CN101377274B - 灯具系统及灯具偏向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灯具系统及灯具偏向控制方法，其在汽车的AFS中，不会给驾驶员带来灯具照射方向偏向控制的不适感，确保车辆的安全行驶。该灯具系统具有偏向控制单元(ECU)，其检测车辆的转向操纵角及车速，基于检测出的转向操纵角及车速，对灯具RHL、LHL的照射方向进行偏向控制，偏向控制单元具有：偏向角运算单元，其根据转向操纵角和车速运算灯具的照射方向的偏向角；滤波器单元，其可以使输入至偏向控制单元中的车速变化的输出响应性变化；以及滤波器控制单元，其将运算出的偏向角与基准值比较，根据比较结果控制滤波器单元的响应性。防止在偏向角较大时，灯具的照射方向随车速变化而较大地变化。

Description

灯具系统及灯具偏向控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车等车辆的前照灯(head lamp)，特别涉及一种应用了AFS(自适应照明系统：Adaptive Front-lighting System)的灯具系统及其偏向控制方法，该AFS追随车辆的转向操纵角变化而对前照灯的照射方向进行偏向控制。

背景技术

为了提高汽车的运转行驶的安全性，提出一种AFS，其追随方向盘的转向操纵角而将前照灯的照射方向向左右方向进行偏向控制。根据该系统，可以使前照灯的照射方向不仅朝向直线行驶方向，还可以使前照灯的照射方向朝向驾驶员进行转向操纵的方向、即汽车要行驶的方向，在提高行驶的安全性方面有效。另外，近年来，如专利文献1所示，提出下述系统，通过不仅检测转向操纵角，还检测汽车的车速，基于该车速和转向操纵角，而对前照灯的照射方向进行偏向控制，从而与汽车行驶的道路状况的变化可靠地对应，不会对驾驶员带来不适感。

但是，在上述考虑了车速的AFS中，即使转向操纵角恒定，如果车速改变，则前照灯的照射方向会发生变化，照射方向不适合汽车的实际行驶状况，会使驾驶员产生不适感，或者有可能产生安全行驶方面的问题。例如，在市区的路口等为了左右转弯，一边减速一边向左或向右进行转向操纵而进入路口，一边转弯一边加速的情况下，AFS检测该加速而判断驾驶员的视线发生变化，即使驾驶员不继续进行下次的转向操纵，照射方向也会发生变化，使驾驶员产生不适感。另外，有时在上述情况下无法充分地照射汽车的行驶目标，在安全行驶方面并不优选。

针对在上述AFS中使驾驶员产生不适感的问题，在专利文献2中提出将检测出的转向操纵角进行滤波处理的技术，即，通过根据汽车的行驶状况而不施加滤波器，或者施加规定常数的滤波器，控制前照灯的照射方向追随转向操纵角进行变化时的追随响应性，防止使驾驶员产生不适感。另外，在专利文献3中，进一步发展上述技术，通过在汽车直线行驶时作用较强的滤波器，使前照灯的照射方向在追随转向操纵角而偏向时的追随响应性降低，在转弯时作用较弱的滤波器，使追随响应性提高，从而防止在直线行驶时的照射方向不稳定，另一方面，防止使驾驶员产生不适感。

专利文献1：特开2004-322683号公报

专利文献2：特开2004-268900号公报

专利文献3：特开2005-112296号公报

发明内容

专利文献2、3的技术，通过对检测出的转向操纵角进行滤波处理，控制前照灯的照射方向的偏向追随性，在防止使驾驶员产生不适感的方面有效。但是，在专利文献2、3中，与专利文献1相同地构筑考虑了车速变化的AFS的情况下，由于没有考虑汽车的车速而控制前照灯的照射方向的追随响应性，因此在转向操纵角不变而仅车速变化的情况下，照射方向会产生偏向，无法防止使驾驶员产生不适感。另外，与此同时，还有可能无法充分照射汽车的行驶目标，在安全行驶方面并不优选。

本发明的目的在于提供一种灯具系统及灯具偏向控制方法，其在追随车辆的车速变化而对灯具的照射方向进行偏向控制时，不会给驾驶员带来不适感，另一方面，可以实现确保车辆安全行驶的照明。

本发明的灯具系统具有偏向控制单元，其具有偏向控制单元，该偏向控制单元检测车辆的转向操纵角及车速，基于检测出的转向操纵角及车速，对灯具的照射方向进行偏向控制，其特征在于，前述偏向控制单元具有：偏向角运算单元，其根据前述转向操纵角和车速，运算前述灯具的照射方向的偏向角；滤波器单元，其可以使输入至偏向控制单元的车速变化的输出响应性变化；以及滤波器控制单元，其将运算出的偏向角与基准值进行比较，基于比较结果控制前述滤波器单元的输出响应性。

