JP3675155B2 - 自動車用ヘッドライトの配光制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ヘッドライトの光軸角を制御することで配光制御を行なう装置に関し、特にドライバの操舵操作に応じて光軸を変化させる、自動車用ヘッドライトの配光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用ヘッドライトはハイビームとロービームとの切替が可能に構成されており、このハイビーム／ロービームの切替によりドライバは道路状況に応じてヘッドライトの光軸角を選択できるようになっている。
ところが、このハイビーム／ロービームの切替は、縦方向の光軸角の切替のみを行なうものであり、横方向の光軸角については変化させることはなく、ヘッドライトの光軸は常に車両中心線方向に固定されている。このため、カーブ路等のように、車両が目指す前方道路方向と車両中心線とがずれる場合は、車両の進行しようとする前方の道路面を有効に照らすことができない。また、縦方向の光軸角についても、ハイビーム／ロービームの２段階の調整しか行なうことができず、状況に応じてより細かな光軸角の調整が望まれる。一方、光軸角の調整が細かくできるようになる程、手動による操作は煩わしく、また有効に利用することが難しい。
【０００３】
そこで、このような要望や課題に対応するため、従来より、自動車用ヘッドライトの配光制御に関する様々な提案がなされている。特に、横方向の配光制御を行なう技術としては、特開平６−２０６４９１号公報（第１従来技術）において、カーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御する技術が開示されている。この技術では、角速度センサと車速センサとを用いて車両の旋回時の回転角速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じてヘッドライトの横方向の光軸角を変化させるものである。
【０００４】
また、特開平７−２３２５８９号公報（第２従来技術）に開示されている技術は、同様にカーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御するものであるが、この技術では、加速度センサと車速センサとを用いて車両の横方向の加速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じて横方向の光軸角を変化させるようになっている。
【０００５】
また、特開平８−１９２６７４号公報（第３従来技術）や特開平７−３２９３５号公報（第４従来技術）には、ナビゲーション情報，舵角情報，方向指示器情報等に基づいて、ドライバが進もうとする道路上を照射できるように、ヘッドライトの横方向光軸角を制御する技術が開示されている。
また、縦方向の配光制御を行なうものとしては、特開平１−２７８８４８号公報（第５従来技術）に開示された装置がある。この装置では、先行車までの距離に応じて光軸の縦方向角度を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の第１，第２従来技術ようなカーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御する配光制御装置では、ヘッドライトの光軸角はカーブ半径（又は曲率）に応じて制御されるため、カーブ路でも常に走行車線に沿って照らすことができ、また、第３，第４従来技術では、分岐路においてもドライバが走行しようとしている道路（車線）に沿って照らすことができるという利点がある。
【０００７】
しかしながら、このようにカーブ路や分岐路においても、ドライバが確認したい道路上を照射すると、ドライバに錯覚を与える虞がある。
つまり、横方向の光軸角制御を行なわず車両の正面のみを照らす従来のヘッドライトの場合、ヘッドライトの照射方向を自車両の現在向いている方向として確認することができるのに対して、横方向の光軸角制御を行なう場合は、ヘッドライトの照射方向を自車両が目指す方向として認識することができる。
【０００８】
ところが、ドライバはヘッドライトの照射している地点（特に、車幅方向位置）を、自車両が現在の走行状態（例えば舵角）を維持していれば到達する地点（車幅方向位置）のように誤認してしまう虞がある。
例えば、ヘッドライトは目指す走行車線の中央を照らしているが、車両は走行車線の中央からずれて走行しているということもあり、特に、周囲の状況が見えない夜間では、ヘッドライトが走行車線中央を照らしていると、ドライバは自車両も現在走行車線の中央を走行しているような錯覚を覚える虞が高い。
【０００９】
つまり、上述の従来の配光制御装置では、カーブ路や分岐路においても常に走行車線中央を照らすことができるものの、ヘッドライトの光軸角を道路幅方向のどの位置に向けるかまでは制御していないので、車両が走行車線中央からずれている場合に、これを認識できるようにヘッドライトを照射することまではできないという課題がある。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、ドライバに自車両の走行車線中央からのずれを認識させ、走行車線に沿って走行するように誘導することができるようにした、自動車用ヘッドライトの配光制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）では、運転状態検出手段により自車両の車速及び操舵角を検出し、検出された車速及び操舵角に基づいて走行車線の道路曲率を算出すると共に、該車速，該操舵角及び該道路曲率から車両進行位置予測手段により所定時間後における自車両の進行位置を予測する。ここで、車両進行位置予測手段において、道路曲率が大きくなるほど所定時間が小さくなるように設定される。光軸角目標値算出手段は車両進行位置予測手段で予測された自車両の進行位置に基づいて縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を算出し、制御手段は光軸アクチュエータを介してヘッドライトの縦方向光軸角及び横方向光軸角がこの算出された縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値に等しくなるよう調整する。
【００１２】
これにより、ドライバは、カーブ状況に応じた道路情報を得て（例えば、ドライバの余裕度の高い直線道路では、遠方の道路情報を得て）、ヘッドライトの照射を介して所定時間後における自車両の進行位置を認識し、走行車線に沿って走行するよう誘導される。
さらに、該自車両の前方の先行車両の存在を検出する先行車両検出手段を有し、該光軸角目標値算出手段は、予測される所定時間後の自車両の、現在の自車両に対する第１相対位置と、該先行車両検出手段による該先行車両の、現在の自車両に対する第２相対位置とを比較し、第１相対位置における第１距離が第２相対位置における第２距離よりも大きく、第１相対位置における第１偏角と第２相対位置における第２偏角との差が一定範囲内のとき、ヘッドライトの照射距離が該第２距離となるように、該縦方向光軸角目標値を補正することが好ましい（請求項２）。
