JP4550346B2 - 車両の照明装置を自動的に切り換えるための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念による、車両の照明装置を自動的に切り換えるための装置を前提としている。
【０００２】
このような装置は、DE 195 23 262 A1号明細書から公知である。この装置は、車両周囲の光度を検出するセンサ装置を有している。このセンサ装置は、車両周囲の全体的な光度を無指向的に検出する少なくとも１つのグローバルセンサを有している。その他に、このセンサ装置は、車両前方の走行方向における光度を指向的に検出する方向性センサも有している。センサ装置には評価装置が接続されており、この評価装置によって、センサ装置のグローバルセンサおよび方向性センサの信号が閾値と比較される。その際、信号が少なくとも１つの閾値または両方の閾値を下回った場合には、照明装置がスイッチオンされる。グローバルセンサの信号によって、全体的に薄暗いときに照明装置を確実にスイッチオンし、方向性センサの信号によって、例えばトンネルに入る前に照明装置を確実にスイッチオンすることができる。この公知の装置では、例えばセンサ装置の信号の温度依存性のせいで、すべての状況において、照明装置の信頼性の高いスイッチオンを達成することはできないということが分かる。
【０００３】
本発明の利点
これに対して、請求項１の特徴を有する本発明による、車両の照明装置を自動的に切り換えるための装置は、さまざまな温度においても、照明装置の信頼性の高い切換が達成されるという利点を有している。
【０００４】
従属請求項では、本発明による装置の有利な実施形態および変更例が示されている。請求項２による変更例では、肉眼の適応性に問題が生じる突然の輝度の変化の際に、高めの輝度のもとですでに照明装置をスイッチオンし、これにより視界状況を向上させることが可能である。これはさらに請求項３による変更例によってサポートされる。請求項４による変更例によれば、車両の所定の走行区間の後に、例えばトンネルに入る前の適時に、照明装置のスイッチオンが行われることが保証される。請求項６による変更例によれば、照明装置のスイッチオンを天候に合わせることが可能である。その際、現在雨が降っているような場合、これら照明装置は、雨の降っていない乾燥状態のときよりも高めの輝度のもとですでにスイッチオンされる。請求項７の特徴によれば、この技術思想をさらに押し進めて、降雨の激しさが増していく場合に、照明装置のスイッチオンを比較的高めの輝度のもとで行う。
【０００５】
図面
本発明の実施例は図面に示されており、以下の説明においてより詳細に説明される。図１は、照明装置と照明装置の自動切換のための装置とを有する車両を示している。図２は、照明装置の自動切換のための装置を概略的に示している。図３は、信号変化が緩慢な場合の、照明装置の自動切換のための装置のセンサ装置の信号の経過を示している。図４は、信号変化が急速な場合の、センサ装置の信号の経過を示している。図５は、温度に依存した、センサ装置の信号の補正を示している。図６は、変化速度に依存した、閾値の変化を示している。図７は、天候に依存した、閾値の変化を示している。
【０００６】
実施例の説明
図１には、車両、特に自動車が非常に単純化されて示されている。この車両には、照明装置が設けられており、この照明装置は、とりわけ車両前面に配置されたヘッドライト１０と車両後側に配置されたテールランプ１２とを含む。この場合、ヘッドライト１０は、単なるロービームヘッドライトであっても、またはロービームヘッドライトとハイビームヘッドライトの組合せであって、その両方の作動状態間で切換可能であるものでもよい。照明装置、すなわちヘッドライト１０とテールランプ１２のロービームの自動切換のために、１つの装置が設けられており、これは車両に配置されている。
【０００７】
