KR100913013B1 - 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법에 관한 것으로, 레인센서를 통해 강우여부를 감지하여 차창에 발생하는 김서림을 정확하고 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법은, 차량 실내/외에 설치되는 각종 센서들을 포함하는 입력수단(100)과, 입력수단으로부터 전달되는 신호를 받아 각 공조장치를 구성하는 액츄에이터들의 작동을 피드백 제어하는 제어부(200) 및 차창에 설치되어 강우여부를 감지하는 레인센서(120)를 구비하는 자동온도조절시스템을 이용하게 되며, 제어부가 레인센서로부터 입력되는 신호를 전달받아 비가 온 후의 경과시간(T1)을 감지하여, 제1 응답시간(T)과 비교한 후, 비온 후의 경과시간(T1)이 제1 응답시간(T1)을 초과하게 되면, 제어부가 공조장치들을 피드백 제어함으로써 제습 및 김서림 제거과정을 수행하게 된다.

그리고, 제습 및 김서림 제거과정을 수행하는 도중 비가 그치게 되면 제어부가 레인센서로부터 입력되는 신호를 전달받아 비가 그친 후의 경과시간(T3)을 감지하여, 제2 응답시간(T2)과 비교한 후, 비가 그친 후의 경과시간(T3)이 제2 응답시간(T2)을 초과하게 되면, 제어부가 공조장치들을 피드백 제어하는 제습 및 김서림 제거과정을 종료하게 된다.

김서림방지, 공조장치, FATC, 레인센서, 공조제어장치, 공조제어, 에어컨제어, 자동온도조절, 제습

Description

자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법{METHOD FOR DEFROSTING WINDOWS OF VEHICLE USING FATC SYSTEM}

도 1은 일반적인 자동차 공조장치를 나타내는 개략적인 구성도.

도 2a 및 2b는 각각 일반적인 자동차 공조장치에 의한 차창의 김서림 제거방법의 일예를 나타내는 흐름도.

도 3은 본 발명에 적용되는 자동온도조절시스템에 의한 공조제어의 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...입력부 110...기존입력장치

120...레인센서 130...타이머

200...제어부 210...일반공조제어

220...내/외기제어 230...냉난방장치제어

240...디프로스터제어 250...실내온도제어

T, T2...응답시간 T1, T3...경과시간

본 발명은 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법에 관한 것으로, 특히 레인센서를 통해 빗물을 감지하여 우천시 차량내에 김서림이 미연에 방지되도록 하는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 실내공기 또는 실외공기를 내/외기 전환도어(2)의 개폐에 따라 송풍기(B)에 의하여 선택적으로 도입하고, 이 공기를 공조케이스(1)를 따라 증발기(E)의 표면을 거치게 하여 냉각하거나, 온도조절도어(3)의 조작에 의해 히터코어(H)를 선택적으로 통과시켜 가열한 후, 냉기 또는 온기를 송풍로 모드도어(4)들의 개폐선택에 따라 개방된 덕트를 통해 자동차 실내의 각 부분에 토출시킴으로써 자동차 실내를 냉난방하면서 차창에 발생한 습기를 제거하도록 되어 있다.

특히, 장마철이나 우천시 차량내에 습도가 높아지면서 앞유리에 김서림 현상이 자주 발생되는데 이 때, 운전자는 인스트루먼트 패널(미도시)에 설치된 각종 모드스위치들을 작동시켜 앞유리측의 습기를 제거한다.

즉, 운전자는 상대적으로 습도가 낮은 외기를 유입시키기 위한 외기모드 전환 스위치와, 블로어 모터(M)를 작동시켜 차실내로 외기를 유입시키기 위한 블로어 작동 스위치와, 차실내로 유입되는 외기를 디프로스터측으로 토출시키도록 모드도어(4)들을 회동시키는 풍향조절 스위치와, 그리고 보다 신속하게 김서림 현상을 제거하기 위하여 냉방스위치를 조작하면서 실내온도가 너무 떨어지지 않도록 온도조 절 스위치를 함께 조작하는 등의 여러단계를 거쳐 김서림 현상을 제거하게 된다.

