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Die
Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem wie etwa einen Scheinwerfer
oder eine Nebelleuchte, die den vorausliegenden Bereich eines Fahrzeugs
wie etwa eines Kraftfahrzeugs beleuchtet, und insbesondere eine
derartige Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung, die die Änderung
der Beleuchtungsrichtung und/oder des Beleuchtungsgebietes der Leuchte
in Reaktion auf eine Fahrsituation steuern und die Beleuchtung geeignet
ausführen
kann, um ein sicheres Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Aus
der Druckschrift
JP6015314
B4 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die Beleuchtungsmittel
umfasst, die das einem Fahrzeug vorausliegende Gebiet ausleuchten,
wobei Steuermittel, die den Beleuchtungsbereich der Beleuchtungsmittel
in Abhängigkeit
von einem Lenkwinkel des Fahrzeugs ändern, den Beleuchtungsbereich
in einer zur momentanen Lenkrichtung entgegengesetzten Richtung
schwenken, wenn die Lenkung des Fahrzeugs von einem Zustand mit
eingeschlagenen Rändern
wieder in die Geradeausrichtung zurückgestellt wird.
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Um
die Fahrsicherheit eines Fahrzeugs zu erhöhen, ist es notwendig, den
in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Bereich auszuleuchten. Eine
Leuchte zum Beleuchten des vorausliegenden Bereichs eines Fahrzeugs
wie etwa ein herkömmlicher
Fahrzeugscheinwerfer oder eine herkömmliche Fahrzeugnebelleuchte
ist so beschaffen, daß sie
die Geradeausrichtung des Fahrzeugs ausleuchtet. In dem Fall, in
dem das Fahrzeug eine Richtungsänderung
an einer Kreuzung (einer T-förmigen
oder kreuzförmigen
Straßenkreuzung)
oder auf einer kurvigen Straße
(einer S-förmi gen
Straße,
einer U-förmigen Straße usw.)
vornimmt, kann daher der vorausliegende Bereich des sich ändernden
Verlaufs nicht im voraus beleuchtet werden, so daß die Sicht
nach vorn unzureichend ist und ein Problem hinsichtlich Fahrsicherheit
entsteht. Angesichts dieses Problems ist ein Beleuchtungssystem
vorgeschlagen worden, bei dem ein Ausleuchtungsbereich, d. h. die
Beleuchtungsrichtung und/oder das Beleuchtungsgebiet einer Leuchte,
in Übereinstimmung
mit dem Lenkeinschlag der Räder
eines Fahrzeugs geändert
wird. Beispielsweise kann die optische Achse der Beleuchtung, die
die Beleuchtungsrichtung einer Leuchte für die Ausleuchtung des vorausliegenden
Bereichs eines Fahrzeugs darstellt, in Querrichtung geändert werden,
ferner kann auch ein Beleuchtungsgebiet, das den Bereich darstellt,
innerhalb dessen die Leuchte leuchten kann, geändert werden, schließlich kann
ein Lenkwinkel (Lenkwinkel eines Lenkrades), der mit der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs in einer engen Beziehung steht, durch einen Lenksensor,
der den Drehwinkel des Lenkrades erfaßt, ermittelt werden, so daß die Beleuchtungsrichtung
der Leuchte in Fahrtrichtung des Fahrzeugs anhand des vom Lenksensor
ausgegebenen Erfassungssignals geschwenkt werden kann oder das Beleuchtungsgebiet in
Fahrtrichtung vergrößert werden
kann. Somit kann die Fahrtrichtung des Fahrzeugs an einer Kreuzung oder
einer kurvigen Straße
im voraus ausgeleuchtet werden, was sich auf die Fahrsicherheit
günstig
auswirkt.
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Das
herkömmliche
Beleuchtungssystem dient jedoch lediglich dazu, den Beleuchtungsbereich entsprechend
dem Lenkwinkel zu steuern. Daher kann eine geeignete Beleuchtungssteuerung,
die verschiedene Fahrsituationen eines Fahrzeugs berücksichtigt,
in einigen Fällen
nur schwer ausgeführt werden.
Beispielsweise ist es wünschenswert,
daß ein
Fahrer eine vorausliegende Kurve bereits erkennt, bevor er einen
Lenkvorgang ausführen
muß. In
dem herkömmlichen
Beleuchtungssystem, in dem der Beleuchtungsbereich vom Lenkwinkel
abhängt, kann
jedoch der Beleuchtungsbereich in Winkelrichtung praktisch nicht
um einen Winkel geändert
werden, der größer als
der Lenkwinkel ist, so daß eine vorausliegende
Kurve in einigen Fällen
nicht ausreichend erkannt werden kann. Falls der Beleuchtungsbereich
so gesteuert werden könnte,
daß die
vorausliegende Situation bereits vor einem Lenkvorgang ausgeleuchtet
wird, könnte
die vorausliegende Situation vor dem Eintritt in die Kurve erkannt
werden, was für
die Fahrsicherheit bevorzugt wird.
