KR20230029373A - 단일 채널 기반 다기능 led 램프 구동 시스템 - Google Patents

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KR20230029373A
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박충섭
강소정
김진현
황석현
이가희
이철성
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기아 주식회사
에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명은 단일 채널 기반 다기능 LED 램프 구동 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED(Light Emitting Diode) 램프 구동 시스템은 램프 기능별 구분되는 제 1 광원 그룹 및 제 2 광원 그룹; 입력전압을 상기 램프 기능별로 필요한 전압으로 조정하여 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹에 인가하는 단일의 LED 램프 구동 모듈; 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹의 온 오프(On/Off)를 제어하는 스위칭 모듈; 및 상기 LED 램프 구동 모듈과 연동하여 상기 스위칭 모듈의 온 오프 시간을 시분할 제어하여 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹의 광량을 제어하는 제어모듈을 포함하고, 상기 제어모듈은, 주간 시 상기 제 2 광원 그룹에 의한 주간 주행등이 켜져 있는 상태에서 하이빔 신호가 입력되는 하이빔 패싱(High beam passing) 모드 시 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값 및 듀티비 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 시분할 점등제어하는 것을 포함할 수 있다.

Description

단일 채널 기반 다기능 LED 램프 구동 시스템{System for driving multi-function LED lamp based on single channel}
본 발명은 단일 채널 기반 다기능 발광 다이오드(Light Emitting Diode) (이하, LED라 칭함) 램프 구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다기능 LED 램프의 주간 모드에서의 하이빔 패싱(High beam passing) 제어 기술에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 차량용 램프 장치들을 구비하고 있다. 예를 들어, 다양한 차량용 램프들 중 전조등 및 안개등 등은 조명 기능을 목적으로 하며, 방향 지시등, 제동등 및 차폭등 등은 신호 기능을 목적으로 하는 것이다.
이러한 차량의 램프로서 다수의 LED를 사용하는데, 다수의 LED를 동시에 구동하려는 경우, 각각의 LED의 편차에 의해 같은 전압으로 구동할 시 전류 편차가 발생하여 밝기가 서로 다르게 된다.
따라서, 다수의 LED를 구동하는 경우에는 대부분 정전압 구동방식보다는 정전류 구동방식을 사용한다. 특히, 밝기를 미세하게 조절해야 하는 경우에는 정전류 구동방식을 더 선호하게 된다.
도 1은 종래 LED 구동용 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 다기능 LED 램프 구동 시스템은 ICU(11), 마이컴(12), LED 드라이버(13) 및 LED 부하(14)를 포함할 수 있다.
ICU(11)는 IPS를 통해 마이컴(12)으로 램프 구동 신호를 제공하고, LED 드라이버(13)로 전원을 함께 제공할 수 있다.
마이컴(12)은 IPS로부터 램프 구동 신호를 받아 LED 드라이버(13)를 통해 정전류를 제어할 수 있다.
LED 드라이버(13)는 DC-DC 구동 반도체로 램프 각 기능별로 대응하여 배치될 수 있다. 이때, LED 부하(14)는 각 LED 드라이버에 연결되게 배치될 수 있다.
LED 드라이버(13)는 IPS로부터 전원을 받고 마이컴(12)으로부터 제어 신호를 받아 LED를 정전류 제어하며 고장진단을 수행할 수 있다.
즉 ICU(SJB)에 있는 지능형 파워 스위칭 소자(IPS)가 램프의 제어 신호 및 전원을 공급하는 역할을 하는 동시에 배선의 단선 및 쇼트를 감지할 수 있다. 또한, ICU(11)는 마이컴(12)으로부터 Low beam, Turn Signal의 고장(Open, Short)정보를 램프 기능별 별도의 Tell-Tale 배선 회로로 수신할 수 있다.
상기 종래의 다기능 LED 램프 구동 시스템은 램프 기능별로 중복된 LED 드라이버(13) 및 고가의 지능형 파워 스위칭 소자(IPS)의 사용으로 시스템 가격 상승이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예는 단일 채널 기반으로 복수의 LED 램프를 시분할 제어하되, 하이빔 패싱 제어를 수행하는 패싱 모드 시 주간 주행등과 하이빔의 듀티비 및 전류값을 제어하여 주간 주행등과 하이빔을 동시에 점등시키는 효과를 제공할 수 있는 단일 채널 기반 다기능 LED 램프 구동 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 LED(Light Emitting Diode) 램프 구동 시스템은 램프 기능별 구분되는 제 1 광원 그룹 및 제 2 광원 그룹; 입력전압을 상기 램프 기능별로 필요한 전압으로 조정하여 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹에 인가하는 단일의 LED 램프 구동 모듈; 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹의 온 오프(On/Off)를 제어하는 스위칭 모듈; 및 상기 LED 램프 구동 모듈과 연동하여 상기 스위칭 모듈의 온 오프 시간을 시분할 제어하여 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹의 광량을 제어하는 제어모듈을 포함하고, 상기 제어모듈은, 주간 시 상기 제 2 광원 그룹에 의한 주간 주행등이 켜져 있는 상태에서 하이빔 신호가 입력되는 하이빔 패싱(High beam passing) 모드 시 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값 및 듀티비 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 시분할 점등제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제 1 광원 그룹은 로우빔(Low beam) 기능, 하이빔(High beam) 기능, 서브하이빔(Sub-High beam) 기능 중 적어도 하나를 수행하고, 상기 제 2 광원 그룹은 주간 주행등(DRL; Daytime Running Lamp) 기능 또는 미등(Positioning Lamp) 기능을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 주간 모드 시 상기 제 2 광원 그룹에 제 1 전류값이 인가되도록 상기 LED 램프 구동 모듈을 제어하고, 야간 모드 시 상기 제 1 광원 그룹에 상기 제 1 전류값보다 큰 제 2 전류값이 인가되도록 상기 LED 램프 구동 모듈을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 패싱 모드 시 상기 제 2 광원 그룹에 상기 제 2 전류값보다 큰 제 3 전류값이 인가되도록 상기 LED 램프 구동 모듈을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 제 3 전류값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 주간 모드 시 상기 제 2 광원 그룹을 제 1 듀티비로 점등 제어하고, 야간 모드 시 상기 제 1 광원 