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STAND DER TECHNIK
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge, die an einem Fahrzeug angebracht ist, und betrifft insbesondere eine Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge, die eine Belastung für einen Fahrzeugbenutzer bzw. Fahrer vermindert, wenn das Fahrzeug in der Dunkelheit fährt.
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2. Einschlägiger Stand der Technik
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An Fahrzeugen, wie z.B. Kraftfahrzeugen, angebrachte Scheinwerfer-Vorrichtungen sind typischerweise derart ausgebildet, dass sie mit einer Vielzahl von Beleuchtungssystemen mit unterschiedlichen Lichtverteilungseigenschaften (z.B. unterschiedlichen Ausleuchtungsbereichen) ausgestattet sind, die z.B. durch Fernlicht-Scheinwerfer und Abblendlicht-Scheinwerfer verursacht werden, deren Lichtquellen in Abhängigkeit von einem Fahrzustand der Fahrzeuge selektiv eingeschaltet und ausgeschaltet werden. In jüngerer Zeit ist ein adaptives Frontbeleuchtungssystem (AFS) vorgeschlagen worden, das den Ausleuchtungsbereich beispielsweise in Abhängigkeit von dem Fahrzustand der Fahrzeuge automatisch ändert.
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Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2014 008 913 A eine Scheinwerfer-Vorrichtung, die eine Blendwirkung für entgegenkommende Kraftfahrzeuge, Fußgänger usw. durch das Ändern der Intensität sowie des Winkels der Ausleuchtung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit der Fahrzeuge reduziert.
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Es ist üblich, dass die herkömmlichen Scheinwerfer-Vorrichtungen zur Ausleuchtung innerhalb eines vorgegebenen Ausleuchtungsbereichs mit einer möglichst gleichmäßigen Intensität (Helligkeit) ausgebildet sind. Jedoch hat der Mensch die Tendenz, seine Augen bzw. seinen Blick auf einen hellen Punkt in seinem Sichtfeld zu richten oder dort zu halten.
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Wenn das Innere des Ausleuchtungsbereichs im Wesentlichen mit der gleichen Intensität ausgeleuchtet wird, besteht somit bei der betreffenden Person eine Unsicherheit hinsichtlich der Einrichtung ihrer Sichtlinie. Aus diesem Grund besteht ein Problem dahingehend, dass die Anspannung des Fahrzeugbenutzers bzw. Fahrers zunimmt und dieser ermüdet.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die Nachteile der herkömmlichen Vorrichtungen sowie in Anbetracht der vorstehend erläuterten Situation erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge, bei der eine Belastung für einen Fahrzeugbenutzer bzw. Fahrer vermindert ist, wenn das Fahrzeug in der Dunkelheit fährt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge angegeben, die Folgendes aufweist:
- – einen variablen Lichtverteilungs-Mechanismus, der einen Ausleuchtungsbereich von Licht, das von mindestens einer Lichtquelle in einen Bereich vor ein mit der Scheinwerfer-Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug emittiert wird, ändern kann sowie in der Lage ist, einen Teil des Ausleuchtungsbereichs mit einer höheren Intensität als andere Teile auszuleuchten,
- – eine Schätzeinrichtung für ein direktes Sichtfeld, die ein direktes Sichtfeld, von dem angenommen wird, dass ein Fahrer des Fahrzeugs seinen Blick auf diesem lässt, innerhalb eines vor dem Fahrzeug liegenden Bereichs schätzt, und
- – eine Lichtverteilungs-Steuerung, die den Ausleuchtungsbereich derart vorgibt, dass dieser das von der Schätzeinrichtung für das direkte Sichtfeld geschätzte direkte Sichtfeld beinhaltet sowie den variablen Lichtverteilungs-Mechanismus zum Ausleuchten eines dem direkten Sichtfeld entsprechenden Bereichs mit einer höheren Intensität als eine Peripherie des Bereichs steuert.
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Die Schätzeinrichtung für das direkte Sichtfeld kann mit einem Straßenform-Detektor ausgestattet sein, der eine Form einer vor dem Fahrzeug liegenden Straße detektiert, und kann einen Bereich, den das Fahrzeug nach einer vorbestimmten Zeitdauer passiert, als direktes Sichtfeld schätzen.
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Die Schätzeinrichtung für das direkte Sichtfeld kann mit einem Sichtlinien-Detektor ausgestattet sein, der eine Sichtlinie des Fahrers detektiert, und kann einen die Sichtlinie enthaltenden Bereich als direktes Sichtfeld schätzen.
