JP3861342B2

JP3861342B2 - Headlamp light distribution control device

Info

Publication number: JP3861342B2
Application number: JP28094196A
Authority: JP
Inventors: 孝和森; 隆司中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: JPH10125107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドランプの配光制御装置にかかり、特に、走行中に車両前方を照射するヘッドランプの配光を制御するヘッドランプの配光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両には、夜間等にドライバーの前方視認性を向上させるために、ヘッドランプが配設されている。一般にヘッドランプは、車両の先端かつ左右に配設されており、比較的広範囲を照射している。ところが、ヘッドランプは固定されているため、車両の走行状態、例えば、車両が旋回する時には、ドライバーは車両のヘッドランプの照射範囲外である暗部を継続して目視することがあり、車両走行中にドライバーが目視するに必要な部位を明るく照射することができないことがあった。
【０００３】
これを解決するためのヘッドランプの配光制御装置の一例が特開昭６−０７２２３４号公報に示されている。このヘッドランプの配光制御装置は、車速センサ、照射方向及び照射範囲の少なくとも一方が変更可能なヘッドランプ、演算手段及び制御手段を有しており、演算手段は、車両の進行路の形状を表す情報及び車速に基づいて車両が進行路に沿って所定時間後に到達する位置を推定する。また演算手段は、この推定した位置に光が照射されるようにヘッドランプの照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を演算する。この所定時間後に到達する位置は、ドライバーが目視する位置と一致した位置であり、この位置を推定することによってドライバーの注視位置を推定することができる。また、制御手段は、演算手段の演算結果に基づいてヘッドランプの照射方向及び照射範囲の少なくとも一方を制御する。従って、ヘッドランプによってドライバーが目視する位置と一致した位置に光が照射され、ドライバーの運転時の視界が確保される。
【０００４】
また、特開昭６−１６２８０４号公報には、画像処理により道路勾配を検出して、光軸調整を行うヘッドランプの配光制御装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのヘッドランプの配光制御装置を組み合わせて配光制御を行う場合には、道路形状、ドライバーの注視距離及び道路勾配の各検出精度に差があり、道路形状、ドライバーの注視距離及び道路勾配に合せて、ヘッドランプの配光を精度良く制御することは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、照射範囲制御機能と照射角度範囲制御機能との両機能の協調制御が可能なヘッドランプの配光制御装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために請求項１記載の本発明は、進行経路に応じてヘッドランプの配光を変化させるヘッドランプの配光制御装置であって、道路情報を地図情報として記憶する地図情報記憶手段と、通信により車両の地球上の三次元位置、速度、時間情報を入手する通信手段と、車速に応じてドライバーの注視距離を検出する注視距離検出手段と、車両の前方の配光における明暗の境界線であるカットラインを制御するシェードと、前記地図情報記憶手段と前記通信手段とに基づく車両前方の道路の凹凸形状と、前記注視距離検出手段により検出したドライバーの注視距離と、から車両前方の凹凸形状の道路上におけるドライバーの注視位置を推定し、推定した位置に光が照射される前記ヘッドランプの上下方向の照射角度を検出する照射角度検出手段と、前記照射角度検出手段からの制御信号に応じてヘッドランプの光軸の仰角、俯角制御を行うアクチュエータと、前記照射角度検出手段により検出した前記照射角度と、基準となる前記ヘッドランプの仰角、俯角との差分を算出し、該差分が前記カットラインの振れ角の２分の１以下の場合にはヘッドランプの上下方向の配光制御を前記シェードによるカットラインの制御で行い、前記差分が前記カットラインの振れ角の２分の１を越える場合にはヘッドランプの上下方向の配光制御を基準となる前記ヘッドランプの仰角、俯角から前記照射角度検出手段により検出した前記照射角度に代えて前記アクチュエータによる光軸の仰角、俯角制御で行う制御手段と、を有することを特徴としている。
また、請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のヘッドランプの配光制御装置において、ハイビーム用ヘッドランプとロアビーム用ヘッドランプとを備え、前記制御手段は、道路形状を特定できるラインと前記注視距離を半径とする円弧との交点を通過するドライバー視線と、車両の走行方向と、の成す角度としての偏差角を算出すると共に、前記注視距離に基づいて前記ハイビーム用ヘッドランプの点灯と消灯を判断し、前記ハイビーム用ヘッドランプが点灯している場合には、算出された前記偏差角と道路面内の両最外線の角度に応じて前記ハイビーム用ヘッドランプのリフレクタを回転させ前記ハイビーム用ヘッドランプの偏差角の角度制御を行うことを特徴としている。
【０００８】
従って、地図情報と通信により高精度なヘッドランプの配光制御が可能であることに加えて、照射範囲検出手段と照射角度検出手段とに基づきヘッドランプの配光を制御する際に、照射角度検出手段により検出した照射角度と、基準となるヘッドランプの仰角、俯角との差分を算出し、該差分がカットラインの振れ角の２分の１以下の場合にはヘッドランプの上下方向の配光制御をシェードによるカットラインの制御で行い、差分がカットラインの振れ角の２分の１を越える場合にはヘッドランプの上下方向の配光制御を基準となるヘッドランプの仰角、俯角から照射角度検出手段により検出した照射角度に代えてアクチュエータによる光軸の仰角、俯角制御で行うことにより、照射範囲制御機能と照射角度範囲制御機能との両機能の協調制御が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、車両の前方に配設されたヘッドランプの配光を制御するヘッドランプの配光制御装置に本発明を適用したものである。
【００１０】
（車両１０の構造）
図４に示される如く、車両１０のフロントボデー１０Ａの上面部には、エンジンフード１２が配置されており、このエンジンフード１２は、後端部に設けられたヒンジ（図示省略）によってボデーフレームに揺動可能に取付られている。フロントボデー１０Ａの前端下部には、車幅方向に延びるフロントバンパ１６が固定されている。このフロントバンパ１６の上部、かつフロントボデー１０Ａの前端下部には、左右一対のヘッドランプ１８、２０が配設されており、これらのヘッドランプ１８、２０内には、ハイビーム用ヘッドランプとロアビーム用ヘッドランプとがそれぞれ配設されている。
【００１１】
（ヘッドランプ）
図３に示される如く、ヘッドランプ１８のロアビーム用ヘッドランプ１８Ａは、プロジェクタタイプのヘッドランプで、凸レンズ３０、バルブ３２及びランプハウス３４を有している。このランプハウス３４の一方の開口には、凸レンズ３０が固定され、他方の開口には、凸レンズ３０の光軸Ｌ（凸レンズ３０の中心軸）上に発光点（フィラメント）が位置するようにソケット３６を介してバルブ３２が固定されている。
【００１２】
図２に示される如く、ランプハウス３４の側部には、側面視でバルブ３２のフィラメントと一致する位置に軸２２が立設されており、ヘッドランプ１８Ａ全体が軸２２を中心に上下方向へ揺動し、照射角度（仰角及び俯角）が変化するようになっている。また、軸２２はギア２３、２４を介して制御装置４８（図１参照）から出力される制御信号に応じて回転するアクチュエータとしてのモータ２５に連結されており、モータ２５を制御することによりヘッドランプ１８Ａの照射角度が変化するようになっている。
【００１３】
ランプハウス３４の内部でかつ凸レンズ３０及びバルブ３２の間には、後述する回転シェード４０が配設されており、このシェード４０が凸レンズ３０の光軸Ｌと直交する軸Ｓの回りを制御装置４８（図１参照）から出力される制御信号に応じて回転するアクチュエータとしてのモータ４１、４２によって回転可能とされている。
