KR20140078207A - 차량용 헤드램프를 제어하기 위한 액추에이터 및 그의 제어 방법 - Google Patents

차량용 헤드램프를 제어하기 위한 액추에이터 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 헤드램프의 이동을 제어하는 액추에이터는 전자제어유닛(Electronic Contorl Unit, ECU)으로부터 수신한 신호에 기초하여 회전하는 모터, 상기 모터에 연결되고, 상기 모터의 회전에 따라 회전하는 회전축, 상기 차량용 헤드램프를 탑재하도록 형성되며, 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축의 회전과 함께 상기 회전축의 축 방향으로 이동하는 너트, 그리고 상기 회전축으로부터 상기 너트의 높이보다 낮은 거리로 이격되어 형성되며, 상기 너트의 이동을 저지하는 스토퍼를 포함한다.

Description

차량용 헤드램프를 제어하기 위한 액추에이터 및 그의 제어 방법{ACTUATOR FOR CONTROLLING HEADLAMP FOR VEHICLE AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 차량용 헤드램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 헤드램프를 제어하기 위한 액추에이터 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
차량에는 헤드램프가 구비되어 시야가 확보되지 않은 주간이나 야간에도 전방으로 진로를 확인하면서 운전을 할 수 있다. 최근에는 헤드램프의 조사각을 차량 운전대의 각도와 진행방향에 따라 자동으로 조절하는 적응형 헤드램프 시스템(Adaptive Front-lighting System, AFS) 기술이 상용화되고 있다.
AFS 기술에 따르면, 차량용 헤드램프를 제어하기 위하여 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로부터 출력되는 신호에 따라 구동 장치를 구동시키며, 구동 장치의 구동에 따라 차량용 헤드램프의 조사각을 상하 또는 좌우로 조절한다.
차량용 헤드램프의 조사각을 좌우로 조절하는 구동 장치는, 예를 들면 스위블(Swivel) 타입의 액추에이터(Actuator)이다. 스위블 타입의 액추에이터는 헤드램프의 이동을 위한 원점(Zero Point)을 인식하기 위하여 홀(hall) IC(Integration Chip) 및 2극(N극-S극) 마그네트를 사용할 수 있다. 홀 IC는 N극-S극 사이의 스위칭 영역을 원점으로 인식할 수 있다. 홀 IC가 원점을 인식할 때까지 2극 마그네트는 홀 IC 주변을 왕복 구동하므로, 원점 인식을 위한 시간이 소요될 수 있다. 그리고, 이때, N극-S극 사이의 무자기장 영역이 넓은 경우 원점 인식의 오차가 발생할 확률이 크다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 차량용 헤드램프를 제어하기 위한 액추에이터 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시에에 따른 차량용 헤드램프의 이동을 제어하는 액추에이터는 전자제어유닛(Electronic Contorl Unit, ECU)으로부터 수신한 신호에 기초하여 회전하는 모터, 상기 모터에 연결되고, 상기 모터의 회전에 따라 회전하는 회전축, 상기 차량용 헤드램프를 탑재하도록 형성되며, 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축의 회전과 함께 상기 회전축의 축 방향으로 이동하는 너트, 그리고 상기 회전축으로부터 상기 너트의 높이보다 낮은 거리로 이격되어 형성되며, 상기 너트의 이동을 저지하는 스토퍼를 포함한다.
상기 스토퍼는 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 스토퍼는 상기 모터의 일단에 형성될 수 있다.
상기 회전축의 좌우 양단 중 상기 모터와 연결되지 않는 일단을 고정하는 지지부를 더 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 지지부에 형성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액추에이터가 차량용 헤드램프의 이동을 제어하는 제어 방법은 전자제어유닛으로부터 차량용 헤드램프를 탑재한 너트를 원점으로 이동시킬 것을 지시하는 신호를 수신하는 단계, 모터를 회전시켜, 스토퍼가 저지하는 위치인 상기 원점까지 상기 너트를 이동시키는 단계, 상기 전자제어유닛으로부터 상기 너트를 목적 위치까지 이동시킬 것을 지시하는 신호를 수신하는 단계, 그리고 상기 모터를 회전시켜, 상기 원점을 기준으로 상기 목적 위치까지 상기 너트를 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 원점을 인식하기 위한 홀 IC 및 마그네트를 구비할 필요가 없으므로, 액추에이터의 제조 비용을 절감할 수 있다 또한, 원점을 인식하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있으며, 원점 인식의 오차를 줄일 수 있다. 또한, 전자제어유닛의 제어 절차를 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스위블 액추에이터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 헤드램프 제어 장치(100)는 헤드램프부(110), 헤드램프 제어부(120), 전자 제어(Electronic Control)부(130), 속도 감지부(140) 및 조향각 감지부(150)를 포함한다.
헤드램프부(110)는 차량 전방의 도로에 광을 비추는 헤드램프를 포함한다. 헤드램프(headlamp)는 헤드라이트(headlight), 전조등 등과 혼용될 수 있다.
헤드램프 제어부(120)는 헤드램프부(110)에 연결되며, 헤드램프부(110)의 좌우 이동을 제어한다. 예를 들어, 헤드램프 제어부(120)는 스위블 타입의 액추에이터로 구현될 수 있다. 스위블 액추에이터가 구동함으로써, 헤드램프부(110)를 좌우로 이동시킬 수 있다. 본 명세서에서, 헤드램프 제어부는 스위블 타입의 액추에이터, 스위블 액추에이터, 액추에이터 등과 혼용될 수 있다.
