KR20130070913A - 차량용 레인센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빗방울의 크기에 따라 와이퍼를 제어하도록 하는 차량용 레인센서에 관한 것으로, 전극 간의 간격을 서로 다르게 배열하여, 비의 종류에 따른 빗방울의 크기를 감지하도록 하고, 감지된 빗방울의 크기에 따라 와이퍼를 제어하도록 구성되므로, 윈드실드에 맺힌 빗방울을 신속하고 정확하게 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 차량용 레인센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윈드실드의 표면에 맺히는 빗방울의 크기를 감지하고, 빗방울의 크기에 따라, 와이퍼를 자동으로 제어하도록 하는 차량용 레인센서에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 윈드실드(Windshield)에는 외부 표면에 맺힌 물방울을 닦아내기 위하여 와이퍼(Wiper)가 갖추어져 있다. 그리고 운전자는 외부 상황에 따라 와이퍼의 속도를 수동으로 제어하여, 선택된 시간 지연 간격으로 간혈적으로 와이퍼가 물방울을 제거하게 되는데, 이는, 외부상황의 변화에 따라 와이퍼의 속도를 수동으로 조작해야 하므로, 운전에 방해가 되며, 교통사고의 위험도 있다.
이에 따라, 최근에는 윈드실드의 외부 표면에 맺히는 빗방울의 세기 및 양을 감지하는 레인센서를 구비하고, 레인센서에서 측정된 센싱 신호를 이용하여 와이퍼 구동부로 와이퍼 구동신호를 출력하여, 와이퍼가 자동으로 동작되도록 하는 와이퍼 제어 시스템이 일부 차종에 제공되고 있다.
도 1은 종래 와이퍼 제어 시스템에 구비된 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 레인센서는 윈드실드의 외부 표면에 배치되는 전극부재(100)를 포함하며, 전극부재(100)는 윈드실드의 외부 표면에 균일한 간격을 두고 설치되는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)을 포함하는 다수의 커패시터(Capacitor)(105)를 포함하고 있다. 그리고 커패시터(105)에서 감지되는 전기용량 변화를 이용하여 비가 오는지 여부를 감지하거나 비의 양을 측정하도록 구성된다.
한편, 윈드실드의 외부 표면에 맺히는 빗방울은 안개비, 이슬비, 가랑비, 장대비 등 빗줄기의 굵기에 따라 다양한 크기로 형성된다. 그런데 종래 레인센서는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)의 간격(d)이 모두 균일하게 배치되는바, 윈드실드의 외부 표면에 맺히는 빗방울이 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120) 사이의 간격보다 크기만 하면, 그 크기에 관계없이, 모두 동일한 빗방울로 취급되므로, 빗방울의 크기에 따라, 와이퍼의 구동 주기를 단계적으로 조절할 수 없게 되는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량의 윈드실드에 맺히는 빗방울의 크기를 다양하게 감지하고, 감지된 빗방울의 크기에 따라 와이퍼를 제어할 수 있도록 하는 차량용 레인센서를 제공하도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 윈드실드에 상호 이격 배치되는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하는 전극부재; 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에서 발생되는 신호에 따라 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제 2 전극은 n개(n은 2 이상의 자연수)의 전극을 포함하고, 상기 제 2 전극은 : 상기 제 1 전극과 d1 간격만큼 이격된 제 2-1 전극; 내지 상기 제 1 전극과 dn 간격만큼 이격된 제 2-n 전극(n은 2 이상의 자연수)을 포함하여 구성되고, 상기 d1,...,dn 간격은 서로 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제 2-1 전극 내지 상기 제 2-n 전극은 각각의 전극라인을 통해 상기 제어부로 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2-1 전극 또는, 상기 제 1 전극과 상기 제 2-n 전극 사이의 정전용량 변화에 따라 서로 다른 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제 2 전극은: 상기 제 1 전극과 d1 간격만큼 이격된 제 2-1 전극; 상기 제 1 전극과 d2 간격만큼 이격된 제 2-2 전극; 및 상기 제 1 전극과 d3 간격만큼 이격된 제 2-3 전극을 포함하고, 상기 d1 간격은 상기 d2 간격보다 작고, 상기 d2 간격은 상기 d3 간격보다 작도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 전극과 상기 제 2-1 전극 사이에서 정전용량이 변화된 경우, 와이퍼를 제 1 속도로 구동시키도록 제어신호를 