KR101095018B1 - 안전 장치 기능을 구비한 램프 어셈블리 및 램프 시스템 - Google Patents

안전 장치 기능을 구비한 램프 어셈블리 및 램프 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 헤드 램프 어셈블리 및 램프 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 안전 장치(Fail-Safe) 기능을 구비한 헤드 램프 시스템의 일 양태(Aspect)는 소정의 실드(Shield)에 의하여 복수의 빔 패턴을 형성하는 광학 모듈; 상기 광학 모듈의 실드를 구동시키는 실드 구동부; 상기 광학 모듈을 좌우 방향으로 회전시키는 모듈 구동부; 조사 방향을 상하 방향으로 변경시키는 레벨링 구동부; 및 상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부의 이상 여부를 감지하여 배광 패턴 또는 조사 방향을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부 중 하나의 구동부에 이상이 발생한 경우에 이상이 발생하지 않은 다른 구동부를 제어하여 대향차 운전자에 눈부심을 줄 수 있는 컷 오프 라인 상단 영역에 조사되는 빛을 제거한다.
헤드 램프, 적응형 헤드 램프, AFLS, 페일 세이프

Description

안전 장치 기능을 구비한 램프 어셈블리 및 램프 시스템{A lamp assembly and lamp system including fail-safe}
본 발명은 차량용 헤드 램프 어셈블리 및 램프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 빔 패턴을 제공하는 헤드 램프의 동작에 문제가 있는 경우, 안전 장치 기능을 제공하는 헤드 램프 어셈블리 및 램프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시 주행방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 조명기능 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다. 전조등이라고도 하는 헤드 램프(head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 기능을 하는 조명등으로서, 야간에 전방 100m의 거리에 있는 도로상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 필요로 하고 있다. 이러한 헤드램프의 규격은 국가마다 기준이 다르게 설정되어 있으며, 특히 우측 통행(좌측 운전)인가 좌측 통행(우측 운전)인가에 따라서 헤드 램프 빔의 조사 방향이 다르게 설정된다.
기존의 차량용 헤드 램프는 다양하게 변화하는 도로의 상황에 상관없이 고정된 조명 패턴을 운전자에게 제공하고 있다. 따라서, 차량이 기존 보다 원거리의 시 야 확보가 필요한 고속주행, 주변 조명이 다른 도로에 비해 상대적으로 밝아 헤드 램프의 밝기에 대한 의존도가 상대적으로 떨어지는 도심지 주행, 비나 눈 혹은 젖은 도로의 반사로 인해 눈부심이 증가하고, 시야가 감소되는 악천후 시에 주행을 할 때는 운전자가 안전 운전을 할 수 있는 적절한 시야가 확보되지 못한다.
적응형 헤드 램프 시스템(AFLS; Adaptive front lighting system)는 운전자와 상대 운전자의 전방 인식을 개선하고자 하는 시도에 의해 도입되었다. 적응형 헤드 램프 시스템(AFLS)는 자동차의 운전조건, 도로조건, 환경조건 등에 따라서 헤드라이트 불빛의 폭과 길이를 변경하는 시스템이다. 예를 들어, 선회도로를 저속으로 코너링할 때에는 별도의 조명을 비추는 일이 적응형 헤드 램프 시스템 에서는 가능할 수 있다. 또한, 반대차선에서 접근하는 자동차의 운전자가 눈이 부시지 않도록 헤드 램프의 밝기를 조절할 수 있다.
하지만, 이러한 적응형 헤드 램프 시스템을 사용함에 있어서 고장이나 동작이 제대로 되지 않는 경우에 운전자의 가시성이 확보되지 않거나 상대방 차의 운전자에 눈부심이 발생할 수 있다.
