CN105459885B

CN105459885B - 车辆用前照灯装置

Info

Publication number: CN105459885B
Application number: CN201510615894.XA
Authority: CN
Inventors: 长泽勇
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: DE102015115954A1; JP5941111B2; US20160090025A1; CN105459885A; US9862305B2; JP2016068791A

Abstract

本发明涉及车辆用前照灯装置。提供一种减轻在暗处行驶时驾驶员的负担的车辆用前照灯装置。前照灯装置(1)的结构为具备：可变配光机构(10、11、12、20、21、22)，其可变更自光源向自身车辆前方照射的光的照射范围，并且能够以比其它部分高的照度照射该照射范围内的一部分；直接视野推定单元(100)，其在自身车辆前方的区域中推定假定驾驶员注视的直接视野；配光控制单元(100)，其以包含直接视野推定单元所推定的直接视野(340)的方式设定照射范围，并且控制可变配光机构，以使其以比周边区域(350)高的照度照射相当于直接视野的范围。

Description

车辆用前照灯装置

技术领域

本发明涉及一种设于车辆上的车辆用前照灯装置，特别是涉及一种减轻在暗处行驶时的驾驶员的负担的车辆用前照灯装置。

背景技术

设于汽车等车辆上的前照灯装置通常为如下结构，例如具有像远光(行驶用光束)、近光(会车用光束)那样照射范围等配光特性不同的多个灯光装置，根据车辆的行驶状态切换各灯光装置的光源的亮灯、灭灯。

近年来，提出一种根据车辆的行驶状态等自动变更照射范围的自适应前照灯系统(AFS)。

例如，在专利文献1中记载有根据车辆的行驶速度变更照度及照射角，以此抑制对对向车和步行者等的眩光。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014－008913号公报

在现有的前照灯装置中，通常构成为，对所设定的照射范围内，以尽可能均匀的照度(亮度)进行照射。

但是，人类具有本能地注视在视野中明亮的部分的倾向，照射范围内以实质上相同的照度被照射的情况下，难以明白将视点集中于何处为好，存在增加驾驶员的紧张使其疲劳的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题是提供一种在暗处行驶时减轻驾驶员的负担的车辆用前照灯装置。

用于解决课题的技术方案

本发明通过如下解决方案解决上述课题。

第一方面的发明提供一种车辆用前照灯装置，包括：可变配光机构，其可以变更从光源向自身车辆前方照射的光的照射范围，并且可以用高于其它部分的照度照射所述照射范围内的一部分；直接视野推定单元，其在自身车辆前方的区域中推定假定驾驶员注视的直接视野；配光控制单元，其以包含所述直接视野推定单元所推定的所述直接视野设定所述照射范围，并且控制所述可变配光机构以使其以比周边区域高的照度照射相当于所述直接视野的范围。

据此，通过以比周边区域(间接视野)高的照度照射假定驾驶员注视的区域(直接视野)，能够将驾驶员的视线诱导至直接视野，防止驾驶员不知将视点放在何处的事态，抑制驾驶员的紧张，减轻疲劳。

另外，通过相对直接视野降低周边区域的照度，可以防止被前照灯照射的区域和照射范围以外的分界部的明暗差变得过于明确而使驾驶员感到压迫感。

第二方面的发明是如第一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，所述直接视野推定单元具备检测自身车辆前方的行车道形状的行车道形状检测单元，将自身车辆在规定时间后通过的区域推定为直接视野。

据此，在沿自身车辆前方的行车道行驶的情况下，通过将驾驶员的视线诱导至假定驾驶员注视的区域，能够减轻驾驶员的负担。

第三方面的发明是如第一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，所述直接视野推定单元具备检测所述驾驶员的视线方向的视线检测单元，将包含所述视线方向的区域推定为直接视野。

据此，通过用高照度照射驾驶员的视线实际朝向的区域，能够提高驾驶员想看到的物体等的识别性，减轻驾驶员的负担。

第四方面的发明是如第一～第三方面中任一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，所述直接视野推定单元随着车速增加以相对于自身车辆向车辆前方侧进行相对位移且变窄的方式推移所述直接视野。

据此，在市区等的低速行驶时，通过对周围宽阔地照射，容易确认其它车辆和步行者；在高规格道路等的高速行驶时，能够将驾驶员的视线诱导至适当的位置。

第五方面的发明是如第一～第四方面中任一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，所述配光控制单元随着车速增加而降低相当于所述直接视野的区域的周边区域的照度。

