WO2022014265A1 - 車両システムおよび車両用灯具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle system and a vehicle lamp.
- Patent Document 1 As a headlight for motorcycles, there is a high beam / low beam light source (Patent Document 1).
- the light distribution pattern emitted from the headlights is composed of a plurality of horizontally arranged regions, and a part of the plurality of regions is not defined according to an object outside the vehicle.
- a system has been proposed that forms a light distribution pattern that does not give glare to an oncoming vehicle by using irradiation.
- the driver moves the center of gravity when turning left or right, tilts the vehicle body toward the turn direction, and travels in the corner while increasing the bank angle, so the headlights are formed along with the bank angle.
- the light pattern also tilts from the horizontal direction. Therefore, in a light distribution pattern tilted from the horizontal direction, light may be irradiated to a range that should not be irradiated, and glare may be given to an object such as an oncoming vehicle.
- An object of the present invention is to provide a vehicle system and a vehicle lamp that form a predetermined light distribution pattern that can prevent glare from occurring on an object even when the vehicle body is tilted.
- the vehicle system is It is a vehicle system installed in a vehicle traveling in a corner by tilting the vehicle body in the direction of turning.
- Light source and An optical member that forms a predetermined light distribution pattern composed of a plurality of regions formed in parallel in one direction by irradiating the light from the light source to the front of the lamp.
- a sensor that detects the lamp position of an object outside the vehicle,
- a control unit that determines the upper end position of the object based on the lamp position and adjusts the predetermined light distribution pattern so as not to irradiate the first region including the upper end position among the plurality of regions. And have.
- the vehicle lamp according to one aspect of the present invention is It is a vehicle lighting fixture installed in a vehicle that can run in a corner by tilting the vehicle body in the direction of turning.
- Light source and An optical member that forms a predetermined light distribution pattern composed of a plurality of regions formed in parallel along the horizontal direction by irradiating the light from the light source to the front of the lamp.
- the upper end position of the object is determined based on the lamp position of the object, and the region including the upper end position among the plurality of regions is said to have the upper end position.
- It is provided with a control unit that adjusts the predetermined light distribution pattern so as not to irradiate light.
- the present invention it is possible to provide a vehicle system and a vehicle lighting device that form a predetermined light distribution pattern that can prevent glare from occurring on an object even when the vehicle body is tilted.
- FIG. 1 It is a perspective view of the vehicle provided with the headlamp (vehicle lamp) which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
- FIG. 1 It is a block diagram of a vehicle system mounted on a vehicle. It is sectional drawing which shows the structure of the high beam lamp unit provided with a headlamp. It is a perspective view which shows the structure of the light source unit provided in the high beam lamp unit of FIG. It is a figure explaining the high beam light distribution pattern at the time of going straight. It is a figure explaining the high beam light distribution pattern at the time of cornering. It is a figure explaining the relationship between the lamp interval of another vehicle such as an oncoming vehicle, and the upper end position.
- FIG. 1 shows a motorcycle 100 as an example of a vehicle according to the first embodiment.
- the motorcycle 100 is a vehicle capable of traveling along a corner (curve) of a road by tilting the vehicle body in a turning direction.
- the vehicle of the present embodiment may be a vehicle such as the motorcycle 100, which can travel in a corner by tilting the vehicle body in a turning direction, and the number of wheels is not limited. Therefore, for example, even a motorcycle, a motorcycle, or the like is included in the vehicle of the present embodiment as long as it can travel in the same manner as the motorcycle 100.
- a headlamp 1 (an example of a vehicle lamp) according to the present embodiment is mounted on the front portion of the motorcycle 100.
- the headlamp 1 is a lamp capable of illuminating the front of the vehicle, and includes a low beam lamp unit 2 and a high beam lamp unit 3.
- the motorcycle 100 having one headlamp 1 is illustrated, but for example, a motorcycle having one headlamp on each side may be used.
- FIG. 2 is a block diagram of the vehicle system 50 mounted on the motorcycle 100.
- the vehicle system 50 includes a headlamp 1 and various sensors 6 to 8.
- the headlamp 1 has a lamp control unit 5 that controls the operation of the low beam lamp unit 2 and the high beam lamp unit 3.
- a low beam lamp unit 2 and a high beam lamp unit 3 are connected to the lamp control unit 5.
- the various sensors 6 to 8 include a bank angle sensor 6 that detects the tilt state of the motorcycle 100, an external sensor 7 that detects environmental information outside the vehicle, and a speed sensor 8 that detects the speed of the motorcycle 100. ..
- the bank angle sensor 6, the external sensor 7, and the speed sensor 8 are connected to the lamp control unit 5.
- the bank angle sensor 6 is a sensor capable of detecting the tilt angle when the vehicle body of the motorcycle 100 is tilted to the left or right with respect to the vertical line.
- the bank angle sensor 6 is composed of, for example, a gyro sensor.
- the tilt angle of the vehicle body may be calculated based on, for example, an image taken by a camera mounted on the vehicle body.
- the external sensor 7 can acquire information on the outside of the own vehicle including the surrounding environment of the motorcycle 100 (for example, obstacles, other vehicles (preceding vehicle, oncoming vehicle), pedestrians, road shape, traffic sign, etc.). It is a possible sensor.
- the external sensor 7 is composed of, for example, at least one such as LiDAR (Light Detection and Ringing or Laser Imaging Detection and Ranking), a camera, a radar, and the like.
- LiDAR Light Detection and Ringing or Laser Imaging Detection and Ranking
- the lamp control unit 5 controls the operation of the low beam lamp unit 2 and the high beam lamp unit 3 based on the information transmitted from the sensors 6 to 8. For example, the lamp control unit 5 controls the headlamp 1 (low beam lamp unit 2 and high beam lamp unit 3) based on the detection information of each sensor, and the light distribution pattern (low beam light distribution pattern and high beam) formed in front of the vehicle. It is possible to adjust the light distribution pattern).
- FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a headlamp 1 in which a high beam lamp unit 3 is housed.
- the headlamp 1 includes a lamp body 11 having an opening on the front side of the vehicle, and a transparent front cover 12 attached so as to cover the opening of the lamp body 11.
- a high beam lamp unit 3, a lamp control unit 5, a bank angle sensor 6, an external sensor (for example, LiDAR) 7, and the like are housed inside a lamp chamber 13 formed by a lamp body 11 and a front cover 12.
- the low beam lamp unit 2 is also housed in the lamp chamber 13 of the headlamp 1 like the high beam lamp unit 3.
- the high beam lamp unit 3 is a so-called projector type lamp, and is a holder 28 that holds a projection lens 22 (an example of an optical member), a light source unit 24 having a light source 26 for irradiating a high beam, and a projection lens 22 and a light source unit 24. And have.
- the projection lens 22 is a plano-convex aspherical lens having a convex front surface and a flat rear surface, and is arranged on the optical axis Ax extending in the front-rear direction of the vehicle. The peripheral edge of the projection lens 22 is held on the front end side of the holder 28.
- the projection lens 22 forms a predetermined light distribution pattern composed of a plurality of partial regions by irradiating the light from the light source 26 to the front of the lamp.
- the light source unit 24 is arranged so that the light source 26 faces forward in the optical axis Ax direction, and is held on the rear end side of the holder 28.
- the light source 26 is electrically connected to the lamp control unit 5.
- the holder 28 is attached to the lamp body 11 via a support member (not shown).
- FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of the light source unit 24.
- the light source unit 24 has a light source 26, a support plate 40, and a heat sink 42.
- the light source 26 has a plurality of individual light sources 30 composed of light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs).
- the light source 26 has, for example, individual light sources 30a to 30i arranged in parallel in the left-right direction (direction orthogonal to the optical axis Ax) in 9 columns and 1 row in the horizontal direction, and is fixed to the front surface of the support plate 40. There is.
- the individual light sources 30a to 30i are configured as LED arrays.
- Each of the individual light sources 30a to 30i is electrically connected to the lamp control unit 5.
- the individual light sources 30a to 30i are independently controlled to irradiate light by the lamp control unit 5 in the ADB (Adaptive Driving Beam) mode described later.
- the number and arrangement of the individual light sources 30 are not particularly limited.
