KR20120050822A - 헤드램프 조립체 및 이의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

헤드램프 조립체 및 이의 제어방법이 제공된다. 본 발명에 따른 헤드램프 조립체는 헤드램프의 조사방향을 결정하도록 상기 헤드램프를 좌우로 회전시키는 회전제어부와, 상기 헤드램프의 내부에 구비되며 광을 발생시키는 발광부와, 상기 발광부의 전방에 위치하고, 회전축을 중심으로 회전가능하게 구성된 원통형상이고, 그 원주면 상에 상기 광을 부분적으로 차단하는 복수의 실드 돌기를 구비하는 실드부와, 소정의 빔 패턴을 형성하도록 상기 실드부를 회전시켜 상기 복수의 실드 돌기를 원하는 위치로 변위시켜 선택된 실드 돌기를 활성화시키는 실드 구동부를 포함하고, 상기 복수의 실드 돌기는 서로 다른 형상을 가지고, 상기 복수의 실드 돌기는 서로 높이가 동일하되 상부로 돌출되는 단차가 시작되는 위치가 서로 상이한 제1 및 제2 실드 돌기를 포함한다.

Description

헤드램프 조립체 및 이의 제어방법{HEAD LAMP ASSEMBLY AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 헤드램프 조립체 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 주행 환경에 따라 적합한 빔 패턴을 제공하는 헤드램프 조립체 및 이의 제어방법에 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 시야 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)은 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 코너링 할 때에는 별도의 조명을 비추는 일이 적응형 헤드 램프 시스템에서는 가능할 수 있다. 또한, 반대차선에서 접근하는 자동차의 운전자가 눈이 부시지 않도록 헤드 램프의 밝기를 조절할 수 있다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 안전주행을 위해 차량에 설치되는 좌우측 헤드램프의 상향등 및 햐항등의 조도 규정 및 조사범위가 법규로 마련되어 있다. 그래프에 도시된 가로축은 전방 수평선을 나타내며, 세로축은 광축을 나타낸다. 전방 수평선을 기준으로 좌우 헤드램프가 조사되는 배광영역의 좌우 각도를 나타내며, 세로축인 광축은 상하 각도를 나타낸다. 특히, 전방 수평선 하단부에 표시된 3개의 영역은 배광 법규에 있어서 중요한 의미를 지닌다. Emax 로 표시된 영역은 전방의 도로 정보 및 인도의 위치 내지 보행자 정보에 관한 시야를 확보하기 위한 배광 영역이며, Emax의 하단부에 위치하는 Segment 10 및 20 영역은 상기 Emax 영역에 비해 광축으로부터 좌측 대향 차량 쪽으로 편향되어 있으며, 특히, 우천시 차량을 주행함에 있어서, 헤드램프로부터 조사된 빛이 헤드램프 전방에서 낙하하는 빗방울 및/또는 낙하된 빗물이 도로 상에 고여 생성된 반사면에 의해 굴절되어 반사광(Reflective glare)으로 인해 대향 차량의 운전자 또는 선행 차량의 운전자의 시야에 영향을 끼치는 배광 영역이다.
따라서, 이와 같은 상황에서 차량의 헤드램프의 근위 전방 인근 영역에 광이 조사되지 않도록 하는 소위 우천 주행 모드 즉, 헤드램프 광패턴 중 클래스 W 형태로 헤드램프 조사가 가능한 구성을 가지는 헤드램프 조립체가 요구되며, 이와 같은 특별한 배광 영역의 빔 패턴은 도 2에 도시된 바와 같이, 법으로 규정된 최소 및 최대 조도를 충족시켜야 한다. 도 2에 도시된 조도 규정은 예시적인 것으로 유럽에 차량을 수출하기 위해 준수해야할 클래스 W의 빔 패턴의 최소 및 최대 조도를 나타낸다.
예를 들어, 도 2의 배광 법규 중 18번 항목의 Emax는 전방의 도로 정보 및 우측 인도 정보를 확실히 인지하여 불의의 교통사고를 감소시킬 수 있도록 다른 배광 영역에 비해 높은 조도 범위(21875 내지 50000 칸델라)를 법적으로 요구하고 있다. 또한, 우천시 대향차 눈부심과 관련된 Segment 10 및 20 영역은 최대한 대향차의 눈부심을 유발하지 않도록 최대 5000 칸델라 또는 12500 칸델라 이하의 조도를 요구하고 있다.
따라서, 변화하는 도로 조건과 기후 상황에 알맞은 빔 패턴을 생성하는 헤드 램프를 제공하여, 운전자와 상대 운전자에게 전방 인식을 개선할 수 있으면서도 법규에 정해진 조도 및 광분포를 만족하는 시스템이 필요하다.
이와 같이, 우천 시의 주행에 있어 눈부심 유발 등으로 인해 발생할 수 있는 교통사고를 예방하기 위해 규정된 클래스 W와 관련된 법규정을 만족시켜야 할 필요가 있는데, 도 1에서 도시된 바와 같이 최대의 밝기를 가져야 하는 Emax 영역과 우천시 대향차 눈부심 방지를 위해 낮은 조도를 가져야 하는 Segment 20 영역이 매우 인접하여 존재한다. 따라서, 이를 동시에 만족하는 헤드램프 구조체를 제작하는 것은 기술적으로 어려움이 있다.
이를 위해 종래의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 우천시의 주행상황에서 반사광을 억제하기 위해서, 기존의 광차단 구조체(A)의 상부에 별도의 추가적인 광차단 구조체(B)를 더 구비하여 선택적으로 전방의 광을 차단하는 구성이 개시된 바 있다.
그러나, 이와 같이 우천 주행 모드는 별도의 광차단 구조체가 구비되어야 하므로 구성요소 추가로 인한 공정비용 및 공정시간이 증가되는 단점이 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 전방으로 조사되는 광이 추가적인 광차단 구조체(B)로 인해 차단되어 광이 조사되지 않는 영역(C)이 발생하게 되고, 이로 인해 전방 노면에 대한 시인성이 급격하게 떨어지게 되어 차량 교통사고의 위험성이 높아지게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 광차단 구조체 없이 우천 주행 모드가 구현되어 차량이 우천시 주행을 할 때 전방 또는 대향 차량에 반사광에 의한 영향을 최소화한 헤드램프 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 우천 주행 모드로 헤드램프를 제어함에 있어서 전방 노면에 대한 시인성을 유지하여 교통사고의 위험을 감소시킬 수 있는 헤드램프 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 별도의 구성요소 추가 없이 우천 주행 모드를 구현함에 있어서, 배광 법규에 규정된 최대 및 최소 조도를 모두 만족하는 헤드램프 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제는 이에 한정되지 않으며, 당업자가 파악할 수 있는 범위 내에서 확대될 수 있다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체는 헤드램프의 조사방향을 결정하도록 상기 헤드램프를 좌우로 회전시키는 회전제어부와, 상기 헤드램프의 내부에 구비되며 광을 발생시키는 발광부와, 상기 발광부의 전방에 위치하고, 회전축을 중심으로 회전가능하게 구성된 원통형상이고, 그 원주면 상에 상기 광을 부분적으로 차단하는 복수의 실드 돌기를 구비하는 실드부와, 소정의 빔 패턴을 형성하도록 상기 실드부를 회전시켜 상기 복수의 실드 돌기를 원하는 위치로 변위시켜 선택된 실드 돌기를 활성화시키는 실드 구동부를 포함하고, 상기 복수의 실드 돌기는 서로 다른 형상을 가지고, 상기 복수의 실드 돌기는 서로 높이가 동일하되 상부로 돌출되는 단차가 시작되는 위치가 서로 상이한 제1 및 제2 실드 돌기를 포함한다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법은 헤드램프의 빔 패턴을 결정하는 단계와, 복수의 실드 돌기 중 상기 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기를 결정하는 단계와, 상기 실드 돌기를 소정의 위치로 이동시키는 단계와, 상기 헤드램프의 회전 각도를 조절하는 단계와, 상기 헤드램프의 광량을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체 및 이의 제어방법의 보다 상세한 예는 도면을 참조하여 실시예 부분에서 후술한다.
