KR20210015194A - 차량용 레인 센서, 이를 이용한 와이퍼 시스템 및 와이퍼 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 레인 센서, 이를 이용한 와이퍼 시스템 및 와이퍼 제어 방법에 관한 것으로, 기판, 상기 기판의 제1면에 배치되어 음향 신호를 감지하는 제1센서, 상기 기판의 제2면에 배치되며 차량 전면유리창에 접합되어 정전용량 변화를 감지하는 제2센서, 및 상기 음향 신호 및 상기 정전용량 변화 중 적어도 하나에 근거하여 강수를 판별하는 처리기를 포함하는 레인 센서에 의해 측정되는 강우 정보에 근거하여 와이퍼의 움직임을 제어한다.
Description
본 발명은 차량용 레인 센서, 이를 이용한 와이퍼 시스템 및 와이퍼 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 탑재되는 레인 센서는 차량의 전면유리(windshield) 상에 빗방울(우적)이 접촉되면 이를 감지하여 빗물의 양을 측정한다. 레인 센서에는 광 기반 레인 센서, 정전용량 기반 레인 센서, 음향 기반 레인센서 및 카메라 기반 레인 센서 등이 있다.
광 기반 레인 센서는 적외선 센서를 이용하여 빗방울에 의해 반사되는 광 신호를 측정하여 빗물의 양을 측정한다. 광 기반 레인 센서는 빗방울 이외의 물체에 의한 빛의 굴절 변화도 빗방울로 오판할 수 있고, 외부광에 민감하여 오작동할 수 있으며, 센싱 영역이 작다.
정전용량 기반 레인 센서는 전극 패턴 사이 빗방울이 존재하는 경우 발생되는 정전용량 및/또는 저항의 변화를 측정하여 전면유리창에 맺힌 빗방울 양을 센싱한다. 이러한 정전용량 센서는 다층 기판 사이에 임베디드되는 구조로, 전기 배선 문제 등으로 인해 제작이 어렵고 가격이 다소 비싸다.
음향 기반 레인센서는 빗방울이 전면유리창에 접촉할 때 발생되는 음압 신호를 마이크로폰으로 센싱하여 빗방울의 양을 측정한다. 음향 기반 레인 센서는 차량 내 잡음 신호를 제거하기 위한 특정 주파수 선택용 필터를 필요로 한다.
카메라 기반 레인 센서는 CMOS(complementary metal oxide semi-conductor) 픽셀 센서 내 픽셀에 빗방울이 존재할 때 전압 방출에 의한 주파수 패턴을 분석하여 빗방울의 양을 측정한다. 카메라 기반 레인 센서는 이전에 떨어진 빗방울과 나중에 떨어진 빗방울을 구별하는 감도 즉, 측정 감도가 떨어지며, 광학 센서의 센싱 영역이 부분적이고 빗방울 이외의 물체 예컨대, 먼지, 나뭇잎 등과 구별하지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 마이크로폰과 정전용량형 센서를 모듈화하여 차량의 전면유리창에 다이렉트(direct) 접합함으로써 측정 감도를 개선한 차량용 레인 센서, 이를 이용한 와이퍼 시스템 및 와이퍼 제어 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서는 기판, 상기 기판의 제1면에 배치되어 음향 신호를 감지하는 제1센서, 상기 기판의 제2면에 배치되며 차량 전면유리창에 접합되어 정전용량 변화를 감지하는 제2센서, 및 상기 음향 신호 및 상기 정전용량 변화 중 적어도 하나에 근거하여 강수를 판별하는 처리기를 포함한다.