그룹을 상기 제 1 듀티비보다 작은 제 2 듀티비로 점등 제어하고 상기 제 2 광원 그룹을 상기 제 1 듀티비에서 상기 제 2 듀티비를 차감한 값 이하의 제 3 듀티비로 점등 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 패싱 모드 시, 상기 야간 모드 시와 동일한 듀티비로 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 점등 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 패싱 모드 시, 상기 제 1 광원 그룹을 상기 제 2 듀티비 보다 작은 제 4 듀티비로 점등 제어하고, 상기 제 2 광원 그룹을 상기 제 1 듀티비에서 상기 제 4 듀티비를 차감한 값 이하의 제 5 듀티비로 점등 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 야간 모드 시의 상기 제 1 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 2 듀티비를 이용한 전류 면적과 상기 패싱 모드 시의 전류 면적이 미리 정한 범위 내에서 유사하도록 상기 패싱 모드 시의 상기 제 1 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 4 듀티비를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 주간 모드 시의 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 1 듀티비를 이용한 전류 면적과 상기 패싱 모드 시의 전류 면적이 미리 정한 범위 내에서 유사하도록 상기 패싱 모드 시의 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 5 듀티비를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 야간 모드 시의 듀티비를 적용하여 상기 패싱 모드 시의 상기 제 2 광원 그룹의 전류 면적이 상기 주간 모드 시의 제 2 광원 그룹의 전류 면적과 일정 범위 내에서 유사하도록 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류 값을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류 값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하는 경우, 상기 제 1 광원 그룹의 듀티비를 야간 모드 시의 듀티비 보다 감소시키고 상기 제 2 광원 그룹의 듀티비를 증대시켜 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어모듈은, 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류 값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않는 경우, 상기 야간 모드 시의 듀티비와 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않는 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값을 이용하여 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 시분할 점등 제어하는 것을 포함할 수 있다.
본 기술은 단일 채널 기반으로 복수의 LED 램프를 시분할 제어하되, 주간 주행등이 점등된 상태에서 하이빔 패싱 제어를 수행하는 패싱 모드 시 주간 주행등과 하이빔의 듀티비 및 전류값을 제어하여 주간 주행등과 하이빔을 동시에 점등시키는 효과를 제공할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 종래 LED 구동용 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단일 채널 기반의 다기능 LED 램프 구동 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프 구동 시스템의 시분할 제어 시 구동 모드별 예시를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프 구동 시스템의 시분할 제어 시 구동 모드별 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프의 시분할 제어 시 하이빔 패싱 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프의 시분할 제어 시 야간 모드 시의 하이빔 및 로우빔의 듀티비를 적용한 경우의 하이빔 패싱 제어의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프의 시분할 제어 시 하이빔 및 로우빔의 듀티비를 조정하여 하이빔 패싱 제어를 수행한 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
차량의 헤드램프(Head lamp)는 다기능(High, Low, Turn, DRL, Fog 등) 램프로 구성되며 구체적으로 로우빔(low beam), 하이빔(high beam), 주간 주행등(DRL; Daytime Running Lamp, 이하 DRL이라 칭함), 미등(Positioning Lamp, tail lamp, 이하, PSTN이라 칭함), 서브하이빔(Sub-High beam) 기능을 포함한다. 로우빔과 하이빔은 운전자의 전방시계를 확보하기 위한 것이며, DRL은 안개가 많고 기후가 습한 나라에서 차량 상호 간의 안전을 도모하여 교통사고를 예방하기 위해 운행시간이 주간이든 야간이든 사용자의 스위치 조작과는 무관하게 차량에 시동이 걸려 주행 상태가 되면 자동으로 점등된다. PSTN은 차량 앞부분에 설치되는 표시등이다.
종래에는 단일 채널이 아닌 LED 램프 기능별 LED 구동부를 구비함으로써 하이빔 모드와 패싱빔 모드를 구분할 필요가 없으나, 본 발명에서는 단일 채널 기반으로 다기능 LED 램프를 시분할 제어함에 따라 하이빔 모드와 패싱빔 모드를 구분하고, 모드별로 전류 및 듀티비를 조정할 수 있다.
즉 본 발명에서는 차량의 헤드램프에 적용되는 다기능 LED 램프를 단일의 LED 램프 구동부를 이용하여 시분할 제어 기반으로 다기능 LED 램프의 온 오프 및 광량을 제어하고, 주간모드(DRL ON)에서 하이빔 패싱 시, 패싱 신호를 인식하여 주광원(LOW, HIGH)와 주간 주행등 (DRL)에 인가되는 전류값과 듀티비를 변경 제어하는 구성을 개시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단일 채널 기반의 다기능 LED 램프 구동 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프 구동 시스템은 차량 내부의 헤드램프 내에 구현될 수 있다. 이때, 다기능 LED 램프 구동 시스템은 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 다기능 LED 램프 구동 시스템은 LED 램프 구동 모듈(110), 스위칭 모듈(130), LED 부하(150), 제어모듈(160)을 포함할 수 있다.
LED 램프 구동 모듈(110)은 다기능 램프 중 특정 기능의 램프를 온 오프하거나 광량 조절 시, 차량 배터리 전압인 입력전압을 기능별로 필요한 전압으로 조정(승압 또는 감압)하여 LED 부하(150)에 제공한다.
LED 램프 구동 모듈(110)은 고속 스위칭(DC-DC) LED 구동 반도체를 활용하여 단일의 구성으로 복수의 램프를 제어할 수 있다. LED 램프 구동 모듈(110)은 LED 램프의 기능별 필요 전압에 따라 전압을 승압 또는 감압할 수 있다. 예를 들어, 다기능 중 DRL 기능 온 시 입력 전압을 감압하여 DRL 기능을 수행하는 램프에 제공하고, 하이빔 기능 온 시 입력 전압을 승압하여 하이빔 기능의 LED 램프에 제공하고 로우빔 기능 온 시 입력 전압의 레벨에 따라 승압 또는 감압하여 로우빔 기능을 수행하는 LED 램프에 제공할 수 있다.
