KR20120028661A - 차량의 전조등 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 전조등을 제어하는 시스템에 관한 것으로서, 하향빔 용 램프들 중에서 일부 램프들은 적응형 전조등 시스템에 의해 다이나믹 벤딩 구동을 수행하도록 하고 나머지 램프들은 법규로 지정된 특정 영역을 조사하도록 고정시킨 후, 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생시에는 다이나믹 벤딩 구동을 수행하는 램프들만을 선택적으로 소등시킴으로써 법규의 규정을 만족시키고 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생하더라도 운전자는 전방 시야를 확보할 수 있게 해준다.

Description

차량의 전조등 제어 시스템{Front lighting control system of vehicle}
발명은 LED 전조등을 갖는 차량의 전조등을 동작을 제어하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하향빔을 조사하는 LED 램프들의 기능을 재구성하여 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생한 경우에도 법규로 규정된 운전자의 시야 확보가 가능하도록 해주는 차량의 전조등 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행시 주행방향의 사물을 잘 볼 수 있도록 하면서 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행상태를 알리기 위한 용도의 등화장치를 구비한다.
최근에는 운전자와 상대 운전자의 전방 인식을 개선하고자 적응형 전조등 시스템(AFLS)이 도입되어 사용되고 있다. 이러한 적응형 전조등 시스템은 자동차 전조등의 빔을 전방으로만 일정하게 투사하는 것이 아니라 자동차의 운전조건, 도로조건, 환경조건 등에 따라 전조등 빔의 폭과 길이를 선택적으로 변경할 수 있는 시스템이다. 즉, 적응형 전조등 시스템은 예컨대 도 1에서와 같이 차량이 회전을 하는 경우 도로 조건들 및 차량 이동 방향에 따라 빔 패턴(빔의 조사 방향)을 변경함으로써 운전자가 전방의 도로상에 있는 장애물들 또는 다른 문제들을 더 빠르고 정확하게 인식할 수 있도록 해주는 시스템이다.
이러한 적응형 전조등 시스템은 차량 운전대의 조타각, 차량의 속도, 그외 차량의 주행 상황을 센서로 감지한 후 그 감지된 신호에 따라 모터(actuator)를 구동시켜 전조등의 조사 방향을 상하좌우로 편향 제어한다.
그런데, 이러한 적응형 전조등 시스템이 각 동작 모드(high beam, basic beam, town beam, motor way)에서 빔의 조사 방향을 좌우로 편향시키는 다이나믹 벤딩 작동중 액추레이터에 장애가 발생하여 특정 방향으로 편향된 상태가 계속 유지되는 경우 직선 도로상에서 그 빔이 맞은편 차량을 향하거나 보행자들에게 향하게 됨으로써 대향차 운전자 또는 보행자의 눈부심을 유발하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 페일 세이프(fail safe) 방법으로 종래에는 도 2와 같이 별도의 레벨링 디바이스(leveling device)를 사용하여 전조등의 빔을 강제적으로 하향시킴으로써 대향차 또는 보행자의 눈부심을 방지하는 방법이 개발되어 사용되고 있다.
그러나 이러한 경우 빔의 과도한 하향 조사로 인해 법규로 정해진 야간 운전시의 전방 시야를 확보할 수 없으며, 레벨링 디바이스에 장애가 발생하는 경우에는 상술한 방법조차 사용할 수 없게 되는 문제가 있다.
더욱이, 레벨링 디바이스와 같은 별도의 장비와 부품이 필요하다. 따라서, 그 구성이 복잡하고 부품수가 많아지며 가공 단계가 증가됨에 따라 제조비용이 증가하는 단점이 있었다.
