KR100490485B1 - 차량용헤드램프장치 - Google Patents

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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

차량의 전방에서의 조사구역을 좌우방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치는 제공된다. 이 차량용 헤드램프장치는, 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역 변화수단, 운전자의 긴장도를 검출하기 위한 긴장도 검출수단, 및 긴장도 검출수단에 의해서 검출된 정보를 기초로 하여 조사구역 변화수단을 제어하기 우한 제어수단으로 구성되어 있다. 제어수단은 운전자의 긴장도에 따라 조사구역의 변화량 및/또는 변화속도를 조정한다. 조사구역의 변화는 운전자의 긴장도의 관점에서 부조화감없이 자연스럽게 달성될 수 있다.

Description

차량용 헤드램프장치{HEAD LAMP DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 조사구역을 좌우로 변화시키기 위하여 헤드램프의 분광제어에 관한 것이다. 지금까지, 헤드램프의 조사구역을 좌우로 변화시키기 위한 다양한 장치는 제안되었다. 대부분의 장치는 조향휘일의 조향각에 따라 조사구역을 변화시킨다(일본국 특개소 62-77249, 일본국 특개평 3-14742등). 이들 장치에 의하면, 헤드램프의 조사구역은 조사구역의 방향을 변화시켜 차량이 전진하는 방향으로 조사를 증가시킨다.
일본국 특개평 3-14742에서는 조향각에 대응하는 적절한 조향각이 사전에 결정되어 맵으로서 저장되며 조사구역을 변화시키는 제어는 맵을 기초로 하여 달성된다.
하지만, 상술된 종래기술에 있어서는 운전자 자신의 상태는 고려되지 않는다. 그래서, 운전자는 전방의 도로상태 또는 차량의 운전상태 때문에 긴장되면 조사구역의 변화가 너무 느리다고 느끼거나 또는 조사구역의 변화가 너무 빨라서 불편하다고 느낀다.
즉 운전자가 긴장되면, 시선이 이동하는 속도가 빨라져서 조사구역의 변화가 대응적으로 크고 빨라지더라도 부조화감이 없거나 또는 운전자의 감각 및 의향이 상당히 충족된다. 한편, 긴장도가 낮을 때, 시선의 이동이 느려서 조사구역의 변화가 거의 없더라도 감각적으로 느낄 수 있으며 조사구역의 변화가 크거나 또는 빠르면 운전자는 부조화감과 불편함을 느낀다.
(발명의 요약)
본 발명은 상술한 관점을 달성하는데 있으며 본 발명의 목적은 조사구역의 변화가 운전자의 긴장도의 관점에서 부조화감 없이 자연적으로 달성될 수 있는 헤드 램프 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 전방에서의 조사구역을 좌우 방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치를 제공한다. 이 헤드램프장치는, 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역 변화수단, 운전자의 긴장도를 검출하기 위한 긴장도 검출수단, 및 긴장도 검출수단에 의해서 검출된 정보를 기초로 하여 조사구역 변화수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있으며 제어수단은 운전자의 긴장도에 따라 조사구역의 변화량 및 변화속도중의 적어도 하나를 조정한다.
조사구역의 변화량 및 변화속도중의 적어도 하나가 운전자의 긴장도에 따라 조정되므로, 운전자에게 부조화감을 주지 않고 운전자의 감각 및 의향을 충족시키는 적절한 조사구역의 변화가 가능하다.
긴장도 검출수단은 운전자의 시선의 이동을 분석함으로써 운전자의 긴장도를 검출할 수 있다. 즉 운전자의 시선이 빠르게 이동하면 긴장도가 높다고 판단되며 시선이 느리게 이동하면 긴장도가 낮다고 판단한다.
긴장도 검출수단은 운전자의 심장박동수 또는 피부전위를 분석함으로써 운전자의 긴장도를 검출할 수 있다. 일반적으로, 심장박동수가 높거나 또는 피부전위가 낮으면, 긴장도는 높게 판단될 수 있고, 심장박동수가 낮거나 또는 피부전위가 높으면, 긴장도는 낮게 판단될 수 있다.
