KR20090112165A - 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치 - Google Patents

자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 서스펜션장치로부터 차량의 전방차고와 후방차고에 대한 정보를 전달받아 급가속시나 급제동시 헤드램프의 상하 초점을 일정하게 유지시키는 한편 조향각에 따라 헤드램프의 좌우각도가 조절되도록 한 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치에 관한 것이다.
상술한 본 발명은, 차량 전방에 설치된 전방차고센서; 차량 후방에 설치된 후방차고센서; 스티어링휠의 조향각을 감지하는 조향각센서;
상기 전방차고센서와 후방차고센서의 신호가 입력되는 서스펜션용 제어부;
상기 서스펜션 제어부로부터 차량의 전후방 차고변화에 대한 데이터를 전달받고, 상기 조향각센서로부터 신호를 입력받는 헤드램프용 제어부;
상기 헤드램프용 제어부에 의하여 헤드램프의 조사각이 상하로 변화되도록 조정하는 상하구동 액츄에이터;
상기 헤드램프용 제어부에 의하여 헤드램프의 조사각이 좌우로 변화되도록 조정하는 좌우구동 액츄에이터;를 포함하여 이루어지는 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치를 제공한다.
Figure P1020080037890
자동차, 헤드램프, 조사각, 서스펜션, 차고센서, 제어부,

Description

자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치{Apparatus for Automatic Control of Irradiation Angle in Automobile Head Lamp}
본 발명은 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어 서스펜션장치로부터 차량의 전방차고와 후방차고에 대한 정보를 전달받아 급가속시나 급제동시 헤드램프의 상하 초점을 일정하게 유지시키는 한편 조향각에 따라 헤드램프의 좌우각도가 조절되도록 한 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 장착되는 헤드램프는 조사각도가 일정하게 고정되어 있어서 차량 상태와는 무관하게 차량의 전방만을 비추게 된다.
따라서, 곡선 도로를 주행하게 되는 경우 도로 반대편에서 오는 차량(이하, "대향차"라 한다)의 운전자 시야를 교란하게 될 뿐만 아니라, 진행하고자 하는 곡선도로에 대한 운전자 자신의 시야가 제대로 확보되지 않아 안전을 위협받는 상황이 종종 발생된다.
이에 대한 대책으로, 최근에는 야간주행시 운전자의 시인성을 충분히 확보하고 대향차의 눈부심을 방지할 수 있도록 운전자가 스티어링휠을 회전시키는 각도에 따라 헤드램프가 좌우방향으로 이동하는 장치가 개발되어 있다.
뿐만 아니라, 자동차는 급가속시에 차량의 전방이 순간적으로 들어올려지는 노즈업(nose-up) 현상을 일으키고, 급제동시에 차량의 전방이 내려앉는 노즈다운(nose-down) 현상이 일어나는데, 이러한 차량의 거동으로 인하여 헤드램프의 초점이 순간적으로 정상보다 위나 아래에 있게 되는 현상이 일어나 대향차의 눈부심이나 운전자의 시인성을 어렵게 만드는 원인이 되기도 한다.
도1은 종래 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치의 제어관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 자동차의 전방 차체 일측에는 차량 전방의 높이(차고) 변화를 감지하기 위한 전방차고센서(11)가 설치되고, 자동차의 후방 차체 일측에는 차량 후방의 높이 변화를 감지하기 위한 후방차고센서(12)가 설치된다.
상기 전방차고센서(11)와 후방차고센서(12)는 순간적으로 변화되는 차고(車高)를 감지하여 그 차고 변화에 따른 값을 전기적 신호로 송출한다.
또한, 자동차의 스티어링휠에는 운전자가 조작하는 스티어링휠의 조향각을 감지하여 일정한 전기적 신호로 송출하는 조향각센서(130)가 설치된다.
한편, 상기 전방차고센서(11)와 상기 후방차고센서(12)에서 송출되는 전기적 신호는 도시된 바와 같이 상하제어ECU(21)로 입력되고, 상기 상하제어ECU(21)는 상기 전방차고센서(11)와 후방차고센서(12)의 출력값에 의거하여 상하구동액츄에이 터(31)를 동작시키게 된다.
상기 상하구동액츄에이터(31)는 차량의 헤드램프(40)와 연결되어, 상기 헤드램프(40)를 상방향 또는 하방향으로 움직이게 된다.