그러나, 상기와 같은 스위치들의 조작은 운전자에게 불편함을 유발시킬 뿐만 아니라, 전문가가 아닌 운전자로는 정확한 모드조절이 어렵고, 이러한 다단계의 스위치 조작과정에서 순간적인 실수에 의해 시야를 놓쳐 주행중 사고의 위험을 높히는 문제점이 있다, 특히, 냉방모드로 전환시 차실내의 온도변화에 따라 운전자는 수시로 온도조절을 해야 할 뿐 아니라 김서림 현상이 제거되면 전환시켰던 공조모드 스위치들을 모두 원래 상태로 되돌려야 하는 번거로운 점이 가중된다. 또한, 일단 앞유리의 김서림 현상이 제거되었다 하더라도 차량내부의 습도가 올라가면 다시 김서림 현상이 발생되므로 운전자는 여러차례 상기의 과정을 반복해야 한다.

이러한 상기의 문제점을 개선하기 위하여, 최근에는 자동온도조절시스템(FATC System:Full Automatic Temperature Control System)을 이용하여 각종 센서들과 같은 입력수단을 통해 입력되는 차량 실내의 각종 정보를 입력받아 각종 액츄에이터를 피드백 제어함으로써 자동으로 차창에 발생하는 김서림을 제거하는 방법들이 제안되고 있으며 그 예가 국내특허출원 제97-14047호의 차량 공조장치의 습기제거 장치와, 국내특허출원 제97-12357호의 자동차 공조시스템의 선택도어 자동 제어장치에 개시되어 있다.

상기 예시한 선행기술들의 설명에 앞서 상기 자동 공조제어장치에 대해 간단히 설명한다.

일반적으로, 차량의 소정의 위치에는 공기제어장치가 설치되고 이 공기제어장치가 내/외기 제어 및 공조장치의 동작을 제어함으로써, 냉/난방이나 차량 실내 의 환기 등 각종 공기 정화기능을 수행하여 차량에 탑승한 운전자나 승객들에게 쾌적하고 안락한 분위기를 느낄 수 있도록 최적의 환기 조건을 제공한다.

상기 자동 공기제어장치를 가지는 공조장치에 있어서, 특히 FATC(Full Automatic Temperature Control) 시스템의 경우에는 공기제어가 전자동으로 실행되며, 차실내의 온도를 검출하는 센서와, 증발기(E)의 하류측의 온도를 검출하는 센서와, 히터코어(H)의 온도를 검출하는 센서와, 그리고 일사량을 검출하는 센서 등과 전기적으로 연결되어 상기 센서들로부터 전달되는 신호를 입력하는 입력부와, 상기 입력부에 입력되는 각종 신호를 전달받아 예컨대 송풍기 모터(M)의 속도나 내/외기 전환도어(2) 또는 공조케이스(1) 및 덕트내의 각종 컨트롤도어(3, 4)의 작동을 피드백 제어하는 제어부가 구비되는 것이 보통이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 예시한 선행기술중 전자는, 차실내에 앞유리의 반사율을 통해 투과율을 감지하는 광센서가 설치되고, 이 광센서는 앞유리 투과율의 적정범위가 설정된 컨트롤 유니트(FATC)의 입력단에 연결되는 한편, 컨트롤 유니트의 출력단에는 공조장치의 디프로스터와 와이퍼가 연결되어 상기 적정범위가 아닌 경우 디프로스터와 와이퍼가 작동되는 구조로 이루어진다. 따라서, 공조장치의 동작여부에 상관없이 컨트롤 유니트을 작동(S1)시킨 후 앞유리 내측에 습기가 응집되거나 앞유리 외측에 이물질이 묻어 앞유리의 투과율이 저하(S2)됨으로써 미리 입력된 적정투과율 이하로 떨어져 운전자의 시야상태가 악화되면 자동으로 디프로스터측으로 온풍이 공급(S3)됨과 동시에 와이퍼가 작동(S4)되어 주행중 운전자의 시계를 확보해 주게 되는 것이다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 후자의 경우는, 풍향조절용 선택도어의 도어핀축에 정역모터를 설치하고, 상기 정역모터를 제어하여 선택도어를 회동케하는 컨트롤유니트(FATC)의 입력부에 블로어스위치와 온도조절스위치와 모드스위치와 앞유리에 장착시킨 습도감지센서를 연결하되, 상기 컨트롤유니트은 앞유리에 습기로 인한 김이 서리면 디프로스터측으로 온풍이 토출되도록 정역모터를 제어한다. 따라서, 컨트롤 유니트을 작동(S11)시켜 습도감지센서로부터 난방장치 가동시 앞유리에 이슬점 이상의 습도가 감지(S12)되어 김이 서리면, 이를 감지한 컨트롤유니트가 앞유리측 습기가 적정습도 이하로 떨어질 때까지 디프로스터측으로 온풍이 출력되도록 모드도어 회동용 정역모터를 제어(S13)함으로써 제습작용을 수행토록 한다.

