CN111660917A - 车辆用前照灯的控制装置及控制方法、车辆用前照灯系统 - Google Patents

车辆用前照灯的控制装置及控制方法、车辆用前照灯系统 Download PDF

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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

提供车辆用前照灯的控制装置及控制方法、车辆用前照灯系统。课题在于同时实现减轻反射物体对驾驶员造成的不适感和提高行人等的视认性。一种车辆用前照灯的控制装置，其控制由车辆的前照灯进行的光照射，其中，所述车辆用前照灯的控制装置使所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠，并且当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，所述车辆用前照灯的控制装置使该第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光。

Description

车辆用前照灯的控制装置及控制方法、车辆用前照灯系统
技术领域
本发明涉及一种进行与前方车辆的位置对应的选择性的光照射的车辆用前照灯的点亮控制技术。
背景技术
在日本专利第5394901号公报(专利文献1)中公开了如下所述的技术：即，当判定为在车辆前方存在道路标识等反射物体，且来自该反射物体的反射光对本车的驾驶员造成眩目时，将车辆用前照灯的照射光度降低到判定为不会对驾驶员造成眩目的值为止。在该现有技术中，将远光光束(high beam)的照射区域分割为多个区域，按照每个该区域(分割区域)来控制照射光度，在与存在反射物体的位置对应的分割区域中使照射光度降低。
但是，在进行上述那样的控制的情况下，当在使照射光度降低后的分割区域中存在行人时，该行人的视认性可能会降低。。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5394901号公报
发明内容
本发明所涉及的具体的方式的目的之一在于提供一种能够同时实现减轻反射物对驾驶员造成的不适感和提高行人等的视认性的技术。
[1]根据本发明的一个方式的车辆用前照灯的控制装置，(a)所述车辆用前照灯的控制装置控制由车辆的前照灯进行的光照射，其中，(b)所述车辆用前照灯的控制装置使所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠，并且当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，所述车辆用前照灯的控制装置使该第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光。
[2]根据本发明所涉及的一个方式的车辆用前照灯的控制装置，(a)所述车辆用前照灯的控制装置控制由车辆的前照灯进行的照射，其中，(b)所述车辆用前照灯的控制装置包括：照射指示部，其进行指示，使所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠；(c)减光指示部，其进行指示，使得当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，使所述第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光；以及(d)点亮控制部，其根据所述照射指示部以及所述减光指示部的各指示，对所述前照灯的点亮进行控制。
[3]根据本发明的一个方式的车辆用前照灯的控制方法，(a)所述车辆用前照灯的控制方法控制车辆的前照灯进行的光照射，其中，(b)进行控制，使得所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠，并且当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，所述车辆用前照灯的控制装置使该第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光。
[4]根据本发明所涉及的一个方式的车辆用前照灯系统，其中，所述车辆用前照灯系统包括：上述的控制装置；以及车辆用前照灯，其由该控制装置来控制。
根据上述各结构，能够同时实现减轻反射物体对驾驶员造成的不适感和提高行人等的视认性。
附图说明
图1是示出一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的框图。
图2是用于说明由中间光束单元形成的中间光束和由远光光束单元形成的远光光束的图。
图3是用于说明本车辆与反射物的位置关系的图。
图4是用于说明反射物的反射亮度的控制的图。
图5是用于说明根据入射角设定照度的优点的图。
图6是示出控制装置中的点亮控制的处理过程的流程图。
