似式を用いて対向車の予測位置を算出することを説明する説明図である。 本実施形態の車両用灯具システムで対向車が複数存在する場合を説明するための説明図である。 本実施形態の車両用灯具システムで対向車が複数存在する場合の照射制御領域の設定を説明する説明図である。 本実施形態の車両用灯具システムの制御フローチャートである。 図９のフローチャートにおけるＳ１００の予測処理を詳細に説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用灯具システムを構成する灯具ユニット１０の概略構造図である。本実施形態の車両用灯具システムは、車両の前部の車幅方向左右両端に一対の灯具ユニット１０を含む。そして、左右の灯具ユニット１０から照射される配光パターンを車両の前方で重畳させることにより車両用灯具システムとしての照射を完成させる。図１は、左右の車両用灯具のうち右側に配置される灯具ユニット１０の構成を示す。図１では、理解を容易にするために灯具ユニット１０を水平面で切断して上方から見た断面図を示している。なお、左側に配置される灯具ユニットは右側に配置される灯具ユニットと左右対称の構造であり基本構造は同一である。したがって、右側に配置される灯具ユニット１０を説明することで左側に配置される灯具ユニットの説明は省略する。また、以下では、便宜上、灯具の光が照射する方向を車両前方（前側）、その反対側を車両後方（後側）として説明する場合がある。

灯具ユニット１０は、透光カバー１２、ランプボディ１４、エクステンション１６、ロービーム用車両用灯具１８およびハイビーム用車両用灯具２０を有する。ランプボディ１４は、樹脂などによって細長い開口部を有するカップ型に成形されている。透光カバー１２は、透光性を有する樹脂などによって成形され、ランプボディ１４の開口部を塞ぐようにランプボディ１４に取り付けられる。こうしてランプボディ１４と透光カバー１２とによって実質的に閉鎖空間となる灯室が形成され、この灯室内にエクステンション１６、ロービーム用車両用灯具１８およびハイビーム用車両用灯具２０が配置される。

エクステンション１６は、ロービーム用車両用灯具１８およびハイビーム用車両用灯具２０からの照射光を通すための開口部を有し、ランプボディ１４に固定される。ロービーム用車両用灯具１８は、ハイビーム用車両用灯具２０より車両の車幅方向の外側に配置される。ロービーム用車両用灯具１８は、いわゆるパラボラ型の車両用灯具であり、後述するロービーム用配光パターンを形成する。

ロービーム用車両用灯具１８は、リフレクタ２２、光源バルブ２４およびシェード２６を有する。リフレクタ２２は、カップ型に形成され、中央に挿通孔が設けられている。本実施形態では、光源バルブ２４はハロゲンランプなどフィラメントを有する白熱灯によって構成されている。なお、光源バルブ２４は、放電灯等他のタイプの光源が採用されてもよい。光源バルブ２４は、内部に突出するようリフレクタ２２の挿通孔に挿通されてリフレクタ２２に固定される。リフレクタ２２は、光源バルブ２４が照射した光を車両前方に向けて反射させるよう、内面の曲面が形成されている。シェード２６は、光源バルブ２４から車両前方へ直接進行する光を遮断する。ロービーム用車両用灯具１８の構成は公知であるため、ロービーム用車両用灯具１８に関する詳細な説明は省略する。

図２は、本実施形態の灯具ユニット１０に含まれるハイビーム用車両用灯具２０の構成を示す図である。図２では、ハイビーム用車両用灯具２０を水平面で切断して上方から見た断面図を示している。ハイビーム用車両用灯具２０は、ホルダ２８、投影レンズ３０、発光モジュール３２およびヒートシンク３８を備える。ハイビーム用車両用灯具２０は、ハイビーム用配光パターンの全部または一部領域を形成可能な光を照射する車両用灯具である。すなわち、ハイビーム用車両用灯具２０は、ハイビームの照射時に、ロービーム用車両用灯具１８により形成されるロービーム用配光パターンの上部にハイビーム用配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンがロービーム用配光パターンに追加されることで、全体として照射範囲が広くなり、遠方視認性能も向上する。