예를 들어, 상기 전방차고센서(11)와 상기 후방차고센서(12)에서 송출된 신호에 의하여 차량이 노즈업 상태라고 상기 상하제어ECU(21)가 판단하면, 상기 상하제어ECU(21)는 상기 상하구동액츄에이터(31)를 구동시켜 상기 헤드램프(40)가 하방향으로 움직이도록 조절한다.
이와 같이 차량의 노즈업 상태에서 헤드램프(40)가 자동으로 하향 조정되므로 대향차의 눈부심을 억제하고 주행하는 도로쪽으로 광 초점이 맞추어지므로 운전자의 시인성이 확보된다.
또한, 차량이 노즈다운 상태에서는 헤드램프(40)가 자동으로 상향 조정되므로 주행하는 차량의 전방을 적절하게 비춤으로써 안전운행이 이루어지도록 한다.
그리고, 곡선도로 주행시에는 상기 조향각센서(130)에서 송출되는 전기적 신호가 도시된 바와 같이 좌우제어ECU(22)로 입력되는바, 상기 좌우제어ECU(22)는 좌우구동액츄에이터(32)를 구동시켜 상기 헤드램프(40)가 좌측 또는 우측으로 회전되도록 한다.
이에 따라 곡선도로에서 차량이 회전하는 방향을 따라 헤드램프(40)의 조사각도가 변함으로써 운전자의 시인성 확보가 되는 것이다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 헤드램프 조사각도 자동조절장치는 헤드램프가 상하 또는 좌우로 자동 회전되도록 하기 위해서, 헤드램프의 상하제어와 좌우제어를 각각 별개로 담당하는 2개의 ECU가 필요한 바, 이는 고가의 ECU를 2개나 사용해야 하기 때문에 원가가 상승되는 문제와 함께 ECU의 공간차지로 인해 공간활용도가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 헤드램프의 상하제어 및 좌우제어가 하나의 제어부를 통해 이루어지도록 하고 특히, 차량의 전방차고와 후방차고에 대한 정보를 서스펜션장치로부터 전달받아 이용함으로써 헤드램프의 조사각도를 간단하게 조절할 수 있도록 함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,
차량 전방에 설치된 전방차고센서; 차량 후방에 설치된 후방차고센서;
스티어링휠의 조향각을 감지하는 조향각센서;
상기 전방차고센서와 후방차고센서의 신호가 입력되는 서스펜션용 제어부;
상기 서스펜션 제어부로부터 차량의 전후방 차고변화에 대한 데이터를 전달받고, 상기 조향각센서로부터 신호를 입력받는 헤드램프용 제어부;
상기 헤드램프용 제어부에 의하여 헤드램프의 조사각이 상하로 변화되도록 조정하는 상하구동 액츄에이터;
상기 헤드램프용 제어부에 의하여 헤드램프의 조사각이 좌우로 변화되도록 조정하는 좌우구동 액츄에이터;를 포함하여 이루어지는 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치를 제공한다.
또한, 상기 헤드램프용 제어부에는 상기 전방차고센서 및 상기 후방차고센서의 민감도에 의해 상기 헤드램프가 떨리는 것을 방지하기 위한 정류필터부가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정류필터부의 정류범위는 차고 변화량으로 환산할 때 ± 4mm/20ms가 되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전방차고센서와 후방차고센서에서 상기 서스펜션용 제어부로 입력되는 신호와, 상기 서스펜션용 제어부에서 상기 헤드램프용 제어부로 입력되는 신호는 CAN 통신을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드램프용 제어부에서 상기 상하구동액츄에이터 및 좌우구동액츄에이터로 전달되는 신호는 LIN 통신을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 헤드램프의 상하제어 및 좌우제어가 하나의 헤드램프제어부를 통해 이루어지므로 종래에 비해 제어부의 개수가 하나 줄고, 특히 차량의 전방차고와 후방차고에 대한 정보를 서스펜션장치를 이용하여 전달받기 때문에 헤드램프제어부의 회로가 간단해지는 특유의 효과가 있다.
또한, 헤드램프제어부에 별도의 정류필터부를 내장함으로써 차고센서들의 민 감도에 의해 헤드램프가 떨리는 현상이 대거 줄어드는 탁월한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치의 제어관계를 보인 블록도이다.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 장치는 크게 전방차고센서(110), 후방차고센서(120), 조향각센서(130), 서스펜션제어부(200), 헤드램프제어부(300), 상하구동액츄에이터(410), 좌우구동액츄에이터(420)를 포함하여 이루어진다.
