(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透孔を有する遮光部材と、
前記遮光部材の透孔を通して車両直上からの光が照射される第１の受光素子と、
前記第１の受光素子の配置面と同一の平面内に配置され、前記遮光部材の透孔を通して車両前方からの光が照射される第２の受光素子と、
前記第１の受光素子に照射される車両直上からの光の照度に対応した出力とライトの点灯閾値とを比較してライトの自動点灯時期を監視しつつ、前記第２の受光素子に照射される車両前方からの光の照度に対応した出力についてはこれを時間微分処理し、前記第１の受光素子の出力が前記ライトの点灯閾値以下になってライトの点灯条件が成立しても、前記第２の受光素子の出力の時間微分値が正であれば前記ライトの点灯動作を禁止する制御部と、
を備えたことを特徴とする車両用自動点消灯制御装置。
【請求項２】
第１の受光素子と第２の受光素子をワンチップ内に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動点消灯制御装置。
【請求項３】
第１の受光素子の周囲に第２の受光素子を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用自動点消灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、周囲の明るさに応じ車両ライトを自動で点消灯する車両用自動点消灯制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両自動点消灯システムは、昼間に橋げた下を走行すると瞬間的にライトの点消灯を起こす場合がある。そのために、ライト点灯に遅延を設け、不要な瞬灯動作を防止している。しかし、この方法では低速走行時や、橋げた幅が広い場合に効果が薄く、不十分である。
【０００３】
特開平１−２８５４３０号公報では、車両前方と上方からの明るさを比較し、橋げた下での瞬灯を低減させる方法が提案されている。
この方式で使用する検出器として、同じく特開平１−２８５４３０号公報には複数の素子で構成された検出器が提案されている。しかし、この検出器は、検出する方向に応じてそれぞれ異なるレンズを有するため、筐体が大きくなり、設置面の見映えが悪くなるおそれがある。
【０００４】
また、特公平２−３２１６９号公報では前方光を検出する検出器と上方光を検出する２つの検出器を用いて、前方と上方の明るさを検出する方法が提案されているが、車両への検出器取付工数が増加する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、周囲の明るさに応じてライトを自動で点消灯するシステムにおいて、小型で、見映えがよく、しかも取付工数の少ない車両用自動点消灯制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、同一の平面内に配置された第１と第２の受光素子には、遮光部材の透孔を通して光が照射される。ここで、第１の受光素子には車両直上からの光が照射され、また、第２の受光素子には車両前方からの光が照射される。そして、制御部は、第１の受光素子に照射される車両直上からの光の照度に対応した出力とライトの点灯閾値とを比較してライトの自動点灯時期を監視しつつ、前記第２の受光素子に照射される車両前方からの光の照度に対応した出力についてはこれを時間微分処理し、前記第１の受光素子の出力が前記ライトの点灯閾値以下になってライトの点灯条件が成立しても、前記第２の受光素子の出力の時間微分値が正であれば前記ライトの点灯動作を禁止する。よって、周囲の明るさに応じてライトを自動で点消灯するシステムにおいて、橋げた下での瞬灯動作を低減するとともに、橋げたとトンネルの判別を確実に行うことができ、適切な自動点消灯制御を行うことが可能となる。
【０００７】
また、昼間に橋げた下を走行すると瞬間的にライトの点消灯を起こす場合があり、特開平１−２８５４３０号公報では車両前方と上方からの明るさを比較して橋げた下での瞬灯を低減させる方法が提案されており、使用する検出器として複数の素子で構成するときに、検出する方向に応じてそれぞれ異なるレンズを有するため、筐体が大きくなり、設置面の見映えが悪くなるおそれがあるが、本発明では、同一の平面内に第１と第２の受光素子が配置されており、小型化を図ることができる。また、特公平０２−３２１６９号公報では２つの検出器を用いて前方と上方の明るさを検出する際に、車両への検出器取付工数が増加するが、本発明では、同一の平面内に第１と第２の受光素子が配置されており、車両への検出器取付工数の増加を回避することができる。