상기 제1센서는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 마이크로폰으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2센서는 정전용량형 센서로, 제1커패시터 및 제2커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1커패시터는 제1간격으로 이격 배치되는 한 쌍의 투명전극을 포함하고, 제2커패시터는 제1간격과 상이한 제2간격으로 이격 배치되는 한 쌍의 투명전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1커패시터는 제1크기 이상의 빗방울을 감지하고, 상기 제2커패시터는 제2크기 이하의 빗방울을 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1커패시터 및 상기 제2커패시터는 상기 제1크기 이상 및 상기 제2크기 이하의 빗방울을 함께 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판의 제2면과 상기 차량 전면유리창의 접합에는 열경화성 폴리머 접착제가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗소리 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 상기 정전용량 변화를 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 강우 단계 판별 결과를 와이퍼 제어기에 전송하여 와이퍼의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이퍼 시스템은 레인 센서, 및 상기 레인 센서에 의해 측정되는 강우 정보에 근거하여 와이퍼의 움직임을 제어하는 와이퍼 제어기를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레인 센서를 이용한 와이퍼 제어 방법은 레인 센서가 제1센서 및 제2센서를 통해 음향 신호 및 정전용량 변화 중 적어도 하나를 감지하는 단계, 상기 레인 센서가 감지된 음향 신호 및 정전용량 변화 중 적어도 하나를 토대로 강우 단계를 판별하는 단계, 및 와이퍼 제어기가 상기 강우 단계에 따라 와이퍼의 움직임을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 음향 신호 및 정전용량 변화 중 적어도 하나를 감지하는 단계는, 상기 레인 센서가 상기 제1센서를 통해 상기 음향 신호를 감지하는 단계, 상기 레인 센서가 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗소리 여부를 판단하는 단계, 및 상기 레인 센서가 상기 음향 신호가 빗소리가 아닌 경우 상기 제2센서를 통해 정전용량 변화를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강우 단계를 판별하는 단계는, 상기 음향 신호가 빗소리인 경우, 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 강우 단계를 판별하는 단계는, 상기 정전용량의 증가 여부를 판단하는 단계, 및 상기 정전용량이 증가하는 경우, 상기 정전용량 변화를 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 정전용량의 증가 여부를 판단하는 단계 이후, 상기 정전용량이 증가하지 않는 경우 기설정된 시간 동안 대기하는 것을 특징으로 한다.
상기 와이퍼의 움직임을 제어하는 단계는, 상기 와이퍼 제어기가 상기 와이퍼의 동작 속도 및 동작 간격 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 와이퍼 제어기는 상기 레인 센서 내 상기 제2센서에 의해 측정되는 정전용량의 변화가 없는 경우 와이퍼를 동작시켜 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다양한 형태로 패터닝된 정전용량형 센서를 적용하여 감지 능력을 향상시켜 보슬비 수준의 빗방울도 감지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크로폰을 통해 시각화되어 있는 빗방울을 차량 전면유리창에 가해지는 충격음으로 청각화하여 와이퍼를 능동적으로 제어하기 때문에 운전자가 판단하는 수준으로 근접할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크로폰에 의해 비가 지속적으로 오지 않음을 인지하는 동시에 정전용량 변화가 발생되지 않으므로 오작동을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이퍼 시스템의 블록구성도.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서의 모식도.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2센서의 전극 패턴 구조.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서의 단면 모식도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커패시터별 빗방울 크기에 따른 정전용량 변화를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서를 이용한 와이퍼 제어 방법을 도시한 흐름도.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서의 모식도.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2센서의 전극 패턴 구조.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서의 단면 모식도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커패시터별 빗방울 크기에 따른 정전용량 변화를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서를 이용한 와이퍼 제어 방법을 도시한 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이퍼 시스템(wiper system)의 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 와이퍼 시스템은 차량 네트워크(In-Vehicle Network, IVN)를 통해 연결되는 레인 센서(100) 및 와이퍼 제어기(200)를 포함한다. 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network), 또는 X-by-Wire(Flexray) 등으로 구현될 수 있다.
레인 센서(100)는 차량의 전면유리창(windshield glass)에 설치되어 빗물을 감지한다. 레인 센서(100)는 검출 영역(detecting area)에 떨어지는 빗방울의 크기, 양 및 속도 등을 측정한다. 여기서, 검출 영역은 전면유리창 상에 레인 센서(100)가 부착(접합)된 영역을 의미한다. 이러한 레인 센서(100)는 제1센서(110), 제2센서(120) 및 처리기(130)를 포함한다.
제1센서(110)는 빗방울이 전면유리창에 접촉할 때 발생되는 음향 신호를 감지한다. 제1센서(110)는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 마이크로폰으로 구현될 수 있다.
제2센서(120)는 전면유리창의 검출 영역 내에 접촉되는 빗방울에 의한 정전용량의 변화를 감지한다. 다시 말해서, 제2센서(120)는 빗방울에 의한 정전용량을 측정하여 처리기(130)로 출력한다.
