KR100486003B1

KR100486003B1 - 차량용헤드램프장치

Info

Publication number: KR100486003B1
Application number: KR1019970021490A
Authority: KR
Inventors: 신이치로 고토
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2005-06-16
Also published as: TW351706B; CA2206363A1; CN1086458C; KR970074238A; DE19722457B4; DE19722457A1; CN1167892A; CA2206363C; US5876113A; JPH09315214A

Abstract

차량의 전방에의 조사구역을 좌우측방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치가 제공된다. 이 차량용 헤드램프장치는, 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역변화수단, 우측휘일의 회전속도를 검출하기 위한 우측휘일속도검출수단, 좌측휘일의 회전속도를 검출하기 위한 좌측휘일속도검출수단, 헤드램프의 조사각도를 상기 좌측휘일속도검출수단과 상기 우측휘일속도검출수단에 의해서 각각 검출된 상기 좌우측 휘일회전속도로부터 연산하기 위한 조사각도연산수단, 및 조사구역을 변화시키도록 상기 조사각도연산수단에 의해서 연산된 조사각도를 기초로 하여 상기 조사구역변화수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.

Description

차량용 헤드램프장치{HEAD LAMP DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 조사구역을 좌우측 방향으로 변화시키기 위한 헤드램프장치의 분광제어에 관한 것이다. 지금까지, 조사구역을 좌우측방향으로 변화시킬 수 있는 다양한 헤드램프장치가 제안되어왔다. 거의 모든 헤드램프장치에 있어서 조사구역은 기본적으로 조향휘일의 조향각도에 반응하여 변화시키기 위하여 제어되며(일본국 특개소 제 62-77249호 및 일본국 특개평 제 3-14742호 등) 또한 헤드램프의 조사구역은 차량이 전진하려는 방향으로 조사량을 증가시키도록 조향방향으로 변화된다.

따라서 이러한 헤드램프장치를 가진 차량은 특별하게 조향휘일의 조향각도를 검출하기 위한 조향각도센서를 구비하고 있다. 조향각도센서를 사용하는 경우에는, 조향각도의 기준점을 검출하기 위한 수단이 차체에 대한 조향각도를 얻기 위하여 부가적으로 필요하다.

한편, 차량에는 다양한 센서가 장착되어 있고 앤티록제동시스템(ABS), 트랙션 제어시스템(TCS) 등이 설치된 차량에는 휘일의 회전속도를 검출하기 위한 센서가 제공된다. 특히, ABS는 금후 다종의 차량에 확대설치되는 경향이 있다.

상술된 다양한 센서에도 불구하고 조향각도센서 및 조향각도 기준점 검출수단이 조사구역을 변화시키는데 사용되는 것은 비경제적이고 다른 목적으로 사용된 센서가 조사구역을 변화시키는데 활용될 수 있으면 비용은 절감될 수 있다.

본 발명은 상술된 관점을 달성하며 본 발명의 목적은 조사구역을 변화시키기 위하여 휘일속도검출수단을 활용하는 저렴한 가격의 차량용 헤드램프를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 전방에의 조사구역을 좌우측방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치를 제공하는데 있으며, 상기 차량용 헤드램프장치는, 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역변화수단, 우측휘일의 회전속도를 검출하기 위한 우측휘일속도검출수단, 좌측휘일의 회전속도를 검출하기 위한 좌측휘일속도검출수단, 헤드램프의 조사각도를 좌측휘일속도검출수단과 우측휘일속도검출수단에 의해서 각각 검출된 좌우측 휘일회전속도로부터 연산하기 위한 조사각도연산수단, 및 조사구역을 변화시키도록 조사각도연산수단에 의해서 연산된 조사각도를 기초로 하여 조사구역변화수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.

좌우측 휘일속도검출수단에 의해서 검출된 회전속도로부터 연산된 조사각도가 조사구역을 변화시키는데 사용되므로, 특정검출수단이 조사구역을 변화시키기 는데 전혀 필요하지 않아서 비용이 감소될 수 있다. 휘일속도검출수단으로서, 표준장치로 되는 경향이 있는 abs 등은 활용될 수 있다.

조사각도연산수단은 헤드램프의 조사각도를 선회반경으로부터 연산하기 위하여 좌측휘일속도검출수단과 우측휘일속도검출수단에 의해서 검출된 좌우측 휘일회전속도로부터 차량의 선회반경을 연산할 수 있다.

헤드 램프의 조사각도는 조사구역을 변화시키기 위하여 정확히 연산될 수 있다.

