KR20010092530A - 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염판단의 기준값이 제품 및 환경에 따라 자동으로 변경되도록 함으로써 오염판단의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것으로서,

가스센서의 출력전압을 이용하여 오염을 판단하기 위하여, 외부공기를 계속적으로 받아들여 제1 시간 간격으로 오염정도의 변화에 따른 전압변화량(ΔV)을 구하는 제1 과정; 제2 시간 동안에 상기 제1 과정에 의해 구해진 전압변화량을 크기에 따라 분류하고 그 돗수를 구하는 제2 과정; 상기 제2 과정에서 구해진 돗수에 의해 특정 계급값 또는 계급값에 임의의 수가 더해지거나 빼진 수를 기준값으로 정하는 제3 과정; 및 입력되는 전압변화량이 상기 제3 과정에서 구해진 기준값을 벗어나는 경우에 오염으로 판단하고, 제3 시간이 경과된 후 상기 제1 과정으로 진행하여 상기의 과정을 반복하도록 하는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법 {A estimative method of pollution in the other surface of vehicle by gas sensor }

본 발명은 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것으로서, 보다상세하게는 오염판단의 기준이 되는 기준값을 상황에 따라 변화시킬 수 있도록 하는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것이다.

최근, 환경오염이 심각한 지경에 이르면서 일반 사람들의 건강에 해로운 영향을 미치고 있다. 특히, 차량의 배기가스를 계속적으로 접해야 하는 차량 운전자들의 건강을 위협하는 요소로 작용하고 있다.

일반적으로 차량에는 공기조화 시스템이 구비되어 있는데, 실내공기를 순환시킬 것인지, 실외공기를 흡입할 것인지를 결정하는 모드결정부가 포함된다. 그런데, 상기 모드결정부는 운전자에 의해 수동으로 조작되는 경우가 통상적인데, 차량 내부의 환기를 목적으로 실외공기를 받아들이는 경우에 앞에서 진행하고 있는 차량의 배기가스와 같은 오염된 실외공기가 차량 실내로 유입되면 불쾌감을 증가시키는 동시에 운전자 및 차량 탑승자의 건강에 해로운 영향을 미치게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근의 차량에는 실외공기의 오염정도를 감지하여 자동으로 상기 모드결정부를 동작시킬 수 있는 장치들이 부착되고 있다. 이때, 실외공기의 오염정도를 감지하기 위한 수단으로서 가스센서가 주로 사용되고 있다.

상기 가스센서는 산화성 및 환원성 가스에 반응하여 그 저항값이 변화됨으로써 그에 따른 전압값을 출력하는 것이 일반적이다. 이때, 산화성 가스를 감지하게 되면 그 농도에 따라 저항이 감소되고, 환원성 가스를 감지하게 되면 그 농도에 따라 저항이 증가된다. 그러나, 주위의 온도와 습도 및 풍속에 따라 그 감도가 영향을 받기 때문에 그를 보정해주는 기술에 대한 연구가 진행중이다.

도 1에는 일반적인 가스센서의 구성을 나타내는 회로도가 제시되어 있다.

도 1을 참조하면, 센서(S)에 직렬로 부하저항(R_L)을 달아주고, 센서저항(Rs)의 변화에 따라 발생되는 상기 부하저항(R_L)에서의 전압변화를 이용하여 공기의 오염여부를 판단한다. 상기 부하저항(R_L)은 청정공기에서 가스센서의 센서저항(Rs)을 고려하여 비슷한 값의 저항을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 가스센서를 이용하여 차량의 실외공기의 오염정도를 감지하는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같은 파형이 출력된다. 즉, 청정시에는 부하저항(R_L)과 센서저항(Rs)이 같기 때문에 입력전압(E)의 절반(E/2)에 해당되는 전압값이 출력되고, 그를 중심으로 산화성 가스의 감지시에는 출력전압이 증가하고, 환원성 가스의 감지시에는 전압이 감소하는 형태를 띄게 된다. 일반적으로 샘플링은 여러가지 조건을 고려하여 0.5초로 하였다.

종래 기술의 경우는 소정의 기준값을 두고 이를 초과하면 오염으로 판단하는 방법을 사용하였는데, 반도체 가스센서는 온도, 습도, 풍속 등의 환경 및 제품에 따라 감도가 다르기 때문에 고정된 동일한 기준값을 두고 오염을 판단하게 되면 잘못된 판단을 하는 경우가 발생되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 온도나 습도를 보상해주는 하드웨어 및 소프트웨어가 사용되는데, 제품별로 다른 감도를 보정하는 것은 생산측면에서 거의 불가능하며, 다른 요소의 보정을 하는 경우에도 별도의 회로들이 필요하여 많은 비용이 소요됨으로써 제품의 단가를 높이게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 오염이 적은 농촌지역이나 산촌에서는 낮은 오염상태에서도 운전자가 불쾌감을 느끼게 되는데, 지역에 관계없이 동일한 기준값으로 오염을 판단하기 때문에 오염이 적은 농촌지역이나 산촌에서는 오염상태가 확인되지 않아 운전자 및 탑승자에게 불쾌감을 주게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 오염판단의 기준값이 제품 및 환경에 따라 자동으로 변경되도록 함으로써 오염판단의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 가스센서의 구성을 나타내는 회로도

