JP2004345421A

JP2004345421A - オートライト制御装置

Info

Publication number: JP2004345421A
Application number: JP2003142540A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Miwa; 歳政三和
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】調整回路を用いずに、フォトダイオード等の照度センサがもつ製品ばらつきを補償して最適な自動点消灯制御を行うこと。
【解決手段】予め設定されている所定時刻が到来すると、照度センサ２０が出力する出力信号により得られるセンサ電圧Ｖｔｎと定刻基準照度記憶部部１３が記憶している基準照度Ｌｔとに基づいて照度ゼロに対応する新規ゼロ点電圧Ｖｚｎを算出する。その新規ゼロ点電圧Ｖｚｎと現在使用のゼロ点電圧Ｖｚｒとに基づいて照度ゼロに対応する補正ゼロ点電圧Ｖｚｃｎを算出する。算出された補正ゼロ点電圧Ｖｚｃｎを新たなゼロ点センサ電圧として電圧−照度特性を変更し、以降、この電圧−照度特性により照度算出を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートライト制御装置に関し、特に、自動車等の車両のヘッドランプ／テールランプを車外照度に応じて点消灯する制御を行うオートライト制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のヘッドランプ／テールランプを、車外照度に応じて自動で点消灯するオートライトシステムでは、車外照度を測定するオートライトセンサ（照度センサ）として、一般的にフォトダイオードが用いられている。フォトダイオードは、感度（感知照度・電圧比例係数）が同じでも、個体ごとに、照度ゼロ時のセンサ電圧にばらつきがある。このため、製品毎に照度と発生電圧との相関関係が異なり、照度による点消灯タイミングが車両毎に異なってしまうおそれがある。
【０００３】
このため、オートライトシステムでは、フォトダイオードの製品ばらつきを補正する必要がある。フォトダイオードの製品ばらつきを補正する従来技術として、光電流電圧変換回路と消費電流電圧変換回路のそれぞれの変換電圧が一致するように消費電流をフィードバックして調整する調整回路を備えているものがある（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献】
特開平８‐５４５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術は、調整回路を備える必要があり、コストアップに繋がるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、照度センサがもつ製品ばらつきを補償して最適な自動点消灯制御を行うオートライト制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるオートライト制御装置は、照度センサの検出電圧に対する照度の特性（センサ電圧−照度特性であり、照度ゼロ電圧とセンサ感度を表す傾きで示される）を用いて、検出された照度センサの検出電圧に基づいて照度を算出する照度算出手段と、照度算出手段で算出された照度に基づいて灯具を点消灯する点消灯制御手段と、所定時刻における基準照度である基準電圧を記憶した記憶手段と、所定時刻で照度センサが検出する検出電圧と、記憶手段に記憶されている基準電圧の中から読み出された所定時刻の基準電圧と、センサ電圧−照度特性の傾きとに基づいて、センサ電圧−照度特性の照度ゼロに対応する新規ゼロ点電圧を算出する新規ゼロ点電圧演算手段と、新規ゼロ点演算手段によって算出された新規ゼロ点電圧と現在用いているゼロ点電圧とに基づいて、照度ゼロに対応する補正ゼロ点電圧を算出する補正ゼロ点電圧演算手段と、補正ゼロ点電圧演算手段によって算出された補正ゼロ点電圧を新たなゼロ点電圧とした傾きを有するセンサ電圧−照度特性を新たに算出する特性算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によるオートライト制御装置によれば、所定時刻ごとに、その時検出されている照度と基準照度とセンサ電圧−照度特性の傾きとに基づいて新規ゼロ点電圧を算出し、その新規ゼロ点電圧と現在用いているゼロ点電圧に基づいてゼロ点電圧補正を行い、上記傾きにより新たにセンサ電圧−照度特性を算出するようにした。