처리기(130)는 제1센서(110) 및 제2센서(120)로부터 출력되는 감지 신호를 수신하여 신호처리를 수행한다. 처리기(130)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 처리기(130)는 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 처리기(130)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 빗방울의 크기, 양 및 속도 등에 따른 강우 단계가 정의된 테이블을 저장할 수 있다. 메모리(미도시)는 플래시 메모리(flash memory), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM) 및 레지스터 등의 저장매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
처리기(130)는 차량 시동이 켜지면 와이퍼 자동 활성화 설정 여부에 따라 동작(작동)을 개시한다. 처리기(130)는 와이퍼 자동 활성화 기능이 설정된 경우 시동 시 자동으로 활성화된다.
처리기(130)는 제1센서(110)에 의해 감지되는 음향 신호(음원)를 분석하여 빗소리 여부를 판단한다. 처리기(130)는 제1센서(110)로부터 출력되는 음향 신호가 빗소리인 경우, 음향 신호의 세기 및 주파수 특성 등을 고려하여 빗방울의 양 및 속도 등을 추정(측정)할 수 있다. 또한, 처리기(130)는 제2센서(120)에 의해 감지되는 정전용량 변화를 기반으로 빗방울의 크기, 양 및 속도 등을 추정할 수 있다. 처리기(130)는 제1센서(110) 및/또는 제2센서(120)를 통해 빗방울의 크기, 양 및 속도 등을 측정한다. 처리기(130)는 측정된 빗방울의 크기, 양 및 속도 등에 근거하여 강우 단계를 판별한다. 처리기(130)는 강우 단계 판별 결과를 와이퍼 제어기(200)로 전송한다.
와이퍼 제어기(200)는 레인 센서(100)에서 판별된 강우 단계에 근거하여 와이퍼의 움직임을 제어한다. 와이퍼 제어기(200)는 프로세서(P) 및 메모리(M) 등을 포함할 수 있다. 메모리(M)는 프로세서(P)가 기정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어를 저장할 수 있다. 메모리(M)는 강우 단계별 와이퍼 제어가 정의된 룩업 테이블을 저장할 수 있다. 메모리(M)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 및 착탈형 디스크 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다. 프로세서(P)는 와이퍼 제어기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(P)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다.
와이퍼 제어기(200)는 레인 센서(100)에 의해 결정된 강우 단계에 따라 와이퍼의 동작 속도 및 동작 간격 등을 단계적으로 조종한다. 즉, 와이퍼 제어기(200)는 와이퍼가 작동하는데 필요한 동력을 제공하는 와이퍼 모터의 구동을 제어하여 와이퍼의 움직임을 조절할 수 있다. 한편, 와이퍼 제어기(200)는 레인 센서(100)에 의해 빗방울이 감지되지 않는 경우 와이퍼의 작동을 중단한다.
와이퍼 제어기(200)는 기설정된 기준 시간 동안 제2센서(120)에 의해 측정되는 정전용량 변화가 없는 경우 전면유리창에 먼지 등의 이물질이 존재하는 것으로 판단한다. 여기서, 기준 시간은 시스템 설계자에 의해 사전에 설정된다. 와이퍼 제어기(200)는 전면유리창에 이물질이 존재하는 것으로 판단되면 1회 와이퍼를 작동시켜 이물질을 제거한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서의 모식도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2센서의 전극 패턴 구조를 도시하고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서의 단면 모식도를 도시하고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커패시터별 빗방울 크기에 따른 정전용량 변화를 도시한 그래프이다.
도면을 참조하면, 레인 센서(100)를 구성하는 제1센서(110) 및 제2센서(120)는 하나의 기판(101)에 장착된다. 여기서, 기판(101)은 적층형 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)으로 구현된다. 기판(101)의 각 층은 전자파(electro-magnetic) 잡음을 차폐(shielding)할 수 있는 금속층으로 형성되며, 바이어 홀(via hole) 전극을 통해 다른 층과 연결된다.
기판(101)의 제1면(상면)에는 제1센서(110) 및 처리기(130)가 배치된다. 제1센서(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 기판(101)에 형성된 음향홀(h)의 상부에 장착된다. 제1센서(110) 및 처리기(130)의 상부에 제1센서(110) 및 처리기(130)를 보호하기 위한 메탈캡(metal cap)(105)이 마련된다.
