CN101239596A - 车辆用灯具系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用灯具系统，其确保车辆以高速配光行驶时的安全性。该车辆用灯具系统具有：车辆用灯具(RHL、LHL)，其至少可以切换近光配光和高速配光；以及配光切换控制部(CONT)，其基于车辆的行驶信息进行配光的切换，配光切换控制部判定在高速配光时车速低于规定速度，并且满足规定的配光切换条件时，切换为近光配光。在确认障碍物而减速的情况下，可以防止配光切换为近光配光而无法确认该障碍物，能够可靠地避开障碍物，确保行驶的安全性。

Description

车辆用灯具系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制对车辆前方进行照明的前照灯配光的车辆用灯具系统，特别涉及一种提高高速行驶时的安全性的车辆用灯具系统。
背景技术
在近年的汽车中，提出一种车辆用灯具系统，其与汽车的行驶状况对应而自动切换前照灯的配光，以提高驾驶安全性。例如，在专利文献1中提出一种技术，其通过使设置在前照灯内的光源或遮光板的位置变化，切换前照灯的配光。另外，在专利文献2中提出一种技术，其通过使设置在前照灯内的附加反射镜的位置变化，切换前照灯的配光。另外，在上述专利文献1、2的技术中，特别地具有下述特征：得到与现有的近光配光和远光配光不同而接近这二者的中间的配光即被称为中间配光图案的配光、或被称为高速(motorway)配光的配光(下面，将这种配光称为高速配光)。该高速配光基本上是近光配光，但配光中心的发光强度比近光配光高，另外配光中心的光轴角比近光配光略微朝向上方，如专利文献2所述，在高速行驶时，通过切换至高速配光，不会使逆向车目眩，比近光配光更加明亮地照明本车前方的较远区域，能够提高安全行驶性。
如专利文献1所述，在汽车高速行驶时切换至高速配光时，例如考虑下述结构：具有用于切换前照灯的配光的配光切换控制部，在汽车速度大于或等于规定速度时，移动控制前照灯的附加反射镜的位置，将配光切换至高速配光。根据这种结构，在以中低速以近光配光行驶的汽车行驶至郊外而转为高速行驶时，配光切换控制部在识别车速大于或等于规定速度的时刻，可以自动将前照灯切换为高速配光，驾驶员不需要进行任何操作就可以使本车前方较远的区域的照明变亮，能够进行安全的高速行驶。另外，当汽车从高速行驶转为市区行驶等中低速行驶时，利用配光切换控制部将前照灯切换至近光配光，使本车正前方区域的照明变亮，以可以在市区内安全行驶。
专利文献1：特开2006-40785号公报
专利文献2：特开2006-100132号公报
发明内容
在如上述构筑与汽车车速对应而切换近光配光和高速配光的灯具系统的情况下，根据本发明者的研究可知，特别地在以高速配光进行行驶中，会产生下述问题。
(a)在以高速配光进行行驶中识别前方的障碍物，为了避开该障碍物而减速的情况下，在车速低于规定速度的时刻，配光会切换至近光配光，本车前方的照明变暗，无法确认该障碍物。
(b)在以高速配光进行行驶中为了避开危险而减速的情况下，会自动切换至近光配光，然后，即使在避开危险之后重新开始加速，在达到规定速度之前仍为近光配光，在确保转为高速行驶的本车前方的安全性时，产生时间延迟。
(c)在如上坡或下坡行驶这样的速度变化时，会对速度变化反应而频繁切换近光配光和高速配光，使驾驶员产生不适感，同时降低前方的可见性。
本发明的目的在于，提供一种车辆用灯具系统，其可以解决上述问题点(a)～(c)，确保使用高速配光的车辆的安全性。
本发明是一种车辆用灯具系统，其具有：车辆用灯具，其至少可以切换近光配光和高速配光；以及配光切换控制部，其基于车辆的行驶信息，进行前述配光的切换，其中，前述配光切换控制部，在判定高速配光时车速低于规定速度，且满足规定的配光切换条件时，切换为近光配光。