생성하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2-2 전극 사이에서 정전용량이 변화된 경우, 와이퍼를 제 2 속도로 구동시키도록 제어신호를 생성하며, 상기 제 1 전극과 상기 제 2-3 전극 사이에서 정전용량이 변화된 경우, 와이퍼를 제 3 속도로 구동시키도록 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제 1 전극은 상호 연결되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 제 1 전극은 사행형상의 하나의 전극으로 이루어져, 2 이상의 골을 형성하고, 상기 사행형상의 골의 너비는 서로 다르게 형성되며, 상기 제 2 전극은 바 형상으로 형성되고, 상기 사행형상의 골 중앙에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
또한, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 투명재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 윈드실드의 외표면 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서에서 감지하는 상기 윈드실드의 온도에 따라, 상기 전극부재로부터 입력받은 정전용량값을 보상하여 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
또한, 상기 전극부재가 위치되는 제 1 레이어; 및 상기 제 1 레이어의 일면 또는 타면에 위치되는 하나 이상의 제 2 레이어를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 레인센서는 전극 간의 간격을 서로 다르게 배열하여, 비의 종류에 따른 빗방울의 크기를 다양하게 감지하도록 하고, 감지된 빗방울의 크기에 따라 와이퍼의 구동주기를 단계적으로 제어하도록 구성되므로, 윈드실드에 맺힌 빗방울을 신속하고 정확하게 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 레인센서는 윈드실드의 표면 온도를 감지하는 온도센서를 구비하여, 윈드실드의 표면 온도에 따라 민감하게 변화되는 물의 유전률을 커패시터에서 측정되는 정전용량값에 반영하도록 구성되므로, 제어부에서 생성하는 제어신호의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 레인센서는 전극부재를 투명 재질로 형성하도록 하여, 운전자의 시야를 가리지 않도록 함으로써, 설치 위치가 보다 자유로운 효과가 있다.
또한, 본 발명에 다른 차량용 레인센서는 다수 개의 레이어를 구비하여, 습기나 접촉 등으로부터 전극부재를 보호하도록 하고, 이에 따라 전극부재에서 인식되는 정전용량 변화의 신뢰도가 상승되도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 와이퍼 제어 시스템에 구비된 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 이슬이 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 이슬비가 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 가랑비가 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서에 다수의 레이어가 위치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 이슬이 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 이슬비가 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 가랑비가 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서에 다수의 레이어가 위치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 레인센서를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서는 차량의 윈드실드(미도시)에 맺히는 빗방울을 감지하고, 감지된 빗방울의 크기에 따라, 와이퍼(미도시) 등을 제어하도록 하는 것으로, 빗방울에 의한 전기용량 변화를 감지하는 전극부재(10)와, 전극부재(10)에서 감지되는 전기용량 변화에 따라 제어신호를 출력하는 컨트롤부재(20)와, 온도센서(28)를 포함하여 구성된다.
전극부재(10)는 차량의 윈드실드 표면에서 와이퍼가 움직이는 작동 범위 내에 장착되는 다수의 커패시터(11)들을 포함한다. 그리고 각각의 커패시터(11)는 가로 방향으로 길게 형성되는 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(14)을 포함한다. 그리고 다수의 커패시터(11)들의 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)들은 상호 평행하고 교호되게 배열되되, 상기 각 커패시터(11)의 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)들은 서로 다른 간격을 가지도록 배열된다.