另外，本发明的灯具偏向控制方法为，检测车辆的转向操纵角及车速，基于检测出的转向操纵角及车速，运算灯具的照射方向的偏向角，将灯具的照射方向偏向控制至运算出的偏向角，其特征在于，将运算出的偏向角与基准值进行比较，基于该比较结果，对运算前述偏向角时的车速变化的响应性进行变化控制。

发明的效果

根据本发明，由于将偏向角与基准值进行比较，基于该比较结果，由滤波器单元控制车速的输出响应性变化，因此偏向角运算单元基于与实际车速对应而控制了响应性的车速、即实际车速变化延迟后的车速，运算偏向角，控制或不控制偏向角伴随车速变化的变化。因此，特别在转向操纵角较大的行驶时抑制灯具的照射方向随车速变动而变动，防止随车速变化产生的照射方向的变动成为主要原因的对驾驶员产生的不适感，同时可以照射车辆的行驶目标，确保安全行驶。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的整体结构的框图。

图2是实施例1及实施例2的滤波器单元的电路图。

图3是说明实施例1的动作的流程图。

图4是说明实施例1的动作的时序图。

具体实施方式

在本发明中，优选滤波器控制单元，在偏向角大于或等于基准值时，使滤波器单元的输出响应性降低。此时，偏向角运算单元基于与实际车速相比变化大幅延迟的车速运算偏向角，抑制偏向角随车速变化而变化。由此，在转向操纵角较大的行驶时，抑制灯具的照射方向随车速变动而变动，防止随车速变化产生的照射方向的变动为主要原因的驾驶员的不适感，同时可以照明车辆行驶的目标，确保安全行驶。

在本发明中，优选滤波器控制单元，在偏向角小于基准值时，使滤波器单元的输出响应性，比偏向角大于或等于基准值时更高。此时，由于偏向角运算单元基于实际车速、或以与其大致接近的状态变化的车速运算偏向角，因此与基于实际车速运算偏向角的情况相比，能够进行略微抑制的控制，即使在偏向角比基准值稍小的情况下，也可以防止灯具的照射方向随车速的变化而较大地变化，防止使驾驶员产生不适感，确保安全行驶。同时防止在基准值附近照射方向变得不稳定。

在本发明中，滤波器控制单元也可以追随偏向角与基准值的差值，使滤波器单元的输出响应性连续或分级地变化。即，通过与偏向角和基准值的差即、偏向角的大小对应而使车速的响应性变化为多个不同的值，防止通过以基准值作为边界而与车速对应的响应性急剧且较大地变化，从而使灯的照射方向急剧地较大变化，防止使驾驶员产生不适感，确保安全行驶。

实施例1

参照附图对本发明的实施例1进行说明。图1是适用于汽车的左右前照灯的实施例1的剖面图，右前照灯RHL与左前照灯LHL的结构基本相同，在前面开口而具有透明罩的容器状的灯室LH中，在内部安装近光灯具RLBL、LLBL，其由投射型的灯具单元构成，用于进行近光配光的照明。另外，在前述灯室LH内部还安装有远光灯具RHBL、LHBL，其由用于进行远光配光的照明的灯具单元构成。前述近光灯具RLBL、LLBL构成为，可以分别通过旋转机构SV而在水平左右方向上对照射方向Lx进行偏向控制。另外，由于该旋转机构SV众所周知，因此省略详细说明。

前述左右前照灯RHL、LHL的各旋转机构SV，与ECU(电子控制单元：Electronic Control Unit)10连接，利用ECU 10控制左右方向的偏向动作。ECU 10与下述部件连接：转向操纵角传感器20，其检测方向盘STW的转向操纵角；以及车速传感器30，其检测本车的车速，ECU 10基于来自转向操纵角传感器20的转向操纵角信号和来自车速传感器30的车速信号，控制前述旋转机构SV，从而控制近光灯具RLBL、LLBL的照射方向。

