JP2003118475A - 車両の照明装置の自動スイッチング用装置 - Google Patents

車両の照明装置の自動スイッチング用装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 視界を付加的に検知して、視界が悪い場合で
も照明装置を確実にスイッチオンすることができるよう
にすること。 【解決手段】 車両の照明装置の自動スイッチング用装
置は、車両周囲の明るさを検知するセンサ装置と、検知
された車両周囲の明るさに依存して照明装置をスイッチ
ングする制御装置とを有する。装置は、付加的に車両周
囲での視界を検知するセンサ装置を有しており、制御装
置によって、検知された視界に依存して、照明装置がス
イッチングされる。視界を求めるために、センサ装置に
よって、コントラストが、少なくとも１つの対象で、対
象から異なった距離で離れた少なくとも２つの位置から
測定され、これにより視界が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両周囲の明るさ
を検知するセンサ装置と、検知された車両周囲の明るさ
に依存して照明装置をスイッチングする制御装置とを有
する車両の照明装置の自動スイッチング用装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】そのような装置は、先行技術文献から公
知である。上記文献に記載の装置は、車両の周囲の明る
さを検知するセンサ装置を有する。このセンサ装置に
は、制御装置が接続されており、この制御装置によっ
て、検知された周囲の明るさに依存して照明装置がスイ
ッチングされる。その際、照明装置として、車両の減光
ヘッドライトとテールライトがスイッチングされる。周
囲が明るくない場合、照明装置がスイッチオンされ、周
囲が明るい場合、照明装置がスイッチオフされる。この
公知の装置により、薄明又はトンネル走行時に高い信頼
度で、照明装置をスイッチオンすることができるように
なる。
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９５２３
２６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、霧に
よって視界が悪い場合、周囲は比較的明るくても照明装
置をスイッチオンする必要があるという状況もあるが、
公知の装置ではスイッチオンすることができない。
【０００５】本発明の課題は、視界を付加的に検知し
て、視界が悪い場合でも照明装置を確実にスイッチオン
することができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明は、照明装置の自動スイッチング用装置は、付加的
に車両周囲での視界を検知するセンサ装置を有してお
り、制御装置によって、検知された視界に依存して、照
明装置がスイッチングされるようにすることを提案する
ものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】従属請求項記載の手段によって、
本発明の装置の有利な実施例及び改善が可能である。請
求項２記載の構成、つまり、周囲の明るさが検知され、
同一センサ装置を用いて視界が検出される構成により、
装置を簡単に構成することができる。請求項１０記載の
構成、つまり、視界の検知のために、センサ装置によっ
て、対象からずっと離隔した種々異なる少なくとも２つ
の位置から測定して、当該位置から視界が求められる構
成により、視界を簡単に検知することができるようにな
る。
【０００８】
【実施例】以下、図示の実施例を用いて、本発明につい
て詳細に説明する。
【０００９】図１には、車両、例えば、照明装置を有す
る自動車が示されている。照明装置として、車両は、例
えば、フロント領域内に減光ヘッドライト１０と、場合
によっては、フォグヘッドランプ１２を有している。テ
ール領域内には、車両は、テールライト１４と、場合に
よっては、１つ又は複数のフォグテールライト１６を有
している。車両は更に、照明装置の自動スイッチング用
の装置を有しており、以下詳細に説明する。
【００１０】照明装置の自動スイッチング用装置は、車
両周囲の明るさを検知するセンサ装置２０を有してい
る。センサ装置２０は、有利には、車両の走行方向前方
