KR20110057836A - 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템 - Google Patents

차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템 Download PDF

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김헌수
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오세욱
김광섭
형남철
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템은 차량 전조등의 광원을 상하 방향으로 회전시키는 레벨링 액추에이터, 및 차량의 주행 조건에 따라 차량의 주행을 고속도로 주행과 시가지 주행 중 어느 하나로 판단하여 그 판단 결과에 따라 레벨링 액추에이터에 의한 광원의 회전 정도를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 주행 조건은 차량의 속도, 차량의 외부 조도, 차량의 정차 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

Description

차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템 {ADAPTIVE FRONT LIGHTING SYSTEM FOR PERFORMING HIGHWAY AND URBAN DISTRICT MODE OF FRONT LIGHTING}
본 발명은 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 고속도로 또는 시가지에서 차량이 주행할 경우 가장 최적화된 빔 패턴을 제공할 수 있는 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템에 관한 것이다.
차량의 주행 환경, 즉 도로 상태나 기후 상태 등에 따라 차량 전조등 불빛의 폭이나 길이 등을 변화시켜 차량의 야간 운전 시 그 안정성을 증대시킬 수 있는 기술을 통상 가변형 전조등 시스템(AFLS, Adaptive Front Lighting System)이라고 하며, 최근 그 개발이 매우 활발하다.
이러한 가변형 전조등 시스템을 구현하기 위한 종래의 구조를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에서 도시하고 있는 것과 같이, 종래의 가변형 전조등 시스템은 빔 패턴 변화용 액추에이터(10), 상기 빔 패턴 변화용 액추에이터(10)에 의해 회전하는 회전축, 및 상기 회전축 상에 구비되어 회전축의 회전에 따라 다양한 형 상을 구현할 수 있는 쉴드(shield), 좌우 구동용 액추에이터(20), 및 상하 구동용 액추에이터(30) 등을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 통해 종래의 가변형 전조등 시스템은 상기 회전축의 회전에 따라 쉴드의 형상을 변경함으로써 차량의 주행 환경에 따라 필요한 빔 패턴을 형성하였다.
또 다른 종래의 구조로는 차량의 주행 환경에 따라 다양한 빔 패턴을 형성할 수 있는 복수 개의 LED 광원을 구비함으로써, 필요한 LED 광원을 선택적으로 사용하여 필요한 빔 패턴을 형성하는 구조가 개시된 바 있다.
그러나 이러한 종래의 구조들은 필요한 빔 패턴을 구현하기 위해 별도의 구동 장치(예를 들어, 빔 패턴 변화용 액추에이터)나 복수 개의 LED 광원이 필요하기 때문에 그 구조가 복잡하고 제조비용이 높다는 문제가 있다. 또한 도 5를 통해 설명한 종래 구조의 경우에는 동일한 광원에서 출력되는 광량으로는 먼 거리까지의 시인성을 확보하는 것에 한계가 있다는 문제가 있다. 그리고 빔 패턴 변화용 액추에이터를 구성하기 위해 일반적인 모터나 솔레노이드를 이용하였기 때문에 그 작동 중에 노이즈가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 그 내구성이 떨어진다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 과제는 간단한 구조만으로도 차량의 주행 환경에 따라 가장 최적화된 빔 패턴을 제공할 수 있는 가변형 전조등 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템은 차량 전조등의 광원을 상하 방향으로 회전시키는 레벨링 액추에이터, 및 차량의 주행 조건에 따라 차량의 주행을 고속도로 주행과 시가지 주행 중 어느 하나로 판단하여 그 판단 결과에 따라 레벨링 액추에이터에 의한 광원의 회전 정도를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 주행 조건은 차량의 속도, 차량의 외부 조도, 차량의 정차 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 차량의 속도가 제1 속도 이상이고 상기 제1 속도의 지속 시간이 일정 시간 이상일 경우 차량의 주행을 고속도로 주행으로 판단하여 상기 광원을 일정 각도만큼 상승시킬 수 있다. 보다 자세하게는 상기 제1 속도는 100㎞/h이고, 상기 일정 시간은 5분이며, 상기 일정 각도는 0.25°일 수 있다.
