KR0158159B1 - 차량용 유리창의 김.서리 감지장치 및 감지방법 - Google Patents

차량용 유리창의 김.서리 감지장치 및 감지방법 Download PDF

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Abstract

차량용 유리창에 발생하는 김·서리 등의 습기를 감지하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법에 있어서, 유리창에 발생되는 김·서리 등을 정확하게 감지하여 에어컨이나 히터를 자동으로 작동시켜 김·서리 등의 습기를 제거시키기 위하여 ; 차량의 유리창 외측면에 부착되는 외측 유전체에 양의 전하와 음의 전하 중 하나를 인가시키고 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 일정한 간격을 유지하고 외측 유전체와 평행하게 분리되도록 브라켓트에 의하여 장착되는 내측 유전체에 상기 외측 유전체에 인가되는 전하와 반대의 전하를 인가시키고 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과, 이 내측면에 대향하는 내측 유전체 사이에 발생·부착된 김·서리에 의하여 외측 유전체와 내측 유전체로 구성되는 캐퍼시터의 유전율이 변화되고, 이 유전율의 변화에 따라 캐퍼시턴스의 변화를 전자 제어 유닛이 감지함을 특징으로 하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법.

Description

차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법
제1도는 본 발명에 관련하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치가 장착된 차량의 사시도.
제2도는 제1도의 A-A 선에 따른 단면도.
제3도는 본 발명에 관련하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치로 김·서리를 감지하는 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
[산업상의 이용분야]
본 발명은 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 유리창에 발생되는 김·서리에 의하여 유전율이 변화되는 캐퍼시터를 사용하여 유리창에 발생되는 김·서리를 감지하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
차량은 전·후방 및 측방에 장착되는 유리창에 의하여 차실을 외계와 분리 및 격리시킨다.
때문에, 밀폐된 차실의 공간은 외부와 습도 및 온도차가 발생되기도 하는데, 이로 인하여 차실을 형성하는 유리창에 김·서리 등이 발생된다.
특히, 악천후 시나 겨울철에 운행 시에는 차실과 외계와의 온도 및 습도의 차이가 더욱 크게 되기 때문에, 윈드 쉴드 글라스의 차실측에는 상당히 진한 김·서리가 발생되어 운전자의 전방 시계를 방해한다.
따라서, 이 윈드 쉴드 글라스 상에 생긴 김·서리 등을 제거하기 위하여 에어컨이나 히터를 작동시키는데, 이 에어컨이나 히터를 작동시킬 타임을 알기 위하여, 차량용 유리창의 김·서리 감지장치로 차실에 별도로 부착되는 습도 센서를 사용한다.
이 습도 센서는 차실에 부착되어 차실의 습도를 감지하며, 이 습도의 감지로 윈드 쉴드 글라스 상에 발생된 김·서리 등을 체크한다.
그리고 차량의 유리창 내부에 발생되는 김·서리 등은 유리창 내부의 온도 및 습도와 외계의 온도 및 습도와의 상대적 관계에서 발생되는 것이다.
[본 발명이 해결하려는 문제점]
그런데 상기와 같은 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법은 습도 센서를 사용하여 차실의 습도를 체크하여 윈드 쉴드 글라스 상에 발생된 김·서리 등을 간접적으로 체크하기 때문에 ; 차량의 유리창에 발생된 김·서리 등의 발생을 정확하게 감지할 수 없고, 이를 제거하기 위하여서는 운전자가 에어컨이나 히터를 별도로 조작해야 하는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량용 유리창에 발생되는 김·서리 등을 정확하게 감지하고, 에어컨이나 히터를 자동으로 작동시켜 김·서리 등을 제거시키는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법을 제공하는 것이다.
[문제점을 해소하기 위한 수단]
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 유리창의 김·서리 감지장치는, 차량의 유리창 외측면에 부착되는 외측 유전체와 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 일정한 간격을 유지하고 외측 유전체와 평행하게 분리되도록 브라켓트에 의하여 장착되는 내측 유전체와 ; 상기 외측 유전체와 내측 유전체인 캐퍼시터에 공급된 전위차에 의하여 변화되는 캐퍼시턴스를 체크하여 에어컨 스위치와 히터 스위치를 작동시키는 전자 제어 유닛 ;을 포함한다.