조사각도연산수단에 의해서 연산된 조사각도를 보정하기 위한 보정수단이 제공될 수 있다. 조사각도는 운전상태에 대응하여 최적값으로 조정될 수 있다.

보정수단은 조사각도를 운전상태에 대응하는 최적값으로 조정하도록 조사각도를 차량속도에 따라 미리 결정된 보정양만큼 보정할 수 있다.

차량속도가 좌측휘일속도검출수단과 우측휘일속도검출수단에 의해서 검출된 휘일회전속도로부터 연산되면, 특별하게 검출된 차량속도를 입력하는 것은 필요하지 않다. 좌측휘일속도검출수단과 우측휘일속도검출수단이 좌우비구동휘일의 회전속도를 검출하면, 헤드램프의 조사각도는 조사구역을 변화시키기 위하여 더 정확하게 연산될 수 있다.

(바람직한 실시예의 상세한 설명)

지금부터, 본 발명의 바람직한 실시예는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된다.

바람직한 실시예의 차량(1)은 FF 자동차(전방엔진-전륜구동타입의 자동차)이고 표준장치로서 ABS를 가지고 있다.

차량(1)은 좌우측 수평방향으로 요동가능하도록 설치된 차량의 전방공간을 조사하는 헤드라이트(2)를 가지고 있다. 도 1은 위에서 본 차량(1)을 도시한 도면이고 이 도면에서 좌우측 헤드라이트(2, 2)는 우측으로 요동하여 우측전방구역이 조사구역(3, 3)으로 되도록 한다.

좌우측 헤드라이트(2, 2)는 동일각도만큼 동일한 방향으로 함께 선회되고 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 전진방향에 대한 광축선(L, L)의 각도 즉 양 조사각도는 θ로 설정된다. 각도 θ에 대해서, 전진방향에 대한 우측은 플러스 표시를 하고 좌측은 마이너스 표시를 한다.

대안적으로, 단지 선회측 헤드라이트는 요동될 수 있거나 또는 좌우측 헤드라이트는 서로 상이한 각각의 각도만큼 선회될 수 있다.

바람직한 실시예에서 헤드라이트(2)를 요동시키기 위한 요동기구는 도 2에 개략적으로 도시되어 있으며 여기에서 헤드라이트(2)의 램프유니트(4)는 회전축(5)에 고정되며 모터(8)의 구동축에 형성된 웜기어(7)는 회전축(5)에 끼워진 웜휘일(6)과 맞물린다.

따라서, 램프유니트(4)는 모터(8)의 구동하에서 웜기어(7)와 웜휘일(6) 사이의 맞물림을 통하여 회전축과 함께 요동된다. 모터(8)는 분광제어 ECU(10)에 의해서 구동제어된다.

ABS를 가진 차량에 있어서, 휘일의 슬립을 도로면 상에 검출하도록 휘일의 상태를 항상 모니터링하는 휘일속도센서는 각각의 휘일상에 제공된다. 휘일속도센서는 전자기 픽업코일에 의해서 휘일과 함께 회전하는 기어펄스의 돌출부를 감지하고 휘일회전속도를 검출하도록 펄스를 계산한다.

이 회전속도에서 비구동휘일인 좌우측후방휘일(9L, 9R)상의 후방휘일속도센서(20L, 20R)에 의해서 각각 검출된 좌우휘일회전속도(Ls, Rs)는 분광제어 ECU(10)내로 입력된다.

기어펄스는 원내에 배열된 40피스의 돌출부를 가져서 전자기 픽업코일은 휘일의 일회전으로 40펄스를 발생시키며, 그러므로 1초 동안의 P개수의 펄스가 계산되면, 휘일회전속도(Ls, Rs)는 식 P×2π/40에 의해서 각속도(rad/s)로서 회전될 수 있다.

도 3은 본 실시예에서의 조사구역을 변화시키기 위한 제어시스템을 도시한 개략적인 블록선도이다. 좌우후방휘일속도센서(20L, 20R)로부터 분광제어 ECU(10)에 입력된 휘일회전속도(Ls, Rs)는 차량속도(V)와 선회반경(R)을 연산하도록 분광제어 ECU(10)내의 차량속도연산수단(11) 및 선회반경연산수단(12)에서 처리된다.

후방휘일(9L, 9R)의 반경이 r이면, 우측후방휘일(9R)과 좌측후방휘일(9L)의 이동속도는 각각 r×Rs와 r×Ls이다. 그러므로, 차량속도연산수단(11)은 양 휘일속도의 평균을 취한 다음의 공식(1)에 의해서 차량속도(V)를 연산한다.

