자동차의 눈이라고 할 수 있는 헤드램프는 단순히 도로를 비춰주던 역할에서
이젠 사고를 예방하는 스마트기술로 변신하고 있습니다.
현대모비스는 더 선명한 시야확보에 주행조건에 따라
빛의 강도와 초점, 위치를 자동 조절해주는 AFLS 기술의 상용화에 이어
이곳 기술연구소에서는 지금 첨단 ADB 기술개발에 한창입니다.
자동차 전조등은 1975년 포니에 장착됐던 실드빔 형태를 시작으로
크게 5단계의 변화를 거쳐 왔는데요,
필라멘트가 있는 공간에 할로겐 가스를 채운 할로겐 램프,
헤드라이트 본체 속 전구의 빛을 렌즈로 모아서 집중을 시켜주는 방식의 프로젝션타입 헤드 램프를 거쳐
HID 그리고 지금의 LED 램프까지 발전해왔습니다.
고압방전등이라고도 불렸던 ‘HID’는 필라멘트 없이
전자가 형광물질과 부딪치면서 빛을 내는 방식인데요,
기존 램프보다 밝고 선명해 시야가 넓어진다는 장점으로 운전자들에게 인기를 끌었습니다.
그러나 HID의 밝은 빛 때문에 앞 차나 마주 오는 차의 시야를 방해할 수도 있다는 문제점이 제기됐고,
실제 수평 유지 장치를 설치하지 않은 채 HID 램프를 장착한 불법 사례들이 적발되면서
빛을 조절해 줄 수 있는 스마트 헤드램프의 필요성이 대두됐습니다.
이에 현대모비스는 지난 2012년 각종 주행조건에 따라 램프의 각도와 밝기를 스스로 조절하는
‘풀 어댑티브 헤드램프(AFLS)’와 상·하향등을 자동으로 전환시켜주는
‘하이빔 어시스트’ 그리고 한 차원 더 발전된 ‘어댑티브 드라이빙 빔(ADB)’을
국내 최초로 개발했는데요, 그 기술들에 대해 자세히 알아봤습니다.
풀 어댑티브 헤드램프, 일명 AFLS라고도 불리는 이 기술은
곡선로 주행시 핸들각도에 따라 빔이 움직이는 DBL기능과 측면을 따로 밝혀주는 SBL,
그리고 시가지, 고속도로, 교차로 세 가지 모드의 도로상황에 맞춰
자동으로 헤드램프의 각도와 밝기를 조절해 주는 기능들이 종합된 첨단 장치로
기아자동차 K9 등에 적용되고 있는데요,
한마디로 주행 여건에 따라 빛을 비추는 방향과 각도가 자동으로 조절되는 램프입니다.
AFLS의 움직임은 컨트롤 유닛이 관장하는데요,
자동차의 속도, 스티어링휠의 각도, 브레이크 작동유무 등
다양한 운행 데이터를 수집, 분석해 헤드램프의 조사방향과 범위를 결정하게 된다고 합니다.
예를 들어 운전자가 핸들을 좌측으로 꺾는다면 헤드램프가 평상시보다 좀 더 좌측을 비추고,
우측으로 꺾는다면 좀 더 우측을 비춰 줍니다.
또 고속도로에서는 전방 원거리 시야 확보를 위해 조명각도를 줄여 빛을 모아 멀리 비춰주고
또 우천 시에는 빛이 비에 반사돼 상대편 차량 운전자의 눈부심을 유발하는 것을 막기 위해
빛의 방향을 조절해 상대편 차량 운전자의 눈부심을 최소화하는 역할도 담당합니다.
교차로에서 정차하고 있는 경우에는 좀 더 넓은 조사각을 확보해
운전자가 보다 많은 도로상황정보를 파악할 수 있게 도와주고
또 40km 이하로 주행하는 경우에는 표준 조사각도보다 좀 더 넓게 비춰줍니다.