その結果、調整回路を用いることなく灯具の点消灯制御を最適化することができる。また、照度センサの製品ごとのばらつきによって生じる算出照度の誤差を最小限に収束することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるオートライト制御装置は、予め定めたセンサ電圧−照度特性に基づいて、検出したセンサ電圧から照度を算出することが前提技術である。そして、以下で説明するようなアルゴリズムによりセンサ電圧−照度特性を補正する。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は本発明によるオートライト制御装置の一実施の形態を示している。
オートライト制御装置１０は、照度センサ２０から照度信号（検出電圧）を受信してヘッドライト／スモールライト等の灯具を点消灯制御するものである。このオートライト制御装置１０は、センサ電圧検出部１１と、時刻検出部１２と、定刻基準照度記憶部１３と、新規ゼロ点電圧演算部１４と、データ適否判断部１５と、補正ゼロ点電圧演算部１６と、既存ゼロ点電圧記憶部１７と、照度演算部１８と、点消灯判断部１９とを有する。
【００１１】
オートライト制御装置１０は、カレンダ・タイマ付きのマイクロコンピュータにより構成することができ、新規ゼロ点電圧演算部１４、データ適否判断部１５、補正ゼロ点電圧演算部１６、照度演算部１８の各演算部と、点消灯判断部１９は、マイクロコンピュータがプログラムを逐次実行することで実現される。
【００１２】
センサ電圧検出部１１は、フォトダイオード等による照度センサ２０からのアナログ検出信号を、所定のサンプリングタイム毎（たとえば、数秒毎）にセンサ電圧（ディジタル値）ＶｘとしてＡ／Ｄ変換する。
【００１３】
時刻検出部１２は、日付情報を含む時計機能付きのものであり、毎日、予めパラメータ設定された所定時刻（校正時刻）ｔが到来すると、たとえば、正午になると、その旨を新規ゼロ点電圧演算部１４に通知する。
【００１４】
定刻基準照度記憶部１３は、所定時刻ｔにおける基準照度（通常照度）Ｌｔのデータを規定値として予め記憶している。定刻、たとえば、正午の屋外照度は、季節により異なるから、定刻基準照度記憶部１３は、このことを考慮して基準照度Ｌｔを、季節、月ごと、あるいは週ごとの最適値として記憶する。すなわち、照度は太陽の高度に依存し、太陽の高度は季節に依存するので、たとえば、春夏秋冬ごとに、あるいは月ごとに時刻−基準照度のテーブルを用意する。
【００１５】
新規ゼロ点電圧演算部１４は、時刻検出部１２より所定時刻ｔが到来した旨の通知を受けるたびに、その所定時刻ｔ時点でのセンサ電圧ＶｘをＶｔｎとして取り込み、定刻基準照度記憶部１３より基準照度Ｌｔを読み出し、次式（１）によって新規ゼロ点電圧Ｖｚｎを演算する。なお、ゼロ点電圧とは、照度ゼロ状態でのセンサ電圧を意味する。
【数１】
Ｖｚｎ＝Ｖｔｎ−ｋ・Ｌｔ …（１）
但し、ｋ：センサ感度を示す係数、ｎ：演算回数（定刻到来回数）（ｎ＝１、２、３…）である。センサ感度を示す係数ｋは、予めパラメータ設定されている。
【００１６】
データ適否判断部１５は、あらかじめ想定される製品ばらつきのゼロ点電圧の上限Ｖｒｍａｘ、下限Ｖｒｍｉｎのデータを有する。そして、このデータ適否判断部１５は、新規ゼロ点電圧演算部１４によって演算された新規ゼロ点電圧Ｖｚｎが上限Ｖｒｍａｘと下限Ｖｒｍｉｎの範囲内である場合のみ、その時点で算出されている新規ゼロ点電圧Ｖｚｎを補正ゼロ点電圧演算部１６に送信する。範囲外である場合には、その新規ゼロ点電圧Ｖｚｎのデータを破棄し、無効とする。すなわち、補正ゼロ点電圧演算部１６にデータを送信しない。
【００１７】
補正ゼロ点電圧演算部１６は、データ適否判断部１５から有効な新規ゼロ点電圧Ｖｚｎが入力するたびに、既存ゼロ点電圧記憶部１７から既存ゼロ点電圧Ｖｚｒ（現在使用のゼロ点電圧）を読み出し、次式（２）に従って補正ゼロ点電圧Ｖｚｃｎを演算する。
【数２】
Ｖｚｃｎ＝（Ｖｚｒ＋Ｖｚｎ）／２ …（２）
