JP2015099020A - 光センサ - Google Patents

Abstract

【課題】車両のライトを点灯または消灯させるために用いられる光センサのサイズを小型化した光センサを提供する。【解決手段】光センサ１０は、上方受光素子１１から入力した上方光信号と前方受光素子１２から入力した前方光信号に基づいて日光を遮る遮蔽物の下に車両が位置するか否かを判定する演算判定回路部１３を備えている。演算判定回路部１３は、遮蔽物の種類を含めた判定信号を出力する。また、光センサ１０は、上方受光素子１１から上方光信号を入力すると共に演算判定回路部１３から判定信号を入力する通信出力回路部１４を備えている。通信出力回路部１４は、遮蔽物の種類を示すフラグを立てた出力信号を生成し、車両のライト３２の点灯または消灯を制御する制御ＥＣＵ２０に出力信号を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の上方及び前方からの光を受光する光センサに関する。

従来より、車両前方の光を検出する第１受光部と、車両上方の光を検出する第２受光部と、各受光部の信号に基づいて車両のライトの点灯または消灯を判定する制御回路部と、を備えた光センサが、例えば特許文献１で提案されている。

このような光センサの構成によると、第１受光部で検出された光の強度が閾値を下回るタイミングと、第２受光部で検出された光の強度が閾値を下回るタイミングと、がそれぞれ異なる。このため、光センサが橋げた等の建築物の下で車両のライトを点灯させてしまうことはない。

米国特許第６３７６８２４号明細書

しかしながら、上記従来の技術では、光センサは光の検出だけではなく、ライトの点灯または消灯の判定を行う制御回路部を備えた構成となっている。このため、光センサの構成が煩雑になると共に、光センサのサイズが大きくなってしまうという問題がある。光センサはフロントガラスやダッシュボード等に搭載されるため、そのサイズの小型化が望まれている。

本発明は上記点に鑑み、車両のライトを点灯または消灯させるために用いられる光センサのサイズを小型化することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両（５０）の上方から照射される光の第１強度を第１強度信号として出力する第１受光素子（１１）と、車両（５０）の前方から照射される光の第２強度を第２強度信号として出力する第２受光素子（１２）と、を備えている。

また、第１受光素子（１１）から第１強度信号を入力すると共に第２受光素子（１２）から第２強度信号を入力し、第１強度信号及び第２強度信号に基づいて日光を遮る遮蔽物（７０、７１）の下に車両（５０）が位置するか否かを判定すると共に遮蔽物（７０、７１）の下に車両（５０）が位置する場合は遮蔽物（７０、７１）に対して車両（５０）のライト（３２）の点灯が必要か否かを判定し、当該判定結果を判定信号として出力する演算判定回路部（１３）を備えている。

さらに、第１受光素子（１１）から第１強度信号を入力すると共に演算判定回路部（１３）から判定信号を入力し、第１強度信号が示す第１強度を含んだ出力信号を生成し、出力信号に基づいてライト（３２）の点灯または消灯を制御する制御装置（２０）に出力信号を出力する通信出力回路部（１４）を備えている。

そして、通信出力回路部（１４）は、車両（５０）が遮蔽物（７０、７１）の下に位置する場合は遮蔽物（７０、７１）に対してライト（３２）の点灯が必要か否かの情報を出力信号に含めて制御装置（２０）に出力することを特徴とする。

これによると、光センサは、車両（５０）が遮蔽物（７０、７１）の下に位置する場合は遮蔽物（７０、７１）に対してライト（３２）の点灯が必要か否かの情報を通信出力回路部（１４）によって出力信号に含めて出力する構成となっている。このため、この光センサを使ったライト自動点消灯システムは、制御装置（２０）に遮蔽物（７０、７１）に応じてライト（３２）の点灯または消灯を制御させることができ、遮蔽物（７０、７１）に対してライト（３２）の点灯が不必要な場合には誤点灯を防止させることができる。したがって、この光センサを使用したライト自動点消灯システムにおいては、フロントガラスに新たにセンサを搭載する必要がなく、光センサのサイズを小型化することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る光センサを含んだライト自動点消灯システムの構成図である。 各受光素子が車両の上方と前方の光を検出する様子を示した模式図である。 演算判定回路部の回路図である。 通信出力回路部で生成される出力信号の模式図である。 車両の上に遮蔽物が無い場合のライト自動点消灯システムの動作、及び信号処理を説明するための図である。 車両が橋げたの下を通過する際のライト自動点消灯システムの動作、及び信号処理を説明するための図である。 車両がトンネルの下を通過する際のライト自動点消灯システムの動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る光センサを含んだライト自動点消灯システムの構成図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る光センサは、日中に橋げたやトンネル等のように日光を遮る遮蔽物の下に進入したときに自動車のテールライトやヘッドライトを自動点消灯させるライト自動点消灯システムに適用されるものである。

