KR102396264B1 - 차량용 램프의 레벨링 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

차량용 램프의 레벨링 제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 방향에 대한 차량의 가속도를 감지하도록 배치된 하나 이상의 가속도 센서; 차량의 휠의 속도를 감지하도록 배치된 휠속 센서; 차량의 주변에 빛을 조사하도록 배치된 램프; 램프와 연결되어, 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 조절하도록 배치된 구동부; 및 차량이 주행 중인 경우에는, 차량의 가속 또는 감속 상황에서 가속도 센서를 이용하여 도로에 대한 차량의 동적 기울기값을 연산한 후 차량의 동적 기울기값을 기초로 차량의 제1 정적 기울기값을 연산하고, 차량이 정차 중인 경우에는, 가속도 센서 및 차량이 위치하고 있는 도로의 도로 기울기값을 이용하여 차량의 제2 정적 기울기값을 연산한 후 연산된 제1 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값을 기초로 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 제어하도록 차량에 배치된 제어부를 포함하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치를 제공한다.

Description

차량용 램프의 레벨링 제어장치 및 그 제어방법{Leveling Controller Device of Vehicle Lamp And Controller Method Therefor}
본 개시는 차량용 램프의 레벨링 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량에는 야간 주행 시 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 등을 가진 램프가 구비되어 있다.
이 중에서 헤드 램프(headlamp)는 차량이 야간에 주행하거나 터널 등과 같이 어두운 장소를 주행하는 경우 차량의 주행 방향과 같은 방향으로 빛을 조사하여 운전자의 전방 시야를 확보하는 필수적인 기능을 가지고 있다. 일반적으로 헤드 램프는 정해진 방향으로 빛을 조사하도록 설치되는데, 차량의 차고(vehicle height)가 변하는 경우에도 정해진 방향으로만 빛을 조사하는 경우에는 충분한 시야를 확보하지 못하거나 대향 차량에게 눈부심이 발생되도록 하는 경우가 발생한다.
이를 해결하기 위해 차량에 차고 센서(height sensor of vehicle)를 배치하여 차량의 기울기를 파악하고, 그에 따라 헤드 램프에서 조사되는 빛의 높낮이를 조절하는 기술이 도입되었다. 그러나 차고 센서를 차체에 장착하기 위해서는 브라켓(bracket), 차고 센서, 샤시(chassis), 차체 내 동적 운동을 전달하기 위한 암(arm), 링크(link) 및 링크 브라켓(link bracket) 등 많은 구성들이 필요하다. 이는 설계에 많은 시간이 소요되고 생산 단가가 증가하며 차체의 무게가 증가해 연비에 안좋은 영향을 미친다.
이러한 차고 센서의 문제점을 해결하기 위해 가속도 센서(acceleration sensor)를 이용하여 차량의 기울기를 판단하는 제어장치들이 개발되었는데, 가속도 센서를 사용할 경우 노이즈(noise)에 의한 오차가 발생하게 되고, 차량 주행 중 이러한 오차가 누적되면서 차량의 기울기 추정이 부정확해진다는 문제가 있다.
이에, 본 개시는 차고 센서를 대체하여 차량 설계 시간을 단축하고, 생산 단가를 절감하며, 차체의 무게를 감소시켜 연비를 개선하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 차량 주행 중에도 지속적으로 차량만의 기울기를 예측하는 새로운 로직을 적용하여 차량만의 기울기를 추출해 누적 오차를 방지하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 하나 이상의 방향에 대한 차량의 가속도를 감지하도록 배치된 하나 이상의 가속도 센서(acceleration sensor); 차량의 휠의 속도를 감지하도록 배치된 휠속 센서(wheel speed sensor); 차량의 주변에 빛을 조사하도록 배치된 램프(lamp); 램프와 연결되어, 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 조절하도록 배치된 구동부(driving unit); 및 차량이 주행 중인 경우에는, 차량의 가속(acceleration) 또는 감속(deceleration) 상황에서 가속도 센서를 이용하여 도로에 대한 차량의 동적 기울기값(dynamic angle value)을 연산한 후 차량의 동적 기울기값을 기초로 차량의 제1 정적 기울기값(first static angle value)을 연산하고, 차량이 정차 중인 경우에는, 가속도 센서 및 차량이 위치하고 있는 도로의 도로 기울기값(road angle value)을 이용하여 차량의 제2 정적 기울기값(second static angle value)을 연산한 후 연산된 제1 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값을 기초로 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 제어하도록 차량에 배치된 제어부(controller)를 포함하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치를 제공한다.