发明的效果
根据本发明，即使在高速配光时车速下降至低于规定速度的情况下，仅以此并不切换至近光配光，而是在同时满足规定的配光切换条件时开始切换至近光配光。通过适当地设定规定的配光切换条件，在本车的前方较远区域确认有障碍物的情况下，可以防止配光切换至近光配光而无法确认该障碍物，从而可靠地避开障碍物，确保行驶的安全性。
附图说明
图1是本发明的系统结构的框图。
图2是前照灯的剖面图。
图3是前照灯的配光切换状态的光路图。
图4是前照灯的配光的示意俯视图。
图5是第1改进条件所涉及的系统流程。
图6是第2改进条件所涉及的系统流程。
图7是第3改进条件所涉及的系统流程。
图8是第4改进条件所涉及的系统流程。
图9是第5改进条件所涉及的系统流程。
图10是第6改进条件所涉及的系统流程。
图11是第7改进条件所涉及的系统流程。
具体实施方式
在本发明中，作为配光切换条件，为车速低于规定速度之后经过规定的时间。因为在规定时间的期间内保持高速配光，所以可以在该规定时间的期间内确认并避开障碍物。该情况下，通过与车辆速度或加速度的大小对应而改变规定的时间，可以在不同车速的情况下，均可靠地确认并避开障碍物。
在本发明中，作为配光切换条件，为车辆的速度增加。因为可以在车辆速度增加之前进行障碍物的确认与避开，所以在此期间保持高速配光，可以确认并避开障碍物。在障碍物的确认与避开结束而车辆速度增加时，通过使其成为与此时的车速对应的近光配光，可以进行适当的驾驶。
在本发明中，作为配光切换条件，为处于车辆的减速度低于规定值(比规定值小)时。由于在车辆减速度大于或等于规定值的情况下，紧急性高，所以在此期间内保持高速配光，可以确认并避开障碍物。在障碍物的确认与避开结束而车辆减速度变为低于规定值、即减速度降低而速度向加速方向增加时，通过使其成为与此时的车速对应的近光配光，可以进行适当的驾驶。
在本发明中，配光切换控制部具有检测车辆前方障碍物的障碍物检测单元，配光切换条件为，未利用该障碍物检测单元检测到障碍物时。即使在驾驶员无法确信为障碍物的情况下，在由障碍物检测单元检测到障碍物时，保持高速配光，从而可以由驾驶员确认并避开障碍物。
实施例1
下面，参照附图说明本发明的车辆用灯具系统。图1是实施例子1的结构框图。安装在汽车前部左右的前照灯LHL、RHL，可以切换为任意的配光，在这里，可以切换为近光配光、高速配光、远光配光。前述前照灯LHL、RHL与用于切换配光的配光切换控制部CONT连接，该配光切换控制部CONT基于汽车的车速、行驶信息而对配光进行切换控制。前述配光切换控制部CONT与下述部分连接：配光切换开关SW，其通过驾驶员的操作而进行切换；车速传感器VS，其检测汽车的车速；加速度传感器AS，其检测汽车的加减速；以及障碍物传感器SS，其检测汽车行驶的前方区域的障碍物，该配光切换控制部CONT构成为，识别配光切换开关SW的切换状态，并且基于前述各传感器VS、AS、SS的输出，识别汽车的车速及行驶信息，基于这些识别判定是否满足规定的条件，在判定为满足条件的情况下，进行前照灯LHL、RHL的配光的切换。
前述配光切换开关SW也被称为变灯开关，通过驾驶员的手动操作切换“远光配光”与“近光配光”，该切换信息输出至配光切换控制部CONT。前述车速传感器VS检测本车的当前车速信息，输出至配光切换控制部CONT。前述加速传感器ASS检测本车当前的加速度及减速度，输出至配光切换控制部CONT。前述障碍物传感器SS，在这里由对车辆前方进行摄像的摄像照相机CAM、和对由该摄像照相机拍摄到的图像进行解析而识别障碍物的图像识别单元PDD构成，在识别到障碍物时，将该信息输出至配光切换控制部CONT。