【００１８】
既存ゼロ点電圧記憶部１７は、照度演算に使用している現在のゼロ点電圧として、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒを記憶している。既存ゼロ点電圧記憶部１７が保存する既存ゼロ点電圧Ｖｚｒは、補正ゼロ点電圧演算部１６が新たに補正ゼロ点電圧Ｖｚｃｎを算出するたびに、新たな補正ゼロ点電圧Ｖｚｃｎに更新、すなわち置換される。なお、既存ゼロ点電圧記憶部１７は、初回の補正ゼロ点電圧演算等のために、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒの初期値を有する。
【００１９】
照度演算部１８は、所定のサンプリングタイム毎（数秒毎）にセンサ電圧検出部１１から出力される現在のセンサ電圧Ｖｘを取り込む一方、既存ゼロ点電圧記憶部１７から既存ゼロ点電圧Ｖｚｒを読み出し、次式（３）によって照度Ｌｘを演算する。なお、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒは、換言すれば、現在用いているゼロ点電圧である。
【数３】
Ｌｘ＝（Ｖｘ−Ｖｚｒ）／ｋ …（３）
既存ゼロ点電圧Ｖｚｒ＝Ｖｚｃｎであるから、式（３）は次式（４）でも表される。
【数４】
Ｌｘ＝（Ｖｘ−Ｖｚｃｎ）／ｋ …（４）
【００２０】
点消灯判断部１９は、照度演算部１８によって演算された最新の照度Ｌｘを入力し、予め定められている点消灯の閾値と照度Ｌｘとを比較する。比較結果である点消灯指令信号は図示しないヘッドライト／スモールライトの電源回路へ出力される。これにより、現在の照度Ｌｘに応じてヘッドライト／スモールライトの点消灯が自動的に行われる。
【００２１】
次に、図２に示されている補正ゼロ点演算のフローチャートと、図３〜図５に示されているグラフを参照して上述の一実施の形態によるオートライト制御装置１０の補正ゼロ点演算処理について説明する。
【００２２】
校正時刻ｔが到来すると、補正ゼロ点演算ルーチンが呼び出され、センサ電圧Ｖｔｎを取得する（ステップＳ１０１）。１回目の補正ゼロ点演算処理では、ｎ＝１であり、センサ電圧Ｖｔ１を得る。これにより、センサ電圧Ｖｔ１と基準照度Ｌｔとに基づいて、たとえば図３（ａ）に示されている電圧−照度グラフ上に座標点Ｐ１を得る。
【００２３】
図３（ａ）において、Ｖｚｒをゼロ点（既存ゼロ点）とする直線Ａは、フォトダイオード（照度センサ２０）の製品ばらつきを考慮しない電圧―照度特性（ゼロ点電圧Ｖｚｒ、感度係数ｋ＝傾き）である。つまり理想的な電圧―照度特性を示している。最初の補正時にはこの電圧―照度特性を使用する。
最初（１回目）の新規ゼロ点電圧Ｖｚ１は、次式（１）により算出する（ステップＳ１０２）。
【数５】
Ｖｚ１＝Ｖｔ１−ｋ・Ｌｔ …（５）
【００２４】
ここで、新規ゼロ点電圧Ｖｚ１は、図３（ｂ）に示されているように、所定時刻ｔで得たセンサ電圧Ｖｔ１と基準照度Ｌｔとの交点Ｐ１および所定の傾きｋから求められる直線ＢのＹ軸切片である。
【００２５】
次に、新規ゼロ点電圧Ｖｚ１が予め設定されている上限Ｖｒｍａｘと下限Ｖｒｍｉｎの範囲内であるか否かの判別を行う（ステップＳ１０３）。Ｖｒｍａｘ≧Ｖｚ１≦Ｖｒｍｉｎであれば、次の補正ゼロ点演算ステップＳ１０４へ進む。これに対し、Ｖｒｍａｘ≧Ｖｚ１≦Ｖｒｍｉｎでない場合には、新たな補正ゼロ点演算、既存ゼロ点更新を行わずに、補正ゼロ点演算ルーチンを終了する。
【００２６】
車両が屋内にある場合には、新規ゼロ点電圧Ｖｚｎを新たな補正に加えると、補正精度が低下してしまう。上述のように、あらかじめ想定される製品ばらつきの上限Ｖｚｍａｘ、下限Ｖｚｍｉｎを設定し、図５に示されているように、その所定範囲を新規ゼロ点電圧Ｖｚｎが超えた場合には、それを参照せず、今まで使用していた既存ゼロ点電圧を次回の所定時刻ｔまで、継続して照度演算に用いる。これにより、補正精度の低下を防止することができ、フォトタイオードの製品によるばらつきの補正精度を維持することができる。
【００２７】
