KR20180071581A

KR20180071581A - 레인 센서와 이를 이용한 차량 및 차량의 제어방법

Info

Publication number: KR20180071581A
Application number: KR1020160174352A
Authority: KR
Inventors: 박종민; 공낙경; 이기홍; 임근식; 조영익; 김경택; 홍원복; 김태왕
Original assignee: 현대자동차주식회사; 현대오트론 주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-28
Also published as: DE102017215667A1; US20180170316A1; JP6896464B2; KR102558694B1; JP2018100070A; CN108202698A; US10328902B2

Abstract

개시된 발명은 레인 센서와 이를 이용한 차량 및 차량의 제어방법에 관한 것으로서, 차량의 윈드 쉴드 글라스로 광을 조사하는 광 송신부; 상기 윈드 쉴드 글라스로부터 반사되는 광을 수신하여 수광 신호를 발생시키는 광 수신부; 상기 수광 신호를 필터링하는 필터; 및 상기 필터링된 수광 신호를 기초로 이물질 존재여부와 오염도를 판단하여 이물질 제거 동작을 수행하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

레인 센서와 이를 이용한 차량 및 차량의 제어방법{RAIN SENSOR, CAR AND METHOD FOR CONTROLLING OF CAR USING THE SAME}

레인 센서와 이를 이용한 차량 및 차량의 제어방법에 관한 것이다.

차량은 운전자의 편의성과 안전성을 고려하여 다양한 차량 부가 서비스 장치를 개발 및 장착하고 있는 추세이다.

보다 구체적으로, 차량 부가 서비스 장치는 차량의 도로 주행 시, 운전자의 핸들조작을 보조하여 주행차선으로부터의 이탈을 방지하는 차선이탈 경보 장치 등과 같은 안전 보조 장치를 비롯하여 운전자에 의해서 선택된 목적지까지의 경로 및 경로에 따른 주변 정보를 안내하는 내비게이션과 같은 부가 서비스 제공 장치를 포함할 수 있다.

차량의 윈드 쉴드 글라스는 차량의 주행 중에 날씨와 같은 외부 환경 요인으로 인해 이물질이 흡착되거나, 노출되는 위치 특성상 다양한 이물질로 인해 오염되는 현상이 발생할 수 있다.

상술한 윈드 쉴드 글라스는 운전자의 시계를 확보하거나, 또는 자율 주행 시 전방을 비롯한 주변의 주행 환경을 감지할 때 영향을 미치는 구성으로서 안전 운전을 위해 항상 청결한 상태를 유지하여야 한다.

개시된 실시예는 윈드 쉴드 글라스의 상태를 지속적으로 모니터링하고 타 구성과의 협조 제어를 통해 청결한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 레인 센서와 이를 이용한 차량 및 차량의 제어방법을 제공하고자 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 레인 센서는, 차량의 윈드 쉴드 글라스로 광을 조사하는 광 송신부; 상기 윈드 쉴드 글라스로부터 반사되는 광을 수신하여 수광 신호를 발생시키는 광 수신부; 상기 수광 신호를 필터링하는 필터; 및 상기 필터링된 수광 신호를 기초로 이물질 존재여부와 오염도를 판단하여 이물질 제거 동작을 수행하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광 송신부는, 전반사 광 송신부와 난반사 광 송신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 단기(Short Term) 모니터링을 통해 상기 전반사 광 송신부와 상기 난반사 광 송신부로부터 전송되어 반사된 전반사 수광량과 난반사 수광량을 정상 상태의 수광량과 비교한 차이와 외기 온도를 기초로 상기 이물질 존재여부를 감지할 수 있다.

또한, 상기 이물질은 흙탕물, 눈, 얼음, 먼지, 유막 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 전반사 광 송신부와 상기 난반사 광 송신부로부터 전송되어 반사된 전반사 수광량과 난반사 수광량을 장기(Long Term) 모니터링하여 오염도가 기준치 이상이면 상기 오염도를 반영하여 오염 제거 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 전반사 수광량과 상기 난반사 수광량의 장기 모니터링을 통해 오염도를 판단하고, 판단된 상기 오염도에 따라 빗물 감지 기준값을 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 전반사 수광량과 상기 난반사 수광량의 장기 모니터링 결과를 저장하고 시동 전후의 수광량을 비교하여 상기 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 오염 제거 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 와이핑(wiping) 동작 후, 상기 전반사 광 송신부의 광 송신 후 반사된 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지 하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 레인 센서가 장착된 차량이 자율 주행 모드일 경우, 상기 제어부는, 우선적으로 상기 이물질 존재여부와 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 이물질 제거를 수행하도록 제어할 수 있다.

일 측면에 따른, 차량은, 윈드 쉴드 글라스로부터 반사되는 전반사 수광량과 난반사 수광량을 모니터링하여 상기 윈드 쉴드 글라스의 이물질 검출 및 오염도 판단을 수행하고, 수행 결과에 따라 이물질 제거를 수행하도록 하는 레인 센서; 및 상기 레인 센서로부터 전달되는 이물질 제거 요청 신호에 따라 해당 구성의 동작을 제어하는 차체 제어 모듈;을 포함할 수 있다.

또한, 차량은, 상기 윈드 쉴드 글라스에 열을 발생시키기 위한 열선; 상기 윈드쉴드 글라스 표면에 와셔액을 분사하기 위한 와셔(washer); 상기 윈드 쉴드 글라스 표면의 이물질을 제거하기 위한 와이퍼(wiper); 및 상기 윈드 쉴드 글라스에 바람을 분사하기 위한 공조기;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차체 제어 모듈은, 상기 이물질이 흙탕물인 경우, 상기 이물질 제거 요청 신호에 따라 상기 와셔 및 상기 와이퍼를 작동시킬 수 있다.

또한, 상기 차체 제어 모듈은, 상기 이물질이 눈인 경우, 상기 이물질 제거 요청 신호에 따라 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시킨 후 상기 와이퍼를 작동시킬 수 있다.

또한, 상기 차체 제어 모듈은, 상기 이물질이 얼음인 경우, 상기 이물질 제거 요청 신호에 따라 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시키고 기 설정된 시간 동안 대기 후 상기 와이퍼를 작동시킬 수 있다.

또한, 상기 레인 센서는, 상기 와이퍼의 와이핑(wiping) 동작 후, 상기 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 상기 차체 제어 모듈로 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지 하도록 제어할 수 있다.

