JP4371366B2 - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の姿勢変化及び道路勾配に応じて車両用前照灯の照射方向を制御することにより、前方視認性を向上させるための技術に関する。

乗員の乗車条件や荷物の積載条件の変化に伴う車両姿勢の変化を検出して車両用前照灯の光軸調整を行う装置（所謂「オートレベリング装置」）が知られており、例えば、車両前後の車軸部に設けられた車高センサの出力変化量に基づいて、乗員や積載物の重量や荷重状態の変化を算定して前照灯の光軸調整が行われる。また、車両走行時における加減速による車両姿勢変化等に対しても同様の制御によって、前照灯の照射方向を許容範囲内に抑えることができ、運転者の前方視認性の確保やグレア対策等に有効とされる。

ところで、車高センサを前提とする車両姿勢の検出方法では、車軸に設置される車高センサがコスト面で問題とされる。そこで、車高センサを具備しない車両への適用においては、例えば、車体の傾斜データを検出するための傾斜センサを光軸調整装置内に設けることにより、前照灯の照射システムだけで照射方向制御を完結させることができるようにした形態が知られている（例えば、特許文献１参照。）
また、車両が走行する走行路の勾配を検出する検出手段を備えた構成（例えば、特許文献２参照。）において、以下に示す形態が知られている。

・車両前方の撮影画像を処理して水平線位置を読み取って道路勾配を算定する形態
・路車間通信を利用して道路情報から道路勾配を算定する形態。

いずれの形態でも、車両前方に勾配をもった道路が存在する場合において、道路勾配に応じて前照灯の照射方向が変更される。

特開２００２−３３７６００号公報 特開平６−１６２８０４号公報

しかしながら、従来の装置構成では、路面に対する車体軸の角度を精度良く検出することができないか、あるいは検出が可能であったとしてもそのために構成や制御が複雑化したりコスト上昇等が問題とされる。

例えば、車体や前照灯装置に設けられた傾斜センサ等により検出される情報は、車両の加減速時の加速度による影響を含めた車両の傾きに関する情報である。また、撮影画像や道路情報等から走行路の勾配を算定しただけでは、路面上での車両姿勢変化を正確に把握することができない。

車両姿勢変化の検出が充分な精度をもって行われない場合には、制御ズレが発生したり、不適切な照射制御によって、運転者の前方視認性に悪影響を及ぼしたり、道路利用者への眩惑等をもたらす虞が生じる。

そこで、本発明は、車両姿勢変化及び走行路の道路勾配に応じて車両用前照灯の照射方向を適正に制御することを課題とする。

本発明は、上記した課題を解決するために、先ず、車両の進行方向における姿勢変化及び走行路の道路勾配に応じて車両用前照灯の照射方向を制御する車両用前照灯装置において、下記に示す構成を備えたものである。

・水平面に対して路面がなす第一の角度を検出する第一の検出手段
・水平面に対して車両の車体軸がなす第二の角度を検出する第二の検出手段
・上記第一及び第二の検出手段によって得られる各検出角度の比較結果又は検出角度差に基づいて、鉛直面内における車両用前照灯の照射方向を変更し又は該照射方向を維持する照射制御手段。
そして、本発明は、さらに、
上記第二の検出手段としては、水準器を用いたレベルセンサを車体又は車両用前照灯の非可動部に付設し、上記第一の角度を「θ」と記し、上記第二の角度に係る所定時間又は所定走行距離内での平均値を「δ」と記すとき、路面に対して車体軸のなす角度「θ−δ」に応じて車両用前照灯の照射方向が変化することになるが、該変化を相殺すべく上記照射制御手段により該照射方向を補正するものである。

従って、本発明では、上記第一の角度と上記第二の角度を検出して両者の比較結果又は検出角度差に基づいて路面に対する車両姿勢の変化を精度良く算定し、前照灯の照射方向を制御することができる。

本発明によれば、路面に対する車体軸の角度を精度良く算出できるので、運転者の前方視野や道路利用者にとって不適正な照射制御が行われないようにすることができる。しかも、そのために車高検出手段や高精度の検出手段等を必要としないので、構成の簡素化、コストや部品点数の低減等に好適である。そして、第二の検出手段としては、水準器を用いたレベルセンサを車体又は車両用前照灯の非可動部に付設したので、車両前方の撮像手段を用いた画像処理法等に比して検出精度面、コスト面で有利である。そして、さらに、第一の角度を「θ」と記し、上記第二の角度に係る所定時間又は所定走行距離内での平均値を「δ」と記すとき、路面に対して車体軸のなす角度「θ−δ」に応じて車両用前照灯の照射方向が変化することになるが、該変化を相殺すべく照射制御手段により該照射方向を補正したので、角度値δに関して、車両の加減速の影響による誤差を低減でき、制御精度の向上に有効である。

