JP5546326B2

JP5546326B2 - 制御装置、車両用灯具システム、車両用灯具

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Publication number: JP5546326B2
Application number: JP2010091487A
Authority: JP
Inventors: 正自小林
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: EP2374660B1; EP2374660A3; EP2374660A2; JP2011218999A

Description

本発明は、車両用灯具を制御するための制御装置、車両用灯具システム、車両用灯具に関する。

従来より、車両の走行状況に応じて車両用灯具の配光パターンを適切に変化させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３４０５２号公報

ところで、運転者の前方視野の輝度は時間的にも空間的にも均一であることが、対向車や歩行者等の視対象物の視認性確保の観点から望まれる。ところが実路走行では、道路照明や店舗照明の存在により、前方視野の輝度は必ずしも時空間的に均一とはならない。例えば、明るい繁華街では環境輝度は５〜１０ｃｄ／ｍ^２程度であるが、中心街から一歩離れれば市街地でも環境輝度は０．５〜１ｃｄ／ｍ^２程度に暗くなる。また、交差点などで自車前方に車両が存在すれば、その車両の車体色によって変わってくるが、自車ヘッドライトによりその車両の背面は５０〜３００ｃｄ／ｍ^２程度に明るく輝く。このような環境輝度の変化や自車前方の車両の存否に伴って、運転者の前方視野の輝度も変化する。前方視野の輝度変化は、運転者の目の順応輝度の変化をもたらし、視機能に影響を及ぼす。例えば、運転者の目の順応輝度が増加すると、低輝度の視対象の認知が難しくなる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の視機能の変化を抑制することのでき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、車両前方を撮像したデータを受けて、該データを基に路面輝度を検出する路面輝度検出部と、路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう車両用灯具の照射光量を調整する制御信号を出力する照射光量制御部とを備える。

この態様の制御装置は、照射光量を調整可能な車両用灯具の制御に用いられる。この制御装置を用いて車両用灯具を制御した場合、路面輝度が所定の目標輝度範囲内に維持される。これにより、運転者の目の順応輝度の変化が小さくなるので、視機能の変化を抑制することができ、安全走行に寄与することができる。

データを基に路面の状態を検出する路面状態検出部と、路面の状態に応じて目標輝度範囲を設定する輝度範囲設定部とをさらに備えてもよい。この場合、路面状態に応じた適切な路面輝度を維持することができる。

路面状態検出部は、路面の乾湿を判定する乾湿判定部を含み、輝度範囲設定部は、路面の乾湿に応じて目標輝度範囲を設定してもよい。また、路面状態検出部は、路面の新旧を判定する新旧判定部を含み、輝度範囲設定部は、路面の新旧に応じて目標輝度範囲を設定してもよい。

本発明の別の態様は、車両用灯具システムである。この車両用灯具システムは、車両前方を撮像する撮像装置と、照射光量を調整可能な車両用灯具と、車両用灯具の照射光量を制御する制御装置とを備える。制御装置は、撮像装置から車両前方を撮像したデータを受けて、該データを基に路面輝度を検出する路面輝度検出部と、路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう照射光量を調整する制御信号を車両用灯具に出力する照射光量制御部とを備える。

この態様によると、路面輝度が所定の目標輝度範囲内に維持される。これにより、運転者の目の順応輝度の変化が小さくなるので、視機能の変化を抑制することができ、安全走行に寄与することができる。

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、車両前方を撮像したデータから検出された路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう照射光量が調整される。

本発明によれば、運転者の視機能の変化を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具システムにおいて用いられる車両用灯具の内部構造を示す概略断面図である。回転シェードの概略斜視図である。図３（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態に係る車両用灯具により照射可能な配光パターンを示す図である。本発明の実施形態に係る車両用灯具システムを説明するための機能ブロック図である。車両制御装置の構成を示す機能ブロック部図である。路面輝度の算出領域を説明するための図である。路面輝度維持制御のフローチャートを示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具システムにおいて用いられる車両用灯具２１０の内部構造を示す概略断面図である。図１に示す車両用灯具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代表して車両右側に配置される車両用灯具２１０Ｒの構造を説明する。