前述左右前照灯LHL、RHL为相同结构，如图2所示，其结构为：在由灯体1和透明罩2构成的灯室3内安装投射式灯具4，由校光机构6支撑在前述灯体1内。该投射式灯具4使用与专利文献1所示的灯具大致相同结构的灯具，由下述部分构成：反射镜41，其成为具有第1焦点F1及第2焦点F2的旋转椭圆容器状；圆筒状的支架42，其与该反射镜41的前面开口相连接；投射透镜43，其安装在该支架42的前缘部；作为光源的放电真空管44，其内插支撑在前述反射镜41内部；固定遮光板45及可动遮光板46，其内插在前述支架42内，用于遮挡从投射透镜43投射的光的一部分。因为前述校光机构6的结构和前述投射式灯具4的反射镜41、支架42、投射透镜43、放电真空管44、固定遮光板45的结构是已知的结构，所以这里省略详细的说明。前述可动遮光板46以可以在前述支架内沿灯具光轴Ax方向以任意的角度范围倾斜移动的方式构成，可以与倾斜移动的角度对应而切换配光。
即，可动遮光板46作为可以在前述灯具光轴Ax下侧的支架内区域遮光的遮光板构成，以设置在可动遮光板46下部的水平轴461为支点，上缘部462如该图点划线所示，以向后方倾倒的方式可倾斜移动地被支撑。另外，设置在可动遮光板46的一部分上的轴杆463，与由前述反射镜41的一部分支撑的电动机驱动机构5的柱塞51的前端连结。该电动机驱动机构5利用向电动机的通电控制，柱塞51的前端位置在与灯具光轴Ax平行的前后方向上变化，通过该柱塞51的前端位置的变化，轴杆463以水平轴461为支点转动，使与轴杆463一体的可动遮光板46的倾斜移动角度变化。可动遮光板46的上缘部462的初始位置设定在前述反射镜41的第2焦点F2的附近位置，通过由电动机驱动机构5使其倾斜移动，该上缘部462与初始位置相比向后下方倾斜移动。
在该投射式灯具中，如图3所示，从位于反射镜41的第1焦点F1附近的放电真空管44的发光中心出射的光，被反射镜41反射后，在第2焦点F2上聚光，然后，透过投射透镜43向前方投射。此时，在被反射镜41反射的光中，所谓的杂散光由固定遮光板45遮光。另外，如图3(a)所示，由于在可动遮光板46的上缘部462处于初始位置时，在第2焦点F2上聚光的光中，朝向光轴Ax上方的光几乎都被可动遮光板46遮挡，而向下的光也有一部分被可动遮光板46遮光，所以如图4(a)所示，成为明亮地照明汽车CAR的本车线的跟前至中间区域的近光配光。
如图3(c)所示，如果利用螺线管机构5而柱塞51的前端位置移动至前方，可动遮光板46的上缘部462与初始位置相比，更大地向后下方以最大幅度倾斜移动，则因为在由反射镜41反射而在第2焦点F2上聚光的光中，朝向光轴Ax下方的光几乎都未被遮光，另外朝向上方的光的遮光量也降低，所以如图4(c)所示，成为对以下区域进行照明的远光配光，即，从汽车CAR的本车线的跟前至远处的广阔区域，直至包括逆向车线在内的区域。
另外，如图3(b)所示，如果可动遮光板46的上缘部462倾斜移动至“近光配光”时的初始位置与“远光配光”时的最大倾斜移动位置之间的中间位置，则因为朝向灯具光轴Ax下方的光的遮光量比“近光配光”少，比“远光配光”多，另外朝向上方的光的遮光量也比“远光配光”多，所以如图4(b)所示，成为明亮地照明汽车CAR的本车线前方的中间至远方区域的高速配光。
再次参照图1，前述配光切换控制部CONT具有条件判定部CJ、切换驱动部CD、内置定时器TM，条件判定部CJ根据前述配光切换开关SW的切换信息、和基于前述的车速传感器VS、加速度传感器AS、障碍物传感器SS的各传感器输出的汽车行驶信息，判定前照灯LHL、RHL的配光切换条件，该判定基于下述基本条件(B1)～(B3)进行。
(B1)“远光配光判定”：配光切换开关SW切换为“远光配光”时。
(B2)“近光配光判定”：配光切换开关SW切换为“近光配光”时。