衛星通信装置又は路車間通信装置を用いた構成形態において、車両の現在位置データ及び道路勾配若しくは高低情報を含む３次元地図データに基づいて上記第一の角度を容易に求めることができる。

また、高低情報を含まない２次元地図データを用いる場合には、走行路上の水平距離として算出される第一の距離と、車両が実際に走行した第二の距離とを求めて、両者の距離比から上記第一の角度を算出することができる。あるいは、鉛直方向における角加速度を検出するセンサ（ヨーレイトセンサ等）の検出値に対して２回の時間積分を行うことで得られる高低差から上記第一の角度を算出することができる。これらにより、高さ情報を含まない既存の２次元地図データを使用でき、システム仕様の大幅な変更を回避できる。

衛星通信又は路車間通信を利用して車両の現在位置データを取得する自車現在位置検出手段と、車両の現在位置データ及び地図データを用いて自車の進行路を決定する自車進行路決定手段とを備えた構成形態では、自車の進行路に係る高低情報に基づいて自車現在位置での道路勾配を算出することができる。その場合に、自車の進行路に係る鉛直方向の変化に基づいて、上方に凸とされる第一の区間と、下方に凸とされる第二の区間を判別する。そして、第一の区間では車両用前照灯の照射方向を基準方向よりも下向きに制御し、また、第二の区間では車両用前照灯の照射方向を基準方向よりも上向きに制御することが好ましい。これにより、第一の区間では、対向車の運転者や歩行者等に対してグレア防止の効果が得られ、第二の区間では自車の前方照射距離を延ばして視認性を向上させることができる。

前方車両へのグレア防止対策を充分に講じるためには、自車前方の進行路上に他の両が存在するか否かを検出する前方車両検出装置を設け、自車進行路上に他の車両が存在することが検出された場合に、車両用前照灯の照射方向の制御範囲を規制することが望ましい。

図１は、本発明の基本構成例を示す図である。

車両用前照灯装置１は、車両の進行方向における姿勢変化及び走行路の道路勾配に応じて車両用前照灯の照射方向を制御するものであり、下記に示す構成要素を備えている（括弧内の数字は符号を示す。）。

・第一の検出手段（２）
・第二の検出手段（３）
・比較手段（４）
・照射制御手段（５）
・駆動手段（６）
・車両用前照灯（７）

第一の検出手段２は、水平面に対して路面がなす角度（これを「θ」と記す。）を検出する。第一の検出手段２には、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した衛星通信装置や、路車間通信装置等が用いられる。

また、第二の検出手段３は、水平面に対して車両の車体軸がなす角度（これを「δ」と記す。）を検出する。第二の検出手段３には、水準器を用いたレベルセンサ又は傾斜センサが用いられ、車体又は車両用前照灯の非可動部に付設される。尚、レベルセンサの検出方法には、例えば、気泡位置等を光学的に計測する方式と、錘位置（あるいは加重位置）を計測する機械式等が挙げられ、水準器の車体等への取り付けに際して水平面にほぼ平行な状態で設置する。また、車両の加減速時における加速度の影響によって計測誤差が発生することへの配慮が必要とされ、車両の定速走行時にのみ、δを検出するか、あるいはδ値として所定時間又は所定の走行距離内での平均値を検出することが好ましい。

比較手段４は、検出手段２、３によってそれぞれ得られるθ、δについての比較結果又は検出角度差を求めて、後段の照射制御手段５に送出する。尚、比較結果とは、θ値とδ値との大小関係や等値関係を示す信号を意味し、また、検出角度差とは「θ−δ」又は「δ−θ」を意味する。

照射制御手段５は、比較手段４からの出力に基づく制御信号を駆動手段６に送出することにより、鉛直面内における車両用前照灯７の照射方向を変更し又は該照射方向を維持する。

尚、駆動手段６には、車両用前照灯７の照射方向制御や光軸制御のためのアクチュエータや駆動回路、駆動機構等が含まれる。また、車両用前照灯７には、ヘッドランプあるいはヘッドランプやフォグランプ等を含めた前方照明システムが挙げられる。

図２は、勾配をもった走行路上の車両姿勢に関して説明するための概略図である。尚、図中の「γ」は路面に対して車両の車体軸がなす角度を示している。

オートレベリングシステムでは、前照灯の照射光軸を路面に対して常に一定の状態に保つことが必要とされる。

車両「Ｍ」の車体軸と照射光軸との間になす角度を「φ」と記すとき、その値は前照灯の照準調整を行うことで「φ＝０」とされ、その後に照準変更を行わない限り一定である。従って、何らかの方法によってγ値を求めることができれば、照射光軸の制御が可能となる。その方法の１つには、路面のレーンマークを前方撮影用カメラで検出して画像処理を行う方法が挙げられる。しかし、レーンマークのない道路には適用できないことや、周囲環境の照度や天候等の影響を考慮する必要性等により、実用的ではない。