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Auch
in dem Fall, in dem eine Beleuchtungsbereichsteuerung ausgeführt wird,
wird jedoch bevorzugt, daß bei einer
vorausliegenden S-Kurve der Lenkvorgang zunächst in Richtung der ersten
Kurve erfolgt und der Fahrer bereits die vorausliegende Situation
der nächsten
Kurve erkennen kann, bevor er das Lenkrad wieder in die Geradeausrichtung
zurückstellt,
um einen Lenkvorgang in die nächste
Kurve vorzunehmen. In dem herkömmlichen
Beleuchtungssystem hängt
jedoch der Beleuchtungsbereich von der Lenkrichtung ab. Aus diesem
Grund kann die der momentanen Lenkrichtung gegenüberliegende Seite nicht ausgeleuchtet
werden, so daß die
der folgenden Kurve entsprechende vorausliegende Situation nicht
ausreichend erkannt werden kann und ein Problem hinsichtlich der
Fahrsicherheit entsteht. Das gleiche Problem entsteht auf einer
Straße,
bei der sich Rechtskurven und Linkskurven abwechseln.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung
zu schaffen, die automatisch eine geeignete Steuerung des Beleuchtungsbereichs
entsprechend dem Lenkvorgang des Fahrzeugs ausführen kann, um eine bevorzugte
Ausleuchtung, die die Fahrsicherheit des Fahrzeugs gewährleistet,
zu erzielen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung schafft eine Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung, die dazu
dient, einen Beleuchtungsbereich eines Beleuchtungsmittels zum Ausleuchten
eines vorausliegenden Abschnitts des Fahrzeugs entsprechend dem
Lenkwinkel des Fahrzeugs zu ändern.
Die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung umfaßt ein Beleuchtungsbereich-Steuermittel,
das den Beleuchtungsbereich in eine zur momentanen Lenkrichtung
entgegengesetzte Richtung schwenkt, wenn das Lenkrad von einem eingeschlagenen
Zustand in die Geradeausrichtung zurückgestellt wird. Das Beleuchtungsbereich-Steuermittel
steuert die Beleuchtungsrichtung und/oder das Beleuchtungsgebiet
des Beleuchtungsmittels, womit der Beleuchtungsbereich gesteuert
wird. Beispielsweise wird das Beleuchtungsbereich-Steuermittel so
eingestellt, daß die Änderung
des Beleuchtungsbereichs auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit
gesteuert wird. Wenn beispielsweise die Lenkwinkelgeschwindigkeit
größer als
ein vorgegebener Wert ist, erfolgt die Setzung in der Weise, daß nach der
Rückstellung des
Lenkrades in die Geradeausrichtung der Beleuchtungsbereich erhöht wird,
um die gegenüberliegende
Seite auszuleuchten.
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Erfindungsgemäß sind darüber hinaus
mehrere Beleuchtungsmittel vorgesehen, wobei das Beleuchtungsbereich-Steuermittel
für einen
Teil der Beleuchtungsmittel den Beleuchtungsbereich entsprechend
dem Lenkwinkel steuert und den anderen Teil der Beleuchtungsmittel
so steuert, daß der
Beleuchtungsbereich in die zur momentanen Lenkrichtung entgegengesetzte
Richtung geschwenkt wird, wenn das Lenkrad wieder in die Geradeausrichtung
zurückgestellt
wird.
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Erfindungsgemäß wird die
der momentanen Lenkrichtung gegenüberliegende Seite durch die Lenkmittel
ausgeleuchtet, wenn die Lenkrichtung von einer Richtung zur entgegengesetzten
Richtung wechselt und der Lenkvorgang vergleichsweise schnell ausgeführt wird.
Daher kann die nächste
Kurve oder die Situation einer Kreuzung ausgeleuchtet werden, bevor
der Lenkvorgang hierfür
beginnt, wenn das Fahrzeug beispielsweise durch eine S-Kurve fährt oder
sich einer Straßenkreuzung
annähert, bei
der sich rechte und linke Kurven abwechseln. Die Erfindung kann
die Fahrsicherheit des Fahrzeugs auf einer kurvigen Straße oder
auf einer Straßenkreuzung
wirksam verbessern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen
Bezug nimmt; es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht des vorderen Teils eines Fahrzeugs,
in dem ein Beleuchtungssystem gemäß der Erfindung zur Anwendung
kommt;
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2A, 2B eine
Draufsicht bzw. eine Längsschnittansicht
einer Leuchte des Projektortyps;
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3A, 3B Schnittansichten
einer Leuchte des Reflektortyps;
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4 einen
Blockschaltplan zur Erläuterung des
Schaltungsaufbaus des Beleuchtungssystems gemäß der Erfindung;
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5A, 5B Lichtverteilungscharakteristik-Diagramme
im Fall der Anwendung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems auf
einen Scheinwerfer;
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6 einen
Ablaufplan zur Erläuterung
einer Beleuchtungsrichtung-Steueroperation;
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7 ein
Diagramm zur Erläuterung
der Korrelation zwischen dem Lenkwinkel und der Beleuchtungsrichtung;
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8A-8C Ansichten
zur Erläuterung eines
Beleuchtungsbereichs einer kurvigen Straße;
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9A, 9B Lichtverteilungscharakteristik-Diagramme
im Fall der Anwendung der Fahrzeugbeleuch tungsvorrichtung auf eine
Nebelleuchte;
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10A, 10B Lichtverteilungscharakteristik-Diagramme,
die verschiedene Beleuchtungsbereich-Steueroperationen im Fall der
Anwendung der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf einen Scheinwerfer
zeigen;
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11A, 11B Lichtverteilungscharakteristik-Diagramme,
die verschiedene Beleuchtungsbereich-Steueroperationen im Fall der
Anwendung der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf eine Nebelleuchte
zeigen;
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12 eine
schematische Ansicht zur Erläuterung
einer Ausführungsform
der Erfindung, in der die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf mehrere Leuchten
angewendet wird; und
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13 eine
Schnittansicht eines Scheinwerfers gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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Nun
wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 ist
eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, in dem eine Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
verwendet wird. Im linken und im rechten vorderen Teil der Karosserie
eines Fahrzeugs CAR sind ein linker Scheinwerfer LHL bzw. ein rechter
Scheinwerfer RHL vorgesehen. Außerdem
sind unterhalb der Scheinwerfer in der Karosserie eine linke Nebelleuchte
LFL bzw. eine rechte Nebelleuchte RFL vorgesehen. Diese Leuchten
besitzen Leuchtenkomponenten wie etwa einen Leuchtenkörper, eine
Lichtquelle und einen Reflektor, die nicht genauer spezifiziert
werden, und enthalten einen Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus
für die Änderung
des Beleuchtungsbereichs, der später beschrieben
wird. Beispiele des Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus umfassen
einen Mechanismus zum Steuern einer Änderung der Richtung der optischen
Achse der Leuchte, die Beleuchtungsrichtung genannt wird, und einen
Mechanismus zum Steuern einer Änderung
des Ausleuchtungsgebietes der Leuchte, das Beleuchtungsgebiet genannt
wird. Insbesondere kann der Mechanismus, der das Beleuchtungsgebiet
der Leuchte ändern
kann, selbstverständlich
eine Steuerung ausführen,
die die Lichtverteilungscharakteristik, die für das Fernlicht und für das Abblendlicht
jedes Scheinwerfers erforderlich ist, erfüllt. In der Lichtverteilungscharakteristik
des Abblendlichts kann das Beleuchtungsgebiet in Querrichtung vergrößert oder
verkleinert werden. Auch bei einer Nebelleuchte ist es möglich, das
Beleuchtungsgebiet in Querrichtung zu vergrößern oder zu verkleinern.
