本發明涉及車輛用燈具系統,尤其涉及汽車等車輛所使用的車輛用燈具系統。
背景技術:
以往提出了為對車輛前方的前行車和對向車(以下將其適當總稱為“前方車輛”)適用非照射區域而動態地控制配光的車輛用燈具系統。這樣的配光控制也被稱作adb(adaptivedrivingbeam:自適應光束調整)控制。在adb控制中,基于攝像頭等檢測手段所得到的前方車輛的檢測結果及本車的行駛狀態,選擇恰當的配光圖案。車輛用燈具被控制,以形成所選擇的配光圖案。這樣的一系列處理反復執行,其結果,配光圖案隨時會被變更。這樣的自動的配光調整對兼顧確保本車的遠方視野和減少對前方車輛的眩光是有效的。
[在先技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2014/091919號
技術實現要素:
〔發明所要解決的課題〕
然而,根據行駛場景的不同,有可能adb控制下的配光圖案間的自動切換會特別頻繁地發生。過分頻繁的配光變化有可能使本車或前方車輛感到煩躁等,帶來不協調感。
尤其是若遠光燈和近光燈的切換過度反復,這樣的切換會使得遠光燈指示器的亮滅燈成為慣常,故本車駕駛員看起來會如同指示器亂亮滅一樣。該指示器亮滅雖然是與狀況相應的正常的配光切換結果,但可能使駕駛員誤解為是某種異常引起的,可能成為使駕駛員不安的原因,故不希望發生。
本發明是鑒于這樣的狀況而研發的,其目的在于提供一種既保持adb控制的既有優點,又抑制配光過分頻繁的變更的車輛用燈具系統。
〔用于解決課題的手段〕
為解決上述課題,本發明一個方案的車輛用燈具系統包括:能形成多種配光圖案的車輛用燈具;基于前方車輛檢測部的檢測結果來從本車前方所設定的多個區域中確定前方車輛所處的區域的確定部;以及根據確定部確定的區域選擇多種配光圖案中的應形成的配光圖案的選擇部。多個區域包括被設定在車寬方向第1端部的第1區域、在車寬方向第2端部側相鄰于第1區域地設定的轉變區域、以及在車寬方向第2端部側相鄰于轉變區域地設定的第2區域。多種配光圖案包括近光燈配光圖案、和至少在第1區域具有照射區域且從遠光燈配光圖案中除去了前方車輛區域后的自適應遠光燈配光圖案。選擇部在確定部確定前方車輛位于第1區域時選擇近光燈配光圖案,在確定部確定前方車輛位于第2區域時選擇自適應遠光燈配光圖案,在確定部確定前方車輛位于轉變區域時繼續當前所選擇的配光圖案。
根據該方案,在本車前方設定第1區域、第2區域、以及該兩區域所夾著的轉變區域。第1區域被設定在左端或右端,第2區域相對于第1區域被設定在中央側或相反端部側。當前方車輛處于第1區域時近光燈配光圖案被選擇,當前方車輛處于第2區域時自適應遠光燈配光圖案(例如使非照射區域可變的所謂單側遠光燈配光圖案)被選擇。當前方車輛處于轉變區域時當前所選擇的配光圖案被繼續維持。
因此,在前方車輛從第1區域進入到轉變區域時,近光燈配光圖案繼續維持,進而當前方車輛從轉變區域向同方向移動而到達第2區域時,從近光燈配光圖案切換為自適應遠光燈配光圖案。若前方車輛向相反方向移動而從轉變區域返回第1區域,則在第1區域和轉變區域的往復移動期間,近光燈配光圖案繼續點亮。另外,在前方車輛從第2區域進入轉變區域時,自適應遠光燈配光圖案被繼續維持,進而當前方車輛從轉變區域向同方向移動而到達第1區域時,從自適應遠光燈配光圖案切換成近光燈配光圖案。若前方車輛向相反方向移動而從轉變區域返回第2區域,則在第2區域和轉變區域的往復移動期間,自適應遠光燈配光圖案被繼續維持。
這樣,當前方車輛在左右方向上有比較大的移動時,根據前方車輛的位置恰當地改變配光圖案,若非如此,則原來的配光圖案被維持。因此,能既保持本車遠方視野確保和對前方車輛的眩光減少的兼顧等adb控制的既有優點,又能抑制配光的過分頻繁的變更。由此,能減輕本車和前方車輛的不協調感,并能抑制上述那樣的遠光燈指示器的非期望的亮滅。
車輛用燈具系統可以還包括基于前方車輛檢測部的檢測結果更新前方車輛區域的更新部、和調整自適應遠光燈配光圖案的形狀以使更新后的前方車輛區域被除外的調整部。若如此,則在自適應遠光燈配光圖案被選擇的期間,能對前方車輛適用非照射區域。
車輛用燈具可以是被配置在車輛左右的一對車輛用燈具,對于一對車輛用燈具,其各自的第1區域可以被設定在轉變區域的車寬方向外側。若如此,則對于一對車輛用燈具,可以在如上述那樣前方車輛比較大地移動時恰當地變更配光圖案,而在非此情況時維持原來的配光圖案。
〔發明效果〕
根據本發明,能提供一種既保持adb控制的既有優點,又抑制配光過分頻繁的變更的車輛用燈具系統。
附圖說明
圖1是表示在本發明實施方式的配光控制系統中使用的車輛用前照燈的內部構造的概略剖視圖。
圖2是用于說明燈具單元的立體圖。
圖3是用于說明遮光器機構的立體圖。
圖4是用于說明旋轉遮光器的立體圖。
圖5是說明配光圖案和用于形成配光圖案的旋轉遮光器的棱線形狀的圖。
圖6是說明配光圖案和用于形成配光圖案的旋轉遮光器的棱線形狀的圖。
圖7的(a)至圖7的(c)是用于說明前行車與配光圖案的例示關系的圖。
圖8是用于說明本發明實施方式的車輛用前照燈的配光控制系統的功能框圖。
圖9是用于說明對本車前方視野設定的多個區域的示意圖。
圖10的(a)至圖10的(f)是用于說明本發明實施方式的前行車與配光圖案的關系的圖。
圖11是表示本發明實施方式的車輛用燈具系統所執行的控制的一例的流程圖。
