KR20020051220A - 헤드램프 조사각도 자동 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 센서를 이용하여 선행차, 대향차 및 우측차선 선행차의 유무를 감지함과 동시에 차속센서에서 전달되는 차속을 바탕으로 헤드램프의 조사각도를 자동으로 조절해 줌으로써, 야간 운행시에 상대차량의 운전자에게 방해를 주지 않으면서도 차량의 주행속도에 맞게 적절히 전방의 조사각도를 제어하여 운전자에게 편의성 및 주행 안정성을 제공할 수 있는 헤드램프 조사각도 자동 조절장치에 관한 것으로, 이 자동 조절장치는 초음파 센서(20)를 이용하여 마주오는 차선의 대향차, 동일차선의 선행차 및 우측차선의 선행차의 위치를 감지하는 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부(22)와, 차속센서(5)로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 현재의 차속을 검출하는 차속 검출부(6)와, 헤드램프 스위치(16)의 온/오프에 따라 헤드 램프(14)의 온/오프를 제어하는 스위치(12)와, 헤드 램프 스위치의 온 시에 상기 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부(22)와 차속 검출부(6)로부터 전달되는 신호를 바탕으로 릴레이(10)에 신호를 보내 헤드램프(14)의 조사각도를 자동 조절하는 ECU(8)로 구성된다.

Description

헤드램프 조사각도 자동 조절장치{AUTOMATIC ADJUSTING DEVICE FOR AN ANGLE OF IRRADIATION OF HEAD LAMP}
본 발명은 헤드램프 조사각도 자동 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초음파 센서를 이용하여 선행차, 대향차 및 우측차선 선행차의 유무를 감지함과 동시에 차속센서에서 전달되는 차속을 바탕으로 헤드램프의 조사각도를 자동으로 온/오프시킬 수 있는 헤드램프 조사각도 자동 조절장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 운행에 필요한 각종 램프류가 설치되어 있다. 여기에는 야간 운행중에 전방시야를 확보하기 위해 빛을 전방으로 투사하는 헤드램프를 비롯하여, 야간 운행시에 차량의 위치를 나타내기 위한 리어램프가 포함된다. 또한, 자동차에는 안개지역의 운행시나 야간 등화 관제시에 사용하는 프론트 및 리어 포그램프가 추가로 설치되어 있으며, 후진시에 후방영역을 조사하기 위한 백램프 등이 설치되어 있다.
이중에서 특히, 헤드램프의 경우에는 차량의 전방을 조사하기 위한 것으로서 야간주행시에 안전운행을 위해서 매우 중요하다. 헤드램프에는 전방의 먼곳까지 조사할 수 있는 상향등과, 가까운 곳을 폭넓게 조사할 수 있는 하향등이 구비되어 있어, 운전자들은 도로의 여건 및 상대차량의 유무에 따라서 이들 상향등과 하향등을 교대로 점등시켜 전방시야를 확보하게 된다. 그러나, 운행중에 상향등과 하향등을번갈아 작동시키는 것은 매우 불편하고 사고의 위험이 따르기 때문에, 이를 전방차량의 유무에 따라서 헤드램프의 조사각도 및 온/오프 동작을 자동으로 제어하기 위한 장치가 공지되어 있다.
본 출원인에게 허여된 대한민국 특허 등록 제 158298호에는 이러한 헤드램프 조사각도 조절장치가 개시되어 있으며, 이를 도 1에 나타내었다. 상기 특허에 개시된 장치의 전체적인 구성을 보면, 적외선 센서(1)를 이용하여 선행차와의 거리를 산출하기 위한 차간거리 검출부(2)와, 반대차선 차량(대향차)의 헤드램프에서 조사되는 불빛의 광도를 검출하기 위한 광도 검출부(4)와, 차속센서(5)에서 전달되는 신호를 바탕으로 현재의 주행속도를 검출하는 차속 검출부(6)와, 이들 차간거리 검출부(2), 광도 검출부(4) 및 차속 검출부(6)에서 전달되는 입력신호를 바탕으로 현재의 주행상태를 파악한 다음, 릴레이(10)에 신호를 보내 스위치(12)를 자동으로 절환시킴으로써, 헤드램프(14)내의 상향등 및 하향등을 온/오프시켜 헤드램프(14)의 조사각도를 조절할 수 있는 ECU(8)로 이루어져 있다. 그리고, 헤드램프(14)의 온/오프 제어는 헤드램프 스위치(16)의 조작에 따라 행해진다.
