KR20240044176A - 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조 - Google Patents

자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조 Download PDF

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KR20240044176A
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sensor device
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주태훈
최정관
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디와이오토 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조는, 자율 주행 차량용 센서 장치로서, 내부에 공간이 구비된 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치된 센서; 및 상기 센서의 전방에 배치되며, 외부와 상기 센서가 설치된 공간을 구분하도록 상기 하우징에 결합된 렌즈;를 포함하며, 상기 하우징의 길이 방향상 상기 렌즈의 후방의 내측 공간으로부터 상기 하우징의 측벽을 관통하여 외부와 연통되도록 형성된 에어 벤트; 및 상기 에어 벤트의 입구에 설치되며, 기체 분자는 통과할 수 있고, 액체 분자는 통과할 수 없는 멤브레인 부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조{Moisture prevention structure of sensor device}
본 발명은 자율주행용 차량에 채용되는 센서 장치의 구조에 관한 것으로서 습기 발생이 방지되는 구조에 관한 것이다.
자율주행차량은 운전자가 차량을 직접 조작하지 않아도 차량의 외부 환경 및 운전자의 상태를 인지하고, 인지한 정보를 바탕으로 판단한 후 차량을 제어해 스스로 목적지까지 주행할 수 있게 도와주는 차량이다.
자율주행차량은 자율주행의 정도에 따라 6단계로 분류된다. 레벨0는 비자동화 단계로 운전자가 차량의 운행을 모두 제어하는 단계이다. 레벨1은 운전자 보조단계로서 차량 시스템이 운전자의 가속과 감속 또는 조향을 보조하는 정도이며, 예컨대 크루즈 컨트롤리나, 차선 유지 장치 등이 포함된 시스템이다. 레벨2는 부분 자동화단계로서 고속도로 주행 보조나 원격 주차 등이 포함된 시스템이다. 레벨3는 조건부 자동화단계로서 특정 모드에서 시스템이 주행을 직접 수행하는 정도의 단계이며 예컨대 자동 차선 변경이나 추월, 장애물 회피 시스템이 포함된 차량이다. 레벨4는 고도자동화단계로서 운전자가 시스템에 개입하지 않더라도 안정적인 주행이 가능한 차량을 의미한다. 레벨5는 완전자동화단계로서 운전자가 시스템에 개입할 수 없으며 완전한 로봇 형태의 차량을 의미한다.
현재는 레벨3 정도의 차량이 가장 앞선 단계에 있다고 볼 수 있다. 자율주행의 레벨이 높아질수록 차량에는 자율주행을 위한 센서가 더 많이 필요하다. 자율주행센서로는 차량의 전방, 후방 또는 측방을 촬영할 수 있는 카메라, 라이다, 레이더, 초음파 센서 등이 있다.
그런데, 대체적으로 자율주행센서는 차량의 외부에 설치된다. 예컨대, 범퍼, 라디에이터 그릴, 루프, 미러 등에 자율주행센서가 설치된다. 자율주행센서는 차량의 외부에 설치되기 때문에 외부 기온 변화에 의한 영향을 최소화 할 필요성이 있다. 일반적으로 주율주행 차량용 센서 장치는 비나 먼지와 같은 외부의 환경에 의해 오염될 수 있으므로 센서 장치의 내외부를 구분하는 부재인 렌즈의 외부에 묻은 이물질을 제거하기 위해 에어 분사 노즐과 같은 크리닝 시스템이 채용되고 있다.
그런데, 종래의 자율 주행 차량용 센서 장치는 렌즈의 외부에 발생한 습기는 에어 분사 노즐에 의해 양호하게 제거될 수 있으나, 렌즈 내부와 렌즈 외부의 온도차에 의해 렌즈 내부 표면에 습기가 발생하는 문제점을 해소할 수 없는 문제점이 있다.
001 KR 2021-0150034 A (2021.12.10)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 자율 주행 차량용 센서 장치의 구조를 개선함으로써 렌즈 내부에 습기가 발생하는 문제점을 해소한 주율 주행 차량용 센서 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조가 구비된 센서 장치는, 율 주행 차량용 센서 장치로서,
내부에 공간이 구비된 하우징;
상기 하우징의 내부에 설치된 센서; 및
상기 센서의 전방에 배치되며, 외부와 상기 센서가 설치된 공간을 구분하도록 상기 하우징에 결합된 렌즈;를 포함하며,