圖12的(a)和(b)是用于說明燈具單元的另一實施方式的圖。
具體實施方式
以下參照附圖詳細說明本發明的實施方式。
圖1是表示本發明實施方式的配光控制系統中所使用的車輛用前照燈10的內部構造的概略剖視圖。圖1所示的車輛用前照燈10是分別配置在車輛的車寬方向左右兩端的配光可變式前照燈,其構造實質上左右等同。車輛用前照燈10被構成為能切換形成包括近光燈配光圖案和遠光燈配光圖案在內的多個配光圖案的方式。
車輛用前照燈10包括由在車輛前方方向具有開口部的燈體12和覆蓋燈體12的開口部的透明罩14所形成的燈室16。燈室16內收納有使光向車輛前方方向照射的燈具單元30。在燈具單元30的一部分形成有燈托架18,該燈托架18具有成為該燈具單元30的搖動中心的樞軸機構18a。燈托架18通過螺栓等連結部件與在燈體12的內壁面立設的體托架20相連接。因此,燈具單元30被固定在燈室16內的預定位置,并且能以樞軸機構18a為中心變化姿勢,成為例如前傾姿勢或后傾姿勢等。
另外,在燈具單元30的下面,固定有旋轉促動器22的旋轉軸22a,其用于構成在曲線道路行駛時等照射行進方向的曲線道路用配光可變前照燈(adaptivefront-lighingsystem:afs)。旋轉促動器22基于車輛側提供的操舵量的數據、導航系統提供的行駛道路的形狀數據、前方車與本車的相對位置關系等,使燈具單元30以樞軸機構18a為中心朝行進方向旋轉(swivel)。其結果,燈具單元30的照射范圍并非朝向車輛的正面,而是朝向曲線道路的彎曲前方,使駕駛員的前方視野提高。旋轉促動器22例如能用步進電機構成。需要說明的是,當旋轉角度為固定值時,也可以采用螺線管等。
旋轉促動器22被固定于單元托架24。單元托架24上連接有被配置在燈體12的外部的調平促動器26。調平促動器26例如由使桿26a沿箭頭m、n方向伸縮的電機等構成。桿26a朝箭頭m方向伸長時,燈具單元30以樞軸機構18a為中心搖動成后傾姿勢。反過來,桿26a朝箭頭n方向縮短時,燈具單元30以樞軸機構18a為中心搖動成前傾姿勢。當燈具單元30成為后傾姿勢時,能進行使光軸朝向上方的調平調整。另外,當燈具單元30成為前傾姿勢時,能進行使光軸朝向下方的調平調整。通過像這樣進行調平調整,能進行與車輛姿勢相應的光軸調整。其結果,能將車輛用前照燈10的前方照射的到達距離調整為最佳距離。
需要說明的是,該調平調整也能根據車輛行駛中的車輛姿勢來執行。例如,當車輛在行駛中加速時,成為后傾姿勢,反之在減速時成為前傾姿勢。因此,車輛用前照燈10的照射方向也對應于車輛的姿勢狀態上下變動,前方照射距離變長或變短。因此,通過基于車輛姿勢實時地執行燈具單元30的調平調整,在行駛中也能將前方照射的到達距離調整為最佳。有時也將此稱為“自動調平”。
在燈室16的內壁面、例如燈具單元30的下方位置,配置有執行燈具單元30的亮滅燈控制及配光圖案的形成控制的燈具側控制部28。該燈具側控制部28也執行旋轉促動器22、調平促動器26等的控制。
燈具單元30可以具備校準調整機構。例如,在調平促動器26的桿26a與單元托架24的連接部分配置成為校準調整時的搖動中心的校準樞軸機構。另外,在體托架20與燈托架18的連接部分,沿車寬方向空有間隔地配置沿車輛前后方向進退的一對校準調整螺栓。例如若使2根校準調整螺栓向前方前進,則燈具單元30以校準樞軸機構為中心成為前傾姿勢,光軸被向下方調整。同樣地,若使2根校準調整螺栓向后方牽回,則燈具單元30以校準樞軸機構為中心成為后傾姿勢,光軸被向上方調整。另外,若使車寬方向左側的校準調整螺栓向前方前進,則燈具單元30以校準樞軸機構為中心成為右轉姿勢,光軸被向右方向調整。另外,若使車寬方向右側的校準調整螺栓向前方前進,則燈具單元30以校準樞軸機構為中心成為左轉姿勢,光軸被向左方向調整。該校準調整是在車輛出廠時、車檢時、或更換車輛用前照燈10時進行的。然后,車輛用前照燈10被調整為設計上所設定的規定姿勢,并以該姿勢為基準進行本實施方式的配光圖案的形成控制。
圖2是用于說明燈具單元30的立體圖。如圖1和圖2所示,燈具單元30具有包含光源31、光源安裝部32、反射器33及旋轉遮光器34的遮光器機構35,投影透鏡36,以及支承投影透鏡36的透鏡支架37。在圖2中簡化了投影透鏡36的圖示。
光源31例如可以采用白熾燈、鹵素燈、放電燈、led等。在本實施方式中,表示以鹵素燈構成光源31的例子。光源31被安裝于光源安裝部32。反射器33反射從光源31放射出的光。然后,來自光源31的光和在反射器33處反射后的光的一部分經旋轉遮光器34后被導向投影透鏡36。
圖3是用于說明遮光器機構35的立體圖。圖3表示從圖2所示的燈具單元30卸下投影透鏡36、透鏡支架37、反射器33等后的狀態。如圖3所示,遮光器機構35包括被形成為可遮蔽來自光源的光的一部分的方式的旋轉遮光器34、用于支承旋轉遮光器34的遮光器支承部38、旋轉軸41、作為旋轉驅動旋轉遮光器34的促動器的遮光器電機39、用于將遮光器電機39的旋轉傳遞至旋轉遮光器34的齒輪機構40、以及用于檢測旋轉遮光器34的旋轉位置的遮光器位置傳感器(未圖示)。遮光器電機39例如可以是步進電機。遮光器電機39的旋轉被燈具側控制部28控制。
圖4是用于說明旋轉遮光器34的立體圖。旋轉遮光器34由能以旋轉軸41為中心旋轉的大致半圓筒形狀部件構成。旋轉遮光器34設計有棱線形狀,使得根據旋轉位置而改變對來自光源31和反射器33的光的遮蔽方式。
