JP5552381B2 - 制御装置、車両用前照灯システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の状態または車両が走行する環境に応じて車両用前照灯の配光パターンを変更する技術に関する。

従来、灯具ユニットの配光方向を左右に旋回させるスイブル機構を備えた車両用前照灯装置が知られている。このような車両用前照灯装置では、灯具ユニットのスイブル軸がブラケットに軸支されるとともに、当該ブラケットがランプボディに固定されることで、ランプボディに対して灯具ユニットが左右方向にスイブル可能に取り付けられる。このスイブル機構を利用して、カメラにより撮影された画像を処理することで前走車を検出し、前走車を避けるようにハイビームの照射方向を変えてグレアを防止するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）システムも提案されている（例えば、特許文献２、３）。

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

夜間における前走車認識では、レーザやミリ波を使用するレーダ方式と比較して、カメラによる撮像画像内の光点から前走車を認識する方が、より遠方の車両をとらえることができて有利である。そこで、上記のような車両用前照灯装置においては、カメラにより撮影された車両前方画像から前走車の位置を検出することによって、適切な配光パターンや照射方向を選択するように構成されていることが多い。

しかしながら、車両前方画像から前走車を認識する方式の場合、悪天候時や市街地のように外乱光が多い場所では、前走車を正確に検出できないことがある。この状態で上述のＡＤＢのような照射制御を実行すると、前走車のドライバーにグレアを与えるなどの問題が生じる恐れがある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像画像から検出された前走車位置に基づき配光パターンを変化させる車両用灯具システムにおいて、前走車の誤検出に起因して不適切な配光パターンが選択されることを防止する技術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制御装置は、車両の前方を撮像した画像データを受けて、該画像データを元に画像内での前走車の有無を検出する前走車検出部と、前走車の位置に基づき車両用灯具で形成すべき配光パターンを選択するためのマップを保持するマップ格納部であって、通常天候時用マップと、画像データに基づく前走車の検出ミスにつながりうる所定の天候状態であるときに使用されるべき悪天候時用マップとを保持するマップ格納部と、車両が走行中の環境が所定の天候状態であるか否かを判定する天候判定部と、天候判定部による判定に基づき通常天候時用マップまたは悪天候時用マップのいずれかを参照して配光パターンを決定する配光パターン決定部と、決定された配光パターンが実施されるように、車両用灯具に制御信号を出力する出力部と、を備える。

この態様によると、悪天候時には悪天候時用マップを参照して配光パターンを決定するので、悪天候に起因する前走車位置の誤検出により前走車にグレアを与えるような配光パターンが選択されることを防止することができる。

車両が走行中の場所が市街地であるか否かを判定する走行場所判定部をさらに備えてもよい。配光パターン決定部は、配光パターンを切り換える頻度を市街地以外の走行時よりも低減するように動作してもよい。これによると、市街地における前走車以外の光源に起因する前走車位置の誤検出により配光パターンが頻繁に切り替わる現象を抑制することができる。

走行場所判定部は、車両が高速道路を走行中であるか否かをさらに判定し、高速道路と判定された場合、配光パターン決定部は、上方向へのビーム拡散量を通常時のハイビームよりも小さくした高速道路用ハイビームを形成する配光パターンを選択してもよい。これによると、路面とガードレールが見えれば十分な高速道路上で、上方向への余分なビーム拡散を抑えることができる。

本発明の別の態様は、車両用前照灯システムである。この車両用前照灯システムは、車両前方を撮像する撮像装置と、指定された配光パターンを形成して車両前方を照射可能に構成された車両用灯具と、車両用灯具を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、撮像装置から受けた画像データを元に画像内での前走車の有無を検出する前走車検出部と、前走車の位置に基づき車両用灯具で形成すべき配光パターンを選択するためのマップを保持するマップ格納部であって、通常天候時用マップと、画像データに基づく前走車の検出ミスにつながりうる所定の天候状態であるときに使用されるべき悪天候時用マップとを保持するマップ格納部と、車両が走行中の環境が所定の天候状態であるか否かを判定する天候判定部と、天候判定部による判定に基づき通常天候時用マップまたは悪天候時用マップのいずれかを参照して配光パターンを決定する配光パターン決定部と、決定された配光パターンが実施されるように、車両用灯具に制御信号を出力する出力部と、を備える。

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、車両の前方を撮像した画像データから検出される前走車の位置に基づいた配光パターンを選択するための所定のマップを参照して決定される配光パターンを形成して車両前方を照射可能に構成された車両用灯具であって、所定のマップは、通常天候時用マップと、画像データに基づく前走車の検出ミスにつながりうる所定の天候状態であるときに使用されるべき悪天候時用マップとを含む。