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Die 2A und 2B zeigen
eine Draufsicht bzw. einen Längsschnitt
des schematischen Aufbaus in dem Fall, in dem der Scheinwerfer oder die
Nebelleuchte durch eine Leuchte des Projektortyps gebildet ist und
als Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus der Leuchte der Mechanismus
für die Änderung
der Richtung der optischen Achse vorgesehen ist. Genauer ist in
einem Leuchtengehäuse 103,
das durch einen behälterförmigen Leuchtenkörper 101 mit
einem offenen vorderen Teil und einer an der vorderen Öffnung des
Leuchtenkörpers
befestigten lichtdurchlässigen
Abdeckung 102 gebildet ist, eine Projektorleuchte 110 vorgesehen.
In der Projektorleuchte 110 ist durch einen Reflektor 111,
der die Form eines rotationssymmetrischen Paraboloids hat und dessen
innere Oberfläche
in wohlbekannter Weise als Spiegelfläche ausgebildet ist, ein Leuchtengehäuse 114 ausgebildet.
An der vorderen Öffnung
des Reflektors 111 ist eine zylindrische Halterung 112 befestigt.
Am vorderen Ende dieser Halterung 112 ist eine Feldlinse 113 angebracht,
ferner ist an dem Reflektor im Leuchtengehäuse 114 ein als Lichtquelle dienender
Entladungskolben 115 befestigt, schließlich ist an der Halterung 112 eine
Abschattung 116 befestigt, die einen Teil des vom Entladungskolben 115 ausgesendeten
Lichts abschirmt, um die erforderliche Lichtverteilungscharakteristik
zu erhalten.
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Die
Projektorleuchte 110 besitzt eine Schwenkwelle 117,
die von den oberen und unteren Oberflächen der Halterung 112 vorsteht
und an einem Tragrahmen 104, der längs der Innenwand des Leuchtengehäuses 103 vorgesehen
ist, schwenkbar befestigt ist. Die Projektorleuchte 110 kann
unter Verwendung der Schwenkwelle 117 als Drehzentrum in Querrichtung über eine
horizontale Ebene geschwenkt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist
der Tragrahmen 104 in zwei oberen und unteren Abschnitten
in bezug auf den Leuchtenkörper 101 durch
Schrauben 105 unterstützt,
wobei er in einer vertikalen Ebene durch manuelles Einstellen der Schrauben 105 geneigt
werden kann, so daß die
optische Achse der Projektorleuchte 110 auch in vertikaler
Richtung geändert
werden kann.
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Außerdem ist
am Tragrahmen 104 ein Motor 106 mit einer in vertikaler
Richtung verlaufenden Drehwelle befestigt, ferner ist an der Drehwelle
des Motors 106 eine Kurbel 107 einteilig ausgebildet,
wobei die Spitze der Kurbel 107 und eine Stiftwelle 118, die
an der oberen Oberfläche
der Projektorleuchte 110 vorgesehen ist, über einen
Verbindungsarm 108 miteinander gekoppelt sind. Dadurch
ist ein Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus gebildet, bei dem die
Drehkraft des Motors 106 an die Projektorleuchte 110 über die
Kurbel 107 und den Verbindungsarm 108 übertragen
wird und die Projektorleuchte 110 in Querrichtung um die
Schwenkwelle 117 geschwenkt werden kann, wie in 2A durch
die unterbrochene Linie ge zeigt ist, so daß eine Richtungsänderung
der optischen Achse in Querrichtung ausgeführt werden kann.
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3A ist
eine Querschnittsansicht, die den schematischen Aufbau in dem Fall
zeigt, in dem der Scheinwerfer oder die Nebelleuchte durch eine Leuchte
des Reflektortyps gebildet ist und als Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus
der Leuchte ein Mechanismus zum Steuern einer Änderung des Beleuchtungsgebietes
vorgesehen ist. Genauer sind in einem Leuchtengehäuse 203,
das durch einen behälterförmigen Leuchtenkörper 201 mit
einem offenen vorderen Abschnitt und einer am offenen Abschnitt
des Leuchtenkörpers 201 befestigten
Linse 202 gebildet ist, ein Reflektor 204 und
ein als Lichtquelle dienender Kolben 205 vorgesehen, wobei
das vom Kolben 205 ausgesendete Licht vom Reflektor 204 reflektiert
wird und eine Beleuchtung in einem erforderlichen Beleuchtungsbereich
durch die Linse 202 erzielt wird. Der Reflektor 204 ist
durch einen Hauptreflektor 206 und einen Nebenreflektor 207 gebildet,
die in einem Teilbereich an einer Position auf der inneren Oberfläche des
Hauptreflektors 206 überlappen
und an einem Tragarm 208 unterstützt sind, der in horizontaler
Richtung um eine Welle 209 drehbar ist, die in der Nähe des Kolbens
vorgesehen ist.