(B3)“高速配光判定”：配光切换开关SW切换为“近光配光”，车速大于或等于规定速度(例如60km/h)时。
条件判定部CJ在判定满足上述“远光配光”、“近光配光”、“高速配光”的各基本条件(B1)～(B3)中的任一个时，将各自的规定信号传送至切换驱动部CD，切换驱动部CD与输入的信号对应，控制各前照灯LHL、RHL的电动机驱动机构5，从而控制改变柱塞51的前端位置，以控制可动遮光板46的倾斜移动角、即可动遮光板46的上缘部462的倾斜移动位置。由此，如前所述，与可动遮光板46的倾斜移动角对应而进行切换“远光配光”、“近光配光”、“高速配光”的配光控制。
特别地，由于在图4(b)所示的“高速配光”中，在汽车高速行驶时，可以不使逆向车目眩而明亮地照明本车前方的远处区域，所以能够早期确认存在于本车路线上的障碍物X，进行预先防止与障碍物碰撞等所谓的危险避让，在确保驾驶安全性方面非常有效。另外，由于在图4(a)所示的“近光配光”中，主要照明本车的跟前区域，所以如果存在于本车路线上的障碍物X不位于跟前则难以确认，难以避开障碍物。
在这里，在实施例1中，前述条件判定部CJ在从“高速配光”时，即如前所述配光切换开关SW为“近光配光”，车速满足大于或等于规定速度的条件的行驶状态，下降至车速低于规定速度时，判定不满足基本条件(B3)，即满足切换至“近光配光”的基本条件，但该情况下，在判定还满足下述改进条件(R1)～(R7)中的任一个时，向切换驱动部CD传送将“高速配光”切换至“近光配光”的切换信号。
(R1)车速低于规定速度的速度状态持续了规定时间时。
(R2)前述改进条件(R1)的“规定时间”，与车辆速度或加速度的大小对应而变化。即，在速度或加速度较大时缩短时间。
(R3)车速低于规定速度后本车行驶了规定距离时。
(R4)本车的速度增加时。
(R5)本车的减速度低于规定值时。
(R6)未利用障碍物检测单元检测到障碍物时。
(R7)车速处于小于或等于比该规定速度更低的第2规定速度时。
[改进条件R1的情况]
如图5的流程所示，在汽车以大于或等于接近高速行驶的规定速度行驶时，配光切换控制部CONT检测车速(S101)，判定检测出的车速是否大于或等于规定速度(S102)，在大于或等于规定速度时，将前照灯LHL、RHL切换为“高速配光”。即，利用来自条件判定部CJ的切换信号，切换驱动部CD驱动电动机驱动机构5，使可动遮光板46向后方倾斜移动，使上缘部462与初始位置相比位于略微后下方。由此，能够明亮地照明本车路线前方的远处区域，确认存在于该区域中的障碍物。在以该“高速配光”行驶中，例如如果确认障碍物而驾驶员减速，车速变为低于规定速度，则配光切换控制部CONT判定前述基本条件(B3)不满足“高速配光”，满足切换至“近光配光”的条件之一，然后对改进条件(R1)进行判定(S103)。即，条件判定部CJ使用内置定时器TM对从低于规定速度的时刻直至当前的时间进行计时，在低于规定速度的状态持续了规定时间时，判定满足改进条件(R1)。由此，由条件判定部CJ输出规定的切换信号，切换驱动部CD基于该信号驱动电动机驱动机构5，可动遮光板46向前方倾斜移动而使上缘部462返回到初始位置，切换至“近光配光”。
即，如图4(b)所示，因为即使在以“高速配光”行驶中确认障碍物X而减速，车速低于规定速度的情况下，也不是立即切换为“近光配光”，而是在规定时间内保持“高速配光”，所以能够保持对障碍物X进行照明的该图的状态，驾驶员可以进行适当的危险避让。如果在车速低于规定速度时立即切换至“近光配光”，则如图4(a)所示，对本车前方远处区域的照明消失，难以确认存在于该区域内的障碍物X，难以进行适当的危险避让。另外，在前述规定速度为60km/h的情况下，优选前述规定时间为2～3秒。如果短于该值，则在汽车在到达存在障碍物的位置之前就切换至“近光配光”，难以进行适当的危险避让。