前述ECU 10具有：偏向角运算部11，其基于来自前述转向操纵角传感器20的转向操纵角信号、和来自前述车速传感器30的车速信号，相对于汽车的转向操纵角，运算近光灯具RLBL、LLBL的照射方向Lx的偏向角，即与本车的直线行驶方向所成的角度；以及旋转控制部12，其基于由该偏向角运算部11运算出的偏向角信号，输出用于控制旋转机构SV的旋转控制信号。该旋转控制信号被输入至设置于各前照灯RHL、LHL中的旋转机构SV，执行使前照灯RHL、LHL内的近光灯具RLBL、LLBL的照射方向Lx朝向运算出的偏向角方向的控制。

另外，前述ECU 10具有旋转比较部13，其将从前述旋转控制部12输出的旋转控制信号的信息即旋转控制量(偏向角：旋转角)，与成为基准的旋转控制量、在这里为基准值14进行比较。在该旋转比较部13的一个输入端连接存储器15，可以暂时存储从前述旋转控制部12输出的旋转控制量。旋转比较部13将存储于该存储器15中的旋转控制量与基准值14进行比较。该旋转比较部13的输出被输入至滤波器控制部16中，以对后述的滤波器单元17的开关SW进行切换控制。前述旋转比较部13、基准值14、存储器15、及滤波器控制部16，构成本发明的滤波器控制单元。

前述ECU 10具有滤波器单元17，其可以使输入至前述偏向角运算部11的来自前述车速传感器20的车速信号信息、即车速(车速值)变化的输出响应性变化。在这里，所谓车速变化的输出响应性，与从滤波器单元17输出的车速的、在车速-时间坐标中的车速变化的倾斜角(变化率)相同，所谓降低车速变化的输出响应性，是使该倾斜角成为与输入的倾斜角相比大幅减小的值，相反，所谓提高是指，使倾斜角与输入的倾斜角相等，或成为比该输入的倾斜角略小的倾斜角。该滤波器单元17基于在前述旋转比较部13中的比较结果，利用滤波器控制部16控制输出响应性，在本实施例1中，基于前述比较结果，以将输入至滤波器单元17的车速响应性利用规定的系数降低的状态，或者使滤波器不产生效果而将输入的车速直接输入至前述偏向角运算部11中。

前述滤波器单元17如图2(a)所示，作为由CR电路构成的低通滤波器而构成，该CR电路由在输入输出之间串联连接的电阻R、和通过开关SW与电阻R连接的电容器C构成。开关SW构成为利用前述滤波器控制部16的控制信号进行切换动作，在切换至H侧时，不使电容器C与电阻R连接，将车速信号直接输出，在切换至L侧时，将电容器C与电阻连接，将车速信号延迟输出。延迟时间由CR的时间常数决定。由此，在切换至H侧时，不抑制车速的变化率而输出至偏向角计算部11，在切换至L侧时，抑制车速的变化率而输出至偏向角计算部11。另外，该滤波器单元17也可以利用软件构成。

说明在上述结构的前照灯系统中利用AFS控制进行的前照灯的照射方向的控制动作。在图3的流程图中，ECU 10读取存储在存储器15中的旋转控制量(S101)，在旋转比较部13中与基准值14进行比较(S102)。基于该比较结果，由滤波器控制部16设定滤波器单元17的输出响应性。即，在旋转控制量大于或等于基准值时，判断汽车处于转弯中，将滤波器单元17的开关SW切换至L侧，从而将车速的输出响应性设定得较低(S103)。在旋转控制量小于基准值时，判断汽车处于直线行驶中，将滤波器单元17的开关SW切换至H侧，从而使车速的输出响应性与输入相等(S104)。另外，在存储器15中没有存储旋转控制量的情况下，将“0”作为默认值，该值是小于基准值14的值，利用滤波器单元17而成为使车速的输出响应性与输入值相等的状态。

然后，ECU 10取得来自转向操纵角传感器20的转向操纵角信号、和来自车速传感器30的车速信号，输入至偏向角计算部11。此时，输入至偏向角运算部11的车速信号，由滤波器单元17进行滤波器处理。即，基于步骤S102中的比较结果，车速信号成为车速的输出响应性被降低的车速信号，或与输入相等的车速信号(S105)。然后，偏向角运算部11基于转向操纵角信号和车速信号，对与本车的转向操纵角相对应的适当的前照灯照射方向Lx的偏向角(旋转角)进行运算，将运算出的偏向角输出至旋转控制部17中(S106)。旋转控制部12基于输入的偏向角而生成旋转控制信号并输出至旋转机构SV，该旋转控制信号用于设定应使近光灯具RLBL、LLBL向该偏向角的方向偏向的旋转控制量(S107)。由此，旋转机构SV利用旋转控制信号对各近光灯具RLBL、LLBL进行偏向控制，从而将各灯的照射方向Lx偏向控制至适合于汽车当时的行驶状况的方向。