따라서, 헤드 램프 시스템의 고장이나 동작 불능인 경우에 운전자 및 상대방 차량의 운전자 눈부심을 방지하는 장치 및 시스템이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량용 램프의 동작이 불능인 경우 상대방 운전자들의 눈부심을 줄여주는 페일 세이프(Fail-Safe; 안전 장치) 기능을 제공하는 램프 어셈블리 및 램프 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 차량용 램프에 이상이 발생한 경우 빔 패턴을 전환하거나 빔 조사 방향을 전환시켜 페일 세이프 기능을 제공하는 램프 어셈블리 및 램프 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 안전 장치(Fail-Safe) 기능을 구비한 헤드 램프 시스템의 일 양태(Aspect)는 소정의 실드(Shield)에 의하여 복수의 빔 패턴을 형성하는 광학 모듈; 상기 광학 모듈의 실드를 구동시키는 실드 구동부; 상기 광학 모듈을 좌우 방향으로 회전시키는 모듈 구동부;
조사 방향을 상하 방향으로 변경시키는 레벨링 구동부; 및 상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부의 이상 여부를 감지하여 배광 패턴 또는 조사 방향을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 실드 구동부, 모듈 구동부 및 레벨링 구동부 중 하나의 구동부에 이상이 발생한 경우에 이상이 발생하지 않은 구동부를 제어하여 대향차 운전자에 눈부심을 줄 수 있는 컷 오프 라인 상단 영역에 조사되는 빛을 제거한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 안전 장치(Fail-Safe) 기능을 구비한 헤드 램프 어셈블리의 일 양태(Aspect)는 렌즈, 렌즈를 수용하는 홀더, 홀더에 결합되는 리플렉터 및 상단에 컷 오프 형상이 있는 복수의 돌기가 형성된 실드를 포함하는 광학 모듈; 소정의 빔 패턴 형성을 위하여 상기 실드를 구동시키는 실드 구동부; 상기 광학 모듈을 회전 가능하게 수용하는 베이스; 상기 광학 모듈을 좌우 방향으로 회전시키는 모듈 구동부; 조사 방향을 상하 방향으로 변경시키는 레벨링 구동부; 및 상기 실드 구동부, 모듈 구동부 및 레벨링 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 실드 구동부의 이상 발생시에는 상기 모듈 구동부 및/또는 레벨링 구동부를 제어하며, 상기 모듈 구동부 및/또는 레벨링 구동부의 이상 발생시에는 상기 실드 구동부를 제어하여 상기 광학 모듈에 의해 형성되는 빔 패턴 또는 빔 조사 방향을 조절한다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우, 차량용 헤드 램프의 동작이 불능인 경우 또는 동작에 이상이 발생한 경우에 상대방 운전자들의 눈부심을 줄여주는 페일 세이프(Fail-Safe; 안전 장치) 기능을 신뢰성 있게 제공할 수 있다.
또한, 차량용 헤드 램프에 이상이 발생한 경우 빔 패턴을 전환하거나 빔 조 사 방향을 전환시켜 페일 세이프 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 램프 시스템의 블록도를 보여준다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 램프 시스템은 광학 모듈(100), 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300), 레벨링 구동부(400), 페일 감지부(500), 제어부(600), 알람부(700)를 포함할 수 있다.
광학 모듈(100)은 빔 패턴을 형성하는 역할을 한다. 광학 모듈(100)은 램프, 리플렉터 및 실드 등의 소정의 빔 패턴을 형성하는 구성요소를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 광학 모듈(100)은 후술할 실드(Shield)에 의하여 다양한 빔 패턴을 생성할 수 있다. 이와 함께, 광학 모듈(100)을 상하 또는 좌우 방향으로 회전시켜, 빔의 조사 방향을 조정할 수 있다. 세부적인 광학 모듈(100)의 구성에 대하여는 후술하기로 한다.
실드 구동부(200)는 광학 모듈(100)의 실드를 구동하여, 소정의 빔 패턴을 형성시키는 역할을 한다. 실드 구동부(200)는 예를 들어, 실드를 회전시키거나 실드의 돌기 패턴을 변화시켜 다양한 빔 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 실드 구동부(200)에 의하여 적응형 헤드 램프 시스템(AFLS)에서의 다양한 빔 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, RHD C, C, V 및 E 클래스 등의 다양한 빔 패턴이 형성될 수 있다. RHD C, C, V 및 E 클래스 등의 빔 패턴에 대하여는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
모듈 구동부(300)는 광학 모듈(100)의 빔 조사 방향을 좌우 방향으로 조정하도록 광학 모듈(100)을 좌우 방향으로 구동시키는 역할을 한다.
