車両用前照灯装置およびその制御方法
【課題】前走車に与えるグレアを低減しつつ視認性を向上する技術を提供する。
【解決手段】車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。前照灯ユニットは、ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にすることが可能に構成されており、制御手段は、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定し、存在領域の全部が一部の領域に含まれる場合には、当該一部の領域を非照射状態にするよう前照灯ユニットを制御し、存在領域の少なくとも一部が、非照射状態にすることが可能な一部の領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前照灯ユニットを制御する。
【解決手段】車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。前照灯ユニットは、ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にすることが可能に構成されており、制御手段は、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定し、存在領域の全部が一部の領域に含まれる場合には、当該一部の領域を非照射状態にするよう前照灯ユニットを制御し、存在領域の少なくとも一部が、非照射状態にすることが可能な一部の領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前照灯ユニットを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに用いられる車両用前照灯装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置は、一般にロービームとハイビームとを切り替えることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較して運転者の視認性を向上させるが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、ハイビーム領域における配光を変化させる技術が提案されている。特許文献１には、複数のハイビーム照射エリアのいずれかに照射禁止対象が存在している場合に、複数のハイビームユニットのうち照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットを消灯する車両用ヘッドランプが開示されている。
【０００４】
また、ハイビームが選択されている自車両が前方を走行する先行車の運転者に与えるグレアの程度は距離に応じて変化する。そこで、特許文献２や特許文献３には、先行車の位置に応じてカットラインを移動させたりランプの明るさを制御したりすることでグレアを抑制するとされる前照灯装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００８−３７２４０号公報
【特許文献２】特開２０００−２３３６８４号公報
【特許文献３】特開平７−１０１２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の技術はグレアの低減という観点からなされており、視認性の向上という観点からは更なる改善が望まれる。
【０００６】
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、前走車に与えるグレアを低減しつつ視認性を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。前照灯ユニットは、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを形成するとともに、ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にすることが可能に構成されており、制御手段は、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定し、存在領域の全部が、非照射状態にすることが可能な一部の領域に含まれる場合には、当該一部の領域を非照射状態にするよう前照灯ユニットを制御し、存在領域の少なくとも一部が一部の領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前照灯ユニットを制御する。
【０００８】
この態様によると、前走車の存在領域の全部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域に含まれる場合には、その一部の領域を非照射状態にすることで前走車に与えるグレアを低減しつつ、その一部以外の領域についてはハイビーム配光パターンによる照射を維持して遠方視認性の向上を図ることができる。また、前走車の存在領域の少なくとも一部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域以外の領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンの形成を停止して、前走車に与えるグレアを確実に防止することができる。また、例えば、前走車が存在してもハイビーム配光パターンが届かない上下方向の位置であれば、ハイビーム配光パターンが前走車に与えるグレアの影響を考慮する必要がない。そこで、この態様によると、制御手段は、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定するため、ハイビーム配光パターンによるグレアの影響が少ない上下方向の位置に前走車が存在する場合にはハイビーム配光パターンによる照射を維持することができ、結果的により多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【０００９】
制御手段は、水平線より下方に位置している前走車を含めずに存在領域を決定してもよい。水平線より下方に位置している前走車の場合、ハイビーム配光パターンの形成の有無にかかわらずロービーム配光パターンにより照射されている。そこで、水平線より下方に位置している前走車を含めずに存在領域を決定することで、前走車がハイビーム配光パターンの照射範囲に含まれている状況であってもハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００１０】
本発明の別の態様は、車両用前照灯装置の制御方法である。この方法は、自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる一部の領域と存在領域とを比較するステップと、ハイビーム配光パターンのうち一部の領域以外の領域と存在領域とに重複がある場合、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含む。存在領域を定めるステップは、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置しない前走車を含めずに存在領域を決定する。
【００１１】
この態様によると、前走車の存在領域の少なくとも一部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域以外の領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンの形成を停止して、前走車に与えるグレアを確実に防止することができる。また、例えば、前走車が存在してもハイビーム配光パターンが届かない上下方向の位置であれば、ハイビーム配光パターンが前走車に与えるグレアの影響を考慮する必要がない。この態様によると、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定するため、ハイビーム配光パターンによるグレアの影響が少ない上下方向の位置に前走車が存在する場合にはハイビーム配光パターンによる照射を維持することができ、結果的により多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前走車に与えるグレアを低減しつつ視認性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。本実施の形態に係る車両１０は、車両用前照灯装置１２と、後述するランプモードを切り替えるためにステアリングホイール１４近傍に設けられたランプモード切替えスイッチ１６と、車両が備える不図示のセンサが検出した情報や運転者によるランプモード切替えスイッチ１６の切替え操作の情報を処理して車両用前照灯装置１２に送信する車両制御部１８と、を備える。
【００１５】
車両用前照灯装置１２は、一対の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌと、各前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌによる光の照射、すなわち配光パターンの形状や位置をそれぞれ制御する前照灯制御部２２とを備える。前照灯制御部２２は、車両制御部１８から送信された信号に基づいて自車両より前方を走行する前走車との距離や位置に応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌを制御する。なお、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、ランプモード切替えスイッチ１６によるランプモードの切替えが行われると、選択されたランプモードに応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌによる光の照射を制御する。
【００１６】
ここで、ランプモード切替えスイッチ１６により選択可能なランプモードとしては、「走行モード（ハイビームモード）」、「すれ違いモード（ロービームモード）」、「自動調整モード（遮光ハイビームモード）」が設定されている。なお、自動調整モードとは、前走車との距離や位置に応じて配光パターンが調整されるモードである。なお、詳細は後述するが、遮光ハイビームモードとは、ハイビーム配光パターンの一部の領域を適宜非照射状態にすることで、自車両より前方に存在する前走車に与えるグレアの低減と遠方での視認性の向上の両立を図ることが可能な遮光ハイビームを形成するモードである。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る前照灯装置の概略構成を示すブロック図である。左右一対の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは、前照灯制御部（ＥＣＵ）２２に接続されている。前照灯制御部２２は、車両制御部１８を介してランプモード切替えスイッチ１６が接続されており、ランプモード切替えスイッチ１６から送信された信号に基づいて、選択された各ランプモードに応じたハイビームとロービームと遮光ハイビームとの切替え制御を行う。
【００１８】
また、図１には示していないが、車両１０の前部には、自車両より前方領域に存在する前走車の位置や、前走車から自車両までの距離を検出する前走車検出手段２４が設けられている。ここで、前走車には、自車両より前方を同方向に走行する先行車と自車両と反対方向に走行する対向車とが含まれる。前照灯制御部２２は、前走車検出手段２４の検出出力に基づいて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌにより形成する配光パターンを制御する。前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは、内部構造が左右対称であるほかは互いに同じ構成であり、右側のランプハウジング２６Ｒ内にロービーム用灯具ユニット２８Ｒおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒが、左側のランプハウジング２６Ｌ内にロービーム用灯具ユニット２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｌがそれぞれ配置されている。
【００１９】
次に、車両用前照灯装置が備える前照灯ユニットについて説明する。上述の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは左右対称の構造をしている以外は同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット２０Ｒを例として説明し、左側の前照灯ユニット２０Ｌの説明は省略する。
【００２０】
図３は、前照灯ユニットのうちハイビーム用灯具ユニット近傍の概略構成を示す断面図である。図４（ａ）は、ロービーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図、図４（ｂ）は、ハイビーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図である。なお、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌは、従来のユニットをそのまま適用することができるので、ここでは構成の説明を省略するが、点灯されたときには、図４（ａ）に示すように、自車の前方の直前領域を照明するすれ違いビーム（ロービーム）配光パターンＬＢＰによる照明を行う。
【００２１】
次に、前照灯ユニット２０Ｒにおけるハイビーム用灯具ユニット３０Ｒの構成について説明する。なお、左側のハイビーム用灯具ユニット３０Ｌは右側のハイビーム用灯具ユニット３０Ｒと構成が同じであるため説明を省略する。ランプハウジング２６Ｒは、前面を開口した容器状のランプボディ３２と、ランプボディ３２の前面開口部に取り付けられた前面レンズ３４とで構成されている。ハイビーム用灯具ユニット３０Ｒは、ランプハウジング２６Ｒの内部に設けられており、図３に示すように回転放物面（パラボラ）が形成されたリフレクタ３６と、リフレクタ３６の焦点位置に配置された光源Ｈ１と、光源Ｈ１よりも若干車両前側に配置された光源Ｈ２と、を有する。
【００２２】
本実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット３０Ｒでは、２つのフィラメントを一体に内蔵したいわゆるＨ４バルブ３８が用いられており、Ｈ４バルブ３８の後側のＲフィラメント４０が光源Ｈ１としての機能を、前側のＦフィラメント４２が光源Ｈ２としての機能を果たす。Ｆフィラメント４２の上方のＨ４バルブ３８表面にはインナーシェード４４が設けられている。
【００２３】
前照灯ユニット２０Ｒでは、Ｒフィラメント４０、すなわちリフレクタ３６の焦点位置にある光源Ｈ１が点灯すると、リフレクタ３６で反射された光がランプ光軸Ｌｘにほぼ平行な光束として出射される。そして、図４（ｂ）に示すように、自車の左右方向中央部かつ水平方向の車両正面中央部の領域である第１照射領域ＳＡ１を照射する配光パターンＨＢＰ１が形成される。また、Ｆフィラメント４２、すなわちリフレクタ３６の焦点よりも前方に位置する光源Ｈ２が点灯すると、上方に向けて出射された光はインナーシェード４４で遮光されるため、下方に向けて出射された光のみがリフレクタ３６で反射されて前方を照射する。そのため、図４（ｂ）に示すように、第１照射領域ＳＡ１よりも左右方向の両側で水平方向の上部の半円環状をした第２照射領域ＳＡ２を照射する配光パターンＨＢＰ２が形成される。そして、これらの配光パターンＨＢＰ１と配光パターンＨＢＰ２が重畳されてハイビーム配光パターンＨＢＰが形成される。
【００２４】
次に、前走車検出手段２４について詳述する。前走車検出手段２４は、図２に示すように、ＣＣＤやＭＯＳ等の固体撮像素子を用いた撮像カメラ４６と、画像認識装置４８とを備える。画像認識装置４８は、撮像カメラ４６で撮影した画像を信号処理して画像解析を行い、撮像範囲内における先行車や対向車等の自車の前方に存在する前走車を認識し、認識した前走車の位置や前走車と自車との距離（車間距離）を検出する。そして、前走車の情報に基づいた検出信号が前照灯制御部２２に出力されると、前照灯制御部２２は、検出信号に基づいて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌの点灯状態、すなわち、ハイビーム配光パターンやロービーム配光パターンによる照射を切り替える。なお、前走車検出手段２４は、ミリ波レーダやＧＰＳ装置等のほかの手段であってもよく、前走車が存在する位置の情報を取得できるものであればよい。
【００２５】
前照灯制御部２２は、ランプモード切替えスイッチ１６によりスイッチがオンされた場合に前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌに電力を供給し点灯させる。このとき、ランプモード切替えスイッチ１６の切替え状態によりロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌの点灯・消灯が制御される。すなわち、ランプモード切替スイッチ１６がロービームモードに切り替えられているときには、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌのみが点灯され、ロービーム配光パターンによる前方照射が行われる。また、ランプモード切替スイッチ１６がハイビームモードに切り替えられているときには、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌが同時に点灯され、ハイビーム配光パターンによる前方照射が行われる。
【００２６】
また、ランプモード切替スイッチ１６が遮光ハイビームモードに切り替えられているときには、前走車検出手段２４からの検出信号に基づいて、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌの点灯・消灯により、前走車の位置が所定の条件の場合には後述する遮光ハイビームによる前方照射が行われる。さらに、前照灯制御部２２は、特にハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌの点灯・消灯を制御する際に、光源Ｈ１および光源Ｈ２にそれぞれ電力を供給するとき及び電力を遮断するときの点灯及び消灯のタイミングを独立して制御することが可能なように構成されている。また、電力の供給及び停止を所定の時間をかけて行うことが可能とされており、これにより光源Ｈ１と光源Ｈ２の明るさを徐々に明るくしたり、あるいは暗くしたりすることが可能とされている。
【００２７】
（遮光ハイビームモード）
次に、遮光ハイビームモードについて簡単に説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、ハイビーム配光パターンを例示した図である。通常、運転者は、道路状況、前走車の有無や前走車までの距離等を勘案しながらハイビームを適宜使い分けて自車両前方の視認性を確保している。しかしながら、ハイビームは、中心光度が高いため、自車両よりかなり遠方に存在する前走車の運転者に対してもグレアを与えてしまう。そのため、ロービームが照射できる数十メートル先の領域よりもかなり遠方に前走車が存在していても、ハイビームを用いることができず、ハイビームの使用頻度が低かった。
【００２８】
最も単純で一般的なハイビーム配光パターンは、図５（ａ）に示すように、楕円状の配光パターンである。このようなハイビーム配光パターンは、左右方向が長い楕円形状を有しており、車両前方の視認性確保のため、Ｈ線上方（Ｈｉビーム領域）にヘッドランプの光を照射している。そのため、前走車が存在している場合の使用頻度は決して高くはなかった。
【００２９】
そこで、このような問題を解決するために、ハイビーム配光パターンに工夫を加え、遠方の視界確保と前走車へ与えるグレアの低減との両立を可能にする遮光ハイビームを考案した。遮光ハイビームは、図５（ａ）に示すハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にする光である。例えば、前述の車両用前照灯装置１２のハイビーム用灯具ユニット３０において光源Ｈ１を消灯することで図４（ｂ）に示す第１照射領域ＳＡ１が非照射状態（遮光部）となる遮光ハイビームが形成される。この際のハイビーム配光パターンは、図５（ｂ）に示すようなドーナツ形状配光パターンとなる。その他にも、図５（ｃ）に示すように、ハイビーム配光パターンのハイビーム領域の中央部を非照射状態（遮光部）とする凹状配光パターンや、図５（ｄ）に示すように、ハイビーム領域の片側を非照射状態（遮光部）とする片側配光パターン等が遮光ハイビームによって形成されうる。
【００３０】
