CN1253331C

CN1253331C - 车辆用照明装置

Info

Publication number: CN1253331C
Application number: CNB021569592A
Authority: CN
Inventors: 布川清隆
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP2003112568A; CN1415504A; DE10246387B4; FR2830492B1; FR2830492A1; US20030067763A1; US7150546B2; DE10246387A1

Abstract

本发明提供一种对应于车辆的转向操作自动地控制合适的照明范围，可在使车辆安全行驶的同时进行理想照明的车辆用照明装置。该车辆用照明装置是对应车辆的转向角度变化照明车辆前方的灯L的照明范围，其包括在转向返回到直线方向时，使照明范围朝向与当前的转向方向相反的方向的照明范围控制装置。当转向角速度比规定值大时，随着转向返回到直线方向，增大照明相反侧的照明范围。在S形路或左右转弯连续的交叉路上行驶状态时，可先于转向操作提前照明下一弯曲路段或交叉路的行进路线，从而在确保车辆于弯曲路段和交叉路段上的安全行驶更为有效。

Description

车辆用照明装置

技术领域

本发明涉及一种对汽车等车辆的前方进行照明的前灯、雾灯等的照明装置，特别是涉及具备对应行驶状态进行控制灯光的照明方向和照明范围变化的功能、为确保车辆安全行驶进行适当照明的车辆用照明装置。

背景技术

为了提高汽车行驶的安全性，对车辆的行进方向进行照明是必要的，现有汽车的照明汽车前方的前灯和雾灯，这些灯的构成是为了照明汽车行进的直线方向，因此，在交叉路口(T字路口或十字路口等，以下相同)或弧形路段(S字路或U字路等，以下相同)上，在汽车改变行进方向时，不能先对变更行进路段的前方进行照明，对前方不能充分的确认，存在行车不安全的问题。针对该问题，已提出了随着汽车的转向动作改变灯的照明方向和照明区域的照明装置。例如，采用能够左右改变作为照亮汽车前方的灯的照明方向的照明光轴的结构，或者采用该灯能够改变可照明范围的照明区域的结构，在这种构成中，由检测如转向盘回转角的转向传感器来检测与汽车行进方向有密切关系的转向角度(操舵轮的操舵角度)，基于该转向传感器的检测输出信号，可使灯的照明方向朝着汽车的行进方向，或者对着行进方向扩大照明区域。采取这样的方式，就可提前对交叉路口或弯曲路上的汽车的行进方向进行照明，从而，有效地提高了安全行驶。

然而，所述的现有照明装置因为仅仅是跟踪转向角度来控制照明范围，所以仍然存在难以对汽车的各种各样的行驶状态进行合适照明控制的情况。例如，汽车行驶在弯曲路面上，驾驶者希望在操作转向舵前更早地探明前进方向的弯曲状态，但由于目前的照明装置的照明范围依赖于转向角度，要想将照明范围扩大到比转向角度更大的方向是很困难的，存在不能清楚确认行进方向弯曲道路状态的情况。如果能够控制照明范围先于转向操作前对前方进行照明，则在进入弯曲路段前就确认前行方向的路况，对于安全行驶非常有利。

然而，即使进行这样的照明范围控制的情况，行驶在S形路面上时，驾驶员希望在以最初的曲线朝单一方向进行转向操作，以下一曲线朝反向进行转向操作时，过了最初曲线后，返回直线行驶方向前能够确认下一曲线前面的路况，现有的照明装置中，因为照明范围依赖于转向操作，就不能对与当前的转动方向相反的方向进行照明，不能充分地确认下一曲线路况，对安全行驶造成威胁。这种情况在右转或左转相互连续的弯曲路段上是一样的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对应于车辆的转向操作，自动地进行合适照明范围的控制，提供更好的照明来确保车辆安全行驶的车辆用照明装置。