图7是用于说明车辆用前照灯系统的点亮控制的情况的示意图。
标号说明：
10：摄像装置，11：照相机，12：图像处理部，13：控制装置，14L、14R：灯单元，20：反射物检测部，21：配光设定部，22：照度设定部，23：控制信号生成部，30：驱动电路，31：中间光束单元，32：远光光束单元，100、100L、100R：中间光束，101：远光光束，101a、101b：减光范围，101c：光照射范围，102：近光光束，103、104：反射物，105：行人，110、110a、110b：本车辆，111：反射物
具体实施方式
图1是示出一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的框图。图示的车辆用前照灯系统构成为包含摄像装置10、控制装置(点亮控制装置)13以及一对灯单元(车辆用前照灯)14L、14R。
摄像装置10具有照相机11以及图像处理部12。摄像机11设置于本车辆的规定位置(例如车室内的前玻璃上部)，对本车辆的前方空间进行拍摄。图像处理部12通过对由照相机11拍摄的图像(影像)进行规定的图像处理，从而检测存在于本车辆前方的对象体。在此所谓的“对象体”例如相当于道路标识、前方车辆、行人、自行车骑乘者、障碍物、路面上的白线等路面标示等。
另外，在为了与其他用途(例如，方向盘辅助功能、自动刹车功能等)相关的装置而在本车辆中具备相当于摄像装置10的装置的情况下，可以通过使用其输出而省略摄像装置10。
例如使用具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统，并在该计算机系统中执行规定的动作程序，从而实现控制装置13。该控制装置13具有作为功能块的反射物检测部20、配光设定部21、照度设定部22以及控制信号生成部23。另外，配光设定部21与“照射指示部”对应，反射物检测部20和照度设定部22与“减光指示部”对应，控制信号生成部23与“点亮控制部”对应。
反射物检测部20根据从摄像装置10的图像处理部12输出的图像处理的结果，在存在反射物的情况下，取得其位置、大小、形状、反射亮度等的信息。作为本实施方式中的反射物，主要设想固定设置在道路上的道路标识。
配光设定部21根据由摄像装置10检测到的反射物的位置来可变地设定配光图案，并对控制信号生成部23进行指示，以形成基于该配光图案的照射光。配光图案包含光照射范围以及减光范围。例如，将与反射物存在的位置对应地设定的一部分范围设定为减光范围，将与不存在反射物的位置对应的范围设定为光照射范围。在本实施方式中，对于后面详细叙述的中间光束(第2照射光)，基本上将其全部照射范围设定为光照射范围，对于远光光束(第1照射光)，根据反射物的位置设定光照射范围和减光范围。
照度设定部22设定对各灯单元14L、14R进行点亮熄灭控制时的照度，并对控制信号生成部23进行指示，以形成基于该设定的照度的照射光。尤其是，在本实施方式中，可变地设定基于后述的远光光束单元32的光的照度。
控制信号生成部23根据由配光设定部21设定的配光图案以及由照度设定部22设定的照度，生成用于使各灯单元14L、14R点亮熄灭的控制信号即配光控制信号，并向各灯单元14L、14R输出。
对于各灯单元14R、14L，在车辆的前部的左右各设置有1个，用于对车辆的前方进行光照射。这些灯单元14R、14L分别具有驱动电路30、中间光束单元31以及远光光束单元32。
驱动电路30根据从控制装置13的控制信号生成部23供给的控制信号，来驱动中间光束单元31和远光光束单元32。例如，在本实施方式中，通过脉宽调制(PWM控制)来驱动中间光束单元31、远光光束单元32的各发光元件，通过使其占空比增减从而控制各单元的光的照度。
中间光束单元31构成为例如包含呈矩阵状地排列的多个发光元件(LED)、以及将从这些发光元件出射的光进行聚光并进行投影的透镜等，从驱动电路30接受驱动电力而形成中间光束(参照后述的图2)。中间光束单元31的各发光元件能够分别单独地进行点亮控制。
远光光束单元32构成为例如包含呈矩阵状地排列的多个发光元件(LED)、以及对从这些发光元件出射的光进行聚光并进行投影的透镜等，从驱动电路30接受驱动电力而形成远光光束(参照后述的图2)。远光光束单元32的各发光元件能够分别单独地进行点亮控制。
图2是用于说明由中间光束单元形成的中间光束和由远光光束单元形成的远光光束的图。在该图2中示意性地示出本车辆前方的规定位置(例如前方25m的位置)处的虚拟屏幕上的各光束的形状、配置。另外，虽然在此省略了图示，但以往的作为错车灯的近光光束也适当地形成在比中间光束和远光光束相对靠下侧的位置(参照后述的图7)。
图2的(A)示出由灯单元14L的中间光束单元31形成的中间光束。该中间光束100L形成在以本车辆的正面(横轴0°)为基准而偏向左侧的范围内，且形成在从稍微超过水平线(纵轴0°)的位置(1°前后)到下侧的范围内。
同样地，图2的(B)示出由灯单元14R的中间光束单元31形成的中间光束。该中间光束100R形成在以本车辆的正面(横轴0°)为基准而偏向右侧的范围内，且形成在从稍微超过水平线(纵轴0°)的位置(1°前后)到下侧的范围内。