레벨링 구동부(400)는 베이스(350)에 결합되어 베이스(350)를 회전시킴으로써, 베이스(350)에 수용된 광학 모듈(100)을 상하 방향으로 구동시키는 역할을 한다.
한편, 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)는 소정의 실드 또는 광학 모듈(100)을 회전 또는 동작시키는 역할을 하기에, 소정의 구성을 회전시키거나 움직이는 액추에이터 또는 구동 모터를 포함하며, 발생된 동력원을 전달하는 구동 기어부 또는 구동 전달부를 포함할 수 있다.
페일 감지부(400)는 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상을 감지하는 역할을 한다. 여기서, 이상이라 함은 작동하지만 제대로 작동하지 않거나, 고장에 의하여 더 이상의 작동이 되지 않는 상태를 통칭하기로 한다. 여기서, 페일(Fail)이란 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400) 중 하나의 이상으로 인하여 빔 패턴 전환이 이루어지지 않거나 빔 조사 방향의 전환이 이루어지지 않는 상태를 말한다. 페일(Fail)은 페일 모드(Fail-mode)로서 지칭될 수 있다. 이러한 페일 모드에서 최소한의 권고 또는 안전한 모드로 빔 패턴을 전환시키거나 빔 조사 방향을 전환시키는 것을 페일 세이프(Fail-Safe; 이중 안전)라 한다.
따라서, 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상이라 함은 후술하는 제어부(600)에 의하여 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400) 중에 하나 이상를 작동시켜 소정의 빔 패턴을 형성하는 경우에, 실드 구동부(200)에 의해 동작하는 회전 실드(210)가 소정의 빔 패턴으로 전환되지 않거나, 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)에 의해 회동하는 광학 모듈(100)의 빔 조사 방향이 소정의 방향으로 회전하지 않는 것을 말한다. 주행 중인 경우 또는 헤드 램프 시스템을 작동시키는 중에 이러한 페일(Fail)이 발생하는 경우에는 페일 세이프 동작을 안정적으로 수행하는 것이 필요하다.
페일 감지부(400)는 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상을 감지하여 제어부(600)로 전달하는 역할을 한다. 페일 감지 부(400)는 실드 구동부(200)의 이상을 감지하는 실드 페일 감지부(미도시), 모듈 구동부(300)의 이상을 감지하는 모듈 페일 감지부(미도시) 및 레벨링 구동부(400)의 이상을 감지하는 레벨링 페일 감지부(미도시)를 포함할 수 있다.
실드 페일 감지부(미도시)는 실드의 회전 여부 또는 해당 빔 패턴에 따른 돌기의 동작 여부 등을 감지할 수 있다. 예를 들어, 실드 페일 감지부는 실드의 회전에 의하여 빔 패턴이 생성되는 경우, 빔 패턴의 전환 명령이 있거나 또는 소정의 빔 패턴으로 전환 명령이 있은 후라도 실드의 회전이 이루어지지 않는 경우를 감지할 수 있다. 실드 페일 감지부는 실드의 회전량을 알 수 있는 인코더, 자이로 센서, 가속도 센서 등을 포함하거나 또는 실드의 회전량을 광에 의해 감지하는 광 센서 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 실드 페일 감지부는 실드 구동부(200)의 구동 모터의 이상을 감지하는 모터 센서 등에 의하여 실드 구동부(200)의 이상을 감지할 수 있다.
모듈 페일 감지부(미도시) 및 레벨링 페일 감지부(미도시)는 각각 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 구동에 의한 광학 모듈(100) 등의 움직임 여부를 감지하여 판단할 수 있다. 따라서, 광학 모듈(100)의 상하 또는 좌우 움직임에 대한 명령 또는 구동에도 불구하고, 조사 각도가 조정되지 않거나 조사 방향이 다른 방향으로 전환되는 경우를 감지하여 이상 여부를 감지할 수 있다. 모듈 페일 감지부(미도시) 및 레벨링 페일 감지부(미도시)도 실드 페일 감지부와 유사하게, 광학 모듈(100)의 자세(예를 들어, 기준 위치에서의 회전량)를 감지하는 자이로 센서, 가속도 센서 또는 광 센서 등을 포함하거나, 구동 모터의 이상 또는 정지 상태를 감지하는 모터 센서 등에 의하여 이상을 감지할 수 있다.