본 발명은 차량의 전방에서의 조사구역을 좌우방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치를 제공하며, 이 차량용 헤드램프장치는 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역 변화수단, 차량의 운전상태를 검출하기 위한 운전상태 검출수단, 운전상태 검출수단에 의해서 검출된 정보를 분석함으로써 운전자의 긴장도를 예측하기 위한 긴장도 예측수단, 및 긴장도 예측수단에 의해서 예측된 정보를 기초하여 조사구역 변화수단을 제어하고 운전자의 긴장도에 따라 조사구역의 변화량 및 속도변화중의 적어도 하나를 조정하기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.
긴장도 예측수단이 운전상태 검출수단에 의해서 검출된 정보를 분석함으로써 운전자의 긴장도를 예측하고 제어수단이 긴장도를 기초로 하여 조사구역을 변화시키므로, 조사구역은 운전자의 긴장도에 따라 변화될 수 있다.
운전상태 검출수단은 차량속도를 검출하기 위한 차량속도센서일 수 있으며 긴장도 예측수단은 차량속도센서에 의해서 검출된 차량속도를 분석함으로써 운전자의 긴장도를 예측할 수 있다.
차량의 속도 또는 가속이 높거나 또는 낮으면, 긴장도는 각각 높게 또는 낮게 판단된다. 따라서 긴장도에 따른 조사구역의 변화가 가능하다.
운전상태 검출수단은 조향각을 검출하기 위한 조향각 센서일 수 있으며 긴장도 예측수단은 조향각 센서에 의해서 검출된 조향각을 분석함으로써 운전자의 긴장도를 예측할 수 있다. 조향각 속도가 높거나 낮으면, 긴장도는 각각 높게 또는 낮게 판단될 수 있다. 따라서 운전자의 긴장도에 따른 조사구역의 변화가 가능하다.
운전상태 검출수단은 차체의 선회운동을 검출하기 위한 선회운동수단일 수 있으며 긴장도 예측수단은 선회운동센서에 의해서 검출된 선회운동을 분석함으로써 운전자의 긴장도를 예측할 수 있다. 차체의 횡가속도 또는 요잉비가 크면, 긴장도는 높게 판단될 수 있고 횡가속도 또는 요잉비가 작으면, 긴장도는 낮게 판단될 수 있다. 따라서 긴장도에 따른 조사구역의 변화가 가능하다.
본 발명은 차량의 전방에서의 조사구역을 좌우방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치를 더 제공하며, 이 차량용 헤드램프장치는 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역 변화수단, 맵정보를 출력하기 위한 맵정보 출력수단, 차량의 현재위치를 맵상에서 검출하기 위한 현재위치 검출수단, 맵정보 출력수단에 의해서 출력된 맵정보 및 현재위치 검출수단에 의해서 검출된 차량의 현재위치를 기초로 하여 운전자의 긴장도를 예측하기 위한 긴장도 예측수단, 및 긴장도 예측수단에 의해서 예측된 정보를 기초로 하여 조사구역 변화수단을 제어하고 차량의 전방의 노면상태로부터 예측된 운전자의 긴장도에 따라 조사구역의 변화량 및 속도변화량중의 적어도 하나를 조정하기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.
차량이 주행하는 노면의 상태로부터 이 상태를 관찰하는 운전자의 긴장도는 예측될 수 있다. 따라서 긴장도에 따라 조사구역의 변화가 가능하다.
(바람직한 실시예의 상세한 설명)
본 발명의 바람직한 실시예는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된다. 바람직한 실시예의 차량(1)은 차량의 전방의 공간을 조사하기 위하여 좌우수평방향으로 요동가능하도록 설치된 헤드라이트(2)를 가지고 있다. 도 1은 위에서 본 차량(1)을 도시한 도면이고 이 도면에서 좌우 헤드라이트(2)는 우측으로 요동하여 우측전방구역이 조사구역(3, 3)으로 되게 한다.
