JP2014034357A - ライト自動点灯制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両前方の照度を検出する前方照度センサと上方の照度を検出する上方照度センサを備え、両照度センサの出力が共に照度閾値Donより低いときはヘッドライトを点灯し、共にDonより高い照度閾値Doff以上になると消灯する。とくに上方照度センサ14の視野範囲を従来のβoより広いβn=45°以上としてあるから、白雲や黒雲CLが上空に現れても上方照度センサ14の視野範囲におけるこれらの雲CLが示す面積割合が小さくなってその影響が低減し、上方照度センサ14の出力が照度閾値DonあるいはDoffを横切らない。したがって、ヘッドライトの点灯あるいは消灯状態は変化せず、一時的な点・消灯が防止される。
【選択図】図5
Description
例えば実開昭59−58643号公報に記載されたライト自動点灯制御装置では、両照度センサが出力する前方照度と上方照度が共に規定値(照度閾値)以下のときのみヘッドライトが点灯される。
したがって、昼間時に高速道路に沿った走行時、高架下天井の暗い部分の影響で上方照度が規定値以下となっても、前方が明るければヘッドライトは点灯されない。
(a)明るい昼間であるにもかかわらず、高速道路下を並走する一般道路を走行している場合に、上方照度だけでなく、前方走行車両や建物の影の影響で前方照度もライト点灯するべき照度閾値を下回るとヘッドライトが点灯してしまい、その後高速道路下から離れたときにヘッドライトが消灯する。
図7は夕暮れ時の白雲の影響を示す図で、雲のない晴天時は上方照度が安定して徐々に低下していくのに対して、白雲が現れると上方照度は晴天時より増大方向に変化し、K部のように変則的に照度閾値Dを越える。
逆に厚い雲が現れた場合には、とくに図示しないが、晴天時より減少方向に変化する。
そして、上記従来の装置では照度閾値が1つの値に設定されているが、周囲の照度が当該照度閾値付近で上下するときの不安定を改善するため、照度閾値として点灯照度閾値と消灯照度閾値の2つを設定した場合にも、上述と同様の問題が生じる。
図1は実施の形態の構成を示すブロック図であり、図2はセンサ部の配置構成を示す図である。
まず、図2によりライト自動点灯制御装置1のセンサ部10の構成を説明する。
センサ部10は、互いに対向する前壁3と後壁4を有するケーシング2の前壁3に形成した窓3aに樹脂製の導光体5を嵌め込み、後壁4にはそれぞれ例えばフォトダイオードからなる前方受光素子13と上方受光素子15を設置してユニット化されている。導光体5の前端は、前壁3の前面(フロントガラスW側)と面一とされて、フロントガラスWへの取り付け面Sとなっている。
導光体5は、フロントガラスWの屈折率と同等な屈折率をもち、前方光導光部6fと上方光導光部6uを一体に構成している。
上方光導光部6uは導光体5の下半部の室内側、すなわち上方受光素子15との対向端に凹面8を有して凹レンズを形成し、その光軸を後方(室内側)に進むほど前方光導光部6f(凸レンズ)の光軸から離間する方向に向けている。上方光導光部6u(凹レンズ)の光軸も取り付け面Sを通るが、必ずしも前方光導光部6fと同じ取り付け面Sの中央でなくてもよい。ただし、前方光導光部6fと上方光導光部6uは隣接しているので、それぞれを通る光束は導光体5およびフロントガラスW内で互いに横切る。
上方光導光部6uの光軸上に上方受光素子15が配置されて、両者で上方照度センサ14が形成され、円錐をなす視野範囲β(°)の上方からの光を受光する。
視野範囲αと視野範囲βは重ならないように設定してある。
なお、導光体5の側壁5bでは光が内部反射するので、その反射光が視野範囲α、βに影響を及ぼさないためには取り付け面Sからの側壁5bの長さは短いほど良い。しかし、凸レンズを形成する前方光導光部6fおよび凹レンズを形成する上方光導光部6uの断面形状や導光体5を形成する樹脂の成形上の最小厚などを考慮すると、導光体5の側壁5bの長さは少なくとも2.5mm以上が好ましい。
具体的な視野範囲α、βについては後述する。
上述のセンサ部10における前方照度センサ12(の前方受光素子13)および上方照度センサ14(の上方受光素子15)は制御部20に接続され、制御部20には順次にリレー30および切替スイッチ40を介して、ハイビームライト52とロービームライト54からなるヘッドライト50が接続されている。制御部20にはさらに外部メモリ22が接続されている。
前方照度センサ12および上方照度センサ14はそれぞれ入射する光量に基づいた前方照度Lfおよび上方照度Luの信号を出力する。
制御部20はこれらの照度閾値と前方照度Lfおよび上方照度Luとを比較し、ヘッドライト50による照明の要否を判断して、リレー30を制御する。すなわち、照明要の場合はリレー30をONしてヘッドライト50を電源VCCに接続させ、照明不要の場合はリレー30をOFFしてヘッドライト50を電源VCCから遮断させる。
外部メモリ22には上述の点灯照度閾値Don、消灯照度閾値Doff等があらかじめ記憶させてある。