또한, 휠속 센서를 이용하여 차량이 주행 중인지 또는 정차 중인지 여부를 판단하는 주행상태 판단과정; 차량이 주행 중이라고 판단한 경우 차량의 가속 또는 감속 시 측정된 차량의 속도 및 가속도를 기초로 동적 기울기값을 연산한 후 동적 기울기값을 제1 정적 기울기값으로 변환하고, 차량이 정차 중이라고 판단한 경우 가속도 센서를 이용하여 전체 기울기값을 연산하여 연산된 전체 기울기값 및 도로 기울기값을 기초로 제2 정적 기울기값을 연산하는 연산과정; 및 차량의 제1 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값을 기초로 차량에 배치된 램프에서 조사되는 광의 위치를 조절하는 램프조절과정을 포함하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 차량용 램프의 레벨링 제어장치 및 그 제어방법은 차고 센서 대신 가속도 센서를 이용하여 차량만의 기울기를 측정함으로써 차고 센서를 설치함에 따르는 설계 시간을 단축하고 생산 단가를 절감하며, 차체의 무게를 감소시켜 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 개시는 가속도 센서를 이용하여 차량만의 기울기를 측정할 때 발생하는 노이즈에 의한 오차 누적을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 레벨링 제어장치의 블록도이다.
도 2는 차량의 제1 정적 기울기값 및 제2 정적 기울기값을 연산하는 과정을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 동적 기울기값을 제1 정적 기울기값으로 변환하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 레벨링 제어방법의 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 레벨링 제어방법의 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 레벨링 제어장치의 블록도이다. 도 2는 차량의 제1 정적 기울기값 및 제2 정적 기울기값을 연산하는 과정을 설명하기 위해 도시된 도면이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 동적 기울기값을 제1 정적 기울기값으로 변환하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다. 여기서, 제1 정적 기울기값은 차량 주행 중 도로면을 기준으로 한 차량의 기울기 값을 의미하고, 제2 정적 기울기 값은 차량 정차 중 도로면을 기준으로 한 차량의 기울기값을 의미하며, 최종 정적 기울기값은 제어부(40)가 차량 주행 중 연산한 복수개의 유효한 제1 정적 기울기값의 중간값 또는 평균값을 의미한다. 동적 기울기값은 차량 주행 중 가속 또는 감속 상황에 형성되는 차량의 기울기값을 의미한다.
도 1을 참조하면, 차량용 램프의 레벨링 제어장치는 가속도 센서(acceleration sensor, 10), 휠속 센서(wheel speed sensor, 20), 승하차 감지부(getting on and off sensor, 30), 제어부(controller, 40), 구동부(driving unit, 50) 및 램프(lamp, 60)의 전부 또는 일부를 포함한다.
가속도 센서(10)는 하나 이상의 방향에 대한 차량의 가속도를 감지하도록 차량에 배치된다. 가속도 센서(10)는 서로 직교하는 X축, Y축, Z축을 가지는 3축 가속도 센서이다. 가속도 센서(10)는 차량에 장착되어 차량에 생기는 가속도 벡터(acceleration vector)를 검출한다. 차량이 주행 중에는 중력가속도(gravitational acceleration)와 차량의 이동에 의한 운동가속도(kinetic acceleration)가 생기는데, 가속도 센서(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 중력가속도 벡터
Figure 112020120402230-pat00001
와 운동가속도 벡터
Figure 112020120402230-pat00002
가 합성된 합성가속도(composite acceleration) 벡터
Figure 112020120402230-pat00003
를 검출할 수 있다. 또한, 차량이 정차 중에는 가속도 센서(10)는 중력가속도 벡터
Figure 112020120402230-pat00004
를 검출할 수 있다. 가속도 센서(10)는 검출된 값을 제어부(40)에 송신하며, 제어부(40)는 가속도 센서(10)로부터 수신한 값을 전후축(longitudinal axis), 좌우축(latitudinal axis), 및 상하축(vertical axis)의 성분으로 변환한다.
휠속 센서(20)는 차량의 휠의 회전 속도(rotational speed)를 감지하는 센서이다. 휠속 센서(20)는 차량의 각 휠에 하나씩 배치되어 각각 휠의 속도를 측정한다. 휠속 센서(20)를 이용하여 차량의 휠의 회전 속도를 측정하고, 휠의 회전 속도를 기초로 차량의 진행방향의 속도를 연산할 수 있다.