このように遮光ハイビームを形成できる前照灯ユニットであれば、前走車の存在により従来であればロービームで走行しなければならない状況であっても、前走車がハイビーム配光パターンの非照射領域（遮光部）内に存在する間は、遮光ハイビームにより走行が可能である。そのため、遮光ハイビームを用いた走行では、少なくとも、ロービームを用いた走行よりも広範囲に前方が照射されるため、前走車に与えるグレアが抑制されつつ遠方の視認性向上（路上、路肩、歩道等の歩行者や落下物の早期発見）が図られる。
【００３１】
このような遮光ハイビームを積極的に使用するためには、ハイビーム配光パターンにおける遮光可能な領域に前走車が存在するか否かの判定や、遮光部の形成を的確に行うことが望まれる。以下では、遮光ハイビームの制御について詳述する。
【００３２】
（前走車の位置）
遮光ハイビームの制御に当たっては前走車検出手段２４で検出した情報から前走車の位置を数値化する必要がある。そこで、はじめに前走車の位置の数値化について説明する。図６（ａ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した斜視図である。図６（ｂ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した側面図である。
【００３３】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、前走車の位置Ｐは、自車との距離ｒ、自車正面光軸方向に対する左右方向を示す左右方向角α、自車正面光軸方向に対する上下方向を示す上下方向角β、の３つの値で特定される。左右方向角αは、自車正面のＹ軸（スクリーン上はＶ−Ｖ線）を中心に自車線側（左）をマイナス、対向車線側（右）をプラスとする。上下方向角βは、自車正面のＸ軸（スクリーン上はＨ−Ｈ線）を中心に上方向をプラス、下方向をマイナスとする。なお、このような極座標系以外に、位置Ｐを（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の直交座標系で表現する方法もあるが、本実施の形態では取扱いの容易さから極座標系（ｒ，α，β）を用いて位置Ｐを表現する。
【００３４】
自車から見た場合、厳密には前走車は点ではなくある程度の広がりを持つ面となるが、遮光ハイビームは、自車と前走車との距離が２０ｍ〜１０００ｍ程度の範囲で機能することから、前走車の位置Ｐを点として極座標で表現し、面積に相当する値を左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍという補正値を用いて表現する。なお、左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍの詳細については後述する。また、前走車には自動車だけでなく、二輪車や自転車等が含まれていてもよい。
【００３５】
（前走車の計測領域）
次に、前走車検出手段２４により前走車の位置Ｐを測定する範囲について説明する。図７（ａ）は、前走車に対する左右方向の計測領域を模式的に示した斜視図である。図７（ｂ）は、前走車に対する上下方向の計測領域を模式的に示した側面図である。
【００３６】
図７（ａ）に示すように、前走車の左右（水平）方向の計測範囲αＲＯＩとすると、αＲＯＩ＝αＲＯＩＲ−αＲＯＩＬとなる。ここで、αＲＯＩＲは、自車正面方向よりも右側の検出角度であり、αＲＯＩＬは、自車正面方向よりも左側の検出角度である。同様に、前走車の上下（垂直）方向の計測範囲βＲＯＩとすると、βＲＯＩ＝βＲＯＩＵ−βＲＯＩＤとなる。ここで、βＲＯＩＵは、自車正面方向よりも上側の検出角度であり、βＲＯＩＤは、自車正面方向よりも下側の検出角度である。本実施の形態では、αＲＯＩ、βＲＯＩで囲まれる空間的な領域を「計測領域」とし、（αＲＯＩ、βＲＯＩ）で表現する。
【００３７】
計測領域（αＲＯＩ、βＲＯＩ）は、前照灯ユニット２０におけるハイビーム用灯具ユニット３０や前走車検出手段２４の性能を考慮して設定される。本実施の形態に係る車両用前照灯装置１２は、前走車検出手段２４による検出結果に基づき計測領域に前走車がいないと判定した場合、遮光ハイビームではなく通常のハイビームで前方を照射するよう制御する。これにより、前方の視認性をより向上することができる。
【００３８】
次に、上述のように計測領域を設ける理由およびその効果について説明する。ハイビームで照射することが可能な領域には限りがあり、ハイビーム用灯具ユニットの光源がハロゲンバルブかキセノンバルブか等、灯具ユニットによるハイビームの性能差で照射領域が変化する。そのため、ハイビームによる照射性能に応じて計測すべき領域を設定することで、ハイビームによりグレアの影響を受けない前走車を測定から除外することができる。また、例え前走車検出手段２４により検出された前走車であっても、計測領域外であれば以後の演算処理から除外することができるため、車両制御部１８や前照灯制御部２２における演算負荷が軽減される。
【００３９】
なお、ハイビーム用灯具ユニットの光軸がスイブル可能な構成の場合、スイブル後の光軸方向を自車正面方向として前走車の位置Ｐが表現される。この際、計測領域もスイブル角θだけ移動する。また、本実施の形態では、光軸方向を自車正面方向とすることで、スイブル機能の有無にかかわらず前走車の位置Ｐが共通に表現されるため、遮光ハイビームの制御における演算が簡略化される。
【００４０】
（存在領域の決定）
次に、存在領域の決定方法について説明する。ここで、存在領域（存在範囲）とは、前走車の位置に基づいて仮想的に算出される領域である。図８は、上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および存在範囲との関係を模式的に示した図である。
【００４１】
本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、前走車検出手段２４が検出した情報に基づいて自車の前方に設定されている計測領域内に存在する各前走車の位置Ｐｎを算出し、各位置Ｐｎを内包する存在範囲αＥＸ，βＥＸに基づき存在領域として決定する。ここで、存在範囲αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬであり、右側存在角αＥＸＲは、自車から見て最も右側の前走車の位置Ｐｎに対応する角度、左側存在角αＥＸＬは、自車から見て最も左側の前走車の位置Ｐ１に対応する角度として定義される。なお、αＥＸＲの値はプラス、αＥＸＬの値はマイナスである。
【００４２】
前照灯制御部２２は、決定された存在領域の全部が、例えば、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すような遮光部や、図４（ｂ）に示すような第１照射領域ＳＡ１に含まれると判定した場合には、遮光部や第１照射領域ＳＡを非照射状態にするよう前照灯ユニット２０を制御する。これにより、前走車に与えるグレアを低減しつつ、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すような遮光部や図４（ｂ）に示す第１照射領域ＳＡ１以外のハイビーム領域についてはハイビーム配光パターンによる照射を維持して遠方視認性の向上を図ることができる。
【００４３】
一方、前照灯制御部２２は、決定された存在領域の少なくとも一部が遮光部や第１照射領域ＳＡ１以外のハイビーム配光パターンの領域（例えば、図４（ｂ）に示す第２照射領域ＳＡ２）に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。これにより、前走車に与えるグレアを確実に防止することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、決定された存在領域の全部が前述の遮光部に含まれる場合であっても、第１の閾値（例えば前走車が先行車の場合は２０ｍ）と比較して自車両との距離が近い前走車が存在するときは、強制的にハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。前走車の存在領域の全部がハイビーム配光パターンのうち遮光部等に含まれる場合、理想的には、遮光部を非照射状態にすることでハイビーム配光パターン自体が形成された状態で走行は可能である。しかしながら、前走車が接近している状況では時間あたりの前走車の位置の変化量が大きくなるため、ハイビーム配光パターンの遮光部を非照射状態にする制御が追従できなくなることも考えられる。そこで、第１の閾値と比較して自車両との距離が近い前走車が存在するときは、前照灯制御部２２は、強制的にハイビーム配光パターンが形成されないようにし、ロービーム配光パターンのみによる照射が行われるように、前照灯ユニット２０を制御する。これにより、接近した前走車へ与えるグレアをより確実に防止することができる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、第２の閾値（例えば前走車が先行車の場合は２００〜５００ｍの間の値）と比較して自車両との距離が遠い車は前走車とみなさないようにしている。つまり、前照灯制御部２２は、第２の閾値よりも遠い前走車の情報を取得しても、その前走車の位置を存在領域の決定の際の演算では用いないようにしている。その理由は、自車両との距離が十分に遠い車は、仮に存在領域に含まれていても自車両が形成した配光パターンから受けるグレアの程度は小さくなる。そのため、距離が十分に遠い車が存在する領域が遮光部に含まれてしまうと、ハイビーム配光パターンを形成した走行ができなくなり、前方視認性の向上という観点からは好ましくない。そこで、第２の閾値と比較して自車両との距離が遠い車を前走車とみなさないことで、より多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００４６】
また、前照灯制御部２２は、前走車が対向車の場合、対向車との距離が前述の第１の閾値（前走車が先行車の場合）より大きい第３の閾値と比較して自車に近いときには、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。存在領域に含まれる前走車が自車両と反対方向に走行する対向車の場合、自車両と同方向に走行する先行車と比較して、接近している状況での時間あたりの位置の変化量が大きくなり、ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にする制御の追従がより困難になる。そこで、前走車が対向車の場合、対向車の距離を前述の第１の閾値より大きい第３の閾値と比較してハイビーム配光パターンの形成が制御されることで、対向車が近付く、より早い段階からハイビーム配光パターンの形成が停止され、対向車へ与えるグレアをより確実に防止することができる。
【００４７】
また、前照灯制御部２２は、前走車が対向車の場合、前述の第２の閾値（前走車が先行車の場合）より大きい第４の閾値と比較して自車両との距離が遠い車は前走車とみなさない。ここで、第２の閾値は、前走車が先行車の場合の値として２００〜５００ｍの間で選択され、第４の閾値は、前走車が対向車の場合の値として３００〜１０００ｍの間で選択されている。自車両との距離が十分に遠い対向車は、仮に存在領域に含まれていても自車両が形成した配光パターンから受けるグレアの程度は小さくなる。そのため、距離が十分に遠い対向車が存在する領域が遮光部に含まれてしまうと、ハイビーム配光パターンを形成した走行ができなくなり、前方視認性の向上という観点からは好ましくない。しかしながら、前走車が対向車の場合、先行車と比較してハイビーム配光パターンから受けるグレアの影響は大きくなる。そこで、前述の第２の閾値より大きい第４の閾値と比較して自車両との距離が遠い対向車を前走車とみなさないことで、対向車に与えるグレアを低減しつつより多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００４８】
なお、前照灯制御部２２は、前走車が先行車の場合に第１の閾値および第３の閾値を、前走車が対向車の場合に第２の閾値および第４の閾値を用いることで、より精度の高い遮光ハイビームの制御が可能となる。この場合、上述した各閾値の関係は第１の閾値＜第２の閾値、第３の閾値＜第４の閾値、第２の閾値＜第４の閾値となる。各閾値は、ハイビーム用灯具ユニットの構成やそれに用いられている光源の種類によって適切な値を設定すればよい。
【００４９】
（相対速度に応じた閾値の決定）
前走車が先行車のときに第１の閾値が、前走車が対向車のときに第３の閾値が用いられる場合、第１の閾値および第３の閾値は自車と前走車との相対速度に応じて決定される。例えば、対向車と自車とがすれ違う場合、自車速度と対向車速度の和である相対速度が速いほど、また、車間距離が接近するほど、両車を結ぶ直線が両車の進行方向に対して成す角αｎの単位時間当たりの変化（ｄαｎ／ｄｔ）は大きくなる。このとき、前走車検出手段２４の計測能力、前照灯制御部２２の演算能力、ハイビーム用灯具ユニット３０の構造等の制約から、遮光ハイビームや通常のハイビームの制御が追従できず、前走車の運転者にグレアを与える可能性がある。また、例え遮光ハイビームや通常のハイビームの制御が追従できたとしても、運転者に対して配光パターンの切替え時の違和感を与える可能性もある。そのため、第１の閾値および第３の閾値が固定されている場合と比較して、自車と前走車との相対速度に応じてロービームに切り替えるための第１の閾値および第３の閾値が決定されることで、前走車の運転者にグレアを与えることなく、また、自車を運転する運転者が違和感を抱かずに、遮光ハイビームの制御が行われる。
【００５０】
次に、第１の閾値および第３の閾値を自車と前走車との相対速度に応じて決定する方法について詳述する。図９（ａ）は、上空から見た場合の自車と対向車がすれ違う状況を模式的に示した図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す状況での成す角αｎの単位時間当たりの変化とすれ違うまでの時間との関係を示すグラフである。図９（ｃ）は、相対速度と各閾値との関係を示すグラフである。
【００５１】
前述のように、自車と前走車との相対速度が速いほど、また、車間距離が接近するほど、自車と前走車との成す角αｎや図８に示す存在範囲αＥＸ，βＥＸの単位時間当たりの変化量が増加する。そこで、この変化量の増加に基づき第１の閾値および第３の閾値を決定する具体例を以下に示す。なお、相対速度は前走車が自車に近付く方向をプラスとする。
【００５２】
本実施の形態では、自車と前走車との成す角αｎの単位時間当たりの変化（ｄαｎ／ｄｔ）が大きくなる点に着目し、前照灯制御部２２は、（ｄαｎ／ｄｔ）が限界値を超える限界時間ｔＬＭＴを算出し、限界時間ｔＬＭＴを超えない距離（第１の閾値、第３の閾値）を相対速度に応じて決定するように構成されている。ここで、（ｄαｎ／ｄｔ）の「限界値」とは、運転者が遮光部の存在に違和感や不快感を覚えない値や、遮光部の制御が追従できる値を考慮し、ハイビーム用灯具ユニットの構造や前照灯制御部２２の処理能力等から設定された値である。
【００５３】
図９（ａ）は、自車が対向車とすれ違う状況を図示したものであり、対向車と自車正面方向の成す角αｎは、αｎ＝ｔａｎ−１（ｗ／ｄ）で表すことができる。ここで、ｄは自車と対向車との距離である。そして、成す角αｎを時間で微分することで単位時間当たりの成す角αｎの変化（ｄαｎ／ｄｔ）が求められる。求められた（ｄαｎ／ｄｔ）と両車がすれ違うまでの時間ｔとは、図９（ｂ）に示すような関係となる。ここで、図９（ｂ）に示すグラフの横軸は、両車がすれ違うまでの時間をマイナスで表現し、ｔ＝０の時点で両車がすれ違うことを示している。
【００５４】
図９（ｂ）に示す関係において、（ｄαｎ／ｄｔ）の限界値を設定することで、限界時間ｔＬＭＴが算出される。このようにして算出された限界時間ｔＬＭＴの値に基づいて、前照灯制御部２２は、限界時間ｔＬＭＴより以前であれば遮光ハイビームによる照射を可能とし、限界時間ｔＬＭＴを超えた時点からロービームによる照射に切り替える制御を行う。
【００５５】
また、限界時間ｔＬＭＴが算出されれば、両車の距離ｄすなわち第１の閾値や第３の閾値が相対速度ｖの関数として求まる（図９（ｃ）参照）。例えば、相対速度ｖ＝２００ｋｍ／ｈ（５５．６ｍ／ｓ）、車線幅ｗ＝３．５ｍですれ違う状況で、ハイビーム用灯具ユニットの構造や前照灯制御部２２の処理能力等から（ｄαｎ／ｄｔ）の限界値が５［°／ｓ］と設定した場合、限界時間ｔＬＭＴ≒０．８５［ｓｅｃ］となる。その結果、第３の閾値は、０．８５×５５．６≒４７［ｍ］と算出される。すなわち、相対速度ｖ＝２００ｋｍ／ｈ、車線幅ｗ＝３．５［ｍ］の状況下では、前照灯制御部２２は、両車が４７ｍよりも近付いた時点で強制的にロービームに切り替える。
【００５６】
なお、前走車が自車の真正面に存在する場合（α＝０°）や相対速度が小さな場合を考慮し、図９（ｃ）に示すように、第１の閾値および第３の閾値の最小値が設定されている。これにより、至近距離では強制的にロービームに切り替えられる。また、上述のような関数をあらかじめマップ化することで、複雑な計算処理を行うことなく第１の閾値や第３の閾値が算出されるため、前照灯制御部２２による制御負担を軽減できる。
【００５７】
（対向角に応じた閾値係数）
前走車が先行車のときに第２の閾値が、前走車が対向車のときに第４の閾値が用いられる場合、第２の閾値および第４の閾値は、自車の光軸と前走車の走行方向とが成す対向角ωｎに応じて補正される。ここで、対向角ωｎに応じて閾値を補正するのは、対向角ωｎによって前走車が受けるグレアの影響の程度が変わるからである。詳述すると、前走車が自車に対して平行（対向角ωｎ＝０）に走行している場合に最も前走車に与えるグレアの影響が大きくなり、前走車が自車に対して対向角ωｎが大きくなるにつれて前走車に与えるグレアの影響が小さくなる。
【００５８】
例えば、自車が走行中の道路前方に直交する道路があり、その道路を通行する車両が前走車として前述の存在範囲αＥＸ、βＥＸに含まれる位置Ｐに存在していたとしても、その車両は自車のハイビームによるグレアの影響をほとんど受けない。そのため、このような前走車が存在しても存在範囲には含めないことが望ましい。ただし、交差する道路は直交する場合だけではないため、自車に対する前走車の走行方向により存在範囲に含めるか否かを決定する必要性から距離係数Ｒを設定し、これを第２の閾値や第４の閾値に乗じることにより、状況によって両閾値の値を小さくする補正が行われる。つまり、前走車の対向角が大きいほど存在範囲に含まれにくくなる。
【００５９】
図１０（ａ）は、上空から見た場合の自車と前走車との対向角の関係を模式的に示した図である。図１０（ｂ）は、対向角と距離係数との関係を示すグラフである。
【００６０】
図１０（ａ）に示すように、前走車の光軸と位置Ｐ１、Ｐ２にある前走車の走行方向との成す角が対向角ω１、ω２として定義される。そして、対向角ωの大きさにより距離係数Ｒを決定するために、図１０（ｂ）に示すようなｆ３関数が設定されている。また、対向角ω＝±（π／２）の前走車は、先行車か対向車か区別できないが、自車の光軸と直交する前走車を存在範囲から除外する場合は対向角ω＝±（π／２）のときの距離係数Ｒが０に設定された関数を、逆に存在範囲から除外すべきでない場合は対向角ω＝±（π／２）のときの距離係数Ｒが０以外の値に設定された関数を用いる。なお、対向角が計測できない場合、または、対向角を加味しない制御の場合は、距離係数Ｒを固定値１とすればよい。対向角の計測は、例えば、ＧＰＳやミリ波レーダーの情報による前走車の位置の時間変化に基づいて算出することができる。
【００６１】
（ヒステリシス特性）
先行車が上述の各閾値近傍の距離で遠ざかったり近付いたりすると、配光パターンの切替が頻繁に生じることになる。また、自車と先行車との距離が一定であっても、測定誤差等により閾値と距離との大小関係が逆転し、配光パターンの切替が頻繁に生じる可能性もある。そこで、本実施の形態では、前走車との距離ｒと各閾値との比較において、ヒステリシス特性を利用した制御を行う。
【００６２】
図１１は、本実施の形態の制御におけるヒステリシス特性を示した図である。前述のように、ロービームから遮光ハイビームへ、遮光ハイビームから通常ハイビームへ等の配光パターンの切替は、前走車との距離と閾値との比較結果や、遮光領域と存在領域との比較結果に基づき制御される。
【００６３】
しかしながら、例えば、自車の前方に先行車が一台だけ存在し追従走行している状況において、先行車との距離ｒｐが第２の閾値付近で変化している場合、遮光ハイビームと通常ハイビームとの配光切替が頻発し、自車および先行車の運転者への不快感や視認性低下をもたらすおそれがある。そこで、これらを防止するために、本実施の形態では閾値ごとに幅（δ１〜δ４）が設けられている。図１１に示す例では、閾値２が３００ｍ、δ２±３０ｍに設定されており、前照灯制御部２２は、先行車との距離ｒｐが２００ｍから徐々に増加し、３３０ｍになった時点で遮光ハイビームから通常ハイビームに切り替える。逆に、前照灯制御部２２は、先行車との距離ｒｐが３３０ｍ以上から徐々に短くなり、２７０ｍになった時点で通常ハイビームから遮光ハイビームに切り替える。