LED 램프 구동 모듈(110)은 헤드램프의 구동 모드에 따라 입력 전압 VIN을 전압 강하 또는 승압시켜 LED 부하(150)로 출력할 수 있다. 이때, LED 부하(150)는 제 1 광원 그룹(151), 제 2 광원 그룹(152)을 포함하고, 제 1 광원 그룹(151)은 LED 그룹(153, 154, 155)을 포함하고 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)의 각 LED 그룹(153, 154, 155)은 다기능 LED 램프 구동 모드를 구현할 수 있다.
다기능 LED 램프 구동 모드는 DRL 모드, 하이빔 모드, 로우빔 모드, 패싱빔 모드, PSTN 모드 등으로 구분될 수 있다.
이를 위해 LED 램프 구동 모듈(110)은 트랜지스터 M1, M2, M3, M4, 인덕터 L1, 저항 R1을 포함할 수 있다.
헤드램프의 구동 모드가 DRL 모드인 경우, LED 램프 구동 모듈(110)은 전압을 감압(BUCK)하여 DRL 기능을 수행하는 제 2 광원 그룹(152)으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 입력전압이 9~16V(차량 배터리 전압)일 때, DRL 점등을 위한 6V로 감압을 수행하여 출력한다. 이를 위해 트랜지스터 M4는 항상 온 상태를 유지하고 M3는 오프 상태를 유지한 상태에서, 클럭 사이클이 시작되면 트랜지스터 M2가 온 되면서 인덕터 L1의 전류가 감소하게 된다. 나머지 클럭 사이클 동안 트랜지스터 M2가 오프되고 M1은 다시 온되어 인덕터 L1의 전류가 충전될 수 있다.
헤드램프 구동 모드가 하이빔 모드인 경우 LED 램프 구동 모듈(110)은 전압을 승압(Boost)하여 하이빔 기능을 수행하는 LED 그룹(154)으로 출력할 수 있다. 예를 들어 입력전압이 차량 배터리전압인 9~16V이면, LED 그룹(153, 154, 155)를 점등하기 위해 총 28V의 전압으로 승압하여 LED 부하(150)로 출력할 수 있다. 이를 위해, 트랜지스터 M1은 항상 온되고 M2는 항상 오프된 상태에서, 클럭 사이클이 시작되면 M3이 온되어 입력된 전류가 인덕터 L1에 충전된다. 이후 나머지 클럭 사이클 동안 M3이 오프되고 M4가 온되면 인덕터 L1에 충전된 전류가 감소한다.
또한, 헤드램프 구동 모드가 로우빔 모드인 경우 LED 램프 구동 모듈(110)은 입력 전압 레벨에 따라 입력전압을 승압 또는 감압(Buck-Boost)하여 로우빔 기능을 수행하는 LED 그룹(153)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 입력전압이 9V~16V인 경우 로우빔 모드 구동을 위한 12V로 승압하거나 감압할 수 있다. 이를 위해 트랜지스터 M1~M4의 모든 스위치가 스위칭 주파수에 맞게 동작할 수 있다.
스위칭 모듈(130)은 제어모듈(160)에 의해 온 오프되는 복수의 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4, Q5를 포함한다.
스위치 Q1, Q2, Q3은 스위치 Q4와 접지전압단 사이에 직렬 연결되며, 스위치 Q1, Q2, Q3 각각은 LED 그룹(153, 154, 155)는 LED 그룹(153, 154, 155)와 각각 병렬 연결될 수 있다.
스위치 Q4, Q5는 LED 램프 구동 모듈(110)의 출력단과 접지전압단 사이에 병렬 연결된다. 또한 스위치 Q4, Q5의 각 출력단이 제 1 광원 그룹(151) 및 제 2 광원 그룹(152)에 각각 연결될 수 있다.
스위치 Q5는 듀티비 변경을 통해 제 2 광원 그룹(152)의 광량을 조절할 수 있다. 이때, 제 1 광원 그룹(151)이 온 될 때 제 2 광원 그룹(152)은 오프되고, 제 2 광원 그룹(152)이 온 될 때 제 1 광원 그룹(151)은 오프될 수 있다.
LED 부하(150)는 LED 램프 구동 모듈(110)로부터 직류 전원을 공급받아 각각 발광하는 복수의 LED 스트링을 포함할 수 있다. 도 1의 LED 부하(150)는 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)의 병렬로 구성될 수 있다.
제 1 광원 그룹(151)은 SUB, HIGH, LOW 기능 중 적어도 하나로 동작하는 LED 그룹(155, 154, 153)을 포함하고 제 2 광원 그룹(152)은 DRL/PSTN 기능으로 동작 할 수 있는 복수개의 LED 소자가 직렬 연결된 구조를 가진다. 이때, LED 그룹(154, 153) 각각은 적어도 하나 이상의 LED 소자가 각각 직렬 연결되거나 단일의 LED 소자로 구성될 수 있다. 제 1 광원 그룹(151)은 LED 그룹(155, 154, 153)이 직렬 연결되어 스위칭 모듈(130)의 온 오프에 의해 그 점등 또는 소등이 제어되고, 제 2 광원 그룹(152)은 DRL/PSTN 기능을 수행하는 복수개의 LED 소자가 직렬 연결되어 구성될 수 있다.
제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152) 중 동시 제어가 필요한 LED 제어를 위해 제어모듈(160)은 스위칭 모듈(130)의 각 스위치 Q1 내지 Q5를 짧은 시간(예, 5ms, 사람이 켜고 꺼짐을 인식하지 못하는 시간) 분할하여 제어함으로써, 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)이 동시에 점등된 것처럼 보이는 효과를 얻도록 할 수 있다. 이때, 제 1 광원 그룹(151)의 LED 그룹(153, 154, 155)은 듀티비(DUTY RATE)가 가장 큰 LED 소자부터 순차 점등할 수 있다.