図１に示されるように、ライト自動点消灯システムは、光センサ１０、制御ＥＣＵ２０、ライト回路部３０、及び車載バッテリ４０を備えて構成されている。このうち、ライト回路部３０は、スイッチ３１及びライト３２を有している。

スイッチ３１は、車載バッテリ４０とライト３２との間に接続されており、制御ＥＣＵ２０によってオンまたはオフが制御される。スイッチ３１は例えばリレーである。ライト３２は、車両に搭載されたテールライトやヘッドライトである。ライト３２は車載バッテリ４０から電源供給されることで点灯可能になっている。

光センサ１０は、上方受光素子１１、前方受光素子１２、演算判定回路部１３、及び通信出力回路部１４を備えて構成されている。

図２に示されるように、上方受光素子１１は、車両５０の上方から照射される光を検出する素子である。上方受光素子１１は、車両前方（水平方向）を０度とすると共に車両前方から車両後方に角度を取ったとき、０度に対して８０度〜１００度付近をピークとした指向特性を持っている。上方受光素子１１は、受光した光の強度（明るさ）を検出するフォトダイオードと、このフォトダイオードの信号を増幅等する増幅回路（ＡＭＰ）と、を有して構成されている。したがって、上方受光素子１１は、フォトダイオードで車両５０の上方の光を検出すると共に当該光の強度を増幅回路で増幅する。また、上方受光素子１１は、増幅後の光の強度を上方光信号として演算判定回路部１３及び通信出力回路部１４に出力する。

一方、前方受光素子１２は、車両５０の前方から照射される光を検出する素子である。前方受光素子１２は、車両前方（水平方向）を０度とすると共に車両前方から車両後方に角度を取ったとき、０度に対して０度〜４０度付近をピークとした指向特性を持っている。前方受光素子１２は、上方受光素子１１と同様に、フォトダイオードと増幅回路（ＡＭＰ）と、を有して構成されている。前方受光素子１２は、フォトダイオードで車両の前方の光を検出すると共に当該光の強度（明るさ）を増幅回路で増幅する。また、前方受光素子１２は、増幅後の光の強度を前方光信号として演算判定回路部１３に出力する。

なお、上方受光素子１１及び前方受光素子１２は、１つの半導体チップに形成されていても良いし、それぞれ個別に構成されていても良い。

演算判定回路部１３は、上方受光素子１１から上方光信号を入力すると共に前方受光素子１２から前方光信号を入力し、上方光信号及び前方光信号に基づいて車両５０が橋げたやトンネル等の日光を遮る遮蔽物の下に位置するか否かを判定するものである。ここで、遮蔽物には、橋げたやトンネルの他に、単に屋根だけのような建築物や木で作られたアーチ等も含まれる。本実施形態では、橋げた及びトンネルを遮蔽物とする。

具体的に、演算判定回路部１３は、上方光信号及び前方光信号の各強度に基づいて遮蔽物の下に車両５０が位置する場合は遮蔽物に対し、ライト３２を点灯すべきか否かを判定する。図３に示されるように、演算判定回路部１３は、橋げた判定に係る第１比較器１３ａ、第２比較器１３ｂ、及び第１ＡＮＤ回路１３ｃを有している。また、演算判定回路部１３は、トンネル判定に係る第３比較器１３ｄ、第４比較器１３ｅ、タイマ１３ｆ、第２ＡＮＤ回路１３ｇ、フリップフロップ１３ｈ、及び第３ＡＮＤ回路１３ｉを有している。

第１比較器１３ａは、上方光信号と第１判定閾値とを比較し、上方光信号が第１判定閾値を下回る場合にハイレベルの信号を出力する。第１判定閾値は、車両５０の上方に橋げたが存在するか否かを判定するための閾値である。第２比較器１３ｂは、前方光信号と第２判定閾値とを比較し、前方光信号が第２判定閾値を下回る場合にハイレベルの信号を出力する。第２判定閾値は、車両５０の前方に橋げたが存在するか否かを判定するための閾値である。

第１ＡＮＤ回路１３ｃは、第１比較器１３ａの比較結果を入力すると共に、第２比較器１３ｂの比較結果を反転入力する。そして、第１ＡＮＤ回路１３ｃは、第１比較器１３ａの出力がハイレベルであり、かつ、第２比較器１３ｂの出力がローレベルの場合、車両５０が橋げたの下に位置していることを示すハイレベルの判定信号を出力する。

第３比較器１３ｄは、上方光信号と第３判定閾値とを比較し、上方光信号が第３判定閾値を下回る場合にハイレベルの信号を出力する。第３判定閾値は、車両５０の上方にトンネルが存在するか否かを判定するための閾値である。第４比較器１３ｅは、前方光信号と第４判定閾値とを比較し、前方光信号が第４判定閾値を下回る場合にハイレベルの信号を出力する。第４判定閾値は、車両５０の前方にトンネルが存在するか否かを判定するための閾値である。