또한, 차량은, 클러스터 표시부; 및 램프;를 더 포함하고, 상기 차체 제어 모듈은, 상기 레인 센서로부터 전달된 상기 와이퍼 블레이드 교체 알림을 상기 클러스터 표시부 또는 상기 램프를 통해 표시할 수 있다.

일 측면에 따른 차량의 제어방법은, 차량의 시동 신호(IGN)가 온(ON) 되면, 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하고, 확인 결과 상기 자동 레인 감지 상태인 경우 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고, 상기 계산 결과를 기초로 이물질 존재여부를 판단하고, 판단 결과 상기 이물질이 존재하는 경우 이물질 제거를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량은 와셔(washer) 및 와이퍼(wiper)를 포함하고, 상기 이물질 제거를 수행하는 것은, 상기 이물질이 흙탕물인 경우, 상기 와셔 및 상기 와이퍼를 작동시켜 상기 흙탕물을 제거할 수 있다.

또한, 상기 차량은 열선, 공조기 및 와이퍼(wiper)를 포함하고, 상기 이물질 제거를 수행하는 것은, 상기 이물질이 눈인 경우, 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시킨 후 상기 와이퍼를 작동시킬 수 있다.

또한, 상기 차량은 열선, 공조기 및 와이퍼(wiper)를 포함하고, 상기 이물질 제거를 수행하는 것은, 상기 이물질이 얼음인 경우, 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시키고 기 설정된 시간 동안 대기 후 상기 와이퍼를 작동시킬 수 있다.

또한, 상기 이물질 제거를 수행하는 것 이후에, 와이핑(wiping) 동작 후, 상기 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량의 시동 신호가 온 된 후, 상기 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하기 이전에, 자율 주행 모드인지 여부를 확인하는 것을 더 포함하고, 확인 결과 자율 주행 모드인 경우, 상기 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고, 확인 결과 자율 주행 모드가 아닌 경우, 상기 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인할 수 있다.

다른 측면에 따른 차량의 제어방법은, 차량의 시동 신호(IGN)가 온(ON)되면, 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하고, 확인 결과 상기 자동 레인 감지 상태인 경우 초기 시동 신호인지 여부를 확인하고, 확인 결과 초기 시동 신호가 아닌 경우, 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고, 상기 계산 결과를 기초로 오염도를 계산하고, 계산 결과를 기초로 오염 상태인지 여부를 판단하고, 판단 결과 오염 상태인 경우 오염 제거를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 초기 시동 신호인지 여부의 확인 결과, 초기 시동 신호인 경우, 상기 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산할 때, 시동 전후의 전반사 수광량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고, 상기 오염도를 계산할 때, 시동 전후 오염도를 계산할 수 있다.

또한, 상기 차량은 와셔(washer) 및 와이퍼(wiper)를 포함하고, 상기 오염 제거를 수행하는 것은, 상기 와셔 및 상기 와이퍼를 작동시키는 것일 수 있다.

전술한 과제 해결 수단에 의하면, 윈드 쉴드 글라스의 상태를 지속적으로 모니터링하여 이물질 검출 및 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 차량 내 구성들의 제어를 통해 윈드 쉴드 글라스의 이물질을 제거하기 때문에, 윈드 쉴드 글라스의 상태를 항상 청결 상태로 유지하여 운전자의 시계를 확보할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 차량의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 차량의 내부를 나타내는 도면이다.
도 3은 레인 센서의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.
도 4는 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.
도 5 및 도 6은 차량에 적용된 전반사형 광 송수신부의 원리 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 차량에 적용된 난반사형 광 송수신부의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 이물질 검출 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10 및 도 11은 오염도 판단 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 와이퍼 교체 시기 판단 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13 및 도 14는 이물질 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15 및 도 16은 오염도 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 와이퍼 교체 시기 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 차량의 외관을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 쉴드 글라스(wind shield glass)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13) 및 차량의 전방에 위치하는 앞바퀴(21)와 차량의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함하여 차량(1)을 이동시키기 위한 바퀴(21, 22)를 포함할 수 있다.

윈드 쉴드 글라스(11)는 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다. 또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.

도어(13)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다.

차량(1)은 상술한 구성 이외에도 바퀴(21, 22)를 회전시키는 동력 장치(16), 차량(1)의 이동 방향을 변경하는 조향 장치(미도시), 바퀴의 이동을 정지시키는 제동 장치(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 동력 장치(16)는 본체가 전방 또는 후방으로 이동하도록 앞바퀴(21) 또는 뒷바퀴(22)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 동력 장치(16)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 포함할 수 있다.

조향 장치는 운전자로부터 주행 방향을 입력받는 조향 핸들(도 2의 42), 조향 핸들(42)의 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 조향 기어(미도시), 조향 기어(미도시)의 왕복 운동을 앞바퀴(21)에 전달하는 조향 링크(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 조향 장치는 바퀴의 회전축의 방향을 변경함으로써 차량(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.

제동 장치는 운전자로부터 제동 조작을 입력받는 제동 페달(미도시), 바퀴(21, 22)와 결합된 브레이크 드럼(미도시), 마찰력을 이용하여 브레이크 드럼(미도시)의 회전을 제동시키는 브레이크 슈(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제동 장치는 바퀴(21, 22)의 회전을 정지시킴으로써 차량(1)의 주행을 제동할 수 있다.

도 2는 차량의 내부를 나타내는 도면이다.

차량(1)의 내부는 운전자가 차량(1)을 조작하기 위한 각종 기기가 설치되는 대시 보드(dashboard)(14), 차량(1)의 운전자가 착석하기 위한 운전석(15), 차량(1)의 동작 정보 등을 표시하는 클러스터 표시부(51, 52), 운전자의 조작 명령에 따라 경로 안내 정보를 제공하는 길 안내 기능뿐만 아니라 오디오 및 비디오 기능까지 제공하는 내비게이션(navigation)(70)을 포함할 수 있다.

대시 보드(14)는 윈드 쉴드 글라스(11)의 하부로부터 운전자를 향하여 돌출되게 마련되며, 운전자가 전방을 주시한 상태로 대시 보드(14)에 설치된 각종 기기를 조작할 수 있도록 한다.

운전석(15)은 대시 보드(14)의 후방에 마련되어 운전자가 안정적인 자세로 차량(1)의 전방과 대시 보드(14)의 각종 기기를 주시하며 차량(1)을 운행할 수 있도록 한다.