승하차 감지부(30)는 차량 내 사람 또는 물체가 승하차(getting on and off) 하는지 여부를 감지한다. 차량 내 사람 또는 물체가 승하차할 경우 차량 전체의 무게중심(center of gravity) 위치가 달라지게 되고, 차량 자체의 기울기에 변화가 발생하므로 사람 또는 물체의 승하차를 감지할 필요가 있다. 승하차 감지부(30)에는 차량 시트(seat)에 배치되는 무게센서(weight sensor), 차량의 도어의 열림/닫힘을 감지하는 도어개폐센서(door opening and closing sensor), 차량 내의 상황을 감지할 수 있는 레이더센서(radar sensor) 및 카메라센서(camera sensor) 등이 될 수 있다. 본 개시는 도어개폐센서를 중심으로 설명되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 서술된 승하차 감지부(30)의 구성은 예시적인 것으로 이에 제한되지 않으며, 차량 내 사람 또는 물체의 승하차를 감지할 수 있는 모든 구성을 포함한다.
제어부(40)는 차량기울기 연산부(vehicle slope calculator, 41), 도로기울기 연산부(road slope calculator, 42) 및 구동출력 연산부(driving output calculator, 43)의 전부 또는 일부를 포함한다. 제어부(40)의 구성은 제어부(40)의 기능에 관한 설명의 편의를 위해 구분한 것으로, 제어부(40) 내에 반드시 서술한 바와 같이 구성이 별도로 구비되어야 하는 것은 아니다. 제어부(40)는 상기 서술된 구성 외에도 메모리(memory)를 포함할 수 있고, 구동부(50) 및 램프(60)뿐 아니라 차량의 전체적인 주행에 관한 제어를 수행하는 ECU(Electronic Controller Unit)일 수 있다.
제어부(40)는 가속도 센서(10), 휠속 센서(20) 및 승하차 감지부(30)로부터 수신한 신호를 기초로 차량의 제1 정적 기울기값(first static angle value), 제2 정적 기울기값(second static angle value) 및 최종 정적 기울기값(final static angle value) 중 어느 하나 이상을 연산한다. 제어부(40)는 연산된 제1 정적 기울기값, 제2 정적 기울기값 또는 최종 정적 기울기값을 이용하여 램프(60)에서 조사되는 빛의 각도를 조절하기 위해 램프(60)의 조사각을 조절하도록 배치된 구동부(50)의 출력을 연산하여 구동부(50)의 움직임을 제어한다.
차량기울기 연산부(41)는 차량이 주행 중인 경우에는 차량의 가속 또는 감속 상황에서 가속도 센서(10)를 이용하여 도로면에 대한 차량의 동적 기울기값(dynamic angle value)을 연산한다. 차량기울기 연산부(41)는 동적 기울기값을 연산한 후 동적 기울기값에 상응하는 제1 정적 기울기값을 연산한다. 동적 기울기값은 가속 또는 감속 상황에서 차량의 관성(inertia) 등에 의해 차량이 기울어지는 영향을 받으므로, 차량이 정차 중 또는 정속 주행 중일 때의 차량의 기울기값과 차이가 발생한다. 따라서 차량의 가속 또는 감속에 의해 영향을 받지 않는 차량만의 기울기값, 즉 제1 정적 기울기값을 연산한 후 이를 기초로 램프(60)를 조절해야 한다.
차량의 주행 중 가속 또는 감속에 따른 동적 기울기값은 수학식 1을 만족한다. 각 기호는 도 2에 도시된 그림을 참고하여 설명한다.
Figure 112020120402230-pat00005
여기서
Figure 112020120402230-pat00006
는 도로의 기울기,
Figure 112020120402230-pat00007
는 도로면에 대한 차량의 동적 기울기값,
Figure 112020120402230-pat00008
는 중력 가속도 및
Figure 112020120402230-pat00009
는 차량의 주행 가속도이다.
Figure 112020120402230-pat00010
는 차량의 총합 가속도의 벡터값이고, 수학식 1은 이를 도 2에 도시된 X축 및 Z축을 기준으로 분해하여
Figure 112020120402230-pat00011
및
Figure 112020120402230-pat00012
에 관하여 표현하였다.
수학식 1을 이용하여 수학식 2를 도출해
Figure 112020120402230-pat00013
을 연산할 수 있다.
Figure 112020120402230-pat00014
수학식 2를 이용하여
Figure 112020120402230-pat00015
를 연산한 후에는 동적 기울기값
Figure 112020120402230-pat00016
를 구할 수 있다.
