KR20230083033A - 결빙 방지가 가능한 센서 클리닝 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 센서 클리닝 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 공기 분사 방식의 센서 클리닝 시스템에서 결빙 방지 및 해빙 기능을 갖는 센서 클리닝 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 차량의 센서 클리닝 시스템은, 압축공기가 저장되는 에어탱크; 상기 에어탱크에 구비되고, 상기 에어탱크에 열을 가하도록 구성되는 가열요소; 및 미리 설정된 조건 구비 시 상기 가열요소를 동작시키도록 구성되는 제어기를 포함한다.

Description

결빙 방지가 가능한 센서 클리닝 시스템{SENSOR CLEANING SYSTEM WITH ANTI-FREEZING FUNCTION}
본 발명은 차량의 센서 클리닝 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 공기 분사 방식의 센서 클리닝 시스템에서 결빙 방지 및 해빙 기능을 갖는 센서 클리닝 시스템에 관한 것이다.
최근 차량에는 여러 주행 상황에서 안전운행의 확보를 위하여 차량의 운전자를 보조하는 운전자 보조 시스템이 탑재되고 있다. 그리고 운전자 보조 시스템에서 더 나아가, 운전자의 개입없이 차량이 스스로 주행할 수 있는 자율주행차량에 관한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 운전자 보조 시스템이나 자율주행차량에서는 주위의 환경을 다양한 방식으로 감지할 수 있는 다양한 종류의 환경센서들이 차량에 장착된다. 차량에 장착되는 환경센서로서 레이더(radar), 라이더(LiDar), 카메라 등을 꼽을 수 있다.
이러한 센서들은 차량의 외부에 장착되므로 먼지 등 이물질이나 비, 눈 등에 의해 센싱 부위가 쉽게 더러워질 수 있다. 센서 성능의 유지를 위해서는 이들 센서는 일정 수준 이상 깨끗이 유지되어야 하므로 차량에는 센싱 부위의 오염 시 센서를 세척할 수 있는 센서 클리닝 시스템이 마련되고 있다.
공개특허공보 제10-2018-0136981호 (공개일자: 2018.12.26)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
결빙에 의한 고장을 미연에 방지할 수 있는 센서 클리닝 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 차량의 센서 클리닝 시스템은, 압축공기가 저장되는 에어탱크; 상기 에어탱크에 구비되고, 상기 에어탱크에 열을 가하도록 구성되는 가열요소; 및 미리 설정된 조건 구비 시 상기 가열요소를 동작시키도록 구성되는 제어기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 결빙에 의한 고장을 미연에 방지할 수 있는 센서 클리닝 시스템이 제공된다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에어 클리닝 시스템의 구성도를 도시하고,
도 2는 차량에서 에어 클리닝 시스템의 개략적인 배치도를 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 센서 클리닝 시스템을 개괄적으로 도시하고,
도 4는 본 발명에 따른 결빙 방지가 가능한 센서 클리닝 시스템의 구성도를 도시하고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어탱크를 도시하고,
도 6은 도 5의 부분 확대도이고,
도 7a 내지 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서 클리닝 시스템의 제어 흐름도를 도시한다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 차량의 주변 환경을 감지하는 환경센서들의 성능을 유지하기 위해서는 센서 표면에 대한 주기적인 세척이 필요하다. 예를 들어, 환경센서는 먼지, 모래 등에 의한 이물질에 의해 오염될 수 있고, 강수 시 빗방울, 눈 등에 의하여 오염될 수도 있다. 특히, 능동적 자율주행 차량에서는 환경센서에 의해 인지되는 신호등, 보행자, 도로 형태, 건물, 주위 차량 등의 주변환경 정보를 토대로 차량의 주행이 수행된다. 환경센서의 표면이 이물질에 의해 오염될 경우 주변환경의 인지가 불가능하게 되며 능동적 자율주행이 불가능하게 된다. 따라서, 센서 클리닝 시스템은 주변환경에 대한 환경센서의 왜곡 없는 명확한 인지를 돕고, 센서 표면의 오염물을 제거함으로써 주행을 가능하게 하는 중요한 기능을 수행하고 있다.