【００１４】
また、ランプハウス３４のバルブ側（図３右側）は、楕円反射面のリフレクタ３８とされている。このリフレクタ３８は左右方向（図２の矢印Ｍ方向）へ、制御装置４８（図１参照）から出力される制御信号に応じて回転するアクチュエータとしてのモータ（図示省略）によって移動可能とされている。また、リフレクタ３８によって反射されたバルブ３２の光は、シェード４０近傍へ集光される。従って、凸レンズ３０は、バルブ３２の光がリフレクタ３８によって反射集光されたシェード４０近傍の位置を発光点として、車両１０の前方（図３矢印ＦＲ方向）へ光を射出する。
【００１５】
なお、ヘッドランプ１８のハイビーム用ヘッドランプ１８Ｂ及びヘッドランプ２０のハイビーム用ヘッドランプ、ロアビーム用ヘッドランプは、それぞれロアビーム用ヘッドランプ１８Ａと同様の構成のため、説明を省略する。
【００１６】
（ヘッドランプ１８のシェード４０）
図２に示される如く、ロアビーム用ヘッドランプ１８Ａのシェード４０は、第１遮光部４０Ａ及び第２遮光部４０Ｂを備えており、制御装置４８（図１参照）が出力する制御信号に応じてモータ４１、４２が回転駆動することにより第１遮光部４０Ａ及び第２遮光部４０Ｂが凸レンズ３０の光軸Ｌと直交する軸Ｓ回りにそれぞれ独立して回転する。第１遮光部４０Ａ及び第２遮光部４０Ｂの断面形状はカム状になっている。また、シェード４０の第１遮光部４０Ａと第２遮光部４０Ｂとが異なる高さになっているのは、車両１０の前方の左右でドライバー（運転者）の視認範囲が異なるためであり、例えば、車両１０の左前方は、ドライバーによる歩行者や標識等の確実な視認が必要である。一方、右前方は、ドライバーによる歩行者や標識等の視認性の確保を考慮しつつ、対向車の防眩のため照射範囲を決めることがよいことになる。
【００１７】
なお、ヘッドランプ２０のロアビーム用ヘッドランプのシェードも同様の構成のため、説明を省略する。また、ハイビーム用ヘッドランプには、シェード４０は装着されておらず、制御されない。
【００１８】
（制御装置の構造）
図１に示される如く、制御装置４８は、注視距離検出手段、照射範囲検出手段、照射角度検出手段、及び制御手段としての配光制御回路４９を備えており、この配光制御回路４９は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。また、配光制御回路４９には、車速検出手段としての車速センサ６６が接続されており、この車速センサ６６は車両１０の速度Ｖに応じた信号を出力するようになっている。
【００１９】
また、配光制御回路４９には車両前方道路形状展開回路（マップマッチング回路）７０が接続されており、この車両前方道路形状展開回路７０には、ＧＰＳを受信する通信手段としてのＧＰＳアンテナ７２、基準局からの補正値の多重ＦＭ信号を受信する通信手段としてのＦＭアンテナ７４及び、勾配、カーブ等の道路情報が地図情報（道路地図・形状データ）として記憶された地図情報記憶手段としてのＣＤＲＯＭ７６が接続されている。また、配光制御回路４９はモータ駆動回路６４を介してモータ２５、４１、４２及びリフレクタを左右方向へ移動するモータを作動させるように接続されている。また、各モータは、パルスジェネレータを備えており、配光制御回路４９は各モータの回転角度を検出可能となっている。
【００２０】
なお、配光制御回路４９は、車両前方道路形状展開回路７０から入力される信号に基づいて、現時点の車両１０の走行方向と、道路形状に応じてドライバーが目視する視線方向の配光制御量を求める装置である。
【００２１】
（カットライン、配光パターン）
本実施形態では、ヘッドランプ１８、２０のカットラインを、シェード４０の第１遮光部４０Ａ及び第２遮光部４０Ｂを回転させることによって制御する。
【００２２】
図５には、夜間走行中、ヘッドランプ１８、２０で道路を照射（図６参照）したときのカットラインのイメージ図を示した。
【００２３】
ヘッドランプ１８による光の照射は、上記のシェード４０（図２参照）で制限される。すなわち、ヘッドランプ１８による光の照射及び未照射の境界は、第１遮光部４０Ａ、第２遮光部４０Ｂによるカットライン１４０、カットライン１４２であり、これらのカットラインを連続した上方向（図５矢印Ｂ方向）の領域Ａｄが遮光される。
【００２４】
上記カットライン１４０の上下方向（図５矢印Ｂ方向及び反矢印Ｂ方向）の移動は、車両１０から前方へヘッドランプ１８によって光が照射される明部領域Ａｂの端部光の到達距離に対応される。
【００２５】
従って、上記シェード４０が有する第１遮光部４０Ａ、第２遮光部４０Ｂを回転することによって、路面の照射領域を自由に設定することができる。
【００２６】
次に、ヘッドランプ１８、２０を、道路の形状（直線性及び蛇行性）に応じて移動したときの配光パターンＺについて説明する。
【００２７】
図７に示した配光パターンＺは、以下に説明するリフレクタ３８とバルブ３２を左右に移動して配光を変更するための基準となる初期状態の配光パターンＺを示しており、例えば、路面照度５ルクスの配光パターンＺを示している。
【００２８】
図８には、リフレクタ３８とバルブ３２を移動させることによって、左方へ配光の広がりを変化させたときの配光パターンＺを示しており、広がる範囲を斜線に示している。
【００２９】
図９には、リフレクタ３８とバルブ３２を移動させることによって、右方へ配光の広がりを変化させたときの配光パターンＺを示しており、広がる範囲を斜線に示している。
【００３０】
本実施形態では、このシェード４０の第１遮光部４０Ａ、第２遮光部４０Ｂを回転させた位置と、リフレクタ３８とバルブ３２を移動させた相対位置とによって形成される配光の状態を大別し予め複数定めており、各々の配光の状態を配光パターンＺとしている。この配光パターンＺは、所望の配光状態にシェード４０の第１遮光部４０Ａ、第２遮光部４０Ｂの各位置及びリフレクタ３８とバルブ３２の各位置を記憶させることによって対応させることができる。また、シェード４０とリフレクタ３８を連続的に移動させることにより、配光を連続的に制御することもできる。
【００３１】
（偏差角φ）
次に、偏差角φを求める方法について簡単に説明する。
【００３２】
まず、本発明者は、車両１０の走行中におけるドライバーの注視位置の検出実験を行った。この実験は、複数の道路（進行路）１２２（図６参照）において車両１０を複数の走行速度（車速Ｖ）で走行した場合に、車両１０からドライバーが注視する視点位置までの距離を、視線方向（車両１０の走行方向と成す角度）、及び車速Ｖから求めたものである。本発明者は、この実験により、ドライバーが道路形状及び車速Ｖに拘わらず所定時間後に車両１０が到達する位置を注視しているという結果を得ることができた。従って、道路１２２の道路形状及び車速Ｖを特定することができれば、ドライバーの注視位置を求めることができる。
【００３３】
図１０に示したように、車両１０の現車速Ｖにおけるドライバーの注視距離は、以下の式（１）に示したように車両１０から現車速Ｖで所定時間後の注視距離ＷH （半径ＷH の円周上）の部位である。道路１２２は、車両前方道路形状展開回路７０で求められた道路形状であり、通常、ドライバーはこの道路形状に応じた方向を目視する。従って、この道路のセンターライン１２４と半径ＷH との交点Ｐを、ドライバーの注視位置として特定することができる。
【００３４】
ＷH ＝Ｔ・（１０／３６）・Ｖ −−− （１）
但し、Ｔ：所定時間（単位、ｓ）
Ｖ：車速（単位、ｋｍ／ｈ）
ＷH ：注視距離（単位、ｍ）。
【００３５】
この交点Ｐを通過する直線が、道路形状に応じてドライバーが目視する方向（ドライバーの視線Ｌ１）と略一致する方向である。従って、車両１０の走行方向と一致するドライバーの視線Ｌ（図６参照）と道路形状に応じた視線Ｌ１との成す角度が、車両１０の走行状態（車速Ｖ）及び道路形状に応じてドライバーの視線方向が変化する角度を示す偏差角φとなる。
【００３６】
以下、本実施形態の制御の概略について図１１に示す流れ図に従って説明する。
【００３７】
本実施形態では、ステップ（以下Ｓと示す）１００に示される如く、ＧＰＳアンテナ７２でＧＰＳを受信すると共に、Ｓ１０２に示される如く、ＦＭアンテナ７４で基準局からの補正値の多重ＦＭ信号を受信する。
【００３８】
次に、Ｓ１０４に示される如く、車両前方道路形状展開回路７０では、これらの信号から精度の良い現在位置を計算し、Ｓ１０６に示される如く、ＣＤＲＯＭ７６から得られる道路地図・形状データ上に特定し、車速信号から道路形状の展開範囲を決めて、Ｓ１０８に示される如く、車両走行道路形状を展開する。