[改进条件R2的情况]
如图6的流程所示，在前述[改进条件R1]中，从达到低于规定速度的车速至经过规定时间后的汽车行驶的距离，由该车速与规定时间的乘积表示。如果从汽车至确认的障碍物的距离大致固定，则汽车直至避开障碍物的时间随减速后的车速大小变化。因此，通过在车速较大(快)的情况下缩短规定时间，在车速较小(慢)的情况下增加规定时间，则无论减速后的车速如何，都可以可靠地保持“高速配光”直至汽车避开障碍物。在这里，在步骤S102之后，将车速大小分为大·中·小3个等级进行判定(S104)，与判定的等级对应而设定将规定时间切换至大·中·小(S105)，基于设定的规定时间执行步骤S103。另外，也可以不检测车速大小而检测加速度，设定根据加速度的大小而设定切换规定时间。或者，也可以使规定时间不是按等级切换而是使其连续变化。
[改进条件R3的情况]
该情况基于与前述[改进条件R1]相同的宗旨，如图7的流程所示，将[改进条件R1]的流程(图5)中的“规定时间”的判定(S103)，替换为“规定距离”的判定(S107)。鉴于驾驶员确认的从汽车到障碍物的距离为接近大致恒定的距离，在以“高速配光”行驶中确认障碍物而减速，车速低于规定速度的情况下，在直至行驶该距离而避开障碍物之前，并不切换为“近光配光”，而是保持“高速配光”，所以能够保持对障碍物的照明，使驾驶员进行适当的危险避让。在[改进条件R1]的情况下，由于汽车进行危险避让的时间根据减速后的车速变化，所以优选采用[改进条件R2]，但由于该[改进条件R3]基于实际的行驶距离，所以无论减速后的车速如何，都能够可靠地进行危险避让。另外，在前述规定速度为60km/h的情况下，前述规定距离为30～50m左右。如果是比其短的距离，则在汽车到达障碍物之前切换至“近光配光”，难以进行适当的危险避让。此外，因为实际上在配光切换控制部的条件判定部中，大多由车速和行驶时间的乘积计算该“规定距离”，所以本质上与[改进条件R2]相同。
[改进条件R4的情况]
如图8的流程所示，检测车速(S101)，根据检测出的车速切换至“高速配光”(S102)，在以“高速配光”行驶中确认障碍物等而减速，车速低于规定速度的情况下，车速满足切换至“近光配光”的基本条件(B3)，但此时根据车速信息判定车速的增加(S107)，在包括定速时的车速不增加时，保持“高速配光”，在车速增加时切换至“近光配光”。这是由于在车速不增加时、即减速时或匀速时，推定为进行危险避让的状态，所以在该期间保持“高速配光”，以可以确认本车前方的障碍物。由于在车速增加时推定完成危险避让，所以切换至“低光配光”，然后，基于基本条件B3进行向“高速配光”的切换。
[改进条件R5的情况]
如图9的流程所示，检测出车速而以“高速配光”行驶(S101、S102)，在其行驶过程中确认障碍物等而减速，该车速低于规定速度的情况下，车速满足切换至“近光配光”的基本条件(B3)，但此时根据加速度信息检测加速度(S108)，判定检测出的加速度是否为低于规定值的减速度(减速度较小的状态)(S109)，在减速度大于或等于规定值时，保持“高速配光”，在减速度低于规定值时，切换为“近光配光”。这是因为在减速度大于或等于规定值时、即急减速时，推定为紧急性高，或者是进行危险避让的状态，所以在该期间保持“高速配光”，以能够确认本车前方的障碍物。由于在减速度下降至低于规定值时，或者产生加速度的情况下，推定为完成危险避让，所以切换至“近光配光”，然后基于基本条件B3进行向“高速配光”的切换。
[改进条件R6的情况]
