KR20110011353A - 헤드램프 방열시스템 - Google Patents

헤드램프 방열시스템 Download PDF

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KR20110011353A
KR20110011353A KR1020090068956A KR20090068956A KR20110011353A KR 20110011353 A KR20110011353 A KR 20110011353A KR 1020090068956 A KR1020090068956 A KR 1020090068956A KR 20090068956 A KR20090068956 A KR 20090068956A KR 20110011353 A KR20110011353 A KR 20110011353A
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윤병규
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Abstract

본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템은, 헤드램프와, 상기 헤드램프 작동 시 상기 헤드램프 주변의 공기를 유동시키기 위한 쿨링팬을 회전시키는 팬모터와, 상기 헤드램프 작동 시 상기 팬모터의 동작을 감지하여 상기 팬모터가 정지되었을 때 고장신호를 발생시키는 구동소자(Driver IC)와, 차량의 클러스터에 장착되어 상기 팬모터의 고장 여부를 운전자에게 알리기 위한 경고등과, 상기 구동소자로부터 고장신호를 전달받아 상기 경고등을 동작시키는 전자제어장치(ECU)를 포함한다.
본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템을 이용하면, 쿨링팬을 동작시키기 위한 팬모터 고장 시 이를 운전자에게 인지하여 팬모터를 즉시 교체할 수 있으므로 과열에 의한 헤드램프의 수명단축을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
헤드램프, 방열, 팬, 모터, 구동소자, 경고등