- the heat sink 42 is a member for dissipating heat emitted from the light source 26, and is held on the surface of the support plate 40 on the rear side of the vehicle.
- the light source unit 24 is fixed to the holder 28 via the support plate 40.
- FIG. 5 shows a light distribution pattern (high beam) formed in front of the lamp when the vehicle body of the motorcycle 100 is in a straight-ahead state, that is, when the motorcycle 100 is traveling with the vehicle body perpendicular to the road surface.
- Light distribution pattern PH and low beam light distribution pattern PL The case where the vehicle body of the motorcycle 100 is in a straight-ahead state includes, for example, that the inclination of the vehicle body is within ⁇ 10 degrees with respect to the case where the vehicle body is vertical.
- FIG. 6 is formed in front of the lamp when the vehicle body of the motorcycle 100 is in a cornering state, for example, when the vehicle body is tilted to the right with respect to the road surface in order to travel in a right-facing corner. It is a light distribution pattern (in this example, only the high beam light distribution pattern PH is shown).
- the high beam light distribution pattern PH is a light distribution pattern formed by the high beam lamp unit 3.
- the low beam light distribution pattern PL is a light distribution pattern formed by the low beam lamp unit 2.
- FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the lamp spacing of another vehicle (oncoming vehicle, preceding vehicle, etc.) and the upper end position of the other vehicle.
- FIG. 5 and 6 show a light distribution pattern formed on a virtual vertical screen arranged at a predetermined position in front of the lamp, for example, at a position 25 m in front of the lamp.
- the vehicle shown separately from the motorcycle 100 is an oncoming vehicle CV traveling on the right front side of the motorcycle 100.
- the motorcycle 100 and the oncoming vehicle CV are displayed in their respective coordinate systems.
- the oncoming vehicle CV is displayed on the road coordinate system X0-Y0.
- the motorcycle 100 is displayed on the motorcycle coordinate system X1-Y1.
- the road coordinate system X0-Y0 and the motorcycle coordinate system X1-Y1 are displayed in the same manner.
- FIG. 5 in which the motorcycle 100 is traveling in a straight-ahead state
- the road coordinate system X0-Y0 and the motorcycle coordinate system X1-Y1 are displayed in the same manner.
- FIG. 5 in which the motorcycle 100 is traveling in a straight-ahead state
- the road coordinate system X0-Y0 and the motorcycle coordinate system X1-Y1 are displayed
- the road coordinate system X0-Y0 and the motorcycle coordinate system X1-Y1 are displayed differently by the angle at which the motorcycle 100 is tilted.
- HH represents the horizontal direction
- VV represents the vertical direction.
- the high beam light distribution pattern PH is a light distribution pattern in which a plurality of vertically elongated partial patterns PHa to PHi are formed in parallel in the horizontal direction.
- Each partial pattern PHa to PHi is formed by light emitted from individual light sources 30a to 30i.
- the partial pattern PHa is a pattern formed by the individual light source 30a.
- the partial pattern PHb is formed by the individual light source 30b
- the partial pattern PHc is formed by the individual light source 30c
- the partial pattern PHd is formed by the individual light source 30d
- the partial pattern PHe is formed by the individual light source 30e
- the partial pattern PHf is formed.
- the partial pattern PHg is formed by the individual light source 30g
- the partial pattern PHh is formed by the individual light source 30h
- the partial pattern PHi is a pattern formed by the individual light source 30i.
- the high beam light distribution pattern PH is formed as a high beam light distribution pattern having different modes depending on the situation of the own vehicle, the oncoming vehicle, or the vehicle in front by combining the formation and non-formation of each partial pattern PHa to PHi in the ADB mode. To.
- the lamp control unit 5 is, for example, based on the environmental information acquired by the external sensor 7, whether or not the oncoming vehicle is present and the position of the oncoming vehicle (distance from the motorcycle 100 to the oncoming vehicle, the position coordinates of the oncoming vehicle on the virtual vertical screen, etc.). ) Is included in the oncoming vehicle status. Further, the lamp control unit 5 detects the situation of the own vehicle based on, for example, the inclination angle information of the vehicle body acquired by the bank angle sensor 6. Further, the lamp control unit 5 detects the situation of the own vehicle including the running and stopping of the own vehicle based on the speed information acquired by the speed sensor 8, for example.
- the lamp control unit 5 individually controls turning on and off of each individual light source 30 based on the information acquired by the external sensor 7, the bank angle sensor 6, and the speed sensor 8.
- the lamp control unit 5 turns on the individual light source 30 corresponding to the area where the object such as an oncoming vehicle does not exist among the individual light sources 30, and turns off the individual light source 30 corresponding to the area where the object such as an oncoming vehicle exists. Make it a state.
- the lamp control unit 5 is based on the information acquired by the external sensor 7 and the speed sensor 8, and the oncoming vehicle CV exists in the existing direction (left and right side positions in the oncoming vehicle CV) and the motorcycle 100 from the oncoming vehicle. Calculate the distance to the CV, etc. Further, the lamp control unit 5 calculates the traveling inclination angle of the own vehicle based on the information acquired by the bank angle sensor 6.
- the lamp control unit 5 defines a light-shielding range A for preventing the oncoming vehicle CV from being irradiated with light based on the information acquired by the external sensor 7, the bank angle sensor 6, and the like.
- the shading range A is between the boundary line xa that passes through the left side portion of the oncoming vehicle CV and extends in the Y0 axis direction in the road coordinate system X0-Y0 and the boundary line xb that passes through the right side portion of the oncoming vehicle CV and extends in the Y0 axis direction. Is defined as the range in the X0 axis direction.
- the boundary line ya extending in the X0 axis direction through the point where the boundary lines xa and xb intersect the upper boundary of the high beam light distribution pattern PH in the two-wheeled vehicle coordinate system X1-Y1 and the boundary lines xa and xb
- the range between the boundary line yb extending in the X0 axis direction through the point intersecting the X1 axis of the two-wheeled vehicle coordinate system X1-Y1 is defined as the range in the Y0 axis direction.
- the light-shielding range A may be defined as a range slightly larger than the oncoming vehicle CV or a range slightly smaller than the oncoming vehicle CV.
- the coordinate values of each point in the shading range A in the road coordinate system X0-Y0 are the two-wheeled vehicle coordinate system X1-. It is associated with the same coordinate value in the high beam light distribution pattern PH in Y1.
- the lamp control unit 5 identifies a partial pattern corresponding to the region where the oncoming vehicle CV does not exist in the high beam light distribution pattern PH in the motorcycle coordinate system X1-Y1 based on the defined light-shielding range A.
- the lamp control unit 5 specifies partial patterns PHa to PHf, PHi as partial patterns in which the oncoming vehicle CV does not exist.
- the lamp control unit 5 determines that the specified partial patterns PHa to PHf and PHi are irradiation regions.
- the lamp control unit 5 turns on the individual light sources 30a to 30f, 30i corresponding to this irradiation region (partial patterns PHa to PHf, PHi).
- the lamp control unit 5 identifies the partial patterns PHg and PHh corresponding to the region where the oncoming vehicle CV exists in the high beam light distribution pattern PH in the motorcycle coordinate system X1-Y1 based on the defined light-shielding range A.
- the specified partial patterns PHg and PHh are determined to be non-irradiated regions (light-shielding regions).
- the lamp control unit 5 turns off the individual light sources 30g and 30h corresponding to the non-irradiated region (partial pattern PHg, PHh).
- the partial pattern PHg corresponding to the region where the oncoming vehicle CV exists is included so as to include the light-shielding range A for not irradiating the oncoming vehicle CV with light.
- a high beam light distribution pattern PH is formed in which PHh is a non-irradiated region.
- the "non-irradiation region" may include a region that irradiates light with low illuminance to the extent that glare is not given to the driver of the oncoming vehicle.
- the motorcycle coordinate system X1-Y1 is the road coordinate system X0. It is in a state of being tilted by an angle ⁇ with respect to ⁇ Y0. Therefore, the oncoming vehicle CV traveling on the road coordinate system X0-Y0 is tilted to the left by an angle ⁇ when viewed from the motorcycle 100.
- the motorcycle coordinate system X1-Y1 is displayed so as to be along the horizontal direction and the vertical direction of the paper surface.