タイマ１３ｆは、第４比較器１３ｅから入力した信号の立ち上がりをトリガとして所定時間をカウントするものである。タイマ１３ｆは所定時間をカウントしている間、ハイレベルの信号を第２ＡＮＤ回路１３ｇに出力する。トンネルへの車両５０の進入時、車両５０の前方が暗くなってから所定時間に車両５０の上方が暗くなるという特徴があり、タイマ１３ｆはこれを判定するための所定時間をカウントする。

第２ＡＮＤ回路１３ｇは、第３比較器１３ｄの出力がハイレベルであり、かつ、タイマ１３ｆの出力がハイレベルの場合、ハイレベルの信号を出力する。第２ＡＮＤ回路１３ｇの出力端子はフリップフロップ１３ｈのリセット端子（Ｒ）に接続されている。

フリップフロップ１３ｈは、セット端子（Ｓ）に入力される第４比較器１３ｅの出力を保持すると共に出力端子（Ｑ）から出力し、リセット端子（Ｒ）に入力される第２ＡＮＤ回路１３ｇのハイレベルの信号で出力端子（Ｑ）の出力をリセットする回路である。

第３ＡＮＤ回路１３ｉは、第３比較器１３ｄの出力がハイレベルであり、かつ、フリップフロップ１３ｈの出力がハイレベルの場合、車両５０がトンネルの中に位置していることを示すハイレベルの判定信号を出力する。

上記の構成により、演算判定回路部１３は、遮蔽物に対してライト３２を点灯する必要があるものをトンネルであると判定し、遮蔽物に対してライト３２を点灯する必要がないものを橋げた等のように前方が明るい建築物であると判定する。また、演算判定回路部１３は、判定結果を判定信号として通信出力回路部１４に出力する。一方、演算判定回路部１３は、車両５０が遮蔽物の下に位置しない場合、遮蔽物は存在しないと判定し、第１ＡＮＤ回路１３ｃ及び第２ＡＮＤ回路１３ｇからローレベルの判定信号を出力する。なお、演算判定回路部１３は、例えば所定の周期で上記の判定を行い、所定の周期で判定信号を通信出力回路部１４に出力する。

通信出力回路部１４は、上方受光素子１１から上方光信号を入力すると共に上方光信号が示す光の強度を含んだ出力信号を生成し、この出力信号を制御ＥＣＵ２０に出力するものである。また、通信出力回路部１４は演算判定回路部１３から判定信号を入力し、判定結果に車両５０が遮蔽物の下に位置することが含まれている場合は遮蔽物が橋げたまたはトンネルであることを示す情報を出力信号に含めて制御ＥＣＵ２０に出力する。

また、通信出力回路部１４は、演算判定回路部１３によって車両５０が遮蔽物の下に位置すると判定された後に車両５０が遮蔽物の下に位置しないと判定された場合、車両５０が遮蔽物の下に位置しない情報を出力信号に含めて制御ＥＣＵ２０に出力する。

通信出力回路部１４は、シリアル通信、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter - 汎用非同期送受信）、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の車載ネットワークに応じた信号フォーマットで出力信号を生成及び出力する。出力信号はデジタル信号である。

具体的には、図４に示されるように、通信出力回路部１４は、出力信号として上方光信号が示す光の強度の明るさデータ６０を格納したフレーム６１を作成すると共に、当該フレーム６１を制御ＥＣＵ２０に出力する。１つのフレーム６１は、１つのデータのかたまりである。

そして、通信出力回路部１４は、演算判定回路部１３の判定結果に応じたフレーム６１を作成する。まず、車両５０が遮蔽物の下に位置しない通常時では、通信出力回路部１４は図４の上段に示されるように明るさデータ６０が含まれたフレーム６１を生成して出力する。フレーム６１には遮蔽物に係る情報は含まれていない。

また、車両５０が橋げたの下に位置する場合、通信出力回路部１４は図４の中段に示されるようにフレーム６１に明るさデータ６０を含めると共に、情報として遮蔽物が橋げたであることを示す橋げたフラグ６２を立てたフレーム６１を生成して出力する。

さらに、車両５０がトンネルの下に位置する場合、通信出力回路部１４は図４の下段に示されるようにフレーム６１に明るさデータ６０を含めると共に、情報として遮蔽物がトンネルであることを示すトンネルフラグ６３を立てたフレーム６１を生成して出力する。

このように、車両５０が遮蔽物の下に位置する場合は遮蔽物を示す情報として遮蔽物に応じたフラグがフレーム６１に立てられる。橋げたフラグ６２及びトンネルフラグ６３は、フレーム６１のうち明るさデータ６０よりも先頭側に立てられる。一方、車両５０が遮蔽物の下に位置しない場合はフレーム６１に橋げたフラグ６２及びトンネルフラグ６３が立てられない。通信出力回路部１４は、所定の通信速度で上記のフレーム６１を出力信号として制御ＥＣＵ２０に送信する。