周辺を検知するように設けられている。センサ装置２０
は、例えば、車両内部空間内のウィンドウガラスの後ろ
側に設けるとよい。択一選択的に、センサ装置２０を車
両のフロント領域内又は各照明装置の１つの中に設けて
もよい。センサ装置２０は、画像センサ２２と、画像処
理装置２４を有している。画像センサ２２は、有利に
は、行及び列に配列された多数のピクセル（個別感光素
子）からなるＣＣＤ画像センサ又はＣＭＯＳ画像センサ
である。画像センサ２２は、有利には、非直線、対数変
化特性曲線を有しており、その結果、明るければ明るい
程、画像センサ２２の感光度が下がる。この特性曲線に
より達成される利点は、画像センサ２２によって、種々
異なった明るさの広範な領域を検知することができ、そ
の際、画像センサ２２に入射した光の部分を遮蔽する絞
り装置を必要としないという点にある。画像処理装置２
４は、制御装置２５と接続されており、この制御装置２
５によって、照明装置がスイッチングされる。
【００１１】制御装置２５によって、画像センサ２２に
より検知されて、画像処理装置２４によって検知される
周囲の明るさを更に処理して、この明るさが限界値と比
較される。照明装置がスイッチオフされている場合、周
囲の明るさが第１の限界値Ｓ１を下回ると、照明装置が
スイッチオンされる。照明装置がスイッチオンされる
と、周囲の明るさが第２の限界値Ｓ２を上回った場合に
初めて照明装置はスイッチオフされ、その際、限界値Ｓ
２は、限界値Ｓ１よりも大きい。こうすることによっ
て、周囲の明るさが僅かしか変化しない場合に、照明装
置が短時間に繰り返しスイッチオン・オフされるのが回
避される。第１の限界値Ｓ１を下回った場合、車両の減
光ヘッドライト１０とテールライト１４とがスイッチオ
ンされる。
【００１２】照明装置の自動スイッチング用装置は、更
に、車両の周囲の視界を検知するためのセンサ装置を有
している。このセンサ装置によって、有利には、走行方
向での車両前方の視界が検知される。有利には、視界の
検知のために、周囲の明るさの検知用と同一のセンサ装
置２０が使用される。その際、画像センサ２２により検
出された、車両前方の対象のコントラストが、画像処理
装置２４によって求められる。対象２６としては、例え
ば、走行路の標識を選定するとよい。走行路の標識は、
それ以外の走行路に対して顕著な明暗コントラストがあ
るからである。対象２６は、画像センサ２２の画像内
で、車両及び車両に取り付けられた画像センサ２２が、
対象２６から未だずっと遠くに離れている第１の時点ｔ
１で検出されて測定される。それから、所定の時間に亘
って画像内で追跡され、車両及び車両に取り付けられた
画像センサ２２が対象２６の一層近くに位置する事後の
時点ｔ２で、コントラストが新たに測定される。つま
り、時点ｔ２とｔ１との間で車両は対象２６に向かって
動くからである。
【００１３】最適な視野条件では、即ち、大きな視界で
は、時点ｔ１とｔ２でのコントラスト測定の結果は、少
なくともほぼ同じである。例えば、霧、雨、煙等で視界
がよくなくて見えにくい場合、時点ｔ２でのコントラス
トは、時点ｔ１でのコントラストよりも大きい。周囲が
明るくない場合でも、時点ｔ２でのコントラストは、時
点ｔ１でのコントラストよりも大きい。図２には、対象
２６の測定可能な見かけのコントラストｃの、車両から
の距離への依存度が、距離ｘの関数として示されてい
る。距離ｘ＝０では、測定されたコントラストは、実際
の、乃至、対象のコントラストｃ０に等しく、即ち、直
接的に、対象２６の表面のコントラストに等しい。距離
が大きくなればなる程、見かけのコントラストｃは下が
り、この見かけのコントラストは、大気中の曇りに影響
された、離れた場所から測定可能なコントラストは、以
下の式による指数関数状に低下し、 Ｃ（ｘ）＝ｃ０・ｅ−ｘ／δ その際、δは、視界として定義することができる。上記
の式から容易に導出できるように、視界δは、対象２６
からの任意の距離ｘ１及びｘ２で、２回のコントラスト
測定を用いて以下のようにして特定することができる： δ＝（ｘ２−ｘ１）／ｌｎ（ｃ（ｘ１）／ｃ（ｘ２））
＝（ｘ２−ｘ１）／ｌｎ（ｃ（ｘ１））−ｌｎ（ｃ（ｘ
２）） つまり、視界δの得られた測定値は、実際のコントラス
トｃ０に完全に依存しない。従って、測定されたコント
