JPH08238979A

JPH08238979A - 光軸自動調整装置

Info

Publication number: JPH08238979A
Application number: JP7445995A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Saito; 友子斎藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】前照灯の光軸を精度高くしかも安価な装置で
調整する。【構成】自車両の前照灯１９から照射されている路面
の路面輝度パターンの変化により、自車両の姿勢を検出
する検出センサ１１が設けられている。制御回路では検
出センサからの信号を受けて前照灯の光軸角度を制御す
る値を求め、前照灯のランプの照射方向を変化させる。
自車両近傍の輝度の高い領域での路面輝度パターンを検
出するので、精度高く検出でき、安価にしかも適確に前
照灯の照射方向を調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の荷重条件、加減
速などの車両の挙動、走行路の状態などにより車体が傾
斜したときに、その傾斜に応じて前照灯の光軸を補正す
る光軸自動調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば夜間にすれ違いビーム
で走行している際に、走行路が悪路や坂道等になると、
自車前照灯の光軸が上下方向に変化するため、運転者に
とって安定した視界が得られないという問題があり、ま
た、対向車に不快な眩惑を与えてしまうということがあ
った。そこで、運転中の前照灯の光軸を自動的に調整す
ることによって、上記問題を解決することが望まれる。
このための従来の光軸自動調整装置としては、例えば特
開昭５６−８７２７号公報、特開平２−１８２５４９号
公報、特開昭６０−６００４７号公報等に開示されてい
るようなものがある。

【０００３】特開昭５６−８７２７号公報に開示された
従来例は、図１３に示すように、超音波発生器５０１で
発生させた超音波をソナー（超音波センサ）５０２、５
０３で走行道路に向けて発信するようになっている。各
ソナー５０２、５０３により検知した反射信号を反射信
号処理装置５０４に送る。反射信号処理装置５０４は両
ソナー５０２、５０３からの信号の位相差を求めて電圧
Ｕ2 として比較器５０５へ送る。比較器５０５はその電
圧Ｕ2 と位置検出装置５０９から出力されるプロジェク
タ５０６の位置の関数である電圧Ｕ1 とを比較し、その
偏差電圧Ｕ3 を操縦装置５０７へ送って、モータ５０８
を介してプロジェクタ５０６を制御する。このように、
本従来例は、車両前後にソナー５０２、５０３を取付け
て路面と車体との距離を検出し、その検出結果から車両
の傾斜角を算出し、算出結果に応じて光軸を制御するよ
うにしている。

【０００４】また、特開平２−１８２５４９号公報に開
示された従来例は、図１４に示すように、２輪車の車体
の左右両側に超音波センサ５１１、５１２を配置して、
上述の特開昭５６−８７２７号公報に開示された従来例
同様の処理を行い、ヘッドランプ５１３の回転角を制御
するものである。さらに特開昭６０−６００４７号公報
等に開示された従来例は、同様に車両前後に取付けられ
た２つの水準器からの出力により、車両の傾斜を検出し
ている。またその他にも、画像処理により自車の配光パ
ターンをカメラによる映像から算出することも提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光軸自動調整装置にあっては、超音波センサ
や水準器で微小な車両傾斜を検出するために、車両前後
に超音波センサや水準器を取付ける必要があり、また検
出精度そのものを高くする必要があるため、装置全体が
高価になってしまうという問題があった。同様に、画像
処理による場合にも、装置全体が高価になってしまう。

【０００６】また、図１５に示すように、前照灯により
照射されたときの、自車位置から計測した路面輝度は、
前照灯から照射されて路面に届く光束量が距離の２乗に
反比例するため、自車位置からの前方距離が遠くなれば
なるほど低くなる。そのため、路面輝度を検出する範囲
が遠方になると、自車前照灯による路面輝度の検出精度
が悪くなる。また同時に、街路灯や対向車による外乱光
および白線等の路面上にある反射率の異なる物体など、
多くの要因によっても検出精度が変化してしまう。した
がって、遠方の路面輝度を検出するのは困難であり、路
面輝度によって光軸角度を精度高く制御することは極め
て困難であった。本発明は、従来のこのような問題点に
着目してなされたものであり、精度が高く、しかも安価
な光軸自動調整装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため請求項１の本発
明は、自車両の前照灯により照射されている自車両近傍
の路面輝度パターンを検出する路面輝度検出手段と、路
面輝度パターンの変化を基に車両姿勢を検出する姿勢検
出手段と、姿勢検出手段からの信号に基づいて前照灯の
制御値を算出する制御手段と、制御手段からの信号に基
づいて前照灯の照射方向を変化させる駆動手段とを有す
るものとした。上記路面輝度検出手段の路面輝度パター
ンを検出する路面の範囲は、前照灯により照射されてい
る部位と照射されていない部位との境界位置を含む領域
に設定されるのが好ましく、また複数の光電素子を備え
ることができる。