본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체로 인해, 별도의 광차단 구조체 없이 우천 주행 모드(클래스 W)가 구현되어 차량이 우천시 주행을 할 때 전방 또는 대향 차량에 반사광에 의한 영향을 최소화한 헤드램프 조립체를 제공할 수 있다.
또한, 우천 주행 모드로 헤드램프를 제어함에 있어서 전방 노면에 대한 시인성을 유지하여 교통사고의 위험을 감소시킬 수 있는 헤드램프 조립체를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 및 도 2는 배광 법규를 나타내는 그래프 및 도표이다.
도 3은 종래의 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위한 실드 조립체 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 구조에 따라 구현된 클래스 W의 빔 패턴을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체로 인해 구현되는 다양한 헤드램프 빔 패턴을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 실드부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 실드부의 우측면도이다.
도 14 내지 도 19 상기 도 6 내지 도 11의 빔 패턴에 각각 대응되는 본 발명의 일 실시예에 따른 실드부의 동작을 도시한 도면이다.
도 20은 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 회전각도를 도시한 도면이다.
도 21 내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체로 인한 광조사 영역 및 광조사량의 분포를 나타낸 도면으로, 도 21은 좌측 헤드램프이고, 도 22는 우측 헤드램프이고, 도 23은 좌우측 헤드램프가 동시에 조사될 경우의 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 실드부의 실드 돌기 중 클래스 C와 클래스 W의 실드 돌기를 비교하여 도시한 도면이다.
도 25 내지 27은 도 24의 구성에 따라 추가적으로 조사되는 배광 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체에 의해 구현된 클래스 W의 빔 패턴을 도시한 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법을 도시한 도면이다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법을 도시한 도면이다.
도 31은 본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법에 의해 구현된 클래스 W의 빔 패턴을 도시한 도면이다.
도 32는 본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법 중 빔 패턴이 클래스 W인 경우의 작동 순서를 나타낸 순서도이다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체는 헤드램프의 조사방향을 결정하도록 상기 헤드램프를 좌우로 회전시키는 회전제어부와, 상기 헤드램프의 내부에 구비되며 광을 발생시키는 발광부와, 상기 발광부의 전방에 위치하고, 회전축을 중심으로 회전가능하게 구성된 원통형상이고, 그 원주면 상에 상기 광을 부분적으로 차단하는 복수의 실드 돌기를 구비하는 실드부와, 소정의 빔 패턴을 형성하도록 상기 실드부를 회전시켜 상기 복수의 실드 돌기를 원하는 위치로 변위시켜 선택된 실드 돌기를 활성화시키는 실드 구동부를 포함하고, 상기 복수의 실드 돌기는 서로 다른 형상을 가지고, 상기 복수의 실드 돌기는 서로 높이가 동일하되 상부로 돌출되는 단차가 시작되는 위치가 서로 상이한 제1 및 제2 실드 돌기를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체를 구성하는 헤드 램프(10)의 구성을 보여주는 개략도이다. 도면 상으로는 프로젝션 타입의 헤드램프(10)를 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 도시된 프로젝션 타입의 헤드 램프(10)는 빛을 한곳으로 모아주는 특성을 갖고 있어 일반적인 클리어(clear) 타입보다 배광 면에서 유리하고, 차량 전면 형상에 스포티한 미관을 부여한다.
발광부(11)에서 방출된 빛은 소정 형상(예: 타원형)의 반사면(12)에 반사되어 상기 발광부(11)의 전방향 일 지점(16)에 집중된다. 상기 집중된 빛은 전방에 구비된 렌즈부(15)에서 굴절되어 실질적으로 전방향으로 조사된다. 상기 렌즈부(15)는 볼록렌즈를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 방출된 빛 중 상방향으로 방출된 빛은 반사면(12)에 반사되어 하방향으로 진행되고, 하방향으로 방출된 빛은 반사면(13)에 반사되어 상방향으로 진행한다. 그런데, 하이 빔(high beam)을 조사하는 경우를 제외하고는, 상기 하방향으로 방출되어 상방향으로 진행하는 빛은 실드부(200)의 실드 돌기에 의하여 차단됨으로써 다른 운전자에게 불편을 주지 않도록 되어 있다. 실드부(200)의 상세한 구성은 도 12 내지 도 19를 참조하여 상세히 후술한다.
발광부(11)를 구성하는 것으로 고전압방출(HID) 램프, 할로겐 램프 또는 LED 광원 등의 공지의 광원이 사용될 수 있다. 또한, 발광부(11)는 방전 밸브와, 방전 밸브로 인해 발광하는 광원를 포함할 수 있다. 방전 밸브는 예를 들어 메탈 할라이드 밸브와 같은 방전 밸브이고, 방전 발광에 의해 직접적으로 발광부에서 발광된다. 발광부(11)에 공급되는 광전력에 따라 발광되어 전방으로 조사되는 광의 밝기가 조절될 수 있다. 즉, 예를 들어 발광부(11)에 광전력을 소정의 전력량만큼 증가시키게 되면, 이에 따라 헤드램프에서 조사되는 빛의 밝기(cd; candela)가 증가될 수 있다. 본 실시예에서 발광부(11)는 기본적으로 좌우 헤드램프가 동일한 소정의 광전력을 공급받게 된다.
상기 렌즈부(15)의 전방에는 투과된 빛을 통과시키는 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 커버는 헤드램프(10)의 최외곽면을 구성하며, 외부의 충격으로부터 내부 구성요소를 보호하는 역할을 수행한다. 커버는 헤드램프(10)의 발광부(11)로부터 발생한 광을 전방으로 투과시킬 수 있도록 투명한 재질로 제작될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 프로젝션 타입의 헤드 램프(10)는 클리어 타입의 헤드 램프와는 달리 반사면(12)에서 반사된 빛이 실질적으로 일 지점(16)에 집중되므로, 실드부(200) 중 상기 일 지점(16) 부근의 형상을 약간만 다르게 하더라도, 후술하는 바와 같이 다양한 빔 조사 패턴을 형성할 수 있다.
이어서, 도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체로 인해 구현되는 다양한 헤드램프 빔 패턴을 도시하는 도면이다.
도 6은 클래스(Class) H를 나타낸다. 클래스 H는 원거리를 넓게 비쳐주는 상향등(High-beam)으로 불리는 빔 패턴(21)으로서, 전방에 타 차량이 없으면서 고속으로 주행하는 환경에 적합한 빔 패턴이다.
도 7은 클래스 RHD C를 나타낸다. 클래스 RHD C는 도로 주행 환경이 차량을 기준으로 우측통행에서 좌측통행으로 변동되었을 때 사용되는 빔 패턴(22)이다. 따라서, 클래스 RHD C는 후술하는 도 8의 클래스 C의 빔 패턴(30)을 상하로 대칭된 빔 패턴(22)을 가진다.