본 발명은 전조등 제어 시스템의 기능을 개선하여 다이나믹 벤딩 작동중 적응형 전조등 시스템에 이상 발생한 경우에도 법규로 규정된 운전자의 시야 확보가 가능하도록 하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 전조등 제어 시스템은 차량의 전조등 스위치의 온/오프에 따라 점등 또는 소등되며, 빔의 조사 방향이 고정되는 고정 램프 및 적응형 전조등 시스템의 다이나믹 벤딩 기능에 따라 빔의 조사 방향이 변화되는 구동 램프를 포함하는 하향빔 용 램프, 상기 적응형 전조등 시스템으로부터 페일 신호가 수신시 조명제어신호를 출력하는 제어 유닛 및 상기 조명제어신호에 따라 상기 고정 램프 및 상기 구동 램프에 동작 전원을 선택적으로 공급하는 하향빔 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 차량의 전조등 제어 시스템에서 상기 구동 램프는 조사되는 빔의 중심부를 기준으로 빔의 좌측 영역은 기 설정된 컷오프 라인을 넘지 않으나 우측 영역은 컷오프 라인을 넘도록 빔을 조사할 수 있다. 이때, 상기 하향빔 제어부는 상기 조명제어신호 수신시 상기 구동 램프에는 동작 전원을 공급하지 않고 상기 고정 램프에 동작 전원을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 차량의 전조등 제어 시스템에서 상기 구동 램프는 조사되는 빔의 중심부를 기준으로 빔의 좌측 영역은 기 설정된 컷오프 라인을 넘지 않으나 우측 영역은 컷오프 라인을 넘도록 빔을 조사하는 제 1 램프 및 조사되는 빔이 모두 상기 컷오프 라인을 넘지 않도록 빔을 조사하는 제 2 램프를 포함할 수 있다. 이때, 상기 하향빔 제어부는 상기 조명제어신호 수신시 상기 제 1 램프에는 동작 전원을 공급하지 않고 상기 제 2 램프 및 상기 고정 램프에 동작 전원을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 차량의 전조등 제어 시스템에서 상기 하향빔 제어부는 차량 배터리의 전원을 상기 동작 전원으로 변환시키며, 인에이블 신호를 수신시 상기 동작 전원을 상기 고정 램프에 공급하는 고정빔 컨버터, 차량 배터리의 전원을 상기 동작 전원으로 변환시키며, 상기 인에이블 신호를 수신시 상기 동작 전원을 상기 구동 램프에 공급하는 구동빔 컨버터 및 상기 조명제어신호를 수신시 상기 고정빔 컨버터에 상기 인에이블 신호를 출력하는 전원공급 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명은 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생하더라도 효과적으로 운전자의 전방 시야를 확보할 수 있다.
도 1은 적응형 전조등 시스템의 다이나믹 벤딩 동작 모습을 보여주는 도면.
도 2는 종래에 레벨링 디바이스를 이용하여 전조등을 강제적으로 하향시키는 페일 세이프(fail safe) 방법을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 전조등 제어 시스템의 구성을 나타내는 구성도.
도 4는 도 3에서 하향빔 제어부의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 램프부의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면.
도 6은 LED 램프부의 각 램프들(R1 ? R5)에 대한 빔 패턴을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 각 램프들의 빔 패턴을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 전조등 제어 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 전조등 제어 시스템은 ECU(Engine Control Unit)(10), 하향빔 제어부(20) 및 LED 램프부(40)를 포함한다.
ECU(10)는 자동차의 엔진 구동에 관한 동작을 전체적으로 제어하며, 적응형 전조등 시스템(미도시)으로부터 다이나믹 벤딩 구동에 이상이 발생했다는 신호(AFLS-FAIL 신호)가 수신되면 적응형 전조등 시스템의 이상 발생에 따른 조명 제어를 실시하라는 조명제어신호를 하향빔 제어부(20)에 출력한다.
하향빔 제어부(20)는 ECU(10)로부터 조명제어신호를 수신되면, 하향빔을 조사하는 LED 램프부(30)의 일부 램프들에만 선택적으로 동작 전원을 공급한다.
LED 램프부(30)는 통상의 정상적인 야간 운행시 운전자가 전조등 스위치를 온 했을 때 점등되는 복수개의 하향빔 용 LED 램프들을 포함하며, 하향빔 제어부(20)로부터의 동작 전원에 따라 LED 램프들이 온/오프 된다. 이러한 LED 램프부(30)는 적응형 전조등 시스템의 제어에 따라 다이나믹하게 빔의 조사 방향이 편향되는 구동 램프부(32)와 빔의 조사 방향이 고정되는 고정 램프부(34)를 포함한다. 이러한 LED 램프부(30)의 구성은 후술 될 도 5를 통해 상세하게 설명된다.