클러스터 표시부(51, 52)는 대시 보드(14)의 운전석(15) 측에 마련되며, 차량(1)의 운행 속도를 표시하는 주행 속도 게이지(51), 동력 장치(미도시)의 회전 속도를 표시하는 rpm 게이지(52)를 포함할 수 있다.

내비게이션(70)은 차량(1)이 주행하는 도로의 정보 또는 운전자가 도달하고자 하는 목적지까지의 경로를 표시하는 디스플레이 및 운전자의 조작 명령에 따라 음향을 출력하는 스피커(41)를 포함할 수 있다. 최근에는 오디오 장치, 비디오 장치 및 내비게이션 장치가 일체화된 AVN(Audio Video Navigation) 장치가 차량에 설치되고 있는 추세이다.

상기 내비게이션(70)은 센터페시아(center fascia)에 설치될 수 있다. 이때, 센터페시아는 대시 보드(14) 중에서 운전석과 조수석 사이에 있는 컨트롤 패널 부분을 의미하는 것으로, 대시 보드(14)와 시프트레버가 수직으로 만나는 영역이며, 이곳에는 내비게이션(70)을 비롯하여 에어콘, 히터의 컨트롤러, 송풍구, 시거잭과 재떨이, 컵홀더 등을 설치할 수 있다. 또한, 센터페시아는 센터콘솔과 함께 운전석과 조수석을 구분하는 역할도 할 수 있다.

또한, 내비게이션(70)을 비롯한 각종 구동 조작을 위한 별도의 조그 다이얼(60)을 구비할 수 있다.

개시된 발명의 조그 다이얼(60)은 회전시키거나 압력을 가하여 구동 조작을 수행하는 방법뿐만 아니라, 터치 인식 기능을 구비한 터치 패드를 구비하여 사용자의 손가락 또는 별도의 터치 인식 기능을 구비한 도구를 이용하여 구동 조작을 위한 필기 인식을 수행할 수 있다.

도 3은 레인 센서의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.

이하에서는, 차량에 적용된 전반사형 광 송수신부의 원리 설명하기 위한 도면인 도 5 및 도 6, 차량에 적용된 난반사형 광 송수신부의 원리를 설명하기 위한 도면인 도 7 및 도 8, 이물질 검출 방법을 설명하기 위한 예시도인 도 9, 오염도 판단 방법을 설명하기 위한 그래프인 도 10 및 도 11, 와이퍼 교체 시기 판단 방법을 설명하기 위한 그래프인 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 레인 센서(100)는 광 송신부(110), 광 수신부(120), 필터(130), 제어부(140) 및 저장부(150)를 포함한다.

광 송신부(110)는 차량(도 2의 1)의 윈드 쉴드 글라스(도 2의 11)로 광을 조사할 수 있다.

광 송신부(110)는 전반사 광 송신부와 난반사 광 송신부를 포함할 수 있다.

광 수신부(120)는 윈드 쉴드 글라스(11)로부터 반사되는 광을 수신하여 수광 신호를 발생시킬 수 있다.

필터(130)는 수광 신호를 필터링할 수 있다. 이때, 필터(130)는 광 수신부(120)를 통해 전달되는 수광 신호의 아날로그 신호 처리 등을 수행한 후, 수광량 판단을 위한 잡음 등을 제거하는 필터링을 수행할 수 있다.

제어부(140)는 필터링된 수광 신호를 기초로 이물질 존재여부와 오염도를 판단하여 이물질 제거 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 이물질은 흙탕물, 눈, 얼음, 먼지, 유막 중 적어도 하나 이상일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 윈드 쉴드 글라스(11)를 오염시키는 존재라면 모두 포함할 수 있다.

구체적으로, 제어부(140)는 단기(Short Term) 모니터링을 통해 전반사 광 송신부와 난반사 광 송신부로부터 전송되어 반사된 전반사 수광량과 난반사 수광량을 정상 상태의 수광량과 비교한 차이와 외기 온도를 기초로 이물질 존재여부를 감지할 수 있다. 이때, 단기 모니터링은 후술하는 장기 모니터링에 비해 짧은 시간 동안 모니터링을 수행하는 것을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

도 5 내지 도 6을 참고하면, 광 송신부(110)가 전반사 광 송신부(110a)인 경우, 도 5와 같이 윈드 쉴드 글라스(11)에 이물질이 존재하지 않는 경우, 전반사 광 송신부(110a)로부터 조사된 광은 윈드 쉴드 글라스(11)로부터 모두 반사되어 광 수신부(120)에 도달하여 수광량이 많은데 반해, 도 6과 같이 윈드 쉴드 글라스(11)에 이물질이 존재하는 경우, 전반사 광 송신부(110a)로부터 조사된 광은 윈드 쉴드 글라스(11)로부터 일부만 반사되거나 모두 반사되지 않아 광 수신부(120)에 도달하는 수광량은 이물질이 없는 정상 상태에 비해 감소하게 되는 것이다.

또한, 도 7 내지 도 8을 참고하면, 광 송신부(110)가 난반사 광 송신부(110b)인 경우, 도 7과 같이 윈드 쉴드 글라스(11)에 이물질이 존재하지 않는 경우, 난반사 광 송신부(110b)로부터 조사된 광은 모두 윈드 쉴드 글라스(11)를 투과하여 광 수신부(120)에 도달하지 않는데 반해, 도 8과 같이 윈드 쉴드 글라스(11)에 이물질이 존재하는 경우, 난반사 광 송신부(110b)로부터 조사된 광은 윈드 쉴드 글라스(11)로부터 반사되어 광 수신부(120)에 도달하는 수광량이 증가하게 되는 것이다. 상술한 전반사 수광량과 난반사 수광량은 상보 관계를 가진다.

