KR200421195Y1 - 일사량 센서 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일사량 센서 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아침과 저녁시간등과 같이 태양의 기울기가 심할 때 탑승자가 받는 햇빛의 양과 센서가 받는 햇빛의 양을 유사하게 보정하여 실내 온도 조절의 정확성을 향상시킬 수 있도록 한 일사량 센서 어셈블리에 관한 것이다.

본 고안의 목적은, 일사량 센서에서 감지하는 햇빛의 강도와 탑승자가 느끼는 햇빛의 강도가 상이함을 보정하여 자동온도조절장치에 의한 온도 조절의 정확성을 향상시킬 수 있는 일사량 센서 어셈블리를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 고안은, 기판(51)의 중앙 부분에 하나의 포토 다이오드(50)가 설치되어 구성된 일사량 센서 어셈블리에 있어서,

상기한 포토 다이오드(50)의 양측에 배치되고 수직선에 대해 일정 각도θ로 기울어져 태양이 지거나 뜨는 편각 상태에서 포토 다이오드(50)에 입사되지 않는 빛을 포토다이오드(50)로 반사시키도록 설치된 하나 이상의 반사체(1)를 포함함을 특징으로 한다.

일사량 센서, 듀얼타입 일사량센서 어셈블리, 자동차의 자동온도조절용 일사량센서

Description

일사량 센서 어셈블리{PYRANOMETER SENSOR ASSEMBLY}

도1은 본 고안에 따른 일사량 센서 어셈블리를 도시한 개략도,

도2는 본 고안에 따른 일사량 센서 어셈블리에서 태양이 90도에 위치했을 때의 출력 곡선을 도시한 그래프,

도3은 도2의 그래프가 포토다이오드 및 반사체에 의해 생성되는 것을 도시한 그래프,

도4는 일반적인 모노 타입 일사량 센서 어셈블리 및 출력 곡선을 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 반사체 50: 포토 다이오드

51: 회로기판 G1: 포토 다이오드의 출력값

G2: 반사체에 의한 출력값 G3: 최종 출력값

본 고안은 일사량 센서 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아침과 저녁시간등과 같이 태양의 기울기가 심할 때 탑승자가 받는 햇빛의 양과 센서가 받 는 햇빛의 양을 유사하게 보정하여 실내 온도 조절의 정확성을 향상시킬 수 있도록 한 일사량 센서 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 자동온도조절장치등과 같은 장치에서는 외부의 햇빛량에 따라 온도 조절을 제어하기 위하여 일사량 센서가 설치된다.

상기한 일사량 센서는 통상적으로 차량의 크러시패드의 중앙 부분에 설치되어 차량 실내로 들어오는 빛의 양을 감지하게 되고, 상기한 일사량 센서의 데이터에 의해 자동 온도조절장치가 차량 실내의 온도를 조절하게 되는 것이다.

즉, 상기한 햇빛은 태양의 편각(태양이 뜨거나 질 때 태양빛이 길어지는 각도)에 의해서 차량 실내로 들어오는 각도가 시간별로 달라지게 되는 바, 시간대별로 운전석측과 조수석측에서 느끼는 햇빛이 서로 상이하게 되고 이로 인해 운전석측에 앉은 사람과 조수석측에 앉은 사람이 느끼는 차량 실내 온도가 차이가 나게 됨으로써, 운전석측과 조수석측의 햇빛량을 일사량 센서로 각각 감지하여 온도조절장치를 제어하는 것이다.

상기한 일사량 센서에서 포토 다이오드를 하나 사용하는 모노타입 일사량 센서는 도4에 도시된 바와 같이 포토다이오드(50)가 회로기판(51)에 설치되어 있는 바, 상기한 포토 다이오드(50)의 리이드(L)가 회로기판(51)에 납땜등으로 결합되어 있고, 상기한 회로기판(51)은 별도의 자동온도조절장치용의 ECU(미 도시)에 연결되어 있게 된다.