本発明によれば、撮像画像から検出された前走車位置に基づき配光パターンを変化させる車両用灯具システムにおいて、前走車の誤検出に起因して不適切な配光パターンが選択されることを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具システムで使用される前照灯ユニットの内部構造を説明する概略断面図である。 回転シェードの概略斜視図である。 車両用灯具と、車両用灯具における照射制御を行う制御装置と、制御装置に入力情報を与える各種の入力装置とを含む、車両用灯具システムの構成図である。 配光パターン決定部によって選択される配光パターンの一例を示す図である。 本発明の一実施形態による配光パターン制御のフローチャートである。 通常のハイビーム用配光パターンと高速道路用ハイビーム配光パターンの一例を示す図である。 高速道路用ハイビーム配光パターンを形成するシェード構造を説明する図である。 従来技術と本発明の一実施例の右片ハイ用合成配光パターンとを比較する図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具システム１００で使用される前照灯ユニット２１０の内部構造を説明する概略断面図である。図１は、灯具の光軸Ｘを含む鉛直平面によって切断された前照灯ユニット２１０を灯具左側から見た断面を示している。前照灯ユニット２１０は車両の車幅方向の左右に１灯ずつ配置される配光可変式前照灯であり、その構造は実質的に左右同等なので、以下では特に区別することなく説明する。

前照灯ユニット２１０は、車両前方方向に開口部を有するランプボディ２１２とこのランプボディ２１２の開口部を覆う透明カバー２１４で形成される灯室２１６を有する。灯室２１６には、光を車両前方方向に照射する灯具ユニット１０が収納されている。灯具ユニット１０の一部には、当該灯具ユニット１０の揺動中心となるピボット機構２１８ａを有するランプブラケット２１８が形成されている。ランプブラケット２１８はランプボディ２１２の内壁面に立設されたボディブラケット２２０とネジ等の締結部材によって接続されている。したがって、灯具ユニット１０は灯室２１６内の所定位置に固定されると共に、ピボット機構２１８ａを中心として、例えば前傾姿勢または後傾姿勢等に姿勢変化可能となる。

また、灯具ユニット１０の下面には、曲線道路走行時等に進行方向を照らす曲線道路用配光可変前照灯（Adaptive Front-lighing System:ＡＦＳ）を構成するためのスイブルアクチュエータ２２２の回転軸２２２ａが固定されている。スイブルアクチュエータ２２２は車両側から提供される操舵量のデータやナビゲーションシステムから提供される走行道路の形状データ、前方車と自車の相対位置の関係等に基づいて灯具ユニット１０をピボット機構２１８ａを中心に進行方向に旋回（スイブル：swivel）させる。その結果、灯具ユニット１０の照射領域が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視界を向上させる。スイブルアクチュエータ２２２は、例えばステッピングモータで構成することができる。なお、スイブル角度が固定値の場合には、ソレノイドなども利用可能である。

スイブルアクチュエータ２２２は、ユニットブラケット２２４に固定されている。ユニットブラケット２２４には、ランプボディ２１２の外部に配置されたレベリングアクチュエータ２２６が接続されている。レベリングアクチュエータ２２６は例えばロッド２２６ａを矢印Ｍ、Ｎ方向に伸縮させるモータなどで構成されている。ロッド２２６ａが矢印Ｍ方向に伸長した場合、灯具ユニット１０はピボット機構２１８ａを中心として後傾姿勢になるように揺動する。逆にロッド２２６ａが矢印Ｎ方向に短縮した場合、灯具ユニット１０はピボット機構２１８ａを中心として前傾姿勢になるように揺動する。灯具ユニット１０が後傾姿勢になると、光軸を上方に向けるレベリング調整ができる。また、灯具ユニット１０が前傾姿勢になると、光軸を下方に向けるレベリング調整ができる。このような、レベリング調整をすることで車両姿勢に応じた光軸調整ができる。その結果、前照灯ユニット２１０による前方照射の到達距離を最適な距離に調整することができる。

灯室２１６の内壁面、例えば、灯具ユニット１０の下方位置には、灯具ユニット１０の点消灯制御や配光パターンの形成制御を実行する灯具制御部４０が配置されている。この灯具制御部４０は、スイブルアクチュエータ２２２、レベリングアクチュエータ２２６等の制御も実行する。

灯具ユニット１０は、回転シェード１２を含むシェード機構１８、光源としてのバルブ１４、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７、投影レンズ２０で構成される。バルブ１４は、例えば、白熱球やハロゲンランプ、放電球、ＬＥＤなどが使用可能である。本実施形態では、バルブ１４をハロゲンランプで構成する例を示す。リフレクタ１６はバルブ１４から放射される光を反射する。そして、バルブ１４からの光およびリフレクタ１６で反射した光は、その一部がシェード機構１８を構成する回転シェード１２を経て投影レンズ２０へと導かれる。

図２は、回転シェード１２の概略斜視図である。回転シェード１２は、回転軸１２ａを中心にシェード回転モータにより回転される円筒形状の部材である。また、回転シェード１２は軸方向に一部が切り欠かれた切欠部２２を有し、当該切欠部２２以外の外周面１２ｂ上に板状のシェードプレート２４を複数保持している。回転シェード１２は、その回転角度に応じて投影レンズ２０の後方焦点を含む後方焦点面の位置に切欠部２２または、シェードプレート２４のいずれか１つを移動させることができる。そして、回転シェード１２の回転角度に対応して光軸Ｘ上に位置するシェードプレート２４の稜線部の形状に従う配光パターンが形成される。例えば、回転シェード１２のシェードプレート２４のいずれか１つを光軸Ｘ上に移動させてバルブ１４から照射された光の一部を遮光することで、ロービーム用配光パターンまたは一部にロービーム用配光パターンの特徴を含む配光パターンを形成する。また、光軸Ｘ上に切欠部２２を移動させてバルブ１４から照射された光を非遮光とすることでハイビーム用配光パターンを形成する。

