KR101170575B1

KR101170575B1 - 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101170575B1
Application number: KR1020050040969A
Authority: KR
Inventors: 김영길; 오세원; 이정훈; 유태환
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2012-08-01
Also published as: KR20060118688A; US7214911B2; US20060289458A1

Abstract

본 발명은, 윈드쉴드 주위의 수증기량을 보다 정확하게 연산하여 포그가 발생되는 시점을 실제와 근사하게 추정함으로써 불필요한 동력 손실을 방지할 수 있는 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서,

윈드쉴드의 표면온도(Ts)와 윈드쉴드로부터 소정 거리 이격된 위치의 온도인 주변온도(Te)를 검출하고, 윈드쉴드에 근접하게 설치된 습도센서(12)를 이용하여 윈드쉴드 부분(H)의 습도를 검출하며, 표면온도(Ts)와 주변온도(Te)를 조합하여 조합온도(Tc)를 설정한다. 이어, 습도(H)와 조합온도(Tc)를 기준으로 이슬점온도를 연산하고, 연산된 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts)를 비교하여 표면온도(Td)가 이슬점온도(Td)보다 낮으면 디포깅 시스템을 작동시키고 그렇지 않으면 디포깅 시스템의 작동을 중지시키게 된다.

따라서, 본 발명의 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법에 따르면, 차량의 운행상태 및 공조상태에 따라 윈드쉴드 주위의 이슬점온도를 연산하게 되므로 실제 포그 발생에 근사하게 디포깅 시스템을 작동시킬 수 있어 불필요하게 디포깅 시스템을 작동시키는데 따르는 에너지의 소비를 방지할 수 있다.

공조장치, 디포깅, 습도, 온도센서, 이슬점, 포그 센서, 실리콘패드, PCB

Description

자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법{Defogging Apparatus of Car and the Control Method thereof}

도 1은, 윈드쉴드의 온도에 따른 포그 발생 상황을 나타낸 그래프.

도 2는, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치가 도시된 블록도.

도 3은, 본 발명의 요부구성인 센서들의 설치 위치가 도시된 도면.

도 4는, 본 발명의 요부구성인 온도센서들의 설치 개념도.

도 5는, 본 발명의 요부구성인 습도센서의 설치 개념도.

도 6은, 습도센서가 차창에 밀착 설치될 경우의 습도변화가 도시된 참고도.

도 7은, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치의 일례가 도시된 구성도.

도 8은, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치 제어방법이 도시된 순서도.

도 9는, 각 온도 기준에 따른 포그 발생 예측 시점이 도시된 참고도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 제어부 11: 표면온도센서

12: 습도센서 13: 주변온도센서

14: 보호커버 15: 통기커버

16: 실리콘 패드(Silicon Pad) 17: PCB

20: 유리면 30: 디포깅 시스템(Defogging System)

본 발명은 자동차의 윈드쉴드에 형성된 포그를 제거하여 운전자의 시야를 확보할 수 있도록 하는 디포깅 시스템을 제어하는 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 윈드쉴드 주위의 온도 분포를 고려하여 포그가 발생되는 시점을 실제와 근사하게 예측함으로써 불필요한 동력 손실을 방지할 수 있는 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차 실내의 습도가 높고 실외온도가 낮을 경우 윈드쉴드(Wind Shield)에 이슬이 맺히는 포그(Fog) 현상이 발생된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 윈드쉴드 주위의 습도에 따라 결정되는 이슬점온도(Dew Point Temperature; Td)보다 윈드쉴드의 표면온도(Surface Temperature; Ts)가 낮을 경우에 포그가 발생되어 운전자의 시야를 가리게 된다. 따라서, 대부분의 차량에는 포그 발생시 공조장치의 디프로스트 덕트(Defrost Duct)를 통해 토출되는 공기를 이용하여 포그를 제거하는 디포깅 시스템(Defogging System)이 구비되어 있다.

디포깅 시스템은 윈드쉴드에 포그가 발생되는지를 조기에 감지하여 포그의 발생을 억제함은 물론 포그 발생시 조기에 이를 제거함으로써, 원활한 시계확보에 따른 운전자의 안전을 도모함은 물론 쾌적성을 향상시키게 된다. 따라서, 대부분의 디포깅 시스템은 윈드쉴드에 부착된 포그 센서를 이용하여 포그를 감지하고, 포그 발생이 예상되는 경우 디포깅 시스템을 작동시켜 포그의 발생을 억제함과 동시에 이미 발생된 포그를 제거한다.