전자 제어부(130)는 헤드램프 제어부(120)에 전기적으로 연결되어, 헤드램프 제어부(120)를 제어하기 위한 신호를 출력한다. 전자 제어부(130)는 전자제어유닛(Electornic Control Unit, ECU)과 혼용될 수 있다. 이를 위하여, 전자 제어부(130)는 속도 감지부(140) 및 조향각 감지부(150)에 연결되며, 속도 감지부(140)로부터 수신한 차량의 속도 정보 또는 가속도 정보와 조향각 감지부(150)로부터 수신한 차량의 조향각 정보에 기초하여 헤드램프 제어부(120)를 제어하기 위한 신호를 생성한다. 헤드램프 제어부(120)를 제어하기 위한 신호는, 예를 들면 헤드램프부(110)를 원점으로 이동시키도록 지시하는 신호 및 헤드램프부(110)를 원점으로부터 목적 위치까지 이동시키도록 지시하는 신호를 포함할 수 있다. 여기서, 원점은 헤드램프부(110)를 이동시키기 위한 기준이 되는 위치를 의미하며, 기준점과 혼용될 수 있다. 그리고, 목적 위치는 현재의 속도/가속도 및 조향각에 적합한 조사각을 가지도록 하는 하는 헤드램프의 위치를 의미한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스위블 액추에이터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 스위블 액추에이터(300)는 모터(310), 너트(315), 회전축(320), 지지부(325), 가이드 레일(330), 인쇄회로기판(335), 제어유닛(340), 접속단자(345) 및 스토퍼(350)를 포함한다.
제어유닛(340)은 인쇄회로기판(335) 상에 배치되며, 전자제어부(도 1의 130 참조)로부터 수신한 신호에 기초하여 모터(310)를 회전시키기 위한 신호를 출력한다.
모터(310)는 접속단자(345)를 통하여 인쇄회로기판(335)에 연결되며, 제어유닛(340)으로부터 출력된 신호에 기초하여 회전한다.
한편, 회전축(320)의 좌우 양단 중 일단은 모터(310)에 연결되며, 타단은 지지부(325)에 고정될 수 있다. 회전축(320)은 모터(310)의 회전에 따라 회전할 수 있다. 회전축(320)은, 예를 들면 나선형으로 회전할 수 있다. 회전축(320)은, 예를 들면 모터(310)의 회전축(미도시)과 동일선 상에 형성될 수 있다. 회전축(320)에는 너트(315)가 결합되며, 너트(315)는 회전축(320)의 회전과 함께 축 방향(좌우 방향)으로 이동할 수 있다. 너트(315)에는 헤드램프가 탑재되어, 너트(315)의 이동에 따라 헤드램프가 이동할 수 있다.
너트(315)는 가이드 레일(330) 상에 형성된 가이드에 삽입되며, 가이드 레일(330)의 일단은 모터(310)에 고정되고, 가이드 레일(330)의 타단은 지지부(325)에 고정될 수 있다. 가이드 레일(330)은 회전축(320)과 평행하게 배치되며, 너트(315)의 이동을 가이드할 수 있다.
전자 제어부(도 1의 130 참조)가 헤드램프부(110)를 원점으로 이동시키도록 지시하면, 모터(310)가 회전하여 너트(315)를 원점(Zero Point, ZP)까지 이동시킨다. 여기서, 원점은 미리 설정되며, 전자 제어부는 원점의 위치를 이미 알고 있는 것을 가정한다. 너트(315)를 원점까지 이동시키기 위하여, 원점에는 스토퍼(350)가 형성될 수 있다. 스토퍼(350)는 회전축(310)으로부터 너트(315)의 높이(H)보다 낮은 거리(h)로 이격되어, 너트(315)의 이동을 저지할 수 있다. 이에 따라, 너트(315)는 원점까지만 이동할 수 있다.
원점은 회전축(320)의 좌우 양단 중 일단으로 설정될 수 있다. 원점이 모터(310) 방향으로 설정되는 경우, 스토퍼(350)는 모터(310)에 형성될 수 있다. 스토퍼(350)는, 예를 들면 모터(310)의 커버(311)에 형성될 수 있다. 원점이 지지부(325) 방향으로 설정되는 경우, 스토퍼(350)는 지지부(325)에 형성될 수 있다. 스토퍼(350)는, 예를 들면 지지부(325)가 너트(315)와 만나는 면(325-1)에 형성될 수 있다.
스토퍼(350)는 탄성 재질(예, 고무)로 형성될 수 있다. 따라서, 너트(315)가 원점까지 이동하는 경우, 너트(315)와 모터(310) 또는 지지부(325) 간의 접촉으로 인하여 너트(315)가 마모되는 현상을 방지할 수 있다.
이후, 전자 제어부(130)가 헤드램프부(110)를 원점으로부터 목적 위치까지 이동시키도록 지시하면, 모터(310)가 회전하여 너트(315)를 목적 위치까지 이동시킨다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 스위블 액추에이터는 홀 IC가 마그네트의 무자기장 영역을 인식할 필요가 없다. 따라서, 스위블 액추에이터의 구성으로 홀 IC 와 마그네트를 생략할 수 있다. 또한, 홀 IC가 원점을 인식할 때까지 너트와 마그네트가 원점 주변을 왕복 구동하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 전자 제어부(130)는 속도 감지부(140)로부터 차량의 속도 정보 또는 가속도 정보를 수신하고(S400), 조향각 감지부(150)로부터 차량의 조향각 정보를 수신한다(S410).
헤드램프부(110)의 수평 이동이 필요한 경우, 전자 제어부(130)는 헤드램프 제어부(120)에게 헤드램프부(110)를 원점으로 이동시킬 것을 지시한다(S420).
헤드램프 제어부(120)(즉, 도 2의 스위블 액추에이터)는 모터를 회전시켜 헤드램프부(110)를 원점으로 이동 시킨다(S430). 도 2와 같이 원점이 모터 쪽으로 설정된 경우, 헤드램프 제어부(120)에 포함되는 모터는 너트를 왼쪽으로 이동시킴으로써, 헤드램프부(110)를 원점까지 이동시킬 수 있다.
그리고, 전자 제어부(130)는 헤드램프 제어부(120)에게 헤드램프부(110)를 목적 위치까지 이동시킬 것을 지시한다(S440).
헤드램프 제어부(120)는 모터를 회전시켜 헤드램프부(110)를 목적 위치까지 이동시킨다(S450). 도 2와 같이 원점이 모터 쪽으로 설정된 경우, 헤드램프 제어부(120)에 포함되는 모터는 너트를 오른쪽으로 이동시킴으로써, 헤드램프부(110)를 목적 위치까지 이동시킬 수 있다.
이에 따르면, 전자 제어부(130)는 홀 IC로부터 원점 인식 결과를 수신할 필요가 없다. 전자 제어부(130)는 원점 이동을 지시한 후 소정 시간(스위블 액추에이터의 사양에 따라 다르게 설정될 수 있음)이 경과하면, 헤드 램프부(110)가 원점에 도달한 것으로 간주할 수 있다. 그리고, 모터의 회전 방향을 단순화시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
300: 스위블 액추에이터
310: 모터
315: 너트
320: 회전축
325: 지지부
330: 가이드 레일
335: 인쇄회로기판
340: 제어유닛
345: 접속단자
350: 스토퍼