以上が、光センサ１０の構成である。上記の上方受光素子１１、前方受光素子１２、演算判定回路部１３、及び通信出力回路部１４は光センサ１０として１つにパッケージ化され、車両５０のダッシュボード等に搭載される。なお、演算判定回路部１３及び通信出力回路部１４は一つの半導体チップに形成されていても良い。

制御ＥＣＵ２０は、車両５０に搭載されていると共に、光センサ１０の出力信号に基づいて車両５０のライト３２の点灯または消灯を制御する制御装置（Electrical Control Unit）である。制御ＥＣＵ２０は、通信入力回路部２１、処理回路部２２、及び駆動回路部２３を有している。

通信入力回路部２１は、光センサ１０から出力信号を受信するインターフェースである。通信入力回路部２１は、受信した出力信号を処理回路部２２に出力する。

処理回路部２２は、車両５０のライト３２を点灯させるか否かを判定する判定機能を有している。このため、処理回路部２２は当該判定を行うための通常点灯閾値を有している。また、処理回路部２２は、出力信号に車両５０が橋げたかトンネルのいずれかの下に位置する情報が含まれている場合、すなわちフレーム６１に橋げたフラグ６２及びトンネルフラグ６３が立てられている場合、当該情報に応じて通常点灯閾値を変更する機能も有している。そして、処理回路部２２は、出力信号に含まれる明るさデータ６０が通常点灯閾値を超えるか否かを判定し、判定結果に応じて駆動回路部２３を動作させる。

例えば、処理回路部２２は、出力信号に橋げたフラグ６２が含まれていた場合は通常点灯閾値をこの通常点灯閾値よりも小さい橋げた判定時点灯閾値に変更し、よりライト３２を点灯しにくくする。一方、処理回路部２２は、出力信号にトンネルフラグ６３が含まれていた場合は通常点灯閾値をこの通常点灯閾値よりも大きいトンネル判定時点灯閾値に変更し、より早くライト３２を点灯させる。

駆動回路部２３は、処理回路部２２の指令に応じてスイッチ３１をオンまたはオフする駆動機能を有している。すなわち、駆動回路部２３はスイッチ３１をオンすることでライト３２を点灯させ、スイッチ３１をオフすることでライト３２を消灯する。以上が、本実施形態に係るライト自動点消灯システムの全体構成である。

次に、日中の光センサ１０の作動について説明する。まず、車両５０が遮蔽物の下を通らない通常時について説明する。この場合は、光センサ１０は車両５０の周辺の明るさを検出することとなる。

図５に示されるように、車両５０が遮蔽物の下を通らない場合、光センサ１０の演算判定回路部１３は上方光信号及び前方光信号と所定の閾値とを比較する等により車両５０が遮蔽物の下に位置しないと判定する。また、演算判定回路部１３は、当該判定結果を含んだ判定信号を通信出力回路部１４に出力する。その結果、通信出力回路部１４は、フレーム６１にフラグを立てないと共に、フレーム６１に上方光信号の明るさデータ６０を含めて出力信号として出力する。

制御ＥＣＵ２０の処理回路部２２は、通信入力回路部２１を介して出力信号に含まれる明るさデータ６０を取得し、当該明るさデータ６０が示す上方の明るさと通常点灯閾値とを比較する。例えば、車両５０の周囲が時間の経過と共に暗くなり、時点Ｔ１０で車両５０の上方の明るさが通常点灯閾値を超える、すなわち車両５０の上方の明るさが通常点灯閾値を下回る。これにより、処理回路部２２は駆動回路部２３を介してライト回路部３０を動作させてライト３２を点灯させる。

このように、車両５０が遮蔽物の下を通過しない場合、制御ＥＣＵ２０は車両５０の外の明るさに応じてライト３２を点灯させる。したがって、車両５０の上方の明るさが通常点灯閾値を超えたらライト３２が点灯するという動作は、従来も本発明の場合も同じである。なお、時点Ｔ１０から時間が経過して車両５０の上方の明るさが通常点灯閾値を上回ると、制御ＥＣＵ２０は駆動回路部２３を介してライト回路部３０を動作させてライト３２を消灯する。

続いて、図６に示されるように、車両５０が遮蔽物として橋げた７０の下を通過する場合について説明する。まず、車両５０が橋げた７０に進入する前の地点Ｌ１０では、車両５０の上方及び前方には自然光を遮るものが無い。このため、上方受光素子１１で検出された上方の明るさは通常点灯閾値を上回る値に保たれている。したがって、ライト３２の消灯が維持されている。また、車両５０の前方に橋げた７０が位置しているので、車両５０の前方の明るさすなわち前方受光素子１２の出力が低下し始める。

そして、地点Ｌ１１では、車両５０が橋げた７０の入口付近に位置する。このため、車両５０の上方からの自然光を検出する上方受光素子１１の光の強度は高い。一方、車両５０の前方からの自然光を検出する前方受光素子１２の光の強度は低くなるので、前方受光素子１２の出力が第２判定閾値を下回る。これにより、演算判定回路部１３の第２比較器１３ｂの出力はハイレベルとなる。