포그 센서는 윈드쉴드의 표면온도를 감지하는 온도센서와 윈드쉴드 주위의 습도를 감지하는 습도센서로 구성되며, 온도 및 습도의 함수를 이용하여 이슬점온도를 구하게 된다. 따라서, 포그 센서의 정확성은 이슬점온도를 얼마나 정확하게 예측할 수 있느냐에 따라 결정되며, 최적의 이슬점온도를 구할 수 있도록 하기 위하여 다양한 형태로 구성된다.

결과적으로 정확한 포그 예측을 위해서는 이슬점온도의 계산이 가장 중요한데, 대부분의 포그 센서들은 윈드쉴드의 유리 표면온도만을 기준으로 하여 이슬점 온도를 계산하거나, 윈드쉴드의 주변온도만을 기준으로 이슬점온도를 계산하고 있어, 이슬점온도 계산의 정확성을 의심받고 있다.

도 9에는 윈드쉴드의 유리 표면온도나 주변온도(Environment Temperature; Te)를 기준으로 하여 포그 발생을 예측한 그래프가 도시되어 있다. 즉, 유리 표면온도 또는 주변온도를 기준으로 이슬점온도를 계산한 후, 시간의 경과에 따라 변화되는 이슬점온도와 유리표면온도 사이의 편차를 나타내고 있다.

표면온도를 기준으로 포그 발생시점을 예측한 결과, 시동 후 약 9분 정도에서 포그가 발생될 것으로 예상되었다. 그러나, 실제로는 약 27분이 경과된 이후에 포그가 발생되었으며, 약 18분 정도의 오차가 있었다. 즉, 실제 필요한 경우에 비해 18분 정도 디포깅 시스템을 빠르게 작동시켜 에너지를 낭비한 것이다.

또한, 주변온도를 기준으로 포그 발생시점을 예측한 결과, 시동 후 약 7분 정도에서 포그가 발생될 것으로 예상되었다. 그러나, 실제로는 약 27분이 경과된 이후에 포그가 발생되어 약 20분 정도의 오차가 있었다. 즉, 실제보다 약 27분 정도 빠르게 디포깅 시스템을 작동시켰으며, 그로 인한 에너지의 낭비가 있었다.

결국, 에너지의 소비를 줄이기 위해서는 이슬점온도를 보다 정확하게 계산하는 것이 관건이라 할 것이다. 따라서, 정확한 이슬점온도를 계산하기 위한 여러가지 방법들이 제안되었으며, 다음의 미국특허에 개시된 기술도 그 중 하나이다.

미국특허 US6,422,062 B1호에 개시된 포그 센서 유니트를 살펴보면, 윈드쉴드에 부착된 유리온도센서와 윈드쉴드로부터 소정거리 떨어진 위치의 공기 온도를 감지하는 공기온도센서 및 상기 공기온도센서가 감지하는 공기의 습도를 감지하는 습도센서가 보호 돔 내에 설치되어 있다.

상기한 포그 센서 유니트는 공기온도센서와 습도센서를 이용하여 윈드쉴드로부터 소정거리 떨어진 위치의 온도와 습도를 감지함으로써 그 위치의 이슬점온도를 확인한 후, 유리온도센서에 의해 감지된 유리온도와 이슬점온도를 비교하여 포그 발생 여부를 결정하게 된다.