【０００８】
このようにして、周囲の明るさに応じてライトを自動で点消灯するシステムにおいて、小型で、見映えがよく、しかも取付工数の少ない車両用自動点消灯制御装置とすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ワンチップ内に第１と第２の受光素子を形成することにより小型化という観点で好ましいものとなる。
請求項３に記載の発明によれば、第１の受光素子の周囲に第２の受光素子を配置ことにより、実用上好ましいものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施の形態における車両用自動点消灯制御装置の光センサ（検出器）の平面図を示す。図２には、図１のＡ−Ａ断面図を示す。ただし、図１は、図２に示すキャップ材である光学レンズ５とスリット板（遮光板）４を取り外した状態での平面図である。さらに、図３には、光センサ１を車両のダッシュパネルに装着した状態の縦断面図を示す。
【００１２】
図２において、光センサ１は、コネクタを兼ねるセンサハウジング２と、センサチップ３と、スリット板４と、光学レンズ５と、ターミナル６とを備えている。センサハウジング２は、ケース７とホルダ８から構成され、両部材７，８は共に合成樹脂よりなる。ケース７は、円筒状をなし、立設した状態で使用される。また、ホルダ８は、ケース７内の上部に嵌入されている。ここで、センサハウジング２がケース７とホルダ８にて構成されていることから、ケース７を共通部材とし、ホルダ８（受光素子実装部とコネクタ部）をセンサ仕様毎に変えて用いることができる。
【００１３】
図２に示すように、ケース７の外周面にはセンサ取付け爪９が設けられており、光センサ１が自動車のダッシュパネル１０の取付け孔１０ａに対し図２中、Ｘ方向に挿入され、センサ取付け爪９の外方への付勢力により本センサ１がダッシュパネル１０に取り付けられる。
【００１４】
ホルダ８の上面中央部にはセンサチップ３が配置されている。また、ホルダ８にはセンサ信号を外部に出力するための外部出力端子としてのターミナル６がインサート成形され、ホルダ８の中にターミナル６を埋設した構造となっている。ターミナル６の一端がホルダ８の上面に露出し、ターミナル６の他端がホルダ８の下面から突出している。
【００１５】
図１において、四角形状のセンサチップ３には、センサハウジング２の上面での受光領域における方位角が「０」の基準となる軸Ｌcentの上に直上光検出用受光素子Ｄu が配置されるとともに、その周囲において前方光検出用受光素子Ｄf が配置されている。このように２つの受光素子Ｄu ，Ｄf がワンチップ内に形成されている。受光素子Ｄu ，Ｄf は入射する光の量に応じた信号をそれぞれ出力する。また、受光素子Ｄu ，Ｄf としてフォトダイオードを用いている。
【００１６】
センサチップ３の詳細を図４，５を用いて説明する。センサチップ３は円形の受光領域１３を有し、この受光領域１３の周囲に円弧状の受光領域１４が形成されている。受光領域１３，１４は電気的に絶縁されている。より詳しくは、図５に示すように、ｎ型シリコン基板１５の表層部において、ｐ型領域１３，１４が形成されている。また、ｎ型シリコン基板１５の裏面にはカソード電極１６が形成されるとともに、基板１５の表面側においてｐ型領域１３，１４にはアノード電極１７，１８が設けられている。このように、ｐ型領域１３にて受光素子Ｄu が、ｐ型領域１４にて受光素子Ｄf が形成され、図４の各領域１３，１４に光が当たるとそれぞれ受光量に応じた電気信号（光電流）が取り出される。
【００１７】
図２において、センサチップ３の上方において、ホルダ８の上面には遮光部材としてのスリット板４がセンサチップ３を覆うように支持されている。スリット板４は遮光材料よりなる。スリット板４の中央部には、上下に貫通するスリット（透孔）４ａが形成され、光透過部であるスリット４ａは円形をなしている。スリット板４のスリット４ａの位置は、図２に示すように、センサチップ３の真上に設定されている。即ち、基準となる軸Ｌcent上にスリット板４のスリット４ａの中心がある。
