KR102222591B1 - 적어도 하나의 광원을 포함하는 자동차용 헤드램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 스위치(8)에 의해 자동차의 전원(7)에 스위칭될 수 있는 공급 라인(6) 상에 위치하는 적어도 하나의 광원(2)을 포함하는 자동차용 헤드램프(1)에 관한 것이며, 상기 헤드램프 내에는, 마찬가지로 공급 라인(6)과, 그리고 적어도 하나의 광원(2)과 연결되어 있는 내부 전기 에너지 저장 장치(10)가 배치되며, 공급 라인 상에서 전압(U)의 강하/불량 시 광원은 잔여 조명 기간 동안 내부 전기 에너지 저장 장치(10)로부터 에너지를 공급받으며, 내부 전기 에너지 저장 장치(10)는 다이오드(11)를 통해 공급 라인(6) 상에 위치되며, 그리고 공급 라인(6)의 전압(U)의 모니터링을 위해 헤드램프 내에는 자신에 의해 작동되는 스위치(14a)를 포함하는 모니터링 장치(14)가 배치되며, 이 모니터링 장치는 공급 라인 상에서 전압의 강하 시 사용자를 위한 표시 수단(16)으로 이어지는 신호 라인(15)을 내부 에너지 저장 장치(10)로 스위칭한다.

Description

적어도 하나의 광원을 포함하는 자동차용 헤드램프
본 발명은, 스위치에 의해 자동차의 전원(power source)에 스위칭될 수 있는 공급 라인(supply line) 상에 위치하는 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하는 자동차용 헤드램프에 관한 것이며, 상기 헤드램프 내에는, 마찬가지로 공급 라인과, 그리고 적어도 하나의 광원과 연결되어 있는 내부 전기 에너지 저장 장치(internal electric energy storage unit)가 배치되며, 공급 라인 상에서 전압의 강하(drop)/불량(failure) 시 광원은 잔여 조명 기간 동안 내부 전기 에너지 저장 장치로부터 에너지를 공급받는다.
본 발명과 관련하여 "헤드램프"에 대해 언급할 때, 상기 헤드램프는 자동차 내 장착을 위해 결정되어 조명 목적을 위해 이용되는 유닛을 의미하되, 이는 헤드램프 모듈에도 관계될 수 있으며, 그리고 예컨대 2개의 모듈, 즉 하이빔용 모듈과 로우빔용 모듈이 헤드램프를 형성할 수 있다. 그러나 조명 모듈은 바람직하게는 반드시 차량 전방의 교통 공간(traffic space)의 조명을 위해 이용되지는 않는다.
교통 안전성을 위협하는 문제는 헤드램프를 위한 공급 전압의 항복(breakdown)에 있다. 이런 상황은, 예컨대 상황에 따라, 진동으로 인해, 적합하게 고정되지 않은 플러그인 커넥터의 분리를 통해 발생할 수 있는 라인 단선을 통해 야기될 수 있다. 자연히, 차량 축전지(vehicle accumulator)의 전압의 항복 또는 급강하(radical sag) 역시도 상기 상황을 야기한다.
비록 광원의 고장을 디스플레이 상에서 운전자에게 시그널링하는 점이 공지되어 있기는 하지만, 그러나 그렇게 하여 그와 위험 상황이 결부되는 예상치 못한 광 손실(light loss)의 문제는 해소되지 않는다.
이와 같이, DE 10 2013 001 976 B3호는 도입부에 언급한 유형의 헤드램프를 기술하고 있다. 특허 문헌 DE 10 2012 018 520 A1호는, 비상 시 경고등의 에너지 공급을 담당 수행하는 자립적 에너지 공급 유닛(autarkic energy supply unit)을 개시하고 있다. 활성화는 예컨대 사고를 통해 야기되지만, 그러나 손으로도 수행될 수 있다. 여기서는 신호 라인이 자립적 에너지 공급 유닛으로 스위칭되지도 않을뿐더러, 잔여 조명 기간도 표시되지 않는다. WO 03/057536 A1호는 자동차에서 보조 전원 시스템으로의 전환을 제시하고 있되, 다이오드는 에너지 역류를 방지한다. 여기서도, 사용자를 위한 표시 수단으로 이어지는 신호 라인은 내부 에너지 저장 장치로 스위칭되지 않을 뿐더러, 잔여 조명 기간도 표시되지 않는다. 특허 문헌 DE 10 2004 006 404 A1호에 따르면, 비상등이 활성화되기는 하지만, 그러나 항상 사고 센서의 트리거링과 관련하여 활성화된다. 상기 특허 문헌에서 추론되는 것처럼, 사고 시 비상등을 트리거링하는 점은 사전에 공지되었으며, 그에 따라 상기 특허 문헌은 이제 비상등을 위한 공급 전압이 충분하게 존재하지 않는다는 가능성을 다루고 있으며, 그로 인해 사고 센서의 트리거링 시, 그리고 전압이 너무 낮은 경우, 또는 조명 시스템의 또 다른 고장 시, 버퍼 배터리를 비상등으로 스위칭하는 점을 제안하고 있다.