具體來說,旋轉遮光器34在圖4中以旋轉軸41為中心按逆時針順序形成有:用于形成近光燈配光圖案的棱線形狀34a(以下也稱作“近光燈形成部34a”);用于形成第1會車用配光圖案的棱線形狀34b(以下也稱作“第1會車用形成部34b”);用于形成遠光燈配光圖案的棱線形狀34c(以下也稱作“遠光燈形成部34c”);用于形成第2會車用配光圖案的棱線形狀34d(以下也稱作“第2會車用形成部34d”);用于形成第1單側遠光燈配光圖案的棱線形狀34e(以下也稱作“第1單側遠光燈形成部34e”);用于形成第2單側遠光燈配光圖案的棱線形狀(以下也稱作“第2單側遠光燈形成部”)。
旋轉遮光器34通過用遮光器電機39進行旋轉驅動,能使上述6種配光圖案形成部的任一種移動至包含投影透鏡36的后方焦點的后方焦點面fs的位置。并且,根據位于后方焦點面fs上的旋轉遮光器34的棱線形狀,改變對來自光源31和反射器33的光的遮蔽方式。
通過旋轉遮光器34后的光入射到投影透鏡36。投影透鏡36由前方側表面為凸面、后方側表面為平面的平凸非球面透鏡構成,使后方焦點面fs上形成的光源像成為反轉像而投影到車輛用前照燈前方的虛擬鉛直屏幕上。投影透鏡36被配置使得光源31位于其光軸ax上。
接下來,利用圖5和圖6說明上述6種配光圖案和用于形成各配光圖案的旋轉遮光器34的棱線形狀。
圖5的上段表示近光燈配光圖案和形成該近光燈配光圖案時的旋轉遮光器34的姿勢(剖視圖及立體圖)。近光燈配光圖案lo在比其上端的v-v線(鉛直線)靠右側具有與h-h線(水平線)平行地延伸的對向車道側明暗截止線,在比v-v線靠左側、在比對向車道側明暗截止線高的位置具有與h-h線平行地延伸的本車道側明暗截止線,并且,在對向車道側明暗截止線與本車道側明暗截止線之間具有連接兩者的傾斜明暗截止線。傾斜明暗截止線從對向車道側明暗截止線與v-v線的交點起向左斜上方以45°傾角延伸。
旋轉遮光器34的近光燈形成部34a具有用于形成對向車道側明暗截止線的對向車道側明暗截止線形成部51、用于形成本車道側明暗截止線的本車道側明暗截止線形成部52、以及用于形成傾斜明暗截止線的傾斜明暗截止線形成部53。對向車道側明暗截止線形成部51和本車道側明暗截止線形成部52是沿旋轉遮光器34的軸方向延伸的大致平面形狀的部位,傾斜明暗截止線形成部53是位于對向車道側明暗截止線形成部51與本車道側明暗截止線形成部52之間的、具有傾斜面的突起狀部位。
圖5的中段表示第1會車用配光圖案p1和形成該第1會車用配光圖案時的旋轉遮光器34的姿勢(剖視圖及立體圖)。在本實施方式中,從形成近光燈配光圖案時的姿勢起,以旋轉軸41為中心使旋轉遮光器34向一個旋轉方向(圖5中為順時針)旋轉60°,由此成為形成第1會車用配光圖案時的姿勢。
第1會車用配光圖案p1是用于促使本車輛周圍存在的其它車輛及行人注意的配光圖案。在本實施方式中,第1會車用配光圖案p1同遠光燈配光圖案hi一樣包括h-h線的上方和下方的照射區域,但在h-h線上方的照射區域比遠光燈配光圖案hi要小。第1會車用形成部34b被形成有與這樣的第1會車用配光圖案p1對應的棱線形狀。
圖5的下段表示遠光燈配光圖案hi和形成該遠光燈配光圖案時的旋轉遮光器34的姿勢(剖視圖及立體圖)。在本實施方式中,從形成遠光燈配光圖案時的姿勢起,使旋轉遮光器34以旋轉軸41為中心順時針旋轉30°,由此成為形成遠光燈配光圖案時的姿勢。
遠光燈配光圖案hi是照射前方較廣范圍和遠方的配光圖案,例如在無需考慮對前方車輛或行人的眩光時形成。遠光燈形成部34c被形成為大致平面狀,在形成遠光燈配光圖案時從光軸ax偏離開預定距離以上,以使得不對來自光源31和反射器33的光遮光而使其通過投影透鏡36的該平面。
圖6的上段表示第2會車用配光圖案p2和形成該第2會車用配光圖案時的旋轉遮光器34的姿勢(剖視圖及立體圖)。在本實施方式中,從形成遠光燈配光圖案時的姿勢起,使旋轉遮光器34以旋轉軸41為中心順時針旋轉30°,由此成為形成第2會車用配光圖案時的姿勢。
第2會車用配光圖案p2也是用于促使本車輛周圍存在的其它車輛或行人注意的配光圖案。第2會車用配光圖案p2包括h-h線上方和下方的照射區域,但h-h線上方的照射區域比遠光燈配光圖案hi要小。第2會車用配光圖案p2既可以是與圖5所示的第1會車用配光圖案p1相同的形狀,也可以是不同的形狀。第2會車用形成部34d被形成為與這樣的第2會車用配光圖案p2對應的棱線形狀。
圖6的中段表示第1單側遠光燈配光圖案hi1和形成該第1單側遠光燈配光圖案時的旋轉遮光器34的姿勢(剖視圖及立體圖)。在本實施方式中,從形成第2會車用配光圖案時的姿勢起,使旋轉遮光器34以旋轉軸41為中心順時針旋轉60°,由此成為形成第1單側遠光燈配光圖案時的姿勢。
該第1單側遠光燈配光圖案hi1是在靠左側通行時對對向車道側(v-v線右側)以近光燈照射,僅對本車道側(v-v線左側)以遠光燈進行照射的配光圖案。第1單側遠光燈配光圖案hi1在v-v線附近具有傾斜明暗截止線。第1單側遠光燈配光圖案hi1也可以稱作對遠光燈配光圖案hi的一部分設置了遮光區域的變形遠光燈配光圖案。第1單側遠光燈配光圖案hi1優選在本車道不存在前行車或行人、在對向車道存在對向車或行人時使用,能夠不對對向車或行人造成眩光,并且通過僅本車道側的遠光燈照射來提高駕駛員的視認性。