回転シェード１２は、例えばモータ駆動により回転可能であり、モータの回転量を制御することで回転所望の配光パターンを形成するためのシェードプレート２４または切欠部２２を光軸Ｘ上に移動させる。なお、回転シェード１２の外周面１２ｂの切欠部２２を省略して、回転シェード１２に、遮光機能だけを持たせてもよい。そして、ハイビーム用配光パターンを形成する場合は、例えばソレノイド等を駆動して回転シェード１２を光軸Ｘの位置から退避させるようにする。このような構成にすることで、例えば、回転シェード１２を回転させるモータがフェールしてもロービーム用配光パターンまたはそれに類似する配光パターンで固定される。つまり、回転シェード１２がハイビーム用配光パターンの形成姿勢で固定されてしまうことを確実に回避してフェールセーフ機能を実現できる。

投影レンズ２０は、車両前後方向に延びる光軸Ｘ上に配置され、バルブ１４は投影レンズ２０の後方焦点面よりも後方側に配置される。投影レンズ２０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、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具ユニット１０前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

図３は、上述のように構成された前照灯ユニット２１０を含む車両用灯具７０と、車両用灯具７０における配光パターンを決定する制御装置５０と、制御装置５０に入力情報を与える各種の入力装置とを含む、車両用灯具システム１００の構成図である。

図３において、制御装置５０について示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子で実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

本実施形態では、入力装置として、ワイパースイッチ１０２、フォグランプスイッチ１０４、雨滴センサ１０６、カメラ３０、車速センサ１０８およびナビゲーションシステム１１０を含む。

ワイパースイッチ１０２は、ドライバーが車両に設置されたワイパー（図示せず）のオン／オフを行うスイッチである。フォグランプスイッチ１０４は、ドライバーが車両に設置されたフォグランプ（図示せず）のオン／オフを行うスイッチである。雨滴センサ１０６は、光をフロントガラスに照射しその反射光を検知することで、雨天か否かを判定するセンサである。なお、雨滴センサ１０６は設置されていなくてもよい。

カメラ３０は、前走車や対向車、歩行者などの対象物の認識手段として、車両の前方を撮像するように車両に設置される。カメラ３０は、制御装置５０の制御専用のものでもよいし、他のシステムと共用するカメラでもよい。

車速センサ１０８は、車両の車輪（図示せず）近傍に配置され、車輪の回転数を検出して車速を求めるセンサである。ナビゲーションシステム１１０は、ＧＰＳ（Global Positioning system）等の自車位置検出部と予め準備された地図データとから、車両周囲の様々な情報をドライバーに提供するシステムである。

制御装置５０は、上述の各種入力装置から得られる情報に基づき、車両用灯具７０に対して適切な配光パターンを指示する。制御装置５０は、天候判定部５２、配光パターン決定部５４、マップ格納部５６、信号出力部５８、前走車検出部６２、走行場所判定部６４を含む。

天候判定部５２は、車両が走行している場所が悪天候か否かを判定する。「悪天候」とは、後述する前走車検出部６２が画像データに基づき前走車を検出する際に前走車の検出ミスにつながりうる天候のことを言う。具体的には、雨、霧、雪など、前方の視認を直接的に妨げたり、光を乱反射させる水分が路面等に存在したりする天候である。

天候判定部５２は、ワイパースイッチ１０２、フォグランプスイッチ１０４、または雨滴センサ１０６からの情報に基づき、悪天候か否かを判定する。具体的には、ワイパースイッチ１０２またはフォグランプスイッチ１０４がオンであるとき、悪天候と判定する。あるいは、天候判定部５２は、雨滴センサ１０６によりフロントガラスに雨滴が検知されたときに悪天候と判定する。ワイパーによるフロントガラスの一時的な洗浄時に悪天候と判定されないように、天候判定部５２は、雨滴センサ１０６により雨滴が検知された時間が所定値以上となったときに悪天候と判定してもよい。弱い雨のときなどに悪天候と判定されないように、天候判定部５２は、ワイパー速度が所定値以上になったときに悪天候と判定してもよい。

前走車検出部６２は、カメラ３０から車両の前方を撮像した画像データを受けて、車両を示す特徴点を画像データ内で探索することで、前走車の位置を検出する。このような前走車位置の検出は周知であるので、詳細な説明を省略する。

走行場所判定部６４は、車両が走行中の場所が市街地であるか否かを判定する。走行場所判定部６４は、車両状態判定部６６と環境条件判定部６８を含む。なお、「市街地」とは、前走車以外の光源が比較的多い地域であり、以下で述べる条件に適合する地域のことを指す。