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Die Schätzeinrichtung für das direkte Sichtfeld kann das direkte Sichtfeld derart ändern, dass dieses relativ zu dem Fahrzeug nach vorn verlagert und mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner wird.
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Die Lichtverteilungs-Steuerung kann die Intensität an der Peripherie des dem direkten Sichtfeld entsprechenden Bereichs mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs reduzieren.
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Die mindestens eine Lichtquelle kann mehrere Lichtquellen aufweisen, die eine Lichtquelle beinhalten, die die Peripherie des dem direkten Sichtfeld entsprechenden Bereichs ausleuchtet, und die Lichtverteilungs-Steuerung kann die Lichtquelle, die die Peripherie des dem direkten Sichtfeld entsprechenden Bereichs ausleuchtet, dazu veranlassen, in einem vorbestimmten Zyklus zu blinken.
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Die Lichtverteilungs-Steuerung kann den variablen Lichtverteilungs-Mechanismus zum Ausleuchten des dem direkten Sichtfeld entsprechenden Bereichs mit Licht einer Farbe veranlassen, die von einer Farbe des die Peripherie des Bereichs ausleuchtenden Lichts verschieden ist.
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Weiterhin kann die Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge einen Laserstrahl-Emitter aufweisen, der einen Laserstrahl entlang eines peripheren Rands des dem direkten Sichtfeld entsprechenden Bereichs emittiert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Figuren der Begleitzeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, in nicht einschränkender Weise beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels einer Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer Steuerung der Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge gemäß Ausführungsbeispiel 1;
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3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels eines Lichtverteilungsmusters der Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge gemäß Ausführungsbeispiel 1, wenn ein Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt;
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4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Lichtverteilungsmusters der Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge gemäß Ausführungsbeispiel 1, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt; und
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5 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer Steuerung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung erreicht das Ziel der Angabe einer Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge, bei der die Belastung für den Fahrzeugbenutzer bzw. Fahrer bei Fahrt des Fahrzeugs in der Dunkelheit vermindert ist, indem ein "direktes Sichtfeld", von dem man annimmt, dass der Fahrer seinen Blick auf diesem belässt, mit einer höheren Intensität als ein peripherer Bereich desselben ausgeleuchtet wird, so dass die Sichtlinie des Fahrers in das direkte Sichtfeld geführt wird.
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Ausführungsbeispiel 1
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Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Scheinwerfer-Vorrichtung für Fahrzeuge beschrieben, bei der die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt (wobei diese im Folgenden als "die Scheinwerfer-Vorrichtung" bezeichnet wird). Die Scheinwerfer-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ist an einem Fahrzeug angebracht (wobei dieses im Folgenden als "das Fahrzeug" bezeichnet wird), wie z.B. einem Automobil oder einem PKW, und leuchtet einen Raum vor dem Fahrzeug aus, um ein Sichtfeld eines Fahrers sicherzustellen, wenn das Fahrzeug in der Dunkelheit fährt. Die Ausdrucksweise "in der Dunkelheit fährt", wie diese hier verwendet wird, beinhaltet eine Fahrt in der Nacht oder eine Fahrt in einem Tunnel usw.
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1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration der Scheinwerfer-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1. Wie in 1 dargestellt, besitzt die Scheinwerfer-Vorrichtung 1 eine erste Lichtquelle 10, ein erstes optisches System 11, einen (ersten) variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 12, eine zweite Lichtquelle 20, ein zweites optisches System 21, einen (zweiten) variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 22, einen Laseroszillator 31, ein optisches Lasersystem 31, einen (dritten) variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 32 und eine Scheinwerfer-Steuereinheit 100.
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Es sei erwähnt, dass z.B. eine beliebige Anzahl von Scheinwerfer-Vorrichtungen 1 vorgesehen sein kann, wobei in der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von Scheinwerfer-Vorrichtungen 1 derart vorgesehen ist, dass diese in einem vorderen Endbereich einer Fahrzeugkarosserie in Fahrzeugbreitenrichtung voneinander getrennt vorgesehen sind.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die erste Lichtquelle 10, das erste optische System 11, der erste variable Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 12, die zweite Lichtquelle 20, das zweite optische System 21 und der zweite variable Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 22 bei einer Ausführungsform als variabler Lichtverteilungs-Mechanismus wirken können. Es sei erwähnt, dass der Laseroszillator 30, das optische Lasersystem 31 und der dritte variable Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 32 bei einer Ausführungsform als Laserstrahl-Emitter wirken können.