차량기울기 연산부(41)가 동적 기울기값을 구한 후, 동적 기울기값을 제1 정적 기울기값으로 변환하기 위해 차량기울기 연산부(41)는 주행 시험으로부터 얻어낸 동적-정적 기울기 변환식을 적용할 수 있다. 이러한 동적-정적 기울기 변환식은 차량의 종류에 따라 차이가 발생할 수 있으며, 종류에 따라 별도의 주행 시험이 필요하다. 도 3을 참조하면, 동적 기울기값에 대응되는 제1 정적 기울기값을 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 이는 실험을 통해 얻어진 값이며 주행시험은 기 설정된 임계값 이하의 수치를 갖는 가속 또는 감속 상황에서 발생하는 차량의 동적 기울기값을 측정하고, 그 차량의 실제 제1 정적 기울기값을 측정하여 상관관계를 그래프로 표시한 것이다. 도 3에 도시된 그래프는 가속 또는 감속 값이 일정할 때의 동적 기울기값과 정적 기울기값의 상관관계를 나타낸 것으로, 여러 개의 가속 또는 감속 값에 따라 복수의 동적-정적 기울기 변환식이 만들어질 수 있다. 각 차량은 무게, 크기 및 무게중심의 위치 등과 같은 차량의 물리적 특성을 달리하므로 별도의 동적-정적 기울기 변환식을 갖고 있다. 동적 기울기값과 제1 정적 기울기값의 상관관계를 변환식이 아닌 LUT(Look-Up Table)의 형식으로 저장하여 변환할 수도 있다.
차량기울기 연산부(41)는 일정한 시간 간격마다 제1 정적 기울기값을 연산하여 저장할 수 있다. 보다 정확한 제1 정적 기울기값을 연산하기 위해, 차량기울기 연산부(41)는 일정 수 이상의 유효값(effective value)이 저장될 때까지 지속적으로 제1 정적 기울기값을 연산한다. 다만 여기서 차량의 가속도 또는 감속도가 기 설정된 임계값(threshold)을 초과할 경우 연산된 제1 정적 기울기값에 대해서는 유효값으로 취급하지 않아 저장하지 않는다. 과도한 가속 또는 감속 상황에서는 실제 제1 정적 기울기값에 관계 없는 거의 최대값에 상응하는 동적 기울기값이 측정되므로, 노이즈(noise)로 취급하여 유효값에 저장하지 않는다. 차량기울기 연산부(41)는 유효값이 기 설정된 유효 개수 이상 저장된 경우 저장된 유효값을 기초로 최종 정적 기울기값을 연산할 수 있다. 구체적으로, 차량기울기 연산부(41)는 유효값에 해당하는 제1 정적 기울기값들의 중간값 또는 평균값을 최종 정적 기울기값으로 결정할 수 있다.
차량이 정차 중일 때는, 도로기울기 연산부(42)는 정차된 차량의 위치에 해당하는 도로의 도로 기울기값을 연산한다. 여기서 도로 기울기값은 지표면에 대한 도로의 경사각을 나타내는 값으로서, 도로기울기 연산부(42)는 가속도 센서(10)를 이용하여 측정한 전체 기울기값에 제1 정적 기울기값을 뺀 값을 도로 기울기값으로 연산하여 메모리에 저장한다. 차량기울기 연산부(41)는 도로기울기 연산부(42)가 연산한 도로 기울기값을 기초로 제2 정적 기울기값을 연산한다. 제2 정적 기울기값은, 가속도 센서(10)를 이용해 연산한 차량의 전체 기울기값에서 도로 기울기값을 뺀 값이다. 가속도 센서(10)를 이용해 연산되는 차량의 기울기는 도로면이 아닌 지표면을 기준으로 한 차량의 기울기로서, 도로 기울기값을 빼야 차량만의 기울기값이 연산된다. 제어부(40)는 차량의 정차 여부를 판단할 때 휠속 센서(20)를 이용하는데, 차량의 속도가 기 설정된 속도 이하인 경우 정차 중이라고 판단한다.
다만, 도로기울기 연산부(42)가 차량의 정차 중 도로 기울기값을 연산할 때 사람이 타고 내리거나, 물건을 차에 적재하는 경우 차량 내 무게중심의 변화 등으로 차량의 기울기값에 변화가 생기게 되는데, 본 개시는 이러한 차이에도 대응할 수 있는 로직(logic)을 수행한다.
도로기울기 연산부(42)는 차량이 정차했을 때 메모리에 현재 위치의 도로 기울기값이 저장되어 있지 않은 경우 도로 기울기값의 연산을 수행하게 되는데, 도로 기울기값의 연산을 수행하는 기 설정된 제1 시간간격 동안 차량 내 사람 또는 물체가 승하차하는지 여부를 승하차 감지부(30)가 감지한다. 도로기울기 연산부(42)는 도로 기울기값을 연산할 때 제1 정적 기울기값을 이용하게 되는데, 도로 기울기값 연산 동안 차량 내 사람 또는 물체가 승하차할 경우 무게중심 등의 차이로 인해 미리 연산된 제1 정적 기울기값과 실제 정적 기울기값에 차이가 발생하게 된다. 이러한 차이로 인해 잘못된 도로 기울기값을 연산하게 되는 문제가 발생하기 때문에, 제1 시간간격 동안 사람 또는 물체의 승하차를 승하차 감지부(30)가 감지하게 된다. 승하차 감지부(30)가 사람 또는 물체의 승하차를 감지한 경우 감지신호를 제어부(40)에 송신한다. 제어부(40)는 감지신호를 수신한 경우 제1 정적 기울기값을 이용하여 도로 기울기값을 연산하지 않고, 도로 기울기값을 기 설정된 임시값으로 설정하여 메모리에 저장한다. 여기서 기 설정된 임시값은 0도일 수 있다. 도로기울기값을 기 설정된 임시값으로(특히, 0도) 설정하는 이유는 도로 기울기값 오연산으로 인해 발생하는 최악의 상황으로부터 벗어나기 위함이다. 도로 기울기값이 0도로 설정되더라도, 다음 주행 상황 이후 정차 시 정상적인 도로 기울기값을 연산하기 때문에, 도로 기울기값은 추후 보정될 수 있다.