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Der
Hauptreflektor 206 ist in dem Leuchtenkörper 201 befestigt.
Der Nebenreflektor 207 kann innerhalb eines kleinen Winkelbereichs
in Querrichtung in einer horizontalen Ebene durch einen Drehbetrieb
des im Leuchtenkörper 201 vorgesehenen Motors 210 durch
einen Beleuchtungsrichtungs-Steuermechanismus um die Welle 209 geschwenkt
werden. Der Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus umfaßt den Motor 210,
eine mit der Drehwelle des Motors 210 einteilig ausgebildete
Kurbel 211 und einen Verbindungsarm 212, der die
Spitze der Kurbel 211 mit einem Teil des Unterstützungsarms 208 verbindet.
Wie in 3B gezeigt ist, wird der Motor 210 folglich
gedreht, um so den Schwenkwinkel des Nebenreflektors 207 zu
steuern, damit das Licht, das vom Leuchtkolben 205 ausgesendet und
vom Nebenreflektor 207 reflektiert wird, in bezug auf die
optische Achse des Hauptreflektors 206 entsprechend dem
Schwenkwinkel des Nebenreflektors 207 nach links oder nach
rechts abgelenkt wird und das abgelenkte Licht mit dem vom Hauptreflektor 206 reflektierten
Licht gemischt wird. Daher kann eine Änderungsteuerung in der Weise
ausgeführt
werden, daß das
Beleuchtungsgebiet der gesamten Leuchte in Querrichtung vergrößert oder
verkleinert wird.
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4 ist
ein Blockschaltplan, der den Schaltungsaufbau einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt, in der eine Leuchte L, die einen Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus,
wie er in den 2 oder 3 gezeigt
ist, umfaßt, auf
einen Scheinwerfer oder eine Nebelleuchte angewendet wird. Ein Motor
M (106, 210), der in dem Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus
der Leuchte vorgesehen ist, ist so beschaffen, daß er sich
bei Versorgung mit der geforderten Antriebsleistung von einer Motortreiberschaltung 20,
die ihrerseits durch eine Steuereinheit 10 gesteuert wird,
dreht, so daß die Änderung
des Beleuchtungsbereichs wie oben beschrieben gesteuert wird. In
die Steuereinheit 10 wird das Ausgangssignal eines Lenksensors 30 eingegeben,
der am Lenkrad des Fahrzeugs vorgesehen ist und dazu dient, den
Drehwinkel des Lenkrades zu erfassen.
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Die
Steuereinheit 10 umfaßt
einen Winkelberechnungsabschnitt 12, der anhand des Ausgangssignals
des Lenksensors 30 den Lenkwinkel des Fahrzeugs, d. h.
den Einschlagwinkel der gelenkten Räder, der auf den Lenkwinkel
der Geradeausrichtung des Fahrzeugs bezogen ist, berechnet, und
einen Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsab schnitt 13, der
die Rate der zeitlichen Änderung
des so berechneten Lenkwinkels, d. h. die Winkelgeschwindigkeit, berechnet.
Es wird angenommen, daß der
Lenkwinkel ein Winkel ist, der in bezug auf die Geradeausrichtung,
die auf null Grad gesetzt ist, nach links oder nach rechts gezählt wird.
Beispielsweise wird die Rechts-Richtung als positiver Winkel gezählt, während die
Links-Richtung als negativer Winkel gezählt wird. Jedes der Ausgangssignale
des Winkelberechnungsabschnitts 12 und des Winkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitts 13 wird
an eine Zentraleinheit (CPU) 11 geschickt, die dazu dient,
einen Beleuchtungsbereich der Leuchte L auf der Grundlage dieser
Informationen festzulegen und auf der Grundlage dieser Festlegung
an die Motortreiberschaltung 20 ein Steuersignal zu schicken.
Die CPU 11 enthält eine
Winkelgeschwindigkeits-Vergleichsfunktion, die eine vom Winkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 13 angegebene
Winkelgeschwindigkeit mit einer im voraus festgelegten Geschwindigkeit
vergleicht. Wenn der Beleuchtungsbereich der Leuchte L in der CPU 11 festgelegt
wird, kann darüber
hinaus die Drehwinkelposition des in der Leuchte L vorgesehenen
Motors M als Information über
den in der Leuchte festgelegten momentanen Beleuchtungsbereich,
beispielsweise Information über
die Richtung der optischen Achse, wie in 4 durch
eine unterbrochene Linie gezeigt ist, rückgekoppelt werden.
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Nun
wird die Funktionsweise der Vorrichtung bei der Steuerung des Beleuchtungsbereichs
in dem Beleuchtungssystem mit dem obenerwähnten Aufbau beschrieben. Zunächst wird
der Fall beschrieben, in dem eine Leuchte des Projektortyps, die
in 2 gezeigt ist, als Scheinwerfer
dient. 5A ist ein Lichtverteilungscharakteristik-Diagramm, das einen
Beleuchtungsbereich in einem Normalzustand bei eingeschaltetem Abblendlicht
des Scheinwerfers angibt, d. h. eine Lichtverteilung in einem Beleuch tungsbereich,
in dem die rechte Hälfte
in Geradeausrichtung nach unten versetzt ist. 6 ist
ein Ablaufplan zur Erläuterung
eines Steuerbetriebs, während 7 ein
Diagramm ist, das eine Korrelation zwischen dem Lenkwinkel und der
optischen Achse der Leuchte, die durch einen Beleuchtungsbereich-Steuermechanismus 6 geändert wird,
zeigt. In 6 wird zunächst ein Lenkwinkel, der anhand
des Ausgangssignals des Lenkwinkelsensors durch den Winkelberechnungsabschnitt
berechnet wird, erkannt (S101). Ferner wird auf der Grundlage einer Änderung
des Lenkwinkels erkannt, ob die Lenkrichtung, d. h. die momentane
Lenkwinkelposition, in einem rechten Lenkbereich (Lenken nach rechts)
oder in einem linken Lenkbereich (Lenken nach links) liegt (S102). Ferner
wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit, die anhand der Änderung
des Lenkwinkels durch den Winkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt
berechnet wird, erkannt (S103). Dann wird die Lenkwinkelgeschwindigkeit
mit einem vorgegebenen Wert verglichen (S104). Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit
kleiner als der vorgegebene Wert ist, führt die CPU 11 entsprechend
dem Lenkwinkel eine Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung
für die
Leuchte aus (S105).