- the lamp control unit 5 calculates various information about the motorcycle 100 and the oncoming vehicle CV based on the information acquired by the bank angle sensor 6, the external sensor 7, the speed sensor 8, and the like. do.
- the lamp control unit 5 calculates the coordinate values of a pair of headlamps (left lamp P1, right lamp P2) mounted on the oncoming vehicle CV.
- the coordinate value of the left lamp P1 is calculated as the coordinate value (x11, y11) in the motorcycle coordinate system X1-Y1.
- the coordinate value of the right lamp P2 is calculated as the coordinate value (x12, y12) in the motorcycle coordinate system X1-Y1.
- the lamp control unit 5 calculates the distance W between the left lamp P1 and the right lamp P2 based on the calculated coordinate values of the left lamp P1 (x11, y11) and the coordinate values of the right lamp P2 (x12, y12). ..
- the lamp control unit 5 determines the height H from the left lamp P1 of the oncoming vehicle CV to the upper left point P3 which is the left upper end position of the oncoming vehicle CV based on the calculated distance W between the left lamp P1 and the right lamp P2. calculate.
- the height H from the left lamp P1 to the upper left point P3 can be calculated by multiplying the distance W between the left lamp P1 and the right lamp P2 by a predetermined constant k.
- the predetermined constant k is obtained as follows. As shown in FIG. 7, the distance W between the left and right lamps P1 and P2 and the height H from the left lamp P1 to the upper left point P3 in various vehicles were measured, and the ratio H / W was calculated respectively.
- FIG. 8 is a table showing the results of calculating the ratio H / W of the distance W between P1 and P2 and the height H between P1 and P3 for each vehicle type. In this example, the ratio H / W was calculated for sedans, light boxes, compact cars, wagons, large buses, 4t trucks, and 10t trucks. The height h from the ground to the left and right lamps P1 and P2 was set to 0.5 m, which is common to all vehicle types. As shown in FIG.
- the maximum value is 1.00 for a large bus and a 10t truck. From this measurement result, it can be seen that the value of the height H from the left lamp P1 to the upper left point P3 in various vehicles is equal to or less than the value of the distance W between the left and right lamps.
- the lamp control unit 5 determines the upper left point in the motorcycle coordinate system X1-Y1 based on the calculated height H from the left lamp P1 to the upper left point P3 and the coordinate values (x11, y11) of the left lamp P1.
- the coordinate values (x13, y13) of P3 are calculated.
- the upper left point P3 is a point located closest to the motorcycle 100 (the point located on the leftmost side) in the oncoming vehicle CV in a state of being inclined to the left when viewed from the motorcycle 100.
- the coordinate value in the motorcycle coordinate system X1-Y1 of the upper left point P3 is a value that changes according to the inclination angle of the vehicle body.
- the lamp control unit 5 has a high beam light distribution pattern including the coordinate value x13 in the region in the X1 axis direction as a region corresponding to the coordinate value (x13, y13) of the upper left point P3 in the motorcycle coordinate system X1-Y1. Identify the partial pattern of PH.
- the lamp control unit 5 specifies the partial pattern PHf (an example of the first region) of the high beam light distribution pattern PH as a region corresponding to the coordinate values (x13, y13) of the upper left point P3.
- the ramp control unit 5 has a region corresponding to the coordinate value (x13, y13) of the upper left point P3 in the partial patterns PHg and PHh specified as the region where the oncoming vehicle CV exists when the motorcycle 100 is in a straight-ahead state.
- the region extending from the partial pattern PHf to the partial pattern PHh to which the partial pattern PHf specified as is added is determined to be a non-irradiated region.
- the lamp control unit 5 turns off the individual light sources 30f, 30g, 30h corresponding to the non-irradiated region (partial pattern PHf, PHg, PHh).
- the lamp control unit 5 determines that the partial patterns PHa to PHe other than the partial patterns PHf, PHg, and PHh, and PHi are the irradiation regions.
- the lamp control unit 5 turns on the individual light sources 30a to 30e and 30i corresponding to this irradiation region (partial patterns PHa to PHe, PHi).
- a high beam light distribution pattern PH in which the partial patterns PHf, PHg, and PHh are non-irradiated regions is formed.
- the inclination angle ⁇ of the motorcycle coordinate system X1-Y1 with respect to the road coordinate system X0-Y0 increases as the inclination of the vehicle body with respect to the road surface increases. Therefore, the larger the inclination of the motorcycle 100 to the right with respect to the road surface, the more the coordinate values (x13, y13) of the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV on the motorcycle coordinate system X1-Y1 are perpendicular to the road surface. The coordinate value of the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV when traveling in is significantly changed to the left.
- the position of the partial pattern of the high beam light distribution pattern PH specified as the region corresponding to the left upper end position of the oncoming vehicle CV moves to the left, and becomes the non-irradiated region.
- the range of the determined partial pattern is increased by the partial pattern PHf.
- the vehicle system 50 is provided in the motorcycle 100 that travels in a corner by tilting the vehicle body toward a turning direction. Then, by irradiating the light source 26 and the light from the light source 26 in front of the headlamp 1, a predetermined high beam light distribution pattern PH composed of a plurality of partial patterns PHa to PHi formed in parallel in one direction is obtained.
- a projection lens 22 an example of an optical member
- an external sensor 7 for detecting the positions of lamps P1 and P2 (an example of a lamp position) of an oncoming vehicle CV (an example of an object) outside the vehicle, and lamps P1 and P2.
- the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV (an example of the upper end position) is determined based on the position of, and among the partial patterns PHa to PHi formed in parallel, the partial pattern PHf (the first) including the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV. It is provided with a lamp control unit 5 that adjusts the high beam light distribution pattern PH so as not to irradiate an example of one region) with light. According to this configuration, since the upper end coordinate value of the oncoming vehicle CV is calculated based on the coordinate value of the headlamp 1 of the oncoming vehicle CV that can be easily identified even at night, the position of the upper end of the oncoming vehicle CV is accurately calculated. Can be identified.
- the light-shielding object is not limited to the oncoming vehicle CV, and the same control may be performed on the vehicle in front.
- the oncoming vehicle CV is a vehicle equipped with a pair of lamps P1 and P2 arranged at a certain distance to the left and right, and the lamp control unit 5 is located at the position of the lamps P1 and P2. Based on this, the distance W between the pair of lamps P1 and P2 is calculated, and the coordinates of the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV are calculated by multiplying the distance W by a predetermined constant k.
- k 1 in this example
- the plurality of partial patterns PHa to PHi are vertically elongated regions arranged in parallel along the left-right direction. Therefore, by switching irradiation / non-irradiation for each of the partial patterns PHa to PHi, it is possible to easily form an appropriate light distribution pattern capable of preventing glare to the oncoming vehicle CV.
- the light source 26 includes a plurality of individual light sources 30 (light emitting elements) arranged in parallel, and the partial patterns PHa to PHi are along the horizontal direction by the light from the plurality of individual light sources 30.
- the lamp control unit 5 turns off the individual light sources forming a partial pattern including the upper left point P3 among the plurality of individual light sources 30 based on the position of the upper left point P3.
- the non-irradiated region in the high beam light distribution pattern PH can be appropriately formed by the simple configuration of the light source 26 using, for example, an LED array or the like.
- the vehicle lamp (headlamp) 1 is provided on the motorcycle 100 that can travel in a corner by tilting the vehicle body in a turning direction. Then, by irradiating the light source 26 and the light from the light source 26 in front of the headlamp 1, a predetermined high beam light distribution pattern composed of a plurality of partial patterns PHa to PHi formed in parallel along the horizontal direction.
- the projection lens 22 forming the PH and the oncoming vehicle CV outside the vehicle are present, the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV is determined based on the positions of the lamps P1 and P2 of the oncoming vehicle CV, and a partial pattern is determined.
- a lamp control unit 5 for adjusting the high beam light distribution pattern PH so as not to irradiate the region including the upper left point P3 in PHa to PHi is provided. According to this configuration, similarly to the vehicle system 50, it is possible to easily form a predetermined high beam light distribution pattern PH capable of preventing glare from occurring on the oncoming vehicle CV even when the motorcycle 100 is tilted. can.