これにより、ヘッドライトの照射偏角が保たれたまま、照射距離が補正される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図４は本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置を示すものである。
まず、本配光制御装置の全体の構成について説明すると、図１に示すように、本配光制御装置は、運転状態検出手段３０としての車速センサ２と操舵角センサ３とをそなえ、また、これらのセンサ２，３の検出情報を基に走行車線の道路曲率を算出する道路曲率算出手段１０をそなえている。そして、さらに、先行車両を検出するレーダ１１と、このレーダ１１の検出情報に基づいて先行車両の自車両に対する相対位置を算出する先行車両位置算出手段１２とをそなえている。
【００１４】
さらに、本配光制御装置は、上述の車速センサ２，操舵角センサ３，道路曲率算出手段１０で検出又は算出された情報に基づいて自車両の進行位置を予測する車両進行位置予測手段４と、この車両進行位置予測手段４と先行車両位置算出手段１２とで算出された情報に基づいて縦方向光軸角目標値θ1 及び横方向光軸角目標値θ2 を算出する光軸角目標値算出手段５と、ヘッドライト９の光軸を動かす光軸アクチュエータ８と、ヘッドライト９の縦方向光軸角及び横方向光軸角がこの光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に等しくなるように光軸アクチュエータ８を制御する制御手段（コントローラ）７とをそなえている。
【００１５】
本配光制御装置の構成についてさらに詳述すると、車速センサ２，操舵角センサ３は自車両の進行方向を検出するためにそなえられており、まず、これらのセンサ２，３により、自車両の走行速度（車速）Ｖとハンドルの操舵角φとを検出するようになっている。検出された車速Ｖ，操舵角φはともに、道路曲率算出手段１０と車両進行位置予測手段４とに入力される。
【００１６】
道路曲率算出手段１０は、検出された車速Ｖ，操舵角φに基づき自車両が走行している走行車線の道路曲率ρを算出するようになっており、まず、（１）式に示すように車両にはたらく横加速度Ｇを算出し、この横加速度Ｇから（２）式に示すように道路曲率ρを算出するようになっている。
Ｇ＝〔φ／（ｎ×ｇ）〕×（Ｖ2 ／ｗｂ）／（１＋ａ×Ｖ2 ）・・（１）
ρ＝Ｇ／Ｖ2 ・・・・・・・・・・・・・（２）
ただし、ｎ，ｇ，ｗｂ，ａはそれぞれギヤ比，重力加速度，ホイールベース，スタビリティファクタを示す固定値である。算出された道路曲率ρは車両進行位置予測手段４に入力される。
【００１７】
車両進行位置予測手段４は、これらの車速センサ２，操舵角センサ３，道路曲率算出手段１０よりそれぞれ入力される車速Ｖ，操舵角φ，道路曲率ρに基づき所定時間ｔa 後における自車両の進行位置を予測するようになっている。つまり、現時点で自車両が符号１で示す位置にあり、この時の操舵角φを保持して走行すると、図３（ａ）に曲線ＣＬで示すような軌跡で自車両は走行する。したがって、ハンドルを操舵角φに保持したままで且つ現在の車速Ｖを維持したときに時間ｔa 後に達する自車両１の進行位置は１′で示すようになる。この１′を予測し、図３（ａ）に示すように、現時点における自車両１に対する予測時間ｔa 後における自車両１（符号１′で示す）の相対位置（相対距離Ｌa と現時点の自車両中心線に対する予測時間ｔa 後の自車両１′の偏角θa ）を算出するのである。ここでは、自車両１の先端から自車両１′の先端までの距離を距離Ｌa とし、自車両１の先端と自車両１′の先端とを結んだ直線が自車両中心線に対してなす角度を偏角θa としている。
【００１８】
なお、自車両１との距離Ｌa ，自車両中心線に対する偏角θa は車速Ｖ，操舵角φ，予測時間ｔa に基づき次のように算出される。
Ｌa ＝（２／ρ）×ｓｉｎ（θa ） ・・・・・・・・・・（３）
θa ＝ρ×Ｖ×ｔa ／２ ・・・・・・・・・・・・・（４）
ただし、（３）式，（４）式におけるρは、車速Ｖ，操舵角φに基づき（１）式及び（２）式から算出される道路曲率である。
【００１９】
ここでは、予測時間ｔa は道路曲率算出手段１０より入力される道路曲率ρに基づき設定されるようになっている。つまり、図２に示すように、カーブ度合いＲ（カーブ径，即ち、道路曲率ρの逆数）に対応して予測時間ｔa が決まるようになっており、例えば、カーブ度合いＲ1 （例えば６００）の時、予測時間ｔ1 （例えば２．０秒）となる。また、予測時間ｔa は、カーブ度合いＲが大きいほど、即ち、走行車線が直線に近いほど大きくなるようになっている。これは、直線路に近い程ドライバも余裕があると考えられるため、予測時間ｔa を大きくしてドライバの誘導度合いを大きくしようとするものである。ただし、予測時間ｔa はカーブ度合いＲが所定値Ｒ2 （例えば、３０００）以上では一定時間ｔ2 （例えば、３．０秒）に制限しているが、これは、ヘッドライト９の有効な照射距離を考慮したためである。
【００２０】
車両進行位置予測手段４は、算出した自車両１と自車両１′との距離Ｌa と偏角θa とは光軸角目標値算出手段５に入力するようになっている。
また、前述のように、本配光制御装置には、自車両に対する先行車両の相対位置を認識するために、自車両の前方の先行車両の存在を検出するためのレーダ（先行車両検出手段）１１と、レーダ１１からのレーダ情報を適宜処理して自車両に対する先行車両の相対位置、即ち、自車両と先行車両との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両の偏角θF とを算出する先行車両位置算出手段１２とをそなえている。
【００２１】
レーダ１１は車両の前面に方向を少しずつ左右に方向をずらして複数個そなえられており、各レーダ１１より指向性の高いエネルギ（例えば、レーザ，マイクロ波，超音波等）が車両前方に向かって常時所定の周期で発信及び受信されるようになっている。先行車両位置算出手段１２は、図３（ｂ）に示すように、レーダ１１におけるエネルギの発信から先行車両からの反射エネルギの受信までの時間を測定して、自車両１と先行車両２０との距離ＬF を算出するとともに、反射エネルギを受信したレーダ２１の方向に基づいて自車両中心線に対する先行車両２０の偏角θF を算出するようになっている。ここでは、自車両１の先端から先行車両２０の後端までの距離を距離ＬF とし、自車両１の先端と先行車両２０の後端とを結んだ直線が自車両中心線に対してなす偏角を偏角θF としている。
【００２２】
先行車両位置算出手段１２において算出された自車両１と先行車両２０との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両２０の偏角θF とは光軸角目標値算出手段５に入力されるようになっている。
光軸角目標値算出手段５は、車両進行位置予測手段４と、先行車両位置算出手段１２とからそれぞれ入力される自車両１の予測進行位置（距離Ｌa ，偏角θa ）と先行車両２０の相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）とに基づき、ヘッドライト９へ出力すべき縦方向光軸角目標値θ1 及び横方向光軸角目標値θ2 を算出するようになっている。