제어부(600)는 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)를 제어하는 역할을 한다. 제어부(600)는 외부로부터 빔 패턴 전환 또는 빔 조사 방향의 전환 등의 명령을 입력 받아 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)에 제어 명령을 전달할 수 있다. 제어부(600)는 또한 실드 페일 감지부(미도시), 모듈 페일 감지부(미도시) 및 레벨링 페일 감지부(미도시)로부터 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상 여부에 대한 신호를 받아, 이상 발생시, 이상이 발생하지 않은 다른 구동부를 제어할 수 있다. 제어부(600)는 실드 구동부(200)의 이상 시에는 모듈 구동부(300) 및/또는 레벨링 구동부(400)를 제어하며, 모듈 구동부(300) 또는 레벨링 구동부(400)의 이상 시에는 실드 구동부(200)를 제어하여 광학 모듈(100)에 의해 생성되는 빔 패턴 또는 빔 조사 방향을 조절할 수 있다.
예를 들어, 실드 구동부(200)의 이상에 의하여 실드가 작동하지 않고 하이 빔(High-beam) 상태인 경우에는 제어부(600)는 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)를 작동시켜 광학 모듈(100)이 향하는 방향을 아래로 하여 로 빔(Low-beam) 상태로 전환할 수 있다.
이와 달리, 제어부(600)는 모듈 구동부(300) 또는 레벨링 구동부(400)를 작동시킬 수 없는 경우에는 실드 구동부(200)를 동작시켜 소정의 빔 패턴을 형성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 모듈 구동부(300)의 동작에 따라 광학 모듈(100)이 좌우로 움직이다 이상에 의하여 멈춰진 경우에는, 실드 구동부(200)에 의하여 빔 패 턴을 컷 오프 상단 영역에 빛이 가지 않는 V 클래스로 전환하여 마주 오는 상대방 운전자에게 눈부심 방지 및 시야를 확보하여 최소한의 안전을 도모할 수 있다.
알람부(700)는 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상을 감지하는 경우에, 운전자에게 알려주는 역할을 한다. 알람부(700)는 실드 구동부(200) 또는 모듈 구동부(300)의 이상을 감지하는 페일 감지부(500) 또는 제어부(600)로부터 신호를 전달 받아 경고음, 경고 진동 및 경고등 중 하나 이상을 작동시켜 운전자로 하여금 이상 여부를 인지하도록 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 주행 중에 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400) 각각의 이상에 대비하여, 광학 모듈의 의해 형성되는 빔 패턴 또는 빔 조사 방향을 조절할 수 있다. 따라서, 갑작스런 헤드 램프 시스템의 페일 모드에서, 최소한의 안전을 보장하여 헤드 램프 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 어셈블리의 조립 사시도를 보여주며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 어셈블리의 사시도를 보여준다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 어셈블리는 램프(70), 실드 구동부(200), 홀더(250), 베이스(350), 렌즈(80), 리플렉터(90), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)를 포함할 수 있다.
램프(70)는 헤드 램프 어셈블리의 광원을 제공한다. 상기의 램프(70)는 고전압방출(HID) 램프, 할로겐 램프 또는 LED 광원 등의 공지의 광원이 사용될 수 있다.
렌즈(80)는 램프(70)에서 조사된 광이 반사면(미도시됨)에 반사되어 전방으로 퍼지는 빛을 굴절시킴으로써 한 방향으로 빛을 모아 전방향으로 조사할 수 있다. 렌즈(80)는 홀더(250)에 부착되고, 홀더(250)는 리플렉터(90)와 결합되어 광학 모듈(100)의 외관을 구성할 수 있다.
리플렉터(Reflector; 90)은 램프(70)를 수용하여, 램프(70)에서 조사된 광을 전방으로 향하도록 램프 주위를 후방에서 둘러싸는 반사판을 포함할 수 있다.
베이스(350)는 광학 모듈(100)을 차량에 고정시키는 역할을 한다. 베이스(350)는 광학 모듈(100)에 형성된 소정의 회전축 돌기를 수용하여 광학 모듈(100)을 좌우 방향으로 회동 가능하도록 장착한다.
