JP3752958B2 - 車両用照明装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前方を照射する車両用照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ステアリングの操舵角に応じて前照灯のランプ光軸を制御するものとしては、特開昭62−77249号公報に記載されたものがある。また、地図情報入力と地図上の自車位置情報入力に基づいて、地図上のカーブ(道路形状が曲率を有している曲路)までの距離と折れ曲がり点の折れ曲がり方向とを判断し、カーブに入る前にカーブの方向を照射するものとしては、特開平2−296550号公報に記載されたものがある。
【0003】
何れのものも、車両のカーブ走行などにおいて前照灯による適切な照射を行わせることができるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開昭62−77249号公報に記載されたものでは、ステアリングの操舵角に応じてランプ光軸を動かすと言う構成のため、カーブ走行に入る以前に進行方向を照射することができないと言う課題がある。
【0005】
また、前記特開平2−296550号公報に記載されたものでは、地図上の自車前方のカーブまでの距離を基に照射方向を変化させる構成であるため、カーブの大きさや自車の車速によってはランプの照射方向を変化させるタイミングがずれ、違和感を招くという可能性がある。
【0006】
本発明は、車両前方の道路形状が曲率を有している曲路の場合でも、違和感を抑制しつつ正確な制御により進行方向を照射することのできる車両用照明装置の提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、車両の前部に備えられて配光制御が可能な照明手段と、前記車両の進行方向前方の道路形状を検出する前方道路形状検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記検出された道路形状情報から車両前方の道路曲率を検出する前方道路曲率検出手段と、前記道路形状として検出されたカーブの入口までの距離及び車速情報により車両の操舵開始時点を推定し、当該操舵開始時点に前記カーブ入口からカーブ出口までに到達するのに要する時間を加算して操舵終了時点を推定する操舵時点推定手段と、前記検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記照明手段を曲率配光制御すると共に、前記推定された操舵開始時点及び操舵終了時点に応じて前記照明手段の曲率配光制御の開始時点及び終了時点を設定する駆動制御手段とよりなることを特徴とする。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1記載の車両用照明装置であって、前記駆動制御手段は、前記照明手段の曲率配光制御の前記開始時点を前記推定された操舵開始時点よりも前に又は前記終了時点を前記推定された操舵開始時点よりも後に設定することを特徴とする。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の車両用照明装置であって、前記駆動制御手段は、前記照明手段の曲率配光制御の終了時点を前記推定された操舵終了時点よりも前に設定することを特徴とする。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1記載の車両用照明装置であって、前記検出された道路曲率情報から車両前方の曲率を有する道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段と、前記検出された道路曲率情報及び車速情報により前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定する操舵時間推定手段と、前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するために必要な操舵角を推定する操舵角推定手段と、前記推定された操舵角及び検出された車速情報に応じて前記照明手段の舵角配光制御量を算出する舵角配光量算出手段と、前記推定された操舵開始時点から前記算出された舵角配光制御量により前記照明手段の配光状態が変更されて該照明手段の制御限界状態に達するまでの時間を推定する配光制御限界値到達時間推定手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記推定された保舵角に応じた前記照明手段の舵角配光制御量が前記制御限界状態を上回っているときは前記推定された制御限界状態に達するまでの時間、同下回っているときは前記推定された保舵角まで操舵する時間に応じて前記照明手段の曲率配光制御の開始時点及び終了時点を設定することを特徴とする。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、前記操舵時点推定手段は、前記推定しようとする操舵開始時点及び操舵終了時点の誤差範囲を算出し、前記配光制御の開始時点の設定に対しては前記誤差範囲の下側で推定し、前記配光制御の終了時点の設定に対しては前記誤差範囲の上側で推定することを特徴とする。
【0012】
請求項6の発明は、請求項1又は2記載の車両用照明装置であって、前記駆動制御手段は、前記検出された道路曲率の増大に応じて前記曲率配光制御の開始時点の設定を操舵開始時点及び操舵終了時点に対しより早い時間とすることを特徴とする。
【0013】
請求項7の発明は、請求項6記載の車両用照明装置であって、前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段と、前記検出された道路曲率情報及び車速情報により前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定する操舵時間推定手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を基準時間とし、前記曲率配光制御の開始時点の設定を同終了時点から前記基準時間のほぼ10倍の時点以降としたことを特徴とする。
【0014】
請求項8の発明は、請求項1又は2記載の車両用照明装置であって、前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段と、前記検出された道路曲率情報及び車速情報により前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定する操舵時間推定手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を基準時間とし、前記曲率配光制御の開始時点を前記推定された操舵開始時点に対し前記基準時間を考慮して設定することを特徴とする。
【0015】
請求項9の発明は、請求項8記載の車両用照明装置であって、前記操舵時点推定手段は、前記推定しようとする操舵開始時点の誤差範囲を算出し、前記操舵開始時点を前記誤差範囲の下側で推定し、前記駆動制御手段は、前記曲率配光制御の開始時点を前記誤差範囲の下側で推定された操舵開始時点に対し前記基準時間以前に設定することを特徴とする。
【0016】
請求項10の発明は、車両の前部に備えられて配光制御が可能な照明手段と、前記車両の進行方向前方の道路形状を検出する前方道路形状検出手段と、前記検出された道路形状情報から車両前方の曲率を有する道路の入口又は出口を検出するカーブ出入口検出手段と、前記検出された道路形状情報から車両前方の道路曲率を検出する前方道路曲率検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記道路形状として検出されたカーブの入口までの距離及び車速情報により車両の操舵開始時点を推定し、当該操舵開始時点に前記カーブ入口からカーブ出口までに到達するのに要する時間を加算して操舵終了時点を推定する操舵時点推定手段とよりなることを特徴とする。
【0017】
請求項11の発明は、請求項10記載の車両用照明装置であって、前記カーブ出入口検出手段は、前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路曲率の変化が予め設定された設定値を上回るとき曲率を有する道路の入口又は出口の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
【0018】
請求項12の発明は、請求項10又は11記載の車両用照明装置であって、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、前記駆動制御手段は、前記検出された車速情報、操舵角情報、予め記憶されている車両の運動特性値に基づいて前記照明手段を曲率配光制御することを特徴とする。
【0019】
請求項13の発明は、請求項10〜12の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、前記検出された道路曲率情報から車両前方の曲率を有する道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段を備え、前記駆動制御手段は、前記検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記照明手段を曲率配光制御するとき、前記曲率配光制御の開始時点の制御量と、曲率配光制御の終了時点での前記推定された保舵角に対する舵角配光制御の制御量と、曲率配光制御の開始時点及び終了時点間の時間と、曲率配光制御の開始時点及び現在の時点間の時間とを考慮することを特徴とする。
【0020】
請求項14の発明は、請求項1〜13の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、前記駆動制御手段は、前記検出された操舵角に応じて前記照明手段を配光制御する舵角配光制御と、前記検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記照明手段を配光制御する曲率配光制御とを可能にすると共に、前記曲率配光制御の実行中に前記検出された操舵角の変化に応じて前記舵角配光制御に切り替えることを特徴とする。
【0021】
請求項15の発明は、請求項14記載の車両用照明装置であって、前記駆動制御手段は、前記検出された操舵角が増加する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記舵角配光制御による配光制御量が前記曲率配光制御による配光制御量を上回ったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えると共に、前記検出された操舵角が減少する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記舵角配光制御による配光制御量の戻り量が前記曲率配光制御による配光制御量の戻り量を上回ったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えることを特徴とする。
【0022】
請求項16の発明は、請求項14記載の車両用照明装置であって、前記駆動制御手段は、前記照明手段の配光制御量が増加する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記検出された操舵角が減少する方向となったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えると共に、前記照明手段の配光制御量が減少する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記検出された操舵角が増加する方向となったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えることを特徴とする。
【0023】
請求項17の発明は、請求項15又は16記載の車両用照明装置であって、前記駆動制御手段は、前記検出された操舵角が前記推定された保舵角を上回るとき前記検出された操舵角が増加する方向にあると判断し、前記検出された操舵角が前記推定された保舵角を下回るとき前記検出された操舵角が減少する方向にあると判断することを特徴とする。
【0024】
請求項18の発明は、請求項1〜17の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、前記前方道路形状検出手段は、車両の前方を撮像する車両前方画像撮像手段を備え、前記撮像して得られた前方画像情報から前記車両の進行方向前方の道路形状を検出することを特徴とする。
【0025】
【発明の効果】