도 8은 클래스 C를 나타낸다. 클래스 C는 차량(20)이 시골 도로(country road)를 주행할 때 또는 특별한 상황이 아니어서 다른 모드의 빔 패턴을 적용할 필요가 없을 때에 적합한 빔 패턴(30)이다. 일반적인 하향등(lowbeam)과 비교할 때, 대향 차로의 시야를 확보하면서 광량을 향상시킨 패턴이다.
도 9는 클래스 V를 나타낸다. 클래스 V는 차량(20)이 시가지와 같이 주변의 조명의 밝기가 어느 정도 확보되는 환경에서 주행할 때 적합한 빔 패턴(24)으로서, 예를 들어 시가지 운행시에 차량의 속도가 60km/h 이하이고 노면의 휘도가 1cd/m2 이상인 경우이다. 특히, 좌/우의 시야가 클래스 C(30)에 비하여 넓어지며, 클래스 C(30)보다 다소 짧은 거리(대략 전방 50 내지 60m 정도)의 시야가 확보된다.
도 10은 클래스 E를 나타낸다. 클래스 E는 차량(20)이 고속도로나, 상당 부분 직선 구간이 유지되는 도로에서 주행할 때 적합한 빔 패턴이다. 따라서, 클래스 E(25)는 전방 원거리 시야가 클래스 C(30)에 비하여 다소 긴 특성을 갖는다.
도 11은 클래스 W를 나타낸다. 클래스 W는 우천 주행 모드로서, 차량(20)이 비가 내리는 날씨, 또는 젖은 도로에서 주행할 때 적합한 빔 패턴(26)이다. 따라서, 전방 원거리 시야는 클래스 E(25)와 다소 유사하나, 전방의 10 내지 20m 부근까지는 반사광(Reflective glare)을 줄이기 위하여, 오히려 광량을 감소시키는 것을 특징으로 한다. 클래스 W는 클래스 E(25)에서 근거리 영역에서의 광반사 방지영역(27)이 존재하는 빔 패턴(26)을 가질 수 있으며, 후술하는 바와 같이 하나의 실드 돌기로 클래스 E 및 W를 동시에 구현할 수 있다.
이와 같이, 헤드램프를 조사함에 있어서, 도 6 내지 도 11에서 나타내는 바와 같이, 실제 차량(20)은 다양한 주행 환경에 따라 가변적으로 빔 패턴을 변화시킬 필요가 있다. 실드부(200)를 변동시켜 가변적인 빔 패턴을 생성할 수 있다.
이어서, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 실드부의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 13은 도 12의 실드부의 우측면도이다. 앞서 설명한 바와 같이, 실드부(200)는 발광부(11)의 전방에 위치하여, 상기 도 6 내지 도 11에 도시된 빔 패턴을 가능하게 한다.
실드부(200)는 원통형의 외주면(220)에 하나 이상의 실드 돌기(230, 232, 234, 236, 238)를 포함할 수 있다. 이러한 실드 돌기의 패턴은 생성하려는 빔 패턴에 따라서 형태 및 개수가 달라질 수도 있다. 실드 돌기는 원통의 외주면에 각도에 따라 분리되어 위치할 수도 있고, 도시된 바와 같이 특정 실드 돌기(232, 234, 236)의 일부분은 합쳐져 있고 일부분만 실드 돌기를 형성하여 분리될 수도 있다. 또는 일부 실드 돌기(230, 238)는 도시된 바와 같이 별도로 분리되어 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 실드부(200)는 우측도로로 주행(RHD)하는 국가와 좌측도로로 주행(LHD)하는 국가에 공통적으로 사용될 수 있도록 구성될 수도 있다. 즉, 도 13(b)에 도시된 바와 같이, 주행방향에 독립적인 클래스 V(V)를 기준으로 일측에는 좌측도로로 주행하는 국가에서 사용될 수 있는 클래스 C(LHD-C), 클래스 E(LHD-E), 클래스 W(LHD-W)에 대응되는 실드 돌기가 형성될 수 있으며, 타측에는 우측도로로 주행하는 국가에서 사용될 수 있는 클래스 C(RHD-C), 클래스 E(RHD-E), 클래스 W(RHD-W)에 대응되는 실드 돌기가 형성될 수 있다. 이때, 클래스 W와 클래스 E는 빔 패턴이 유사하기 때문에 클래스 W와 대응되는 실드 돌기와 클래스 E와 대응되는 실드 돌기를 별도로 형성하지 않고, 도 13(c)에 도시된 바와 같이 하나의 실드 돌기(LHD-EW, RHD-EW)로 구현할 수도 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 실드부(200)는 좌우측 도로 주행 방향에 무관하게 모든 도로 주행 조건하에서 적절한 빔 패턴을 구현할 수 있다.
실드부(230, 232, 234, 236, 238)는 회전축(210)을 중심으로 수직 선상의 최상부에 위치한 실드 돌기에 의해 작동될 수 있다. 예를 들어, 도 12와 같이 회전축의 수직 선상에 제3 실드 돌기(234)가 위치하여 클래스 V의 빔 패턴을 형성할 수 있다. 또는 상기 실드부(200)를 회전축(210)을 중심으로 회전 시킴으로써 제1 실드 돌기(230), 제2 실드 돌기(232) 또는 제5 실드 돌기(238)를 '활성화'시켜 실드부(200)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. 예를 들어, 도 13(a)는 제3 실드 돌기(234)가 최상부에 위치하여 활성화 된 상태를 나타낸다.
이와 같이, 실드부(200)를 회전축(210)을 기준으로 회전시키면 실드부(200)에 부착된 실드 돌기(230, 232, 234, 236, 238)가 차례로 활성화되면서 생성되는 빔 패턴이 달라질 수 있으며, 상기 복수의 실드 돌기는 상기 실드부(200)의 원주면 상에서 상기 실드부(200)의 길이방향과 평행한 방향(도 12에서 가로방향)으로 배치될 수 있다. 구체적인 빔 패턴은 상기 도 6 내지 도 11에서 살펴본 바와 같다.
한편, 상기 실드부(200)는 실드 구동부(미도시)에 의해 소정의 각도만큼 회전하여 각각의 실드 돌기를 활성화 하게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체는 소정의 빔 패턴을 형성하도록 상기 실드부(200)를 회전시켜 상기 복수의 실드 돌기를 원하는 위치로 변위시켜 선택된 실드 돌기(230, 232, 234, 236, 238)를 활성화시키는 실드 구동부를 포함할 수 있다. 실드 구동부는 도 12에 도시된 실드부(200)의 길이방향(가로방향)의 일측에 구비될 수 있으며, 실드 구동부는 구동력을 제공하는 구동 수단을 더 포함할 수 있다. 구동 수단으로는 사용자가 원하는 회전 각도만큼 회전시킬 수 있는 스텝 모터가 사용될 수 있으며, 그 외에도 AC 서보 모터, DC 서보 모터 등이 사용될 수도 있다. 또한, 실드 구동부는 상기 구동 수단에 의해 발생한 구동력을 상기 실드부에 전달하는 구동 기어부를 더 포함할 수 있다.
