KR20030020725A - 차량의 유해가스 유입 차단 시스템 - Google Patents

차량의 유해가스 유입 차단 시스템 Download PDF

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Abstract

차량의 외기 공기 오염도에 따라 인테크 도어를 제어하기 위한 차량의 유해가스 유입 차단 시스템이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 유해가스 검출을 위한 가스센서, 상기 가스센서로부터 검출된 신호의 가변성을 줄이기 위한 온도보상 회로, 고주파의 노이즈 신호를 제거하기 위한 로우패스 필터, 및 상기 로우패스 필터의 출력단 신호를 소정 게인으로 증폭 출력하기 위한 증폭 회로로 이루어진 에이큐에스(AQS)와; 에이큐에스(AQS)에서 출력되는 유해가스 검출신호를 입력받아 디지트화된 정보로 변환시키기 위한 에이디 컨버터, 상기 에이디 컨버터를 거쳐 유입되는 상기 디지트화된 정보를 입력받아 데이터 메모리에 기 저장된 유해가스 판정 기준에 따른 기준치 정보와 상호 비교하여 비교 결과 정보를 생성하기 위한 마이크로 컨트롤러, 상기 마이크로 컨트롤러의 상기 비교 결과 정보에 기초하여 상기 모터 구동을 위한 제어 신호를 출력하는 모터 드라이버로 이루어진 에프에이티씨(FATC)로 이루어져, AQS의 제조 단가를 낮출 수 있는 효과와 더불어, AQS가 하드웨어적인 부분으로만 구성됨에 따라 에러 발생시 에러 검출이 용이하며, 시스템 자체가 간소화되어 생산 능률이 향상되고 설치가 수월하다는 장점을 갖는다.