第1單側遠光燈形成部34e具有用于形成對向車道側的近光燈的明暗截止線的對向車道側明暗截止線形成部61、用于形成本車道側的遠光燈的本車道側遠光燈形成部62、以及用于形成傾斜明暗截止線的傾斜明暗截止線形成部63。
圖6的下段表示第2單側遠光燈配光圖案hi2和形成該第2單側遠光燈配光圖案時的旋轉遮光器34的姿勢(剖視圖及立體圖)。在本實施方式中,從形成第1單側遠光燈配光圖案時的姿勢起,使旋轉遮光器34以旋轉軸41為中心順時針旋轉90°,由此成為形成第2單側遠光燈配光圖案時的姿勢。
該第2單側遠光燈配光圖案hi2是在靠左側通行時對本車道和對向車道以近光燈進行照射、僅對本車道的人行道側以遠光燈進行照射的變形遠光燈配光圖案。第2單側遠光燈配光圖案hi2在本車道與人行道的分界附近具有傾斜明暗截止線。第2單側遠光燈配光圖案hi2也可以稱作對遠光燈配光圖案hi的一部分設置了遮光區域的變形遠光燈配光圖案。第2單側遠光燈配光圖案hi2是在本車道和對向車道存在車輛時,以提高本車道側的人行道的視認性為目的而使用的。
第2單側遠光燈形成部34f具有用于形成本車道和對向車道的近光燈的明暗截止線的明暗截止線形成部64、用于形成本車道的人行道側的遠光燈的人行道用遠光燈形成部65、用于形成傾斜明暗截止線的傾斜明暗截止線形成部66。
在上述說明中,分別說明了第1單側遠光燈形成部34e和第2單側遠光燈形成部34f,實際上第1單側遠光燈形成部34e的傾斜明暗截止線形成部63和第2單側遠光燈形成部34f的傾斜明暗截止線形成部66是連續地形成的,并且能根據旋轉遮光器34的旋轉而使遠光燈配光圖案中的遮光區域的大小可變。換言之,旋轉遮光器34被形成使得傾斜明暗截止線形成部的位置根據旋轉遮光器34的旋轉而沿軸方向移動,其結果,能使單側遠光燈配光圖案中的傾斜明暗截止線的位置從v-v線附近連續地移動至本車道與人行道的分界部。
以下為說明方便起見,將在第1單側遠光燈配光圖案hi1與第2單側遠光燈配光圖案hi2的單側遠光燈配光圖案的傾斜明暗截止線之間的位置具有傾斜明暗截止線的中間性單側遠光燈配光圖案適當總稱作單側遠光燈配光圖案hia。通過使旋轉遮光器34旋轉而使傾斜明暗截止線移動,由此,能使配光圖案從第1單側遠光燈配光圖案hi1經單側遠光燈配光圖案hia向第2單側遠光燈配光圖案hi2變化,或者相反地,使配光圖案從第2單側遠光燈配光圖案hi2經單側遠光燈配光圖案hia向第1單側遠光燈配光圖案hi1變化。
在上述說明中,參照圖1至圖6說明了一對車輛用燈具中的左側燈具的構造和左側燈具所形成的配光圖案。右側燈具形成與已說明的配光圖案同等或大致左右對稱的配光圖案。左右配光圖案可分別個別地選擇,左右燈具分別形成所被選擇的配光圖案。這樣形成的左右配光圖案重合來對本車前方照明。
圖7的(a)至圖7的(c)是用于說明前行車與配光圖案的例示性關系的圖。圖示的是在靠左側通行的情況下,在反復出現直行和左轉彎的單側2車道的道路上的行駛場景。圖示了本車側的2車道。圖7的(a)表示在直行部的行駛,圖7的(b)表示在其前方的左轉彎部的行駛,圖7的(c)表示在再前方的直行部的行駛。前行車700a、700b分別行駛在左側車道和右側車道。
如圖7的(a)所示,左燈具形成的左配光圖案是單側遠光燈配光圖案hia。單側遠光燈配光圖案hia的傾斜明暗截止線被定位在左側的前行車700a的左方,使得單側遠光燈配光圖案hia的非照射區域將前行車700a、700b包含在內。可以如圖示那樣,使傾斜明暗截止線定位得與前行車700a隔開一些距離,從而給前行車700a的周圍留有非照射區域的余白(margine)。另一方面,由于存在前行車700a、700b,故右燈具形成的右配光圖案是近光燈配光圖案lo。
然后,當從道路的直行部進入左轉彎部時,如圖7的(b)所示那樣,沿著左轉彎前進的左側的前行車700a相對于本車向左方移動。伴隨于此,左配光圖案從單側遠光燈配光圖案hia向第2單側遠光燈配光圖案hi2自適應地變化,最終切換成避開對前行車700a的照射的近光燈配光圖案lo。右配光圖案依然是近光燈配光圖案lo。
再繼續行駛,當從左轉彎部進入下一直行部時,如圖7的(c)所示那樣,前行車700a從左方向中央側返回。左配光圖案從近光燈配光圖案lo切換為第2單側遠光燈配光圖案hi2,并向單側遠光燈配光圖案hia自適應地變化。與圖7的(a)一樣,單側遠光燈配光圖案hia的傾斜明暗截止線被定位在左側的前行車700a的左方,使得單側遠光燈配光圖案hia的非照射區域將前行車700a、700b包含在內。在此,右配光圖案依然是近光燈配光圖案lo。
像這樣由于直行和轉彎的反復,前行車700a、700b會從本車前方視野的中央側向左端側移動、或者反過來從左端側向中央側移動,如此左右移動。另外,由于車道變更,前行車700a、700b也會相對于本車左右移動。前行車700a、700b每次左右移動時,配光都會自動地變更。例如配光從被局部遮光的遠光燈向近光燈轉變,或者反向轉變。
因此,假若前行車700a在近光燈配光圖案lo與第2單側遠光燈配光圖案hi2的切換位置附近左右移動,則前行車700a可能會頻繁地跨越切換位置。每次跨越,近光燈和遠光燈都會發生切換。這是adb模式的正常動作,但若切換的頻度過多,會使本車和前行車700a的駕駛員感動煩躁。