본 발명의 과제는, 공급 라인의 전압의 불량 시 위험의 완화(mitigation)를 가능하게 하는 것에 있다.
상기 과제는, 도입부에 언급한 유형의 헤드램프를 기반으로, 본 발명에 따라서, 내부 전기 에너지 저장 장치가 다이오드를 통해 공급 라인 상에 위치되며, 그리고 공급 라인의 전압의 모니터링을 위해 헤드램프 내에 자신에 의해 작동되는 스위치를 포함한 모니터링 장치가 배치되며, 이 모니터링 장치는 공급 라인 상에서 전압의 강하 시 사용자를 위한 표시 수단으로 이어지는 신호 라인을 내부 에너지 저장 장치로 스위칭하는 것을 통해 해결된다.
본 발명에 의해, 공급 라인 상에서 전압의 불량 또는 급강하 시 여전히 소정의 시간 동안 비상 모드가 유지될 수 있다. 내부 에너지 저장 장치로부터 에너지를 공급받는 디스플레이는, 자동차의 운전자가 실제로 실질적인 공급 전압의 불량에 대한 지시를 받고 그에 대해 대책을 취할 수 있을 뿐만 아니라 그 순간부터 주행 모드에 대해 더욱 주의를 기울일 수 있도록 하기 위해, 상기 운전자를 위해 특히 중요하다. 이 경우, 전류가 에너지 저장 장치에서부터 외부 에너지 공급부의 방향으로 유출되는 점은 방지된다.
삭제
또한, 권장되는 점에 따라, 표시 수단은 오직 전기 에너지 저장 장치만의 에너지 공급 동안 적어도 하나의 광원의 잔여 조명 기간을 표시하도록 구성된다.
또한, 실무에 적합한 변형예에서, 공급 라인과 광원은 릴레이의 작동 접점을 통해 내부 전기 에너지 저장 장치에 이어질 수 있으며, 릴레이의 코일은 AND 게이트 및 인버터로 구성되어 접속된 유닛의 출력단 상에 위치되며, 유닛의 두 입력단은 한편으로 스위치를 통해, 그리고 다른 한편으로는 직접적으로 공급 라인 상에 위치된다.
권장할 만한 점에 따라, 전기 에너지 저장 장치는 축전지이다.
또한, 다른 한편으로, 적합하게는 전기 에너지 저장 장치는 슈퍼커패시터(supercapacitor)일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 내부 에너지 저장 장치를 통한 에너지 공급 동안 작동 가능한 디밍 장치(dimming device)는 적어도 하나의 광원을 위해 제공될 수 있다. 이런 경우, 바람직하게는, 디밍 장치는 내부 에너지 저장 장치와 광원 사이에 위치되는 보호 저항기이다.
삭제
또 다른 장점들과 함께 본 발명은 하기에서 도면에 도시되어 있는 예시의 실시형태에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 모듈을 도시한 개략도이다.
도 1에는, 헤드램프(1)의 윤곽이 도시되어 있으며, 헤드램프의 내부에는 광원(2), 본 실시예의 경우 LED가 위치된다. 상기 광원(2)은 광 가이드를 위해 예컨대 반사경(4)과 렌즈(5)를 포함하는 조명 유닛(3) 내에 배치된다.
공급 라인(6)은 자동차의 전원(7) 상에 위치되며, 이 전원은, 특히 공급 전압(U)을 공급하고 연소 엔진에 의해 작동되는 차량의 경우에는 발전기(G)에 의해 충전될 수 있는 축전지로서 형성된다. 상기 공급 라인(6)으로는 광원(2)이 스위치(8)에 의해 스위칭될 수 있되, 스위치(8)가 스위치 온된 경우 공급 라인(6)에서부터 광원(2)을 경유하여 접지 쪽으로 전류 흐름이 수행되는데, 그 이유는 전원(7)의 일측 극부(pole), 통상은 양극이 공급 라인(8)과 연결되어 있고, 그에 반해 전원(7)의 타측 극부, 여기서는 음극이 접지에 위치하기 때문이다.
또한, 공급 라인(6)과 광원(2)은, 릴레이(9)의 작동 접점(9a)을 통해, 하기에서 설명되는 방식으로 주전원 공급 유닛의 고장 시 정해진 시간 기간 동안 광원(2)에 에너지를 공급해야 하는 내부 전기 에너지 저장 장치(10)로 이어진다. 상기 에너지 저장 장치(10)는 헤드램프(1)의 안쪽에 배치되며, 그리고 예컨대 축전지로서, 또는 슈퍼커패시터로서 형성될 수 있다.