【００１８】
図２において、光学レンズ５は着色ガラスや樹脂（半透明材）よりなり、お碗型をなしている。この光学レンズ５がケース７の外周面に嵌入され、センサチップ３の上方においてハウジング２に支持されている。さらに、光学レンズ５の内周面（下面）の中央部には凹部５ａが形成され、この凹部５ａにより光学レンズ５がレンズ機能を持つことになる。なお、光学レンズ５にレンズ機能を持たせるために凹レンズの他にもプリズムの集合体レンズ（フレネルレンズ）等を用いてもよい。
【００１９】
そして、図２の光学レンズ５の表面側に照射された光は光学レンズ５を通過し、スリット板４に照射される。さらに、スリット板４のスリット４ａを通過した光はセンサチップ３の受光素子Ｄu ，Ｄf （図１参照）に照射される。この光照射により受光素子Ｄu ，Ｄf から信号が出力される。つまり、センサ表面（光学レンズ５）に照射された光は、レンズ材の屈折率と形状により光路変更されレンズ５内を進み、センサチップ３に向かって出射され、スリット板４のスリット４ａを通してセンサチップ３に至る。
【００２０】
図６には、本光センサ１における指向特性を示す。図６の横軸には仰角をとり、縦軸には相対感度をとっている。図６において、直上光検出用受光素子Ｄu は仰角が８０〜９０°付近の高仰角に感度ピークを持ち、前方光検出用受光素子Ｄf は仰角が３０°付近の低仰角に感度ピークを持つ。これを、図７，８を用いて説明する。
【００２１】
図７に示すように、直上（上方）から来た光はスリット板４のスリット４ａを通過して直上光検出用受光素子Ｄu に照射される。つまり、図３に示すように、直上光検出用受光素子Ｄu は仰角が８０〜９０°付近の光を受光する。このように、直上から来た光は直上光検出用受光素子Ｄu に当たるが、前方から来た光は当たらないため、直上光検出用受光素子Ｄu は直上の明るさのみを検出することとなる。
【００２２】
また、図８に示すように、前方から来た光はスリット板４のスリット４ａを通過して前方光検出用受光素子Ｄf に照射される。つまり、図３に示すように、前方光検出用受光素子Ｄf は仰角が３０°付近の光を受光する。このように、前方光検出用受光素子Ｄf はスリット板４のスリット４ａの中心線よりズラして配置することにより、直上から来た光は前方光検出用受光素子Ｄf に当たらないが、前方から来た光は前方光検出用受光素子Ｄf に当たるため、前方光検出用受光素子Ｄf は前方の明るさを検出することとなる。以上のごとく、光センサ１の搭載例を示す図３において、直上光を検出する受光素子Ｄu と前方光を検出する受光素子Ｄf をセンサハウジング（センサ筐体）２内の一つの平面上に設置して、車両前方と直上からの光を検出することができる。
【００２３】
このような受光素子Ｄu ，Ｄf の配置、即ち、第１の受光素子としての直上光検出用受光素子Ｄu を、スリット板４のスリット４ａを通して車両直上からの光が照射されるようにするとともに、第２の受光素子としての前方光検出用受光素子Ｄf を、直上光検出用受光素子Ｄu の配置面と同一の平面内に配置し、スリット板４のスリット４ａを通して車両前方からの光が照射されるようにすると、光センサ（検出器）１の構造として小型であり、構成部品も少なく、見映えがよく、さらに、取付工数を少なくすることができる。
【００２４】
図９には、車両用自動点消灯制御装置の電気的構成図を示す。
２つの受光素子Ｄu ，Ｄf に対し増幅器２０，２１を介してマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２２が接続されている。そして、マイコン２２に受光素子Ｄu ，Ｄf からの信号が取り込まれる。マイコン２２からはヘッドランプ駆動信号（ライト点灯及び消灯信号）が出力される。つまり、マイコン２２は受光素子Ｄu からの信号と受光素子Ｄf からの信号とに基づいて瞬灯を低減させるべく車両のライトを点消灯制御する。
【００２５】
次に、このように構成した車両用自動点消灯制御装置（光センサ）の作用を説明する。
図１０，１１は、マイコン２２が実行する処理内容を示すフローチャートである。図１０は点灯時の処理を示し、図１１は消灯時の処理を示す。
【００２６】
このフローを説明するに際し、図１２，１３に示すタイムチャートを用いる。
