KR100476227B1

KR100476227B1 - 적외선 투과율 보상장치를 포함하는 레인센서

Info

Publication number: KR100476227B1
Application number: KR10-2002-0079569A
Authority: KR
Inventors: 변현중
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2005-03-10
Also published as: JP2004198399A; KR20040051880A; US20040113106A1

Abstract

본 발명은 차량에 사용되는 레인센서에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 레인센서는 빛을 방출하는 발광부와 상기 발광부로부터 방출되어 윈드쉴드에 의해 반사된 빛을 수신하는 수광부를 포함한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 의한 레인센서는 가변 저항장치와 제어유닛을 포함한다. 가변 저항장치는 상기 레인센서의 출력값에 관계되는 저항값을 형성하도록 구성된다. 제어유닛은 상기 레인센서에 관계된 하나 이상의 파라미터를 기초로 윈드쉴드의 투과율을 산출하고, 상기 산출된 투과율에 따라 상기 가변 저항장치의 저항값이 설정되도록 상기 가변 저항장치를 제어한다.

Description

적외선 투과율 보상장치를 포함하는 레인센서{RAIN SENSOR INCLUDING AN APPARATUS FOR COMPENSATING INFRARED RAY TRANSMISSIVITY}

본 발명은 광학 센서에 관한 것이며, 보다 상세하게는 차량의 윈드쉴드의 적외선 투과율을 자동적으로 보상할 수 있는 레인센서에 관한 것이다.

일반적으로, 레인 센서(rain sensor)가 구비된 차량의 경우, 윈드쉴드 와이퍼 시스템(Windshield wiper system)은 레인 센서의 신호에 의해 자동으로 구동된다.

광학 레인 센서는 일반적으로 광원을 포함하고, 광원으로부터 조사된 빛은 윈드실드의 표면에 형성된 수분층에 따라 상이하게 반사되는 점을 이용하여 윈드실드에 수분층이 형성되어 있는지를 검출한다.

레인 센서에 의한 수분층 검출여부에 따라 와이퍼의 구동이 제어되도록 구성되며, 와이퍼의 속도도 수분층의 정도에 따라 조절되도록 구성되는 것이 일반적이다.

종래의 레인 센서에는 크게 두 가지 타입이 있는데, 그 하나는 윈드쉴드의 적외선 투과율의 허용범위가 좁은 경우에 사용되며 고정 전압에 의해 작동되는 타입의 레인 센서이고, 다른 하나는 넓은 범위의 적외선 투과율에서 작동이 가능하며 가변 전압에 의해 작동되는 타입의 레인 센서이다.

후자 타입의 레인 센서는 짙은 윈드실드에 사용되는 경우 작동성이 떨어지며 외부 빛에 의해 문제점이 나타날 수 있다.

전자 타입의 레인 센서에 있어서, 사용되는 차량의 윈드실드의 적외선 투과율이 허용범위를 벗어나는 경우 사용되는 저항을 변경하여야 한다. 그러나, 저항값의 변경으로는 넓은 범위의 투과율 보상을 할 수 없을 뿐만 아니라, 윈드쉴드의 적외선 투과율에 따라 저항을 변경해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 윈드실드의 투과율에 따라 가변되는 가변 저항을 이용하는 레인 센서에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 레인센서는, 빛을 방출하는 발광부와 상기 발광부로부터 방출되어 윈드쉴드에 의해 반사된 빛을 수신하는 수광부를 포함하는 레인센서로서, 상기 레인센서의 출력값에 관계되는 저항값을 형성하도록 구성된 가변 저항장치; 및 상기 레인센서에 관계된 하나 이상의 파라미터를 기초로 윈드쉴드의 투과율을 산출하고, 상기 산출된 투과율에 따라 상기 가변 저항장치의 저항값이 설정되도록 상기 가변 저항장치를 제어하는 제어유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가변 저항장치는 가변 저항, 저항값이 변경되도록 상기 가변 저항을 구동하는 액추에이터, 및 상기 제어유닛으로부터 제어신호를 수신하여 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 액추에이터 제어유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 액추에이터는 스텝모터인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 의한 레인센서의 윈드쉴드 투과율 보상방법은, 빛을 방출하는 발광부, 상기 발광부로부터 방출되어 윈드쉴드에 의해 반사된 빛을 수신하는 수광부, 및 가변 저항장치를 포함하는 레인센서에 이용되며,