本发明的车辆用照明装置是对应车辆的转向角度来变化照明车辆前方的照明装置的照明范围，其特征在于，包括照明范围控制装置，该装置在转向从操舵状态返回到直线行进方向时，能够使照明范围朝着与当前的转向方向相反的方向。照明范围控制装置的构成方式是控制照明装置的照明方向和照明区域的至少一个，以控制照明范围。例如，照明范围控制装置的设定是根据转向角速度的大小控制照明范围的变化。例如，当转向角速度比规定值大时，随着转向返回到直线行进方向，设定为增大照明相反侧的照明范围。

本发明中，照明装置设置多个，照明范围控制装置的一部分照明装置对应转向角度控制照明范围，另一部分照明装置在转向返回到直线行进方向时使照明范围朝向与当前的转向方向相反的方向上。

根据本发明，因为在转向从一个方向转向相反方向，且快速转向操作时，由照明装置朝着与当前的转向方向相反的方向照明，所以在S形路和左右转弯连接的交叉路上行驶时，可先于转向操作提前照明下一弯曲路或交叉路的前方，非常有效地确保弯曲路或交叉路上的车辆安全行驶。

附图说明

图1是可适用本发明照明装置的车辆前部概略立体图；

图2是投射型灯的俯视图和纵剖面图；

图3是反射型灯的横剖面图；

图4是表示本发明照明装置的电路构成的方框图；

图5是适用于前灯的配光特性图；

图6是说明照明范围控制动作的流程图；

图7是表示转向角度和照明方向的关系图；

图8是说明弯曲路面上的照明范围的图；

图9是适于雾灯的配光特性图；

图10是适用于前灯不同的照明范围控制动作的配光特性图；

图11是适用于雾灯不同的照明范围控制动作的配光特性图；

图12是适用于多种灯实施形态的概念说明图；

图13是本发明另一实施例前灯的剖面图。

附图标号说明：10是控制器，11是CPU，12是转向角度计算部，13是转向角速度计算部，20是电机驱动电路，30是转向传感器，106是电机，110是投射灯，115是灯泡，204是反射器，205是灯泡，206是主反射器，207是副反射器，210是电机，310是近光束灯，320是照明方向、区域调整灯，CAR是汽车，RHL，LHL是前灯，RFL，LFL是雾灯，RCHL是右侧组合前灯。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。图1是适用于本发明车辆用照明装置的汽车概略图，在汽车CAR的车身前部的左右位置上分别装设了左前灯LHL、右前灯RHL。另外，还在所述车身的所述各前灯的下侧位置上分别装设了左雾灯LFL、右雾灯RFL。虽然这些灯的灯身、光源、反射器等的灯构成要素不作特别限制，但如后述，这些灯具有变化灯的照明范围的照明范围控制装置。作为该照明范围控制装置，具有使作为照明方向的灯的光轴方向朝左右方向改变的机构，或者，使作为照明区域的灯的照射区域变化的机构。特别地，可控制灯的照明区域变化的机构当然可以对各前灯满足远光束和近光束的配光特性的控制，对于近光束的配光特性，可扩大或缩小左右方向的照明区域。另外，对于雾灯，也可扩大缩小左右方向的照明区域。

图2(a)(b)分别表示用投射型灯构成所述各前灯或雾灯、且作为该灯的所述照明范围控制机构具有控制变化光轴方向的机构的概略结构俯视图和纵剖面图。即，投射灯110内装在灯壳体103内，该灯壳体103由前方开口的容器状的灯座101和安装在所述灯座的前面开口上的透明灯罩102构成。所述投射灯110的灯室114由如公知的那样制作成回转抛物面状，其内部经镜面处理的反射罩111，可安装在所述反射罩111的前面开口中的圆筒状的支架112和安装在所述支架112的前端上的聚光透镜113构成，作为光源的放电灯泡115被支撑在该灯室114内的所述反射罩上，所述支架112支承一挡板116，该挡板116遮住所述放电灯泡115发出的一部分光来得到所需要的配光特性。