如图2的(D)所示，通过合成这些中间光束100L、100R，从而形成1个中间光束100。该中间光束100能够在图中的左右方向(水平方向)上按照每多个区域单独地切换点亮熄灭。
图2的(C)示出由灯单元14L、14R的各远光光束单元32形成的远光光束。该远光光束101形成在以本车辆的正面(横轴0°)为基准而左右均等的范围内，且形成在从比水平线(纵轴0°)稍微靠下的位置(-2°前后的位置)到比水平线高的位置(纵轴5～6°的位置)的范围内。将来自各远光光束单元32的光重叠为1束而形成该远光光束101。该远光光束101能够在图中的左右方向(水平方向)上按照每多个区域单独地切换点亮熄灭。
如图2的(D)所示，远光光束101与中间光束100部分地重叠。在本实施方式中，中间光束100和远光光束101彼此的下端位于大致相同的位置，关于上端，远光光束101相对位于更上侧的位置。远光光束101被照射到与以往作为行驶灯的远光光束同样的范围内，用于照射从本车辆到更远的位置的范围。与此相对，中间光束100形成在比以往的远光光束低的位置、且比以往的作为错车灯的近光光束高的位置。中间光束100形成在以往的远光光束与近光光束的中间的高度的位置，并且形成为宽度比远光光束101宽。即，中间光束100形成为与远光光束101的上下方向上的从下端侧起的一定范围重叠，且与远光光束101的左右方向上的全体重叠。该中间光束101适用于更容易辨识存在于道旁、路侧带等处的行人、自行车骑乘者或者障碍物等的情况。
另外，在本实施方式中，对中间光束100和远光光束101的亮度设置差异。具体来说，在对中间光束100与远光光束101进行比较的情况下，与中间光束100相比，远光光束101相对更亮。在此所谓的“亮度的差异”可以是来自中间光束单元31和远光光束单元32各自的出射光的亮度(例如，发光元件的出射面上的亮度)的差异，也可以是被这些出射光实际照射到路面(或者虚拟屏幕上)的中间光束100和远光光束101各自的照度的差异。另外，关于“亮度的差异”，既可以是中间光束100和远光光束101各自的最亮的部分彼此的差异，也可以是中间光束100和远光光束101各自的照射范围全体中的平均值的差异。
图3是用于说明本车辆与反射物的位置关系的图。考虑在本车辆110的前方(在图示的示例中，为左前方)存在反射物111，光从本车辆110的灯单元14R、14L入射到该反射物111，通过设置于本车辆110的照相机11对该反射光进行拍摄的情况。此外，反射物111设为道路标识等、其表面的至少一部分具有回射材料的物体。在图示的示例中，示出了来自灯单元14R的光入射的情况，但对于灯单元14L也是同样的。如图所示，将从灯单元14R出射的光的光线与相对于反射物111的表面的法线所成的角设为入射角θi。此外，将从灯单元14R出射的光的光线与该光被反射物111反射而入射到照相机11时的光的光线所成的角设为观测角θo。此外，利用将本车辆110的前后方向轴设为0°而定义的角即检测角θd来表示由照相机11检测出的反射物111的位置。此时，构成θo＝θi－θd这样的关系。另外，视为本车辆110的驾驶员观看由反射物111反射的反射光时的角度与观测角θo相等。另外，由于来自反射物111的反射光是回射光，因此理论上观测角θo是极小的值。
在此，当在反射物111中使用回射材料时，其反射性能(反射光的亮度)根据入射角θi、观测角θo而不同。因此，在本实施方式中，通过根据入射角θi可变地设定基于灯单元14R(14L)的光的照度，从而使反射物111的反射亮度适当地增减，而减轻对驾驶员等造成的不适感。一般来说，使驾驶员能够容易地辨认道路标识且不会感到眩目的反射亮度的范围是35cd/m2～450cd/m2，最优选的条件是200cd/m2(根据平成8年国土交通省道路技术五年计划书)。基于该认知，可以说优选根据入射角θi使反射物111的反射亮度收敛于上述35cd/m2～450cd/m2的范围内，进一步优选为尽可能接近最佳条件的200cd/m2。
图4是用于说明基于反射物的反射亮度的控制的图。一般来说，回射材料有封入透镜型、胶囊透镜型、软质棱镜型等类别，各自的反射性能不同。因此，在照度条件上具有范围。作为一例，在此如上所述，设想对灯单元14R(尤其是远光光束单元32)进行PWM控制，按照100％的占空比(Duty比)点亮时的照度为45lux的情况。如图示的示例所示，例如在实现反射亮度的上限值450cd/m2的情况下，在入射角比较小的条件(入射角为5°、观测角为0.2°)下，需要1.38lux～6.43lux的照度，用于实现该照度的占空比为3.07％～14.29％。与此相对，在入射角比较大的条件(入射角为30°、观测角为1°)下，需要45.00lux～180.00lux的照度，用于实现该照度的占空比为100％。另外，在此所谓的占空比与“减光的程度”对应(以下也是同样的)。