図２に単純化して示されているこの装置は、センサ装置２０およびこれに接続された評価装置３０を含んでいる。センサ装置２０は、車両前面に配置されており、例えば、ヘッドライト１０内に組入れるか、またはヘッドライトとは分離して配置することができる。またセンサ装置２０は、車両室内においてもフロントガラスの後方に配置することができる。センサ装置２０は、少なくとも１つのグローバルセンサ２２を有しており、このグローバルセンサ２２によって、車両周囲の光度すなわち輝度が検出される。つまり、グローバルセンサ２２は、所定の方向からセンサ装置に入射する光だけを検出するのではなく、車両周囲のさまざまな方向から入射する光も、したがって車両周囲の全体的な光度もグローバルセンサ２２によって検出される。グローバルセンサ２２は、少なくとも１つの感光素子２３を有しており、この感光素子２３は、これに入射してくる光の強さに依存して、電気的な信号、例えば入射光の強さひいては車両周囲の輝度に比例する電流または電圧を発生させる。さらにセンサ装置２０は、少なくとも１つの方向性センサ２４を有しており、この方向性センサ２４によって、センサ装置２０の所定の方向から入射する光だけが検出される。この場合、方向性センサ２４は、実質的に車両の走行方向１４に逆らって入射してくる光が検出されるように配置されている。方向性センサ２４は、結像光学系２５を有していてもよく、この結像光学系２５によって、走行方向１４に逆らってセンサ装置２０に入射する光が方向性センサ２４に集束する。同様に、方向性センサ２４も、 少なくとも１つの感光素子２６を有しており、この感光素子２６は、入射光の強さに比例する電気的な信号を発生させる。方向性センサ２４の場合、感光素子を複数のセグメントに分割するか、または複数の感光素子を設け、これら複数の感光素子のそれぞれに１つまたは複数のセグメントを形成することができる。この場合、セグメントにはさまざまな方向から来る光が入射する。例えば、３つのセグメント２６ａ，ｂ，ｃに分割することができ、この場合、第１のセグメント２６ａには、車両前方の左車道縁部領域から来る光が入射し、第２のセグメント２６ｂには、車道の中央領域から来る光が入射し、第３のセグメント２６ｃには、右車道縁部領域から来る光が入射する。
【０００８】
評価装置３０には、センサ装置２０の信号、すなわちグローバルセンサ２２と方向性センサ２４の信号が供給される。さらに評価装置３０には、照明装置１０，１２の切換状態、すなわちこれら照明装置のオン／オフに関する信号が供給される。評価装置３０では、センサ装置２０の信号の処理によって、照明装置１０，１２の切換状態を考慮しつつ、車両周囲の現在の光度において、その切換状態を変更する必要があるか否か、とりわけ輝度が十分でない場合に、これら照明装置をスイッチオンすべきか否かが求められる。
【０００９】
評価装置３０によって、センサ装置２０の信号、すなわちグローバルセンサ２２の信号と方向性センサ２４の信号が、それぞれ閾値と比較され、閾値を下回る場合には、照明装置１０，１２がスイッチオンされる。これらの閾値は、評価装置３０に記憶するか、または評価装置３０によって、以下に説明する１つまたは複数のパラメータに依存して求めることもできる。センサ装置２０の信号のそれぞれに対して２つの閾値ＳＥおよびＳＡが存在し、それぞれについて、閾値ＳＥは閾値ＳＡよりも高い。照明装置１０，１２のスイッチオンは、グローバルセンサ２２の信号および／または方向性センサ２４の信号がそれらに属する閾値ＳＥを下回ったときに行われる。照明装置１０，１２のスイッチオフは、グローバルセンサ２２の信号と方向性センサ２４の信号がそれらに属する閾値ＳＡを超えて初めて行われる。このヒステリシス機能によって、照明装置１０，１２は、センサ装置２０の信号が所属の閾値ＳＥの近辺で変化する場合に、頻繁なスイッチオン／オフが避けられる。
【００１０】
センサ装置２０のグローバルセンサ２２の信号から、評価装置３０によって、例えば薄暗い中での車両周囲の全体的な光度のゆっくりとした緩慢な変化を検出することができ、これにより、照明装置１０，１２は適時にスイッチオンされ、光度が増大する場合にはスイッチオフされる。図３には、光度が次第に低下する場合の、グローバルセンサ２２の信号Ｓ１と方向性センサ２４の信号Ｓ２の時間的経過が示されている。
【００１１】