【００６４】
このような配光の切替え制御により、先行車との距離が閾値付近で変化しても、±δ以内であれば、配光切替が発生しない。幅δの値は、距離の計測精度や実車評価（例えば運転者による官能評価）等によって決定すればよい。また、幅δの値は、閾値毎に設定されていてもよいし、各閾値共通に設定されていてもよい。
【００６５】
このような考えを更に発展させ、遮光領域（遮光部）と存在領域との比較の場合も同様に、遮光領域が存在領域に含まれる状態から含まれなくなる状態に変化する場合と、逆に、遮光領域が存在領域に含まれない状態から含まれる状態に変化する場合とでは、前述のようなヒステリシス特性を利用して配光を切り替える時点が異なるように制御してもよい。これによっても、頻繁な配光切替の発生を抑止することができる。
【００６６】
（余裕角）
次に、先に簡単に述べた余裕角について説明する。余裕角とは、前走車の位置Ｐの計測誤差や配光パターンに影響する前照灯ユニットの構造のバラツキ等を考慮して設定されている。図８に示すように、存在範囲は、実際に前走車が存在している領域よりも左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍ分だけ大きめに設定されており、前走車に対するグレアが確実に防止されるようになっている。また、余裕角は、前走車の位置Ｐを点として表現した場合に生じる前走車の面積（幅や高さ）の問題を補完する役割も担うパラメータである。
【００６７】
このような事情を踏まえ、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍだけ広がった存在範囲αＥＸ、βＥＸに基づいて存在領域を決定し、存在領域の全部が例えば遮光領域に含まれる場合には、遮光領域を非照射状態にするよう前照灯ユニット２０を制御し、存在領域の少なくとも一部が遮光領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。
【００６８】
例えば、非照射状態にすることが可能な遮光領域の境界と存在領域の境界とが近い場合、前走車の位置情報の検出誤差や前照灯ユニット２０の各部品の公差によるハイビーム配光パターンのバラツキによっては、本来ハイビーム配光パターンが到達しないはずの前走車がハイビーム配光パターンにより照射される可能性がある。そこで、本実施の形態に係る前照灯制御部２２では、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の角度だけ広がった補正範囲に基づいて広めに存在領域が決定されるので、前走車に対するグレアをより確実に防止することができる。
【００６９】
また、前照灯制御部２２は、基準範囲に加えて上下方向の端に位置する前走車から上下余裕角βｍだけ広がった上下方向の存在範囲βＥＸに基づいて存在領域を決定している。前走車自体には上下方向に空間的な広がりがあるため、前走車を点として存在領域を決定すると前走車の上下方向の部分が存在領域外となる可能性がある。そこで、このような方法により存在領域が決定されると、存在領域から前走車の上下方向の部分がはみ出すようなことが回避される。その結果、精度の高い遮光ハイビーム制御が実現される。
【００７０】
また、前照灯制御部２２は、基準範囲に加えて水平方向の端に位置する前走車から左右余裕角αｍだけ広がった水平方向の存在範囲αＥＸに基づいて存在領域を決定している。前走車自体には水平方向に空間的な広がりがあるため、前走車を点として存在領域を決定すると前走車の水平方向の部分が存在領域外となる可能性がある。そこで、このような方法により存在領域が決定されると、存在領域から前走車の水平方向の部分がはみ出すようなことが回避される。その結果、精度の高い遮光ハイビーム制御が実現される。
【００７１】
遮光ハイビーム配光パターンの目的の一つは、自車両に対して水平方向に位置する歩行者や障害物の早期発見による事故防止である。この観点では、存在領域を決定する際に基準範囲に加えられる水平方向補正範囲をあまり大きくすると、ハイビーム配光パターンの非照射状態にすることが可能な遮光領域に存在領域の全部が含まれなくなる可能性が高くなる。その結果、前走車に与えるグレアを確実に防止することができるものの、歩行者や障害物の早期発見という点では更なる改善の余地がある。一方、大型バスやトラックなどのように運転者のアイポイントが普通車より高い車両の場合、ハイビーム配光パターンによるグレアの発生の低減が重視される。
【００７２】
このような事情を勘案して、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、基準範囲に加えて上下方向の端に位置する前走車から上下余裕角βｍだけ広がった上下方向の存在範囲βＥＸ、および、基準範囲に加えて水平方向の端に位置する前走車から左右余裕角αｍだけ広がった水平方向の補正範囲αｍに基づいて存在領域を決定する。ここで、左右余裕角αｍは、上下余裕角βｍよりも小さく設定されている。その結果、前走車の左右方向の位置に対するハイビーム配光パターンの制御は、グレアの低減よりもハイビーム配光パターンによる照射の維持が優先され、前走車の上下方向の位置に対するハイビーム配光パターンの制御は、グレアの低減が優先される。
【００７３】
上述の構成を制御方法としてとらえると、本実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法は、自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる遮光領域（遮光部）と存在領域とを比較するステップと、ハイビーム配光パターンのうち遮光領域以外の領域と存在領域とに重複がある場合、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含んでいる。存在領域を定めるステップは、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の角度だけ広がった補正範囲に基づいて存在領域を決定している。
【００７４】
例えば、非照射状態にすることが可能な遮光領域の境界と存在領域の境界とが近い場合、前走車の位置情報の検出誤差や前照灯ユニットの各部品の公差によるハイビーム配光パターンのバラツキによっては、本来ハイビーム配光パターンが到達しないはずの前走車がハイビーム配光パターンにより照射される可能性がある。そこで、この制御方法によると、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の角度だけ広がった補正範囲に基づいて広めに存在領域が決定されるので、前走車に対するグレアをより確実に防止することができる。
【００７５】
図１２は、前走車との距離ｒと左右余裕角αｍおよび上下余裕角βｍとの関係を示す図である。図１２に示すように、左右余裕角αｍおよび上下余裕角βｍの値は一定ではなく、前走車との距離ｒに応じて変化し、前走車が遠方であるほど小さな値となるように設定されている。この理由は、前走車が遠方に位置するほど自車から見た像（面積）は小さくなるため、これに応じて余裕角も小さくすることで遮光ハイビームで走行可能な状況を多くすることができ、自車の遠方視認性の向上と前走車に与えるグレアの低減を両立できるからである。
【００７６】
このように、前照灯制御部２２は、自車両と前走車との距離に応じて算出された上下余裕角βｍを用いている。これにより、例えば、前走車がより遠方であれば、距離に応じて上下余裕角βｍを小さくしても、前走車の上下方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。反対に、前走車がより近接していれば、距離に応じて上下余裕角βｍを大きくすることで、前走車の上下方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。したがって、上下余裕角βｍが固定の場合と比較して、前走車に与えるグレアの低減と視認性の向上をより高いレベルで両立することができる。
【００７７】
同様に、前照灯制御部２２は、自車両と前走車との距離に応じて算出された左右余裕角αｍを用いている。これにより、例えば、前走車がより遠方であれば、距離に応じて左右余裕角αｍを小さくしても、前走車の水平方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。反対に、前走車がより近接していれば、距離に応じて左右余裕角αｍを大きくすることで、前走車の水平方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。したがって、左右余裕角αｍが固定の場合と比較して、前走車に与えるグレアの低減と視認性の向上をより高いレベルで両立することができる。
【００７８】
なお、前述の基準範囲は、前走車のすべてを包含する多角形として一意に定められている。これにより、簡便にかつ再現性よく基準範囲が定められる。
【００７９】
（存在領域に基づく照射モード決定フロー）
図１３は、前走車の存在領域に基づく照射モードの決定方法を示すフローチャートである。このフローは、ランプモード切替スイッチ１６により「自動調整モード（遮光ハイビームモード）」が選択されている際に所定のタイミングで繰り返し実行される。所定のタイミングとしては、例えば、前走車検出手段２４により計測領域に前走車を検出した場合に開始することが考えられる。以下、前照灯制御部２２における処理について説明する。
【００８０】
はじめに、前照灯制御部２２は、ランプ（照射）モードを示すＦＬＡＧを０にリセットすると同時に、右側存在角αＥＸＲを＋∞、左側存在角αＥＸＬ及び存在範囲βＥＸを−∞に設定する（Ｓ１０）。ここで、±∞は、前照灯制御部２２で変数として扱える最大値及び最小値であればよい。
【００８１】
次に、前走車検出手段２４から取得した情報に基づいて検出された位置Ｐｎにある前走車ｎが先行車か否かが判定される（Ｓ１２）。後述するが、前走車が複数台検出された場合は、この処理が台数分繰り返される。前走車ｎが対向車の場合（Ｓ１２のＮｏ）、図９（ｃ）に示す関数を用いて相対速度ｖから第３の閾値（閾値３）が求められる（Ｓ１４）。前走車ｎまでの距離ｒｎが第３の閾値±δよりも小さい場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、ハイビームで走行するには自車と前走車ｎとが近すぎるため、照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定され（Ｓ１８）、この処理が一度終了する。
【００８２】
一方、前走車ｎまでの距離ｒｎが第３の閾値±δ以上の場合（Ｓ１６のＮｏ）、前走車ｎまでの距離ｒｎと（Ｒｎ×第４の閾値（閾値４））±δとが比較される（Ｓ２０）。Ｒｎは、自車と前走車との対向角ωに応じて算出される補正係数である。距離ｒｎが（Ｒｎ×第４の閾値）±δより大きい場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、ステップＳ２２に移行する。距離ｒｎが（Ｒｎ×第４の閾値）±δ未満の場合（Ｓ２０のＮｏ）、図１２に示す関数を用いて距離ｒｎから左右余裕角αｍが算出される（Ｓ２４）。
【００８３】
次に、前走車ｎの位置Ｐｎを示すパラメータの一つである左右方向角αｎから左右余裕角αｍを引いた値がそれまでに設定されている左側存在角αＥＸＬより小さいか否か、つまり前走車ｎが自車の光軸方向から最も左側に離れた位置に存在しているか否かが判定される（Ｓ２６）。（αｎ−αｍ）＜αＥＸＬの場合（Ｓ２６のＹｅｓ）、前走車ｎは最も左側に位置していると判定され、αＥＸＬ＝αｎ−αｍが新たに左側存在角αＥＸＬの値として記憶される（Ｓ２８）。
【００８４】
（αｎ−αｍ）＜αＥＸＬでない場合（Ｓ２６のＮｏ）、左右方向角αｎに左右余裕角αｍを足した値がそれまでに設定されている右側存在角αＥＸＲより大きいか否か、つまり前走車ｎが自車の光軸方向から最も右側に離れた位置に存在しているか否かが判定される（Ｓ３０）。（αｎ＋αｍ）＞αＥＸＲの場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、前走車ｎは最も右側に位置していると判定され、αＥＸＲ＝αｎ＋αｍが新たに左側存在角αＥＸＲの値として記憶される（Ｓ３２）。
【００８５】
（αｎ＋αｍ）＞αＥＸＲでない場合（Ｓ３０のＮｏ）、前走車ｎの位置Ｐｎを示すパラメータの一つである上下方向角βｎに上下余裕角βｍを足した値がそれまでに設定されている存在範囲βＥＸより大きいか否か、つまり前走車ｎが自車の光軸方向から最も上側に離れた位置に存在しているか否かが判定される（Ｓ３４）。（βｎ＋βｍ）＞βＥＸの場合（Ｓ３４のＹｅｓ）、前走車ｎは最も上側に位置していると判定され、βＥＸ＝βｎ＋βｍが新たに存在範囲βＥＸの値として記憶される（Ｓ３６）。（βｎ＋βｍ）＞βＥＸでない場合（Ｓ３４のＮｏ）、ステップＳ２２に移行する。
【００８６】
次に、前走車ｎが先行車の場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、図９（ｃ）に示す関数を用いて相対速度ｖから第１の閾値（閾値1）が求められる（Ｓ３８）。前走車ｎまでの距離ｒｎが第１の閾値±δよりも小さい場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、ハイビームで走行するには自車と前走車ｎとが近すぎるため、照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定され（Ｓ１８）、この処理が一度終了する。
【００８７】
一方、前走車ｎまでの距離ｒｎが第１の閾値±δ以上の場合（Ｓ４０のＮｏ）、前走車ｎまでの距離ｒｎと（Ｒｎ×第２の閾値（閾値２））±δとが比較される（Ｓ４２）。距離ｒｎが（Ｒｎ×第２の閾値）±δより大きい場合（Ｓ４２のＹｅｓ）、ステップＳ２２に移行する。距離ｒｎが（Ｒｎ×第２の閾値）±δ未満の場合（Ｓ４２のＮｏ）、図１２に示す関数を用いて距離ｒｎから左右余裕角αｍが算出される（Ｓ２４）。以下、ステップＳ２６〜Ｓ３６までの処理は前走車ｎが対向車の場合と同様である。
【００８８】
以上の処理を、検出した前走車の数Ｎだけ繰り返したか否かを判定し（Ｓ２２）、繰り返していない場合（Ｓ２２のＮｏ）、再度ステップＳ１２〜Ｓ４２の処理が適宜実行される。一方、検出した前走車の数ＮだけステップＳ１２〜Ｓ４２の処理が繰り返された場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、左側存在角αＥＸＬが初期設定値である−∞と同じであるか否かが判定される（Ｓ４４）。
【００８９】
αＥＸＬ＝−∞の場合（Ｓ４４のＹｅｓ）、存在領域の決定に寄与する前走車がなかったことを示す。例えば、検出された前走車が第２の閾値より遠方の先行車や第４の閾値より遠方の対向車であった場合などである。このような場合、通常ハイビームによる走行を続けても前走車にグレアを与える可能性が少ないため、照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定され（Ｓ４６）、この処理が一度終了する。αＥＸＬ＝−∞でない場合（Ｓ４４のＮｏ）、遮光ハイビームにより遮光すべき前走車が存在し、通常ハイビームによる走行を続けると前走車にグレアを与える可能性があるため、照射モードＦＬＡＧに遮光ハイビームを示す値が設定され（Ｓ４８）、この処理が一度終了する。なお、図１３のフローチャートに示す処理を実行中に矛盾が生じるような場合には、ロービームに強制的に切り替えるフェール動作を盛り込んでもよい。
【００９０】
上述のように、前走車ｎの位置Ｐｎの左右方向の存在範囲は自車光軸方向に対して（αｎ−αｍ）から（αｎ＋αｍ）で囲まれる範囲となる。そして、前走車が複数の場合、各前走車の存在範囲を重ね合わせて得られる全存在範囲の最小値を左側存在角αＥＸＬ、最大値を右側存在角αＥＸＲとし、最終的に存在範囲αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬが求められる。
【００９１】
同様に、上述の処理において前走車の上下方向の存在範囲βＥＸについても求められているが、Ｈ−Ｈ線（水平線）より下方に位置している前走車を含めずに存在範囲を決定している。水平線より下方に位置している前走車の場合、ハイビーム配光パターンの形成の有無にかかわらずロービーム配光パターンにより照射されている。そこで、水平線より下方に位置している前走車を含めずに存在領域を決定することで、前走車がハイビーム配光パターンの照射範囲に含まれている状況であってもハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００９２】
これらの事情を踏まえ、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、自車両から見て水平線より上方に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定し、存在領域の全部が例えば遮光領域に含まれる場合には、遮光領域を非照射状態にするよう前照灯ユニット２０を制御し、存在領域の少なくとも一部が遮光領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように、つまりロービームで照射されるように前照灯ユニット２０を制御する。
【００９３】
上述の構成を制御方法としてとらえると、本実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法は、自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる遮光領域（遮光部）と存在領域とを比較するステップと、ハイビーム配光パターンのうち遮光領域以外の領域と存在領域とに重複がある場合、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含む。存在領域を定めるステップは、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置しない前走車を含めずに存在領域を決定する。
【００９４】
この制御方法によると、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定するため、ハイビーム配光パターンによるグレアの影響が少ない上下方向の位置に前走車が存在する場合にはハイビーム配光パターンによる照射を維持することができ、結果的により多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００９５】
（スイブル可能な灯具ユニット）
以下では、ハイビーム用灯具ユニットがスイブル可能な構成の場合における遮光ハイビームの制御について説明する。灯具ユニットがスイブル可能に構成されていることで、遮光部の中心位置を移動できない場合であっても、遮光ハイビームによる走行が可能な状況を増やすことができる。図１４（ａ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正なし）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。図１４（ｂ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正あり）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。
【００９６】
図１４（ａ）では、自車が曲路走行中であり、光軸がスイブル角θだけスイブルしている際に、前走車が存在する存在範囲αＥＸ全てを遮光できないために遮光ハイビームによる走行ができずにロービームで走行しなければならない状況を示した図である。これに対して、図１４（ｂ）では、車両用前照灯装置が、通常のスイブル角θに補正角θｒを加えた角度でスイブルしており、存在範囲αＥＸの全てが遮光範囲αＢに含まれるため、遮光ハイビームによる走行が可能となる。なお、このようなスイブル角の補正が可能なスイブル機能を利用することで、自車が曲路走行中の場合だけでなく、直進中であっても遮光ハイビームによる走行が可能な状況を増やすことができる。
【００９７】
ところで、本来、スイブル角θは、曲路での前方視界確保を目的としており、そのために最適化されている。そのような設定のスイブル角θを遮光ハイビームによる走行を優先させるためにむやみに補正することは必ずしも好ましいこととはいえない。一般的に、スイブル可能な最大角度は、灯具ユニットの構造にもよるが±２０°程度である。例えば、自車が右カーブを通常ハイビームで走行中で光軸が右に２０°スイブルしている場合に、左遠方に車両が現れたからといって遮光ハイビームに切り替えて光軸を左側にスイブルし直しては遠方視認距離が低下してしまう。特に、スイブル角が大きくなる曲率の大きな急カーブであるほど、自車に近い箇所を注視しながら運転するため、前述のような制御は好ましくない。