그러나, 상기의 방법들은 모두 FATC로 하여금 차량내 앞유리에 발생한 습기를 제거하는데는 효과가 있으나, 각각 광센서 및 습도감지센서의 신호에 따라 단순히 모드도어와 온도조절도어의 제어에 의한 디프로스터측으로의 온풍 토출동작만을 수행하므로, 차량의 실내조건에 맞는 보다 효율적인 제어가 이루어지지 못해 신속한 제습이 이루어지지 않을 뿐더러, 하절기에는 상기 온풍에 의한 차실내 냉방성능을 떨어뜨려 탑승자의 불쾌감을 유발시킬 수 있다.

특히, 전자의 경우, 광센서가 내부습도를 감지하지 못하므로 잠시 소나기가 온다거나 세차장 및 기타의 사유로 잠시동안 차량의 앞유리에 물이 묻게 될 경우에도 불필요한 제습제어가 수행되는 문제점이 있다.

또한, 후자의 경우, 난방모드시에만 작동되는 제약과 습도감지센서가 이슬점 이상의 습도만을 감지하기 때문에 이미 김서림 현상이 발생한 후에야 비로서 그 제 거 동작이 수행되므로 김서림 현상을 미연에 방지하기 어렵다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 레인센서를 통해 강우여부를 감지하여 차창에 발생하는 김서림을 정확하고 효과적으로 방지할 수 있는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 차량 실내/외에 설치되는 각종 센서들을 포함하는 입력수단과, 상기 입력수단으로부터 전달되는 신호를 받아 각 공조장치를 구성하는 액츄에이터들의 작동을 피드백 제어하는 제어부를 구비하는 자동온도조절시스템을 이용하여 차창에 발생하는 김서림을 제거하는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법에 있어서:
상기 자동온도조절시스템은 차창에 설치되어 강우여부를 감지하는 레인센서를 더 구비하고, 상기 제어부가 상기 레인센서로부터 입력되는 신호를 전달받아 비가 온 후의 경과시간을 감지하여, 제1 응답시간과 비교한 후, 상기 비온 후의 경과시간이 상기 제1 응답시간을 초과하게 되면, 상기 제어부가 공조장치들을 피드백 제어함으로써 제습 및 김서림 제거과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

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또, 본 발명에 따르면, 상기 제습 및 김서림 제거과정을 수행하는 도중 비가 그치게 되면 상기 제어부가 상기 레인센서로부터 입력되는 신호를 전달받아 비가 그친 후의 경과시간을 감지하여, 제2 응답시간과 비교한 후, 상기 비가 그친 후의 경과시간이 상기 제2 응답시간을 초과하게 되면, 상기 제어부가 공조장치들을 피드백 제어하는 제습 및 김서림 제거과정을 종료하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 비가 온 후 경과시간 및 비가 그친 후 경과시간은 타이머에 의해 체크되어 기 설정된 상기 제1, 2 응답시간과 비교되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차창의 김서림 방지방법에 이용되는 자동온도조절시스템은, 차량의 실내/외 조건을 감지하기 위한 각종 센서들을 포함하는 입력수단(100)과, 상기 입력수단(100)으로부터 입력되는 신호에 따라 공조장치의 도어를 구동하는 액츄에이터, 송풍기 모터 등 각종 액츄에이터의 구동 등을 제어하는 제어부(200)를 구비한다.

상기 입력수단(100)은, 전술한 종래 자동온도조절시스템을 구성하는 기존입력수단(110)과, 차창을 통해 비가 오고 있는지를 감지하는 레인센서(120)와, 비가 내리기 시작한 후부터 경과된 시간 및 비가 그친 후부터 경과된 시간을 체크하는 타이머(130)를 구비한다.

상기 레인센서(120)는, 차창에 설치되는데, 예컨대 차량의 앞유리창의 상부에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 레인센서(120)는 LED가 빛을 발산, 차창를 통과해 다시 센서로 돌아오는 사이의 파장을 감지하여 빗물의 양을 감지하도록 되어 있으며 이에 따라서, 빗물이 고이지 않은 차창은 빛의 흐름이 정상적이나 비가 내려 차창에 빗물이 일정량 이상 맺히면 난반사가 일어나 센서에서 이를 감지하게 된다.