실드 구동부(200)는 램프(70)에 의해 제공된 광을 소정의 빔 패턴을 형성하도록 하는 실드를 구동시키는 역할을 한다. 실드(shield)는 램프(70)에 의해 곧바로 조사된 빛 및 반사면에서 반사되거나 굴절된 빛이 전방향으로 나아가면서 실드 상단의 컷 오프 형상에 의하여 빛의 일부가 차단되어 소정의 빔 패턴을 형성하도록 할 수 있다. 따라서, 실드는 소정의 빔 패턴에 따라 다양한 종류, 형상 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 실드 구동부(200)에 의해 구동되는 실드는 회전 실드(Ratation shield; 210)가 될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 회전 실드(210)는 하나의 예에 지나지 아니하며, 소정의 빔 패턴을 형성하는 일반적인 실드가 적용될 수 있다.
모듈 구동부(300)는 광학 모듈(100)을 좌우 방향으로 회전시켜, 광원에 의해 조사되는 광의 방향을 좌우 방향으로 조정하는 역할을 한다. 예를 들어, 차량이 우 회전을 하는 경우에는 모듈 구동부(300)에 의하여 광학 모듈(100)을 우측으로 회전시켜, 빔의 조사 방향을 차량의 이동방향보다 우측으로 조사하게 할 수 있다. 반대로 차량이 좌회전을 하는 경우에는 모듈 구동부(300)에 의하여 차량의 이동방향보다 좌측으로 조사하도록 할 수 있다.
레벨링 구동부(400)는 베이스(350)를 상하 방향으로 회전시켜, 광학 모듈에 의한 광의 방향을 상하로 조정하는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 램프 어셈블리는 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)를 제어하는 제어부(600) 및 상기 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상 여부를 감지하는 페일 감지부(500)를 더 포함할 수 있다.
페일 감지부(500) 및 제어부(600)는 각각 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)에 전기적으로 연결되어 제어 신호 또는 센서 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(600)는 실드 구동부(200)의 이상 시에는 모듈 구동부(300) 및/또는 레벨링 구동부(400)를 제어하여 페일 세이프(Fail-safe) 모드로 동작시키며, 모듈 구동부(300) 또는 레벨링 구동부(400)의 이상 시에는 실드 구동부(200)를 제어하여 페일 세이프 모드로 동작시킨다.
상기와 같이, 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400) 중의 하나의 구동부의 이상에 의하여 헤드 램프 어셈블리의 작동이 불완전하게 되는 경우에, 페일 세이프 모드로 동작하는 메커니즘을 구비하여 헤드 램프 어셈블리 의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 4는 일반적인 헤드 램프 어셈블리의 이상에 의하여 페일(Fail) 발생시에 만족시켜야 하는 요건 중 하나의 빔 패턴을 개략적으로 보여준다. 실드 구동부(200), 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)의 이상에 의한 페일(Fail) 발생 시에는 마주보고 달려오는 상대방 운전자의 운전에 있어 시야를 방해하거나 시인성을 떨어뜨려 안전상의 심각한 결함을 야기할 수 있다. 따라서, 페일(Fail) 발생 시에 도 4에서와 같이 소정의 빔 패턴을 형성하도록 할 수 있어야 한다.
도 4를 참조하면, 페일 모드에서는 안전을 위하여 기준선(405)에서 좌상 영역(410)에 대하여 최대 1 룩스(Lux) 이하의 밝기를 유지하여야 한다. 왜냐하면, 좌상 영역(410)으로 조사되는 빔은 마주보고 달려오는 차량의 운전자에게 눈부심을 줄 수 있기 때문이다. 따라서, 페일 모드 발생 시에는 안전을 위하여 좌상 영역(410)에 대하여 소정의 밝기 이하로 유지하여야 하는 법 규정 또는 권고 규정이 있다.
도 5a 는 본 발명의 일 실시예에서 페일 모드에서 모듈 구동부(300)에 의하여 광학 모듈(100)을 오른쪽 방향 회전시킨 예를 보여주며, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에서 페일 모드에서 레벨링 구동부(400)에 의하여 광학 모듈(100)을 아래쪽 방향 회전시킨 예를 보여준다.