이어서, 도 14 내지 도 19는 상기 도 6 내지 도 11의 빔 패턴에 각각 대응되는 본 발명의 일 실시예에 따른 실드부의 동작을 도시한 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 도 14 내지 도 19는 하나의 빔 패턴에 하나의 실드 돌기가 대응되는 경우를 상정하여 도시되었으나, 앞서 살펴본 바와 같이 빔 패턴이 유사한 클래스 E와 클래스 W는 하나의 실드 돌기에 대응될 수도 있으며, 이러한 경우에는 별도의 제5 실드 돌기(238)는 구성에서 제외될 수도 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 H의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 상태를 나타낸다. 클래스 H의 빔 패턴은 일반적인 하이빔(High-beam)을 생성하는 빔 패턴으로서, 실드부(200)의 어떠한 실드 돌기(230, 232, 234, 236, 238)도 '활성화' 되지 않는 상태이다. 따라서 반사면(12, 13)을 통하여 전방으로 진행하는 광은 실드부(200)에 의해 진로가 차단되지 아니하면서 원거리를 넓게 비추는 클래스 H의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 RHD C의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 상태를 나타낸다. 클래스 RHD C의 빔 패턴은 실드부(200)의 제1 실드 돌기(230)가 '활성화' 됨에 의하여 생성될 수 있다. 실드부(200)의 제1 실드 돌기(230)를 '활성화'시키는 것은 클래스 H의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 배치에서 실드부(200)를 반시계 방향으로 회전시켜 제1 실드 돌기(230)를 수직으로 세움으로써 구현될 수 있다. 따라서, 전방으로 향하는 광은 제1 실드 돌기(230)에 의하여 일부가 차단되면서 클래스 RHD C의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 C의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 상태를 나타낸다. 클래스 C의 빔 패턴은 실드부(200)의 제2 실드 돌기(232)가 '활성화' 됨에 의하여 생성될 수 있다. 실드부(200)의 제2 실드 돌기(232)의 활성화시키는 것은 클래스 RHD C의 빔 패턴를 형성하는 제1 실드의 배치에서 실드부(200)를 반시계 방향으로 회전시켜 제2 실드 돌기(232)를 수직으로 세움으로써 구현될 수 있다. 전방으로 조사되는 광은 제2 실드 돌기(232)에 의하여 일부가 차단되면서 클래스 C의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 V의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 상태를 나타낸다. 클래스 V의 빔 패턴은 실드부(200)의 제3 실드 돌기(234)가 '활성화' 됨에 의하여 생성될 수 있다. 제3 실드 돌기(234)의 활성화 또한 클래스 C의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 배치에서 실드부(200)를 반시계 방향으로 회전시킴으로 구현될 수 있다. 제3 실드 돌기(234)에 의하여 전방으로 조사되는 광의 일부가 차단되면서 클래스 V의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 E의 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 상태를 나타낸다. 클래스 E의 빔 패턴은 실드부(200)의 제4 실드 돌기(236)가 '활성화' 됨에 의하여 생성될 수 있다. 실드부(200)의 제4 실드 돌기(236)를 수직으로 세워 실드부(200)의 최상부에 위치하도록 하여 제4 실드 돌기(236)에 의하여 전방으로 조사되는 광을 일부 차단한다. 따라서 클래스 E의 빔 패턴이 형성될 수 있다.
상기 실드부(200)를 회전시키는 각도는 실드부(200)에 부착되는 실드 돌기의 배치에 따라 달라질 수 있으며, 일례로서는 도 14 내지 도 18에서 도시된 바와 같이, 45도(°) 각도씩 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
이어서, 도 19 내지 도 28을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 클래스 W 빔 패턴을 형성하는 원리에 대해 설명한다. 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 W, 즉 우천 주행 시 또는 비가 오는 등의 노면이 물기에 젖어 노면 상에 고인 물에 의해 헤드 램프 조사광이 반사되어, 헤드 램프에 의해 선행 차량 또는 대향 차량의 운전자에게 눈부심이 심하게 발생할 수 있는 경우에 근거리 영역에서의 광량을 줄이고자 할 때 빔 패턴을 형성하는 실드부(200)의 상태를 나타내고, 도 20은 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 회전각도를 도시한 도면이고, 도 21 내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체로 인한 광조사 영역 및 광조사량의 분포를 나타낸 도면으로, 도 21은 좌측 헤드램프이고, 도 22는 우측 헤드램프이고, 도 23은 좌우측 헤드램프가 동시에 조사될 경우의 도면이고, 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 실드부(200)의 실드 돌기 중 클래스 C와 클래스 W의 실드 돌기(232, 238)를 비교하여 도시한 도면이고, 도 25 내지 27은 도 24의 구성에 따라 추가적으로 조사되는 배광 영역을 설명하기 위한 도면이고, 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체에 의해 구현된 클래스 W의 빔 패턴을 도시한 도면이다.
종래의 클래스 W의 빔 패턴은 별도의 제2 실드부를 구비하고 이를 제1 실드부의 상부에 상하이동 가능하도록 배치하고, 반사판에 반사되어 전방으로 향하는 광이 제2 실드부에 의해 중앙부의 일부가 저지되어 전방으로 향하는 광의 밝기를 낮추는 식으로 구현된다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 별도의 제2 실드부를 더 설치해야 하기 때문에 구성요소가 더 추가되고 생산비용이 증가되며, 제2 실드부에 의해 광을 차단하는 방식으로 구현되기 때문에 전체적인 광량이 감소된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 클래스 W의 빔 패턴은 실드부(200)의 제5 실드 돌기(238)를 더 구비하고, 이를 '활성화'시키는 동시에 헤드램프의 스위블 각도 및 헤드램프의 광전력을 변화시킴으로서 구현될 수 있다. 즉, 클래스 W의 빔 패턴은 실드부(200)의 제5 실드 돌기(238)가 '활성화' 됨에 의하여 생성될 수 있다. 실드부(200)의 제5 실드 돌기(238)를 수직으로 세워 실드부(200)의 최상부에 위치하도록 하여 제5 실드 돌기(238)에 의하여 전방으로 조사되는 광을 일부 차단한다.
이어서, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제5 실드 돌기(238)를 활성화 시킴과 동시에 헤드램프(10)의 조사방향을 결정하도록 헤드램프(10)를 좌우로 회전시키는 회전제어부(미도시)는, 도시된 바와 같이 좌측 헤드램프의 각도(θ1)를 좌측으로 소정의 각도만큼 회전시키고, 우측 헤드램프의 각도(θ2)를 우측으로 θ1과 다른 소정의 각도로 회전시킨다. 이와 같이 좌우측 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 회전시켜서 중앙부분의 광량을 감소시킴으로써, 후술하는 바와 같이 광반사 방지영역(27)을 형성하여, 클래스 W의 빔 패턴을 구현할 수 있다.
클래스 W의 빔 패턴을 구현함에 있어서, 본 실시예에서와 같이 제5 실드 돌기(238)를 더 구비하여 클래스 W의 빔 패턴을 구현할 수 있으나, 이외에도 클래스 W의 빔 패턴은 광반사 방지영역(27)을 제외하면 클래스 E의 빔 패턴과 유사하기 때문에, 앞선 도 9(c)에서 살펴본 바와 같이, 별도의 제5 실드 돌기(238) 구성 없이, 클래스 E의 빔 패턴과 대응되는 제4 실드 돌기(236)가 대신 활성화 되어 사용될 수 있으며, 제5 실드 돌기(238)는 제외될 수도 있다. 그 밖에 클래스 C의 빔 패턴과 대응되는 제2 실드 돌기(232)를 활성화 시켜서 클래스 W의 빔 패턴을 구현할 수도 있다.