另外，与此同时，旋转控制部12将设定的旋转控制量存储在存储器15中(S107)。因此，在下一个周期中重复上述流程时，在这次的流程中读取存储在存储器15中的旋转控制量，在旋转比较部13中与基准值14进行比较。即，将前一个周期中设定的旋转控制量在下一个周期中与基准值进行比较，基于该比较结果而滤波器控制部16设定滤波器器17的抑制值，将利用该抑制值而变化率被抑制的车速信号输入至偏向角运算部11，在这里，与转向操纵角一起运算偏向角。

这样，在存储在存储器15中的旋转控制量大于或等于基准值14时，即，在近光灯具RLBL、LLBL的照射方向的偏向角大于或等于基准偏向角时，判断汽车处于如行驶在市区的路口时这样以较大角度转向的状态，此时，由于利用滤波器单元17使从车速传感器20输出的车速的输出响应性降低而输入至偏向角运算部11，因此在偏向角运算部11中，与实际车速变化相对应的偏向角的变化小，旋转控制量的变化被抑制。因此，即使车速变化，近光灯具RLBL、LLBL的照射方向的变化也较小，即使在路口一边转向操纵一边减速的情况下，因该减速而AFS判断驾驶员的视线发生变化，即使驾驶员不进行转向操纵，照射方向也不会发生变化，不会使驾驶员产生不适感。另外，由此近光灯具RLBL、LLBL的照射方向不会从转向操纵方向、即汽车的行驶目标较大地倾斜，可以充分地照射行驶目标，在安全行驶方面优选。

另一方面，在存储在存储器15中的旋转控制量小于基准值14时，即在近光灯具RLBL、LLBL的照射方向的偏向角小于基准偏向角时，判断汽车处于如进行车线变更时这样以小角度转向操纵的状态，此时，由于滤波器单元17实质上不进行滤波器处理，车速的输出响应性与输入相等，因此在偏向角运算部11中，随着实际车速的变化而偏向角变化，旋转控制量变化。由此，追随车速的变化而近光灯具RLBL、LLBL的照射方向变化，由于AFS判断驾驶员的视线改变，从而使照射方向变化，因此不会使驾驶员产生不适感。另外，由此可以充分地照射汽车的行驶目标，在安全行驶方面优选。

以在路口右转时为例，利用图4的定时的例子说明上述动作。

(a)为汽车的转向操纵角、(b)为车速、(c)为近光灯具的照射方向的偏向角(旋转控制量)。如果汽车进入应左右转弯的路口，则汽车减速，在时刻t1开始向右方向转向操纵，转向操纵角增大。如果进入弯道，则在时刻t3车速恒定，在时刻t4转向操纵角变为最大，汽车继续匀速行驶，如果经过转弯的中间，则在时刻t5开始加速，在时刻t6转向操纵开始复原，在时刻t8复原至直线行驶方向。此时，在现有技术中，偏向角运算部11检测出在时刻t5车速加速，与由该加速产生的车速变化对应而进行控制，以如该图(c)的实线所示，使转向操纵角复原至直线行驶方向。该复原速度依赖于加速程度，但在这里，在时刻t5和时刻t6之间，即使汽车在转弯的中途驾驶员不使转向复原，也会由于车速的加速而使照射方向朝向汽车的直线行驶方向，开始进行复原动作，而不会照射右转弯的目标。

与之相对，在实施例1中，即使是转弯的中途，如果在该图(c)的时刻t2，旋转控制量超过基准值，则在滤波器单元17中将车速的输出响应性设定得较低，利用该设定而使输入至偏向角运算部11的车速如该图(b)的虚线所示，从时刻t2时刻开始延迟，车速成为减速被缓和的状态。由此，在偏向角运算部11中运算出的偏向角及由此得到的旋转控制量，根据变化被缓和的车速，如该图(c)所示成为缓慢增加的特性。由此，防止照射方向急剧变化。然后，如该图(b)所示，在时刻t5车速进入加速，但由于此时旋转控制量仍然大于或等于基准值，因此车速的变化响应性设定得较低，由加速导致的车速增加被延迟至时刻t7，然后作为通常加速的车速输入至偏向角运算部11。由此，在从时刻t5至时刻t7之间，旋转控制量朝向直线行驶方向的控制被抑制。因此，即使在转弯的中途加速的情况下，照射方向也保持朝向右转弯方向的状态，保持汽车行驶前方目标的照明。由此，驾驶员不会产生不适感，同时可以确保安全行驶。