아래 표 1은 헤드램프 기능별 LED 전압 레벨의 예시와 스위치 동작에 대한 테이블이다.
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 복수의 스위치 Q1, Q2, Q3는 직렬 연결되는 펑션(Function) 스위치로서 스위치 Q1, Q2, Q3 각각은 SUB, HIGH, LOW 기능의 LED 그룹(153, 154, 155)로의 전류 인가를 각각 제어한다. 각 스위치 Q1, Q2, Q3는 LED 그룹(153, 154, 155)에 각각 병렬 연결되어 바이패스(Bypass) 기능을 수행한다. 또한 각 스위치 Q1, Q2, Q3는 듀티비의 변경을 통해 LED 그룹(153, 154, 155)의 광량을 제어할 수 있다. 스위치 Q1, Q2, Q3가 모두 닫힐 때 즉 모두 온 상태가 될 때 스위치 Q1, Q2, Q3를 통해 전류가 접지전압단으로 흐르게 되어, 제 1 광원 그룹(151)에 전류가 공급되지 않으므로 LED 그룹(153, 154, 155)은 모두 소등(OFF)한다.
반면, 스위치 Q4, Q5는 인에이블 스위치로서, 동시에 온 될 수 없다. 즉 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)은 동시에 점등될 수 없다.
이에 스위치 Q5는 오프되고 Q4가 온 된 상태에서, 스위치 Q1이 오프되고 스위치 Q2, Q3가 온 상태이면, 전류가 LED 그룹(153)으로 흐르게 되어 LOW 기능의 LED 그룹(153)이 점등하게 된다. 또한 스위치 Q5는 오프되고 Q4가 온 된 상태에서, 스위치 Q2가 오프되고 나머지 스위치 Q1, Q3가 온 상태이면, 전류가 하이빔 기능의 LED 그룹(154)으로 흐르게 되어 하이빔 기능의 LED 그룹(154)이 점등된다.
또한, 스위치 Q5는 오프되고 Q4가 온 된 상태에서, 스위치 Q3이 오프되고 스위치 Q1, Q2가 온 상태이면, 전류가 SUB 기능을 수행하는 LED 그룹(155)으로 흐르게 되어 LED 그룹(155)이 점등하게 된다.
도 2와 같이 병렬 연결되는 스위치 Q4, Q5는 각 출력단이 제 1 광원 그룹(151) 및 제 2 광원 그룹(152)에 각각 연결될 수 있다.
스위치 Q5는 점등 비율(DUTY RATE) 변경을 통해 제 2 광원 그룹(152)의 광량을 조절할 수 있다. 이때, 제 1 광원 그룹(151)이 온 될 때 제 2 광원 그룹(152)은 오프되고, 제 2 광원 그룹(152)이 온 될 때 제 1 광원 그룹(151)은 오프된다. 제어모듈(160)은 다기능 LED 램프 구동 시스템의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다. 제어모듈(160)은 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 다른 하위 제어기일 수 있다.
제어모듈(160)은 LED 부하(150)의 제어를 위해 스위칭 모듈(130)의 온 오프를 시분할 제어할 수 있다. 제어모듈(160)은 출력되는 PWM 신호의 한 주기를 특정 비율(Duty)로 나누어 제어할 수 있다.
제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹(151)이 온 시 제 2 광원 그룹(152)이 오프되도록 제어하고, 제 2 광원 그룹(152)이 온 시 제 1 광원 그룹(152)이 온 되도록 제어할 수 있다. 제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹(151) 선택 시 제 2 광원 그룹(152)에 전류가 흐르지 않도록 제어한다.
제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹(151)이 복수개의 기능별 LED 그룹을 포함하며, LED 그룹 중 점등 비율(Duty rate)이 가장 큰 그룹부터 순차적으로 점등 되도록 스위칭 모듈(130)을 제어할 수 있다.
제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹의 점등 비율(DUTY rate)을 제 2 광원 그룹(152)의 점등 비율보다 길게 설정할 수 있다. 즉 제 1 광원 그룹의 점등 비율(DUTY)과 제 2 광원 그룹(152)의 점등 비율이 상이하다. 제 1 광원 그룹(151)의 하이빔 기능, 로우빔 기능이 DRL이나 PSTN보다 필요한 전류량이 높으므로, 제 1 광원 그룹의 점등 비율을 제 2 광원 그룹(152)의 점등비율보다 길게 설정하여 필요한 전류를 제공할 수 있도록 한다.
제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹(151) 또는 제 2 광원 그룹(152)의 점등 비율(DUTY)과 출력 전류 최대값을 기반으로 제 1 광원 그룹(151) 또는 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 출력전류값을 산출할 수 있다.
제어모듈(160)은 시분할 제어를 통해 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4, Q5를 온 오프시킨다.
즉 스위치 Q5가 온되고 나머지 스위치 Q1~Q4가 오프 상태이면, 제 2 광원 그룹(152)이 점등 되도록 LED 램프 구동 모듈은 PSTN/DRL을 위한 전압 예를 들어 6V의 전압을 제 2 광원 그룹(152)으로 제공한다. 이어 스위치 Q4가 온되고 스위치 Q5는 오프되고, 스위치 Q1이 오프되고 나머지 스위치 Q2, Q3이 온 상태가 되면 제 2 광원 그룹(152)이 소등되고 제 1 LED 그룹(153)이 점등되어 로우빔 기능을 수행한다. 이때 LED 램프 구동 모듈(110)은 제 1 LED 그룹(153)이 점등을 위해 12V의 출력전압을 출력한다.
제 1 LED 그룹(153)이 점등되어 있는 상태에서 스위치 Q4의 온 상태 및 스위치 Q5의 오프상태가 유지되고, 스위치 Q1이 오프된 상태에서 스위치 Q2가 오프되고 스위치 Q3만 온 상태가 되면 제 1 LED 그룹(153)이 점등된 상태에서 제 2 LED 그룹(154)이 점등되어, 하이빔 기능과 로우빔 기능이 동시에 수행된다. 이때 LED 램프 구동 모듈(110)은 제 1 LED 그룹(153) 및 제 2 LED 그룹(154)의 점등을 위해 22V의 출력전압을 출력한다.