이러한 환경센서의 세척은 워셔액을 이용하거나 고압의 공기를 이용한 방식이 있을 수 있다. 전자에서는 워셔액을 이용하여 센서가 세척되고 공기 분사를 통해 센서 상의 물기가 제거된다. 후자에서는 고압의 공기만을 분사하여 센서 표면의 이물질이 제거된다.
공기 분사를 통해 환경센서를 세척하는, 후자의 에어 클리닝 경우를 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다. 센서 클리닝 시스템 중 에어 클리닝 시스템(1)은 압축공기를 사용하여 환경센서를 세척하도록 구성된다. 에어 클리닝 시스템(1)은 환경센서(2)의 표면에 압축공기를 분사하여 세척을 수행한다. 환경센서(2)는 라이다, 레이다, 카메라 등의 센싱장치를 포함하고, 차량의 전방부, 후방부, 측면부, 루프 등에 배치될 수 있다.
구체적으로, 차량에 구비되는 에어필터(4)를 통해 여과된 공기는 압축기(6)로 유입된다. 압축기(6)에 의해 압축된 공기가 환경센서(2)의 표면에 분사됨으로써 환경센서(2) 상에 이물질이 제거된다. 환경센서(2)는 물론 복수의 환경센서(2a, 2b, 2c)를 포함하고, 도면과 명세서에서 세 개의 환경센서가 개시되어 있으나 그 개수는 이에 한정되는 것은 아니고 가감될 수 있다.
또한, 에어 클리닝 시스템(1)은 에어탱크(8)를 포함한다. 압축기(6)를 통해 압축된 공기 또는 외부 장치에 의해 에어탱크(8)에 공기가 충진될 수 있고, 에어탱크(8) 내 충진된 공기는 환경센서(2)의 세척에 사용될 수 있다.
에어 클리닝 시스템(1)의 제어기(10)는 미리 설정된 주기마다 또는 환경센서(2)의 오염 감지 시 등의 미리 설정된 상황에서 밸브(12), 예를 들어, 솔레노이드 밸브를 동작시키도록 구성된다. 이로 인해 압축기(6) 또는 에어탱크(8)로부터 각 환경센서(2)에 압축공기가 분사되도록 하고, 이를 통하여 환경센서(2)의 세척이 수행된다. 밸브(12)에는 분배기(14)가 구비 또는 일체로 형성되어 복수의 환경센서(2) 각각을 위해 마련된 노즐(16)을 통해 압축공기가 분배될 수 있다.
압축기(6)에는 온도감지부(17)가 구비되고, 온도감지부(17)에서 감지된 압축기(6)의 온도는 에어 클리닝 시스템(1)의 제어기(10)로 전달된다. 압축기(6)가 작동 한계 온도를 초과하여 동작하지 않도록 제어기(10)는 압축기(130)의 온도를 모니터링하도록 구성된다. 압축기(6)가 작동 한계 온도에 도달하면 제어기(10)는 압축기(6)의 온도가 떨어질 때까지 압축기(6)의 작동이 정지되도록 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면, 통상적으로 압축기(6) 및 에어탱크(8)는 차량의 전방부에 구비될 수 있다. 차량의 전방부에 구비되는 압축기(6)와 에어탱크(8)로부터 차량의 전방(F), 측면, 루프(R), 후방(RR)에 배치되는 환경센서(16a, 16b, 16c)까지 공기가 공급되어야 한다. 이때 에어탱크(8)에 고압으로 저장된 공기는 에어탱크(8)와 분배기(14)에서 급격한 압력강하를 겪으며 직경이 작고 길이가 매우 긴 호스를 통과하게 된다. 급격한 압력 강하를 겪은 공기는 쉽게 이슬점에 도달하여 액화되거나 습한 공기 내 물분자가 그대로 결빙될 수 있다.
호스의 내면에 형성되는 결로의 결빙으로 인하여 호스의 막힘이 발생할 수 있고, 노즐(16) 단부에 물방울의 결빙으로 막힘이 발생할 수 있다. 또한, 에어탱크(8) 및 분배기(14) 압력 강하 지점의 내면에는 공기의 급속한 승화와 수분 결빙으로 인한 막힘이 발생할 수 있다. 이러한 경우 센서 클리닝은 불가능하게 되고, 환경센서의 오염으로 인한 자율주행을 어렵게 만들고 심각하게는 사고를 일으킬 수 있다.