在所述支架112的上下面上设置了枢轴117，所述投射灯110由该枢轴117轴支承在沿所述灯壳体103的内壁配置的支承架104上，并以所述枢轴117为支点可在水平面内朝左右方向摆动。在本实施例中，所述支承架104相对于所述灯座101在上下2处分别由螺栓105固定在灯座101上，用手操作这些螺栓105，就可使支承架104在垂直面内作上下方向的摆动，也就可使投射灯110的光轴沿上下方向变化。

电机106固定在所述支承架104内，其转动轴朝着上下方向，同时该电机106的转动轴上一体地安装着曲轴107，所述曲轴107的前端部和设置在所述投射灯110上面局部上的销轴118通过连接臂108连接。因此，这样构成的照明方向控制机构受电机106驱动时的转动力通过曲轴107、连接臂108被传递到投射灯110上，如图2(a)双点划线所示，投射灯110以所述枢轴117为中心朝左右方向摆动，从而控制其光轴方向可向左右方向变化。

图3(a)是表示用投射型灯构成所述各前灯或雾灯、且作为该灯的所述照明范围控制装置具有变化照明区域机构的概略结构横剖面图。即，灯室203由前方开口的容器状灯座201和安装在所述灯座201的前面开口上的透镜202构成，反射器204和作为光源的灯泡205配置在该灯室203内，从灯泡205射出的光由反射器204反射，通过透镜202对所需要的照明区域进行照明。所述反射器204由主反射器206和副反射器207构成，该副反射器207配置在该主反射器的内侧面的位置上并与其局部重合，利用能位于所述灯泡附近的轴209为中心在水平方向作转动的支承臂208支承。

所述主反射器206固定地配置在所述灯座201内。所述副反射器207是由配置在所述灯座201内的电机210、与所述电机210的转动轴一体的曲轴211和连接在所述曲轴211前端和所述支承臂208局部之间的连接臂212构成，所述副反射器207通过这样构成的照明区域控制机构，由所述电机210旋转动作以所述轴209为中心，在水平面内朝左右方向可以小角度摆动。因此，如图3(b)所示，通过使所述电机210旋转驱动，控制副反射器207的摆动角度，就能够把从灯泡205射出的光中由副反射器207反射的光对应于副反射器207的摆动角度相对于主反射器206的光轴偏向左侧或右侧方向，所偏转的光与由主反射器206反射的光构成一体，作为整个灯泡的照明区域可向左右方向扩大或缩小。

图4是表示把如图2或图3所示的照明范围控制机构的灯L用作为前灯或雾灯的本发明的车辆用照明装置的电路构成方框图。设置在所述灯的照明范围控制装置上的电机M(106，210)从由控制器10控制的电机驱动电路提供所需要的驱动电力进行旋转控制，构成如前所述地控制照明范围的变化。设置在汽车的转向盘上的、检测该转向盘的转动角度的转向传感器30的输出要输入到所述控制器10内。

所述控制器10，其包括角度计算部12，根据转向传感器30的输出计算汽车的转向角度、即相对于汽车直线行进方向与操舵有密切关系的转向盘的角度；角速度计算部13，计算已经算出的转向角度的变化率、即角速度。把直线行进方向的角度定为0度，则转向角度是分别朝右向、左向转动的角度。例如，把右向作为正角度，则把左向作为负角度。所述角度计算部12和角速度计算部13的各输出被输入到中央处理器(CPU)11，由CPU11根据这些信息设定灯L的照明范围，并以该设定向所述电机驱动电路20发出控制信号。所述CPU11包含把所述角速度计算部13输入的角速度与预先设定的规定速度作比较的角速度比较功能。另外，对于所述CPU11的构成中，在设定灯L的照明范围时，如该图虚线所示，作为该灯中设定的当前的照明范围的信息，例如作为光轴方向的信息，也可以反馈给设定在灯L上的电机M的转动角度位置。