좌우 헤드라이트(2, 2)는 동일각도 만큼 동일방향으로 함께 요동하고 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 전진방향에 대한 광축선(L, L)의 각도, 즉 조사각도는 모두 θ로 설정된다. 전진방향에 대한 우측각(θ)에 대해서는 플러스 표시로 나타내고 좌측에 대해서는 마이너스 표시로 나타낸다. 대안적으로, 단지 헤드라이트는 선회측으로 요동될 수 있거나 또는 좌우 헤드라이트는 서로 상이한 각각의 각도로 선회될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서 헤드라이트(2)를 요동시키기 위한 요동기구는 도 2에 개략적으로 도시되어 있으며, 헤드라이트(2)의 램프 유니트(4)는 회전축(5)에 고정되어 있으며 모터(8)의 구동축에 형성된 워엄기어(7)는 회전축(5)에 끼워진 워엄기어(7)와 맞물려 있다.
따라서, 램프(4)는 모터(8)가 구동하는 동안에 워엄기어(7)와 워엄휘일(6) 사이의 맞물림을 통하여 회전축(5)과 함께 요동된다. 모터(8)는 분광제어 ECU(10)에 의해서 구동제어된다.
차량(1)은 운전자 시트(예컨대 계기패널)의 전방에 있는 전방 윈도우의 상부끝 또는 하부끝의 근처에 배열된 CCD 카메라(11)(도 4 참조)를 가지고 있어서 운전자의 얼굴 특히 운전자의 눈을 촬영한다.
도 3은 CCD 카메라(11)에 의해서 촬영된 화상을 도시하고 있다. 이 화상정보는 화상을 처리하고 운전자의 눈 특히 안구의 운동을 분석하는 화상처리장치(12)내로 입력되어 눈의 이동속도를 계산하고 이 계산의 결과를 분광제어 ECU(10)로 출력한다. 눈이동속도(Ve)는 운전자의 긴장도를 측정하는데 사용되며 눈의 이송속도가 빠르면, 운전자의 긴장도는 대응적으로 더 높게 예측된다.
도 4는 분광제어 ECU(10)에 의해서 제어된 본 실시예에 따른 제어시스템의 대략적인 블록선도이다. 분광제어 ECU(10)에는 화상처리장치(12)로부터의 눈이동속도(Ve) 뿐만아니라 조향휘일의 조향각을 검출하기 위한 조향각 센서(13)로부터 검출된 조향각(φ)이 입력된다.
분광제어 ECU(10)는 눈이동속도(Ve)와 조향각(φ)을 기초로 하여 조사구역의 변화의 필요량 즉 조사각도(φ)를 마지막으로 결정하고 조사각(φ)을 실현하기 위하여 제어신호를 모터 구동기(14)로 출력한다. 모터구동기(14)는 좌우 모터(8, 8)를 구동제어한다. 상술된 제어시스템에 따른 조사구역제어의 순서는 도 5의 플로우 챠트를 참조하여 설명한다.
먼저, 목표제어각(θ1)은 φ-θ1 맵을 기초로 한 조향각(φ)으로부터 결정된다.
φ-θ1 맵에 있어서, 목표로 한 조사각인 목표제어각(θ1)은 사전에 조향각(φ)에 대해 설정되고 도 6은 그 좌표를 나타낸 도면이다.
목표제어각(θ1)이 변화되지 않는 비반응구역은 조향각(φ)이 작은 범위에 제공된다. 비반응구역을 제외하고 목표제어각(θ1)은 일반적으로 조향각(φ)에 비례하여 증가 또는 감소한다. 목표제어각(θ1)이 φ-θ1 맵을 기초로 한 조향각(φ)으로부터 결정된 후, 흐름은 Ve-K 맵을 기초로한 눈이동속도(Ve)로부터 최적제어속도(K)를 결정하기 위한 스텝 2로 전진한다. Ve-K 맵에 있어서, 조사각도의 최적제어속도(K)는 눈이동속도(Ve)에 대해 설정되고 도 7은 그 좌표를 나타내고 있다.
