专利名称：车辆用前照灯的照射方向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在车辆用前照灯的照射方向控制装置中，即使在减速时车辆前部下沉的状态下，也可以确保充分的视线识别距离，保证远方视线识别性，同时防止在加速时照射光轴向上超过必要的程度的技术。
背景技术：
目前已知对应车辆姿态的变化对车辆用前照灯的照射方向进行校正控制的装置。例如，在自动调整照射方向使得前照灯的照射状态保持在规定的状态的装置中，即使在车体的前进方向上上下倾斜发生变化的情况下，也可以通过车辆前后的车轴部中设置的车高检测部件的检测信息，算出车辆的俯仰角，驱动灯具的反射镜等使得抵消该变化，由此进行修正控制，使得照射光轴的对地角度保持在一定的角度(例如参照专利文献1)。
〔专利文献1〕特开平10-226271号公报(图1、图7)然而在现有的照射方向控制装置中，因为进行光轴校正控制以使得对应车辆姿态的变化，前照灯的照射光轴的对地角度为一定的角度，所以有由于车辆的行驶状态车辆司机的视线识别距离变短的担心。
例如，车辆在进入弯路前，因为急剧减速，所以车辆前部的下倾导致该部分下沉的情况下，由于光轴校正使前照灯的照射光轴的对地角度保持固定，可是由于车辆前部设置的前照灯的地面以上高度变低，所以车辆前方的视线识别距离变短。
在图4的模式说明图中，以实线表示的直线a表示车高变化的基准线，虚线b概念性地表示由于下倾车辆前部向下方下沉的样子。
当将照射光轴的对地角度记为“α”，以地面为基准的前照灯的高度记为“Hhl”，视线识别距离记为“L”时，“tan()”作为正切函数，在它们之间具有“Hhl/L＝tan(α)”或“L＝Hhl/tan(α)”的关系。因此，如果α值一定，则Hhl的变化直接作为L的变化表现，如果将下倾时的视线识别距离记为“L”’则如图示那样成为“L’＜L”。
另外，由于车辆加速时等车头上抬，在车辆前部抬起时，在保证照射光轴的对地角度固定的控制中，照向远处的光线超过需要的距离的情况下，有产生射向对面车辆等的眩光的担心。
发明内容
在此，本发明是以在车辆用前照灯的照射方向控制装置中，确保减速时的前方视线识别距离，防止加速时射向对面车辆的眩光为课题的。
本发明是在对应车辆姿态的变化控制车辆用前照灯的照射方向的装置中，具有以下结构的产品。
车辆姿态检测部件，检测车辆姿态的变化；照射控制部件，根据所述车辆检测部件的检测信息算出在车辆的行驶方向上表示上下倾斜姿态的俯仰角，计算与所述车辆用前照灯相关的用于照射光轴修正的控制量，同时进行校正计算，使得通过使车辆减速时照射光轴的对地角度比车辆停车中或者匀速行驶中该照射光轴的对地基准角度小，并且使得通过使车辆加速时照射光轴的对地角度比车辆停车中或者匀速行驶中该照射光轴的对地基准角度大，保持车辆前方的视线识别距离固定；驱动部件，接受所述照射控制部件发出的控制指令，使所述车辆用前照灯的照射光轴的方向变化。
因此，按照本发明可进行照射光轴的方向控制，使得对应根据车辆姿态检测部件的检测信息算出的俯仰角保持前方视线识别距离基本固定。例如，在车辆的减速期间，由于规定照射方向使得保持比照射光轴的对地基准角度小的对地角度，所以可确保车辆行驶所必需的前方视线识别距离。这是依据上式“L＝Hhl/tan(α)”所知那样，即使由于车辆前部的下沉导致Hhl变小，也可以通过使α变小保持视线识别距离L固定。另外，在车辆的加速期间，由于规定照射方向使得保持比照射光轴的对地基准角度大的对地角度，所以可以防止对对面车辆的司机和道路使用者造成眩光。