Description

차량의 유해가스 유입 차단 시스템{AN AQS CONTROL SYSTEM FOR CAR}
본 발명은 차량의 에이큐에스(AQS:Air Quality control System)에 관한 것으로, 보다 상세히는 에이큐에스의 유해가스 검출 시스템을 단순화시키고 에이큐에스와 연동되는 에프에이티시(FATC:Full Automatic Temperature Controller)로부터 유해가스 검출 제어가 이루어지도록 하는 차량의 유해가스 유입 차단 시스템에 관한것이다.
일반적으로, 차량의 운행중에는 도로상에 분포되어 있는 다수의 유해 가스, 즉 아황산가스, 이산화 질소, 탄화 수소 및 일산화 탄소 등의 차량의 실내로 유입된다. 유해 가스가 차내로 유입될 경우, 사용자는 외기 순환 모드에서 내기 순환 모드로 변환하여 유해 가스가 차내로 유입됨을 방지한다. 이러한 차내의 순환 모드를 설정함에 있어, AQS 즉 유해가스 차단 장치(Air Quality control System)은 외기의 공기에 유해 가스가 일정치 이상 포함되어 있을 때 이를 감지하여, 차량의 인테크 도어(Intake door)를 내기 순환 모드로 자동 변환시키고 있다.
유해 가스의 검출부터 인테크 도어의 제어까지 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래 AQS 장치를 설명하기 위한 구성도이다. AQS는 차량의 라디에이터 그릴 안쪽에 장착되며, 시스템의 안정적 전원을 공급하기 위한 전원 회로(101), 유해 가스를 검출하기 위한 가스 센서(103), 상기 가스 센서(103)로부터 검출된 유해 가스 정보를 분석하여 분석 결과에 따른 결과 정보를 생성하기 위한 마이컴(105) 및 상기 마이컴(105)에서 출력된 결과 정보를 토대로 소정의 프로토콜을 가미한 디지털 신호로 출력하기 위한 신호 출력 회로(107)로 구성된다. 출력 신호는 데이터 선(109)을 통해 이하 FATC로 검출 정보가 전송된다.
도면 번호 110은 FATC(Full Automatic Temperature Controller)로써, 운전자에 의한 온도 설정값을 목표로 내외기 모드, 풍향, 풍속, 온도 조절 도어 개도를 자동으로 조절토록 하여 차내의 온도를 조절하기 위한 장치이다. 이러한 FATC(110)은 시스템을 제어하기 위한 프로그램을 내장한 마이크로 컴퓨터(111)가 탑재된다. 상기 마이크로 컴퓨터(111)는 AQS(100)의 신호 출력 회로(107)로부터 유해 가스 검출에 대한 결과 정보를 전송받아 차량의 인테크 도어를 제어하기 위한 인테크 모터(115)를 구동시킨다.
또한, 마이크로 컴퓨터(111)와 인테크 모터(115) 사이에 인터페이스로 사용되는 모터 드라이버(113)가 구비되어, 인테크 모터(115) 제어를 위한 구동 신호를 생성한다.
사용자는 유해 가스 유입 방지를 위해 차량의 인스트르먼트 패널에 마련된, AQS 단자를 동작시켜, 상기 전원 회로(101)에 전원이 공급되도록 한다. 전원 회로(101)는 이로부터 정전압을 생성하여 상기 마이컴(105) 및 주변 소자로 안정적인 전원이 공급되도록 한다. 시스템이 안정되면, 가스 센서(103)는 차량 외기의 유해 가스를 검출하여 아날로그화된 신호를 생성한다.
상기 아날로그화된 신호, 즉 공기 오염도에 대한 유해 가스 점유 정보는 마이컴(105)의 일측 포트로 제공되며, 마이컴(105)은 기 프로그램화된 제어 모듈에 따라 가스 센서(103)의 검출 정보를 분석한다. 마이컴(105)의 분석 결과는 신호 출력 회로(107)로 제공되며, 신호 출력 회로(107)는 소정의 프로토콜에 따라 상기 분석 결과에 대응한 결과 정보를 상기 FATC(110)로 전송한다.
FATC(110)는 상기 결과 정보에 응답하여 모터 드라이버(113)로 인테크 도어 제어를 위한 모터 구동 제어 신호를 생성한다. 즉, FATC(110)는 외기로부터 유해 가스가 기준치 이상 검출됨으로 판단되면, 상기 모터 드라이버(113)로 차량의 내부순환 모드로 절환되도록 모터 구동 제어 신호를 출력하는 것이다. 따라서, 마이크로 컨트롤러(111)의 제어하에 상기 인테크 모터(115)가 구동되어 차량의 외기 순환 또는 내기 순환 모드가 설정되는 것이다.
그러나, 이러한 시스템은 AQS 및 FATC가 상호 서로 다른 제어 패턴을 구현하고 있기 때문에, 가스 센서로부터 검출된 신호를 변환시켜 FATC는 이러한 신호를 수신하여 유해 가스의 기준치 초과 여부를 판단하여 인테크 도어를 제어하게 된다. 따라서 AQS의 마이컴과 FATC의 마이크로 컨트롤러가 각각의 구동 프로그램을 탑재하여야 하며, 이는 단가 상승의 요인이 될 뿐만 아니라, AQS 및 FATC를 구현함에 있어 각각의 소프트웨어와 하드웨어로 구성해야 하는 펌웨어를 통해 기술 개발을 해야 하기 때문에 개발 기간이 장기화 되는 어려움이 발생되고 있는 것이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 에이큐에스(AQS) 및 에프에이티씨(FATC)의 구성을 단순화하여 생산 단가를 낮출 수 있는 차량의 유해가스 유입 차단 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 차량의 유해가스 유입 차단 시스템은, 차량의 외기 오염에 따른 오염도를 검출하며, 오염에 따른 아날로그의 유해가스의 검출 신호를 출력하기 위한 에이큐에스(AQS); 및 상기 에이큐에스(AQS)에서 검출된 상기 유해가스 검출 신호를 신호선을 통해 인가받아 기 저장된 유해가스 기준치 정보와 비교하여 비교 결과에 따른 결과 정보를 생성한 후, 상기 결과 정보에 기초하여 인테크 도어를 제어하기 위해 모터를 구동시키는에프에이티씨 (FATC)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 에이큐에스(AQS)는 유해가스 검출을 위한 가스센서, 상기 가스센서로부터 검출된 신호의 가변성을 줄이기 위한 온도보상 회로, 고주파의 노이즈 신호를 제거하기 위한 로우패스 필터, 및 상기 로우패스 필터의 출력단 신호를 소정 게인으로 증폭 출력하기 위한 증폭 회로로 이루어지고; 상기 에프에이티씨(FATC)는 