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In
der Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung
(S105) wird die Beleuchtungsrichtung der Leuchte L, d. h. die Richtung
der optischen Achse der Leuchte L, festgelegt, ferner wird die Motorsteuerschaltung 20 angesteuert,
um die Leuchte L in die Richtung der so festgelegten optischen Achse
zu schwenken, wodurch die Beleuchtungsrichtung-Änderungssteuerung ausgeführt wird.
Die Charakteristik der Beleuchtungsrichtung in Abhängigkeit
vom Lenkwinkel ist für
diesen Fall in 7 durch eine durchgezogene Linie
gezeigt. In dem Beispiel von 7 weist
die Änderungssteuerung
ein sogenanntes Spiel auf, so daß die Änderungssteuerung nicht ausgeführt wird,
solange ein vorgegebener Winkel, im vorliegenden Beispiel ein Winkel von
30 Grad, in bezug auf die Geradeausrichtung nicht überschritten wird.
Die Änderungssteuerung
wird daher erst in einem Bereich, der 30 Grad übersteigt, ausgeführt. In dem
Fall, in dem der Lenkwinkel während
der Geradeausfahrt geringfügig
geändert
wird, wird daher verhindert, daß die
optische Achse der Leuchte geändert
wird.
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Genauer
wird eine Leuchte des Projektortyps in einem Leuchtengehäuse durch
die Drehsteuerung des Motors nach links oder nach rechts geschwenkt,
so daß die
Richtung der optischen Achse der Leuchte in dieser Richtung geändert wird,
um dem Lenkwinkel zu folgen, wie in 5B gezeigt
ist. Wie in den 8A und 8B gezeigt
ist, wird folglich die Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers
in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs entsprechend dem Lenkwinkel geschwenkt,
wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, wenn das Fahrzeug CAR
längs einer
Kurve fährt
oder abwechselnd Rechtskurven und Linkskurven etwa an einer Kreuzung
durchfährt,
was für
die Aufrechterhaltung der Fahrsicherheit bevorzugt wird. Wie in 7 gezeigt ist,
wird die Änderungscharakteristik
der optischen Achse der Leuchte in diesem Fall längs der Neigungskennlinie geändert, die
durch die durchgezogene Linie A1 dargestellt ist. Der Maximalwinkel
für die Richtung
der optischen Achse eines Scheinwerfers ist in diesem Beispiel auf
30 Grad nach links und nach rechts festgelegt, wobei die Richtung
der optischen Achse der Leuchte nicht geändert wird, selbst wenn der
Lenkwinkel nach einem Punkt Ax, bei dem der Maximalwinkel erreicht
ist, weiter zunimmt. Wenn der Lenkvorgang in entgegengesetzter Richtung
ausgeführt
wird, wird die Auslenkung der optischen Achse der Leuchte in bezug
auf die Geradeausrichtung längs
der Kennlinie A1 verringert, falls die momentane Richtung der optischen
Achse der Leuchte auf der Kennlinie A1 liegt. Von einer Position
zwischen den Punkten Ax und Ay mit maximalem Schwenkwinkel wird
der Ablenkungswinkel der Richtung der optischen Achse der Leuchte
in bezug auf die Geradeausrichtung längs einer Kennlinie, die den
gleichen Schwenkwinkel wie die Kennlinie A1 hat, verringert. Der
Ablenkungswinkel der Richtung der optischen Achse der Leuchte wird
in bezug auf die Geradeausrichtung längs der Kennlinie A2, die den
gleichen Schwenkwinkel wie die Kennlinie A1 hat, verringert, falls
die Richtung der optischen Achse der Leuchte dem maximalen Winkel
entspricht und der Lenkwinkel größer als
der dem Punkt Ay entsprechende Winkel ist, ferner wird der Lenkwinkel
zum Punkt Ay verringert, wobei der maximale Winkel in der Charakteristik
von 7 beibehalten wird.
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Wenn
andererseits im Schritt S104 die Lenkwinkelgeschwindigkeit größer als
der vorgegebene Wert ist, wird festgestellt, ob der Absolutwert
des Lenkwinkels erhöht
oder erniedrigt wird (S106). Die Erhöhung des Absolutwerts des Lenkwinkels
gibt einen Zustand an, in dem ein Lenkvorgang fortgesetzt in der
momentanen Lenkrichtung ausgeführt
wird, während
eine Abnahme des Absolutwerts des Lenkwinkels einen Zustand angibt,
in dem der Lenkvorgang in einer zur momentanen Lenkrichtung entgegengesetzten
Lenkrichtung erfolgt, d. h., wenn der Lenkwinkel sich wieder der
Geradeausrichtung annähert.
Falls der Lenkwinkel erhöht
wird, wird die Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung (S105) ausgeführt. Falls
der Lenkwinkel verringert wird, wird eine Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung (S107)
ausgeführt.