图1是表示本发明的照射方向控制装置的基本结构例的图。
图2是车辆停车时或匀速行驶时的车辆姿态和照射状态的说明图。
图3是车辆减速时的车辆姿态和照射状态的说明图。
图4是用于说明现有问题点的概略图。
具体实施例方式
本发明的目的是在对进行跟随车辆的姿态变化进行照射方向控制的矫平装置(所说的自动矫平装置)的应用中，防止车辆减速时的下倾导致的前方视线识别距离变短。
图1是表示本发明的照射方向控制装置的基本结构。
照射方向控制装置1包括车辆姿态检测部件2、照射控制部件3、驱动部件4，控制车辆用前照灯5的照射光轴。而且，在例如是汽车用灯具的情况下，作为前照灯可举出头灯、雾灯、转向灯等。
车辆姿态检测部件2预先设置，用于检测静止和/或行驶中的车辆姿态(包括在车辆的前进方向上垂直面内的倾斜)，检测车轮的车轴部的车高值和前进方向上车辆姿态的倾斜等。例如，在使用车高检测部件(车高传感器)时，可举出检测与车辆的前轮和后轮的车轴部相关的车高位移的方法，以及测量车高检测部件和路面之间的距离的方法。
车辆姿态检测部件2的检测信息发送到照射控制部件3，在此算出表示车辆前进方向上的上下倾斜姿态的俯仰角，计算用于前照灯5的照射光轴校正的控制量。
在车辆急剧减速时，如前所述，因为伴随下倾前照灯的地面以上高度(在此记为“Hhl”)变低，所以如原样保持前照灯的照射光轴的对地角度一定进行控制，则前方视线识别距离就会变短。
那样，在照射控制部件3中通过使车辆减速时的照射光轴的对地角度(以下将此记为“β”)比车辆停车或匀速行驶中该照射光轴的对地基准角度(以下将此记为“α”)小，进行用于使车辆前方的视线识别距离保持固定的校正计算(之后对此进行详细说明)。
另外，照射控制部件3通过使用计算机等计算部件构成，算出车辆俯仰角的计算和用于照射光轴控制的计算等作为软件处理进行，为使在图1中容易理解，区别表示为与照射光轴方向的控制相关的基本运算部3a和校正运算部3b。
基本运算部3a由车辆姿态检测部件2得到的车辆姿态的检测信息算出俯仰角，与此对应计算用于照射光轴校正的控制量。即，车体成为前方上抬的状态时，计算用于使前照灯5的照射光轴方向向下加减调节的控制量，相反，车体成为前方下降的状态时，计算用于使前照灯5的照射光轴方向向上加减调节的控制量。关键是具有算出用于抵消因俯仰角的变化引起的照射光轴的变化的基本控制量的功能。
另外，校正运算部3b考虑车辆减速时Hhl的变化量，根据下倾时“β＜α”的关系，进行用于使前方视线识别距离保持基本固定的校正计算。即，上述基本运算部3a对于车辆停车中和行驶中的俯仰角的变化求出控制量，使得照射光轴的对地角度成为固定值α。因此，设置校正运算部3b，用于考虑加减速时的Hhl的高度变化，通过使β变化使前方视线识别距离保持固定。另外，通过将校正运算部3b中计算的校正值送到加法部3c，与从基本运算部3a发出的计算值进行加减，来反映到与照射光轴方向相关的控制量中。即，加法部3c的输出信号发送到驱动部件4，成为用于校正前照灯5的照射光轴的指令。
驱动部件4接受从照射控制部件3发出的信号，使前照灯5的照射光轴的方向变化，使灯具整体倾斜，或驱动透镜、放射镜和灯罩等光学结构部件。例如作为使用电动机及其驱动电路，通过起动照射光轴的驱动机构(或调整机构)，进行前照灯5的矫平控制的结构，已知有使反射镜在包含光轴的垂直面中倾斜运动等的各种形式。