예를 들어, 실드 구동부(200)의 이상에 의하여 운전차의 차량이 하이 빔 상태로 주행하는 경우에는 마주보고 달려오는 상대방 차량 운전자의 시야를 방해할 수 있다. 이 때, 도 5a 에서와 같이 모듈 구동부(300)에 의하여 광학 모듈(100)에 의해 이루어지는 빔의 조사 방향을 정면에서 오른쪽 방향으로 치우치게 할 수 있다. 따라서, 왼편에서 마주보고 달려오는 상대방 운전자의 눈부심을 줄일 수 있다. 다만, 오른쪽에서 마주보고 달려오는 도로 환경에서는 모듈 구동부(300)에 의하여 빔의 조사 방향을 정면에서 왼쪽 방향으로 치우치게 할 수 있다.
이와 함께, 도 5b에서와 같이 레벨링 구동부(400)에 의하여 베이스(350)를 상하 방향으로 회전시켜 광학 모듈에 의한 빔의 조사 방향을 정면에서 아래쪽 방향으로 치우치게 할 수 있다. 따라서, 빔의 조사 방향이 상방향이 아닌 아래 방향이 되어, 마주보고 달려오는 차량의 운전자의 시야 방해를 줄일 수 있다.
상기와 같이, 실드 구동부(200)에 이상이 발생한 경우에는 모듈 구동부(300) 및 레벨링 구동부(400)를 제어하여 페일 세이프 모드를 구현할 수 있다.
또한, 하기에서는 모듈 구동부(300) 또는 레벨링 구동부(400)에 이상이 발생한 경우에, 실드 구동부(200)를 제어하여 페일 세이프 모드를 구현하는 예를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 실드 구동 장치에서의 회전 실드의 일 예를 보여준다.
도 6을 참조하면, 회전 실드(210)는 회전축(212)을 중심으로 회전될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 회전 실드(210)를 실드 구동부(200)에 의하여 소정의 각도로 회전시켜 소정의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
회전 실드(210)는 원통형의 외주면(220)에 하나 이상의 실드 돌기(230, 232, 234, 236)를 포함할 수 있다. 이러한 실드 돌기의 상단 컷 오프 형상은 생성하려는 빔 패턴에 따라서 달라질 수 있다. 실드 돌기는 원통의 외주면에 각도에 따라 분리되어 위치할 수도 있고, 도 6에서와 같이 일부분은 합쳐져 있고 일부분만 실드 돌기를 형성하여 분리될 수도 있다. 실드(210)는 회전축(212)을 중심으로 수직 선상의 최상부에 위치한 실드 돌기에 의해 작동될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 회전축의 수직 선상에 제3 실드 돌기(234)가 위치하여 V 클래스의 빔 패턴을 형성할 수 있다. 또는 상기 회전 실드(210)를 회전축(212)을 중심으로 회전 시킴으로써 제1 실드 돌기(230), 제2 실드 돌기(232) 또는 제4 실드 돌기(236)를 '활성화'시켜 회전 실드(210)가 작동되도록 할 수 있다. 여기서, '활성화'는 원기둥의 외주면(220)에 부착된 실드 돌기가 수직 선상의 최상부에 위치하여 전면으로 조사되는 광을 일부분 차단하는 역할을 하는 것을 의미한다.
이와 같이, 회전 실드(210)를 회전축(212)을 기준으로 회전시키면 회전 실드(210)에 부착된 실드 돌기(230, 232, 234, 236)가 활성화되면서 생성되는 빔 패턴이 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 실드 돌기(230)가 활성화되는 경우에는 RHD C 클래스의 빔 패턴이 형성되고, 제2 실드 돌기(232)가 활성화되는 경우에는 C 클래스의 빔 패턴이 형성될 수 있다. 제3 실드 돌기(234)가 활성화되는 경우에는 V 클래스의 빔 패턴이 형성되고, 제4 실드 돌기(236)가 활성화되는 경우에는 E 클래스의 빔 패턴이 형성될 수 있다. 상기 빔 패턴의 클래스(class)에 대하여는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
다만, 도 6에서 도시하는 회전 실드(210)는 하나의 예에 지나지 아니하며, 원통형의 외주면(220)에 실드 돌기를 하나 이상 포함하여 다양한 빔 패턴을 생성시 켜 주는 다른 회전 실드에 의할 수 있다.
