KR101425250B1 - 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법 - Google Patents

차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 헤드라이트의 광축(AO)을 자동 조절하는 방법에 관한 것이다. 상기 광축은 차량 기울기(NFzg)에 따라, 수직 방향으로 조절된다. 차량 기울기(NFzg)는 기준 평면에 대한, 종방향 측면에서의 차량의 위치를 측정하는 높이 센서의 신호로부터 계산된다. 휠 회전수 또는 휠 속도로부터 계산된 차량 가속도(aFzg)의 신호를 기초로, 대향 배치된 차량 종방향 측면에서의 차량 높이의 값이 검출된다. 2 개의 높이 신호들로부터 차량의 기울기 계산이 이루어진다. 차량의 가속 상태에 따라, 차량 가속도에 대한 가속도 검출의 조절이 이루어진다.
Figure R1020097024694
차량 기울기, 차축, 차량 가속도, 높이 센서, 휠 속도, 휠 회전수

Description

차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법 {METHOD FOR CONTROLLING THE OPTICAL AXIS OF A VEHICLE HEADLIGHT}
본 발명은 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법에 관한 것이다.
차량 앞 도로의 소정 조명을 달성하기 위해, 차량 헤드라이트의 광축이 차축에 대해 수직으로 조절됨으로써, 운전자에게 충분한 시야가 주어지고 마주 오는 차량의 눈부심이 방지되는 것은 일반적으로 이미 알려져 있다. 이를 위해 정지 상태에서와 소정 위치로의 주행 동안 광축을 조절하는, 자동 작동식 시스템이 점점 더 많이 사용된다.
EP 0 825 063 B1에는 헤드라이트의 광축의 위치를 자동 제어하는 장치가 공지되어 있다. 이 장치는 2 개의 높이 센서들에 의한 전차축과 차체 그리고 후차축과 차체와의 각각의 간격의 측정으로부터 차량 기울기를 계산한다. 상이한 부하 상황 및 제동- 또는 가속 과정에서도 균일한 조명을 달성할 수 있도록, 차량 기울기로부터 상응하는 헤드라이트의 제어 각이 발생된다.
또한, EP 0 803 401 B1에는 헤드라이트의 광축을 자동 제어하는 장치가 공지되어 있다. 차량 기울기의 검출은 차량의 하나의 종방향 측면에 있는 단 하나의 높이 센서의 측정값을 기초로 이루어지고, 이 경우, 차량의 다른 종방향 측면 상에 서의 높이 값은 제 1 측정값을 기초로 산출된다. 차량의 제 1 종축의 높이 오프셋의 측정 및 서스펜션의 파라미터가 평가됨으로써, 차량의 다른 종방향 측면에서의 높이 오프셋이 결정된다. 다른 실시예에서, 차량의 다른 종축의 산출이 가속도 픽업의 평가에 의해 검증되고, 상기 가속도 픽업은 높이 오프셋을 산출하려는 축 근처에 위치하고, 수직 가속도를 2번 적분함으로써 높이 오프셋이 결정된다.
또한, DE 699 27 318 T2에는 단 하나의 높이 센서로부터 차량 기울기가 계산되는 것이 공지되어 있고, 바람직하게 상기 높이 센서는 차량 후방에 배치되고 차량 전방의 높이는 차량 후방에서 측정된 높이의 함수로서 결정된다. 차량의 정지 상태에서, 측정된 후방 높이로부터 직접 특성 곡선에 의해 기울기가 결정된다. 차량의 주행 상태에서는, 기울기 계산을 위한 높이 값들이 정지 상태에서 높이 및 후방에서의 차량 높이의 측정에 의해 측정된 높이 오프셋으로부터 결정되고, 속도에 따라 보정 팩터가 도입된다. 또한 차량 가속도에 따라, 차량 기울기의 계산된 신호를 위한 필터가 선택된다.
DE 196 26 398 B4에는 차량 브레이크의 ABS에 대해 최적화된, 도로 노면에 대한 데이터를 제공하기 위해, 휠 가속도의 분산 분석(variance analysis) 및 고주파 성분의 필터링에 의해 도로 상태를 검출하는 것이 공지되어 있다.