なお、制御部20にはドライバの手動操作によりヘッドライト50の点灯、消灯を行うためのスイッチや手動/自動切換えスイッチ等も接続されて、制御モードの選択が可能となっているが、図1には自動点灯制御にかかる系統のみを示している。
ここでは自動点灯制御モードが選択されているものとする。
制御部20ではまずステップ100において、制御部20に内蔵の点灯カウンタT1および消灯カウンタT2を初期化したあと、ステップ101において、外部メモリ22から点灯照度閾値Donおよび消灯照度閾値Doffを読み込む。
ステップ102において、前方照度センサ12から前方照度Lfを入力し、上方照度センサ14から上方照度Luを入力する。
点灯状態にないときは、ステップ104において、前方照度Lfが点灯照度閾値Donより小さく、かつ上方照度Luが点灯照度閾値Donより小さいかどうかをチェックする。前方照度Lfおよび上方照度Luが点灯照度閾値Donより小さいときはステップ105に進んで、点灯カウンタT1をインクリメントする。
ステップ106のチェックで点灯カウンタT1の値が1より小さい、すなわちT1=0のときは、そのままステップ102へ戻る。
ステップ108において点灯カウンタT1がTonに達していないときはステップ102へ戻る。
そして、ステップ102から105、106、107の処理が繰り返されて点灯カウンタT1がTonに達したときは、ステップ108からステップ109へ進み、リレー30へON信号を出力してヘッドライト50を点灯させる。
その後、ステップ110で点灯カウンタT1をリセットして、ステップ102へ戻る。
以上の流れにより、前方照度Lfおよび上方照度Luが共に点灯照度閾値Donより小さい状態が所定回積算されるとヘッドライト50が点灯される。すなわち、夜間や薄暮時、あるいはトンネルに入ったときには、ヘッドライト50が点灯されることになる。
ステップ111では、前方照度Lfが消灯照度閾値Doff以上、かつ上方照度Luが消灯照度閾値Doff以上であるかどうかをチェックする。前方照度Lfおよび上方照度Luが消灯照度閾値Doff以上のときはステップ112に進んで、消灯カウンタT2をインクリメントする。
ステップ113のチェックで消灯カウンタT2の値が1より小さい、すなわちT2=0のときは、そのままステップ102へ戻る。
ステップ115において消灯カウンタT2がToffに達していないときはステップ102へ戻る。
そして、ステップ102、103から111、112、113、114の処理が繰り返されて消灯カウンタT2がToffに達したときは、ステップ115からステップ116へ進み、リレー30へOFF信号を出力してヘッドライト50を消灯させる。
その後、ステップ117で消灯カウンタT2をリセットして、ステップ102へ戻る。
以上の制御により、前方照度Lfおよび上方照度Luが共に点灯照度閾値Donより小さくなってヘッドライト50が点灯されたあとは、前方照度Lfおよび上方照度Luが共に消灯照度閾値Doff以上となるまでは点灯状態が継続される。
これにより、例えば夜間においてヘッドライト50が点灯しているときに、前方照度Lfのみが消灯照度閾値Doff以上となっても、前方が明るいのは対向車によるものと見られ、点灯状態が継続されることになる。
前方照度センサ12の視野範囲αは10°以下とし、上方照度センサ14の視野範囲βは45°以上の範囲で後述する条件を満たす値に設定される。
図5は上方照度センサ14の視野範囲を変化させたときの視野範囲内に見える景色のイメージを示し、(a)のように従来の狭い視野範囲βoがより広角のβnに変化すると、車両上空の雲CLの大きさおよび高さ位置が同一でも、(b)に示されるように、視野範囲に占める雲の面積割合が大きい状態から小さく状態へ変化することがわかる。
βoのとき、 So≒(H×tan(βo/2))2 ×π = 0.42×H2
βnのとき、 Sn≒(H×tan(βn/2))2 ×π = 0.54×H2
したがって、視野範囲βnに占める雲CLの面積の割合は、
A≒(So×0.9)×100/Sn=70(%)
となる。
Lo=0.1×La+0.9×Lc=1128.0(Lux)
であるのに対して、広角の視野範囲βnでは、
Ln=(1−A)×La+A×Lc=980.3
となって、上方照度Luは消灯照度閾値Doffに届かない。したがって、すでにヘッドライト50を点灯している状態では、車両が西日に向かうなど他の要因で前方照度LfがDoff以上に変動する事態と重なることがあっても、上方照度Luは低く保持され、一時的な白雲の出現によって消灯されることはない。
Lo=480.0(Lux)
であるのに対して、広角の視野範囲βnでは、
Ln=640.0
となって、上方照度Luは点灯照度閾値Donまで低下しない。したがって、昼間走行中に、建物の影や先行車両などの要因により前方照度LfがDon未満に変動する事態と重なることがあっても、一時的な黒雲の出現によって点灯されることはない。