【００３９】
また、Ｓ１１０に示される如く、上記の式（１）によって現車速Ｖで所定時間後に車両が到達する位置に対応するドライバ注視距離ＷH を計算し、Ｓ１１２に示される如く、車両走行道路形状上のドライバーの視線点を計算する。ドライバーの視線点の計算が終了すると、Ｓ１１４に示される如く、偏差角φＸと仰角、俯角φＬを計算する。なお、ドライバーの注視位置は、上記式（１）に示したように車両１０の走行状態（車速Ｖ）を含め考慮されている。
【００４０】
次に、Ｓ１１６に示される如く、ヘッドランプの適正配光計算を行い、次のＳ１１８では、求めた各値に基づいてヘッドランプ配光制御を実行する。
【００４１】
なお、本実施形態では、ヘッドランプ１８、２０の配光を制御する制御量を演算するためにファジイ推論を利用しても良い。
【００４２】
次に、車両走行方向と注視点との偏差角φＸと、仰角、俯角φＬ（φＬ’）の算出フローに付いて図１２に従って説明する。
【００４３】
配光制御回路４９では、Ｓ２００において、図１３（Ａ）に示される如く、車両走行方向と注視点Ｐとの偏差角φＸを計算する。この場合、図１３（Ｂ）に示される如く、車両１０と注視点Ｐ間の道路形状が凹である場合には、Ｓ２０２において、車両走行方向と注視点Ｐとの仰角、俯角φＬを計算し、Ｓ２０４に移る。
【００４４】
Ｓ２０４では、仰角、俯角φＬのラインと道路１２２の交点を計算し、Ｓ２０６において、交点Ｐ１が注視点Ｐより手前にあるか否かの判定を行う。
【００４５】
Ｓ２０６において、交点Ｐ１が注視点Ｐより手前にあると判定されない場合には、即ち、図１３（Ｂ）の場合には、偏差角φ及び仰角、俯角φＬとして処理を終了する。
【００４６】
一方、Ｓ２０６において、交点Ｐ１が注視点Ｐより手前にあると判定された場合には、即ち、図１４に示される如く、車両１０と注視点Ｐ間の道路形状が凸である場合には、Ｓ２０８において、図１４（Ｂ）に示される如く、道路の頂点Ｑ付近を通る道路との接線Ｌ’を求める。次に、Ｓ２１０において、接線Ｌ’が光軸となるように、車両走行方向と注視点との仰角、俯角φＬ’を計算する。
【００４７】
即ち、図１３に示される如く、車両前方の注視点Ｐまでの道路形状が凹形状の場合には、注視点Ｐを基準に制御が実施される。一方、図１４に示される如く、車両前方の注視点Ｐまでの道路形状が凸形状の場合には、道路の頂点付近Ｑ（接線の接点）に光軸Ｌ’を合わせる制御が行われる。
【００４８】
次に、仰角、俯角制御とカットライン制御の協調制御フローについて図１５に従って説明する。
【００４９】
本制御フローでは、カットライン制御を行う場合、図１５に示した制御メインルーチンが実行される。先ず、Ｓ３００において、カットライン制御中か否かの判定を行い、カットライン制御中でないと判定された場合には、Ｓ３０２へ移行する。
【００５０】
Ｓ３０２では、ヘッドランプの光軸の仰角、俯角φＬの制御を中止し、次のＳ３０４では、その時の仰角、俯角φＬ（ｔｋ０）を読み込み（初期設定）、Ｓ３０６へ移行してカットライン制御を開始する。
【００５１】
一方、Ｓ３００において、カットライン制御中であると判定された場合には、Ｓ３０８へ移行し、ヘッドランプ光軸の仰角、俯角φＬ（ｔｋ）を読み込み、次のＳ３１０では、読み込んだヘッドランプの光軸の仰角、俯角φＬ（ｔｋ）を基準となる仰角、俯角φＬ（ｔｋ０）と比較し、その差が所定値Ｋを越えるか否かの判定を行う。
【００５２】
なお、対向車サイドを重視して、Ｋはカットライン振れ角（最上から最下）の２分の１より小さく設する。即ち、Ｋ＜図５の矢印ａの角度／２と設定する。また、図５の矢印ｂの角度は仰角、俯角の振れ角（最上から最下）を示す。
【００５３】
この結果、その差が所定値Ｋを越えないと判定された場合には、即ち、ヘッドランプ光軸の仰角、俯角の変化がカットライン振れ角（図５の矢印ａの角度）の２分の１以下の場合には、Ｓ３１２においてヘッドランプ光軸の仰角、俯角制御をカットライン制御で行う。
【００５４】
一方、Ｓ３１０において、その差が所定値Ｋを越えると判定された場合には、Ｓ３１４においてヘッドランプ光軸の仰角、俯角をφＬ（ｔｋ）に制御する。
【００５５】
次に、Ｓ３１６において、ヘッドランプ光軸の仰角、俯角を基準値φＬ（ｔｋ０）からφＬ（ｔｋ）に代えた後、Ｓ３１８において、カットラインの修正制御を行う。
【００５６】
従って、本実施形態では、特に、ヘッドランプ光軸の仰角、俯角の変化がカットライン振れ角（図５の矢印ａの角度）の２分の１以下の場合には、ヘッドランプ光軸の仰角、俯角制御をカットライン制御で行い、精度の高いカットライン（照射範囲）制御をヘッドランプ光軸の仰角、俯角（照射角度）に優先させて行う。
【００５７】
このため、照射範囲制御機能と照射角度範囲制御機能との両機能の協調制御が可能になる。
【００５８】
また、本実施形態では、側面視においてフィラメントと一致する位置に設けた軸２２を中心にヘッドランプ１８Ａ全体が揺動するため、小さいスペースでヘッドランプ光軸の仰角、俯角を変えることができる。
【００５９】
次に、ハイビームが点灯している場合の配光制御を図１６〜図１８に従って説明する。なお、原則として、ハイビーム点灯時には、ヘッドランプ光軸の仰角、俯角（照射角度範囲制御）は行わない。
【００６０】
車両がＳ字カーブ等の曲路に近づくと図１６に示した制御メインルーチンが実行される。
【００６１】
本制御ルーチンが実行されるとＳ４００において、対向車、前走車があり、ヘッドランプロアビーム切換え信号（Ｈ「Ｌｏ」信号）が有るか否かの判定を行う。ヘッドランプロアビーム切換え信号が有ると判定された場合には、Ｓ４０２へ移り、ロアビームの偏差角φを読み込み、Ｓ４０４において、ロアビームの偏差角を制御する。なお、対向車のある時は別フローでカットラインを制御する。
【００６２】
次に、Ｓ４０６へ移り、ハイビーム用ヘッドランプを消灯し、Ｓ４０８において、ニュートラルに戻し、次の制御立ち上がりを平均的に早くすると共にマニュアルで点灯する時に備える。次に、Ｓ４１０において、ヘッドランプビーム切換えフラグ（ＦＬＡＧＨ）をロア（Ｌｏ）にする。
【００６３】
一方、Ｓ４００において、ヘッドランプロアビーム切換え信号が無いと判定された場合には、即ち、対向車、前走車がない場合、または、対向車、前走車があっても相手に眩しさを与えない場合には、Ｓ４１２へ移り、車速Ｖを読み取った後、Ｓ４１４において、注視距離ＷH を算出する。この制御ルーチンにより、例えば、車速Ｖが７２Ｋｍ／ｈを越えると、自動的にヘッドランプハイビームが点灯して、１００ｍ以上先の走行路を照明する。
【００６４】
次のＳ４１６では、算出した注視距離ＷH が、１００ｍを超えているか否かの判定を行い、超えていると判定された場合には、Ｓ４１８に移る。Ｓ４１８では、演算された偏差角φｗを読み取って、ステップ４２０へ進む。このステップ４２０では、図１８（Ａ）に示される如く、道路１２２の面内の両最外線１２６の角度φｒＨＲ、φｒＨＬを読み込み、Ｓ４２２に移る。
【００６５】
Ｓ４２２では、図１７のフローチャートに示される如く、まずＳ４５０において、偏差角φｗが、角度φｒＨＲ、φｒＨＬの面内より外れる場合、即ちＫ＝（φｗ−φｒＨＲ）×（φｗ−φｒＨＬ）≧０と判定と判定された場合には、Ｓ４５２において、注視点Ｗｈ付近の道路方向角βを計算する。続いて、Ｓ４５４において、注視点Ｗｈ付近の道路方向角βが０より、大きいか否かを判定し、注視点Ｗｈ付近の道路方向角βが０より大きい（右カーブ）と判定した場合には、Ｓ４５６において、図１８（Ａ）に示される如く、ハイビームの制御角度に角度φｒＨＲを選択する。
【００６６】
一方、Ｓ４５４において、注視点Ｗｈ付近の道路方向角βが０より大きくない（左カーブ）と判定した場合には、Ｓ４５８において、ハイビームの制御角度に角度φｒＨＬを選択する。
【００６７】
また、Ｓ４５０において、偏差角φｗが、道路面内の両最外線１２６の角度φｒＨＲ、φｒＨＬの内側にある場合、即ちＫ≧０でないと判定と判定された場合には、Ｓ４６０において、図示しないが、ハイビームの制御角度に偏差角φｗを選択する。
【００６８】
図１６のＳ４２４においては、Ｓ４２２で選定したハイビームの制御角度に基づいて、配光制御量を演算し、演算された配光制御量に応じて、ハイビーム用ヘッドランプのリフレクタ３８を回転し、ハイビームの偏差角の角度制御を行う。その後、Ｓ４２６でハイビームを点灯し、Ｓ４２８でヘッドランプビーム切換えフラグ（ＦＬＡＧＨ）をハイ（Ｈｉ）にする。
【００６９】