請求項1の発明では、前方道路曲率検出手段により、道路形状情報から車両前方の道路曲率を検出することができる。又、操舵時点推定手段により、道路形状として検出されたカーブの入口までの距離及び車速情報により車両の操舵開始時点を推定し、当該操舵開始時点に前記カーブ入口からカーブ出口までに到達するのに要する時間を加算して操舵終了時点を推定することができる。そして、駆動制御手段により、道路曲率情報及び車速情報に応じて、前記照明手段を曲率配光制御すると共に、前記推定された操舵開始時点及び操舵終了時点に応じて照明手段の曲率配光制御の開始時点及び終了時点を設定するようにしたので、車両が前方の曲率等を有する道路に入ろうとする場合、ステアリングを操舵する以前に曲率配光制御を行うことができるか、車両が曲率を有する道路から抜け出る手前で曲率配光制御を終了することができる。従って、車両が曲率を有する道路を通過する場合に予め適切な配光制御を行うと共に、違和感なく照明することができる。
【0026】
請求項2の発明では、請求項1の発明の効果に加え、駆動制御手段により、照明手段の曲率配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点よりも前に、又は曲率配光制御の終了時点を推定された操舵開始時点よりも後に設定することができるため、車両が曲率を有する道路を通過する場合等に違和感のない的確な照明をより確実に行うことができる。
【0027】
請求項3の発明では、請求項1又は2の発明の効果に加え、駆動制御手段により、照明手段の曲率配光制御の終了時点を推定された操舵終了時点よりも前に設定することができるため、車両が曲率を有する道路を抜け出ようとする場合に、照明手段による曲率配光制御を的確に終了させることができ、違和感のない照明をより確実に行うことができる。
【0028】
請求項4の発明では、請求項1の発明の効果に加え、保舵角推定手段により、道路曲率情報から曲率を有する車両前方の道路を該車両が走行旋回するときの操舵角を推定することができる。操舵時間推定手段により、道路曲率情報及び車速情報を用いて推定された操舵開始時点から推定された保舵角まで操舵する時間を推定することができる。操舵角推定手段により、道路曲率情報から曲率を有する車両前方の道路を該車両が旋回走行するために必要な操舵角を推定することができる。又、舵角配光量算出手段によって、前記推定された操舵角及び検出された車速情報に応じて、照明手段の舵角配光制御量を算出することができ、配光制御限界値到達時間推定手段によって推定された操舵開始時点から算出された舵角配光制御量により照明手段の配光状態が変更されて、照明手段の制御限界状態に達するまでの時間を推定することができる。
【0029】
そして、駆動手段により推定された保舵角に応じた舵角配光制御量が制御限界状態を上回っているときは推定された制御限界状態に達するまでの時間、同下回っているときは前記推定された保舵角まで操舵する時間に応じて照明手段の曲率配光制御の開始時点及び終了時点を設定することができる。従って、照明手段の制御限界状態を考慮して曲率配光制御の開始時点及び終了時点を的確に設定することにより、曲率の大きなカーブで曲率配光制御量が制御限界状態に達するような場合でも違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0030】
請求項5の発明では、請求項1〜4の何れか一項の発明の効果に加え、操舵時点推定手段により、推定しようとする操舵開始時点及び操舵終了時点の誤差範囲を算出し、配光制御の開始時点の設定に対しては誤差範囲の下側で推定し、配光制御の終了時点の設定に対しては誤差範囲の上側で推定することができる。従って、曲率配光制御の開始時点が操舵開始時点の推定の誤差によって操舵開始時点に対し必要以上に接近することによって配光制御の違和感を招いたり、曲率配光制御の終了時点が操舵終了時点の誤差によって操舵終了時点に対し必要以上に手前に設定されて配光制御の違和感を招くといったようなことがなく、ステアリングを操舵する以前に、違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0031】
請求項6の発明では、請求項1又は2の発明の効果に加え、駆動制御手段により、道路曲率の増大に応じて、曲率配光制御の開始時点の設定を操舵開始時点及び操舵終了時点に対し、より早い時間とすることができ、ステアリングを操舵する以前に、確実に配光制御を行うことができ、違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0032】
請求項7の発明では、請求項6の発明の効果に加え、保舵角推定手段により、道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定することができる。操舵時間推定手段により、道路曲率情報及び車速情報を用い前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定することができる。そして、駆動制御手段は、前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を基準時間とし、前記曲率配光制御の開始時点の設定を同終了時点から前記基準時間のほぼ10倍の時点以降とすることができる。従って、ステアリングを操舵する以前に、確実に配光制御を行うことができ、違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0033】
請求項8の発明では、請求項1又は2の発明の効果に加え、保舵角推定手段により、道路曲率情報から曲率を有する車両前方の道路を車両が旋回走行するときの保舵角を推定することができ、操舵時間推定手段により検出された道路曲率情報及び車速情報により、推定された操舵開始時点から推定された保舵角まで操舵する時間を推定することができる。そして、駆動制御手段により、前記推定された操舵する時間を基準時間とし、曲率配光制御の開始時点を、推定された操舵開始時点に対し前記基準時間を考慮して設定することができる。従って、操舵開始時点の手前で、配光制御の開始時点を正確に設定することができ、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0034】
請求項9の発明では、請求項8の発明の効果に加え、操舵時点推定手段により、推定しようとする操舵開始時点の誤差範囲を算出し、操舵開始時点を誤差範囲の下側で推定することができ、駆動制御手段により曲率配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点に対し、基準時間以前に設定することができる。従って、操舵開始時点の推定に際し、誤差が生じても、配光制御の開始時点が操舵開始時点に必要以上に接近することがなく、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0035】
請求項10の発明では、カーブ出入口検出手段により、道路形状情報から車両前方の道路のカーブの入口又は出口を検出することができ、前方道路曲率検出手段により検出された道路形状情報から車両前方の道路曲率を検出することができる。そして、駆動制御手段により、道路曲率情報及び車速情報に応じて照明手段を曲率配光制御すると共に、検出されたカーブの入口前に照明手段の曲率配光制御の開始時点及びカーブの出口前に照明手段の曲率配光制御の終了時点を設定することができる。従って、カーブの入口あるいは出口に対する曲率配光制御の開始時点及び終了時点の的確な設定により、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御を行い、的確な照明を行うことができる。
【0036】
請求項11の発明では、請求項10の発明の効果に加え、カーブ出入口検出手段によって検出された道路曲率情報から車両前方の道路曲率の変化が予め設定された設定値を上回るとき、カーブの入口又は出口の少なくとも一方を検出することができる。従って、カーブの入口又は出口の少なくとも一方の的確な検出によって、配光制御の開始時点及び終了時点を的確に設定することができ、違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0037】
請求項12の発明では、請求項10又は11の発明の効果に加え、駆動制御手段により、車速情報、操舵角情報、予め記憶されている車両の運動特性値に基づいて照明手段を曲率配光制御することができる。従って、車両がどの車速域であっても、的確な配光制御量を算出し、的確な照明を行うことができる。
【0038】
請求項13の発明では、請求項10〜12の何れか一項の発明の効果に加え、保舵角推定手段により検出された道路曲率情報から、車両前方の曲率を有する道路を車両が旋回走行するときの保舵角を推定することができ、駆動制御手段により検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて、照明手段を曲率配光制御するとき、制御の開始時点の制御量と、制御の終了時点での推定された保舵角に対する曲率配光制御の制御量と、配光制御の開始時点及び終了時点間の時間と、配光制御の開始時点及び現在の時点間の時間とを考慮して曲率配光制御することができる。従って、複数の要素を考慮することによって、どのような車速域にあってもステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0039】
請求項14の発明では、請求項1〜13の何れか一項の発明の効果に加え、駆動制御手段は、検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて照明手段を配光制御する曲率配光制御と、検出された操舵角に応じて照明手段を配光制御する舵角配光制御とを可能にすると共に、曲率配光制御の実行中に検出された操舵角の変化に応じて舵角配光制御に切り替えることができる。従って、車両が曲率を有する道路を走行し、一定の保舵角で走行しているときに、ステアリングを切り増し、あるいは切り戻ししたときには、これに応じて曲率配光制御から舵角配光制御に切り替え、操舵角に応じて配光制御することができ、ステアリングの切り増し、切り戻しに応じて的確な照明を行うことができる。
【0040】
請求項15の発明では、請求項14の発明の効果に加え、検出された操舵角が増加する方向にあり、且つ前記曲率配光制御の実行中に舵角配光制御による配光制御量が曲率配光制御による配光制御量を上回ったと判断したとき、舵角配光制御に切り替えると共に、検出された操舵角が減少する方向にあり、且つ曲率配光制御の実行中に舵角配光制御による配光制御量の戻り量が曲率配光制御による配光制御量の戻り量を上回ったと判断したとき、舵角配光制御に切り替えることができる。従って、車両が曲率を有する道路を走行しているときに、ステアリングの切り増しがあって、その切り増しによる舵角配光制御量が道路曲率に応じた曲率配光制御量を上回るときには、操舵角に応じた舵角配光制御を行うことができ、また操舵角が減少する方向にある場合も曲率に応じた曲率配光制御量の戻りよりも操舵角に応じた舵角配光制御量が上回ったとき、操舵角に応じて舵角配光制御を行うことができ、より的確な照明を行うことができる。
【0041】
請求項16の発明では、請求項14の発明の効果に加え、照明手段の配光制御量が増加する方向にあり、かつ曲率配光制御の実行中に検出された操舵角が減少する方向となったと判断したとき、舵角配光制御に切り替えると共に、照明手段の配光制御量が減少する方向にあり、且つ曲率配光制御の実行中に検出された操舵角が増加する方向となったと判断したとき、舵角配光制御に切り替えることができる。従って、道路曲率に応じた曲率配光制御を行っているときに、ステアリングの切り戻し、切り増しがあっても、その操舵角の変化に応じて違和感のない配光制御を行うことができ、的確な照明を行うことができる。
【0042】
請求項17の発明では、請求項15又は16の発明の効果に加え、検出された操舵角が推定された保舵角を上回るとき、検出された操舵角が増加する方向にあると判断し、検出された操舵角が推定された保舵角を下回るとき、検出された操舵角が減少する方向にあると判断することができ、ステアリングの切り増し、切り戻しを的確に判断し、違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0043】
請求項18の発明では、請求項1〜17の何れか一項の発明の効果に加え、前方道路形状検出手段は車両の前方を撮像する車両前方画像撮像手段によって撮像して得られた前方画像情報から車両の進行方向前方の道路形状を検出することを行うことができる。従って、道路形状情報を正確に得ることによって、違和感のない配光制御を行い、的確な照明を行うことができる。