続いて、地点Ｌ１２では、車両５０が橋げた７０に進入し始める。これにより、車両５０の上方からの自然光の強度が低下し始めるので、上方受光素子１１の出力が低下し始める。

地点Ｌ１３では、車両５０の前方が明るくなり始めるので、前方受光素子１２の出力が第２判定閾値を上回る。このため、地点Ｌ１３以降、演算判定回路部１３の第２比較器１３ｂの出力はローレベルとなる。

次に、車両５０が橋げた７０の中央部に進むと、前方受光素子１２が受光する光の強度は高くなっていく。一方、地点Ｌ１４では、上方検出素子１１が受光する光の強度は低くなるので、上方受光素子１１の出力が第１判定閾値を下回る。このため、演算判定回路部１３の第１比較器１３ａの出力はハイレベルとなる。したがって、第１ＡＮＤ回路１３ｃは、橋げたフラグ６２を付与するためのハイレベルの判定信号を制御ＥＣＵ２０の通信出力回路部１４に出力する。すなわち、光センサ１０の演算判定回路部１３は、上方光信号及び前方光信号に基づいて車両５０が橋げた７０の下に位置していると判定し、当該判定結果を含んだ判定信号を通信出力回路部１４に出力する。

これに伴い、通信出力回路部１４は、フレーム６１に橋げたフラグ６２を立てると共に、フレーム６１に上方光信号の明るさデータ６０を含めて出力信号として出力する。

一方、制御ＥＣＵ２０の処理回路部２２は、通信入力回路部２１を介して出力信号に含まれる橋げたフラグ６２及び明るさデータ６０を取得する。これにより、処理回路部２２は、通常点灯閾値を橋げた判定時点灯閾値に変更する。このような点灯閾値の変更は、地点Ｌ１４の直後に行われる。

ここで、地点Ｌ１５から地点Ｌ１６の区間では、車両５０の上方の明るさは通常点灯閾値を下回る。したがって、点灯閾値が変更されない場合には処理回路部２２が駆動回路部２３を介してライト回路部３０を動作させてライト３２を点灯させてしまう。しかしながら、上述のように通常点灯閾値は当該通常点灯閾値よりも小さい橋げた判定時点灯閾値に変更されているので、地点Ｌ１５から地点Ｌ１６の区間では車両５０の上方の明るさは橋げた判定時点灯閾値を下回らない。このため、処理回路部２２が駆動回路部２３を介してライト回路部３０を動作させることはない。したがって、ライト３２の消灯が維持されている。

続いて、車両５０が橋げた７０の出口に近づくので、上方受光素子１１が受光する光の強度が高くなっていく。そして、地点Ｌ１７では、上方受光素子１１の出力が第１判定閾値を上回るので、演算判定回路部１３の第１比較器１３ａの出力はローレベルとなり、ひいては第１ＡＮＤ回路１３ｃの出力もローレベルとなる。したがって、光センサ１０の演算判定回路部１３は、車両５０が橋げた７０の下に位置しないと判定する。

また、通信出力回路部１４は、橋げたフラグ６２を含まない出力信号を制御ＥＣＵ２０に出力する。これにより、処理回路部２２は橋げた判定時点灯閾値を元の通常点灯閾値に戻す。そして、地点Ｌ１８では地点１０の前と同じ状態となる。

以上のように、演算判定回路部１３は、前方受光素子１２の出力が第２判定閾値を下回っていない状態で上方受光素子１１の出力が第１判定閾値を下回った場合、上方受光素子１１の出力が第１判定閾値を下回る期間は車両５０が橋げた７０の下に位置すると判定する。

なお、図６に示される状況では、タイマ１３ｆ、第２ＡＮＤ回路１３ｇ、及びフリップフロップ１３ｈによってトンネルによる特徴を検出することができない。すなわち、橋げた７０の場合は車両５０の上方が暗くなったときには既に前方が明るくなっているので、フリップフロップ１３ｈの出力がリセットされ、第３ＡＮＤ回路１３ｉの出力はローレベルとなる。このため、車両５０が橋げた７０に進入した場合、演算判定回路部１３は車両５０がトンネルの中に位置すると判定することはない。

次に、図７に示されるように、車両５０が遮蔽物としてトンネル７１に進入する場合について説明する。まず、車両５０がトンネル７１に進入する前の地点Ｌ２０では、上述の地点Ｌ１０と同様に、ライト３２の消灯が維持されている。

続いて、車両５０がトンネル７１の入口付近まで移動する。このため、上述の地点Ｌ１１と同様に、車両５０の前方の明るさすなわち前方受光素子１２の出力が低下し始める。そして、地点Ｌ２１では、前方受光素子１２の出力が第４判定閾値を下回るので、演算判定回路部１３の第４比較器１３ｅの出力はハイレベルとなる。また、タイマ１３ｆが所定時間のカウントを開始する。さらに、フリップフロップ１３ｈのセット端子がセットされる。