제어부(40)는 도로기울기 연산부(42) 및 차량기울기 연산부(41)를 이용하여 연산한 정적 기울기값을 이용하여 램프(60)와 연결된 구동부(50)의 출력을 연산한다. 구동부(50)는 램프(60)로부터 조사되는 빛의 방향을 조절하기 위한 구성으로, 구동되는 정도에 따라 램프(60)로부터 조사되는 빛의 상하방향이 조절된다. 따라서 제어부(40) 내 구동출력 연산부(43)가 연산된 제1 정적 기울기값, 제2 정적 기울기값 또는 최종 정적 기울기값을 기초로 램프(60)로부터 조사되는 빛의 방향이 조절되어야 하는 각도를 연산하고, 그에 대응하는 구동부(50)의 출력을 연산한다. 구동출력 연산부(43)가 구동부(50)의 출력을 연산한 후에는, 제어부(40)는 구동신호를 구동부(50)에 송신하여 구동부(50)를 작동시킨다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 램프의 레벨링 제어방법의 흐름도이다.
본 개시의 흐름도는 제어부(40)의 전원이 켜진 경우 수행되는 알고리즘이므로, 제어부(40)의 전원이 켜져 있지 않은 경우는 진행되지 않는다(S400).
제어부(40)의 전원이 켜진 경우 제어부(40)는 차량 속도가 기 설정된 속도를 초과하는지 여부를 판단한다(S410). 이는 차량이 주행 중인지 또는 정차 중인지 여부를 판단하는 과정으로서, 기 설정된 속도는 일반적으로 0 km/h일 수 있다. 차량의 속도는 휠속 센서(20)를 이용하여 측정할 수 있다. 따라서 차량 속도가 0 km/h를 초과하는 경우 차량이 주행 중인 상태로 판단하여 S420 과정을 수행하고, 그렇지 않은 경우 차량이 정차 중인 상태로 판단하여 S411 과정을 수행한다.
제어부(40)는 차량의 속도가 기 설정된 속도를 초과했다고 판단한 경우 제1 정적 기울기값을 연산하는 과정을 수행한다(S420). 제1 정적 기울기값을 연산하는 방법에 대한 설명은 도 2 및 도 3에 대한 설명 부분에 기재되어 있는 바 이하 생략한다.
제어부(40)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이하라고 판단한 경우 메모리에 도로 기울기값이 이미 저장되었는지 여부를 판단한다(S411). 메모리에 도로 기울기값이 이미 저장되어 있다고 판단한 경우 제어부(40)는 제2 정적 기울기값을 연산한다(S412). 제2 정적 기울기값은 가속도 센서(10)를 이용하여 측정된 전체 기울기값에 도로 기울기값을 뺀 값이다.
메모리에 도로 기울기값이 저장되어 있지 않다고 판단한 경우 제어부(40)는 현재 차량이 위치하고 있는 도로의 도로 기울기값을 연산한다(S413). 도로 기울기값은 가속도 센서(10)를 이용하여 측정한 전체 기울기값에 제1 정적 기울기값을 뺀 값이다. 연산된 도로 기울기값은 메모리에 저장된다(S414).
제어부(40)는 S420, S412 및 S414 과정 중 어느 하나를 마친 이후에는 제1 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값을 기준으로 레벨링 제어(leveling controller)를 수행한다(S430). 레벨링 제어는 제어부(40)가 제1 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값에 상응하는 램프(60)의 빛 조사 방향을 연산하여, 램프(60)의 빛 조사 방향을 조절하기 위해 램프(60)와 연결된 구동부(50)의 출력을 제어함으로써 수행될 수 있다.