상기 전방차고센서(110)는 자동차의 전방 차체 일측에 설치되어 차량 전방의 높이(차고) 변화를 감지하여 그 전방 차고변화에 따른 값을 전기적 신호로 송출한다.
또한, 상기 후방차고센서(120)는 자동차의 후방 차체 일측에 설치되어 차량 후방의 높이 변화를 감지하여 그 후방 차고변화에 따른 값을 전기적 신호로 송출한다.
참고로, 상기 전방차고센서(110)는 전방 우측 로워암과 서브프레임에 장착되는 것이 일반적이고 상기 후방차고센서(120)는 후방 좌측 로워암과 후방 크로스멤버에 장착되는 것이 일반적이다.
그리고, 상기 조향각센서(130)는 운전자가 조작하는 스티어링휠의 조향각을 감지하여 일정한 전기적 신호로 송출하기 위하여 일반적으로 상기 스티어링휠에 설치된다.
한편, 상기 전방차고센서(110)와 상기 후방차고센서(120)에서 송출되는 전기적 신호는 상기 헤드램프제어부(300)로 직접 입력되어도 무방하지만, 상기 헤드램프제어부(300)가 상기 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)의 출력값을 직접 받아서 차고 상태를 판단하게 되면 그 논리회로가 복잡해짐에 따라 제어부 설계에 따른 비용이 상승하고 제어부의 용량이 비대해지게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)의 출력값을 입력받아 차량의 서스펜션을 제어하는 서스펜션제어부(200)를 중간단계에서 이용한다.
즉, 상기 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)의 출력신호는 상기 서스펜션제어부(200)로 입력되는데, 이와 같은 로직을 통해 상기 서스펜션제어부(200)는 이미 차량의 전후방 차고 변화에 대한 정보를 보유하게 되므로, 상기 헤드램프제어부(300)가 차량의 전후방 차고변화에 대한 데이터를 상기 서스펜션제어부(200)로부터 전달받게 된다.
그러면, 상기 헤드램프제어부(300)는 이미 논리연산을 통해 제어값으로 변환된 신호를 상기 서스펜션제어부(200)로부터 받기 때문에 논리회로가 간단해지게 된다.
이때, 상기 헤드램프제어부(300)는 상기 조향각센서(130)로부터 송출되는 전 기적 신호를 입력받아 스티어링휠의 조향각에 대하여 인지하게 된다.
따라서, 상기 헤드램프제어부(300)는 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)를 통해 차량의 전후방에 대한 차고변화를 인지할 뿐만 아니라 조향각 변화에 대해서도 인지하게 되는바, 차량의 차고가 기준값과 비교해서 다른 경우 헤드램프(500)를 기준값일 때의 조사각도로 맞출려고 상기 상하구동액츄에이터(410)를 구동하게 되고, 곡선도로 주행시에는 상기 조향각센서(130)에서 송출되는 전기적 신호에 의거하여 상기 좌우구동액츄에이터(420)를 구동시켜 상기 헤드램프(500)가 좌측 또는 우측으로 스티어링휠의 조향각에 따라 회전되도록 한다.
즉, 상기 상하구동액츄에이터(410)는 상기 헤드램프제어부(300)에 입력된 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)의 출력값에 의하여 상기 헤드램프(500)의 조사각이 상하로 변화되도록 조정하고, 상기 좌우구동액츄에이터(420)는 상기 헤드램프제어부(300)에 입력된 조향각센서(130)의 출력값에 의하여 상기 헤드램프(500)의 조사각이 좌우로 변화되도록 조정한다.
그러므로, 차량의 전방이 들어올려지는 노즈업 상태에서는 상기 헤드램프제어부(300)가 상기 상하구동액츄에이터(410)를 동작시켜 상기 헤드램프(500)가 하향 조정되도록 하고, 차량의 전방이 가라앉는 노즈다운 상태에서는 상기 헤드램프제어부(300)가 상기 상하구동액츄에이터(410)를 동작시켜 상기 헤드램프(500)가 상향 조정되도록 하며, 차량이 선회하는 경우에는 상기 헤드램프제어부(300)가 상기 좌우구동액츄에이터(420)를 동작시켜 상기 헤드램프(500)의 조사각이 선회방향으로 변환되도록 한다.
이와 같이 차량의 노즈업이나 노즈다운, 선회 상태에서 헤드램프(500)가 자동으로 조정되므로 대향차의 눈부심을 억제하고 주행하는 도로쪽으로 광 초점이 정확하게 맞추어져 운전자의 시인성이 확보된다.