그리고 상기 제어부는 차량의 속도, 차량의 외부 조도 및 차량의 정차 횟수에 따라 차량의 주행이 시가지 주행으로 판단되면 상기 광원을 0.25°만큼 하강시켜 차량의 시가지 주행 시의 안전성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 제어부는 차량의 주행이 고속도로 주행으로 판단되면 상기 광원으로부터의 광량이 증가되도록 상기 광원으로 인가되는 전류의 양을 증가시키고, 차량의 주행이 시가지 주행으로 판단되면 상기 광원으로부터의 광량이 감소하도록 상기 광원으로 인가되는 전류의 양을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 가변형 전조등 시스템은 간단한 구조만으로도 차량의 주행 환경에 따라 광원의 조사각과 밝기를 변화시킬 수 있기 때문에 고속도로 또는 시가지 중 어디를 주행하느냐에 따라 가장 최적화된 빔 패턴을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 가변형 전조등 시스템은 레벨링 액추에이터와 제어부만으로도 광원의 회전 각도와 광원으로의 전류 양을 조절할 수 있기 때문에 제조비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템을 도시하고 있는 측면도이고, 도 2는 도 1의 레벨링 액추에이터를 도시하고 있는 사시도이며, 도 3은 도 1의 가변형 전조등 시스템의 작동 상태를 나타내는 개념도이다. 도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템(100)은 레벨링 액추에이터(110)와 제어부(130)를 포함한다.
가변형 전조등 시스템(AFLS, Adaptive Front Lighting System)은 통상 차량 전조등의 광원을 상하 방향으로 회전시키는 구동 장치와 차량 전조등의 광원을 좌우 방향으로 회전시키는 구동 장치를 포함한다. 이러한 구동 장치를 통해 상기 가변형 전조등 시스템은 차량의 주행 환경에 따라 차량 전조등의 조사각을 변화시킬 수 있으며, 이의 결과로 야간 주행 시 운전자의 시인성을 충분히 확보할 수 있어 차량 주행의 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템(100)은 차량 전조등의 광원(120)을 상하 방향으로 회전시키는 레벨링 액추에이터(110)를 구비한다. 이러한 레벨링 액추에이터(110)는 차량 전조등의 광원(120)을 지지하는 지지 바(112)의 하단과 연결되어 상기 지지 바(112)의 하단을 전후 방향으로 이동시킨다. 이러한 이동에 따라 상기 지지 바(112)는 회전 힌지(114)를 축으로 상하 방향으로 회전할 수 있으며, 이의 결과로 상기 광원(120)도 상하 방향으로 회전할 수 있다.
이러한 레벨링 액추에이터(110)는 인텔리전트 스테핑 모터(Intelligent Stepping Motor)인 것이 바람직하다. 종래의 가변형 전조등 시스템과 같이, 차량 전조등의 광원을 상하 방향으로 회전시키기 위해 일반적인 모터나 솔레노이드를 사용할 경우, 모터나 솔레노이드의 작동에 의한 노이즈가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 그 내구성이 떨어진다는 문제가 있고, 또한 전조등 내부의 공간 활용도가 낮아 진다는 문제가 있기 때문이다.
또한 상기 광원(120)은 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다. LED는 적은 전력으로도 운용이 가능하면서도 조도가 높아 광효율이 벌브(bulb) 타입에 비해 우수하고, 벌브 타입에 비해 크기가 작아 전조등 설계의 자유도가 높으며, 그 수명이 길기 때문이다.
상기 레벨링 액추에이터(110)는 제어부(130)에 의해 제어된다. 보다 상술하면, 상기 제어부(130)는 차량의 주행 조건에 따라 차량의 주행을 고속도로 주행과 시가지 주행 중 어느 하나로 판단하여 그 판단 결과에 따라 상기 레벨링 액추에이터(110)에 의한 광원(120)의 회전 정도를 결정한다. 그리고 제어부(130)가 차량의 주행 환경을 판단하기 위한 기준이 되는 차량의 주행 조건은 차량의 속도, 차량의 외부 조도, 차량의 정차 횟수 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(130)는 차량의 속도가 제1 속도 이상이고 이러한 제1 속도의 지속 시간이 일정 시간 이상일 경우 차량의 주행을 고속도로 주행으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로는 차량의 속도가 100㎞/h 이상이고, 이러한 속도가 5분 이상 지속될 경우 제어부(130)는 차량의 주행을 고속도로 주행으로 판단할 수 있다.