同样地，在实现反射亮度的理想值200cd/m2的情况下，在入射角比较小的条件(入射角为5°、观测角为0.2°)下，需要0.62lux～2.86lux的照度，用于实现该照度的占空比为1.38％～6.36％。与此相对，在入射角比较大的条件(入射角为30°、观测角为1°)下，需要20.00lux～80.00lux的照度，实现该照度的占空比是44.44％～100％。
同样地，在实现反射亮度的下限值35cd/m2的情况下，在入射角比较小的条件(入射角为5°、观测角为0.2°)下，需要0.11lux～0.50lux的照度，用于实现该照度的占空比为0.24％～1.11％。与此相对，在入射角比较大的条件(入射角为30°、观测角为1°)下，需要3.50lux～14.00lux的照度，实现该照度的占空比是7.78％～31.11％。
另外，在图4中列举了一例，但实际上是将入射角与占空比的关系例如以数据表的形式预先存储在未图示的存储器中，参照该数据表，由照度设定部22设定用于实现与入射角对应的照度的占空比。将反射亮度设定为怎样的值是任意的，但优选设定为理想值。另外，对于1个入射角，占空比存在范围，但例如设定其中央值。这是由于难以识别在反射物111中使用了哪种类别的回射材料。
图5是用于说明根据入射角设定照度的优点的图。相对于某个反射物111的入射角根据本车辆的相对位置而不同。在图示的示例中，由于位于靠近反射物111的左车道上的车辆110a和位于右车道上的车辆110b的入射角不同，如果按照相同的条件来设定来自灯单元14R(14L)的光的照度，则可能产生不能成为适当的反射亮度的情况。与此相对，通过如本实施方式那样根据入射角来控制照度，从而能够更恰当地设定反射亮度。
图6是示出控制装置中的点亮控制的处理过程的流程图。以下，参照该流程图，对通过本车辆的灯开关的点亮操作等，各灯单元14L、14R的中间光束单元31及远光光束单元32分别点亮后的处理过程进行详细说明。另外，只要结果不产生矛盾或不匹配，图示的各处理能够相互更换顺序来执行，不排除这样的方式。
反射物检测部20取得从摄像装置10的图像处理部12输出的图像识别结果(步骤S11)，根据该结果，判定是否存在反射物(步骤S12))。
在存在反射物的情况下(步骤S12；是)，配光设定部21设定作为与该反射物的位置对应的配光图案的光照射范围以及减光范围(步骤S13)。在此，远光光束101的全部范围中的、与反射物的位置对应的一部分范围被设定为减光范围，除此以外的范围被设定为光照射范围。另外，对于中间光束100，其全部范围被设定为光照射范围。
另外，照度设定部22根据反射物111的相对位置，设定针对远光光束101的减光范围的照度，并且对于除此以外的光照射范围，也将照度设定为规定值(步骤S14)。在此，由于通过上述的检测角θd得到由摄像装置10拍摄的反射物的位置，因此在本实施方式中，将检测角θd视为入射角θi来设定照度。如上述的图3所示，检测角θd是左右各灯单元14R、14L各自的入射角θi的中间的值，因此优选。
接着，控制信号生成部23根据由配光设定部21设定的配光图案以及由照度设定部22设定的照度，生成用于使各灯单元14L、14R点亮熄灭的控制信号(配光控制信号)，并向各灯单元14L、14R输出(步骤S15)。由此，远光光束101中的减光范围成为根据反射物111的位置而设定的相对较低的照度，光照射范围成为规定照度，而分别进行光照射。另外，对于中间光束101，其全部范围成为规定照度而进行光照射。
另一方面，在不存在反射物的情况下(步骤S12；否)，配光设定部21将远光光束101的全部范围设定为光照射范围，并且对于中间光束100，也将其全部范围设定为光照射范围(步骤S16)。另外，照度设定部22将远光光束101和中间光束100的照度设定为与不存在反射物的情况对应的规定值(步骤S17)。
在该情况下，控制信号生成部23根据由配光设定部21设定的配光图案以及由照度设定部22设定的照度，生成用于使各灯单元14L、14R点亮熄灭的控制信号(配光控制信号)，并向各灯单元14L、14R输出(步骤S15)。由此，远光光束101及中间光束101的全部范围成为规定照度而进行光照射。
图7是用于说明车辆用前照灯系统的点亮控制的情况的示意图。在图示的示例中，远光101的全部范围中的、与道路标识即反射物103、104所存在的位置对应地设定的减光范围101a、101b的照度按照与各反射物103、104的位置对应的值而被设定为相对较低，光照射范围101c的照度被设定为相对较高的规定值。由此，能够减轻由反射物103、104对驾驶员造成的眩光(Glare)。尤其是在本实施方式中，由于根据各反射物103、104的位置，换而言之，根据与本车辆的相对角度来设定各减光范围101a、101b的照度，因此能够实现对应于本车辆与各反射物103、104的位置关系的合适的照度，眩目的减轻效果提高。
另外，中间光束100的全部照射范围的照度被设定为规定值。因此，例如，如图所示，即使在减光范围101a内存在行人105，也能利用中间光束100对步行者105维持相对较高的照度下的光照射。由此，步行者105的视认性提高。
