비규격 HID 광원 장착에 따른 문제점 설명 자료

HID(High Intensity Discharge) 전조등이란?
가스방전(arc)을 통해 가시광선을 방사하는 광원으로 제작된 전조등을 의미하며, 제논(Xenon) 가스가 포함되어 “제논 전조등”이라고도 함

HID의 장점 및 단점
○ 장점
   - 기존 전구와 비교하여 2～3배 광량이 높음
   - 소비전력 감소(약 30%)
   - 전구 수명 증가(2000h 이상)
   - 자연광에 가까워 야간운전시 피로 감소

○ 단점
- 고가
- 높은 광량에 의한 눈부심 발생 가능성 높음

HID 전조등의 구성요소
○ 광원, 고압케이블, 발라스터로 구성됨
○ HID 전조등 점등후 각도 및 위치센서에서 감지되는 자동차의 조건에 따라 상하구동모터를 이용하여 전조등의 조사각도를 자동으로 조절함

HDD전조등.jpg

※ 전조등 점등요소 및 자동광축 조절장치가 조합되어야 가스방전식 전조등의 기능을 수행할 수 있음

HID 전조등 사용의 법적 근거
○ 자동차안전기준에관한규칙 제38조 제2항

②방전식전구를 사용하는 전조등 또는 발광다이오드(LED) 전조등은 제1항의 규정에 의한 기준 외에 다음 각 호의 기준에 적합하여야 한다. <신설 99.2.19, 01.4.28, 05.8.10, 09.6.18>

1. 자동으로 전조등의 광축을 조정할 수 있는 장치를 설치할 것. 다만, 공기식 현가장치를 설치한 자동차의 경우에는 그러하지 아니하다.

2. 자동차의 전기·전자장치에 영향을 주지 아니할 것

○ 자동차안전기준에관한규칙 제48조 제3항

③자동차의 등화장치에 사용하는 전구는 별표 5의5의 자동차의 등화별 전구형식 및 전력기준에 적합하여야 한다.

전구현황.jpg

문제점 검토

○ 문제점-1 : HID 전조등은 눈부신가?
☞ 그렇지 않다. HID 전조등은 기존 할로겐 전조등보다 2～3배 빛이 많이 조사되나 대향차 운전자 눈위치 구역의 광도를 635cd 이하가 되도록 설계되므로 일반적으로 눈부심이 발생하지 않음. 다만, 할로겐 전조등(438cd 이하)보다는 더 눈부심이 발생함. 이러한 이유로 HID를 장착하는 자동차에서는 자동광축 조절장치를 부착하여 차체조건에 따라 대향차 운전자에게 눈부심을 감소시키고 있음
※ 참고자료 : 자동광축 조절장치 그림 참조

○ 문제점-2 : 전조등은 어떻게 제작되는가?
☞ 전조등 설계시 광원(전구)의 형태, 베이스와 필라멘트 중심점까지의 거리(LCL : light center length) 등을 고려한 복잡한 광학설계를 통해 제작하고 있음.

○ 문제점-3 : 기존 필라멘트 전조등에 비규격 HID 광원 교체시 왜 눈부심이 발생하는가?
☞ 문제점-2에서 설명한 바와 같이 LCL을 고려하지 않고, 기존 할로겐 필라멘트 광원 기준으로 설계된 전조등에 비규격 HID 광원을 장착할 경우 아래 그림과 같은 현상이 발생하여 눈부심을 초래할 수 있음(LCL에 차이가 발생하는 경우 규격 HID 광원을 사용하여도 결과는 동일함)

구 분	필라멘트 전구		가스방전식 전구
	H4	H7
LCL 거리	28.95mm	25mm	27.1mm

※ 참고자료 : ECE R99(Gas-Discharge light sources)

☞ LCL에서 차이가 발생할 경우, 그림과 같이 명암한계선(Cut-off line)이 흐트러져 대향차 운전자 눈위치 구역의 광도가 증가되어 눈부심이 발생하는 것임

전조등.jpg

※ 동일한 전조등에 정품 할로겐 광원(위)와 비규격 HID 광원을 비교한 결과임

○ 문제점-4 : A/S용 HID는 기준에 적합한가?
☞ 첫 번째로 A/S용 HID 광원을 장착하기 위해서는 자동차안전기준에관한규칙 별표5의5에 적합한 가스방전식 광원(전구)을 사용하여야 하나, A/S용 가스방전식 전구는 이와 다르게 대부분 개조된 형태임. 다만, 별표5의5에는 소비전력 35W만 표기되어 있으나, 이는 유럽의 Reg 99번을 준용한 것임

별표5의5.jpg

☞ 두 번째로 HID를 장착하기 위해서는 동규칙 제38조 제2항의 자동광축 조절장치가 부착되어야 하나, A/S용 HID는 각도 또는 위치센서 신호를 받아 처리할 수 있는 조절장치가 없으므로 자동광축 조절장치가 부착된 것으로 판단할 수 없음

☞ 세 번째로 LCL를 고려하지 않고 기존 필라멘트 전조등에 A/S용 HID를 장착할 경우, 자동차안전기준에관한규칙 별표 19 또는 19의 2 전조등의 광도기준을 만족하지 못하는 것으로 조사됨

세번째표.jpg

※ 참고자료 : 자동차 전조등용 비규격 전구의 문제점에 관한 실험적 연구, 2006년도 자동차공학회 춘계학술대회논문집 pp.1374～1379.
※ ZoneⅢ 측정점이 대향차 운전자의 눈위치 구역임
※ S-1, S-2 : 할로겐 광원(전구)_S-3 : 고전력 광원(전구)_S-4 : 비규격 HID 광원(전구)

☞ 네 번째로 미국(NHTSA)의 경우, A/S용 가스방전식 전구(일명 : HID Conversion kit) 사용은 엄격히 규제하고 있는 것으로 조사됨

※ 참고자료 : http://isearch.nhtsa.gov/Index.cfm

오토레벨링 자료.ppt

carnews 다른기사 보기