そこで、本発明では、γ、θ、δの３者間に、「γ＝θ−δ」の関係が成立することを利用して、θとδを求めてγを算出する。つまり、θについては路面の勾配から求められ、δについては上記のようにレベルセンサを用いて検出することができる。よって、両者の差からγを求めて、γ値に応じて前照灯の照射光軸の方向を制御すれば良い。

尚、θの検出については、衛星通信装置又は路車間通信装置を用いた構成において、下記に示す形態が挙げられる。

（Ａ）車両の現在位置データ及び道路勾配若しくは高低情報を含む３次元地図データに基づいて角度θを求める形態
（Ｂ）高低情報を含まない２次元地図データにおいて走行路上の水平距離として算出される第一の距離と、車両が実際に走行した第二の距離とを求めて、両者の距離比から角度θを求める形態
（Ｃ）ヨーレイトセンサ等の方位検出手段の検出値を２回積分することによって所定の走行区間における高低差を算出して角度θを求める形態。

先ず、（Ａ）では、例えば、３次元地図データに含まれる鉛直方向の座標値からノード（地図上の道路表記点）を通過する度に、道路勾配又は高低情報を得ることができる。例えば、隣り合う２ノードに関する水平走行距離「ｄ」と高低差「ｈ」から「θ＝ｔａｎ^-1（ｈ／ｄ）」が得られ、あるいは、実際の走行距離「Ｄ」と高低差「ｈ」から「θ＝ｓｉｎ^-1（ｈ／Ｄ）」が得られる（尚、ここで、「ｔａｎ^-1（Ｘ）」は逆正接関数、「ｓｉｎ^-1（Ｘ）」は逆正弦関数を表す。）。

これに対して、（Ｂ）では高低情報を含まない２次元地図データを用いることが前提とされるため、実走行距離と平面地図上での走行距離（水平走行距離）との間に生じる差に基づいてθ値を算定する。

例えば、図３に示すように、勾配θの坂道走行において、「Ｄ」が実際の走行距離を示し、「ｄ」が平面地図上での走行距離を示しており、「ｄ＝Ｄ・ｃｏｓθ」の関係式から、「θ＝ｃｏｓ^-1（ｄ／Ｄ）」が得られる（ここで、「ｃｏｓ^-1（Ｘ）」は逆余弦関数を表す。）。つまり、距離比（ｄ／Ｄ）からθ値が求められる。

上記（Ｃ）では、ヨーレイトセンサやジャイロセンサ等の方位検出手段の検出値を利用する。鉛直方向の角加速度の情報を時間で２回積分することによって所定の走行区間における高低差を算出して角度θを求めることができる。

図４は、ＧＰＳナビゲーション装置を用いたシステム構成例８を示すものであり、ＥＣＵ（電子制御ユニット）としてナビゲーションＥＣＵ９、ビーム制御用ＥＣＵ１０を有し、ＥＣＵ間でデータを送受するためのＣＡＮ（Controller Area Network）システム等によりＥＣＵが結ばれている。尚、本構成では、車高センサを用いる必要がないためコスト低減面で有利であり、また、車体設計上の自由度が高い。

経路誘導や道路案内等に用いられるナビゲーションＥＣＵ９には、ＧＰＳアンテナからのＧＰＳ情報、記録媒体から提供される道路地図情報、ヨーレイトセンサによる方位検出情報、車速センサによる車速情報が入力され、これらの情報を処理することにより、自車の現在位置の計測と表示、経路に沿った音声案内等が行われる。

ナビゲーションＥＣＵ９は、例えば、ＧＰＳ受信及び処理部９ａ、地図データ入力部９ｂ、現在位置処理部９ｃ、進行路判定処理部９ｄ、音声案内処理部９ｅ、通信制御部９ｆを備えている。

ＧＰＳアンテナ１１に繋がれたＧＰＳ受信及び処理部９ａではＧＰＳ情報に係る受信及び測位処理が行われる。

また、地図データ入力部９ｂには、光学式又は磁気式の記録媒体等を用いた道路情報提供手段からの地図データが入力され、道路地図データベース等を用いて走行路の情報を得るために必要とされる。尚、上記形態（Ａ）では３次元地図データが使用され、また上記形態（Ｂ）又は（Ｃ）では２次元地図データが使用される。