한편, 상기 전방차고센서(110)와 상기 후방차고센서(120)는 민감도(sensibility)가 매우 높아서 그들의 출력값에 의거하여 상기 헤드램프제어부(300)가 상기 헤드램프(500)의 조사각을 조정하게 되면 헤드램프(500)의 초점이 계속해서 떨리는 문제가 발생될 수 있다.
즉, 차량이 움직이지 않고 정지되어 있는 상태에서도 엔진 진동에 의해 차체가 아주 미세하게 진동될 수 있는데, 이러한 미세한 진동을 상기 전, 후방차고센서(120)가 감지하여 상기 헤드램프제어부(300)에 전달하게 되면, 그 헤드램프제어부(300)는 이를 차고의 변화로 인식하여 상기 상하구동액츄에이터(410)를 동작시키고 그로 인해 상기 헤드램프(500)에는 떨림 현상이 발생할 수 있는바, 이러한 미세한 진동에는 상기 상하구동액츄에이터(410)가 동작되지 않도록 상기 헤드램프제어부(300)에는 상기 전방차고센서(110) 및 상기 후방차고센서(120)의 민감도에 의한 헤드램프(500)의 떨림을 개선하기 위한 정류필터부(310)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 정류필터부(310)는 상기 서스펜션제어부(200)에서 전달되는 데이터 신호가 소정범위 내에서 정류되도록 상기 헤드램프제어부(300)에 내장되는데, 이것은 상기 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)에서 송출되는 출력값 중 실질적으로 차고변화로 볼 수 없는 미세한 변화량은 정류범위로 보아서 상기 상하구동액츄에이터(410)를 구동시키지 않도록 한다.
여기서, 상기 정류필터부(310)의 정류범위로 볼 수 있는 상기 서스펜션제어부(200)의 신호 값은 실제 차량의 차고 변화량으로 환산하였을 때 ±4mm/20ms가 바람직하다.
따라서, 차량이 위와 같이 ±4mm/20ms 이내의 차고 변화량을 보인다면 상기 헤드램프제어부(300)는 이를 오차로 인식하여 헤드램프(500)의 조사각을 조정하지 않는다.
한편, 상기 전방차고센서(110) 및 후방차고센서(120)에서 상기 서스펜션제어부(200)로 들어가는 신호와, 상기 서스펜션제어부(200)에서 상기 헤드램프제어부(300)로 들어가는 신호는 CAN 통신에 의하는 것이 바람직하고, 상기 헤드램프제어부(300)에서 상기 상하구동액츄에이터(410)와 좌우구동액츄에이터(420)에 들어가는 신호는 LIN 통신에 의하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
도1은 종래 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치의 제어관계를 설명하기 위한 블록도,
도2는 본 발명에 따른 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치의 제어관계를 보인 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 전방차고센서 120 : 후방차고센서
130 : 조향각센서 200 : 서스펜션제어부
300 : 헤드램프제어부 310 : 정류필터부
410 : 상하구동액츄에이터 420 : 좌우구동액츄에이터
500 : 헤드램프

Claims (3)

  1. 차량 전방에 설치된 전방차고센서(110);
    차량 후방에 설치된 후방차고센서(120);
    스티어링휠의 조향각을 감지하는 조향각센서(130);
    상기 전방차고센서(110)와 후방차고센서(120)의 신호가 입력되는 서스펜션제어부(200);
    상기 서스펜션제어부(200)로부터 차량의 전후방 차고변화에 대한 데이터를 전달받고, 상기 조향각센서(130)로부터 신호를 입력받는 헤드램프제어부(300);
    상기 헤드램프제어부(300)에 의하여 헤드램프(500)의 조사각이 상하로 변화되도록 조정하는 상하구동액츄에이터(410);
    상기 헤드램프제어부(300)에 의하여 헤드램프(500)의 조사각이 좌우로 변화되도록 조정하는 좌우구동액츄에이터(420);를 포함하여 이루어지는 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 헤드램프제어부(300)에는 상기 전방차고센서(110) 및 상기 후방차고센서(120)의 민감도에 의해 상기 헤드램프(500)가 떨리는 것을 방지하기 위한 정류필터부(310)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정류필터부(310)의 정류범위는 차고 변화량으로 환산할 때 ±4mm/20ms가 되는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드램프용 조사각도 자동조절장치.
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