그리고 상기 제어부(130)는 차량의 속도, 차량의 외부 조도 및 차량의 정차 횟수에 기초하여 차량의 주행을 시가지 주행으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로는 차량의 속도가 60㎞/h 이하일 경우 등에는 차량의 주행을 시가지 주행으로 판단할 수 있다.
상기 차량의 속도는 일반적으로 사용되는 차속 센서(132)에 의해 측정될 수 있고, 상기 차량의 외부 조도는 일반적으로 사용되는 조도 센서(미도시)에 의해 측정될 수 있다. 이렇게 측정된 데이터는 제어부(130)로 전달되며, 제어부(130)는 이러한 데이터에 근거하여 레벨링 액추에이터(110)를 제어한다. 그리고 차량의 정차 횟수는 차량의 속도가 일정 속도(거의 0에 가까운 속도) 이하일 경우를 차량의 정차로 보아 그 횟수를 카운트하여 결정될 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기와 같이 레벨링 액추에이터(110)에 의한 광원(120)의 회전뿐만 아니라 상기 광원(120)으로 인가되는 전류의 양을 조절하여 상기 광원(120)으로부터의 광량을 조절할 수도 있다. 즉, 보다 높은 광량이 필요할 경우(즉, 보다 밝은 밝기가 필요할 경우)에는 광원(120)으로 인가되는 전류의 양을 증가시킬 수 있고, 반대로 보다 낮은 광량이 필요할 경우에는 광원(120)으로 인가되는 전류의 양을 감소시킬 수 있다. 참고로, 이러한 제어부(130)는 차량의 ECU(electronic control unit)일 수 있다.
이러한 구성을 가지는 본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템(100)의 작동 상태를 도 3을 참조하여 설명한다. 전술한 차량의 주행 조건에 따라 차량의 주행이 고속도로 주행으로 판단될 경우 제어부(130)는 상기 레벨링 액추에이터(110)를 통해 차량 전조등의 광원(120)을 0.25°(θ1)만큼 상승시킨다. 그리고 상기 광원(120)으로 인가되는 전류의 양을 20%만큼 증가시켜 광원(120)으로부터의 광량을 증가시킨다.
통상 고속도로에서의 주행은 고속으로 이루어진다. 이에 따라 고속도로에서 야간 주행이 이루어질 경우에는 차량 주행의 안정성을 위해서 먼 거리까지 시야가 확보되는 것이 필요하다. 결국, 상기와 같이 광원(120)을 일정 각도만큼 상승시키고 광원(120)으로 유입되는 전류의 양을 증가시키면 더 먼 거리까지의 시야가 확보되기 때문에 야간에 고속도로를 고속으로 주행한다고 하더라도 차량 주행이 보다 안전할 수 있다. 참고로 평상 시의 경우 전조등의 광원(120)은 통상 수평(H)으로부터 0.57°(θ0)만큼 하강되어 있다(도 3의 B 참조)
반대로 전술한 차량의 주행 조건에 따라 차량의 주행이 시가지 주행으로 판단될 경우 제어부(130)는 상기 레벨링 액추에이터(110)를 통해 차량 전조등의 광원(120)을 0.25°(θ2)만큼 하강시킨다. 그리고 상기 광원(120)으로 인가되는 전류의 양을 30%만큼 감소시켜 광원(120)으로부터의 광량을 감소시킨다.
통상 시가지에서 주행할 경우에는 먼 거리까지의 시야 확보가 중요한 것이 아니라 차량 주변의 시야 확보가 중요하다. 따라서 차량 전조등의 광원(120)이 먼 거리까지 조사되는 것보다는 넓은 각도로 조사되는 것이 바람직하다. 그리고 차량 전조등의 광원(120) 각도가 너무 높으면 반대편 차선의 차량 운전자가 시야를 교란 당할 수 있기 때문에 진행 차량의 수가 많은 시가지에서는 차량 전조등의 광원(120)이 낮게 조사되는 것이 바람직하다. 결국, 상기와 같이 광원(120)을 일정 각도만큼 하강시키고 광원(120)으로 유입되는 전류의 양을 감소시키면, 차량 주변에 대한 시야 확보가 탁월해지고 반대편 차량 운전자의 시야를 교란하지 않기 때문 에 시가지 운전에서의 차량 안정성을 확보할 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템(100)에 의한 노면 빔 패턴을 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템에 의한 노면 빔 패턴을 나타내는 그래프이다. 도 4에서 도시하고 있는 것과 같이 본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템(100)은 전술한 내용과 동일하게 고속도로에서는 먼 거리까지 빔이 조사되는 것을 확인할 수 있다. 그리고 시가지에서는 전술한 내용과 동일하게 차량 주변에서 넓게 빔이 조사되는 것을 확인할 수 있다. 도 4에서 도시하고 있는 내용을 표로 정리하면 다음과 같다.