하나 이상의 윈드쉴드에 관련된 파라미터를 기초로 윈드쉴드의 투과율을 산출하는 단계;

상기 산출된 투과율을 기초로 상기 가변 저항장치의 목표저항값을 산출하는 단계;

상기 산출된 목표저항값이 되도록 상기 가변 저항장치를 제어하는 단계

를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 의한 레인센서(12)는 차량의 윈드쉴드(14)의 내면에 고정 장착되며, 하우징(16)의 내부에 배치되는 기판(circuit board, 18)을 포함한다. 기판(18)에는 광학장치와 전자장치가 장착된다.

도1에 도시된 바와 같은 레인센서(12)의 일반적인 구조는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이므로, 이하에서는 본 발명과 관련된 부분에 한하여 설명하기로 한다.

발광다이오드(Light Emitting Diode, 20)가 기판(18) 위에 장착되며, 발광다이오드(20)는 적외선을 방출한다.

발광다이오드(20)로부터 방출된 적외선은 윈드쉴드(14)에 부딪혀 반사되며, 반사된 적외선은 기판(18)에 설치된 포토 다이오드(22)로 전달된다.

이때, 윈드쉴드(14)의 표면에 물방울(23)이 형성되어 있는 경우, 발광다이오드(20)로부터 전달된 빛의 일부가 분산되어 외부로 사라지게 된다. 그 결과, 포토 다이오드(22)에서 검출되는 빛의 양이 감소하게 된다.

기판(18)에 설치되는 전자장치는 포토 다이오드에 의해 검출되는 빛의 양에 따라 비가 오는지의 여부를 나타내는 제어신호를 출력하는데, 본 발명의 실시예에 의한 레인센서(12)는 이 제어신호의 출력을 위해 사용되는 가변 저항장치(24)를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 레인센서(12)는 제어유닛(26)을 더 포함하며, 제어유닛(26)은 윈드쉴드(14)의 투과율을 산출하고 산출된 투과율에 따라 가변 저항장치(24)의 저항을 가변시키기 위한 신호를 출력한다.

가변 저항장치(24)는 가변 저항(28), 가변 저항(28)을 구동하여 원하는 저항이 되도록 하는 모터(30), 및 모터(30)의 구동을 제어하기 위한 모터제어기(32)를 포함한다.

가변 저항(28)은 모터(30)에 의해 회전되어 저항값이 가변될 수 있는 저항이며, 모터(30)는 양방향으로 회전할 수 있는 스텝모터로 할 수 있다.

모터제어기(32)는 제어유닛(26)의 제어신호를 수신하여 수신된 제어신호에 따르는 저항값이 형성되도록 하는 제어신호를 모터(30)로 출력한다.

가변 저항(28)의 저항값이 변하면, 레인센서(12)의 출력값이 변경되도록 레인센서(12)의 내부회로가 구성된다.

제어유닛(26)은 마이크로프로세서, 메모리, 및 관련 하드웨어와 소프트웨어를 포함하고, 이하에서 설명할 본 발명의 로직을 수행하도록 프로그램 된다.

이하에서, 도3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 레인센서(12)의 작동을 설명한다.

레인센서(12)가 작동되면, 제어유닛은(26)은 레인센서(12)가 장착되는 윈드쉴드(14)의 투과율을 산출한다(S305).

투과율은 발광다이오드(20)의 발광량, 포토 다이오드(22)의 수광량, 적외선의 입사각과 반사각 등에 기초하여 산출될 수 있음은 물론이다. 이러한 투과율의 산출은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.

투과율이 산출되면, 제어유닛(26)은 산출된 투과율이 현재 설정되어 있는 투과율과 상이한지를 판단한다(S310).

산출된 투과율이 현재 설정되어 있는 투과율과 동일한 경우에는 과정이 종료된다. 반면, 산출된 투과율이 현재 설정되어 있는 투과율과 동일하지 아니한 경우에는, 제어유닛(26)은 산출된 투과율에 해당하는 목표저항값을 결정한다(S315).

이때, 저항값은 투과율에 따라 기설정된 참조테이블로부터 산출되는 것이 바람직하다.