도 2는 차량의 실외공기의 오염정도를 감지하는 경우에 가스센서의 출력전압 파형 예시도

도 3은 본 발명에 의한 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법을 나타내는 흐름도

도 4는 본 발명에 의하여 오염판단시 청정지역에서의 돗수분포를 나타내는 히스토그램

도 5는 본 발명에 의하여 오염판단시 오염지역에서의 돗수분포를 나타내는 히스토그램

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 가스센서의 출력전압을 이용하여 오염을 판단하기 위하여, 외부공기를 계속적으로 받아들여 제1 시간 간격으로 오염정도의 변화에 따른 전압변화량(ΔV)을 구하는 제1 과정; 제2 시간 동안에 상기 제1 과정에 의해 구해진 전압변화량을 크기에 따라 분류하고 그 돗수를 구하는 제2 과정; 상기 제2 과정에서 구해진 돗수에 의해 특정 계급값 또는 계급값에 임의의 수가 더해지거나 빼진 수를 기준값으로 정하는 제3 과정; 및 입력되는 전압변화량이 상기 제3 과정에서 구해진 기준값을 벗어나는 경우에 오염으로 판단하고, 제3 시간이 경과된 후 상기 제1 과정으로 진행하여 상기의 과정을 반복하도록 하는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법을 제공한다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 일반적인 가스센서가 제품마다 감도 즉, 청정공기에 대한 특정농도의 저항비가 틀리고, 이 감도는 온도나 습도에 따라 다르기 때문에 정도의 차이는 있지만 같은 농도의 가스를 감지해도 출력으로 나타나는 전압값은 차이가 있다는데 그 착안점을 둔 것이다.

결국, 오염은 전압의 차를 가지고 판단하게 되지만, 전압변화량(ΔV)이 외부환경이나 제품마다 틀리다면 고정된 기준값을 가지고 오염여부를 결정한다는 것은 잘못된 판단을 할 수 있다는 것을 의미하게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 의하여 오염판단시 청정지역에서의 돗수분포를 나타내는 히스토그램이며, 도 5는 본 발명에 의하여 오염판단시 오염지역에서의 돗수분포를 나타내는 히스토그램이다.

상기 도 3 내지 도 5를 참조하면, 차량이 진행하는 동안에 가스센서는 외부공기의 일부와 접촉하게 된다. 이때, 외부공기의 오염정도에 따라 그 저항값이 변화됨으로써 도 1에서와 같은 회로에 의해 도 2에 도시된 바와 같은 출력전압의 파형이 나타난다.

그후, 가스센서에서는 외부공기를 계속적으로 받아들여 제1 시간 간격으로 오염정도의 변화에 따른 전압변화량(ΔV)을 구하는데, 제2 시간 동안에 구해진 전압변화량을 크기에 따라 분류하고 그 돗수를 구하게 된다. 예를 들어, 제2 시간 동안에 1000개의 전압변화량(ΔV) 데이터를 구하고, 각각의 데이터를 크기에 따라 분류하여 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 돗수를 구한다. 이때, 청정지역의 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 전압변화량(ΔV)의 분포가 거의 "0"에 가까운 데이터가 대부분이고 일부가 따로 떨어져서 분포하게 됨을 알 수 있다. 또한, 오염지역의 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 전압변화량(ΔV)의 분포가 거의 "0"에 가까운 데이터가 대부분이나 다수의 큰 값들이 청정지역에 비하여 고르게 분포됨을 알 수 있다.

따라서, 상기 도 4 및 도 5의 각 히스토그램에서 돗수가 큰 계급부터 나열하여 몇번째 계급에 속한 계급값에 적당한 수를 감산하거나 가산하여 기준값으로 정한다.

그후, 상기의 기준값을 이용하여, 입력되는 전압변화량이 기준값을 벗어나는 경우에 오염으로 판단한다. 이때, 일정시간이 경과된 경우에 상기의 각 과정을 반복하여 기준값을 계속적으로 변경한다.

상기와 같은 동작에 의해 주위환경이나 제품에 관계없이 그때의 상황에 맞는 오염판단이 가능해진다.

이상에서, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법은 환경에 따라 오염판단의 기준값을 변경시킴으로써 즉, 오염이 적은 농촌지역이나 산촌에서는 기준값을 낮추고, 오염이 많은 도시지역에서는 기준값을 높임으로써 운전자가 느끼는 상태에 따라 실내공기를 순환시킬 것인지, 실외공기를 흡입할 것인지가 결정되도록 함으로써 운전자의 느낄 수 있는 불쾌감을 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 온도 및 습도 등에 관계없이 그 이전 일정 시간 동안의 가스환경을 반영하여 기준값이 변화게 됨으로써 언제나 같은 정도의 농도변화가 발생할 때 오염이라고 판단하게 되어, 보상회로가 필요없게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 가스센서의 출력전압을 이용하여 오염을 판단하기 위하여, 외부공기를 계속적으로 받아들여 제1 시간 간격으로 오염정도의 변화에 따른 전압변화량(ΔV)을 구하는 제1 과정;

   제2 시간 동안에 상기 제1 과정에 의해 구해진 전압변화량을 크기에 따라 분류하고 그 돗수를 구하는 제2 과정;

   상기 제2 과정에서 구해진 돗수에 의해 특정 계급값 또는 계급값에 임의의 수가 더해지거나 빼진 수를 기준값으로 정하는 제3 과정; 및

   입력되는 전압변화량이 상기 제3 과정에서 구해진 기준값을 벗어나는 경우에 오염으로 판단하고, 제3 시간이 경과된 후 상기 제1 과정으로 진행하여 상기의 과정을 반복하도록 하는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법.