【００２３】
まず、光軸角目標値算出手段５は、車両進行位置予測手段４から時間ｔa 後における自車両１の位置、即ち、現在位置からの距離Ｌa ，偏角θa が入力されると、図３（ａ）に示すように、時間ｔa 後において自車両１が位置する場所、即ち、自車両１′を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。つまり、自車両中心線に対する偏角θa に対応して横方向光軸角目標値θ2 を設定し、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離Ｌa となるように縦方向光軸角目標値θ1 を設定するようになっている。
【００２４】
さらに、光軸角目標値算出手段５は、先行車両位置算出手段２７より先行車両の位置情報、即ち、自車両１と先行車両２０との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両２０の偏角θF が入力されると、この情報に基づいて光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なうようになっている。この補正は光軸角目標値算出手段５の機能要素である光軸角目標値補正手段５Ａによってなされ、自車両１のヘッドライト９の光が先行車両２０にグレアを発生させないように光軸角目標値θ1 ，θ2 が適宜調整されるようになっている。
【００２５】
光軸角目標値補正手段５Ａは、まず、現在の自車両１に対する自車両１′の相対位置（距離Ｌa ，偏角θa ）と、先行車両２０の相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）とを比較する。そして、距離Ｌa が距離ＬF よりも大きく、かつ、偏角θa と偏角θF との差が一定範囲ｄθF 内の場合は、図３（ｂ）に示すように、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離ＬF となるように縦方向光軸角目標値θ1 を補正するようになっている。これは、時間ｔa 後において自車両１が位置する場所、即ち、自車両１′を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定すると、ヘッドライト９の光が先行車両２０と干渉し、先行車両２０にグレアが発生してしまうためである。なお、上述の一定範囲ｄθF は、先行車両２０にグレアが発生する虞のある範囲であり、先行車両２０が自車両１に接近しているほどその範囲は大きくなるので、ここでは、例えば距離ＬF と反比例して設定されるようになっている。
【００２６】
光軸角目標値算出手段５は、このようにして設定された光軸角目標値θ1 ，θ2 をコントローラ７へ入力するようになっており、コントローラ７は、ヘッドライト９の光軸角が光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に等しくなるように光軸アクチュエータ８を制御するようになっている。
なお、光軸角目標値算出手段５とコントローラ７との間には、光軸アクチュエータ８により調整されるヘッドライト９の光軸角が急変することなく滑らかに連続するように、光軸角目標値算出情報の出力に対して平滑化処理するローパスフィルタ６が介装されている。
【００２７】
本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、上述のように構成されているので、配光制御の処理は、例えば図４に示すように行なわれる。
まず、車速センサ２，操舵センサ３によりそれぞれ車速Ｖ，操舵角φを検出する。そして、道路曲率算出手段１０により、これらの車速Ｖ，操舵角φに基づいて（１）式及び（２）式より道路曲率ρを算出し、車両進行位置予測手段４では、算出された道路曲率ρに基づいて、図２に示すようなマップから予測時間ｔa を設定する（ステップＳ１０）。
【００２８】
予測時間ｔa を設定すると、次に、車両進行位置予測手段４では、車速センサ２，操舵センサ３でそれぞれ検出された車速Ｖ，操舵角φに基づき、時間ｔa 後における自車両の相対位置、即ち、現時点における自車両１と時間ｔa 後における自車両１′との相対距離Ｌa と偏角θa とを前記の（３）式，（４）式からそれぞれ算出し、光軸角目標値算出手段５へ入力する（ステップＳ２０）。
【００２９】
光軸角目標値算出手段５では、車両進行位置予測手段４の予測に基づき、時間ｔa 後において自車両１が位置する場所、即ち、自車両１′を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定する。即ち、偏角θa に対応して横方向光軸角目標値θ2 を設定し、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離Ｌa となるように縦方向光軸角目標値θ1 を設定する（ステップＳ３０）。
【００３０】
さらに、光軸角目標値算出手段５では、自車両１′の位置に応じて設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 を、自車両１に対する先行車両２０の相対位置に応じて補正する。まず、レーダ１１により先行車両２０を検出し、先行車両位置算出手段１２により、レーダ１１からの情報に基づき先行車両２０の位置、即ち、先行車両２０と自車両１との距離ＬF と自車両中心線に対する偏角θF とを算出する。そして、光軸角目標値補正手段５Ａにより、現在の自車両１の位置に対する自車両１′の相対位置（距離Ｌa ，偏角θa ）と、先行車両２０の相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）とを比較し、距離Ｌa が距離ＬF よりも大きく、かつ、偏角θa と偏角θF との差が一定範囲ｄθF 内の場合は、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離ＬF となるように縦方向光軸角目標値θ1 を補正する。（ステップＳ４０）コントローラ７は、こうして得られた光軸角目標値θ1 ，θ2 に基づいて光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ５０）。
【００３１】
このように、本配光制御装置によれば、時間ｔa 後において自車両が位置すると予測される場所を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するので、ドライバは自車両が何処に向かって走行しているのかを容易に把握することができる。その結果、ヘッドライト９により照らされている場所が、ドライバが意図している本来の走行位置、例えば走行車線の中央からずれている場合は、ドライバは自車両が走行車線の中央からずれようとしている又はずれていることを認識することができ、ずれを修正するような操舵操作を行なうことが期待される。
【００３２】
つまり、ヘッドライト９が常に走行車線の中央を照らすようにハンドルを操作することにより、自車両も自然に走行車線中央を走行するようになるのである。換言すれば、このヘッドライト９により照らされている場所の走行車線の中央からのずれによって、走行車線の中央を走行するようドライバを誘導することができるのである。