도 9에서 도시하는 수광량을 참조하면, 정상구간은 빗물과 이물질이 감지 되지 않은 구간이고, 빗물구간은 빗물에 의해 광 수신부(120)의 수광량이 변화되는 구간으로 전반사 수광량이 점차 감소하여 0에 가까워지고 난반사 수광량은 점차 빗물에 산란되는 빛에 의하여 전반사 수광량에 비해 약간 상승한다. 또한, 흙탕물 구간은 흙탕물에 의해 광 수신부(120)의 수광량이 변화되는 구간으로 전반사 수광량은 흙탕물의 농도에 따라 일정부분 감소 후 유지되고, 난반사 수광량은 흙탕물의 농도에 따라 차이가 있으나 증가 후 유지된다. 또한, 눈구간은 눈에 의해 광 수신부(120)의 수광량이 변화되는 구간으로 전반사 수광량은 일정부분 감소 후 유지되고 난반사 수광량은 상대적으로 높은 값으로 상승한다. 또한, 얼음구간은 얼음에 의해 광 수신부(120)의 수광량이 변화되는 구간으로 전반사 수광량은 점차 감소하여 0에 가까워지고 난반사 수광량은 점차 얼음에 산란되는 빛에 의하여 상대적으로 약간 상승한다. 이때, 빗물과 얼음의 경우 전반사 수광량과 난반사 수광량만으로는 구별이 어렵다.

제어부(140)는 상술한 전반사 원리와 난반사 원리를 기초로 윈드 쉴드 글라스(11)에 이물질이 존재하는지 여부를 판단하는 것이다. 상술한 빗물구간과 얼음구간은 전반사 수광량과 난반사 수광량으로 구별하기 어렵기 때문에 외기 온도 정보를 이용하여 빗물과 얼음을 구별한다.

구체적으로, 제어부(160)는 빗물구간과 얼음구간을 구분할 때, 수광량 이외에도 외기 온도 정보를 이용하는데, 외기 온도가 영상인 경우 빗물 구간으로 판단하고, 외기 온도가 영상이 아닌 경우 얼음 구간으로 판단하는 것이다.

제어부(140)는 자율주행 모드일 경우 자동 레인 감지 모드에 관계없이 이물질을 판단하고 판단결과에 따라 열선, 공조기, 와셔 및 와이퍼를 구동하도록 하여 운전자에게 최적의 시계를 제공한다.

또한, 제어부(140)는 전반사 수광량과 난반사 수광량을 장기(Long Term) 모니터링하여 윈드 쉴드 글라스(11)가 서서히 오염되어 가는 것을 감지하여 오염도가 기준치에 도달한 경우 오염 상태로 판단하여 자동으로 오염 제거 동작이 이루어지도록 제어하는 것이다. 이때, 장기 모니터링은 상술하는 단기 모니터링에 비해 긴 시간 동안 모니터링을 수행하는 것을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

구체적으로, 제어부(140)는 전반사 광 송신부와 난반사 광 송신부로부터 전송되어 반사된 전반사 수광량과 난반사 수광량을 장기 모니터링하여 오염도가 기준치 이상이면 상기 오염도를 반영하여 오염 제거 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 10 및 도 11에서 도시하는 바와 같이, 시간이 경과함에 따라 윈드 쉴드 글라스(11)가 오염되어 전반사 수광량은 점차 낮아지고 난반사 수광량이 점차 높아지는 것을 확인할 수 있다.

제어부(140)는 장기 모니터링한 결과, 전반사 수광량과 난반사 수광량이 오염물 제거를 위한 와셔 및 와이핑 영역까지 도달하는 경우 오염 상태로 판단하여, 오염물 제거를 수행하도록 차체 제어 모듈(200)로 제어 신호를 전송할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 전반사 수광량과 난반사 수광량의 장기 모니터링을 통해 오염도를 판단하고, 판단된 상기 오염도에 따라 빗물 감지 기준값을 보정할 수 있다. 예를 들어, 전반사 수광량이 도 10의 빗물 감지 파라미터 보정 영역에 도달하는 경우, 제어부(140)는 빗물 감지 기준값을 보정하여 보다 정확한 빗물 감지가 이루어지도록 하는 것이다. 이는, 오염도에 따라 빗물 감지 시 과소 또는 과대 평가되어 빗물에 비하여 빠르게 또는 느리게 와이핑되는 것을 미연에 방지하기 위한 것이다.

또한, 제어부(140)는 전반사 수광량과 난반사 수광량의 장기 모니터링 결과를 저장하고 시동 전후의 수광량을 비교하여 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 오염 제거 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 12를 참조하면, 제어부(140)는 와이핑(wiping) 동작 후, 전반사 광 송신부의 광 송신 후 반사된 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)(도 12의 L)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지 하도록 제어할 수 있다.

제어부(140)는 레인 센서가 장착된 차량(1)이 자율 주행 모드일 경우, 우선적으로 이물질 존재여부와 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 이물질 제거를 수행하도록 제어할 수 있다. 이는, 자율 주행 모드 시, 윈드 쉴드 글라스(11)의 이물질을 비롯한 오염으로 인해 시계가 확보되지 않아, 전방을 비롯한 주변의 교통 상황이 감지되지 않는 것을 미연에 방지하기 위함이다.

저장부(150)는 레인 센서(100)와 관련된 각종 정보를 저장하는 구성으로서, 예를 들어, 이물질 검출, 오염도 판단, 와이퍼 블레이드 교체 시기 판단, 빗물 감지 기준값 보정 판단을 위한 기준값을 저장할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

저장부(150)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부(150)는 제어부(140)와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.

도 4는 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.

도 4를 참조하면, 차량(1)은 레인 센서(rain sensor)(100), 차체 제어 모듈(BCM)(200), 열선(310), 와셔(washer)(320), 와이퍼(wiper)(330), 공조기(340), 클러스터 표시부(400), 램프(410), 운전자 보조 시스템(advanced driver assistance systems: ADAS)(500), 스위치(600)를 포함할 수 있다.

도 4에서 도시하는 바와 같이, 레인 센서(100), 차체 제어 모듈(200) 및 와이퍼(330)는 LIN(Local Interconnect Network)를 통해 연결되고, 차체 제어 모듈(200)은 공조기(340), 운전자 보조 시스템(500), 스위치(600) 및 클러스터 표시부(400)와 CAN(Controller Area Network)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 차체 제어 모듈(200)은 열선 및 와셔(320)와 연결될 수 있다. 이때, 와셔(320)는 차체 제어 모듈(200)이 아닌 스위치(600)에 연결되는 것도 가능하다. 또한, 클러스터 표시부(400)는 램프(410)와 연결될 수 있다. 운전자 보조 시스템(500)은 카메라(510), 레이더 센서(radar sensor)(520), 라이다 센서(ridar sensor)(530) 및 초음파 센서(ultra sonic sensor)(540)와 연결될 수 있다.

레인 센서(100)은 윈드 쉴드 글라스(도 2의 11)로부터 반사되는 전반사 수광량과 난반사 수광량을 모니터링하여 윈드 쉴드 글라스(11)의 이물질 검출 및 오염도 판단을 수행하고, 수행 결과에 따라 이물질 제거를 수행하도록 하는 구성일 수 있다.