図１２は橋げた下を走行した場合における、直上光検出用受光素子Ｄu の出力波形と、前方光検出用受光素子Ｄf の出力波形を示すとともに、前方光検出用受光素子Ｄf の出力を微分した波形を示す。図１３はトンネルに入る場合における、直上光検出用受光素子Ｄu の出力波形と、前方光検出用受光素子Ｄf の出力波形を示すとともに、前方光検出用受光素子Ｄf の出力を微分した波形を示す。
【００２７】
図１２において、橋げた下を走行する場合、直上光検出用受光素子Ｄu の出力に比べ、前方光検出用受光素子Ｄf の出力はより早く最下点を迎え、その後上昇する。これに対し、図１３のトンネルに入る場合は、直上光検出用受光素子Ｄu の出力と前方光検出用受光素子Ｄf の出力はほぼ同時に低下し始める。この出力波形の違いを利用して、マイコン２２は前方光検出用受光素子Ｄf の出力を微分処理するとともに、この受光素子Ｄf の出力の微分結果と直上光検出用受光素子Ｄu の出力とから車両のライトを点消灯制御する。
【００２８】
以下、詳しく述べる。図２の光センサ１において、入射した光は光学レンズ５及びスリット板４のスリット４ａを通して受光素子Ｄu ，Ｄf 側に送られる。そして、受光素子Ｄu ，Ｄf に受光され、光量に応じた信号に変換される。
【００２９】
図９のマイコン２２は図１０のステップ１００で、直上光検出用受光素子Ｄu の信号レベル、即ち、直上照度が点灯閾値以下か否か判定する。そして、図１２のｔ１のタイミングあるいは図１３のｔ２０のタイミングのように直上照度が点灯閾値以下であると、マイコン２２は図１０のステップ１０１で、前方光検出用受光素子Ｄf の信号レベル、即ち、前方照度の微分値が正か否か判定する。前方照度の微分値が「０」または負であると、マイコン２２はステップ１０２でライト点灯モードを設定する。具体的には、図１３に示すように、トンネルに入った際には、ｔ２０のタイミングにて直上照度が点灯閾値以下になるとともに前方照度の微分値が「０」または負となることによりライト点灯モードとなる。その結果、マイコン２２からライト点灯信号が送出され、ヘッドランプが点灯する。
【００３０】
一方、図１０のステップ１０１において前方照度の微分値が正であると（図１２のｔ１のタイミング）、マイコン２２は橋げたであるとしてステップ１０２の処理を迂回してライト点灯モードを設定しない。
【００３１】
つまり、図１２に示すように橋げたの下を車両が通過した際において、直上照度が点灯閾値以下になると直ちにライト点灯モードにするのではなく、前方照度の微分値が「０」または負の時のみライト点灯モードにすることにより、誤った点灯動作を回避することができる。即ち、図１２（ｄ）に示すごとく、直上照度が点灯閾値以下になると直ちにライト点灯モードにする従来システムでは橋げた下走行で点灯（瞬灯）していたが、本実施形態では図１２（ｅ）に示すごとく、瞬灯動作を防止することができる。
【００３２】
一方、マイコン２２は図１１のステップ２００で、ライト点灯モードか否か判定する。そして、ライト点灯モードであると、マイコン２２はステップ２０１で直上光検出用受光素子Ｄu の信号レベル、即ち、直上照度が消灯閾値以上か否か判定する。ここで、図１２（ａ）に示すように、ライト点灯閾値Ｌ１と消灯閾値Ｌ２を比べると、点灯閾値Ｌ１よりも消灯閾値Ｌ２の方が大きく、点灯・消灯照度にヒステリシスを持たせている。これにより、外来光の瞬時的な照度変化の影響を受けにくい。
【００３３】
そして、直上照度が消灯閾値以上であると、マイコン２２はステップ２０２に移行して前方光検出用受光素子Ｄf の信号レベル、即ち、前方照度の微分値が正か否か判定する。前方照度の微分値が正であれば、マイコン２２はステップ２０３でライト消灯信号を送出する。また、ステップ２０２において前方照度の微分値が負であると、マイコン２２はステップ２０４で所定の時間保持した後（待機した後）、ステップ２０５で再度、直上照度（直上光検出用受光素子Ｄu の信号レベル）が消灯閾値以上であるか否か判定する。直上照度が消灯閾値以上でなければ、ステップ２００に戻り、直上照度が消灯閾値以上であればステップ２０３に移行してライト消灯信号を送出する。このように、ステップ２０４，２０５の処理を実行することによりライト消灯に遅延を設け、短時間の照度変化に応答しないようにしている。
【００３４】