【００９８】
そこで、このような現象を防止しつつ、遮光ハイビームでの走行が可能な状況を増やすための方法について説明する。図１５は、スイブル角と最大補正角との関係を示した図である。図１５に示すように、遮光ハイビームを実現するための補正角θｒの上限を最大補正角θｒ−ｍａｘとし、スイブル角が大きいほど最大補正角θｒ−ｍａｘが小さくなるような関数が設定されている。補正角θｒは、最大補正角θｒ−ｍａｘの範囲で最適値（遮光ハイビームによる走行が可能な最小の補正角）が設定される。
【００９９】
（遮光ハイビームモードにおける基本制御方法）
図１６は、上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および各領域の関係を模式的に示した図である。本実施の形態の基本的な制御思想は、計測領域内の前走車存在領域を遮光領域に内包できる期間は遮光ハイビーム状態を維持するように制御する点である。
【０１００】
つまり、本実施の形態で説明される発明を車両用前照灯装置の制御方法としてとらえると、この方法は、自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域とハイビーム配光パターンの一部に形成可能な遮光領域（非照射領域）とを比較し、存在領域の全部が遮光領域に含まれる場合には、遮光領域が形成されているハイビーム配光パターンを形成するように前照灯ユニットを制御するとともに、存在領域の少なくとも一部が遮光領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御する。
【０１０１】
また、車両用前照灯装置１２が光軸をスイブル可能な構造や遮光領域を可変できるような構造を有している場合、前照灯制御部２２は、最小の遮光領域で存在領域を内包するようにスイブル量（スイブル角θ＋補正角θｒ）や遮光領域を可変制御することができる。その結果、前走車に与えるグレアの低減と視認性の向上が高いレベルで両立される。
【０１０２】
図１７は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置１２における、ロービーム（Ｌｏビーム）、遮光ハイビーム（遮光Ｈｉビーム）、通常ハイビーム（Ｈｉビーム）の配光パターンを模式的に示した図である。図１８は、本実施の形態に係る遮光ハイビームモードにおける前照灯ユニットの制御方法を示すフローチャートである。
【０１０３】
ランプモード切替スイッチ１６により遮光ハイビームモードが選択されると、前走車の計測等を行うための初期設定が行われ（Ｓ５０）、計測制御が実行されるか否かが判定される（Ｓ５２）。なお、遮光ハイビームモードにおける配光パターンの切替は、車両に設けられた「制御ＯＦＦスイッチ」がオンであったり、運転者の意志で切替操作が行われたりした場合、スイッチ等の信号状態や操作内容を優先しロービームモードまたは通常ハイビームモードに切り替えられる。
【０１０４】
計測制御が実行されない場合（Ｓ５２のＮｏ）、予め設定されている処理によりロービームまたは通常ハイビームによる照射に切り替えられる（Ｓ５４）。計測制御が実行された場合（Ｓ５２のＹｅｓ）、図１３に示すような方法で存在領域が算出され、その存在領域に応じた照射モードＦＬＡＧが設定される（Ｓ５６）。計測では、自車両に搭載されたカメラやレーダ装置の情報、車同士の通信や道路に設置された各種装置と車との通信に含まれる各車両に搭載されたＧＰＳ装置からの位置情報、道路に設置された車両検出装置などのインフラ情報に含まれる位置情報などに基づき、自車前方の車両の位置と距離から存在範囲が求められる。上述の処理では、計測が正常に行われない場合にはロービームモードに切り替える等のフェール制御を含ませてもよい。
【０１０５】
照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定されている場合（Ｓ５８のＹｅｓ）、ロービームモードによる照射に切り替えられる（Ｓ６０）。照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定されていない場合（Ｓ５８のＮｏ）、照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定されているか否かが判定される（Ｓ６２）。照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定されている場合（Ｓ６２のＹｅｓ）、通常ハイビームモードによる照射に切り替えられる（Ｓ６４）。照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定されていない場合（Ｓ６２のＮｏ）、照射モードＦＬＡＧには遮光ハイビームモードを示す値が設定されていることになる。
【０１０６】
そこで、前照灯制御部２２は、算出された存在領域に含まれる前走車にグレアを与えないように遮光領域を形成することができるか否かを判定する（Ｓ６６）。この際、前照灯ユニットの構造や機能によって遮光範囲を変化させることができたり、スイブル角の補正ができたりする場合は、そのような条件も加味して存在領域を遮光できるか否かが判定される。遮光領域を変化させたり光軸をスイブルさせたりしても存在領域を遮光できない場合（Ｓ６６のＮｏ）、前走車にグレアを与えないようにロービームモードによる照射に切り替えられる（Ｓ６８）。存在領域を遮光できる場合（Ｓ６６のＹｅｓ）、遮光ハイビームモードによる照射に切り替えられ（Ｓ７０）、前走車にグレアを与えずに視認性の向上も図られる。
【０１０７】
遮光領域の形状を変化させることができる前照灯ユニットを備える車両用前照灯装置の場合、最小の遮光領域で存在領域を内包するように遮光領域の形状を制御するとよい。これにより自車の遠方視認性向上と前走車の運転者に与えるグレアの低減がより高いレベルで両立される。また、スイブル可能な前照灯ユニットを備える車両用前照灯装置の場合、最小の光軸移動量で遮光領域が存在領域を内包するようにスイブル角を制御するとよい。これにより、前方視界の低下を招くことのない範囲でスイブル機能を利用して遮光ハイビームモードでの走行期間の拡大が図られる。また、遮光領域の形状を変化させることができ、かつ、スイブル可能な前照灯ユニットを備える車両用前照灯装置の場合、スイブル角の補正最大角の範囲内において、最小の遮光領域で存在領域を内包するように遮光領域の形状を可変制御するとよい。
【０１０８】
上述のように、制御に必要な各数値の定義、基本的な制御方法について説明した。以下では、遮光ハイビームモードの実施例を具体的に説明する。図１９は、遮光ハイビームの配光パターンと遮光部の構成との組合せを例示した表である。
【０１０９】
［実施例１］
本実施例に係る前照灯ユニットは、ハイビーム配光パターンの内部の領域に遮光部（矩形または円形）が形成されるように構成され、かつ、スイブル機能が設けられている。図２０（ａ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２０（ｂ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が曲路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２１（ａ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た遮光範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２１（ｂ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【０１１０】
本実施例に係る車両用前照灯装置を備えた車両は、図２０（ａ）に示すような直線路において、遮光範囲内に前走車の存在範囲を内包できる期間は遮光ハイビームモードで走行する。また、本実施例に係る車両用前照灯装置を備えた車両は、図２０（ｂ）に示すような曲路等において、そのままでは存在範囲を内包できないよう場合であっても光軸をスイブルすることで内包可能な場合にはスイブル制御を行い、可能な限り遮光ハイビームモードで走行する。
【０１１１】
ここで、遮光範囲は、遮光範囲αＢおよび遮光範囲βＢで表され、遮光領域（αＢ、βＢ）が形成される。同様に、存在範囲は、存在範囲αＥＸおよび存在範囲βＥＸで表され、存在領域（αＥＸ、βＥＸ）が形成される。遮光範囲αＢおよび存在範囲αＥＸは、
αＢ＝αＢＲ−αＢＬ
αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬ
で表される。
【０１１２】
そして、図１３に示す処理により求められた右側存在角αＥＸＲ、左側存在角αＥＸＬ、存在範囲βＥＸの値と、遮光範囲との大小を比較することで、遮光可能か否かが判定される。なお、本実施例では、前述の遮光範囲と存在範囲との比較だけでなく、図１３に示すフローチャートに示されている各閾値により判別される前走車との距離も考慮されて照射モードが選択される。図２２は、実施例１における制御条件の詳細を示した表である。
【０１１３】
スイブル機能を有する車両用前照灯装置は、図１５に示す、スイブル角θを変数とする関数ｆ４から決定される最大補正角θｒ−ｍａｘを超えない範囲で補正角θｒを設定する。そして、補正角θｒだけ光軸のスイブル角θを増減することで、遮光範囲に存在範囲を含ませることができるか否かを判定する。そして、前照灯制御部２２は、遮光範囲に存在範囲を内包させられない場合はロービームモードに、遮光範囲に存在範囲を内包させられる場合は補正角θｒだけ光軸をスイブルして遮光ハイビームに切り替える。この際、前照灯制御部２２は、補正角θｒの絶対値が最小の値となるように、すなわち、補正によるスイブル量が最小の角度となるように光軸の動きを制御する。なお、スイブル角を補正することなく遮光範囲に存在範囲を内包させられる場合には、補正のためのスイブルは行わない。
【０１１４】
なお、補正角θｒ分だけ光軸を補正する場合、補正後の光軸に合わせ計測領域も設定される。しかしながら、補正角θｒはあくまでも走行中の道路の曲率等から求められるスイブル角θに対するものであり、補正後の光軸をスイブル角θとして、その上で更に補正角を求めるような制御は行わない。これにより、補正後の光軸方向の角度に補正角が加わり、際限なく光軸がずれてしまうというような事態が回避される。
【０１１５】
［実施例２］
本実施例に係る前照灯ユニットは、ハイビーム配光パターンのＨ−Ｈ線上方の中央部の領域に遮光部（凹部）が形成されるように、かつ、遮光部の形状を変化させられるように構成されている。図２３は、実施例２に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２４（ａ）は、図２３に示す状況において自車から見た遮光可能な範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２４（ｂ）は、図２３に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【０１１６】
本実施例に係る車両用前照灯装置を備えた車両は、図２３に示すような直線路において、遮光可能な範囲内に前走車の存在範囲を内包できる期間内では、存在範囲の変化に遮光範囲を追従させながら、可能な限り遮光ハイビームモードで走行する。
【０１１７】
ここで、存在範囲は、存在範囲αＥＸおよび存在範囲βＥＸで表され、存在領域（αＥＸ、βＥＸ）が形成される。しかし、遮光範囲は、ハイビーム配光パターンにおけるＨ−Ｈ線上方を左右に分割するよう存在するため、上下方向を示す遮光範囲βＢは設定されておらず、遮光範囲αＢで遮光領域（αＢ、−）が形成される。遮光範囲αＢおよび存在範囲αＥＸは、
αＢ＝αＢＲ−αＢＬ
αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬ
で表される。
【０１１８】
また、本実施例では、遮光範囲を変化させることが可能なため、その可変遮光範囲αＬＭＴは、
αＬＭＴ＝αＢＲＬＭＴ−αＢＬＬＭＴ
で表される。
【０１１９】
そして、図１３に示す処理により求められた前走車の存在範囲が、可変遮光範囲（αＢＬＬＭＴ≦αＢＬ、かつ、αＢＲ≦αＢＲＬＭＴ）に内包される期間は、遮光範囲を存在範囲に一致させるよう遮光範囲が可変制御され、遮光ハイビームモードによる走行が継続される。なお、本実施例では、前述の可変遮光範囲と存在範囲との比較だけでなく、図１３に示すフローチャートに示されている各閾値により判別される前走車との距離も考慮されて照射モードが選択される。図２５は、実施例２における制御条件の詳細を示した表である。
【０１２０】
上述の実施の形態や実施例で例示されている車両用前照灯装置は、換言すれば以下のようにもとらえられる。
【０１２１】
本実施の形態に係る車両用前照灯装置において、前照灯制御部２２は、前走車が複数の場合であっても、それら複数の前走車を含む単一の存在領域を定める手段と、定められた単一の存在領域が一部の領域に含まれる場合、一部の領域を非照射状態にする手段と、を含む。これにより、複数の前走車を含む単一の存在領域の全部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域に含まれる場合には、その一部の領域を非照射状態にすることで前走車に与えるグレアを低減することができる。また、前走車が複数の場合であっても単一の存在領域が定められるため、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域との比較が一度で済む。そのため、前照灯制御部２２における処理の負担が軽減される。
【０１２２】
なお、本実施の形態の説明における遮光「範囲」と遮光「領域」、存在「領域」と存在「範囲」との関係は、３次元の「領域」をスクリーン上に投影した「範囲」と考えれば、互いに変換可能な関係を有するパラメータとしてとらえることができる。
【０１２３】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。
【図２】本実施の形態に係る前照灯装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】前照灯ユニットのうちハイビーム用灯具ユニット近傍の概略構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、ロービーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図である。図４（ｂ）は、ハイビーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、ハイビーム配光パターンを例示した図である。
【図６】図６（ａ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した斜視図である。図６（ｂ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した側面図である。
【図７】図７（ａ）は、前走車に対する左右方向の計測領域を模式的に示した斜視図である。図７（ｂ）は、前走車に対する左右方向の計測領域を模式的に示した側面図である。
【図８】上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および存在範囲との関係を模式的に示した図である。
【図９】図９（ａ）は、上空から見た場合の自車と対向車がすれ違う状況を模式的に示した図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す状況での成す角αｎの単位時間当たりの変化とすれ違うまでの時間との関係を示すグラフである。図９（ｃ）は、相対速度と各閾値との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は、上空から見た場合の自車と前走車との対向角の関係を模式的に示した図である。図１０（ｂ）は、対向角と距離係数との関係を示すグラフである。
【図１１】本実施の形態の制御におけるヒステリシス特性を示した図である。
【図１２】前走車との距離ｒと左右余裕角αｍおよび上下余裕角βｍとの関係を示す図である。
【図１３】前走車の存在領域に基づく照射モードの決定方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正なし）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。図１４（ｂ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正あり）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。
【図１５】スイブル角と最大補正角との関係を示した図である。
【図１６】上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および各領域の関係を模式的に示した図である。
【図１７】本実施の形態に係る車両用前照灯装置における、ロービーム（Ｌｏビーム）、遮光ハイビーム（遮光Ｈｉビーム）、通常ハイビーム（Ｈｉビーム）の配光パターンを模式的に示した図である。
【図１８】本実施の形態に係る遮光ハイビームモードにおける前照灯ユニットの制御方法を示すフローチャートである。
【図１９】遮光ハイビームの配光パターンと遮光部の構成との組合せを例示した表である。
【図２０】図２０（ａ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２０（ｂ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が曲路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。
【図２１】図２１（ａ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た遮光範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２１（ｂ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【図２２】実施例１における制御条件の詳細を示した表である。
【図２３】実施例２に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。
【図２４】図２４（ａ）は、図２３に示す状況において自車から見た遮光可能な範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２４（ｂ）は、図２３に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【図２５】実施例２における制御条件の詳細を示した表である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０ 車両、 １２ 車両用前照灯装置、 １４ ステアリングホイール、 １６ ランプモード切替スイッチ、 １８ 車両制御部、 ２０ 前照灯ユニット、 ２２ 前照灯制御部、 ２４ 前走車検出手段、 ２６ ランプハウジング、 ２８Ｌ ロービーム用灯具ユニット、 ３０ ハイビーム用灯具ユニット、 ３２ ランプボディ、 ３４ 前面レンズ、 ３６ リフレクタ、 ３８ バルブ、 ４０ Ｒフィラメント、 ４２ Ｆフィラメント、 ４４ インナーシェード、 ４６ 撮像カメラ、 ４８ 画像認識装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに用いられる車両用前照灯装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯装置は、一般にロービームとハイビームとを切り替えることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較して運転者の視認性を向上させるが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、ハイビーム領域における配光を変化させる技術が提案されている。特許文献１には、複数のハイビーム照射エリアのいずれかに照射禁止対象が存在している場合に、複数のハイビームユニットのうち照射禁止対象が存在しているハイビーム照射エリア用のハイビームユニットを消灯する車両用ヘッドランプが開示されている。
【０００４】