상기 제어부(200)는, 이러한 입력수단(100)으로부터 입력되는 각종 신호에 따라 일반공조제어(210)는 물론, 내/외기제어(220), 냉난방제어(230), 디프로스터제어(240), 실내온도제어(250) 등을 제어하게 되는데, 예컨대 도 1을 참조하면 송풍모터(M)의 동작 전압을 피드백 제어함으로써 송풍팬(B)의 회전속도가 조절되고, 내/외기 전환도어(2)를 작동시키는 액츄에이터에 대한 출력전압을 피드백 제어함으로써 공기모드가 내기모드 또는 외기모드로 전환되며, 공조장치를 구성하는 공조케이스(1)의 내부에 설치되는 히터코어(H)로의 공기유동량을 조절하는 온도조절도어(3)를 작동시키는 액츄에이터에 대한 출력전압을 피드백 제어함으로써 조화공기의 온도가 조절되며, 공조케이스(1)에 설치되는 각종 덕트의 개도를 조절하는 모드도어(4)들을 작동시키는 액츄에이터에 대한 출력전압을 피드백 제어함으로써 차량 실내의 풍향이 제어되는 것이다. 여기서, 상기 자동온도조절시스템의 기존 입력수단(110)을 구성하는 각종 센서류 등은 일반적으로 채용되고 있으므로 여기서의 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법은, 상기한 바와 같이 구성되는자동온도조절에 의하여 수행되는데, 비가 내리는지의 여부, 비가 내리기 시작한 후 경과된 시간, 비가 그친 후 경과된 시간 등 각종 정보에 따라 공기모드가 최적으로 제어됨으로써 차창 내측의 김서림 현상을 신속하게 제거할 수 있을 뿐 아니라, 상기와 같은 현상이 미연에 방지될 수 있다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법을 다음에 구체적으로 설명한다.

차량의 시동을 켜면, 자동온도조절시스템이 초기화되면서 작동한다(S101).

그리고, 입력수단(100)으로부터 각종 차량 실내/외 정보가 감지되어 제어부(200)로 입력되고, 이 과정에서 레인센서(120)로부터 강우정보신호도 상기 제어부(200)로 입력된다. 이러한 상기 레인센서(120)로부터의 입력신호에 따라 상기 제어부(200)는 비가 내리고 있는지의 여부를 판단한다(S102).

이때, 상기 레인센서(120)에 의해 차창 흐르는 빗물이 감지되면 상기 제어부(200)는, 타이머(130)를 이용하여 비가 내리고 있는 시간, 즉 비온 후의 경과시간(T1)을 체크한다(S103). 상기 제어부(200)는 상기 비온 후의 경과시간(T1)이 기 설정된 소정의 응답시간을 초과하면, 즉 제1 응답시간(T)을 초과하여 비가 내리고 있는 것으로 판단되면, 상기 제어부(200)는 공조장치의 액츄에이터들을 피드백 제어하여 제습 및 차창의 김서림 제거를 위한 제어동작을 수행한다(S104).

이와 같이, 상기 제어부(200)가 제1 응답시간(T) 이상으로 비가 내리는 지의 여부를 판단하게 하여 김서림 방지를 위한 공조제어를 수행하게 되면, 예컨대 세차장이나 물이 고인 지역을 통과할 때 차창에 잠시 동안 물이 묻을 경우 이것을 상기 제어부(200)가 비가 내리고 있는 것으로 잘못 판단하여 불필요한 제습 제어가 수행되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제어부(200)는 공조장치들을 복합적으로 제어하여 차량내부가 신속하게 건조되고 특히, 차창에 발생되는 김서림을 제거 및 방지하도록 최적의 공조모드로 제어한다. 즉, 도 1을 참조하면, 차실내를 외기순환모드로 전환시켜 상대적으로 습도가 낮은 외기를 유입시키도록 내외기전환 도어(2)용 액츄레이터를 피드백 제어하고, 이 외기를 공조케이스(1)내로 유입시켜 블로어 모터(M)를 적절한 회전수로 피드백 제어하며, 공조케이스(1) 내부로 유입된 외기를 히터코어(H)측으로 통과시켜 건조한 열풍으로 전환시키거나 또는 외기를 증발기(E)측으로 통과시켜 건조한 냉풍으로 전환시키도록 온도조절도어(3)용 액츄에이터를 제어하거나 또는, 실내로 유입되는 냉/온풍에 의해 변화하는 실내온도를 운전시작전 미리 설정한 상태로 유지되도록 온도조절도어(3)용 액츄에이터를 제어하고, 이 조화공기의 풍향을 디프로스터측으로 토출시키도록 조절하도록 모드도어(4)용 액츄에이터를 제어한다.