상기 에이큐에스(AQS)에서 출력되는 유해가스 검출신호를 입력받아 디지트화된 정보로 변환시키기 위한 에이디 컨버터, 상기 에이디 컨버터를 거쳐 유입되는 상기 디지트화된 정보를 입력받아 데이터 메모리에 기 저장된 유해가스 판정 기준에 따른 기준치 정보와 상호 비교하여 비교 결과 정보를 생성하기 위한 마이크로 컨트롤러, 상기 마이크로 컨트롤러의 상기 비교 결과 정보에 기초하여 상기 모터 구동을 위한 제어 신호를 출력하는 모터 드라이버로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 차량의 유해가스 유입 차단 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 유해가스 유입 차단 시스템을 도시한 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 에이큐에스(AQS) 201 : 가스센서
202 : 온도보상 회로 203 : 로우패스 필터
205 : 증폭회로 210 : 에프에이티씨(FATC)
211 : 에이디 컨버터 213 : 마이크로 컨트롤러
215 : 모터 드라이버
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 AQS 콘트롤 시스템을 도시한 구성도이다. 예시도면을 참조하면, AQS(200), AQS(200)에서 검출된 신호를 전송하기 위한 신호선(209) 및 FATC(210)로 구성된다. 상기 AQS(200)는 유해 가스를 검출하기 위한 가스 센서(201), 온도보상 회로(202), 로우패스 필터(203) 및 증폭 회로(205)로 구성된다. FATC(210)는 신호선 (209)으로부터 유입되는 AQS(200)의 가스 검출 신호를 인가받아 디지트화된 신호로 변환시키기 위한 A/D 컨버터(211), 마이크로 컨트롤러(213) 및 모터드라이버(215)로 구성된다. 모터 드라이버(215)에서 제공되는 모터 제어 신호는 인테크 도어(미도시)를 구동하기 위한 모터를 동작시킨다.
가스 센서(201)는 차량의 외기 가스, 즉 아황산 가스, 이산화 질소, 탄화 수소 및 일산화 탄소 등의 유해 가스를 검출한다. 가스 센서(201)는 휘발유, LPG엔진 배기 가스인 산화성 가스 및 디젤엔진의 배기 가스인 환원성 가스를 감지하는 것으로, 미도시된 차량의 배터리의 전원을 인가받아 현재 검출되는 유해 가스량에 따라 가변되는 전압 변화를 갖는다.
가스 센서(201)로부터 출력되는 가변적인 전압 변화는 온도보상 회로(202) 및 로우 패스 필터(203)를 거쳐 고주파 성분이 제거된다. 고주파 성분은 차량의 구동시 발생되는 다수 종의 노이즈 신호이며, 가스 센서(201)에서 검출 출력되는 순수 저주파 신호의 유해 가스 검출 신호만을 패스시키는 것이다. 로우 패스 필터(203)를 아날로그의 RLC 회로로 구현하므로서 시스템의 단가를 저하시킴 또는 본 발명의 요지라 할 수 있을 것이다.
로우 패스 필터(203)에서 출력되는 유해가스 검출신호는 증폭 회로(205)로 인가되어 소정 게인으로 증폭된다. 증폭된 신호는 신호선(209)을 통해 일정 거리로 전송되기 위한 것으로, 신호선(209)을 통해 상기 FATC(210)로 공급된다. 즉, FATC(210)는 상기 신호선(209)을 통해 아날로그의 유해가스 검출신호를 인가받는 것이며, FATC(210)에 구비된 A/D 컨버터(211)에 의해 디지트화된 신호로 변환되는 것이다.
상기 A/D 컨버터(211)의 앞단으로 노이즈 제거 필터를 부가하여 유해가스 검출신호 전송의 효율을 높일 수 있는데, 이는 증폭 회로(205)에서 제공되는 검출신호가 신호선(209)을 통해 외부 노이즈가 인가됨에 따른 것으로 신호선(209)의 길이, 즉 AQS(200) 및 FATC(210) 간의 거리에 따라 노이즈 제거 필터가 설계된다. 반면, 신호선(209) 자체에 고주파 노이즈가 인가되지 못하도록 실리콘 케이블을 이용할 경우, 노이즈에 노출이 적게되어 본 발명의 실시예에서와 같이 노이즈 제거 필터를 사용하지 않을 수 있는 것이다.
A/D 컨버터(211)를 통해 디지트화된 유해가스 검출 신호는 마이크로 컨트롤러 (213)로 제공된다. 마이크로 컨트롤러(213)는 현재 입력되는 유해가스 검출신호와 데이터 메모리(미도시함)에 기 저장된 기준치 정보인 유해가스 판별 정보를 비교한다. 기준치 정보는 유해가스의 기준치 농도를 설정하고 기준치 농도 이하일 때의 공기 오염도 그래프를 샘플링한 디지털 정보로서, 마이크로 컨트롤러(213)의 데이터 메모리에 저장된다.
따라서, 마이크로 컨트롤러(213)는 현재 검출되는 유해가스 검출 신호에 대응한 디지털 정보와 상기 데이터 메모리에 기 저장된 기준치 정보를 상호 비교하므로서, 차량의 외기 오염도가 기준치 이상인가를 판단하는 것이다. 이 때, 마이크로 컨트롤러(213)의 판단 결과는 일측 포트를 통해 모터 드라이버(215)를 구동시키기 위한 제어 신호를 생성한다. 이러한 제어 신호는 마이크로 컨트롤러(213)의 프로그램 메모리(미도시함)에 기초하여 모터 드라이버(215)로 제어 신호를 전송하는 것이다.
모터 드라이버(215)는 마이크로 컨트롤러(213)의 제어하에 해당 모터(217)의규격에 맞는 전압/전류를 제공하며, 모터(217)의 동작 개시, 모터(217)의 동작 완료에 따른 스위칭 입력 및 모터(217)의 정지 제어를 수행하는 것이다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 AQS의 제어 시스템은 마이컴을 구비하지 않은 AQS와 AQS로부터 검출신호를 수신하여 인테크 도어의 제어 명령을 생성하는 FATC의 마이크로 컨트롤러를 구비토록 함에 따라, AQS의 제조 단가를 낮출 수 있는 효과와 더불어, AQS가 하드웨어적인 부분으로만 구성됨에 따라 에러 발생시 에러 검출이 용이하며, 시스템 자체가 간소화되어 생산 능률이 향상되고 설치가 수월하다는 장점을 갖는다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 차량의 유해가스 유입 차단 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (3)