【００３３】
また、予測時間ｔa が大きいほど、遠方の道路情報まで得られるとともに、ヘッドライト９により照らされている場所の走行車線の中央からのずれ量、即ち、誘導の度合いも大きくなる。ところが、急なカーブ等では、遠方の道路情報よりもむしろ近地点の道路情報の方が必要であり、また、誘導度合いを大きくしてもカーブ状況に応じたハンドル操作に追われて誘導度合いに応じたハンドル操作を行なう余裕は少ない。
【００３４】
このような場合、遠方が照らされていたり誘導度合いが大きかったりするとドライバに違和感を与えることになるが、本配光制御装置では、予測時間ｔa は、道路曲率ρが大きいほど、即ち、走行車線のカーブが急なほど小さくなるように設定されているので、カーブ状況に応じた道路情報が得られるとともに、誘導度合いもカーブ状況に応じて調整され、これによりドライバの違和感を減少することができるという利点がある。逆に、ドライバの余裕度の高い直線では遠方の道路情報まで得ることができるとともに、誘導度合いも大きくなるので、より正確に走行車線の中央を走行することができる。
【００３５】
さらに、走行車線中央を走行する場合のみならず、ドライバが走行車線に関係なく自由に走行しようと意図している場合においても、ヘッドライト９は時間ｔa 後における予測場所を照らしているので、ドライバは自車両の進行方向の道路状況を的確に把握することができるという利点もある。
また、自車両の前方に先行車両が存在する場合、光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定によっては、先行車両にグレアを発生させる虞があるが、本配光制御装置では、レーダ１１によって先行車両を検出し、先行車両位置算出手段１２によって先行車両の自車両に対する相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）を算出し、この相対位置に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するようになっているので、先行車両のグレア発生を防止することができるという利点もある。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態においては、予測時間ｔa を道路曲率ρに応じた変数としているが、道路曲率ρに関わらず常に固定値とすることはもちろん可能であり、さらに、ドライバが任意の予測時間ｔa を選択できるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、照射距離Ｌa が一定となるように予測時間ｔa を設定するようにしてもよく、このとき、先行車両に対するグレア発生防止のための光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正制御は省略してもよい。
予測時間ｔa を道路曲率ρに応じた変数とする場合、本実施形態においては、道路曲率ρを自車両の車速Ｖとハンドル操舵角φとに基づいて算出しているが、より正確な道路曲率ρを得る場合には、車両前方の道路画像情報を得るためのカメラと、得られた画像情報を処理するための画像情報処理手段とをそなえ、カメラが撮影した道路画像情報から道路白線情報を抽出し、抽出した道路白線情報に基づいて道路中心線を推定し、推定した道路中心線から道路曲率ρを算出するようにしてもよい。
【００３８】
また、運転状態検出手段としては、本実施形態では、車速センサ２と操舵角センサ３とをそなえているが、さらに、加速度センサ，操舵角速度サンセをそなえて、より正確に時間ｔa 後における車両位置を予測するようにしてもよい。つまり、加速度センサ，操舵角速度センサでそれぞれ検出される加速度α，操舵角速度ωにより、時間ｔ後における車速Ｖ(t) 〔Ｖ(t) ＝Ｖ＋α×ｔ〕，操舵角φ(t) 〔φ(t) ＝φ＋ω×ｔ〕を予測し、この予測された車速Ｖ(t) ，操舵角φ(t) より時間ｔ後における横加速度Ｇ(t) ，道路曲率ρ(t) を算出し、これらの車速Ｖ(t) ，操舵角φ(t) ，横加速度Ｇ(t) ，道路曲率ρ(t) に基づき、時間ｔa 後における車両位置、即ち、距離Ｌa と偏角θa を予測するのである。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）によれば、所定時間後において自車両が位置すると予測される場所を照らすようにヘッドライトの縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を設定するので、ドライバにヘッドライトの光を介して自車両が何処に向かって走行しているのかを容易に把握させて、走行車線に沿って誘導することができる。つまり、ヘッドライトにより照らされている場所が、ドライバが意図している本来の走行位置、例えば走行車線中央からずれている場合は、ドライバは自車両が走行車線中央からずれようとしている又はずれていることを認識することができ、ドライバがずれを修正するような操舵操作、即ち、ヘッドライトが常に走行車線中央を照らすような操舵操作をすることにより、自車両も自然に走行車線中央を走行するようになることが期待できる。
また、カーブ状況に応じた道路情報が得られて、誘導度合がカーブ状況に応じて調整されるため、ドライバの違和感を減少させることができる。また、ドライバの余裕度の高い直線道路では、遠方の道路情報が得られて、誘導度合が大きくなるため、より正確に走行車線の中央を走行することができる。
また、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項２）によれば、先行車両のグレア発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置にかかる予測時間の設定マップの一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置にかかる光軸角目標値の算出について説明するための説明図であり、（ａ）はヘッドライトの照射範囲内に先行車両が存在しない場合を示す図であり、（ｂ）はヘッドライトの照射範囲内に先行車両が存在する場合を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
２ 車速センサ
３ 操舵角センサ
４ 車両進行位置予測手段
５ 光軸角目標値算出手段
５Ａ 光軸角目標値補正手段
６ ローパスフィルタ
７ コントローラ（制御手段）
８ 光軸アクチュエータ
９ ヘッドライト
１０ 道路曲率算出手段
１１ レーダ
１２ 先行車両位置算出手段
３０ 運転状態検出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ヘッドライトの光軸角を制御することで配光制御を行なう装置に関し、特にドライバの操舵操作に応じて光軸を変化させる、自動車用ヘッドライトの配光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用ヘッドライトはハイビームとロービームとの切替が可能に構成されており、このハイビーム／ロービームの切替によりドライバは道路状況に応じてヘッドライトの光軸角を選択できるようになっている。