また、ハイビームが選択されている自車両が前方を走行する先行車の運転者に与えるグレアの程度は距離に応じて変化する。そこで、特許文献２や特許文献３には、先行車の位置に応じてカットラインを移動させたりランプの明るさを制御したりすることでグレアを抑制するとされる前照灯装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００８−３７２４０号公報
【特許文献２】特開２０００−２３３６８４号公報
【特許文献３】特開平７−１０１２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の技術はグレアの低減という観点からなされており、視認性の向上という観点からは更なる改善が望まれる。
【０００６】
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、前走車に与えるグレアを低減しつつ視認性を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯装置は、車両に配置される前照灯ユニットと、自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備える。前照灯ユニットは、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを形成するとともに、ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にすることが可能に構成されており、制御手段は、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定し、存在領域の全部が、非照射状態にすることが可能な一部の領域に含まれる場合には、当該一部の領域を非照射状態にするよう前照灯ユニットを制御し、存在領域の少なくとも一部が一部の領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前照灯ユニットを制御する。
【０００８】
この態様によると、前走車の存在領域の全部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域に含まれる場合には、その一部の領域を非照射状態にすることで前走車に与えるグレアを低減しつつ、その一部以外の領域についてはハイビーム配光パターンによる照射を維持して遠方視認性の向上を図ることができる。また、前走車の存在領域の少なくとも一部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域以外の領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンの形成を停止して、前走車に与えるグレアを確実に防止することができる。また、例えば、前走車が存在してもハイビーム配光パターンが届かない上下方向の位置であれば、ハイビーム配光パターンが前走車に与えるグレアの影響を考慮する必要がない。そこで、この態様によると、制御手段は、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定するため、ハイビーム配光パターンによるグレアの影響が少ない上下方向の位置に前走車が存在する場合にはハイビーム配光パターンによる照射を維持することができ、結果的により多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【０００９】
制御手段は、水平線より下方に位置している前走車を含めずに存在領域を決定してもよい。水平線より下方に位置している前走車の場合、ハイビーム配光パターンの形成の有無にかかわらずロービーム配光パターンにより照射されている。そこで、水平線より下方に位置している前走車を含めずに存在領域を決定することで、前走車がハイビーム配光パターンの照射範囲に含まれている状況であってもハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００１０】
本発明の別の態様は、車両用前照灯装置の制御方法である。この方法は、自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる一部の領域と存在領域とを比較するステップと、ハイビーム配光パターンのうち一部の領域以外の領域と存在領域とに重複がある場合、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含む。存在領域を定めるステップは、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置しない前走車を含めずに存在領域を決定する。
【００１１】
この態様によると、前走車の存在領域の少なくとも一部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域以外の領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンの形成を停止して、前走車に与えるグレアを確実に防止することができる。また、例えば、前走車が存在してもハイビーム配光パターンが届かない上下方向の位置であれば、ハイビーム配光パターンが前走車に与えるグレアの影響を考慮する必要がない。この態様によると、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定するため、ハイビーム配光パターンによるグレアの影響が少ない上下方向の位置に前走車が存在する場合にはハイビーム配光パターンによる照射を維持することができ、結果的により多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前走車に与えるグレアを低減しつつ視認性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。本実施の形態に係る車両１０は、車両用前照灯装置１２と、後述するランプモードを切り替えるためにステアリングホイール１４近傍に設けられたランプモード切替えスイッチ１６と、車両が備える不図示のセンサが検出した情報や運転者によるランプモード切替えスイッチ１６の切替え操作の情報を処理して車両用前照灯装置１２に送信する車両制御部１８と、を備える。
【００１５】
車両用前照灯装置１２は、一対の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌと、各前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌによる光の照射、すなわち配光パターンの形状や位置をそれぞれ制御する前照灯制御部２２とを備える。前照灯制御部２２は、車両制御部１８から送信された信号に基づいて自車両より前方を走行する前走車との距離や位置に応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌを制御する。なお、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、ランプモード切替えスイッチ１６によるランプモードの切替えが行われると、選択されたランプモードに応じて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌによる光の照射を制御する。
【００１６】
ここで、ランプモード切替えスイッチ１６により選択可能なランプモードとしては、「走行モード（ハイビームモード）」、「すれ違いモード（ロービームモード）」、「自動調整モード（遮光ハイビームモード）」が設定されている。なお、自動調整モードとは、前走車との距離や位置に応じて配光パターンが調整されるモードである。なお、詳細は後述するが、遮光ハイビームモードとは、ハイビーム配光パターンの一部の領域を適宜非照射状態にすることで、自車両より前方に存在する前走車に与えるグレアの低減と遠方での視認性の向上の両立を図ることが可能な遮光ハイビームを形成するモードである。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る前照灯装置の概略構成を示すブロック図である。左右一対の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは、前照灯制御部（ＥＣＵ）２２に接続されている。前照灯制御部２２は、車両制御部１８を介してランプモード切替えスイッチ１６が接続されており、ランプモード切替えスイッチ１６から送信された信号に基づいて、選択された各ランプモードに応じたハイビームとロービームと遮光ハイビームとの切替え制御を行う。
【００１８】
また、図１には示していないが、車両１０の前部には、自車両より前方領域に存在する前走車の位置や、前走車から自車両までの距離を検出する前走車検出手段２４が設けられている。ここで、前走車には、自車両より前方を同方向に走行する先行車と自車両と反対方向に走行する対向車とが含まれる。前照灯制御部２２は、前走車検出手段２４の検出出力に基づいて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌにより形成する配光パターンを制御する。前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは、内部構造が左右対称であるほかは互いに同じ構成であり、右側のランプハウジング２６Ｒ内にロービーム用灯具ユニット２８Ｒおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒが、左側のランプハウジング２６Ｌ内にロービーム用灯具ユニット２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｌがそれぞれ配置されている。
【００１９】
次に、車両用前照灯装置が備える前照灯ユニットについて説明する。上述の前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌは左右対称の構造をしている以外は同一の構成であるため、以下では、右側の前照灯ユニット２０Ｒを例として説明し、左側の前照灯ユニット２０Ｌの説明は省略する。
【００２０】
図３は、前照灯ユニットのうちハイビーム用灯具ユニット近傍の概略構成を示す断面図である。図４（ａ）は、ロービーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図、図４（ｂ）は、ハイビーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図である。なお、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌは、従来のユニットをそのまま適用することができるので、ここでは構成の説明を省略するが、点灯されたときには、図４（ａ）に示すように、自車の前方の直前領域を照明するすれ違いビーム（ロービーム）配光パターンＬＢＰによる照明を行う。
【００２１】
次に、前照灯ユニット２０Ｒにおけるハイビーム用灯具ユニット３０Ｒの構成について説明する。なお、左側のハイビーム用灯具ユニット３０Ｌは右側のハイビーム用灯具ユニット３０Ｒと構成が同じであるため説明を省略する。ランプハウジング２６Ｒは、前面を開口した容器状のランプボディ３２と、ランプボディ３２の前面開口部に取り付けられた前面レンズ３４とで構成されている。ハイビーム用灯具ユニット３０Ｒは、ランプハウジング２６Ｒの内部に設けられており、図３に示すように回転放物面（パラボラ）が形成されたリフレクタ３６と、リフレクタ３６の焦点位置に配置された光源Ｈ１と、光源Ｈ１よりも若干車両前側に配置された光源Ｈ２と、を有する。
【００２２】
本実施の形態に係るハイビーム用灯具ユニット３０Ｒでは、２つのフィラメントを一体に内蔵したいわゆるＨ４バルブ３８が用いられており、Ｈ４バルブ３８の後側のＲフィラメント４０が光源Ｈ１としての機能を、前側のＦフィラメント４２が光源Ｈ２としての機能を果たす。Ｆフィラメント４２の上方のＨ４バルブ３８表面にはインナーシェード４４が設けられている。
【００２３】
前照灯ユニット２０Ｒでは、Ｒフィラメント４０、すなわちリフレクタ３６の焦点位置にある光源Ｈ１が点灯すると、リフレクタ３６で反射された光がランプ光軸Ｌｘにほぼ平行な光束として出射される。そして、図４（ｂ）に示すように、自車の左右方向中央部かつ水平方向の車両正面中央部の領域である第１照射領域ＳＡ１を照射する配光パターンＨＢＰ１が形成される。また、Ｆフィラメント４２、すなわちリフレクタ３６の焦点よりも前方に位置する光源Ｈ２が点灯すると、上方に向けて出射された光はインナーシェード４４で遮光されるため、下方に向けて出射された光のみがリフレクタ３６で反射されて前方を照射する。そのため、図４（ｂ）に示すように、第１照射領域ＳＡ１よりも左右方向の両側で水平方向の上部の半円環状をした第２照射領域ＳＡ２を照射する配光パターンＨＢＰ２が形成される。そして、これらの配光パターンＨＢＰ１と配光パターンＨＢＰ２が重畳されてハイビーム配光パターンＨＢＰが形成される。
【００２４】
次に、前走車検出手段２４について詳述する。前走車検出手段２４は、図２に示すように、ＣＣＤやＭＯＳ等の固体撮像素子を用いた撮像カメラ４６と、画像認識装置４８とを備える。画像認識装置４８は、撮像カメラ４６で撮影した画像を信号処理して画像解析を行い、撮像範囲内における先行車や対向車等の自車の前方に存在する前走車を認識し、認識した前走車の位置や前走車と自車との距離（車間距離）を検出する。そして、前走車の情報に基づいた検出信号が前照灯制御部２２に出力されると、前照灯制御部２２は、検出信号に基づいて前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌの点灯状態、すなわち、ハイビーム配光パターンやロービーム配光パターンによる照射を切り替える。なお、前走車検出手段２４は、ミリ波レーダやＧＰＳ装置等のほかの手段であってもよく、前走車が存在する位置の情報を取得できるものであればよい。
【００２５】
前照灯制御部２２は、ランプモード切替えスイッチ１６によりスイッチがオンされた場合に前照灯ユニット２０Ｒ，２０Ｌに電力を供給し点灯させる。このとき、ランプモード切替えスイッチ１６の切替え状態によりロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌの点灯・消灯が制御される。すなわち、ランプモード切替スイッチ１６がロービームモードに切り替えられているときには、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌのみが点灯され、ロービーム配光パターンによる前方照射が行われる。また、ランプモード切替スイッチ１６がハイビームモードに切り替えられているときには、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌが同時に点灯され、ハイビーム配光パターンによる前方照射が行われる。
【００２６】
また、ランプモード切替スイッチ１６が遮光ハイビームモードに切り替えられているときには、前走車検出手段２４からの検出信号に基づいて、ロービーム用灯具ユニット２８Ｒ，２８Ｌおよびハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌの点灯・消灯により、前走車の位置が所定の条件の場合には後述する遮光ハイビームによる前方照射が行われる。さらに、前照灯制御部２２は、特にハイビーム用灯具ユニット３０Ｒ，３０Ｌの点灯・消灯を制御する際に、光源Ｈ１および光源Ｈ２にそれぞれ電力を供給するとき及び電力を遮断するときの点灯及び消灯のタイミングを独立して制御することが可能なように構成されている。また、電力の供給及び停止を所定の時間をかけて行うことが可能とされており、これにより光源Ｈ１と光源Ｈ２の明るさを徐々に明るくしたり、あるいは暗くしたりすることが可能とされている。
【００２７】
（遮光ハイビームモード）
次に、遮光ハイビームモードについて簡単に説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、ハイビーム配光パターンを例示した図である。通常、運転者は、道路状況、前走車の有無や前走車までの距離等を勘案しながらハイビームを適宜使い分けて自車両前方の視認性を確保している。しかしながら、ハイビームは、中心光度が高いため、自車両よりかなり遠方に存在する前走車の運転者に対してもグレアを与えてしまう。そのため、ロービームが照射できる数十メートル先の領域よりもかなり遠方に前走車が存在していても、ハイビームを用いることができず、ハイビームの使用頻度が低かった。
【００２８】
最も単純で一般的なハイビーム配光パターンは、図５（ａ）に示すように、楕円状の配光パターンである。このようなハイビーム配光パターンは、左右方向が長い楕円形状を有しており、車両前方の視認性確保のため、Ｈ線上方（Ｈｉビーム領域）にヘッドランプの光を照射している。そのため、前走車が存在している場合の使用頻度は決して高くはなかった。
【００２９】
そこで、このような問題を解決するために、ハイビーム配光パターンに工夫を加え、遠方の視界確保と前走車へ与えるグレアの低減との両立を可能にする遮光ハイビームを考案した。遮光ハイビームは、図５（ａ）に示すハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にする光である。例えば、前述の車両用前照灯装置１２のハイビーム用灯具ユニット３０において光源Ｈ１を消灯することで図４（ｂ）に示す第１照射領域ＳＡ１が非照射状態（遮光部）となる遮光ハイビームが形成される。この際のハイビーム配光パターンは、図５（ｂ）に示すようなドーナツ形状配光パターンとなる。その他にも、図５（ｃ）に示すように、ハイビーム配光パターンのハイビーム領域の中央部を非照射状態（遮光部）とする凹状配光パターンや、図５（ｄ）に示すように、ハイビーム領域の片側を非照射状態（遮光部）とする片側配光パターン等が遮光ハイビームによって形成されうる。
【００３０】
このように遮光ハイビームを形成できる前照灯ユニットであれば、前走車の存在により従来であればロービームで走行しなければならない状況であっても、前走車がハイビーム配光パターンの非照射領域（遮光部）内に存在する間は、遮光ハイビームにより走行が可能である。そのため、遮光ハイビームを用いた走行では、少なくとも、ロービームを用いた走行よりも広範囲に前方が照射されるため、前走車に与えるグレアが抑制されつつ遠方の視認性向上（路上、路肩、歩道等の歩行者や落下物の早期発見）が図られる。
【００３１】
このような遮光ハイビームを積極的に使用するためには、ハイビーム配光パターンにおける遮光可能な領域に前走車が存在するか否かの判定や、遮光部の形成を的確に行うことが望まれる。以下では、遮光ハイビームの制御について詳述する。
【００３２】
（前走車の位置）
遮光ハイビームの制御に当たっては前走車検出手段２４で検出した情報から前走車の位置を数値化する必要がある。そこで、はじめに前走車の位置の数値化について説明する。図６（ａ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した斜視図である。図６（ｂ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した側面図である。
【００３３】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、前走車の位置Ｐは、自車との距離ｒ、自車正面光軸方向に対する左右方向を示す左右方向角α、自車正面光軸方向に対する上下方向を示す上下方向角β、の３つの値で特定される。左右方向角αは、自車正面のＹ軸（スクリーン上はＶ−Ｖ線）を中心に自車線側（左）をマイナス、対向車線側（右）をプラスとする。上下方向角βは、自車正面のＸ軸（スクリーン上はＨ−Ｈ線）を中心に上方向をプラス、下方向をマイナスとする。なお、このような極座標系以外に、位置Ｐを（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の直交座標系で表現する方法もあるが、本実施の形態では取扱いの容易さから極座標系（ｒ，α，β）を用いて位置Ｐを表現する。
【００３４】
自車から見た場合、厳密には前走車は点ではなくある程度の広がりを持つ面となるが、遮光ハイビームは、自車と前走車との距離が２０ｍ〜１０００ｍ程度の範囲で機能することから、前走車の位置Ｐを点として極座標で表現し、面積に相当する値を左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍという補正値を用いて表現する。なお、左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍの詳細については後述する。また、前走車には自動車だけでなく、二輪車や自転車等が含まれていてもよい。
【００３５】
（前走車の計測領域）