최적제어속도(K)는 눈이동속도(Ve)에 비례하며 눈이동속도(Ve)가 증가함에 따라, 최적제어속도(K)는 증가된다. 하지만, 눈이동속도(Ve)가 제한 위로 상승하면, 최적속도(K)는 일정하게 유지된다.
목표제어각(θ1)과 최적제어속도(K)가 결정된 후에, 흐름은 목표제어속도(|θ1-θ0| /d)를 최적속도(K)와 비교하기 위하여 스텝 3으로 전진한다. θ0는 현재의 조사각이며 d는 이 제어루틴의 1 사이클 동안의 처리시간이다.
그러므로, 목표제어속도(|θ1-θ0|/d)는 1 사이클 동안에 조사각을 현재 조사각(θ0)으로부터 목표제어각(θ1)으로 변화시키기에 필요한 조사각의 변화비를 나타낸다. 목표제어속도(|θ1-θ0|/d)가 최적제어속도(K) 보다 더 크면, 흐름은 조사축선이 좌측 또는 우측으로 변화하는지를 판별하기 위하여 목표제어속도(θ1)와 현재 조사각(θ0)이 비교되는 스텝 4로 전진한다. 우측이면 흐름은 스텝 5로 전진하고 1 사이클동안 최종 제어각(θ)은 θ0＋K×d로 설정된다. 좌측이면, 흐름은 스텝(6)으로 전진하고 1 사이클동안 최종 제어각(θ)은 θ0-K×d로 설정된다.
즉, 목표제어속도(|θ1-θ0|/d)가 최적제어속도(K)를 초과하면, 최종제어속도(θ)는 조사각의 변화속도가 매우 크게 되어 운전자에 부조화감을 주는 것을 피하기 위하여 조사각의 변화속도를 최적제어속도로 억제하도록 결정된다. 최적제어속도(K)가 눈이동속도(Ve)에 비례하므로, 눈이동속도(Ve)가 빠르고 운전자의 긴장도가 높다고 예측되면, 조사각의 변화속도는 또한 운전자의 감각 및 의향을 충족시키도록 빠르게 된다. 한편, 목표제어속도(|θ1-θ0|/d)가 스텝 3에서 최적제어속도(K)에 도달하지 않으면, 흐름은 최종제어각(θ)이 목표제어각(θ1)으로 설정되는 스텝 7로 점프된다. 즉, 조사구역의 변화는 목표제어속도(|θ1-θ0|/d)에서 달성된다. 상술된 방식으로 결정된 최종제어각(θ)을 기초로한 제어신호는 모터(8)를 구동 및 제어하기 위하여 운전자(14)에게 출력된다. 도 8은 최종제어각(θ)의 변화의 실례를 도시하고 있다. 도 8의 상부부분은 조향각의 변화를 도시하고 있으며 하부부분은 최종제어각의 변화를 도시하고 있다. 양자는 공통의 수평타임축선을 가지고 있다. 또한 목표제어각(θ1)은 비반응구역을 제외하고는 조향각(φ)에 비례하므로 조향각(φ)과 유사한 방식으로 변화한다. 조향각(φ)이 완만하게 변화하면, 최종제어각(θ)은 목표제어각(θ1)(도 5에서 스텝 7)과 일치되며, 그래서 최종제어각(θ)은 조향각(φ)과 유사한 방식으로 변화한다.
하지만, 조향각(φ)이 빠르게 변화하면(도 8에서 Ta 및 Tb부분), 최종제어각은 완만하게 변화하여 최적제어속도(K)로 제한한다(도 5에서 스텝 5 또는 스텝 6).
도 8에서 Ta 및 Tb 부위와 같이 조향핸들이 빠르게 복귀되는 경우에, 종래기술에 의하여 조사구역은 빠르게 변화되어 운전자에게 부조화감을 주며, 하지만 본 실시예에 의하면 조사구역은 최종제어각의 변화가 최적제어속도(K)로 제한되기 때문에 원활한 속도로 변화되어 운전자에게 부조화감을 주지 않는다.