Description

헤드램프 방열시스템{Radiating system for head lamp}
본 발명은 쿨링팬을 이용하여 헤드램프 주변의 공기를 순환시킴으로써 헤드램프를 방열시키는 헤드램프 방열시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 쿨링팬을 구동시키는 팬모터의 동작 여부를 운전자에게 전달할 수 있도록 구성되는 헤드램프 방열시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 등화장치는 대상물을 보기 위한 목적으로 하는 조명기능과, 다른 자동차나 기타 도로 이용자에게 자기 자동차의 주행상태를 알리는 것을 목적으로 하는 지시, 신호, 경고기능 장식기능 등으로 사용되는 바, 특히 헤드램프는 자동차의 배터리에 접속된 배선을 통해 전기를 인가받아 야간 주행 시 운전자의 시야를 확보할 수 있도록 전방 부위에 차폭을 따라 양측에 설치되어 있다.
통상 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프 등은 광원으로서 벌브(Bulb)를 사용하고 있으나, 벌브는 사용 수명이 짧고 내충격성이 떨어지므로 근래에 들어 사용수명이 길면서도 내충격성이 뛰어난 고휘도의 LED를 광원으로 사용하는 추세에 있다.
이러한 고휘도의 LED가 적용되는 헤드램프는 LED 점등시 매우 높은 열이 발 생하므로, LED 주위의 부품들이 열변형되어 헤드램프의 내구성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서, LED에서 발생된 고열을 외부로 방출시킬 수 있는 방열장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.
LED에서 발생되는 고열을 외부로 방출시키는 방법으로는, LED의 열을 전도받을 수 있도록 방열핀을 장착시키는 방법과, 쿨링팬을 이용하여 LED 주변 공기를 유동시키는 방법 등이 있다. 이때, 방열핀을 장착시키는 방법은 방열핀을 LED와 직접 또는 간접적으로 접촉시켜야하므로 LED램프 구조가 복잡해져 헤드램프 제작에 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라 방열효과가 그리 크지 아니하다는 단점이 있다. 따라서 최근 들어서는 쿨링팬을 이용하는 방법에 대해서 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
이때, 헤드램프에 적용되는 LED는 통상적으로 10,000시간 이상의 수명을 가지지만 쿨링팬을 회전시키기 위한 팬모터의 내구수명은 10,000시간 이상을 유지하기 어려우므로, LED는 정상적으로 빛을 발광하지만 쿨링팬은 구동되지 못하는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 쿨링팬은 구동되지 못하고 LED만이 발광하는 경우, LED는 매우 고온으로 가열되는바 LED의 수명이 급격히 줄어들 뿐만 아니라 주변 장치까지 손상될 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 쿨링팬을 동작시키기 위한 팬모터가 정상적으로 동작하는지의 여부를 운전자에게 알림으로써 헤드램프의 과열을 방지할 수 있도록 구성되는 헤드램프 방열시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템은,
헤드램프;
상기 헤드램프 작동 시 상기 헤드램프 주변의 공기를 유동시키기 위한 쿨링팬을 회전시키는 팬모터;
상기 헤드램프 작동 시 상기 팬모터의 동작을 감지하여 상기 팬모터가 정지되었을 때 고장신호를 발생시키는 구동소자(Driver IC);
차량의 클러스터에 장착되어 상기 팬모터의 고장 여부를 운전자에게 알리기 위한 경고등;
상기 구동소자로부터 고장신호를 전달받아 상기 경고등을 동작시키는 전자제어장치(ECU);
를 포함한다.
상기 구동소자는, 상기 팬모터가 동작될 때에는 로우(Low) 신호를 출력하고 상기 팬모터가 정지될 때에는 하이(High) 신호를 출력하도록 구성되며,
상기 구동소자에서 출력되는 신호를 전달받아 상기 전자제어장치로 신호를 출력하도록 구성되되, 상기 구동소자에서 로우 신호를 전달받을 때에는 상기 전자제어장치로 하이 신호를 출력하고, 상기 구동소자에서 하이 신호를 전달받을 때에는 상기 전자제어장치로 로우 신호를 출력하도록 구성되는 트랜지스터를 더 포함한다.
상기 헤드램프는 엘이디(LED)램프로 적용된다.
본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템을 이용하면, 쿨링팬을 동작시키기 위한 팬모터 고장 시 이를 운전자에게 인지하여 팬모터를 즉시 교체할 수 있으므로 과열에 의한 헤드램프의 수명단축을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템은, 차량의 전방으로 빛을 조사하는 헤드램프(200)와, 상기 헤드램프(200) 작동 시 상기 헤드램 프(200) 주변의 공기를 유동시키기 위한 쿨링팬을 회전시키는 팬모터(300)와, 상기 헤드램프(200) 작동 시 상기 팬모터(300)의 동작을 감지하여 상기 팬모터(300)가 정지되었을 때 고장신호를 발생시키는 구동소자(500)(Driver IC)와, 차량의 클러스터에 장착되어 상기 팬모터(300)의 고장 여부를 운전자에게 알리기 위한 경고등(800)과, 상기 구동소자(500)로부터 고장신호를 전달받아 상기 경고등(800)을 동작시키는 전자제어장치(700)(ECU)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 헤드램프(200)와 팬모터(300)와 구동소자(500)는 전원부(100)로부터 전원을 공급받으며, 전원부(100)로부터 공급되는 전원을 구동소자(500)에 적합한 전압으로 강하시키기 위한 레귤레이터(400)가 추가적으로 구비될 수 있다. 또한, 구동소자(500)와 전자제어장치(700) 사이에는 상기 구동소자(500)에서 출력되는 신호를 스위칭시켜 전자제어장치(700)로 전달하는 트랜지스터(600)가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 트랜지스터(600)의 상세한 구성 및 동작에 대해서는 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 상기 구동소자(500)는 무접촉 변위검출이 가능하도록 홀소자(Hall IC)를 내장하도록 구성된다. 이때 상기 홀소자는 구동모터의 자석 극성 변화를 감지함으로써 구동모터의 동작여부를 판단하게 된다. 이와 같이 모터의 동작 여부를 판단하는 홀소자는 모터가 구비된 각종 전자장치에 널리 활용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템은, 쿨링팬을 이용하여 헤드 램프(200) 주변의 공기를 유동시킴으로써 헤드램프(200)를 방열시키므로 헤드램프(200)의 방열효과가 매우 우수할 뿐만 아니라, 팬모터(300) 고장으로 인해 쿨링팬이 회전하지 아니하게 되는 경우 운전자에게 즉각적으로 경고를 하므로 쿨링팬이 회전되지 아니하는 상태에서(더 명확하게 말하면 헤드램프(200) 주변의 공기가 유동되지 아니하는 상태에서) 헤드램프(200)만이 점등된 상태가 지속됨으로써 헤드램프(200)가 과열에 의해 손상되는 현상이 발생되지 아니하게 된다.