뿐만 아니라, 좌우 헤드램프에 서로 다른 실드 돌기가 활성화 되도록 할 수도 있다. 전술한 바와 같이 클래스 W의 빔 패턴을 구현함에 있어서, 본 실시예에서는 좌우 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 회전시키게 되는데, 이때, 대향차로 측 헤드램프 예를 들어 우측주행도로에서 좌측 헤드램프는 소정의 각도만큼 대향차로 측으로 회전하게 된다. 따라서, 빔 패턴의 조사 거리가 상대적으로 긴 클래스 C, E 및 W의 빔 패턴에 대응되는 실드 돌기가 활성화되어 이에 따라 좌측 헤드램프에서 광이 조사될 경우 대향차량의 운전자에게 눈부심을 유발하여 교통사고 등이 유발될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해, 대향차로 측의 헤드램프에서 조사되는 광은 빔 패턴 중 조사 거리가 가장 짧은 클래스 V에 대응되는 제3 실드 돌기(234)를 활성화 시킴으로써, 대향차량의 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다. 즉, 우측 도로 주행 국가에서 좌측 헤드램프에는 제3 실드 돌기(234)가 활성화되고 우측 헤드램프에는 제2, 제4 및 제5 중 하나의 실드 돌기(232, 236, 238)가 활성화되어 클래스 W와 관련된 배광 법규를 만족시킬 수 있다.
이어서, 도 21 내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체로 인한 광조사 영역 및 광조사량의 분포를 나타낸 도면으로, 도 21은 좌측 헤드램프, 도 22는 우측 헤드램프 및 도 23은 좌우측 헤드램프가 합쳐진 경우의 광분포를 나타낸다.
도 21을 살펴보면, 가로축의 O도 기준선에서 소정의 각도만큼 좌측으로 편향된 위치에 광원의 중심축(광축)이 존재하는 것을 알 수 있으며, 상기 광축을 중심으로 원 형상이 점점 퍼지는 것을 확인할 수 있다. 이것은 작은 원일수록 강한 빛이 도달하는 것을 의미하며, 원 형태가 커지는 것은 광축을 중심으로 주변으로 빛이 점점 퍼져 나가는 것을 볼 수 있다.
마찬가지로, 도 22를 살펴보면, 광분포의 중심 영역인 광축이 가로축 중앙의 기준선인 0L을 기준으로 소정의 각도만큼 우측으로 회전된 것을 확인할 수 있다. 도 23은 좌우측 램프가 합쳐진 경우의 광분포를 나타낸다. 좌우 헤드램프를 따라 광분포 중심 영역이 위치하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 배광 영역이 형성될 경우 앞서 살펴본 바와 같이, 우천시 대향차량 운전자의 눈부심을 방지하기 위한 도 1의 배광 법규 중 Segment 10 및 20 영역은 좌우 광축으로부터 일정 거리만큼 떨어져 상대적으로 약한 조도로 조사되기 때문에, 별도의 추가적인 광차단 구조체 없이 법규에서 규정하는 최대 조도 이하를 만족하면서 헤드램프 광이 조사되도록 구성할 수 있다.
다음으로, 도 24에 제2 실드 돌기(232)와 제5 실드 돌기(238)의 단면 형상이 비교 도시되어 있다. 즉, 클래스 W의 빔 패턴을 형성하기 위한 제5 실드 돌기(238)는 전체적인 단면 형상이 클래스 C의 빔 패턴을 형성하기 위한 제2 실드 돌기(232)와 유사하고, 다만 상부로 돌출되는 단차가 시작되는 위치가 상이하다. 즉, 상기 제2 실드 돌기(232)의 상기 상부로 돌출되는 단차가 시작되는 위치는 상기 제2 실드 돌기의 길이방향(도면 상으로 가로방향)의 중간지점인 반면, 클래스 W의 빔 패턴을 형성하기 위한 상기 제5 실드 돌기(238)의 상기 상부로 돌출되는 단차가 형성되는 위치는 상기 제2 실드 돌기(232)에 비해 상기 단차측으로 거리 D 만큼 치우쳐 있다. 이는 전술한 바와 같이 좌우 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킬 때 전방으로 향하는 광량이 감소하게 되는데, 이와 같은 조도 감소량을 보완하기 위해 상향광을 차단하는 영역을 D 만큼 감소시켜 상향광을 차단하는 영역 중 일부를 개방하여 상향광의 일부를 전방으로 조사하기 위함이다.
이에 대해 도 25 내지 도 27을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 25는 도시된 상향등 조사시의 배광 영역을 도시한 것으로, 활성화된 실드 돌기가 없을 경우 형성되는 빔 패턴임은 앞서 살펴본 바와 같다. 이때, 도 26에 도시된 바와 같이, 실드 돌기 예를 들어 클래스 C에 대응되는 제2 실드 돌기(232)가 활성화 되어 상향광을 차단하는 경우 상향광의 대부분이 차단되며, 특히, 중심부를 이루는 광축에서 조사되는 가장 조도가 높은 광의 대다수가 차단된다. 이때, 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위해 좌우 헤드램프가 서로 멀어지는 방향으로 회전하기 때문에 조도는 더욱 감소한다.
따라서, 이와 같은 회전에 의한 조도 손실을 보완하기 위해, 도 28에 도시된 바와 같이 단차 D 만큼 영역을 개방하여 상향광을 더 많이 통과시킨다. 즉, 클래스 W의 빔 패턴에 대응되는 제5 실드 돌기(238)는 상기 제2 실드 돌기(232)에 비해 더 많은 광을 전방으로 통과시키게 된다. 특히, 실드 돌기로 인해 차단되었던 상향광의 일부가 거리 D 만큼 개방되어 전방으로 상향광이 조사되어 조도를 증가시킬 수 있다. 특히, 조도가 가장 높은 중앙부분의 배광 영역이 개방되어 헤드램프 회전으로 인한 조도 손실을 보완할 수 있다.
따라서, 도 1 및 2를 참조하여 앞서 살펴본 바와 같이, 조도를 증가시켜야 하는 Emax 배광 영역과, 조도를 감소시켜야 하는 Segment 10 및 20을 동시에 구현할 수 있다. 즉, 좌우 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 회전시킬 경우 눈부심 방지를 위한 배광 법규인 Segment 10 및 20을 충족할 수 있으며, 상대적으로 상향등에 인접한 Emax 배광 영역은 단차 D 만큼 증가된 광량에 의해 배광 법규 상의 조도를 달성할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 클래스 W의 빔 패턴을 형성하기 위한 제5 실드 돌기(238)를 활성화시켜고, 헤드램프를 회전시키게 되는데, 이와 동시에 추가로 좌우 헤드램프(10)의 발광부(11)의 광전력을 조절할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이 상향광을 단차 D 만큼 개방하여 조도를 보완하는 것 이외에도 추가로 좌우 헤드램프의 광전력을 조절하여 조도를 조절할 수 있다. 즉, 좌측 헤드램프의 경우에는 좌측으로 소정의 각도만큼 스위블 된 상태이기 때문에 기존의 광전력에서 일정 전력량만큼 감소시켜 광량을 제어한다. 이는 대향 차량의 운전자의 눈부심을 방지할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 우측 헤드램프는 우측으로 소정의 각도만큼 스위블 된 상태이므로, 다른 차선의 선행 차량 운전자에게 큰 영향을 끼치지 않는다. 따라서, 좌측 헤드램프의 광전력을 낮추어 낮아진 전방의 광량을 보완할 수 있도록 우측 헤드램프의 발광부(11)에 공급되는 광전력은 소정의 전력량만큼 증가시켜서, 전방의 광량을 적절하게 유지한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체는 별도의 클래스 W 빔 패턴을 구현하기 위한 구성요소 없이도, 기존의 실드부(200)에 제5 실드 돌기(238)를 추가하여 이를 활성화 시키면서, 좌우측 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 회전시키고, 좌우측 헤드램프의 광량을 개별적으로 제어함으로써, 도 28의 광반사 방지영역(27)을 형성하여, 클래스 W의 빔 패턴을 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 제5 실드 돌기(238)를 별도로 구비하지 않고, 빔 패턴이 유사하게 형성되는 제4 실드 돌기(236)를 활성화시켜서 클래스 W의 빔 패턴을 구현할 수도 있다.