S430 과정 수행 후 제어부 전원이 꺼졌는지 여부를 판단한다(S440). 제어부 전원이 꺼진 경우 본 알고리즘은 종료되고, 전원이 켜져 있는 경우 S410 과정으로 되돌아간다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 차량용 램프의 레벨링 제어방법의 흐름도이다. 도 5에 도시된 흐름도는 도 4의 실시예를 구체화 및 보완한 실시예이다. 도 4에서 설명된 부분과 중복된 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 개시의 흐름도는 제어부(40)의 전원이 켜진 경우 수행되는 알고리즘이므로, 제어부(40)의 전원이 켜져 있지 않은 경우는 진행되지 않는다(S510).
제어부(40)의 전원이 켜진 경우 제어부(40)는 메모리에 저장되어 있는 도로 기울기값이 현재 차량이 위치하고 있는 도로의 도로 기울기값과 같은지 여부를 판단한다(S520). 도로 기울기값 간에 차이가 있는 경우 기 설정된 임시값으로 도로 기울기값을 설정한 후 S530 과정을 수행한다(S521). 여기서 메모리에 저장된 도로 기울기값과 현재 도로 기울기값은 반드시 일치해야 하는 것은 아니고 양 값이 허용 오차범위 내 유사한 값이면 족하다. 허용 오차범위는 설계에 따라 다르게 설정될 수 있다.
제어부(40)는 메모리에 저장된 도로 기울기값이 현재 차량이 위치하고 있는 도로의 도로 기울기값과 같다고 판단한 경우, 차량의 속도가 기 설정된 속도를 초과하는지 여부를 판단한다(S530).
제어부(40)는 차량 속도가 기 설정된 속도를 초과한다고 판단한 경우, 제1 정적 기울기값을 연산하고, 그 중 유효값을 메모리에 저장한다(S540). 제1 정적 기울기값은, 제어부(40)가 차량 주행 중 가속 또는 감속 상황에서의 동적 기울기값을 연산하고 연산 기울기값을 변환식 또는 LUT(Look-Up Table)을 이용하여 변환함으로써 연산될 수 있는데, 차량이 기 설정된 임계값을 초과한 가속 또는 감속을 할 경우 제1 정적 기울기값을 정확하게 예측할 수 없어서 노이즈로 취급하고 유효값으로 저장하지 않는다. 즉, 제어부(40)는 차량이 주행 중에 차량의 가속도 또는 감속도가 기 설정된 임계값을 초과하는 경우에는 제1 정적 기울기값을 연산하지 않거나, 연산하여도 유효값에 포함시키지 않는다. 제어부(40)는 차량 주행 중 기 설정된 시간 간격마다 제1 정적 기울기값을 연산할 수 있다.
제어부(40)는 제1 정적 기울기값 중 유효값이 기 설정된 유효 개수 이상 저장되었는지 여부를 판단한다(S550). 이는 복수 개의 유효값을 이용하여 정적 기울기값을 예측함으로써 정확도를 높이기 위함이다. 제어부(40)는 유효값이 기 설정된 유효 개수 이상 저장되어 있지 않다고 판단한 경우 S540 과정으로 되돌아가 제1 정적 기울기값을 연산하는 과정을 수행한다.
제어부(40)는 유효값이 기 설정된 유효 개수 이상 저장되었다고 판단한 경우, 최종 정적 기울기값을 연산한다(S560). 여기서 최종 정적 기울기값은 복수의 연산된 제1 정적 기울기값의 중간값 또는 평균값이다. 최종 정적 기울기값은 용어만 달리할 뿐 제1 정적 기울기값을 필터링 한 값이다.
제어부(40)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이하라고 판단한 경우 메모리에 도로 기울기값이 이미 저장되었는지 여부를 판단한다(S531). 제어부(40)가 메모리에 도로 기울기값이 저장되었다고 판단한 경우 도로 기울기값을 기초로 제2 정적 기울기값을 연산한다(S532).
제어부(40)가 메모리에 도로 기울기값이 저장되어 있지 않다고 판단한 경우, 기 설정된 제1 시간간격 동안 도어 닫힘 상태가 유지되었는지 여부를 도어개폐센서를 이용하여 판단한다(S533).
제어부(40)는 차량의 도어 중 어느 하나 이상이 제1 시간간격 동안 닫힘 상태가 유지되지 않았다고 판단한 경우, 도로 기울기값을 기 설정된 임시값으로 설정하여 메모리에 저장한다(S537).
제어부(40)는 차량의 모든 도어가 제1 시간간격동안 닫힘 상태가 유지되었다고 판단한 경우, 기 설정된 제2 시간간격 동안 가속도 센서(10)를 이용해 측정한 전체 기울기값의 기울기 변화량이 기준값보다 작은지 여부를 판단한다(S534). 제어부(40)는 제2 시간간격 동안 변화된 전체 기울기값의 변화가 기준값보다 크거나 같다고 판단한 경우 도로 기울기값을 기 설정된 임시값으로 설정하여 메모리에 저장한다(S537).