그리고 제 1 전극(12)과, 제 2 전극(14)은 다양한 형상, 예를 들면, 직선 또는 곡선으로 형성되며, 차량의 윈드실드 표면에 서로 다른 간격으로 상호 평행하게 배열된다. 그리고 각각의 커패시터(11)들의 제 1 전극(12)은 그 일단 또는 타단에 구비되는 연결부(13a, 13b, 13c)들에 의하여 상호 연결되어 일체로 구성되고, 각각의 상기 제 2 전극(14)은 각각의 상기 제 1 전극(12)들 사이에 배치된다.
이를 예를 들어 설명하면, 커패시터(11)는 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)의 이격 거리에 따라 서로 다른 정전용량을 가지도록 복수 개로 구성된다. 그리고 복수 개의 커패시터(11)의 제 1 전극(12)들은 그 일단 또는 타단에 구비되는 연결부(13a, 13b, 13c)에 의하여 상호 연결되어 하나의 전극으로 형성될 수 있으며, 사행형상 즉, 도 2와 같이 'ㄹ' 형상이 반복적으로 연결되는 사행형상으로 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 제 1 전극(12)은 4개가 상호 평행하게 병렬로 배열되어, 제 1-1 전극(12a), 제 1-2 전극(12b), 제 1-3 전극(12c) 및 제 1- 4 전극(12d)으로 구성된다. 그리고 제 1-1 전극(12a)과 제 1-2 전극(12b)의 서로 대향 위치되는 일단부는 제 1 연결부(13a)에 의하여 상호 연결되고, 제 1-1 전극(12a)과 제 1-2 전극(12b)의 서로 대향 위치되는 타단부는 개방되어, 제 1-1 전극(12a)과 제 1-2 전극(12b) 사이에 제 1 골(18a)이 구비된다. 그리고 제 1-2 전극(12b)과 제 1-3 전극(12c)의 서로 대향 위치되는 타단부는 제 2 연결부(13b)에 의하여 상호 연결되고, 제 1-2 전극(12b)과 제 1-3 전극(12c)의 서로 대향 위치되는 일단부는 개방되어, 제 1-2 전극(12b)과 제 1-3 전극(12c) 사이에 제 2 골(18b)이 형성된다. 그리고 제 1-3 전극(12c)과 제 1-4 전극(12d)의 서로 대향 위치되는 일단부는 제 3 연결부(13c)에 의하여 상호 연결되고, 제 1-3 전극(12c)과 제 1-4 전극(12d)의 서로 대향 위치되는 타단부는 개방되어, 제 1-3 전극(12c)과 제 1-4 전극(12d) 사이에 제 3 골(18c)이 구비된다. 여기서 상기 제 1 골(18a)의 너비는 상기 제 2 골(18b)의 너비보다 작고, 상기 제 2 골(18b)의 너비는 상기 제 3 골(18c)의 너비보다 작도록 구성된다.
제 2 전극(14)들은 바 형상으로 형성되어, 상기 제 1 골(18a) 내지 제 3 골(18c)의 중앙에서 제 1 전극(12)들과 각각 평행하게 배치된다. 즉, 제 2 전극(14)들은 제 1 골(18a)에 구비되는 제 2-1 전극(14a)과, 제 2 골(18b)에 구비되는 제 2-2 전극(14b)과, 제 3 골(18c)에 구비되는 제 2-3 전극(14c)을 포함하여 구성된다. 그리고 제 1-1 전극(12a)과 제 2-1 전극(14a) 사이의 간격 및 제 2-1 전극(14a)과 제 1-2 전극(12b) 사이의 간격은 상기 와이퍼를 구동시켜야 하는 최소 크기의 제 1 빗방울(R1: 도 5 도시)의 직경과 동일한 제 1 간격(d1)만큼 이격된다. 그리고 제 1-2 전극(12b)과 제 2-2 전극(14b) 사이의 간격 및 제 2-2 전극(14b)과 제 1-3 전극(12c) 사이의 간격은 제 1 빗방울(R1)보다 큰 제 2 빗방울(R2: 도 6 도시)의 직경과 동일한 제 2 간격(d2)만큼 이격된다. 그리고 제 1-3 전극(12c)과 제 2-3 전극(14c) 사이의 간격 및 제 2-3 전극(14c)과 제 1-4 전극(12d) 사이의 간격은 상기 제 2 빗방울(R2)보다 큰 제 3 빗방울(미도시)의 직경과 동일한 제 3 간격(d3)만큼 이격되도록 구성된다.