ところが、このハイビーム／ロービームの切替は、縦方向の光軸角の切替のみを行なうものであり、横方向の光軸角については変化させることはなく、ヘッドライトの光軸は常に車両中心線方向に固定されている。このため、カーブ路等のように、車両が目指す前方道路方向と車両中心線とがずれる場合は、車両の進行しようとする前方の道路面を有効に照らすことができない。また、縦方向の光軸角についても、ハイビーム／ロービームの２段階の調整しか行なうことができず、状況に応じてより細かな光軸角の調整が望まれる。一方、光軸角の調整が細かくできるようになる程、手動による操作は煩わしく、また有効に利用することが難しい。
【０００３】
そこで、このような要望や課題に対応するため、従来より、自動車用ヘッドライトの配光制御に関する様々な提案がなされている。特に、横方向の配光制御を行なう技術としては、特開平６−２０６４９１号公報（第１従来技術）において、カーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御する技術が開示されている。この技術では、角速度センサと車速センサとを用いて車両の旋回時の回転角速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じてヘッドライトの横方向の光軸角を変化させるものである。
【０００４】
また、特開平７−２３２５８９号公報（第２従来技術）に開示されている技術は、同様にカーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御するものであるが、この技術では、加速度センサと車速センサとを用いて車両の横方向の加速度と車速とを検出し、これらの検出値に基づいて算出されるカーブ半径に応じて横方向の光軸角を変化させるようになっている。
【０００５】
また、特開平８−１９２６７４号公報（第３従来技術）や特開平７−３２９３５号公報（第４従来技術）には、ナビゲーション情報，舵角情報，方向指示器情報等に基づいて、ドライバが進もうとする道路上を照射できるように、ヘッドライトの横方向光軸角を制御する技術が開示されている。
また、縦方向の配光制御を行なうものとしては、特開平１−２７８８４８号公報（第５従来技術）に開示された装置がある。この装置では、先行車までの距離に応じて光軸の縦方向角度を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の第１，第２従来技術ようなカーブに対応してヘッドライトの横方向の光軸角を制御する配光制御装置では、ヘッドライトの光軸角はカーブ半径（又は曲率）に応じて制御されるため、カーブ路でも常に走行車線に沿って照らすことができ、また、第３，第４従来技術では、分岐路においてもドライバが走行しようとしている道路（車線）に沿って照らすことができるという利点がある。
【０００７】
しかしながら、このようにカーブ路や分岐路においても、ドライバが確認したい道路上を照射すると、ドライバに錯覚を与える虞がある。
つまり、横方向の光軸角制御を行なわず車両の正面のみを照らす従来のヘッドライトの場合、ヘッドライトの照射方向を自車両の現在向いている方向として確認することができるのに対して、横方向の光軸角制御を行なう場合は、ヘッドライトの照射方向を自車両が目指す方向として認識することができる。
【０００８】
ところが、ドライバはヘッドライトの照射している地点（特に、車幅方向位置）を、自車両が現在の走行状態（例えば舵角）を維持していれば到達する地点（車幅方向位置）のように誤認してしまう虞がある。
例えば、ヘッドライトは目指す走行車線の中央を照らしているが、車両は走行車線の中央からずれて走行しているということもあり、特に、周囲の状況が見えない夜間では、ヘッドライトが走行車線中央を照らしていると、ドライバは自車両も現在走行車線の中央を走行しているような錯覚を覚える虞が高い。
【０００９】
つまり、上述の従来の配光制御装置では、カーブ路や分岐路においても常に走行車線中央を照らすことができるものの、ヘッドライトの光軸角を道路幅方向のどの位置に向けるかまでは制御していないので、車両が走行車線中央からずれている場合に、これを認識できるようにヘッドライトを照射することまではできないという課題がある。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、ドライバに自車両の走行車線中央からのずれを認識させ、走行車線に沿って走行するように誘導することができるようにした、自動車用ヘッドライトの配光制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）では、運転状態検出手段により自車両の車速及び操舵角を検出し、検出された車速及び操舵角に基づいて走行車線の道路曲率を算出すると共に、該車速，該操舵角及び該道路曲率から車両進行位置予測手段により所定時間後における自車両の進行位置を予測する。ここで、車両進行位置予測手段において、道路曲率が大きくなるほど所定時間が小さくなるように設定される。光軸角目標値算出手段は車両進行位置予測手段で予測された自車両の進行位置に基づいて縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を算出し、制御手段は光軸アクチュエータを介してヘッドライトの縦方向光軸角及び横方向光軸角がこの算出された縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値に等しくなるよう調整する。
【００１２】
これにより、ドライバは、カーブ状況に応じた道路情報を得て（例えば、ドライバの余裕度の高い直線道路では、遠方の道路情報を得て）、ヘッドライトの照射を介して所定時間後における自車両の進行位置を認識し、走行車線に沿って走行するよう誘導される。
さらに、該自車両の前方の先行車両の存在を検出する先行車両検出手段を有し、該光軸角目標値算出手段は、予測される所定時間後の自車両の、現在の自車両に対する第１相対位置と、該先行車両検出手段による該先行車両の、現在の自車両に対する第２相対位置とを比較し、第１相対位置における第１距離が第２相対位置における第２距離よりも大きく、第１相対位置における第１偏角と第２相対位置における第２偏角との差が一定範囲内のとき、ヘッドライトの照射距離が該第２距離となるように、該縦方向光軸角目標値を補正することが好ましい（請求項２）。
これにより、ヘッドライトの照射偏角が保たれたまま、照射距離が補正される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図４は本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置を示すものである。
まず、本配光制御装置の全体の構成について説明すると、図１に示すように、本配光制御装置は、運転状態検出手段３０としての車速センサ２と操舵角センサ３とをそなえ、また、これらのセンサ２，３の検出情報を基に走行車線の道路曲率を算出する道路曲率算出手段１０をそなえている。そして、さらに、先行車両を検出するレーダ１１と、このレーダ１１の検出情報に基づいて先行車両の自車両に対する相対位置を算出する先行車両位置算出手段１２とをそなえている。