Ｖｒｍａｘ≧Ｖｚ１≦Ｖｒｍｉｎである場合には（ステップＳ１０３肯定）、次に、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒと新規ゼロ点電圧Ｖｚ１とから、補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ１を求める（ステップＳ１０４）。ここでは、式（６）の演算により、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒと新規ゼロ点電圧Ｖｚ１の中点（平均値）を補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ１とする。
【数６】
Ｖｚｃ１＝（Ｖｚｒ＋Ｖｚ１）／２ …（６）
【００２８】
これにより、図３（ｃ）に示されているように、補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ１をＹ軸切片とする電圧一照度特性（ゼロ点電圧Ｖｚｃ１、感度係数ｋ＝傾き）Ｃが得られる。製品ごとにばらつきをもっている既存ゼロ点電圧Ｖｚｒと新規ゼロ点電圧Ｖｚ１との中点を補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ１として使用することで、算出される値の信頼度を向上させるという効果がある。
【００２９】
つぎに、補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ１を既存ゼロ点電圧Ｖｚｒとして、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒを更新する（ステップＳ１０５）。
図３（ｄ）に示されているように、センサ電圧ＶｘをＶａとすると、補正を行わない場合には、電圧Ｖａから算出される照度はＬｂとなるが、補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ１を用いた照度演算によって照度Ｌａを求めることができ、より適切な照度を算出することができる。
【００３０】
次回の所定の時刻ｔが到来すると、同様に、補正ゼロ点演算ルーチンが呼び出され、センサ電圧Ｖｔｎを取得する（ステップＳ１０１）。２回目の補正ゼロ点演算処理では、ｎ＝２であり、センサ電圧Ｖｔ２を得る。これにより、センサ電圧Ｖｔ１と基準照度Ｌｔより、たとえば図４（ａ）に示されている電圧−照度グラフ上に座標点Ｐ２を得る。
【００３１】
２回目の新規ゼロ点電圧Ｖｚ２は、次式（７）により算出する（ステップＳ１０２）。
【数７】
Ｖｚ２＝Ｖｔ２−ｋ・Ｌｔ …（７）
【００３２】
ここで、新規ゼロ点電圧Ｖｚ２は、図４（ａ）に示されているように、所定時刻ｔに得たセンサ電圧Ｖｔ２と基準照度Ｌｔとの交点Ｐ２および所定の傾きｋから求められる直線ＤのＹ軸切片のことを意味している。
【００３３】
Ｖｒｍａｘ≧Ｖｚ１≦Ｖｒｍｉｎであれば（ステップＳ１０３肯定）、次に、更新された既存ゼロ点電圧Ｖｚｒ＝Ｖｚｃ１と新規ゼロ点電圧Ｖｚ２とから、補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ２を求める（ステップＳ１０４）。ここでも、式（８）による演算により、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒと新規ゼロ点電圧Ｖｚ１の中点（平均値）を補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ２とする。
【数８】
Ｖｚｃ２＝（Ｖｚｒ＋Ｖｚ１）／２ …（８）
【００３４】
これにより、図４（ｂ）に示されているように、補正ゼロ点電圧Ｖｚｃ２を切片とする電圧一照度特性（ゼロ点電圧Ｖｚｃ１、感度係数ｋ＝傾き）Ｅが得られる。
【００３５】
例えば、感度係数ｋ＝−０．０００４Ｖ／Ｌｕｘ、既存ゼロ点電圧Ｖｚｒ＝３．５Ｖ、基準照度Ｌｔ＝５００Ｌｕｘ、Ｖｔ１＝２．９Ｖの場合は、以下のようになる。
【数９】
Ｖｚ１＝２．９−（−０．０００４×５００）＝３．１Ｖ
Ｖｚｃ１＝（３．５＋３．１）／２＝３．３Ｖ
【００３６】
そして、Ｖｔ２＝３．７Ｖの場合は、以下のようになる。
【数１０】
Ｖｚ２＝３．７−（−０．０００４×５００）＝３．９Ｖ
Ｖｚｃ２＝（３．３＋３．９）／２＝３．６Ｖ
【００３７】