車両状態判定部６６は、車両の停止回数に基づき、車両が市街地を走行しているか否かを判定する。具体的には、車両状態判定部６６は、車速センサ１０８からの出力変化または図示しないブレーキペダルの操作等に基づき、車両が単位時間当たりに何回停止したかをカウントする。例えば、５分以内に２回以上停止した場合、市街地を走行中と判定する。この判定は、市街地を走行している場合は、赤信号や渋滞待ちで車両が停止することが多いことに基づいている。

車両状態判定部６６は、車両の停止回数の代わりに、平均車速に基づいて車両が市街地を走行しているか否かを判定してもよい。具体的には、車両状態判定部６６は、車速センサ１０８からの速度情報を所定の時間間隔で移動平均して平均車速を算出する。例えば、平均車速が３０ｋｍ／ｈ以下の場合、市街地を走行中と判定する。この判定は、市街地を走行している場合は、赤信号や渋滞などにより車速が低下することに基づいている。

環境条件判定部６８は、カメラ３０で撮像される画像データに基づき、車両が市街地を走行しているか否かを判定する。具体的には、環境条件判定部６８は、画像データを解析して、信号機の数または間隔、街路灯の数または間隔、横断歩道の数または間隔のうち１つ以上の値を求める。これらは、信号機や横断歩道のサンプル画像とカメラ３０からの画像データとのマッチングによって求めてもよいし、画像データから所定の色（すなわち、信号機であれば青、黄、赤のいずれか、横断歩道であれば白）を検出することによって求めてもよい。街路灯については、画像データ内の光点数から求めてもよい。これらの検出は、任意の既知の画像処理技術を用いることができる。

そして、環境条件判定部６８は、信号機の数または間隔、街路灯の数または間隔、横断歩道の数または間隔のうちいずれか１つ、あるいは所定の二つ以上の値が予め定められた上限値以上である場合、車両が市街地を走行中であると判定する。この判定は、市街地では信号機、街路灯、横断歩道の数が郊外よりも多いことに基づいている。

環境条件判定部６８は、カメラ３０で撮像された画像データの平均輝度に基づき、車両が市街地を走行しているか否かを判定する。具体的には、環境条件判定部６８は、画像データから予め定められた範囲以外の部分について平均輝度を算出する。予め定められた範囲は、例えば路面である。平均輝度は、画像データを構成する各画素の輝度値を平均することによって求められる。環境条件判定部６８は、平均輝度が予め定められた上限値以上である場合、車両が市街地を走行していると判定する。この判定は、市街地では街路灯や周囲の建物の照明が多いため、郊外よりも画像内の平均輝度が高くなることに基づいている。

代替的に、環境条件判定部６８は、ナビゲーションシステム１１０から得られる情報をもとに、車両が市街地を走行しているか否かを判定してもよい。具体的には、環境条件判定部６８は、車両が走行している道路の地図データを参照して、その道路における信号機の数または間隔、街路灯の数または間隔、横断歩道の数または間隔を求める。そして、環境条件判定部６８は、これらの値のうちいずれか１つ、あるいは所定の二つ以上の値が予め定められた上限値以上である場合、車両が市街地を走行中であると判定する。

走行場所判定部６４は、車両状態判定部６６および環境条件判定部６８のいずれか一方、または両方によって市街地を走行中と判定されたとき、その情報を配光パターン決定部５４に与える。

配光パターン決定部５４は、基本的に、前走車検出部６２で検出された前走車の有無およびその位置の変化に応じた最適な配光パターンで車両前方を照射すべく、左右の前照灯ユニット２１０で形成する配光パターンを決定する。

図４（ａ）〜（ｆ）は、配光パターン決定部５４により選択され前照灯ユニット２１０により照射可能な配光パターンを示す図である。図４（ａ）〜（ｆ）は、前照灯ユニット２１０の前方２５ｍ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している。なお、図４（ａ）〜（ｆ）に示す配光パターンは、車幅方向の左右に配置された前照灯ユニット２１０でそれぞれ形成した配光パターンを重畳させることで形成された合成配光パターンである。

図４（ａ）は、ロービーム用配光パターンＬｏを示している。このロービーム用配光パターンＬｏは、左側通行時に前方車や歩行者にグレアを与えないように配慮された配光パターンである。ロービーム用配光パターンＬｏは、その上端の鉛直線Ｖよりも右側に、水平線Ｈと平行に延びる対向車線側カットオフラインを、また鉛直線Ｖよりも左側に、対向車線側カットオフラインよりも高い位置で水平線Ｈと平行に延びる自車線側カットオフラインを、そして対向車線側カットオフラインと自車線側カットオフラインとの間に、両者をつなぐ斜めカットオフラインをそれぞれ有する。斜めカットオフラインは、対向車線側カットオフラインとＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方へ４５°の傾斜角で延びている。

図４（ｂ）は、ハイビーム用配光パターンＨｉを示している。このハイビーム用配光パターンＨｉは、前方の広範囲および遠方を照明する配光パターンであり、例えば、前方車や歩行者へのグレアを配慮する必要のない場合に形成される。