【００１４】
さらに、本配光制御装置は、上述の車速センサ２，操舵角センサ３，道路曲率算出手段１０で検出又は算出された情報に基づいて自車両の進行位置を予測する車両進行位置予測手段４と、この車両進行位置予測手段４と先行車両位置算出手段１２とで算出された情報に基づいて縦方向光軸角目標値θ1 及び横方向光軸角目標値θ2 を算出する光軸角目標値算出手段５と、ヘッドライト９の光軸を動かす光軸アクチュエータ８と、ヘッドライト９の縦方向光軸角及び横方向光軸角がこの光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に等しくなるように光軸アクチュエータ８を制御する制御手段（コントローラ）７とをそなえている。
【００１５】
本配光制御装置の構成についてさらに詳述すると、車速センサ２，操舵角センサ３は自車両の進行方向を検出するためにそなえられており、まず、これらのセンサ２，３により、自車両の走行速度（車速）Ｖとハンドルの操舵角φとを検出するようになっている。検出された車速Ｖ，操舵角φはともに、道路曲率算出手段１０と車両進行位置予測手段４とに入力される。
【００１６】
道路曲率算出手段１０は、検出された車速Ｖ，操舵角φに基づき自車両が走行している走行車線の道路曲率ρを算出するようになっており、まず、（１）式に示すように車両にはたらく横加速度Ｇを算出し、この横加速度Ｇから（２）式に示すように道路曲率ρを算出するようになっている。
Ｇ＝〔φ／（ｎ×ｇ）〕×（Ｖ2 ／ｗｂ）／（１＋ａ×Ｖ2 ）・・（１）
ρ＝Ｇ／Ｖ2 ・・・・・・・・・・・・・（２）
ただし、ｎ，ｇ，ｗｂ，ａはそれぞれギヤ比，重力加速度，ホイールベース，スタビリティファクタを示す固定値である。算出された道路曲率ρは車両進行位置予測手段４に入力される。
【００１７】
車両進行位置予測手段４は、これらの車速センサ２，操舵角センサ３，道路曲率算出手段１０よりそれぞれ入力される車速Ｖ，操舵角φ，道路曲率ρに基づき所定時間ｔa 後における自車両の進行位置を予測するようになっている。つまり、現時点で自車両が符号１で示す位置にあり、この時の操舵角φを保持して走行すると、図３（ａ）に曲線ＣＬで示すような軌跡で自車両は走行する。したがって、ハンドルを操舵角φに保持したままで且つ現在の車速Ｖを維持したときに時間ｔa 後に達する自車両１の進行位置は１′で示すようになる。この１′を予測し、図３（ａ）に示すように、現時点における自車両１に対する予測時間ｔa 後における自車両１（符号１′で示す）の相対位置（相対距離Ｌa と現時点の自車両中心線に対する予測時間ｔa 後の自車両１′の偏角θa ）を算出するのである。ここでは、自車両１の先端から自車両１′の先端までの距離を距離Ｌa とし、自車両１の先端と自車両１′の先端とを結んだ直線が自車両中心線に対してなす角度を偏角θa としている。
【００１８】
なお、自車両１との距離Ｌa ，自車両中心線に対する偏角θa は車速Ｖ，操舵角φ，予測時間ｔa に基づき次のように算出される。
Ｌa ＝（２／ρ）×ｓｉｎ（θa ） ・・・・・・・・・・（３）
θa ＝ρ×Ｖ×ｔa ／２ ・・・・・・・・・・・・・（４）
ただし、（３）式，（４）式におけるρは、車速Ｖ，操舵角φに基づき（１）式及び（２）式から算出される道路曲率である。
【００１９】
ここでは、予測時間ｔa は道路曲率算出手段１０より入力される道路曲率ρに基づき設定されるようになっている。つまり、図２に示すように、カーブ度合いＲ（カーブ径，即ち、道路曲率ρの逆数）に対応して予測時間ｔa が決まるようになっており、例えば、カーブ度合いＲ1 （例えば６００）の時、予測時間ｔ1 （例えば２．０秒）となる。また、予測時間ｔa は、カーブ度合いＲが大きいほど、即ち、走行車線が直線に近いほど大きくなるようになっている。これは、直線路に近い程ドライバも余裕があると考えられるため、予測時間ｔa を大きくしてドライバの誘導度合いを大きくしようとするものである。ただし、予測時間ｔa はカーブ度合いＲが所定値Ｒ2 （例えば、３０００）以上では一定時間ｔ2 （例えば、３．０秒）に制限しているが、これは、ヘッドライト９の有効な照射距離を考慮したためである。
【００２０】
車両進行位置予測手段４は、算出した自車両１と自車両１′との距離Ｌa と偏角θa とは光軸角目標値算出手段５に入力するようになっている。
また、前述のように、本配光制御装置には、自車両に対する先行車両の相対位置を認識するために、自車両の前方の先行車両の存在を検出するためのレーダ（先行車両検出手段）１１と、レーダ１１からのレーダ情報を適宜処理して自車両に対する先行車両の相対位置、即ち、自車両と先行車両との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両の偏角θF とを算出する先行車両位置算出手段１２とをそなえている。
【００２１】
レーダ１１は車両の前面に方向を少しずつ左右に方向をずらして複数個そなえられており、各レーダ１１より指向性の高いエネルギ（例えば、レーザ，マイクロ波，超音波等）が車両前方に向かって常時所定の周期で発信及び受信されるようになっている。先行車両位置算出手段１２は、図３（ｂ）に示すように、レーダ１１におけるエネルギの発信から先行車両からの反射エネルギの受信までの時間を測定して、自車両１と先行車両２０との距離ＬF を算出するとともに、反射エネルギを受信したレーダ２１の方向に基づいて自車両中心線に対する先行車両２０の偏角θF を算出するようになっている。ここでは、自車両１の先端から先行車両２０の後端までの距離を距離ＬF とし、自車両１の先端と先行車両２０の後端とを結んだ直線が自車両中心線に対してなす偏角を偏角θF としている。
【００２２】
先行車両位置算出手段１２において算出された自車両１と先行車両２０との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両２０の偏角θF とは光軸角目標値算出手段５に入力されるようになっている。
光軸角目標値算出手段５は、車両進行位置予測手段４と、先行車両位置算出手段１２とからそれぞれ入力される自車両１の予測進行位置（距離Ｌa ，偏角θa ）と先行車両２０の相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）とに基づき、ヘッドライト９へ出力すべき縦方向光軸角目標値θ1 及び横方向光軸角目標値θ2 を算出するようになっている。
【００２３】
まず、光軸角目標値算出手段５は、車両進行位置予測手段４から時間ｔa 後における自車両１の位置、即ち、現在位置からの距離Ｌa ，偏角θa が入力されると、図３（ａ）に示すように、時間ｔa 後において自車両１が位置する場所、即ち、自車両１′を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するようになっている。つまり、自車両中心線に対する偏角θa に対応して横方向光軸角目標値θ2 を設定し、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離Ｌa となるように縦方向光軸角目標値θ1 を設定するようになっている。