このように、毎日所定時刻（定刻）に新規ゼロ点電圧Ｖｚｎを得て既存ゼロ点電圧Ｖｚｒとの中点から補正ゼロ点電圧Ｖｚｃｎを求めることにより、フォトダイオードの製品ばらつきに相応したゼロ点に収束してゆき、狙ったタイミングでヘッドライト／スモールライトを点消灯させることができる。
【００３８】
さらに、基準照度Ｌｔを季節により変化させることで、より精度の高い補正ゼロ点を得ることができる。
【００３９】
以上の実施の形態は本発明の一例を示すものであり、本発明の特徴を損なわない限り種々の形態で実現できる。たとえば、式（２）や式（６）で中点を求めるようにしたが、照度ゼロ電圧ＶｚｒとＶｔｎの間の照度ゼロ電圧Ｖｚｃｎであれば中点に限らない。
【００４０】
なお、照度算出手段は照度演算部１８に対応し、点消灯制御手段は点消灯判断部１９に対応し、記憶手段は定刻基準照度記憶部１３に対応し、新規ゼロ点電圧演算手段は新規ゼロ点電圧演算部１４に対応し、補正ゼロ点電圧演算手段は補正ゼロ点電圧演算部１６に対応し、特性算出手段は照度演算部１８にそれぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオートライト制御装置の一実施の形態を示すブロック線図である。
【図２】一実施の形態によるオートライト制御装置の補正ゼロ点演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は一実施の形態によるオートライト制御装置の１回目の補正ゼロ点演算時の電圧一照度特性を示すグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は一実施の形態によるオートライト制御装置の２回目の補正ゼロ点演算時の電圧一照度特性を示すグラフである。
【図５】一実施の形態によるオートライト制御装置の補正ゼロ点演算時のデータ適否判定特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０オートライト制御装置
１１センサ電圧検出部
１２時刻検出部
１３定刻基準照度記憶部
１４新規ゼロ点電圧演算部
１５データ適否判断部
１６補正ゼロ点電圧運算部
１７既存ゼロ点電圧記憶部
１８照度演算部
１９点消灯判断部
２０照度センサ

Claims

照度センサの検出電圧に対する照度の特性（センサ電圧−照度特性であり、照度ゼロ電圧とセンサ感度を表す傾きで示される）を用いて、検出された照度センサの検出電圧に基づいて照度を算出する照度算出手段と、
前記照度算出手段で算出された照度に基づいて灯具を点消灯する点消灯制御手段と、
所定時刻における基準照度である基準電圧を記憶した記憶手段と、
所定時刻で前記照度センサが検出する検出電圧と、前記記憶手段に記憶されている基準電圧の中から読み出された前記所定時刻の基準電圧と、前記センサ電圧−照度特性の傾きとに基づいて、前記センサ電圧−照度特性の照度ゼロに対応する新規ゼロ点電圧を算出する新規ゼロ点電圧演算手段と、
前記新規ゼロ点演算手段によって算出された新規ゼロ点電圧と現在用いているゼロ点電圧とに基づいて、照度ゼロに対応する補正ゼロ点電圧を算出する補正ゼロ点電圧演算手段と、
前記補正ゼロ点電圧演算手段によって算出された補正ゼロ点電圧を新たなゼロ点電圧とした前記傾きを有するセンサ電圧−照度特性を新たに算出する特性算出手段とを備えることを特徴とするオートライト制御装置。
請求項１記載のオートライト制御装置において、
前記補正ゼロ点電圧演算手段は、前記新規ゼロ点電圧と現在用いているゼロ点電圧との平均値演算によって前記補正ゼロ点電圧を算出することを特徴とするオートライト制御装置。
請求項１または２記載のオートライト制御装置において、
前記記憶手段は、季節と時刻に依存する太陽の高度に応じた基準照度をその電圧値として記憶することを特徴とするオートライト制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項記載のオートライト制御装置において、
前記新規ゼロ点電圧演算手段によって算出された前記新規ゼロ点電圧が予め設定された上限値と下限値の範囲内であるか否かを判断するデータ適否判断手段を有し、
前記新規ゼロ点電圧が予め設定された上限値と下限値の範囲内である場合のみ、その新規ゼロ点電圧を用いた補正ゼロ点電圧演算を行い、範囲外である場合には補正ゼロ点電圧を更新しないことを特徴とするオートライト制御装置。