在adb模式的執行過程中,至少一個燈具為遠光燈或單側遠光燈時,遠光燈指示器會點亮。當兩個燈具都為近光燈時,遠光燈指示器熄滅。因此,遠光燈指示器在圖7的(a)所例示的狀況下點亮,在圖7的(b)所例示的狀況下熄滅。在圖7的(c)所例示的狀況下再次點亮。
因此,若近光燈和遠光燈頻繁切換,則遠光燈指示器也將以同樣的頻度反復地點亮和熄滅。這只不過是準確地表示了當前的光束狀態,但過分的亮滅可能成為令駕駛員誤解燈具出現了某種異常,成為使其不安的原因。
因此,為抑制與前方車輛相對于本車的移動相應的近光燈和遠光燈的過于敏感的切換,本發明人們設計出如下說明的結構。
圖8是用于說明本發明實施方式的車輛用前照燈的配光控制系統100的功能框圖。配光控制系統100具有上述的車輛用前照燈10、安裝于車輛的車輛側控制部102、燈開關104、攝像頭106、車速傳感器108、舵角傳感器110、變光開關112、遠光燈指示器113。車輛用前照燈10具有光源31、用于使光源31點亮的點亮電路70、遮光器電機39、旋轉促動器22、調平促動器26、燈具側控制部28、以及遮光器位置傳感器29。
攝像頭106、車速傳感器108、舵角傳感器110、變光開關112和燈開關104利用can(controllerareanetwork:控制器局域網絡)通信與車輛側控制部102傳送信息。攝像頭106介由信號線sl1與車輛側控制部102相連接。車速傳感器108介由信號線sl2與車輛側控制部102相連接。舵角傳感器110介由信號線sl3與車輛側控制部102相連接。變光開關112介由信號線sl4與車輛側控制部102相連接。燈開關104介由信號線sl5與車輛側控制部102相連接。遠光燈指示器113介由信號線sl7與車輛側控制部102相連接。車輛側控制部102常時監視攝像頭106、車速傳感器108、舵角傳感器110、變光開關112、燈開關104、以及遠光燈指示器113的信號。
另外,車輛側控制部102監視電源115的電壓。此外,車輛側控制部102介由信號線l1與燈具側控制部28相連接。車輛側控制部102和燈具側控制部28介由信號線l1,利用lin(localinterconnect.network:本地互聯網絡)通信傳送信息。需要說明的是,從車輛側控制部102向左右一對車輛用前照燈10連接有信號線l1。
在配光控制系統100中,當燈開關104接通時,繼電器105成為接通狀態,從電池114向車輛用前照燈10的點亮電路70供給電壓vl,由點亮電路70使光源31點亮。另外,當燈開關104接通時,介由繼電器105從電池114向燈具側控制部28也供給電壓vl,燈具側控制部28被復位。點亮電路70介由信號線sl6與車輛側控制部102相連接。信號線sl6將表示光源31、點亮電路70的正常性的信號發送給車輛側控制部102。車輛側控制部102基于該信號識別光源31、點亮電路70的異常。
另外,當車輛的點火開關(未圖示)接通時,從點火(ig)電源115向車輛側控制部102供給電壓vg,車輛側控制部102被復位。此外,點火開關接通時,ig電源115也對燈具側控制部28供給電壓vg。因此,燈具側控制部28能從電池114和ig電源115這兩者接受電力的供給。此外,ig電源115也從電池114接受電力的供給。
車輛側控制部102從攝像頭106、車速傳感器108、舵角傳感器110等接收表示本車的行駛狀態的狀態信號。燈具側控制部28與車輛側控制部102可通信地連接,接收來自車輛側控制部102的配光指示信號,控制遮光器電機39、旋轉促動器22和調平促動器26。
配光控制系統100能根據駕駛員進行的變光開關112的操作,手動切換近光燈配光圖案和遠光燈配光圖案。以下將這樣的手動控制配光圖案的模式稱為“手動模式”。例如當駕駛員選擇了近光燈配光圖案時,車輛側控制部102向燈具側控制部28發出用于形成近光燈配光圖案的指示。收到指示的燈具側控制部28控制遮光器電機39形成近光燈配光圖案。
此外,配光控制系統100能不依賴于變光開關112的操作地用各種傳感器檢測車輛的行駛狀態,并根據車輛周圍狀況形成最佳的配光圖案。以下將像這樣控制配光圖案的模式稱為“自動模式”。在自動模式下,例如包括用各種傳感器檢測車輛周圍的狀況,并根據車輛周圍狀況形成最佳的配光圖案的自動配光控制模式、即所謂的adb模式。adb模式例如在從燈開關104指示了執行adb模式時被執行。
配光控制系統100被構成為按手動模式和自動模式的任一種照射模式進行動作。
例如,當在本車前方檢測到前行車時,車輛側控制部102判斷為應防止對前行車的眩光,例如向燈具側控制部28發出指示以形成近光燈配光圖案。另外,當能夠檢測到不存在前行車時,車輛側控制部102判斷為應提高駕駛員的視野,例如向燈具側控制部28發出指示以形成遠光燈配光圖案。
為了像這樣檢測前行車,車輛側控制部102例如連接有立體攝像機等攝像頭106。攝像頭106拍攝到的圖像數據被發送到車輛側控制部102,車輛側控制部102進行信號處理后進行圖像解析,檢測拍攝范圍內的前行車。然后,車輛側控制部102基于所取得的前行車的信息選擇最佳的一種配光圖案,并向燈具側控制部28發出指示,形成該選擇的配光圖案。需要說明的是,檢測前行車的方式可適當變更,例如可以取代攝像頭106而采用例如毫米波雷達或紅外線雷達等其它檢測方式。另外,也可以將它們組合。