为了检测车辆的行驶状态(速度和加速度等)，预先设置行驶状态检测部件6，例如可举出以下显示的部件。
车速或车轮速的检测部件(速度传感器等)加速度检测部件(加速度传感器等)车辆的现有位置信息取得部件(GPS(Global Positioning System)和利用了路车间通信的汽车导航装置等)。
在任何部件中，都通过将与车辆的加速度的方向和大小相关的信息发送到照射控制部件3，检测包括停止状态的车辆行驶状态。
图2和图3是用于说明照射控制部件3中的光轴校正控制的概略图。而且，图2模式化地表示车辆的停车状态或车辆以一定速度行驶的状态(以下称为“基准状态”)，图3模式化地表示车辆的减速状态。
这些图中使用的符号的含义如下所述。
“L”＝照射光轴的对地基准角度α(基准状态)或对地角度β(车辆减速时)的前方视线识别距离“L”’＝照射光轴的对地角度α(车辆减速时)的前方视线识别距离“Hhl_std”＝基准状态的前照灯的地面以上高度Hhl的基准值(基准高)“H’hl”＝车辆减速时前照灯的地面以上高度“Hf”＝基准状态的前轮车轴部的车高(从地面到车高检测位置的距离)“H’f”＝车辆减速时前轮车轴部的车高(从地面到车高检测位置的距离)“Hr”＝基准状态的后轮车轴部的车高(从地面到车高检测位置的距离)“H’r”＝车辆减速时后轮车轴部的车高(从地面到车高检测位置的距离)“Dhl”＝基准状态的前轮车轴部的车高检测位置和前照灯(内部的发光基准位置)之间的距离“D’hl”＝车辆减速时前轮车轴部的车高检测位置和前照灯(内部的发光基准位置)之间的距离“WB”＝车辆的轴距“θ”＝光轴校正角(＝α-β)另外，对于α、β如前所述。
首先，在图2表示的基准状态下，“Hhl_std/L＝tan(α)”或者“L＝Hhl_std/tan(α)”的关系成立。
另外，俯仰角记为“φp”时，使用“tan(φp)＝(Hf-Hr)/WB”或反正切函数“arctan()”，由“φp＝arctan((Hf-Hr)/WB”求出俯仰角，因为在基准状态下角度值小，所以与照射光轴相关的控制量比较小。
在图3所示的减速状态下，由于下倾，成为车辆前部下沉，车辆后部上抬的状态。这时的俯仰角可由“φp＝arctan((H’f-H’r)/WB”求出。
另外，从对角度α、β、θ的几何关系“α＝β+θ”和“β＝arctan(H’hl/L)”可得到下式(在图中夸张地表示α和β的角度值，L和L’的长度等的关系)。
θ＝α-β＝α-arctan(H’hl/L)因此可知，为了通过使照射光轴的对地角度成为β，视线识别距离从L’伸长到L，可使用上式计算θ，根据将其加上俯仰角φp的量计算与照射光轴相关的控制量。即，在现有的控制中，减速时车辆前部下降的情况下进行用于保持光轴的对地角度为固定的基准角度α的控制的结果(由于α＝β目当于θ＝0的情况。)，是如前方视线识别距离L’显示那样变短(即，“L’＝H’hl/tan(α)＜L”。)。对此，本发明中计算从对地基准角度α减去作为Hhl(＝H’hl)和L的比的反正接求出的角度β得出的θ，将其作为校正值加到俯仰角的值中，求出实施校正的量。这样，计算与该量相当的控制量，将θ部分的角度变化施加到光轴上，照射光轴的对地角度成为β，可控制使前方视线识别距离成为固定值(L)。
另外，为求得β，需要算出H’hl，从上述Dhl和φp求出下倾时的前照灯的高度变化量，通过将其从Hhl std减去，可知H’hl。