据此，在市区等低速行驶时不会降低周边识别性，在高速行驶时提高了驾驶员的视线诱导效果，能够进一步减轻驾驶员的负担。

第六方面的发明是如第一～第五方面中任一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，所述配光控制单元使照射相当于所述直接视野的区域的周边区域的光源以规定的周期进行闪烁。

该情况下，闪烁周期优选设定为驾驶员不会意识到闪烁且能感知照射方式的不同的程度，例如优选将频率设定为65至85Hz左右。

第七方面的发明是如第一～第六方面中任一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，所述配光控制单元使照射到相当于所述直接视野的区域的光和照射到所述周边区域的光的颜色不同。

第八方面的发明是如第一～第七方面中任一方面所述的车辆用前照灯装置，其中，具备沿着相当于所述直接视野的区域的外缘部照射激光的激光照射单元。

根据这些各发明，通过使相当于直接视野的区域的照射方式与其周边区域不同，能够进一步提高上述的驾驶员的视线诱导效果。

发明效果

如上述说明，根据本发明，能够提供一种减轻了在暗处行驶时驾驶员的负担的车辆用前照灯装置。

附图说明

图1是示意性地表示适用本发明的车辆用前照灯装置的实施例1的结构的方框图；

图2是表示实施例1的车辆用前照灯装置的控制的流程图；

图3是示意性地表示实施例1的车辆用前照灯装置在低速行驶时的配光模式的一个例子的图；

图4是示意性地表示实施例1的车辆用前照灯装置的高速行驶时的配光模式的一个例子的图；

图5是表示适用本发明的车辆用前照灯装置的实施例2的控制的流程图。

标记说明

1 前照灯装置

10 第一光源

11 第一光学系统

12 照射范围可变机构

20 第二光源

21 第二光学系统

22 照射范围可变机构

30 激光振荡器

31 激光投射器

32 照射范围可变机构

100 前照灯控制单元

210 环境识别装置

211 摄像机LH

212 摄像机RH

220 举动控制单元

221 车轮速度传感器

222 加速度传感器

223 偏航率传感器

224 舵角传感器

225 液压控制单元

230 导航装置

240 视线检测装置

250 通信装置

310 自身车辆行驶行车道

320 对向行车道

330 中心线

340 直接视野

350 间接视野

具体实施方式

本发明通过以比其周边区域高的照度照射假定驾驶员注视的直接视野，将驾驶员的视线诱导至直接视野，而解决提供一种减轻在暗处行驶时的驾驶员的负担的车辆用前照灯装置的课题。

实施例1

下面，对适用本发明的车辆用前照灯装置(以下称前照灯装置)的实施例1进行说明。

实施例1的前照灯装置，例如，设于轿车等汽车上，在夜间和隧道内等暗处行驶时，照射自身车辆前方，以确保驾驶员的视野。

图1是示意性地表示实施例1的前照灯装置的结构的方框图。

如图1所示，前照灯装置1具有：第一光源10、第一光学系统11、照射范围可变机构12、第二光源20、第二光学系统21、照射范围可变机构22、激光振荡器30、激光光学系统31、照射范围可变机构32、前照灯控制单元100等而构成。

需要说明的是，第一光源10、第一光学系统11、照射范围可变机构12、第二光源20、第二光学系统21、照射范围可变机构22、激光振荡器30、激光光学系统31、照射范围可变机构32，在车身前端部在车宽方向隔开，例如设置有一对。

第一光源10、第二光源20具有例如高辉度放电灯泡等光源及供给其电力的电源装置等。

第一光源10、第二光源20能够各自独立地切换亮灯、灭灯。

另外，至少第二光源20能够多级或无级地变更亮灯时的光量。

第一光学系统11、第二光学系统21将第一光源10、第二光源20各自发出的光，以规定的配光模式照射车辆前方。

作为第一光学系统11、第二光学系统21，可以采用例如具有投影光学系统(投射器)的结构，该投影光学系统具有能够任意地变更配光模式的广度及形状的遮光物可变机构(シェード可変機構)。

遮光物可变机构通过用可动式的遮光物遮盖光路的一部分，将遮光物的影(像)投影至自身车辆前方，改变配光特性。

另外，这种遮光物可变机构具有配置为环状的多个光圈翼(絞り羽)，通过设置内径连续变化的虹彩光圈，也能够使照射角度可变，使照射范围的广度连续变化。

第一光学系统11、第二光学系统21例如经由双轴万向接头机构安装于车身，以使各光轴能够相对车身向上下方向及车宽方向摆动。

照射范围可变机构12、22具有设于第一光学系统11、第二光学系统21的万向接头机构的且使第一光学系统11、第二光学系统12的光轴根据来自前照灯控制单元100的指示进行变化的促动器等。