그리고 제 2-1 전극(14a)은 제 2-1 전극 라인(16a)을 통하여 후술하는 제어부(22)와 전기적으로 연결되고, 제 2-2 전극(14b)은 제 2-2 전극 라인(16b)을 통하여 제어부(22)와 전기적으로 연결되며, 제 2-3 전극(14c)은 제 2-3 전극 라인(16c)을 통하여 제어부(22)와 전기적으로 연결된다. 이처럼 본 발명은 각각의 제 2 전극(14a, 14b, 14c)이 각각의 독립된 라인(16a, 16b, 16c)을 통하여 제어부(22)와 연결되므로, 제어부(22)는 서로 다른 간격으로 이격된 제 1 전극(12)과 제 2 전극들(14a, 14b, 14c) 사이에서 감지되는 각각의 서로 다른 전기용량 변화를 용이하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 제 1 빗방울(R1) 내지 상기 제 3 빗방울은 빗줄기의 굵기에 따라 윈드실드에 맺히는 빗방울을 예시한 것으로, 예를 들면, 제 1 빗방울(R1)은 안개비가 내릴 때, 윈드실드에 맺히는 빗방울이고, 제 2 빗방울(R2)은 안개비보다 굵은 이슬비가 내릴 때, 윈드실드에 맺히는 빗방울이며, 상기 제 3 빗방울은 이슬비보다 굵은 가랑비가 내릴 때, 윈드실드에 맺히는 빗방울이다. 그리고 본 발명의 제 1 실시예에서 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14) 간의 간격을 세 종류, 즉, 제 1 간격(d1) 내지 제 3 간격(d3)으로 예시하였는데, 본 발명을 이로 한정하는 것은 아님은 당연하고, 경우에 따라, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14) 간의 간격은 두 종류 또는 네 종류 이상으로 구성되고, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)의 개수 또한, 상기 간격의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 간격은 윈드실드의 재질, 각도 등에 따라 조금씩 달라질 수 있으므로, 본 발명의 제 1 실시예에서 상기 간격의 길이를 특정 수치로 한정하지는 않는다.
제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)은 다양한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 동 또는 은을 포함하는 전도성 중합체, 전도성 플라스틱, 투명 전도성 박막 등으로 구성될 수 있다. 상기 투명 전도성 박막의 경우, 운전자의 시야를 가리지 않으므로, 설치 위치가 보다 자유로운 장점이 있다.
컨트롤부재(20)는 전극부재(10)와 전기적으로 연결되어 있으며, 차량 내부의 대시보드(dashboard) 외측 또는 내측에 위치될 수 있다. 이러한 컨트롤부재(20)는 전압검출부(24), 제어부(22) 및 와이퍼구동부(26)를 포함한다.
전압검출부(24)는 전극 라인(15), 제 2-1 전극 라인(16a), 제 2-2 전극 라인(16b) 및 제 2-3 전극 라인(16c)과 전기적으로 연결되어, 커패시터(11)의 두 전극(12, 14) 사이에서 감지되는 정전용량 변화를 추출하고, 이들을 각각 정류 및 필터링하여, 서로 다른 전압을 검출하며, 검출한 전압을 제어부(22)로 출력한다. 상기 전압검출부(24)는 제어부(22)에 포함될 수도 있으며, 별도로 구성될 수도 있다.
제어부(22)는 전압검출부(24)에서 출력하는 전압 변화를 수신받고, 수신된 전압 변화를 분석하여, 제어신호를 생성한다. 이는 하기에서 다시 설명하기로 한다.
와이퍼구동부(26)는 제어부(22)로부터 제어신호를 수신받고, 수신된 제어신호에 따라 와이퍼를 구동시키는 구동모터를 제어하여, 와이퍼를 구동시키거나, 구동 주기를 제어한다.
