KR20050006452A

KR20050006452A - 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그제어방법

Info

Publication number: KR20050006452A
Application number: KR1020030046265A
Authority: KR
Inventors: 한성준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-01-17

Abstract

본 발명은 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 감지수단을 통해 외부의 강수 및 조도조건을 판단하고, 그로인해 최적의 투명도 조건을 판단하여 윈도우의 투과도를 자동으로 조절함으로써, 자동차의 윈도우를 통해 차실 내부로 유입되는 태양광을 효과적으로 차단하여 온도상승을 억제하고, 주행 중 눈부심을 개선함은 물론, 야간 및 악천후시 시계를 확보할 수 있도록 투과도를 증대시켜 자동차의 안전운행을 도모할 수 있는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그 제어방법{Window system and its control method for automatically controlling transmitted light in automobile }

본 발명은 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감지수단을 통해 외부의 강수 및 조도조건을 판단하고, 그로인해 최적의 투명도 조건을 판단하여 윈도우의 투과도를 자동으로 조절함으로써, 자동차의 윈도우를 통해 차실 내부로 유입되는 태양광을 효과적으로 차단하여 온도상승을 억제하고, 주행 중 눈부심을 개선함은 물론, 야간 및 악천후시 시계를 확보할 수 있도록 투과도를 증대시켜 자동차의 안전운행을 도모할 수 있는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 윈도우를 통해 들어오는 태양광을 차단시키기 위해 크게 두 종류의 태양광 차단장치가 이용되고 있는 바, 예를 들면 자동차의 앞쪽 좌석에 탑승한 운전자나 조수석에 탑승한 탑승자에게 윈드실드를 통해 들어오는 태양광에 의해 전방 시야가 방해되지 않도록 차실내의 루프패널에 태양광가리개가 회동가능하게 장착되어 있다.

또한, 상기 자동차의 측면도어에는 측면윈도우를 통해 들어오는 태양광을 차단하기 위해 태양광가리개가 설치되어 있는데, 이러한 태양광가리개는 상기 전방 태양광가리개와는 달리 회동가능하게 장착되는 것이 아니라 대개는 도어윈도우에 착탈가능하게 설치되어 있다.

그런데, 상기한 종래의 태양광가리개는 단지 앞좌석에 탑승한 운전자나 혹은 보조운전자의 시야를 가리지 않으면서 육안으로 태양광이 직접적으로 들어오는 것을 방지하기 위해 다소 작은 크기로 회동가능하게 설치되어 있기 때문에 전면유리를 통해 들어오는 많은 양의 태양광을 가릴 수가 없었고, 이 때문에 특히 하절기에 자동차를 태양광에 노출시킨 상태로 장시간 주차하게 되면, 윈드실드를 통해 들어오는 태양광으로 인해 인스트루먼트 패널이 직접적으로 열을 받아 고온으로 상승되어 열변형을 일으킬 염려가 있었으며, 또한 차실내부의 온도가 지나치게 상승하여 자동차를 장시간 주차시킨 후에 바로 운전하기에 용이하지 않다는 문제점이 있었다.

또한, 주행 시, 강한 태양광 즉, 자외선에 의해 피부 트러블이 발생할 소지가 있으며, 운전자가 직접 태양광에 노출되어 눈부심으로 인해 추돌사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기한 태양광가리개와는 달리 윈도우에 아연성분을 첨가하여 태양광의 강도에 따라 투과율을 조정하는 즉, 선팅으로 통칭되는 표면처리 코팅(coating)을 윈도우에 적용하고 있다.

그런데, 상기 표면처리 코팅방법은 현행국내법상 일정기준치 이상으로 진하게 코팅하는 것이 금지되어 있기 때문에, 그 효과를 기대하기 어려운 실정에 있다.