次に、地点Ｌ２２では、車両５０がトンネル７１に進入し始める。これにより、車両５０の上方からの自然光の強度が低下するので、上方受光素子１１の出力が下がり始める。この後、車両５０がさらに進むと上方検出素子１１が受光する光の強度は低くなると共に、前方受光素子１２が受光する光の強度も低くなる。このため、上方受光素子１１の出力が第３判定閾値を下回るので、第３比較器１３ｄはハイレベルの信号を出力する。また、地点Ｌ２３ではタイマ１３ｆが所定時間のカウントを終了しているので、フリップフロップ１３ｈの出力（Ｑ）はリセットされずに第４比較器１３ｅのハイレベルの信号を出力し続ける。

なお、通常の点灯時には、車両５０の上方と前方がほぼ同時に暗くなるが、トンネル７１への進入時には、車両５０の前方が暗くなってから上方が暗くなるという特徴がある。そのため、通常時とトンネル７１への進入時とを区別するために、図７のようなタイマ１３ｆによって所定時間をカウントすることでトンネル７１への車両５０の進入の有無を判定している。

すなわち、演算判定回路部１３は、前方受光素子１２の出力が第４判定閾値を超えてからタイマ１３ｆによって所定時間が計測された後に上方受光素子１１の出力が第３判定閾値を超えている場合、車両５０がトンネル７１の下に位置すると判定する。そして、演算判定回路部１３は上方受光素子１１の出力が第３判定閾値を超えている期間は車両５０がトンネル７１の下に位置すると判定すると共に、トンネルフラグ６３を付与するためのハイレベルの判定信号を制御ＥＣＵ２０の通信出力回路部１４に出力する。

これに伴い、通信出力回路部１４は、フレーム６１にトンネルフラグ６３を立てると共に、フレーム６１に上方光信号の明るさデータ６０を含めて出力信号として出力する。

一方、制御ＥＣＵ２０の処理回路部２２は、通信入力回路部２１を介して出力信号に含まれるトンネルフラグ６３及び明るさデータ６０を取得する。これにより、処理回路部２２は、通常点灯閾値をトンネル判定時点灯閾値に変更する。このような点灯閾値の変更は、地点Ｌ２３の直後に行われる。

そして、地点Ｌ２４では、車両５０の上方の明るさはトンネル判定時点灯閾値を下回る。したがって、処理回路部２２が駆動回路部２３を介してライト回路部３０を動作させてライト３２を点灯させる。これに対し、点灯閾値が変更されない場合には、地点Ｌ２４の後の地点Ｌ２５で車両５０の上方の明るさが通常点灯閾値を下回る。このように、本実施形態では点灯閾値は通常点灯閾値よりも大きいトンネル判定時点灯閾値に変更されているので、車両５０がトンネル７１に進入したときには従来よりも早くライト３２を点灯させることができる。

地点Ｌ２５の後、車両５０がトンネル７１の出口付近まで来ると、車両５０の前方からの自然光を検出する前方受光素子１２の光の強度が高くなる。このため、少なくとも第３比較器１３ｄの出力がローレベルとなるので、光センサ１０の演算判定回路部１３は車両５０がトンネル７１の下に位置しないと判定する。すなわち、通信出力回路部１４は、トンネルフラグ６３を含まない出力信号を制御ＥＣＵ２０に出力する。これにより、処理回路部２２は、トンネル判定時点灯閾値を元の通常点灯閾値に戻す。したがって、車両５０がトンネル７１から出た場合は、光センサ１０は制御ＥＣＵ２０に車両５０のライト３２を消灯させることができる。

なお、図７に示される状況では、車両５０の上方と前方の両方が暗くなるので、第１ＡＮＤ回路１３ｃの出力はローレベルとなる。このため、車両５０がトンネル７１に進入した場合、演算判定回路部１３は車両５０が橋げた７０の下に位置すると判定することはない。

以上説明したように、本実施形態では、光センサ１０の通信出力回路部１４が、演算判定回路部１３の判定結果に応じて、車両５０が遮蔽物の下に位置する場合は遮蔽物の種類を示すフラグを立てて出力信号を制御ＥＣＵ２０に出力することが特徴となっている。

これにより、光センサ１０を使ったライト自動点消灯システムは、制御ＥＣＵ２０に遮蔽物が橋げた７０であるのかトンネル７１であるのかに応じてライト３２の点灯または消灯を制御させることができる。そして、遮蔽物が橋げた７０の場合にはライト３２の誤点灯を防止することができる。

さらに、従来、橋げた７０を判別するセンサは、車両５０のフロントガラスに搭載されているが、フロントガラスへの搭載はブラケット等が必要になり価格が高くなる。本光センサ１０はダッシュボードに搭載することができ、従来よりも小型の光センサ１０となるので、搭載性の向上を図ることができる。