V=r(Ls+Rs)/2 (1)

도 4를 참조하여, 좌우휘일(9L, 9R) 사이의 공간이 T이면, 선회반경은 R이고 차량이 우측으로 선회하면(Ls<Rs), 선회중심(C)으로부터 우측후방휘일(9R)까지의 반경은 R+T/2이고 선회중심(C)으로부터 우측후방휘일(9R)까지의 반경은 R-T/2이다.

선회의 각속도가 ω이면, 좌측후방휘일(9L)의 이동속도는 ω(R+T/2)이고 우측후방휘일(9R)의 이동속도는 ω(R-T/2)이다.

이 이동속도가 휘일회전속도(Ls, Rs)로부터 각각 얻어지는 상술된 이동속도(r×Ls, r×Rs)와 동일하므로, 다음 방정식이 성립된다.

ω(R+T/2)=r×Ls

ω(R-T/2)=r×Rs

선회각속도(ω)가 양 좌우측후방휘일(9L, 9R)과 공통이므로,

ω=r×Ls/(R+T/2)=r×Rs/(R-T/2)

이 공식으로부터, 다음의 공식(2)이 유도된다.

R={T(Ls+Rs)}/{2(Ls-Rs)} (2)

선회반경연산수단(12)은 이 공식(2)에 의해서 선회반경(R)을 연산한다. 연산된 선회반경(R)은 분광제어 ECU(10)내의 조사각도연산수단(13)에 입력되어 기본조사각도(θ₀)를 연산하기 위해 처리된다.

도 5를 참조하면, 우측커브도로의 우측에 있는 커브도로의 숄더(30)는 이상원형아크로 가정하고 차량(1)으로부터 도로숄더(노견)(30)까지의 거리는 ×로 가정한다.

기본조사각도(θ₀)는 차량(1)으로부터 원형아크형상 도로숄더(30)로 그려지는 접선방향이 헤드램프의 기본적인 조사방향이라는 가정하에 연산한다. 선회중심이 C로, 차량(1)의 위치가 M으로, 상기 접선의 도로숄더(30)와의 접점을 N으로 표시하면, 기본조사각도(θ₀)는 정점(C)에서 직각삼각형 MNC의 각도와 동일하다. 그러므로 다음 공식이 성립된다.

cosθ₀=NC/MC=(R-×)/R

즉

θ₀=cos^-1{(R-×)/R} (3)

조사각도연산수단(13)은 기본조사각도(θ₀)를 공식(3)에 의해서 연산한다.

상기기본조사각도(θ₀)는 보정연산수단(14)내로 입력되어 차량속도(V)를 기초로 하여 보정되며 결과적으로 조사각도(θ)는 연산된다. 즉, 보정연산수단(14)에 있어서, 기본조사각도(θ₀)는 차량속도연산수단(11)에 의해서 연산된 차량속도(V)를 기초로 한 보정계수 K(V)에 의해서 곱해져서 다음의 공식(4)에 의해서 조사각도(θ)를 연산한다.

θ=K(V)×θ₀ (4)

보정계수 K(V)는 차량속도(V)에 비례하여 미리 결정된다. 조사각도(θ)를 기초로 한 제어신호는 헤드라이트(2)를 조사각도(θ)에서 요동하도록 모터(8)를 구동시키는 모터구동기(21)로 출력된다.

상기 과정은 다음과 같은 구체적인 수치로 설명된다. 후방휘일(9L, 9R)의 반경이 0.25m이고 휘일거리(T)가 1m이고 좌우측 휘일(9L, 9R)의 픽업코일이 각각 초당 240 및 220 펄스를 발생시키는 것으로 가정한다. 좌측후방휘일회전속도(Ls)는 12π(rad/s)이고 우측후방휘일회전속도(Rs)는 11π(rad/s)이고 차량은 Ls>Rs이기 때문에 우측으로 선회한다.

공식(1)으로부터, 차량속도(V)는 다음과 같이 연산된다.

V=0.25(12π+11π)/2=9(m/s)=32(㎞/h)

공식(2)으로부터, 선회반경(R)은 다음과 같이 연산된다.

R={1×(12π+11π)}/{2×(12π-11π)}=11(m)

차량(1)으로부터 도로숄더(30)까지의 거리(×)가 3m이면, 기본조사각도(θ₀)는 다음과 같이 공식(3)으로부터 연산된다.