이때, 상기 선팅을 아주 진하게 하지 못하는 이유 중에 가장 큰 이유는 야간이나 악천후 시에 전방 및 측방상황을 식별하기 어렵기 때문이며, 이로인해 치명적인 사고의 발생이 우려된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 윈도우를 통해 차실 내부로 유입되는 태양광을, 조도에 따라 선택적으로 차단시킬 수 있도록 하기 위하여, 감지수단 즉, 레인센서 및 태양광센서를 통해 외부의 강수 및 조도조건을 감지하고, 제어유닛을 통해 최적의 투명도 조건을 판단하여 윈도우에 인가되는 전압의 인가여부를 판단하고 그로인해 선택적인 편광이 이루어지도록 함으로써, 자동차의 윈도우를 통해 차실 내부로 유입되는 태양광을 효과적으로 차단하여 온도상승을 억제하고, 주행 중 눈부심을 개선함은 물론, 야간 및 악천후시 시계를 확보할 수 있도록 투과도를 증대시켜 자동차의 안전운행을 도모할 수 있는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템을 나타내는 구성도,

도 2a와 도 2b는 본 발명의 외부의 조건에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우의 구성을 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 광활성을 나타내는 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 윈도우 11: 제1편광판

12 : 액정판 13 : 제2편광판

20 : 감지수단 21 : 레인센서

22 : 태양광센서 30 : 제어유닛

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템은 액정판(12)을 사이에 두고 전후 양쪽에 제1 및 제2편광판(11,13)을 차례로 적층한 윈도우(10)와;

외부의 강수 및 조도를 감지하는 감지수단(20)과;

상기 감지수단(20)의 감지신호에 따라 설정된 로직에 의하여 상기 액정판(12)에 전압의 인가여부를 결정하여 선택적인 편광이 이루어지도록 하는 제어유닛(30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 감지수단(20)은 레인센서(21) 및 태양광센서(22)인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 제어방법은 자동차의 시동을 온(on)하여, 레인센서(21) 및 태양광센서(22)의 아날로그신호를 A/D컨버터를 통해 디지털신호로 변환하고, 이 디지털신호를 입력인터페이스를 통해 제어유닛(30)으로 인가하는 제1단계와;

상기 레인센서(21)에서의 강수량값을 기 설정된 기준값과 비교하여 강우여부를 판단하는 제2단계와;

강우 시, 자동차 윈도우(10)의 액정판(12)에 전압을 인가시켜 태양광의 편광방향이 바뀌지 않는 상태로 태양광이 완전 투과되도록 하는 제3단계와;

비(非)강우 시, 자동차 윈도우(10)의 액정판(12)에 전압을 불(不)인가시켜 태양광의 편광방향이 바뀌도록 하여 태양광이 완전 차단되도록 하는 제4단계와;

상기 제3단계 및 제4단계의 투과도 설정모드의 데이터값에 태양광센서(22)의 데이터값(+,-)을 함수로 매핑하여 윈도우(10)의 투과도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제3단계의 투과도 설정모드의 데이터값에 태양광센서(22)의 데이터값(+,-)을 함수로 매핑하여 투과도를 조절하는 단계에서, 상기 태양광센서(22)의 데이터값은 일정한 곱수로 감쇠되어 연산되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템을 나타내는 구성도이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명의 외부의 조건에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우의 구성을 나타내는 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 광활성을 나타내는 개략도이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 윈도우(10)를 통해 차실 내부로 유입되는 태양광을, 조도에 따라 선택적으로 차단시킬 수 있도록 하기 위하여, 감지수단(20)을 통해 외부의 강수 및 조도조건을 판단하고, 최적의 투명도 조건을 선택적으로 판단하여 윈도우(10)의 투과도를 자동으로 조절 가능한 윈도우시스템인 것이다.

상기 윈도우시스템은 태양광의 편광 및 광활성을 이용하여 자동차 윈도우(10)의 투과도를 가변적으로 조절할 수 있는 것으로서, 이러한 윈도우(10)의 기술적 구성은 다음과 같다.

도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우(10)는 평판디스플레이의 일종인 액정판(12)을 사이에 두고, 전후 양쪽에 제1 및 제2편광판(11,13)을 적층 조합시킨 구조로 이루어져 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 액정판(12)의 전극에 전압을 인가하지 않는 상태일 시, 제1편광판(11)을 통과하여 방향성이 주어진 태양광이 전기장이 인가된액정판(12)을 통과하게 되고, 이로인해, 인가된 전압과 재료의 광활성(Optical Activity) 등에 의하여 재료를 통과한 태양광의 편광방향이 바뀌게 되고, 이렇게 진동방향이 바뀐 태양광이 제2편광판(13)을 지나면서 태양광이 완전 차단되거나(입사광과 편광각도가 90°) 또는 투과량이 줄어들게 된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광활성은 물체 내부의 휘어져 있는 분자구조때문에 편광방향을 연속해서 회전시키는 성질로서, 전압이 인가되지 않을 시에는 상기와 같이 액정판(12)을 통과한 태양광의 편광방향이 바뀌지만, 도 2b에 도시된 바와 같이, 전압이 인가될 시에는 상기 액정판(12)이 광활성을 잃게 되어 태양광의 편광방향이 바뀌지 않게 되므로 그대로 제2편광판(13)을 지나면서 태양광이 완전 투과되거나(입사광과 편광각도가 180°) 또는 투과량이 늘어나게 된다.