레인 센서(100)는 와이퍼(330)의 와이핑(wiping) 동작 후, 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 차체 제어 모듈(200)로 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지 하도록 제어할 수 있다.

차체 제어 모듈(200)은 레인 센서(100)로부터 전달되는 이물질 제거 요청 신호에 따라 해당 구성의 동작을 제어할 수 있다.

차체 제어 모듈(200)은 이물질이 흙탕물인 경우, 이물질 제거 요청 신호에 따라 와셔(320) 및 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다.

또한, 차체 제어 모듈(200)은 이물질이 눈인 경우, 이물질 제거 요청 신호에 따라 열선(310) 및 공조기(340)를 작동시킨 후 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다.

또한, 차체 제어 모듈(200)은 이물질이 얼음인 경우, 이물질 제거 요청 신호에 따라 열선(310) 및 공조기(340)를 작동시키고 기 설정된 시간 동안 대기 후 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다.

차체 제어 모듈(200)은 레인 센서(100)로부터 전달된 와이퍼 블레이드 교체 알림을 클러스터 표시부(400) 또는 램프(410)를 통해 표시할 수 있다.

상술한 차체 제어 모듈(200)은 차량(1) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.

열선(310)은 윈드 쉴드 글라스(11)에 열을 발생시키기 위한 구성일 수 있다. 상기 열선(310)은 윈드 쉴드 글라스(11)에 구비되어 전원 공급에 따라 고열을 방출시킨다.

와셔(washer)(320)는 윈드 쉴드 글라스(11) 표면에 와셔액을 분사하기 위한 구성이다. 상기 와셔(320)는 세정액을 노즐을 통해 윈드 쉴드 글라스(11)로 분사하는 구성이다.

와이퍼(wiper)(330)는 윈드 쉴드 글라스(11) 표면의 이물질을 제거하기 위한 구성이다. 상기 와이퍼(330)는 차량(1)의 윈드 쉴드 글라스에 흘러내리는 빗물을 비롯한 이물질을 제거하기 위한 구성으로, 블레이드날이 유리면을 닦아 이물질을 제거한다.

공조기(340)는 윈드 쉴드 글라스(11)에 바람을 분사하기 위한 구성이다.

클러스터 표시부(400)와 램프(410)는 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지하기 위한 구성으로서, 이에 한정되지 않고, 차량(1)에서 발생하는 각종 정보를 운전자에게 통지하기 위한 구성은 모두 적용 가능하다 할 것이다.

운전자 보조 시스템(500)은 카메라(510), 레이더 센서(radar sensor)(520), 라이다 센서(ridar sensor)(530) 및 초음파 센서(540)로부터 차량 주행 상태 감시 정보를 수신하여, 차량의 주행 상태를 파악하여 주행에 요구되는 각종 정보를 생성하여 제공하는 구성이다.

스위치(600)는 와이퍼(330)와 와셔(320)를 작동시키기 위한 스위치이다.

상술한 바와 같이, 차체 제어 모듈(200)은 레인 센서(100)로부터 전달되는 제어 신호에 따라 차량(1) 내 구비된 다양한 구성을 협조 제어 시켜 윈드 쉴드 글라스(11)의 이물질 및 오염을 제거하는 것이다. 이때, 이물질의 종류에 따라 이물질을 제거하는 기준은 레인 센서(100) 측에서 차체 제어 모듈(200)로 전송하거나, 또는 이물질 제거 이전에 레인 센서(100)와 차체 제어 모듈(200) 간에 서로 공유 및 저장하여 레인 센서(100)로부터 이물질의 종류 또는 오염 상태만을 전송하면 차체 제어 모듈(200)이 기 저장된 제거 기준에 따라 해당 구성을 동작시키는 것도 가능하다 할 것이다.

도시하지 않았지만, 차량(1)은 통신부, 입력부 및 디스플레이를 더 포함할 수 있음은 당연하지 할 것이다.

통신부는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.

유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈, 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.

무선 통신 모듈은 라디오 데이터 시스템 교통 메시지 채널(Radio Data System-Traffic Message Channel, RDS-TMC), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.

무선 통신 모듈은 교통정보 신호를 수신하는 안테나 및 수신기(Receiver)를 포함하는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조하기 위한 교통정보 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.

입력부는 사용자의 입력을 위해 각종 버튼이나 스위치, 페달(pedal), 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등과 같은 하드웨어적인 장치를 포함할 수 있다.

또한, 입력부는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 장치를 포함할 수도 있다. 터치 패드는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)로 구현되어 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다.

디스플레이는 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT), 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 13 및 도 14는 이물질 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 차량(1)의 시동 신호(IGN)가 온(ON) 되면(710), 자율 주행 모드인지 여부를 확인할 수 있다(720). 이때, 자율 주행 모드인지 여부를 확인하는 단계 720은 운용자의 필요에 따라 생략 가능하다 할 것이다.

확인 결과, 자율 주행 모드가 아닌 경우, 차량(1)은 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인할 수 있다(730). 단계 730은 스위치(600)의 와셔(320) 및 와이퍼(330)의 구동이 자동으로 설정되어 있는지 여부에 따라 판단할 수 있다. 만약, 스위치(600)의 와셔(320) 및 와이퍼(330)의 구동이 자동으로 설정된 경우, 자동 레인 감지 상태로 판단할 수 있다.

확인 결과 자동 레인 감지 상태인 경우, 차량(1)은 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산할 수 있다(740).

다음, 차량(1)은 계산 결과를 기초로 이물질 존재여부를 판단할 수 있다(750 ~ 770).

구체적으로, 차량(1)은 계산된 전반사 변화량과 난반사 변화량을 기초로 도 9와 같은 기준에 따라 빗물 또는 얼음인지 여부를 판단하고(750), 빗물 또는 얼음이 아닌 경우, 흙탕물인지 여부를 판단하고(760), 흙탕물이 아닌 경우, 눈인지 여부를 판단(770)하는 절차를 통해 이물질 존재여부를 판단할 수 있다. 이때, 이물질의 종류를 판단하기 위한 기준은 운용자에 의해서 임의로 설정될 수 있다.

판단 결과 이물질이 존재하지 않는 경우, 차량(1)은 자동 빗물 감지 수행을 수행할 수 있다(780).

