KR20010092531A - 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 외부의 가스환경을 감지하여 오염여부를 판단하므로써 유해공기의 차 실내로의 유입을 막을 수 있도록 하는 장치에 적용되는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것으로서,

소정시간 간격으로 전압변화량(ΔV)을 구하여 제1 시간 및 그 보다 큰 제2 시간 동안의 이동평균을 구하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 구해진 제1 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이면 오염이라고 판단하는 제2 과정; 상기 제2 과정에서 제1 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이 아닌 것으로 판단되는 경우에 상기 제1 과정에서 구해진 제2 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제2 기준값 이상이면 오염이라고 판단하는 제3 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 자동차 외부의 가스환경을 감지하여 오염여부를 판단하므로써 유해공기의 차 실내로의 유입을 막을 수 있도록 하는 장치에 적용되는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법에 관한 것이다.

최근, 도심의 환경오염이 심각한 지경에 이르면서 일반 사람들의 건강에 해로운 영향을 미치고 있다. 특히, 차량의 배기가스를 계속적으로 접해야 하는 차량 운전자의 불쾌감이 증가하고 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 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, 가스센서(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 가스(CO, Hydrocarbon)의 감지시에는 출력전압이 증가하고, 환원성 가스(NOx)의 감지시에는 전압이 감소하는 형태를 띄게 된다. 일반적으로 샘플링은 여러가지 조건을 고려하여 0.5초로 하였다.

종래 기술의 경우는 출력 전압신호의 평균을 기준으로 삼아 여기서 일정한 차를 상하로 둔 한계범위(limit band)를 만들고, 이를 초과하면 오염으로 판단하는 방법을 사용하였다. 즉, 갑자기 가스를 감지하게 되면 센서의 저항이 급변하여 회로의 출력 전압값이 급변하게 된다. 이 변화의 폭을 가지고 오염여부를 결정하는 것이다. 이때, 출력 전압의 절대값은 의미가 없는데 이것은 부하저항값에 따라, 또는 온도, 습도, 제품에 따라 절대값이 틀려지기 때문이다. 결국, 전압 변화량(ΔV)을 이용하여 오염여부를 판단하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법은 전압 변화량(ΔV) 만을 이용하여 판단을 하기 때문에 그 시간이 짧아서 오판의 소지가 있으며, 한계를 넘지 않으나 계속적으로 신호가 증가하거나 감소하는 경우에 청정한 경우로 잘못 판단하게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 저항의 차로 인한 전압의 차가 발생시 이 전압의 차를 오염판단의 기준으로 하는 동시에 일정시간 동안의 전압의 차의 평균을 오염판단의 기준으로 하는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 긴 시간 동안의 전압의 차의 이동평균과 상대적으로 짧은 시간 동안의 전압차의 이동평균 두 가지를 가지고 오염판단의 기준으로 하는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 가스센서의 구성을 나타내는 회로도.

도 2는 가스센서를 이용하여 차량의 실외공기의 오염정도를 감지하는 경우의 출력전압 파형도.

도 3은 본 발명에 의한 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 과정을 나타내는 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

S : 가스센서 E : 입력전압

R_L: 부하저항 Rs : 센서저항

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 소정시간 간격으로 전압변화량(ΔV)을 구하여 제1 시간 및 그 보다 큰 제2 시간 동안의 이동평균을 구하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 구해진 제1 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이면 오염이라고 판단하는 제2 과정; 상기 제2 과정에서 제1 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이 아닌 것으로 판단되는 경우에상기 제1 과정에서 구해진 제2 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제2 기준값 이상이면 오염이라고 판단하는 제3 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.

도 3은 본 발명에 의한 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 과정을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 본 발명은 오염을 판단하는 기준값을 초과하지 않는 경우에도 계속적으로 측정값이 증가하는 경우에 오염으로 판단하여 실외공기가 차량내부로 진입하지 못하도록 모드결정부가 동작하도록 하는 것이다.

그를 위하여 전압변화량(ΔV)의 이동평균을 2개 구한다. 하나는 2초 동안의 이동평균이고, 다른 하나는 10초 동안의 이동평균을 구한다. 이때, 각각의 기준값(threshold)은 실험에 의해 구해진다.

그후, 상기에서 구해진 2초 동안의 동안의 이동평균값을 모드 결정부의 연산수단(미도시)에서 미리 정해진 제1 기준값과 비교하고, 2초 동안의 동안의 이동평균값이 제1 기준값 이상이면 오염이라고 판단한다. 결국, 이 경우에는 지난 2초 동안에 급격한 변화가 있음을 의미하는 것이다.

한편, 상기에서 2초 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이 아닌 것으로 판단되는 경우에는 상기에서 구해진 10초 동안의 이동평균값이 정해진 제2 기준값 이상인지를 모드 결정부의 연산수단(미도시)에서 비교한다. 이때, 10초 동안의 이동평균값이 정해진 제2 기준값 이상이면 오염이라고 판단한다. 이 경우에는 지난 2초 동안에 큰 전압의 변화는 없지만 10초 동안에 계속적으로 증가해 왔음을 의미한다.

상기의 동작이 이루어지는 동안에 10초 동안의 이동평균값이 정해진 제2 기준값 이상이 아니면 즉, 작으면 지난 2초 동안의 변화도 10초 동안의 변화도 거의 없음을 의미하기 때문에 차량의 외부가 청정지역인 것으로 판단한다.

본 발명에서는 전압변화량(ΔV) 만을 가지고 판단을 할 경우 그 시간이 짧아 오판의 소지가 있기 때문에 적당한 시간 즉, 2초 동안의 전압변화량을 가지고 이 값이 정해진 기준값 이상이면 오염이라고 판단하도록 한다. 또한, 정해진 기준값 이하라고 할 지라도 지속적으로 출력전압값이 증가하는 경우에는 오염이라고 판단하여야 하므로 2초 보다 더 긴 시간 즉, 10초 동안의 전압변화량의 평균을 또 하나의 오염 판단인자로 사용하였다.

결국, 짧은 시간과 긴 시간 두 가지의 전압변화량의 평균을 가지고 오염을 판단하는 것이다.

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 짧은 시간과 긴 시간 동안의 전압 변화량을 이용함으로써 급격한 가스환경의 변화를 인식하여 차량 실내로의 유입을 방지할 수 있는 동시에 급격한 변화는 아니더라도 완만한 가스환경의 변화로 인한 오염을 인식하고 이 오염된 가스의 차량 실내로의 유입을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 소정시간 간격으로 전압변화량(ΔV)을 구하여 제1 시간 및 그 보다 큰 제2 시간 동안의 이동평균을 구하는 제1 과정;

   상기 제1 과정에서 구해진 제1 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이면 오염이라고 판단하는 제2 과정;

   상기 제2 과정에서 제1 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제1 기준값 이상이 아닌 것으로 판단되는 경우에 상기 제1 과정에서 구해진 제2 시간 동안의 이동평균값이 정해진 제2 기준값 이상이면 오염이라고 판단하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스센서에 의한 차량외부 오염판단 방법.