【００２４】
さらに、光軸角目標値算出手段５は、先行車両位置算出手段２７より先行車両の位置情報、即ち、自車両１と先行車両２０との距離ＬF と自車両中心線に対する先行車両２０の偏角θF が入力されると、この情報に基づいて光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正を行なうようになっている。この補正は光軸角目標値算出手段５の機能要素である光軸角目標値補正手段５Ａによってなされ、自車両１のヘッドライト９の光が先行車両２０にグレアを発生させないように光軸角目標値θ1 ，θ2 が適宜調整されるようになっている。
【００２５】
光軸角目標値補正手段５Ａは、まず、現在の自車両１に対する自車両１′の相対位置（距離Ｌa ，偏角θa ）と、先行車両２０の相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）とを比較する。そして、距離Ｌa が距離ＬF よりも大きく、かつ、偏角θa と偏角θF との差が一定範囲ｄθF 内の場合は、図３（ｂ）に示すように、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離ＬF となるように縦方向光軸角目標値θ1 を補正するようになっている。これは、時間ｔa 後において自車両１が位置する場所、即ち、自車両１′を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定すると、ヘッドライト９の光が先行車両２０と干渉し、先行車両２０にグレアが発生してしまうためである。なお、上述の一定範囲ｄθF は、先行車両２０にグレアが発生する虞のある範囲であり、先行車両２０が自車両１に接近しているほどその範囲は大きくなるので、ここでは、例えば距離ＬF と反比例して設定されるようになっている。
【００２６】
光軸角目標値算出手段５は、このようにして設定された光軸角目標値θ1 ，θ2 をコントローラ７へ入力するようになっており、コントローラ７は、ヘッドライト９の光軸角が光軸角目標値算出手段５で算出された光軸角目標値θ1 ，θ2 に等しくなるように光軸アクチュエータ８を制御するようになっている。
なお、光軸角目標値算出手段５とコントローラ７との間には、光軸アクチュエータ８により調整されるヘッドライト９の光軸角が急変することなく滑らかに連続するように、光軸角目標値算出情報の出力に対して平滑化処理するローパスフィルタ６が介装されている。
【００２７】
本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置は、上述のように構成されているので、配光制御の処理は、例えば図４に示すように行なわれる。
まず、車速センサ２，操舵センサ３によりそれぞれ車速Ｖ，操舵角φを検出する。そして、道路曲率算出手段１０により、これらの車速Ｖ，操舵角φに基づいて（１）式及び（２）式より道路曲率ρを算出し、車両進行位置予測手段４では、算出された道路曲率ρに基づいて、図２に示すようなマップから予測時間ｔa を設定する（ステップＳ１０）。
【００２８】
予測時間ｔa を設定すると、次に、車両進行位置予測手段４では、車速センサ２，操舵センサ３でそれぞれ検出された車速Ｖ，操舵角φに基づき、時間ｔa 後における自車両の相対位置、即ち、現時点における自車両１と時間ｔa 後における自車両１′との相対距離Ｌa と偏角θa とを前記の（３）式，（４）式からそれぞれ算出し、光軸角目標値算出手段５へ入力する（ステップＳ２０）。
【００２９】
光軸角目標値算出手段５では、車両進行位置予測手段４の予測に基づき、時間ｔa 後において自車両１が位置する場所、即ち、自車両１′を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定する。即ち、偏角θa に対応して横方向光軸角目標値θ2 を設定し、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離Ｌa となるように縦方向光軸角目標値θ1 を設定する（ステップＳ３０）。
【００３０】
さらに、光軸角目標値算出手段５では、自車両１′の位置に応じて設定した光軸角目標値θ1 ，θ2 を、自車両１に対する先行車両２０の相対位置に応じて補正する。まず、レーダ１１により先行車両２０を検出し、先行車両位置算出手段１２により、レーダ１１からの情報に基づき先行車両２０の位置、即ち、先行車両２０と自車両１との距離ＬF と自車両中心線に対する偏角θF とを算出する。そして、光軸角目標値補正手段５Ａにより、現在の自車両１の位置に対する自車両１′の相対位置（距離Ｌa ，偏角θa ）と、先行車両２０の相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）とを比較し、距離Ｌa が距離ＬF よりも大きく、かつ、偏角θa と偏角θF との差が一定範囲ｄθF 内の場合は、ヘッドライト９の照射距離Ｌが距離ＬF となるように縦方向光軸角目標値θ1 を補正する。（ステップＳ４０）コントローラ７は、こうして得られた光軸角目標値θ1 ，θ2 に基づいて光軸アクチュエータ８を作動させる（ステップＳ５０）。
【００３１】
このように、本配光制御装置によれば、時間ｔa 後において自車両が位置すると予測される場所を照らすように光軸角目標値θ1 ，θ2 を設定するので、ドライバは自車両が何処に向かって走行しているのかを容易に把握することができる。その結果、ヘッドライト９により照らされている場所が、ドライバが意図している本来の走行位置、例えば走行車線の中央からずれている場合は、ドライバは自車両が走行車線の中央からずれようとしている又はずれていることを認識することができ、ずれを修正するような操舵操作を行なうことが期待される。
【００３２】
つまり、ヘッドライト９が常に走行車線の中央を照らすようにハンドルを操作することにより、自車両も自然に走行車線中央を走行するようになるのである。換言すれば、このヘッドライト９により照らされている場所の走行車線の中央からのずれによって、走行車線の中央を走行するようドライバを誘導することができるのである。
【００３３】
また、予測時間ｔa が大きいほど、遠方の道路情報まで得られるとともに、ヘッドライト９により照らされている場所の走行車線の中央からのずれ量、即ち、誘導の度合いも大きくなる。ところが、急なカーブ等では、遠方の道路情報よりもむしろ近地点の道路情報の方が必要であり、また、誘導度合いを大きくしてもカーブ状況に応じたハンドル操作に追われて誘導度合いに応じたハンドル操作を行なう余裕は少ない。
【００３４】
このような場合、遠方が照らされていたり誘導度合いが大きかったりするとドライバに違和感を与えることになるが、本配光制御装置では、予測時間ｔa は、道路曲率ρが大きいほど、即ち、走行車線のカーブが急なほど小さくなるように設定されているので、カーブ状況に応じた道路情報が得られるとともに、誘導度合いもカーブ状況に応じて調整され、これによりドライバの違和感を減少することができるという利点がある。逆に、ドライバの余裕度の高い直線では遠方の道路情報まで得ることができるとともに、誘導度合いも大きくなるので、より正確に走行車線の中央を走行することができる。