단계 750 내지 770의 판단 결과 이물질이 존재하는 경우, 차량(1)은 이물질 제거를 수행할 수 있다(790).

도시하지 않았지만, 차량(1)은 단계 790의 이물질 제거를 위한 와이핑(wiping) 동작 후, 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지할 수 있다.

한편, 단계 720의 확인 결과 자율 주행 모드인 경우, 차량(1)은 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하는 단계 740부터 수행할 수 있다.

도 14는 도 13의 단계 790의 이물질 제거를 보다 상세하게 설명하기 위한 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 이물질이 흙탕물인 경우, 차량(1)은 와셔(320) 및 와이퍼(330)를 작동시켜 흙탕물을 제거할 수 있다(811). 이를 위해, 차량(1)은 와셔(washer)(320) 및 와이퍼(wiper)(330)를 구비할 수 있다.

다음, 차량(1)은 이물질 제거 시도 횟수를 증가시키고(813), 광 수신부(120)의 수광량을 기초로 이물질 제거가 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다(815). 예를 들어, 광 송신부가 전반사형인 경우 수광량이 기준치 이상이고, 광 송수신부가 난반사형인 경우 수광량이 기준치 이하 또는 0일 경우, 차량(1)은 이물질이 제거되었다고 판단하는 것이다.

확인 결과 이물질 제거가 완료되지 않은 경우, 차량(1)은 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수(예를 들어, 3회) 미만인지 여부를 확인할 수 있다(817).

확인 결과 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수 미만인 경우, 차량(1)은 단계 811부터 재 수행할 수 있다.

확인 결과 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수를 초과한 경우, 차량(1)은 이물질 고착 고장을 표시하여 운전자가 인지하도록 할 수 있다(819).

이때, 차량(1)은 클러스터 표시부(도 4의 400) 또는 램프(도 4의 410)를 통해 이물질 고착 고장을 표시할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 차량(1) 내 알림을 출력할 수 있는 구성이라면 모두 적용 가능하다 할 것이다.

도 14를 참조하면, 이물질이 눈인 경우, 차량(1)은 열선(310) 및 공조기(340)를 작동시킨 후 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다(821, 823). 이를 위해 차량(1)은 열선(310), 공조기(340) 및 와이퍼(wiper)(330)를 구비함은 당연하다 할 것이다.

다음, 차량(1)은 이물질 제거 시도 횟수를 증가시키고(825), 광 수신부(120)의 수광량을 기초로 이물질 제거가 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다(827). 예를 들어, 광 송신부가 전반사형인 경우 수광량이 기준치 이상이고, 광 송수신부가 난반사형인 경우 수광량이 기준치 이하 또는 0일 경우, 차량(1)은 이물질이 제거되었다고 판단하는 것이다.

확인 결과 이물질 제거가 완료되지 않은 경우, 차량(1)은 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수(예를 들어, 3회) 미만인지 여부를 확인할 수 있다(828).

확인 결과 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수 미만인 경우, 차량(1)은 단계 821부터 재 수행할 수 있다.

확인 결과 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수를 초과한 경우, 차량(1)은 이물질 고착 고장을 표시하여 운전자가 인지하도록 할 수 있다(829).

도 14를 참조하면, 이물질이 빗물 또는 얼음인 경우, 차량(1)은 외기 온도가 영상인지 여부를 확인할 수 있다(831).

확인 결과 외기 온도가 영상이 아닌 경우, 이물질이 얼음이라고 판단하고 다음 과정을 수행한다.

이물질이 얼음인 경우, 차량(1)은 열선(310) 및 공조기(340)를 작동시키고 기 설정된 시간 동안 대기(예를 들어, 30초 대기) 후 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다. 이를 위해 차량(1)은 열선(310), 공조기(340) 및 와이퍼(wiper)(330)를 구비함은 당연하다 할 것이다.

구체적으로, 차량(1)은 열선(310) 및 공조기(340)를 작동시키고(832), 이물질 제거 시도 횟수를 증가시킨 후(833), 기 설정된 시간 동안 대기(예를 들어, 30초 대기) 후 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다(834, 835).

다음, 차량(1)은 광 수신부(120)의 수광량을 기초로 이물질 제거가 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다(836). 예를 들어, 광 송신부가 전반사형인 경우 수광량이 기준치 이상이고, 광 송수신부가 난반사형인 경우 수광량이 기준치 이하 또는 0일 경우, 차량(1)은 이물질이 제거되었다고 판단하는 것이다.

확인 결과 이물질 제거가 완료되지 않은 경우, 차량(1)은 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수(예를 들어, 3회) 미만인지 여부를 확인할 수 있다(837).

확인 결과 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수 미만인 경우, 차량(1)은 단계 832부터 재 수행할 수 있다.

확인 결과 이물질 제거 시도 횟수가 기준 횟수를 초과한 경우, 차량(1)은 이물질 고착 고장을 표시하여 운전자가 인지하도록 할 수 있다(838).

만약 단계 831의 확인 결과 외기 온도가 영상인 경우, 이물질이 빗물이라고 판단하여, 자동 빗물 감지 수행 도 13의 단계 780을 수행할 수 있다.

도 15 및 도 16은 오염도 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 차량(1)의 시동 신호(IGN)가 온(ON) 되면(910), 자율 주행 모드인지 여부를 확인할 수 있다(920). 이때, 자율 주행 모드인지 여부를 확인하는 단계 920은 운용자의 필요에 따라 생략 가능하다 할 것이다.

확인 결과, 자율 주행 모드가 아닌 경우, 차량(1)은 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인할 수 있다(930). 단계 930은 스위치(600)의 와셔(320) 및 와이퍼(330)의 구동이 자동으로 설정되어 있는지 여부에 따라 판단할 수 있다.

확인 결과 자동 레인 감지 상태인 경우, 차량(1)은 초기 시동 신호(IGN)인지 여부를 확인할 수 있다(940).

확인 결과 초기 시동 신호가 아닌 경우, 차량(1)은 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산할 수 있다(950).

다음, 차량(1)은 계산 결과를 기초로 오염도를 계산할 수 있다(960). 이때, 오염도를 계산하는 기준은 운용자에 따라 임의로 설정될 수 있다.

차량(1)은 계산 결과를 기초로 오염 상태인지 여부를 판단할 수 있다(970).

판단 결과 오염 상태인 경우, 차량(1)은 오염 제거를 수행할 수 있다(980).