【0044】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の車両用照明装置の構成ブロック図である。この図1のように、車両用照明装置は、照明手段1、駆動制御手段3、操舵時点推定手段5、前方道路曲率検出手段7、自車位置検出手段9、前方道路形状検出手段11、車速検出手段13、保舵角推定手段15、操舵時間推定手段17、操舵角推定手段19、舵角配光量算出手段21、配光制御限界値到達時間推定手段23を備えている。
【0045】
前記照明手段1は、車両の前部に備えられて配光状態、例えば照射方向、照射範囲が可変となっている。前記駆動制御手段3は、前記照明手段1の駆動機能、制御機能の他、演算機能を備えており、検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて、前記照明手段1を配光制御すると共に、推定された操舵開始時点又は操舵終了時点に応じて照明手段1の曲率配光制御の開始時点又は終了時点の少なくとも一方を設定する。又、駆動制御手段3は、照明手段1の配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点よりも前に、又は終了時点を推定された操舵開始時点よりも後に設定する。更に、駆動制御手段3は、照明手段1の配光制御の終了時点を推定された操舵終了時点よりも前に設定する。又、駆動制御手段3は、推定された保舵角に応じた照明手段1の舵角配光制御量が制御限界状態を上回っているときは、推定された制御限界状態に達するまでの時間、同下回っているときは推定された保舵角まで操舵する時間に応じて照明手段1の曲率配光制御の開始時点又は終了時点の少なくとも一方を設定する。更に、駆動制御手段3は検出された道路曲率の増大に応じて、曲率配光制御の開始時点の設定を操舵開始時点又は操舵終了時点に対し、より早い時間とする。又、駆動制御手段3は、推定された操舵する時間を基準時間として配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点に対し基準時間を考慮して設定する。又、駆動制御手段3は、配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点に対し、基準時間以前に設定する。
【0046】
前記操舵時点推定手段5は、検出された道路曲率情報及び車速情報により、車両の操舵開始時点又は操舵終了時点を推定する。又、操舵時点推定手段5は、推定しようとする操舵開始時点又は操舵終了時点の誤差範囲を算出し、配光制御の開始時点の設定に対しては誤差範囲の下限側で推定し、配光制御の終了時点の設定に対しては、誤差範囲の上限側で推定する。
【0047】
前記前方道路曲率検出手段7は、検出された車両位置情報及び道路形状情報から車両前方の道路形状を検出する。前記自車位置検出手段9は、車両の走行位置を検出する。前記前方道路形状検出手段11は、車両の進行方向前方の道路形状を検出する。前記車速検出手段13は、車両の車速を検出する。
【0048】
前記保舵角推定手段15は、検出された道路曲率情報から車両前方の曲率を有する道路を車両が旋回走行するときの保舵角を推定する。前記操舵時間推定手段17は、検出された道路曲率情報及び車速情報により、推定された操舵開始時点から推定された保舵角まで操舵する時間を推定する。前記操舵角推定手段19は、検出された道路曲率情報から車両前方の曲率を有する道路を車両が旋回走行するために必要な操舵角を推定する。
【0049】
前記舵角配光量算出手段21は、推定された操舵角及び検出された車速情報に応じて照明手段1の配光制御量を算出する。前記配光制御限界値到達時間推定手段23は、推定された操舵開始時点から算出された配光制御量により、照明手段1の配光状態が変更されて、照明手段1の制御限界状態に達するまでの時間を推定する。
【0050】
この第2の車両用照明装置は、図示しないカーブ出入口検出手段、操舵角検出手段も備えている。前記操舵角検出手段は車両の操舵角を検出する。前記カーブ出入口検出手段は、検出された車両位置情報及び道路形状情報から車両前方の曲率を有する道路の入口又は出口を検出する。又は、カーブ出入口検出手段は、検出された道路曲率情報から車両前方の道路曲率の変化が予め設定された設定値を上回るとき、曲率を有する道路の入口または出口の少なくとも一方を検出する。
【0051】
なお、以下の説明ではステアリング操舵角を舵角として表現する。但し、車輪転舵角を舵角とすることもできる。
【0052】
[制御ブロック・車両の構成]
図2,図3は本発明の一実施形態を適用したもので、図2はブロック図、図3は車両Cの斜視図を示している。この図2,図3のように、前記照明手段1は車両前部に設けられた左右のヘッドランプ31で構成され、内部に配光制御ランプ(後述)が格納されている。ヘッドランプ31は、前記駆動制御手段3を構成するモータM1.M2によって駆動されるようになっている。モータM1,M2は、同じく前記駆動制御手段3の演算制御機能を奏するマイクロコンピュータ33によって制御される構成となっている。
【0053】
又、マイクロコンピュータ33は、前記操舵時点推定手段5、前方道路曲率検出手段7、保舵角推定手段15、操舵時間推定手段17、操舵角推定手段19、舵角配光量算出手段21、配光制御限界値到達時間推定手段23、カーブ出入口検出手段をそれぞれ構成している。
【0054】
前記マイクロコンピュータ33は、自動車Cのインストルメント内部などに配置されている。マイクロコンピュータ33には、前記自車位置検出手段として、GPS信号受信装置9の受信信号が入力されるようになっている。前記GPS信号受信装置9は、GPS(Global Positioning System、衛星航法システム)信号を受信する。このGPSの情報から車両Cの位置を正確に知ることができる。尚、自車位置検出手段としては、車両Cに情報伝達用アンテナ35を備え、車両Cの周りに存在する他の車両と情報信号を授受し合ったり(自動車相互間)、道路インフラと情報信号を授受し合い(自動車相互間)、あるいは道路インフラと情報信号を授受し合う(道路−自動車間)ことにより、車両Cの位置情報を収集することができる。かかる場合、GPS信号が受信できないような場所においても、車両Cの位置を知ることができる。
【0055】
又、マイクロコンピュータ33には、前方道路形状検出手段として前方道路画像撮影用カメラ11の画像信号が入力されるようになっている。この前方道路画像撮影用カメラ11は、撮像して得られた前方画像情報から車両の進行方向前方の道路形状を検出する。例えば、前記マイクロコンピュータ33で画像処理を行い、前方道路の曲率や勾配などの進路形状、横断歩道、標識、交差点などの道路付帯施設の有無や距離を検出するように構成されている。
【0056】
尚、前記前方道路形状検出手段11としては、自車位置検出手段としてのGPS信号受信装置9で検出した車両の走行位置とマイクロコンピュータ33に記憶させた道路情報を含む地図データベースとから道路形状を検出することもできる。すなわち、地図データベースには道路の曲率や勾配などの進路形状情報や、横断歩道、標識、交差点などの道路付帯施設の設置位置情報が記録され、GPSから得られた車両Cの位置を地図データベース上で参照することにより、車両Cが存在している地点近傍の道路情報を得、かかる情報をマイクロコンピュータ33で処理することによって、前方道路の曲率や勾配などの進路形状、横断歩道、標識、交差点などの道路付帯施設の有無や距離を検出する構成にすることもできる。
【0057】
更に、自車位置検出手段9としての情報伝達用アンテナ35を通して、他の車両や道路インフラからの情報信号を元に特定した車両Cの位置情報を用いて、地図データベースで参照することにより、車両Cが存在している地点近傍の道路情報を得て、マイクロコンピュータ33での演算により前方道路の曲率や勾配などの進路形状、横断歩道、標識、交差点などの道路付帯施設の有無や距離を検出する構成にすることもできる。この場合は、GPS信号が受信できないような場合においても、道路形状を検出することができる。又、自車位置検出手段9として、自動車相互間、道路−自動車間の情報の授受によって、前方道路の曲率や勾配などの進路形状、横断歩道、標識、交差点などの道路付帯施設の有無や距離の情報を収集することも可能である。
【0058】
[配光制御ランプ]ここで、ヘッドランプ31内部に格納されている配光制御ランプ12について図4〜図7を用いて更に説明する。図4,図5は各々の配光制御ランプ12の概略構成を示し、図6,図7は作動状態を示している。図4は一部切欠概略平面図であり、図5は一部切欠概略側面図である。この図4,図5のように、配光制御ランプ12はリフレクター121内に光源123を備え、又、前記2個のモータM1,M2を備え、さらにズームレンズ125を備えている。リフレクター121、光源123、ズームレンズ125は一体で構成されており、ベース126に支持され、始点F1を軸に回転可能となっている。前記ベース126はモータM1の駆動軸で回転可能となるように車両本体に装着されている。
【0059】
そして、モータM1を駆動することによりベース126を含む配光制御ランプ12全体を図6のように左右方向に振ることができる。又、ベース126には前記モータM2が固定されており、モータM2の駆動軸にはギア127が取り付けられている。そして、モータM2を駆動することにより、配光制御ランプ12側に備えられているギア129を介し一体に構成されているリフレクター121、光源123、ズームレンズ125を図7のように上下方向に振ることができる。ズームレンズ125の調整によっては、配光制御ランプ12の照射範囲を変更することができる。
【0060】
次に、システムの処理状況についてフローチャートを用いて説明する。
【0061】
[システム全体の処理]
図8はシステム全体の処理の流れを示している。
【0062】
まず処理が開始されるとステップS1(以下、「ステップS」は単に「S」と表す。)で、マイクロコンピュータ33により、変数の初期化が行われる。次に、マイクロコンピュータ33により、システムの稼働判断(S2)が行われ、配光制御が可能な状況か否かを判断する。次に車両状態の検出処理(S3)を行い、車両状態を元に配光制御量の算出処理(S4)を行い、算出された配光制御量をもとに配光制御処理S5を行い、システムの稼働判断(S2)に戻す。
【0063】
[変数の初期化]
前記図8の変数の初期化(S1)について図9のフローチャートを用いて説明する。
【0064】
マイクロコンピュータ33が、制御開始時点変数Ptsと制御終了時点変数Pt E を0に初期化する(S11,S12)。次にマイクロコンピュータ33が、判断変数Flag1をFalseに初期化する(S13)。
【0065】
[システムの稼働判断]
前記図8のシステムの稼働判断(S2)について図10のフローチャートを用いて説明する。
【0066】
マイクロコンピュータ33により、自車の走行状態の検出(S21)を行い、自車が走行状態か否かの判断(S22)を行う。マイクロコンピュータ33により、自車が走行状態であれば(S22YES)処理を続行し、走行状態でなければ(S22NO)処理は終了となる。マイクロコンピュータ33により、処理が続行されれば配光制御の可・不可判断(S23)が行われ、S24で配光制御が可能と判断されれば(S24YES)次の処理(S2)へと進む。マイクロコンピュータ33により、配光制御が不可の状態であれば(S24NO)処理は走行状態の検出(S21)へ戻る。
【0067】
前記走行状態の検出(S21)では、マイクロコンピュータ33により、図11に示すようにエンジンの起動状態を検出(S211)し、エンジンが起動されていれば走行していると検出(S212YES,S213)し、エンジンが起動されていなければ走行していないと検出(S212NO,S214)される。
【0068】
前記配光制御の可・不可判断(S23)では、マイクロコンピュータ33により、図12に示すように配光制御モードのスイッチ状態を検出(S231)し、スイッチがオンになっていれば配光制御可と検出(S232YES,S233)し、スイッチがオフになっていれば配光制御不可と検出(S232NO,S234)される。
【0069】
前記配光制御モードのスイッチとしては、運転者自らが手動でオンオフできるスイッチのほか、車両の走行環境を検知し、その状況に応じて配光制御モードになるという自動スイッチが考えられる。
【0070】
[車両状態の検出処理]
前記図8の車両状態の検出処理(S3)については図13のフローチャートを用いて説明する。
【0071】
舵角センサ25により、ハンドルに取り付けられた舵角センサーから舵角δHの検出(S31)を行う。次に車速検出手段13(車速センサ13)により、車速Vの検出(S32)を行う。次に自車位置検出手段9により、自車位置の検出処理(S33)を行う。