另外,車輛側控制部102還能取得來自車輛中通常所安裝的車速傳感器108、舵角傳感器110等的信息,能根據車輛的行駛狀態和行駛姿勢選擇要形成的配光圖案,或者使光軸的方向變化而改變配光圖案。例如當車輛側控制部102基于來自舵角傳感器110的信息判定車輛正在轉彎時,指示燈具側控制部28形成能使轉彎方向的視野提高那樣的配光圖案。收到該指示的燈具側控制部28控制旋轉促動器22,使燈具單元30的光軸朝向接下來要行進的方向。另外,車輛側控制部102在基于來自車速傳感器108的信息判定車輛姿勢已發生變化時,指示燈具側控制部28形成前方照射的到達距離最佳的配光圖案。收到該指示的燈具側控制部28根據車輛姿勢的前傾、后傾來控制調平促動器26,使燈具單元30的光軸在車輛上下方向上進行調整。
車輛側控制部102在為使得左右至少一個燈具單元30形成遠光燈配光圖案而對對應的燈具側控制部28進行指示時,使遠光燈指示器113點亮。另外,車輛側控制部102在對兩個燈具側控制部28進行指示,使得兩個燈具單元30都形成近光燈配光圖案時,使遠光燈指示器113熄滅。于是,在上述手動模式下,遠光燈指示器113連動于變光開關112的操作地亮滅燈。在adb模式下,至少一個燈具單元30為遠光燈或單側遠光燈時,遠光燈指示器113點亮,兩個燈具單元30都為近光燈時,遠光燈指示器113熄滅。
由上述說明可以理解,配光控制系統100構成為對前方車輛適用非照射區域而動態地控制配光的車輛用燈具系統。配光控制系統100具有作為可形成多種配光圖案的車輛用燈具來發揮功能的車輛用前照燈10。
在此,多種配光圖案包括近光燈配光圖案lo、遠光燈配光圖案hi、以及從遠光燈配光圖案hi中除去了前方車輛區域(即前方車輛及其附近區域)的自適應遠光燈配光圖案。作為自適應遠光燈配光圖案的一例的照射區域可變的單側遠光燈配光圖案,至少在第1區域具有照射區域,第1區域如后述那樣被設定于車寬方向第1端部。自適應遠光燈配光圖案包括第1單側遠光燈配光圖案hi1、第2單側遠光燈配光圖案hi2、以及在這兩個單側遠光燈配光圖案的傾斜明暗截止線的中間具有傾斜明暗截止線的單側遠光燈配光圖案hia。這樣的自適應遠光燈配光圖案如上述那樣是通過使旋轉遮光器34在第1單側遠光燈形成部34e和第2單側遠光燈形成部34f之間姿勢定為某旋轉角度而形成的。
此外,配光控制系統100具有確定部116、選擇部118、更新部120、以及調整部122。在圖示的實施方式中,確定部116、選擇部118、更新部120及調整部122是車輛側控制部102所具有的。但在其它實施方式中,也可以是確定部116、選擇部118、更新部120及調整部122中的至少一者由燈具側控制部28具有。
在此需要說明的是,車輛側控制部102和燈具側控制部28等在硬件構成方面由計算機的cpu、存儲器等元件和電路實現,在軟件構成方面由計算機程序等實現,但在圖8中,根據情況描繪成了由它們協作實現的功能塊的形式。本領域技術人員當理解這些功能塊能通過硬件、軟件的組合以各種各樣的形式實現。
確定部116被構成使得基于包括攝像頭106等在內的前方車輛檢測部的檢測結果,來從本車前方所設定的多個區域中確定前方車輛所處的區域。前方車輛檢測部的檢測結果例如也可以包含前方車輛的角度坐標。選擇部118被構成使得根據確定部116所確定的區域來從多個配光圖案中選擇應形成的配光圖案。
更新部120被構成使得基于前方車輛檢測部的檢測結果來更新前方車輛區域(即前方車輛及其附近區域)。調整部122被構成使得調整自適應遠光燈配光圖案的形狀,以將更新后的前方車輛區域除外。更新部120和調整部122可以由選擇部118具有。
圖9是用于說明對本車前方視野設定的多個區域的示意圖。多個區域包括在車寬方向第1端部設定的第1區域、在車寬方向第2端部側與第1區域相鄰地設定的轉變區域、以及在車寬方向第2端部側與轉變區域相鄰地設定的第2區域。這多個區域可以針對左右一對車輛用燈具分別個別地設定。
根據圖9所示的區域設定的一例,對于左側的燈具,設定位于左端部的左第1區域900l、在其右側相鄰于左第1區域900l的左轉變區域902l、以及在該左轉變區域902l右側相鄰于左轉變區域902l的左第2區域904l。本車前方的左半部分被分割成這三個區域。對于右側的燈具,本車前方的右半部分被設定為右第1區域900r。這樣,對于左右一對車輛用燈具,第1區域900l、900r分別被設定在左轉變區域902l的車寬方向外側。這些區域可以基于設計者的經驗性意見或設計者所進行的實驗或仿真等適當設定。
除此之外,還可以設定在右第1區域900r的左側或右側相鄰的右轉變區域、和在右轉變區域的左側或右側相鄰的右第2區域。右第1區域900r和左第2區域904l可以在本車前方視野的中央部彼此左右相鄰,也可以彼此部分重疊。
在圖9所示的一例中,為說明方便,2個區域間的分界線是垂直于水平線h-h的,但不限于此,也可以相對于水平線h-h具有任意的傾角。二區域間的分界線例如可以與單側遠光燈配光圖案的傾斜明暗截止線至少部分一致或平行,或者,也可以是這以外的任意直線、折線、曲線或其組合。