예를 들어, 모듈 구동부(300) 또는 레벨링 구동부(400)에 이상이 발생하여 페일 모드에 있는 경우, 도 4와 같은 좌상 영역(410)에서의 밝기가 제한되어야 한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실드 구동부(200)를 제어하여 회전 실드(210)를 회전시켜 로-빔 패턴 또는 V 클래스의 빔 패턴을 형성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 로-빔 패턴은 C, V, E 및 W 클래스라고 할 수 있으나, 그 중에서 V 클래스가 페일 세이프 모드에서 바람직한 빔 패턴이라고 할 수 있다. 실드 구동부(200)는 제어부(600)로부터 제어 명령을 전달 받아, 회전 실드(210)의 제3 실드 돌기(234)를 활성화 시켜, V 클래스의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
따라서, 모듈 구동부(300) 또는 레벨링 구동부(400)에 이상이 발생하더라도 실드 구동부(200)에 의하여 광학 모듈(100)에서 조사되는 빔 패턴을 제어하여, 페일 세이프 기능을 수행할 수 있다.
아래에서는 전술할 다양한 빔 패턴에 대하여 간략히 설명하기로 한다. 예를 들어, 헤드램프의 빔 패턴은 표 1과 같이, 상향등, 하향등에 따라 나뉘어지며, 이는 다시 차량의 주행 속도, 도로 특성, 노면 상태, 차선 방향 등의 조건에 따라 서로 다른 클래스로 구분될 수 있다.
[표 1]
종류 빔 패턴
Class C
(Basic Beam)
Figure 112008091091394-pat00001
Class V
(Town Beam)
Figure 112008091091394-pat00002
Class E
(Motorway Beam
Figure 112008091091394-pat00003
Class W
(Wet road Beam)
Figure 112008091091394-pat00004
RHD C
Figure 112008091091394-pat00005
High
Figure 112008091091394-pat00006
이때, 표 1에서 점선은 C 클래스의 빔 패턴으로 이해될 수 있으며, 각 빔 패턴과의 비교를 위해 도시된 것이다. H 클래스는 원거리를 넓게 비쳐주는 상향등(High-beam)으로 불리는 빔 패턴으로서, 전방에 타 차량이 없으면서 고속으로 주행하는 환경에 적합한 빔 패턴이다.
RHD C 클래스는 도로 주행 환경이 차량을 기준으로 우측통행에서 좌측통행으로 변동되었을 때 사용되는 빔 패턴이다.
C 클래스는 차량이 일반 도로(country road)를 주행할 때 또는 특별한 상황이 아니어서 다른 모드의 빔 패턴을 적용할 필요가 없을 때에 적합한 빔 패턴이다. 일반적인 하향등(low-beam) 패턴이다.
V 클래스는 차량이 시가지와 같이 주변의 조명의 밝기가 어느 정도 확보되는 환경에서 주행할 때 적합한 빔 패턴으로서, 예를 들어 시가지 운행시에 차량의 속도가 60km/h 이하이거나, 노면의 휘도가 1cd/m2 이상인 경우이다. 특히, 좌/우의 시야가 C 클래스에 비하여 넓어지며, C 클래스보다 다소 짧은 거리(대략 50 내지 60m 정도)의 시야가 확보된다.
E 클래스는 차량이 고속도로나, 상당 부분 직선 구간이 유지되는 도로에서 주행할 때 적합한 빔 패턴이다. 따라서, E 클래스는 전방 원거리 시야가 C 클래스에 비하여 다소 긴 특성을 갖는다.