이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체를 설명함에 있어서, 우측도로주행 방식의 국가에서 헤드램프 조립체의 구성을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 좌측도로주행 방식을 따르는 국가 예를 들어 일본 등의 경우에는 상기 헤드램프 조립체의 구성과 좌우 구성이 서로 바뀔 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이하에서는, 도 29 및 도 30을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법을 함께 설명한다. 특히, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어서, 일 실시예와의 차이점만을 설명하고 중복된 설명은 생략한다. 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법을 도시한 도면이고, 도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법은 헤드램프의 빔 패턴을 결정하는 단계와, 복수의 실드 돌기 중 상기 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기를 결정하는 단계와, 상기 실드 돌기를 소정의 위치로 이동시키는 단계와, 상기 헤드램프의 회전 각도를 조절하는 단계와, 상기 헤드램프의 광량을 조절하는 단계를 포함한다.
먼저, 헤드램프의 빔 패턴을 결정한다(S110). 앞서 살펴본 바와 같이, 헤드램프의 빔 패턴은 클래스 H, 클래스 RHD C, 클래스 C, 클래스 V, 클래스 E 및 클래스 W 를 포함한다.
클래스 H는 원거리를 넓게 비쳐주는 상향등(High-beam)으로 불리는 빔 패턴으로서, 전방에 타 차량이 없으면서 고속으로 주행하는 환경에 적합한 빔 패턴이고, 클래스 RHD C는 도로 주행 환경이 차량을 기준으로 우측통행에서 좌측통행으로 변동되었을 때 사용되는 빔 패턴이고, 클래스 C는 차량이 교외의 차량 밀집도가 높지 않은 도로(country road)를 주행할 때 또는 특별한 상황이 아니어서 다른 모드의 빔 패턴을 적용할 필요가 없을 때에 적합한 빔 패턴으로 일반적인 하향등(lowbeam)과 비교할 때, 대향 차로의 시야를 확보하면서 광량을 향상시킨 패턴이고, 클래스 V는 차량이 시가지와 같이 주변의 조명의 밝기가 어느 정도 확보되는 환경에서 주행할 때 적합한 빔 패턴이고, 클래스 E는 차량이 고속도로나, 상당 부분 직선 구간이 유지되는 도로에서 주행할 때 적합한 빔 패턴으로, 전방 원거리 시야가 클래스 C에 비하여 다소 긴 특성을 갖는 패턴이고, 클래스 W는 우천 주행 모드로서, 차량이 비가 내리는 날씨, 또는 젖은 도로에서 주행할 때 적합한 빔 패턴으로, 전방 원거리 시야는 클래스 E와 다소 유사하나, 전방의 10 내지 20m 부근까지는 반사광(Reflective glare)을 줄이기 위하여, 오히려 광량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 빔 패턴이다.
이와 같은 다양한 빔 패턴 중에서 차량 운행자는 자신의 주행 도로의 상황에 맡는 빔 패턴을 결정하여, 스틱 또는 버튼 등을 조작하여 원하는 빔 패턴 모드를 설정하게 된다.
한편, 도 30에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법에서, 상기 빔 패턴을 결정하는 단계는, 전방 영상 정보를 획득하는 단계(S210)와, 상기 전방 영상 정보를 바탕으로 주행 도로의 상황을 판단하는 단계(S220)와, 상기 주행 도로의 상황을 바탕으로 복수의 빔 패턴 중 하나를 결정하는 단계(S230)를 더 포함할 수 있다. 상기 전방 도로의 정보를 획득하는 단계(S210)에서 상기 전방 도로의 정보는 전방 도로에 비가 내리는지에 대한 우천 정보를 의미할 수 있다. 또한, 이때 주행 도로의 상황을 판단하는 단계(S220)에서, 주행 도로의 상황은, 상기 우천 정보를 바탕으로 도출된 주행 도로의 우천 상황을 의미할 수 있다. 상기 우천 정보는 차량에 구비된 레인 센서에 의해 감지될 수 있으며, 또는 차량의 와이퍼가 일정 시간 이상 지속적으로 작동 중인 것을 인지함으로써 우천 정보를 획득할 수 있다.
즉, 빔 패턴을 운행자가 직접 결정하게 되면, 주행 도로의 조건 및 상황이 변동될 때마다 일일히 빔 패턴 설정부를 조작하여 빔 패턴을 변경해야 하기 때문에, 번거로울 뿐만 아니라 적시에 적절한 헤드램프 조사가 어려울 수 있다. 따라서, 차량의 전방 또는 후방에 카메라 모듈을 포함하는 영상 제공부를 별도로 구비하여, 주행 방향 전후방의 영상 정보를 획득하고, 상기 획득된 영상 정보를 바탕으로 전방 도로 정보를 추출하여 상기 전방 도로에 적합한 빔 패턴을 자동적으로 결정하게 할 수 있다. 상기 영상 정보는 전방 도로의 형태, 선행 차량의 위치, 대향 차량의 위치, 날씨 정보 및 주행 도로의 종류 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 영상 제공부 없이도 전방 도로의 상황을 감지하는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 차량에 부착된 조도센서로부터 현재 차량이 주간 주행 중인지 야간 주행 중인지를 확인할 수 있으며, 예를 들어 일정한 광량을 초과하는 주변밝기로 인식된 경우에는 장거리 빔패턴이 불필요한 클래스 V의 빔패턴에 대응되는 실드 돌기를 활성화 시킬 수 있다. 또한, 소정의 시간 간격 이상 와이퍼가 작동하는 경우에는 현재 우천 주행시 임을 파악할 수 있으므로, 클래스 W의 빔패턴에 대응되는 실드 돌기를 활성화 시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법의 나머지 단계는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법과 동일하므로, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법을 기준으로 설명하며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법에 대한 중복설명은 생략한다.
이어서, 다시 도 29를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법을 설명하면, 복수의 실드 돌기 중 상기 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기를 결정한다(S120). 앞서 설명한 바와 같이, 클래서 C의 빔 패턴은 제2 실드 돌기와 매치되고, 클래스 W의 빔 패턴은 제5 실드 돌기와 매치되도록 구성될 수 있으나, 이와 같은 순번에 한정되는 것은 아니며, 실드 돌기의 배치 순서는 달라질 수 있다. 또한, 빔 패턴이 유사한 클래스 W와 클래스 E를 하나의 실드 돌기로 구현되도록 할 수도 있다.