이어 제 1 LED 그룹(153) 및 제 2 LED 그룹(154)이 점등되어 있는 상태에서 스위치 Q4의 온 상태 및 스위치 Q5의 오프상태가 유지되고 스위치 Q1, Q2, Q3이 모두 오프되면, 제 1 LED 그룹(153), 제 2 LED 그룹(154), 및 제 3 LED 그룹(155)이 모두 점등되어, 로우빔 기능, 하이빔 기능, 서브 하이빔 기능이 동시에 수행된다. 이때 LED 램프 구동 모듈(110)은 제 1 LED 그룹(153), 제 2 LED 그룹(154), 및 제 3 LED 그룹(155)의 점등을 위해 28V의 출력전압을 출력한다
결국, 제 1 LED 그룹(153)이 가장 먼저 점등되고, 그 다음 제 2 LED 그룹(154)이 점등되고 그 다음 제 3 LED 그룹(155)이 점등되어 기능별 스위칭 모듈(130)의 각 스위치 Q1, Q2, Q3 순으로 오프되어 각 스위치의 오프(off) 시간이 상이하나, 온(on) 시간은 동일하게 된다.
제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)은 서로 상이한 듀티비를 가지며, 각 광원 그룹에 인가되는 출력 전류는 아래 수학식 1과 같이, 듀티비에 따라 계산될 수 있다.
Figure pat00002
이때, 제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹과 제 2 광원 그룹은 동시에 점등되지 않도록 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)의 상단에 각각 구비된 스위치 Q4, Q5를 제어한다.
또한, 제어모듈(160)은 LED 램프 구동 모듈(110)과 통신을 수행하여 전류 제어 및 고장 판단을 수행하고, 고장 판단에 따른 페일 세이프 동작(Fail-safe action)을 수행할 수 있다.
제어모듈(160)은 단일의 LED 램프 구동 모듈(110)로부터 출력된 출력 전류값이 목표 전류값의 50% 이하인 경우 LED 부하(150)가 오프 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 로우빔 기능을 수행하는 LED 그룹(153)이 오프된 경우, LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전압은 매우 커지고 출력 전류는 낮아지게 되며 전류 출력 유무를 통해 오프 여부를 판단할 수 있다.
제어모듈(160)은 기능별 LED 그룹(153, 154, 155)의 각각의 양단의 전압 차이를 확인하여 쇼트(SHORT) 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 하이빔 기능을 수행하는 LED 그룹(154)의 양단의 전압 차이가 미리 정한 전압(예, 2V)보다 작으면 LED 그룹(154)의 쇼트 상태로 판단할 수 있다.
이처럼 LED 부하(150)의 고장이 판정되면, 제어모듈(160)은 고장이 발생하여 동작 불가능한 LED 소자를 제외한 나머지 LED 소자를 동작하여 우회할 수 있다. 예를 들어, 로우빔 기능을 수행하는 LED 그룹(153)에 고장이 발생한 경우, LED 그룹(153)을 제외한 나머지 LED 그룹(154, 155)을 동작시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 단일 채널 즉 단일의 LED 램프 구동 모듈을 이용하여 다기능 LED를 구동할 수 있으며, 스위칭 모듈(130)을 시분할 제어하여 복수개의 LED의 점등을 제어할 수 있다.
이와 같이 단일 채널 기반의 다기능 LED를 시분할 제어하는 경우 주간 모드(DRL)에서 하이빔 패싱 동작 시 로우빔 또는 하이빔과 주간 주행등(DRL)을 동시 점등하는 효과를 제공할 수 없다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프 구동 시스템의 시분할 제어 시 구동 모드별 예시를 나타내는 도면이다. 도 3a를 참조하면, 단일 채널 기반으로 다기능 LED 그룹을 시분할 제어 시, 야간 모드에서 로우빔 또는 하이빔과 PSTN이 일정 비율로 구분되어 시분할 점등될 수 있다. 또한 도 3b를 참조하면 주간 모드에서 주간 주행등이 동작될 수 있다. 그러나 도 3c와 같이, 주간모드에서 패싱 동작 시, 로우빔 또는 하이빔이 점등될 뿐 주간 주행등이 함께 점등될 수 없다. 이때 도 3a 및 도 3c와 같이 야간 모드와 주간 모드에서 하이빔 패싱 시 인가되는 전류(예, 1A)가 동일하다.
이에 본 발명에서는 주간 모드에서 하이빔 패싱 동작 시 로우빔 또는 하이빔과 주간 주행등(DRL)을 동시에 점등하는 효과를 제공하기 위해, 전류 및 듀티비를 조정할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프 구동 시스템의 시분할 제어 시 구동 모드별 예시를 나타내는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 제어모듈(160)은 단일 채널 기반으로 다기능 LED 그룹을 시분할 제어 시, 야간 모드에서 로우빔 또는 하이빔, 및 PSTN이 일정 비율로 구분되어 시분할 점등될 수 있다. 또한 도 4b를 참조하면 주간 모드에서 주간 주행등이 동작될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제어모듈(160)은 주간 모드에서 하이빔 패싱 시, 패싱 신호를 인식하여 주광원(Low, High)과 주간 주행등(DRL)의 전류와 듀티비를 조정하여 주광원(Low, High)과 주간 주행등(DRL)을 동시에 점등하는 효과를 제공할 수 있도록 한다. 이때, 제어모듈(160)은 도 4b의 주간 모드에서 DRL만 점등되는 경우 제 1 전류(예, 0.5A)를 출력하고, 도 4a의 야간 모드 시 제 2 전류(예, 1A)를 출력하며, 도 4c의 주간 모드에서 하이빔 패싱 시, 제 3 전류(예, 1.4A)를 출력하고, 주간 모드에서 하이빔 패싱 시, 주광원의 피크 전류를 증대시킴을 알 수 있다.