図４（ｃ）は、交通法規が左側通行の地域で使用される左片ハイ用配光パターンＬＨｉを示している。左片ハイ用配光パターンＬＨｉは、左側通行時にハイビーム用配光パターンＨｉの対向車線側を遮光し、自車線側のみハイビーム領域で照射する特殊ハイビーム用配光パターンである。この左片ハイ用配光パターンＬＨｉは、左側の前照灯ユニット２１０で形成する左片ハイ用配光パターンと右側の前照灯ユニット２１０で形成するロービーム用配光パターンとの合成によって形成される。このような左片ハイ用配光パターンＬＨｉは、自車線側に前方車や歩行者が存在せず、対向車線側に対向車や歩行者が存在する場合に適した配光であり、運転者の前方視認性を向上させつつ、対向車や対向車線の歩行者にグレアを与えないように配慮した配光パターンである。

図４（ｄ）は、交通法規が左側通行の地域で使用される右片ハイ用配光パターンＲＨｉを示している。右片ハイ用配光パターンＲＨｉは、左側通行時にハイビーム用配光パターンＨｉの自車線側を遮光し、対向車線側のみハイビーム領域で照射する特殊ハイビーム用配光パターンである。この右片ハイ用配光パターンＲＨｉは、右側の前照灯ユニット２１０で形成する右片ハイ用配光パターンと左側の前照灯ユニット２１０で形成するロービーム用配光パターンとの合成によって形成される。右片ハイ用配光パターンＲＨｉは、自車線側に前方車や歩行者が存在し、対向車線側に対向車や歩行者が存在しない場合に適した配光であり、運転者の前方視認性を向上させつつ、前方車や自車線の歩行者にグレアを与えないように配慮した配光パターンである。

図４（ｅ）は、仮想鉛直スクリーン上の鉛直線Ｖと水平線Ｈの交点近傍に対する光の照射を抑制したＶビーム用配光パターンＬｏＶを示している。このＶビーム用配光パターンＬｏＶは、例えば、左側の前照灯ユニット２１０により図４（ａ）に示すロービーム用配光パターンを形成する。一方、右側の前照灯ユニット２１０により、交通法規が右側通行の地域で使用するロービーム用配光パターン、すなわち、図４（ａ）に示す配光パターンを鉛直線Ｖに関して線対称にした配光パターンを形成する。この二つ異なる配光パターンを重畳することにより、遠方の先行車や対向車が存在する可能性のある鉛直線Ｖと水平線Ｈの交点近傍に対する光の照射を抑制したＶビーム用配光パターンＬｏＶを形成することができる。このＶビーム用配光パターンＬｏＶは、遠方の前方車に対するグレアを抑制しつつ、自車線側や対向車線側の路肩の障害物などを運転者に認識させ易くできる配光パターンであると言る。

図４（ｆ）は、スプリット配光パターンＳを示している。このスプリット配光パターンＳは、水平線Ｈよりも上方の中央部に遮光領域ＵＡを有し、遮光領域ＵＡの水平方向両側にハイビーム領域を有する特殊ハイビーム用配光パターンである。スプリット配光パターンＳは、左側の前照灯ユニット２１０で形成した左片ハイ用配光パターンと、右側の前照灯ユニット２１０で形成した右片ハイ用配光パターンとを重ね合わせることで形成することができる。スプリット配光パターンＳを形成する際、左片ハイ用配光パターンのハイビーム領域と右片ハイ用配光パターンのハイビーム領域とが接しないように両配光パターンが重畳され、これにより遮光領域ＵＡが形成される。

遮光領域ＵＡは、左右の前照灯ユニット２１０をスイブルさせて左片ハイ用配光パターンおよび右片ハイ用配光パターンの少なくとも一方を水平方向に移動させることで、水平方向にその範囲を変化させることができる。

上記以外にも、左右の前照灯ユニット２１０で異なる形状のシェードを組み合わせることで、任意の形状の合成配光パターンを形成することができる。このような前走車の位置に応じて配光パターンを可変とするＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）システム自体は周知であるから、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。

図３に戻り、マップ格納部５６は、前走車の位置に基づき車両用灯具７０で形成すべき配光パターンを選択するための複数のマップを保持する。一例として、マップ格納部５６は、通常天候時用マップ５６ａ、悪天候時用マップ５６ｂ、および市街地用マップ５６ｃを保持する。これらのマップは、前方画像内の前走車の水平方向および垂直方向の位置に応じて対応する配光パターンが定められている二次元マップであってもよいし、または前方画像を複数の区画に分割し、前走車の位置する各区画について対応する配光パターンが定められているテーブル形式のものであってもよい。このようなマップ自体は周知であるので、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。

配光パターン決定部５４は、天候判定部５２により車両が走行中の場所が悪天候と判定された場合、配光パターンのカットライン高さまたは照度などに制限を加える。具体的には、配光パターン決定部５４は、マップ格納部５６に格納された悪天候時用マップ５６ｂを参照し、前走車検出部６２で検出された前走車位置に対応する配光パターンを選択する。