  1. 에이큐에스(AQS:Air Quality control System) 및 에프에이티씨(FATC:Full Automatic Temperature Controller)로 이루어진 차량의 유해가스 차단 시스템에 있어서,
    차량의 외기 오염에 따른 오염도를 검출하며, 오염에 따른 아날로그의 유해가스의 검출 신호를 출력하기 위한 에이큐에스(AQS); 및
    상기 에이큐에스(AQS)에서 검출된 상기 유해가스 검출 신호를 신호선을 통해 인가받아 기 저장된 유해가스 기준치 정보와 비교하여 비교 결과에 따른 결과 정보를 생성한 후, 상기 결과 정보에 기초하여 인테크 도어를 제어하기 위해 모터를 구동시키는 에프에이티씨(FATC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 유해가스 유입 차단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 에이큐에스(AQS)는 유해가스 검출을 위한 가스센서, 상기 가스센서로부터 검출된 신호의 온도 보상을 위한 온도보상 회로, 상기 온도보상 회로의 출력 신호를 입력받아 고주파의 노이즈 신호를 제거하기 위한 로우패스 필터, 및 상기 로우패스 필터의 출력단 신호를 소정 게인으로 증폭 출력하기 위한 증폭 회로로 이루어지고;
    상기 에프에이티씨(FATC)는 상기 에이큐에스(AQS)에서 출력되는 유해가스 검출신호를 입력받아 디지트화된 정보로 변환시키기 위한 에이디 컨버터, 상기 에이디 컨버터를 거쳐 유입되는 상기 디지트화된 정보를 입력받아 데이터 메모리에 기 저장된 유해가스 판정 기준에 따른 기준치 정보와 상호 비교하여 비교 결과 정보를 생성하기 위한 마이크로 컨트롤러, 상기 마이크로 컨트롤러의 상기 비교 결과 정보에 기초하여 상기 모터 구동을 위한 제어 신호를 출력하는 모터 드라이버로 이루어진 것을 특징으로 하는차량의 유해가스 유입 차단 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 에프에이티씨(FATC)는 상기 신호선을 통해 유입되는 고주파성 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거 필터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량의 유해가스 유입 차단 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100959829B1 (ko) * 2008-01-29 2010-05-28 (주)엠투엔 나노 소자 가스 센서를 이용하고 온도 보상이 가능한 가스측정 장치
KR101291286B1 (ko) * 2008-02-01 2013-07-30 한국델파이주식회사 자동차용 ｆａｔｃ의 ａｐｓ 오류감지방법

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