즉 도 4a와 같이, 제어모듈(160)은 야간 모드에서 제 1 광원 그룹(151)에 인가되는 전류를 제 2 전류값(예, 1A)으로 설정하고, 스위치 Q4의 듀티비를 제 2 듀티비(예, 80%)로 제어할 수 있다. 이에 스위치 Q5의 듀티비는 제 3 듀티비(예, 15%)로 설정될 수 있다. 즉 제어모듈(160)은 야간 모드 시 제 1 광원 그룹(151)을 제 1 듀티비(예, 100%)보다 작은 제 2 듀티비(예, 80%)로 점등 제어하고 제 2 광원 그룹(152)을 제 1 듀티비(예, 100%)에서 상기 제 2 듀티비(예, 80%)를 차감한 값 이하인 제 3 듀티비(예, 15%)로 점등 제어할 수 있다.
제어모듈(160)은 DRL이 동작하는 주간 모드에서 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류를 제 2 전류값보다 작은 제 1 전류값(예, 0.5A)으로 설정하고, 스위치 Q5의 듀티비를 제 1 듀티비(예, 100%)로 제어할 수 있다.
제어모듈(160)은 DRL 신호 입력 중 하이빔(HIGH BEAM) 신호 입력 시 패싱 모드로 인식할 수 있다. 즉 제어모듈(160)은 DRL이 1(ON)이고, HIGH BEAM이 1 (ON)이면 패싱모드로 인식할 수 있다. 이에 제어모듈(160)은 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류는 제 1 전류값 및 제 2 전류값보다 큰 제 3 전류값(예, 1.4A)으로 설정할 수 있고, 스위치 Q5의 듀티비를 제 1 듀티비보다 작은 제 5 듀티비(예, 36%)로 설정할 수 있다. 또한, 제어모듈(160)은 제 1 광원 그룹(151)에 인가되는 전류를 제 3 전류값(예, 1.4A)으로 설정하고, 스위치 Q4의 듀티비를 제 2 듀티비보다 작은 제 4 듀티비(예, 57%)로 제어할 수 있다.
즉 제어모듈(160)은 패싱 모드 시 제 1 광원 그룹(151)을 상기 제 2 듀티비(예, 80%)보다 작은 제 4 듀티비(예, 57%)로 점등 제어하고, 제 2 광원 그룹(152)을 제 1 듀티비(예, 100%)에서 제 4 듀티비(예, 57%)를 차감한 값 이하의 제 5 듀티비(예, 36%)로 점등 제어할 수 있다.
이에 아래 수학식 2와 같이, 야간 모드 시의 하이빔 및 로우빔의 전류값과 듀티비 곱의 면적과 패싱 모드 시의 하이빔 및 로우빔의 전류값과 듀티비 곱의 면적이 일정 범위 내에 유사하게 된다. 이로써, 야간 시와 주간 하이빔 패싱 시 제 1광원 그룹(151)의 광량이 동일하게 되어, 외부에서 볼 때 이질감이 없어진다.
또한 수학식 3과 같이, 주간 모드에서의 DRL의 전류 면적과 패싱 모드 시의 DRL 전류 면적이 유사함을 알 수 있다. 이에 주간 모드 시 하이빔 패싱을 하더라도 주간 주행등(DRL) 의 광량은 유지된다.
Figure pat00003
Figure pat00004
제어모듈(160)은 하이빔 기능을 수행하는 하이빔 신호와 주간 주행등 기능을 수행하는 DRL 신호가 모두 입력된 경우, 기 설정된 주간 주행등의 듀티비와 하이빔의 듀티비의 합이 100 이하인 지를 판단하고, 기 설정된 주간 주행등의 듀티비와 하이빔의 듀티비의 합이 100 이하이면 기 설정된 주간 주행등의 듀티비와 하이빔의 듀티비에 따라 주간 주행등 및 하이빔을 점등 제어할 수 있다.
반면 제어모듈(160)은 주간 주행등의 듀티비와 하이빔의 듀티비의 합이 100을 초과하면 주간 주행등의 듀티비와 하이빔의 듀티비를 다시 계산하여, 듀티비가 100이하가 되도록 산출하고 산출된 듀티비에 따라 전류값을 다시 산출한다. 이에 제어모듈(160)은 재 산출된 듀티비 및 전류값에 따라 제 1 광원 그룹(151) 및 제 2 광원 그룹(152)의 점등을 제어한다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프의 시분할 제어 시 하이빔 패싱 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서는 도 2의 제어모듈(160)이 도 5의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 5의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 제어모듈(160)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 5를 참조하면 제어모듈(160)은 하이빔 신호(HIGH 신호)가 입력된 상태에서(S101), 하이빔 신호(HIGH 신호)가 입력되기 이전 입력 신호가 PSTN 신호 또는 DRL 신호 인지를 판단한다(S102).
제어모듈(160)은 PSTN 신호가 입력된 후 하이빔 신호가 입력된 경우, 시분할 제어를 통해 PSTN 기능의 제 2 광원 그룹(152) 및 하이빔 및 로우 빔 기능의 LED 그룹(153, 154)을 시분할 점등한다(S103). 이때, 하이빔 신호가 입력된 상태에서 PSTN 신호가 입력된 경우, 하이빔 또는 로우빔에 제 2 전류값의 전류가 인가되고 하이빔 또는 로우빔의 듀티비가 80%, PSTN의 듀티비가 15%로 제어될 수 있다.
제어모듈(160)은 하이빔 신호 및 DRL 신호가 입력된 경우, 즉 DRL 신호 입력 후 하이빔 신호가 입력된 경우, LED 램프 구동 모듈(110)에서 DRL 기능을 수행하는 제 2 광원 그룹(152)으로 출력되는 전류값을 증대시키고(S104), 시분할 제어를 통해 DRL 기능의 제 2 광원 그룹(152) 및 하이빔 및 로우빔 기능의 LED 그룹(153, 154)을 시분할 점등한다(S105). 이때, DRL의 소모 전류가 큰 차량과 작은 차량을 구분하여 DRL 기능의 제 2 광원 그룹(152) 및 하이빔 및 로우빔 기능의 LED 그룹(153, 154)의 전류값 및 듀티비를 제어할 수 있다.