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Die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 20 beinhalten jeweils z.B. eine Lichtquelle, beispielsweise eine Hochdruckentladungslampe, sowie eine Energieeinheit, die der Lampe Energie zugeführt. Die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 20 können unabhängig voneinander eingeschaltet und ausgeschaltet werden.
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Ferner kann mindestens eine der Lichtquellen, z.B. die zweite Lichtquelle 20 bei der vorliegenden Ausführungsform, ihre Lichtmenge im Beleuchtungszustand in einer Vielzahl von Stufen oder stufenlos ändern. Das erste optische System 11 und das zweite optische System 21 leuchten einen Bereich vor dem Fahrzeug mittels der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 jeweils mit einem vorbestimmten Lichtverteilungsmuster aus.
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Alternativ hierzu können das erste optisches System 11 und das zweite optische Steven 21 ein optisches Projektionssystem (Projektor) mit einem variablen Abschattungsmechanismus aufweisen, der z.B. die Breite bzw. die Form des Lichtverteilungsmusters in beliebiger Weise ändern kann. Der variable Abschattungsmechanismus unterbricht einen Teil des Lichtwegs mit einer beweglichen Blende und projiziert einen Schatten (ein Bild) der Blende vor das Fahrzeug, um die Lichtverteilungseigenschaften zu variieren.
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Alternativ kann der variable Abschattungsmechanismus eine Vielzahl von Irisblenden aufweisen, die ringförmig angeordnet sind, um den Innendurchmesser (Apertur) kontinuierlich zu ändern, so dass der Ausleuchtungswinkel variabel ist und die Breite des Ausleuchtungsbereichs kontinuierlich verändert werden kann.
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Das erste optisches System 11 und das zweite optische System 21 sind an der Fahrzeugkarosserie beispielsweise jeweils über einen 2-Achsen-Kardanmechanismus angebracht, so dass ihre optischen Achsen in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie sowohl in vertikaler Richtung als auch in Fahrzeugbreitenrichtung schwenkbar sind.
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Die variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismen 12 und 22 sind an den Kardanmechanismen des ersten optischen Systems 11 bzw. des zweiten optischen Systems 21 vorgesehen, und sie besitzen Betätigungseinrichtungen usw. zum Ändern der optischen Achsen des ersten optischen Systems 11 und des zweiten optischen Systems 21 in Reaktion auf eine Anweisung von der Scheinwerfer-Steuereinheit 100.
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Der Laseroszillator 30 erhält eine Energiezufuhr von einer Energieeinheit (nicht gezeigt) und erzeugt einen Laserstrahl. Der Laserprojektor 31 emittiert den von dem Laseroszillator 30 erzeugten Laserstrahl zum Ausleuchten eines Raums vor dem Fahrzeug mit selektiv änderbaren Emissionsmustern. Der Laserprojektor 31 ist an der Fahrzeugkarosserie beispielsweise über einen 2-Achsen-Kardanmechanismus angebracht, so dass seine optische Achse in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie sowohl in der vertikalen Richtung als auch in der Fahrzeugbreitenrichtung schwenkbar ist.
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Der variable Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 32 ist an dem Kardanmechanismus des Laserprojektors 31 vorgesehen und besitzt eine Betätigungseinrichtung usw. zum Ändern der optischen Achse des Laserprojektors 31 in Reaktion auf eine Anweisung von der Scheinwerfer-Steuereinheit 100.
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 steuert die vorstehend beschriebenen Lichtquellen, optischen Systeme und variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismen insgesamt. Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 weist einen oder mehrere Informationsprozessoren, wie z.B. CPUs, einen oder mehrere Speicher, wie z.B. RAMs oder ROMS, eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen sowie einen Bus auf, der diese Komponenten miteinander verbindet.
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 kann bei einer Ausführungsform als Schätzeinrichtung für ein direktes Sichtfeld sowie als Lichtverteilungssteuerung wirken. Die Steuerung der Scheinwerfer-Steuereinheit 100 wird im Folgenden noch ausführlich beschrieben.
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 ist mit einer Umgebungserkennungsvorrichtung 210, einer Verhaltenssteuereinheit 220, einer Navigationsvorrichtung 230, einer Sichtlinien-Erfassungsvorrichtung 240, einer Kommunikationsvorrichtung 250 usw. direkt verbunden oder beispielsweise über ein bordeigenes LAN-System, wie z.B. ein CAN-Kommunikationssystem, indirekt verbunden.