【０００８】また、請求項４に記載の発明は、自車両近
傍の前方路面における前照灯により照射されている部位
と照射されていない部位との境界位置と自車両との距離
を計測する距離計測手段と、上記距離の変化を基に車両
姿勢を検出する姿勢検出手段と、姿勢検出手段からの信
号に基づいて前照灯の制御値を算出する制御手段と、制
御手段からの信号に基づいて前照灯の照射方向を変化さ
せる駆動手段とを有するものとした。上記の距離計測手
段は、境界位置の検出を自車両近傍の前方路面における
路面輝度の変化を基に行うものとするのが好ましく、ま
た、複数の光電素子を備えるか、あるいは、オートフォ
ーカス式の測距センサを備えるのが望ましい。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、路面輝度検出手段で
検出した路面輝度パターンの変化を基に、姿勢検出手段
が車両姿勢を検出する。制御手段がこの姿勢検出手段か
らの信号に基づいて前照灯の制御値を算出して、駆動手
段により前照灯の照射方向を変化させる。路面輝度検出
手段が輝度の高い自車両近傍の路面を検出範囲とするの
で路面輝度検出が精度良くできる。また、検出する路面
の範囲を、前照灯により照射されている部位と照射され
ていない部位との境界位置を含む領域に設定することに
より、車両の姿勢による輝度パターンの変化が確実に検
出できる。

【００１０】請求項４記載のものでは、距離計測手段が
境界位置と自車両との距離を計測し、この距離の変化に
基づいて姿勢検出手段が車両の姿勢変化を検出する。制
御手段がこの姿勢検出手段からの信号に基づいて前照灯
の制御値を算出して、駆動手段により前照灯の照射方向
を変化させる。距離計測手段が自車両近傍で輝度の高い
照射されている部位と照射されていない部位との境界を
計測対象とするので、精度良く距離変化が検出できる。
距離計測手段がオートフォーカス式の測距センサを備え
ることにより、一層正確な距離計測ができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例の構成を示すブ
ロック図である。自車両の前照灯により照射されている
路面の路面輝度パターンの変化から自車両の傾斜角度を
検出する検出センサ１１が設けられ、この検出センサ１
１からの信号を受けて、制御回路１２が前照灯の光軸角
度を制御する値を演算するようになっている。制御回路
１２はさらに、前照灯の第１ランプ１５および第２ラン
プ１６を駆動する駆動手段として、並列に設けられた第
１駆動装置１３および第２駆動装置１４のいずれを選択
するかを判断する。選択された第１駆動装置１３あるい
は第２駆動装置１４は、制御回路１２からの信号に応じ
て光軸を変化させるように第１、第２ランプ１５、１６
を駆動制御する。

【００１２】図２は、制御回路１２に接続された検出セ
ンサ１１の外観を示す。検出センサ１１は、複数の光電
素子１８がライン状に配列して構成された検出センサ１
７からなっている。各光電素子１８はそれぞれ路面の前
後方向の輝度を検出して、制御回路１２に検出信号を送
る。図３は、検出センサ１７による路面輝度の検出範囲
を示す。検出センサ１７は車両前面の前照灯１９の上
部に設置されている。検出センサ１７は、路面２０上の
前照灯１９によって照射されている部位（Ａ）と照射さ
れていない部位（Ｂ）の境界位置２１を含んだ車両近傍
領域を検出範囲（Ｃ）として、この検出範囲（Ｃ）内の
路面輝度を検出する。

【００１３】以上の構成における作用をつぎに説明す
る。図４は、車両が路面２０の凹凸部等を走行したこと
により、前照灯１９の光軸２２が変化したときの状態を
示し、図４の（ａ）は車両水平状態時の、（ｂ）は数度
前上がりに傾斜したときの光軸２２のそれぞれの照射状
況である。図５は、車両姿勢が図４の（ａ）から（ｂ）
へすなわち水平から上向きに変化したときの、路面輝度
パターンの変化を傾斜角度１度毎に示したものである。
これによれば、車両の傾斜にしたがって、路面輝度が全
体に低くなるとともに、前照灯１９による照射範囲の境
界位置２１から路面輝度がピーク値ｓを示す点までの傾
斜が変化しているのがわかる。本実施例では、この輝度
パターンの変化に着目し、制御回路１２が輝度パターン
の変化に応じて前照灯１９の傾斜角を検出する。