상기 외측 유전체와 내측 유전체로 구성되는 캐퍼시터는 윈드 쉴드 글라스의 상측과 하측에 각각 장착됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 유리창의 김·서리 감지방법은, 차량의 유리창 외측면에 부착되는 외측 유전체에 양의 전하와 음의 전하 중 하나를 인가시키고 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 일정한 간격을 유지하고 외측 유전체와 평행하게 분리되도록 브라켓트에 의하여 장착되는 내측 유전체에 상기 외측 유전체에 인가되는 전하와 반대의 전하를 인가시키고 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 이 내측면에 대향하는 내측 유전체 사이에 발생·부착된 김·서리에 의하여 외측 유전체와 내측 유전체 사이의 유전율이 변화되고, 이 유전율의 변화에 따라 캐퍼시턴스의 변화를 전자 제어 유닛이 감지함 ; 을 특징으로 한다.
상기 외측 유전체와 내측 유전체 사이의 유전율은, 유리창에 김·서리가 발생되지 않을 때에는 유리창의 유전율과 ;
유리창의 내면과 내측 유전체 사이에 존재하는 공기의 유전율 ; 에 의하여 결정됨을 특징으로 한다. 상기 외측 유전체와 내측 유전체 사이의 유전율은, 유리창과 내측 유전체에 김·서리가 발생되었을 때에는 유리창의 유전율과 ; 유리창의 내면에 부착된 김·서리의 유전율과 ; 내측 유전체에 부착된 김·서리의 유전율과 ; 유리창과 내측 유전체 사이에 존재하는 공기의 유전율 ; 에 의하여 결정됨을 특징으로 한다.
[작용]
상술한 바와 같이 구성되는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법은 외측 유전체와 내측 유전체 사이에서 발생되는 김·서리에 의하여 유전율이 변화되고, 유전율에 변화에 따른 캐퍼시턴스의 변화를 감지하여 차량용 유리창에 부착된 김·서리를 직접 감지한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
제1도는 본 발명에 관련하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치가 장착된 차량의 사시도로서, 윈드 쉴드 글라스(1)의 상측과 하측에 캐퍼시터(3,5)가 각각 장착되어 있다.
이 캐퍼시터(3,5)는 동일하게 구성되므로, 이하 윈드 쉴드 글라스(1)의 상측에 부착된 캐퍼시터(3)에 관해서 설명한다.
상측에 부착된 캐퍼시터(3)는 제2도에 도시된 바와 같이, 차량의 유리창 즉 윈드 쉴드 글라스(1)의 외측면에 부착되는 외측 유전체(7)와, 이 외측 유전체(7)가 부착된 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면에 제공되는 내측 유전체(9)로 구성된다.
이 내측 유전체(9)는 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면에서 일정한 간격(a)을 유지하면서 외측 유전체(7)와 평행하게 제공되어 브라켓트(11)에 의하여 윈드 쉴드 글라스(1)에 장착된다.
이와 같이 장착되는 외측 유전체(7)에는 양의 전하(+Q) 또는 음의 전하(-Q) 중 하나의 전하를 인가시키고, 내측 유전체(9)에는 외측 유전체(7)에 인가되는 반대의 전하를 인가시키며, 이렇게 인가된 전위차(V)에 의하여 발생되는 캐퍼시턴스(C)를 체크하는 전자 제어 유닛(ECU)이 캐퍼시터(3)의 내·외측 유전체(7,9)에 연결된다.
상기 캐퍼시터(5)의 캐퍼시턴스(C)는,
C = Q/V = ε*(s/d) .....(1)
로 표시된다.
상기에서 ε은 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9) 사이에 위치하는 물질의 유전율, s는 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 면적, d는 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9) 사이의 거리를 의미한다.
상기 전자 제어 유닛은 캐퍼시터(5)의 캐퍼시턴스(C)의 용량에 의하여 에어컨 스위치(13) 또는 히터 스위치(15)를 작동시킬 수 있도록 연결된다.
상기와 같이 구성된 차량용 유리창의 김·서리 감지장치를 구비한 차량의 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리 등의 습기가 생성되면, 제3도에 도시된 바와 같이, 외측 유전체(7)가 부착된 유리창 측 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면과 이 내측면에 대향하는 내측 유전체(9) 사이에 김·서리(b) 등의 습기가 부착된다.
이 김·서리(b) 등의 습기가 부착되면, 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면과 내측 유전체(9) 사이는 습기(b), 공기(c), 습기(b)의 층이 형성된다.