下面，对以上构成的照明装置中的照明范围的控制动作进行说明。首先，说明把图2所示的投射型灯作为前灯的情况。图5(a)是表示该前灯以近光的通常时的照明范围的配光特性，相对于其前进方向，右半部分成为下沉的照明区域的配光。图6是控制动作的流程，图7是转向角度和受照明范围控制机构控制而变化的灯光轴的关系图。图6中，首先，识别从转向传感器输出的由角度计算部计算的转向角度(S101)。根据该转向角的变化，识别操纵方向，即当前的转向角度位置是右操舵区域(向右操舵)还是向左操舵区域(向左操舵)中的哪一个区域(S102)。此外，识别根据所述转向角度的变化，由角速度计算部计算出的转向角速度(S103)。然后将该转向角速度与预先规定值进行比较(S104)。在转向角速度比规定值小时，CPU跟踪该转向角度进行灯的照明范围的变化控制(S105)。

在该照明范围变化控制过程S105中，设定灯L的照明方向，即设定灯L的光轴方向，朝该设定的光轴方向驱动电机控制电路20来进行照明方向变化控制。图7实线表示对应于此时的转向角度的照明方向的特性。该例图中，具有所谓的游隙，从转向角度与直线行进方向构成的0度向左右方向分别所定的角度，本例中是30度，在超过30度以前不进行变化控制，只在超过30度的区域进行照明方向的变化控制。这是为了防止在直线行进时转向角度有稍许变化时改变灯光轴。

即，利用所述电机的转动控制使投射型灯在灯壳体内朝右或左摆动。如图5(b)所示，使灯的光轴方向朝着跟踪转向角度的方向而变化。因而，如图8(a)，(b)所示，在汽车CAR的曲线行驶时或在十字路口朝左右转弯时，如各图点划所示那样，前灯的光轴方向跟踪转向角度朝着汽车的行进方向，能够更好地确保汽车的安全行驶。根据图7可知，此时灯的光轴方向的变化特性以实线A1的摆动特性为基础呈直线变化，前灯的光轴方向的最大角度是预先设定的，在本例，为左右30度，在达到该最大角度的点时Ax以后即使再增大转向角度，灯的光轴方向也不再变化。另外，当转向朝相反方向操作时，在图7的特性中，当前的光轴方向的位置处于特性A1上时，沿特性A1减少，存在于灯光轴方向的最大角度上的点Ax和Ay之间时，其从此时的位置以与特性A1相同的摆动角度的特性减少，在灯光轴方向处于最大角度，且转向角度比点Ay大时，保持最大角度情况下转向角度降低至点Ay时，灯光轴方向按照与特性A1相同摆动角度的特性A2朝直线方向减少。

另外，在步骤S104中，在转向角速度比规定值大时，则判断转向角度的绝对值是增大还是减少(S106)。若转向角度的绝对值增大，则处于保持与当前的转向方向相同方向的状态，若转向角度减少，则处于从当前的转向方向朝反方向，即表示朝返回直线行进方向操作的状态。在转向角度增大时，执行所述照明范围变化控制(S105)，而在转向角度减少时，执行照明范围修正控制(S107)。即，在转向盘从当前的转向方向朝着反方向以比较高速度作转向操作时，例如，如图8C所示，如顺着S形路最初的弯曲后，进入下一弯曲路段的行驶状态，或者在交叉路口连续左右转弯的行驶状态下，最好使灯的光轴方向迅速地朝向相反侧的行驶状态时，执行照明范围修正控制。

该照明范围修正控制S107如图7虚线C所示，灯的光轴方向根据前述的照明范围变化返回到直线行进方向前的时刻，立即控制灯的光轴方向朝着与转向方向相反的那一侧。即，通过转向操作，灯的光轴方向返回到直线行进方向前，执行与步骤S105的照明范围变化控制同样的控制，以实线A1、A2的特性进行控制，但在灯的光轴方向朝向直线行进方向后，已没有所述的游隙，从此以后是一种缓慢的变化特性，控制灯的光轴方向朝向与当前的转向相反的那一侧。在图7中，根据特性A1、A2返回直线行进方向时，则根据虚线C1、C2的特性进行变化控制。灯的光轴方向由控制如图2、图3的所示的设置在灯上的电机M(106，210)的转动位置的CPU11，能够在打开控制该电机M的场合下，根据CPU11内的控制信息得以识别，而反馈控制该电机M的场合下，通过来自电机M的信号得以识别。