구분
일반도로
고속도로
시가지

Center (m)
70
80
62

광폭 (m)
24
24
35

원거리 (m)
95
130
75
결국, 본 발명에 따른 가변형 전조등 시스템은 차량이 고속도로 또는 시가지 중 어디를 주행하느냐에 따라 가장 최적화된 빔 패턴을 제공할 수 있다. 또한 레벨링 액추에이터와 제어부만으로도 광원의 회전 각도와 광원으로의 전류 양을 조절할 수 있기 때문에 최적화된 빔 패턴을 제공하기 위해 별도의 장치를 추가로 구비하거나 차량 전조등의 쉴드(shield) 형상을 변경할 필요가 없으며, 이에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두가 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템을 도시하고 있는 측면도이다.
도 2는 도 1의 레벨링 액추에이터를 도시하고 있는 사시도이다.
도 3은 도 1의 가변형 전조등 시스템의 작동 상태를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 가변형 전조등 시스템에 의한 노면 빔 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 5는 종래의 가변형 전조등 시스템을 도시하고 있는 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 가변형 전조등 시스템 110: 레벨링 액추에이터
112: 지지 바 114: 회전 힌지
120: 광원 130: 제어부
132: 차속 센서

Claims (5)

  1. 차량 전조등의 광원을 상하 방향으로 회전시키는 레벨링 액추에이터; 및
    차량의 주행 조건에 따라 차량의 주행을 고속도로 주행과 시가지 주행 중 어느 하나로 판단하여 그 판단 결과에 따라 상기 레벨링 액추에이터에 의한 광원의 회전 정도를 결정하는 제어부를 포함하고,
    상기 주행 조건은 차량의 속도, 차량의 외부 조도, 차량의 정차 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 속도가 제1 속도 이상이고 상기 제1 속도의 지속 시간이 일정 시간 이상일 경우 차량의 주행을 고속도로 주행으로 판단하여 상기 광원을 일정 각도만큼 상승시키는 것을 특징으로 하는 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 속도는 100㎞/h이고, 상기 일정 시간은 5분이며, 상기 일정 각도는 0.25°인 것을 특징으로 하는 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 속도, 차량의 외부 조도 및 차량의 정차 횟수에 따라 차량의 주행이 시가지 주행으로 판단되면 상기 광원을 0.25°만큼 하강시켜 차량의 시가지 주행 시의 안전성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 주행이 고속도로 주행으로 판단되면 상기 광원으로부터의 광량이 증가되도록 상기 광원으로 인가되는 전류의 양을 증가시키고, 차량의 주행이 시가지 주행으로 판단되면 상기 광원으로부터의 광량이 감소하도록 상기 광원으로 인가되는 전류의 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량 전조등의 고속도로 및 시가지 모드를 구현하는 가변형 전조등 시스템.
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