【0072】
[自車位置の検出]
自車位置検出手段9による前記自車位置の検出処理(S33)の2通りの方法を図14,図15のフローチャートを用いて説明する。
【0073】
図14に示す第1の方法は、GPSからの信号をGPS信号受信装置9(図2)によって受信し(S331)、受信信号をマイクロコンピュータ33(図2)に入力し、マイクロコンピュータ33内部で受信信号の中から受信位置の緯度経度を特定する情報を抽出する(S332)。
【0074】
図15に示す第2の方法は、車両C(図3)の周りに存在する他の車両からの信号や道路インフラからの信号を情報伝達用アンテナ35(図3)によって受信(S333)し、受信信号をマイクロコンピュータ33に入力し、マイクロコンピュータ33内部で受信信号の中から受信位置の緯度経度を特定する情報を抽出する(S334)。
【0075】
[配光制御量の算出]
前記図8の配光制御量の算出処理(S4)について図16,図17のフローチャートを用いて説明する。
【0076】
まず駆動制御手段3により、現在時点PtPに1を加え現在時点とする(S401)。次に駆動制御手段3により、制御終了時点変数PtEが0か否かの判断を行う(S402)。制御終了時点変数Pt E が0でなければ(S402YES)、現在時点変数PtPと制御終了時点変数PtEとの比較(S403)を行う。制御終了時点変数PtEが0であれば(S402NO)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則、即ち検出された操舵角に応じて前記配光制御ランプ12を配光制御する舵角配光制御則により配光制御量θP1の算出処理(S404)を行う。
【0077】
現在時点変数PtPと制御終了時点変数PtE との比較(S403)で、現在時点変数PtPが制御終了時点変数PtE以上であれば(S403YES)、変数の初期化処理(S1)を行い、次に駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1の算出処理(S404)を行う。現在時点変数PtPが制御終了時点変数PtE以上でなければ(S403NO)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1の算出処理(S404)を行う。
【0078】
次に駆動制御手段3により、判断変数Flag1がFalse(誤)か否かを判断(S405)する。判断変数Flag1がFalseであれば(S405YES)、カーブ出入口検出手段により、図20に詳細を示すカーブの入口・出口検出処理(S406)を行い、駆動制御手段3により、その結果で得られた判断変数Flag1がTrue(正)か否かの判断(S407)を行う。判断変数Flag1がFalseでなければ(S405NO)、駆動制御手段3により、制御開始時点変数PtSが0か否かの判断(S408)を行う。
【0079】
前記判断変数Flag1がTrueか否かを判断(S407)で、判断変数Flag1がTrueと判断されれば(S407YES)、駆動制御手段3により、制御開始時点変数PtSが0か否かの判断(S408)を行う。判断変数Flag1がTrueでなければ(S407NO)、駆動 制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1を配光制御量θPとし(S420)、配光制御処理(S5)に処理を進める。
【0080】
前記制御開始時点変数PtSが0か否かの判断(S408)で、制御開始時点変数Ptsが0と判断されれば(S408YES)、主として駆動制御手段3により、制御開始時点変数PtSの算出処理(S409)(図25)、制御終了時点変数PtEの算出処理(S410)を行い、現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSとの比較(S411)を行う。制御開始時点変数PtSが0でないと判断されれば(S408NO)、駆動制御手段3により、現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSとの比較(S411)を行う。
【0081】
前記現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSとの比較(S411)で、現在時点変数PtPが制御開始時点変数PtS以上であれば(S411YES)、駆動制御手段3により、第2の配光制御則、即ち検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記配光制御ランプ12を配光制御する曲率配光制御則による配光制御量θP2の算出処理(S412)を行い、現在時点変数PtPが制御開始時点変数PtS以上でなければ(S411NO)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1を配光制御量θPとし(S420)、配光制御処理(S5)に処理を進める。
【0082】
前記第2の配光制御則による配光制御量θP2の算出処理(S412)の次に駆動制御手段3により、操舵方向の検出処理(S413)を行う。操舵方向の検出処理(S413)の検出結果から駆動制御手段3により、操舵方向が切り増し方向か否かの判断(S414)を行い、切り増し方向であると判断されれば(S414YES)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以上であるか否かの判断(S415)を行う。操舵方向が切り増し方向か否かの判断(S414)で切り増し方向でないと判断されれば(S414NO)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以下であるか否かの判断(S418)を行う。前記第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以上であるか否かの判断(S415)で、第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以上であると判断されれば(S415YES)、駆動制御手段3により、現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)以下であるか否かの判断を行う(S416)。第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以上でないと判断されれば(S415NO)、変数の初期化処理(S1)を行い、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1を配光制御量θPとして(S420)、配光制御処理(S5)に処理を進める。
【0083】
前記現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)であるか否かの判断(S416)で、現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)以下であると判断されれば(S416YES)、駆動制御手段3により、第2の配光制御則による配光制御量θP2を配光制御量θPとし(S417)、配光制御処理(S5)に処理を進める。現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δ H (PtP−1)以下でないと判断されれば(S416NO)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1を配光制御量θPとし(S420)、配光制御処理(S5)に処理を進める。
【0084】
前記第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以下であるか否かの判断(S418)で、第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以下であると判断されれば(S418YES)、駆動制御手段3により、現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)以上であるか否かの判断を行う(S419)。第1の配光制御則による配光制御量θP1が第2の配光制御則による配光制御量θP2以下でないと判断されれば(S418NO)、変数の初期化処理(S1)を行い、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1を配光制御量θPとし(S420)、配光制御処理(S5)に処理を進める。
【0085】
前記現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)以上であるか否かの判断(S419)で、現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)以上であると判断されれば(S419YES)、駆動制御手段3により、第2の配光制御則による配光制御量θP2を配光制御量θPとし(S417)、配光制御処理(S5)に処理を進める。現在時点での舵角δH(PtP)が1時点過去の舵角δH(PtP−1)以上でないと判断されれば(S419NO)、駆動制御手段3により、第1の配光制御則による配光制御量θP1を配光制御量θPとし(S420)、配光制御処理(S5)に処理を進める。
【0086】
このように、第2の配光制御の実行中に検出された操舵角の変化に応じて第1の配光制御に切り替えることができる。従って、車両が曲率を有する道路を走行し、一定の保舵角で走行しているときに、ステアリングを切り増し、あるいは切り戻ししたときには、これに応じて第2の配光制御から第1の配光制御に切り替え、操舵角に応じて配光制御することができ、ステアリングの切り増し、切り戻しに応じて的確な照明を行うことができる。
【0087】
また、操舵角が増加する方向にあり、且つ第2の配光制御の実行中に第1の配光制御による配光制御量が舵2の配光制御による配光制御量を上回ったとき、第1の配光制御に切り替えると共に、操舵角が減少する方向にあり、且つ第2の配光制御の実行中に第1の配光制御による配光制御量の戻り量が第2の配光制御による配光制御量の戻り量を上回ったとき、第1の配光制御に切り替えることができる。従って、車両がカーブを走行しているときに、ステアリングの切り増しがあって、その切り増しによる第1の配光制御量が道路曲率に応じた第2の配光制御量を上回るときには、操舵角に応じた第1の配光制御を行うことができ、また操舵角が減少する方向にある場合も曲率に応じた第2の配光制御量の戻りよりも操舵角に応じた第1の配光制御量が上回ったとき、操舵角に応じて第1の配光制御を行うことができ、より的確な照明を行うことができる。
【0088】
さらに、配光制御量が増加する方向にあり、かつ第2の配光制御の実行中に操舵角が減少する方向となったとき、第1の配光制御に切り替えると共に、配光制御量が減少する方向にあり、且つ第2の配光制御の実行中に操舵角が増加する方向となったと判断したとき、第1の配光制御に切り替えることができる。従って、道路曲率に応じた第2の配光制御を行っているときに、ステアリングの切り戻し、切り増しがあっても、その操舵角の変化に応じて違和感のない配光制御を行うことができ、的確な照明を行うことができる。
【0089】
[第1の配光制御則による配光制御量θP1の算出処理]
第1の配光制御則による配光制御量θP1の算出処理(S404)について説明する。
【0090】
図18に示すように第1の配光制御則は舵角δHに対応した配光制御量θP1が決まる。このとき舵角δHと配光制御量θP1の間には
【数1】
で表される関係が存在する。なお、kはゲインである。ゲインkの一例の導出を示す。
【0091】
図19に示すように車両Cが車線中央を旋回半径Rで円旋回している。車両Cの中にいる運転手は車両進行線上を視認していると仮定すると、視認誘導距離Lsだけ離れた車両進行線上の点Psが運転手に視認させたい位置となる。このとき円旋回の中心0と運転手に視認させたい位置点Psと車両Cの前端中央点Pcとでできる三角形は二等辺三角形となる。車両Cの前端中央点Pcから運転手に視認させたい位置点Psまでの距離が視認誘導距離Ls、円旋回の半径がRであるならば、車両前端中央部Pc、運転手に視認させたい位置点Psとでできる線分と車両Cの車両の前方方向とがなす角度θ1は、
【数2】
によって求めることができる。ランプは光軸付近がもっとも明るいため、角度θ1だけ光軸を移動するとランプのもっとも明るい部分が運転手に視認させたい位置点Psの方向を照射するようになる。よって運転手に視認させたい位置点Ps及び車両Cの前端中央点Pcとでできる線分と車両Cの前方方向とがなす角度θ1を光軸の移動量θPとすると、