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Die Umgebungserkennungsvorrichtung 210 erkennt die Formgebung einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, sowie relative Positionen von verschiedenen, vor dem Fahrzeug vorhandenen Objekten in Bezug auf das Fahrzeug beispielsweise auf der Basis von Bildern, die durch Bildaufnahme der vor dem Fahrzeug liegenden Region ermittelt werden.
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Die Umgebungserkennungsvorrichtung 210 ist mit einem Stereokamerasystem ausgestattet, das eine Kamera LH 211 und eine Kamera RH 212 aufweist. Die Kamera LH 211 und die Kamera RH 212 nehmen Bilder von einem Bereich vor dem Fahrzeug in einem vorbestimmten Bildwinkel beispielsweise mittels Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen, wie z.B. CMOS- oder CCD-Vorrichtungen, und eines optischen Systems, wie z.B. Linsen, auf, die jeweils auf der Eingangsseite der Bildaufnahmevorrichtungen angeordnet sind.
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Die Kamera LH 211 und die Kamera RH 212 erzeugen jeweils nacheinander ein Bild mit einer vorbestimmten Bildfrequenz und übertragen das Bild zu der Umgebungserkennungsvorrichtung 210. Die Kamera LH 211 und die Kamera RH 212 sind z.B. an einem oberen Endbereich der Windschutzscheibe immer Inneren des Fahrgastraums derart installiert, dass sie in der Fahrzeugbreitenrichtung voneinander getrennt sind.
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Die Umgebungserkennungsvorrichtung 210 verwendet eine zu detektierende Parallaxe der Kameras hinsichtlich der relativen Positionen der fotografischen Objekte in Bezug auf das Fahrzeug durch das Ausführen einer bekannten Stereobildverarbeitung der Bilder von der Kamera LH 211 und der Kamera RH 212.
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Die Verhaltenssteuereinheit 220 steuert den jeweiligen Fluiddruck, der Radzylindern von fluidbetätigten Betriebsbremsen des Fahrzeugs zugeführt wird, um z.B. einen Antiblockier-Bremssteuervorgang auszuführen, der ein Radblockieren zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs verhindert, sowie eine Fahrzeugverhaltenssteuerung, die Verhaltensweisen steuert, wie z.B. Untersteuerung und Übersteuerung.
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Die Verhaltenssteuereinheit 220 ist mit Radgeschwindigkeitssensoren 221, einem Beschleunigungssensor 222, einen Gierraten-Sensor 223 und einem Lenkwinkelsensor 224 verbunden und wird mit Ausgangssignalen von diesen Sensoren versorgt. Außerdem gibt die Verhaltenssteuereinheit 220 als Ausgangssignale einen Steuerbefehl an eine hydraulische Steuereinheit (HCU) 225 ab.
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Der Radgeschwindigkeitssensor 221 ist an einem Nabenbereich eines jeweiligen Rads (linkes und rechtes Vorderrad sowie linkes und rechtes Hinterrad) vorgesehen und gibt ein Fahrgeschwindigkeit-Pulssignal ab, das sich in seiner Frequenz proportional zu der Rotationsgeschwindigkeit des entsprechenden Rads ändert. Die Verhaltenssteuereinheit 220 kann die Rotationsgeschwindigkeit jedes Rads (die im Wesentlichen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, wenn ein Schlupf-Verhältnis verschwindend gering ist) auf der Basis des Intervalls der Fahrgeschwindigkeit-Pulssignale berechnen.
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Der Beschleunigungssensor 222 detektiert Beschleunigungen, die in Längsrichtung und in Fahrzeugbreitenrichtung auf die Fahrzeugkarosserie wirken. Der Gierraten-Sensor 223 detektiert eine Rotationsgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie in Gier-Richtung (um die vertikale Achse). Der Lenkwinkelsensor 224 detektiert einen Lenkwinkel eines Lenksystems des Fahrzeugs.
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Die hydraulische Steuereinheit 225 weist eine Pumpe, die Bremsfluid mit Druck beaufschlagt, sowie ein Elektromagnetventil auf, das den erzeugten Fluiddruck dem Radzylinder des entsprechenden Rads zuführt. Die hydraulische Steuereinheit 225 führt dem entsprechenden Radzylinder einen vorbestimmten Fluiddruck zu, um die Bremskraft des entsprechenden Rads zu steuern.