그러나, 상기한 포그 센서 유니트는 공기온도센서만으로 온도를 측정하여 이슬점온도를 연산하고 유리온도센서에 의해 감지된 유리온도는 이슬점온도 연산에 사용하지 않으므로 차량 내부에서의 공기 유동 등 외란에 의한 온도 변동이 심할 경우 공조 및 차량 상태에 따른 온도 분포 추세를 알 수가 없어 포그 예측시 정확성 및 응답성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 윈드쉴드 부분의 온도변화에 따라 주위의 수증기량을 보다 정확하게 추정하여 이슬점온도를 계산한 후 실제 포그 발생시점에 보다 근접하도록 포그 발생시점을 예측하여 불필요한 디포깅 시스템의 작동을 방지함으로써, 디포깅 시스템의 작동으로 인한 연비 저하를 방지할 수 있도록 한 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 윈드쉴드 부근의 온도분포를 고려하여 산정된 조합온도를 이용하여 이슬점 온도를 계산함으로써, 윈드쉴드 부근의 온도분포 및 기류나 실내외 온도차 등의 외란에 대한 보상없이 이슬점 온도를 계산하던 종래에 비해 보다 효과적인 디포깅 제어가 가능하도록 한 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차의 디포깅 장치에 따르면, 자동차의 윈드쉴드 유리면에 설치되어 차창의 표면온도를 검출하는 표면온도센서와, 상기 윈드쉴드 유리면으로부터 일정 거리 이격된 위치에 설치되어 윈드쉴드 주위의 습도를 감지하는 습도센서와, 상기 윈드쉴드 유리면으로부터 실내측으로 치우치게 설치되어 차창 주위의 주변온도를 감지하는 주변온도센서와, 상기 표면온도센서 및 주변온도센서에 의한 온도조합에 따라 결정된 조합온도와 상기 습도를 이용하여 이슬점온도를 구한 후 이슬점온도와 표면온도를 비교하여 포그의 발생 여부를 판단하여 시스템을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치에 따르면, 상기 주변온도센서는 상기 윈드쉴드에 포그가 발생할 때 포그 발생에 직접적인 영향을 미치는 층인 경계층의 바깥쪽에 설치되고, 상기 표면온도센서는 차실내의 온도 영향을 배제할 수 있도록 자신을 감싸는 절연재의 보호커버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치에 따르면, 상기 습도센서는 윈드쉴드 표면으로부터 0.5～10㎜ 이격된 위치에 설치되고, 다수의 구멍이 천공된 통기커버가 감싸도록 할 수 있다.

또, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치에 따르면, 상기 표면온도센서와 습도센서 및 주변온도센서는 윈드쉴드 내면의 소정 장소에 부착되는 단일한 케이스 내에 내장될 수 있고, 상기 표면온도센서와 습도센서 및 주변온도센서는 상기 제어부와 연결되도록 하나의 PCB에 설치되며, 상기 표면온도센서는 윈드쉴드의 유리면에 부착된 실리콘 패드에 밀착되어 설치된다.

또한, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치 제어방법에 따르면, 윈드쉴드의 표면온도와 윈드쉴드로부터 일정 거리 이격된 위치의 온도인 주변온도를 검출하는 제1단계와, 윈드쉴드에 근접하게 설치된 습도센서를 이용하여 윈드쉴드 부분의 습도를 검출하는 제2단계와, 상기 제1단계에서 얻어진 표면온도와 주변온도를 조합하여 조합온도를 설정하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 얻어진 습도와 제 3단계에서 얻어진 조합온도를 기준으로 이슬점온도를 연산하는 제4단계와, 상기 제4단계의 이슬점온도와 표면온도를 비교하여 표면온도가 이슬점온도보다 낮으면 디포깅 시스템을 작동시키고 그렇지 않으면 디포깅 시스템의 작동을 중지시키는 제5단계로 이루어진다.

또, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치 제어방법에 따르면, 상기 제3단계의 조합온도(Tc)는 자동차의 운행상태 및 공조상태에 따라 표면온도(Ts)와 주변온도(Te)에 가중치(x;0<x<1)를 두며,

의 수식을 통해 설정된다.

또한, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치 제어방법에 따르면, 상기 가중치는 차속, 블로워의 풍량, 공조기의 토출모드, 차 실내외의 온도차 중 적어도 하나 이상의 공조인자에 따라 결정되고, 바람직하게는 모든 공조인자들에 의해 결정된 가중치들의 평균값으로 결정된다.

또, 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치 제어방법에 따르면, 상기 제5단계에서는 이슬점온도와 표면온도 사이의 편차가 일정 이상이면 디포깅 시스템을 작동시키고 그렇지 않으면 디포깅 시스템의 작동을 중지시키게 된다.

상기한 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 2는 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치이 도시된 블록도이고, 도 3은 본 발명의 요부구성인 센서들의 설치 위치가 도시된 도면이며, 도 4는 본 발명의 요부구성인 온도센서들의 설치 개념도이다. 또, 도 5는 본 발명의 요부구성인 습도센서의 설치 개념도이고, 도 6은 습도센서가 차창에 밀착 설치될 경우의 습도변화가 도시된 참고도이며, 도 7은 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치의 일례가 도시된 구성도이다. 또한, 도 8은 본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치 제어방법이 도시된 순서도이고, 도 9는 각 온도 기준에 따른 포그 발생 예측 시점이 도시된 참고도이다.