投影レンズ３０は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３０は筒状に形成されたホルダ２８の一方の開口部に取り付けられる。本実施形態の場合、発光モジュール３２は、第１発光ユニット３６ａ、第２発光ユニット３６ｂ、第３発光ユニット３６ｃ、第４発光ユニット３６ｄ、第５発光ユニット３６ｅ、第６発光ユニット３６ｆと、第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆを支持する基板３４と、を有する。なお、第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆを特に区別しない場合は、総称して発光ユニット３６と示す。

発光モジュール３２は、ハイビーム用配光パターンの光を照射するものであり、車幅方向に複数に分割された複数の領域の一部を選択的に照射することができるように構成されている。本実施形態の場合、第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆに対応して分割されている各照射領域を合わせてハイビーム用配光パターンが形成されている。なお、その分割数は、ハイビーム照射モードで要求される性能に応じて決定することができる。例えば、分割される領域の数は、複数であれば６個より多くても少なくてもよく、また、奇数個でも偶数個でも構わない。

第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆの各々は矩形に形成されており、基板３４に第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆの順に帯状となるよう一直線状に配置される。第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆは、例えば個別に光度制御が可能なＬＥＤ光源で構成可能である。つまり、ハイビーム用車両用灯具２０は、多灯式光源となっている。

第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆを構成するＬＥＤ光源は、例えば１ｍｍ角程度の正方形の発光面を有する白色ＬＥＤによって構成されている。なお、発光ユニット３６の光源がこれに限られないことはもちろんであり、例えばレーザダイオードなど略点状に面発光する他の素子状の光源であってもよい。

ヒートシンク３８は、アルミなどの金属により多数のフィンを有する形状に形成され、基板３４の裏面に取り付けられる。このように、第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆをＬＥＤ光源で構成することにより、各発光ユニット３６の発光状態の調整が精度よくできる。その結果、後述するハイビームの部分照射を実行する場合、所望の照射領域に対する配光特性を高い精度で実現できる。

発光モジュール３２は、図２に示すように、左から第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆの順に並んでホルダ２８の内部に配置されるよう、基板３４がホルダ２８の他方の開口部に取り付けられる。第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆの各々は、発光することによりそれぞれの像が灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される。

図３は、本実施形態に係る車両用灯具システムの左右の灯具ユニット１０から前方へ照射される光により、例えば車両前方２５メートルの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。

ロービーム用配光パターンＰＬはロービーム用車両用灯具１８によって形成される。ロービーム用配光パターンＰＬは左側通行の地域で利用される左配光のロービーム用配光パターンであり、その上端縁に第１カットオフラインＣＬ１〜第３カットオフラインＣＬ３を有する。第１カットオフラインＣＬ１と第３カットオフラインＣＬ３は、灯具正面方向に設定された鉛直線Ｖ−Ｖを境にして左右段違いで水平方向に延在する。第１カットオフラインＣＬ１は、鉛直線Ｖ−Ｖより右側且つ灯具正面方向に設定された水平線Ｈ−Ｈより下方において水平方向に延在する。このため、第１カットオフラインＣＬ１は対向車線カットオフラインとして利用される。

第３カットオフラインＣＬ３は、第１カットオフラインＣＬ１の左端部から左上方に向かって例えば４５°の傾斜角度で斜めに延在する。第２カットオフラインＣＬ２は、第３カットオフラインＣＬ３と水平線Ｈ−Ｈとの交点から左側において水平線Ｈ−Ｈ上に延在する。このため、第２カットオフラインＣＬ２は自車線側カットオフラインとして利用される。なお、ロービーム用配光パターンＰＬにおいて、第１カットオフラインＣＬ１と鉛直線Ｖ−Ｖとの交点であるエルボ点Ｅは交点Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。このエルボ点Ｅをやや左よりに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺがリフレクタ２２の形状調整等により形成され、自車線側の視認性を向上させている。

ハイビーム用配光パターンの一部領域である付加配光パターンＰＡは、ハイビーム用車両用灯具２０からの照射光によって形成される。付加配光パターンＰＡは、水平線Ｈ−Ｈを含んで水平方向に延びる帯状に形成される。