現在位置処理部９ｃは、地図上における自車両の現在位置情報を得るために設けられており、ヨーレイトセンサ１２や車速センサ１３の検出情報が入力される。尚、上記形態（Ｃ）では、ヨーレイトセンサ１２の検出情報から時間積分によって高低情報を得ることができる。

進行路判定処理部９ｄは、自車両の現在位置データと道路データに基づいて進行路の算定や判定を行うものである。そして、進行路に沿った音声ガイドが音声案内処理部９ｅにより行われる。

通信制御部９ｆは、他のＥＣＵ等との間でデータ通信を行うために必要とされる。

上記照射制御手段５を構成するビーム制御用ＥＣＵ１０は、自車両の走行状況に応じた前照灯の照射制御を行うものであり、レベルセンサ１４や加速度センサ１５の検出情報が入力され、ナビゲーションＥＣＵ９から必要な情報（角度θの検出データを含む。）を取得して前照灯の照射方向を制御する。具体的には、ナビゲーションＥＣＵ９から勾配角度θのデータを得るとともに、レベルセンサ１４の検出角度δのデータから所定時間又は所定走行距離内での平均値を算出する。そして、路面に対して車体軸のなす角度γを求め、γ値に応じた制御信号を駆動部１６に対して出力する。駆動部１６には前照灯の光軸調整用アクチュエータとその駆動回路が設けられており、角度γに応じた前照灯の照射方向変化を相殺すべく光軸調整が行われて照射方向が補正される。尚、加速度センサ１５は車両の加減速状態を検出するために設けられており、また、図示しない他のＥＣＵ（ＡＢＳ用ＥＣＵ等）に設けられた車速センサ１３′の検出情報が必要に応じてビーム制御用ＥＣＵ１０に入力される。

図示は省略するが、操作情報取得用ＥＣＵ（例えば、ステアリングコラムに設けられたコラムＥＣＵ等）が設けられていて、前照灯の点消灯指示、ビーム切換指示等の操作情報や方向指示器への操作指示情報等が取得される。

また、前方車両検出装手段を備えた構成形態では、自車前方の進行路上に他の車両が存在するか否かを検出することができる。例えば、前方車両検出装置１７を設けて、その検出情報をビーム制御用ＥＣＵ１０に送出する。自車前方に先行車又は対向車の存在が検出された場合に、車両用前照灯の照射方向の制御範囲を規制することによって、前方車両へのグレア防止対策を講じることができる（照射制御の具体例については後述する。）。

前方車両の検出方式には、例えば、下記に示す形態が挙げられる。

（１）レーダー方式：近赤外線やミリ波等の電磁波を利用したレーダー装置で検出する形態
（２）光センサ方式：対向車のヘッドランプや先行車のテールランプ等の照射光を光センサ（フォトダイオード等）で検出し、受光量や光色等に基づいて前方車両の存在を検知したり弁別し、あるいは前方車両までの凡その距離を検出する形態
（３）画像処理方式：固体撮像デバイス（ＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型エリアイメージセンサ等）を用いたカメラによって、車両の前方を撮影した画像データを処理して前方車両の存在や距離等を検出する形態
（４）上記（１）乃至（３）を適宜に組み合せた形態（例えば、（１）と（３）とを組み合せることで高精度化が可能である。）

次に、オートレベリング機能をどのように働かせるかについて、図５のフローチャート図に従って、車両の出荷段階から納車後の通常走行まで説明する。

先ず、ステップＳ１に示す出荷時には、正しく水準化された路面（水平路面）の敷地内に車両を運んで、前照灯の照準調整を行い、車体軸と前照灯の照射光軸との間になす角度φをゼロとする。そして、この条件下において、車体又は前照灯の灯体に取り付けられたレベルセンサ（水準器）のゼロ調整を行う（出力角がδ＝０となるように調整する。）。この状態で乗員の乗り降りやトランクへの積載物の出し入れを行って、乗員条件や積載条件の変化に対するレベルセンサの出力信号からδ値をビーム制御用ＥＣＵ１０で読み取り、δ値に応じて前照灯の照射光軸が補正されるように調整及び設定を行う（つまり、この場合にはθ＝０であるため、γ＝−δとなる。）。

次ステップＳ２での走行開始からステップＳ７までが納車走行時の処理を示す。

ステップＳ３にて車両の走行状態を判別し、定速走行時にはステップＳ４に進むが、加減速走行時（加速走行時又は減速走行時）にはステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、ビーム制御用ＥＣＵ１０において記憶されるθと、δ（平均値）からγを算出するとともに、γ値に応じて照射光軸制御用のアクチュエータを駆動し、鉛直面内における前照灯の照射方向を補正する。そしてステップＳ６に進む。