DE 38 12 600 C2에는 상이한 휠들의 휠 회전수들이 평가되고 도로의 비평면성의 검출이 휠 속도를 기초로 실시되는 안티 슬립 제어 장치가 공지되어 있다. 바람직하게 하나의 축의 각각의 휠 속도들이 서로 감산된다. 하나의 축의 휠 속도들의 차이의 평가에 의해 도로의 비평면성에 대한 척도가 주어진다. 전차축과 후 차축의 휠 속도들의 차이로부터 안티 슬립 제어 장치를 위해 사용되는 미끄러짐 값이 형성된다.
본 발명의 목적은 예컨대 제동- 및 가속 과정에 의한 차량 기울기의 영향이 조절되어, 차량 앞에 소정 조명이 일정하게 유지되도록 헤드라이트의 광축을 제어하는 것이다. 헤드라이트의 광축을 실제 차량 기울기에 따라 조절하는 것이 하이 다이나믹으로 이루어져야 하고 추가의 가속도 픽업 없이 이루어져야 한다.
상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 통해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 차량 헤드라이트의 광축을 조절하기 위해 사용된다. 차량 기울기의 신호를 기초로 차량 헤드라이트의 광축이 수직 방향으로 자동 조절된다. 차량 기울기의 검출을 위해, 기준 평면에 대한 차체, 바람직하게는 차량의 종방향 측면의 한 점의 높이를 측정하는 높이 센서가 사용된다. 또한, 차량 가속도의 측정 신호가 휠 센서들의 신호들로부터 검출된다. 바람직하게, 동일한 기준 평면에 대한, 차체, 바람직하게는 상기 측정점에 대향 배치되는 차량 종방향 측면의 다른 점의 높이가 차량 가속도(aFzg)의 신호로부터 검출된다. 기준 평면에 대한 차량의 높이는 높이 센서의 측정 장소와는 다른 장소에서 검출되고, 검출된 높이 값들 및 차축을 따른 높이 값들의 간격으로부터 차량 기울기가 검출된다. 본 발명에 따라, 바람직하게 하나의 차량 높이 센서만이 필요하고, 기울기 계산을 위한 다른 높이 신호는 측정된 차량 높이와 무관하게 휠 회전수 센서로부터 검출된다. 다른 차량 높이가 측정된 높이를 기초로 검출되는 종래 기술과는 달리, 검출은 높이 센서의 측정값과 무관하게 가속도로부터 이루어진다. 이로써, 높이 신호에서 에러가 있는 측정들은 계산에 덜 영향을 준다. 도로 비평면성에 의한 에러 측정들이 계산으로 전달되지 않는데, 왜냐하면 가속도로부터 형성된 다른 차량 높이가 측정 신호와 무관하게 검출되기 때문이다. 또한, 차량 높이의 검출이 각각의 차축들에 대한 한번의 측정으로부터 이루어질 수도 있다. 이 경우, 차축들이 기준 평면이다. 바람직하게 후차축 상에서 후차축에 대한 차체의 높이가 측정되고, 전차축에 대한 차체의 전방 높이는 산출된다. 상기 2 개의 검출된 높이들 간의 간격으로서 차량의 휠 베이스가 기울기 계산을 위해 사용된다.
간단한 실시예에서, 가속도로부터 형성된 차량 높이는 특성 곡선에 의해 검출된다. 상기 특성 곡선은 차량 타입에 따라 실험 기술적으로 검출되거나 또는 프로세스 모델링을 통해 유추될 수 있다.