付加配光パターンＰＡは、発光ユニット３６の数にしたがい水平方向に並ぶ６つの矩形領域に分割されて構成されている。以下、これらの領域を右から順に第１部分領域ＰＡ１〜第６部分領域ＰＡ６といい、隣り合う部分領域の境界線を分割ラインという。例えば第３部分領域ＰＡ３と第４部分領域ＰＡ４との分割ラインは０°に設定され、鉛直線Ｖ−Ｖに対応する。

第１部分領域ＰＡ１は、第１発光ユニット３６ａの照射光によって形成される。第２部分領域ＰＡ２は、第２発光ユニット３６ｂの照射光によって形成される。第３部分領域ＰＡ３は、第３発光ユニット３６ｃによって形成される。第４部分領域ＰＡ４は、第４発光ユニット３６ｄによって形成される。第５部分領域ＰＡ５は、第５発光ユニット３６ｅによって形成される。第６部分領域ＰＡ６は、第６発光ユニット３６ｆによって形成される。

詳しくは後述するが、第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆは、運転者の操作または、車両に搭載され対向車や前走車など前方車や歩行者を検出する装置からの情報に基づき、個別またはグループ化された複数のユニット毎に点消灯や調光が可能である。したがって、第１部分領域ＰＡ１〜第６部分領域ＰＡ６のうち前方車や歩行者の存在する領域を照射する発光ユニット３６を消灯することにより、前方車や歩行者に与えるグレアを抑制できる。

例えば、図３に示すような直線道路において、対向車線を走行する対向車が存在する場合、第１発光ユニット３６ａ〜第３発光ユニット３６ｃのいずれかを消灯することにより対向車の運転者にグレアを与えないようにすることができる。また、直線道路において、自車線を走行する先行車が存在する場合、第３発光ユニット３６ｃ〜第６発光ユニット３６ｆのいずれかを消灯することにより先行者の運転者にグレアを与えないようにすることができる。また、道路の路側帯に歩行者が存在する場合、第１発光ユニット３６ａや第６発光ユニット３６ｆを消灯することにより歩行者にグレアを与えないようにすることができる。このように、対向車や先行車、歩行者などにグレアを感じさせないように複数の発光ユニット３６を部分的に消灯し、残りの発光ユニット３６を点灯させることで、運転者の遠方視認性の確保が可能になる。

ところで、上述のような対向車や先行車等の前方車の存在は、車載のカメラやレーダ等で取得した情報に基づいて検出することができる。この場合、まずカメラ等で撮影した画像情報を処理装置に転送し、そこで画像処理して前方車までの距離やその位置を算出する。そして、その結果に基づき遮光する領域の決定または配光パターンの決定を行い、灯具ユニットを制御することになる。カメラ等による情報の取得から灯具ユニットの制御までの時間は、情報の大きさや演算速度にもよるが、一般に数十ｍｓから数百ｍｓ程度の処理時間が必要になる。また、この処理時間に情報や制御信号の伝送時間も加算する必要がある。つまり、グレアを抑制すべき前方車をカメラ等で確認しても実際に配光パターンが切り替わるのは前述の処理時間の経過後になる。例えば、自車および対向車が６０ｋｍ／ｈで走行していた場合、自車と対向車との相対距離は、１００ｍｓで約３．３４ｍ縮まる。この場合カメラ画像上では、自車へ接近してくる対向車の位置は、自車への接近に伴い画像中央側から外側(左側通行の場合、右方向)に移動するように見える。この移動量は自車に接近する程大きくなる。つまり、カメラ等で確認した対向車の位置に対して、ハイビームの一部領域を遮光するように制御したとしても、その遮光が行われるときには、対向車は別の領域に移動している可能性が高くグレアの抑制が不十分になる場合がある。

そこで、本実施形態では、カメラ等で取得した情報を処理して実際の遮光制御が可能になるまでの時間を予め試験等により求めておき、その時間経過後に前方車が移動する位置を予測する。そして、その予測位置を遮光する制御対象領域に定め、照射制御を実行する。