如上所述，校正运算部3b进行计算，使得通过进行使用θ的校正计算，使控制量增加(即，通过使照射光轴向上，减小对地角度)，从而不产生伴随前照灯5的地面以上高度降低引起的前方视线识别距离的减少。由此，具有保持视线识别距离固定的作用。而且，为此不必进行复杂的计算，可以从车高变化量和俯仰角等可容易计算的量求出θ，因此处理简单。
以上说明了对减速时的控制，在加速时，由于伴随车辆的上抬前照灯5的地面以上高度上升，则进行计算，通过进行使用θ的校正计算，使控制量减少(即，通过使照射光轴向下，使对地角度大于基准角度)，从而不使照射光轴方向向上超出必要范围而使远方视线识别距离增加。由此，控制视线识别距离保持固定就可以。这样把握前照灯5的地面以上高度的变化，可使照射光的到达距离固定化。
在上例中，仅使用车辆姿态的检测信息进行校正计算，但在从上述的行驶状态检测部件6可得到加速度信息的构成形式中，可以从车辆的加速度信息直接得到与校正角θ相当的控制量。
例如，在由行驶状态检测部件6检测车辆的减速时的加速度时，计算与加速度的绝对值成比例的校正量，将其加到由俯仰角φp确定的控制量(用于照射光轴校正的控制量)上就可以。由于该校正，仅将照射光轴向上校正该控制量增加的部分，所以对地角度变小(从α向β变化)，前方视线识别距离变长(L’延伸到L)。
例如可举出以下形式作为控制的具体例。
1)由车速信号或车轮速信号通过微分运算算出加速度的控制形式。
2)根据加速度传感器等的检测信号检测加速度的控制形式。
3)从车辆的位置信息通过时间微分求出速度和加速度，使用该加速度的控制形式。
在任何一种形式下，都要求出与加速度的大小(绝对值)成比例的量(比例系数由相对于控制量的光轴控制的驱动量的比决定)，通过将其加到与俯仰角相当的控制量上，控制照射光轴的上抬(使对地角度比基准角度小)。
在以上说明的形式中，以进行与光轴校正相关的连续控制为前提，但并不限于此，也可以进行分阶段的控制。即，对于对应上述校正角θ或加速度的大小的控制量的校正值，事先准备预先确定的多个值在存储器等中表格化后存储，对应减速时的俯仰角变化和下倾的程度选择校正值，将其加到与俯仰角相当的控制量中的方法也可以。作为更简易的方法，在车轮减速时，对于与俯仰角相当的控制量，即使只加上固定的校正值也可以取得效果(但是，如果校正值过大进行过多的光轴校正的结果是会发生眩光等问题，例如，虽然在事前调查了与减速时的下倾相关的平均校正值，但最好采取设置限制器部件等措施，使得照射光轴不会超过允许范围上抬过多)。
另外，不用说在车辆加速时，最好是检测加速度，将与其绝对值成比例的校正量从由上述俯仰角决定的控制量中减去(这是依据加速度的绝对值越大，照射光轴的对地角度越有加大的必要性)。
再有，在本发明的应用中，为了分别检测车辆前后的车高变化，在前后轮的车轴部分别安装车高检测部件(车高传感器)并不是必要条件。例如可以应用在车辆后轮的车轴部安装一个车高检测部件检测其高度变化，同时使用规定的控制线推测前轮的车轴部的高度的方式(所谓的1传感器方式)中。
根据以上记载可以明确，按照技术方案1的发明，在车辆减速时，可以确保车辆行驶时必要的视线识别距离，因此可提高夜间行驶的安全性。
按照技术方案2的发明，考虑对应车辆的俯仰角的车辆用前照灯的地面以上高度的变化，可以容易地进行与照射光轴相关的校正计算。