激光振荡器30接收来自未图示的电源装置的电力供给产生激光。

激光投射器31将激光振荡器30产生的激光按照可任意地变更的照射模式照射车辆前方。

激光投射器31例如经由双轴万向接头机构安装于车身，以使光轴能够相对车身向上下方向及车宽方向摆动。

照射范围可变机构32具有设于激光投射器31的万向接头机构的且使激光投射器31的光轴根据来自前照灯控制单元100的指示进行变化的促动器等。

前照灯控制单元100统一控制上述的各光源、光学系统、照射范围可变机构。

前照灯控制单元100例如具有CPU等信息处理单元、RAM和ROM等存储单元、输入输出接口及连接它们的总线等而构成。

前照灯控制单元100作为本发明的直接视野推定单元及配光控制单元发挥作用。

关于前照灯控制单元100的控制，后面详细说明。

环境识别装置210、举动控制单元220、导航装置230、视线检测装置240、通信装置250等，例如经由CAN通信系统等车载LAN系统或直接与前照灯控制单元100连接。

环境识别装置210基于拍摄的自身车辆前方的图像等，识别自身车辆行驶的行车道的形状和自身车辆前方存在的各种物体相对于自身车辆的相对位置。

环境识别装置210具备由摄像机LH 211、摄像机RH 212构成的立体摄像机。

摄像机LH 211、摄像机RH 212例如利用CMOS和CCD等固体摄像元件及设于其入射侧的配光镜等光学系统，对自身车辆前方以规定的视角进行摄像。

摄像机LH 211、摄像机RH 212以规定的帧频率依次取得图像，传送至环境识别装置210。

摄像机LH 211、摄像机RH 212例如在挡风玻璃上端部的车厢内侧等，沿车宽方向分开设置。

环境识别装置210通过利用摄像机LH 211、摄像机RH 212拍摄的图像进行公知的立体图像处理，可以利用各摄像机的视差，检测被摄体相对于自身车辆的相对位置。

举动控制单元220通过控制供给至车辆的液压式行车制动器的油缸的液压，进行防止制动时的车轮锁死的防锁死制动控制、抑制不足转向和过度转向等举动的车辆举动控制等。

在举动控制单元220上连接有车轮速度传感器221、加速度传感器222、偏航率传感器223、舵角传感器224，各传感器的输出被输入举动控制单元220。

另外，举动控制单元220对液压控制单元(HCU)225输出控制指令。

车轮速度传感器221分别设于各车轮(左右的前轮及后轮)的轮毂部，与车轮的转速成比例地输出频率变化的车速脉冲信号。

举动控制单元220基于车速脉冲信号的间隔，可以算出车轮的转速(在滑移率微小的情况下，实质上等于车辆的行驶速度)。

加速度传感器222分别检测作用于车身的前后方向及车宽方向的加速度。

偏航率传感器223检测车身的偏航方向(绕垂直轴)的旋转速度。

舵角传感器224检测车辆的驾驶系统的舵角(转向角)。

HCU 225具有给制动液加压的泵及将所得的流体液压分别向各车轮的车轮油缸供给的电磁阀等，对各车轮的车轮油缸分别供给规定的液压，并对每个车轮控制其制动力。

举动控制单元220在基于来自各传感器的输出，检测到制动时的车轮锁死的情况下，进行对该车轮的车轮油缸液压周期性减压以使制动力降低，使车轮恢复旋转状态的防锁死制动控制。