車両用灯具２１０Ｒは、車両前方方向に開口部を有するランプボディ２１２と、ランプボディ２１２の開口部を覆う透明カバー２１４とで形成される灯室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、ユニットブラケット２２４に固定されている。

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の照射範囲が車両の正面ではなく曲線道路のカーブの先に向き、運転者の前方視界が向上する。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。

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も接続されている。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。このように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、車両用灯具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。

なお、このレベリング調整は、車両走行中の車両姿勢に応じて実行することもできる。例えば、車両が走行中に加速する場合は後傾姿勢となり、逆に減速する場合は前傾姿勢となる。したがって、車両用灯具２１０の照射方向も車両の姿勢状態に対応して上下に変動して、前方照射距離が長くなったり短くなったりする。そこで、レベリングアクチュエータ２２６は、車両側から提供される車速データから推定される車両姿勢に基づき灯具ユニット１０のレベリング調整をリアルタイムで実行する。その結果、走行中でも前方照射の到達距離を最適に調整できる。この制御を「オートレベリング」と称することもある。

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照射制御部２２８が配置されている。図１の場合、車両用灯具２１０Ｒを制御するための照射制御部２２８Ｒが配置されている。この照射制御部２２８Ｒ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、エーミング調整機構を備えることができる。例えば、レベリングアクチュエータ２２６のロッド２２６ａとユニットブラケット２２４の接続部分に、エーミング調整時の揺動中心となるエーミングピボット機構を配置する。また、ボディブラケット２２０とランプブラケット２１８の接続部分に、車両前後方向に進退する一対のエーミング調整ネジを車幅方向に間隔をあけて配置する。例えば２本のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に前傾姿勢となり光軸が下方に調整される。同様に２本のエーミング調整ネジを後方に引き戻せば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に後傾姿勢となり光軸が上方に調整される。また、車幅方向左側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に右旋回姿勢となり右方向に光軸が調整される。また、車幅方向右側のエーミング調整ネジを前方に進出させれば、灯具ユニット１０はエーミングピボット機構を中心に左旋回姿勢となり左方向に光軸が調整される。このエーミング調整は、車両出荷時や車検時、車両用灯具２１０の交換時に行われる。そして、車両用灯具２１０が設計上定められた規定の姿勢に調整され、この姿勢を基準に本実施形態の配光パターンの形成制御が行われる。

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と、光源としてのバルブ１４と、リフレクタ１６を内壁に支持する灯具ハウジング１７と、投影レンズ２０とを備える。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。本実施の形態では、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を中心に回転可能な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、複数のシェードプレート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Ｏ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、複数のシェードプレート２４のいずれか１つを光軸Ｏ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Ｏ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、シェードモータ（図示せず）により回転可能であり、該シェード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Ｏ上に移動させることができる。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Ｏ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を回転させるシェード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Ｏ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車両用灯具２１０前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

図３（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態に係る車両用灯具２１０により照射可能な配光パターンを示す図である。図３（ａ）〜（ｆ）は、車両用灯具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３（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車両用灯具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３（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３（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３（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、左側の車両用灯具２１０で形成する左片ハイ用配光パターンと右側の車両用灯具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３（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、右側の車両用灯具２１０で形成する右片ハイ用配光パターンと左側の車両用灯具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３（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、左側の車両用灯具２１０により図３（ａ）に示すロービーム用配光パターンを形成する。一方、右側の車両用灯具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３（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２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いえる。

図３（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、左側の車両用灯具２１０で形成した左片ハイ用配光パターンと、右側の車両用灯具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、左右の車両用灯具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。

図４は、本発明の実施形態に係る車両用灯具システム１００を説明するための機能ブロック図である。車両用灯具システム１００は、上述した車両用灯具２１０と、車両用灯具２１０を制御する車両制御装置３０２と、ライトスイッチ３０４と、カメラ３０６と、舵角センサ３０８と、照度センサ３０９と、車速センサ３１０と、雨滴センサ３１１と、ナビゲーションシステム３１２とを備える。

車両用灯具２１０の照射制御部２２８は、車両に搭載された車両制御装置３０２の指示に従って電源回路２３０の制御を行い、バルブ１４の点灯制御を実行する。また、照射制御部２２８は、車両制御装置３０２からの指示に従い、レベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。