단계 940의 초기 시동 신호인지 여부의 확인 결과, 초기 시동 신호인 경우, 차량(1)은 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산할 때, 시동 전후의 전반사 수광량과 난반사 수광량의 변화량을 계산할 수 있다(991).

다음, 오염도를 계산할 때, 시동 전후 오염도를 계산할 수 있다(993). 이때, 오염도를 계산하는 기준은 운용자에 따라 임의로 설정될 수 있다.

차량(1)은 단계 960, 993의 계산 결과를 기초로 오염 상태라고 판단되는 경우, 단계 980의 오염 제거를 수행할 수 있다. 이때, 차량(1)은 와셔(320) 및 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다.

도 16은 도 15의 오염 상태인지 여부를 확인하고, 오염물을 제거하는 단계 970과 980을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 차량(1)은 오염도가 제1오염 임계값(도 16의 오염 임계값 1) 미만인지 여부를 확인할 수 있다(1110).

확인 결과 오염도가 제1오염 임계값 미만이 아닌 경우, 차량(1)은 오염도가 제1오염 임계값 크고 제2오염 임계값(도 16의 오염 임계값 2) 보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(1120).

확인 결과 오염도가 제1오염 임계값 크고 제2오염 임계값(도 16의 오염 임계값 2) 보다 작지 않은 경우, 차량(1)은 와셔(320) 및 와이퍼(330)를 작동시킬 수 있다(1130). 이를 위해 차량(1)은 와셔(320) 및 와이퍼(330)를 구비함은 당연하다 할 것이다.

다음, 차량(1)은 오염 제거 시도 횟수를 증가시키고(1140), 광 수신부(120)의 수광량을 기초로 오염물 제거가 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다(1150).

확인 결과 오염물 제거가 완료되지 않은 경우, 차량(1)은 오염 제거 시도 횟수가 기준 횟수(예를 들어, 3회) 미만인지 여부를 확인할 수 있다(1160).

확인 결과 오염 제거 시도 횟수가 기준 횟수 미만인 경우, 차량(1)은 단계 1130부터 재 수행할 수 있다.

확인 결과 오염 제거 시도 횟수가 기준 횟수를 초과한 경우, 차량(1)은 윈드 쉴드 글라스 오염 고장을 표시하여 운전자가 인지하도록 할 수 있다(1170).

한편, 단계 1120의 확인 결과 오염도가 제1오염 임계값 크고 제2오염 임계값(도 16의 오염 임계값 2) 보다 작은 경우, 차량(1)은 빗물 감지 기준값(도 16의 빗물 감지 파라미터)을 보정할 수 있다(1180).

도 17은 와이퍼 교체 시기 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 차량(1)은 스미어(smear)가 발생하였는지 여부를 확인할 수 있다(1210). 이때, 스미어는 유막을 비롯하여 미세척된 이물질을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

차량(1)은 와이퍼(330)의 와이핑 동작 후, 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 일정 오프셋(offset)만큼 낮아진 경우 스미어 발생으로 판단할 수 있다.

확인 결과 스미어가 발생하지 않은 경우, 차량(1)은 스미어 발생 카운터를 초기화 할 수 있다(1220).

다음, 차량(1)은 와이퍼(330)가 교체되었는지 여부를 확인할 수 있다(1230). 이때, 와이퍼(330) 교체는 와이퍼가 서비스 포지션에 위치한 경우 또는 운전자가 수동으로 와이퍼 교체를 입력하는 경우 등을 통해 판단할 수 있다. 이때, 와이퍼의 서비스 포지션은 차량(1)의 와이퍼(330)가 자동으로 교체 가능한 위치로 올라가서 정지하는 상태를 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

확인 결과, 와이퍼(330)가 교체되지 않은 경우, 차량(1)은 주차단 카운팅을 수행할 수 있다(1240).

다음, 차량(1)은 주차단 카운딩 횟수가 교체 횟수를 초과하는지 여부를 확인할 수 있다(1250).

확인 결과 교체 횟수를 초과한 경우, 차량(1)은 와이퍼 브레이드 교체 알림을 표시할 수 있다(1260). 즉, 스미어가 발생하지 않은 상태에서도, 와이퍼(330)의 노후화를 감지하여 와이퍼 교체 시기를 통지하는 것이다.

단계 1230의 확인 결과 와이퍼(330)가 교체된 경우, 차량(1)은 주차단 카운팅을 초기화할 수 있다(1270).

한편, 단계 1210의 확인 결과 스미어가 발생한 경우, 차량(1)은 스미어 발생 카운터를 증가시킬 수 있다(1280).

다음, 차량(1)은 스미어 카운터가 기준값을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다(1290).

확인 결과 스미어 카운터가 기준값을 초과하는 경우, 차량(1)은 단계 1260의 와이퍼 교체 알림을 통지할 수 있다.

단계 1290의 확인 결과 스미어 카운터가 기준값을 초과히지 않는 경우, 차량(1)은 단계 1230부터 수행할 수 있다.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

100 : 레인 센서
110 : 광 송신부
120 : 광 수신부
130 : 필터
140 : 제어부
150 : 저장부
200 : 차체 제어 모듈(BCM)
310 : 열선
320 : 와셔
330 : 와이퍼
340 : 공조기
400 : 클러스터 표시부
410 : 램프
600 : 스위치