본 발명에 의한 자동차의 디포깅 장치은, 자동차의 윈드쉴드 유리면(20)에 설치되어 차창의 표면온도(Ts)를 검출하는 표면온도센서(11)와, 상기 윈드쉴드 유리면(20)으로부터 일정 거리 이격된 위치에 설치되어 윈드쉴드 주위의 습도(H)를 감지하는 습도센서(12)와, 상기 윈드쉴드 유리면(20)으로부터 실내측으로 치우치게 설치되어 차창 주위의 주변온도(Te)를 감지하는 주변온도센서(13)와, 상기 표면온도센서(11) 및 주변온도센서(13)에 의한 온도조합에 따라 결정된 조합온도(Tc)와 상기 습도(H)를 이용하여 이슬점온도(Td)를 구한 후 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts)를 비교하여 포그의 발생 여부를 판단하여 시스템(30)을 제어하는 제어부(10)를 포함한다.

여기서, 상기 주변온도센서(13)는 윈드쉴드에 포그가 발생할 때 포그 발생에 직접적인 영향을 미치는 층인 경계층의 바깥쪽에 설치되며, 윈드쉴드의 차 실내면으로부터 4～15㎜의 범위 내에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 표면온도센서(11)의 주위에는 절연재의 보호커버(14)를 설치하여 차실내의 온도 영향을 배제한다.

또, 상기 습도센서(12)는 윈드쉴드 유리면(20)으로부터 0.5～10㎜ 이격된 위치에 설치되고, 다수의 구멍이 천공된 통기커버(15)가 감싸도록 하는 것이 바람직 하다. 여기서, 상기 습도센서(12)를 윈드쉴드 유리면(20)으로부터 0.5～10㎜ 이격시키는 이유는, 통기성의 문제를 해결함과 아울러 보다 정확하게 습도를 측정하기 위한 것이다.

즉, 습도센서(12)가 윈드쉴드의 표면에 너무 근접하게 설치되거나 통기가 되지 않을 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 제습시 습기가 정체되어 늦게 증발됨으로써 습도 측정의 정확성이 떨어지기 때문이다. 또한, 습도센서(12)를 윈드쉴드로부터 너무 멀리 위치시키는 경우에는 유리면(20) 부근의 습도를 측정해야 한다는 본래의 취지를 달성하지 못하기 때문이다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 표면온도센서(11)와 습도센서(12) 및 주변온도센서(13)는 윈드쉴드 실내면의 소정 장소에 부착되는 단일한 케이스(40) 내에 내장되고, 상기 표면온도센서(11)와 습도센서(12) 및 주변온도센서(13)는 상기 제어부(10)와 연결되도록 하나의 PCB(17)에 설치되며, 상기 표면온도센서(11)는 윈드쉴드의 유리면(20)에 부착된 실리콘 패드(16)에 밀착되도록 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 표면온도센서(11)를 보통 유리면(20)에 부착 상태로 유지하기가 곤란하므로 실리콘 패드(16)를 이용하며, 실리콘 패드(16)의 전도성이 우수하기 때문에 유리면(20)의 표면온도(Ts)를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 상기 습도센서(12)는 필름 형태로 된 것을 사용하여, 다수의 구멍이 형성된 통기커버(15)를 이용하여 유리면으로부터 이격된 위치에 있도록 설치할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자동차의 디포깅 시스템은 다음의 과정을 통 해 제어된다.

윈드쉴드의 표면온도(Ts)와 윈드쉴드로부터 소정 거리 이격된 위치의 온도인 주변온도(Te)를 검출하고, 윈드쉴드에 근접하게 설치된 습도센서(12)를 이용하여 윈드쉴드 부분의 습도(H)를 검출한다. 이어, 표면온도(Ts)와 주변온도(Te)를 조합하여 조합온도(Tc)를 설정한다.

조합온도(Tc)는 표면온도(Ts)와 주변온도(Te)를 이용하여 구할 수 있는데, 하기의 수학식 1을 이용하여 구하는 것이 바람직하다.