方向性センサ２４の信号の低下から、評価装置３０によって、車両前方の走行方向１４にある暗い道路部分を検出することができる。この暗い道路部分は、例えば、車両前方の走行方向１４にあるトンネル、地下道または森林部分であり得る。評価装置によって、暗い道路部分に到達する前の適時に照明装置をスイッチオンすることができる。図４には、暗い道路部分に近づくときの、センサ装置２０のグローバルセンサ２２の信号Ｓ１と方向性センサ２４の信号Ｓ２の時間的経過を示している。方向性センサ２４の信号Ｓ２の低下によって、暗い道路部分は、すでに早い時期から検出することができる。その一方で、グローバルセンサ２２の信号Ｓ１は、暗い道路部分に入って初めて低下する。
【００１２】
センサ装置２０のグローバルセンサ２２と方向性センサ２４の信号Ｓ１，Ｓ２は、センサ装置２０の温度に依存している。信号Ｓ１，Ｓ２のこの温度依存性を補償するために、温度測定装置３２が設けられており、この温度測定装置３２によって、有利にはセンサ装置２０の温度を検出することができる。代替的には、温度測定装置３２は、センサ装置２０から離して配置することもできる。しかしながら、この場合、温度測定装置３２は評価装置３０と接続されていなければならない。評価装置３０には、温度測定装置３２によって、センサ装置２０の温度に関する信号ＳＴが供給される。評価装置３０内には、グローバルセンサ２２と方向性センサ２４のための温度依存性の基準信号Ｓ１oおよびＳ２oが記憶されており、これらの基準信号は、光の入射がないときのグローバルセンサ２２と方向性センサ２４によって発生されるものである。したがって、評価装置３０内には、さまざまな温度のそれぞれについて、グローバルセンサ２２と方向性センサ２４のための基準信号Ｓ１oおよびＳ２oが記憶されている。グローバルセンサ２２と方向性センサ２４の実際の信号Ｓ１およびＳ２は、評価装置３０によって、それぞれの基準信号Ｓ１oおよびＳ２oを通して温度に依存して補正され、これにより、そのつど信頼性の高い温度に依存しないフラットな信号Ｓ１，Ｓ２が現れ、評価装置３０によって閾値ＳＥおよびＳＡと比較される。代替的に、センサ装置２０の信号Ｓ１およびＳ２が温度に依存して補正されるのではなく、閾値ＳＥおよびＳＡが温度に依存する基準信号Ｓ１oおよびＳ２oのそれぞれによって補正されるようにすることもできる。図５には、基準信号Ｓ１o，Ｓ２oの温度依存性が示されている。この場合、基準信号Ｓ１o，Ｓ２oは温度に対して、図５において真直ぐに引かれた線で表されているような線形の依存関係を有していてもよいし、または点線で表された他の任意の依存関係を有していてもよい。
【００１３】
本装置の変更例では、評価装置３０によって、センサ装置２０の信号Ｓ１およびＳ２の絶対値だけでなく、信号Ｓ１およびＳ２の時間的変化ｄＳ／ｄｔ、すなわち変化速度も処理されるよう意図されている。センサ装置２０の信号Ｓ１およびＳ２の評価装置による処理は、有利にはクロック制御されて行われ、時間的に順次連続する処理から、時間的変化、したがって信号Ｓ１およびＳ２の変化速度が求められる。閾値ＳＥおよび／またはＳＡは、信号Ｓ１およびＳ２に依存して、変化速度が高いときには閾値ＳＥおよび／またはＳＡが上昇するように変更される。このことは、信号Ｓ１およびＳ２の変化速度が高い場合には、照明装置１０，１２のスイッチオンは、光度がまだ比較的高いときにすでに行われ、変化速度が低い場合には、照明装置１０，１２のスイッチオンは、光度がさらに低くなって初めて行われる、ということを意味する。これにより、肉眼の順応力への適合がさまざまな光度において達成される。というのも、光度の低下が急速な場合、肉眼の順応性は、光度の低下が緩慢な場合よりも劣るからである。図６の左部分には、変化速度ｄＳ／ｄｔの低い信号Ｓ１，Ｓ２の変化が示されており、この場合、閾値ＳＥおよび／またはＳＡの上昇は全く行われないか、または１度だけ小さく行われる。図６の右部分には、変化速度ｄＳ／ｄｔの高い信号Ｓ１，Ｓ２の変化が示されており、この場合、閾値ＳＥおよび／またはＳＡは１度上昇するか、または１度強く上昇する。
【００１４】