상기 하우징의 길이 방향상 상기 렌즈의 후방의 내측 공간으로부터 상기 하우징의 측벽을 관통하여 외부와 연통되도록 형성된 에어 벤트; 및
상기 에어 벤트의 입구에 설치되며, 기체 분자는 통과할 수 있고, 액체 분자는 통과할 수 없는 멤브레인 부재가 구비된 점에 특징이 있다.
상기 멤브레인 부재는 예컨대 고어 텍스 섬유가 채용될 수 있다.
상기 멤브레인 부재는 상기 하우징에 영구적으로 고정 또는 분리 가능하게 고정될 수 있다.
상기 하우징에 설치되며, 상기 렌즈의 전방 상측으로부터 하측으로 상기 렌즈의 외부 표면을 향해 압축 공기를 분사하는 에어 분사 노즐이 구비된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조가 구비된 센서 장치는, 하우징 내부 공간과 외부 공간을 연통하는 에어 벤트 및 기체 성분은 통과하고 액체 성분은 통과할 수 없는 멤브레인 부재에 의해 하우징의 내부 공간과 외부 공간의 온도차를 균일하게 유지함으로써 렌즈 내부 표면에 습기가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 렌즈 외부에 설치되어 렌즈의 외부 표면에 발생하는 이물질을 제거하는 에어 분사 노즐이 구비된 경우, 렌즈 외부의 습기도 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자율 주행 차량용 센서 장치의 주요 구성요소가 분리된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 센서 장치에 구비된 에어 분사 노즐의 배치 구조를 보여주는 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 자율 주행 차량용 센서 장치의 주요 구성요소가 분리된 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 센서 장치에 구비된 에어 분사 노즐의 배치 구조를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조가 구비된 센서 장치는, 하우징(20)과, 센서(미도시)와, 렌즈(40)와, 에어 벤트(50)와, 멤브레인 부재(60)와, 에어 분사 노즐(80)을 포함한다.
상기 하우징(20)은 내부에 공간이 구비된 구조물이다. 상기 하우징(20)의 전방은 개방된 구조로 형성된다. 상기 하우징(20)은 예컨대 카메라 경통 구조와 유사한 형태로 구성될 수 있다.
상기 센서는 상기 하우징(20)의 내부에 설치된다. 상기 센서는 예컨대 카메라, 라이다, 레이더 등이 채용될 수 있다. 상기 센서는 상기 하우징(20)의 내부 공간 중 후방부에 설치될 수 있다.
상기 렌즈(40)는 상기 센서의 전방에 배치된다. 상기 렌즈(40)는 센서가 설치된 상기 하우징(20)의 내부 공간과 외부를 공간적으로 구분하는 구조물이다. 상기 렌즈(40)는 빛이 잘 통과할 수 있도록 투명한 재료로 구성될 수 있다. 상기 렌즈의 재료는 예컨대 유리가 채용될 있다.
상기 에어 벤트(50)는 상기 하우징(20)에 구비된다. 상기 에어 벤트(50)는 상기 하우징(20)의 길이 방향상 상기 렌즈(40)의 후방의 내측 공간으로부터 상기 하우징(20)의 측벽을 관통하여 외부와 연통되도록 형성된다. 상기 에어 벤트(50)는 원형의 구멍으로 형성될 수 있다. 상기 에어 벤트(50)는 후술하는 멤브레인 부재(60)의 정확한 부착을 위한 평면 접촉부가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 멤브레인 부재(60)는 상기 에어 벤트(50)의 입구에 설치된다. 상기 멤브레인 부재(60)는 기체 분자는 통과할 수 있고, 물과 같은 액체 분자는 통과할 수 없는 소재로 구성된다. 상기 멤브레인 부재(60)는 예컨대 고어 텍스 섬유가 채용될 수 있다. 상기 멤브레인 부재(60)는 상기 하우징(20)에 영구적으로 고정하거나 분리 가능하게 고정될 수 있다. 즉, 상기 멤브레인 부재(60)는 다양한 방식으로 상기 에어 벤트(50)에 설치될 수 있다. 예컨대 상기 멤브레인 부재(60)는 상기 하우징(20)에 직접 접착된 형태로 설치될 수 있다. 한편, 다른 실시 예에서는 상기 멤브레인 부재(60)는 멤브레인 케이스(미도시)에 서브 조립된 상태로 상기 에어 벤트(50)에 조립될 수 있다. 예컨대, 상기 멤브레인 부재(60)가 고무로 이루어진 멤브레인 케이스에 접착된 상태로 그 멤브레인 케이스를 상기 에어 벤트(50)에 강제로 끼워서 상기 하우징(20)에 고정할 수도 있다. 한편, 상기 멤브레인 부재(60)는 합성수지로 이루어진 멤브레인 케이스나 상기 하우징(20)에 열융착 방식으로 고정될 수 있다. 멤브레인 케이스가 구비된 경우 크기가 작은 멤브레인 부재(60)를 상기 에어 벤트(50)에 설치하는 작업성이 향상될 수 있다.