次に、前走車検出手段２４により前走車の位置Ｐを測定する範囲について説明する。図７（ａ）は、前走車に対する左右方向の計測領域を模式的に示した斜視図である。図７（ｂ）は、前走車に対する上下方向の計測領域を模式的に示した側面図である。
【００３６】
図７（ａ）に示すように、前走車の左右（水平）方向の計測範囲αＲＯＩとすると、αＲＯＩ＝αＲＯＩＲ−αＲＯＩＬとなる。ここで、αＲＯＩＲは、自車正面方向よりも右側の検出角度であり、αＲＯＩＬは、自車正面方向よりも左側の検出角度である。同様に、前走車の上下（垂直）方向の計測範囲βＲＯＩとすると、βＲＯＩ＝βＲＯＩＵ−βＲＯＩＤとなる。ここで、βＲＯＩＵは、自車正面方向よりも上側の検出角度であり、βＲＯＩＤは、自車正面方向よりも下側の検出角度である。本実施の形態では、αＲＯＩ、βＲＯＩで囲まれる空間的な領域を「計測領域」とし、（αＲＯＩ、βＲＯＩ）で表現する。
【００３７】
計測領域（αＲＯＩ、βＲＯＩ）は、前照灯ユニット２０におけるハイビーム用灯具ユニット３０や前走車検出手段２４の性能を考慮して設定される。本実施の形態に係る車両用前照灯装置１２は、前走車検出手段２４による検出結果に基づき計測領域に前走車がいないと判定した場合、遮光ハイビームではなく通常のハイビームで前方を照射するよう制御する。これにより、前方の視認性をより向上することができる。
【００３８】
次に、上述のように計測領域を設ける理由およびその効果について説明する。ハイビームで照射することが可能な領域には限りがあり、ハイビーム用灯具ユニットの光源がハロゲンバルブかキセノンバルブか等、灯具ユニットによるハイビームの性能差で照射領域が変化する。そのため、ハイビームによる照射性能に応じて計測すべき領域を設定することで、ハイビームによりグレアの影響を受けない前走車を測定から除外することができる。また、例え前走車検出手段２４により検出された前走車であっても、計測領域外であれば以後の演算処理から除外することができるため、車両制御部１８や前照灯制御部２２における演算負荷が軽減される。
【００３９】
なお、ハイビーム用灯具ユニットの光軸がスイブル可能な構成の場合、スイブル後の光軸方向を自車正面方向として前走車の位置Ｐが表現される。この際、計測領域もスイブル角θだけ移動する。また、本実施の形態では、光軸方向を自車正面方向とすることで、スイブル機能の有無にかかわらず前走車の位置Ｐが共通に表現されるため、遮光ハイビームの制御における演算が簡略化される。
【００４０】
（存在領域の決定）
次に、存在領域の決定方法について説明する。ここで、存在領域（存在範囲）とは、前走車の位置に基づいて仮想的に算出される領域である。図８は、上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および存在範囲との関係を模式的に示した図である。
【００４１】
本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、前走車検出手段２４が検出した情報に基づいて自車の前方に設定されている計測領域内に存在する各前走車の位置Ｐｎを算出し、各位置Ｐｎを内包する存在範囲αＥＸ，βＥＸに基づき存在領域として決定する。ここで、存在範囲αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬであり、右側存在角αＥＸＲは、自車から見て最も右側の前走車の位置Ｐｎに対応する角度、左側存在角αＥＸＬは、自車から見て最も左側の前走車の位置Ｐ１に対応する角度として定義される。なお、αＥＸＲの値はプラス、αＥＸＬの値はマイナスである。
【００４２】
前照灯制御部２２は、決定された存在領域の全部が、例えば、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すような遮光部や、図４（ｂ）に示すような第１照射領域ＳＡ１に含まれると判定した場合には、遮光部や第１照射領域ＳＡを非照射状態にするよう前照灯ユニット２０を制御する。これにより、前走車に与えるグレアを低減しつつ、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すような遮光部や図４（ｂ）に示す第１照射領域ＳＡ１以外のハイビーム領域についてはハイビーム配光パターンによる照射を維持して遠方視認性の向上を図ることができる。
【００４３】
一方、前照灯制御部２２は、決定された存在領域の少なくとも一部が遮光部や第１照射領域ＳＡ１以外のハイビーム配光パターンの領域（例えば、図４（ｂ）に示す第２照射領域ＳＡ２）に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。これにより、前走車に与えるグレアを確実に防止することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、決定された存在領域の全部が前述の遮光部に含まれる場合であっても、第１の閾値（例えば前走車が先行車の場合は２０ｍ）と比較して自車両との距離が近い前走車が存在するときは、強制的にハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。前走車の存在領域の全部がハイビーム配光パターンのうち遮光部等に含まれる場合、理想的には、遮光部を非照射状態にすることでハイビーム配光パターン自体が形成された状態で走行は可能である。しかしながら、前走車が接近している状況では時間あたりの前走車の位置の変化量が大きくなるため、ハイビーム配光パターンの遮光部を非照射状態にする制御が追従できなくなることも考えられる。そこで、第１の閾値と比較して自車両との距離が近い前走車が存在するときは、前照灯制御部２２は、強制的にハイビーム配光パターンが形成されないようにし、ロービーム配光パターンのみによる照射が行われるように、前照灯ユニット２０を制御する。これにより、接近した前走車へ与えるグレアをより確実に防止することができる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、第２の閾値（例えば前走車が先行車の場合は２００〜５００ｍの間の値）と比較して自車両との距離が遠い車は前走車とみなさないようにしている。つまり、前照灯制御部２２は、第２の閾値よりも遠い前走車の情報を取得しても、その前走車の位置を存在領域の決定の際の演算では用いないようにしている。その理由は、自車両との距離が十分に遠い車は、仮に存在領域に含まれていても自車両が形成した配光パターンから受けるグレアの程度は小さくなる。そのため、距離が十分に遠い車が存在する領域が遮光部に含まれてしまうと、ハイビーム配光パターンを形成した走行ができなくなり、前方視認性の向上という観点からは好ましくない。そこで、第２の閾値と比較して自車両との距離が遠い車を前走車とみなさないことで、より多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００４６】
また、前照灯制御部２２は、前走車が対向車の場合、対向車との距離が前述の第１の閾値（前走車が先行車の場合）より大きい第３の閾値と比較して自車に近いときには、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。存在領域に含まれる前走車が自車両と反対方向に走行する対向車の場合、自車両と同方向に走行する先行車と比較して、接近している状況での時間あたりの位置の変化量が大きくなり、ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にする制御の追従がより困難になる。そこで、前走車が対向車の場合、対向車の距離を前述の第１の閾値より大きい第３の閾値と比較してハイビーム配光パターンの形成が制御されることで、対向車が近付く、より早い段階からハイビーム配光パターンの形成が停止され、対向車へ与えるグレアをより確実に防止することができる。
【００４７】
また、前照灯制御部２２は、前走車が対向車の場合、前述の第２の閾値（前走車が先行車の場合）より大きい第４の閾値と比較して自車両との距離が遠い車は前走車とみなさない。ここで、第２の閾値は、前走車が先行車の場合の値として２００〜５００ｍの間で選択され、第４の閾値は、前走車が対向車の場合の値として３００〜１０００ｍの間で選択されている。自車両との距離が十分に遠い対向車は、仮に存在領域に含まれていても自車両が形成した配光パターンから受けるグレアの程度は小さくなる。そのため、距離が十分に遠い対向車が存在する領域が遮光部に含まれてしまうと、ハイビーム配光パターンを形成した走行ができなくなり、前方視認性の向上という観点からは好ましくない。しかしながら、前走車が対向車の場合、先行車と比較してハイビーム配光パターンから受けるグレアの影響は大きくなる。そこで、前述の第２の閾値より大きい第４の閾値と比較して自車両との距離が遠い対向車を前走車とみなさないことで、対向車に与えるグレアを低減しつつより多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００４８】
なお、前照灯制御部２２は、前走車が先行車の場合に第１の閾値および第３の閾値を、前走車が対向車の場合に第２の閾値および第４の閾値を用いることで、より精度の高い遮光ハイビームの制御が可能となる。この場合、上述した各閾値の関係は第１の閾値＜第２の閾値、第３の閾値＜第４の閾値、第２の閾値＜第４の閾値となる。各閾値は、ハイビーム用灯具ユニットの構成やそれに用いられている光源の種類によって適切な値を設定すればよい。
【００４９】
（相対速度に応じた閾値の決定）
前走車が先行車のときに第１の閾値が、前走車が対向車のときに第３の閾値が用いられる場合、第１の閾値および第３の閾値は自車と前走車との相対速度に応じて決定される。例えば、対向車と自車とがすれ違う場合、自車速度と対向車速度の和である相対速度が速いほど、また、車間距離が接近するほど、両車を結ぶ直線が両車の進行方向に対して成す角αｎの単位時間当たりの変化（ｄαｎ／ｄｔ）は大きくなる。このとき、前走車検出手段２４の計測能力、前照灯制御部２２の演算能力、ハイビーム用灯具ユニット３０の構造等の制約から、遮光ハイビームや通常のハイビームの制御が追従できず、前走車の運転者にグレアを与える可能性がある。また、例え遮光ハイビームや通常のハイビームの制御が追従できたとしても、運転者に対して配光パターンの切替え時の違和感を与える可能性もある。そのため、第１の閾値および第３の閾値が固定されている場合と比較して、自車と前走車との相対速度に応じてロービームに切り替えるための第１の閾値および第３の閾値が決定されることで、前走車の運転者にグレアを与えることなく、また、自車を運転する運転者が違和感を抱かずに、遮光ハイビームの制御が行われる。
【００５０】
次に、第１の閾値および第３の閾値を自車と前走車との相対速度に応じて決定する方法について詳述する。図９（ａ）は、上空から見た場合の自車と対向車がすれ違う状況を模式的に示した図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す状況での成す角αｎの単位時間当たりの変化とすれ違うまでの時間との関係を示すグラフである。図９（ｃ）は、相対速度と各閾値との関係を示すグラフである。
【００５１】
前述のように、自車と前走車との相対速度が速いほど、また、車間距離が接近するほど、自車と前走車との成す角αｎや図８に示す存在範囲αＥＸ，βＥＸの単位時間当たりの変化量が増加する。そこで、この変化量の増加に基づき第１の閾値および第３の閾値を決定する具体例を以下に示す。なお、相対速度は前走車が自車に近付く方向をプラスとする。
【００５２】
本実施の形態では、自車と前走車との成す角αｎの単位時間当たりの変化（ｄαｎ／ｄｔ）が大きくなる点に着目し、前照灯制御部２２は、（ｄαｎ／ｄｔ）が限界値を超える限界時間ｔＬＭＴを算出し、限界時間ｔＬＭＴを超えない距離（第１の閾値、第３の閾値）を相対速度に応じて決定するように構成されている。ここで、（ｄαｎ／ｄｔ）の「限界値」とは、運転者が遮光部の存在に違和感や不快感を覚えない値や、遮光部の制御が追従できる値を考慮し、ハイビーム用灯具ユニットの構造や前照灯制御部２２の処理能力等から設定された値である。
【００５３】
図９（ａ）は、自車が対向車とすれ違う状況を図示したものであり、対向車と自車正面方向の成す角αｎは、αｎ＝ｔａｎ−１（ｗ／ｄ）で表すことができる。ここで、ｄは自車と対向車との距離である。そして、成す角αｎを時間で微分することで単位時間当たりの成す角αｎの変化（ｄαｎ／ｄｔ）が求められる。求められた（ｄαｎ／ｄｔ）と両車がすれ違うまでの時間ｔとは、図９（ｂ）に示すような関係となる。ここで、図９（ｂ）に示すグラフの横軸は、両車がすれ違うまでの時間をマイナスで表現し、ｔ＝０の時点で両車がすれ違うことを示している。
【００５４】
図９（ｂ）に示す関係において、（ｄαｎ／ｄｔ）の限界値を設定することで、限界時間ｔＬＭＴが算出される。このようにして算出された限界時間ｔＬＭＴの値に基づいて、前照灯制御部２２は、限界時間ｔＬＭＴより以前であれば遮光ハイビームによる照射を可能とし、限界時間ｔＬＭＴを超えた時点からロービームによる照射に切り替える制御を行う。
【００５５】
また、限界時間ｔＬＭＴが算出されれば、両車の距離ｄすなわち第１の閾値や第３の閾値が相対速度ｖの関数として求まる（図９（ｃ）参照）。例えば、相対速度ｖ＝２００ｋｍ／ｈ（５５．６ｍ／ｓ）、車線幅ｗ＝３．５ｍですれ違う状況で、ハイビーム用灯具ユニットの構造や前照灯制御部２２の処理能力等から（ｄαｎ／ｄｔ）の限界値が５［°／ｓ］と設定した場合、限界時間ｔＬＭＴ≒０．８５［ｓｅｃ］となる。その結果、第３の閾値は、０．８５×５５．６≒４７［ｍ］と算出される。すなわち、相対速度ｖ＝２００ｋｍ／ｈ、車線幅ｗ＝３．５［ｍ］の状況下では、前照灯制御部２２は、両車が４７ｍよりも近付いた時点で強制的にロービームに切り替える。
【００５６】
なお、前走車が自車の真正面に存在する場合（α＝０°）や相対速度が小さな場合を考慮し、図９（ｃ）に示すように、第１の閾値および第３の閾値の最小値が設定されている。これにより、至近距離では強制的にロービームに切り替えられる。また、上述のような関数をあらかじめマップ化することで、複雑な計算処理を行うことなく第１の閾値や第３の閾値が算出されるため、前照灯制御部２２による制御負担を軽減できる。
【００５７】
（対向角に応じた閾値係数）
前走車が先行車のときに第２の閾値が、前走車が対向車のときに第４の閾値が用いられる場合、第２の閾値および第４の閾値は、自車の光軸と前走車の走行方向とが成す対向角ωｎに応じて補正される。ここで、対向角ωｎに応じて閾値を補正するのは、対向角ωｎによって前走車が受けるグレアの影響の程度が変わるからである。詳述すると、前走車が自車に対して平行（対向角ωｎ＝０）に走行している場合に最も前走車に与えるグレアの影響が大きくなり、前走車が自車に対して対向角ωｎが大きくなるにつれて前走車に与えるグレアの影響が小さくなる。
【００５８】
例えば、自車が走行中の道路前方に直交する道路があり、その道路を通行する車両が前走車として前述の存在範囲αＥＸ、βＥＸに含まれる位置Ｐに存在していたとしても、その車両は自車のハイビームによるグレアの影響をほとんど受けない。そのため、このような前走車が存在しても存在範囲には含めないことが望ましい。ただし、交差する道路は直交する場合だけではないため、自車に対する前走車の走行方向により存在範囲に含めるか否かを決定する必要性から距離係数Ｒを設定し、これを第２の閾値や第４の閾値に乗じることにより、状況によって両閾値の値を小さくする補正が行われる。つまり、前走車の対向角が大きいほど存在範囲に含まれにくくなる。
【００５９】
図１０（ａ）は、上空から見た場合の自車と前走車との対向角の関係を模式的に示した図である。図１０（ｂ）は、対向角と距離係数との関係を示すグラフである。
【００６０】
図１０（ａ）に示すように、前走車の光軸と位置Ｐ１、Ｐ２にある前走車の走行方向との成す角が対向角ω１、ω２として定義される。そして、対向角ωの大きさにより距離係数Ｒを決定するために、図１０（ｂ）に示すようなｆ３関数が設定されている。また、対向角ω＝±（π／２）の前走車は、先行車か対向車か区別できないが、自車の光軸と直交する前走車を存在範囲から除外する場合は対向角ω＝±（π／２）のときの距離係数Ｒが０に設定された関数を、逆に存在範囲から除外すべきでない場合は対向角ω＝±（π／２）のときの距離係数Ｒが０以外の値に設定された関数を用いる。なお、対向角が計測できない場合、または、対向角を加味しない制御の場合は、距離係数Ｒを固定値１とすればよい。対向角の計測は、例えば、ＧＰＳやミリ波レーダーの情報による前走車の位置の時間変化に基づいて算出することができる。
【００６１】
（ヒステリシス特性）
先行車が上述の各閾値近傍の距離で遠ざかったり近付いたりすると、配光パターンの切替が頻繁に生じることになる。また、自車と先行車との距離が一定であっても、測定誤差等により閾値と距離との大小関係が逆転し、配光パターンの切替が頻繁に生じる可能性もある。そこで、本実施の形態では、前走車との距離ｒと各閾値との比較において、ヒステリシス特性を利用した制御を行う。
【００６２】
図１１は、本実施の形態の制御におけるヒステリシス特性を示した図である。前述のように、ロービームから遮光ハイビームへ、遮光ハイビームから通常ハイビームへ等の配光パターンの切替は、前走車との距離と閾値との比較結果や、遮光領域と存在領域との比較結果に基づき制御される。
【００６３】
しかしながら、例えば、自車の前方に先行車が一台だけ存在し追従走行している状況において、先行車との距離ｒｐが第２の閾値付近で変化している場合、遮光ハイビームと通常ハイビームとの配光切替が頻発し、自車および先行車の運転者への不快感や視認性低下をもたらすおそれがある。そこで、これらを防止するために、本実施の形態では閾値ごとに幅（δ１〜δ４）が設けられている。図１１に示す例では、閾値２が３００ｍ、δ２±３０ｍに設定されており、前照灯制御部２２は、先行車との距離ｒｐが２００ｍから徐々に増加し、３３０ｍになった時点で遮光ハイビームから通常ハイビームに切り替える。逆に、前照灯制御部２２は、先行車との距離ｒｐが３３０ｍ以上から徐々に短くなり、２７０ｍになった時点で通常ハイビームから遮光ハイビームに切り替える。
【００６４】
このような配光の切替え制御により、先行車との距離が閾値付近で変化しても、±δ以内であれば、配光切替が発生しない。幅δの値は、距離の計測精度や実車評価（例えば運転者による官能評価）等によって決定すればよい。また、幅δの値は、閾値毎に設定されていてもよいし、各閾値共通に設定されていてもよい。
【００６５】
このような考えを更に発展させ、遮光領域（遮光部）と存在領域との比較の場合も同様に、遮光領域が存在領域に含まれる状態から含まれなくなる状態に変化する場合と、逆に、遮光領域が存在領域に含まれない状態から含まれる状態に変化する場合とでは、前述のようなヒステリシス特性を利用して配光を切り替える時点が異なるように制御してもよい。これによっても、頻繁な配光切替の発生を抑止することができる。
【００６６】
（余裕角）
次に、先に簡単に述べた余裕角について説明する。余裕角とは、前走車の位置Ｐの計測誤差や配光パターンに影響する前照灯ユニットの構造のバラツキ等を考慮して設定されている。図８に示すように、存在範囲は、実際に前走車が存在している領域よりも左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍ分だけ大きめに設定されており、前走車に対するグレアが確実に防止されるようになっている。また、余裕角は、前走車の位置Ｐを点として表現した場合に生じる前走車の面積（幅や高さ）の問題を補完する役割も担うパラメータである。
【００６７】
このような事情を踏まえ、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の左右余裕角αｍ、上下余裕角βｍだけ広がった存在範囲αＥＸ、βＥＸに基づいて存在領域を決定し、存在領域の全部が例えば遮光領域に含まれる場合には、遮光領域を非照射状態にするよう前照灯ユニット２０を制御し、存在領域の少なくとも一部が遮光領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前照灯ユニット２０を制御する。
【００６８】
例えば、非照射状態にすることが可能な遮光領域の境界と存在領域の境界とが近い場合、前走車の位置情報の検出誤差や前照灯ユニット２０の各部品の公差によるハイビーム配光パターンのバラツキによっては、本来ハイビーム配光パターンが到達しないはずの前走車がハイビーム配光パターンにより照射される可能性がある。そこで、本実施の形態に係る前照灯制御部２２では、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の角度だけ広がった補正範囲に基づいて広めに存在領域が決定されるので、前走車に対するグレアをより確実に防止することができる。