ラスト値の正確な評価のために、測定のために選択され
た対象２６の種類についての情報は必要ない。
【００１４】図３には、視界の検出用のセンサ装置２０
のブロック略図が示されている。センサ装置２０は、画
像センサ２２及び画像処理装置２４を有している。画像
センサ２２に入射する光のビーム路内に、結像光学系２
８が設けられている。画像センサ２２及び結像光学系２
８の光軸は、車両の走行方向に対してほぼ平行に配向さ
れている。画像センサ２２によって結像光学系２８を通
して検知される領域は、図３に斜線を引いた円錐状体積
体を示す。対数状の変化特性を有する画像センサ２２の
構成により、コントラスト測定が簡単になる。つまり、
対象２６の種々異なった２つの明るい個所間のコントラ
スト、即ち、これら２つの個所から放射される各光強度
の比は、画像センサ２２の相応のピクセルから供給され
る各信号の差に相応する。コントラストの測定は、画像
センサ２２に接続された画像処理装置２４内で、単に差
の画像形成を必要とするにすぎず、計算コストのかかる
除算は必要ない。
【００１５】画像処理装置２４では、第１のステップ
で、対象２６は、画像センサ２２によって供給された画
像内で選択され、対象２６のコントラストｃ（ｘ１）が
測定され、その際、画像センサ２２と対象２６との間の
距離ｘ１は分からない。直ぐ次のステップでは、車両が
更に動く間、対象２６が、画像センサ２２から高速シー
ケンスで供給される画像で追跡される。直ぐ次の方法ス
テップは、対象２６のコントラスト値ｃ（ｘ２）の新規
な測定を含む。対象２６の追跡中、車両が進んだ距離
（ｘ１−ｘ２）は、画像処理装置２４によって、例え
ば、車両タコメータから供給された速度信号を、外部時
間クロック信号を用いて時間に亘って積分することによ
って求められる。車両のタイヤで取り出された回転角信
号の、２つの測定間での変化を追跡することによって
も、この距離を求めることができる。続いて、視界δが
前述の式によって算出される。
【００１６】視界検知のための前述の経過を変更して、
視界δをもっと高い精度で求めることができるようにし
てもよい。例えば、選択された対象２６に対してコント
ラスト値を２回測定するのみならず、コントラスト値を
多数回測定するようにしてもよく、その結果、図２に示
した曲線を、多数の測定値を用いて、最小２乗法によっ
て適合化させて、視界δを高い精度で求めることができ
るようにしてもよい。更に、対象２６を１つ選択するの
みならず、種々異なった各々の多数の対象を介して採取
された、視界δの各測定値を利用するために、画像セン
サ２２によって供給された各画像内で、多数の対象でコ
ントラストを測定してもよい。
【００１７】測定に適した対象を見つけるために、画像
処理装置２４を、画像センサ２２から供給された画像
の、所定の最小コントラストを達成する領域を見つける
必要がある。車両が実際に霧の中を通って行く場合、場
合によっては、車両から僅かな距離で初めて、対象が、
この最小コントラストに達することがある。その際、最
初のコントラスト測定は、対象と車両との距離が短い場
合に始めて行なわれることがあり、第２の測定用の時間
に余裕がなくなることがある。この問題に対処するの
に、画像センサ２２の視野を走行方向前方ではなくて、
走行方向とは反対方向後方にするとよい。画像センサ２
２を２つ設けて、その内の一方の画像センサの視野を走
行方向前方にし、他方の画像センサの視野を走行方向と
は反対方向後ろ側にするようにしてもよい。前方に配向
された画像センサ２２の画像では難点がある場合、画像
処理装置２４によって、後方に配向された画像センサ２
２の画像を選択してもよい。後方に配向された画像セン
サ２２では、視野内にある、コントラスト測定用の対象
全てから、各々最も強いコントラストの対象を選択する
とよい。つまり、この最も強いコントラストの対象は、
対象と車両との距離が長くなっても最も長い期間見るこ
とができ、測定に適しているからである。
【００１８】画像処理装置２４には、画像メモリ３０が
配属されており、この画像メモリは、画像センサ２２か
ら供給された画像を限定された時間間隔の間、緩衝記憶
するために使われる。この実施例では、先ず、画像セン
サ２２から供給された画像を直ぐに処理せずに画像メモ
リ３０内に一時記憶しておくことができる。車両が所定