作為左側的燈具應形成的配光圖案,選擇部118在確定部116確定前方車輛位于左第1區域900l時,選擇近光燈配光圖案lo。選擇部118在確定部116確定前方車輛位于左第2區域904l時,選擇自適應遠光燈配光圖案。即,當前方車輛位于左第2區域904l時,根據其位置,選擇第1單側遠光燈配光圖案hi1、第2單側遠光燈配光圖案hi2、或單側遠光燈配光圖案hia。如上述那樣,調整部122基于更新部120的更新結果,使第1單側遠光燈配光圖案hi1、第2單側遠光燈配光圖案hi2、或單側遠光燈配光圖案hia相互自適應地變化。選擇部118在確定部116確定前方車輛位于左轉變區域902l時,使當前所選擇的配光圖案繼續。
另外,作為右側的燈具應形成的配光圖案,選擇部118在確定部116確定前方車輛位于右第1區域900r時,選擇近光燈配光圖案lo。另外,同左側時一樣,選擇部118可以在確定部116確定前方車輛位于右第2區域時,選擇自適應遠光燈配光圖案,在確定部116確定前方車輛位于右轉變區域時,使當前所選擇的配光圖案繼續。
圖10的(a)至圖10的(f)是用于說明本發明實施方式的前行車與配光圖案的關系的圖。圖示的是在靠左側通行的情況下、在交替出現直行和左轉彎的單側2車道的道路上的行駛場景。前行車700a、700b分別行駛在左側車道和右側車道。
圖10的(a)表示在左轉彎部的行駛,圖10的(b)至圖10的(e)表示在此后的直行部的行駛,圖10的(f)表示在再后的左轉彎部的行駛。圖10的(a)至圖10的(c)示出了在這樣的行駛場景下,左側的前行車700a慢慢向右側移動的樣子,隨著按圖10的(a)、圖10的(b)、圖10的(c)這樣前進,前行車700a從參照圖9所說明的左第1區域900l向左轉變區域902l、左第2區域904l移動。圖10的(d)至圖10的(f)示出了前行車700a向左側返回的樣子,隨著按圖10的(d)、圖10的(e)、圖10的(f)這樣前進,前行車700a從左第2區域904l向左轉變區域902l、左第1區域900l返回。在圖10的(a)至圖10的(f)各自的下部一并顯示出了此時的遠光燈指示器113的點亮狀態。
如圖10的(a)所示那樣,沿左轉彎前進的左側的前行車700a相對于本車行駛在左方。如上述那樣前行車700a處于左第1區域900l。因此,左燈具形成的左配光圖案是近光燈配光圖案lo。此時右側的前行車700b處于右第1區域900r,故右燈具形成的右配光圖案也是近光燈配光圖案lo。由于左右都是近光燈配光圖案lo,故遠光燈指示器113是熄滅的。以下至圖10的(f),右配光圖案都一直是近光燈配光圖案lo。
從道路的左轉彎部進入直行部時,前行車700a相對于本車向右方移動。即使前行車700a從左第1區域900l進入左轉變區域902l,如圖10的(b)所示那樣,選擇部118也繼續當前的近光燈配光圖案lo。如參照圖7的(a)和圖7的(c)所理解的那樣,在圖10的(b)的狀況下,能夠不照射前行車700a地使單側遠光燈配光圖案hia點亮,但仍保持為近光燈。
然后,前行車700a進一步向右方移動,從左轉變區域902l進入左第2區域904l時,才如圖10的(c)所示那樣,左配光圖案迅速地從近光燈配光圖案lo切換成單側遠光燈配光圖案hia。單側遠光燈配光圖案hia的傾斜明暗截止線被定位在左側的前行車700a的左方,以使得單側遠光燈配光圖案hia的非照射區域包含前行車700a、700b。也可以如圖示那樣,通過使傾斜明暗截止線距前行車700a空開一定的距離而使非照射區域的邊緣處于前行車700a的左方。由于單側遠光燈點亮,故遠光燈指示器113點亮。
像這樣,在前行車700a位于能明確地形成單側遠光燈配光圖案hia的形狀的靠中央的位置時,進行左配光圖案的切換。如參照圖7的(b)和圖7的(c)所說明的那樣,并不是在前行車700a移動到即使具有最小照射區域的第2單側遠光燈配光圖案hi2點亮也不會對前行車700a照射到光的位置時,左配光圖案立刻切換成第2單側遠光燈配光圖案hi2。
只要前行車700a位于左第2區域904l,就如圖10的(d)所示那樣保持為單側遠光燈配光圖案hia。單側遠光燈配光圖案hia的傾斜明暗截止線會配合前行車700a的移動地左右移動。此外,在前行車700a向左方移動、從左第2區域904l返回左轉變區域902l時,如圖10的(e)所示那樣,當前的配光圖案、即單側遠光燈配光圖案hia繼續,故該傾斜明暗截止線會追蹤前行車700a地向左方移動。遠光燈指示器113的點亮也繼續。
然后,當從道路的直行部進入左轉彎部時,如圖10的(f)所示那樣,前行車700a相對于本車向左方移動。伴隨于此,左配光圖案從單側遠光燈配光圖案hia向第2單側遠光燈配光圖案hi2自適應地變化,最終切換成近光燈配光圖案lo以避開對前行車700a的照射。由于左右都是近光燈配光圖案lo,故遠光燈指示器113熄滅。
從近光燈切換成單側遠光燈的前方車輛位置與從單側遠光燈切換成近光燈的前方車輛位置不同,前者位于中央側,后者位于比中央更靠端部側。這對近光燈與單側遠光燈的切換動作賦予了遲滯那樣的效果。
當前行車700a左右比較大地移動時,配光圖案根據其位置恰當地從近光燈配光圖案lo向單側遠光燈配光圖案hia切換,或者相反地切換。因此,能享受確保本車遠方視野和減少對前方車輛的眩光的兼顧等adb控制的既有優點。
另一方面,當前行車700a的移動比較小時,原來的配光圖案被維持。例如從圖10的(a)、圖10的(b)、圖10的(f)所理解的那樣,當前行車700a從第1區域向轉變區域移動、返回第1區域時,不進行配光圖案的切換,繼續采用近光燈。于是,通過該往復移動,遠光燈指示器113熄滅。另外,如從圖10的(c)、圖10的(d)、圖10的(e)所理解的那樣,當前行車700a從第2區域向轉變區域移動、返回第2區域時,單側遠光燈繼續,遠光燈指示器113點亮。這樣,既抑制了配光的切換頻度,又防止了遠光燈指示器113的過于靈敏的亮滅。