θ₀=cos^-1{(11-3)/11}=43도

32㎞/h의 속도에 대한 보정계수(K(V))가 0.6이면 조사각도(θ)는 0.6×43=25.8도이며 따라서 조사각도는 차체의 전방에 대해 25.8도 만큼 좌측으로 향하도록 제어된다.

상술된 실시예에 있어서, 조사구역의 변화를 제어하기 위하여 사용되는 조사각도(θ)는 차량(1)에 설치된 ABS용 좌우측휘일속도센서(20L, 20R)를 활용하여 연산하여 조향각도 등을 검출하기 위한 특정센서는 조사구역의 변화를 제어하는데 전혀 필요하지 않으며 이에따라 비용도 절감된다.

상기 실시예의 차량(1)이 FF 자동차이므로, 비구동휘일인 후방휘일의 휘일회전속도는 조사각도(θ)를 연산하는데 사용되며, 왜냐하면 비구동휘일의 도로면의 슬립이 구동휘일의 것보다 더 작고 비구동휘일은 정확한 차량의 이동이 기본조사각도(θ₀)의 더욱 정확한 연산을 허용하도록 하기 때문이다. 그러므로, FR 자동차(전방-엔진 후방구동타입의 자동차)의 경우에는 비구동휘일인 전방휘일의 휘일회전속도가 조사각도(θ)를 연산하기 위하여 활용된다.

본 발명에 따르면, 좌우측 휘일속도검출수단에 의해서 검출된 회전속도로부터 연산된 조사각도가 조사구역을 변화시키는데 사용되므로, 특정검출수단이 조사구역을 변화시키는데 전혀 필요하지 않아서 비용이 감소될 수 있다.

또한, 조사각도연산수단에 의해서 연산된 조사각도를 보정하기 위한 보정수단이 제공되어, 조사각도는 운전상태에 대응하여 최적값으로 조정될 수 있다.

차량속도가 좌측휘일속도검출수단과 우측휘일속도검출수단에 의해서 검출된 휘일회전속도로부터 연산되면, 특별히 검출된 차량속도를 입력하는 것은 필요하지 않다. 좌측휘일속도검출수단과 우측휘일속도검출수단이 좌우비구동휘일의 회전속도를 검출하면, 헤드램프의 조사각도는 조사구역을 변화시키기 위하여 더 정확하게 연산될 수 있다.

도 1은 위에서 본 본 발명의 바람직한 일실시예의 차량을 도시한 도면,

도 2는 바람직한 실시예의 헤드라이트용 요동기구를 도시한 개략 사시도,

도 3은 조사구역을 변화시키기 위한 제어시스템을 도시하고 있는 개략 블록선도,

도 4는 선회반경(R)을 연산하는 공식을 도입하기 위한 설명도,

도 5는 기본조사각도(θ₀)을 연산하는 공식을 도입하기 위한 설명도.

Claims

차량의 전방에의 조사구역을 좌우측방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치에 있어서, 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역변화수단, 우측휘일의 회전속도를 검출하기 위한 우측휘일속도검출수단, 좌측휘일의 회전속도를 검출하기 위한 좌측휘일속도검출수단, 헤드램프의 조사각도를 상기 좌측휘일속도검출수단과 상기 우측휘일속도검출수단에 의해서 각각 검출된 상기 좌우측 휘일회전속도로부터 연산하기 위한 조사각도연산수단, 및 조사구역을 변화시키도록 상기 조사각도연산수단에 의해서 연산된 조사각도를 기초로 하여 상기 조사구역변화수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
제 1 항에 있어서, 상기 좌측휘일속도검출수단과 상기 우측휘일속도검출수단이 검출한 좌우측 휘일회전속도로부터 차량의 선회반경을 산출함과 동시에, 산출한 선회반경을 상기 조사각도연산수단에 입력하는 선회반경연산수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조사각도연산수단에 의해서 연산된 상기 조사각도를 보정하기 위한 보정수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
제 3 항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 조사각도를 차량속도에 따라 미리 결정된 보정양만큼 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
제 4 항에 있어서, 상기 보정수단에서 이용하는 차량속도는, 상기 좌측휘일속도검출수단이 검출한 좌측휘일회전속도와 상기 우측휘일속도검출수단이 검출한 우측휘일회전속도로부터 연산되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
제 1 항에 있어서, 상기 좌측휘일속도검출수단과 상기 우측휘일속도검출수단은 각각 좌우비구동휘일의 회전속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.