이렇게 하면, 비가 내림으로써 차량내부에 습도가 높아져 차창에 발생한 김서림 현상이 신속하게 제거될 뿐 아니라, 상기 제1 응답시간(T)을 짧게 설정할 경우 제어부(200)으로 하여금 공조제어를 조기에 수행시킴으로써 김서림 현상을 미연에 방지할 수 있다.

이후, 상기 제어부(200)는 상기 레인센서(120)로부터의 입력신호를 받아 비가 내리지 않는지를 판단(S105)한다. 즉, 상기 제어부(200)는 제습 및 차창의 김서림 제거과정을 수행하도록 함과 동시에 비가 그친 후에는 이 제어를 종료할 수 있도록 비가 그쳤는지를 지속적으로 감지하는 것이다.

만일 상기 레인센서(120)로부터의 입력신호를 통해 비가 내리지 않는 것이 감지되면 상기 제어부(200)는 상기 타이머(130)를 이용하여 비가 그친 후부터의 경과된 시간(T3)을 체크한다(S106). 이때, 상기한 비가 그친 후 경과시간(T3)이 소정의 응답시간, 즉 제2 응답시간(T2) 이상이라고 판단되면, 상기 제어부(200)는 공조시스템을 피드백 제어하여 차량내부의 제습 및 차창의 김서림 방지를 위한 제어를 중지한다(S107).

상기와 같이 상기 제어부(200)가 비가 그친 후부터의 경과시간(T3)이 제2 응답시간(T2) 이상인지를 판단하게 함으로써, 예컨대, 터널이나, 잠시 비가 내리지 않는 경우 이것을 상기 제어부(200)가 비가 내리지 않는 것으로 잘못 판단하여 제습 및 차창의 김서림 제거의 수행이 중지되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법에 따르면, 레인센서를 통해 강우여부를 판단하여 비가 내릴 경우 차창의 김서림 방지작용이 수행되도록 공조모드가 자동적으로 피드백 제어되고, 또한 강우후 비가 그치면 상기 공조모드제어가 중지되도록 이루어져 있으므로, 우천시 차량내 앞유리측에 발생하는 김서림 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 강우시간 및 강우중단시간을 타이머에 의해 판단하여 공조제어가 이루어지므로 비가 그친 후 장시간 비가 내리지 않음에도 잘못하여 김서림 방지제어가 수행된다거나 비가 장시간 내리고 있음에도 잘못하여 김서림 방지제어가 중단되는 오작동을 방지할 수 있음에 따라 차창의 김서림 방지가 정확하게 수행될 수 있다.

Claims (3)

1. 차량 실내/외에 설치되는 각종 센서들을 포함하는 입력수단(100)과, 상기 입력수단으로부터 전달되는 신호를 받아 각 공조장치를 구성하는 액츄에이터들의 작동을 피드백 제어하는 제어부(200)를 구비하는 자동온도조절시스템을 이용하여 차창에 발생하는 김서림을 제거하는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법에 있어서:

   상기 자동온도조절시스템은 차창에 설치되어 강우여부를 감지하는 레인센서(120)를 더 구비하고,

   상기 제어부가 상기 레인센서로부터 입력되는 신호를 전달받아 비가 온 후의 경과시간(T1)을 감지하여, 제1 응답시간(T)과 비교한 후, 상기 비온 후의 경과시간(T1)이 상기 제1 응답시간(T1)을 초과하게 되면, 상기 제어부가 공조장치들을 피드백 제어함으로써 제습 및 김서림 제거과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제습 및 김서림 제거과정을 수행하는 도중 비가 그치게 되면 상기 제어부가 상기 레인센서로부터 입력되는 신호를 전달받아 비가 그친 후의 경과시간(T3)을 감지하여, 제2 응답시간(T2)과 비교한 후, 상기 비가 그친 후의 경과시간(T3)이 상기 제2 응답시간(T2)을 초과하게 되면, 상기 제어부가 공조장치들을 피드백 제어하는 제습 및 김서림 제거과정을 종료하는 것을 특징으로 하는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 비가 온 후 경과시간(T1) 및 비가 그친 후 경과시간(T3)은 타이머(130)에 의해 체크되어 기 설정된 상기 제1, 2 응답시간(T, T2)과 비교되는 것을 특징으로 하는 자동온도조절시스템을 이용한 차창의 김서림 방지방법.

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