このことは、高速道路下を並走する一般道路を走行している場合(高架下天井の暗い部分が黒雲に相当する)にも当てはまり、上方照度Luは点灯照度閾値Donまで低下しないので、高速道路下への進入、離脱に伴ってヘッドライト50が点灯、消灯することはない。
以上から、本実施の形態では上方照度センサ14の視野範囲βは45°以上に設定される。
すなわち、日没2時間前の太陽は水平線から約30°の高さにあるから、視野範囲βの外縁は水平線から約30°より高い位置とする。
センサ部10が取り付けられるフロントガラスWの傾斜は水平線に対して大多数が20°〜40°(前方から140°〜160°)の範囲にあり、センサ部10のフロントガラスWへの取り付け面Sの法線は前方から50°〜70°上方に向く。
したがって、上方照度センサ14の視野範囲βの前縁は取り付け面Sの法線から前方20°未満とすると、水平線から30°範囲の西日領域を確実に避けることができる。
以上から、上方照度センサ14の視野範囲βは取り付け面Sの法線の前後を合わせて、最大で100°となる。
すなわち、視野範囲βは45°〜100°の範囲で選択することが望ましい。
これより、視野範囲βを65°以上とすれば照度ノイズ領域占有割合を約1/3以下に抑えられ、75°以上とすれば照度ノイズ領域占有割合を約1/5以下に抑えられることが分かる。
一方、視野範囲βを拡大するほどに上方光導光部6uの室内側端面における凹面8の曲率を大きくしなければならず、極端な曲率を避けるには視野範囲βは90°以下がとくに好ましい。
また、前方光導光部6fと上方光導光部6uはフロントガラスWに対する共通の取り付け面Sを有する一体の導光体5として形成されているので、小型化された単一部品となり、部品コストと管理工数が低減するとともに、フロントガラスWへの取り付け作業も容易である。
導光体5の側壁5bは遮光されているので、前方および上方から入射する光以外の外部光が導光体5(前方光導光部6f、上方光導光部6u)内に進入することが防止され、正確な前方照度Lfおよび上方照度Luが得られる。
例えば、夜間においてヘッドライト50が点灯しているときに、対向車のライトによって前方照度Lfのみが消灯照度閾値Doff以上となっても、消灯することなく点灯状態が継続される。また、昼間においてヘッドライトが消灯しているときに、建物の影などによって前方照度Lfのみが点灯照度閾値Donを下回っても点灯することなく消灯状態が継続される。
2 ケーシング
3 前壁
3a 窓
4 後壁
5 導光体
5b 側壁
6f 前方光導光部
6u 上方光導光部
7 凸面
8 凹面
9 遮光壁
10 センサ部
12 前方照度センサ
13 前方受光素子
14 上方照度センサ
15 上方受光素子
20 制御部
22 外部メモリ
30 リレー
40 切替スイッチ
50 ヘッドライト
52 ハイビームライト
54 ロービームライト
α、β 視野範囲
CL 雲
S 取り付け面
VCC 電源
W フロントガラス
Claims (6)
- 車両前方の照度を検出する前方照度センサおよび車両上方の照度を検出する上方照度センサと、
前記前方照度センサおよび上方照度センサの出力を所定の照度閾値と比較してライトの点灯、消灯を制御する制御部とを備えるライト自動点灯制御装置において、
前記上方照度センサの視野範囲を45°以上の範囲に設定したことを特徴とするライト自動点灯制御装置。 - 前記前方照度センサは、前方受光素子と車両のフロントガラスに取り付けられて前記前方受光素子へ車両前方の外部光を導く導光体とを有し、
前記上方照度センサは、上方受光素子と車両のフロントガラスに取り付けられて前記上方受光素子へ車両上方の外部光を導く導光体とを有し、
前記フロントガラスへの取り付け状態において、前記上方照度センサの視野範囲の前縁が車両前方水平線から上方30°以上、視野範囲の後縁が前記フロントガラスに対する取り付け位置における法線から後方へ80°以下となるように設定してあることを特徴とする請求項1に記載のライト自動点灯制御装置。 - 前記上方照度センサの導光体は、前記上方受光素子との対向端に凹面を有して凹レンズを形成していることを特徴とする請求項2に記載のライト自動点灯制御装置。
- 前記前方照度センサの導光体と前記上方照度センサの導光体が、前記フロントガラスに対する共通の取り付け面を有して一体に形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載のライト自動点灯制御装置。
- 前記一体に形成された導光体の側壁が遮光されていることを特徴とする請求項4に記載のライト自動点灯制御装置。
- 前記制御部は、前記前方照度センサの出力および前記上方照度センサの出力が共に所定の点灯照度閾値より小さいときにライトを点灯させ、前記前方照度センサの出力および前記上方照度センサの出力が共に前記点灯照度閾値より大きい所定の消灯照度閾値以上のときにライトを消灯させることを特徴とする請求項1から5のいずれか1に記載のライト自動点灯制御装置。
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