悪天候時用マップ５６ｂは、一例として以下のような特徴のいずれかを有するように作成される。
・通常天候時用マップ５６ａと異なり、一部の配光パターン（ハイビーム用配光パターン、片ハイ用配光パターンなど）を含まないようにする。例えば、ロービーム用配光パターンとＶビーム用配光パターンのみを含むマップとする。この場合、Ｖビーム用配光パターンのカットオフライン高さを、通常天候時用マップ５６ａにおけるＶビーム用配光パターンよりも低く設定するようにしてもよい。
・ハイビーム用配光パターンおよび片ハイ用配光パターンにおけるカットオフライン高さが通常天候時用マップ５６ａよりも低く設定される。
・配光パターンは通常時と同じだが、バルブ１４の照度を通常時よりも低くする。
・車速に応じた複数の悪天候時用マップから構成される。一例として、車速が高速（例えば６０ｋｍ／ｈ以上）のマップは、ハイビーム用配光パターン、片ハイ用配光パターンおよびスプリット用配光パターンを含むように構成され、車速が中速（例えば３０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈ）のマップは、Ｖビーム用配光パターンおよびロービーム用配光パターンを含むように構成され、車速が低速（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）のマップは、ロービーム用配光パターンのみを含むように構成される。

このように、通常時と悪天候時とで配光パターンを変えるのには、以下の理由による。すなわち、例えば雨、雪、濃霧などの悪天候時には、前方視認性が低下することから、撮像画像から先行車のテールランプや対向車のヘッドランプを正確に検出できないことがある。前走車を検出できないと、ＡＤＢによりハイビーム用配光パターンが選択されるので、前走車にグレアを与えたり、または光が路面の水分によって反射される光膜現象が発生してドライバーの視認性を低下させる恐れがある。そこで、悪天候時には、ハイビーム用配光パターンを選択しないようにしたり、または照度自体を低下させることで、前走車へのグレアを抑制し、光膜現象の発生を防止することができる。

さらに、配光パターン決定部５４は、走行場所判定部６４により車両が市街地を走行中と判定された場合、ＡＤＢ自体を中止したり、または特定の配光パターンを回避するなどの制限を行う。具体的には、配光パターン決定部５４は、マップ格納部５６に格納された市街地用マップ５６ｃを参照し、前走車検出部６２で検出された前走車位置に対応する配光パターンを選択する。

市街地用マップ５６ｃは、一例として以下のような特徴のいずれかを有するように作成される。
・配光パターン可変制御を行わない。例えば、ロービーム用配光パターンで固定する。
・通常天候時用マップ５６ａと異なり、一部の配光パターン（ハイビーム用配光パターン、片ハイ用配光パターンなど）を含まないようにする。例えば、ロービーム用配光パターンとＶビーム用配光パターンのみを含むマップとする。

このように、市街地の走行中に配光パターンを変えるのは、以下の理由による。すなわち、夜間の市街地では、車両以外の街路灯や建物の照明などの多数の光源が存在するために、これらの光源により前走車位置の誤検出が発生しやすい。前走車が誤検知されると、そのたびに配光パターンが頻繁に切り替わり、ドライバーに違和感を与えたり、他車両や歩行者にグレアを与えたりする恐れがある。そこで、ＡＤＢの実行を中止したり、または一部の配光パターンを禁止したりすることで、配光パターンの切り換え頻度を低下させる。したがって、ドライバーの違和感やグレアの発生が抑制される。

信号出力部５８は、配光パターン決定部５４で決定された配光パターンが実施されるように、車両用灯具７０の灯具制御部８２に対して対応する制御信号を出力する。

車両用灯具７０は、灯具制御部８２、電力回路６０、シェード回転モータ２８、スイブルアクチュエータ２２２、バルブ１４を含む。

灯具制御部８２は、制御装置５０からの信号を受けて、決定された配光パターンが車両用灯具で形成されるように、電力回路６０を通じてシェード回転モータ２８、スイブルアクチュエータ２２２およびバルブ１４を制御する。

続いて、図３に示した制御装置５０の作用を説明する。天候判定部５２により車両が悪天候下を走行中と判定されると、配光パターン決定部５４は、悪天候時用マップ５６ｂを参照して前照灯ユニット２１０で形成すべき配光パターンを選択する。走行場所判定部６４により車両が市街地を走行中と判定されると、配光パターン決定部５４は、市街地用マップ５６ｃを参照して前照灯ユニット２１０で形成すべき配光パターンを選択する。上記以外の場合、配光パターン決定部５４は、通常天候時用マップ５６ａを参照して前照灯ユニット２１０で形成すべき配光パターンを選択する。灯具制御部８２は、選択された配光パターンを形成するように車両用灯具７０を制御する。