また、ステップＳ５では、加速度センサ１５の検出情報に基づいて前照灯の照射光軸の方向を制御する（例えば、加速走行時には照射方向が過剰に上向きにならないように制御し、また減速走行時には、ノーズダイブに伴って照射方向が過剰に下向きにならないように制御する。）。そして、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では走行停止の如何を判断して、停止時にはステップＳ７に進むが、走行中である場合にはステップＳ３に戻る。

ステップＳ７でのエンジン停止（停車）において、車両の停車場所、例えば、ディーラーモータプール等での駐車後にレベルセンサの出力角がδ１に変化したとすると、この角度は駐車場での路面の傾きを示す（γ＝０より、θ＝δ１）。この場所で所定の走行距離をもって定速での車両走行が可能である場合には、θの角度から駐車場所での路面の勾配を推定できるので、γ値を求めて照射光軸の制御を行えるが、駐車場所での走行が不可能な場合には、路面の勾配が不明であり、よって、照射光軸を制御すべきでない。

ステップＳ８の始動時に、乗員の乗車条件や荷物等の積載条件が変化した場合には、該変化に応じて照射光軸が制御される。例えば、停車時のレベルセンサの出力角がδ１であるとして、さらに乗員が増えたり、トランク等に積載物が搭載された結果、レベルセンサの出力角がδ２に変化した場合を想定する。そのときの出力角の変化量「Δδ＝δ２−δ１」に応じて前照灯の照射光軸の向きが変化するが、その変化を相殺するようにΔδの値の応じて照射光軸制御用のアクチュエータを駆動して鉛直面内における照射方向を補正する。

ステップＳ９の走行開始からステップＳ１４までが通常走行における処理を示す。

ステップＳ９にて車両の走行状態を判別し、定速走行時又は坂道走行時にはステップＳ１１に進むが、加減速走行時（加速走行時又は減速走行時）にはステップＳ１２に進む。

ステップＳ１１では、ビーム制御用ＥＣＵ１０において記憶されるθと、δ（平均値）からγを算出するとともに、γ値に応じて照射光軸制御用のアクチュエータを駆動し、鉛直面内における前照灯の照射方向を補正する。

尚、勾配の大きい坂道を所定の距離に亘って定速で走行する場合に、車両の重心位置が平坦路の場合に比べて変化するため、路面に対する車体軸の角度が若干変化する。よって、予め決められた基準距離以上の走行区間を走行する場合には、その路面の勾配θと、レベルセンサの出力角δの平均値を求めて両者の差からγ値を算出して前照灯の照射方向を補正する方が良いが、基準距離未満の区間を定速走行する場合には、照射光軸の補正制御を行わないことが好ましい。

また、レベルセンサ１４の出力角δはリアルタイムに計測されるが、車両の加減速状態や路面の凹凸等の影響を受け易いため、所定時間（例えば、高速道路等の高規格道路では５秒以上とされ、道路クラスの低い道路ではさらに長い時間とする。）又は所定距離（例えば、高速道路等の高規格道路では１００乃至２００ｍ以上とし、道路クラスの低い道路ではさらに長い距離とする。）の走行区間に亘って平均した値を用いることが好ましい。あるいは、加速度センサ１５の検出情報をもとに加速時や減速時にδの計測を一時的に中断したり、路面の凹凸によってδ値の変動が大きい場所では計測値を採用せずにマスクする処理が好ましい。

ステップＳ１２では、前記Ｓ５と同様に加速度センサ１５の検出情報に基づいて前照灯の照射光軸の方向を制御する。

尚、本例では坂道走行時にステップＳ１１に進むが、ステップＳ１２に進んでも良い。

ステップＳ１１、Ｓ１２の後、ステップＳ１３に進んで、走行停止の如何を判断する。そして、停止時にはステップＳ１４のエンジン停止に進むが、走行中の場合にはステップＳ１０に戻る。

次に、自車両の進行路を決定するとともに、該進行路に係る高低変化を示すデータから勾配を検出して前照灯の照射光軸を制御する形態について説明する。

図６は基本構成例１８を示す概念図であり、自車現在位置検出手段１９、自車進行路決定手段２０、高低曲線生成手段２１、勾配検出手段２２、減算手段２３、区間判別手段２４を有する。

自車現在位置検出手段１９は、衛星通信又は路車間通信を利用して車両の現在位置データを取得するものであり、該データを自車進行路決定手段２０、勾配検出手段２２、区間判別手段２４に送出する。

自車進行路決定手段２０は、ＧＰＳデータ又は路車間通信データと、道路地図データと、車両の現在位置データを用いて自車の進行路を推定又は決定する。例えば、自車の進行路については、平面地図上の位置データに高さデータを加味した３次元データとして決定され、上記形態（Ａ）では３次元地図データベースが使用され、また、上記形態（Ｂ）や（Ｃ）では２次元地図データベースと、高さデータの検出結果が使用される。