본 발명에 따라, 차량의 가속 상태가 각각의 개별 휠들의 휠 회전수들, 휠 속도들 또는 휠 가속도를 기초로 검출되고, 가속 상태에 따라, 개별 휠들의 상이한 휠 센서들의 신호들이 평가된다. 바람직하게, 가속 상태에 따라, "실제(true)" 차량 가속도의 바로 다음의 값을 반영하는 휠 센서들이 평가된다. 포지티브 차량 가속시, 최소 휠 회전수 또는 휠 속도를 가진 차량 휠의 휠 센서의 신호가 차량 가속도를 계산하기 위해 사용된다. 이로써, 본 발명에 따라, 차량 구동시 휠들의 미끄러짐에 의해 야기되는 에러들이 방지된다. 네거티브 차량 가속(제동 과정)시, 최대 회전수 또는 휠 속도를 가진 차량 휠의 휠 센서의 신호가 사용된다. 이로써, 제동시 나타나는, 휠에서의 미끄러짐에 의한 에러가 최소화된다. 가속 과정 없이 차량 속도가 거의 일정한 경우, 차량 가속도를 가능한 정확하게 검출하기 위해, 적어도 2 개, 바람직하게는 모든 휠 센서들의 평균값이 차량 가속도를 계산하기 위해 사용된다. 상이한 도로 표면 또는 도로의 비평면성에 의한 에러가 평균값 형성에 의해 최소화된다.
본 발명의 다른 세부 사항들은 도면에 개략적으로 도시된 실시예를 참조로 설명된다.
도 1은 조명 폭 조절 수단을 포함한 차량의 개략도이고,
도 2는 헤드라이트의 광축의 조절을 위한, 본 발명에 따른 방법의 개략도이고,
도 3은 상이한 차량 가속도의 영역들의 다이어그램이다.
도 1에는 조명 폭 조절 수단을 위한 개별 변수들의 기하학적 할당 배치가 개략적으로 도시된다. 여기에서, 개략적으로 도시된 도로(S)는 그 표면이 기준 평면을 형성한다. 이 기준 평면을 기초로, 차체 상의 규정된 점에 대한 차량 높이가 측정된다. 차량의 수평축(FA)의 기울기를 검출하기 위해, 후방 차체에서의 높이(Hhinten) 및 전방 차체에서의 높이(Hvorn)가 측정된다. 바람직한 실시예에서 후방 높이(Hhinten)가 측정되고 전방 높이(Hvorn)는 차량의 가속도로부터, 예컨대 특성 곡선 에 의해 결정된다. 차체의 높이는 기준 평면인 도로(S)의 표면에 대해 측정될 수 있으나, 도시되지 않은 실시예에서는 차체의 높이의 측정이 각각의 차축(FAchse)에 대해서 이루어질 수도 있다. 이 경우, 바람직하게는 후차축(FAchse)에 대한 차체의 높이가 측정되고 전차축에 대한 전방 높이는 계산된다. 기울기를 계산하기 위한 기준 평면은 차축들을 통과하는 평면을 형성하고, 각각의 높이의 측정 또는 계산은 이 기준 평면에 대해 이루어진다. 측정된 높이 값과 계산된 높이 값 간의 간격으로는 간단하게, 공지된 차량 휠 베이스가 사용된다. 또한, 헤드라이트의 광축(AO)이 도시된다. 상기 광축(AO)의 기울기는 차량 수평축(FA)에 대해서 측정된다. 조명 폭 조절 수단의 목표는, 차량(FA) 앞 도로(S)에 소정의 조명을 균일하게 비추는 것이다. 도로(S)의 표면에 대한 차량의 수평축(FA)이 변하면, 균일한 조명을 보장하기 위해 액추에이터에 의해 헤드라이트의 광축(AO)의 기울기가 조절된다. 각각의 차량 에지들에서의 측정은 여기에서 예시로서 도시된다.
차량 내 다른 적합한 조립 위치 또는 축들의 평면에서 측정이 이루어질 수 있다. 기울기의 계산을 위해, 측정된 높이와 가속도로부터 계산된, 차량 수평축(FA)을 따른 높이와의 간격만을 알고 있으면 된다.
도 2에는 본 발명에 따른 방법이 블록 회로도로 도시된다. 제 1 블록(B1)에는 기준 평면에 대한 차체의 측정된 높이 신호, 바람직하게는 도로 표면에 대한 차량 후방(Hhinten)의 차량 높이의 측정된 높이 신호가 인가된다. 또한, 블록(B1)에는 측정 신호의 장소와 가속도 신호로부터의 높이 산출에 기준이 되는 장소 간의, 차 량 수평 축(FA)을 따른 간격이 인가된다. 또한, 블록(B1)에는 차량의 가속도 신호(aFzg)가 인가된다. 높이 신호의 측정에서 전제되는 것과 동일한 기준 평면에 대한 차체의 한 점의 높이, 여기에서는 예컨대 차체의 전방 에지의 높이(Hvorn)가 차량의 가속도 신호(aFzg)로부터, 이전에 결정된 특성 곡선에 의해 검출된다.