이러한 구성을 지닌 종래의 헤드램프 조사각도 조절장치에서는 선행차와의 거리산출 및 반대차선의 대향차 감지를 각각 별도의 센서를 이용하여 구현하기 때문에 시스템의 전체적인 구조가 복잡해지며 원가상승을 초래하는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 1개의 초음파 센서만으로 전방차량(선행차, 대향차, 우측차선 선행차)의 위치를 모두 감지할 수 있으므로, 시스템 전체의 구조가 단순해지고 부품수가 절감되며 그로 인한 부품 조립공수의 감소 및 조립시간의 단축을 가져올 수 있는 헤드램프 조사각도 자동 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 헤드램프 조사각도 자동 조절장치의 구성을 보인 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 헤드램프 조사각도 자동 조절장치의 구성을 보인 블록도,
도 3은 본 발명에서 채용한 초음파 센서의 구성을 보인 블록도,
도 4는 본 발명에 따라 헤드램프 조사각도를 조절하는 과정을 보인 플로우차트.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
5:차속센서 6:차속 검출부
8:ECU 10:릴레이
12:스위치 14:헤드램프
16:헤드램프 스위치 20:초음파 센서
30:반사판 32:모터
34:안테나 38:오실레이터
40:증폭기 42:A/D변환기
44:디지털 신호처리기 46:CPU
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 헤드램프 조사각도 자동 조절장치는 초음파 센서를 이용하여 마주오는 차선의 대향차, 동일차선의 선행차 및 우측차선의 선행차의 위치를 감지하는 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부와, 차속센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 현재의 차속을 검출하는 차속 검출부와, 헤드램프 스위치의 온/오프에 따라 헤드 램프의 온/오프를 제어하는 스위치와, 헤드 램프 스위치의 온 시에 상기 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부와 차속 검출부로부터 전달되는 신호를 바탕으로 릴레이에 신호를 보내 헤드램프의 조사각도를 자동 조절하는 ECU로 구성된것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드램프 조사각도 자동 조절장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 헤드램프 조사각도 자동 조절장치의 구성을 보인 블록도이고, 도 3은 본 발명에서 채용한 초음파 센서의 구성을 보인 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따라 헤드램프 조사각도를 조절하는 과정을 보인 플로우차트이다.
선행차와의 거리와 반대차선의 차량 감지를 위해서 여러개의 적외선 센서를이용하던 종래의 방식과는 달리 본 발명의 바람직한 실시예에서는 하나의 초음파를 이용하여 반대차선의 대향차의 위치를 비롯하여, 동일차선의 선행차 및 우측차선의 선행차의 위치를 감지하는 방안을 예시하였다. 이를 위해서 초음파 센서(20)는 차량의 전방부 중앙에 설치하는 것이 바람직하다.
도 2에는 본 발명의 헤드램프 조사각도 자동 조절장치의 전체적인 구성이 도시되어 있다. 이것의 구성을 보면, 차량의 전방 중앙에 장착된 초음파 센서(20)와, 이 초음파 센서(20)에서 절달되는 입력신호를 바탕으로 대향차선의 차량(대향차)과, 현재 자신이 주행하고 있는 차선의 전방을 달리고 있는 차량(동일차선 선행차) 및 현재 자신이 주행하고 있는 차선의 우측차선을 달리고 있는 차량(우측차선 선행차)의 위치를 감지하기 위한 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부(22)와, 현재의 주행속도를 감지하기 위한 차속센서(5)와, 이 차속센서(5)에서 전달되는 신호를 바탕으로 현재의 차속을 검출하기 위한 차속 검출부(6)와, 헤드램프 스위치(16)의 온시에, 이들 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부(22) 및 차속 검출부(6)에서 전달되는 입력신호를 바탕으로 릴레이(10)에 제어신호를 보내 스위치(12)를 온/오프시키는 ECU(8)로 이루어져 있다.
따라서, ECU(8)로부터 릴레이(10)에 제어신호가 전달되면, 스위치(12)는 자동 절환되면서 상향등과 하향등을 교대로 절환하여 헤드램프(14)의 전방 조사각도를 가변시키게 된다.
다음에, 도 3에는 초음파 센서의 구성이 도시되어 있다. 이것의 전체적인 구성을 보면, 초음파를 발생하는 오실레이터(38)와, 이 오실레이터(38)에서 발생된초음파를 증폭시키는 증폭기(40)와, 증폭된 초음파를 반사시키는 반사판(30)과, 반사판(30)을 통해서 방출된 초음파를 수신하기 위한 안테나(34)와, 안테나(34)를 통해 수신한 파형신호를 디지털신호로 변환하기 위한 A/D변환기(42)와, 변환된 상기 신호를 디지털값으로 변환하기 위한 디지털 신호 처리기(44)와, 이 디지털 신호 처리기(44)를 통해 처리된 디지털 신호를 입력버스(B2)를 통해서 ECU(8)로 전달하는 CPU(46)로 이루어져 있다. 반사판(30)에는 각도조절용 모터(32)가 구비되어 있다.
CPU(46)는 입출력 버스(B2, B1)을 개재하여 캔(Controller Area Network; CAN) 방식으로 ECU(8)와 연결되어 있다. CPU(46)로부터 찻간거리 및 상대속도나 각도위치에 대한 정보는 버스(B2)를 통해서 ECU(8)로 입력되며, ECU(8)에서 연산된 차속은 버스(B1)를 통해서 CPU(46)로 전달된다.