즉, 포토다이오드(50)에 조사되는 햇빛량에 따라 변화되는 포토 다이오드(50)에서 출력되는 전류값이 상기한 ECU에 전달되어 자동온도조절장치를 제어하 게 되는 것이다.

상기한 도4의 그래프는 일사량 센서에서의 출력값을 나타내는 바, 중심선을 “0”도로 하여 -90도에서 90도까지를 나타내고 있는 바, 상기한 가로축은 태양광의 세기를 나타내는 것이고 세로축은 태양빛의 각도를 나타내는 것이다.

상기한 그래프에서 원(C1)은 포토다이오드(50)에서 측정한 출력값을 나타내는 것으로서, 태양이 90도 위치(루프 판넬에 의해 직사광은 차량 실내로 들어오지 않는 상태)에 있을 때 “0”도가 가장 큰 출력값을 나타내고 있다.

여기서, 상기한 태양빛의 각도 산출은 상기한 원형태의 출력값이 기울어진 각도를 갖고 추정하여 산출하게 되는 바, 태양이 뜨는 상태 또는 지는 상태에서는 보다 많이 기울어진 빛이 실내로 유입되기 때문에, 상기한 원형태의 출력값이 예를 들면, 점선으로 나타낸 출력값(C2)처럼 나타나게 됨으로써, 이를 기준으로 태양빛의 실내 조사량을 추정하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 포토 다이오드로 일사량 센서를 구성하게 되면 실질적으로 탑승자에게 조사되는 햇빛의 양과 일사량 센서에 인가되는 햇빛의 양이 상이하기 때문에, 자동온도조절장치에서의 제어량이 부정확하게 되는 문제점이 있다.

즉, 태양이 뜨거나 질 때의 태양빛은 매우 길어져서 편각을 이루게 되어 탑승자에게 직접 조사되지만, 크러시패드에 설치된 센서에는 도4의 A빛과 같이 도달되지 않는 빛이 많아지게 되면서, 센서에서 태양빛을 센싱하지 못하게 되고, 이로 인해 실질적으로 탑승자가 느끼는 태양빛의 강도와 센서의 출력값이 상이하게 되는 것이다.

따라서, 본 고안의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일사량 센서에서 감지하는 햇빛의 강도와 탑승자가 느끼는 햇빛의 강도가 상이함을 보정하여 자동온도조절장치에 의한 온도 조절의 정확성을 향상시킬 수 있는 일사량 센서 어셈블리를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 고안은, 기판의 중앙 부분에 하나의 포토 다이오드가 설치되어 구성된 일사량 센서 어셈블리에 있어서,

상기한 포토 다이오드의 양측에 배치되고 수직선에 대해 일정 각도θ로 기울어져 태양이 지거나 뜨는 편각 상태에서 포토 다이오드에 입사되지 않는 빛을 포토다이오드로 반사시키도록 설치된 하나 이상의 반사체를 포함함을 특징으로 한다.

도1은 본 고안에 따른 일사량 센서 어셈블리를 도시한 개략도로서, 기판(52)의 중앙 부분에 하나의 포토 다이오드(50)가 설치되어 있고, 상기한 포토 다이오드(50)의 양측에 배치되고 수직선에 대해 일정 각도θ로 기울어져 태양이 지거나 뜰 때 햇빛을 포토다이오드(50)로 반사시키도록 설치된 2개의 반사체(1)로 구성되어 있다.

즉, 상기한 반사체(1)는 포토 다이오드(50)의 중심선에 대해 소정 각도 θ를 갖도록 설정하여, 태양빛이 편각을 이룰 때 센서에 도달되지 않는 태양빛을 반사시켜 포토 다이오드(50)로 입사되도록 함으로써, 태양빛의 강도에 대해 보다 정확한 센싱이 가능하도록 하는 것이다.

상기한 포토 다이오드(50)와 반사체에 의한 출력값을 보면, 도2에 도시된 바와 같이 태양이 90도 위치에 있을 때 포토 다이오드(50)에 의한 출력값(G3)은 전류치로서 원형으로 나타나게 되는 바, ± 10-20도 사이에서 가장 큰 출력값을 나타내고 있고, “0”도에서는 작은 출력값을 나타내게 된다.