図４は、上述した予測位置に基づき照射制御領域を決定する、つまり配光パターンの決定を実現するための車両用灯具システム１００の機能ブロック図である。
前述したように、車両用灯具システム１００は、制御部４０に提供される自車の前方状況を示す情報に基づいて灯具ユニット１０のロービーム用車両用灯具１８やハイビーム用車両用灯具２０の点消灯制御を実行する。制御部４０と灯具ユニット１０との間には、電源回路４２が接続されている。電源回路４２は制御部４０からの指示に基づき灯具ユニット１０のロービーム用車両用灯具１８の光源バルブ２４やハイビーム用車両用灯具２０の第１発光ユニット３６ａ〜第６発光ユニット３６ｆに電力を供給して点灯させる。

制御部４０には、自車の前方状況を示す情報として撮影ユニット４４が取得した画像情報が提供される。撮影ユニット４４は、例えば、車載のＣＣＤカメラ等で構成され、自車線および対向車線、路側帯等の撮影が可能な画角を有する。制御部４０には、自車の走行している道路の形状情報等を取得可能なナビゲーションシステム４６や外部情報システム受信部４８が接続されてもよい。制御部４０は、ナビゲーションシステム４６や外部情報システム受信部４８から提供される現在走行している道路形状や道路の混雑状況に基づき、周囲の状況に応じてハイビーム用配光パターンへの自動切替を可能にする自動モードを自動的に実行するようにしてもよい。また、制御部４０には、撮影ユニット４４で順次取得した前方車の現在位置に関する情報を所定期間記憶しておく記憶部５０が接続されている。記憶部５０には、最新の現在位置が順次記憶されていくとともに、前述した予測位置の算出処理のときに過去に取得した位置の情報が読み出される。

この他、制御部４０には、ライトスイッチ５２が接続されている。ライトスイッチ５２は例えば、ステアリングコラムやインストルメントパネルに配置され、運転者の操作によりロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターンの点消灯、およびハイビーム用配光パターンにおける部分領域の点消灯を手動で制御する。また、ライトスイッチ５２には、ロービーム用車両用灯具１８やハイビーム用車両用灯具２０の手動点消灯制御／自動点消灯制御を切り替える切替スイッチを併せて搭載してもよい。

次に、制御部４０における予測位置の算出手順を説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）は、対向車に関する情報取得時と制御実行時で対向車の位置が移動することを説明する説明図である。図５（ａ）は、撮影ユニット４４で撮影した画像であり、対向車Ｃの現在位置（撮影時の位置）を示している。従来のように、対向車Ｃの現在位置に基づきハイビーム用配光パターンの遮光位置が決定される場合、図５（ａ）における道路は前方が左にカーブしているので、図３における第５部分領域ＰＡ５や第６部分領域ＰＡ６に対応する第５発光ユニット３６ｅや第６発光ユニット３６ｆを消灯することによりグレアを抑制しようとする。しかし、前述したように、自車および対向車Ｃは互いに走行しているので、撮影ユニット４４で取得した画像の画像処理を行い対向車Ｃの現在位置を特定して消灯する発光ユニットを決定するとともにハイビーム用車両用灯具２０を消灯制御する処理時間の経過中に、対向車Ｃは、図５（ｂ）で対向車Ｃａで示す位置に移動してしまう。その結果、現在位置に対応する領域（第５部分領域ＰＡ５や第６部分領域ＰＡ６）を遮光しても対向車Ｃ（対向車Ｃａ）に対するグレアが抑制できない可能性がある。

そこで、本実施形態の制御部４０は、撮影ユニット４４で過去に取得した同一の前方車（対向車）に関する複数の位置情報を用いて近似式を算出して、撮影した対向車Ｃの現在の位置に対し、その演算処理や信号の伝送に費やされる処理時間の間に移動すると予測される予測位置を推定する。図６は、撮影ユニット４４が例えば過去５００ｍｓ間に取得した対向車Ｃの位置情報を用いて予測位置を推定することを説明するイメージ図である。なお、以下に示す例では、撮影ユニット４４が取得した情報は、制御部４０において画像処理がなされ、対向車Ｃの位置（画面上の位置）が順次、例えば５００ｍｓ分だけ記憶部５０に保持される例を考える。また、対向車Ｃの予測位置（対向車Ｃａの位置）は、撮影ユニット４４が対向車Ｃを撮影してから例えば１秒後に移動している位置を予測位置として算出する例を示す。なお、この予測位置を算出するときの予測時間は、制御部４０の演算処理速度や情報の転送速度に応じて適宜設定することが望ましく、予め試験等により決定しておくことが望ましい。