また、Ｓ４３０において、偏差角φ８０ｍを読み込み、ロアビーム用ヘッドランプの注視距離をＷH ＝８０ｍにして、Ｓ４３２において、ロアビーム用ヘッドランプの配光制御を行い、８０ｍ先の地点（図１８に示されるヘッドランプロアビーム配向パターンＺ２）を照明する。なお、偏差角φ８０ｍが道路１２２の面内の両最外線１２６の角度より外れる場合には、ハイビームと同様に制御を行う。
【００７０】
一方、Ｓ４１６で、算出した注視距離ＷH が、１００ｍを超えていないと判定された場合には、Ｓ４３４に移る。Ｓ４３４では、算出した注視距離ＷH が、８０ｍ未満になった否かを判定し、注視距離ＷH が、８０ｍ未満になったと判定した場合には、Ｓ４０２〜Ｓ４１０において、ハイビームは消灯されるが、まず、ロアビームを注視距離ＷH 制御に切り換える。この時、ロアビームはＷH ＝８０ｍに制御されているので、配光の連続性が確保できる。
【００７１】
さらに、注視距離ＷH が、１００ｍ〜８０ｍの時は、ヒステリシス範囲で、ハイビーム点灯時はハイビームのまま、ハイビーム角度制御を継続する。また、ハイビーム消灯時は、ロアビームのまま、ロアビーム角度制御を継続する。
【００７２】
これによって、ヘッドランプハイビーム配向パターンＺ１が、図１８（Ａ）に二点鎖線で示される位置でなく、実線で示される位置に制御されるため、Ｓカーブ形状等の道路１２２においても、道路形状に沿った良い配光が確保でき、良い夜間視界が得られる。また、曲路方向の路肩を照明できるので、道路形状の把握が良くできる。
【００７３】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、軸２２を中心にヘッドランプ１８Ａ全体が揺動する構成としたが、これに代えて、リフレクタ３８のみが軸２２を中心に揺動する構成としても良い。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１、２記載の本発明は、進行経路に応じてヘッドランプの配光を変化させるヘッドランプの配光制御装置であって、道路情報を地図情報として記憶する地図情報記憶手段と、通信により車両の地球上の三次元位置、速度、時間情報を入手する通信手段と、車速に応じてドライバーの注視距離を検出する注視距離検出手段と、車両の前方の配光における明暗の境界線であるカットラインを制御するシェードと、前記地図情報記憶手段と前記通信手段とに基づく車両前方の道路の凹凸形状と、前記注視距離検出手段により検出したドライバーの注視距離と、から車両前方の凹凸形状の道路上におけるドライバーの注視位置を推定し、推定した位置に光が照射される前記ヘッドランプの上下方向の照射角度を検出する照射角度検出手段と、前記照射角度検出手段からの制御信号に応じてヘッドランプの光軸の仰角、俯角制御を行うアクチュエータと、前記照射角度検出手段により検出した前記照射角度と、基準となる前記ヘッドランプの仰角、俯角との差分を算出し、該差分が前記カットラインの振れ角の２分の１以下の場合にはヘッドランプの上下方向の配光制御を前記シェードによるカットラインの制御で行い、前記差分が前記カットラインの振れ角の２分の１を越える場合にはヘッドランプの上下方向の配光制御を基準となる前記ヘッドランプの仰角、俯角から前記照射角度検出手段により検出した前記照射角度に代えて前記アクチュエータによる光軸の仰角、俯角制御で行う制御手段と、を有するため、照射範囲制御機能と照射角度範囲制御機能との両機能の協調制御が可能であるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるヘッドランプの配光制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるヘッドランプの配光制御装置が適用されたヘッドランプを示す概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるヘッドランプの配光制御装置が適用されたヘッドランプを示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるヘッドランプの配光制御装置が適用された車両前部を示す車両斜め前方から見た斜視図である。
【図５】ヘッドランプ点灯時におけるカットラインを示すイメージ図である。
【図６】ヘッドランプ点灯時における車両の側面図である。
【図７】基準となる初期状態の配光パターンを示すイメージ図である。
【図８】左旋回時に応じた配光パターンを示すイメージ図である。
【図９】右旋回時に応じた配光パターンを示すイメージ図である。
【図１０】道路形状を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態における制御の概略を示すフロー図である。
【図１２】本発明の一実施形態における車両走行方向と注視点との偏差角と仰角、俯角の算出を示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ）は本発明の一実施形態における道路が凹形状の場合の注視距離とヘッドランプ配光パターンを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図１４】（Ａ）は本発明の一実施形態における道路が凸形状の場合の注視距離とヘッドランプ配光パターンを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図１５】本発明の一実施形態における仰角、俯角制御とカットライン制御の協調制御を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態におけるＳ字カーブ等の曲路においてのヘッドランプの配光制御を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態におけるＳ字カーブ等の曲路においてのヘッドランプの配光制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】（Ａ）本発明の一実施形態におけるＳ字カーブ等の曲路においての注視距離とヘッドランプ配光パターンを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【符号の説明】
１８ヘッドランプ
１８Ａロアビーム用ヘッドランプ
１８Ｂハイビーム用ヘッドランプ
２０ヘッドランプ
２５モータ
４１モータ
４２モータ
４９配光制御回路（注視距離検出手段、照射範囲検出手段、照射角度検出手段、及び制御手段）
６６車速センサ（車速検出手段）
７０車両前方道路形状展開回路（マップマッチング回路）
７２ＧＰＳアンテナ（通信手段）
７４ＦＭアンテナ（通信手段）
７６ＣＤＲＯＭ（地図情報記憶手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light distribution control device for a headlamp, and more particularly to a light distribution control device for a headlamp that controls the light distribution of a headlamp that irradiates the front of a vehicle while traveling.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a vehicle is provided with a headlamp in order to improve the driver's forward visibility at night or the like. In general, headlamps are arranged at the front and left and right of the vehicle, and irradiate a relatively wide area. However, since the headlamps are fixed, when the vehicle is running, for example, when the vehicle turns, the driver may continuously observe the dark part outside the irradiation range of the headlamps of the vehicle. In some cases, it was impossible to brightly irradiate the part necessary for the driver to visually observe.