例えば、照射制御部２２８は、カーブ走行や右左折走行などの旋回時にスイブルアクチュエータ２２２を制御して、灯具ユニット１０の光軸をこれから進行する方向に向ける。また、照射制御部２２８は、加減速時の車両姿勢の前傾、後傾に応じてレベリングアクチュエータ２２６を制御して、灯具ユニット１０の光軸を車両上下方向について調整し、前方照射の到達距離を最適な距離に調整する。また、照射制御部２２８は、車両制御装置３０２からの配光パターンの指示に応じて、レベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。

車両用灯具システム１００は、運転者によるライトスイッチ３０４の操作に応じて手動で配光パターンを切り替え可能である。以下、このような手動で配光パターンを制御するモードを、適宜「手動モード」と称する。例えば運転者がロービーム用配光パターンを選択した場合、車両制御装置３０２は照射制御部２２８にロービーム用配光パターンを形成するよう指示を出す。指示を受けた照射制御部２２８は、ロービーム用配光パターンが形成されるようレベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１を制御する。

また、車両用灯具システム１００は、ライトスイッチ３０４の操作によらず、車両周囲の状況を各種センサで検出して、車両周囲状況に最適な配光パターンを形成可能である。以下、このように配光パターンを制御するモードを、適宜「ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）モード」と称する。

例えば、自車の前方に前走車が検出された場合、車両制御装置３０２は、前走車へのグレアを防止するべきであると判断して、例えばロービーム用配光パターンが形成されるよう照射制御部２２８に指示を出す。また、前走車が存在しないことが検出できた場合、車両制御装置３０２は、運転者の視界を向上させるべきであると判断して、例えばハイビーム用配光パターンが形成されるよう照射制御部２２８に指示を出す。

このように前走車を検出するために、車両制御装置３０２には例えばステレオカメラなどのカメラ３０６が接続されている。カメラ３０６で撮像された画像データは、車両制御装置３０２に送信され、車両制御装置３０２が信号処理をして画像解析を行い、撮像範囲内における前走車を検知する。そして、車両制御装置３０２は、取得した前走車の情報に基づいて最適な配光パターンを選択し、その選択した配光パターンを形成するように照射制御部２２８に指示を出す。なお、前走車を検出する手段は適宜変更可能であり、カメラ３０６に代えて、例えばミリ波レーダや赤外線レーダなど他の検出手段を用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。

また、車両制御装置３０２は、車両に通常搭載されている舵角センサ３０８、車速センサ３１０などからの情報も取得可能であり、車両の走行状態や走行姿勢に応じて形成する配光パターンを選択したり、光軸の方向を変化させて簡易的に配光パターンを変化させることができる。例えば車両制御装置３０２は、舵角センサ３０８からの情報に基づき車両が旋回していると判定した場合、旋回方向の視界を向上させるような配光パターンが形成されるよう回転シェード１２を回転制御する。また、回転シェード１２の回転状態は変化させずに、スイブルアクチュエータ２２２を制御して灯具ユニット１０の光軸を旋回方向に向けて視界を向上させるようにしてもよい。

この他、車両制御装置３０２は、ナビゲーションシステム３１２から道路の形状情報や形態情報、道路標識の設置情報などを取得することもできる。これらの情報を事前に取得することにより、レベリングアクチュエータ２２６、スイブルアクチュエータ２２２、シェードモータ２２１等を制御して、走行道路に適した配光パターンをスムーズに形成することもできる。

さらに、本実施形態に係る車両用灯具システム１００は、車両前方の路面の輝度を所定の輝度範囲内に維持する路面輝度維持機能を有する。路面の輝度を所定の輝度範囲内に維持することにより、運転者の目の順応輝度の変化が小さくなるので、視機能の変化を抑制することができる。以下、この路面輝度維持機能を実現するための構成について説明する。

図５は、車両制御装置３０２の構成を示す機能ブロック部図である。車両制御装置３０２は、上述したＡＤＢモードを実行する機能等も有するが、図５では、路面輝度維持機能に関係する機能ブロックのみを図示している。なお、図５に示す各機能ブロックは、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や機械装置で実現でき、ソフトウェア的には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、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形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。