특히, 노즐, 호스 등의 부품은 결빙으로 인한 막힘 발생 시 자체적인 고장 진단 및 페일세이프(fail safe) 작동이 불가능하므로 즉시 시스템이 정지되어 자율주행을 불가능하게 만든다. 또한, 에어탱크의 경우 경량화 및 내고압성을 위해 알루미늄 재질이 사용되곤 한다. 이 경우 공기 분사 시 급격한 압력 강하로 인하여 온도가 하강하고, 표면온도가 매우 낮아져 결빙에 더욱 취약한 경향이 있다.
이에 본 발명은 결빙 방지 및 제거 기능을 갖는 에어 클리닝 시스템을 제공하고자 한다. 급격한 압력 강하에 의한 결빙 문제를 해결함으로써 호스와 노즐의 결빙에 의한 막힘을 방지하여 주행 중, 특히, 자율주행 중 발생할 수 있는 사고를 미연에 예방하고자 한다.
도 3 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에어 클리닝 시스템(1)은 가열요소(20)를 포함한다. 일 구현예에서, 가열요소(20)는 에어탱크(8)에 배치된다. 도 5를 참조하면, 일 구현예에서, 가열요소(20)는 에어탱크(8)의 유입구(18) 및 배출구(28)에 주위에 각각 배치될 수 있다. 가열요소(20)는 인가되는 전압에 의해 발열할 수 있고, 이로 인하여 에어탱크(8), 특히, 에어탱크(8)의 유입구(18) 및 배출구(28)에서의 결로 형성과 빙결을 방지한다.
비제한적인 예로서, 가열요소(20)는 히트패드일 수 있다. 히트패드의 외피 및 열선은 부직포, 니크롬선이 적용될 수 있다. 또한, 이들 재료에 한정되는 것은 아니고 다른 가능한 공지된 재료가 사용될 수 있다. 다만, 내진동과 내열성이 충분한 재료가 선택된다. 본 발명에 의하면, 다양한 형태의 가열요소(20)가 적용될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 가열요소(20)는 선상 발열체일 수 있다. 선상 발열체는 니켈, 철크롬선 등을 활용한 직렬구조의 발열체이다. 또 하나의 비제한적인 예로서, 가열요소(20)는 면상 발열체일 수 있다. 예를 들어, 면상 발열체로서, ITO(Indium Tin Oxide) 필름, 메탈 메쉬(metal mesh) 필름, 투명면상 발열체 필름, PTC(Positive Temperature Coefficient) 난방필름, 원적외선 난방필름 등이 적용될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 적용가능한 공지된 발열체가 사용될 수 있다.
도 3을 재참조하면, 에어 클리닝 시스템(1)은 가열호스(22)를 더 포함할 수 있다. 에어 클리닝 시스템(1)의 공기의 통로는 가열호스(22)로 형성될 수 있다. 가열호스(22)도 가열요소(20)와 마찬가지로 인가되는 전압에 의해 작동될 수 있다. 통상적으로 에어호스는 직경이 매우 작고 길이가 길기 때문에 고압공기의 대기압 배출에 따른 압력 급강하 및 매우 낮은 외기온에 의해 에어호스에는 결빙이 발생하기 쉽다. 이에 본 발명은 공기의 통로를 가열호스(22)로 형성함으로써 공기의 유동 시 공기의 온도를 높이고 결빙을 방지할 수 있다.
도 5를 재참조하면, 에어탱크(8)에는 배수밸브(26)가 구비될 수 있다. 배수밸브(26)는 가열요소(20)의 작동으로 인해 에어탱크(8) 내 형성되는 물을 배출할 수 있게 한다. 일 구현예에서, 배수밸브(26)는 솔레노이드 밸브이다.