[0003]
An example of a headlamp light distribution control device for solving this problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-072234. This light distribution control device for a headlamp includes a vehicle speed sensor, a headlamp capable of changing at least one of an irradiation direction and an irradiation range, a calculation means, and a control means. The calculation means determines the shape of the traveling path of the vehicle. Based on the information to be represented and the vehicle speed, a position where the vehicle reaches after a predetermined time along the traveling path is estimated. The calculating means calculates at least one of the irradiation direction and the irradiation range of the headlamp so that light is irradiated to the estimated position. The position reached after this predetermined time is a position that coincides with the position viewed by the driver, and the gaze position of the driver can be estimated by estimating this position. The control means controls at least one of the irradiation direction and the irradiation range of the headlamp based on the calculation result of the calculation means. Therefore, light is irradiated to the position that coincides with the position viewed by the driver by the headlamp, and the field of view when the driver is driving is secured.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-162804 discloses a headlamp light distribution control device that detects a road gradient by image processing and adjusts an optical axis.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the light distribution control is performed by combining these headlamp light distribution control devices, there is a difference in detection accuracy of the road shape, the driver's gaze distance and the road gradient, and the road shape, the driver's gaze distance and It was difficult to accurately control the light distribution of the headlamps according to the road gradient.
[0006]
In consideration of the above-described facts, an object of the present invention is to provide a headlamp light distribution control device capable of cooperative control of both the irradiation range control function and the irradiation angle range control function.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention according to claim 1 is a headlamp light distribution control device that changes the light distribution of a headlamp according to a travel route, and stores map information as map information. Storage means, communication means for obtaining three-dimensional position, speed, and time information on the earth of the vehicle by communication, gaze distance detection means for detecting a driver's gaze distance according to vehicle speed, vehicle A shade that controls a cut line that is a boundary between light and dark in a light distribution ahead of the vehicle, an uneven shape of a road ahead of the vehicle based on the map information storage unit and the communication unit, and a driver detected by the gaze distance detection unit An illuminating angle detecting means for estimating a driver's gazing position on an uneven road ahead of the vehicle from the gaze distance of the vehicle, and detecting an illuminating angle in the vertical direction of the headlamp that is irradiated with light at the estimated position; An actuator that controls the elevation angle and depression angle of the optical axis of the headlamp in response to a control signal from the irradiation angle detection means, the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means, and the elevation angle and depression angle of the headlamp as a reference If the difference is equal to or less than half the deflection angle of the cut line, the light distribution control in the vertical direction of the headlamp is controlled. Performed by the control of the cut line by over-de, the light distribution control in the vertical direction of the headlamp when the difference exceeds one-half of the deflection angle of the cut line In place of the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means from the elevation angle and depression angle of the headlamp as a reference Control means for performing elevation angle and depression angle control of the optical axis by the actuator.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the headlamp light distribution control device according to the first aspect, It has a headlamp for high beam and a headlamp for lower beam, The control means includes A deviation angle is calculated as an angle formed by a driver's line of sight that passes through an intersection of a line that can specify a road shape and an arc whose radius is the gaze distance, and the traveling direction of the vehicle, and based on the gaze distance, Judgment of turning on and off of the high beam headlamp, the high beam headlamp If is lit, The calculated deviation angle and the angle of both outermost lines in the road surface In response to the Said Rotate the reflector of the high beam headlamp High beam headlamp It is characterized in that angle control of the deviation angle is performed.
[0008]
Therefore, in addition to enabling high-precision headlamp light distribution control through map information and communication, when controlling the light distribution of the headlamp based on the irradiation range detection means and the irradiation angle detection means, the irradiation angle The difference between the irradiation angle detected by the detection means and the elevation angle and depression angle of the reference headlamp is calculated, and when the difference is less than one half of the swing angle of the cut line, the headlamp vertical arrangement is calculated. Light control is performed by controlling the cut line with the shade, and if the difference exceeds one half of the swing angle of the cut line, the light distribution control in the vertical direction of the headlamp is performed. Instead of the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means from the elevation angle and depression angle of the reference headlamp By performing the elevation angle and depression angle control of the optical axis by the actuator, cooperative control of both the irradiation range control function and the irradiation angle range control function becomes possible.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the present invention is applied to a headlamp light distribution control device that controls the light distribution of a headlamp disposed in front of a vehicle.
[0010]
(Structure of vehicle 10)
As shown in FIG. 4, an engine hood 12 is disposed on the upper surface of the front body 10A of the vehicle 10, and this engine hood 12 is attached to the body frame by a hinge (not shown) provided at the rear end. It is attached so that it can swing. A front bumper 16 extending in the vehicle width direction is fixed to a lower portion of the front end of the front body 10A. A pair of left and right headlamps 18 and 20 are disposed in the upper part of the front bumper 16 and in the lower part of the front end of the front body 10A. In these headlamps 18 and 20, a high beam headlamp and a lower beam lamp are provided. A headlamp is provided.
[0011]
(head lamp)
As shown in FIG. 3, the lower beam headlamp 18 </ b> A of the headlamp 18 is a projector-type headlamp, and includes a convex lens 30, a bulb 32, and a lamp house 34. The convex lens 30 is fixed to one opening of the lamp house 34, and the socket 36 is arranged so that the light emitting point (filament) is positioned on the optical axis L of the convex lens 30 (the central axis of the convex lens 30). The valve 32 is fixed via
[0012]
As shown in FIG. 2, a shaft 22 is erected on the side of the lamp house 34 at a position that coincides with the filament of the bulb 32 in a side view, and the entire headlamp 18 </ b> A is vertically moved around the shaft 22. It swings and the irradiation angle (elevation angle and depression angle) changes. The shaft 22 is connected to a motor 25 as an actuator that rotates according to a control signal output from a control device 48 (see FIG. 1) via gears 23 and 24, and the head is controlled by controlling the motor 25. The irradiation angle of the lamp 18A changes.
[0013]
A rotation shade 40 described later is disposed inside the lamp house 34 and between the convex lens 30 and the bulb 32, and the control device 48 moves around the axis S orthogonal to the optical axis L of the convex lens 30. It can be rotated by motors 41 and 42 as actuators that rotate according to a control signal output from (see FIG. 1).
[0014]
Further, the bulb side (right side in FIG. 3) of the lamp house 34 is a reflector 38 having an elliptical reflecting surface. The reflector 38 is movable in the left-right direction (in the direction of arrow M in FIG. 2) by a motor (not shown) as an actuator that rotates according to a control signal output from the control device 48 (see FIG. 1). . Further, the light of the bulb 32 reflected by the reflector 38 is collected near the shade 40. Accordingly, the convex lens 30 emits light forward (in the direction of arrow FR in FIG. 3) of the vehicle 10 with the position near the shade 40 where the light from the bulb 32 is reflected and collected by the reflector 38 as a light emitting point.