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Die Verhaltenssteuereinheit 220 führt die Antiblockier-Bremssteuerung aus, die den Radzylinder-Fluiddruck des betreffenden Rads periodisch reduziert, um dadurch die Bremskraft zu vermindern, so dass das Rad auf der Basis des Ausgangssignals von dem jeweiligen Sensor in einen Rotationszustand zurückgeführt wird, der bei der Detektion des Radblockierens zum Zeitpunkt des Bremsvorgangs vorhanden war.
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Ferner führt die Verhaltenssteuereinheit 220 die Verhaltenssteuerung aus, die ein Moment in einer Richtung zu einer Reduzierung des Verhaltens hin erzeugt, und zwar unter Nutzung einer Differenz der Bremskräfte an den linken und den rechten Rädern, wenn ein Übersteuer- oder ein Untersteuer-Verhalten des Fahrzeugs detektiert wird.
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Darüber hinaus weist die Verhaltenssteuereinheit 220 eine Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten-Schätzfunktion auf zum Schätzen eines Reibungskoeffizienten (µ-Wert) einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt. Beispielsweise kann die Verhaltenssteuereinheit 220 den geschätzten µ-Wert der Straßenoberfläche auf der Basis der Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels sowie auf der Basis einer Differenz zwischen einer Gierrate, die anhand eines vorbestimmten Modells des Fahrzeugs geschätzt wird, und einer tatsächlichen Gierrate berechnen.
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Ferner kann die Verhaltenssteuereinheit 220 eine Stoppdistanz, bei der es sich um eine Mindestdistanz handelt, in der das Fahrzeug bei einer durch Bremsen verursachten Verzögerung sicher anhalten kann, auf der Basis des geschätzten µ-Werts und der Fahrgeschwindigkeit berechnen.
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Die Navigationsvorrichtung 230 weist einen Speicher oder mehrere Speicher, wie z.B. HDDs, in denen Kartendaten mit Information über Straßenformen usw. gespeichert sind, sowie eine Fahrzeugpositions-Messeinrichtung, wie z.B. ein GPS-System, auf.
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Die Sichtlinien-Erfassungsvorrichtung 240 ist z.B. an einem Armaturenbrett vorgesehen und besitzt einen Bildgeber, der den Betreiber bzw. den Fahrer aufnimmt, sowie einen Bildprozessor, der das Umrissbild der Pupillen des Fahrers durch Bildverarbeitung des von dem Bildgeber geschaffenen Bildes extrahiert, um eine Sichtlinie des Fahrers zu detektieren.
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Die Kommunikationsvorrichtung 250 ist mit einem Kommunikationsnetzwerk, wie z.B. dem Internet, verbunden und ermittelt verschiedenartige Information, wie z.B. Wetterinformation.
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Als nächstes wird ein Steuervorgang der Scheinwerfer-Steuereinheit 100 bei der Scheinwerfer-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 beschrieben. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Steuervorgangs der Scheinwerfer-Steuereinheit gemäß Ausführungsbeispiel 1. Nachfolgend wird das Ablaufdiagramm für jeden Schritt in der jeweiligen Reihenfolge beschrieben.
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Schritt S01:
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Detektion der Fahrbahnform
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 detektiert die Form einer Fahrbahn vor dem Fahrzeug, auf der das Fahrzeug derzeit fährt, wie z.B. eine Krümmung und ein Gefälle, auf der Basis der Ausgangssignale von der Umgebungserkennungsvorrichtung 210, der Navigationsvorrichtung 230 usw. Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 fährt dann mit einem Schritt S02 fort.
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Schritt S02:
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Detektion der Fahrgeschwindigkeit
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 ermittelt Information über die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs von der Verhaltenssteuereinheit 220. Anschließend fährt die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 mit einem Schritt S03 fort.
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Schritt S03:
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Vorgabe des direkten Sichtfelds
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 gibt das direkte Sichtfeld – von dem angenommen wird, dass der Fahrer seine Augen bzw. seinen Blick auf diesem hält – auf der Fahrbahn des Fahrzeugs sowie innerhalb eines Bereichs vor, von dem angenommen wird, dass das Fahrzeug diesen nach einer vorbestimmten Zeitdauer passiert. Das direkte Sichtfeld wird derart vorgegeben, dass dessen Fläche (d.h. einen Ausleuchtungsfleck-Durchmesser) von dem Fahrzeug entfernt angeordnet sowie in dem Maße kleiner wird, in dem die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt. Anschließend fährt die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 mit einem Schritt S04 fort.
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Schritt S04:
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Vorgabe des indirekten Sichtfelds
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 gibt ein indirektes Sichtfeld um das in dem Schritt S03 vorgegebene direkte Sichtfeld herum vor. Anschließend fährt die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 mit einem Schritt S05 fort.