その上、評価装置３０によって、閾値ＳＥおよび／またはＳＡを信号Ｓ１および／またはＳ２の絶対値に依存して変更することができるよう意図されている。その際、閾値ＳＥおよび／またはＳＡは、信号Ｓ１，Ｓ２が高い信号から低下する場合には、信号Ｓ１，Ｓ２が低い信号から低下する場合よりも高くなるように変更される。このことは、信号Ｓ１，Ｓ２が高い信号から低下する場合には、照明装置１０，１２のスイッチオンが、光度がまだ比較的高いときにすでに行われ、信号Ｓ１，Ｓ２が低い信号から低下する場合には、照明装置１０，１２のスイッチオンが、光度がさらに低くなって初めて行われる、ということを意味する。またこれにより、肉眼の順応力への適合がさまざまな光度において達成される。というのも、肉眼の順応性は、高い光度から比較的低い光度へ向かう場合の方が、比較的低い高度から比較的低い光度へ向かう場合よりも劣るからである。図６の左部分では、信号Ｓ１，Ｓ２の高い値からの低下が生じ、その結果としてこの場合、閾値ＳＥおよび／またはＳＡの上昇が生じる。図６の右部分では、信号Ｓ１，Ｓ２の低い値からの低下が生じ、その結果としてこの場合、閾値ＳＥおよび／またはＳＡの上昇がまったく生じないか、または小さな上昇が生じる。
【００１５】
すでに前に述べたように、評価装置３０によるセンサ装置２０の信号Ｓ１，Ｓ２の処理は、有利にはクロック制御されて行われる。本装置の１つの変更例によれば、評価装置３０には付加的に車両の目下の速度に関する信号ＳＧが供給される。この速度信号ＳＧは、例えば車両の速度計から導出することができる。評価装置３０によるセンサ装置２０の信号Ｓ１，Ｓ２の処理が行われるクロック周波数は、車両の目下の速度に依存して、速度が高いときには、速度が低いときよりも高いクロック周波数で処理が行われるように変更される。この場合、速度が増加するにつれて、処理のクロック周波数が上昇するようにしてもよい。クロック周波数の上昇は、車両がクロック持続時間の間に進む走行区間が少なくともほぼ一定であるように、特に速度の増加に比例して行われる。これにより、照明装置１０，１２のスイッチオンは、速度に依存せずに、所定の走行区間の後に行われ、したがって例えば暗い道路部分に入る前の適時に確実に行われる。
【００１６】
本装置の変更例では、閾値ＳＥおよび／またはＳＡが、天候条件に依存して変更され、その際に、乾燥した天候と降雨が識別されるよう意図されている。天候条件の検出のために、例えば雨滴センサ３４を使用することができる。そして、この雨滴センサ３４によって、車両のフロントガラスに当たる降雨が検出され、これに依存して車両のワイパーの作動が制御される。評価装置３０には、直接雨滴センサ３４の信号ＳＲを供給してもよいし、ワイパーの作動から導出された信号ＳＲを供給してもよい。評価装置３０によって処理される信号ＳＲが、乾燥した天候と降雨のための２つの異なる値だけをとるようにしてもよい。このケースでは、降雨の際の閾値ＳＥおよび／またはＳＡは、評価装置３０によって、乾燥した天候のときよりも高く設定される。このことは、降雨の際には、照明装置１０，１２は、乾燥した天候のときよりも光度が高いときにすでにスイッチオンされる、ということを意味する。さらに、評価装置３０によって処理される信号ＳＲが、降雨の激しさに依存する値をとるようにしてもよい。この場合、信号ＳＲはワイパーの速度にも依存してもよい。例えば、間欠動作時のワイパーが、第１または第２または比較的高い速度を有する作動位置にある場合には、信号ＳＲはさまざまな値をとることができる。この場合、評価装置３０によって、閾値ＳＥおよび／またはＳＡは、信号ＳＲに依存して、降雨の激しさの増大またはワイパーの速度の増加とともに上昇する。これにより、降雨の激しさの増大とともに、照明装置１０，１２は、光度が比較的高いときにすでにスイッチオンされる。図７には、閾値ＳＥおよび／またはＳＡと信号ＳＲの依存関係が示されており、この依存関係は、真直ぐに引かれた線で表されているように線形の依存関係でもよいし、または点線で表されているように他の任意の依存関係でもよい。また点線で表されているような２つまたは複数の所定の閾値の間の切替だけを行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 照明装置と照明装置の自動切換のための装置とを有する車両を示している。
【図２】 照明装置の自動切換のための装置を概略的に示している。
【図３】 信号変化が緩慢な場合の、照明装置の自動切換のための装置のセンサ装置の信号の経過を示している。
【図４】 信号変化が急速な場合の、センサ装置の信号の経過を示している。