圖11是表示實施方式的車輛用燈具系統執行的控制的一例的流程圖。該流程在由燈開關104進行了執行adb模式的指示時開始,并按預定的定時(timing)反復執行。另外,該流程針對一對車輛用燈具分別個別地執行。
如圖11所示,車輛側控制部102從本車前方設定的多個區域中確定前方車輛所處的區域(s10)。多個區域可以包括本車前方視野內的端部區域、中央區域、以及這兩區域所夾著的中間區域。端部區域、中央區域、中間區域分別相當于上述的第1區域、第2區域、轉變區域。車輛側控制部102基于包括攝像頭106和各種傳感器等檢測手段在內的前方車輛檢測部的檢測結果進行這樣的前方車輛的大致位置的確定。
車輛側控制部102從車輛用燈具可形成的多種配光圖案中選擇車輛用燈具應形成的配光圖案(s12)。車輛側控制部102根據所確定的前方車輛所處的區域來選擇配光圖案。具體來說,車輛側控制部102在確定前方車輛位于端部區域時,選擇近光燈配光圖案,在確定前方車輛位于中央區域時選擇自適應遠光燈配光圖案。車輛側控制部102在確定前方車輛位于中間區域時繼續當前所選擇的配光圖案。當自適應遠光燈配光圖案被選擇時,車輛側控制部102根據需要,基于前方車輛檢測部的檢測結果來更新為不被照明而從自適應遠光燈配光圖案中除去的前方車輛區域,并調整自適應遠光燈配光圖案的形狀,以使得更新后的前方車輛區域被除外。車輛側控制部102生成表示應形成的配光圖案的配光指示信號,并將其發送給燈具側控制部28。
燈具側控制部28按照接收到的配光指示信號形成配光圖案(s14)。燈具側控制部28向遮光器電機39、旋轉促動器22和調平促動器26等發送控制信號,指示形成配光圖案,結束本程序。
如以上說明的那樣,根據本實施方式,能抑制在adb控制執行過程中行駛于反復出現直行和轉彎的單側多車道道路上時所可能引起的遠光燈與近光燈的高頻度切換。能減輕因頻繁的切換所引起的給本車及前方車輛或其它交通者可能帶來的煩躁等不協調感,能使遠光燈指示器的點亮和熄滅的頻繁反復不易發生。
圖12的(a)和(b)是用于說明燈具單元的另一實施方式的圖。圖12的(a)是表示構成燈具單元130的一部分要素間的位置關系的垂直剖視圖。圖12的(b)是表示構成燈具單元130的一部分要素間的位置關系的平面圖。
圖12的(a)和(b)所示的燈具單元130主要采用發光二極管(led)作為光源,在這一點上與圖1所示的燈具單元30不同。燈具單元130具有led131、散熱器132、反射器133、投影透鏡134、透鏡支架135、遮光器機構137。遮光器機構137具有旋轉遮光器136、遮光器電機139、齒輪機構140。
led131被固定于散熱器132。散熱器132采用了適合于使led131發出的熱散掉的材質和形狀。從led131射出的光被反射器133反射而朝向前方。該光的至少一部分會通過反射器133前方所配置的投影透鏡134。
反射器133具有以沿車輛前后方向延伸的光軸a1為中心軸的以大致楕圓球面為基調的反射面。led131被配置在構成反射面的鉛直剖面的楕圓的第1焦點處。由此,從led131射出的光將匯聚于該楕圓的第2焦點。
投影透鏡134是樹脂制的,是前方側表面為凸面、后方側表面為平面的平凸非球面透鏡。投影透鏡134被配置成后方焦點f與反射器133的反射面的第2焦點相一致的方式,被構成使得將后方焦點f上的像變成反轉像地向車輛前方投影。投影透鏡134的周圍邊緣部被透鏡支架135保持,并固定于散熱器132。
旋轉遮光器136被配置在投影透鏡134的后方,以遮擋從led131射出的光的一部分。旋轉遮光器136具有旋轉軸a2,該旋轉軸a2被配置成從投影透鏡134的后方焦點f的下方通過的方式。遮光器電機139和齒輪機構140使旋轉遮光器136繞旋轉軸a2旋轉。遮光器電機139例如可以是步進電機。遮光器電機39的旋轉由燈具側控制部28(參照圖1、7)控制。旋轉遮光器136的棱線形狀被設計,使得根據旋轉位置,對來自反射器133的光的遮蔽方式改變。因此,通過改變旋轉遮光器136的旋轉位置,能使在車輛前方形成的配光圖案變化。
以上基于實施方式說明了本發明。本領域技術人員當理解這些實施方式只是例示,其各構成要素和各處理過程的組合可以有各種各樣的變形例,并且這樣的變形例也包含在本發明的范圍內。
〔標號說明〕
10車輛用前照燈、12燈體、14透明罩、16燈室、18燈托架、20體托架、22旋轉促動器、24單元托架、26調平促動器、28燈具側控制部、29遮光器位置傳感器、30、130燈具單元、31光源、32光源安裝部、33、133反射器、34、136旋轉遮光器、35、137遮光器機構、36、134投影透鏡、37、135透鏡支架、38遮光器支承部、39、139遮光器電機、40、140齒輪機構、70點亮電路、100配光控制系統、102車輛側控制部、104燈開關、105繼電器、106攝像頭、108車速傳感器、110舵角傳感器、112變光開關、114電池、115電源、115ig電源、116確定部、118選擇部、120更新部、122調整部、131led、132散熱器。