【００１４】なお、図５において、距離に対して輝度が
急激に変化している部分があるが、これは、前照灯のリ
フレクタの焦点にバルブが配置されても、焦点位置の一
点のみにあるわけではなく、焦点位置からずれたところ
にも存在することになるため、計算通りの光路を進まず
に制御しきれない光となり、その光が下方向に照射され
光溜まりが発生するためである。さらに、その光がバン
パーに遮られるように配置されている場合には、バンパ
ーで遮断された部分（影）と照射された部分との差がさ
らに明確になる。

【００１５】図６は制御回路１２における制御動作の流
れを示すフローチャートである。まずステップ１０１に
おいて、現在選択されている前照灯１９のビーム信号、
すなわち、走行ビーム信号あるいはすれ違いビーム信号
が入力される。ステップ１０２では、入力されたビーム
信号により現在選択されている前照灯１９のビームの種
別がチェックされる。すれ違いビームであればステップ
１０３へ進み、走行ビームであればステップ１２０へ進
む。ステップ１０３では、検出センサ１７で検出した路
面輝度パターンＬｎ（図５参照）を入力する。続いてス
テップ１０４でＦＬＡＧの確認を行ない、ＦＬＡＧ＝１
のときには、既に光軸制御が行なわれた状態としてステ
ップ１０５へ進み、ＦＬＡＧ≠１のときには、光軸制御
が行なわれていないものと判断してステップ１０７に進
む。

【００１６】ステップ１０５では、前回の路面輝度パタ
ーンＬｏを入力する。そして、ステップ１０６では、例
えば水平時の輝度パターン等予め設定されている路面輝
度パターンＬＢと前回の路面検出輝度パターンＬｏと現
在の検出路面輝度パターンＬｎとを比較して、現在の路
面輝度パターンＬｎに対する姿勢変化量としての制御角
θｎを算出してステップ１０８へ進む。一方、ステップ
１０７では、制御されていない状態なので、予め設定さ
れている路面輝度パターンＬＢを基にして制御角θｎを
算出する。

【００１７】ステップ１０８では、算出された制御角θ
ｎと最小制御角θｍｉｎとの比較を行なう。そして、制
御角θｎが最小制御角θｍｉｎ以下のときには、制御信
号は出力せずステップ１０１へ戻り、制御角θｎが最小
制御角θｍｉｎより大きいときには、ステップ１０９に
進む。上記の最小制御角θｍｉｎは、ランプ１５、１６
の角度を駆動制御する最小角度であって、例えば１度と
する。

【００１８】ステップ１０９では、ＦＬＡＧ＝１として
ステップ１１０へ進み、ステップ１１０において、現行
の制御量をθＴ＝θＴ＋θｎとする。続いてステップ１
１１において、制御角をθＭ＝θＴとする。このあとス
テップ１１２において、第１駆動装置１３あるいは第２
駆動装置へ出力して第１、第２ランプ１５、１６の角度
を制御し、前照灯１９の照射方向を変化させる。

【００１９】また、ステップ１０２のチェックで走行ビ
ームと判断された後のステップ１２０では、制御ＦＬＡ
Ｇのチェックが行なわれ、ＦＬＡＧ＝１のときには、既
に光軸制御を行なった状態としてステップ１２１へ進
み、ＦＬＡＧ≠１のときには、光軸制御が行なわれてい
ないものとして、ステップ１０１へ戻る。ステップ１２
１ではＦＬＡＧ＝０としたうえ、ステップ１２２におい
て、現在の制御量をリセットするために、制御角をθＭ
＝θＴとしたまま、ステップ１１２へ進む。これにより
ステップ１１２では、θＭを制御角として出力し光軸を
ニュートラルの状態に戻す。上記のステップ１０３が発
明の路面輝度検出手段を構成し、また、ステップ１０５
〜１０７が姿勢検出手段を、ステップ１０８〜１１１、
および１２２が制御手段をそれぞれ構成している。

【００２０】本実施例は以上のように構成され、自車両
の前照灯により照射されている自車両近傍の路面輝度パ
ターンを検出し、該輝度パターンの変化を基として車両
姿勢を検出するから、路面の輝度が高く、路面輝度パタ
ーンの検出を精度高く検出することにより、安価でかつ
精度高く車両姿勢を検出することができ前照灯の照射方
向を適確に自動調整することができる。