Insbesondere wird die Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung in
dem Fall, in dem das Lenkrad mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in
der zur momentanen Lenkrichtung entgegengesetzten Richtung gedreht
wird, in einem Fahrzustand ausgeführt, in dem die Richtung der
optischen Achse der Leuchte vorzugsweise schnell zur entgegengesetzten
Richtung gedreht wird, beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug beim
Durchfahren einer S-Kurve von einer ersten Kurve zur zweiten Kurve
wechselt, wie in 8C gezeigt ist, oder dann, wenn
sich Linkskurven und Rechtskurven an einer Straßenkreuzung abwechseln.
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In
der Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung S107 wird die optische
Achse der Leuchte unmittelbar nach der Rückstellung der Richtung der
optischen Achse der Leuchte in die Geradeausrichtung durch die Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung in die zur
Lenkrichtung entgegengesetzte Richtung geschwenkt, wie in 7 durch
die unterbrochene Linie C gezeigt ist. Genauer wird die gleiche
Steuerung wie die Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung im Schritt
S105 längs
Kennlinien, die durch durchgezogene Linien A1 und A2 gezeigt sind,
ausgeführt,
bevor die Richtung der optischen Achse der Leuchte durch den Lenkvorgang
in die Geradeausrichtung zurückgestellt
wird; das sogenannte Spiel wird beseitigt und die Richtung der optischen
Achse der Leuchte wird zu der der momentanen Lenkrichtung entgegengesetzten
Seite geschwenkt, um eine Änderungssteuerung
mit einer mäßigen Änderungscharakteristik
auszuführen,
nachdem die Richtung der optischen Achse der Leuchte in die Geradeausrichtung
geschwenkt worden ist. In 7 wird die Änderungssteuerung
auf der Grundlage von Kennlinien ausgeführt, die durch unterbrochene
Linien C1 und C2 gezeigt sind, wenn die Richtung der optischen Achse
der Leuchte auf der Grundlage der Kennlinien A1 und A2 in die Geradeausrichtung
zurückgestellt wird.
Die Richtung der optischen Achse der Leuchte kann anhand von Steuerungsinformationen
in der CPU 11 erkannt werden, wenn der Motor M (106, 202),
der in der in den 2 und 3 gezeigten Leuchten vorgesehen ist, in
bezug auf seine Drehposition gesteuert wird. Die Richtung der optischen
Achse der Leuchte kann ferner in Reaktion auf ein Signal erkannt
werden, das vom Motor M geschickt wird, wenn der Motor M rückkopplungsgesteuert
wird.
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Wenn
das Fahrzeug auf der in 8C gezeigten
Straße
fährt,
wird die Richtung der optischen Achse der Leuchte in eine entgegengesetzte
Richtung, die der nächsten
Kurve entspricht, geschwenkt, nachdem sie in die Geradeausrichtung
zurückgestellt worden
ist, falls das Lenkrad in der entgegengesetzten Richtung betätigt wird,
wenn das Fahrzeug nach Durchfahren der ersten Kurve in die zweite
Kurve einfährt.
Dieser Vorgang wird in der Weise ausgeführt, daß der Beleuchtungsbereich auf
der gegenüberliegenden
Seite vergrößert wird,
wenn das Lenkrad in entgegengesetzter Richtung betätigt wird.
Wenn ein Fahrer die vorausliegende Situation erkennen soll, bevor
er den Lenkwinkel auf einen vorgegebenen Winkel einstellt, kann
der vorausliegende Verlauf der Kurve daher geeignet ausgeleuchtet
werden, so daß die
Fahrsicherheit erhöht
werden kann.
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Obwohl
die gleiche Steuerung wie die Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung ausgeführt wird,
bis die Richtung der optischen Achse wieder in die Geradeausrichtung
zurückgestellt
wird, wie dies in der beschriebenen Ausführungsform der Fall ist, ist es
auch möglich,
den Änderungswinkel
der Richtung der optischen Achse der Leuchte, d. h. einen Schwenkwinkel,
zu erhöhen,
während
die Richtung der optischen Achse der Leuchte in die dem momentanen
Lenkwinkel entsprechende Geradeausrichtung zurückgestellt wird, und die Richtung
der optischen Achse der Leuchte bei kleinem Lenkwinkel stark zu erhöhen, wie
dies durch die Kennlinie, die in 7 durch
die Strichpunktlinie B1 gezeigt ist, angegeben ist. Wenn in diesem
Fall die Richtung der optischen Achse der Leuchte auf der Kennlinie
A1 liegt, wird sie längs
der Kennlinie B2, die den gleichen Schwenkwinkel wie die Kennlinie
B1 hat, in die Geradeausrichtung zurückgestellt. Wenn alternativ
die Richtung der optischen Achse der Leuchte zwischen den Punkten
Ax und Ay liegt, wird sie auf der Grundlage der (nicht gezeigten)
Kennlinie, die den gleichen Schwenkwinkel wie die Kennlinie B1 hat,
zurückgestellt.
Folglich kann die zur momentanen Lenkrichtung gegenüberliegende
Seite früher
ausgeleuchtet werden.
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Die
Beschreibung, die für
eine Leuchte des Projektortyps gegeben wurde, kann auch auf eine Nebelleuchte
angewendet werden. Die Lichtverteilungscharakteristik dieser Leuchte
ist in den 9A und 9B gezeigt.
