KR102208605B1 - 모터 구동 제어 장치 및 이를 포함하는 차량용 전조등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터와 같은 유도성 부하의 구동 제어에 있어서 초기 구동시 소정 시간 동안 높은 출력 전류를 제공한 후 정상 상태로 복귀하도록 제어하는 모터 구동 제어 장치 및 이를 포함하는 차량용 전조등에 대한 것이다.
본 발명은, 전원부로부터 공급된 전류를 소정 시간 동안 증가시켜 공급하는 모터 구동전류 보상부를 포함하여, 상기 구동 모터로의 전류 공급은 상기 모터 구동전류 보상부에 의해 공급 초기 공급되는 전류가 상기 소정 시간 경과후 전류보다 큰 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치 및 이를 포함하는 차량용 전조등을 제공한다.

Description

모터 구동 제어 장치 및 이를 포함하는 차량용 전조등 {Motor Drive Control Device and Headlamp for Vehicles Having the Same}
본 발명은 모터 구동 제어 장치 및 이를 포함하는 차량용 전조등에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 모터와 같은 유도성 부하의 구동 제어에 있어서 초기 구동시 소정 시간 동안 높은 출력 전류를 제공한 후 정상 상태로 복귀하도록 제어하는 모터 구동 제어 장치 및 이를 포함하는 차량용 전조등에 대한 것이다.
자동차의 안전 운행을 위한 장치로서, 전조등을 비롯한 조명 장치가 사용된다. 차량용 전조등의 경우, 운전 조건에 따라 빔 패턴을 변화시키는 것이 요구된다. 대표적인 빔 패턴으로서는 로우 빔(Low Beam)과 하이 빔(High Beam) 조명 패턴을 예로 들 수 있다.
차량용 전조등의 빔 패턴을 변화시키기 위하여 전조등 내부에 조사 패턴을 변화시키는 쉴드(Shield)를 구비한다. 쉴드는 전조등의 전방으로 조사되는 광을 차폐시킴으로써 특정한 빔 패턴을 형성한다.
최근에는 간단한 구조로 하이 빔과 로우 빔을 형성하기 위하여 이중 기능 전조등(Bi-Fuctional Headlamp)이 제시되고 있다. 일례로서, 미국등록특허 제7,568,825호는 구동 모터에 의해 구동되는 한편, 스프링에 의해 상기 구동 모터의 구동 방향에 반대되는 방향으로 힘이 가해지는 쉴드를 포함하는 차량용 전조등을 개시한다. 상기 선행기술은 구동 모터에 의해 쉴드가 정회전 또는 역회전되며, 스프링에 의해 가해지는 반력에 대응하여 구동 모터에 소정 전압을 인가함으로써 특정 빔 상태를 유지하도록 하고, 구동 모터에 인가된 전압이 제거되면 스프링에 의해 쉴드가 원위치로 복귀하는 구성을 제시한다.
그런데, 상기와 같은 이중 기능 전조등의 경우, 쉴드의 빠른 동작을 위해서는 구동 모터의 초기 구동이 빠르게 수행되고, 쉴드가 소정 빔 패턴을 형성하는 위치에 있는 경우에는 구동 모터의 과부하를 방지할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 대응하여, 초기 구동시 소정 시간 동안 높은 출력 전류를 제공한 후 정상 상태로 복귀하도록 제어하는 모터 구동 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 빠른 응답성과 더불어 안정성을 갖는 모터 구동 제어 장치를 포함하여 이중 기능을 구현하는 모터 구동 제어 장치를 구비한 차량용 전조등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 구동 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에 있어서, 전원부로부터 공급된 전류를 소정 시간 동안 증가시켜 공급하는 모터 구동전류 보상부를 포함하여, 상기 구동 모터로의 전류 공급은 상기 모터 구동전류 보상부에 의해 공급 초기 공급되는 전류가 상기 소정 시간 경과후 전류보다 큰 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치는, 상기 모터 구동 전류 보상부의 출력단에 연결되며, 상기 구동 모터로 공급되는 전류의 상한을 제한하는 구동전류 제한부를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 상기 모터 구동 제어 장치는, 상기 구동전류 제한부의 동작을 위한 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 회로부를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터 구동 제어 장치는, 상기 구동 모터의 전원 공급단에는 상기 구동 모터의 오프(OFF)시 역기전력에 의한 손상을 방지하는 역기전력 방지부를 추가로 포함할 수 있다.
더불어, 본 발명은, 램프와 리플렉터를 포함하는 차량용 전조등에 있어서, 쉴드 구동축, 상기 쉴드 구동축을 따라 회전하는 쉴드, 상기 쉴드 구동축을 회전 구동시키는 구동 모터, 및 상기 쉴드 구동축을 복귀시키는 탄성 요소를 구비한 쉴드 조립체; 및 상기 구동 모터의 구동 제어를 위하여 상술한 모터 구동 제어 장치를 포함하는 차량용 전조등을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 전조등은 모터 구동 제어 장치의 제어에 의해 구동 모터의 초기 구동이 빠르게 이루어지는 장점이 있어, 신속한 쉴드 구동에 따른 빔 패턴 변화가 가능하게 된다.
본 발명에 따르면, 모터의 초기 구동시 높은 전류를 공급하여 빠른 구동이 가능하도록 하고, 소정 시간 정지된 경우 공급되는 전류를 감소시켜 구동 모터의 과부하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 빠른 응답성과 안정성을 갖는 모터 구동 제어 장치치를 포함하여 보다 우수한 이중 기능 구현이 가능한 차량용 전조등이 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 전조등의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치에 있어서, 모터 구동전류 보상부의 트랜지스터의 동작 파형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치에 있어서, 구동전류 제한부의 동작 파형을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 전조등의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 전조등(10)은, 리플렉터(14)를 포함한 외부 케이스(12)와, 램프(16)와, 빔 패턴을 형성하는 쉴드 조립체(20)를 포함한다.