【００２１】図７には、本発明の第２の実施例を示す。
前実施例における検出センサ１１のかわりに測距センサ
３１が設けられ、その出力が制御回路３２に入力されて
いる。本実施例では、図８に示すように、自車両の前方
の路面２０上の前照灯１９により光が照射されている部
位Ａと照射されていない部位Ｂとの境界位置２１を検出
し、該境界位置と自車との距離を求め、その距離の変化
により車両姿勢を検出する。ここでは、境界位置２１は
路面２０の前照灯により照射される領域の車両に近い側
の端縁にあたり、いわゆる照射開始点である

【００２２】図９は、車両姿勢が水平時の自車前照灯１
９により車両前方の路面２０が照射されているときの、
路面２０の輝度パターンの１例を示す。路面輝度は境界
位置２１において前照灯に照射された領域が急激に高く
なっている。したがって、輝度パターンによって境界位
置２１を検出することができる。

【００２３】図１０はさらに、車両の姿勢変化による光
軸２２の上向き変化に伴い、前照灯１９により照射され
る路面２０の上記境界位置２１と車両（前照灯１９）と
の距離Ｅが変化する様子を、上昇角度１度毎に示す。車
両姿勢が上向きになるにしたがって、路面２０と前照灯
１９との距離Ｅが大きくなっている。なお、図１０に
は、水平時の境界位置２１が車両前方０．５ｍと１．０
ｍとの２つの場合における計測結果が示されている。

【００２４】本実施例では上述した境界位置２１と車両
（前照灯１９）との距離を検出する手段として、図１１
に示すオートフォーカス（ＡＦ）式の測距センサ３１を
用いている。この測距センサは、第１レンズ４１と第２
レンズ４２の２つのレンズと、第１フォトセンサアレイ
４３と第２フォトセンサアレイ４４の２つのフォトセン
サアレイを備えている。

【００２５】被写体４５中の点Ｐの第１被写体像４６中
の点をＰ１、第２被写体像４７中の点をＰ２とし、Ｐ１
と第１レンズ４１の光軸Ｌ１との距離をＸ１、Ｐ２と第
２レンズ４２の光軸Ｌ２との距離をＸ２とする。また、
第１レンズ４１と第２レンズ４２のレンズ中心をＯ１、
Ｏ２、各レンズ中心を結ぶ線と点Ｐから降ろした垂線と
の交点をＱ、第１被写体像と第２被写体像の各光軸上の
点をＱ１、Ｑ２とすると、次のような関係式が成立す
る。 ΔＰＯ１Ｑ∞ΔＯ１Ｐ１Ｑ１ ΔＰＯ２Ｑ∞ΔＯ２Ｐ２Ｑ２

【００２６】したがって、被写体４５までの距離ａは次
式で与えられる。ａ＝Ｂ×Ｆｅ／（Ｘ１＋Ｘ２）ただし、Ｂ、Ｆｅは定数である。これより、第１被写体
像４６と第２被写体像４７を検出すれば、距離ａを求め
ることができる。ここでは上記の境界位置２１が被写体
４５とされ、点Ｐを両レンズの光軸間の中点の正面位置
としてある。その他の構成は前実施例と同様である。

【００２７】図１２は制御回路３２における制御動作の
流れを示すフローチャートである。まずステップ２０１
において、現在選択されている前照灯１９のビーム信
号、すなわち、走行ビーム信号あるいはすれ違いビーム
信号が入力される。ステップ２０２では、入力されたビ
ーム信号により現在選択されている前照灯１９のビーム
の種別がチェックされる。すれ違いビームであればステ
ップ２０３へ進み、走行ビームであればステップ２２０
へ進む。

【００２８】ステップ２０３では、測距センサ３１で検
出された前照灯による照射開始点である境界位置２１と
前照灯１９との距離Ｅｍを入力する。ステップ２０４で
はＦＬＡＧのチェックを行ない、ＦＬＡＧ＝１のときに
は、既に光軸制御が行なわれた状態としてステップ２０
５へ進み、ＦＬＡＧ≠１のときには、光軸制御が行なわ
れていないものと判断して、ステップ２０７へ進む。

【００２９】ステップ２０５では前回の検出距離Ｅｏを
入力する。そして、ステップ２０６では、例えば水平時
における境界位置２１と前照灯１９との距離等予め設定
されている距離ＥＢと前回の検出距離Ｅｏと現在の距離
Ｅｎを比較して、制御角θｎを算出してステップ２０８
へ進む。ステップ２０７では、制御されていない状態な
ので、予め設定されている距離ＥＢにより制御角θｎを
算出する。