레인센서(12)의 출력값에 관계되는 저항값이 일정하다면, 강우의 정도가 동일한 경우에도 윈드쉴드(14)의 투과율이 변경에 따라 레인센서(12)의 출력값도 변경되게 된다. 이러한 경우 레인센서(12)가 강우의 정도를 정확히 검출하지 못하는 문제가 발생하므로, 윈드쉴드(14)의 투과율 변경에 대응하여 가변 저항장치(24)의 저항값을 변경시키는 것이다.

강우량이 클수록(즉, 포토 다이오드(22)의 수광량이 적을수록) 레인센서(12)의 출력값(예를 들어, 전류신호)이 커지도록 레인센서(12)의 내부회로가 구성된 경우, 윈드쉴드(14)의 투과율이 증가하면 포토 다이오드(22)의 수광량이 증가하므로 레인센서(12)의 출력값이 감소하게 된다. 따라서, 이러한 경우 가변 저항장치(24)의 저항값이 레인센서(12)의 출력값에 반비례하는 경우라면, 가변장치(24)의 저항값을 감소시킴으로써 윈드쉴드(14)의 투과율 증가로 인한 레인센서(12)의 출력값의 감소를 보상할 수 있게 된다.

윈드쉴드(14)의 투과율에 대한 가변 저항장치(24)의 저항값의 참조테이블은 이와 같은 방식으로 설정할 수 있다.

저항값이 결정되면, 제어유닛(26)은 가변 저항(28)의 저항값이 산출된 저항값이 되도록 하는 제어신호를 모터제어기(32)로 출력한다(S320). 모터제어기(32)는 수신된 제어신호를 기초로 모터(30)를 제어하여 가변 저항(28)의 저항이 산출된 목표저항값이 되도록 한다.

따라서, 윈드쉴드(14)의 투과율이 변경된 경우에도, 레인센서(12)의 출력값에 영향을 미치는 가변 저항장치(24)의 저항값을 변경시킴으로써 레인센서(12)의 출력값이 왜곡되는 것을 방지한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 레인센서는 윈드쉴드의 투과율에 따라 저항값이 가변되는 가변 저항장치를 구비함으로써, 윈드쉴드의 투과율 변경에 따라 저항을 교체하지 않더라도 레인센서의 출력이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 레인센서의 내부구조를 간략히 보여주는 도면이다.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 레인센서에 구비되는 가변 저항장치와 제어유닛을 보여주는 구성도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 레인센서의 제어유닛에 의해 실시되는 제어로직을 보여주는 순서도이다.

Claims

빛을 방출하는 발광부와 상기 발광부로부터 방출되어 윈드쉴드에 의해 반사된 빛을 수신하는 수광부를 포함하는 레인센서로서,

상기 레인센서의 출력값에 관계되는 저항값을 형성하도록 구성된 가변 저항장치; 및

상기 레인센서에 관계된 하나 이상의 파라미터를 기초로 윈드쉴드의 투과율을 산출하고, 상기 산출된 투과율에 따라 상기 가변 저항장치의 저항값이 설정되도록 상기 가변 저항장치를 제어하는 제어유닛

을 포함하는 레인센서.
제1항에서,

상기 가변 저항장치는,

가변 저항;

저항값이 변경되도록 상기 가변 저항을 구동하는 액추에이터; 및

상기 제어유닛으로부터 제어신호를 수신하여 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 액추에이터 제어유닛

을 포함하는 레인센서.
제2항에서,

상기 액추에이터는 스텝모터인 것을 특징으로 하는 레인센서.
빛을 방출하는 발광부, 상기 발광부로부터 방출되어 윈드쉴드에 의해 반사된 빛을 수신하는 수광부, 및 가변 저항장치를 포함하는 레인센서에 이용되는 윈드쉴드의 투과율을 보상방법으로서,

하나 이상의 윈드쉴드에 관련된 파라미터를 기초로 윈드쉴드의 투과율을 산출하는 단계;

상기 산출된 투과율을 기초로 상기 가변 저항장치의 목표저항값을 산출하는 단계;

상기 산출된 목표저항값이 되도록 상기 가변 저항장치를 제어하는 단계

를 포함하는 레인센서의 윈드쉴드 투과율 보상방법.