상기 에어 분사 노즐(80)은 상기 하우징(20)에 설치된다. 상기 에어 분사 노즐(80)은 상기 렌즈(40)의 전방 상측으로부터 하측으로 상기 렌즈(40)의 외부 표면을 향해 압축 공기를 분사하도록 설치될 수 있다. 상기 에어 분사 노즐(80)은 복수 구비될 수 있다. 상기 에어 분사 노즐(80)은 하우징(20)에 연결된 에어 공급 호스(82)를 통해 압축 공기를 공급 받도록 구성될 수 있다. 상기 하우징(20)은 상기 에어 공급 호스(82)를 통해 공급된 압축 공기를 각각의 에어 분사 노즐(80)로 분배하는 분배 통로를 구비하는 것이 바람직하다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 자율 주행 차량용 센서 장치의 작용 효과를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 센서 장치(10)가 차량의 루프, 라디에이터 그릴, 사이드 미러 등에 설치되어 그 차량이 자율 주행을 하는 경우를 전제한다.
차량 외부의 환경은 시시 각각 변할 수 있다. 이 경우 센서 장치(10)의 내부와 외부 공간 사이에 온도차가 발생한다. 이 때 상기 멤브레인 부재(60)를 통해 센서 하우징(20) 내부의 공기와 센서 하우징(20)) 외부의 공기가 서로 연통될 수 있으므로 온도차가 쉽게 상쇄된다. 또한, 외부의 환경이 비가 내리는 경우와 같이 수분이 센서 장치(10)의 내부로 유입될 수 있는 환경에서도 상기 멤브레인 부재(60)는 기체 성분의 분자만을 통과시키므로 액체 상태의 수분이 센서 장치(10)의 내부로 유입되는 효과적으로 차단된다. 이에 따라 센서 장치(10)의 내외부 간 온도차에 의해 렌즈(40)의 내부 표면에 습기가 발생하는 것을 효과적으로 방지한다.
한편, 차량의 외부에 발생하는 습기는 렌즈(40)의 외부에 설치된 에어 분사 노즐(80)에서 압축 공기를 렌즈(40)의 표면에 분사하여 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 에어 분사 노즐(80)은 하우징(20)에 연결된 에어 공급 호스(82)를 통해 공급된 압축 공기를 하우징(20)의 내부에 구비된 분배 통로(미도시)를 통해 복수의 에어 분사 노즐(80) 각각에 일정한 압력으로 분배된 후 렌즈(40)의 표면으로 공기를 분사한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조가 구비된 센서 장치는, 하우징 내부 공간과 외부 공간을 연통하는 에어 벤트 및 기체 성분은 통과하고 액체 성분은 통과할 수 없는 멤브레인 부재에 의해 하우징의 내부 공간과 외부 공간의 온도차를 균일하게 유지함으로써 렌즈 내부 표면에 습기가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 렌즈 외부에 설치되어 렌즈의 외부 표면에 발생하는 이물질을 제거하는 에어 분사 노즐이 구비된 경우, 렌즈 외부의 습기도 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
10 : 자율 주행 차량용 센서 장치
20 : 하우징
40 : 렌즈
50 : 에어 벤트
60 : 멤브레인 부재
80 : 에어 분사 노즐
82 : 에어 공급 호스

Claims (4)

  1. 자율 주행 차량용 센서 장치로서,
    내부에 공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치된 센서; 및
    상기 센서의 전방에 배치되며, 외부와 상기 센서가 설치된 공간을 구분하도록 상기 하우징에 결합된 렌즈;를 포함하며,
    상기 하우징의 길이 방향상 상기 렌즈의 후방의 내측 공간으로부터 상기 하우징의 측벽을 관통하여 외부와 연통되도록 형성된 에어 벤트; 및
    상기 에어 벤트의 입구에 설치되며, 기체 분자는 통과할 수 있고, 액체 분자는 통과할 수 없는 멤브레인 부재가 구비된 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인 부재는 고어 텍스 섬유인 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인 부재는 상기 하우징에 영구적으로 고정 또는 분리 가능하게 고정된 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 설치되며, 상기 렌즈의 전방 상측으로부터 하측으로 상기 렌즈의 외부 표면을 향해 압축 공기를 분사하는 에어 분사 노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조.

KR1020220123643A 2022-09-28 2022-09-28 자율 주행 차량용 센서 장치의 습기 발생 방지 구조 KR20240044176A (ko)

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