【００３５】
さらに、走行車線中央を走行する場合のみならず、ドライバが走行車線に関係なく自由に走行しようと意図している場合においても、ヘッドライト９は時間ｔa 後における予測場所を照らしているので、ドライバは自車両の進行方向の道路状況を的確に把握することができるという利点もある。
また、自車両の前方に先行車両が存在する場合、光軸角目標値θ1 ，θ2 の設定によっては、先行車両にグレアを発生させる虞があるが、本配光制御装置では、レーダ１１によって先行車両を検出し、先行車両位置算出手段１２によって先行車両の自車両に対する相対位置（距離ＬF ，偏角θF ）を算出し、この相対位置に応じて光軸角目標値θ1 ，θ2 を補正するようになっているので、先行車両のグレア発生を防止することができるという利点もある。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態においては、予測時間ｔa を道路曲率ρに応じた変数としているが、道路曲率ρに関わらず常に固定値とすることはもちろん可能であり、さらに、ドライバが任意の予測時間ｔa を選択できるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、照射距離Ｌa が一定となるように予測時間ｔa を設定するようにしてもよく、このとき、先行車両に対するグレア発生防止のための光軸角目標値θ1 ，θ2 の補正制御は省略してもよい。
予測時間ｔa を道路曲率ρに応じた変数とする場合、本実施形態においては、道路曲率ρを自車両の車速Ｖとハンドル操舵角φとに基づいて算出しているが、より正確な道路曲率ρを得る場合には、車両前方の道路画像情報を得るためのカメラと、得られた画像情報を処理するための画像情報処理手段とをそなえ、カメラが撮影した道路画像情報から道路白線情報を抽出し、抽出した道路白線情報に基づいて道路中心線を推定し、推定した道路中心線から道路曲率ρを算出するようにしてもよい。
【００３８】
また、運転状態検出手段としては、本実施形態では、車速センサ２と操舵角センサ３とをそなえているが、さらに、加速度センサ，操舵角速度サンセをそなえて、より正確に時間ｔa 後における車両位置を予測するようにしてもよい。つまり、加速度センサ，操舵角速度センサでそれぞれ検出される加速度α，操舵角速度ωにより、時間ｔ後における車速Ｖ(t) 〔Ｖ(t) ＝Ｖ＋α×ｔ〕，操舵角φ(t) 〔φ(t) ＝φ＋ω×ｔ〕を予測し、この予測された車速Ｖ(t) ，操舵角φ(t) より時間ｔ後における横加速度Ｇ(t) ，道路曲率ρ(t) を算出し、これらの車速Ｖ(t) ，操舵角φ(t) ，横加速度Ｇ(t) ，道路曲率ρ(t) に基づき、時間ｔa 後における車両位置、即ち、距離Ｌa と偏角θa を予測するのである。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項１）によれば、所定時間後において自車両が位置すると予測される場所を照らすようにヘッドライトの縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を設定するので、ドライバにヘッドライトの光を介して自車両が何処に向かって走行しているのかを容易に把握させて、走行車線に沿って誘導することができる。つまり、ヘッドライトにより照らされている場所が、ドライバが意図している本来の走行位置、例えば走行車線中央からずれている場合は、ドライバは自車両が走行車線中央からずれようとしている又はずれていることを認識することができ、ドライバがずれを修正するような操舵操作、即ち、ヘッドライトが常に走行車線中央を照らすような操舵操作をすることにより、自車両も自然に走行車線中央を走行するようになることが期待できる。
また、カーブ状況に応じた道路情報が得られて、誘導度合がカーブ状況に応じて調整されるため、ドライバの違和感を減少させることができる。また、ドライバの余裕度の高い直線道路では、遠方の道路情報が得られて、誘導度合が大きくなるため、より正確に走行車線の中央を走行することができる。
また、本発明の自動車用ヘッドライトの配光制御装置（請求項２）によれば、先行車両のグレア発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置にかかる予測時間の設定マップの一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置にかかる光軸角目標値の算出について説明するための説明図であり、（ａ）はヘッドライトの照射範囲内に先行車両が存在しない場合を示す図であり、（ｂ）はヘッドライトの照射範囲内に先行車両が存在する場合を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としての自動車用ヘッドライトの配光制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
２ 車速センサ
３ 操舵角センサ
４ 車両進行位置予測手段
５ 光軸角目標値算出手段
５Ａ 光軸角目標値補正手段
６ ローパスフィルタ
７ コントローラ（制御手段）
８ 光軸アクチュエータ
９ ヘッドライト
１０ 道路曲率算出手段
１１ レーダ
１２ 先行車両位置算出手段
３０ 運転状態検出手段
Claims (2)
- ヘッドライトの縦方向光軸角及び横方向光軸角を光軸アクチュエータを介して調整可能な自動車用ヘッドライトの配光制御装置であって、
自車両の車速及び操舵角を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段で検出された該車速及び操舵角に基づいて走行車線の道路曲率を算出すると共に、該車速，該操舵角及び該道路曲率から所定時間後における該自車両の進行位置を予測する車両進行位置予測手段と、
該車両進行位置予測手段で予測された該自車両の進行位置に基づいて縦方向光軸角目標値及び横方向光軸角目標値を算出する光軸角目標値算出手段と、
該ヘッドライトの該縦方向光軸角及び該横方向光軸角が該光軸角目標値算出手段で算出された該縦方向光軸角目標値及び該横方向光軸角目標値と等しくなるように該光軸アクチュエータを制御する制御手段とをそなえ、
該車両進行位置予測手段は、該道路曲率が大きくなるほど該所定時間が小さくなるように設定する
ことを特徴とする、自動車用ヘッドライトの配光制御装置。 - 該自車両の前方の先行車両の存在を検出する先行車両検出手段を有し、
該光軸角目標値算出手段は、予測される所定時間後の自車両の、現在の自車両に対する第１相対位置と、該先行車両検出手段による該先行車両の、現在の自車両に対する第２相対位置とを比較し、第１相対位置における第１距離が第２相対位置における第２距離よりも大きく、第１相対位置における第１偏角と第２相対位置における第２偏角との差が一定範囲内のとき、ヘッドライトの照射距離が該第２距離となるように、該縦方向光軸角目標値を補正する
ことを特徴とする、請求項１記載の自動車用ヘッドライトの配光制御装置。
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