온도센서(28)는 상기 윈드실드 외표면의 온도를 감지하는 것으로, 상기 윈드실드의 외표면에 설치될 수 있다. 그리고 온도센서(28)에서 감지된 온도는 제어부(22)로 전송된다. 그리고 제어부(22)는 온도센서(28)에서 감지하는 상기 윈드실드의 표면 온도에 따라, 상기 커패시터(11)들로부터 입력받은 정전용량값을 보상하여 제어신호를 생성한다. 이는, 물의 유전률은 온도가 높을수록 낮아지고, 온도가 낮을수록 높아지는 등, 온도에 따라 민감하게 변하기 때문에, 커패시터(11)에서 측정된 정전용량값을 윈드실드의 표면 온도에 따라 적절하게 보상해주기 위함이다. 이처럼 본 발명은 온도센서(28)를 더 구비하여, 윈드실드의 표면 온도에 따라 민감하게 변화되는 물의 유전률을 커패시터(11)에서 측정되는 정전용량값에 반영하므로, 제어부(22)에서 생성하는 제어신호의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 이슬이 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 커패시터(11)의 두 전극(12, 14) 사이에 빗방울보다 작은 이슬 또는 물이 튀어서 생긴 물방울(R)이 맺혀 있다. 이러한 이슬 몇 방울 또는 물방울(R)은 운전하는데 지장을 주지 않을 정도로 작으며, 이에 따라, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)에서, 제 1 간격(d1) 내지 제 3 간격(d3) 중 어느 위치에 물방울(R)이 맺히더라도, 정전용량이 변화되지 않거나, 변화되더라도 무시할 정도이므로, 전압검출부(24)에서 제어부(22)로 전압이 출력되지 않게 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 이슬비가 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 커패시터(11)의 두 전극(12, 14) 사이에 이슬비에 의하여 생긴 제 1 빗방울(R1)이 맺혀 있다. 상기 제 1 빗방울(R1)은 그 크기가 비교적 작아, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)들 사이에서, 제 1 간격(d1)에 맺힌 경우에만, 정전용량이 변하게 되며, 이러한 정전용량 변화는 전압검출부(24)에서 추출되고, 전압검출부(24)는 이들로부터 전압을 검출하고, 검출한 전압을 제어부(22)로 출력한다.
제어부(22)는 전압검출부(24)에서 출력하는 전압 변화를 수신받고, 수신된 전압 변화가 제 1 간격(d1) 사이에서 변화된 정전용량값 임을 판단하고, 판단 결과에 따라 와이퍼구동부(26)로 제어신호를 출력하여, 와이퍼가 자동으로 구동되도록 하거나 와이퍼의 구동 주기를 자동으로 제어한다. 이를 상세하게 설명하면, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14)들 사이에서 감지되는 서로 다른 정전용량값이 전압검출부(24)로 출력되면, 전압검출부(24)는 이를 서로 다른 전압으로 검출하여 제어부(22)로 출력한다. 여기서 전압검출부(24)에서 출력하는 전압에는 제 1 간격(d1) 사이에서 검출되는 정전용량값에 대한 전압인지, 아니면, 제 2 간격(d2) 사이에서 검출되는 정전용량값에 대한 전압인지, 아니면, 제 3 간격(d3) 사이에서 검출되는 정전용량값에 대한 전압인지에 대한 식별신호가 부여된다. 그리고 제어부(22)는 상기 식별신호를 바탕으로 하여, 전압검출부(24)에서 출력하는 전압이 제 1 간격(d1) 사이에서 변화된 정전용량값에 대한 전압임을 판단한다. 그리고 판단 결과에 따라, 해당 전압에 대한 제어신호를 와이퍼 구동부(26)로 출력하여, 와이퍼의 구동속도 또는 구동주기를 1단으로 제어한다.