如图10的流程所示，检测车速而以“高速配光”行驶(S101、S102)，在其行驶中确认障碍物等而减速，车速变为低于规定速度的情况下，车速满足切换至“近光配光”的基本条件(B3)，但此时，作为改进条件R6，判定是否由障碍物传感器SS检测出障碍物(S110)，在障碍物传感器SS检测出障碍物的情况下，保持“高速配光”。在检测出障碍物时，利用“高速配光”照明本车前方的远处区域，能够可靠地避开障碍物。在未由障碍物传感器SS检测出障碍物的情况下，切换至“近光配光”。这在驾驶员不确信是否存在障碍物而使汽车减速的情况下，由于由障碍物传感器SS检测障碍物，驾驶员确认障碍物并且避开障碍物，所以有效。
[改进条件R7的情况]
如图11的流程所示，检测车速而以“高速配光”行驶(S101、S102)，在其行驶中确认障碍物等而减速，车速低于规定速度的情况下，车速满足切换至“近光配光”的基本条件(B3)，在此情况下，并不仅基于此而切换为“近光配光”，还判定车速是否小于或等于比该规定速度更加低速的第2规定速度(S111)，在小于或等于第2规定速度时，切换至“近光配光”。由此，能够防止在低于规定速度时根据基本条件(B3)直接切换至“近光配光”，不会无益地切换配光而使驾驶员产生不适感。
特别地，如果将第2规定速度设定为停车(速度为0)或与其接近的相当于慢行速度程度的低速、例如10km/h，则在高速行驶时确认障碍物的情况下，进行危险避让，但该情况下的速度为中速(60～30km/h)左右，很少为停车或成为接近慢行的低速。因此，在以中速行驶时，保持“高速配光”，以能够确认障碍物。由于在以比第2规定速度低的行驶状态下，为了在障碍物直至接近本车的跟前区域的状态下进行避让，切换为“近光配光”，从而易于确认障碍物。
在本发明的实施例1中，分别单独设定配光切换控制部的各改进条件(R1)～(R7)，但也可以构成选择任意的改进条件进行设定的系统，例如可以通过驾驶员的设定而进行选择。或者也可以组合多个改进条件。在此情况下，重要的是各改进条件不发生冲突，例如可以构成为，对各改进条件设定优先顺序，配光切换控制部按照优先顺序判定各改进条件。
另外，本发明的障碍物传感器不限于实施例1的照相机，可以使用毫米雷达、激光雷达等其他传感器。另外，作为切换前照灯的配光的结构，并不限于实施例1的可动遮光板的结构，也可以使用例如通过附加灯具(辅助灯具)的点亮熄灭而切换配光的结构。

Claims (6)

1.一种车辆用灯具系统，其具有：车辆用灯具，其至少可以切换近光配光和高速配光；以及配光切换控制部，其基于车辆的行驶信息，进行前述配光的切换，其特征在于，
前述配光切换控制部，在判定高速配光时车速低于规定速度，且满足规定的配光切换条件时，切换为近光配光。
2.如权利要求1所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
前述配光切换条件为，在前述车速低于规定速度之后经过了规定时间，或行驶了规定距离。
3.如权利要求2所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
前述规定时间与车辆速度或加速度的大小对应而变化。
4.如权利要求1所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
前述配光切换条件为车辆的速度增加。
5.如权利要求1所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
前述配光切换条件为车辆的减速度低于规定值。
6.如权利要求1所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
前述配光切换控制部具有检测车辆前方障碍物的障碍物检测单元，前述配光切换条件为，未由前述障碍物检测单元未检测出障碍物。
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