また、光センサ１０の各受光素子１１、１２の各信号を個別に制御ＥＣＵ２０に出力することもできるが、その場合は出力信号線が２本必要となり、コストアップ及び搭載性が悪くなる。本発明では、光センサ１０と制御ＥＣＵ２０とは１本の出力信号線によって接続されているので、コスト低減及び搭載性の向上を図ることができる。

したがって、この光センサ１０を使用したライト自動点消灯システムにおいては、フロントガラスに新たにセンサを搭載する必要がなく、光センサ１０のサイズを小型化することができる。

そして、本実施形態では、フレーム６１の先頭側に遮蔽物の存在及びその種類についての情報としてフラグを立てている。これにより、制御ＥＣＵ２０においてフラグが明るさデータ６０よりも先に読み込まれるので、明るさデータ６０よりも先に遮蔽物の存在を制御ＥＣＵ２０に認識させることができる。このため、制御ＥＣＵ２０が行うライト３２の点灯または消灯の判定処理をより速くすることができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、上方受光素子１１が特許請求の範囲の「第１受光素子」に対応し、上方受光素子１１が検出した光の強度が特許請求の範囲の「第１強度」に対応する。また、前方受光素子１２が特許請求の範囲の「第２受光素子」に対応し、前方受光素子１２が検出した光の強度が特許請求の範囲の「第２強度」に対応する。

さらに、上方光信号が特許請求の範囲の「第１強度信号」に対応し、前方光信号が特許請求の範囲の「第２強度信号」に対応する。制御ＥＣＵ２０が特許請求の範囲の「制御装置」に対応する。また、橋げたフラグ６２が特許請求の範囲の「第２フラグ」に対応し、トンネルフラグ６３が特許請求の範囲の「第１フラグ」に対応する。明るさデータ６０が特許請求の範囲の「データ」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図８に示されるように、本実施形態では、前方受光素子１２の前方光信号が演算判定回路部１３及び通信出力回路部１４の両方に入力される。

通信出力回路部１４は、上方光信号が示す車両５０の上方の明るさ及び前方光信号が示す車両５０の前方の明るさに基づいて演算を行い、この演算結果を含んだ出力信号を生成する。通信出力回路部１４は、例えば明るさの加算や明るさの平均を演算する。そして、通信出力回路部１４は、出力信号を制御ＥＣＵ２０に出力する。一方、制御ＥＣＵ２０の処理回路部２２は、明るさの演算結果に基づいて閾値を変更する。

以上により、制御ＥＣＵ２０は車両５０の上方の光だけでなく前方の光を考慮してライト３２の点灯または消灯を制御することができる。したがって、車両５０の周囲の状況に応じてより正確にライト３２の点消灯を制御することができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された光センサ１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、演算判定回路部１３の構成は一例であり、上記と同じ機能を有するように構成を適宜変更しても良い。制御ＥＣＵ２０は車両５０に搭載されたＥＣＵであれば良い。また、光センサ１０は制御ＥＣＵ２０を含まない構成としても良い。

上記各実施形態では、遮蔽物の種類を表す情報としてトンネルフラグ６３または橋げたフラグ６２がフレーム６１に立てられたが、フラグ６２、６３は遮蔽物の種類を表す情報の一例である。したがって、遮蔽物を示す情報を他の方法によって表しても良い。

上記各実施形態では、光センサ１０は制御ＥＣＵ２０に対して明るさデータ６０を含んだ出力信号を出力していたが、例えば出力信号に明るさデータ６０を含まずにフラグ６２、６３のみを立てて出力しても良い。

上記各実施形態では、トンネルフラグ６３または橋げたフラグ６２はフレーム６１のうち明るさデータ６０よりも先頭側に立てられていたが、明るさデータ６０よりも後尾側に立てられても良い。また、フラグ６２、６３は、複数に分割された明るさデータ６０の間に立てられても良い。

第２実施形態では、通信出力回路部１４は、車両５０の上方の明るさ及び前方の明るさの両方に基づいて演算を行っていたが、車両５０の上方の明るさ及び前方の明るさのいずれか一方を含んだ出力信号を生成しても良い。

１１ 上方受光素子（第１受光素子）
１２ 前方受光素子（第２受光素子）
１３ 演算判定回路部
１４ 通信出力回路部
２０ 制御ＥＣＵ（制御装置）
３２ ライト
６０ 明るさデータ（データ）
６１ フレーム
６２ 橋げたフラグ（第２フラグ）
６３ トンネルフラグ（第１フラグ）

Claims (7)