- the lamp control unit 5 Can set the non-irradiated region of the high beam light distribution pattern PH in the same manner. Specifically, when the vehicle body is tilted to the left, the lamp control unit 5 specifies the coordinate value of the upper right point, which is the upper right upper end position of the oncoming vehicle CV, so as not to give glare to the oncoming vehicle CV. Set the non-irradiated area.
- the upper end position of the oncoming vehicle CV is calculated based on the lamp position value of the headlamp, but the present invention is not limited to this. For example, specify the coordinate value of a lamp other than the headlamp mounted on the oncoming vehicle CV or the coordinate value of a member other than the lamp, and calculate the upper end position of the oncoming vehicle CV based on the specified coordinate value. You may do it.
- the partial pattern Phf corresponding to the position of the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV is specified, and the specified partial pattern PHf is the non-irradiation region at the time of going straight. It is set by adding to the partial patterns PHg and PHh specified as, but is not limited to this. For example, in FIG. 6, based on the coordinate value of the right lamp P2, the coordinate value (x14, y14) of the lower right point P4 located on the rightmost side of the oncoming vehicle CV is calculated, and the calculated position of the lower right point P4 is calculated.
- the partial pattern PHh corresponding to may be specified.
- the partial patterns PHf, PHg, PHh extending from the partial pattern PHf corresponding to the position of the upper left point P3 of the oncoming vehicle CV to the partial pattern PHh corresponding to the position of the lower right point P4 may be set as the non-irradiation region.
- the high beam lamp unit 103 is a projector type lamp.
- the high beam lamp unit 103 includes a rotary reflector 111 (an example of an optical member), an LED 113 (an example of a light source), and a projection lens 115 (an example of an optical member) arranged in front of the rotary reflector 111 (an example of an optical member). It is also possible to use a semiconductor light emitting element such as an EL element or an LD element as a light source instead of the LED 113.
- a light source that can turn on and off with high accuracy in a short time is preferable for the control for non-irradiating a part of the light distribution pattern described later.
- the shape of the projection lens 115 may be appropriately selected according to the required light distribution pattern, illuminance distribution, and other light distribution characteristics, but an aspherical lens or a free curved lens is used. In this embodiment, a convex aspherical lens is used as the projection lens 115.
- the rotary reflector 111 rotates in one direction around the rotary shaft R by a drive source such as a motor (not shown). Further, the rotary reflector 111 includes a reflecting surface configured to rotate and reflect the light emitted from the LED 113 to form a desired light distribution pattern.
- the rotary reflector 111 includes three blades 111a having the same shape and a cylindrical rotating portion 111b.
- the blade 111a functions as a reflecting surface and is provided around the rotating portion 111b.
- the rotation axis R of the rotation reflector 111 is inclined with respect to the optical axis Ax, and is provided in a plane including the optical axis Ax and the LED 113.
- the blade 111a has a twisted shape so that the angle formed by the optical axis Ax and the reflecting surface changes as it goes in the circumferential direction about the rotation axis R. This enables scanning using the light of the LED 113 as shown in FIG. Specifically, the rotary reflector 111 is configured to be rotated 120 degrees so that the light of the LED 113 can scan the front once in one direction (horizontal direction). That is, as one blade 111a passes in front of the LED 113, a desired region in front of the vehicle is scanned once by the light of the LED 113.
- the lamp control unit 5 determines the upper left point P3 (upper end position) of the oncoming vehicle CV based on the positions (lamp positions) of the lamps P1 and P2 of the oncoming vehicle CV (object), and a plurality of them.
- the high beam light distribution pattern PH is adjusted so as not to irradiate the partial pattern (first region) including the upper left point P3 among the partial patterns PHa to PHi.
- the lamp control unit 5 calculates the coordinate value of the upper left point P3 in the motorcycle coordinate system X1-Y1 based on the height H from the left lamp P1 to the upper left point P3 and the coordinate value of the left lamp P1.