여기서, x는 자동차의 운행조건에 따라 결정되는 가중치이며, 0<x<1의 범위를 가지게 된다.

또한, 상기 가중치(x;0<x<1)는 차속, 블로워의 풍량, 공조기의 토출모드, 차 실내외의 온도차 중 적어도 하나 이상의 공조인자에 따라 결정된다.

상기 가중치(x;0<x<1)는, 차속에 따라 다른 값을 가지되, 차량이 고속으로 주행할수록 그 값이 커지게 되는데, 이는 고속주행의 경우 외부공기의 영향을 받아 유리면 경계층의 공기상태가 유리 표면쪽의 공기상태를 보이기 때문이다.

상기 가중치(x;0<x<1)는, 블로워의 풍량에 따라 다른 값을 가지되 블로워의 회전속도가 고속일수록 그 값이 작아진다. 이는 블로워의 풍량이 증대될수록 경계층의 공기가 실내공기의 영향을 많이 받기 때문이다.

상기 가중치(x;0<x<1)는, 공조기의 토출모드에 따라 다른 값을 가지게 되며, 플로어모드(FLR)나 혼합모드(MIX) 및 디프로스트모드(DEF)의 경우에는 벤트모드(VENT)나 바이레벨모드(B/L)의 경우보다 큰 값을 가진다. 이는 디프로스트 덕트로 공기가 토출되는 경우 조합온도가 과도하게 실내온도를 추종하는 것을 보정하기 위해서이다.

상기 가중치(x;0<x<1)는, 실내와 실외의 온도차에 의해 다른 값을 가지되, 실내외의 온도차가 클수록 큰 값을 가진다. 이는 실외의 온도와 실내의 온도의 차이가 클수록 표면온도가 포그의 발생에 미치는 영향이 커지기 때문이다.

다음의 표 1은 공조인자에 따른 가중치 설정의 일례를 나타낸 것이다.

즉, 상기 가중치(x;0<x<1)는 차속에 따라 다른 값을 가지게 되는데, 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 0.5 이상, 저속으로 주행하는 경우에는 0.5 미만의 값으로 설정하게 된다. 이는 고속주행의 경우 외부공기의 영향을 받아 유리면 경계층의 공기상태가 유리 표면쪽의 공기상태를 보이기 때문이다.

또, 상기 가중치(x;0<x<1)는 블로워의 풍량에 따라서도 다른 값을 가지게 되는데, 블로워의 회전속도가 고속이면 0.5 미만, 저속이면 0.5 이상의 값을 가지도록 설정하게 된다. 이는 블로워의 풍량이 증대될수록 경계층의 공기가 실내공기의 영향을 많이 받기 때문인데, 그 결과로 주변온도(Te)의 비중을 증대시켜야만 적합한 조합온도(Tc)를 구할 수 있다.

또한, 상기 가중치(x;0<x<1)는 공조기의 토출모드에 따라 다른 값을 가지게 되며, 벤트모드(VENT)나 바이레벨모드(B/L)의 경우에는 0.5, 플로어모드(FLR)나 혼합모드(MIX) 및 디프로스트모드(DEF)의 경우에는 0.5 이상의 값을 가지도록 설정하게 된다. 특히, 디프로스트모드의 경우에는 경계층의 공기가 디프로스트 덕트를 통해 배출되는 공기의 영향을 받게 되나, 가중치(x)를 0.5로 할 경우 조합온도가 실내온도를 과도하게 추종할 수 있으므로 가중치(x)를 크게 하여 왜곡을 보정하게 된다.

또, 상기 가중치(x;0<x<1)는 실내와 실외의 온도차에 의해서도 다른 값을 가지게 되는데, 실내외의 온도차가 클수록 가중치(x)는 큰 값을 가지게 된다. 즉, 실내온도가 실외온도보다 더 많이 높은 경우에는 표면온도가 큰 비중을 차지하도록 가중치(x)를 크게 한다.

물론, 상기한 가중치(x;0<x<1)의 값들은 단지 하나의 예에 불과하며, 실제 적용할 때에는 실험 등의 결과를 이용하여 가중치를 각각 설정하는 것이 바람직하다.

상기 가중치(x;0<x<1)는, 모든 공조인자들에 의해 결정된 가중치들의 평균값으로 결정되는 것이 바람직하다. 따라서, 실제로 적용되는 가중치(x)는 하기의 수학식 2로 나타낼수 있다.