한편, 제 1 빗방울(R1)이 윈드실드에 많이 맺히지 않는 경우에는, 운전에 많은 지장을 주지 않으므로, 제어부(22)는 제 1 간격(d1) 사이에서 미리 지정된 횟수 이상으로 정전용량 변화가 검출되는 경우에, 제어신호를 출력하도록 구성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 레인센서에 가랑비가 맺히는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 커패시터(11)의 두 전극(12, 14) 사이에 이슬비보다 굵은 가랑비에 의하여 생긴 제 2 빗방울(R2)이 맺혀 있다. 상기 제 2 빗방울(R2)은 그 크기가 상기 제 1 빗방울(R1: 도 5 도시)보다 커서, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(14) 사이에서, 제 1 간격(d1) 또는, 제 2 간격(d2)에 제 2 빗방울(R2)이 맺히는 경우에, 정전용량이 변하게 된다. 그리고 이러한 정전용량 변화는 전압검출부(24)에서 추출되고, 전압검출부(24)는 이들로부터 전압을 검출하고, 검출한 전압을 제어부(22)로 출력한다.
제어부(22)는 전압검출부(24)에서 출력하는 전압 변화를 수신받고, 수신된 전압 변화에 따라, 제 2 간격(d2) 사이에서 정전용량이 변화된 것을 판단하고, 판단 결과에 따라 와이퍼구동부(26)로 제어신호를 출력하여, 와이퍼가 구동되도록 한다. 즉, 제어부(22)는 제 1 간격(d1) 사이에서 정전용량이 변하면, 제 1 빗방울(R1: 도 5 도시), 제 2 빗방울(R2) 구분없이, 제 1 빗방울(R1)이 윈드실드에 맺힌 것으로 판단하고, 제 2 간격(d2) 사이에서 정전용량이 변하면 제 1 빗방울(R1)보다 큰 제 2 빗방울(R2)이 윈드실드에 맺힌 것으로 판단한다. 그리고 제 2 빗방울(R2)은 제 1 빗방울(R1)보다 양이 더 많으므로, 제어부(22)는 제 2 빗방울(R2)이 윈드실드에 맺힌 것을 판단하면, 와이퍼의 구동속도, 또는 구동 주기가 2단으로 빨라지도록 제어신호를 출력하여, 와이퍼가 제 2 빗방울(R2)을 보다 신속하게 제거하도록 제어한다.
이처럼 본 발명은 비의 종류 등에 따라 윈드실드에 맺히는 빗방울의 크기에 따라, 와이퍼의 구동주기를 단계적으로 제어하도록 구성되므로, 윈드실드에 맺힌 빗방울을 신속하고 정확하게 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서에 다수의 레이어가 위치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서는 상기 제 1 실시예에서, 다수의 레이어를 더 포함하는 것을 제외하고는 상기 제 1 실시예와 동일하도록 구성된다.
상기 레이어는 하나의 제 1 레이어(30)와, 하나 이상의 제 2 레이어(32, 32')를 포함한다. 제 1 레이어(30)는 투명한 시트 형상으로 형성되고, 그 일면에 전극부재(10)가 위치된다. 이러한 제 1 레이어(30)의 일면은 윈드실드의 내측에 부착된다. 제 2 레이어(32, 32')는 투명한 재질로 구성되며, 제 1 레이어(30)의 타측에 부착되어, 습기나 접촉 등으로부터 제 1 레이어(30) 및 커패시터(11)들을 보호하도록 구성된다. 이러한 제 2 레이어(32, 32')는 그 목적에 따라 하나 또는 다수 개로 구성될 수 있다. 예를 들면 일 제 2 레이어(32)는 유전률이 극히 적은 필름 등으로 구성되며, 접착제에 의하여 제 1 레이어(30)와 접착된다. 그리고 타 제 2 레이어(32')는 차폐를 위한 도체필름으로 구성될 수 있다.