도 4를 재참조하여, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 에어탱크(8)에는 수위센서(34)가 구비될 수 있다. 수위센서(34)는 에어탱크(8) 내 형성되는 물의 수위를 감지하도록 구성된다. 물의 수위 정보는 배수밸브(26) 개방 판단의 기초가 될 수 있다. 비제한적인 예로서, 수위센서는 플로트 스위치, 비접촉 초음파 레벨센서, 접촉식 초음파 레벨센서, 정전 용량 레벨 센서, 레이더 레벨센서, 패들 유량 스위치일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 에어탱크(8)에는 온도센서(24)가 마련된다. 온도센서(24)는 유입구(18) 및 배출구(28) 주위에 각각 마련될 수 있다. 특히, 온도센서(24)는 에어탱크(8)의 표면 온도 정보를 측정할 수 있도록 구성된다. 온도센서(24)의 측정값은 가열요소(20) 및 가열호스(22)의 작동에 대한 판단의 기초가 될 수 있다.
제어기(10)는 온도센서(24)에 의해 감지된 온도를 전달받는다. 그리고 제어기(10)는 측정된 온도에 기반하여 가열요소(20) 및 가열호스(22)를 작동시키도록 구성된다. 가열요소(20) 및 가열호스(22)는 제어기(10)의 가열 필요여부 판단에 따라 전압이 인가되면 열선의 물성에 따른 발열이 발생하게 된다.
또한, 제어기(10)는 미리 설정된 조건 만족 시 배수밸브(26)를 동작시킬 수 있다. 배수밸브(26)가 솔레노이드 밸브인 경우, 제어기(10)는 배수밸브(26)의 개방 시 솔레노이드 코일에 전압을 인가하여 배수밸브(26)가 개방되도록 한다. 예를 들어, 제어기(10)는 차량의 자율주행모드 꺼짐, 시동 꺼짐 등의 차량 상태에 의해 배수밸브(26)의 개방을 결정할 수 있다. 또한, 제어기(10)는 수위센서(34)에 의해 측정되는 에어탱크(8) 내 수위에 기초하여 배수밸브(26)를 개방할 수도 있다.
도 7a 내지 11을 참조하여, 본 발명에 따른 결빙 방지 기능을 갖는 에어 클리닝 시스템의 제어방법을 설명하기로 한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 제어기(10)는 차량의 시동 켜짐을 입력받는다(S1). 시동이 켜지면 온도센서(24)는 에어탱크(8)의 온도를 지속적으로 감지하고, 제어기(10)는 온도센서(24)로부터 에어탱크(8)의 온도를 수집한다. 그리고 제어기(10)는 수집된 에어탱크(8)의 온도가 기 설정된 설정값보다 작은지 판단한다(S3). 여기에서 설정값은 섭씨 0도일 수 있으나, 상황에 따라 변경될 수 있다. 에어탱크(8)의 온도가 설정값보다 작은 것으로 판단되면 제어기(10)는 가열요소(20)를 작동시킨다(S5). 여기에서 가열요소(20)의 작동은 가열호스(22)의 작동도 의미한다. 이하에서도 같으나, 간소화를 위해 가열요소(20)로 지칭하기로 한다. 따라서, 가열요소(20) 및 가열호스(22)의 작동으로 인하여 에어탱크(8)의 표면 온도를 높여 빙결을 방지하거나 해빙을 수행할 수 있다. 가열요소(20)를 작동시키는 중에 제어기(10)는 에어탱크(8)의 온도가 기 설정된 허용값에 도달하는지 지속적으로 온도센서(24)로부터 온도 정보를 수신한다(S7). 에어탱크(8)의 온도가 허용값보다 커지면 제어기(10)는 가열요소(20)에 전압 인가를 정지하여 가열요소(20)의 작동을 정지한다(S9). 비제한적인 예로서, 허용값은 섭씨 10도일 수 있다. 다만, 이 허용값은 사용에 따라 변경될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력량 소모 저감 및 시스템 내구성 증대를 위해 가열요소(20) 작동의 판단의 기초가 변형될 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제어기(10)는 외기온 정보도 함께 가열요소(20) 작동의 판단 기초로 삼을 수 있다(S3'). 에어탱크(8)의 온도와 외기온이 설정값 미만인 경우에 제어기(10)는 가열요소(20)를 작동시킬 수 있다. 또한, 도 7c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제어기(10)는 차량의 자율주행기능의 켜짐 여부를 가열요소(20) 작동의 판단 기초로 할 수 있다. 