이에 도 6 및 도 7을 참조하며 시분할 점등의 예를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프의 시분할 제어 시 패싱 모드에서 하이빔 및 로우빔의 듀티비를 야간 모드 시와 동일하게 제어하는 하이빔 패싱 제어의 예를 나타내는 도면이다. 예를 들어, 소형 차량과 같이 LED 램프의 크기가 작아 소모되는 전류량이 적은 경우의 하이빔 패싱 제어의 예를 개시한다.
도 6의 601은 차량의 DRL의 전류 면적이 0.15A*100%=15 인 경우로서, 차량의 DRL의 점등을 위한 필요 전류가 낮은 경우의 예를 도시한다.
602는 PSTN 신호 입력 후 하이빔 신호가 입력된 경우의 하이빔 및 로우빔과 PSTN의 점등 비율을 나타낸다. 즉 야간 모드에서 하이빔 신호가 입력되면 하이빔의 듀티비는 80%이고 하이빔에는 1A의 전류값이 인가되고 나머지 20% 중 15%의 듀티비로 PSTN이 점등될 수 있다.
반면에 DRL 신호 입력 후 하이빔 신호가 입력된 패싱 모드 시, 603과 같이, 하이빔은 야간 모드와 동일하게 80% 듀티비로 점등되고 1A의 전류가 인가되고 DRL이 나머지 20% 중 15%의 듀티비로 점등되는데, 601에서와 같이 현재 차량의 DRL 100% 점등 시 전류 면적이 15이므로, DRL 15% 점등 시 전류 면적이 15가 되도록 인가되는 전류값을 0.15에서 1A로 증대시킬 수 있다.
다만, 현재 차량의 DRL 100% 점등 시 전류 면적이 15보다 큰 경우, DRL 15% 점등 시 전류 면적이 15보다 커지도록 전류값을 1A보다 더 증대시킬 수 있는데, 604와 같이 LED 램프 구동 모듈(110, LED 드라이버)의 출력 전류 최대치 또는 LED 한계 전류치 중 낮은 전류치를 넘지 않도록 설정해야 한다. 이때, LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전류 최대치 또는 LED 한계 전류치는 칩 제조사에 의해 결정된 값일 수 있다. 예를 들어, 604에서는 LED 램프 구동 모듈(110, LED 드라이버)의 출력 전류 최대치 또는 LED 한계 전류치가 1.4A인 경우를 개시한다.
이와 같이, DRL의 점등을 위한 필요 전류가 낮은 차량에서 하이빔 패싱 시 DRL 전류값을 증대하는 경우, 로우빔 및 하이빔의 듀티비를 야간 모드 시와 동일하게 제어하고 DRL에 인가되는 전류값을 제어하여 DRL과 하이빔이 동시에 점등되는 효과를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 LED 램프의 시분할 제어 시 야간 모드와 다르게 듀티비를 제어해야 하는 하이빔 패싱 제어의 예를 나타낸다. 예를 들어, 대형 차량과 같이 LED 램프의 크기가 커서 소모되는 전류가 큰 경우의 하이빔 패싱 제어의 예를 개시한다.
701은 차량의 DRL의 전류 면적이 0.5A*100%=50인 경우로서, 차량의 DRL의 점등을 위한 필요 전류가 높은 경우의 예를 도시한다.
702는 PSTN 신호 입력 후 하이빔 신호가 입력된 경우의 하이빔 및 로우빔과 PSTN의 점등 비율을 나타낸다. 즉 야간 모드 시 하이빔 및 로우빔은 80%의 듀티비로 점등되고 1A의 전류가 인가된다.
반면에 DRL 신호 입력 후 하이빔 신호가 입력된 패싱 모드 시, 하이빔을 야간 모드와 동일하게 80% 듀티비로 점등하고 1A의 전류를 인가하는 경우 DRL이 나머지 20% 중 15%의 듀티비로 점등되는데, 701에서와 같이 현재 차량의 DRL 100% 점등 시 전류 면적이 50이므로, DRL 15% 점등 시 전류 면적이 50이 되어야 한다. 그러나 DRL의 듀티비가 15%인 상태에서 DRL에 인가되는 전류값을 1A로 증가하더라도 전류면적은 15가 되어, 50에 못 미치므로 DRL의 광량이 약해지게 된다. 이에 DRL의 전류 면적이 50이 되도록 전류값을 증대시키거나 하이빔의 듀티비를 조정해야한다.
그러나, DRL의 전류 면적이 50이 되도록 전류값을 증대시키는 경우 듀티비가 15%인 상태에서 전류면적이 50이 되기 위해서는 전류값이 3.3A가 된다. 그러나, DRL의 전류값은 LED 드라이버의 출력 전류 최대치 또는 LED의 한계 전류치(예, 1.4A) 이하로 설정되어야 한다.
이에 DRL의 전류값이 1.4A까지 증대시키는 경우, 전류 면적이 50이 되기 위해서는 DRL의 듀티비가 37%가 되어야 한다. 이에 DRL의 듀티비가 37%가 되므로 100%에서 37%를 차감한 값인 63% 이하인 57%로 하이빔의 듀티비가 결정될 수 있다.
즉 703에서는 하이빔의 듀티비를 57%로 감소시키고 하이빔에 인가되는 전류값을 1.4A로 증대시켜 하이빔의 전류면적이 야간 모드 시와 유사하도록 하고, DRL의 듀티비를 37%로 증대시키고 DRL에 인가되는 전류값이 1.4A가 되도록 설정한 예를 개시한다. DRL의 전류 면적은 1.4A * 37%=51.8이 되어 701에서 DRL 100% 일때의 전류 면적 50과 유사함을 알 수 있다.
704에서는 하이빔의 듀티비를 57%로 하고 전류값은 1A로 하고, DRL의 듀티비를 37%로 하고 전류값을 1.4A로 한 예를 개시한다.