本実施形態の場合、演算負荷を軽減することを重視して、過去５００ｍｓ間の対向車Ｃの位置および予測位置を以下の一次近似式で近似する場合を考える。なお、本実施形態の場合、予測周期が例えば５０ｍｓ等のように短時間であるため、一次式での近似でも十分な予測精度が期待できる。
したがって、近似直線をｙ＝ａｔ＋ｂとした場合の二乗誤差である式（１）が最小となるａ，ｂを求める。ここで、ｔは時刻である。

つまり、最小二乗法からａ，ｂは以下の式（２）で表せる。

ここで、ｎは過去５００ｍｓ分のサンプル数であるとする。つまり、ｔ_iは５００ｍｓ前をｔ＝０として、サンプリング間隔をｄｔとすると、ｔ_i＝ｉｄｔである。したがって、式（２）におけるΣｔ_iは以下の式（３）、Σｔ_i ²は以下の式（４）で表せる。

したがって、例えば、サンプル数ｎ＝１０（ｄｔ＝５０ｍｓ）の場合、ａ，ｂは以下の式（５）で表せる。

したがって、例えば１秒先の対向車Ｃの位置を予測する場合は、時間ｔ＝２９ｄｔ（サンプル数ｎ＝２９）におけるｙの値を求めればよいことになる。その結果が下記の式（６）である。

なお、撮影ユニット４４から得られる情報の取得間隔が制御部４０のサンプリング間隔ｄｔより長い場合、例えば、撮影ユニット４４の情報の取得間隔または伝送間隔が１００ｍｓで制御部４０のサンプリング間隔ｄｔが５０ｍｓの場合、撮影ユニット４４から得られる同じ情報を２回用いて補完してもよい。

また、撮影ユニット４４は走行中の車両から映像を取得するため、走行に伴う振動で自車や前方車が上下動したり左右動した際に、撮影ユニット４４に飛び込んでくる光の強さが変わってしまい、取得される像がブレてノイズとなってしまうことがある。しかしながら、最小二乗近似を用いることでこのようなノイズ等に対しロバストな制御が可能になる。また、実際に対向車Ｃが自車に接近してくるシーンでは、対向車Ｃの接近につれた、水平方向（車幅方向）の移動量が大きくなるため、２次式以上の多項式で近似するようにしてもよい。ただし、この場合、予測が外れた場合の誤差が大きいので、上述したように１次式で近似することが望ましい。

上述したように制御部４０において、予測位置が算出された場合、この予測位置を遮光するように、発光ユニット３６の点消灯制御を実行する。図５（ａ）、図５（ｂ）の例の場合、自車および対向車が曲線道路を走行しているので、例えば、撮影ユニット４４が、図５（ａ）の位置に対向車Ｃが存在する画像を取得した場合、第３部分領域ＰＡ３、第４部分領域ＰＡ４を制御対象領域として遮光する。つまり、制御部４０は第３発光ユニット３６ｃ、第４発光ユニット３６ｄを消灯することにより、実際に消灯制御が完了するタイミングで対向車Ｃが存在する位置（対向車Ｃａの位置）の遮光が可能となり、対向車Ｃ（Ｃａ）の運転者等に対するグレアを抑制できる。

なお、予測位置の基づいて遮光する場合、上述したように、少なくとも予測位置に対応する分割領域を遮光すればグレア抑制はほぼできる。しかし、実際に消灯制御が完了するタイミングで対向車Ｃａの位置は予測位置であるので誤差を含む。また、自車や対向車の速度が変化して実際の移動位置が予測位置と異なる場合もある。そこで、本実施形態では、予測位置に加え、撮影ユニット４４で画像を取得した時点の対向車Ｃの検出位置を含む領域を制御対象領域とする。例えば、第３部分領域ＰＡ３〜第５部分領域ＰＡ５を制御対象領域として遮光する。つまり、制御部４０は第３発光ユニット３６ｃ〜第５発光ユニット３６ｅを消灯することにより、予測位置が実際の移動位置とずれていた場合でもグレア抑制の可能性が高くなるような制御を行う。なお、対向車の場合、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように画面の中心から右方向に移動する。そこで、さらに、予測位置の右隣の分割領域をさらに制御対象領域としてもよい。