제어부(40)는 제2 시간간격 동안 변화된 전체 기울기값의 변화가 기준값보다 작다고 판단한 경우 도로 기울기값을 연산한다(S535). 도로 기울기값은 가속도 센서(10)를 이용하여 측정한 전체 기울기값에서 제1 정적 기울기값을 뺀 값이다. 연산된 도로 기울기값은 메모리에 저장된다(S536).
S560, S532, S536 및 S537 과정 중 어느 한 과정을 수행한 이후에는, 제어부(40)는 최종 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값을 기준으로 레벨링 제어를 수행한다(S570). 레벨링 제어 수행을 마친 후에는 제어부(40)의 전원이 꺼졌는지 여부를 판단한다(S580). 제어부(40)의 전원이 꺼지지 않은 경우 S520 과정으로 되돌아간다. 제어부(40)의 전원이 꺼진 경우 본 알고리즘을 종료한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 가속도 센서 20: 휠속 센서
30: 승하차 감지부 40: 제어부
41: 차량기울기 연산부 42: 도로기울기 연산부
43: 구동출력 연산부 50: 구동부
60: 램프

Claims (15)

  1. 하나 이상의 방향에 대한 차량의 가속도를 감지하도록 배치된 하나 이상의 가속도 센서(acceleration sensor);
    상기 차량의 휠의 속도를 감지하도록 배치된 휠속 센서(wheel speed sensor);
    상기 차량의 주변에 빛을 조사하도록 배치된 램프(lamp);
    상기 램프와 연결되어, 상기 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 조절하도록 배치된 구동부(driving unit);
    상기 차량이 주행 중인 경우에는, 상기 차량의 가속(acceleration) 또는 감속(deceleration) 상황에서 상기 가속도 센서를 이용하여 도로에 대한 차량의 동적 기울기값(dynamic angle value)을 연산한 후 상기 차량의 동적 기울기값을 기초로 상기 차량의 제1 정적 기울기값(first static angle value)을 연산하고, 상기 차량이 정차 중인 경우에는, 상기 가속도 센서 및 상기 차량이 위치하고 있는 도로의 도로 기울기값(road angle value)을 이용하여 상기 차량의 제2 정적 기울기값(second static angle value)을 연산한 후 연산된 제1 정적 기울기값 또는 제2 정적 기울기값을 기초로 상기 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 제어하도록 상기 차량에 배치된 제어부(controller); 및
    상기 차량 내 사람 또는 물체가 승하차(getting on and off)했는지 여부를 감지하여 감지신호를 상기 제어부에 송신하는 승하차 감지부(getting on and off sensor)를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 승하차 감지부를 이용하여 상기 차량 내 사람 또는 물체가 승하차했는지 여부를 판단하여 상기 도로 기울기값을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도로 기울기값은,
    상기 가속도 센서를 이용하여 연산한 상기 차량의 전체 기울기값과 상기 제1 정적 기울기값의 차이(difference)인 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 주행 중에 상기 차량의 가속도 또는 감속도가 기 설정된 임계값(threshold)을 초과하는 경우에는 상기 제1 정적 기울기값을 연산하지 않거나, 연산하여도 유효값(effective value)에 포함시키지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 간격마다 제1 정적 기울기값을 연산하며,
    상기 유효값에 포함된 상기 제1 정적 기울기값의 개수가 기 설정된 유효 개수 이상 측정되었다고 판단한 경우,
    측정된 여러 개의 제1 정적 기울기값의 중간값(median) 또는 평균값(average)을 최종 정적 기울기값(final static angle value)으로 결정하여,
    상기 최종 정적 기울기값을 이용하여 상기 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 정차 중에는, 상기 도로 기울기값이 상기 메모리에 저장되었는지 여부를 판단하고,
    상기 도로 기울기값이 상기 메모리에 저장되지 않았다고 판단한 경우, 상기 차량이 정차를 시작한 시점부터 상기 제어부가 작동중인 현재 시점까지인 제1 시간간격 동안 상기 차량 내 사람 또는 물체가 승하차했는지 여부를 상기 승하차 감지부를 이용하여 판단한 후,
    상기 제1 시간간격 동안 상기 차량 내 사람 또는 물체가 승하차하지 않았다고 판단한 경우, 상기 차량이 위치한 도로의 도로 기울기값을 연산하여 상기 메모리에 저장하며,
    상기 제1 시간간격 동안 상기 차량 내 사람 도는 물체가 승하차했다고 판단한 경우, 상기 도로 기울기값을 기 설정된 임시값(temporary value)으로 설정하여 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부의 전원이 켜졌을 때 연산된 도로 기울기값과, 상기 메모리에 기 저장되어 있던 도로 기울기값이 일치하는지 여부를 판단하며,
    일치하지 않는 경우 도로 기울기값을 기 설정된 임시값으로 설정하여 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어장치.