【００３０】ステップ２０８では、算出された制御角θ
ｎと最小制御角θｍｉｎとの比較を行ない、制御角θｎ
が最小制御角θｍｉｎ以下のときには、制御信号は出力
せずステップ２０１へ戻り、大きいときにはステップ２
０９に進む。このステップ２０８以降ステップ２１２ま
で、およびステップ２２０〜２２２は前実施例の図６に
おけるステップ１０８〜１１２、ステップ１２０〜１２
２と同じである。この実施例では、上記ステップ２０３
が発明の距離計測手段を構成している。

【００３１】以上のように構成された本実施例において
は、路面輝度の高い車両近傍の照射領域の境界位置と前
照灯との距離を計測し該距離の変化を基として車両姿勢
を検知するから、前実施例と同様に、路面輝度パターン
の検出を精度高く検出することができ、安価でかつ精度
高く車両姿勢を検出して前照灯の照射方向を適確に自動
調整することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明は、自車
両の前照灯により照射されている自車両近傍の路面輝度
パターンを検出し、該輝度パターンの変化を基として車
両姿勢を検知するようにしたので、路面の輝度が高いた
め路面輝度パターンの検出を精度高く検出でき、安価で
かつ精度高く車両姿勢に応じて前照灯の照射方向を調整
することができる。また、自車両近傍の路面輝度パター
ンから前照灯により照射されている部位と照射されてい
ない部位の境界位置を検出して該境界位置と自車両との
距離の変化を基として車両姿勢を検知することにより、
同様に精度高く距離変化を検出でき、安価でかつ精度高
く車両姿勢に応じて前照灯の照射方向を調整することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】検出センサの外観を示す斜視図である。

【図３】路面輝度の検出範囲を示す説明図である。

【図４】車両姿勢の変化による光軸の変化を示す図であ
る。

【図５】光軸の変化に伴う路面輝度パターンの変化を示
す図である。

【図６】制御動作の流れを示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図８】第２の実施例における計測位置を示す説明図で
ある。

【図９】境界位置での輝度の変化を示す図である。

【図１０】前照灯の光軸の変化に伴う境界位置の変化を
示す図である。

【図１１】測距センサの原理を示す説明図である。

【図１２】第２の実施例における制御動作の流れを示す
フローチャートである。

【図１３】従来例を示す図である。

【図１４】他の従来例を示す図である。

【図１５】前照灯により照射されたときの、自車位置か
ら計測した路面輝度の変化を示す図である。

【符号の説明】

１１検出センサ１２制御回路１３駆動装置１４駆動装置１５第１ランプ１６第２ランプ１８光電素子１９前照灯２０路面２１境界位置２２光軸３１測距センサ４１第１レンズ４２第２レンズ４３第１フォトセンサアレイ４４第２フォトセンサアレイ４５被写体４６第１被写体像４７第２被写体像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両の前照灯により照射されている自
車両近傍の路面輝度パターンを検出する路面輝度検出手
段と、前記路面輝度パターンの変化を基に車両姿勢を検
出する姿勢検出手段と、該姿勢検出手段からの信号に基
づいて前照灯の制御値を算出する制御手段と、該制御手
段からの信号に基づいて前照灯の照射方向を変化させる
駆動手段とを有することを特徴とする光軸自動調整装
置。
【請求項２】前記路面輝度検出手段の前記路面輝度パ
ターンを検出する路面の範囲が、前照灯により照射され
ている部位と照射されていない部位との境界位置を含む
領域に設定されていることを特徴とする請求項１記載の
光軸自動調整装置。
【請求項３】前記路面輝度検出手段が複数の光電素子
を備える検出センサを有することを特徴とする請求項１
または２記載の光軸自動調整装置。
【請求項４】自車両近傍の前方路面における前照灯に
より照射されている部位と照射されていない部位との境
界位置と自車両との距離を計測する距離計測手段と、前
記距離の変化を基に車両姿勢を検出する姿勢検出手段
と、該姿勢検出手段からの信号に基づいて前照灯の制御
値を算出する制御手段と、該制御手段からの信号に基づ
いて前照灯の照射方向を変化させる駆動手段とを有する
ことを特徴とする光軸自動調整装置。
【請求項５】前記距離計測手段は、前記境界位置の検
出を自車両近傍の前方路面における路面輝度の変化を基
に行うものであることを特徴とする請求項４記載の光軸
自動調整装置。
【請求項６】前記距離計測手段がオートフォーカス式
の測距センサを備えることを特徴とする請求項４または
５記載の光軸自動調整装置。