高低曲線生成手段２１は、自車進行路に関する複数のノードを補間処理で繋ぐことによりモデル化された道路線形の形状データとして、高さデータから生成される曲線（高低曲線）を生成するために設けられている。

図７は、Ｚ軸方向を高さ方向として示す高低曲線の創出例を示したものである。

図中に示す「◇」印がノード位置を示しており、「Ｎi」（ｉ＝１、２、…）は地図上でのｉ番目のノードを表す。また、「○」印が変曲点を示し、○中に×印を付した記号によって頂部又は底部でのピーク位置やボトム位置を示している。尚、図中に示すホームベース状の記号は車両現在位置を表している（先鋭部の向きが車両進行方向を示す。）。

高低曲線の生成においては、隣り合うノードを繋いだリンクに基づいて所定の補間法（例えば、３点円弧補間法、ニュートン４点前進補間法等）が適用される。また、高低曲線の一次微分に基づいてピーク位置やボトム位置の検出が行われ、高低曲線の二次微分に基づいて変曲点の検出が行われる。

勾配検出手段２２と減算手段２３（図６参照）は、自車進行路に係る高低情報に基づいて自車現在位置での角度γを算出するために設けられている。

勾配検出手段２２は、高低曲線に基づいて高低差のデータから自車現在位置での勾配に関する検出を行って勾配角θを減算手段２３に送出する。

減算手段２３には、レベルセンサによって得られる検出角度δの平均値（図には「δ」の上にバー記号を付して示す。）が入力され、該平均値を勾配角θから引算することによって角度γを出力する。

区間判別手段２４は、自車進行路に係る高低曲線をもとに鉛直方向の変化から、上方に凸とされる区間（以下、「凸区間」という。）及び下方に凸とされる区間（以下、「凹区間」という。）を判別する。例えば、図７に示す例では、ノードＮ１〜Ｎ３を含む区間やノードＮ６、Ｎ７を含む区間が凸区間とされ、ノードＮ４、Ｎ５を含む区間やノードＮ８、Ｎ９を含む区間が凹区間とされる。

高低曲線生成手段２１により生成される高低曲線の変曲点を求めることにより、凸区間や凹区間の境界が識別され、各区間に含まれるピーク位置又はボトム位置の検出に基づいて凸区間又は凹区間の如何が判別される（つまり、凸区間には、高低曲線の一次微係数が正から負又はゼロに変化する地点が含まれ、凹区間には、高低曲線の一次微係数が負から正又はゼロに変化する地点が含まれる。）。尚、凸区間や凹区間については必ずしも変曲点を境界として定義する必要はないので、例えば、頂部位置や底部位置を求めてそれらの近傍区間（変曲点までの距離よりも短い距離をもって定義される区間）を設定しても構わない。

区間判別手段２４は、自車現在位置データを参照して自車が凸区間又は凹区間あるいは高低差の小さい平坦な区間のいずれを自車両が現在走行しているかを判断する。例えば、自車の現在位置データから坂道を走行している場合に、坂道の頂部付近に位置するのか、あるいは底部付近に位置するのかを把握することができる。

そして、自車が勾配路を走行していることが判明した場合において、下記に示す照射方向制御を行うことが好ましい。

・凸区間の走行時には、車両用前照灯の照射方向を基準方向よりも下向きに制御すること。
・凹区間の走行時には、車両用前照灯の照射方向を基準方向よりも上向きに制御すること。

尚、上記基準方向については、例えば、エイミング調整後の初期照射方向又は車両進行方向に沿う方向から所定の角度をもってやや下向きにした方向等に規定すれば良い。

二次元の平面地図上における自車進行路の推定や決定処理については既知の方法を用いることができる。例えば、自車現在位置の前後に位置する複数のノードの位置データを読み取り、自車走行路に関する複数のノードを補間処理で繋ぐことによりモデル化された道路線形の形状データを生成すれば良い。また、道路形状データ及び車両の方位検出手段（ジャイロセンサ等）からの検出データに基づいて自車現在位置データを適宜に修正することによって制御精度を高めることができる。

図４に示す構成において、例えば、図６の自車進行路決定手段２０や高低曲線生成手段２１、勾配検出手段２２、区間判別手段２４による機能については、進行路判定処理部９ｄで実現できるが、必要に応じてそれらの機能の一部をビーム制御用ＥＣＵ１０に含めることも可能である。