【数3】
となる。
【0092】
曲率半径Rのカーブを車速Vで旋回するときのタイヤ舵角δTであるとすると、曲率半径Rと車速Vとタイヤ舵角δTの間には
【数4】
(l:車両のホイールベース、A:スタビリティファクタ)で表される関係がある。
【0093】
ここで、前記スタビリティファクタA、車両のホイールベースlは、車両がもっている運動特性値、例えば、車両Cの旋回特性を決める値である。スタビリティファクタAは以下の(数5)式で表わされる。
【0094】
【数5】
前記(数3)式に前記(数4)式を代入すると
【数6】
となる。式中のアークサインの項によって求まる角度が30°程度までであれば、式中のアークサインは無視でき、(数6)式は
【数7】
とすることができる。タイヤ舵角δTと操舵角δHとの間には
【数8】
(N:ステアリングギア比)という関係があるため、(数7)式は
【数9】
とすることができる。(数9)式からゲインkは
【数10】
となる。
【0095】
前記視認誘導距離Lsの一例を示すと、一般道路を走行するような50km/h前後の速度で走行しているとき運転手の視点はランプの光が照射されているもっとも明るいエリアに視点が集中する。よってヘッドランプの配光が動くと視点もこの明るいエリアを追うように移動するので、照度分布の中でもっとも明るいエリアまでの距離を視認誘導距離Lsとして設定する。
【0096】
[カーブの入口・出口検出処理]
前記図16のカーブの入口・出口の検出処理(S406)について図20のフローチャートを用いて説明する。
【0097】
まず前方道路曲率検出手段7により、車両前方の進路の道路曲率の算出処理(S4061)を行う。算出された車両前方の道路の道路曲率をもとにカーブ出入口検出手段により、車両前方の一定区間内に一定以上の曲率の変化はあるか否かの判断(S4062)を行う。車両前方の一定区間内に一定以上の曲率の変化があると判断されれば(S406YES)、カーブ出入口検出手段により、判断変数Flag1をTrueに設定し(S4063)、駆動制御手段3により、判断変数Flag1がTrueか否かを判断処理(S407)に処理を進める。車両前方の一定区間内に一定以上の曲率の変化がないと判断されれば(S406NO)、駆動制御手段3により、判断変数Flag1がTrueか否かを判断処理(S407)に処理を進める。
【0098】
[車両前方の進路形状を認識して道路曲率を求める方法]
前記車両前方の進路形状を認識して道路曲率の算出処理(S4061)の3通りの方法を図21,図22,図23のフローチャートを用いて説明する。
【0099】
図21に示す第1の方法は自車C1に取り付けられている前方の道路状況を撮影する前方道路画像撮影用カメラ11から取り込まれた画像を画像処理して道路曲率を求める方法である。
【0100】
まず、前方道路曲率検出手段7により、カメラ11から画像の取り込み(S40611)を行う。前方道路曲率検出手段7により、取り込んだ画像をマイクロコンピュータ33(図2)で画像処理を行い、走行車線の白線の抽出(S40612)を行う。前方道路曲率検出手段7により、抽出された画像上の白線形状から道路曲率の算出処理(S40613)を行う。詳細な処理の内容については後述する。
【0101】
図22に示す第2の方法は、車両Cの位置を特定し、特定した車両位置より地図情報から車両前方の道路曲率情報を抽出する方法である。
【0102】
まず、自車位置検出手段9により、車両の位置を検出する処理(S33)を行い、前方道路曲率検出手段7により、車両位置の緯度経度を情報に地図データベースと照合し車両前方の道路曲率の情報を地図データベースから抽出(S40614)する。
【0103】
図23に示す第3の方法は、自車Cと道路インフラとの間の道路自動車間や自車Cと他の車両との間の情報伝達手段によって自車Cの外部から情報を得ることで車両前方の道路曲率情報を抽出する方法である。
【0104】
まず、自車位置検出手段9により、自車Cと道路インフラとの間の道路自動車間や自車Cと他の車両との間の情報伝達手段によって発信される外部情報信号を自車Cが受信(S40615)する。受信した信号をマイクロコンピュータ33の前方道路曲率検出手段7により解析することで、車両前方の道路曲率情報を示す信号の抽出(S40616)を行う。
【0105】
[画像データから道路曲率を求める方法]
前方道路曲率検出手段7による前記走行車線の白線の抽出(S40612)と、前方道路曲率検出手段7により、抽出された画像上の白線形状から道路曲率の算出を行う処理(S40613)について詳細に説明する。尚、以下の処理は、特開平5−151341号公報などにも記載されている。
【0106】
(1)直線適合
まず、図24に示すような追跡領域内で、エッジ点画像G(x,y)から各直線の候補点を探索する。そして、候補点の座標から直線適合を行い、各直線式を求める。図24において、「1」は第1のレーンマーカの左端線、「2」は第1のレーンマーカの右端線、「3」は第2のレーンマーカの左線、「4」は第2のレーンマーカの右端線である。本実施形態では直線1は第1のレーンマーカの右端に対応する直線、直線2は第2のレーンマーカの左端に対応する直線として直線適合を行っていく。候補点の探索領域は、図24に示すように2つの領域で行う。すなわち、直線1の候補点は同一の領域(j=1)内で探索する。直線2(領域j=2)も同様である。2つの探索領域を添字jで区別する。探索の操作は、画面中央から外側に向かって行う。すなわち、左側の領域(j=1)は右から左へ行い、右側の領域(j=2)は左から右に行う。候補点としては、各ラインの走査において最初に現れたエッジ点とし、その座標値を記憶する。
【0107】
上記のようにして2つの探索領域から候補点を得た後、それぞれ直線適合を行って2本の直線式を求める。
【0108】
直線式の求め方は候補点の中で任意の2点を選び、2点を結ぶ線分上に他の候補点が何点乗っているかをカウントする。そして全ての2点の組み合わせの中で、カウント数の最も大きな値を与える2点を直線の端点として決定する。端点として選ばれた2点の座標から直線式
x=ai・y+bi (i=1〜2)
を得る。
【0109】
(2)消失点の決定
2本のレーンマーカは、路面上で平行であり、かつレーンマーカ幅も一定であると仮定すると、無限遠点の画像上での座標で2本の直線が必ず交わる。この交点を消失点とすると消失点の座標xsとysは直線1の式と直線2の式で表される連立方程式を解くことで求めることができる。
【0110】
(3)エッジ点追跡
エッジ点追跡は、曲線適合のための候補点座標を求めるために行う。或る直線において、画面下方のymaxにおけるxの値を直線式から求めて、x0とおく。すなわち、x0=aiymax+bi(i=1〜2)である。そして、エッジ点画像G(x,y)において、G(x0,ymax)がエッジ点であるか否かを調べる。もしエッジ点でなければB(x0+1,ymax)、B(x0−1,ymax)などの近傍点について調べる。エッジ点があれば、その点の座標をx1,y1として記憶する。次にx1,y1を出発点としてエッジの追跡を行い、エッジ点として抽出された座標をxj,yjとして記憶していく。
【0111】
(4)曲線適合
以上の処理を各直線についてそれぞれ行うと2組のエッジ点座標列が得られるので、それぞれの組で曲線適合を行う。曲線適合は、当てはめる曲線は下記(数11)式で示されるものとし、係数ci,di,ei(i=1〜2)を求めることによって行う。
【0112】
【数11】
上記の曲線式を用いると、係数diは、実際の道路の曲率に比例した量として求まる。上記の曲線適合は最小自乗法で容易に求めることができる。すなわち、エッジ点列をxj,yjとし、N点のデータがあるとする。また、
rj=yj−ys, sj=1/(yj−ys)
とおく。上式においてはysは先に求めた消失点のy座標である。添字iを略して、
ej=c・rj+d・sj+e−xj
を誤差と考え、下記(数12)式を最小にするc,d,eを求めればよい。
【0113】
【数12】
上記(数12)式を最小とするc,d,eを求めるには、下記(数13)式から下記(数14)式に示す方程式が求められるので、(数8)式を解けばよい。
【0114】
【数13】
【数14】
上記(数14)式を解くことにより、c,d,eはそれぞれ下記(数15)式に示すようにして求められる。
【0115】
【数15】
ただし、上記(数15)式において、Dは下記(数16)式に示すごときものである。
【0116】
【数16】
以上の処理により、各レーンマーカに対する曲線パラメータci,di,ei(i=1〜6)が求められる。
【0117】
次に、カーブ度(曲率)を決定する。2本のレーンマーカは平行に描かれているものと仮定すると、理論上は画像上における曲率に対応した量diの値は等しく(d1=d2)となる。エッジ点追跡において、レーンマーカが必ずしも1本のつながったラインであるとは限らず、例えばセンターラインのように途切れた線は、遠方まで追跡できないため、曲線式の適合結果もよい精度で求まるとは限らない。2本の曲線それぞれのdiの値を平均化して曲率とする。このとき確からしさとしてはNiを用いる。
【0118】
上記の平均化した曲率をdaとすると、daは下記(数17)式で求められる。
【0119】
【数17】
平均化した曲率daを道路曲率dとして設定する。
【0120】
[制御開始時点変数PtSの算出処理]
前記図16の制御開始時点変数PtSの算出処理(S409)について図25のフローチャートを用いて説明する。
【0121】
まず保舵角推定手段15により、推定保舵角PδHSの算出処理(S40901)を行う。次に操舵時点推定手段5により、推定操舵開始時点PPtHSの算出処理(S40902)を行う。次に操舵時点推定手段5により、推定操舵完了時点PPtHEの算出処理(S40903)を行う。次に舵角配光量算出手段21により、推定保舵角PδHSの算出処理(S40901)で算出された推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHS の算出処理(S40904)を行う。
【0122】
前記推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSの算出処理(S40904)で、算出された推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSが、ランプのハード的あるいはソフト的な配光制御限界値θPmaxより大きいか否かの判断(S40905)を配光制御限界値到達時間推定手段23により行う。推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御則による配光制御量θP1・PδHSが、ランプのハード的あるいはソフト的は配光制御限界値θPmaxより大きいと判断されれば(S40905YES)、第1の配光制御則で配光制御限界値θPmaxとなる操舵角δH・θPmaxの算出処理(S40906)を配光制御限界値到達時間推定手段23により行う。推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSが、ランプのハード的あるいはソフト的な配光制御限界値θPmaxより大きくないと判断されれば(S40905NO)、推定操舵時間PTSteerの算出処理(S40911)を操舵時間推定手段17により行う。ここで、ランプのハード的な配光制御限界値とは、ランプの機械構造上制限される限界値を言う。また、ランプのソフト的な配光制御限界値とは、ハード的な限界値内でソフト的に制御量が限られる場合を言う。
【0123】
第1の配光制御則で配光制御限界値θPmaxとなる操舵角δH・θPmaxの算出処理(S40906)の次に算出された操舵角δH・θPmaxをもとに推定限界値到達時点PPtLimtArrivalの算出処理(S40907)を配光制御限界値到達時間推定手段23により行う。次に配光制御限界値到達時間推定手段23により、算出された推定限界値到達時点PPtLimitArrivalをもとに推定限界値到達時間 P T LimitArrivalの算出処理(S40908)を行う。次に駆動制御手段3により、推定限界値到達時間 P T LimitArrivalを基準時間TReferenceに設定(S40909)する。次に駆動制御手段3により、配光制御限界値θPmaxを保舵時の配光制御量θP1 ・PδHSに設定(S40910)する。次に駆動制御手段3により、倍率係数nの算出処理(S40914)を行う。
【0124】