따라서 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)가 이루는 캐퍼시터(3)의 캐퍼시턴스(C)는
C = Q/V = ε*s/d
로 표시되는데, 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 면적(s)과, 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 거리(d)가 일정하기 때문에, 유전율(ε)에 의하여 변화된다.
그러므로 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리(b) 등의 습기가 부착되지 않으면, 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9) 사이의 유전율(ε)은 유리창인 윈드 쉴드 글라스(1)의 유전율(ε1)과, 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면과 내측 유전체(9) 사이에 존재하는 공기(c)의 유전율(ε2)에 의하여 결정된다.
따라서 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리(b) 등의 습기가 부착되지 않을 때의 캐퍼시터(3)의 캐퍼시턴스(Cd)는 유전율은 유리창의 유전율인 ε1이고, 캐퍼시턴스가 C1인 제1 캐퍼시터와, 공기(c)의 유전율이 ε2이고, 캐퍼시턴스가 C2인 제2 캐퍼시터를 직렬고 연결한 것과 같은 효과를 발생시키므로,
1/Cd = 1/C1+ 1/C2.....(2)
이다.
그러므로, 식(2)에 식(1)을 대입하면 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 면적(s)과, 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 거리(d)가 일정하기 때문에, 캐퍼시턴스(Cd)는
Cd ∝ ε1*ε2/(ε1+ ε2)
이다.
상기 캐퍼시턴스(Cd)를 전자 제어 유닛이 감지하므로, 전자 제어 유닛이 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리(b) 등의 습기가 없음을 판단하여 에어컨 스위치(13)와 히터 스위치(15)를 작동시키지 않는다.
반면에 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리(b) 등의 습기가 부착되면, 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9) 사이의 유전율(ε)은, 유리창인 윈드 쉴드 글라스(1)의 유전율(ε1)과 ; 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면과 내측 유전체(9) 사이에 존재하는 김·서리(b) 등의 습기를 제외한 공기의 유전율(ε2)와, 윈드 쉴드 글라스(1)의 내측면과 내측 유전체(9)에 부착된 김·서리(b) 등의 습기의 유전율(ε3)에 의하여 결정된다.
따라서 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리(b) 등의 습기가 부착되었을 때의 캐퍼시터(3)의 캐퍼시턴스(Ce)는 유전율이 ε1이고, 캐퍼시턴스가 C1인 제1 캐퍼시터와, 유전율이 ε2이고, 캐퍼시턴스가 C2인 제2 캐퍼시터와 ; 유전율이 ε3이고, 캐퍼시턴스가 C3인 제3 캐퍼시터를 직렬로 연결한 것과 같은 효과를 발생시키므로,
1/Ce = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 .....(3)
이다.
그러므로, 식(3)에 식(1)을 대입하면 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 면적(s)과, 외측 유전체(7)와 내측 유전체(9)의 거리(d)가 일정하기 때문에, 캐퍼시턴스(Ce)는
Cd ∝ ε1* [ε2*ε3/(ε1*ε2+ ε2*ε3+ ε3*ε1)]
이다.
상기 캐퍼시턴스(Ce)를 전자 제어 유닛이 감지하므로, 전자 제어 유닛이 윈드 쉴드 글라스(1)에 김·서리(b) 등의 습기가 있음을 판단하여 에어컨 스위치(13)와 히터 스위치(15)를 작동시킨다.
그리고 윈드 쉴드 글라스(1)의 하측에 장착된 캐퍼시터(5)는 에어컨을 과다하게 작동시켰을 때, 습가가 생기는 것을 감지하기 위한 것으로, 이때에는 전자 제어 유닛이 에어컨 스위치(13)를 오프시켜 에어컨의 작동을 정지시킨다.
[발명의 효과]
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 유리창의 김·서리 감지장치 및 감지방법은 차량의 유리창의 외·내측면에 캐퍼시터의 외측 유전체와 내측 유전체를 장착하여, 이들 내·외측 유전체 사이에서 발생되는 김·서리 등에 따른 유전율의 변화로 야기되는 캐퍼시턴스의 변화를 감지함으로서 ; 유리창의 내면에서 발생되는 김·서리 등의 습기를 정확하게 감지할 수 있다.
또한 본 발명은 구조가 간단하고, 운전자가 주행중에 에어컨 스위치나 히터 스위치를 작동시키는 불편함을 제거시켜 준다.