次に、勾配路又は平坦路の判別や前方車両の存否に応じた前照灯の照射光軸制御について説明する。

先ず、前方車両検出手段を具備していない場合と該手段を具備している場合、そして、後者において自車前方での車両の有無に応じて下記のように制御指針を区別することが好ましい。
（１）前方車両検出手段を具備していない場合
・図８の（Ａ）図において矢印Ｄで示すように、上り坂では、基準となる照射方向よりも照射光軸をやや下向きにする（上り坂の頂上部で対向車とすれ違う際に対向車の運転者に眩惑を与えないためである。）
・図８の（Ｂ）図において矢印Ｕで示すように、下り坂では、基準となる照射方向よりも照射光軸をやや上向きにする（下り坂の底部において自車の前方視認距離が極端に短くならないようにするためである。）。
（２）前方車両検出手段を具備している場合
・前方車両の存在が検出された場合には、上記（１）と同じ制御を行う。

・前方車両の存在が検出されない場合には、上り坂、下り坂ともに、基準となる照射方向よりも所定の角度（最大２°）をもって照射光軸を上向きにする（角度上限を２°とする根拠は、それ以上に照射光軸を上げてしまうと、例えば、坂道の頂上部から下り坂に入る場合に、前方の下り路面の明るさを充分に確保できなくなり、走行上の危険性が高まるためである。）。

図９は、前方車両検出手段を備えた構成において、照射制御の一例を示したフローチャート図である。

先ず、ステップＳ２１において、道路地図データ、ＧＰＳデータ、車速データ、方位データ等を含む必要情報を読み込んでマップマッチングを行い、自車両の現在位置と進行路を決定し、進行路に係る高低曲線を生成する。

次ステップＳ２２では、進行路が平坦路であるか又は勾配のついた路（勾配路）であるかを判別し、平坦路の場合にはステップＳ２３に進み、勾配路の場合にはステップＳ２６に進む。尚、勾配路の判定には、例えば、エンジン負荷を検出する方法（アクセル無負荷時には、車速と変速機のシフトポジションに応じた所定の減速力（負の加速度）が生じ、定速走行時においては車速及びシフトポジションに応じたアクセル負荷をかける。坂道等の勾配路では、定速走行時とは異なる負荷状態へと変化させる必要があるため、エンジン負荷が変化する場合に、車速とシフトポジションとアクセル負荷の関係に基づいて坂道走行の如何をある程度判定できる。）が挙げられる。しかし、判定精度等を考慮した場合には、進行路の高低曲線と自車現在位置から勾配を算定した結果から勾配路や平坦路を判定する方式が好ましい。

ステップＳ２３では、前方車両の存否について判断し、前方車両が検出された場合にはステップＳ２４に進み、前方車両が検出されない場合にはステップＳ２５に進む。

ステップＳ２４において前照灯の照射光軸を所定方向（対向車等へのグレアに配慮した方向）に設定して、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ２５では、基準方向よりも所定の角度（最大２°）をもって照射光軸を上向きに設定してステップＳ３０に進む。

ステップＳ２６では、前方車両の存否について判断し、前方車両が検出された場合にはステップＳ２７に進み、前方車両が検出されない場合にはステップＳ２５に進む。

ステップＳ２７では、自車が現在走行中の区間を判別し、凸区間と判定した場合にはステップＳ２８に進み、凹区間と判断した場合にステップＳ２９に進む。

ステップＳ２８では、基準方向よりも所定の角度（例えば、０．３°）だけ照射光軸を下向きに設定してステップＳ３０に進む。

また、ステップＳ２９では、基準方向よりも所定の角度（例えば、０．３°）だけ照射光軸を上向きに設定してステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、前照灯の照射光軸を実際に調整した上でステップＳ２１に戻る。

前照灯の照射方向の制御に必要な機構については、例えば、照射ビームの一部の照射方向を鉛直面内で変化させるための構成として、反射鏡やレンズ等の光学部品の一部をアクチュエータ等で駆動させるようにした形態が挙げられる。また、照射ビーム全体についての照射方向を鉛直面内で変化させるための構成として、ランプ光学系全体を動かすための駆動機構を設ける形態や、光学系を構成するレンズ又は反射鏡の全体を動かすための駆動機構を設ける形態が挙げられる（尚、灯具の具体的な構成については、配光制御が可能な各種態様が知られていること及び本発明に関する限り構成形態の如何を問わないことから詳細な説明を省略する。）。

上記に説明した処理は、コンピュータ内蔵のＥＣＵを用いたシステム構成において、ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ、入出力ポート等のハードウェア及びＣＰＵによって実行されるプログラムを用いて行われる。

図１０は、勾配路の走行時において、前方車両の有無及び凸区間又は凹区間の判別結果に応じた照射制御例を示す説明図である。

本例では、前方車両が検出されない場合に、「α2」で示す照射方向の制御範囲が上限値「αmax」（＝２°）まで許容されるが、前方車両が検出された場合には、照射方向の制御範囲が「−α1〜＋α1」（例えば、−０．３°乃至＋０．３°）に規制される（α1、α2については、上向き方向を正方向と定義している。）。