Genauer wird die Richtung der optischen Achse der Nebelleuchte in
Querrichtung entsprechend dem Lenkwinkel abgelenkt, ferner wird eine
Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung ausgeführt, wenn die Lenkung in einer
entgegengesetzten Richtung mit einer Lenkwinkelgeschwindigkeit ausgeführt wird,
die größer als
ein vorgegebener Wert ist. Somit wird die Richtung der optischen
Achse der Leuchte schnell- zur gegenüberliegenden Seite geschwenkt,
so daß der
vorausliegende Straßenverlauf
auf einer kurvigen Straße
oder an einer Straßenkreuzung
schnell ausgeleuchtet wird und die Fahrsicherheit erhöht werden
kann.
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Nun
wird der Fall beschrieben, in dem die in 3 gezeigte
Leuchte des Reflektortyps als Scheinwerfer ausgebildet ist. 10A ist ein Lichtverteilungscharakteristik-Diagramm,
das einen Beleuchtungsbereich in einem Normalzustand bei Abblendlicht
des Scheinwerfers zeigt, bei dem eine Lichtverteilung in einem Beleuchtungsgebiet
vorliegt, in dem die rechte Hälfte
in Geradeausrichtung nach unten versetzt ist. Auch in dieser Ausführungsform wird
eine Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung auf
der Grundlage des Ablaufplans von 6 ausgeführt. In
dieser Ausführungsform
steuert die CPU 11 die Motortreiberschaltung 20 an,
so daß das
Beleuchtungsgebiet der Leuchte, d. h. die Lichtverteilungscharakteristik
der Leuchte, so gesetzt ist, daß durch
die Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung im
Schritt S105 und durch die Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung
im Schritt S106 ein erwünschtes
Beleuchtungsgebiet erhalten wird. In der Leuchte wird daher der
Nebenreflektor 207 durch den Motor 210 geschwenkt,
so daß die
Reflexionsrichtung für
vom Leuchtkolben 205 ausgesendetes und vom Nebenreflektor 207 reflektiertes
Licht geändert wird.
Daher wird das Beleuchtungsgebiet der gesamten Leuchte geändert. In
diesem Fall wird das Beleuchtungsgebiet in Rechts-Richtung oder
in Links-Richtung vergrößert, wie
in 10B gezeigt ist. Das zu vergrößernde Beleuchtungsgebiet wird bei
Erhöhung
des Lenkwinkels vergrößert. Aus
diesem Grund wird eine mittige optische Achse in Querrichtung für die gesamte
Leuchte abgelenkt, wobei eine Steuerung, die zu der auf der Kennlinie
A von 7 basierenden Steuerung äquivalent ist, ausgeführt wird.
In der gleichen Weise wie in dieser Ausführungsform wird daher die optische
Achse des Scheinwerfers in der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs entsprechend
dem Lenkvorgang geschwenkt, wenn das Fahrzeug längs einer Kurve oder in aufeinanderfolgenden
Rechtskurven und Linkskurven fährt
oder eine Kreuzung passiert, so daß die Fahrsicherheit erhöht wird.
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In
dem Fall, in dem der Vorgang in der entgegengesetzten Richtung ausgeführt wird
und die Lenkwinkelgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert
ist, wird ferner die Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung S106
ausgeführt,
so daß eine
Steuerung ausgeführt
wird, die zu der auf der Kennlinie C von 7 basierenden
Steuerung äquivalent
ist. Folglich wird das Beleuchtungsgebiet in Querrichtung zu der
der Lenkrichtung entgegengesetzten Seite vergrößert. Daher kann der Verlauf
einer kurvigen Straße
oder einer Straßenkreuzung schnell
ausgeleuchtet werden, so daß die
Fahrsicherheit erhöht
wird.
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Auch
in dem Fall, in dem die Leuchte des Reflektortyps von 3 als Nebelleuchte ausgebildet ist, kann
die gleiche Funktion ausgeführt
werden. Ein normales Beleuchtungsgebiet, das in 11A gezeigt ist, wird entsprechend dem Lenkwinkel
in Rechts-Richtung oder in Links-Richtung
wie in 11B gezeigt vergrößert.
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In
der Erfindung kann ferner die Beleuchtungsbereich-Korrektursteuerung
in jeder dieser Ausführungsformen
entweder für
den linken oder für
den rechten Scheinwerfer LHL bzw. RHL oder für die linke und die rechte
Nebelleuchte LFL bzw. RFL des in 1 gezeigten
Fahrzeugs CAR ausgeführt
werden. Genauer steuern in dem in 12 gezeigten
Schema beide Leuchten, d. h. die linken und rechten Scheinwerfer
LHL und RHL den Beleuchtungsbereich entsprechend dem Lenkwinkel.
In dem Fall, in dem die Lenkrichtung als Links-Richtung festgelegt ist
und der Steuervorgang in Rechts-Richtung ausgeführt wird, wird die Richtung
der optischen Achse der Leuchte in der zur momentanen Lenkrichtung
entgegengesetzten Richtung geschwenkt oder wird das Beleuchtungsgebiet
vergrößert, wenn
der Lenkwinkel für
eine der Leuchten, d. h. nur für
den rechten Scheinwerfer RHL, verringert wird, wobei die Lenkung
wieder in die Geradeausrichtung zurückgestellt wird. Auf diese
Weise wird die Korrektursteuerung zum Schwenken des Beleuchtungsbereichs
ausgeführt.
In diesem Fall wird die Beleuchtungsbereich-Änderungssteuerung durch den
linken Scheinwerfer LHL ausgeführt,
so daß die
Ausleuchtung der momentanen Lenkrichtung beibehalten wird. Folglich kann
der Sichtbereich für
den Fahrer weiter erhöht werden,
wodurch die Fahrsicherheit wirksam erhöht wird.
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Die
Leuchte gemäß der Erfindung
ist nicht auf eine Leuchte des Projektortyps und auf eine Leuchte
des Re flektortyps eingeschränkt,
statt dessen kann die Erfindung auf jede Leuchte angewendet werden,
die die Änderung
der Beleuchtungsrichtung oder des Beleuchtungsgebiets steuern kann.