도 4는 도 3에서 하향빔 제어부(20)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도이다.
하향빔 제어부(20)는 전원공급 제어부(22), 구동빔 컨버터(24) 및 고정빔 컨버터(26)을 포함한다.
전원공급 제어부(22)는 ECU(10)로부터의 조명제어신호에 따라 LED 램프들에 전원을 공급하도록 명령하는 인에이블(ENABLE) 신호를 구동빔 컨버터(24) 및 고정빔 컨버터(26)에 선택적으로 출력한다. 즉, 전원공급 제어부(22)는 ECU(10)로부터 조명제어신호가 수신되면 구동빔 컨버터(24)에는 인에블 신호를 출력하지 않고 고정빔 컨버터(26)에만 인에이블 신호를 출력함으로써 구동 램프부(32)는 소등시키고 고정 램프부(34)만 점등되도록 제어한다.
구동빔 컨버터(24) 및 고정빔 컨버터(26)는 각각 전원공급 제어부(22)에서 출력되는 인에이블 신호에 따라 차량의 배터리 전원을 LED 램프의 구동에 맞는 전원 레벨로 변환시켜 구동 램프부(32) 및 고정 램프부(34)에 동작 전원을 공급한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 램프부(30)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면이며, 도 6은 LED 램프부(30)의 각 램프들(R1 ? R5)에 대한 빔 패턴을 나타내는 도면이다.
LED 램프부(30)의 램프들은 통상의 정상적인 야간 운행시 운전자가 전조등 스위치를 온 했을 때 점등되는 복수개의 하향빔 용 LED 램프들로서, 이들 중 일부 램프들(R1 ? R3)은 적응형 전조등 시스템의 제어에 따라 다이나믹 벤딩 구동을 수행하는 구동 램프부(32)를 구성하며, 나머지 램프들(R4, R5)은 기 설정된 영역 즉 도 6에서와 같이 컷오프 라인(cutoff line)을 넘지 않으면서 운전자의 전방 시야 확보를 위해 법규로 규정한 영역을 비추도록 고정 설치되는 고정 램프부(34)를 구성한다.
이때, 구동 램프부(32)의 각 램프에는 조사되는 빔을 프로젝션시키기 위한 비구면 렌즈가 설치되는데 각 비구면 렌즈는 서로 다른 형태로 패터닝됨으로써 각 램프들(R1 ? R3)에서 조사된 빔의 영역이 도 6에서와 같이 조금씩 다르게 형성된다.
즉, 우리나라와 같이 차량이 우측방향으로 진행하는 나라에서 운행되는 차량들의 하향빔 용 램프들의 경우, 도 6에서와 같이 조사되는 빔의 중심부를 기준으로 좌측으로 조사되는 빔(대향차를 향해 조사되는 빔)은 컷오프라인(도 6에서 H-H 라인)을 넘지 않도록 설계되고 우측으로 조사되는 빔(보행자를 향해 조사되는 빔)은 컷오프라인을 조금 넘어서는 정도로 설계된다. 이때, 컷오프라인을 넘어서는 영역은 보행자쪽에 가까운 램프들일 수록 그 영역이 작아지도록 조절된다.
이처럼 각 램프들에서 좌우의 조사 방향이 달라지도록 하는 것은 비구면 렌즈의 패턴을 조절함으로써 가능하다.
상술한 구성을 갖는 전조등 제어 시스템의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
운전자가 시동을 걸면 전조등 제어 시스템이 초기화된다.
이어서 운전자가 전조등을 온 시키면 하향빔 제어부(20)가 구동 램프부(32) 및 고정 램프부(34)에 동작 전원을 공급하여 해당 램프들을 온 시킨다. 그리고 차량이 출발하면, 적응형 전조등 시스템은 기 설정된 로직에 따라 하향빔 용 램프들 중 구동 램프부(32)의 동작 모드를 결정한다.