블록(B2)에서는, 계산된 차량 기울기(NFzg)가 입력부에 인가되고, 상기 기울기로부터 도로의 소정 조명에 필요한, 헤드라이트의 광축의 기울기(Nopt_Achse)가 검출된다. 후속해서, 헤드라이트의 광축의 기울기(Nopt_Achse)가 시상수(TFilter)를 가진 필터에 의해 평활화된다. 헤드라이트 기울기의 필터링된 신호(N_Filteropt_Achse)는 헤드라이트의 액추에이터의 제어를 위한 조절값으로서 사용된다. 상기 기울기 값에 따라, 헤드라이트의 조절 액추에이터가 제어된다. 유효 필터 시상수(TFilter)의 선택을 위해, 블록(B4)에는 개별 휠들의 휠 가속도의 차이가 형성된다. 상기 차이는 휠들, 즉 전방 좌측 휠(nRad_vl), 전방 우측 휠(nRad_vr), 후방 좌측 휠(nRad_hl), 후방 우측 휠(nRad_hr)의 휠 속도 또는 휠 회전수로부터 형성된다. 바람직한 실시예에서 모든 4 개의 휠들의 휠 회전수가 사용되고, 휠 가속도의 최대 차이(Diffmax_a)가 형성된다.
차량 가속도의 결정은 본 발명에 따라 차량의 가속 상태에 따라 변한다. 특히, 차량의 가속도가 심하게 포지티브인 경우 및 제동 과정에서, 개별 차량 휠들 간의 회전수의 차이가 나타나기 때문에, 본 발명에 따라, 차량 가속도(aFzg)가 선택된 차량 휠들의 휠 회전수, 휠 속도 또는 휠 가속도의 평가를 기초로 측정된다. 이를 위해, 개별 휠들의 개별 휠 회전수, 휠 속도 또는 휠 가속도가 측정되고 서로 비교된다. 포지티브 가속 상태에서 최소 측정값을 가지는 휠의 휠 회전수, 휠 속도 또는 휠 가속도가 차량 가속도(aFzg)를 검출하기 위해 사용된다. 차량의 제동시, 차량의 네거티브 가속 상태에서, 최대 측정값을 가지는 휠의 휠 회전수, 휠 속도 또는 휠 가속도가 차량 가속도(aFzg)를 검출하기 위해 사용된다. 차량이 가속 과정 없이 거의 일정한 속도 상태에 있으면, 바람직하게는 개별 휠들의 휠 회전수들, 휠 속도들 또는 휠 가속도들의 평균값이 차량 가속도(aFzg)를 검출하기 위해 사용된다. 이 경우, 바람직하게는 모든 차량 휠들의 측정값들로부터의 평균값이 사용된다. 대안으로, 2 개의 차량 휠들에 대한 평균값 형성도 실시될 수 있다.
측정에 있어서, 휠 회전수들 자체, 휠 속도들, 휠 가속도가 사용될 수 있다. 차량 휠들에 각각 할당 배치된 센서 휠들의 ABS-센서들의 시간상 연속하는 펄스들이 평가됨으로써, 휠 속도가 예컨대 ABS-센서들의 평가에 의해 직접 얻어질 수 있다. 휠 회전수들은 ABS-센서들의 평가에 의해서도 검출 가능하다. 휠 가속도는 바람직하게 휠 속도의 미분에 의해 검출된다.