因此，在按图8(c)所示的道路行驶时，顺着最初的弯路拐弯后，进入下一弯路时，开始操作转向盘朝反方向操作，灯的光轴方向返回到直线方向后，再朝向相反的下一弯曲方向。该动作随着操作转向盘朝反方向转动而扩大了相反侧的照明范围。因此，把转向角度操作到规定角度前，驾驶员在确认了前进方向时，能够很好地照明该弯曲路段前方，从而可进一步提高驾驶的安全性。

在本实施例中，在灯的光轴方向返回到直线方向前进行与照明范围变化控制相同的控制，但为了更迅速地使灯的光轴方向朝向相反侧，如图7虚线B1所示的特性，对应于当前的转向角度增大从灯的光轴方向到直线方向之间的灯的光轴方向的变化角度，即增大摆动角度，也可以小的转向角度大幅度地改变灯的光轴方向。此时，当灯的光轴方向处于特性A1上时，按照与同特性B1相同的摆动角度的特性B2返回直线方向。或者，当灯的光轴方向位于点Ax和Ay之间时，就以与特性B1相同的摆动角度的特性(图未表示)返回。因此，可更早地照明与当前的转向方向相反的那个方向。

以上如果使用投射型灯用作为雾灯时的情况是相同的。图9(a)(b)表示了此时的灯的配光特性。即，对应转向角度，使雾灯的光轴方向偏向左右方向，且转向角速度比规定值大的状态下朝反方向操作转向盘时，执行照明范围修正控制，使灯的光轴方向迅速地转向相反侧，能够迅速地在弯曲路段或交叉路口照明行进方向，确保驾驶员的安全行驶。

下面，说明把图3所示的反射型灯作为前灯的情况。图10(a)是表示该前灯在近光束下的通常情况时的照明范围的配光特性图。相对于直线行进方向，右半部分成为下沉的照明区域的配光。在本实施例中，也根据图6所示的流程进行照明范围变化控制。但是，在本实施例情况下，对于步骤S105的照明范围变化控制以及步骤S106的照明范围修正控制，CPU11驱动电机控制电路20，以便成为灯的照明区域，即灯的配光特性所希望的照明区域。因此灯由电机M(210)驱动，副反射器207摆动，从灯泡205射出的光中的由副反射器207反射的光的反射方向发生变化，因此灯整体的照明区域发生变化。在此情况下，如图10(b)所示，成为朝右向或者朝左向扩大照明区域的状态。该扩大的照明区域随着转向角度的增大而增大，因此，灯整体所看到的中心光轴向左右偏转，实质上进行与根据图7所示的特性A的控制等同的控制。因此与所述实施例一样，汽车在弯曲路段上行驶时和交叉路口作左右转向时，前灯的光轴跟踪转向操作朝着汽车的行进方向，从而能够更好地确保行驶安全。

另外，在转向角速度比规定值大的状态下，反向操作时，执行所述的照明范围修正控制S106，实质上进行与根据图7所示的特性A的控制等同的，因此，因照明区域朝左右方向的扩大向着转向方向的相反侧进行，所以在弯曲路段或交叉路口上能够迅速地照明前方，就可确保操纵者的安全行驶。

将图3所示的反射型灯构成雾灯的情况也是一样的，使图11(a)所示的通常照明区域跟踪转向角度如图11(b)所示向右或向左扩大。

再者，本发明中，就图1所示的汽车CAR的左右前灯LHL，RHL或者雾灯LFL、RFL而言，也可以只对左右任何一个灯，进行如所述各实施例的照明范围修正控制。即，图12表示该概念构成，两个灯，这里指左右前灯LHL、RHL对应转向角度控制照明范围，而此处，在转向是向左，并进行向右转向操作时，进行以下的修正控制，该控制是在一只灯，即只让右前灯RHL的转向角度减少，转向返回到直行方向时，使灯的光轴方向朝向与当前的转向相反的方向，或者扩大照明区域，朝向照明范围。在此情况下，利用另一个左前灯LHL进行照明范围变化控制，确保当前的转向的照明，因此，能够更为有效地扩大驾驶员的视觉范围，行驶的安全性更高。

