KR20090020912A - 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법 Download PDF

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KR20090020912A
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강병배
김응수
김진성
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Abstract

본 발명은 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 차량 전면 유리에 서리 및 수증기를 포집할 수 있는 이격 부재를 설치하여 기준 광량과의 차를 이용하여 서리 및 수증기를 감지 및 제거할 수 있고, 사용자의 조작 과정을 최소화할 수 있는 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
그 기술적 구성은 차량의 전면 유리를 통하여 내부로 입사되는 빛을 감지하는 제1 광센서와, 상기 전면 유리 내측과 소정 거리 이격된 이격 부재를 통하여 내부로 입사되는 빛을 감지하는 제2 광센서와, 상기 제1 광센서와 제2 광센서에서 감지된 광량을 비교하여 기 설정된 임계값을 초과하면 수증기 및 서리 제거를 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Fog, 서리, 수증기, Windshield, 전면 유리, FATC, 광센서, 공조 장치

Description

차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법{Defogging System for a Vehicle and Control Method thereof}
본 발명은 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로, 차량의 전면 유리에 형성된 포그를 제거하여 운전자의 시야를 확보할 수 있는 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디포깅 시스템(Defogging System)은 차량의 전면 유리인 윈드 쉴드(Wind Shield)에 이슬이 맺히는 포그(Fog)가 발생하는 지를 조기에 감지하여 포그의 발생을 억제함은 물론, 포그 발생 시에 조기에 이를 제거함으로써, 원활한 시계 확보에 따른 운전자의 안전을 도모한다.
이를 위하여, 차량 전면 유리에 부착된 수증기 및 서리 감지를 위한 센서를 부착하고, 차 실내의 습도가 높고 실외 온도가 낮을 경우 등에 발생되는 포그를 감지하여 디포깅 시스템을 구동시켜 수증기 및 서리의 발생을 억제하고, 이미 발생된 수증기 및 서리를 제거한다.
그리고, 센서는 차량 전면 유리의 표면 온도를 감지하는 온도 센서와, 습도 를 감지하는 습도 센서로 구성되며, 온도 및 습도의 함수를 이용하여 이슬점 온도를 산출하는데, 센서의 정확성은 이슬점 온도를 얼마나 정확하게 예측할 수 있느냐에 따라 결정되며, 최적의 이슬점 온도를 구할 수 있도록 다양한 형태로 구성된다.
또한, 적외선 발광부, 수광부를 설치하여 적외선의 송, 수신량의 변화로부터 수증기 및 서리가 발생되는 것을 감지하는 방법을 이용할 수 있는데, 별도의 송, 수신 회로가 구성된다.
그러나, 이슬점을 이용한 디포깅 시스템은 차량 내부의 공기 유동 등 외란에 의한 온도 변동이 발생할 경우 공조 및 차량 상태에 따른 온도 분포를 알 수 없어 예측 정확성 및 응답성이 떨어지고, 적외선을 이용한 디포깅 시스템은 적외선 발광 및 수광부를 별도로 설치하고, 이에 따른 송, 수신 회로가 구성되어 복잡한 회로가 부가되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 별도의 구성을 추가하지 않고, 수증기 및 서리를 포집할 수 있는 이격 부재의 설치만으로도 디포깅 시스템을 운용할 수 있는 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 수증기 및 서리 발생의 예측 정확성 및 이에 따른 응답성이 높고, 이에 따라 사용자의 불필요한 조작을 제거할 수 있는 차량용 디포깅시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 오토 라이팅 시스템의 광센서를 이용하여 별도의 추가 구성없이, 기존의 광센서의 이용률을 극대화할 수 있는 차량용 디포깅 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 차량 전면 유리 내측에 수증기 및 서리를 포집할 수 있는 이격 부재를 설치하고, 이를 통과한 광량과 테스트로 기 설정된 기준 광량을 비교하여 수증기 및 서리 발생을 정확하고, 빠르게 예측할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 오토 라이팅 시스템의 광센서를 이용함으로써, 추가 비용의 증가를 최소화시킬 수 있고, 이격 부재로 수증기 및 서리를 포집함으로써, 이를 통과하여 감소된 광량을 기준 광량과 비교함으로써 수증기 및 서리의 발생을 정확하게 감지할 수 있으며, 이에 따른 공조 장치의 구동으로 응답 속도를 높여 감성 품질을 증가시킬 수 있고, 사용자의 불필요한 조작을 제거하여 운전 중 시야를 방해하는 요소 및 운전자의 집중력을 저하시키는 요소를 제거할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 전면 유리를 통하여 내부로 입사되는 빛을 감지하는 제1 광센서와, 상기 전면 유리 내측과 소정 거리 이격된 이격 부재를 통하여 내부로 입사되는 빛을 감지하는 제2 광센서와, 상기 제1 광센서와 제2 광센서에서 감지된 광량을 비교하여 기 설정된 임계값을 초과하면 수증기 및 서리 제거를 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