상기 쉴드 조립체(20)는, 쉴드 구동축(22)과, 쉴드 구동축(22)에 결합하여 회전하는 쉴드(24)와, 쉴드 구동축(22)의 회전을 지지하는 구동축 베어링(26a, 26b)과, 쉴드 구동축(22)의 복귀를 위한 탄성 요소(28)와, 쉴드 구동축(22)의 회전 구동을 위한 구동 모터(30)를 포함한다. 구동 모터(30)는 쉴드 구동축(22)을 일 방향으로 회전시키는 기능을 수행하며, 탄성 요소(28)는 구동 모터(30)의 구동 방향과 반대 방향으로 탄성력을 가한다. 이에 따라, 구동 모터(30)에 의한 쉴드 구동축(22)의 회전은 구동 모터(30)의 회전력과 상기 탄성 요소(28)에 의한 반발력이 평형을 이루는 지점에서 멈추게 된다(제 1 위치). 상기 회전 요소(28)는, 일 실시예에 있어서 코일 스프링일 수 있다. 또한, 상기 쉴드 구동축(22)의 회전을 제한하기 위한 멈춤 부재(미도시)가 상기 쉴드 조립체(20) 또는 상기 외부 케이스(12)에 구비될 수 있다.
구동 모터(30)의 구동력이 제거되면, 쉴드 구동축(22)은 상기 탄성 요소(28)의 반력에 의해 제 2 위치로 복귀한다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 전조등(10)은 후술하는 모터 구동 제어 장치를 포함한다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치의 회로도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치에 있어서, 모터 구동전류 보상부의 트랜지스터의 동작 파형을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치에 있어서, 구동전류 제한부의 동작 파형을 도시한 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 구동 제어 장치(100)는, 전력을 공급받는 초기에 구동 모터(30)에 공급되는 전류를 보상하는 초기 구동전류 보상부(40)와, 구동 모터(30)에 공급되는 전류의 상한을 제한하는 구동전류 제한부(50)를 포함한다.
또한, 상기 모터 구동 제어 장치(40)는, 구동 모터(30)의 OFF 시에 역기전력에 의한 회로 손상을 방지하는 역기전력 처리부(60)와, 상기 구동 전류 제한부(50)의 동작을 위한 바이어스 회로부(70)와, 차량에 탑재되는 배터리의 역접속 상황에서 회로 보호를 위한 역전압 방지부(80)를 포함한다.
초기 구동전류 보상부(40)는, 구동 모터(30) 구동을 위한 전원 공급 초기에 구동 모터(30)로 공급되는 전류를 증가시키는 기능을 수행한다. 초기 구동전류 보상부(40)는 구동 모터(30)와 같은 유도성 부하의 경우 초기 구동시에 높은 전류를 공급하여 빠른 동작을 수행한다. 도 1에 도시된 차량용 전조등(10)의 쉴드 조립체(20)를 제 2 위치에서 제 1 위치로 빠르게 구동하기 위해서는 구동 모터(30)의 신속한 초기 작동이 요구된다. 초기 구동전류 보상부(40)는 초기 구동 전류를 상승시키고 소정 시간 경과 후 본래 전류값으로 복귀시킨다.
이러한 초기 구동전류 보상부(40)는 전원부(90)로부터 전원을 공급받아 작동 초기에는 초기 구동전류 보상부(40)에서의 출력 전류를 높게 유지한 후, 소정 시간 경과후 기본 전류값으로 환원한다.
도 4의 (a)는 도 3에 도시된 초기 구동전류 보상부(40)의 트랜지스터(Q2)의동작 파형을 도시하고, 도 4의 (b)는 도 3에 도시된 초기 구동전류 보상부(40)의 트랜지스터(Q3)의 동작 파형을 도시한다. 도 4의 (a)를 참조하면, 전원 인가시에, 트랜지스터(Q2)의 베이스 전압이 급격히 상승함에 대해 출력 전류는 초기 증가 상태에서 정상값으로 복귀한다. 또한, 도 4의 (b)를 참조하면, 전원 인가시에, 트랜지스터(Q3)의 베이스단의 저항(R9)의 인가 전압은 급격히 상승하였다가 감소하며, 출력 전류는 초기 증가 상태에서 정상값으로 복귀한다.
구동전류 제한부(50)는 입력 전압 상승시에 이에 따라 증가하는 전류를 제한하는 기능을 수행한다.
역기전력 처리부(60)는 구동 모터(30)에 대한 전원 오프(OFF) 시 발생하는 역기전력을 내부의 프리휠링(free-wheeling) 다이오드를 이용하여 처리한다. 이에 따라 역기전력에 의한 회로의 손상을 방지한다. 도 5를 참조하면, 입력 전압의 상승에도 불구하고 출력 전류는 소정 범위 내로 제한되는 것을 확인할 수 있다.
바이어스 회로부(70)는 구동전류 제한부(50)의 작동을 위한 바이어스 전압을 생성한다.
역전압 방지부(80)는 다이오드(D2)로 구성될 수 있으며, 차량에 탑재된 배터리의 극성이 역접속되는 경우 회로를 보호하는 기능을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 역전압 방지부(80)는 전원부(90)의 일측은 양극(+)과 연결되고, 역전압 방지부(80)의 출력단은 초기 구동전류 보상부(40) 및 바이어스 회로부(70)로 연결된다.
한편, 이상의 설명에 있어서, 모터 구동 제어 장치(100)가 차량용 전조등(10)의 구동 모터(30) 제어에 사용되는 것을 일례로 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치(100)는 차량용 전조등(10)의 구동 모터(30) 이외의 다른 구동 모터 제어에도 사용될 수 있다. 즉, 본 발명은 구동 모터와 같은 유도성 부하를 제어함에 있어서, 일정한 입력 전압에 대해 초기 부하 구동시 일정 시간 동안 높은 출력 전류를 공급하고, 소정 시간 경과후 본래 전류값으로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 차량용 전조등 12 : 외부 케이스
14 : 리플렉터 16 : 램프
20 : 쉴드 조립체 22 : 쉴드 구동축
24 : 쉴드 26a, 26b : 구동축 베어링
28 : 탄성 요소 30 : 구동 모터
40 : 초기 구동전류 보상부 50 : 구동전류 제한부
60 : 역기전력 처리부 70 : 바이어스 회로부
80 : 역전압 방지부 90 : 전원부