뿐만 아니라, 좌우 헤드램프에 서로 다른 실드 돌기가 활성화 되도록 할 수도 있다. 후술하는 바와 같이 클래스 W의 빔 패턴을 구현함에 있어서, 본 실시예에서는 좌우 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 회전시키게 되는데, 이때, 대향차로 측 헤드램프 예를 들어 우측주행도로에서 좌측 헤드램프는 소정의 각도만큼 대향차로 측으로 회전하게 된다. 따라서, 빔 패턴의 조사 거리가 상대적으로 긴 클래스 C, E 및 W의 빔 패턴에 따라 좌측 헤드램프에서 광이 조사될 경우 대향차량의 운전자에게 눈부심을 유발하여 교통사고 등이 유발될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해, 대향차로 측의 헤드램프에서 조사되는 광은 빔 패턴 중 조사 거리가 가장 짧은 클래스 V에 대응되는 제3 실드 돌기(234)를 활성화 시킴으로써, 대향차량의 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다.
한편, 클래스 W의 빔 패턴을 형성하기 위해 타측의 헤드램프 즉 주행차로 측의 헤드램프는 클래스 W에 대응하는 제5 실드 돌기(238)를 활성화 시켜서 클래스 W의 빔 패턴 및 배광 법규를 만족시킬 수 있으며, 클래스 W에 대응되는 실드 돌기를 별도로 구비하지 않더라도 클래스 W와 빔 패턴이 유사한 클래스 E에 대응되는 실드 돌기를 활성화시켜서 클래스 W 빔 패턴과 관련된 배광 법규를 만족시킬 수 있고, 클래스 C와 대응되는 제2 실드 돌기(232)를 활성화시켜서 클래스 W의 빔 패턴과 관련된 배광 법규를 만족시킬 수도 있다.
예를 들어, 도 31(a)에 도시된 바와 같이 차량우측통행 국가의 예에서 좌측 헤드램프는 클래스 V에 대응하는 실드 돌기를 활성화하고, 우측 헤드램프는 클래스 C에 대응하는 실드 돌기를 활성화하면서, 도 31(b)에 도시된 바와 같이 좌우 헤드램프를 서로 멀어지는 방향으로 회전시켜서 클래스 W에 대응되는 빔 패턴을 구현할 수도 있다. 이러한 경우, 도시된 바와 같이, 광반사 방지영역(27)의 조도가 감소되어 클래스 W에 대응되는 빔 패턴이 형성될 수 있으며, 해당 배광 법규를 만족시킬 수 있다.
이어서, 이전 단계에서 결정된 실드 돌기를 소정의 위치로 이동시킨다(S130). 예를 들어 실드 돌기가 원주면에 형성되어 있는 원통 형태의 실드부인 경우에는 실드부를 회전시켜 원하는 실드 돌기가 활성화 되도록 한다.
이어서, 상기 헤드램프의 회전 각도를 조절하고, 상기 헤드램프의 광량을 조절한다(S140, S150). 앞서 설명한 바와 같이, 헤드램프의 회전각도 및 광전력을 조절하여 헤드램프의 밝기를 제어하는 것은 클래스 W에 한정될 수 있으며, 나머지 빔 패턴이 선택된 경우에는 본 단계들은 생략될 수 있다. 또는 상기 결정된 빔 패턴에 따라 서로 다른 회전각도 및 광량을 가지도록 제어될 수도 있다. 또한, 좌우 헤드램프의 회전각이 서로 상이할 수 있으며, 좌우 헤드램프의 증감되는 광전력이 서로 상이할 수도 있다.
이하에서는, 도 32를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법 중 빔 패턴이 클래스 W인 경우의 작동 순서를 구체적으로 나타낸 순서도이다.
먼저, 헤드램프의 빔 패턴을 결정하고(S310), 복수의 실드 돌기 중 상기 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기를 결정하고(S320), 상기 실드 돌기를 소정의 위치로 이동시킨다(S330). 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위해, 좌우 헤드램프에서 활성화될 실드 돌기가 서로 상이한 실드 돌기로 결정될 수도 있으며, 특히 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위해, 대향차로 측의 헤드램프에서는 제3 실드 돌기(234)로 결정하고, 타측 헤드램프에서는 제2, 제4 및 제5 실드 돌기(232, 236, 238) 중 하나를 선택할 수 있으며, 일방도로와 같은 대향차량이 존재하지 않는 도로의 경우에는 좌우 헤드램프에서 활성화될 돌기를 서로 동일한 실드 돌기로 결정할 수도 있다. 이와 관련된 내용은 앞서 살펴본 바와 같으므로, 중복설명은 생략한다.
이어서, 상기 실드 돌기가 클래스 W 패턴용인지를 판단하고(S340), 상기 실드 돌기가 클래스 W 패턴용이 아닌 경우에는 제어를 종료하고, 선택된 소정의 빔 패턴을 조사한다(S390).
반면, 상기 활성화된 실드 돌기가 클래스 W의 빔 패턴을 형성하기 위한 것인 경우, 상기 헤드램프의 좌측 헤드램프를 좌측으로 소정의 각도만큼 회전시키고(S350), 상기 좌측 헤드램프의 광전력을 소정의 양만큼 감소시킨다(S360). 이때, 좌우 헤드램프에서 선택된 실드 돌기의 종류에 따라 회전 각도 및 광전력이 다르게 조절될 수 있다.
이어서, 상기 활성화된 실드 돌기가 클래스 W의 빔 패턴을 형성하기 위한 것인 경우, 상기 헤드램프의 우측 헤드램프를 우측으로 소정의 각도만큼 회전시키고(S370), 상기 우측 헤드램프의 광전력을 소정의 각도만큼 증가시킨다(S380).
이와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 헤드램프 조립체의 제어방법에 의해 별도의 구성요소를 추가함이 없이, 원하는 실드 돌기를 활성화시킴과 동시에 좌우측 헤드램프의 스위블 각도 및 광전력을 개별적으로 제어함으로써, 다양한 빔 패턴 특히 우천 주행 모드인 클래스 W의 빔 패턴을 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 클래스 W의 빔 패턴을 구현하기 위해 별도의 광차단 구조체를 필요로 하지 않기 때문에, 전방으로 조사되는 광량이 감소되지 않아서, 전방 노면에 대한 시인성이 유지되어 전방 인지 능력이 감소되지 않으며, 교통사고 등의 위험을 감소시킬 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 내에서 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것인바, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정된 형태에 국한되는 것은 아니다.