여기서, n은 공조인자의 총수, x1～xn은 각 공조인자의 개별 가중치이다.

상기한 수학식 2에 의하여 전체적인 가중치(x)가 설정되면, 가중치(x)를 이용하여 조합온도(Tc)를 계산한다. 여기서, 조합온도(Tc)는 각 결정인자의 개별 가중치를 이용하여 다음의 수학식 3과 같이 나타낼수도 있다.

상기한 수학식 1 또는 수학식 3에 의해 조합온도(Tc)의 연산이 완료되면, 습도센서(12)에 의해 검출된 습도(H)와 조합온도(Tc)를 이용하여 절대 수증기량을 계산한다. 절대수증기량의 계산이 완료되면, 절대 수증기량에 따라 이슬점온도(Td)를 확인한다. 결과적으로, 표면온도(Ts)와 주변온도(Te) 및 습도(H)를 이용하여 이슬점온도(Td)를 연산하는 것이다.

삭제

이어, 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts)를 비교하여 표면온도(Ts)가 이슬점온도(Td)보다 낮으면 디포깅 시스템(30)을 작동시키고 그렇지 않으면 디포깅 시스템(30)의 작동을 중지시킨다. 즉, 표면온도(Ts)가 이슬점온도(Td)보다 낮으면 수증기가 응결되어 포그가 발생될 수 있으므로, 디포깅 시스템(30)을 작동시켜 윈드쉴드로 따뜻한 공기 또는 차가운 공기를 공급하여 포그가 발생되지 않도록 한다. 물론, 표면온도(Ts)가 이슬점온도(Td)보다 높은 경우에는 포그가 발생되지 않으므로, 디포깅 시스템(30)의 작동을 중지시켜 연비가 저하되지 않게 한다.

여기서, 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts)를 비교할 때 둘 사이의 편차가 일정(ε) 이상이면 디포깅 시스템(30)을 작동시키고, 그렇지 않으면 디포깅 시스템(30)의 작동을 중지시킬 수도 있다. 즉, 기존의 표면온도(Ts) 및 주변온도(Te)만을 고려하여 현재 공기 상태의 포그 발생 확률을 연산하는 것뿐만 아니라 주변온도(Ts)와 표면온도(Ts)의 온도구배를 통해 조합온도(Tc)의 변화추이를 감안함으로써 포그 발생 여부를 미리 예측하는 것이다.

도 9에는 각 온도기준에 따른 포그 발생 예측 시점이 도시되어 있는 바, 표면주변온도(Te)나 주변온도(Ts)를 기준으로 하여 포그 발생을 예측한 것보다 조합온도(Tc)를 기준으로 하여 포그 발생을 예측한 것이 실제와 가장 유사하게 나타남을 알 수 있다.

즉, 본 발명과 같이 조합온도(Tc)를 기준으로 포그 발생시점을 예측한 결과, 시동 후 약 25분이 경과된 이후에 포그가 발생될 것으로 예측되어 디포깅 시스템(30)의 불필요한 작동시간을 약 2분 정도로 단축시킬 수 있었다. 따라서, 기존의 방식에 비해 디포깅 시스템(30)의 작동시간이 줄어들게 되어 에너지의 낭비가 방지되고 연비가 향상되도록 할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것 이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차의 디포깅 장치 및 그 제어방법에 따르면, 차량의 운행상태 및 공조상태에 따라 윈드쉴드 주위의 이슬점온도(Td)를 연산하게 되므로 실제 포그 발생에 근사하게 디포깅 시스템(30)을 작동시킬 수 있어 불필요하게 디포깅 시스템(30)을 작동시키는데 따르는 에너지의 소비를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

자동차의 윈드쉴드 유리면(20)에 설치되어 차창의 표면온도(Ts)를 검출하는 표면온도센서(11)와;

상기 윈드쉴드 유리면(20)으로부터 일정 거리 이격된 위치에 설치되어 윈드쉴드 주위의 습도(H)를 감지하는 습도센서(12)와;

상기 윈드쉴드 유리면(20)으로부터 실내측으로 치우치게 설치되어 차창 주위의 주변온도(Te)를 감지하는 주변온도센서(13)와;