이러한 구성의 초음파 센서에 있어서, 초음파 발신 및 수신동작은 안테나 후방에 위치한 스위치의 절환동작에 의해서 행해진다. 또, 초음파 감지방향의 제어는 안테나(34)전방에 위치한 반사판(30)의 각도 조절을 통해서 이루어지며, 이때, 반사판(30)의 각도조절은 CPU(46)에 의해 제어되는 모터(32)에 의해서 행해진다.
오실레이터(38)에서 발생된 초음파는 증폭기(40)에서 증폭된 후에, 안테나(34)를 통해서 방출되며, 반사판(30)에서 반사되어 측정각도(정면, 우측 및 좌측)의 차량으로 송출된다. 상대차량에서 반사되어 되돌아온 파형은 다시, 반사판(30), 안테나, 절환부(36)를 통해서 수신된 다음, A/D변환기 및 디지털 신호처리기(DSP)를 거치면서 디지털 신호로 변환된다. CPU(46)는 헤드램프 제어용 ECU(8)로부터의 차속정보와 반사되어 돌아온 초음파의 분석ㅇ르 통해 상대차량의거리, 상대속도 및 각도정부를 산출하여 ECU(8)로 전송한다.
도 5에는 헤드램프의 조사각도를 조절하기 위한 일련의 처리과정이 도시되어 있다. 이그니션 스위치가 온된상태에서 ECU(8)는 헤드램프(14)가 온되었는지의 여부를 판단한다(단계 S1). 이때, 헤드램프가 온(단계 S1에서 Y)인 경우에는 전방차량이 존재하는지를 판단하고(단계 S3), 오프일 경우(단계 S1에서 N)에는 헤드램프를 오프시킨다(단계 S2).
만일, 전방에 차량이 존재하는 경우(단계 S3에서 Y)에는 헤드램프의 각도를 레벨1로 하여 하향등을 점등시키고(단계 S4), 전방에 차량이 존재하지 않는 경우(단계 S에서 N)에는 주행속도가 제 1구간, 제 2구간, 제 3구간인지를 판단한다(단계 S5, S7, S9). 여기에서, 제 1 내지 제 3구간은 차량에 따라 적절히 설정하면 된다.
주행속도가 제 1구간에 속해있으면(단계 S5에서 Y), 헤드램프를 각도레벨 1로 하여 하향등을 점등하고(단계 S6), 주행속도가 제 2구간에 속해있으면(단계 S7에서 Y), 헤드램프를 각도레벨 2로 하고(단계 S8),주행속도가 제 3구간에 속해있으면(단계 S9에서 Y), 헤드램프를 각도레벨 n으로 하여 상향등을 점등하면 된다(단계 S6).
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 초음파 센서를 이용하여 선행차, 대향차 및 우측차선 선행차의 유무를 감지함과 동시에 차속센서에서 전달되는 차속을 바탕으로 헤드램프의 조사각도를 자동으로 온/오프시킴으로써, 야간 운행시에 상대차량의 운전자에게는 눈부심에 의한 방해를 주지 않으면서도 차량의 주행속도에 맞게 적절히 전방의 조사각도를 제어하여 운전자에게 편의성 및 주행 안정성을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 초음파 센서(20)를 이용하여 마주오는 차선의 대향차, 동일차선의 선행차 및 우측차선의 선행차의 위치를 감지하는 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부(22)와,
    차속센서(5)로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 현재의 차속을 검출하는 차속 검출부(6)와,
    헤드램프 스위치(16)의 온/오프에 따라 헤드 램프(14)의 온/오프를 제어하는 스위치(12)와, 헤드 램프 스위치의 온 시에 상기 대향차, 선행차 및 우측차선 선행차 감지부(22)와 차속 검출부(6)로부터 전달되는 신호를 바탕으로 릴레이(10)에 신호를 보내 헤드램프(14)의 조사각도를 자동 조절하는 ECU(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 헤드램프 조사각도 자동 조절장치.
  2. 제 1항에 있어서, 초음파를 발생하는 오실레이터(38)와,
    상기 오실레이터(38)에서 발생된 초음파를 증폭시키는 증폭기(40)와,
    증폭된 초음파를 반사시키는 반사판(30)과,
    상기 반사판(30)을 통해서 방출된 초음파를 수신하기 위한 안테나(34)
    안테나(34)를 통해 수신한 파형신호를 디지털신호로 변환한 후에, 디지털 신호 처리기(44)로 전송하는 A/D변환기(42)와,
    디지털 신호 처리기(44)를 통해 처리된 디지털 신호를 입력버스(B2)를 통해서 ECU(8)로 전달하는 CPU(46)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 조사각도 자동 조절장치.
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