図５は、本実施形態による配光パターン制御のフローチャートである。このフローは、制御装置５０において所定の時間間隔で繰り返し実行される。
天候判定部５２は、ワイパースイッチ１０２、フォグランプスイッチ１０４、または雨滴センサ１０６からの情報に基づき、車両が走行中の場所が悪天候であるか否かを判定する（Ｓ１０）。悪天候と判定された場合（Ｓ１０のＹ）、配光パターン決定部５４は、マップ格納部５６内の悪天候時用マップ５６ｂおよび前走車位置に基づき、車両用灯具７０で形成すべき合成配光パターンを決定する（Ｓ１４）。悪天候でないと判定された場合（Ｓ１０のＮ）、走行場所判定部６４は、車両が市街地を走行中か否かを判定する（Ｓ１２）。市街地走行中と判定された場合（Ｓ１２のＹ）、配光パターン決定部５４は、マップ格納部５６内の市街地用マップ５６ｃおよび前走車位置に基づき、車両用灯具７０で形成すべき合成配光パターンを決定する（Ｓ１６）。市街地でないと判定された場合（Ｓ１２のＮ）、配光パターン決定部５４は、マップ格納部５６内の通常天候時用マップ５６ａおよび前走車位置に基づき、車両用灯具７０で形成すべき合成配光パターンを決定する（Ｓ１８）。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両前方の撮像画像から検出される前走車位置に基づき前照灯の配光パターンや配光方向を可変する機能を有する車両用前照灯システムにおいて、天候に応じて特定の配光パターンの形成を禁止することができる。これによって、悪天候の影響のために前走車を正確に検出できないことにより、配光パターンが不適切に変更される事態を防止することができる。

また、市街地を走行中と判定されたとき、特定の配光パターンの形成を禁止することができる。これによって、市街地における車両以外の光源の存在のために前走車を正確に検出できないことにより、配光パターンが不適切に変更される事態を防止することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、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り、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わせされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

走行場所判定部６４は、車両が市街地を走行中か否かを判定する代わりに、車両が高速道路を走行中か否かを判定してもよい。走行場所判定部６４は、例えば車速センサ１０８で求められる車速が所定速度以上のときに高速道路を走行中と判定してもよいし、またはナビゲーションシステム１１０から得られる自車両位置情報に基づき、高速道路を走行中と判定してもよい。高速道路を走行中と判定された場合、配光パターン決定部５４は、上述の通常時マップに基づく配光パターン制御の代わりに、上方向へのビーム拡散量を通常時のハイビームよりも小さくした高速道路用ハイビーム配光パターンを選択する。

図６は、通常のハイビーム用配光パターンＪ１と、高速道路用ハイビーム配光パターンＪ２の一例を示す。図示するように、高速道路用ハイビーム配光パターンＪ２では、水平線上部の照射範囲が削減される。このようにするのは、防眩柵が設置され、路面とガードレールが見えればよい高速道路では、上方向へのビーム拡散量が通常時よりも小さくてよいためである。また、こうすることで、運転者の目線が防眩柵よりも高いトラック等が対向車線にいたとしても、グレアを与える恐れがない。

図７は、高速道路用ハイビーム配光パターンを形成するシェード構造を説明する図である。図７は、図１に示した前照灯ユニット２１０と同様の内部構造を有するが、回転シェードの代わりに上下方向に移動する可動シェード１３を設けた点が異なる。可動シェード１３を最上点まで移動させると、通常のハイビーム用配光パターンが形成される。可動シェード１３を点線Ｂで示す途中の位置で停止させると、高速道路用ハイビーム配光パターンが形成される。可動シェード１３を最下点まで移動させると、ロービーム用配光パターンが形成される。

走行場所判定部６４が市街地走行の判定と高速道路判定の両方を行ってもよい。この場合、前照灯ユニット２１０は、図１に示した回転シェード１２と図７に示した可動シェード１３の両方を備えるように構成される。

実施の形態では、図４（ｃ）および（ｄ）を参照して、左片ハイ用配光パターンおよび右方ハイ用配光パターンについて説明した。これらの代わりに、片ハイ用合成配光パターンを形成する右側の前照灯ユニットの配光パターンの自車線側カットオフラインの高さを水平線以下とした合成配光パターンを形成するようにしてもよい。

図８は、従来技術と本実施例の右片ハイ用合成配光パターンを比較する図である。図中の（ａ）、（ｂ）は従来技術における右片ハイ用合成配光パターンを示し、（ｃ）は本実施例による右片ハイ用合成配光パターンを示す。図中の「ＬＨ」、「ＲＨ」はそれぞれ、左側、右側の前照灯ユニット２１０単独で形成されるハイビーム配光パターンを表し、「合成」は左右の前照灯ユニット２１０により形成される合成配光パターンを表している。さらに、図８には、自車線側での遠方視認性、すなわち図中の「Ｆ」で示す範囲の照度についての評価、並びに左右の灯具ユニットをスイブルしてスプリット配光パターンを形成したときに対向車に与えるグレアについての評価が示されている。

（ａ）のように、左側単独のハイビーム配光パターンＬＨの自車線側（すなわち、交通法規が左側通行の地域における左側）が水平線より上方の範囲を含み、右側単独のハイビーム配光パターンＲＨの自車線側が水平線より下方の範囲しか含まない場合の合成配光パターンを考える。このとき、図中にＦで示す範囲は左側の一灯でしか照明できないため、自車線遠方視認性は良好とは言ない。したがって、図中に「×」が記されている。その一方、スプリット配光パターンを形成したとき、対向車Ｃの周囲は照明されないため、対向車にグレアを与えることはない。したがって、図中に「○」が記されている。