상기 표면온도센서(11) 및 주변온도센서(13)에 의한 온도조합에 따라 결정된 조합온도(Tc)와 상기 습도(H)를 이용하여 이슬점온도(Td)를 구한 후, 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts)를 비교하여 포그의 발생 여부를 판단하고, 포그 발생 여부에 따라 디포깅 시스템(30)을 제어하는 제어부(10);를 포함하고,

상기 주변온도센서(13)는, 상기 윈드쉴드에 포그가 발생할 때 포그 발생에 직접적인 영향을 미치는 층인 경계층의 바깥쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 주변온도센서(13)는, 상기 윈드쉴드의 차 실내면으로부터 4～15㎜의 범위 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
제1항에 있어서,

상기 표면온도센서(11)는, 차실내의 온도 영향을 배제할 수 있도록 자신을 감싸는 절연재의 보호커버(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
제1항에 있어서,

상기 습도센서(12)는, 윈드쉴드 표면으로부터 0.5～10㎜ 이격된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
제1항에 있어서,

상기 습도센서(12)는, 다수의 구멍이 천공된 통기커버(15)가 감싸도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
제1항에 있어서,

상기 표면온도센서(11)와 습도센서(12) 및 주변온도센서(13)는 윈드쉴드 내면의 소정 장소에 부착되는 단일한 케이스(40) 내에 내장되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
제1항 또는 제7항에 있어서,

상기 표면온도센서(11)와 습도센서(12) 및 주변온도센서(13)는 상기 제어부(10)와 연결되도록 하나의 PCB(17)에 설치되고, 상기 표면온도센서(11)는 윈드쉴드의 유리면(20)에 부착된 실리콘 패드(16)에 밀착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치.
윈드쉴드의 표면온도(Ts)와 윈드쉴드로부터 소정 거리 이격된 위치의 온도인 주변온도(Te)를 검출하는 제1단계와;

상기 윈드쉴드에 근접하게 설치된 습도센서를 이용하여 윈드쉴드 부분의 습도(H)를 검출하는 제2단계와;

상기 제1단계에서 얻어진 표면온도(Ts)와 주변온도(Te)를 조합하여 조합온도(Tc)를 설정하는 제3단계와;

상기 제2단계에서 얻어진 습도(H)와 제 3단계에서 얻어진 조합온도(Tc)를 기준으로 이슬점온도(Td)를 연산하는 제4단계와;

상기 제4단계의 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts)를 비교하여 표면온도(Ts)가 이슬점온도(Td)보다 낮으면 디포깅 시스템을 작동시키고 그렇지 않으면 디포깅 시스템의 작동을 중지시키는 제5단계;로 이루어지고,

상기 제3단계의 조합온도(Tc)는, 자동차의 운행상태 및 공조상태에 따라 표면온도(Ts)와 주변온도(Te)에 가중치(x;0<x<1)를 두며, 다음과 같은 수식을 통해 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.
삭제
제9항에 있어서,

상기 가중치(x;0<x<1)는, 차속, 블로워의 풍량, 공조기의 토출모드, 차 실내외의 온도차 등의 공조인자들에 따라 의해 결정된 개별 가중치들의 평균값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.
제9항 또는 제11항에 있어서,

상기 가중치(x;0<x<1)는, 차속에 따라 다른 값을 가지되, 차량이 고속으로 주행할수록 그 값이 커지는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.
제9항 또는 제11항에 있어서,

상기 가중치(x;0<x<1)는, 블로워의 풍량에 따라 다른 값을 가지되, 블로워의 회전속도가 고속일수록 그 값이 작아지는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.
제9항 또는 제11항에 있어서,

상기 가중치(x;0<x<1)는, 공조기의 토출모드에 따라 다른 값을 가지게 되며, 플로어모드(FLR)나 혼합모드(MIX) 및 디프로스트모드(DEF)의 경우에는 벤트모드(VENT)나 바이레벨모드(B/L)의 경우보다 큰 값을 가지도록 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.
제9항 또는 제11항에 있어서,

상기 가중치(x;0<x<1)는, 실내와 실외의 온도차에 의해 다른 값을 가지되, 실내외의 온도차가 클수록 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.
제9항에 있어서,

상기 제5단계는, 이슬점온도(Td)와 표면온도(Ts) 사이의 편차가 일정(ε) 이상이면 디포깅 시스템을 작동시키고 그렇지 않으면 디포깅 시스템의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 디포깅 장치 제어방법.