  8. 휠속 센서를 이용하여 차량이 주행 중인지 또는 정차 중인지 여부를 판단하는 주행상태 판단과정;
    상기 차량이 주행 중이라고 판단한 경우 상기 차량의 가속 또는 감속 시 측정된 상기 차량의 속도 및 가속도를 기초로 동적 기울기값을 연산한 후 상기 동적 기울기값을 제1 정적 기울기값으로 변환하고, 상기 차량이 정차 중이라고 판단한 경우 가속도 센서를 이용하여 전체 기울기값을 연산하여 연산된 전체 기울기값 및 도로 기울기값을 기초로 제2 정적 기울기값을 연산하는 연산과정; 및
    상기 차량의 상기 제1 정적 기울기값 또는 상기 제2 정적 기울기값을 기초로 상기 차량에 배치된 램프에서 조사되는 광의 위치를 조절하는 램프조절과정을 포함하되,
    상기 차량이 정차 중에는 상기 차량의 모든 도어가 닫힘 상태가 유지되었는지 여부에 따라 상기 도로 기울기값을 메모리에 저장하는 저장과정을 더 포함하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도로 기울기값은,
    상기 가속도 센서를 이용하여 연산한 상기 차량의 전체 기울기값과 상기 제1 정적 기울기값의 차이인 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 연산과정은,
    상기 차량이 주행 중에 상기 차량의 가속도 또는 감속도가 기 설정된 임계값을 초과하는 경우에는 상기 제1 정적 기울기값을 연산하지 않거나, 연산하여도 유효값에 포함시키지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연산과정은,
    상기 차량의 주행 중 기 설정된 시간 간격마다 제1 정적 기울기값을 연산하며,
    상기 유효값에 포함된 상기 제1 정적 기울기값의 개수가 기 설정된 유효 개수 이상 측정되었다고 판단한 경우,
    측정된 여러 개의 제1 정적 기울기값의 중간값 또는 평균값을 최종 정적 기울기값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 램프조절과정은,
    상기 최종 정적 기울기값을 이용하여 상기 램프의 전방에 조사되는 빛의 방향을 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 저장과정은,
    상기 제2 정적 기울기값을 연산하기 전에,
    상기 도로 기울기값이 상기 메모리에 저장되었는지 여부를 판단하는 과정;
    상기 도로 기울기값이 상기 메모리에 저장되지 않았다고 판단한 경우, 상기 차량이 정차를 시작한 시점부터 상기 차량의 제어부 작동중인 현재 시점까지인 제1 시간간격 동안 상기 차량의 모든 도어가 닫힘 상태가 유지되었는지 여부를 도어개폐센서를 이용하여 감지하는 개폐감지과정; 및
    상기 차량의 모든 도어가 상기 제1 시간간격 동안 닫힘 상태가 유지되었다고 판단한 경우, 상기 차량이 위치한 도로의 도로 기울기값을 연산하여 상기 메모리에 저장하며, 상기 차량의 도어 중 어느 하나 이상이 상기 제1 시간간격 동안 닫힘 상태가 유지되지 않았다고 판단한 경우, 상기 도로 기울기값을 기 설정된 임시값으로 설정하여 상기 메모리에 저장하는 저장과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 저장과정에서,
    상기 차량의 모든 도어가 상기 제1 시간간격 동안 닫힘 상태가 유지되었다고 판단한 경우,
    상기 도로 기울기값을 연산하기 전,
    기 설정된 제2 시간간격 동안 상기 차량의 전체 기울기값의 기울기변화값이 기준값보다 작은지 여부를 판단하는 과정; 및
    상기 기울기변화값이 상기 기준값보다 작다고 판단한 경우 상기 도로 기울기값을 연산하고, 상기 기울기변화값이 상기 기준값보다 크거나 같다고 판단한 경우 상기 도로 기울기값을 연산하지 않고 상기 도로 기울기값을 상기 기 설정된 임시값으로 설정하여 상기 메모리에 저장하는 과정
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 주행상태 판단과정은,
    상기 차량의 주행속도가 기 설정된 속도보다 빠르게 주행하는 경우 상기 차량이 주행 중인 것으로 판단하고, 기 설정된 속도보다 느리거나 같게 주행하는 경우 상기 차량이 정차 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 램프의 레벨링 제어방법.
KR1020200149785A 2020-11-11 2020-11-11 차량용 램프의 레벨링 제어장치 및 그 제어방법 KR102396264B1 (ko)

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