尚、本例に限らず、区間判別結果に応じてビーム照射方向や角度を適宜に修正することが可能である。また、前方車両が検出された場合において、例えば、凹区間での走行が判別された時に、前方車両に対して眩惑光を与えない範囲で照射方向を上向きに制御する際の許容上限を規定することができる。

以上のように、坂道走行時において前方車両等への眩惑光を防止することができ、また、坂道の頂上や底部において自車前方の視認距離を充分に確保することにより夜間走行の安全性を高めることができる。

本発明の基本構成例を示す図である。 勾配路を走行中の車両姿勢について説明するための概略図である。 勾配θの算定方法に関する説明図である。 ＧＰＳナビゲーション装置を用いたシステム構成例の説明図である。 オートレベリング機能について説明するためのフローチャート図である。 自車進行路の決定と該進行路に係る高低変化を示すデータから勾配を検出したり、区間判別を行う場合の基本構成例を示す図である。 高低曲線の創出例を示した図である。 前方車両の存否を考慮した照射制御の説明図であり、（Ａ）図が上り坂の走行時を示し、（Ｂ）図が下り坂の走行時を示す。 照射制御例を示したフローチャート図である。 前方車両の有無及び凸区間又は凹区間の判別結果に応じた照射制御例の説明図である。

符号の説明

１…車両用前照灯装置、２…第一の検出手段、３…第二の検出手段、５…照射制御手段、７…車両用前照灯、１４…レベルセンサ、１７…前方車両検出装置、１９…自車現在位置検出手段、２０…自車進行路決定手段

Claims (7)

1. 車両の進行方向における姿勢変化及び走行路の道路勾配に応じて車両用前照灯の照射方向を制御する車両用前照灯装置において、
   水平面に対して路面がなす角度として第一の角度を検出する第一の検出手段と、
   水平面に対して車両の車体軸がなす角度として第二の角度を検出する第二の検出手段と、
   上記第一及び第二の検出手段によって得られる各検出角度の比較結果又は検出角度差に基づいて、鉛直面内における上記車両用前照灯の照射方向を変更し又は該照射方向を維持する照射制御手段を備え、
   上記第二の検出手段として、水準器を用いたレベルセンサを車体又は上記車両用前照灯の非可動部に付設し、
   上記第一の角度を「θ」と記し、上記第二の角度に係る所定時間又は所定走行距離内での平均値を「δ」と記すとき、路面に対して車体軸がなす角度「θ−δ」に応じた上記車両用前照灯の照射方向変化を相殺すべく上記照射制御手段により照射方向が補正される
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 請求項１に記載した車両用前照灯装置において、
   上記第一の検出手段に衛星通信装置又は路車間通信装置を用いて、車両の現在位置データ及び道路勾配若しくは高低情報を含む３次元地図データに基づいて上記第一の角度を求める
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
3. 請求項１に記載した車両用前照灯装置において、
   上記第一の検出手段として衛星通信装置又は路車間通信装置を用いるとともに、高低情報を含まない２次元地図データにおいて走行路上の水平距離として算出される第一の距離と、車両が実際に走行した第二の距離とを求めて、両者の距離比から上記第一の角度を算出する
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
4. 請求項１に記載した車両用前照灯装置において、
   上記第一の検出手段として鉛直方向における角加速度を検出するセンサを用い、その検出値に対して２回の時間積分を行うことで得られる高低差から上記第一の角度を算出する
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
5. 請求項１に記載した車両用前照灯装置において、
   車両の現在位置データを取得する自車現在位置検出手段と、
   車両の現在位置データと、３次元地図データ又は２次元地図データ及び走行路の高低情報を用いて自車の進行路を決定する自車進行路決定手段とを備え、
   自車の進行路に係る高低情報に基づいて自車現在位置における上記第一の角度を算出する
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
6. 請求項１に記載した車両用前照灯装置において、
   自車の進行路に係る鉛直方向の変化に基づいて、上方に凸とされる第一の区間及び下方に凸とされる第二の区間を判別するとともに、
   上記第一の区間では上記車両用前照灯の照射方向を基準方向よりも下向きに制御し、また、上記第二の区間では上記車両用前照灯の照射方向を基準方向よりも上向きに制御する
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
7. 請求項１に記載した車両用前照灯装置において、
   自車前方の進行路上に他の車両が存在するか否かを検出する前方車両検出装置を備え、
   該前方車両検出装置によって上記他の車両の存在が検出された場合に、上記車両用前照灯の照射方向の制御範囲が規制される
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。

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