另外，在图7中，在比中间光束100和远光光束101相对更低的位置，示出被在图1中省略图示的其他的灯单元照射的近光光束102。在此所谓的近光光束102是指错车灯的光，被设定为其照射范围的下端位于比中间光束100和远光光束101各自的下端更低的位置，是照射车辆前方的比较近的距离的光。如图所示，由于近光光束102不能对行人105提供足够的光照射，在本实施方式中，通过中间光束100的照射，提高行人105的视认性。
根据以上的实施方式，能够同时实现减轻反射物对驾驶员造成的不适感和提高行人等的视认性。
另外，本发明不限于上述实施方式的内容，能够在本发明的主旨范围内进行各种变形并实施。例如，在上述实施方式中，按照角度来确定反射物的位置，但位置的确定方法不限定于此，例如也可以通过二维坐标上的坐标值来确定。
在上述实施方式中，作为用于对远光光束按照每个部分进行选择性的光照射的结构例，列举了具有多个发光元件的远光光束单元，但并不限于此。例如，可以使用组合了光源和光调制装置(液晶装置等)而得到的装置，所述光调制装置具有能够按照每个部分使来自该光源的光透过和遮光的多个关闸(shutter)元件，也可以使用对从光源发出的激光适当地进行通断驱动，同时通过反射镜器件等进行扫描而形成阴影图像的装置。
在上述实施方式中，沿着车宽方向(水平方向)将远光光束的全部范围分割成多个范围，在各个分割范围内对光照度进行了控制，但也可以沿着车宽方向和车高方向(垂直方向)将该全部范围分割为矩阵状，在各分割范围内对光照度进行控制。另外，与上述相反，在存在反射物的情况下，可以进行控制，以使在远光光束的全部范围内，根据反射物的位置使照度降低。在该情况下，控制变得简单，且能够简化远光单元的结构。

Claims (10)

1.一种车辆用前照灯的控制装置，其控制由车辆的前照灯进行的光照射，其中，
所述车辆用前照灯的控制装置使所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠，并且当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，所述车辆用前照灯的控制装置使该第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光。
2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯的控制装置，其中，
在存在所述反射物的情况下，使所述第1照射光的全部范围减光。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用前照灯的控制装置，其中，
根据所述反射物相对于所述车辆的相对位置，可变地设定使所述第1照射光减光时的程度。
4.根据权利要求3所述的车辆用前照灯的控制装置，其中，
所述反射物在其表面的至少一部分具有回射材料，与设想为基于该回射材料的反射亮度对应地设定所述减光的程度。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆用前照灯的控制装置，其中，
所述反射物是道路标识。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的车辆用前照灯的控制装置，其中，
对所述第1照射光进行减光，使得利用所述第1照射光而从所述反射物产生的反射光的亮度在35cd/m2以上且450cd/m2以下的范围内。
7.一种车辆用前照灯的控制装置，其控制由车辆的前照灯进行的光照射，其中，所述车辆用前照灯的控制装置包括：
照射指示部，其进行指示，使所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠；
减光指示部，其进行指示，使得当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，使所述第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光；以及
点亮控制部，其根据所述照射指示部以及所述减光指示部的各指示，对所述前照灯的点亮进行控制。
8.一种车辆用前照灯的控制方法，所述控制方法控制由车辆的前照灯进行的光照射，其中，
在所述车辆用前照灯的控制方法中，进行控制使得所述前照灯形成第1照射光以及第2照射光，其中所述第2照射光在该第1照射光的上下方向上与其下端侧的一定范围重叠、且在该第1照射光的宽度方向上与其全体重叠，并且当在车辆前方的道路上存在被固定的反射物时，所述车辆用前照灯的控制装置使该第1照射光的全部范围中的至少与所述反射物的位置对应的一部分范围减光。
9.根据权利要求8所述的车辆用前照灯的控制方法，其中，
在存在所述反射物的情况下，进行控制使得所述第1照射光的全部范围减光。
10.一种车辆用前照灯系统，其中，所述车辆用前照灯系统包括：
权利要求1至7中的任一项所述的控制装置；以及
车辆用前照灯，其由该控制装置控制。
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