W 클래스는 차량이 비가 내리는 날씨, 또는 젖은 도로에서 주행할 때 적합한 빔 패턴이다. 따라서, 전방 원거리 시야는 E 클래스와 다소 유사하나, 전방의 10 내지 20m 부근까지는 반사광(Reflective glare)을 줄이기 위하여, 오히려 광량을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 램프 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 어셈블리의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 모듈을 베이스에 결합한 램프 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 일반적인 헤드 램프 어셈블리 구동부의 이상에 의하여 페일(Fail) 발생시에 만족시켜야 하는 요건 중 하나의 빔 패턴을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5a 는 본 발명의 일 실시예에서 페일 모드에서 모듈 구동부에 의하여 헤드 램프 어셈블리를 오른쪽 방향 회전시킨 예를 보여주는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에서 페일 모드에서 레벨링 구동부에 의하여 헤드 램프 어셈블리를 아래쪽 방향 회전시킨 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 실드의 일 예를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
100: 광학 모듈 200: 실드 구동부
300: 모듈 구동부 400: 레벨링 구동부
500: 페일 감지부 600: 제어부
700: 알림부 70: 램프
80: 렌즈 90: 리플렉터
210: 회전 실드 250: 홀더
260: 회전축 돌기 350: 베이스
230, 232, 234, 236: 실드 돌기 900: 헤드램프 어셈블리

Claims (9)

  1. 소정의 실드(Shield)에 의하여 복수의 빔 패턴을 형성하는 광학 모듈;
    상기 광학 모듈의 실드를 구동시키는 실드 구동부;
    상기 광학 모듈의 좌우 방향 조사 각도를 제어하는 모듈 구동부;
    상기 광학 모듈의 상하 방향 조사 각도를 제어하는 레벨링 구동부; 및
    상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부 중 하나에 이상이 발생한 경우에 이상이 발생하지 않은 다른 구동부를 제어하여 상기 광학 모듈에 의해 생성되는 빔 패턴 또는 빔 조사 방향을 조절하며,
    상기 제어부는 상기 실드 구동부에 이상 발생 시 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부를 제어하여 상기 광학 모듈의 조사 방향을 아래 방향으로 향하게 하는, 헤드 램프 시스템.
  2. 삭제
  3. 소정의 실드(Shield)에 의하여 복수의 빔 패턴을 형성하는 광학 모듈;
    상기 광학 모듈의 실드를 구동시키는 실드 구동부;
    상기 광학 모듈의 좌우 방향 조사 각도를 제어하는 모듈 구동부;
    상기 광학 모듈의 상하 방향 조사 각도를 제어하는 레벨링 구동부; 및
    상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부 중 하나에 이상이 발생한 경우에 이상이 발생하지 않은 다른 구동부를 제어하여 상기 광학 모듈에 의해 생성되는 빔 패턴 또는 빔 조사 방향을 조절하며,
    상기 제어부는 상기 모듈 구동부 또는 레벨링 구동부에 이상 발생 시에, 상기 실드 구동부를 제어하여 상기 광학 모듈의 실드를 회동시켜 컷 오프 상단 영역의 빛을 감소시키는, 헤드 램프 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부의 이상 여부를 감지하는 페일 감지부를 더 포함하며,
    상기 페일 감지부는 상기 실드의 회전량을 측정하여 상기 실드 구동부의 이상을 감지하는 자이로 센서, 가속도 센서 및 광 센서 중 하나 이상을 포함하는, 헤드 램프 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 실드 구동부, 상기 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부의 이상 여부를 감지하는 페일 감지부를 더 포함하며,
    상기 페일 감지부는 상기 모듈 구동부 또는 상기 레벨링 구동부에 의해 회동하는 상기 광학 모듈의 회전량을 감지하여 상기 모듈 구동부 또는 상기 레벨링 구동부의 이상 여부를 감지하는 자이로 센서, 가속도 센서 및 광 센서 중 하나 이상을 포함하는, 헤드 램프 시스템.
  7. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 상기 실드 구동부, 모듈 구동부 및 상기 레벨링 구동부의 이상이 감지된 경우에 운전자에게 이상 여부를 알려주는 알람부를 더 포함하는, 헤드 램프 시스템.
  8. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광학 모듈을 좌우 방향으로 회전 가능하게 수용하고, 레벨링 구동부의 구동에 따라 상하 방향으로 회전 가능한 베이스를 더 포함하는, 헤드 램프 시스템.
  9. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 실드는 소정의 외부면 상에 하나 이상의 실드 돌기를 구비하여 서로 다른 빔 패턴을 형성시키는 회전 실드이며,
    상기 제어부는 상기 모듈 구동부 또는 상기 레벨링 구동부의 이상 시에 상기 실드 구동부를 제어하여 상기 회전 실드의 하나 이상의 실드 돌기를 활성화 시켜 컷 오프 상단 영역의 빛을 감소시키는, 헤드 램프 시스템.
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