그리고, 차량의 전면 유리 내측에 부착되고, 내부로 입사되는 빛의 외란을 제거하여 제1 광센서로 빛을 출력하는 제1 광필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이격 부재에 부착되고, 내부로 입사되는 빛의 외란을 제거하여 제1 광센서로 빛을 출력하는 제2 광필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 광필터 및 제2 광필터는 상기 제1 광센서 및 제2 광센서로 빛이 집중될 수 있는 광학계인 집광부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 이격 부재는 빛이 통과하고, 광량이 감소되지 않는 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 이격 부재는 서리 및 수증기가 내부에 포집될 수 있도록 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 차량 전면의 전면 유리를 통하여 입사된 빛은 외란이 제거되고 집광되어 제1 광센서로 입사되는 제1 단계와, 상기 전면 유리와 이격 부재를 통하여 입사된 빛이 외란이 제거되고 집광되어 제2 광센서로 입사되는 제2 단계와, 상기 제1 광센서와 제2 광센서에서 감지된 광량을 비교하여 기 설정된 임계값을 초과하면 제어부에서 수증기 및 서리 제거를 위한 제어 신호를 출력하는 제3 단계를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 디포깅 시스템(1)은 제1 광필터(11)와 제1 집광부(13)와 제1 광센서(30)와, 제2 광필터(21)와 제2 집광부(23)와 이격 부재(25)와 제2 광센서(40)와 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.
차량의 전면 유리(Wind Shield Glass)는 차량의 속력이 증가함에 따라 운전 자 및 탑승자에게 불어오는 바람(Wind)을 막아주는(Shield) 역할을 수행하도록 구비되는데, 차량의 내, 외부 공기 및 습도 차에 의하여 서리 및 수증기(Fog)가 발생할 수 있고, 이로 인하여 운전자의 시야를 가릴 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템(1)은 서리 및 수증기를 제거(Defogging)하기 위하여 구비되는데, 차량의 전면 유리를 통하여 입사되는 빛을 측정하는 제1 광센서(30)와, 차량의 전면 유리 및 전면 유리에 소정 거리 이격되도록 구비되는 이격 부재(25)를 통하여 입사되는 빛을 측정하는 제2 광센서(40)에서 감지된 값을 비교하여, 광량의 차가 일정값 이상이면 서리 및 수증기로 판단하며, 이에 따라 FATC(Full Auto Temperature Controller) 및 공조 장치를 구동시켜 서리 및 수증기를 제거하도록 제어 신호를 출력한다.
여기서, 이격 부재(25)는 서리 및 수증기를 포집할 수 있는 형상으로 형성되는데, 차량의 전면 유리 내측에 부착되어 서리 및 수증기가 발생됨에 따라 제2 광센서(40)에서 서리 및 수증기를 통과하여 감소된 광량을 측정하도록 구비된다.
그리고, 상기 이격 부재(25)는 차량용 디포깅 시스템(1)의 하우징 또는 케이스를 변형시켜 형성하는 것이 바람직한데, 차량의 전면 유리 내측에 구비되는 차량용 디포깅 시스템(1)을 감싸도록 구비되는 하우징 또는 케이스에 서리 및 수증기가 포집될 수 있도록 관통 홀을 형성시킨다.
그래서, 서리 및 수증기가 전면 유리에 발생된 경우에는, 상기 이격 부재(25)를 통과한 빛이 감소되고, 이에 따라 이격 부재(25)를 통과하지 않고 감지된 빛인 제1 광센서(30)의 광량과, 상기 감소된 광량을 가지는 빛인 제2 광센서(40)의 광량의 차를 비교하여 서리 및 수증기의 발생 여부를 자동적으로 감지한다.
또한, 제1 광센서(30) 및 제2 광센서(40)로 입사되는 빛의 외란을 제거하기 위하여, 상기 차량의 전면 유리 내측에 부착되는 제1 광필터(11)와, 상기 이격 부재(25)에 부착되는 제2 광필터(21)가 더 구비된다.
더불어, 상기 제1 광필터(11) 및 제2 광필터(21)를 통과한 빛이 제1 광센서(30) 및 제2 광센서(40)로 집중될 수 있도록 광학계가 더 구비되는데, 제1 광센서(30)로 빛을 집중(Focusing)시키는 제1 집광부(13)와, 제2 광센서(40)로 빛을 집중시키는 제2 집광부(23)를 더 구비한다.