Claims (5)

  1. 차량의 유리창 외측면에 부착되는 외측 유전체와 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 일정한 간격을 유지하고 외측 유전체와 평행하게 분리되도록 브라켓트에 의하여 장착되는 내측 유전체와 ; 상기 외측 유전체와 내측 유전체로 구성되는 캐퍼시터에 공급된 전위차에 의하여 변화되는 캐퍼시턴스를 체크하여 에어컨 스위치와 히터 스위치를 작동시키는 전자 제어 유닛 ; 을 포함하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외측 유전체와 내측 유전체로 구성되는 캐퍼시터는 윈드 쉴드 글라스의 상측과 하측에 각각 장착됨을 특징으로 하는 차량용 유리창의 김·서리 감지장치.
  3. 차량의 유리창 외측면에 부착되는 외측 유전체에 양의 전하와 음의 전하 중 하나를 인가시키고 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 일정한 간격을 유지하고 외측 유전체와 평행하게 분리되도록 브라켓트에 의하여 장착되는 내측 유전체에 상기 외측 유전체에 인가되는 전하와 반대의 전하를 인가시키고 ; 상기 외측 유전체가 부착된 유리창의 내측면과 이 내측면에 대향하는 내측 유전체 사이에 발생·부착된 김·서리에 의하여 외측 유전체와 내측 유전체 사이의 유전율이 변화되고, 이 유전율의 변화에 따라 캐퍼시턴스의 변화를 전자 제어 유닛이 감지함 ; 을 특징으로 하는 차량용 유리창의 김·서리 감지방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 외측 유전체와 내측 유전체 사이의 유전율은 유리창에 김·서리가 발생되지 않을 때에는 유리창의 유전율과 ; 유리창의 내측면과 내측 유전체 사이에 존재하는 공기의 유전율 ; 에 의하여 결정됨을 특징으로 하는 차량용 유리창의 김·서리 감지방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 외측 유전체와 내측 유전체 사이의 유전율은 유리창과 내측 유전체에 김·서리가 발생되었을 때에는 유리창의 유전율과 ; 유리창의 내면에 부착된 김·서리의 유전율과 ; 내측 유전체에 부착된 김·서리의 유전율과 ; 유리창과 내측 유전체 사이에 존재하는 공기의 유전율 ; 에 의하여 결정됨을 특징으로 하는 차량용 유리창의 김·서리 감지방법.
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