前記推定操舵時間PTSteerの算出処理(S40911)の次に駆動制御手段3により、推定操舵時間PTSteerを基準時間TReferenceに設定(S40912)する。次に駆動制御手段3により、推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSを保舵時の配光制御量θP・PδHSに設定(S40913)する。次に駆動制御手段3により、倍率係数nの算出処理(S40914)を行う。
【0125】
このようにして、推定された保舵角に応じた第1の配光制御量が配光制御ランプ12の制御限界状態を上回っているときは、推定された制御限界状態に達するまでの時間、同下回っているときは、推定された保舵角まで操舵する時間に応じて第2の配光制御の開始時点、終了時点を設定することができる。従って、配光制御ランプ12の制御限界状態を考慮して第2の配光制御の開始時点、終了時点を的確に設定することにより、曲率の大きなカーブで第2の配光制御量が配光制御ランプ12の制御限界状態に達するような場合でも違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0126】
前記倍率係数nの算出処理(S40914)の次に駆動制御手段3により、推定操舵開始時点PPtHSの誤差範囲ER P tHSの算出処理(S40915)を行う。次に駆動制御手段3により、推定操舵開始時点PPtHSの下側誤差範囲ERPtHS−が0であるか否かの判断(S40916)を行う。推定操舵開始時点PPtHSの下側誤差範囲ERPtHS−が0であると判断されれば(S40916YES)、駆動制御手段3により、制御開始時点PtSは推定操舵開始時点PPtHSから基準時間TReferenceに倍率係数nを乗じた時間だけ以前の時点に設定(S40917)され、図16の制御終了時点変数Pt Eの算出処理(S410)に進める。
【0127】
前記推定操舵開始時点PPtHSの下側誤差範囲ERPtHS−が0でないと判断されれば(S40916NO)、駆動制御手段3により、推定操舵開始時点PPtHSから基準時間TReferenceに倍率係数nを乗じた時間だけ以前の時点が、推定操舵開始時点PPtHSから基準時間TReferenceと下側誤差範囲ERPtHS−の合計時間だけ以前の時点より前か否かの判断(S40918)を行う。推定操舵開始時点PPtHSから基準時間TReferenceに倍率係数nを乗じた時間だけ以前の時点が、推定操舵角開始時点PPtHSから基準時間T Reference と下側誤差範囲ER PtHS− の合計時間だけ以前の時点より前と判断されれば(S40918YES)、駆動制御手段3により、制御開始時点Pt S は推定操舵開始時点 P Pt HS から基準時間T Reference に倍率係数nを乗じた時間だけ以前の時点に設定(S40917)され、図16の制御終了時点変数Pt E の算出処理(S410)に進める。
【0128】
前記推定操舵開始時点 P Pt HS から基準時間T Reference に倍率係数nを乗じた時間だけ以前の時点が、推定操舵開始時点 P Pt HS から基準時間T Reference と下側誤差範囲ER PtHS− の合計時間だけ以前の時点より前ではないと判断されれば(S40918NO)、駆動制御手段3により、制御開始時点Pt S は推定操舵開始時点 P Pt HS から基準時間T Reference と下側誤差範囲ER PtHS− の合計時間だけ以前の時点に設定(S40919)され、図16の制御終了時点変数Pt E の算出処理(S410)に進める。
【0129】
このように、推定しようとする操舵開始時点の誤差範囲を算出し、配光制御の開始時点の設定に対しては誤差範囲の下側で推定することができる。従って、第2の配光制御の開始時点が操舵開始時点の推定誤差によって操舵開始時点に対し必要以上に接近することによって配光制御の違和感を招くといったようなことがなく、ステアリングを操舵する以前に、違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0130】
また、推定された操舵開始時点から推定された保舵角まで操舵する時間を推定して基準時間とし、第2の配光制御の開始時点を、推定された操舵開始時点に対し基準時間を考慮して設定することができる。従って、操舵開始時点の手前で、配光制御の開始時点を正確に設定することができ、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0131】
さらに、推定しようとする操舵開始時点の誤差範囲を算出し、操舵開始時点を誤差範囲の下側で推定することができ、第2の配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点に対し、基準時間以前に設定することができる。従って、操舵開始時点の推定に際し、誤差が生じても、配光制御の開始時点が操舵開始時点に必要以上に接近することがなく、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御により的確な照明を行うことができる。
【0132】
[推定保舵角 P δ HS の算出処理]
前記推定保舵角 P δ HS の算出処理(S40901)について説明する。
【0133】曲率半径Rのカーブを車速Vで旋回するときのタイヤ舵角δTであるとすると、曲率半径Rと車速Vとタイヤ舵角δTの間には
【数18】
で表される関係がある。タイヤ舵角δTと操舵角δHとの間には
【数19】
という関係があるため、(数18)式は
【数20】
とすることができる。
【0134】
(数20)式から曲率半径Rのカーブを旋回するときの推定保舵角PδHSは
【数21】
とすることができる。
【0135】
[推定操舵開始時点PPt HSの算出処理]
図26に示すような曲率を有する道路(カーブ)を車両が旋回するとき、車両が直線からカーブに進入するとカーブの入口でハンドルを切り増す操舵を開始し、徐々にハンドルを切り増していき、ある操舵角まで操舵すると操舵を終了してその操舵角を保舵する。そしてカーブの出口に到達すると切り戻し操舵を開始し、操舵角が0になるまで操舵すると操舵を終了する。
【0136】
この挙動を図27に示すようなそれぞれの地点Pにおける曲率1/Rと操舵角δHのグラフで見て見ると、曲率1/Rはカーブの入口で立ち上がり、カーブの出口で立ち下がる。操舵角δHは曲率1/Rが立ち上がった地点(操舵を開始する地点PHS)から徐々に大きくなり、ある大きさになるとほぼ一定になる(操舵を終了する地点PHE)。そして曲率1/Rが立ち下がった地点(操舵を開始する地点PHS)から徐々に小さくなり、0で一定となる(操舵を終了する地点PHE)。
【0137】
また、カーブの入口・出口に緩和曲線が設定されている場合はそれぞれの地点Pにおける曲率1/Rと操舵角δHのグラフは図28に示すようになる。曲率1/Rはカーブの入口から徐々に大きくなりはじめた地点(操舵を開始する地点PHS)から徐々に大きくなり、曲率1/Rが一定となる地点で操舵角δHもほぼ一定になる(操舵を終了する地点PHE)。そして、曲率1/Rが徐々に小さくなりはじめる地点(操舵を開始する地点PHS)から操舵角δHも徐々に小さくなり、曲率1/Rが0となった地点で操舵角δHも0となる(操舵を終了する地点PHE)。
【0138】
このようにカーブを旋回するときカーブの入口と出口で2回操舵を行う。ここでは、カーブの入口について前記推定操舵開始時点PPtHSの算出処理(S40902)について説明する。ただし、カーブの出口についても処理は同様なので説明を省略する。
【0139】
車両前方の進路形状を認識して図20の道路曲率の算出処理(S4061)で得られた曲率1/Rをグラフとして表現すると、カーブの入口に緩和曲線が設定されていない場合は図29、カーブの入口に緩和曲線が設定されている場合は図30のように示される。
【0140】
車両が現在位置PPから曲率1/Rが変化するカーブの入口地点PRC(緩和曲線が設定されている場合はPRCS)に到達するまでの推定時間PTP・RC(図31)がカーブ進入まで一定、即ちカーブ進入時の推定車速PVPtRCが現時点PtPでの車両の速度VPtPに等しいとするならば
【数22】
とすることができる。
【0141】
また、カーブを旋回するときは、通常カーブの手前で減速し、カーブ旋回中から加速してカーブから抜けるという挙動をする。そのため、減速度αとすると、車両が現在位置PPからカーブの入口地点PRC(PRCS)に到達するまでの推定時間 P T P・RCは
【数23】
とすることができる。
【0142】
カーブの入口地点PRC(PRCS)は操舵を開始する地点であるから、図31,図32に示すように推定操舵開始時点PPHSは、車両がカーブの入口地点PRC(PRCS)に到達する時点PtRC(PtRCS)と同じになる。このため推定操舵開始時点PPtHSは現在時点PtPと車両が現在位置PPからカーブの入口地点PRC(PRCS)に到達するまでの推定時間PTP・RCから
【数24】
とすることができる。
【0143】
このようにして、検出されたカーブの入口を基準に操舵開始時点を推定し第2の配光制御の開始時点を設定することができる。従って、カーブの入口に対する第2の配光制御の開始時点の的確な設定により、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御を行い、的確な照明を行うことができる。
【0144】
[推定操舵完了(終了)時点PPtHEの算出処理]
前記推定操舵完了時点PPtHEの算出処理(S40903)について説明する。
【0145】
最初にカーブの入口に緩和曲線が設定されていないもしくは検出できなかった場合である。図31に示すように曲率1/Rが立ち上がった時点PtRCが推定操舵開始時点PPtHSとなり、操舵が開始される。一般にカーブに入ったときに操舵する無理のない時間としては3秒から5秒といわれている。このため推定操舵開始時点PPtHSから3から5秒後を推定操舵完了時点PPtHEとする。
【0146】
次にカーブの入口に緩和曲線が設定されている場合である。図32に示すように曲率1/Rが徐々に大きくなりはじめた時点PtRCSと曲線1/Rが一定となる時点PtRCEの間で操舵される。図30にある曲率1/Rが徐々に大きくなりはじめた地点PRCSと曲率1/Rが一定となる地点PRCEとカーブ進入時の推定車速PVPtRCから推定操舵完了時点PPtHEは
【数25】
とすることができる。
【0147】
このように、検出されたカーブの入口を基準に操舵完了時点を推定し、カーブの出口前に第2の配光制御の終了時点を設定することができる。従って、カーブの出口に対する第2の配光制御の終了時点の的確な設定により、ステアリングを操舵する以前に違和感のない配光制御を行い、的確な照明を行うことができる。
【0148】
[推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSを算出処理]
前記推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSを算出処理(S40904)について説明する。
【0149】
第1の配光制御則による配光制御量θP1の算出処理(S404)で明らかにしたように、舵角δHと配光制御量θP1の間には
【数26】
で表される関係が存在する。これにより推定保舵角PδHSにおける第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHSは
【数27】
となる。
【0150】
[第1の配光制御則で配光制御限界値θPmaxとなる操舵角δH・θPmaxの算出処理]
前記第1の配光制御則で配光制御限界値θPmaxとなる操舵角δH・θPmaxの算出処理(S40906)について説明する。
【0151】
第1の配光制御則による配光制御量θP1の算出処理(S404)で明らかにしたように舵角δHと配光制御量θP1の間には
【数28】
で表される関係が存在する。これにより第1の配光制御則で配光制御限界値θPmaxとなる操舵角δH・θPmaxは
【数29】
となる。
【0152】
[推定限界値到達時点PPtLimtArrivalの算出処理]
前記推定限界値到達時点PPtLimtArrivalの算出処理(S40907)について説明する。
【0153】
図33に示すように推定操舵開始時点PPtHSから推定操舵完了時点PPtHEまでの時間THS・ HE、第1の配光制御則による配光制御量θP1・PδHS、配光制御限界値θPmaxの関係から推定限界値到達時点PPtLimitArrivalは
【数30】
となる。
【0154】
[推定限界値到達時間PTLimtArrivalの算出処理]
前記推定限界値到達時間 PTLimtArrivalの算出処理(S40908)について説明する。
【0155】
推定限界値到達時点PPtLimtArrivalと推定操舵開始時点PPtHSから推定限界値到達時間 PTLimtArrivalは
【数31】
となる。
【0156】