이처럼 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 레인센서는 전극부재(10)를 구비함은 물론, 제 1 레이어(30) 및 제 2 레이어(32, 32')를 더 구비하여, 습기나 접촉 등으로부터 전극부재(10)를 보호하도록 구성되어, 전극부재(10)에서 인식되는 정전용량 변화의 신뢰도를 상승시키는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 전극부재 11: 커패시터
12: 제 1 전극 12a: 제 1-1 전극
12b: 제 1-2 전극 12c: 제 1-3 전극
12d: 제 1-4 전극 13a, 13b, 13c: 연결부
14: 제 2 전극 14a: 제 2-1 전극
14b: 제 2-2 전극 14c: 제 2-3 전극
15: 전극 라인 16a: 제 2-1 전극 라인
16b: 제 2-2 전극 라인 16c: 제 2-3 전극 라인
18a: 제 1 골 18b: 제 2 골
18c: 제 3 골 20: 컨트롤부재
22: 제어부 24: 전압검출부
26: 와이퍼구동부 28: 온도센서
30: 제 1 레이어 32, 32': 제 2 레이어
12: 제 1 전극 12a: 제 1-1 전극
12b: 제 1-2 전극 12c: 제 1-3 전극
12d: 제 1-4 전극 13a, 13b, 13c: 연결부
14: 제 2 전극 14a: 제 2-1 전극
14b: 제 2-2 전극 14c: 제 2-3 전극
15: 전극 라인 16a: 제 2-1 전극 라인
16b: 제 2-2 전극 라인 16c: 제 2-3 전극 라인
18a: 제 1 골 18b: 제 2 골
18c: 제 3 골 20: 컨트롤부재
22: 제어부 24: 전압검출부
26: 와이퍼구동부 28: 온도센서
30: 제 1 레이어 32, 32': 제 2 레이어
Claims (11)
- 차량의 윈드실드에 상호 이격 배치되는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하는 전극부재; 및
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에서 발생되는 신호에 따라 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전극은 n개(n은 2 이상의 자연수)의 전극을 포함하고,
상기 제 2 전극은 :
상기 제 1 전극과 d1 간격만큼 이격된 제 2-1 전극; 내지
상기 제 1 전극과 dn 간격만큼 이격된 제 2-n 전극(n은 2 이상의 자연수)을 포함하여 구성되고,
상기 d1,...,dn 간격은 서로 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 2-1 전극 내지 상기 제 2-n 전극은 각각의 전극라인을 통해 상기 제어부로 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2-1 전극 또는, 상기 제 1 전극과 상기 제 2-n 전극 사이의 정전용량 변화에 따라 서로 다른 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전극은:
상기 제 1 전극과 d1 간격만큼 이격된 제 2-1 전극;
상기 제 1 전극과 d2 간격만큼 이격된 제 2-2 전극; 및
상기 제 1 전극과 d3 간격만큼 이격된 제 2-3 전극을 포함하고,
상기 d1 간격은 상기 d2 간격보다 작고, 상기 d2 간격은 상기 d3 간격보다 작도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 전극과 상기 제 2-1 전극 사이에서 정전용량이 변화된 경우, 와이퍼를 제 1 속도로 구동시키도록 제어신호를 생성하고,
상기 제 1 전극과 상기 제 2-2 전극 사이에서 정전용량이 변화된 경우, 와이퍼를 제 2 속도로 구동시키도록 제어신호를 생성하며,
상기 제 1 전극과 상기 제 2-3 전극 사이에서 정전용량이 변화된 경우, 와이퍼를 제 3 속도로 구동시키도록 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 상호 연결되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 사행형상의 하나의 전극으로 이루어져, 2 이상의 골을 형성하고, 상기 사행형상의 골의 너비는 서로 다르게 형성되며,
상기 제 2 전극은 바 형상으로 형성되고, 상기 사행형상의 골 중앙에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 투명재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 윈드실드의 외표면 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도센서에서 감지하는 상기 윈드실드의 온도에 따라, 상기 전극부재로부터 입력받은 정전용량값을 보상하여 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전극부재가 위치되는 제 1 레이어; 및
상기 제 1 레이어의 일면 또는 타면에 위치되는 하나 이상의 제 2 레이어를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인센서.
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