예컨대, 차량의 속도가 시속 30Km 에서 90 Km 사이의 속도로 주행을 하는 경우, 적응형 전조등 시스템은 구동 램프부(32)가 베이직 빔(basic beam)(CLASS C) 모드로 빔을 조사하도록 제어한다. 만약, 차량의 속도가 시속 30Km 이하이면서 그러한 속도가 일정 시간(2초) 이상 지속되고 주변의 조도가 일정 레벨(12 Lx) 이상인 경우에는 구동 램프부(32)가 타운 빔(town beam)(CLASS V)모드로 빔을 조사하도록 한다. 또한, 차량의 속도가 시속 90Km 이상이면서 그러한 속도가 일정 시간(2초) 이상 지속되는 경우에는 구동 램프부(32)가 모터웨이(Motor Way)(CLASS E)모드로 빔을 조사하도록 한다.
즉, 하향빔 용 LED 램프들이 모두 점등되되, 이들 중 구동 램프부(32)는 적응형 전조등 시스템에 의해 제어되는 반면에 고정 램프부(34)는 적응형 전조등 시스템에 의해 제어되지 않고 기 설정된 영역에 빔을 조사한다.
이처럼 하향빔 용 LED 램프들 중 구동 램프부(32)가 특정 모드로 설정되어 빔을 조사하는 도중에 차량의 주행 방향이 바뀌게 되면 예컨대 차량이 코너링을 하게 되면, 적응형 전조등 시스템은 그러한 차량의 주행상황에 대한 정보(주행방향, 스티어링 휠의 조타각 등)를 센서(미도시)를 통해 획득하고 그에 따라 AFLS모터를 구동시켜 전조등의 빔 조사방향을 좌우 방향으로 이동시키는 다이나믹 벤딩 구동을 수행함으로써 차량이 진행할 방향의 도로상에 전조등이 비춰지도록 해준다. 이러한 적응형 전조등 시스템의 다이나믹 벤딩 동작은 종래의 공지된 방법들 중 어느 한 방법을 사용해도 되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이러한 다이나믹 벤딩 동작을 수행하던 중 하향빔 용 LED 램프들(L-LED)의 빔 조사방향이 특정 방향으로 이동된 상태에서 AFLS모터에 이상이 발생하게 되는 경우, 적응형 전조등 시스템은 ECU(10)에 그러한 이상 발생을 알리는 AFLS-FAIL 신호를 출력한다.
AFLS-FAIL 신호를 수신한 ECU(10)는 적응형 전조등 시스템의 이상 발생에 따른 조명 제어를 실시하라는 조명제어신호를 하향빔 제어부(20)의 전원공급 제어부(22)에 출력한다.
조명제어신호를 수신한 전원공급 제어부(22)는 고정빔 컨버터(26)에는 지속적으로 인에이블 신호를 출력하는 반면에 구동빔 컨버터(24)에는 인에이블 신호를 출력하지 않음으로써 고정 램프부(34)만 점등 상태를 유지시키고 구동 램프부(32)는 소등시킨다.
즉, 이상이 발생된 적응형 전조등 시스템의 제어를 받는 구동 램프부(32)는 모두 소등시키고, 적응형 전조등 시스템의 제어를 받지 않는 고정 램프부(34)는 점등시킨다.
이처럼 본 발명은 전조등의 하향빔 용 LED 램프들을 적응형 전조등 시스템의 제어를 받는 램프들과 그렇지 않은 램프들로 구분한 후, 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생하는 경우 그 적응형 전조등 시스템의 이상 발생으로 인해 대향차 또는 보행자의 눈부심을 야기하거나 과도한 하향 조사로 인해 전방의 시야를 확보할 수 없는 램프들(32)은 모두 소등시키고, 대신에 적응형 전조등 시스템의 제어를 받지 않는 램프들(34)만 점등시킴으로써 법규의 규정을 만족시킨다. 이로써 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생하더라도 운전자는 전방 시야를 확보하면서 야간에 운전을 지속할 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 실시 예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
예컨대, 상술한 실시 예에서는 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생시 구동 램프들(R1 ? R3)을 모두 소등시키고 고정 램프부(34) 만을 점등시키는 경우를 설명하였다. 그러나 구동 램프들(32)을 모두 소등시키지 않고 일부의 램프들만 선택적으로 소등시킬 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 각 램프들(R1 ? R5)의 빔 패턴을 나타내는 도면이다.