여기서, 상기 각 집광부(13, 23)는 렌즈를 이용하는 것이 바람직한데, 렌즈 이외에도, 빛을 일정 부분으로 집중시킬 수 있는 광학계로 변경가능하다.
그리고, 제어부(50)에서는 상기 제1 광센서(30)와 제2 광센서(40)가 부착되는 PCB(Printed Circuit Board)로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 제1 광센서(30)와 제2 광센서(40)로부터 감지된 각각의 빛에서 외란 요소를 필터링하고, 신호를 증폭하는 필터/증폭기(Filter/Amplifier, 51)를 구비하며, 이를 통과한 신호는 비교기(53)에서 광량차를 구하게 되고, 광량차에 따라 서리 및 수증기 제거를 위한 신호를 출력할 수 있다.
즉, 서리 및 수증기가 발생된 상황이면, 상기 이격 부재(25) 내에 서리 및 수증기가 포집되어 제2 광센서(40)로 입사되는 광량이 감소될 것이고, 이에 따라 서리 및 수증기의 영향을 비교적 덜 받은 제1 광센서(30)와의 광량차가 발생될 것이다.
따라서, 차량 내부로 입사되는 빛의 기준값을 제공하는 제1 광센서(30)와, 서리 및 수증기를 포집할 수 있는 이격 부재(25)를 더 구비하여, 상기 이격 부재(25)를 통과한 빛을 감지하는 제2 광센서(40)의 광량차를 이용함으로써, 서리 및 수증기의 발생 여부를 판단할 수 있다.
이에 따라, 제어부(50)는 FATC로 서리 및 수증기가 발생하였음을 알리는 신호를 출력하고, FATC는 공조 장치로 디프로스트 모드(Deforst Mode)와 같은 서리 및 수증기를 제거하는 작업을 수행하도록 제어 신호를 출력하며, 이에 따라 사용자의 조작없이 자동적으로 서리 및 수증기를 제거할 수 있다.
여기서, 제1 광센서(30)와 제2 광센서(40)의 광량차는 다수번에 테스트에 의하여 설정되는 것이 바람직하고, 제어부(50)의 비교기(53)를 설계할 때 고려될 사항인데, 비교기(53)를 이용하지 않더라도, 메모리와 같은 저장 장치 및 마이크로 컨트롤러와 같은 CPU를 구비하여 상기 광량차를 다수 상황에 따른 변수로 두고, 변수에 따라 유연하게 적용될 수 있도록 다수개 입력할 수 있다.
한편, 상기 제1 광센서(30)는 오토 라이팅 시스템(Auto Lighting System)과 연동하여 이용될 수 있는데, 예를 들어 제1 광센서(30)로 입사된 빛이 헤드 라이트 및 안개등을 구동해야 할 정도인 경우에는 자동적으로 구동시키고, 상기 라이트 이외에도 구동시켜야 할 라이트와 연계하여 이용하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템이 장착된 형상 및 작동 과정을 개략적으로 도시한 도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 차 량용 디포깅 시스템(1)은 다음과 같이 장착된다.
우선, 전면 유리 내측에 제1 광필터(11)와 제1 집광부(13)가 장착되고, 전면 유리, 제1 광필터(11), 제1 집광부(13)를 순차적으로 통과한 빛은 제1 광센서(30)로 입사된다.
그리고, 전면 유리 내측에 이격 부재(25)가 부착되고, 이격 부재(25)와 부착되는 제2 광필터(21)와 제2 집광부(23)는 제2 광센서(40)로 빛의 외란 제거 및 집중시킬 수 있도록 구비 및 장착된다.
따라서, 서리 및 수증기가 발생된 경우에는, 이를 상기 이격 부재(25) 내에 포집시키고, 이에 따라 제1 광량과 제2 광량을 감지하는 제1 광센서(30)와 제2 광센서(40)는 감지값을 필터링/증폭시켜 비교한다.
여기서, 제1 광량과 제2 광량의 차의 절대값이 테스트로 기 설정된 임계값(Threshold Value)을 초과할 경우에는 디포깅 제어 신호(Defogging Control Signal)을 FATC로 출력하고, 디프로스트 모드(Defrost Mode)와 같은 서리 및 수증기 제거를 위한 구동 신호를 공조 장치로 출력한다.
한편, 상기 제1 광센서(30)를 이용하여 차량 내부의 광량을 감지하고, 차량 내부의 각 라이트를 구동시켜야 할 시점에, 사용자의 조작없이 자동적으로 구동되도록 제어 신호를 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 디포깅 시스템 제어 방법은 다음과 같다.