[0015]
The high beam headlamp 18B of the headlamp 18, the high beam headlamp, and the lower beam headlamp of the headlamp 20 have the same configuration as the lower beam headlamp 18A, and thus description thereof is omitted.
[0016]
(Shade 40 of headlamp 18)
As shown in FIG. 2, the shade 40 of the lower beam headlamp 18A includes a first light-shielding portion 40A and a second light-shielding portion 40B, and a motor according to a control signal output from the control device 48 (see FIG. 1). The first light shielding part 40A and the second light shielding part 40B rotate independently about the axis S orthogonal to the optical axis L of the convex lens 30 by rotating the 41 and 42, respectively. The cross-sectional shapes of the first light-shielding part 40A and the second light-shielding part 40B are cam-like. Further, the reason why the first light-shielding part 40A and the second light-shielding part 40B of the shade 40 are different in height is that the visibility range of the driver (driver) is different on the left and right in front of the vehicle 10, for example, The left front of the vehicle 10 needs to be surely seen by a driver such as a pedestrian or a sign. On the other hand, for the right front, it is better to determine the irradiation range for anti-glare of oncoming vehicles while taking into consideration the visibility of pedestrians and signs by the driver.
[0017]
The shade of the lower beam headlamp of the headlamp 20 is the same as that of the headlamp 20, and the description thereof is omitted. The high beam headlamp is not equipped with a shade 40 and is not controlled.
[0018]
(Control device structure)
As shown in FIG. 1, the control device 48 includes a gaze distance detection unit, an irradiation range detection unit, an irradiation angle detection unit, and a light distribution control circuit 49 as a control unit. It includes a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a central processing unit (CPU), and the like. The light distribution control circuit 49 is connected to a vehicle speed sensor 66 as vehicle speed detection means. The vehicle speed sensor 66 outputs a signal corresponding to the speed V of the vehicle 10.
[0019]
The light distribution control circuit 49 is connected to a vehicle front road shape development circuit (map matching circuit) 70. The vehicle front road shape development circuit 70 has a GPS antenna 72 as a communication means for receiving GPS, An FM antenna 74 as communication means for receiving a multiplexed FM signal of correction values from a reference station, and a CDROM 76 as map information storage means in which road information such as gradient and curve is stored as map information (road map / shape data). It is connected. Further, the light distribution control circuit 49 is connected to a motor via a motor drive circuit 64. 25 , 41 and 42 and the reflector are connected to operate a motor that moves the reflector in the left-right direction. Each motor is provided with a pulse generator, and the light distribution control circuit 49 can detect the rotation angle of each motor.
[0020]
The light distribution control circuit 49 is based on the signal input from the vehicle forward road shape development circuit 70 and the light distribution control amount in the viewing direction of the vehicle 10 at the present time and the line-of-sight direction that the driver sees according to the road shape. Is a device for obtaining
[0021]
(Cut line, light distribution pattern)
In the present embodiment, the cut lines of the headlamps 18 and 20 are controlled by rotating the first light shielding part 40A and the second light shielding part 40B of the shade 40.
[0022]
FIG. 5 shows an image diagram of the cut line when the road is irradiated with the headlamps 18 and 20 (see FIG. 6) during night driving.
[0023]
Light irradiation by the headlamp 18 is limited by the shade 40 (see FIG. 2). That is, the boundaries between the irradiation and non-irradiation of light by the headlamp 18 are the cut line 140 and the cut line 142 by the first light-shielding part 40A and the second light-shielding part 40B, and these cut lines are continuous upward (FIG. 5). The area Ad in the direction of arrow B is shielded from light.
[0024]
The movement of the cut line 140 in the vertical direction (the arrow B direction and the counter arrow B direction in FIG. 5) corresponds to the reach distance of the end light of the bright area Ab irradiated with light by the headlamp 18 from the vehicle 10 forward. Is done.
[0025]
Therefore, the irradiation area of the road surface can be freely set by rotating the first light shielding part 40A and the second light shielding part 40B of the shade 40.
[0026]
Next, the light distribution pattern Z when the headlamps 18 and 20 are moved according to the shape of the road (linearity and meandering) will be described.
[0027]
The light distribution pattern Z shown in FIG. 7 shows the light distribution pattern Z in an initial state that becomes a reference for changing the light distribution by moving the reflector 38 and the valve 32 described below to the left and right. A light distribution pattern Z having a road surface illuminance of 5 lux is shown.
[0028]
FIG. 8 shows a light distribution pattern Z when the spread of the light distribution is changed to the left by moving the reflector 38 and the bulb 32, and the spread range is shown by diagonal lines.
[0029]
FIG. 9 shows a light distribution pattern Z when the spread of the light distribution is changed to the right by moving the reflector 38 and the bulb 32, and the spread range is shown by hatching.
[0030]
In the present embodiment, the light distribution state formed by the position where the first light shielding part 40A and the second light shielding part 40B of the shade 40 are rotated and the relative position where the reflector 38 and the valve 32 are moved is roughly divided. A plurality of light distribution patterns are determined in advance, and each light distribution state is a light distribution pattern Z. This light distribution pattern Z can be made to correspond to a desired light distribution state by storing each position of the first light shielding part 40A and the second light shielding part 40B of the shade 40 and each position of the reflector 38 and the bulb 32. In addition, the light distribution can be continuously controlled by continuously moving the shade 40 and the reflector 38.
[0031]
(Deviation angle φ)
Next, a method for obtaining the deviation angle φ will be briefly described.
[0032]
First, the inventor conducted an experiment for detecting the gaze position of the driver while the vehicle 10 was traveling. In this experiment, when the vehicle 10 travels at a plurality of travel speeds (vehicle speed V) on a plurality of roads (travel paths) 122 (see FIG. 6), the distance from the vehicle 10 to the viewpoint position at which the driver gazes is determined. It is obtained from the direction (angle formed with the traveling direction of the vehicle 10) and the vehicle speed V. Through this experiment, the present inventor was able to obtain the result that the driver is gazing at the position where the vehicle 10 arrives after a predetermined time regardless of the road shape and the vehicle speed V. Therefore, if the road shape of the road 122 and the vehicle speed V can be specified, the driver's gaze position can be obtained.
[0033]
As shown in FIG. 10, the gaze distance of the driver at the current vehicle speed V of the vehicle 10 is the gaze distance WH (with the radius WH of the radius WH after a predetermined time from the vehicle 10 at the current vehicle speed V as shown in the following equation (1). It is a part on the circumference). The road 122 is a road shape obtained by the road shape development circuit 70 ahead of the vehicle, and the driver usually looks in the direction corresponding to the road shape. Accordingly, the intersection point P between the center line 124 of the road and the radius WH can be specified as the driver's gaze position.
[0034]
WH = T · (10/36) · V --- (1)
T: Predetermined time (unit, s)
V: Vehicle speed (unit, km / h)
WH: Gaze distance (unit, m).
[0035]
The straight line passing through the intersection point P is a direction that substantially coincides with the direction (driver's line of sight L1) viewed by the driver according to the road shape. Therefore, the angle formed by the driver's line of sight L (see FIG. 6) that coincides with the traveling direction of the vehicle 10 and the line of sight L1 corresponding to the road shape is determined by the driver according to the traveling state (vehicle speed V) of the vehicle 10 and the road shape. The deviation angle φ indicates the angle at which the line-of-sight direction changes.
[0036]
Hereinafter, the outline of the control of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0037]
In this embodiment, as shown in step (hereinafter referred to as S) 100, the GPS antenna 72 receives the GPS, and as shown in S102, the FM antenna 74 receives the corrected FM signal from the reference station. .
[0038]
Next, as shown in S104, the vehicle front road shape development circuit 70 calculates the current position with high accuracy from these signals, and specifies it on the road map / shape data obtained from the CDROM 76 as shown in S106. The road shape development range is determined from the vehicle speed signal, and the vehicle traveling road shape is developed as shown in S108.