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Schritt S05:
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Steuerung des Ausleuchtungsbereichs und der Intensität
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 steuert den variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 12 und den variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 22, um diese zu veranlassen, das direkte Sichtfeld mit von der ersten Lichtquelle 10 emittiertem Licht auszuleuchten sowie sowohl das direkte Sichtfeld als auch das indirekte Sichtfeld mit von der zweiten Lichtquelle 20 emittiertem Licht auszuleuchten. Das bedeutet, das direkte Sichtfeld wird mit dem Licht der ersten Lichtquelle 10 und mit dem Licht der zweiten Lichtquelle 20 in überlappender Weise ausgeleuchtet.
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Dabei werden die Lichtmengen der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 20 derart gesteuert, dass die Intensität in dem indirekten Sichtfeld geringer (dunkler) ist als die Intensität in dem direkten Sichtfeld, wobei eine Differenz in der Intensität zwischen dem direkten Sichtfeld und dem indirekten Sichtfeld mit steigender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs größer wird.
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Es sei erwähnt, dass die zweite Lichtquelle, die in erster Linie das indirekte Sichtfeld ausleuchtet, mit einem langsamen Taktzyklus blinken kann, so dass dem Fahrer das Blinken nicht so sehr bewusst wird. Beispielsweise kann es sich bei dem Takt um eine Frequenz von ca. 65 Hz bis ca. 85 Hz handeln.
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Darüber hinaus steuert die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 den Laseroszillator 30, den Laserprojektor 31, den dritten variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 32 usw., um diese zum Emittieren eines Laserstrahls an einer Grenze zwischen dem direkten Sichtfeld und dem indirekten Sichtfeld zu veranlassen. Anschließend springt die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 zu dem Schritt S01 zurück und wiederholt die Abfolge der vorstehend beschriebenen Vorgänge.
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Nachfolgend wird ein Beispiel des Lichtverteilungsmusters bei der Scheinwerfer-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 beschrieben. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Lichtverteilungsmusters bei der Scheinwerfer-Vorrichtung von Ausführungsbeispiel 1, wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt.
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4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Lichtverteilungsmusters bei der Scheinwerfer-Vorrichtung von Ausführungsbeispiel 1, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt. Die 3 und 4 veranschaulichen die Sicht des Fahrers in schematischer Weise. In den 3 und 4 sind eine Fahrzeug-Fahrbahn 310, eine Gegenfahrbahn 320, eine Mittellinie 330 usw. vor dem Fahrzeug vorhanden.
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Wie in 3 gezeigt, ist bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit (in einem Zustand mit niedriger Geschwindigkeit) ein direktes Sichtfeld 340, das sowohl von der ersten Lichtquelle 10 als auch der zweiten Lichtquelle 20 ausgeleuchtet wird, in einer Position angeordnet, die sich auf der Fahrzeug-Fahrbahn 310 sowie relativ nahe bei dem Fahrzeug (zu dem Fahrzeug hin) befindet, und ein indirektes Sichtfeld 350, das nur von der zweiten Lichtquelle 20 ausgeleuchtet wird, ist um das direkte Sichtfeld 340 herum angeordnet.
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Das indirekte Sichtfeld 350 ist z.B. derart vorgegeben, dass es einen Ausleuchtungsbereich eines üblichen Fernlichts umfasst, und es ist mit einer Abgrenzungslinie versehen, um ein Blenden von anderen Fahrzeugen, die auf der Gegenfahrbahn 320 fahren, zu reduzieren.
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Das direkte Sichtfeld 340 ist derart vorgegeben, dass es innerhalb des indirekten Sichtfelds 350 eingeschlossen ist und eine höhere Intensität (heller) als die des indirekten Sichtfeldes 350 aufweist. Ferner wird ein peripherer Rand 341 des direkten Sichtfelds 340 (die Grenze zwischen dem direkten Sichtfeld 340 und dem indirekten Sichtfeld 350) von dem Laserstrahl in der Form eines Linienkreises ausgeleuchtet (dieser tritt bei Abstrahlung auf die Straßenoberfläche als Ellipse in Erscheinung).