図５に示すように、車両制御装置３０２は、路面輝度検出部５００と、路面状態検出部５０２と、輝度範囲設定部５０８と、照射光量制御部５１０とを備える。

路面輝度検出部５００は、カメラ３０６により撮像された車両前方の画像データを受けて、該画像データを基に路面輝度を検出する。図６は、路面輝度の算出領域を説明するための図である。本実施形態において、路面輝度は、区画線Ｌｍによって規定される自車走路内の車両前方１０ｍ〜３０ｍの領域Ｆの平均輝度を算出して求められる。このような領域Ｆの平均輝度を求めることにより、路面輝度を高い精度で検出できる。この領域Ｆの範囲は、カメラ３０６の特性に応じて変化させてもよい。なお、区画線Ｌｍは、路面輝度よりも明るい場合が多い。従って、平均路面輝度算出時には、明るい区画線を除いて平均輝度を求めることが検出精度の観点から好ましい。

より具体的な動作としては、路面輝度検出部５００は、カメラ３０６からの画像データについてエッジ処理などを実施することにより区画線Ｌｍを検出すると共に、道路線形、道路構造などを検出する。この検出された区画線Ｌｍ、道路線形等に基づいて領域Ｆを決定し、この領域Ｆの平均輝度を算出する。また、路面輝度検出部５００は、区画線Ｌｍの輝度も算出し、この区画線Ｌｍの輝度が所定値以上の場合には、区画線Ｌｍを除いて路面の平均輝度を求める。

路面状態検出部５０２は、画像データを基に路面の状態を検出する。本実施形態において路面の状態とは、路面の乾湿および路面の新旧である。これらを検出するために、路面状態検出部５０２は、路面の乾湿を判定する乾湿判定部５０４と、路面の新旧を判定する新旧判定部５１２とを含む。

乾湿判定部５０４は、路面輝度および区画線Ｌｍと領域Ｆの輝度コントラストＣに基づき路面の乾湿を判定する。具体的には、以下の判定基準に基づき路面が乾燥路面、湿潤路面、冠水路面のいずれの状態であるか判定する。
乾燥路面：路面輝度＝０．５〜２ｃｄ／ｍ^２且つ輝度コントラストＣ＝２〜５
湿潤路面：路面輝度＜０．５ｃｄ／ｍ^２且つ輝度コントラストＣ＞５
冠水路面：路面輝度＜０．５ｃｄ／ｍ^２且つ輝度コントラストＣ≒０

新旧判定部５０６は、路面輝度および区画線Ｌｍと領域Ｆの輝度コントラストＣに基づき路面の新旧を判定する。具体的には、以下の判定基準に基づき路面が新設路面、経年使用路面のいずれであるか判定する。
新設路面：路面輝度＜０．５ｃｄ／ｍ^２且つ輝度コントラストＣ＞１０
経年使用路面：路面輝度＞１．５ｃｄ／ｍ^２且つ輝度コントラストＣ＝１〜３

乾湿判定部５０４、新旧判定部５０６は、上記のような判定基準に加えて、車両制御装置３０２に接続された雨滴センサ３１１や照度センサ３０９からの情報を加味して路面の乾湿、路面の新旧を判定してもよい。この場合、判定精度を高めることができる。雨滴センサ３１１が車両に搭載されていない場合には、ワイパの作動状況等を加味して判定してもよい。

輝度範囲設定部５０８は、路面状態検出部５０２により検出された路面状態に応じて、目標とすべき路面輝度の範囲である目標輝度範囲を設定する。例えば、輝度範囲設定部５０８は、乾燥路面の走行に適した乾燥路面時目標輝度範囲、湿潤路面の走行に適した湿潤路面時目標輝度範囲、冠水路面の走行に適した冠水路面時目標輝度範囲、新設路面の走行に適した新設路面時目標輝度範囲、経年使用路面の走行に適した経年使用路面時目標輝度範囲など複数の目標輝度範囲を有しており、検出された路面状態に応じて適宜最適な目標輝度範囲を選択する。