또한, 상기 헤드램프(200)는 벌브(Bulb)형 램프로 이루어지는 경우보다 LED 램프로 이루어지는 경우에 더 많은 발열을 하게 되므로, 쿨링팬 및 팬모터(300)가 더욱 필수적으로 요구된다. 따라서 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템은 상기 헤드램프(200)가 LED 램프로 제작되는 경우에 적용됨이 바람직하다.
한편, 쿨링팬은 회전하지 아니하고 헤드램프(200)만이 점등될 때는 비정상 상태이므로, 상황에 맞춰 헤드램프(200)를 점소등 또는 램프 디밍 등으로 과열을 방지하도록 할 수 있다. 고온의 상태에서 헤드램프(200)의 점등 시 에는 LED 소자에 심한 열손상을 줄 수 있으므로 LED 소자와 연결된 과열방지회로(미도시)가 LED 정션온도 이상으로 과열되지 않도록 LED 소자에 흐르는 전류값을 조정하여 LED소자가 소손되는 것을 방지한다. 예를 들어, 상기 과열방지회로는 구동소자(500)로부터 고장신호가 발생된 초기에는 헤드램프(200)의 광량을 줄이고, 계속해서 헤드램프(200)의 과열이 지속되는 경우 즉, 헤드램프(200)가 광량이 줄어든 상태로 설정시간 이상으로 점등이 지속되는 경우 헤드램프(200)를 소등하도록 구성될 수 있다. 이렇게 우선적으로 전류값을 조정하는 이유는, 야간에 헤드램프(200)가 갑자기 소 등되는 경우 운전자가 시야를 확보하지 못하게 됨으로써 사고의 우려가 있기 때문이다. 상기 언급한 과열방지회로는 특정 신호 발생 시 전류값을 제어하는 자동제어시스템에서 이미 상용화되어 있는 회로이므로, 이에 대한 상세한 구성 및 작동원리에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템을 이용하면, 헤드램프(200)의 과열로 인하여 상기 헤드램프(200)가 손상되거나 헤드램프(200) 주변의 각종 기기들이 손상되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템은 팬모터(300)는 정상적으로 회전력을 발생하더라도 쿨링팬이 파손되거나 변형되어 팬모터(300)가 정상적으로 회전되지 아니하는 경우 역시 상기 경고등(800)이 점등되어 운전자에게 이상 여부를 알리게 되는바, 팬모터(300) 과부하로 인한 화재 등의 사고를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
이때, 상기 경고등(800)은 팬모터(300)가 정지되었을 때 점등된 상태를 유지할 수도 있고 운전자에게 보다 쉽게 눈에 띄게 하도록 점멸되도록 구성될 수도 있으며, 최근의 TFT LCD 등과 같은 기술을 이용하여 운전자에서 강력한 경고 화면등을 보여주도록 구성될 수도 있다. 상기 쿨링팬과 팬모터(300)는 이상 발생 시 용이하게 교체될 수 있도록 착탈 가능한 구조로 차량에 장착됨이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템의 회로도이다.
전원부(100)를 통해 인가된 13.5V의 전압은 역전압 방지용 다이오드(D1)을 통해 약 0.7V 다운된 후 R1(1.5㏀) 값에 따라 9.5V로 출력되어 구동소자(500)의 전 원단자(Vdd 단자)로 공급된다. 이때, 상기 전원부(100)를 통해 인가된 전압이 변압되는 것은 구동소자(500)의 특성 및 전체 회로 상의 특성에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
상기 구동소자(500)는 출력단자(Out 단자)를 통해 코일(L1)로 전류를 공급하여 팬모터(300)가 구동되도록 하며, 상기 팬모터(300)가 동작될 때에는 로우(Low) 신호(출력비트 '0')를 출력하고 상기 팬모터(300)가 정지될 때에는 하이(High) 신호(출력비트 '1')를 출력한다.
상기 구동소자(500)에서 발생된 로우 신호가 상기 트랜지스터(600)의 베이스로 전달되면, 트랜지스터(600)의 이미터(본 실시예에서는 접지단으로 구성) 측이 차단되므로, 전자제어장치(700)로는 전원부(100)의 전원이 인가된 상태가 유지된다. 즉, 상기 전자제어장치(700)에는 하이 신호가 인가된 상태를 그대로 유지하게 된다.
반대로, 상기 구동소자(500)에서 발생된 하이 신호가 상기 트랜지스터(600)의 베이스로 전달되면, 트랜지스터(600)의 이미터 측이 개통되므로, 전원부(100)의 전원은 트랜지스터(600)의 이미터 측을 통해 어스되고, 이에 따라 전자제어장치(700)로는 로우 신호가 인가된 상태가 된다.
이와 같이 트랜지스터(600)를 이용하면, 팬모터(300)가 정지될 때 전자제어장치(700)로 인가되는 신호를 자유롭게 바꿀 수 있으므로, 전자제어장치(700) 및 이에 연결된 회로 설계가 보다 자유로와진다는 장점이 있다.
상기와 같이 트랜지스터(600)를 이용하여 입력되는 신호를 스위칭하여 출력 하는 기술은 회로 설계 분야에서 공지된 기술인 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 구동소자(500)에서 발생되는 신호를 스위칭하여 전자제어장치(700)로 전달하는 회로 구성은 본 실시예에 도시된 회로 구성 이외에 다양하게 변경될 수 있다.
따라서 상기 전자제어장치(700)는, 팬모터(300)가 정상적으로 동작하는 동안에는 하이 신호를 전달 받고 팬모터(300)가 정지되었을 때에는 로우 신호를 전달 받으며, 로우 신호가 인가되었을 때 경고등(800)이 점등되도록 상기 경고등(800)으로 점등신호를 전달한다. 운전자는 상기 경고등(800)의 점등 여부를 확인하여 팬모터(300) 고장 시 이를 즉각적으로 교체할 수 있으므로, 헤드램프(200)의 수명 단축을 방지할 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 헤드램프 방열시스템의 회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 전원부 200 : 헤드램프
300 : 팬모터 400 : 레귤레이터
500 : 구동소자 600 : 트랜지스터
700 : 전자제어장치 800 : 경고등