这里，在实施例1中，在旋转控制量小于基准值时，使在滤波器单元17中的滤波器控制无效，使车速的输出响应性与输入相等，但也可以由滤波器单元17进行滤波器控制，而此时，以输出响应性与旋转控制量大于或于基准值的情况相比较高、但比输入稍低的响应性进行滤波器控制。由此，在旋转控制量超过基准值时，或小于基准值时，可以防止随车速的变化而灯具的照射方向急剧地较大变化，另外，可以抑制旋转控制量在基准值前后变化时，照射方向变得不稳定。

实施例2

在实施例1中，将旋转控制量与基准值进行比较，根据其大小关系而在滤波器单元17中控制车速的输出响应性，但也可以取得旋转控制量与基准值的差，与该差值对应而将滤波器单元的输出响应性控制为多个不同的值。图2(b)是实施例2的滤波器单元17A的结构图。该滤波器单元17A由可变电容器VC构成，通过由滤波器控制部16控制可变电容器VC，使CR电路中的延迟时间改变，从而使输入的车速的输出响应性变化。另外，作为用于连续地对该滤波器单元17A的可变电容器VC进行变化控制的结构，优选图1所示的旋转比较部13，作为对存储在存储器15中的旋转控制量与基准值14的差进行运算的减法器而构成。

或者，也可以如图2(c)所示的滤波器单元17B这样，取代可变电容器，由多个电容器C1～Cn、和可以利用滤波器控制部16切换为n级的开关SW1构成，通过开关SW1的切换使时间常数变化，从而将输入的车速的输出响应性切换为n级。在此情况下，旋转比较部13构成为，基于旋转控制量和基准值之差而切换开关SW1。

在实施例2中，由于与旋转控制量的值对应而将车速的输出响应性的值连续地或分级地控制为多个不同的值，因此可以与汽车的多种行驶状态对应而进行细微控制。特别地，在如实施例1那样，通过判定旋转控制量相对于单一基准值的大小，从而二元化控制车速的输出响应性的情况下，以基准值为边界而旋转控制量变动较大，照射方向会急剧变动，但在实施例2中，防止上述照射方向的急剧变动。

在实施例1、2中，ECU 10周期地取得转向操纵角及车速，求出旋转控制量而执行旋转控制，但该周期也可以是利用使构成ECU10的处理器进行动作的时钟信号的定时进行控制，或者，只要是可以进行所谓的反馈控制的结构即可，不必进行周期性的控制。

本发明中的滤波器单元，只要可以控制车速、即车速的输出响应性即可，并不限于实施例的结构，如前所述，也可以作为由软件进行的信号处理而的软件滤波器而构成。

Claims (6)

1.一种灯具系统，其具有偏向控制单元，该偏向控制单元检测车辆的转向操纵角及车速，基于检测出的转向操纵角及车速，对灯具的照射方向进行偏向控制，

其特征在于，

前述偏向控制单元具有：偏向角运算单元，其根据前述转向操纵角和车速，运算前述灯具的照射方向的偏向角；滤波器单元，其可以使输入至偏向控制单元的车速变化的输出响应性变化；以及滤波器控制单元，其将运算出的偏向角与基准值进行比较，基于比较结果控制前述滤波器单元的输出响应性。

2.根据权利要求1所述的灯具系统，其特征在于，

前述滤波器控制单元，在前述偏向角大于或等于基准值时，使前述滤波器单元的输出响应性降低。

3.根据权利要求1或2所述的灯具系统，其特征在于，

前述滤波器控制单元，在前述偏向角小于基准值时，使前述滤波器单元的输出响应性，比前述偏向角大于或等于基准值时更高。

4.根据权利要求1或2所述的灯具系统，其特征在于，

前述滤波器控制单元追随前述偏向角与基准值的差值，使前述滤波器单元的输出响应性连续或分级地变化。

5.根据权利要求3所述的灯具系统，其特征在于，

前述滤波器控制单元追随前述偏向角与基准值的差值，使前述滤波器单元的输出响应性连续或分级地变化。

6.一种灯具偏向控制方法，其检测车辆的转向操纵角及车速，基于检测出的转向操纵角及车速，运算灯具的照射方向的偏向角，将灯具的照射方向偏向控制至运算出的偏向角，

其特征在于，

将运算出的偏向角与基准值进行比较，基于比较的结果，对运算前述偏向角时的车速变化的响应性进行变化控制。

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