Beispielsweise ist die in 13 gezeigte
Leuchte als rechter Kombinationsscheinwerfer RCHL eines Fahrzeugs
ausgebildet, in dem mehrere Leuchten mit optischen Achsen, die in
verschiedene Richtungen orientiert sind, kombiniert sind, wobei
eine Abblendlichtleuchte 310 des Scheinwerfers und eine
Beleuchtungsrichtungs- und Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320 in
einem Leuchtengehäuse 303 vorgesehen
sind, das durch einen Beleuchtungskörper 301 und eine
Linse 302 gebildet ist. Die Abblendlichtleuchte 310 stimmt
mit der Abblendlichtleuchte eines herkömmlichen Scheinwerfers überein und
umfaßt einen
Reflektor 311, einen Leuchtkolben 312 und eine
Abschattung 313 und besitzt eine optische Achse O1, die
in Geradeausrichtung des Fahrzeugs orientiert ist. Die Beleuchtungsrichtungs-
und Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320 umfaßt einen
Reflektor 321 und einen Leuchtkolben 322 und besitzt
eine optische Achse O2, die in bezug auf die Geradeausrichtung des
Fahrzeugs nach rechts geschwenkt ist. Die Leuchtkolben 312 und 322 der
Leuchten 310 und 320 sind mit einer Steuereinheit 10 verbunden,
wobei die Ein/Aus-Steuerung und die Helligkeitssteuerung der Leuchtkolben 312 und 322 durch
die Steuereinheit 10 ausgeführt werden kann. Mit der Steuereinheit 10 sind
in der gleichen Weise wie bei der obenbeschriebenen Steuereinheit 10 verschiedene
Sensoren verbundenen, deren wiederholte Beschreibung weggelassen
wird. Ferner kann ein linker Kombinationsscheinwerfer in symmetrischer
Weise ausgebildet sein, weshalb er hier nicht gezeigt ist.
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In
dem Fall, in dem die Beleuchtungsrichtung im rechten Kombinationsscheinwerfer
RCHL nicht geändert
wird, ist nur die Abblendlichtleuchte 310 eingeschaltet,
um eine Ausleuchtung in Geradeausrichtung des Fahrzeugs zu erzielen.
In dem Fall, in dem die Beleuchtungsrichtung geändert werden soll, wird auch
die Beleuchtungsrichtungs- und
Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320 eingeschaltet, wobei ihre
Helligkeit allmählich
entsprechend der Zunahme des Lenkwinkels erhöht wird, während die Helligkeit der Abblendlichtleuchte 310 verringert
wird. Daher wird die Ausleuchtung in einem Zustand ausgeführt, in
dem das von der Abblendlichtleuchte 310 in Geradeausrichtung
ausgesendete Licht und das von der Beleuchtungsrichtungs- und Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320 in
Rechts-Richtung ausgesendete Licht gemischt sind. Im Ergebnis wird
die Beleuchtungsrichtung des rechten Kombinationsscheinwerfers RCHL
in Rechts-Richtung geändert.
Zu diesem Zeitpunkt überlappt
darüber
hinaus das Beleuchtungsgebiet der Abblendlichtleuchte 310 teilweise
mit dem Beleuchtungsgebiet der Beleuchtungsrichtungs- und Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320.
Daher wird das Beleuchtungsgebiet vergrößert. Je nach Situation kann
die Abblendlichtleuchte 310 auch ausgeschaltet werden,
wenn die Beleuchtungsrichtungs- und Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320 eingeschaltet
ist. In diesem Fall wird die Ausleuchtung nur durch die Beleuchtungsrichtungs-
und Beleuchtungsgebiet-Einstelleuchte 320 im Beleuchtungsgebiet
des rechten Kombinationsscheinwerfers RCHL ausgeführt. Wenn die
Beleuchtungsgebiete der Abblendlichtleuchte 310 und der
Beleuchtungsrichtungs- und Beleuchtungsgebiet-Einstellleuchte 320 gleich
sind, ist es auch möglich,
nur die Beleuchtungsrichtung zu ändern,
ohne das Beleuchtungsgebiet des rechten Kombinationsscheinwerfers
RCHL zu ändern.
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Obwohl
in den obigen Ausführungsformen das
Beispiel beschrieben worden ist, in dem ein Lenkwinkel und eine
Winkelgeschwindigkeit durch einen Lenksensor für die Erfassung des Drehwinkels eines
Lenkrades erfaßt
werden, können
auch andere Sensoren verwendet werden, sofern der Lenkwinkel des
Lenkrades oder einer Lenkvorrichtung erfaßt werden kann.
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Wie
oben beschrieben wurde, ändert
die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung den Beleuchtungsbereich
von Leuchtmitteln für die
Ausleuchtung des vorausliegenden Gebietes eines Fahrzeugs entsprechend
dem Lenkwinkel des Fahrzeugs, wobei die der momentanen Lenkrichtung gegenüberliegende
Seite durch die Lenkmittel ausgeleuchtet wird, wenn die Lenkrichtung
von einer Richtung zur entgegengesetzten Richtung geändert wird
und ein Lenkvorgang vergleichsweise schnell ausgeführt wird.
Daher kann eine nächste
Kurve oder der Verlauf einer Straßenkreuzung bereits ausgeleuchtet
werden, bevor ein Lenkvorgang tatsächlich ausgeführt werden
muß, was
bei einer vorausliegenden S-Kurve oder einer vorausliegenden Straßenkreuzung,
in der sich Rechtskurven und Linkskurven abwechseln, auftreten kann.
Somit wirkt sich die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf die Erhöhung der
Fahrsicherheit sehr günstig
aus, wenn das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße fährt oder sich einer Straßenkreuzung
annähert.