에너지 저장 장치(10)를 위한 공급 경로에는 다이오드(11)가 위치되며, 이 다이오드의 기능은, 예컨대 공급 라인이 에너지 저장 장치(10)보다 더 낮은 전압을 보유하거나 또는 접지로 단락된다면, 에너지 저장 장치(10)에서부터 결함이 있는 온보드 전기 시스템(on-board electrical system)으로의 전류 흐름을 방지하는 것에 있다.
다이오드(11)는 광원(2)의 단자와 공급 라인(6) 사이에 위치된다.
또한, 에너지 저장 장치(10)의 단자와 광원(2)의 단자 사이에 바람직하게는 조정될 수 있는 저항기(12)가 위치되는 점도 확인된다.
릴레이(9), 다시 말하면 릴레이의 코일은, 본 실시예의 경우, AND 게이트 및 인버터로 구성되어 접속된 유닛(13)의 출력단 상에 위치되며, 유닛의 두 입력단은 한편으로 스위치(8)를 통해, 그리고 다른 한편으로는 직접적으로 공급 라인(6) 상에 위치된다.
추가 릴레이(14)는 지속적으로 공급 라인(6) 상에 위치하되, 릴레이(14)의 코일 전압이 한계값 미만으로 감소하지 않는 동안 작동 접점(14a)은 개방된다. 상기 접점(14a)은 한편으로 에너지 저장 장치(10)와 연결되고 다른 한편으로는 사용자를 위한 표시 수단(16)으로 이어지는 신호 라인(15)과 연결된다.
하기에서는, 헤드램프, 내지 본 발명에 대해 핵심인 헤드램프의 개별 컴포넌트들의 더 상세한 기능이 더 상세하게 설명된다.
헤드램프(1)의 광원을 스위치 온하기 위해 사용자 또는 온보드 전자 시스템에 의해 스위치(8)가 폐쇄된다면, 전류는 라인(6)에서부터 다이오드(11) 및 광원(2)을 경유하여 접지 쪽으로 흐른다. 접속된 유닛(13)의 두 입력단에는 공급 전압(U)이 인가되어 있기 때문에, 릴레이(9)에는 전류가 흐르지 않고 접점(9r)은 폐쇄되며, 그럼으로써 상기 접점 및 저항기(12)를 통해 내부 에너지 저장 장치(10)는 충전되게 되거나, 또는 전압(U) 상태로 존재하게 된다. 이는 정상 기능이다.
스위치(8)가 폐쇄된 경우 공급 전압이 항복되면, 접속된 유닛의 두 입력단에는 영(0)의 전압이 인가되거나, 또는 조합된 부재에 대해 영(0)으로서 적용되는 전압이 인가되며, 그럼으로써 릴레이(9)의 작동 접점(9a)은 마찬가지로 폐쇄되게 되고 이제 광원(2)은 내부 전기 에너지 저장 장치(10)로부터 에너지를 공급받게 된다.
일례를 들어, 30W를 갖는 로우빔용 광원이 상정될 수 있다. 광원이 대략 1분 동안 에너지를 공급받을 수 있도록 하기 위해, 12V 및 50mAh를 갖는 내부 전기 에너지 저장 장치(10)가 필요하다. 이는 약 25F의 슈퍼커패시터의 용량에 상응할 수도 있다. 휘도가 감소된 경우, 보호 저항기(12)의 값에 따라 상대적으로 더 긴 잔여 조명 기간이 달성될 수 있다.
보호 저항기(12)의 또 다른 기능은, 특히 슈퍼커패시터의 이용 시, 경우에 따라 에너지 저장 장치(10) 및/또는 다이오드(11)를 위험하게 할 수도 있는 허용되지 않을 정도로 높은 충전 전류를 예방하기 위해 의도될 수 있는 전류 제한이다.
차량의 사용자에게 이루어지는 시그널링은 공급 라인(6) 상에서 전압의 불량 또는 강하 시 의도되기 때문에, 공급 라인(6)의 전압의 모니터링을 위해 헤드램프 내에는 자신에 의해 작동되는 스위치를 포함한 모니터링 장치가 배치되며, 이 모니터링 장치는 공급 라인 상에서 전압의 강하 시 사용자를 위한 표시 수단(16)으로 이어지는 신호 라인(15)을 내부 에너지 저장 장치(10)로 스위칭한다. 도시된 실시예에서 이를 위해 이용되는 것은, 공급 전압(U)이 소정의 값 미만으로 감소하지 않는 동안 작동 접점(14a)을 개방 상태로 유지하는 릴레이(14)이다. 그렇지 않으면, 특히 라인(6) 상에서 공급 전압(U)의 완전한 불량이 발생한 경우라면, 스위치(14a)는 폐쇄되며, 그리고 사용자를 위한 표시 수단(16)은 내부 에너지 저장 장치(10)로 스위칭된다. 상기 표시 수단은 예컨대 사용자에게 광원의 불량 및 그 잔여 조명 기간을 시그널링하는 표시등일 수 있거나, 또는 온보드 디스플레이 상에 나타나는 메시지일 수 있다.