기판(101)의 제2면(배면)에는 도 2b에 도시된 바와 같이 제2센서(120)가 배치된다. 제2센서(120)는 제1커패시터(121) 및 제2커패시터(122)를 포함한다. 제1커패시터(121)는 제1간격(d1)으로 이격 배치되는 한 쌍의 제1투명전극(121-1 및 121-2)을 포함한다. 제2커패시터(122)는 제2간격(d2)으로 이격 배치되는 한 쌍의 제2투명전극(122-1 및 122-2)을 포함한다. 여기서, 제1간격(d1)은 제2간격(d2)보다 크다. 도 4를 참조하면, 제1커패시터(121)는 제1크기(S1) 이상의 빗방울을 감지하고, 제2커패시터(122)는 제2크기(S2) 이하의 빗방울을 감지할 수 있다. 또한, 제1커패시터(121) 및 제2커패시터(122)는 제1크기 이상 및 제2크기 이하의 빗방울을 함께 감지할 수 있다.
레인 센서(100)는 차량 전면유리창(G)에 다이렉트로 접합된다. 이때, 레인 센서(100)를 차량 전면유리창(G)에 접합하기 위해 열경화성 폴리머(Thermal Curable Polymer) 접착제 예컨대, 페놀수지 및 NBR(nitrile-butadiene rubber)계 접착 필름 등을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 두 종류의 센서들 즉, 제1센서(110) 및 제2센서(120)를 하나의 모듈로 구현하여 패키지 크기를 줄였고, 레인 센서 패키지를 차량 전면유리창(G)에 다이렉트로 접합하여 레인 센서 패키지의 배면에 형성되는 제2센서(120)의 측정 감도를 극대화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레인 센서를 이용한 와이퍼 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 레인 센서(100)의 처리기(130)는 와이퍼 자동(auto wiping) 기능을 활성화한다(S110). 처리기(130)는 차량 시동이 켜지면 와이퍼 자동 활성화 설정 여부를 확인하여 와이퍼 자동 활성화가 설정된 경우 레인 센서(100)의 작동을 개시한다.
처리기(130)는 제1센서(110)를 통해 음향 신호를 감지한다(S120). 제1센서(110)는 빗방울이 차량 전면유리창(G)에 충격을 가할 때 발생되는 소리(음원)를 감지한다.
처리기(130)는 감지된 음향 신호가 빗소리인지를 판단한다(S130). 처리기(130)는 제1센서(110)에 의해 감지된 음원(즉, 음향 신호)의 세기 및 주파수 특성 등을 분석하여 감지된 음원이 빗소리인지를 판단한다.
처리기(130)는 감지된 음향 신호가 빗소리인 경우, 음향 신호를 분석하여 강우 단계를 판별한다(S140). 처리기(130)는 음원 즉, 빗소리의 세기 및 주파수 특성 등을 분석하여 강우 정보를 생성하고, 생성된 강우 정보를 토대로 강우 단계를 결정한다. 여기서, 강우 정보는 빗방울의 크기, 양 및 속도 등을 포함한다.
와이퍼 제어기(200)는 레인 센서(100)의 처리기(130)로부터 제공되는 강우 단계에 따라 와이퍼의 움직임을 제어한다(S150). 와이퍼 제어기(200)는 레인 센서(100)에 의해 판별된 강우 단계에 따라 와이퍼의 동작 속도 및 동작 간격 등을 조절한다.
S130에서 감지된 음향 신호가 빗소리가 아닌 경우, 처리기(130)는 제2센서(120)를 통해 정전용량 변화를 감지한다(S160). 제2센서(120)는 제1커패시터(121) 및/또는 제2커패시터(122)의 투명전극들 사이에 존재하는 빗방울로 인해 변하는 제1커패시터(121) 및/또는 제2커패시터(122)의 정전용량을 측정한다.
처리기(130)는 제2센서(120)에 의해 감지되는 정전용량이 증가하는지를 확인한다(S170). 처리기(130)는 제2센서(120)에 의해 측정되는 정전용량의 변화 추이를 분석하여 정전용량의 증가여부를 판단한다.
처리기(130)는 정전용량이 증가하는 경우 정전용량 변화를 분석하여 강우 단계를 판별한다(S140). 처리기(130)는 제1커패시터(121)의 정전용량이 증가하는 경우 제1크기(S1) 이상의 빗방울이 떨어지고 있다고 판단하고 제2커패시터(122)의 정전용량이 증가하는 경우 제2크기(S2) 이하의 빗방울 즉, 보슬비가 내리고 있다고 판단한다. 즉, 처리기(130)는 정전용량 변화를 분석하여 빗방울의 크기를 판단할 수 있다. 또한, 처리기(130)는 정전용량 변화에 근거하여 빗방울의 양 및 속도 등을 판단할 수도 있다. 처리기(130)는 빗방울의 크기, 양 및 속도 등을 고려하여 강우 단계를 판별하여 와이퍼 제어기(200)에 전달한다. 와이퍼 제어기(200)는 판별된 강우 단계에 근거하여 와이퍼의 움직임 즉, 와이퍼의 동작 속도 및 동작 간격 등을 제어한다(S150).