- the lamp control unit 5 identifies a corresponding partial pattern of the high beam light distribution pattern PH as a region corresponding to the coordinate value of the upper left point P3, and determines that the specified partial pattern is a non-irradiation region.
- the lamp control unit 5 synchronizes the timing of turning on and off the LED 113 with the rotation of the rotary reflector 111 so that the non-irradiated region of the high beam light distribution pattern PH is not irradiated with the light from the LED 113. Controls the operation of the reflector 111. That is, by controlling the emission timing of the light from the LED 113 and the scanning direction of the light by the rotary reflector 111, the high beam light distribution pattern PH is formed so as not to irradiate the non-irradiated region with the light.
- the oncoming vehicle CV when the vehicle body is tilted, the oncoming vehicle CV
- the upper end position of the oncoming vehicle CV is calculated based on the distance W between the lamps P1 and P2 and the predetermined constant k, and the partial pattern corresponding to the upper end position is set as the non-irradiation region to generate glare on the oncoming vehicle CV.
- a predetermined high beam light distribution pattern PH that can be prevented can be easily formed.
- a high beam lamp unit of a scan optical system equipped with a galvano mirror or a polygon mirror may be adopted.
- the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment can be obtained by performing the same control as described above.
- the configuration in which the lamp control unit 5, the bank angle sensor 6, and the external sensor 7 are housed in the lighting chamber of the headlamp 1 is disclosed, but the present invention is not limited to this example.
- the lamp control unit 5, the bank angle sensor 6, and the external sensor 7 may be arranged separately from the headlamp 1.
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Abstract
曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行する自動二輪車(100)の車両システムは、光源と、光源からの光により形成される複数の部分パターン(PHa~PHi)から構成される所定のハイビーム配光パターン(PH)を形成する投影レンズと、対向車(CV)のランプ(P1,P2)の位置を検知する外部センサと、部分パターン(PHa~PHi)のうち対向車(CV)の左上点(P3)が含まれる部分パターン(PHf)に光を照射しないようにハイビーム配光パターン(PH)を調節するランプ制御部と、を備えている。
Description
本発明は、車両システムおよび車両用灯具に関する。
二輪車用の前照灯として、ハイビーム・ロービームの光源がある(特許文献1)。
四輪車においては、前照灯から照射される配光パターンを水平方向に並列された複数の領域から構成し、車両外部の対象物に応じて当該複数の領域のうち一部の領域を非照射とすることで、例えば対向車にグレアを与えない配光パターンを形成するシステムが提案されている。二輪車では、右左折をする際に運転者が重心を移動させ、曲がる方向に向かって車体を傾けてバンク角を大きくしながらコーナーを走行するため、バンク角に伴って前照灯が形成する配光パターンも水平方向から傾く。そのため、水平方向から傾いた配光パターンにおいて、本来は非照射とすべき範囲にまで光が照射され対向車などの対象物に対してグレアを与えてしまう場合がある。
本発明は、車体が傾いた状態であっても対象物に対するグレアの発生を防止可能な所定の配光パターンを形成する車両システム及び車両用灯具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面に係る車両システムは、
曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行する車両に設けられた車両システムであって、
光源と、
前記光源からの光を灯具前方へ照射することにより、一方向に並列して形成される複数の領域から構成される所定の配光パターンを形成する光学部材と、
前記車両の外部の対象物のランプ位置を検知するセンサと、
前記ランプ位置に基づいて前記対象物の上端位置を決定し、前記複数の領域のうち前記上端位置が含まれる第一領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを調節する制御部と、を備えている。
曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行する車両に設けられた車両システムであって、
光源と、
前記光源からの光を灯具前方へ照射することにより、一方向に並列して形成される複数の領域から構成される所定の配光パターンを形成する光学部材と、
前記車両の外部の対象物のランプ位置を検知するセンサと、
前記ランプ位置に基づいて前記対象物の上端位置を決定し、前記複数の領域のうち前記上端位置が含まれる第一領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを調節する制御部と、を備えている。
また、本発明の一側面に係る車両用灯具は、
曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行可能な車両に設けられた車両用灯具であって、
光源と、
前記光源からの光を灯具前方へ照射することにより、水平方向に沿って並列して形成される複数の領域から構成される所定の配光パターンを形成する光学部材と、
前記車両の外部の対象物が存在している場合には、前記対象物のランプ位置に基づいて前記対象物の上端位置を決定し、前記複数の領域のうち前記上端位置が含まれる領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを調節する制御部と、を備えている。
曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行可能な車両に設けられた車両用灯具であって、
光源と、
前記光源からの光を灯具前方へ照射することにより、水平方向に沿って並列して形成される複数の領域から構成される所定の配光パターンを形成する光学部材と、
前記車両の外部の対象物が存在している場合には、前記対象物のランプ位置に基づいて前記対象物の上端位置を決定し、前記複数の領域のうち前記上端位置が含まれる領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを調節する制御部と、を備えている。
本発明によれば、車体が傾いた状態であっても対象物に対するグレアの発生を防止可能な所定の配光パターンを形成する車両システム及び車両用灯具を提供することができる。
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」とは、図1に示す車両100について、説明の便宜上、設定された相対的な方向である。
(第一実施形態)
図1は、第一実施形態における車両の一例として自動二輪車100を示している。自動二輪車100は、曲がる方向に向かって車体を傾けることで道路のコーナー(カーブ)に沿って走行することが可能な車両である。本実施形態の車両は、この自動二輪車100のように、曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行可能な車両であればよく、車輪の数は限定されない。したがって、例えば自動三輪車、自動四輪車などであっても、この自動二輪車100と同様に走行可能であれば本実施形態の車両に含まれる。
図1は、第一実施形態における車両の一例として自動二輪車100を示している。自動二輪車100は、曲がる方向に向かって車体を傾けることで道路のコーナー(カーブ)に沿って走行することが可能な車両である。本実施形態の車両は、この自動二輪車100のように、曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行可能な車両であればよく、車輪の数は限定されない。したがって、例えば自動三輪車、自動四輪車などであっても、この自動二輪車100と同様に走行可能であれば本実施形態の車両に含まれる。
図1に示すように、自動二輪車100の前部には、本実施形態に係るヘッドランプ1(車両用灯具の一例)が搭載されている。ヘッドランプ1は、車両前方を照射可能な灯具であり、ロービーム灯具ユニット2と、ハイビーム灯具ユニット3とを備えている。なお、本実施形態では、一個のヘッドランプ1を備える自動二輪車100を例示しているが、例えば左右に一個ずつのヘッドランプを備える自動二輪車であってもよい。