이와 같은 구조의 윈도우(10)는 전극을 포함하는 액정판(12)에 전압이 인가되어 선택적인 편광이 이루어지도록 구성되는 바, 감지수단(20)의 감지신호에 의해 외부의 강수 및 조도조건을 판단하고, 제어유닛(30)에 의해 최적의 투명도 조건을 선택적으로 판단하여 윈도우(10)의 투과도를 자동으로 조절할 수 있게 된다.

한편, 여기서 외부의 강수 및 조도조건은 상술한 바와 같이, 감지수단(20)을 통해 검출되는 바, 상기 감지수단(20)은 레인센서(rain sensor)(21)와 태양광센서(solar ultra-violet sensor)(22)로 이루어져 있다.

상기 레인센서(21)는 강우량을 감지하여 악천후의 정도를 판정하고, 태양광센서(22)는 태양의 자외선 정도를 측정하여 태양광의 조도에 대한 정보를 제공한다.

상기 두 센서에서 감지된 신호는 제어유닛(30)으로 입력되어 처리되는 바, 악천후의 경우에는 깜깜한 밤이 아니더라도 유리창의 투과도는 높아지고, 악천후가 아닌 경우에는 외부의 조도조건에 따라 유리창의 투과도가 결정된다.

여기서, 상기 제어유닛(30)은 상기 감지수단(20)의 감지신호에 따라 윈도우(10)의 투과도를 제어하도록 임의의 구성으로 할 수 있으나, 일예로는 상기 감지수단(20)의 감지신호에 따라 설정된 로직을 수행하도록 프로그램된 통상의 마이크로 프로세서라 할 수 있다.

한편, 처리된 결과에 따라 신호가 출력되며, 이에 상응하는 전류를 보내 투과도를 결정하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 제어방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 자동차 윈도우(10)의 투과도는 감지수단(20)인 레인센서(21) 및 태양광센서(22)에 의해 조절되는 바, 자동차의 시동을 온(on)하면, 상기 레인센서(21) 및 태양광센서(22)의 입력신호인 아날로그 신호가 A/D 변환기를 통해 디지털신호로 변환되고, 이 디지털 변환신호는 입력인터페이스를 통해 제어유닛(30)으로 인가된다.

이때, 상기 레인센서(21)에서 감지된 강수(降水)량 신호를 상기 제어유닛(30)으로 출력하고, 이 제어유닛(30)은 그 강수량값을 기(旣) 설정된 기준값과 비교하여 투과도를 조절하게 된다.

상기 기준값과 비교하여 강우 여부를 판단하게 되는데, 상기 강수량값이 기준값 이상이면, 비가 내리는 상태를 나타내는 것으로서, 자동차 윈도우(10)의 액정판(12)에 전압이 걸리게 된다.

이로인해, 상기 액정판(12)은 광활성을 잃고, 태양광의 편광방향이 바뀌지 않게 되므로 그대로 제2편광판(13)을 지나면서 태양광이 완전 투과되거나(입사광과 편광각도가 180°) 또는 투과량이 늘어나게 된다.

따라서, 상기 윈도우(10)의 투과도는 높아지게 되어 운전자의 시야가 확보되므로 안전운전을 도모하게 된다.

이때, 상기 태양광센서(22)는 상기 투과도를 설정하는 투과도 설정모드와 연계되고, 태양광의 조도에 따라 그 전류의 값이 단계적으로 변환하여 상기 투과도 설정모드의 데이터값에 태양광센서(22)의 데이터값(+,-)을 함수로하여 매핑(mapping)하게 된다.

즉, 상기 태양광의 조도가 단계적으로 하강하게 되면, 상기 태양광센서(22)는 그 전류의 값을 단계적으로 작게하고 기준 데이터값보다 작은 데이터값(-)을 상기 투과도 설정모드에 입력하게 되는 것으로, 주위의 조도조건이 어두워질수록 투과도는 단계적으로 상승하게 되는 한편, 상기 태양광의 조도가 단계적으로 상승하게 되어 주위의 조도조건이 밝아질수록 투과도는 단계적으로 하강하게 된다.