路面の乾湿、新旧等の路面状態により、路面の再帰反射率は変化する。具体的には、路面が湿潤状態にあったり、路面が新設路面であるような場合には、路面の再帰反射率は低下する。つまり、路面が湿潤状態であったり新設路面であると、路面から自車に向かって再帰反射する光は少なくなるのに対し、車両前方に反射する光は増加する。従って、路面が湿潤状態や新設路面のときに、乾燥且つ経年使用路面での走行に適した目標輝度範囲のまま、輝度制御を行うと、照射光量が大きくなりすぎて、対向車等にグレアを与えてしまうおそれがある。より詳しく説明すると、照射光量を上げているのに検出する路面輝度は上がらないため、照射光量は益々大きくなり、それに伴って車両前方に反射する光は増大することになる。そこで本実施形態においては、輝度範囲設定部５０８は、路面の乾湿や新旧に応じて目標輝度範囲を変更する。例えば、湿潤路面時目標輝度範囲や新設路面時目標輝度範囲は、目標輝度範囲の上限を乾燥状態よりも低くする。これにより、照射光量が大きくなりすぎてしまうのを抑制できるので、対向車にグレアを与える事態を回避できる。

上述の各目標輝度範囲は、上限および下限を設定することにより規定されてもよいし、上限または下限の一方を設定することにより規定されてもよい。各目標輝度範囲は、走行に適した輝度範囲を実験やシミュレーション等により適宜定めればよい。

照射光量制御部５１０は、路面輝度が輝度範囲設定部５０８により設定された目標輝度範囲内となるよう車両用灯具２１０の照射光量を調整する制御信号を出力する。この制御信号は、照射制御部２２８に送られ、照射制御部２２８が電源回路２３０を介してバルブ１４の通電量を制御することにより、路面輝度が目標輝度範囲内に調整される。なお、車両に複数の光源が設けられてもよく、照射光量制御部５１０は、この複数の光源の点灯数を増減させることにより車両前方の路面輝度を調整してもよい。また、レベリングアクチュエータ２２６を作動させて光軸Ｏを上下方向に傾動させることにより、車両前方の路面輝度を調整してもよい。

図７は、路面輝度維持制御のフローチャートを示す図である。この制御フローは、所定の時間間隔毎に行われる。

まず、車両制御装置３０２は、カメラ３０６から車両前方の画像データを取得する（Ｓ１０）。Ｓ１０においては、雨滴センサ３１１から雨滴情報を、照度センサ３０９から照度情報を取得してもよい。

次に、路面輝度検出部５００は、受信した画像データを画像処理や解析をすることにより路面の区画線Ｌｍ、道路線形、道路構造などを検出する（Ｓ１２）。そして、区画線Ｌｍ、道路線形等に基づいて図６に示すような路面輝度の検出対象である領域Ｆを決定する。そして、路面輝度検出部５００は、画像データに基づいて領域Ｆの路面輝度を検出する（Ｓ１４）。

次に、乾湿判定部５０４は、路面輝度および区画線Ｌｍと領域Ｆの輝度コントラストＣに基づき路面の乾湿を判定する（Ｓ１６）。続いて、新旧判定部５０６は、路面輝度および区画線Ｌｍと領域Ｆの輝度コントラストＣに基づき路面の新旧を判定する（Ｓ１８）。

路面の乾湿および新旧が判定された後、輝度範囲設定部５０８は、目標輝度範囲を設定する（Ｓ２０）。この目標輝度範囲は、例えば上述の乾燥路面時目標輝度範囲、湿潤路面時目標輝度範囲、冠水路面時目標輝度範囲、新設路面時目標輝度範囲、経年使用路面時目標輝度範囲の中から選択することにより設定される。

次に、照射光量制御部５１０は、路面輝度検出部５００により検出された路面輝度が、輝度範囲設定部５０８により設定された目標輝度範囲内であるか否か判定する（Ｓ２２）。路面輝度が目標輝度範囲内である場合（Ｓ２２のＹ）、照射光量制御部５１０は、現在の照射光量の維持を指示する制御信号を、車両用灯具２１０の照射制御部２２８に向けて出力する（Ｓ２４）。路面輝度が目標輝度範囲外である場合（Ｓ２２のＮ）、照射光量制御部５１０は、路面輝度が目標輝度範囲となるよう照射光量を増減調整し、調整した照射光量の出力を指示する制御信号を、照射制御部２２８に向けて出力する（Ｓ２６）。これにより、車両前方の路面輝度が一定の範囲内に収まるようになるので、運転者の目の順応輝度の変化を小さくでき、運転者の視機能の変化を抑制することができ、安全走行に寄与することができる。