[推定操舵時間PTSteerの算出処理]
前記推定操舵時間PTSteerの算出処理(S40911)について説明する。
【0157】
推定操舵開始時点PPtHSと推定操舵完了時点PPtHEから推定操舵時間PTSteerは
【数32】
となる。
【0158】
[倍率係数nの算出処理]
前記倍率係数nの算出処理(S40914)について説明する。
【0159】
実験の結果、配光の動きに違和感を感じられない倍率係数nは曲率半径Rが50m以上の場合はn=1であり、曲率半径Rが30mでN=1.6となった。倍率係数nは図34に示すような曲線となり、曲率1/Rで決まる。また、車両が旋回できる最小半径が約5mであるので倍率係数nの最大値は約10となる。
【0160】
従って、配光制御の開始時点の設定を同終了時点から基準時間のほぼ10倍の時点以降とすることができる。従って、ステアリングを操舵する以前に、確実に配光制御を行うことができ、違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0161】
[推定操舵開始時点PPtHSの誤差範囲ERPt HSの算出処理]
前記推定操舵開始時点PPtHSの誤差範囲ERPt HSの算出処理(S40915)について説明する。
【0162】
自車の位置検出の誤差範囲Em(上側誤差範囲をEm+、下側誤差範囲をEm−)、推定操舵開始時点PPtHSでの推定車速PVPtRC(カーブ進入時の車速VPtRC)とすると、推定操舵開始時点PPtHSの誤差範囲ERPtHSは
【数33】
即ち、
【数34】
となる。
【0163】
なお、自車の位置検出の誤差は、データベースの精度、マイクロコンピュータの処理能力により異なる。また、誤差範囲Emの上側、下側の大きさは、統計処理のパーセントタイル値の取り方により異なるが、100パーセントタイル値を除き、何れのパーセントタイル値をも含むものである。但し、本実施形態では95パーセントタイル値以下としている。更に、誤差範囲Emは、GPS等の検知精度とすることもできる。実際の数値としては、数メートルから数百メートルである。
【0164】
推定操舵完了時点PPtHEの誤差範囲ERPtHEの算出処理S4105も同様の算出方法なので説明は省略する。
【0165】
[制御終了時点変数PtEの算出処理]
前記制御終了時点変数PtEの算出処理(S410)について図35のフローチャートを用いて説明する。
【0166】
推定操舵開始時点PPtHSの上側誤差範囲ERPtHS+が0であるか否かの判断(S4101)を駆動制御手段3により行う。推定操舵開始時点PPtHSの上側誤差範囲ERPtHS+が0であると判断されれば(S4101YES)、駆動制御手段3により、制御終了時点PtEは推定操舵開始時点PPtHSに設定(S4102)され、現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSの比較処理(S411)に処理を進める。
【0167】
推定操舵開始時点PPtHSの上側誤差範囲ERPtHS+が0でないと判断されれば(S4101NO)、駆動制御手段3により、推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点が推定操舵完了時点PPtHEより前であるか否かの判断(S4103)を行う。推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点が推定操舵完了時点PPtHEより前であると判断されれば(S4103YES)、駆動制御手段3により、制御終了時点PtEは推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点に設定(S4104)され、現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSの比較処理(S411)に処理を進める。
【0168】
推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点が推定操舵完了時点PPtHEより前でないと判断されれば(S4103NO)、駆動制御手段3により、推定操舵完了時点PPtHEの誤差範囲ERPtHEの算出処理(S4105)を行う。
【0169】
次に駆動制御手段3により、推定操舵完了時点PPtHEの上側誤差範囲ERPtHE+が0であるか否かの判断(S4106)を行う。推定操舵完了時点PPtHEの上側誤差範囲ERPtHE+が0であると判断されれば(S4106YES)、駆動制御手段3により、制御終了時点PtEは推定操舵完了時点PPtHEに設定(S4107)され、図16の現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSとの比較処理(S411)に処理を進める。
【0170】
推定操舵完了時点PPtHEの上側誤差範囲ERPtHE+が0でないと判断されれば(S4106NO)、駆動制御手段3により、推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点が、推定操舵完了時点PPtHEより上側誤差範囲ERPtHE+だけ後の時点より前であるか否かの判断(S4108)を行う。推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点が、推定操舵完了時点PPtHEより上側誤差範囲ERPtHE+だけ後の時点より前であると判断されれば(S4108YES)、駆動制御手段3により、制御終了時点PtEは推定操舵開始時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点に設定(S4104)され、現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSの比較処理(S411)に処理を進める。
【0171】
推定操舵完了時点PPtHSより上側誤差範囲ERPtHS+だけ後の時点が、推定操舵完了時点PPtHEより上側誤差範囲ERPtHE+だけ後の時点より前でないと判断されれば(S4108NO)、駆動制御手段3により、制御終了時点PtEは推定操舵完了時点PPtHEより上側誤差範囲ERPtHE+だけ後の時点に設定(S4104)され、現在時点変数PtPと制御開始時点変数PtSの比較処理(S411)に処理を進める。
【0172】
このようにして、推定しようとする操舵終了時点の誤差範囲を算出し、配光制御の終了時点の設定に対して誤差範囲の上側で推定することができる。従って、第2の配光制御の終了時点が操舵終了時点の誤差によって操舵終了時点に対し必要以上に手前に設定されて配光制御の違和感を招くといったようなことがなく、ステアリングを操舵する以前に、違和感のない照明を確実に行うことができる。
【0173】
[第2の配光制御則による配光制御量θP2の算出処理]
前記第2の配光制御則による配光制御量θP2の算出処理(S412)について説明する。
【0174】
図36に示すように制御開始時点PtSから現在時点PtPまでの時間TSP、制御開始時点PtSから制御終了時点PtEまでの時間TSE、保舵時の配光制御量θP・PδHSの関係から第2の配光制御則による配光制御量θP2は
【数35】
となる。
【0175】
[操舵方向の検出処理]
前記操舵方向の検出処理(S413)について説明する。
【0176】
図37に示すように各時点Ptでの曲率1/Rが、曲率変化点の前より後の方が大きければ切り増し状態と判断し、図38に示すように各時点Ptでの曲率1/Rの曲率1/Rの変化点の前より後の方が小さければ切り戻し状態と判断する。
【0177】
[配光制御処理]
前記配光制御処理(S5)について図39のフローチャートを用いて説明する。
【0178】
駆動制御手段3により、駆動手段2の光軸調整用アクチュエータであるモータM1を駆動(S51)させる。駆動制御手段3は配光制御ランプ12の光軸が配光制御量の算出処理(S4)で算出された光軸の移動量まで達したか否かを判断(S52)し、配光制御ランプ12の光軸が光軸の移動量まで達したと判断したときは(S52YES)、光軸調整用アクチュエータであるモータM1の駆動を終了し(S53)、処理をシステムの稼働判断(S2)へと処理を戻す。また、配光制御ランプ12の光軸が光軸の移動量θPまで達していないと判断したときは(S52NO)、駆動制御手段3により、光軸調整用アクチュエータであるモータM1の駆動を継続して行う。
【0179】
従って、道路曲率情報及び車速情報に応じて、前記配光制御ランプ12を第2の配光制御すると共に、推定された操舵開始時点、操舵終了時点に応じて第2の配光制御の開始時点、終了時点を設定するようにしている。即ち、第2の配光制御の開始時点を推定された操舵開始時点よりも前に設定し、第2の配光制御の終了時点を推定された操舵開始時点よりも後で、推定された操舵終了時点よりも前に設定するので、車両が前方のカーブに入り、出ようとするとき、ステアリングを操舵する以前に第2の配光制御を行うことができ、また車両がカーブから抜け出る手前で第2の配光制御を終了することができる。従って、車両がカーブを通過する場合に適切な配光制御を行うと共に、違和感なく照明することができる。
【0180】
なお、図26に示すようにカーブの入口側、出口側の第2の配光制御(曲率制御)の相互間は、第1,第2の配光制御が適宜行われることはもちろんであるが、配光制御を固定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成ブロック図である。
【図2】 本発明の実施形態に係るブロック図である。
【図3】 本発明の実施形態を適用した車両の斜視図である。
【図4】 本発明の実施形態に係る配光制御ランプの平面図である。
【図5】 本発明の実施形態に係る配光制御ランプの側面図である。
【図6】 本発明の実施形態に係る配光制御ランプの平面の作動状態図である。
【図7】 本発明の実施形態に係る配光制御ランプの側面の作動状態図である。
【図8】 本発明の実施形態に係るシステム全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【図9】 本発明の実施形態に係る変数の初期化の処理の流れを示すフローチャートである。
【図10】 本発明の実施形態に係るシステムの稼働判断の処理の流れを示すフローチャートである。
【図11】 本発明の実施形態に係る走行状態の検出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図12】 本発明の実施形態に係る配光制御の可・不可判断の処理の流れを示すフローチャートである。
【図13】 本発明の実施形態に係る車両状態の検出処理の処理の流れを示すフローチャートである。
【図14】 本発明の実施形態に係るGPSを用いて自車位置を検出する処理の流れを示すフローチャートである。
【図15】 本発明の実施形態に係る車両Cの周りに存在する他の車両や道路インフラからの信号を用いて自車位置を検出する処理の流れを示すフローチャートである。
【図16】 本発明の実施形態に係る配光制御量の算出(前半)の処理の流れを示すフローチャートである。
【図17】 本発明の実施形態に係る配光制御量の算出(後半)の処理の流れを示すフローチャートである。
【図18】 舵角に対する配光制御量を示す図である。
【図19】 車両旋回走行と光軸移動量の関係を示す図である。
【図20】 本発明の実施形態に係るカーブの入口・出口検出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図21】 本発明の実施形態に係る前方の道路状況を撮影するカメラから取り込まれた画像を画像処理して車両前方の道路形状を確認して道路曲率を求める処理の流れを示すフローチャートである。
【図22】 本発明の実施形態に係る車両の位置を特定し、特定した車両位置より地図情報から車両前方の道路形状を認識して道路曲率を求める処理の流れを示すフローチャートである。
【図23】 本発明の実施形態に係る車々間、ならびに路車間の情報伝達により前方の進路形状を認識して道路曲率を求める処理の流れを示すフローチャートである。
【図24】 前方の道路状況を撮影するカメラから取り込まれた画像を示す図である。
【図25】 本発明の実施形態に係る制御開始時点変数Pt s の算出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図26】 車両がカーブを旋回するときの状況を示した図である。
【図27】 車両がカーブを旋回するときの地点毎の道路曲率(緩和曲線を含んでいない場合)と操 舵量を示した図である。
【図28】 車両がカーブを旋回するときの地点毎の道路曲率(緩和曲線を含んでいる場合)と操舵量を示した図である。