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Wie in 4 dargestellt, ist bei einer Bewegung des Fahrzeugs mit einer relativ hohen Geschwindigkeit (in einem Zustand mit hoher Geschwindigkeit) das direkte Sichtfeld 340, das sowohl von der ersten Lichtquelle 10 als auch der zweiten Lichtquelle 20 ausgeleuchtet wird, in einer Position angeordnet, die sich auf der Fahrbahn 310 des Fahrzeugs sowie relativ entfernt von dem Fahrzeug (von dem Fahrzeug weg) befindet, und das indirekte Sichtfeld 350, das nur von der zweiten Lichtquelle 20 ausgeleuchtet wird, ist um das direkte Sichtfeld 340 herum angeordnet.
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Ferner wird der periphere Rand 341 des direkten Sichtfelds 240 (die Grenze zwischen dem direkten Sichtfeld 240 und dem indirekten Sichtfeld 350) von dem Laserstrahl ausgeleuchtet. In dem in 4 dargestellten Zustand mit hoher Geschwindigkeit ist die Intensitäts-Differenz zwischen dem direkten Sichtfeld 340 und dem indirekten Sichtfeld 250 durch Reduzieren der Lichtmenge von der Lichtquelle 20 derart vorgegeben, dass diese größer ist als in dem in 3 dargestellten Zustand mit niedriger Geschwindigkeit, um auf diese Weise die Sichtlinie des Fahrers stärker zu dem direkten Sichtfeld 340 zu führen.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 wird das direkte Sichtfeld 340, von dem man annimmt, dass der Fahrer seinen Blick auf dieses gerichtet lässt, mit einer relativ höheren Intensität als in dem umgebenden indirekten Sichtfeld 350 ausgeleuchtet, um die Sichtlinie des Fahrers zu dem direkten Sichtfeld 340 zu führen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Fahrer nicht weiß, wo er seine Sichtlinie setzt, und hierdurch können Anspannung und Ermüdung des Fahrers vermindert werden.
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Ferner ist die Intensität in dem indirekten Sichtfeld 350 gegenüber der Intensität in dem direkten Sichtfeld 340 vermindert. Dadurch kann verhindert werden, dass sich bei dem Fahrer einen Gefühl der Bedrückung einstellt, das durch einen exzessiven Unterschied zwischen Helligkeit und Dunkelheit an einer Grenze zwischen dem von den Scheinwerfern ausgeleuchteten Bereich und dem übrigen nicht ausgeleuchteten Bereich (einem Bereich um das indirekte Sichtfeld 350 herum) einstellt.
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Ausführungsbeispiel 2
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Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Scheinwerfer-Vorrichtung beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt. Zur Bezeichnung von Teilen, die denen von Ausführungsbeispiel 1 im Wesentlichen entsprechen, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine redundante Beschreibung verzichtet wird und in erster Linie Unterschiede zwischen den Ausführungsformen beschrieben werden. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Steuervorgangs der Scheinwerfer-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2. Nachfolgend wird das Ablaufdiagramm für jeden Schritt in der jeweiligen Reihenfolge beschrieben.
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Schritt S11:
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Detektion der Sichtlinie des Fahrers
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 ermittelt Information hinsichtlich der Sichtlinie des Fahrers von der Sichtlinien-Erfassungsvorrichtung 240. Anschließend fährt die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 mit einem Schritt S12 fort.
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Schritt S12:
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Vorgabe des direkten Sichtfelds
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 gibt das direkte Sichtfeld – von dem angenommen wird, dass der Fahrer seinen Blick auf diesem lässt – auf einer Verlängerungslinie der in dem Schritt S11 festgestellten Sichtlinie des Fahrers sowie in einem Bereich in der Nähe der Verlängerungslinie vor. Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 fährt dann mit einem Schritt S13 fort.
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Schritt S13:
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Vorgabe des indirekten Sichtfelds
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 gibt das indirekte Sichtfeld um das in dem Schritt S12 vorgegebene direkte Sichtfeld herum vor. Anschließend fährt die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 mit einem Schritt S14 fort.
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Schritt S14:
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Steuerung des Ausleuchtungsbereichs und der Intensität
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Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 steuert den variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 12 und den variablen Ausleuchtungsbereich-Mechanismus 22 in ähnlicher Weise wie bei dem Schritt S05 in Ausführungsbeispiel 1, um diese zu veranlassen, das direkte Sichtfeld mit dem von der ersten Lichtquelle 10 emittierten Licht auszuleuchten sowie sowohl das direkte Sichtfeld als auch das indirekte Sichtfeld mit dem von der zweiten Lichtquelle 20 emittierten Licht auszuleuchten. Die Scheinwerfer-Steuereinheit 100 kehrt dann zu dem Schritt S11 zurück und wiederholt die vorstehend beschriebene Abfolge von Verarbeitungsvorgängen.