本发明所涉及的灯不限于所述的投射型灯，反射型灯，只要是照明方向或照明区域是可控变化的灯都适用。例如，图13所示的灯是由光轴朝向不同方向的多个灯组合而构成汽车右侧组合前灯RCHL的，在由灯具座301和透镜310构成的灯室303内装入前灯的近光束灯310照明方向、区域调整灯320。近光束灯310与现有前灯的近光束灯相同，具有反射器311，灯泡312，罩313，其光轴O1朝向汽车的直线行进方向。照明方向、区域调整灯320具备反射器321和灯泡322，其光轴O2朝向汽车直线行进方向的右侧。所述各灯310、320的各灯泡312、322连接到控制器10，由该控制器10控制各灯泡312、322的点亮、熄灭及辉度(亮暗)。所述控制器10与在所述各实施例说明的控制器10一样与各传感器连接，此处省略对其所作的说明。另外，虽然图中省略了，但左侧组合前灯呈对称形成是不言而喻的。

该右侧组合前灯RCHL在不改变照明方向时只点亮近光束灯310，照明汽车的直线行进方向。改变照明方向时，开始点亮照明方向、区域调整灯320，随着转向角度的增大，其亮度慢慢地增大，另外，近光束灯310的亮度降低。因此，从近光束灯310射出的朝着直线进行方向的光和从照明方向、区域调整灯320射出的朝右向的光一体地进行照明，结果，右侧组合前灯RCHL的照明方向变成右方向。此时，近光束灯310的照明区域和照明方向、区域调整灯320的照明区域局部重叠，因此，朝着照明区域扩大的方向变化。根据该情况，点亮照明方向、区域调整灯320时，也可以熄灭近光束灯310，此时右侧组合前灯RCHL的照明区域只由照明方向、区域调整灯320照明，近光束310和照明方向、区域调整灯320的照明区域相等时，就可以不改变右侧组合灯RCHL的照明区域，而只改变照明方向。

在所述实施例中，表示用检测转向盘的转动角度的转向传感器检测转向角度及角速度的实例，但如果只要是能够通过转向盘或转向装置检测转向角度，其它的传感器均可利用。

如上所述，本发明的车辆用照明装置对应车辆的转向角度改变照明车辆前方的照明装置的照明范围，同时，在转向方向从一个方向的状态转向相反方向，而且进行比较迅速地进行转向操作时，利用照明装置照明与当前转向方向相反的方向，因此，在S形路段或交叉路口上行驶时，能够在下一弯曲路段或交叉路口于转向操作前提前照明，可有效地确保在弯曲路上或交叉路口的行驶安全。

Claims

1.一种车辆用照明装置，该装置对应车辆的转向角度使照明车辆前方的照明装置的照明范围变化，其特征在于，包括转向操作从操舵状态返回到直线行进方向时，能够进行使照明范围朝着与当前的转向操作方向相反的方向的照明范围控制装置，所述照明范围控制装置根据转向角速度的大小设定以便控制所述照明范围的变化。

2.根据权利要求1所述的车辆用照明装置，其特征在于，所述照明范围控制装置控制照明装置的照明方向和照明区域的至少一个，以控制照明装置的照明范围。

3.根据权利要求2所述的车辆用照明装置，其特征在于，所述照明范围控制装置当转向角速度比规定值大时，随着转向返回到直线行进方向，设定为增大照明相反侧的照明范围。

4.根据权利要求1所述的车辆用照明装置，其特征在于，所述照明装置设置多个，所述照明范围控制装置的一部分照明装置对应转向角度控制照明范围，另一部分的照明装置在转向返回到直线行进方向时使照明范围朝向与当前的转动方向相反的方向上。