또한, 최적제어속도(K)가 눈이동속도(Ve)로 비례하므로, 조사구역은 운전자의 긴장도에 적합한 속도로 변화되어 운전자의 감각 및 의향을 충족시킨다.
운전자의 긴장도가 상기 실시예에서 눈이동속도(Ve)로부터 판단되지만, 운전자의 심장박동수는 눈이동속도(Ve)의 위치에서 측정될 수 있다. 이 경우에, 예컨대 심장박동수 센서를 운전자의 팔에 부착하는 것은 필요하다.
긴장도는 심장박동수를 분석함으로써 심장고동 등의 간격의 변동으로부터 판단되며 운전자의 심장박동수를 기초로 한 긴장도에 대응하는 최적제어속도(K)의 맵은 눈이동속도(Ve)의 경우와 마찬가지로 사전에 준비된다.
이 최적제어속도는 긴장도가 높으면 조사구역이 빠르게 변화되고 긴장도가 낮으면 조사구역이 느리게 변화되는 방식으로 조사구역의 변화를 제어하는데 사용된다.
운전자의 피부전위는 또한 긴장도를 나타낸다. 긴장도가 높으면 운전자의 손등은 땀이 배어 피부전위를 낮게 한다. 그러므로, 운전자의 피부전위가 측정되면, 그 결과는 상술된 눈이동속도(Ve)와 심장박동수와 같은 방식으로 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 조사구역의 변화량 및 변화속도중의 적어도 하나가 운전자의 긴장도에 따라 조정되므로, 운전자에게 부조화감을 주지 않고 운전자의 감각 및 의향을 충족시키는 적절한 조사구역의 변화가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 긴장도 예측수단이 운전상태 검출수단에 의해서 검출된 정보를 분석함으로써 운전자의 긴장도를 예측하고 제어수단이 긴장도를 기초로 하여 조사구역을 변화시키므로, 조사구역은 운전자의 긴장도에 따라 변화될 수 있다.
결과적으로, 운전자의 긴장도를 고려하여 위화감이 없는 자연스러운 조사구역의 변경이 가능한 차량용 헤드램프장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 차량을 위에서 본 도면,
도 2는 바람직한 실시예의 헤드램프의 요동기구를 도시한 개략 사시도,
도 3은 CCD 카메라에 의해서 촬영된 화상을 도시한 도면,
도 4는 제어시스템의 개략 블록선도,
도 5는 조사구역을 변화시키는 순서를 도시한 플로우챠트,
도 6은 조향각(φ)과 목표제어각(θ1) 사이의 대응을 도시한 φ-θ1 맵의 좌표를 나타낸 도면,
도 7은 눈이동속도(Ve)와 최적제어속도(K) 사이의 대응을 도시한 Ve-K 맵의 좌표를 나타낸 도면,
도 8은 조향각(φ)의 변화와 목표제어각(θ)의 변화를 비교한 도면.

Claims (3)

  1. 차량의 전방에서의 조사구역을 좌우방향으로 변화시킬 수 있는 차량용 헤드램프장치에 있어서, 상기 헤드램프장치는, 헤드램프의 조사구역을 변화시키기 위한 조사구역 변화수단, 운전자의 긴장도를 검출하기 위한 긴장도 검출수단, 및 상기 긴장도 검출수단에 의해서 검출된 정보를 기초로 하여 상기 조사구역 변화수단을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있으며, 상기 제어수단은 운전자의 긴장도에 따라 조사구역의 변화량 및 변화속도중 적어도 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 긴장도 검출수단은 운전자의 시선의 이동을 분석함으로써 운전자의 긴장도를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 긴장도 검출수단은 운전자의 심장박동수 또는 피부전위를 분석함으로써 운전자의 긴장도를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프장치.
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