【図29】 車両がカーブの入口での地点毎の道路曲率(緩和曲線を含んでいない場合)を示した図である。
【図30】 車両がカーブの入口での地点毎の道路曲率(緩和曲線を含んでいる場合)を示した図である。
【図31】 車両がカーブの入口に進入するときの時点毎の道路曲率(緩和曲線を含んでいない場合)と操舵量を示した図である。
【図32】 車両がカーブの入口に進入するときの時点毎の道路曲率(緩和曲線を含んでいる場合)と操舵量を示した図である。
【図33】 車両がカーブの入口に進入するときの時点毎の操舵量と制御量の関係を示した図である。
【図34】 道路曲率半径と倍率係数の関係を示した図である。
【図35】 本発明の実施形態に係る制御終了時点変数Pt s の算出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図36】 第2の配光制御量の算出を示した図である。
【図37】 切り増し操舵状態の各時点毎の道路曲率を示した図である。
【図38】 切り戻し操舵状態の各時点毎の道路曲率を示した図である。
【図39】 本発明の実施形態に係る配光制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 照明手段
3 駆動制御手段
5 操舵時点推定手段
7 前方道路曲率検出手段
9 自車位置検出手段
11 前方道路形状検出手段
13 車速検出手段
15 保舵角推定手段
17 操舵時間推定手段
19 操舵角推定手段
21 舵角配光量算出手段
23 配光制御限界値到達時間推定手段
Claims (18)
- 車両の前部に備えられて配光制御が可能な照明手段と、
前記車両の進行方向前方の道路形状を検出する前方道路形状検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記検出された道路形状情報から車両前方の道路曲率を検出する前方道路曲率検出手段と、
前記道路形状として検出されたカーブの入口までの距離及び車速情報により車両の操舵開始時点を推定し、当該操舵開始時点に前記カーブ入口からカーブ出口までに到達するのに要する時間を加算して操舵終了時点を推定する操舵時点推定手段と、
前記検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記照明手段を曲率配光制御すると共に、前記推定された操舵開始時点及び操舵終了時点に応じて前記照明手段の曲率配光制御の開始時点及び終了時点を設定する駆動制御手段とよりなることを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1記載の車両用照明装置であって、
前記駆動制御手段は、前記照明手段の曲率配光制御の前記開始時点を前記推定された操舵開始時点よりも前に又は前記終了時点を前記推定された操舵開始時点よりも後に設定することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1又は2記載の車両用照明装置であって、
前記駆動制御手段は、前記照明手段の曲率配光制御の終了時点を前記推定された操舵終了時点よりも前に設定することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1記載の車両用照明装置であって、
前記検出された道路曲率情報から車両前方の曲率を有する道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段と、
前記検出された道路曲率情報及び車速情報により前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定する操舵時間推定手段と、
前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するために必要な操舵角を推定する操舵角推定手段と、
前記推定された操舵角及び検出された車速情報に応じて前記照明手段の舵角配光制御量を算出する舵角配光量算出手段と、
前記推定された操舵開始時点から前記算出された舵角配光制御量により前記照明手段の配光状態が変更されて該照明手段の制御限界状態に達するまでの時間を推定する配光制御限界値到達時間推定手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記推定された保舵角に応じた前記照明手段の舵角配光制御量が前記制御限界状態を上回っているときは前記推定された制御限界状態に達するまでの時間、同下回っているときは前記推定された保舵角まで操舵する時間に応じて前記照明手段の曲率配光制御の開始時点及び終了時点を設定することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、
前記操舵時点推定手段は、前記推定しようとする操舵開始時点及び操舵終了時点の誤差範囲を算出し、前記配光制御の開始時点の設定に対しては前記誤差範囲の下側で推定し、前記配光制御の終了時点の設定に対しては前記誤差範囲の上側で推定することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1又は2記載の車両用照明装置であって、
前記駆動制御手段は、前記検出された道路曲率の増大に応じて前記曲率配光制御の開始時点の設定を操舵開始時点及び操舵終了時点に対しより早い時間とすることを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項6記載の車両用照明装置であって、
前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段と、
前記検出された道路曲率情報及び車速情報により前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定する操舵時間推定手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を基準時間とし、前記曲率配光制御の開始時点の設定を同終了時点から前記基準時間のほぼ10倍の時点以降としたことを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1又は2記載の車両用照明装置であって、
前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段と、
前記検出された道路曲率情報及び車速情報により前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を推定する操舵時間推定手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記推定された操舵開始時点から前記推定された保舵角まで操舵する時間を基準時間とし、前記曲率配光制御の開始時点を前記推定された操舵開始時点に対し前記基準時間を考慮して設定することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項8記載の車両用照明装置であって、
前記操舵時点推定手段は、前記推定しようとする操舵開始時点の誤差範囲を算出し、前記操舵開始時点を前記誤差範囲の下側で推定し、
前記駆動制御手段は、前記曲率配光制御の開始時点を前記誤差範囲の下側で推定された操舵開始時点に対し前記基準時間以前に設定することを特徴とする車両用照明装置。 - 車両の前部に備えられて配光制御が可能な照明手段と、
前記車両の進行方向前方の道路形状を検出する前方道路形状検出手段と、
前記検出された道路形状情報から車両前方の曲率を有する道路の入口又は出口を検出するカーブ出入口検出手段と、
前記検出された道路形状情報から車両前方の道路曲率を検出する前方道路曲率検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記道路形状として検出されたカーブの入口までの距離及び車速情報により車両の操舵開始時点を推定し、当該操舵開始時点に前記カーブ入口からカーブ出口までに到達するのに要する時間を加算して操舵終了時点を推定する操舵時点推定手段とよりなることを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項10記載の車両用照明装置であって、
前記カーブ出入口検出手段は、前記検出された道路曲率情報から車両前方の道路曲率の変化が予め設定された設定値を上回るとき曲率を有する道路の入口又は出口の少なくとも一方を検出することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項10又は11記載の車両用照明装置であって、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記検出された車速情報、操舵角情報、予め記憶されている車両の運動特性値に基づいて前記照明手段を曲率配光制御することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項10〜12の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、
前記検出された道路曲率情報から車両前方の曲率を有する道路を該車両が旋回走行するときの保舵角を推定する保舵角推定手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記照明手段を曲率配光制御するとき、前記曲率配光制御の開始時点の制御量と、曲率配光制御の終了時点での前記推定された保舵角に対する舵角配光制御の制御量と、曲率配光制御の開始時点及び終了時点間の時間と、曲率配光制御の開始時点及び現在の時点間の時間とを考慮することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1〜13の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記検出された操舵角に応じて前記照明手段を配光制御する舵角配光制御と、前記検出された道路曲率情報及び車速情報に応じて前記照明手段を配光制御する曲率配光制御とを可能にすると共に、前記曲率配光制御の実行中に前記検出された操舵角の変化に応じて前記舵角配光制御に切り替えることを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項14記載の車両用照明装置であって、
前記駆動制御手段は、前記検出された操舵角が増加する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記舵角配光制御による配光制御量が前記曲率配光制御による配光制御量を上回ったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えると共に、前記検出された操舵角が減少する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記舵角配光制御による配光制御量の戻り量が前記曲率配光制御による配光制御量の戻り量を上回ったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えることを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項14記載の車両用照明装置であって、
前記駆動制御手段は、前記照明手段の配光制御量が増加する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記検出された操舵角が減少する方向となったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えると共に、前記照明手段の配光制御量が減少する方向にあり且つ前記曲率配光制御の実行中に前記検出された操舵角が増加する方向となったと判断したとき前記舵角配光制御に切り替えることを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項15又は16記載の車両用照明装置であって、
前記駆動制御手段は、前記検出された操舵角が前記推定された保舵角を上回るとき前記検出された操舵角が増加する方向にあると判断し、前記検出された操舵角が前記推定された保舵角を下回るとき前記検出された操舵角が減少する方向にあると判断することを特徴とする車両用照明装置。 - 請求項1〜17の何れか一項に記載の車両用照明装置であって、
前記前方道路形状検出手段は、車両の前方を撮像する車両前方画像撮像手段を備え、
前記撮像して得られた前方画像情報から前記車両の進行方向前方の道路形状を検出することを特徴とする車両用照明装置。
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