즉, 태양이 90도의 위치에 있을 때에는 차량의 측면으로 들어오는 빛이 반사체에 의해 차단되기 때문에 “0”도에서의 출력값이 작아지게 되는 것으로서, 실질적으로 차량의 루프판넬에 의해 태양빛이 차단되기 때문에 태양이 90도 위치에서는 ± 20-30도 위치가 가장 뜨겁게 느껴지는 것인 바, 상기한 출력값은 실제와 근접되도록 보정된 것이다.

상기한 출력값의 곡선은 포토다이오드(50)와 반사체(1)에 의한 출력값의 합으로 나타나는 바, 이는 도3에 도시된 바와 같이 태양빛이 포토 다이오드(50)로 직접 입력되어 나타나는 포토 다이오드(50)에서의 출력값(G1)와, 반사체에서 반사되어 포토 다이오드로 입사된 빛에 의한 출력값(G2)의 합에 의해 도2에서와 같은 최종 출력값(G3)이 나타나게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안의 작용 효과를 설명하면 차량의 크러시패드에 일사량 센서를 장착한 상태에서, 크러시패드로 태양빛이 쪼이게 되면, 상기한 포토 다이오드(50) 및 반사체(1)에 햇빛이 인가된다.

태양이 90도 위치에서 일사량 센서에 태양빛이 입사되면 포토다이오드(50)에서의 출력값이 도2에 도시된 바와 같은 그래프가 나타나게 되는 바, 태양이 지거나 뜰때에는 태양빛의 각도가 편각 상태가 되어 포토 다이오드(50)로 직접 입사되지 않게 된다.

즉, 도1에서 A의 궤적을 따라 태양빛이 입사되기 때문에 포토 다이오드(50)로는 입사되지 않지만, 상기한 빛은 반사체(1)에 반사되면서 포토 다이오드(50)로 입사되는 것이다.

상기한 태양빛이 반사체(1)를 통해 포토 다이오드(50)로 입사되면 탑승자가 쪼이는 태양빛과 근접된 태양빛을 포토다이오드(50)가 받게 됨으로써, 이를 통한 실내 온도 보정이 매우 정확하게 되는 것이다.

상기한 포토 다이오드(50)에서의 출력값이 반사체(1)에 의해 보정되면, 상기한 보정된 출력값에 의해 자동온도조절장치의 ECU가 제어를 하게 됨으로써, 햇빛이 강하게 쪼이는 자리로 냉기를 크게 설정하여 보다 시원함을 느낄 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 상기한 반사체(1)를 오목 또는 볼록 형태로 제작하여 빛이 포토 다이오드(50)로 입사되는 형태를 조절하여 포토다이오드(50)에서 원하는 출력값이 나오도록 조절할 수도 있게 된다.

이상과 같이 본 고안은 일사량 센서를 제작할 때 하나의 포토 다이오드를 기판에 설치함과 아울러 태양빛이 뜨거나 질 때 편각 상태에서 포토 다이오드로 조사되지 않은 빛을 반사시켜 포토 다이오드로 조사하도록 반사체를 설치함으로써, 탑승자가 느끼는 태양빛의 강도와 일사량 센서에서 감지하는 태양빛의 강도를 유사하 도록 보정하여 차량 실내의 온도 보정이 보다 정확하게 이루어지도록 한 잇점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 기판의 중앙 부분에 하나의 포토 다이오드가 설치되어 구성된 일사량 센서 어셈블리에 있어서,

   상기한 포토 다이오드의 양측에 배치되고 수직선에 대해 일정 각도θ로 기울어져 태양이 지거나 뜨는 편각 상태에서 포토 다이오드에 입사되지 않는 빛을 포토다이오드로 반사시키도록 설치된 하나 이상의 반사체를 포함함을 특징으로 하는 일사량 센서 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 반사체를 평면상이 아닌 오목 또는 볼록 형태로 제작함을 특징으로 하는 일사량 센서 어셈블리.

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