【００６９】
また、前照灯制御部２２は、基準範囲に加えて上下方向の端に位置する前走車から上下余裕角βｍだけ広がった上下方向の存在範囲βＥＸに基づいて存在領域を決定している。前走車自体には上下方向に空間的な広がりがあるため、前走車を点として存在領域を決定すると前走車の上下方向の部分が存在領域外となる可能性がある。そこで、このような方法により存在領域が決定されると、存在領域から前走車の上下方向の部分がはみ出すようなことが回避される。その結果、精度の高い遮光ハイビーム制御が実現される。
【００７０】
また、前照灯制御部２２は、基準範囲に加えて水平方向の端に位置する前走車から左右余裕角αｍだけ広がった水平方向の存在範囲αＥＸに基づいて存在領域を決定している。前走車自体には水平方向に空間的な広がりがあるため、前走車を点として存在領域を決定すると前走車の水平方向の部分が存在領域外となる可能性がある。そこで、このような方法により存在領域が決定されると、存在領域から前走車の水平方向の部分がはみ出すようなことが回避される。その結果、精度の高い遮光ハイビーム制御が実現される。
【００７１】
遮光ハイビーム配光パターンの目的の一つは、自車両に対して水平方向に位置する歩行者や障害物の早期発見による事故防止である。この観点では、存在領域を決定する際に基準範囲に加えられる水平方向補正範囲をあまり大きくすると、ハイビーム配光パターンの非照射状態にすることが可能な遮光領域に存在領域の全部が含まれなくなる可能性が高くなる。その結果、前走車に与えるグレアを確実に防止することができるものの、歩行者や障害物の早期発見という点では更なる改善の余地がある。一方、大型バスやトラックなどのように運転者のアイポイントが普通車より高い車両の場合、ハイビーム配光パターンによるグレアの発生の低減が重視される。
【００７２】
このような事情を勘案して、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、基準範囲に加えて上下方向の端に位置する前走車から上下余裕角βｍだけ広がった上下方向の存在範囲βＥＸ、および、基準範囲に加えて水平方向の端に位置する前走車から左右余裕角αｍだけ広がった水平方向の補正範囲αｍに基づいて存在領域を決定する。ここで、左右余裕角αｍは、上下余裕角βｍよりも小さく設定されている。その結果、前走車の左右方向の位置に対するハイビーム配光パターンの制御は、グレアの低減よりもハイビーム配光パターンによる照射の維持が優先され、前走車の上下方向の位置に対するハイビーム配光パターンの制御は、グレアの低減が優先される。
【００７３】
上述の構成を制御方法としてとらえると、本実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法は、自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる遮光領域（遮光部）と存在領域とを比較するステップと、ハイビーム配光パターンのうち遮光領域以外の領域と存在領域とに重複がある場合、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含んでいる。存在領域を定めるステップは、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の角度だけ広がった補正範囲に基づいて存在領域を決定している。
【００７４】
例えば、非照射状態にすることが可能な遮光領域の境界と存在領域の境界とが近い場合、前走車の位置情報の検出誤差や前照灯ユニットの各部品の公差によるハイビーム配光パターンのバラツキによっては、本来ハイビーム配光パターンが到達しないはずの前走車がハイビーム配光パターンにより照射される可能性がある。そこで、この制御方法によると、自車両から見て前走車が含まれる基準範囲よりも所定の角度だけ広がった補正範囲に基づいて広めに存在領域が決定されるので、前走車に対するグレアをより確実に防止することができる。
【００７５】
図１２は、前走車との距離ｒと左右余裕角αｍおよび上下余裕角βｍとの関係を示す図である。図１２に示すように、左右余裕角αｍおよび上下余裕角βｍの値は一定ではなく、前走車との距離ｒに応じて変化し、前走車が遠方であるほど小さな値となるように設定されている。この理由は、前走車が遠方に位置するほど自車から見た像（面積）は小さくなるため、これに応じて余裕角も小さくすることで遮光ハイビームで走行可能な状況を多くすることができ、自車の遠方視認性の向上と前走車に与えるグレアの低減を両立できるからである。
【００７６】
このように、前照灯制御部２２は、自車両と前走車との距離に応じて算出された上下余裕角βｍを用いている。これにより、例えば、前走車がより遠方であれば、距離に応じて上下余裕角βｍを小さくしても、前走車の上下方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。反対に、前走車がより近接していれば、距離に応じて上下余裕角βｍを大きくすることで、前走車の上下方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。したがって、上下余裕角βｍが固定の場合と比較して、前走車に与えるグレアの低減と視認性の向上をより高いレベルで両立することができる。
【００７７】
同様に、前照灯制御部２２は、自車両と前走車との距離に応じて算出された左右余裕角αｍを用いている。これにより、例えば、前走車がより遠方であれば、距離に応じて左右余裕角αｍを小さくしても、前走車の水平方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。反対に、前走車がより近接していれば、距離に応じて左右余裕角αｍを大きくすることで、前走車の水平方向の一部分がはみ出さないような存在領域を決定することができる。したがって、左右余裕角αｍが固定の場合と比較して、前走車に与えるグレアの低減と視認性の向上をより高いレベルで両立することができる。
【００７８】
なお、前述の基準範囲は、前走車のすべてを包含する多角形として一意に定められている。これにより、簡便にかつ再現性よく基準範囲が定められる。
【００７９】
（存在領域に基づく照射モード決定フロー）
図１３は、前走車の存在領域に基づく照射モードの決定方法を示すフローチャートである。このフローは、ランプモード切替スイッチ１６により「自動調整モード（遮光ハイビームモード）」が選択されている際に所定のタイミングで繰り返し実行される。所定のタイミングとしては、例えば、前走車検出手段２４により計測領域に前走車を検出した場合に開始することが考えられる。以下、前照灯制御部２２における処理について説明する。
【００８０】
はじめに、前照灯制御部２２は、ランプ（照射）モードを示すＦＬＡＧを０にリセットすると同時に、右側存在角αＥＸＲを＋∞、左側存在角αＥＸＬ及び存在範囲βＥＸを−∞に設定する（Ｓ１０）。ここで、±∞は、前照灯制御部２２で変数として扱える最大値及び最小値であればよい。
【００８１】
次に、前走車検出手段２４から取得した情報に基づいて検出された位置Ｐｎにある前走車ｎが先行車か否かが判定される（Ｓ１２）。後述するが、前走車が複数台検出された場合は、この処理が台数分繰り返される。前走車ｎが対向車の場合（Ｓ１２のＮｏ）、図９（ｃ）に示す関数を用いて相対速度ｖから第３の閾値（閾値３）が求められる（Ｓ１４）。前走車ｎまでの距離ｒｎが第３の閾値±δよりも小さい場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、ハイビームで走行するには自車と前走車ｎとが近すぎるため、照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定され（Ｓ１８）、この処理が一度終了する。
【００８２】
一方、前走車ｎまでの距離ｒｎが第３の閾値±δ以上の場合（Ｓ１６のＮｏ）、前走車ｎまでの距離ｒｎと（Ｒｎ×第４の閾値（閾値４））±δとが比較される（Ｓ２０）。Ｒｎは、自車と前走車との対向角ωに応じて算出される補正係数である。距離ｒｎが（Ｒｎ×第４の閾値）±δより大きい場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、ステップＳ２２に移行する。距離ｒｎが（Ｒｎ×第４の閾値）±δ未満の場合（Ｓ２０のＮｏ）、図１２に示す関数を用いて距離ｒｎから左右余裕角αｍが算出される（Ｓ２４）。
【００８３】
次に、前走車ｎの位置Ｐｎを示すパラメータの一つである左右方向角αｎから左右余裕角αｍを引いた値がそれまでに設定されている左側存在角αＥＸＬより小さいか否か、つまり前走車ｎが自車の光軸方向から最も左側に離れた位置に存在しているか否かが判定される（Ｓ２６）。（αｎ−αｍ）＜αＥＸＬの場合（Ｓ２６のＹｅｓ）、前走車ｎは最も左側に位置していると判定され、αＥＸＬ＝αｎ−αｍが新たに左側存在角αＥＸＬの値として記憶される（Ｓ２８）。
【００８４】
（αｎ−αｍ）＜αＥＸＬでない場合（Ｓ２６のＮｏ）、左右方向角αｎに左右余裕角αｍを足した値がそれまでに設定されている右側存在角αＥＸＲより大きいか否か、つまり前走車ｎが自車の光軸方向から最も右側に離れた位置に存在しているか否かが判定される（Ｓ３０）。（αｎ＋αｍ）＞αＥＸＲの場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、前走車ｎは最も右側に位置していると判定され、αＥＸＲ＝αｎ＋αｍが新たに左側存在角αＥＸＲの値として記憶される（Ｓ３２）。
【００８５】
（αｎ＋αｍ）＞αＥＸＲでない場合（Ｓ３０のＮｏ）、前走車ｎの位置Ｐｎを示すパラメータの一つである上下方向角βｎに上下余裕角βｍを足した値がそれまでに設定されている存在範囲βＥＸより大きいか否か、つまり前走車ｎが自車の光軸方向から最も上側に離れた位置に存在しているか否かが判定される（Ｓ３４）。（βｎ＋βｍ）＞βＥＸの場合（Ｓ３４のＹｅｓ）、前走車ｎは最も上側に位置していると判定され、βＥＸ＝βｎ＋βｍが新たに存在範囲βＥＸの値として記憶される（Ｓ３６）。（βｎ＋βｍ）＞βＥＸでない場合（Ｓ３４のＮｏ）、ステップＳ２２に移行する。
【００８６】
次に、前走車ｎが先行車の場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、図９（ｃ）に示す関数を用いて相対速度ｖから第１の閾値（閾値1）が求められる（Ｓ３８）。前走車ｎまでの距離ｒｎが第１の閾値±δよりも小さい場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、ハイビームで走行するには自車と前走車ｎとが近すぎるため、照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定され（Ｓ１８）、この処理が一度終了する。
【００８７】
一方、前走車ｎまでの距離ｒｎが第１の閾値±δ以上の場合（Ｓ４０のＮｏ）、前走車ｎまでの距離ｒｎと（Ｒｎ×第２の閾値（閾値２））±δとが比較される（Ｓ４２）。距離ｒｎが（Ｒｎ×第２の閾値）±δより大きい場合（Ｓ４２のＹｅｓ）、ステップＳ２２に移行する。距離ｒｎが（Ｒｎ×第２の閾値）±δ未満の場合（Ｓ４２のＮｏ）、図１２に示す関数を用いて距離ｒｎから左右余裕角αｍが算出される（Ｓ２４）。以下、ステップＳ２６〜Ｓ３６までの処理は前走車ｎが対向車の場合と同様である。
【００８８】
以上の処理を、検出した前走車の数Ｎだけ繰り返したか否かを判定し（Ｓ２２）、繰り返していない場合（Ｓ２２のＮｏ）、再度ステップＳ１２〜Ｓ４２の処理が適宜実行される。一方、検出した前走車の数ＮだけステップＳ１２〜Ｓ４２の処理が繰り返された場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、左側存在角αＥＸＬが初期設定値である−∞と同じであるか否かが判定される（Ｓ４４）。
【００８９】
αＥＸＬ＝−∞の場合（Ｓ４４のＹｅｓ）、存在領域の決定に寄与する前走車がなかったことを示す。例えば、検出された前走車が第２の閾値より遠方の先行車や第４の閾値より遠方の対向車であった場合などである。このような場合、通常ハイビームによる走行を続けても前走車にグレアを与える可能性が少ないため、照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定され（Ｓ４６）、この処理が一度終了する。αＥＸＬ＝−∞でない場合（Ｓ４４のＮｏ）、遮光ハイビームにより遮光すべき前走車が存在し、通常ハイビームによる走行を続けると前走車にグレアを与える可能性があるため、照射モードＦＬＡＧに遮光ハイビームを示す値が設定され（Ｓ４８）、この処理が一度終了する。なお、図１３のフローチャートに示す処理を実行中に矛盾が生じるような場合には、ロービームに強制的に切り替えるフェール動作を盛り込んでもよい。
【００９０】
上述のように、前走車ｎの位置Ｐｎの左右方向の存在範囲は自車光軸方向に対して（αｎ−αｍ）から（αｎ＋αｍ）で囲まれる範囲となる。そして、前走車が複数の場合、各前走車の存在範囲を重ね合わせて得られる全存在範囲の最小値を左側存在角αＥＸＬ、最大値を右側存在角αＥＸＲとし、最終的に存在範囲αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬが求められる。
【００９１】
同様に、上述の処理において前走車の上下方向の存在範囲βＥＸについても求められているが、Ｈ−Ｈ線（水平線）より下方に位置している前走車を含めずに存在範囲を決定している。水平線より下方に位置している前走車の場合、ハイビーム配光パターンの形成の有無にかかわらずロービーム配光パターンにより照射されている。そこで、水平線より下方に位置している前走車を含めずに存在領域を決定することで、前走車がハイビーム配光パターンの照射範囲に含まれている状況であってもハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００９２】
これらの事情を踏まえ、本実施の形態に係る前照灯制御部２２は、自車両から見て水平線より上方に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定し、存在領域の全部が例えば遮光領域に含まれる場合には、遮光領域を非照射状態にするよう前照灯ユニット２０を制御し、存在領域の少なくとも一部が遮光領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターン自体が形成されないように、つまりロービームで照射されるように前照灯ユニット２０を制御する。
【００９３】
上述の構成を制御方法としてとらえると、本実施の形態に係る車両用前照灯装置の制御方法は、自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる遮光領域（遮光部）と存在領域とを比較するステップと、ハイビーム配光パターンのうち遮光領域以外の領域と存在領域とに重複がある場合、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含む。存在領域を定めるステップは、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置しない前走車を含めずに存在領域を決定する。
【００９４】
この制御方法によると、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに存在領域を決定するため、ハイビーム配光パターンによるグレアの影響が少ない上下方向の位置に前走車が存在する場合にはハイビーム配光パターンによる照射を維持することができ、結果的により多くの状況でハイビーム配光パターンを形成した走行が可能となる。
【００９５】
（スイブル可能な灯具ユニット）
以下では、ハイビーム用灯具ユニットがスイブル可能な構成の場合における遮光ハイビームの制御について説明する。灯具ユニットがスイブル可能に構成されていることで、遮光部の中心位置を移動できない場合であっても、遮光ハイビームによる走行が可能な状況を増やすことができる。図１４（ａ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正なし）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。図１４（ｂ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正あり）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。
【００９６】
図１４（ａ）では、自車が曲路走行中であり、光軸がスイブル角θだけスイブルしている際に、前走車が存在する存在範囲αＥＸ全てを遮光できないために遮光ハイビームによる走行ができずにロービームで走行しなければならない状況を示した図である。これに対して、図１４（ｂ）では、車両用前照灯装置が、通常のスイブル角θに補正角θｒを加えた角度でスイブルしており、存在範囲αＥＸの全てが遮光範囲αＢに含まれるため、遮光ハイビームによる走行が可能となる。なお、このようなスイブル角の補正が可能なスイブル機能を利用することで、自車が曲路走行中の場合だけでなく、直進中であっても遮光ハイビームによる走行が可能な状況を増やすことができる。
【００９７】
ところで、本来、スイブル角θは、曲路での前方視界確保を目的としており、そのために最適化されている。そのような設定のスイブル角θを遮光ハイビームによる走行を優先させるためにむやみに補正することは必ずしも好ましいこととはいえない。一般的に、スイブル可能な最大角度は、灯具ユニットの構造にもよるが±２０°程度である。例えば、自車が右カーブを通常ハイビームで走行中で光軸が右に２０°スイブルしている場合に、左遠方に車両が現れたからといって遮光ハイビームに切り替えて光軸を左側にスイブルし直しては遠方視認距離が低下してしまう。特に、スイブル角が大きくなる曲率の大きな急カーブであるほど、自車に近い箇所を注視しながら運転するため、前述のような制御は好ましくない。
【００９８】
そこで、このような現象を防止しつつ、遮光ハイビームでの走行が可能な状況を増やすための方法について説明する。図１５は、スイブル角と最大補正角との関係を示した図である。図１５に示すように、遮光ハイビームを実現するための補正角θｒの上限を最大補正角θｒ−ｍａｘとし、スイブル角が大きいほど最大補正角θｒ−ｍａｘが小さくなるような関数が設定されている。補正角θｒは、最大補正角θｒ−ｍａｘの範囲で最適値（遮光ハイビームによる走行が可能な最小の補正角）が設定される。
【００９９】
（遮光ハイビームモードにおける基本制御方法）
図１６は、上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および各領域の関係を模式的に示した図である。本実施の形態の基本的な制御思想は、計測領域内の前走車存在領域を遮光領域に内包できる期間は遮光ハイビーム状態を維持するように制御する点である。
【０１００】
つまり、本実施の形態で説明される発明を車両用前照灯装置の制御方法としてとらえると、この方法は、自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域とハイビーム配光パターンの一部に形成可能な遮光領域（非照射領域）とを比較し、存在領域の全部が遮光領域に含まれる場合には、遮光領域が形成されているハイビーム配光パターンを形成するように前照灯ユニットを制御するとともに、存在領域の少なくとも一部が遮光領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御する。
【０１０１】
また、車両用前照灯装置１２が光軸をスイブル可能な構造や遮光領域を可変できるような構造を有している場合、前照灯制御部２２は、最小の遮光領域で存在領域を内包するようにスイブル量（スイブル角θ＋補正角θｒ）や遮光領域を可変制御することができる。その結果、前走車に与えるグレアの低減と視認性の向上が高いレベルで両立される。
【０１０２】
図１７は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置１２における、ロービーム（Ｌｏビーム）、遮光ハイビーム（遮光Ｈｉビーム）、通常ハイビーム（Ｈｉビーム）の配光パターンを模式的に示した図である。図１８は、本実施の形態に係る遮光ハイビームモードにおける前照灯ユニットの制御方法を示すフローチャートである。
【０１０３】
ランプモード切替スイッチ１６により遮光ハイビームモードが選択されると、前走車の計測等を行うための初期設定が行われ（Ｓ５０）、計測制御が実行されるか否かが判定される（Ｓ５２）。なお、遮光ハイビームモードにおける配光パターンの切替は、車両に設けられた「制御ＯＦＦスイッチ」がオンであったり、運転者の意志で切替操作が行われたりした場合、スイッチ等の信号状態や操作内容を優先しロービームモードまたは通常ハイビームモードに切り替えられる。