なお、上述のフローチャートでは、図５に示す機能ブロックにより実現される路面輝度維持制御について説明したが、ＡＤＢモード時の配光パターン制御も路面輝度維持制御と並行してまたはその前後に行われ、車両制御装置３０２から照射制御部２２８に制御信号が送られる。この制御信号は、例えばスイブル角を指示する信号であったり、シェードモータの回転量を指示する信号である。また、配光パター制御の制御フローが図７に示す路面輝度維持制御の制御フローに組み込まれてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具システム１００によれば、路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう車両用灯具２１０の照射光量を調整することにより、運転者の目の順応輝度の変化が小さくなるので、視機能の変化を抑制することができ、安全走行に寄与することができる。

また、路面状態に応じて目標輝度範囲を設定することにより、路面状態に応じた適切な路面輝度を維持することができる。例えば路面の乾湿や新旧に応じて目標輝度範囲を設定することにより、先行車や対向車にグレアを与えないような制御が可能である。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００車両用灯具システム、２１０車両用灯具、２２８照射制御部、２３０電源回路、３０２車両制御装置、３０６カメラ、３０９照度センサ、３１１雨滴センサ、５００路面輝度検出部、５０２路面状態検出部、５０４乾湿判定部、５０６新旧判定部、５０８輝度範囲設定部、５１０照射光量制御部。

Claims

車両前方を撮像したデータを受けて、該データを基に路面輝度を検出する路面輝度検出部と、
路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう車両用灯具の照射光量を調整する制御信号を出力する照射光量制御部と、
前記データを基に路面の状態を検出する路面状態検出部と、
路面の状態に応じて前記目標輝度範囲を設定する輝度範囲設定部と、
を備え、
前記路面状態検出部は、区画線によって規定される自車走路内の車両前方の第１所定値と前記第１所定値よりも大きい第２所定値との間の所定領域の平均輝度と、前記区画線の輝度と前記平均輝度との比率である輝度コントラストとに基づき、路面の状態を検出することを特徴とする制御装置。
前記路面状態検出部は、路面の乾湿を判定する乾湿判定部を含み、
前記輝度範囲設定部は、路面の乾湿に応じて前記目標輝度範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記路面状態検出部は、路面の新旧を判定する新旧判定部を含み、
前記輝度範囲設定部は、路面の新旧に応じて前記目標輝度範囲を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
車両前方を撮像する撮像装置と、
照射光量を調整可能な車両用灯具と、
前記車両用灯具の照射光量を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記撮像装置から車両前方を撮像したデータを受けて、該データを基に路面輝度を検出する路面輝度検出部と、
路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう照射光量を調整する制御信号を前記車両用灯具に出力する照射光量制御部と、
前記データを基に路面の状態を検出する路面状態検出部と、
路面の状態に応じて前記目標輝度範囲を設定する輝度範囲設定部と、
を備え、
前記路面状態検出部は、区画線によって規定される自車走路内の車両前方の第１所定値と前記第１所定値よりも大きい第２所定値との間の所定領域の平均輝度と、前記区画線の輝度と前記平均輝度との比率である輝度コントラストとに基づき、路面の状態を検出することを特徴とする車両用灯具システム。
車両前方を撮像したデータから検出された路面輝度が所定の目標輝度範囲内となるよう照射光量が調整される車両用灯具であって、
前記目標輝度範囲は、路面の状態に応じて設定され、
前記路面の状態は、区画線によって規定される自車走路内の車両前方の第１所定値と前記第１所定値よりも大きい第２所定値との間の所定領域の平均輝度と、前記区画線の輝度と前記平均輝度との比率である輝度コントラストとに基づき検出される
ことを特徴とする車両用灯具。