（ｂ）のように、左側単独のハイビーム配光パターンＬＨの自車線側（すなわち、交通法規が左側通行の地域における左側）が水平線より上方の範囲を含み、右側単独のハイビーム配光パターンＲＨの自車線側も水平線より上方の範囲を含む場合の合成配光パターンを考える。このとき、図中にＦで示す範囲は左右の二灯で照明されるため、自車線の遠方視認性は良好である。したがって、図中に「○」が記されている。その一方、スプリット配光パターンを形成したとき、対向車Ｃの周囲も照明されてしまうため、対向車にグレアを与えてします。したがって、図中に「×」が記されている。

これらに対し、（ｃ）では、左側単独のハイビーム配光パターンＬＨについては、（ａ）および（ｂ）と同一であるが、右側単独のハイビーム配光パターンＲＨの自車線側のカットオフラインが水平線よりもわずかに下方に位置するような形状とされる。この場合の合成配光パターンを考えると、図中にＦで示す範囲が左右の二灯で照明されるため、自車線の遠方視認性は良好である。したがって、図中に「○」が記されている。その上、スプリット配光パターンを形成したとき、対向車Ｃの周囲は照明されないため、対向車にグレアを与えることはない。したがって、図中に「○」が記されている。

このように、図８（ｃ）のような配光パターン形状を採用することで、右片ハイ用合成配光パターンにおいて、自車線の遠方視認性を確保しつつ、スイブル実施時にも対向車にグレアを与えないようにすることができる。

１０ 灯具ユニット、 ３０ カメラ、 ４０ 灯具制御部、 ５０ 制御装置、 ５２ 天候判定部、 ５４ 配光パターン決定部、 ５６ マップ格納部、 ５８ 信号出力部、 ６０ 電力回路、 ６２ 前走車検出部、 ６４ 走行場所判定部、 ６６ 車両状態判定部、 ６８ 環境条件判定部、 ７０ 車両用灯具、 １００ 車両用灯具システム、 ２１０ 前照灯ユニット。

Claims (4)

1. 車両の前方を撮像した画像データを受けて、該画像データを元に画像内での前走車の有無を検出する前走車検出部と、
   前走車の位置に基づき車両用灯具で形成すべき配光パターンを選択するためのマップを保持するマップ格納部であって、通常天候時用マップと、前記画像データに基づく前走車の検出ミスにつながりうる所定の天候状態であるときに使用されるべき悪天候時用マップとを保持するマップ格納部と、
   車両に設けられたワイパースイッチまたはフォグランプスイッチがオンのときに、車両が走行中の環境が前記所定の天候状態であると判定する天候判定部と、
   前記天候判定部による判定に基づき前記通常天候時用マップまたは前記悪天候時用マップのいずれかを参照して配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
   決定された配光パターンが実施されるように、前記車両用灯具に制御信号を出力する出力部と、
   を備え、
   前記悪天候時用マップは、ハイビーム用配光パターン、対向車線側を遮光して自車線側のみハイビーム領域で照射する左片ハイ用配光パターン、自車線側を遮光して対向車線側のみハイビーム領域で照射する右片ハイ用配光パターンを含まないことを特徴とする制御装置。
2. 車両が走行中の場所が市街地であるか否かを判定する走行場所判定部をさらに備え、
   市街地を走行中と判定された場合、前記配光パターン決定部は、配光パターンを切り換える頻度を市街地以外の走行時よりも低減するように動作することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記走行場所判定部は、車両が高速道路を走行中であるか否かをさらに判定し、高速道路と判定された場合、前記配光パターン決定部は、上方向へのビーム拡散量を通常時のハイビームよりも小さくした高速道路用ハイビームを形成する配光パターンを選択することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 車両前方を撮像する撮像装置と、
   指定された配光パターンを形成して車両前方を照射可能に構成された車両用灯具と、
   前記車両用灯具を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記撮像装置から受けた画像データを元に画像内での前走車の有無を検出する前走車検出部と、
   前走車の位置に基づき車両用灯具で形成すべき配光パターンを選択するためのマップを保持するマップ格納部であって、通常天候時用マップと、前記画像データに基づく前走車の検出ミスにつながりうる所定の天候状態であるときに使用されるべき悪天候時用マップとを保持するマップ格納部と、
   車両に設けられたワイパースイッチまたはフォグランプスイッチがオンのときに、車両が走行中の環境が前記所定の天候状態であると判定する天候判定部と、
   前記天候判定部による判定に基づき前記通常天候時用マップまたは前記悪天候時用マップのいずれかを参照して配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
   決定された配光パターンが実施されるように、前記車両用灯具に制御信号を出力する出力部と、
   を備え、
   前記悪天候時用マップは、ハイビーム用配光パターン、対向車線側を遮光して自車線側のみハイビーム領域で照射する左片ハイ用配光パターン、自車線側を遮光して対向車線側のみハイビーム領域で照射する右片ハイ用配光パターンを含まないことを特徴とする車両用前照灯システム。

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