1. 車両（５０）の上方から照射される光の第１強度を第１強度信号として出力する第１受光素子（１１）と、
   前記車両（５０）の前方から照射される光の第２強度を第２強度信号として出力する第２受光素子（１２）と、
   前記第１受光素子（１１）から前記第１強度信号を入力すると共に前記第２受光素子（１２）から前記第２強度信号を入力し、前記第１強度信号及び前記第２強度信号に基づいて日光を遮る遮蔽物（７０、７１）の下に前記車両（５０）が位置するか否かを判定すると共に前記遮蔽物（７０、７１）の下に前記車両（５０）が位置する場合は前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記車両（５０）のライト（３２）の点灯が必要か否かを判定し、当該判定結果を判定信号として出力する演算判定回路部（１３）と、
   前記第１受光素子（１１）から前記第１強度信号を入力すると共に前記演算判定回路部（１３）から前記判定信号を入力し、前記第１強度信号が示す前記第１強度を含んだ出力信号を生成し、前記出力信号に基づいて前記ライト（３２）の点灯または消灯を制御する制御装置（２０）に前記出力信号を出力する通信出力回路部（１４）と、
   を備え、
   前記通信出力回路部（１４）は、前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置する場合は前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記ライト（３２）の点灯が必要か否かの情報を前記出力信号に含めて前記制御装置（２０）に出力することを特徴とする光センサ。
2. 前記通信出力回路部（１４）は、前記演算判定回路部（１３）によって前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置すると判定された後に前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置しないと判定された場合、前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置しない情報を前記出力信号に含めて前記制御装置（２０）に出力することを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
3. 前記通信出力回路部（１４）は、前記出力信号として前記第１強度信号が示す前記第１強度のデータ（６０）を格納したフレーム（６１）を作成すると共に、前記フレーム（６１）を前記制御装置（２０）に出力し、
   さらに、前記通信出力回路部（１４）は、前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置する場合であって前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記ライト（３２）の点灯が必要である場合は前記フレーム（６１）に前記情報として前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記ライト（３２）の点灯が必要であることを示す第１フラグ（６３）を立てて前記フレーム（６１）を出力し、前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置する場合であって前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記ライト（３２）の点灯が必要ない場合は前記フレーム（６１）に前記情報として前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記ライト（３２）の点灯が必要ないことを示す第２フラグ（６２）を立てて前記フレーム（６１）を出力し、前記車両（５０）が前記遮蔽物（７０、７１）の下に位置しない場合は前記フレーム（６１）に前記第１フラグ（６３）及び前記第２フラグ（６２）を立てずに前記フレーム（６１）を出力し、
   前記第１フラグ（６３）及び前記第２フラグ（６２）は、前記フレーム（６１）のうち前記第１強度のデータ（６０）よりも先頭側に立てられることを特徴とする請求項１または２に記載の光センサ。
4. 前記通信出力回路部（１４）は、前記第２受光素子（１２）から前記第２強度信号を入力し、前記出力信号として前記第１強度信号が示す前記第１強度及び前記第２強度信号が示す前記第２強度のいずれか一方、または前記第１強度及び前記第２強度に基づいた演算結果を含んだ信号を生成すると共に当該出力信号を前記制御装置（２０）に出力することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光センサ。
5. 前記演算判定回路部（１３）は、前記第１強度信号と第１判定閾値とを比較すると共に、前記第２強度信号と第２判定閾値とを比較し、前記第２強度信号が前記第２判定閾値を超えていない状態で前記第１強度信号が前記第１判定閾値を超えた場合、当該第１強度信号が前記第１判定閾値を超えている期間は前記車両（５０）が前記遮蔽物として橋げた（７０）の下に位置すると判定し、前記車両（５０）が前記橋げた（７０）の下に位置する旨の判定結果を前記判定信号として前記通信出力回路部（１４）に出力することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光センサ。
6. 前記演算判定回路部（１３）は、前記第１強度信号と第３判定閾値とを比較すると共に、前記第２強度信号と第４判定閾値とを比較するようになっており、さらに、前記第２強度信号が前記第４判定閾値を超えてから所定時間を計測するタイマ（１３ｆ）を有しており、前記第２強度信号が前記第４判定閾値を超えてから前記タイマ（１３ｆ）によって前記所定時間が計測された後に前記第１強度信号が前記第３判定閾値を超えている場合、前記第１強度信号が前記第３判定閾値を超えている期間は前記車両（５０）が前記遮蔽物としてトンネル（７１）の下に位置すると判定し、前記車両（５０）が前記トンネル（７１）の下に位置する旨の判定結果を前記判定信号として前記通信出力回路部（１４）に出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光センサ。
7. 前記制御装置（２０）を備え、
   前記第１受光素子（１１）、前記第２受光素子（１２）、前記演算判定回路部（１３）、及び前記通信出力回路部（１４）は１つにパッケージ化されており、
   前記制御装置（２０）は、前記車両（５０）のライト（３２）を点灯させるか否かを判定するための閾値を有し、前記出力信号が前記閾値を超える場合は前記車両（５０）のライト（３２）を点灯させるようになっており、さらに、前記遮蔽物（７０、７１）に対して前記ライト（３２）の点灯が必要か否かの情報を前記出力信号が含んでいる場合は当該情報に応じて前記閾値を変更することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光センサ。

Images