Claims (5)

  1. 차량용 헤드램프의 이동을 제어하는 액추에이터에 있어서,
    전자제어유닛(Electronic Contorl Unit, ECU)으로부터 수신한 신호에 기초하여 회전하는 모터,
    상기 모터에 연결되고, 상기 모터의 회전에 따라 회전하는 회전축,
    상기 차량용 헤드램프를 탑재하도록 형성되며, 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축의 회전과 함께 상기 회전축의 축 방향으로 이동하는 너트, 그리고
    상기 회전축으로부터 상기 너트의 높이보다 낮은 거리로 이격되어 형성되며, 상기 너트의 이동을 저지하는 스토퍼
    를 포함하는 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 탄성 재질로 이루어지는 액추에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 모터의 일단에 형성되는 액추에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 좌우 양단 중 상기 모터와 연결되지 않는 일단을 고정하는 지지부를 더 포함하고,
    상기 스토퍼는 상기 지지부에 형성되는 액추에이터.
  5. 액추에이터가 차량용 헤드램프의 이동을 제어하는 제어 방법에 있어서,
    전자제어유닛으로부터 차량용 헤드램프를 탑재한 너트를 원점으로 이동시킬 것을 지시하는 신호를 수신하는 단계,
    모터를 회전시켜, 스토퍼가 저지하는 위치인 상기 원점까지 상기 너트를 이동시키는 단계,
    상기 전자제어유닛으로부터 상기 너트를 목적 위치까지 이동시킬 것을 지시하는 신호를 수신하는 단계, 그리고
    상기 모터를 회전시켜, 상기 원점을 기준으로 상기 목적 위치까지 상기 너트를 이동시키는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
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