Claims

차량의 윈드 쉴드 글라스로 광을 조사하는 광 송신부;
상기 윈드 쉴드 글라스로부터 반사되는 광을 수신하여 수광 신호를 발생시키는 광 수신부;
상기 수광 신호를 필터링하는 필터; 및
상기 필터링된 수광 신호를 기초로 이물질 존재여부와 오염도를 판단하여 이물질 제거 동작을 수행하도록 제어하는 제어부;
를 포함하는 레인 센서.
제1항에 있어서,
상기 광 송신부는,
전반사 광 송신부와 난반사 광 송신부를 포함하는 레인 센서.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
단기(Short Term) 모니터링을 통해 상기 전반사 광 송신부와 상기 난반사 광 송신부로부터 전송되어 반사된 전반사 수광량과 난반사 수광량을 정상 상태의 수광량과 비교한 차이와 외기 온도를 기초로 상기 이물질 존재여부를 감지하는 레인 센서.
제3항에 있어서,
상기 이물질은 흙탕물, 눈, 얼음, 먼지, 유막 중 적어도 하나 이상인 레인 센서.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전반사 광 송신부와 상기 난반사 광 송신부로부터 전송되어 반사된 전반사 수광량과 난반사 수광량을 장기(Long Term) 모니터링하여 오염도가 기준치 이상이면 상기 오염도를 반영하여 오염 제거 동작을 수행하도록 제어하는 레인 센서.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전반사 수광량과 상기 난반사 수광량의 장기 모니터링을 통해 오염도를 판단하고, 판단된 상기 오염도에 따라 빗물 감지 기준값을 보정하는 레인 센서.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전반사 수광량과 상기 난반사 수광량의 장기 모니터링 결과를 저장하고 시동 전후의 수광량을 비교하여 상기 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 오염 제거 동작을 수행하도록 제어 하는 레인 센서.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
와이핑(wiping) 동작 후, 상기 전반사 광 송신부의 광 송신 후 반사된 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지 하도록 제어하는 레인 센서.
제1항에 있어서,
상기 레인 센서가 장착된 차량이 자율 주행 모드일 경우,
상기 제어부는,
우선적으로 상기 이물질 존재여부와 오염도를 판단하고, 판단 결과에 따라 이물질 제거를 수행하도록 제어하는 레인 센서.
윈드 쉴드 글라스로부터 반사되는 전반사 수광량과 난반사 수광량을 모니터링하여 상기 윈드 쉴드 글라스의 이물질 검출 및 오염도 판단을 수행하고, 수행 결과에 따라 이물질 제거를 수행하도록 하는 레인 센서; 및
상기 레인 센서로부터 전달되는 이물질 제거 요청 신호에 따라 해당 구성의 동작을 제어하는 차체 제어 모듈;
을 포함하는 차량.
제10항에 있어서,
상기 윈드 쉴드 글라스에 열을 발생시키기 위한 열선;
상기 윈드쉴드 글라스 표면에 와셔액을 분사하기 위한 와셔(washer);
상기 윈드 쉴드 글라스 표면의 이물질을 제거하기 위한 와이퍼(wiper); 및
상기 윈드 쉴드 글라스에 바람을 분사하기 위한 공조기;
를 더 포함하는 차량.
제11항에 있어서,
상기 차체 제어 모듈은,
상기 이물질이 흙탕물인 경우, 상기 이물질 제거 요청 신호에 따라 상기 와셔 및 상기 와이퍼를 작동시키는 차량.
제11항에 있어서,
상기 차체 제어 모듈은,
상기 이물질이 눈인 경우, 상기 이물질 제거 요청 신호에 따라 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시킨 후 상기 와이퍼를 작동시키는 차량.
제11항에 있어서,
상기 차체 제어 모듈은,
상기 이물질이 얼음인 경우, 상기 이물질 제거 요청 신호에 따라 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시키고 기 설정된 시간 동안 대기 후 상기 와이퍼를 작동시키는 차량.
제11항에 있어서,
상기 레인 센서는,
상기 와이퍼의 와이핑(wiping) 동작 후, 상기 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 상기 차체 제어 모듈로 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지 하도록 제어하는 차량.
제15항에 있어서,
클러스터 표시부; 및
램프;를 더 포함하고,
상기 차체 제어 모듈은,
상기 레인 센서로부터 전달된 상기 와이퍼 블레이드 교체 알림을 상기 클러스터 표시부 또는 상기 램프를 통해 표시하는 차량.
차량의 시동 신호(IGN)가 온(ON) 되면, 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하고,
확인 결과 상기 자동 레인 감지 상태인 경우 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고,
상기 계산 결과를 기초로 이물질 존재여부를 판단하고,
판단 결과 상기 이물질이 존재하는 경우 이물질 제거를 수행하는 것을 포함하는 차량의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 차량은 와셔(washer) 및 와이퍼(wiper)를 포함하고,
상기 이물질 제거를 수행하는 것은,
상기 이물질이 흙탕물인 경우, 상기 와셔 및 상기 와이퍼를 작동시켜 상기 흙탕물을 제거하는 차량의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 차량은 열선, 공조기 및 와이퍼(wiper)를 포함하고,
상기 이물질 제거를 수행하는 것은,
상기 이물질이 눈인 경우, 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시킨 후 상기 와이퍼를 작동시키는 차량의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 차량은 열선, 공조기 및 와이퍼(wiper)를 포함하고,
상기 이물질 제거를 수행하는 것은,
상기 이물질이 얼음인 경우, 상기 열선 및 상기 공조기를 작동시키고 기 설정된 시간 동안 대기 후 상기 와이퍼를 작동시키는 차량의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 이물질 제거를 수행하는 것 이후에,
와이핑(wiping) 동작 후, 상기 전반사 수광량이 기준값에 도달하지 못하고 오프셋(offset)만큼 낮아지면, 와이퍼 블레이드 교체 시기로 판단하여 와이퍼 블레이드 교체 알림을 통지하는 것을 더 포함하는 차량의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 차량의 시동 신호가 온 된 후, 상기 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하기 이전에,
자율 주행 모드인지 여부를 확인하는 것을 더 포함하고,
확인 결과 자율 주행 모드인 경우, 상기 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고,
확인 결과 자율 주행 모드가 아닌 경우, 상기 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하는 차량의 제어방법.
차량의 시동 신호(IGN)가 온(ON)되면, 자동 레인 감지 상태인지 여부를 확인하고,
확인 결과 상기 자동 레인 감지 상태인 경우 초기 시동 신호인지 여부를 확인하고,
확인 결과 초기 시동 신호가 아닌 경우, 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고,
상기 계산 결과를 기초로 오염도를 계산하고,
계산 결과를 기초로 오염 상태인지 여부를 판단하고,
판단 결과 오염 상태인 경우 오염 제거를 수행하는 것을 포함하는 차량의 제어방법.
제23항에 있어서,
상기 초기 시동 신호인지 여부의 확인 결과, 초기 시동 신호인 경우,
상기 전반사 수광량의 변화량과 난반사 수광량의 변화량을 계산할 때, 시동 전후의 전반사 수광량과 난반사 수광량의 변화량을 계산하고,
상기 오염도를 계산할 때, 시동 전후 오염도를 계산하는 차량의 제어방법.
제23항에 있어서,
상기 차량은 와셔(washer) 및 와이퍼(wiper)를 포함하고,
상기 오염 제거를 수행하는 것은,
상기 와셔 및 상기 와이퍼를 작동시키는 것인 차량의 제어방법.