[0039]
Further, as shown in S110, the driver gaze distance WH corresponding to the position where the vehicle reaches after a predetermined time at the current vehicle speed V is calculated by the above equation (1), and as shown in S112, Calculate driver's gaze point. When the calculation of the driver's line-of-sight point is completed, as shown in S114, the deviation angle φX, the elevation angle, and the depression angle φL are calculated. Note that the gaze position of the driver is taken into consideration including the traveling state (vehicle speed V) of the vehicle 10 as shown in the above formula (1).
[0040]
Next, as shown in S116, an appropriate light distribution calculation of the headlamp is performed, and in the next S118, the headlamp light distribution control is executed based on the obtained values.
[0041]
In the present embodiment, fuzzy inference may be used to calculate a control amount for controlling the light distribution of the headlamps 18 and 20.
[0042]
Next, a calculation flow of the deviation angle φX between the vehicle traveling direction and the gazing point, the elevation angle, and the depression angle φL (φL ′) will be described with reference to FIG.
[0043]
In S200, the light distribution control circuit 49 calculates a deviation angle φX between the vehicle traveling direction and the gazing point P as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 13B, when the road shape between the vehicle 10 and the gazing point P is concave, the elevation angle and depression angle φL between the vehicle traveling direction and the gazing point P are calculated in S202. , Go to S204.
[0044]
In S204, the intersection of the line of elevation angle and depression angle φL and the road 122 is calculated, and it is determined whether or not the intersection P1 is in front of the gazing point P in S206.
[0045]
In S206, when it is not determined that the intersection point P1 is in front of the gazing point P, that is, in the case of FIG. 13B, the process is terminated with the deviation angle φ, the elevation angle, and the depression angle φL.
[0046]
On the other hand, when it is determined in S206 that the intersection P1 is in front of the gazing point P, that is, as shown in FIG. 14, when the road shape between the vehicle 10 and the gazing point P is convex, In S208, as shown in FIG. 14B, a tangent L ′ with the road passing near the apex Q of the road is obtained. Next, in S210, an elevation angle and a depression angle φL ′ between the vehicle traveling direction and the gazing point are calculated so that the tangent L ′ becomes the optical axis.
[0047]
That is, as shown in FIG. 13, when the road shape up to the gazing point P in front of the vehicle is a concave shape, the control is performed based on the gazing point P. On the other hand, as shown in FIG. 14, when the road shape up to the gazing point P in front of the vehicle is convex, control is performed to align the optical axis L ′ with the vicinity Q of the road (tangent point of contact).
[0048]
Next, a cooperative control flow of elevation angle, depression angle control and cut line control will be described with reference to FIG.
[0049]
In this control flow, when the cut line control is performed, the control main routine shown in FIG. 15 is executed. First, in S300, it is determined whether or not cut line control is being performed. If it is determined that cut line control is not being performed, the process proceeds to S302.
[0050]
In S302, the control of the elevation angle and depression angle φL of the optical axis of the headlamp is stopped, and in the next S304, the elevation angle and depression angle φL (tk0) at that time are read (initial setting), and the process proceeds to S306 to start cut line control. To do.
[0051]
On the other hand, if it is determined in S300 that the cut line control is being performed, the process proceeds to S308, in which the elevation angle and depression angle φL (tk) of the headlamp optical axis are read. In the next S310, the read headlamp light is read. The elevation angle and depression angle φL (tk) of the shaft are compared with the reference elevation angle and depression angle φL (tk0), and it is determined whether or not the difference exceeds a predetermined value K.
[0052]
In consideration of the oncoming vehicle side, K is set to be smaller than half the cut line deflection angle (from the top to the bottom). That is, K <angle of arrow a in FIG. 5/2 is set. In addition, the angle of the arrow b in FIG. 5 indicates the swing angle of the elevation angle and depression angle (from the top to the bottom).
[0053]
As a result, when it is determined that the difference does not exceed the predetermined value K, that is, the change in the elevation angle and depression angle of the headlamp optical axis is a half of the cut line deflection angle (angle a in FIG. 5). In the case of 1 or less, the elevation angle and depression angle control of the headlamp optical axis is performed by cut line control in S312.
[0054]
On the other hand, if it is determined in S310 that the difference exceeds the predetermined value K, the elevation angle and depression angle of the headlamp optical axis are controlled to φL (tk) in S314.
[0055]
Next, after the elevation angle and depression angle of the headlamp optical axis are changed from the reference value φL (tk0) to φL (tk) in S316, cutline correction control is performed in S318.
[0056]
Therefore, in the present embodiment, the elevation angle of the headlamp optical axis is particularly large when the elevation angle and depression angle of the headlamp optical axis are less than one half of the cut line deflection angle (angle a in FIG. 5). The depression angle control is performed by the cut line control, and the highly accurate cut line (irradiation range) control is performed by giving priority to the elevation angle and depression angle (irradiation angle) of the headlamp optical axis.
[0057]
For this reason, cooperative control of both functions of the irradiation range control function and the irradiation angle range control function becomes possible.
[0058]
Further, in the present embodiment, the entire headlamp 18A swings about the shaft 22 provided at a position coincident with the filament in a side view, so that the elevation angle and depression angle of the headlamp optical axis can be changed in a small space.
[0059]
Next, light distribution control when the high beam is on will be described with reference to FIGS. In principle, the elevation angle and depression angle (irradiation angle range control) of the headlamp optical axis are not performed during high beam lighting.
[0060]
When the vehicle approaches a curved path such as an S-shaped curve, the control main routine shown in FIG. 16 is executed.
[0061]
When this control routine is executed, it is determined in S400 whether there is an oncoming vehicle or a preceding vehicle and there is a headlamp lower beam switching signal (H “Lo” signal). If it is determined that there is a headlamp lower beam switching signal, the process proceeds to S402, where the lower beam deviation angle φ is read, and in S404, the lower beam deviation angle is controlled. When there is an oncoming vehicle, the cut line is controlled in a separate flow.
[0062]
Next, the process proceeds to S406, the high beam headlamp is turned off, and in S408, it is returned to neutral, and the next control rise is averaged earlier in preparation for manual lighting. Next, in S410, the headlamp beam switching flag (FLAG H) is set to lower (Lo).
[0063]
On the other hand, if it is determined in S400 that there is no headlamp lower beam switching signal, that is, if there is no oncoming vehicle or preceding vehicle, or there is an oncoming vehicle or preceding vehicle, the other party is dazzled. If not, the process proceeds to S412, and after reading the vehicle speed V, the gaze distance WH is calculated in S414. With this control routine, for example, when the vehicle speed V exceeds 72 km / h, the headlamp high beam is automatically turned on to illuminate the travel path 100 m or more ahead.
[0064]
In next S416, it is determined whether or not the calculated gaze distance WH exceeds 100 m. If it is determined that the calculated gaze distance WH exceeds 100 m, the process proceeds to S418. In S418, the calculated deviation angle φw is read and the routine proceeds to step 420. In step 420, as shown in FIG. 18A, the angles φrHR and φrHL of both outermost lines 126 in the plane of the road 122 are read, and the process proceeds to S422.
[0065]
In S422, as shown in the flowchart of FIG. 17, first, in S450, it is determined that the deviation angle φw is out of the plane of the angles φrHR and φrHL, that is, K = (φw−φrHR) × (φw−φrHL) ≧ 0. Is determined, in S452, the road direction angle β near the gazing point Wh is calculated. Subsequently, in S454, it is determined whether or not the road direction angle β in the vicinity of the gazing point Wh is larger than 0, and when the road direction angle β in the vicinity of the gazing point Wh is determined to be larger than 0 (right curve). In S456, as shown in FIG. 18A, the angle φrHR is selected as the control angle of the high beam.
[0066]
On the other hand, if it is determined in S454 that the road direction angle β near the gazing point Wh is not greater than 0 (left curve), the angle φrHL is selected as the high beam control angle in S458.