이때, 상기 강수량값이 기준값 이상으로서, 비가 내리는 상태일 시에는 그 값을 일정한 곱수 즉, 약 1/2로 감쇠시켜 상기 데이터값을 증가시키는 것으로 그 편차를 크게하여 최적의 투과도를 산출하게 된다.

반대로, 상기 강수량값이 기준값 미만이면, 비가 내리지 않는 상태 즉,노멀(normal)상태를 나타내는 것으로서, 자동차 윈도우(10)의 액정판(12)에 전압이 걸리지 않게 되고, 태양광의 편광방향이 바뀌게 되어 태양광이 완전 차단되거나(입사광과 편광각도가 90°) 또는 투과량이 줄어들게 된다.

따라서, 상기 윈도우(10)의 투과도는 낮아지게 되어 차실 내부로 유입되는 태양광을 효과적으로 차단하여 온도상승을 억제하고, 주행 중 눈부심을 개선하게 된다.

이때, 투과도 설정모드와 연계되어 있는 상기 태양광센서(22)는 태양광의 조도에 따라 그 전류의 값이 단계적으로 변환하여 상기 투과도 설정모드의 데이터값에 태양광센서(22)의 데이터값(+,-)을 함수로 하여 매핑하게 된다.

그러나, 이와같은 투과도 설정모드에서는 상기 태양광센서(22)의 데이터값을 일정하게 유지시키는 바, 상기 변환되는 전류값의 편차와 동일한 편차로 유지시키게 된다.

이때, 상기와 같이 윈도우(10)의 투과도를 자동으로 조절할 시에 연속적으로 데이터값을 검출하는 것이 아니라, 정해진 단위 시간당 데이터값을 검출하여 적정한 윈도우(10)의 투과도를 조절하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템 및 그 제어방법에 의하면, 자동차의 윈도우를 통해 차실 내부로 유입되는 태양광을 효과적으로 차단하여 온도상승을 저감시킴은 물론, 운전자 및 탑승자의 피부 트러블을 억제하고, 주행 중, 눈부심을 개선하며, 야간 및 악천후시 시계를 확보할 수 있도록 투과도를 증대시켜 자동차의 안전운전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims

액정판(12)을 사이에 두고 전후 양쪽에 제1 및 제2편광판(11,13)을 차례로 적층한 윈도우(10)와;

외부의 강수 및 조도를 감지하는 감지수단(20)과;

상기 감지수단(20)의 감지신호에 따라 설정된 로직에 의하여 상기 액정판(12)에 전압의 인가여부를 결정하여 선택적인 편광이 이루어지도록 하는 제어유닛(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 감지수단(20)은 레인센서(21) 및 태양광센서(22)인 것을 특징으로 하는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템.
자동차의 시동을 온(on)하여, 레인센서(21) 및 태양광센서(22)의 아날로그신호를 A/D컨버터를 통해 디지털신호로 변환하고, 이 디지털신호를 입력인터페이스를 통해 제어유닛(30)으로 인가하는 제1단계와;

상기 레인센서(21)에서의 강수량값을 기 설정된 기준값과 비교하여 강우여부를 판단하는 제2단계와;

강우 시, 자동차 윈도우(10)의 액정판(12)에 전압을 인가시켜 태양광의 편광방향이 바뀌지 않는 상태로 태양광이 완전 투과되도록 하는 제3단계와;

비(非)강우 시, 자동차 윈도우(10)의 액정판(12)에 전압을 불(不)인가시켜 태양광의 편광방향이 바뀌도록 하여 태양광이 완전 차단되도록 하는 제4단계와;

상기 제3단계 및 제4단계의 투과도 설정모드의 데이터값에 태양광센서(22)의 데이터값(+,-)을 함수로 매핑하여 윈도우(10)의 투과도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 제어방법.
청구항 3에 있어서, 상기 제3단계의 투과도 설정모드의 데이터값에 태양광센서(22)의 데이터값(+,-)을 함수로 매핑하여 투과도를 조절하는 단계에서, 상기 태양광센서(22)의 데이터값은 일정한 곱수로 감쇠되어 연산되는 것을 특징으로 하는 자동차의 투과도 자동조절용 윈도우시스템의 제어방법.