図2は、自動二輪車100に搭載された車両システム50のブロック図である。図2に示すように、車両システム50は、ヘッドランプ1と各種センサ6~8とを備えている。ヘッドランプ1は、ロービーム灯具ユニット2およびハイビーム灯具ユニット3の動作を制御するランプ制御部5を有している。ランプ制御部5には、ロービーム灯具ユニット2およびハイビーム灯具ユニット3が接続されている。各種センサ6~8には、自動二輪車100の傾き状態を検知するバンク角センサ6と、車両外部の環境情報を検知する外部センサ7と、自動二輪車100の速度を検知する速度センサ8が含まれる。バンク角センサ6、外部センサ7及び速度センサ8は、ランプ制御部5に接続されている。
バンク角センサ6は、自動二輪車100の車体が鉛直線に対して左右に傾斜したときの傾斜角を検知することが可能なセンサである。バンク角センサ6は、例えばジャイロセンサで構成されている。なお、車体の傾斜角は、例えば車体に搭載されるカメラで撮影した画像に基づいて算出するようにしてもよい。
外部センサ7は、自動二輪車100の周辺環境(例えば障害物、他車(前走車、対向車)、歩行者、道路形状、交通標識等)を含む自車両の外部の情報を取得することが可能なセンサである。外部センサ7は、例えばLiDAR(Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging)、カメラ、レーダ等の少なくとも一つで構成されている。
バンク角センサ6、外部センサ7および速度センサ8によって検知された各情報は、ランプ制御部5へ送信される。ランプ制御部5は、各センサ6~8から送信されてきた情報に基づいて、ロービーム灯具ユニット2およびハイビーム灯具ユニット3の動作を制御する。例えば、ランプ制御部5は、各センサの検知情報に基づいてヘッドランプ1(ロービーム灯具ユニット2およびハイビーム灯具ユニット3)を制御し、車両前方に形成される配光パターン(ロービーム配光パターンおよびハイビーム配光パターン)を調整することが可能である。
図3は、ハイビーム灯具ユニット3が収容されたヘッドランプ1の概略構成を示す垂直断面図である。図3に示すように、ヘッドランプ1は、車両前方側に開口部を有するランプボディ11と、ランプボディ11の開口部を覆うように取り付けられた透明の前面カバー12とを備えている。ランプボディ11と前面カバー12とによって形成される灯室13の内部に、ハイビーム灯具ユニット3、ランプ制御部5、バンク角センサ6、および外部センサ(例えばLiDAR)7等が収容されている。なお、図3の断面図では図示されていないが、ロービーム灯具ユニット2もハイビーム灯具ユニット3と同様にヘッドランプ1の灯室13内に収容されている。
ハイビーム灯具ユニット3は、いわゆるプロジェクタ型の灯具であり、投影レンズ22(光学部材の一例)と、ハイビーム照射用の光源26を有する光源ユニット24と、投影レンズ22および光源ユニット24を保持するホルダ28とを備えている。投影レンズ22は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであり、車両前後方向に延びる光軸Ax上に配置されている。投影レンズ22は、その周縁部がホルダ28の前端側に保持されている。投影レンズ22は、光源26からの光を灯具前方へ照射することにより、複数の部分領域から構成される所定の配光パターンを形成する。
光源ユニット24は、光源26が光軸Ax方向における前方を向くように配置されて、ホルダ28の後端側に保持されている。光源26は、ランプ制御部5に電気的に接続されている。ホルダ28は、図示しない支持部材を介してランプボディ11に取り付けられている。
図4は、光源ユニット24の概略構造を示す斜視図である。光源ユニット24は、光源26と、支持プレート40と、ヒートシンク42とを有している。光源26は、例えば発光ダイオード(LED)などの発光素子で構成される複数の個別光源30を有する。光源26は、例えば、横9列縦1行で、左右方向(光軸Axに直交する方向)に並列配置される個別光源30a~30iを有し、支持プレート40の前方側表面に固定されている。個別光源30a~30iは、LEDアレイとして構成されている。各々の個別光源30a~30iは、ランプ制御部5と電気的に接続されている。個別光源30a~30iは、後述するADB(Adaptive Driving Beam)モードにおいて、ランプ制御部5により互いに独立に光の照射が制御される。なお、個別光源30の数や配置は特に限定されない。
ヒートシンク42は、光源26から発せられる熱を放散させるための部材であり、支持プレート40の車両後方側表面に保持されている。光源ユニット24は、支持プレート40を介してホルダ28に固定されている。
次に、自動二輪車100に搭載されたヘッドランプ1によって形成される配光パターンについて、図5から図8を参照して説明する。
図5は、自動二輪車100の車体が直進状態にあるとき、すなわち、自動二輪車100が路面に対して車体を垂直にした状態で走行しているときに灯具前方に形成される配光パターン(ハイビーム配光パターンPHおよびロービーム配光パターンPL)である。自動二輪車100の車体が直進状態にある場合とは、例えば、車体が垂直である場合に対して車体の傾きが±10度以内であることを含む。図6は、自動二輪車100の車体がコーナリング状態にあるとき、例えば、右向きのコーナーを走行するために路面に対して車体を右に傾けた状態で走行しているときに灯具前方に形成される配光パターン(本例ではハイビーム配光パターンPHのみを示す)である。ハイビーム配光パターンPHは、ハイビーム灯具ユニット3によって形成される配光パターンである。ロービーム配光パターンPLは、ロービーム灯具ユニット2によって形成される配光パターンである。図7は、他車(対向車、前走車等)のランプ間隔と他車の上端位置との関係を示す図である。
図5は、自動二輪車100の車体が直進状態にあるとき、すなわち、自動二輪車100が路面に対して車体を垂直にした状態で走行しているときに灯具前方に形成される配光パターン(ハイビーム配光パターンPHおよびロービーム配光パターンPL)である。自動二輪車100の車体が直進状態にある場合とは、例えば、車体が垂直である場合に対して車体の傾きが±10度以内であることを含む。図6は、自動二輪車100の車体がコーナリング状態にあるとき、例えば、右向きのコーナーを走行するために路面に対して車体を右に傾けた状態で走行しているときに灯具前方に形成される配光パターン(本例ではハイビーム配光パターンPHのみを示す)である。ハイビーム配光パターンPHは、ハイビーム灯具ユニット3によって形成される配光パターンである。ロービーム配光パターンPLは、ロービーム灯具ユニット2によって形成される配光パターンである。図7は、他車(対向車、前走車等)のランプ間隔と他車の上端位置との関係を示す図である。
図5および図6では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示している。また、自動二輪車100とは別に示されている車両は、自動二輪車100の右側前方を走行する対向車CVである。自動二輪車100と対向車CVとは、それぞれ個別の座標系に表示している。対向車CVは、道路座標系X0-Y0上に表示している。自動二輪車100は、二輪車座標系X1-Y1上に表示している。自動二輪車100が直進状態で走行している図5の場合には、道路座標系X0-Y0と二輪車座標系X1-Y1とが一致して表示される。自動二輪車100がコーナリング状態で走行している図6の場合には、自動二輪車100が傾いた角度分だけ道路座標系X0-Y0と二輪車座標系X1-Y1とが相違して表示される。なお、H-Hは水平方向、V-Vは垂直方向を表す。
図5および図6に示すように、ハイビーム配光パターンPHは、複数の縦長状の部分パターンPHa~PHiが水平方向に並列して形成される配光パターンである。各部分パターンPHa~PHiは、個別光源30a~30iから出射される光によってそれぞれ形成される。部分パターンPHaは個別光源30aによって形成されるパターンである。同様に、部分パターンPHbは個別光源30bによって形成され、部分パターンPHcは個別光源30cによって形成され、部分パターンPHdは個別光源30dによって形成され、部分パターンPHeは個別光源30eによって形成され、部分パターンPHfは個別光源30fによって形成され、部分パターンPHgは個別光源30gによって形成され、部分パターンPHhは個別光源30hによって形成され、部分パターンPHiは個別光源30iによって形成されるパターンである。ハイビーム配光パターンPHは、ADBモードにおいて各部分パターンPHa~PHiの形成と非形成との組み合わせにより、自車や対向車あるいは前走車の状況に応じて異なる態様のハイビーム配光パターンとして形成される。
次に、ランプ制御部5により実行されるADBモードについて説明する。ランプ制御部5は、例えば外部センサ7が取得する環境情報に基づいて、対向車の存否および対向車の存在位置(自動二輪車100から対向車までの距離、仮想鉛直スクリーンにおける対向車の位置座標など)を含む対向車の状況を検知する。また、ランプ制御部5は、例えばバンク角センサ6が取得する車体の傾斜角情報に基づいて、自車の状況を検知する。また、ランプ制御部5は、例えば速度センサ8が取得する速度情報に基づいて、自車の走行と停止とを含む、自車の状況を検知する。ランプ制御部5は、外部センサ7、バンク角センサ6、および速度センサ8が取得する情報に基づいて、各個別光源30の点消灯を個別に制御する。ランプ制御部5は、個別光源30のうち対向車等の対象物が存在しない領域に対応する個別光源30を点灯状態とし、対向車等の対象物が存在する領域に対応する個別光源30を消灯状態とする。
例えば、図5において、ランプ制御部5は、外部センサ7および速度センサ8が取得する情報に基づいて、対向車CVの存在方向(対向車CVにおける左右側部位置)や自動二輪車100から対向車CVまでの距離等を算出する。また、ランプ制御部5は、バンク角センサ6が取得する情報に基づいて自車の走行傾斜角度を算出する。ランプ制御部5は、外部センサ7、バンク角センサ6等により取得された情報に基づいて、対向車CVに光が照射されないようにするための遮光範囲Aを規定する。遮光範囲Aは、道路座標系X0-Y0において対向車CVの左側部を通りY0軸方向に延びる境界線xaと、対向車CVの右側部を通りY0軸方向に延びる境界線xbと、の間がX0軸方向の範囲として規定される。また、遮光範囲Aは、境界線xa,xbが二輪車座標系X1-Y1におけるハイビーム配光パターンPHの上部境界と交差する点を通りX0軸方向に延びる境界線yaと、境界線xa,xbが二輪車座標系X1-Y1のX1軸と交差する点を通りX0軸方向に延びる境界線ybと、の間がY0軸方向の範囲として規定される。なお、遮光範囲Aは、対向車CVよりもやや大きな範囲あるいは対向車CVよりもやや小さな範囲として規定されてもよい。