另外，举动控制单元220在检测到车辆的过度转向、不足转向举动的情况下，进行利用左右轮的制动力差产生抑制举动的方向的力矩的举动控制。

另外，举动控制单元220具有推定自身车辆在行驶中的路面的摩擦系数(μ)的路面摩擦系数推定功能。

例如，举动控制单元220能够根据车速及舵角，基于根据预先设定的车辆模型推定的偏航率与实际的偏航率的差，算出路面的推定μ。

另外，可以根据该推定μ和车速算出自身车辆靠刹车带来的减速能够安全地停止的最短距离即可停止距离。

导航装置230具有积累包含有关道路形状等信息的地图数据的HDD等存储单元、GPS等自身车辆位置测定单元等。

视线检测装置240例如具有设于仪表板上，拍摄驾驶员的摄像单元，及将摄像单元所得的图像进行图像处理，提取瞳孔的轮廓，检测驾驶员的视线方向的图像处理单元等。

通信装置250例如与因特网等通信网连接，取得气象信息等各种信息。

接着，对实施例1的前照灯装置的前照灯控制单元100的控制进行说明。

图2是表示实施例1的前照灯控制单元的控制的流程图。

下面，依次说明各步骤。

＜步骤S01：行车道形状检测＞

前照灯控制单元100基于环境识别装置210、导航装置230等的输出，检测自身车辆前方的自身车辆行驶行车道形状(曲率和坡度等)。

之后，进入步骤S02。

＜步骤S02：车速检测＞

前照灯控制单元100取得来自举动控制单元220的有关自身车辆的行驶速度(车速)的信息。

之后，进入步骤S03。

＜步骤S03：直接视野设定＞

前照灯控制单元100处于自身车辆的行驶行车道上，在假定自身车辆在规定时间后通过的区域，设定假定驾驶员注视的区域即直接视野。

直接视野设定为，随着车辆的行驶速度增加，从自身车辆向远方推移且范围(照射点径)变窄。

之后，进入步骤S04。

＜步骤S04：间接视野设定＞

前照灯控制单元100在步骤S03中设定的直接视野的周围设定间接视野。

之后，进入步骤S05。

＜步骤S05：照射范围、照度控制＞

前照灯控制单元100分别控制照射范围可变机构12、照射范围可变机构22，控制为使得第一光源10发出的光照射直接视野，第二光源20发出的光照射直接视野及间接视野。

即，在直接视野中，第一光源10和第二光源20的光重叠照射。

此时，以间接视野的照度变得比直接视野低(暗)且与直接视野的照度差随着车辆的行驶速度增加而变大的方式控制第一光源10、第二光源20的光量。

此时，也可以使主要照射间接视野的第二光源以驾驶员意识不到的程度的周期进行闪烁。例如，也可以使第二光源以65至85Hz左右的频率周期性地闪烁。

另外，前照灯控制单元100控制激光振荡器30、激光投射器31、照射范围可变机构32等，控制为利用激光照射直接视野和间接视野的边界。

之后，返回一系列的处理，重复步骤S01以后的处理。

下面，说明实施例1的前照灯装置的配光模式的一个例子。

图3是示意性地表示实施例1的前照灯装置的低速行驶时的配光模式的一个例子的图。

图4是示意性地表示实施例1的前照灯装置的高速行驶时的配光模式的一个例子的图。

图3、图4示意性地表示从驾驶员的视点看到的状态。

在图3、图4中，在自身车辆前方存在自身车辆行驶行车道310、对向行车道320、中心线330等。

如图3所示，在车辆的行驶速度比较低的状态(低速状态)下，由第一光源10及第二光源20照射的直接视野340配置于自身车辆行驶行车道310上的离自身车辆比较近的位置(跟前)，仅由第二光源20照射的间接视野350配置于其周围。

例如，间接视野350以覆盖通常的行驶用光线(远光)的照射区域的方式来设定，为了抑制对在对向行车道320上行驶的车辆的目眩而设有明暗截止线。

直接视野340以包含于间接视野350的内部，并且相对间接视野350照度变高(明亮)的方式来设定。

另外，直接视野340的外周缘部341(直接视野340与间接视野350的分界部)通过激光呈线状照射。

如图4所示，在车辆的行驶速度比较高的状态(高速状态)下，被第一光源10及第二光源20照射的直接视野340配置于自身车辆行驶行车道310上的离自身车辆比较远的位置(前方侧)，仅被第二光源20照射的间接视野350配置于其周围。

另外，直接视野340的外周缘部341(直接视野340与间接视野350的分界部)通过激光来照射。

在图4所示的高速状态下，直接视野340与间接视野350的照度差通过降低光源20的光量，设定为比图3所示的低速状态大，以更强地将驾驶员的视线诱导至直接视野340。

根据以上说明的实施例1，通过以相对于周边的间接视野350比较高的照度照射假定驾驶员注视的直接视野340，能够将驾驶员的视线诱导至直接视野340，防止驾驶员不知将视点放于何处的情况，抑制驾驶员的紧张，减轻疲劳。

另外，通过相对于直接视野340降低间接视野350的照度，可以防止前照灯照射的区域和照射范围以外的分界部(间接视野350的周缘部)的明暗差变得过于明确而使驾驶员感到压迫感。