【図５】 温度に依存したセンサ装置の信号の補正を示している。
【図６】 変化速度に依存した閾値の変化を示している。
【図７】 天候に依存した閾値の変化を示している。
【符号の説明】
１０，１２ 照明装置
１４ 走行方向
２０ センサ装置
２２ グローバルセンサ
２４ 方向性センサ
２５ 結像光学系
２６ 感光素子
３０ 評価装置

Claims (7)

1. 車両の照明装置を自動的に切り換えるための装置であって、
   該装置はセンサ装置（２０）と評価装置（３０）を有しており、
   前記センサ装置（２０）によって、車両周囲の光度が検出され、
   前記センサ装置（２０）は、少なくとも１つのグローバルセンサ（２２）と少なくとも１つの方向性センサ（２４）を有しており、
   前記グローバルセンサ（２２）によって、車両周囲の全体的な光度が無指向的に検出され、
   前記方向性センサ（２４）によって、少なくともほぼ車両の走行方向における光度が指向的に検出され、
   前記センサ装置（２０）のセンサ（２２，２４）の信号（Ｓ１，Ｓ２）は、前記評価装置（３０）によって、閾値（ＳＥ）と比較され、前記信号（Ｓ１，Ｓ２）が前記閾値（ＳＥ）のうちの少なくとも１つを下回った場合には、照明装置（１０，１２）がスイッチオンされる形式の装置において、
   前記センサ装置（２０）の目下の温度が少なくとも間接的に検出され、これにあわせて信号（ＳＴ）が前記評価装置（３０）に供給され、
   前記評価装置（３０）には、光の入射がないときのセンサ装置（２０）のセンサ（２２，２４）の温度依存性の基準信号（Ｓ１ｏ，Ｓ２ｏ）が記憶され、
   前記評価装置（３０）によって、前記センサ装置（２０）のセンサ（２２，２４）の目下の信号の補正および／または前記閾値（ＳＥ）の補正が基準信号（Ｓ１ｏ，Ｓ２ｏ）に応じて行われる、ことを特徴とする車両の照明装置を自動的に切り換えるための装置。
2. 前記評価装置（３０）によって、前記センサ装置（２０）の信号（Ｓ１，Ｓ２）の変化速度（ｄＳ／ｄｔ）が求められ、
   前記閾値（ＳＥ）は、信号（Ｓ１，Ｓ２）の変化速度（ｄＳ／ｄｔ）に依存して変更され、これにより、前記閾値（ＳＥ）は、前記変化速度（ｄＳ／ｄｔ）が高いときには、前記変化速度（ｄＳ／ｄｔ）が低いときよりも高くなるように変更される、請求項１記載の装置。
3. 前記閾値（ＳＥ）は、前記評価装置（３０）によって、前記センサ装置（２０）の信号（Ｓ１，Ｓ２）の絶対値に依存して変更され、これにより、前記閾値（ＳＥ）は、前記信号（Ｓ１，Ｓ２）が高い絶対値から低下する場合には、前記信号（Ｓ１，Ｓ２）が低い絶対値から低下する場合よりも高くなるように変更される、請求項１または２記載の装置。
4. 前記評価装置（３０）には、車両の目下の速度に関する信号（ＳＴ）が供給され、
   前記センサ装置（２０）のセンサ（２２，２４）の信号（Ｓ１，Ｓ２）の処理は、前記評価装置（３０）により、車両の速度に依存してクロック制御されて行われ、これにより、前記速度が高いときの処理は、前記速度が低いときよりも高いクロック周波数で行われる、請求項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 前記クロック周波数は、順次連続する処理クロックの合間に車両が進む走行区間が少なくともほぼ一定であるように、速度に依存して変更される、請求項４記載の装置。
6. 降雨を検出するためのさらなるセンサ装置（３４）が設けられており、該センサ装置（３４）によって、前記評価装置（３０）に供給される信号（ＳＲ）が少なくとも間接的に生成され、
   前記評価装置（３０）によって、降雨の際の閾値（ＳＥ）が降雨のないときよりも高くなるように、前記閾値の変更が行われる、請求項１から５のいずれか１項記載の装置。
7. 前記さらなるセンサ装置（３４）によって少なくとも間接的に生成された信号（ＳＲ）は、降雨の強さに依存しており、
   前記評価装置（３０）によって、降雨の強さが高いときの閾値（ＳＥ）が降雨の強さが低いときよりも高くなるように、前記閾値（ＳＥ）の変更が行われる、請求項６記載の装置。

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