10: 헤드램프 11: 발광부
12, 13: 반사면 15: 렌즈부
200: 실드부 210: 회전축
220: 외주면
230, 232, 234, 236, 238: 실드 돌기

Claims (32)

  1. 개별적으로 제어되는 한 쌍의 헤드램프의 조사방향을 결정하는 회전제어부;
    상기 각 헤드램프의 내부에 구비되며 광을 발생시키는 발광부;
    상기 발광부의 전방에 위치하고, 회전축을 중심으로 회전가능하고, 상기 광을 부분적으로 차단하는 복수의 실드 돌기를 구비하는 실드부; 및
    차량 주변 상황에 대응되는 소정의 빔 패턴을 형성하도록 상기 실드부를 회전시켜 상기 복수의 실드 돌기를 원하는 위치로 변위시킴으로써 선택된 실드 돌기를 활성화시키는 실드 구동부를 포함하고,
    상기 소정의 빔 패턴은 클래스 C, 클래스 V, 클래스 E 및 클래스 W를 포함하고,
    상기 복수의 실드 돌기는 서로 다른 형상을 가지고,
    상기 복수의 실드 돌기 중 일부는 단차가 형성되어 있고,
    상기 복수의 실드 돌기는, 상부로 돌출되는 단차 시작 부분이 상기 실드 길이 방향의 중간 지점에 형성되는 제1 실드 돌기 및 상부로 돌출되는 단차 시작 부분이 상기 중간 지점에서 단차측으로 치우쳐 형성되는 제2 실드 돌기를 포함하는 헤드램프 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 실드 돌기는 상기 제1 실드 돌기 보다 더 많은 광을 통과시키는 헤드램프 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실드 돌기는 상기 클래스 C 빔 패턴과 대응되는 헤드램프 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 실드 돌기는 상기 클래스 W 또는 클래스 E 빔 패턴과 대응되는 헤드램프 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 빔 패턴은 상기 한 쌍의 헤드램프에서 서로 다른 실드 돌기가 활성화되어 형성되는 헤드램프 조립체
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클래스 W 빔 패턴은, 상기 한 쌍의 헤드램프 중 일측에는 단차가 형성되어 있는 실드 돌기가 활성화 되고, 타측에는 단차가 형성되어 있지 않는 실드 돌기가 활성화 됨으로써 형성되는 헤드램프 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클래스 W 빔 패턴은, 상기 일측 헤드램프의 발광부에 공급되는 광전력이 증가되는 헤드램프 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 클래스 W 빔 패턴은, 상기 타측 헤드램프의 발광부에 공급되는 광전력이 감소되는 헤드램프 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 클래스 W 빔 패턴은, 상기 한 쌍의 헤드램프 중 일측에는 상기 복수의 실드 돌기 중 클래스 V 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기가 활성화되고, 타측에는 상기 복수의 실드 돌기 중 클래스 W 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기가 활성화됨으로써 형성되는 헤드램프 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 클래스 W 빔 패턴은 상기 한 쌍의 헤드램프가 서로 멀어지는 방향으로 회전함으로써 형성되는 헤드램프 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 실드 구동부는 구동력을 제공하는 구동 수단을 더 포함하고, 상기 실드 구동부는 상기 구동 수단에 의한 구동력을 상기 실드부에 전달하는 구동 기어부를 더 포함하는 헤드램프 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 발생되는 광량의 조절이 가능하도록 구성된 헤드램프 조립체.
  13. 개별적으로 제어되는 한 쌍의 헤드램프의 조사방향을 결정하는 회전제어부;
    상기 각 헤드램프의 내부에 구비되며 광을 발생시키는 발광부;
    상기 발광부의 전방에 위치하고, 회전축을 중심으로 회전가능하고, 상기 광을 부분적으로 차단하는 복수의 실드 돌기를 구비하는 실드부; 및
    우천시의 반사광을 제어하기 위한 클래스 W 빔 패턴을 형성하도록 상기 실드부를 회전시켜 상기 복수의 실드 돌기를 원하는 위치로 변위시킴으로써 선택된 실드 돌기를 활성화시키는 실드 구동부를 포함하고,
    상기 복수의 실드 돌기는 서로 다른 형상을 가지고,
    상기 복수의 실드 돌기 중 일부는 단차가 형성되어 있고,
    상기 한 쌍의 헤드램프는 서로 멀어지는 방향으로 회전함으로써 상기 클래스 W 빔패턴을 형성하는 헤드램프 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 헤드램프 중 일측 헤드램프는 상기 단차가 형성되어 있는 일부의 실드 돌기 중 하나가 활성화되고, 타측 헤드램프는 상기 단차가 형성되어 있는 일부의 실드 돌기를 제외한 나머지 중에서 하나가 활성화되는 헤드램프 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 일측 헤드램프 보다 상기 타측 헤드램프가 더 큰 회전각으로 회전되는 헤드램프 조립체.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 일측 헤드램프와 타측 헤드램프에 인가되는 구동전류가 서로 상이한 헤드램프 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 일측 헤드램프 보다 상기 타측 헤드램프에 더 적은 구동전류가 인가되는 헤드램프 조립체.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 헤드램프는 서로 다른 회전각으로 회전되는 헤드램프 조립체.
  19. 헤드램프의 빔 패턴을 결정하는 단계와,
    복수의 실드 돌기 중 상기 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기를 결정하는 단계와,
    상기 실드 돌기를 소정의 위치로 이동시키는 단계와,
    상기 헤드램프의 회전 각도를 조절하는 단계와,
    상기 헤드램프의 광량을 조절하는 단계를 포함하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 빔 패턴을 결정하는 단계는,
    우천 정보를 획득하는 단계와,
    상기 우천 정보를 바탕으로 주행 도로의 우천 상황을 판단하는 단계와,
    상기 주행 도로의 우천 상황을 바탕으로 복수의 빔 패턴 중 하나를 결정하는 단계를 포함하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 우천 정보는, 레인 센서 또는 차량 와이퍼의 작동을 감지하여 획득하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 빔 패턴은 클래스 C, 클래스 V, 클래스 E 및 클래스 W를 포함하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 실드 돌기를 결정하는 단계는,
    상기 결정된 빔 패턴이 클래스 W인 경우, 상기 헤드램프 중 하나는 클래스 V에 대응되는 실드 돌기로 결정하고, 다른 하나는 클래스 C, 클래스 E 및 클래스 W에 대응되는 실드 돌기 중 하나로 결정하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 헤드램프의 회전 각도를 조절하는 단계는 상기 헤드램프를 서로 이격되는 방향으로 회전시키는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 광량을 조절하는 단계는 상기 결정된 빔 패턴에 따라 상이한 헤드램프 조립체의 제어방법.
  26. 헤드램프의 빔 패턴을 결정하는 단계와,
    복수의 실드 돌기 중 상기 빔 패턴과 대응되는 실드 돌기를 결정하는 단계와,
    상기 실드 돌기를 소정의 위치로 이동시키는 단계와,
    상기 실드 돌기가 클래스 W 패턴용인지를 판단하는 단계와,
    상기 실드 돌기가 클래스 W 패턴용인 경우, 상기 헤드램프의 좌측 헤드램프를 좌측으로 소정의 각도만큼 회전시키고, 상기 좌측 헤드램프의 광전력을 감소시키는 단계와,
    상기 실드 돌기가 클래스 W 패턴용인 경우,
    상기 헤드램프의 우측 헤드램프를 우측으로 소정의 각도만큼 회전시키고, 상기 우측 헤드램프의 광전력을 증가시키는 단계를 포함하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 좌측 헤드램프의 소정의 각도와, 상기 우측 헤드램프의 소정의 각도는 서로 상이한 헤드램프 조립체의 제어방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 좌측 헤드램프의 감소된 광전력과, 상기 우측 헤드램프의 증가된 광전력은 서로 상이한 헤드램프 조립체의 제어방법.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 빔 패턴을 결정하는 단계는,
    우천 정보를 획득하는 단계와,
    상기 우천 정보를 바탕으로 주행 도로의 우천 상황을 판단하는 단계와,
    상기 주행 도로의 우천 상황을 바탕으로 복수의 빔 패턴 중 하나를 결정하는 단계를 포함하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 우천 정보는, 레인 센서 또는 차량 와이퍼의 작동을 감지하여 획득하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 복수의 빔 패턴은 클래스 C, 클래스 V, 클래스 E 및 클래스 W를 포함하는 헤드램프 조립체의 제어방법.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 광량을 조절하는 단계는 상기 결정된 빔 패턴에 따라 상이한 헤드램프 조립체의 제어방법.
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