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Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß Ausführungsbeispiel 2 die Sichtlinie des Fahrers festgestellt, das direkte Sichtfeld wird auf der Basis der festgestellten Sichtlinie des Fahrers vorgegeben, und das direkte Sichtfeld wird derart ausgeleuchtet, dass die Intensität in dem direkten Sichtfeld höher ist als die Intensität in dem indirekten Sichtfeld, das um das direkte Sichtfeld herum angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Sichtlinie des Fahrers derart geführt werden, dass diese innerhalb des direkten Sichtfelds stoppt, und die Sichtverhältnisse in dem Bereich, auf dem der Fahrer seinen Blick hält, können verbessert werden.
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Modifikationen
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Die vorliegende Erfindung kann ohne Einschränkung auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in verschiedenartiger Weise modifiziert und/oder verändert werden, wobei diese Modifikationen und Änderungen dennoch als im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet werden.
- (1) Die Konfiguration der Scheinwerfer-Vorrichtung kann ohne Einschränkung auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in geeigneter Weise verändert werden. Beispielsweise können die Art sowie die Anzahl der Lichtquellen und optischen Systeme sowie die Vorgehensweisen zum Ändern der Intensitäten und der Ausleuchtungsbereiche in geeigneter Weise geändert werden.
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Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Hochdruckentladungslampen als Lichtquellen verwendet werden und die Ausleuchtungsbereiche unter Verwendung der variablen Blenden verändert werden, kann die Lichtquelle auch aus einer Vielzahl von in Feldern angeordneten LEDs gebildet sein, von denen jede einen relativ kleinen Bereich punktuell ausleuchtet, wobei der jeweilige Ausleuchtungsbereich z.B. durch Einschalten und Ausschalten der entsprechenden LEDs verändert werden kann.
- (2) Die Konfigurationen der Sensoren, der verschiedenen Vorrichtungen sowie der Einheiten, die zum Ermitteln der verschiedenen Informationen mit der Scheinwerfer-Steuereinheit verbunden sind, können in geeigneter Weise verändert werden.
- (3) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Laserstrahl an dem peripheren Rand des direkten Sichtfelds emittiert, um die Grenze zwischen dem direkten Sichtfeld und dem indirekten Sichtfeld unterscheidbar zu machen, jedoch können zusätzlich oder alternativ auch die Farbe des Ausleuchtungslichts für das direkte Sichtfeld sowie die Farbe des Ausleuchtungslichts für das indirekte Sichtfeld voneinander verschieden vorgesehen werden.
- (4) Obwohl das direkte Sichtfeld bei dem Ausführungsbeispiel 1 auf der Linie vorgegeben wird, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft, und das direkte Sichtfeld bei dem Ausführungsbeispiel 2 auf der Sichtlinie vorgegeben wird, kann das direkte Sichtfeld auch zuerst, wie bei dem Ausführungsbeispiel 1, auf der in Fahrtrichtung verlaufenden Linie vorgegeben werden und anschließend korrigiert werden und zu der Sichtlinie gemäß dem festgestellten Resultat hinsichtlich der Sichtlinie verlagert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheinwerfer-Vorrichtung
- 10
- erste Lichtquelle
- 11
- erstes optisches System
- 12
- erster variabler Ausleuchtungsbereich-Mechanismus
- 20
- zweite Lichtquelle
- 21
- zweites optisches System
- 22
- zweiter variabler Ausleuchtungsbereich-Mechanismus
- 30
- Laseroszillator
- 31
- optisches Lasersystem
- 32
- dritter variabler Ausleuchtungsbereich-Mechanismus
- 100
- Scheinwerfer-Steuereinheit
- 210
- Umgebungserkennungsvorrichtung
- 211
- Kamera LH
- 212
- Kamera RH
- 220
- Verhaltenssteuereinheit
- 221
- Radgeschwindigkeitssensor
- 222
- Beschleunigungssensor
- 223
- Gierraten-Sensor
- 224
- Lenkwinkelsensor
- 225
- hydraulische Steuereinheit (HCU)
- 230
- Navigationsvorrichtung
- 240
- Sichtlinien-Erfassungsvorrichtung
- 250
- Kommunikationsvorrichtung
- 310
- Fahrzeugfahrbahn
- 320
- Gegenfahrbahn
- 330
- Mittellinie
- 340
- direktes Sichtfeld
- 341
- peripherer Rand
- 350
- indirektes Sichtfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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