道路座標系X0-Y0と二輪車座標系X1-Y1とが一致している図5の例の場合、道路座標系X0-Y0における遮光範囲A内の各点の座標値は、二輪車座標系X1-Y1におけるハイビーム配光パターンPH内の同じ座標値に対応付けられる。ランプ制御部5は、規定された遮光範囲Aに基づいて、二輪車座標系X1-Y1においてハイビーム配光パターンPHにおける対向車CVの存在しない領域に対応する部分パターンを特定する。ランプ制御部5は、図5において、対向車CVが存在しない部分パターンとして、部分パターンPHa~PHf,PHiを特定する。ランプ制御部5は、特定された部分パターンPHa~PHf,PHiを照射領域と判断する。ランプ制御部5は、この照射領域(部分パターンPHa~PHf,PHi)に対応する個別光源30a~30f,30iを点灯状態にする。一方で、ランプ制御部5は、規定された遮光範囲Aに基づいて、二輪車座標系X1-Y1においてハイビーム配光パターンPHにおける対向車CVの存在する領域に対応する部分パターンPHg,PHhを特定し、特定された部分パターンPHg,PHhを非照射領域(遮光領域)と判断する。ランプ制御部5は、この非照射領域(部分パターンPHg,PHh)に対応する個別光源30g,30hを消灯状態にする。
これにより、自動二輪車100が直進状態で走行している場合には、対向車CVに光を照射しないための遮光範囲Aを含むように、対向車CVが存在する領域に対応する部分パターンPHgとPHhとが非照射領域とされたハイビーム配光パターンPHが形成される。なお、「非照射領域」には、対向車の運転者にグレアを与えない程度に低照度で光を照射する領域が含まれてもよい。
次に、図6に示すように、自動二輪車100がコーナリング状態にある場合、例えば、路面に対して車体を右に角度θ傾けた場合には、二輪車座標系X1-Y1は、道路座標系X0-Y0に対して角度θだけ傾斜した状態となる。このため、道路座標系X0-Y0を走行する対向車CVは、自動二輪車100から見たときに角度θだけ左へ傾斜した状態になる。なお、図6では、二輪車座標系X1-Y1が紙面の水平方向および垂直方向に沿うように表示されている。
図6に示す例の場合においても、ランプ制御部5は、バンク角センサ6、外部センサ7、速度センサ8等により取得された情報に基づいて、自動二輪車100及び対向車CVに関する各種情報を算出する。例えば、ランプ制御部5は、対向車CVに搭載されている一対のヘッドランプ(左ランプP1,右ランプP2)の座標値を算出する。左ランプP1の座標値は、二輪車座標系X1-Y1における座標値(x11,y11)として算出する。右ランプP2の座標値は、二輪車座標系X1-Y1における座標値(x12,y12)として算出する。
ランプ制御部5は、算出された左ランプP1の座標値(x11,y11)と右ランプP2の座標値(x12,y12)に基づいて、左ランプP1と右ランプP2との間隔Wを算出する。ランプ制御部5は、算出された左ランプP1と右ランプP2との間隔Wに基づいて、対向車CVの左ランプP1から対向車CVの左側上端位置である左上点P3までの高さHを算出する。左ランプP1から左上点P3までの高さHは、左ランプP1と右ランプP2との間隔Wに所定の定数kを乗算することによって算出することができる。
所定の定数kは、以下のようにして求められる。図7に示すように、各種車両における左右ランプP1,P2の間隔Wと左ランプP1から左上点P3までの高さHとを測定し、その比率H/Wをそれぞれ算出した。図8は、P1-P2間の間隔WとP1-P3間の高さHとの比率H/Wを車種ごとに算出した結果を示す表である。本例では、セダン、軽ボックス、コンパクトカー、ワゴン、大型バス、4tトラック、10tトラックについて比率H/Wを算出した。なお、地面から左右ランプP1,P2までの高さhは各車種において共通の0.5mとした。図8に示すように、車種ごとに算出された各比率H/Wにおいて、最大値は大型バスと10tトラックの値で1.00である。この測定結果から、各種車両における左ランプP1から左上点P3までの高さHの値は、その左右ランプの間隔Wの値以下であることがわかる。これにより、左ランプP1から左上点P3までの高さHを算出するために左ランプP1と右ランプP2との間隔Wに乗算する定数kは、対向車として想定される各種車両の比率H/Wの最大値を考慮したk=1に設定される。
次に、ランプ制御部5は、算出された左ランプP1から左上点P3までの高さHと左ランプP1の座標値(x11,y11)とに基づいて、二輪車座標系X1-Y1における左上点P3の座標値(x13,y13)を算出する。左上点P3の座標値x13は、x13=x11-Hsinθにより算出することができる。左上点P3の座標値y13は、y13=y11+Hcosθにより算出することができる。左上点P3は、自動二輪車100から見て左へ傾斜した状態の対向車CVにおける最も自動二輪車100寄りに位置する点(最も左側に位置する点)である。左上点P3の二輪車座標系X1-Y1における座標値は、車体の傾斜角度に応じて変化する値である。
次に、ランプ制御部5は、二輪車座標系X1-Y1において、左上点P3の座標値(x13,y13)に対応する領域として、座標値x13をX1軸方向における領域内に含むハイビーム配光パターンPHの部分パターンを特定する。図6に示す例において、ランプ制御部5は、ハイビーム配光パターンPHの部分パターンPHf(第一領域の一例)を左上点P3の座標値(x13,y13)に対応する領域として特定する。ランプ制御部5は、上記自動二輪車100が直進状態にあるときに対向車CVが存在する領域として特定された部分パターンPHg,PHhに、左上点P3の座標値(x13,y13)に対応する領域として特定した部分パターンPHfを加えた部分パターンPHfから部分パターンPHhに亘る領域を非照射領域と判断する。ランプ制御部5は、この非照射領域(部分パターンPHf,PHg,PHh)に対応する個別光源30f,30g,30hを消灯状態にする。一方で、ランプ制御部5は、部分パターンPHf,PHg,PHh以外の部分パターンPHa~PHe、およびPHiを照射領域と判断する。ランプ制御部5は、この照射領域(部分パターンPHa~PHe,PHi)に対応する個別光源30a~30e,30iを点灯状態にする。
これにより、自動二輪車100がコーナリング状態で走行している場合には、自動二輪車100に対して傾いた状態になる対向車CVに光を照射しないように、対向車CVが存在する領域に対応する部分パターンPHf,PHg,PHhが非照射領域とされたハイビーム配光パターンPHが形成される。
道路座標系X0-Y0に対する二輪車座標系X1-Y1の傾斜角θは、路面に対する車体の傾きが大きいほど大きくなる。このため、路面に対する自動二輪車100の右方向への傾きが大きいほど、二輪車座標系X1-Y1上における対向車CVの左上点P3の座標値(x13,y13)は、車体が路面に対して垂直に走行しているときの対向車CVの左上点P3の座標値から左方向へ大きく変化する。これにより、自動二輪車100が右コーナリング状態にあるときには、対向車CVの左側上端位置に対応する領域として特定されるハイビーム配光パターンPHの部分パターンの位置が左方向に移動し、非照射領域と判断される部分パターンの範囲が図6に示す例では部分パターンPHf分だけ大きくなる。
以上説明したように、本実施形態に係る車両システム50は、曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行する自動二輪車100に設けられている。そして、光源26と、光源26からの光をヘッドランプ1前方へ照射することにより、一方向に並列して形成される複数の部分パターンPHa~PHiから構成される所定のハイビーム配光パターンPHを形成する投影レンズ22(光学部材の一例)と、車両外部の対向車CV(対象物の一例)のランプP1,P2の位置(ランプ位置の一例)を検知する外部センサ7と、ランプP1,P2の位置に基づいて対向車CVの左上点P3(上端位置の一例)を決定し、並列して形成される部分パターンPHa~PHiのうち対向車CVの左上点P3が含まれる部分パターンPHf(第一領域の一例)に光を照射しないようにハイビーム配光パターンPHを調節するランプ制御部5と、を備えている。この構成によれば、夜間でも容易に特定することが可能な対向車CVのヘッドランプ1の座標値に基づいて対向車CVの上端座標値を算出するため、正確に対向車CVの上端の位置を特定することができる。これにより、自動二輪車100が傾いた状態であっても対向車CVに対するグレアの発生を防止可能な所定のハイビーム配光パターンPHを簡便に形成することができる。なお、遮光対象物は対向車CVに限られず、前走車に対して同様の制御を行ってもよい。
また、車両システム50によれば、対向車CVは左右に一定距離だけ離れて配置された一対のランプP1,P2が搭載された車両であり、ランプ制御部5は、ランプP1,P2の位置に基づいて一対のランプP1,P2同士の間隔Wを算出し、間隔Wに所定の定数kを乗算することにより対向車CVの左上点P3の座標を算出する。対向車CVのランプP1の位置と対向車CVの左上点P3の位置との関係を示す定数k(本例ではk=1)を用いることで、ハイビーム配光パターンPHにおける非照射範囲を簡便に決定することができる。
また、車両システム50によれば、複数の部分パターンPHa~PHiは、左右方向に沿って並列されるそれぞれ縦長状の領域である。このため、部分パターンPHa~PHiごとに照射/非照射を切り替えることで対向車CVへのグレアを防止可能な適切な配光パターンを簡便に形成できる。
また、車両システム50によれば、光源26は、並列配置された複数の個別光源30(発光素子)を含み、部分パターンPHa~PHiは、複数の個別光源30からの光によって水平方向に沿って並列して形成され、ランプ制御部5は、左上点P3の位置に基づいて、複数の個別光源30のうち左上点P3が含まれる部分パターンを形成する個別光源を消灯する。このように、例えばLEDアレイ等を用いた簡便な光源26の構成で、ハイビーム配光パターンPHにおける非照射領域を適切に形成することができる。
また、車両用灯具(ヘッドランプ)1は、曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行可能な自動二輪車100に設けられている。そして、光源26と、光源26からの光をヘッドランプ1前方へ照射することにより、水平方向に沿って並列して形成される複数の部分パターンPHa~PHiから構成される所定のハイビーム配光パターンPHを形成する投影レンズ22と、車両外部の対向車CVが存在している場合には、対向車CVのランプP1,P2の位置に基づいて対向車CVの左上点P3を決定し、部分パターンPHa~PHiのうち左上点P3が含まれる領域に光を照射しないようにハイビーム配光パターンPHを調節するランプ制御部5と、を備えている。この構成によれば、上記車両システム50と同様に、自動二輪車100が傾いた状態であっても対向車CVに対するグレアの発生を防止可能な所定のハイビーム配光パターンPHを簡便に形成することができる。