이때 도 6 및 도 7에 개시된 듀티비와 전류값은 하나의 실시예로서 이에 한정되지 아니하고 LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전류 최대치 또는 LED 한계 전류치 등에 따라 변경될 수 있다.
이처럼 본 발명은 주간 모드 시의 제 2 광원 그룹(152)의 전류 면적, 야간 모드 시의 듀티비를 기반으로 패싱 모드 시의 제 2 광원 그룹(152)의 전류 면적을 산출한다. 즉 야간 모드 시의 듀티비를 기반으로 한 제 2 광원 그룹(152)의 전류 면적이 주간 모드 시의 제 2 광원 그룹(152)의 전류 면적과 유사하도록 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류값을 증대시킨다.
이때, 본 발명은 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류값이 LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하는 경우, 제 1 광원 그룹(151)의 듀티비를 야간 모드 시의 듀티비 보다 감소시키고 제 2 광원 그룹(152)의 듀티비를 증대시켜 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류값이 LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않도록 제어할 수 있다. 따라서 패싱 모드에서 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)이 광량의 저하 없이 동시에 점등하는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류값이 LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않는 경우, 야간 모드 시의 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)의 듀티비를 그대로 적용하고 LED 램프 구동 모듈(110)의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않는 제 2 광원 그룹(152)에 인가되는 전류값을 인가하여 제 1 광원 그룹(151)과 제 2 광원 그룹(152)의 시분할 점등 제어를 수행할 수 있다.
이처럼 주간 모드에서 하이빔 신호 인가 시 하이빔 패싱 신호로 인식하여 주광원(하이빔, 로우빔)과 주간 주행등(DRL)에 인가되는 전류와 듀티비를 변경 제어함으로써, 단일 채널 기반의 다기능 LED 램프 구동을 위한 시분할 제어 시 DRL과 하이빔이 동시에 점등되는 효과를 제공할 수 있다.
따라서 본 발명은 단일 채널 기반으로 다기능 LED 그룹을 시분할 제어할 수 있으며, LED 구동을 위한 별도의 채널 구성 없이 주간 모드에서 패싱 모드의 구현이 가능하다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 램프 기능별 구분되는 제 1 광원 그룹 및 제 2 광원 그룹;
    입력전압을 상기 램프 기능별로 필요한 전압으로 조정하여 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹에 인가하는 단일의 LED 램프 구동 모듈;
    상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹의 온 오프(On/Off)를 제어하는 스위칭 모듈; 및
    상기 LED 램프 구동 모듈과 연동하여 상기 스위칭 모듈의 온 오프 시간을 시분할 제어하여 상기 제 1 광원 그룹 및 상기 제 2 광원 그룹의 광량을 제어하는 제어모듈을 포함하고,
    상기 제어모듈은,
    주간 시 상기 제 2 광원 그룹에 의한 주간 주행등이 켜져 있는 상태에서 하이빔 신호가 입력되는 하이빔 패싱(High beam passing) 모드 시 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값 및 듀티비 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 시분할 점등제어하는 것을 특징으로 하는 LED(Light Emitting Diode) 램프 구동 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 광원 그룹은 로우빔(Low beam) 기능, 하이빔(High beam) 기능, 서브하이빔(Sub-High beam) 기능 중 적어도 하나를 수행하고,
    상기 제 2 광원 그룹은 주간 주행등(DRL; Daytime Running Lamp) 기능 또는 미등(Positioning Lamp) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    주간 모드 시 상기 제 2 광원 그룹에 제 1 전류값이 인가되도록 상기 LED 램프 구동 모듈을 제어하고,
    야간 모드 시 상기 제 1 광원 그룹에 상기 제 1 전류값보다 큰 제 2 전류값이 인가되도록 상기 LED 램프 구동 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 패싱 모드 시 상기 제 2 광원 그룹에 상기 제 2 전류값보다 큰 제 3 전류값이 인가되도록 상기 LED 램프 구동 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 제 3 전류값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    주간 모드 시 상기 제 2 광원 그룹을 제 1 듀티비로 점등 제어하고,
    야간 모드 시 상기 제 1 광원 그룹을 상기 제 1 듀티비보다 작은 제 2 듀티비로 점등 제어하고 상기 제 2 광원 그룹을 상기 제 1 듀티비에서 상기 제 2 듀티비를 차감한 값 이하의 제 3 듀티비로 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 패싱 모드 시, 상기 야간 모드 시와 동일한 듀티비로 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 패싱 모드 시, 상기 제 1 광원 그룹을 상기 제 2 듀티비 보다 작은 제 4 듀티비로 점등 제어하고, 상기 제 2 광원 그룹을 상기 제 1 듀티비에서 상기 제 4 듀티비를 차감한 값 이하의 제 5 듀티비로 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    야간 모드 시의 상기 제 1 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 2 듀티비를 이용한 전류 면적과 상기 패싱 모드 시의 전류 면적이 미리 정한 범위 내에서 유사하도록 상기 패싱 모드 시의 상기 제 1 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 4 듀티비를 결정하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    주간 모드 시의 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 1 듀티비를 이용한 전류 면적과 상기 패싱 모드 시의 전류 면적이 미리 정한 범위 내에서 유사하도록 상기 패싱 모드 시의 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값과 상기 제 5 듀티비를 결정하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 야간 모드 시의 듀티비를 적용하여 상기 패싱 모드 시의 상기 제 2 광원 그룹의 전류 면적이 상기 주간 모드 시의 제 2 광원 그룹의 전류 면적과 일정 범위 내에서 유사하도록 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류 값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하는 경우,
    상기 제 1 광원 그룹의 듀티비를 야간 모드 시의 듀티비 보다 감소시키고 상기 제 2 광원 그룹의 듀티비를 증대시켜 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류 값이 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않는 경우,
    상기 야간 모드 시의 듀티비와 상기 LED 램프 구동 모듈의 출력 전류 최대치 또는 한계 전류치를 초과하지 않는 상기 제 2 광원 그룹에 인가되는 전류값을 이용하여 상기 제 1 광원 그룹과 상기 제 2 광원 그룹을 시분할 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 LED 램프 구동 시스템.
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