Claims (5)

  1. 헤드램프(200);
    상기 헤드램프(200) 작동 시 상기 헤드램프(200) 주변의 공기를 유동시키기 위한 쿨링팬을 회전시키는 팬모터(300);
    상기 헤드램프(200) 작동 시 상기 팬모터(300)의 동작을 감지하며, 상기 헤드램프(200)가 작동된 상태에서 상기 팬모터(300)가 정지되었을 때 고장신호를 발생시키는 구동소자(500)(Driver IC);
    차량의 클러스터에 장착되어 상기 팬모터(300)의 고장 여부를 운전자에게 알리기 위한 경고등(800);
    상기 구동소자(500)로부터 고장신호를 전달받아 상기 경고등(800)을 동작시키는 전자제어장치(700)(ECU);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 방열시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동소자(500)는, 상기 팬모터(300)가 동작될 때에는 로우(Low) 신호를 출력하고 상기 팬모터(300)가 정지될 때에는 하이(High) 신호를 출력하도록 구성되며,
    상기 구동소자(500)에서 출력되는 신호를 전달받아 상기 전자제어장치(700) 로 신호를 출력하도록 구성되되, 상기 구동소자(500)에서 로우 신호를 전달받을 때에는 상기 전자제어장치(700)로 하이 신호를 출력하고, 상기 구동소자(500)에서 하이 신호를 전달받을 때에는 상기 전자제어장치(700)로 로우 신호를 출력하도록 구성되는 트랜지스터(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 방열시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤드램프(200)는,
    상기 구동소자(500)에서 고장신호가 발생되었을 때, 점소등 또는 디밍되는 것을 특징으로 하는 헤드램프 방열시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동소자(500)에서 고장신호가 발생되었을 때 상기 헤드램프(200)의 광량이 줄어들거나 상기 헤드램프(200)가 소등되도록, 상기 헤드램프(200)로 인가되는 전류값을 조정하는 과열방지회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드램프 방열시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드램프(200)는 엘이디(LED)램프인 것을 특징으로 하는 헤드램프 방열시스템.
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