한편, 처리기(180)는 S160에서 제2센서(120)에 의해 측정되는 정전용량이 증가하지 않는 경우 기정해진 시간 동안 대기한다(S180). 처리기(180)는 기정해진 시간이 경과하면 S120으로 돌아가 빗물 감지를 재수행한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 레인 센서
110: 제1센서
120: 제2센서 130: 처리기
200: 와이퍼 제어기
120: 제2센서 130: 처리기
200: 와이퍼 제어기
Claims (19)
- 기판,
상기 기판의 제1면에 배치되어 음향 신호를 감지하는 제1센서,
상기 기판의 제2면에 배치되며 차량 전면유리창에 접합되어 정전용량 변화를 감지하는 제2센서, 및
상기 음향 신호 및 상기 정전용량 변화 중 적어도 하나에 근거하여 강수를 판별하는 처리기를 포함하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1센서는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 마이크로폰으로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2센서는 정전용량형 센서로, 제1커패시터 및 제2커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 3에 있어서,
제1커패시터는 제1간격으로 이격 배치되는 한 쌍의 투명전극을 포함하고,
제2커패시터는 제1간격과 상이한 제2간격으로 이격 배치되는 한 쌍의 투명전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제1커패시터는 제1크기 이상의 빗방울을 감지하고,
상기 제2커패시터는 제2크기 이하의 빗방울을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 5에 있어서,
상기 제1커패시터 및 상기 제2커패시터는 상기 제1크기 이상 및 상기 제2크기 이하의 빗방울을 함께 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 3에 있어서,
상기 기판의 제2면과 상기 차량 전면유리창의 접합에는 열경화성 폴리머 접착제가 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 1에 있어서,
상기 처리기는 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗소리 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 8에 있어서,
상기 처리기는 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 1에 있어서,
상기 처리기는 상기 정전용량 변화를 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 처리기는 강우 단계 판별 결과를 와이퍼 제어기에 전송하여 와이퍼의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레인 센서.
- 청구항 1에 기재된 레인 센서, 및
상기 레인 센서에 의해 측정되는 강우 정보에 근거하여 와이퍼의 움직임을 제어하는 와이퍼 제어기를 포함하는 와이퍼 시스템.
- 청구항 1에 기재된 레인 센서를 이용한 와이퍼 제어 방법에 있어서,
상기 레인 센서가 제1센서 및 제2센서를 통해 음향 신호 및 정전용량 변화 중 적어도 하나를 감지하는 단계,
상기 레인 센서가 감지된 음향 신호 및 정전용량 변화 중 적어도 하나를 토대로 강우 단계를 판별하는 단계, 및
와이퍼 제어기가 상기 강우 단계에 따라 와이퍼의 움직임을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 음향 신호 및 정전용량 변화 중 적어도 하나를 감지하는 단계는,
상기 레인 센서가 상기 제1센서를 통해 상기 음향 신호를 감지하는 단계,
상기 레인 센서가 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗소리 여부를 판단하는 단계, 및
상기 레인 센서가 상기 음향 신호가 빗소리가 아닌 경우 상기 제2센서를 통해 정전용량 변화를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 강우 단계를 판별하는 단계는,
상기 음향 신호가 빗소리인 경우, 상기 음향 신호의 세기 및 주파수 특성을 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 강우 단계를 판별하는 단계는,
상기 정전용량의 증가 여부를 판단하는 단계, 및
상기 정전용량이 증가하는 경우, 상기 정전용량 변화를 분석하여 빗방울의 크기, 양 및 속도를 추정하여 강우 단계를 판별하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
- 청구항 16에 있어서,
상기 정전용량의 증가 여부를 판단하는 단계 이후,
상기 정전용량이 증가하지 않는 경우 기설정된 시간 동안 대기하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 와이퍼의 움직임을 제어하는 단계는,
상기 와이퍼 제어기가 상기 와이퍼의 동작 속도 및 동작 간격 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
- 청구항 18에 있어서,
상기 와이퍼 제어기는 상기 레인 센서 내 상기 제2센서에 의해 측정되는 정전용량의 변화가 없는 경우 와이퍼를 동작시켜 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 제어 방법.
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