구동 램프부(32) 중 일부 램프, 바람직하게는 보행자 측에 가장 가까운 램프(R3)의 비구면 렌즈 패턴을 조절하여 도 7에서와 같이 해당 램프(R3)의 빔 조사 영역이 모두 컷오프 라인을 넘지 않도록 설정되는 경우, 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생하더라도 램프(R3)에서 조사되는 빔은 대향차 또는 보행자에게 영향을 주지 않기 때문에 램프(R3)를 굳이 소등시킬 필요가 없다.
따라서, 적응형 전조등 시스템에 의해 구동되는 램프이지만 적응형 전조등 시스템에 이상이 발생하더라도 대향차 또는 보행자의 눈부심을 유발하지 않는 램프의 경우에는 이를 소등시키지 않고 계속 점등시켜 점등되는 램프의 수를 늘려 줌으로써 운전자의 시야를 보다 넓게 확보할 수도 있다.
그러한 경우, 램프(R3)는 도 4에서와 달리 동작 전원을 구동빔 컨버터(24)로부터 제공받지 않고 고정빔 제어부(26)로부터 공급받도록 연결된다.
그리고, 상술한 실시 예에서는 LED 램프를 사용하는 경우로 한정하여 설명하였으나, 각 램프들이 LED 램프가 아닌 경우에도 상술한 기능을 수행할 수 있음은 자명하다.
10 : ECU 20 : 하향빔 제어부
22 : 전원공급 제어부 24 : 구동빔 컨버터
26 : 고정빔 컨버터 30 : LED 램프부
32 : 구동 램프부 34 : 고정 램프부

Claims (6)

  1. 차량의 전조등 스위치의 온/오프에 따라 점등 또는 소등되며, 빔의 조사 방향이 고정되는 고정 램프 및 적응형 전조등 시스템의 다이나믹 벤딩 기능에 따라 빔의 조사 방향이 변화되는 구동 램프를 포함하는 하향빔 용 램프;
    상기 적응형 전조등 시스템으로부터 페일 신호가 수신시 조명제어신호를 출력하는 제어 유닛; 및
    상기 조명제어신호에 따라 상기 고정 램프 및 상기 구동 램프에 동작 전원을 선택적으로 공급하는 하향빔 제어부를 포함하는 차량의 전조등 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동 램프는
    조사되는 빔의 중심부를 기준으로 빔의 좌측 영역은 기 설정된 컷오프 라인을 넘지 않으나 우측 영역은 컷오프 라인을 넘도록 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 차량의 전조등 제어 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 하향빔 제어부는
    상기 조명제어신호 수신시 상기 구동 램프에는 동작 전원을 공급하지 않고 상기 고정 램프에 동작 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 전조등 제어 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구동 램프는
    조사되는 빔의 중심부를 기준으로 빔의 좌측 영역은 기 설정된 컷오프 라인을 넘지 않으나 우측 영역은 컷오프 라인을 넘도록 빔을 조사하는 제 1 램프; 및
    조사되는 빔이 모두 상기 컷오프 라인을 넘지 않도록 빔을 조사하는 제 2 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전조등 제어 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 하향빔 제어부는
    상기 조명제어신호 수신시 상기 제 1 램프에는 동작 전원을 공급하지 않고 상기 제 2 램프 및 상기 고정 램프에 동작 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 전조등 제어 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 하향빔 제어부는
    차량 배터리의 전원을 상기 동작 전원으로 변환시키며, 인에이블 신호를 수신시 상기 동작 전원을 상기 고정 램프에 공급하는 고정빔 컨버터;
    차량 배터리의 전원을 상기 동작 전원으로 변환시키며, 상기 인에이블 신호를 수신시 상기 동작 전원을 상기 구동 램프에 공급하는 구동빔 컨버터; 및
    상기 조명제어신호를 수신시 상기 고정빔 컨버터에 상기 인에이블 신호를 출력하는 전원공급 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전조등 제어 시스템.
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