ところで、自車の前方に先行車が存在する場合、先行車についてもグレア抑制制御を行う必要がある。先行車の場合、自車と同方向に移動しているので、相対距離の変化は少ない。したがって、撮影ユニット４４で取得した画像情報における現在位置と実際に消灯制御が完了するタイミングでの先行車の位置とではあまり変化がない場合が多い。したがって、制御部４０において、前方車が先行車であると判定できる場合、例えば、赤色の光点検出により尾灯が確認できた場合には、上述の予測制御を行わず、撮影ユニット４４が取得した画像情報における現在位置に対応する分割領域を制御対象領域として遮光する制御に切り替えてもよい。また、上述のように、現在位置と予測位置の両方を含む領域を制御対象領域とする場合には、先行車および対向車を区別することなく予測制御に基づき制御対象領域を決定してもよい。

また、自車と先行車との距離が離れる場合、つまり、自車の速度が遅くなる場合や先行車の速度が早くなる場合、左側通行では自車に対して先行車は画面上の中央付近から左方向に移動していくように見える。この場合も一次近似式による同様に予測位置を算出できるので、予測位置に従い制御対象領域を決定することができる。

ところで、実際に道路を走行している場合、図７に示すように、対向車Ｃ１、Ｃ２のように複数の車両が存在する場合が多い。この場合、対向車Ｃ１、Ｃ２の両方を制御対象車両としてグレア抑制を行う必要がある。また、撮影ユニット４４が取得する画像には、先行車も含まれるので、先行車と対向車が存在する場合も制御対象車両は複数になる。そこで、まずこれらの制御対象車両に対して上述したような予測位置の算出を行う。そして、制御対象車両の現在位置の左端位置と予測位置の左端位置とを比較して、より左側にあるものを制御対象領域の左端位置として採用する。同様に、制御対象車両の現在位置の右端位置と予測位置の右端位置とを比較して、より右側にあるものを制御対象領域の右端位置として採用する。

図８は、撮影ユニット４４で取得した画像に前方車（例えば対向車が２台存在する場合）の左端位置と右端位置の変化および予測位置の左端位置と右端位置の変化を示した位置推移図である。この場合、図７における対向車Ｃ１の左端位置Ｌが推移Ｐで示されている。また、図７における対向車Ｃ２の右端位置Ｒが推移Ｑで示されている。そして、対向車Ｃ１の予測位置における左端位置が推移Ｒで示され、対向車Ｃ２の予測位置における右端位置が推移Ｓで示されている。この場合の遮光範囲、つまり制御対象領域は、推移Ｐと推移Ｓに対応する範囲となる。なお、予測位置のみを制御対象領域とする場合は、制御対象領域は、推移Ｒと推移Ｓに対応する範囲となる。

このように、複数の前方車に対して制御対象領域を決定する場合、その範囲は大きくなり遮光領域が広がる。しかし、遮光領域の拡大により確実なグレア抑制が可能になるとともにロービーム用配光パターンに近づきつつもハイビーム用配光パターンの一部領域の照射を可能な限り残す制御が可能になるので、自車の運転者の視界確保を可能な限り実行するグレア抑制制御ができる。

なお、上述したように制御対象車両が複数存在する場合、左端の車両の左端位置の検証と右端の車両の右端位置の検証を実施することになる。一方、図５（ａ）、図５（ｂ）で説明したように、前方車（対向車）が１台の場合は、同じ車両に対して左端位置および右端位置の検証を行う。

ところで、上述した近似直線を用いた予測位置の算出は、同一の前方車（注目車両）について順次、その位置が撮影ユニット４４で取得されていることが前提になる。ところが、注目車両が交差点で右左折したり、停車してしまうことにより撮影ユニット４４で取得する画像情報から消えることがある。さらに、対向車等の場合は、防眩壁等により撮影領域が遮られ一時的に消えることがある。このように情報の欠落がある場合、近似式を導くための過去の情報との間で不連続となり近似式の信頼性が低下し、算出される予測位置の誤差の増大を招く。また、撮影ユニット４４で取得される画像情報が振動等の外的要因によりぶれてしまった場合も現在位置の情報に大きな誤差を含む場合があり、そのような情報を用いた場合、同様に近似式の信頼性が低下し、算出される予測位置の誤差の増大を招く。