도 3에는 차량의 상이한 가속 상태들의 분류가 다이어그램으로 도시된다. 수직축 상에 가속도가 포지티브 및 네거티브 방향으로 도시된다. 차량의 가속 상태들은 2 개의 임계값들(SW1 및 SW2)을 기초로 평가된다. A로 표시된 평면에서 가 속도 임계값들(SW1 및 SW2) 사이에서는 거의 가속이 없는, 일정한 주행 속도의 상태가 규정된다. 이러한 주행 상태에서 모든 휠들의 휠 센서들의 평가가 이루어지고, 바람직하게 모든 휠 센서들의 측정값들로부터 평균값이 형성된다. 가속도가 임계값(SW1)에 미달하면, B로 표시된 평면에서, 최대 회전수 또는 휠 속도를 가지는 휠의 휠 센서만이 평가된다. 이 경우, 차량은 확실한 네거티브 가속의 상태에 있다. 제동 과정에서 나타나는 미끄러짐으로부터 생기는 에러를 최소화하기 위해, 가장 큰 회전수를 가지는 휠의 회전수가 평가된다. 차량 가속도가 임계값(SW2)을 초과하면, C로 표시된 평면에서, 최소 회전수 또는 휠 속도를 가지는 휠의 휠 센서만이 평가된다. 임계값들(SW1, SW2)을 기초로, 차량의 가속 상태를 분류하기 위해 사용되는 차량 가속도는 예컨대 이전 사이클에서 계산된 차량 가속도(aFzg)로부터 검출될 수 있다. 또한, 차량 가속도가 현재 측정된 휠 회전수들 또는 휠 속도들의 평균값을 기초로 검출되는 것도 가능하다.

Claims (9)

  1. 차량 헤드라이트의 광축(AO)을 제어하는 방법으로서, 차량 기울기(NFzg)의 신호를 기초로 상기 차량 헤드라이트의 광축(AO)이 수직 방향으로 조절되고, 상기 차량 기울기(NFzg)가 기준 평면에 대한 차량의 높이를 측정하는 높이 센서의 신호로부터 계산되며, 또한 상기 차량 가속도(aFzg)의 측정 신호가 검출되는, 차량 헤드라이트의 광축(AO)을 제어하는 방법에 있어서,
    후방 높이(Hhinten)는 기준 평면에 대해 측정되고 전방 높이(Hvorn)는 상기 차량 가속도(aFzg)로부터 검출되며, 이렇게 검출된 높이 값들 및 상기 높이 값들 간의 간격으로부터 상기 차량 기울기(NFzg)가 검출되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차량 가속도(aFzg)로부터 검출되는 차량의 높이는, 차량 높이의 할당이 차량 가속도의 함수로서 나타나는 사전에 규정된 특성 곡선에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 각각의 개별 휠들의 휠 회전수들, 휠 속도들 또는 휠 가속도를 기초로, 상기 차량 가속도(aFzg)가 검출되고, 차량의 가속 상태에 따라 상기 개별 휠들의 상이한 휠 센서들의 신호들이 상기 차량 가속도(aFzg)를 계산하기 위해 평가되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 포지티브 차량 가속도의 경우, 최소 휠 회전수 또는 휠 속도를 갖는 차량 휠의 휠 센서의 신호가 상기 차량 가속도(aFzg)를 계산하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 네거티브 차량 가속도의 경우(제동 과정), 최대 회전수 또는 휠 속도를 갖는 차량 휠의 휠 센서의 신호가 사용되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 가속 과정 없이 차량 속도가 일정한 경우, 적어도 2개의 휠 센서들의 평균값이 상기 차량 가속도(aFzg)를 계산하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 가속 상태가 포지티브 차량 가속도(aFzg)에 대한 적어도 하나의 임계값 및 네거티브 차량 가속도(aFzg)에 대한 적어도 하나의 임계값을 기초로 규정되고, 상기 임계값들 사이의 영역에서 가속 과정 없는, 일정한 차량 속도가 규정되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 후차축(FAchse)에 대한 후방 높이(Hhinten)가 측정되고 전차축(FAchse)에 대한 전방 높이(Hvorn)는 상기 차량 가속도(aFzg)로부터 검출되고, 상기 기준 평면은 상기 2 개의 차축들을 통해 연장하고, 측정된 상기 높이와 계산된 높이 간의 간격이 휠 베이스에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 헤드라이트의 광축을 제어하는 방법.
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