이외에도 다양한 램프 모듈과 양산차에 쓰이고 있는 램프들이 연구소 쇼룸에 전시되어 있었는데요,
직접 램프를 구동해 보면서 내부 구조와 작동 원리에 대해 자세히 살펴볼 수 있었습니다.
이어 아직 상용화 단계는 아니지만, 카메라 센서를 통해 선행차를 감지해
상하향등을 자동으로 전환해주는 기술인
ADB(Adaptive Driving Beam) 전조등 기술에 대해서도 자세히 살펴봤습니다.
ADB는 원거리 조명용으로 주로 사용되고 있는 상향빔 전조등을 효과적으로 사용하기 위한 기술로
40km 이상의 속도에서 작동하는데요,
전방의 차와 보행자 등을 감지하는 Smart Light와
Spot Light, Adaptive Cut-off Lamp의 기능들로 구성된 램프입니다.
기존에 쓰였던 ‘하이빔 자동제어(HBA)’가 밝은 곳과 어두운 곳에 따라
상·하향등을 끄고 키는 자동 전환 기능이었다면,
ADB기술은 카메라 센서를 통해 물체나 빛이 감지되는 부분만 빛을 차단시켜주는
한 단계 업그레이드 된 기술이라고 볼 수 있습니다.
운전자의 별도 조작 없이 전방에 차가 나타나면 그 부분만을 감지해 빛을 차단시켜주기 때문에
보다 편하고 안전하게 운전할 수 있고,
야간 주행시 시야 확보에 유리하다는 장점이 있습니다.
특히 도로 사정이 좋지 않은 시골길이나 산길, 도심을 벗어난 외곽도로 등에서
사고 예방을 위해 필요한 기술입니다.
자동차의 제 2의 눈이라고도 불리는 지능형 헤드램프,
이 ADB 기술에 대해 설명 들어보겠습니다.
[강현우/현대모비스 램프선행연구팀 연구원]
Q> ADB 기술이란? (사고 예방 효과)
ADB 기술은 상시 하이빔으로 구성이 되다가
선행차가 나타났을 때 암영대를 형성해줌으로서
운전자는 편하게 운전할 수 있고,
상대차량은 눈부심이 유발되지 않도록 하는 램프기술입니다.
일반적으로 사람들이 밝은 빛을 선호하기 때문에
불법 HID 등을 많이 달고 있는데요
강한 빛이 눈으로 들어가게 되면 10초정도 눈을 감고 운전하는
효과가 타나나서 사고를 유발할 위험성이 있습니다.
이 ADB기술은 상대방 운전자의 눈부심을 유발하지 않기 때문에
운전자는 더 많은 것을 볼 수 있어 서로 편리하게 운전 할 수 있습니다.
ADB 램프가 장착된 K9 차의 시승을 통해 램프의 실질적인 작동 방식에 대해 알아봤습니다.
처음 자동차의 시동을 켜면 전조등의 컷오프 선이 나타나고 암부가 형성되는 것을 볼 수 있는데요,
주행시에는 이 암부가 선행차에 맞춰지면서 부분적으로 빛을 차단해주는 역할을 합니다.
실주행시 ADB 카메라 센서 모니터를 통해
보행자나 가로등 불빛, 차선 등을 포착해 인식하는 것은 물론
거리까지도 측정해 나타내주는 것을 볼 수 있었습니다.
자동차의 불빛은 특별히 붉은색으로 인식되어
그 부분에 맞게 빛을 차단시켜준다는 것을 알 수 있었습니다.
AFLS 기술과 ADB 기술이 적용된 것은 모두 LED 헤드램프인데요,
그동안 광량이 낮아 브레이크등과 실내조명등에 주로 적용됐던 LED 램프는
기술 개발을 통해 차세대 헤드램프로 각광받고 있습니다.
이곳은 헤드램프의 광도와 조사각도 등을 정확하게 알아볼 수 있는 배광측정실 인데요,
직접 실험을 통해 램프의 성능을 알아보겠습니다.