そこで、本実施形態の制御部４０は、前後して取得した前方車の現在位置が予め定めた設定量以上変化した場合、その情報は注目車両の情報ではない、または注目車両の情報でも信頼性が低い情報であると判定する。つまり、注目車両の右左折や停止、防眩壁等による遮蔽、画像のブレ等により情報の信頼性が低下したと判定して、その情報を破棄するとともに、信頼性の低い情報の破棄により不連続となった保持していた過去分の情報を破棄して予測位置の取得を中断する。そして、制御部４０は、改めて前方車の現在位置の情報を取得を開始して、前後の変化量が設定量未満である所定数の情報が保持できたら予測位置の取得を再開する。例えば、５００ｍｓ分のサンプル数（図６の例では１０個）の情報が取得できたら予測処理を実行する。その結果、予測位置の誤差が低減できる。なお、このように、予測位置の算出が中止されている場合、制御部４０は、ハイビーム用配光パターンの自動照射切替を一時的に中止して、ロービーム用配光パターンを照射するようにしてもよい。

図９、図１０のフローチャートを用いて、ハイビーム用配光パターンの自動切替制御が実行されている場合の制御対象領域の決定および配光パターンの決定の手順を説明する。 まず、制御部４０は、上述したように撮影ユニット４４の取得した画像情報に基づき前方車が移動する予測位置を算出する予測処理を実行する（Ｓ１００）。もし、必要なサンプル数が得られていない場合や大きな誤差を含むと推定される情報が得られて予測位置の取得が中止されている場合（Ｓ１０２のＮ）、このフローを終了して、必要なサンプル数が揃うまで待つ。Ｓ１０２において、予測位置が取得できた場合（Ｓ１０２のＹ）、制御部４０は、制御対象車両の現在位置の左端と予測位置の左端の比較を行い、現在位置の左端≦予測位置の左端の場合（Ｓ１０４のＹ）、制御対象領域の遮光領域左端を現在位置の左端と定める（Ｓ１０６）。また、Ｓ１０４において、現在位置の左端＞予測位置の左端の場合（Ｓ１０４のＮ）、制御対象領域の遮光領域左端を予測位置の左端と定める（Ｓ１０８）。なお、この場合、鉛直線Ｖ−Ｖの左側を（＋）、右側を（−）として位置の比較を行う。

続いて、制御部４０は、制御対象車両の現在位置の右端と予測位置の右端の比較を行い、現在位置の右端≧予測位置の右端の場合（Ｓ１１０のＹ）、制御対象領域の遮光領域右端を現在位置の右端と定める（Ｓ１１２）。また、Ｓ１１０において、現在位置の右端＜予測位置の右端の場合（Ｓ１１０のＮ）、制御対象領域の遮光領域右端を予測位置の右端と定める（Ｓ１１４）。そして、制御部４０は遮光領域に対応する発光ユニット３６を決定し（Ｓ１１６）、その発光ユニットを消灯する。つまり、ハイビーム用配光パターンの切替を行い（Ｓ１１８）、このタイミングにおけるハイビーム用配光パターンの制御を終了し、次のタイミングの予測処理（Ｓ１００）に移行する。

図１０は、図９のＳ１００における予測処理を詳細に説明するフローチャートである。 制御部４０は、撮影ユニット４４から前方車の現在位置を示す情報が取得できない場合（Ｓ２００のＮ）、このフローを終了する。一方、Ｓ２００において、前方車の現在位置を示す情報が取得できた場合（Ｓ２００のＹ）、その現在位置を記憶部５０に記憶する。記憶部５０に記憶したサンプル数が所定数に達している場合であって（Ｓ２０２のＹ）、直前に取得した現在位置との変化量（前後の変化量）が予め定めた設定量未満の場合（Ｓ２０４のＹ）、予測位置の演算を開始する（Ｓ２０６）。そして、現在位置に対する予測位置を決定するとともに一時的にその予測位置を記憶し（Ｓ２０８）、このフローを終了する。Ｓ２０４において、直前に取得した現在位置との変化量（前後の変化量）が予め定めた設定量以上の場合（Ｓ２０４のＮ）、同一の制御対象車両の情報が取得できなかった、または振動等の外的要因により画像にノイズが入り正確な現在位置が取得できなかったと判定する。そして、今回取得した現在位置および記憶部５０に記憶していた過去の位置情報（現在位置の記憶値）を全て破棄し（Ｓ２１０）、このフローを終了すし、図９に示すように、予測位置に対応する制御対象領域を決定し、グレア抑制制御を実行する。