経路を走行して、画像センサ２２が新規な画像を供給し
た後、この最新の画像で、コントラスト測定に適した対
象を選択して、この対象のコントラストを測定すること
ができる。この対象は、最新画像のコントラストが最も
強い領域にするとよく、即ち、コントラストの測定を対
象の選択に先行して行なってもよい。殊に、対数変化特
性曲線の画像センサ２２を用いた場合、コントラストの
最も強い対象を僅かな計算コストで求めることができ
る。最新画像での対象のコントラストｃ（ｘ２）が一時
記憶されて、選択された対象が、以前の画像で識別され
る。この識別は、同様に画像メモリ３０内に記録され
た、一時的に形成された多数の画像を用いて、対象を逆
追跡することによって行うことができる。択一選択的
に、このために、相互相関技術を用いてもよい。以前の
画像で対象を求めた後、この対象のコントラストが求め
られて、視界δが前述の式によって求められる。この方
法は、視界が悪い場合でも直ぐに使うことができる。つ
まり、最新の画像で選択された、以前の画像内の対象
は、コントラストが極めて僅かしかない場合でも直ぐに
識別することができるからである。
【００１９】画像処理装置２４によって前述のようにし
て求めた視界δは、制御装置２５に供給され、この制御
装置によって更に処理され、その際、視界δが限界値と
比較される。照明装置がスイッチオフされている場合、
視界δが限界値Ｓ３を下回った時に、この照明装置はス
イッチオンされる。照明装置がスイッチオンされている
場合、視界δが他の限界値Ｓ４を超過した時初めてスイ
ッチオフされ、その際、この限界値Ｓ４は、限界値Ｓ３
よりも高い。こうすることによって、視界が変動する際
に、照明装置が繰り返し短時間にスイッチオンオフされ
るのを阻止することができる。限界値Ｓ３を下回る視界
δでは、装置によって、減光ヘッドライト１０及びテー
ルライト１４に対して付加的にフォグヘッドランプ１２
及び／又は少なくとも１つのフォグテールランプ１６が
スイッチオンされるようにしてもよい。複数の限界値を
定義してもよい。その際、種々異なった視界δの第１の
限界値Ｓ３では、先ず、減光ヘッドライト１０とテール
ライト１４だけがスイッチオンされ、限界値Ｓ３よりも
小さな別の限界値Ｓ３′を下回る視界δでは、付加的に
フォグヘッドランプ１２及び／又は少なくとも１つのフ
ォグテールランプ１６をスイッチオンしてもよい。択一
選択的に、又は、付加的に、視界δが悪い場合に、各照
明装置、殊に、減光ヘッドライト１０及び／又はフォグ
ヘッドライト１２によって形成される光分布を変えるよ
うにしてもよい。例えば、視界が悪い場合の光分布は、
照明される個所を拡げたり、照射幅を狭くしたりして変
えるようにしてもよい。
【００２０】照明装置がスイッチオフされている場合、
周囲の明るさが限界値Ｓ１を下回るか、又は、視界δが
限界値Ｓ３を下回った時に、この照明装置は装置によっ
てスイッチオンされる。照明装置がスイッチオンされて
いる場合、周囲の明るさが限界値Ｓ２を上回って視界δ
が限界値Ｓ４を上回った場合に限って、この照明装置は
スイッチオフされる。
【００２１】付加的に、求められた視界δに依存して、
車両の可能な最大速度を制限するようにしてもよい。車
両に速度制御装置が装着されている場合、この速度制御
装置によって、車両の速度を自動的に視界に依存して適
合させるようにしてもよく、即ち、視界が悪くなるに連
れて速度を下げるようにするとよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によると、視界を付加的に検知し
て、視界が悪い場合でも照明装置を確実にスイッチオン
することができるという顕著な効果を奏することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両及び当該車両の前方の交通状況の略図
【図２】対象とセンサ装置との間の距離に依存する対象
の見かけのコントラスト
【図３】視界を検知するためのセンサ装置構成の略図
【符号の説明】
１０ 減光ヘッドライト １２ フォグヘッドランプ １４ テールライト １６ フォグテールライト ２０ センサ装置 ２２ 画像センサ ２４ 画像処理装置 ２５ 制御装置 ２６ 対象 ２８ 結像光学系 ３０ 画像メモリ
フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー ペヒミュラー ドイツ連邦共和国 ヒルデスハイム オス ターブリンク 11 Ｆターム(参考） 3K039 AA08 CC01 DA02 DB06

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両周囲の明るさを検知するセンサ装置
    （２０）と、検知された前記車両周囲の明るさに依存し
    て照明装置（１０，１２，１４，１６）をスイッチング
    する制御装置（２５）とを有する車両の照明装置の自動
    スイッチング用装置において、照明装置の自動スイッチ
    ング用装置は、付加的に車両周囲での視界を検知するセ
    ンサ装置（２０）を有しており、制御装置（２５）によ
    って、前記検知された視界に依存して、照明装置（１
    ０，１２，１４，１６）がスイッチングされることを特
    徴とする装置。
  2. 【請求項２】 周囲の明るさが検知され、同一センサ装
    置（２０）を用いて視界が検出される請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 センサ装置（２０）は、画像センサ（２
    ２）及び画像処理装置（２４）を有する請求項２記載の
    装置。
  4. 【請求項４】 画像センサ（２２）は、非直線、有利に
    は、対数変化特性曲線を有する請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 画像センサ（２２）は、ＣＣＤ画像セン
    サ又はＣＭＯＳ画像センサである請求項３又は４記載の
    装置。
  6. 【請求項６】 周囲の明るさ及び視界に対して各々１つ
    の第１の限界値（Ｓ１，Ｓ３）が設定されており、前記
    周囲の明るさ又は視界の前記第１の限界値（Ｓ１，Ｓ
    ３）を下回っている場合、照明装置（１０，１２，１
    ４，１６）は、制御装置（２５）によってスイッチオン
    され、前記周囲の明るさ又は視界に対して、各々１つの
    第２の限界値（Ｓ２，Ｓ４）が設定されており、前記第
    ２の限界値（Ｓ２，Ｓ４）が、前記周囲の明るさにも前
    記視界にも上回っている場合、前記照明装置（１０，１
    ２，１４，１６）は、前記制御装置（２５）によってス
    イッチオンされる請求項１から５迄の何れか１記載の装
    置。
  7. 【請求項７】 周囲の明るさ及び視界に対する第２の限
    界値（Ｓ２，Ｓ４）は、第１の限界値（Ｓ１，Ｓ３）よ
    りも高い請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 視界に依存して、制御装置（２５）によ
    って、少なくとも１つの付加的な、車両の照明装置（１
    ２，１６）、例えば、少なくとも１つのフォグヘッドラ
    ンプ（１２）及び／又は少なくとも１つのフォグテール
    ランプ（１６）がスイッチングされる請求項１から７迄
    の何れか１記載の装置。
  9. 【請求項９】 視界に依存して、制御装置（２５）によ
    って、少なくとも１つの照明装置（１０，１２）によっ
    て形成される光分布が変えられる請求項１から８迄の何
    れか１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 視界の検知のために、センサ装置（２
    ０）によって、対象（２６）から離隔した種々異なる少
    なくとも２つの位置から測定して、当該位置から視界が
    求められる請求項１から９迄の何れか１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 測定されたコントラスト及び各位置
    の、対象（２６）からの各距離の差を用いて、視界が検
    知される請求項１０記載の装置。
JP2002275965A 2001-09-22 2002-09-20 車両の照明装置の自動スイッチング用装置 Expired - Fee Related JP4157351B2 (ja)

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