[0067]
In S450, when the deviation angle φw is inside the angles φrHR and φrHL of both outermost lines 126 in the road surface, that is, when it is determined that K ≧ 0, it is not shown in S460. The deviation angle φw is selected as the high beam control angle.
[0068]
In S424 of FIG. 16, the light distribution control amount is calculated based on the high beam control angle selected in S422, and the high beam headlamp reflector 38 is rotated in accordance with the calculated light distribution control amount. The angle control of the deviation angle is performed. Thereafter, the high beam is turned on in S426, and the headlamp beam switching flag (FLAG H) is set to high (Hi) in S428.
[0069]
Further, in S430, the deviation angle φ80m is read, the gaze distance of the lower beam headlamp is set to WH = 80m, and in S432, the light distribution control of the lower beam headlamp is performed, and a point 80m ahead (the head shown in FIG. 18). Illuminate the lamp-rear beam alignment pattern Z2). When the deviation angle φ80m deviates from the angle of both outermost lines 126 in the plane of the road 122, the control is performed in the same manner as the high beam.
[0070]
On the other hand, when it is determined in S416 that the calculated gaze distance WH does not exceed 100 m, the process proceeds to S434. In S434, it is determined whether or not the calculated gaze distance WH is less than 80 m. If it is determined that the gaze distance WH is less than 80 m, the high beam is turned off in S402 to S410. The lower beam is switched to the gaze distance WH control. At this time, since the lower beam is controlled to WH = 80 m, continuity of light distribution can be ensured.
[0071]
Further, when the gaze distance WH is 100 m to 80 m, the high beam angle control is continued within the hysteresis range, and when the high beam is turned on, the high beam remains unchanged. When the high beam is turned off, the lower beam angle control is continued with the lower beam kept.
[0072]
As a result, the headlamp high beam alignment pattern Z1 is controlled not to the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 18A but to the position indicated by the solid line. A good light distribution along the line can be secured and a good night vision can be obtained. Moreover, since the road shoulder in the direction of the curved road can be illuminated, the road shape can be grasped better.
[0073]
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. For example, in the present embodiment, the entire headlamp 18 </ b> A swings around the shaft 22, but instead, only the reflector 38 may swing around the shaft 22.
[0074]
【The invention's effect】
The present invention described in claims 1 and 2 is a headlamp light distribution control device for changing the light distribution of the headlamp according to the travel route, and a map information storage means for storing road information as map information, and communication Communication means for obtaining the three-dimensional position, speed, and time information on the earth of the vehicle, and gaze distance detecting means for detecting the gaze distance of the driver according to the vehicle speed, vehicle A shade that controls a cut line that is a boundary between light and dark in a light distribution ahead of the vehicle, an uneven shape of a road ahead of the vehicle based on the map information storage unit and the communication unit, and a driver detected by the gaze distance detection unit An illuminating angle detecting means for estimating a driver's gazing position on an uneven road ahead of the vehicle from the gaze distance of the vehicle, and detecting an illuminating angle in the vertical direction of the headlamp that is irradiated with light at the estimated position; An actuator that controls the elevation angle and depression angle of the optical axis of the headlamp in response to a control signal from the irradiation angle detection means, the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means, and the elevation angle and depression angle of the headlamp as a reference If the difference is equal to or less than half the deflection angle of the cut line, the light distribution control in the vertical direction of the headlamp is controlled. Performed by the control of the cut line by over-de, the light distribution control in the vertical direction of the headlamp when the difference exceeds one-half of the deflection angle of the cut line In place of the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means from the elevation angle and depression angle of the headlamp as a reference Since the actuator includes control means for performing elevation angle and depression angle control of the optical axis by the actuator, there is an excellent effect that cooperative control of both the irradiation range control function and the irradiation angle range control function is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a light distribution control device for a headlamp according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a headlamp to which a headlamp light distribution control device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a headlamp to which a headlamp light distribution control device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is a perspective view of the front portion of the vehicle to which the headlamp light distribution control device according to the embodiment of the present invention is applied, as viewed from the front of the vehicle.
FIG. 5 is an image diagram showing a cut line when the headlamp is turned on.
FIG. 6 is a side view of the vehicle when the headlamp is lit.
FIG. 7 is an image diagram showing a light distribution pattern in an initial state as a reference.
FIG. 8 is an image diagram showing a light distribution pattern according to a left turn.
FIG. 9 is an image diagram showing a light distribution pattern corresponding to a right turn.
FIG. 10 is a plan view showing a road shape.
FIG. 11 is a flowchart showing an outline of control in an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing calculation of a deviation angle, an elevation angle, and a depression angle between a vehicle traveling direction and a gazing point in an embodiment of the present invention.
13A is a plan view showing a gaze distance and a headlamp light distribution pattern when a road has a concave shape according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a side view of FIG.
14A is a plan view showing a gaze distance and a headlamp light distribution pattern when a road has a convex shape according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a side view of FIG.
FIG. 15 is a flowchart showing cooperative control of elevation angle and depression angle control and cut line control in an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing light distribution control of a headlamp on a curved path such as an S-shaped curve in one embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a flowchart showing a subroutine for light distribution control of a headlamp on a curved path such as an S-shaped curve in an embodiment of the present invention.
18A is a plan view showing a gaze distance and a headlamp light distribution pattern in a curved path such as an S-shaped curve in an embodiment of the present invention, and FIG. 18B is a side view of FIG. .
[Explanation of symbols]
18 Headlamp
18A Lower beam headlamp
18B High beam headlamp
20 Headlamp
25 motor
41 motor
42 motor
49 Light distribution control circuit (gaze distance detection means, irradiation range detection means, irradiation angle detection means, and control means)
66 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
70 Road shape development circuit ahead of vehicle (map matching circuit)
72 GPS antenna (communication means)
74 FM antenna (communication means)
76 CDROM (Map information storage means)

Claims

A light distribution control device for a headlamp that changes the light distribution of the headlamp according to a traveling path,
Map information storage means for storing road information as map information;
A communication means for obtaining three-dimensional position, speed, and time information on the earth of the vehicle by communication;
Gaze distance detection means for detecting the gaze distance of the driver according to the vehicle speed;
A shade that controls a cut line that is a border between light and dark in the light distribution in front of the vehicle ;
From the uneven shape of the road ahead of the vehicle based on the map information storage means and the communication means, and the gaze distance of the driver detected by the gaze distance detection means, the driver's gaze position on the uneven road ahead of the vehicle is determined. An irradiation angle detection means for estimating and detecting an irradiation angle in the vertical direction of the headlamp in which light is irradiated to the estimated position;
An actuator for controlling the elevation angle and depression angle of the optical axis of the headlamp in response to a control signal from the irradiation angle detection means;
The difference between the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means and the elevation angle and depression angle of the reference headlamp is calculated, and when the difference is less than or equal to one half of the deflection angle of the cut line, the head The light distribution control in the vertical direction of the lamp is performed by the control of the cut line by the shade, and when the difference exceeds one half of the swing angle of the cut line, the light distribution control in the vertical direction of the headlamp is used as a reference. Control means for controlling the elevation angle and depression angle of the optical axis by the actuator instead of the irradiation angle detected by the irradiation angle detection means from the elevation angle and depression angle of the headlamp ,
A light distribution control device for a headlamp, comprising:

A headlamp for a high beam and a headlamp for a lower beam, and the control means includes: a driver's line of sight passing through an intersection of a line capable of specifying a road shape and an arc having a radius of gaze distance; and a traveling direction of the vehicle. calculates the deviation angle of the angle formed, the judges turning on and off of the high beam headlamps based on gaze distance, when the high-beam head lamp is lit, the deviation angle calculated and in accordance with the angle of both the outermost line in the road surface of the head lamp according to claim 1, characterized in that the angle control of the deviation angle of the high-beam head lamp is rotated reflector of the high beam headlamp Light distribution control device.