また、Ｓ２０２において、記憶値が破棄された等の理由により、サンプル数が所定数に達していない場合（Ｓ２０２のＮ）、このフローを終了する。つまり、図９のフローチャートで予測位置が得られなかったとして、このタイミングにおけるグレア抑制制御を終了する。

なお、上述した実施形態では、ハイビーム用車両用灯具２０を図２に示すような複数の発光ユニット３６で構成して個別に点消灯制御することで、遮光領域を形成する例を示した。他の実施形態においては、他の構成のハイビーム用車両用灯具を採用してもよい。例えば、ハイビーム用車両用灯具における個別の分割領域の形成をシェードを用いて行ってもよい。この場合、車幅方向に複数に分割されたシェードを個別に遮光位置／非遮光位置に移動させて、光源からの光の一部を遮光可能として図３に示した分割領域と同等の分割領域を形成する。また、回転シェードと称されるシェードを用いてもよい。回転シェードは、車幅方向に延びる円筒表面に複数のシェードを有し、円筒を回転させることにより所望のシェードを選択し、光源からの光の一部を遮光して分割領域を形成してもよい。これらの場合も本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上述した実施形態においては、予測位置を近似式を用いて予測したが、他の方法によって予測位置を求めてもよい。例えば、道路形状と自車および前方車の速度、位置等を用いて画像処理により予測位置を算出してもよく、本実施形態と同等の効果を得ることができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

１０ 灯具ユニット、 １８ ロービーム用車両用灯具、 ２０ ハイビーム用車両用灯具、 ３２ 発光モジュール、 ３６ａ 第１発光ユニット、 ３６ｂ 第２発光ユニット、 ３６ｃ 第３発光ユニット、 ３６ｄ 第４発光ユニット、 ３６ｅ 第５発光ユニット、 ３６ｆ 第６発光ユニット、 ４０ 制御部、 ４４ 撮影ユニット、 ５０ 記憶部、 Ｃ 対向車、 １００ 車両用灯具システム。

Claims (6)

1. 車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成可能な車両用灯具と、
   前方車の位置を示す情報に基づいて前方車が存在する前記照射領域への照射を抑制するように制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、ある時点の前記情報を取得した後前記ある時点の情報で示される前方車が移動すると予測される予測位置を取得し、その予測位置を含む照射領域を制御対象領域とすることを特徴とする車両用灯具システム。
2. 前記制御部は、前記予測位置に加え、前記ある時点の情報で示される前方車の検出位置を含む領域を制御対象領域とすることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具システム。
3. 前記制御部は、過去に取得した複数の前記情報を保持する一方、その複数の情報を用いて近似式を求めて前記予測位置を取得することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用灯具システム。
4. 前記制御部は、前後して取得した前記情報が示す前方車の検出位置が予め定めた設定量以上変化した場合、保持している前記情報を破棄して前記予測位置の取得を中断する一方、新たに所定数の情報が保持できたら前記予測位置の取得を再開することを特徴とする請求項３記載の車両用灯具システム。
5. 車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成可能な車両用灯具を制御するための制御装置であって、
   前方車の位置を示すある時点の情報を取得した後、前記ある時点の情報で示される前方車が移動すると予測される予測位置を取得し、その予測位置を含む照射領域を制御対象領域として照射制御をすることを特徴とする制御装置。
6. 車幅方向で複数の照射領域に分割されそれぞれの照射領域の照射状態が切り替えられるハイビーム用配光パターンを形成する一方で、前方車の位置を示すある時点の情報に基づく前記前方車の検出位置に対して前方車が移動すると予測される予測位置を含む照射領域を制御対象領域として照射制御を可能に構成したことを特徴とする車両用灯具。

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