【０１０４】
計測制御が実行されない場合（Ｓ５２のＮｏ）、予め設定されている処理によりロービームまたは通常ハイビームによる照射に切り替えられる（Ｓ５４）。計測制御が実行された場合（Ｓ５２のＹｅｓ）、図１３に示すような方法で存在領域が算出され、その存在領域に応じた照射モードＦＬＡＧが設定される（Ｓ５６）。計測では、自車両に搭載されたカメラやレーダ装置の情報、車同士の通信や道路に設置された各種装置と車との通信に含まれる各車両に搭載されたＧＰＳ装置からの位置情報、道路に設置された車両検出装置などのインフラ情報に含まれる位置情報などに基づき、自車前方の車両の位置と距離から存在範囲が求められる。上述の処理では、計測が正常に行われない場合にはロービームモードに切り替える等のフェール制御を含ませてもよい。
【０１０５】
照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定されている場合（Ｓ５８のＹｅｓ）、ロービームモードによる照射に切り替えられる（Ｓ６０）。照射モードＦＬＡＧにロービームを示す値が設定されていない場合（Ｓ５８のＮｏ）、照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定されているか否かが判定される（Ｓ６２）。照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定されている場合（Ｓ６２のＹｅｓ）、通常ハイビームモードによる照射に切り替えられる（Ｓ６４）。照射モードＦＬＡＧに通常ハイビームを示す値が設定されていない場合（Ｓ６２のＮｏ）、照射モードＦＬＡＧには遮光ハイビームモードを示す値が設定されていることになる。
【０１０６】
そこで、前照灯制御部２２は、算出された存在領域に含まれる前走車にグレアを与えないように遮光領域を形成することができるか否かを判定する（Ｓ６６）。この際、前照灯ユニットの構造や機能によって遮光範囲を変化させることができたり、スイブル角の補正ができたりする場合は、そのような条件も加味して存在領域を遮光できるか否かが判定される。遮光領域を変化させたり光軸をスイブルさせたりしても存在領域を遮光できない場合（Ｓ６６のＮｏ）、前走車にグレアを与えないようにロービームモードによる照射に切り替えられる（Ｓ６８）。存在領域を遮光できる場合（Ｓ６６のＹｅｓ）、遮光ハイビームモードによる照射に切り替えられ（Ｓ７０）、前走車にグレアを与えずに視認性の向上も図られる。
【０１０７】
遮光領域の形状を変化させることができる前照灯ユニットを備える車両用前照灯装置の場合、最小の遮光領域で存在領域を内包するように遮光領域の形状を制御するとよい。これにより自車の遠方視認性向上と前走車の運転者に与えるグレアの低減がより高いレベルで両立される。また、スイブル可能な前照灯ユニットを備える車両用前照灯装置の場合、最小の光軸移動量で遮光領域が存在領域を内包するようにスイブル角を制御するとよい。これにより、前方視界の低下を招くことのない範囲でスイブル機能を利用して遮光ハイビームモードでの走行期間の拡大が図られる。また、遮光領域の形状を変化させることができ、かつ、スイブル可能な前照灯ユニットを備える車両用前照灯装置の場合、スイブル角の補正最大角の範囲内において、最小の遮光領域で存在領域を内包するように遮光領域の形状を可変制御するとよい。
【０１０８】
上述のように、制御に必要な各数値の定義、基本的な制御方法について説明した。以下では、遮光ハイビームモードの実施例を具体的に説明する。図１９は、遮光ハイビームの配光パターンと遮光部の構成との組合せを例示した表である。
【０１０９】
［実施例１］
本実施例に係る前照灯ユニットは、ハイビーム配光パターンの内部の領域に遮光部（矩形または円形）が形成されるように構成され、かつ、スイブル機能が設けられている。図２０（ａ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２０（ｂ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が曲路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２１（ａ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た遮光範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２１（ｂ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【０１１０】
本実施例に係る車両用前照灯装置を備えた車両は、図２０（ａ）に示すような直線路において、遮光範囲内に前走車の存在範囲を内包できる期間は遮光ハイビームモードで走行する。また、本実施例に係る車両用前照灯装置を備えた車両は、図２０（ｂ）に示すような曲路等において、そのままでは存在範囲を内包できないよう場合であっても光軸をスイブルすることで内包可能な場合にはスイブル制御を行い、可能な限り遮光ハイビームモードで走行する。
【０１１１】
ここで、遮光範囲は、遮光範囲αＢおよび遮光範囲βＢで表され、遮光領域（αＢ、βＢ）が形成される。同様に、存在範囲は、存在範囲αＥＸおよび存在範囲βＥＸで表され、存在領域（αＥＸ、βＥＸ）が形成される。遮光範囲αＢおよび存在範囲αＥＸは、
αＢ＝αＢＲ−αＢＬ
αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬ
で表される。
【０１１２】
そして、図１３に示す処理により求められた右側存在角αＥＸＲ、左側存在角αＥＸＬ、存在範囲βＥＸの値と、遮光範囲との大小を比較することで、遮光可能か否かが判定される。なお、本実施例では、前述の遮光範囲と存在範囲との比較だけでなく、図１３に示すフローチャートに示されている各閾値により判別される前走車との距離も考慮されて照射モードが選択される。図２２は、実施例１における制御条件の詳細を示した表である。
【０１１３】
スイブル機能を有する車両用前照灯装置は、図１５に示す、スイブル角θを変数とする関数ｆ４から決定される最大補正角θｒ−ｍａｘを超えない範囲で補正角θｒを設定する。そして、補正角θｒだけ光軸のスイブル角θを増減することで、遮光範囲に存在範囲を含ませることができるか否かを判定する。そして、前照灯制御部２２は、遮光範囲に存在範囲を内包させられない場合はロービームモードに、遮光範囲に存在範囲を内包させられる場合は補正角θｒだけ光軸をスイブルして遮光ハイビームに切り替える。この際、前照灯制御部２２は、補正角θｒの絶対値が最小の値となるように、すなわち、補正によるスイブル量が最小の角度となるように光軸の動きを制御する。なお、スイブル角を補正することなく遮光範囲に存在範囲を内包させられる場合には、補正のためのスイブルは行わない。
【０１１４】
なお、補正角θｒ分だけ光軸を補正する場合、補正後の光軸に合わせ計測領域も設定される。しかしながら、補正角θｒはあくまでも走行中の道路の曲率等から求められるスイブル角θに対するものであり、補正後の光軸をスイブル角θとして、その上で更に補正角を求めるような制御は行わない。これにより、補正後の光軸方向の角度に補正角が加わり、際限なく光軸がずれてしまうというような事態が回避される。
【０１１５】
［実施例２］
本実施例に係る前照灯ユニットは、ハイビーム配光パターンのＨ−Ｈ線上方の中央部の領域に遮光部（凹部）が形成されるように、かつ、遮光部の形状を変化させられるように構成されている。図２３は、実施例２に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２４（ａ）は、図２３に示す状況において自車から見た遮光可能な範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２４（ｂ）は、図２３に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【０１１６】
本実施例に係る車両用前照灯装置を備えた車両は、図２３に示すような直線路において、遮光可能な範囲内に前走車の存在範囲を内包できる期間内では、存在範囲の変化に遮光範囲を追従させながら、可能な限り遮光ハイビームモードで走行する。
【０１１７】
ここで、存在範囲は、存在範囲αＥＸおよび存在範囲βＥＸで表され、存在領域（αＥＸ、βＥＸ）が形成される。しかし、遮光範囲は、ハイビーム配光パターンにおけるＨ−Ｈ線上方を左右に分割するよう存在するため、上下方向を示す遮光範囲βＢは設定されておらず、遮光範囲αＢで遮光領域（αＢ、−）が形成される。遮光範囲αＢおよび存在範囲αＥＸは、
αＢ＝αＢＲ−αＢＬ
αＥＸ＝αＥＸＲ−αＥＸＬ
で表される。
【０１１８】
また、本実施例では、遮光範囲を変化させることが可能なため、その可変遮光範囲αＬＭＴは、
αＬＭＴ＝αＢＲＬＭＴ−αＢＬＬＭＴ
で表される。
【０１１９】
そして、図１３に示す処理により求められた前走車の存在範囲が、可変遮光範囲（αＢＬＬＭＴ≦αＢＬ、かつ、αＢＲ≦αＢＲＬＭＴ）に内包される期間は、遮光範囲を存在範囲に一致させるよう遮光範囲が可変制御され、遮光ハイビームモードによる走行が継続される。なお、本実施例では、前述の可変遮光範囲と存在範囲との比較だけでなく、図１３に示すフローチャートに示されている各閾値により判別される前走車との距離も考慮されて照射モードが選択される。図２５は、実施例２における制御条件の詳細を示した表である。
【０１２０】
上述の実施の形態や実施例で例示されている車両用前照灯装置は、換言すれば以下のようにもとらえられる。
【０１２１】
本実施の形態に係る車両用前照灯装置において、前照灯制御部２２は、前走車が複数の場合であっても、それら複数の前走車を含む単一の存在領域を定める手段と、定められた単一の存在領域が一部の領域に含まれる場合、一部の領域を非照射状態にする手段と、を含む。これにより、複数の前走車を含む単一の存在領域の全部が、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域に含まれる場合には、その一部の領域を非照射状態にすることで前走車に与えるグレアを低減することができる。また、前走車が複数の場合であっても単一の存在領域が定められるため、ハイビーム配光パターンのうち非照射状態にすることが可能な一部の領域との比較が一度で済む。そのため、前照灯制御部２２における処理の負担が軽減される。
【０１２２】
なお、本実施の形態の説明における遮光「範囲」と遮光「領域」、存在「領域」と存在「範囲」との関係は、３次元の「領域」をスクリーン上に投影した「範囲」と考えれば、互いに変換可能な関係を有するパラメータとしてとらえることができる。
【０１２３】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施の形態に係る車両用前照灯装置を適用した自動車の前部の外観を示す概略図である。
【図２】本実施の形態に係る前照灯装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】前照灯ユニットのうちハイビーム用灯具ユニット近傍の概略構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、ロービーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図である。図４（ｂ）は、ハイビーム用灯具ユニットによる配光パターンを示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、ハイビーム配光パターンを例示した図である。
【図６】図６（ａ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した斜視図である。図６（ｂ）は、自車と前走車との位置関係を模式的に示した側面図である。
【図７】図７（ａ）は、前走車に対する左右方向の計測領域を模式的に示した斜視図である。図７（ｂ）は、前走車に対する左右方向の計測領域を模式的に示した側面図である。
【図８】上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および存在範囲との関係を模式的に示した図である。
【図９】図９（ａ）は、上空から見た場合の自車と対向車がすれ違う状況を模式的に示した図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す状況での成す角αｎの単位時間当たりの変化とすれ違うまでの時間との関係を示すグラフである。図９（ｃ）は、相対速度と各閾値との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は、上空から見た場合の自車と前走車との対向角の関係を模式的に示した図である。図１０（ｂ）は、対向角と距離係数との関係を示すグラフである。
【図１１】本実施の形態の制御におけるヒステリシス特性を示した図である。
【図１２】前走車との距離ｒと左右余裕角αｍおよび上下余裕角βｍとの関係を示す図である。
【図１３】前走車の存在領域に基づく照射モードの決定方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正なし）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。図１４（ｂ）は、車両が曲路を走行中に光軸がスイブルした状況（スイブル角の補正あり）における存在範囲と遮光範囲との関係を上方から見た際の図である。
【図１５】スイブル角と最大補正角との関係を示した図である。
【図１６】上空及び側面から見た場合の自車と前走車との位置関係および各領域の関係を模式的に示した図である。
【図１７】本実施の形態に係る車両用前照灯装置における、ロービーム（Ｌｏビーム）、遮光ハイビーム（遮光Ｈｉビーム）、通常ハイビーム（Ｈｉビーム）の配光パターンを模式的に示した図である。
【図１８】本実施の形態に係る遮光ハイビームモードにおける前照灯ユニットの制御方法を示すフローチャートである。
【図１９】遮光ハイビームの配光パターンと遮光部の構成との組合せを例示した表である。
【図２０】図２０（ａ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。図２０（ｂ）は、実施例１に係る車両用前照灯装置を備えた自車が曲路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。
【図２１】図２１（ａ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た遮光範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２１（ｂ）は、図２０（ａ）に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【図２２】実施例１における制御条件の詳細を示した表である。
【図２３】実施例２に係る車両用前照灯装置を備えた自車が直線路を走行中に前走車を照射している状態を示す模式図である。
【図２４】図２４（ａ）は、図２３に示す状況において自車から見た遮光可能な範囲をスクリーン上に置き換えた図である。図２４（ｂ）は、図２３に示す状況において自車から見た存在範囲をスクリーン上に置き換えた図である。
【図２５】実施例２における制御条件の詳細を示した表である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０ 車両、 １２ 車両用前照灯装置、 １４ ステアリングホイール、 １６ ランプモード切替スイッチ、 １８ 車両制御部、 ２０ 前照灯ユニット、 ２２ 前照灯制御部、 ２４ 前走車検出手段、 ２６ ランプハウジング、 ２８Ｌ ロービーム用灯具ユニット、 ３０ ハイビーム用灯具ユニット、 ３２ ランプボディ、 ３４ 前面レンズ、 ３６ リフレクタ、 ３８ バルブ、 ４０ Ｒフィラメント、 ４２ Ｆフィラメント、 ４４ インナーシェード、 ４６ 撮像カメラ、 ４８ 画像認識装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に配置される前照灯ユニットと、
自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備え、
前記前照灯ユニットは、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを形成するとともに、前記ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にすることが可能に構成されており、
前記制御手段は、
自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに前記存在領域を決定し、
前記存在領域の全部が前記一部の領域に含まれる場合には、当該一部の領域を非照射状態にするよう前記前照灯ユニットを制御し、
前記存在領域の少なくとも一部が前記一部の領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、前記ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前記前照灯ユニットを制御する、
ことを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記制御手段は、水平線より下方に位置している前走車を含めずに前記存在領域を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、
ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる一部の領域と前記存在領域とを比較するステップと、
ハイビーム配光パターンのうち前記一部の領域以外の領域と前記存在領域とに重複がある場合、前記ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含み、
前記存在領域を定めるステップは、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置しない前走車を含めずに前記存在領域を決定することを特徴とする車両用前照灯装置の制御方法。
【請求項１】
車両に配置される前照灯ユニットと、
自車両より前方を走行する前走車が存在する存在領域に応じて前照灯ユニットによる光の照射を制御する制御手段と、を備え、
前記前照灯ユニットは、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを形成するとともに、前記ハイビーム配光パターンの一部の領域を非照射状態にすることが可能に構成されており、
前記制御手段は、
自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置していない前走車を含めずに前記存在領域を決定し、
前記存在領域の全部が前記一部の領域に含まれる場合には、当該一部の領域を非照射状態にするよう前記前照灯ユニットを制御し、
前記存在領域の少なくとも一部が前記一部の領域以外のハイビーム配光パターンの領域に含まれる場合には、前記ハイビーム配光パターン自体が形成されないように前記前照灯ユニットを制御する、
ことを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記制御手段は、水平線より下方に位置している前走車を含めずに前記存在領域を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯装置。
【請求項３】
自車両より前方を走行する前走車の存在領域を定めるステップと、
ハイビーム配光パターンのうち非照射状態とすることができる一部の領域と前記存在領域とを比較するステップと、
ハイビーム配光パターンのうち前記一部の領域以外の領域と前記存在領域とに重複がある場合、前記ハイビーム配光パターンが形成されないように前照灯ユニットを制御するステップと、を含み、
前記存在領域を定めるステップは、自車両から見て上下方向の所定の範囲に位置しない前走車を含めずに前記存在領域を決定することを特徴とする車両用前照灯装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００９−２６９５１１（Ｐ２００９−２６９５１１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２２７６４（Ｐ２００８−１２２７６４）
【出願日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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