实施例2

接着，说明适用本发明的前照灯装置的实施例2。

对于与实施例1实质上相同的部位，附加相同的符号标记并省略说明，主要说明不同点。

图5是表示实施例2的前照灯装置的控制的流程图。

下面，依次说明各步骤。

＜步骤S11：驾驶员视线检测＞

前照灯控制单元100从视线检测装置240取得有关驾驶员的视线方向的信息。

之后，进入步骤S12。

＜步骤S12：直接视野设定＞

前照灯控制单元100在步骤S11中检测的驾驶员的视线方向的延长上及其附近的区域，设定假定驾驶员注视的区域即直接视野。

之后，进入步骤S13。

＜步骤S13：间接视野设定＞

前照灯控制单元100在步骤S12中设定的直接视野的周围设定间接视野。

之后，进入步骤S14。

＜步骤S14：照射范围、照度控制＞

前照灯控制单元100与实施例1的步骤S05实质上是一样的，分别控制照射范围可变机构12、照射范围可变机构22，控制为使得第一光源10发出的光照射直接视野，第二光源20发出的光照射直接视野及间接视野。

之后，返回一系列的处理，重复步骤S11以后的处理。

如以上说明，根据实施例2，检测驾驶员的视线方向，设定直接视野，以照度比其周边的间接视野高的方式进行照射，由此，能够诱导驾驶员的视线留在直接视野，提高驾驶员注视的部位的识别性。

(变形例)

本发明不限定于以上说明的实施例，可以进行各种变形和变更，这些变形和变更也在本发明的技术范围内。(1)前照灯装置的结构不限定于上述的各实施例，可以适当变更。例如，可以适当变更光源、光学系统的种类和个数、照度及照射范围的变更方法。

例如，实施例中使用高辉度放电灯泡作为光源，使用可变遮光物进行照射范围的变更，但例如也可以使用将点式(スポット的に)照射比较小范围的多个LED排列成阵列状的光源，通过切换各个LED的亮灯、灭灯而变更照射范围。(2)可适当变更前照灯控制单元为了取得各种信息所连接的传感器类和各种装置、单元的结构。(3)各实施例中，为了使直接视野与间接视野的边界易于识别，使激光照射直接视野的外缘部，但也可以与此并用或者代替其地，使向直接视野的照射光与向间接视野的照射光的颜色不同。(4)实施例1中，在自身车辆的行进方向上设定直接视野；实施例2中，在视线方向上设定直接视野，但也可以采用像实施例1那样将在行进方向上设定的直接视野根据视线检测结果进行补正，以使其向视线方向转移的结构。

Claims

1.一种车辆用前照灯装置，其特征在于，包括：

可变配光机构，其能够变更自光源向自身车辆前方照射的光的照射范围，并且能够以比其它部分高的照度照射所述照射范围内的一部分；

直接视野推定单元，其在自身车辆前方的区域中推定假定驾驶员注视的直接视野；以及

配光控制单元，其以包含所述直接视野推定单元所推定的所述直接视野的方式设定所述照射范围，并且控制所述可变配光机构，以使其以比周边区域高的照度照射相当于所述直接视野的范围，

其中，所述直接视野推定单元具备检测自身车辆前方的行车道形状的行车道形状检测单元，并将自身车辆在规定时间后通过的区域推定为直接视野。

2.如权利要求1所述的车辆用前照灯装置，其特征在于，

所述直接视野推定单元随着车速增加以相对于自身车辆向车辆前方侧进行相对位移且变窄的方式推移所述直接视野。

3.一种车辆用前照灯装置，其特征在于，包括：

其中所述直接视野推定单元随着车速增加以相对于自身车辆向车辆前方侧进行相对位移且变窄的方式推移所述直接视野。

4.如权利要求1～3中任一项所述的车辆用前照灯装置，其特征在于，

所述配光控制单元随着车速增加而降低相当于所述直接视野的区域的周边区域的照度。

5.如权利要求1～3中任一项所述的车辆用前照灯装置，其特征在于，

所述配光控制单元使照射相当于所述直接视野的区域的周边区域的光源以规定的周期进行闪烁。

6.如权利要求1～3中任一项所述的车辆用前照灯装置，其特征在于，

所述配光控制单元使照射相当于所述直接视野的区域的光和照射所述周边区域的光的颜色不同。

7.如权利要求1～3中任一项所述的车辆用前照灯装置，其特征在于，

具备沿着相当于所述直接视野的区域的外缘部照射激光的激光照射单元。