このように本実施形態は、下記の特徴を有する。
（イ）図４に示すように、第１の受光素子としての直上光検出用受光素子Ｄu を、スリット板４のスリット４ａを通して車両直上からの光が照射されるようにするとともに、第２の受光素子としての前方光検出用受光素子Ｄf を、直上光検出用受光素子Ｄu の配置面と同一の平面内に配置し、スリット板４のスリット４ａを通して車両前方からの光が照射されるようにした。このようにして、周囲の明るさに応じてライトを自動で点消灯するシステムにおいて、小型で、見映えがよく、しかも取付工数の少ない車両用自動点消灯制御装置とすることができる。
（ロ）特に、ワンチップ内に直上光検出用受光素子Ｄu と前方光検出用受光素子Ｄf を形成したので、小型化という観点で好ましい。
（ハ）図４に示すように、直上光検出用受光素子Ｄu の周囲に前方光検出用受光素子Ｄf を配置したので、実用上好ましい。
（ニ）制御部としてのマイコン２２は、図１０の処理を実行して、ステップ１００で車両直上からの光の照度が点灯閾値以下になったときに、ステップ１０１で車両前方からの光の照度における時間微分値が正であれば点灯動作を禁止する。よって、橋げたとトンネルの判別を確実に行うことができ、適切な自動点消灯制御を行うことが可能となる。つまり、ライトの点消灯を主に司る直上光検出用受光素子Ｄu の出力がライト点灯の閾値を下回っても、前方光検出用受光素子Ｄf の出力の微分値が正の場合は、橋げたと判別し、ライトを点灯させない。これにより、単に車両直上からの光の照度が点灯閾値以下になったときに点灯させるシステムでは点灯していた橋げた下走行における瞬灯動作をより効果的に抑制することができる。
【００３５】
これまでの説明においては受光素子としてフォトダイオードを用いてきたが、他にも例えばフォトトランジスタを用いてもよい。
また、２つの受光素子Ｄu ，Ｄf の配置として、図１に示すように、直上光検出用受光素子Ｄu の周囲に円弧状の前方光検出用受光素子Ｄf を配置するのではなく、図１４に示すように、直上光検出用受光素子Ｄu の周囲に、円環状（リング状）の前方光検出用受光素子Ｄf ’を配置するようにしてもよい。即ち、同心円上に複数の受光素子を配置してもよい。さらに、直上光検出用受光素子Ｄu の周囲に配する前方光検出用受光素子Ｄf は円弧状や円環状の他にも、三角形をなす環状や四角形をなす環状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態における車両用自動点消灯制御装置の光センサの平面図。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】  光センサを車両に搭載した状態での縦断面図。
【図４】  センサチップの平面図。
【図５】  センサチップの説明図。
【図６】  光センサの特性図。
【図７】  光路を示す説明図。
【図８】  光路を示す説明図。
【図９】  車両用自動点消灯制御装置の電気的構成図。
【図１０】  作用を説明するためのフローチャート。
【図１１】  作用を説明するためのフローチャート。
【図１２】  作用を説明するためのタイムチャート。
【図１３】  作用を説明するためのタイムチャート。
【図１４】  別例のセンサチップの平面図。
【符号の説明】
１…光センサ、２…センサハウジング、３…センサチップ、４…スリット板、４ａ…スリット、２２…マイコン、Ｄu …直上光検出用受光素子、Ｄf …前方光検出用受光素子。
【図１】
0004186364.tif 000002
【図２】
0004186364.tif 000003
【図３】
0004186364.tif 000004
【図４】
0004186364.tif 000005
【図５】
0004186364.tif 000006
【図６】
0004186364.tif 000007
【図７】
0004186364.tif 000008
【図８】
0004186364.tif 000009
【図９】
0004186364.tif 000010
【図１０】
0004186364.tif 000011
【図１１】
0004186364.tif 000012
【図１２】
0004186364.tif 000013
【図１３】
0004186364.tif 000014
【図１４】
0004186364.tif 000015