Claims (5)

  1. 구동 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에 있어서,
    전원부로부터 공급된 전류를 소정 시간 동안 증가시켜 공급하는 초기 구동전류 보상부;를 포함하여, 상기 구동 모터로의 전류 공급은 상기 초기 구동전류 보상부에 의해 공급 초기 공급되는 전류가 상기 소정 시간 경과후 전류보다 크고,
    상기 초기 구동전류 보상부의 출력단에 연결되며, 상기 구동 모터로 공급되는 전류의 상한을 제한하는 구동전류 제한부;
    상기 구동전류 제한부의 동작을 위한 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 회로부; 및
    일측이 상기 전원부의 양극에 연결되고 타측이 상기 초기 구동전류 보상부 및 상기 바이어스 회로부에 연결되어 차량에 탑재된 배터리의 극성이 역접속되는 경우 회로를 보호하는 역전압 방지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 모터의 전원 공급단에는 상기 구동 모터의 오프(OFF)시 역기전력에 의한 손상을 방지하는 역기전력 처리부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
  5. 램프와 리플렉터를 포함하는 차량용 전조등에 있어서,
    쉴드 구동축, 상기 쉴드 구동축을 따라 회전하는 쉴드, 상기 쉴드 구동축을 회전 구동시키는 구동 모터, 및 상기 쉴드 구동축을 복귀시키는 탄성 요소를 구비한 쉴드 조립체; 및
    상기 구동 모터의 구동 제어를 위한 상기 제 1 항 또는 상기 제 4 항에 따른 모터 구동 제어 장치를 포함하는 차량용 전조등.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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인용발명 1: 일본 특허공보 특허 제 4392286호(2009.12.24.) 1부.*
인용발명 2: 공개특허공보 제10-2005-0114315호(2005.12.06.) 1부.*

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