릴레이로서 스위칭 장치들의 도시된 형성은, 통상의 기술자가 본 발명의 기본 사상을 알고 있는 상태에서 실현을 위해 사용할 수 있는 많은 가능성 중 하나일 뿐이다. 자명한 사실로서, 완전 전자식 모니터링 및 스위칭 장치들도 마찬가지로 가능하지만, 그러나 릴레이의 도시된 이용이 상대적으로 비용 효과적이며 고장에 안전적이다.
본 발명에 따른 해결책은 자연히 광원의 기능 역시도 공지된 방식으로 모니터링되는 점을 배제하지 않는데, 그 이유는 본 발명의 적용이 그 자체로 기능하는 광원을 전제조건으로 하기 때문이다.
본원에서 특히 안전성에 주목하기 때문에, 비록 본 발명이 특히 헤드램프에 관한 것이라고 하더라도, 본 발명은 자동차의 다른 조명 장치들에도 적용될 수 있으며, 예컨대 후진등, 보조 헤드램프, 방향지시등과 제동등, 그리고 실내 조명장치에도 적용될 수 있다.
1: 헤드램프
2: 광원
3: 조명 유닛
4: 반사경
5: 렌즈
6: 공급 라인
7: 전원
8: 스위치
9: 릴레이
9r: 작동 접점
10: 에너지 저장 장치
11: 다이오드
12: 저항기
13: AND 게이트 및 인버터로 구성되어 접속된 유닛
14: 릴레이
14r: 작동 접점
15: 신호 라인
16: 표시 수단
G: 발전기
U: 전압

Claims (9)

  1. 스위치(8)에 의해 자동차의 전원(7)에 스위칭될 수 있는 공급 라인(6) 상에 위치하는 적어도 하나의 광원(2)을 포함하는 자동차용 헤드램프(1)로서, 상기 헤드램프 내에는, 마찬가지로 공급 라인(6)과, 그리고 적어도 하나의 광원(2)과 연결되어 있는 내부 전기 에너지 저장 장치(10)가 배치되며, 공급 라인 상에서 전압(U)의 강하 또는 불량 시 광원은 잔여 조명 기간 동안 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)로부터 에너지를 공급받는, 상기 자동차용 헤드램프에 있어서, 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)는 다이오드(11)를 통해 상기 공급 라인(6) 상에 위치되며, 그리고 상기 공급 라인(6)의 전압(U)의 모니터링을 위해, 상기 헤드램프 내에는, 자신에 의해 작동되는 스위치(14a)를 포함하는 모니터링 장치(14)가 배치되며, 상기 모니터링 장치는 상기 공급 라인 상에서 전압의 강하 시 사용자를 위한 표시 수단(16)으로 이어지는 신호 라인(15)을 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시 수단(16)은 오직 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)만의 에너지 공급 동안 상기 적어도 하나의 광원(2)의 잔여 조명 기간을 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자신에 의해 작동되는 스위치(14a)를 포함하는 상기 모니터링 장치(14)는 작동 접점을 포함하는 릴레이에 의해 형성되며, 릴레이 코일은 상기 공급 라인(6) 상에 위치되고, 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10) 상의 전압(U)은 상기 작동 접점을 통해 상기 신호 라인으로 스위칭될 수 있으며, 그리고 공급 전압(U)이 소정의 값 미만으로 감소하지 않는 동안 상기 릴레이는 작동 접점을 개방 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)는 축전지인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)는 슈퍼커패시터인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)를 통한 에너지 공급 동안 작동 가능한 디밍 장치(12)는 상기 적어도 하나의 광원(2)을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  7. 제6항에 있어서, 상기 디밍 장치(12)는 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)와 상기 광원(2) 사이에 위치되는 보호 저항기인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공급 라인(6)과 상기 광원(2)은 릴레이(9)의 작동 접점(9a)을 통해 상기 내부 전기 에너지 저장 장치(10)에 이어지며, 그리고 상기 릴레이(9)의 코일은 AND 게이트 및 인버터로 구성되어 접속된 유닛(13)의 출력단 상에 위치되며, 상기 유닛의 두 입력단은 한편으로 상기 스위치(8)를 통해, 그리고 다른 한편으로는 직접적으로 상기 공급 라인(6) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드램프.
  9. 삭제
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