按照技术方案3的发明，通过检测车辆减速时的加速度，将与其大小对应的校正量加到控制量上，可以延长急剧减速时的前方视线识别距离。
按照技术方案4和5的发明，在车辆加速时，可防止对对面车辆的眩光。
权利要求
1.一种车辆用前照灯的照射方向控制装置，对应车辆姿态的变化控制车辆用前照灯的照射方向，其特征在于包括车辆姿态检测部件，检测车辆姿态的变化；照射控制部件，根据所述车辆检测部件的检测信息算出在车辆的行驶方向上表示上下倾斜姿态的俯仰角，计算与所述车辆用前照灯相关的用于照射光轴修正的控制量，同时进行校正计算，使得通过使车辆减速时照射光轴的对地角度比车辆停车中或者匀速行驶中该照射光轴的对地基准角度小，保持车辆前方的视线识别距离固定；驱动部件，接受所述照射控制部件发出的控制指令，使所述车辆用前照灯的照射光轴的方向变化。
2.如权利要求1所述的车辆用前照灯的照射方向控制装置，其特征在于在将所述照射光轴的对地基准角度记为“α”，所述车辆用前照灯的地面以上高度记为“Hhl”，车辆前方的视线识别距离记为“L”时，所述照射控制部件计算从所述对地基准角度“α”减去作为比值“Hhl/L”的反正切求出的角度的值，根据以其作为修正值修正了所述俯仰角的值的量，计算用于照射光轴校正的控制量。
3.如权利要求1所述的车辆用前照灯的照射方向控制装置，其特征在于设置用于检测车辆的行驶状态的行驶状态检测部件，同时在根据该行驶状态检测部件检测出车辆减速时的加速度时，所述照射控制部件将与该加速度的绝对值成比例的校正量加到由所述俯仰角决定的控制量上。
4.一种车辆用前照灯的照射方向控制装置，对应车辆姿态的变化控制车辆用前照灯的照射方向，其特征在于包括车辆姿态检测部件，检测车辆姿态的变化；照射控制部件，根据所述车辆检测部件的检测信息算出在车辆的行驶方向上表示上下倾斜姿态的俯仰角，计算与所述车辆用前照灯相关的用于照射光轴修正的控制量，同时进行校正计算，使得通过使车辆加速时照射光轴的对地角度比车辆停车中或者匀速行驶中该照射光轴的对地基准角度大，保持车辆前方的视线识别距离固定；驱动部件，接受所述照射控制部件发出的控制指令，使所述车辆用前照灯的照射光轴的方向变化。
5.如权利要求4所述的车辆用前照灯的照射方向控制装置，其特征在于设置用于检测车辆的行驶状态的行驶状态检测部件，同时在根据该行驶状态检测部件检测出车辆加速时的加速度时，所述照射控制部件将与该加速度的绝对值成比例的校正量从由所述俯仰角决定的控制量中减去。
全文摘要
本发明涉及一种车辆用前照灯的照射方向控制装置，在确保减速时的前方视线识别距离的同时，可防止加速时对对面车辆等的眩光。在车辆用前照灯的照射方向控制装置(1)中，设置以下部件车辆姿态检测部件(2)；照射控制部件(3)，根据检测信息算出在车辆的前进方向上表示上下倾斜姿态的俯仰角，计算与前照灯(5)相关的用于照射光轴校正的控制量，同时通过使在车辆减速时(或加速时)的照射光轴的对地角度比车辆停车或匀速行驶中该照射光轴的对地基准角度小(或大)，进行用于保持车辆前方的视线识别距离固定的校正计算；驱动部件(4)。该装置控制照射光轴的方向，使得对应根据由车辆姿态检测信息算出的俯仰角，前方视线识别距离基本保持固定。
文档编号B60Q1/04GK1502501SQ20031011658
公开日2004年6月9日 申请日期2003年11月18日 优先权日2002年11月20日
发明者伊泽诚 申请人:株式会社小糸制作所