우선, 차량의 전면 유리 내측에 부착된 제1 광필터와 제1 집광부를 통하여 입사된 빛인 제1 광량은 제1 광센서에서 감지하고, 차량의 전면 유리 내측에 부착된 이격 부재와 제2 광필터와 제2 집광부를 통하여 입사된 빛인 제2 광량은 제2 광센서에서 감지한다(S10).
또한, 차량 전면 유리에 서리 및 수증기가 발생한 경우를 대비하여 상기 제1 광량과 제2 광량의 차의 절대값을 산출하는데, 상기 절대값이 테스트되어 기 설정된 임계값을 초과하는 경우에는 서리 및 수증기가 발생되었다고 판단한다(S20).
그리고, 임계값을 초과하여 서리 및 수증기가 발생된 경우에는 서리 및 수증기를 제거하기 위하여, 서리 및 수증기가 발생되었다는 신호를 FATC로 보내고, FATC는 실제적인 공조 장치의 구동을 위하여 공조 장치의 디프로스트(Defrost) 모드를 구동하도록 제어한다(S30).
그래서, 공조 장치에서는 디프로스트 모드로 서리를 제거하도록 각 구성 요 소를 구동시킨다(S40).
더불어, 상기 제1 광센서 및 제2 광센서에서 감지된 광량을 기준으로 차량의 각 라이트 시스템을 구동시킬 수 있는데, 차량 내부로 입사된 빛의 세기가 각 라이트 시스템을 구동시킬 정도의 세기인지를 판단한 후, 이를 이용하여 헤드 라이트, 안개등, 내부 LCD 및 계기판 조명 등을 자동으로 구동시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발 명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템이 장착된 형상 및 작동 과정을 개략적으로 도시한 도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 디포깅 시스템 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 도시된 도면 부호의 간단한 설명>
1: 차량용 디포깅 시스템 11: 제1 광필터
13: 제1 집광부 21: 제2 광필터
23: 제2 집광부 25: 이격 부재
30; 제1 광센서 40: 제2 광센서
50: 제어부 51: 필터/증폭기
53: 비교기

Claims (9)

  1. 차량의 전면 유리를 통하여 내부로 입사되는 빛을 감지하는 제1 광센서;
    상기 전면 유리 내측과 소정 거리 이격된 이격 부재를 통하여 내부로 입사되는 빛을 감지하는 제2 광센서;
    상기 제1 광센서와 제2 광센서에서 감지된 광량을 비교하여 기 설정된 임계값을 초과하면 수증기 및 서리 제거를 위한 제어 신호를 출력하는 제어부;
    를 포함하는 차량용 디포깅 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량의 전면 유리 내측에 부착되고, 내부로 입사되는 빛의 외란을 제거하여 제1 광센서로 빛을 출력하는 제1 광필터;
    가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이격 부재에 부착되고, 내부로 입사되는 빛의 외란을 제거하여 제1 광센서로 빛을 출력하는 제2 광필터;
    가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 광필터 및 제2 광필터는 상기 제1 광센서 및 제2 광센서로 빛이 집중될 수 있는 광학계인 집광부;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이격 부재는 빛이 통과하고, 광량이 감소되지 않는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이격 부재는 서리 및 수증기가 내부에 포집될 수 있도록 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템.
  7. 차량 전면의 전면 유리를 통하여 입사된 빛은 외란이 제거되고 집광되어 제1 광센서로 입사되는 제1 단계;
    상기 전면 유리와 이격 부재를 통하여 입사된 빛이 외란이 제거되고 집광되어 제2 광센서로 입사되는 제2 단계;
    상기 제1 광센서와 제2 광센서에서 감지된 광량을 비교하여 기 설정된 임계값을 초과하면 제어부에서 수증기 및 서리 제거를 위한 제어 신호를 출력하는 제3 단계;
    를 포함하여 이루어지는 차량용 디포깅 시스템 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 단계의 이격 부재는 상기 전면 유리에 발생된 서리 및 수증기를 포집하여 상기 제2 광센서로 입사되는 광량이 감소되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템 제어 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 단계는
    상기 제1 광센서로 입사되는 광량을 차량에 구비된 각 라이트의 구동을 자동으로 제어하는 라이트 시스템으로 전송하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 디포깅 시스템 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101160348B1 (ko) * 2010-01-28 2012-06-28 주식회사 오토산업 복합 센서 장치
US11052725B2 (en) 2019-09-26 2021-07-06 Ford Global Technologies, Llc Automatic windshield defrosting system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101160348B1 (ko) * 2010-01-28 2012-06-28 주식회사 오토산업 복합 센서 장치
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