なお、本実施形態では、自動二輪車100が路面に対して車体を右に傾けた場合について説明したが、例えば自動二輪車100が路面に対して車体を左に傾けた場合にも、ランプ制御部5は同様にしてハイビーム配光パターンPHの非照射領域を設定することができる。具体的には、車体が左に傾いた場合には、ランプ制御部5は、対向車CVの右側上端位置である右上点の座標値を特定して、対向車CVにグレアを与えないための非照射領域を設定する。
また、本実施形態では、ヘッドランプのランプ位置値に基づいて対向車CVの上端位置を算出しているが、これに限られない。例えば、対向車CVに搭載されているヘッドランプ以外のランプの座標値、あるいはランプ以外の部材の座標値を特定し、特定されたその座標値に基づいて対向車CVの上端位置を算出するようにしてもよい。
また、本実施形態では、コーナリング時の非照射領域を設定する場合、対向車CVの左上点P3の位置に対応する部分パターンPhfを特定し、特定された部分パターンPHfを直進時の非照射領域として特定された部分パターンPHg,PHhに加えることにより設定しているが、これに限られない。例えば、図6において、右ランプP2の座標値に基づいて、対向車CVの最も右側に位置する右下点P4の座標値(x14,y14)を算出し、算出された右下点P4の位置に対応する部分パターンPHhを特定してもよい。そして、対向車CVの左上点P3の位置に対応する部分パターンPHfから右下点P4の位置に対応する部分パターンPHhに亘る部分パターンPHf,PHg,PHhを非照射領域として設定してもよい。右下点P4の座標値x14は、x14=x12+hsinθにより算出される。右下点P4の座標値y14は、y14=y12-hcosθにより算出される。なお、式中のhは、ヘッドランプP1,P2の高さを示す値であり、上述の通り、各種車両において共通のh=0.5mに設定される。
(第二実施形態)
次に、図9および図10を参照して、第二実施形態に係るヘッドランプ101が備えるハイビーム灯具ユニット103の構成を説明する。
図9に示すように、ハイビーム灯具ユニット103は、プロジェクタ型の灯具である。ハイビーム灯具ユニット103は、回転リフレクタ111(光学部材の一例)と、LED113(光源の一例)と、回転リフレクタ111の前方に配置された投影レンズ115(光学部材の一例)とを備えている。なお、LED113の代わりにEL素子やLD素子などの半導体発光素子を光源として用いることも可能である。特に後述する配光パターンの一部を非照射とするための制御には、点消灯が短時間に精度よく行える光源が好ましい。投影レンズ115の形状は、要求される配光パターンや照度分布などの配光特性に応じて適宜選択すればよいが、非球面レンズや自由曲面レンズが用いられる。本実施形態では、投影レンズ115として凸状の非球面レンズを用いている。
次に、図9および図10を参照して、第二実施形態に係るヘッドランプ101が備えるハイビーム灯具ユニット103の構成を説明する。
図9に示すように、ハイビーム灯具ユニット103は、プロジェクタ型の灯具である。ハイビーム灯具ユニット103は、回転リフレクタ111(光学部材の一例)と、LED113(光源の一例)と、回転リフレクタ111の前方に配置された投影レンズ115(光学部材の一例)とを備えている。なお、LED113の代わりにEL素子やLD素子などの半導体発光素子を光源として用いることも可能である。特に後述する配光パターンの一部を非照射とするための制御には、点消灯が短時間に精度よく行える光源が好ましい。投影レンズ115の形状は、要求される配光パターンや照度分布などの配光特性に応じて適宜選択すればよいが、非球面レンズや自由曲面レンズが用いられる。本実施形態では、投影レンズ115として凸状の非球面レンズを用いている。
回転リフレクタ111は、不図示のモータなどの駆動源により回転軸Rを中心に一方向に回転する。また、回転リフレクタ111は、LED113から出射された光を回転しながら反射し、所望の配光パターンを形成するように構成される反射面を備えている。
図10に示すように、回転リフレクタ111は、形状の同じ3枚のブレード111aと、筒状の回転部111bとを備えている。ブレード111aは、反射面として機能し、回転部111bの周囲に設けられている。回転リフレクタ111の回転軸Rは、光軸Axに対して斜めになっており、光軸AxとLED113とを含む平面内に設けられている。
ブレード111aは、回転軸Rを中心とする周方向に向かうにつれて、光軸Axと反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有している。これにより、図9に示すようにLED113の光を用いた走査が可能となる。具体的には、回転リフレクタ111は、120度回転することで、LED113の光によって前方を一方向(水平方向)に1回走査できるように構成されている。すなわち、1枚のブレード111aがLED113の前を通過することで、車両前方の所望の領域がLED113の光によって1回走査されることになる。
第二実施形態においても、ランプ制御部5は、対向車CV(対象物)のランプP1,P2の位置(ランプ位置)に基づいて対向車CVの左上点P3(上端位置)を決定し、複数の部分パターンPHa~PHiのうち左上点P3が含まれる部分パターン(第一領域)に光を照射しないようにハイビーム配光パターンPHを調節する。具体的には、ランプ制御部5は、左ランプP1と右ランプP2との間隔Wを算出し、算出された間隔Wにランプ位置と対向車CVの上端位置との関係を示す定数k=1を乗算することにより、対向車CVの左ランプP1から対向車CVの左側上端位置である左上点P3までの高さHを算出する。次いで、ランプ制御部5は、左ランプP1から左上点P3までの高さHと左ランプP1の座標値とに基づいて、二輪車座標系X1-Y1における左上点P3の座標値を算出する。次いで、ランプ制御部5は、左上点P3の座標値に対応する領域として、ハイビーム配光パターンPHの対応する部分パターンを特定し、特定した部分パターンを非照射領域と判断する。次いで、ランプ制御部5は、LED113の点消灯のタイミングを回転リフレクタ111の回転と同期させることで、ハイビーム配光パターンPHのうち非照射領域にLED113からの光が照射されないように、LED113や回転リフレクタ111の動作を制御する。すなわち、LED113からの光の出射タイミングと回転リフレクタ111による当該光の走査方向とを制御することにより、非照射領域に光を照射しないようにハイビーム配光パターンPHを形成する。このように、回転リフレクタ111を備えたスキャン光学系のハイビーム灯具ユニット103においても、LEDアレイを備えた第一実施形態に係るハイビーム灯具ユニット3と同様に、車体が傾いた場合に対向車CVのランプP1とP2の間隔Wと所定の定数kとに基づいて対向車CVの上端位置を算出し、上端位置に対応する部分パターンを非照射領域とすることで、対向車CVに対するグレアの発生を防止可能な所定のハイビーム配光パターンPHを簡便に形成することができる。
なお、回転リフレクタ111に代えて、ガルバノミラーやポリゴンミラーを備えたスキャン光学系のハイビーム灯具ユニットを採用してもよい。この場合も、上記の同様の制御を行うことで、第一実施形態および第二実施形態と同様の効果を奏することができる。
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲およびその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
上記の実施形態では、ランプ制御部5、バンク角センサ6および外部センサ7が、ヘッドランプ1の灯室内に収容されている構成を開示しているが、この例に限られない。ランプ制御部5、バンク角センサ6および外部センサ7が、ヘッドランプ1とは別体で配置されていてもよい。
本出願は、2020年7月17日出願の日本特許出願2020-123081号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (6)
- 曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行する車両に設けられた車両システムであって、
光源と、
前記光源からの光を灯具前方へ照射することにより、一方向に並列して形成される複数の領域から構成される所定の配光パターンを形成する光学部材と、
前記車両の外部の対象物のランプ位置を検知するセンサと、
前記ランプ位置に基づいて前記対象物の上端位置を決定し、前記複数の領域のうち前記上端位置が含まれる第一領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを調節する制御部と、を備えている、車両システム。 - 前記対象物は、左右に一定距離だけ離れて配置された一対のランプが搭載された車両であり、
前記制御部は、
前記ランプ位置に基づいて前記一対のランプ同士の間隔を算出し、
前記間隔に所定の定数を乗算することにより前記上端位置を算出する、
ように構成されている、請求項1に記載の車両システム。 - 前記複数の領域は、左右方向に沿って並列されるそれぞれ縦長状の領域である、請求項1又は2に記載の車両システム。
- 前記光源は、並列配置された複数の発光素子を含み、
前記複数の領域は、前記複数の発光素子からの光によって水平方向に沿って並列して形成され、
前記制御部は、前記上端位置に基づいて、前記複数の発光素子のうち前記第一領域を形成する発光素子を消灯する、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両システム。 - 前記光学部材は、回転リフレクタ、ガルバノミラー、およびポリゴンミラーのうち少なくとも一つから構成されており、
前記制御部は、前記上端位置に基づいて、前記回転リフレクタ、前記ガルバノミラー、および前記ポリゴンミラーのうち少なくとも一つによる前記光の走査方向と前記光源からの光の出射タイミングとを制御することにより、前記第一領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを形成する、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両システム。 - 曲がる方向に向かって車体を傾けることでコーナーを走行可能な車両に設けられた車両用灯具であって、
光源と、
前記光源からの光を灯具前方へ照射することにより、水平方向に沿って並列して形成される複数の領域から構成される所定の配光パターンを形成する光学部材と、
前記車両の外部の対象物が存在している場合には、前記対象物のランプ位置に基づいて前記対象物の上端位置を決定し、前記複数の領域のうち前記上端位置が含まれる領域に前記光を照射しないように前記所定の配光パターンを調節する制御部と、を備えている、車両用灯具。
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