실험은 원거리와 광폭, 노면 조도 등을 측정해보고 센서를 통해
스캐닝 하는 작업으로 이뤄지는데요,
이를 통해 램프 법규에 적합한지를 검증하고
노면성능에 대한 수치적인 결과들을 확인해 볼 수 있다고 합니다.
LED 램프는 기존 할로겐등보다 최대 4배가량 우수한 전력효율을 갖췄으며,
별도 교체가 필요 없을 정도로 오래 지속되는 장점을 지니고 있습니다.
또한 초창기 전구를 활용한 전조등 모델이 최대 140m 정도의 조사거리를 지니고 있었던데 반해,
180에서 190m의 먼 거리까지 빛을 보낼 수 있습니다.
아직까지는 가격이 비싸다는 단점 때문에 고급차종 위주로 적용되고 있지만
지속적인 개발로 점차 적용 범위가 넓어지고 있는 추세입니다.
이렇게 램프 기술이 발전을 거듭하면서 자동차 램프는
단순히 운전자의 안전과 편의만 높이는 것이 아니라,
디자인적인 요소로도 주목을 받고 있는데요,
최근 출시되는 차량들에 활용되고 있는 면광원 램프는
자동차의 정체성을 나타내는 요소로 자리 잡았습니다.
특히 기존 램프가 점광원 형태로 발광돼
특정 모양이나 이미지를 매끄럽게 구현하는데 한계가 있었다면,
면광원 램프는 디자인 구성에 따라 다양한 형태의 이미지도
빛으로 구현할 수 있다는 점에서 주목을 받고 있습니다.
면광원램프의 두께를 얇게 만든 OLED 램프도 개발됐지만
최근 더 큰 관심을 받고 있는 건 디자인적 요소가 강조된 3D램프입니다.
[강현우/현대모비스 램프선행연구팀 연구원]
Q> 기존 LED와 면광원램프가 다른 점?
일반 LED리어램프의 경우 점등시 도트형식으로 나타나면서
지저분한 패턴이 형성됩니다. 그러나 면광원램프의 경우
LED가 전체적으로 균등하게 점등이 되면서
고급스러운 이미지패턴을 형성하는 램프입니다.
보시는 것처럼 암부 이런 것 없이 균질하게
점등이 되는 것이 특징이라고 할 수 있습니다.
요즘 면광원이 대세라고 하면, 향후에는 3D로 점등되는
패턴을 구현하는 것이 추세라고 볼 수 있습니다.
보시는 것처럼 얇게 3D의 이미지를 구성하는 것이
특징이라고 할 수 있겠습니다.
Q> 3D 점등이미지 리어 램프란?
3D 이미지 램프같은 경우는 LED가 밑에서 위로
조사되는 것처럼 보여지는데요,
보시면 얇게 형성이 되어있습니다.
실 두께보다 더 깊이감을 형성하는데요,
이것은 안의 시각적 표현을 통해서
허상을 만들어주게 됩니다.
그래서 실제적으로 봤을 때 깊이감이 있는
램프로 보여지게 되는 것입니다.
면광원램프는 보는 각도에 따른 눈부심과 밝기의 차이가 없어
운전자의 시인성을 높이고 눈의 피로도를 감소시켜
교통사고 예방에도 기여하는 것이 특징입니다.
야간 교통사고는 무려 10만 건에 달하고, 주간 사고에 비해 높은 치사율을 보이고 있습니다.
해마다 3000명에 가까운 사망사고가 잇따르다 보니
이에 대한 헤드램프 기술도 지속적으로 발전하고 있는데요.
운전자 시야 확보는 물론 상대운전자의 안전운행까지 배려하는 야간 안전운전 강화기술은
사고 없는 교통선진국으로 거듭나는 길이기도 합니다.
교통뉴스 윤희정입니다.