필수적으로 센서 클리닝이 요구되는 자율주행모드일 경우에만 가열요소(20)가 작동하도록 제어기(10)는 자율주행모드가 켜짐 상태인지 판단한다(S2). 그리고 에어탱크(8)의 온도에 기초하여 가열요소(20)의 작동 여부를 결정할 수 있다. 이하 단계는 도 7a와 같으므로 중복된 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제어기(10)는, 온도센서(24)에 의해 측정된 에어탱크(8)의 온도가 허용값 미만인지 판단없이, 외부조건, 즉, 차량 내 타 시스템의 작동 상황에 기초하여 가열요소(20)의 작동 여부를 판단할 수 있다(S4). 예를 들어, 차량 내 다른 제어기에서 결빙에 의한 고장을 방지하기 위하여 특정 해빙 시스템을 구동 시, 제어기(10)는 그 신호에 따라 가열요소(20)의 실행을 결정할 수 있다. 이를 위하여, 제어기(10)는 차량 내 해빙을 수행하는 다른 시스템의 제어기와 통신가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 에어 클리닝 시스템(1)은 결빙에 의한 에어 클리닝 시스템(1)의 고장을 판단하고, 이를 시정할 수 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 차량의 시동이 켜지면(S1), 제어기(10)는 자율주행모드가 켜짐상태인지 판단한다(S2). 자율주행모드가 켜지고 센서 클리닝을 위해 제어기(10)가 밸브(12)를 개방한 경우, 제어기(10)는 분배기(14)의 압력 변화를 관찰한다. 제어기(10)는 분배기(14)의 압력 변화가 기 설정된 최소값 미만인지 결정한다(S12). 밸브(12)에 개방 명령이 내려진 경우에도 분배기(14)의 압력 변화가 없으면 결빙에 의한 막힘이 예측될 수 있다. 이 경우 제어기(10)는 결빙에 의한 막힘이 발생한 것으로 판단하고, 가열요소(20)를 작동하여 해빙을 수행한다.
추가적으로, 제어기(10)는 기상조건에 따른 결빙가능성을 함께 판단할 수 있다(S14). 예를 들어, 제어기(10)는 강우량 정보 및 외기온 정보를 수집하여 강우량이 없고 외기온이 영하인 경우에 결빙에 의한 막힘을 보다 높은 확률로 판단할 수 있다. 즉, 밸브(12)에 개방 명령이 내려졌으나 분배기(14)의 압력 변화가 최소값 미만이고 기상조건에 따른 결빙가능성이 있는 경우에도 제어기(10)는 가열요소(20)를 작동시킬 수 있다(S16).
도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제어기(10)는 타 제어기로부터의 정보를 결빙 여부 판단의 기초로 삼을 수 있다. 자율주행모드가 켜짐 상태에서(S2), 제어기(10)는 자율주행시스템의 자율주행제어기로부터 센서 클리닝 시도 실패를 입력받는다(S13). 예를 들어, 자율주행제어기에서 센서 클리닝 시스템의 제어기(10)에 클리닝 명령을 내렸으나 결빙에 의한 막힘으로 인하여 센서 클리닝이 수행되지 않은 경우를 들 수 있다. 자율주행제어기에서 수차례 센서 클리닝 실행 명령에도 불구하고 클리닝이 수행되지 않았음을 제어기(10)에 알리고, 제어기(10)는 이 정보에 기초하여 에어 클리닝 시스템(1)의 결빙 여부 판단을 할 수 있다. 추가적으로 제어기(10)는 기상조건에 따른 결빙가능성(앞서 강우량이 없고 외기온이 영하인 경우)이 있고(S15), 분배기(14)의 압력 변화도 최소값 미만인 경우(S17), 가열요소(20)를 작동(S19)시켜 결빙을 해소할 수 있다.
도 10a 내지 11과 같이, 제어기(10)는 기 설정된 조건에 기반하여 배수밸브(26)의 작동을 결정할 수 있다.
도 10a를 참조하여, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제어기(10)는 자율주행모드가 꺼짐 상태 또는 차량의 시동이 꺼짐 상태일 때 배수밸브(26)를 개방할 수 있다(S30). 자율주행모드 또는 시동 꺼짐 상태가 되면 제어기(10)는 배수밸브(26)를 개방한다(S32). 제어기(10)는 배수밸브(26)가 개방되어 있는 개방시간이 기 설정된 설정시간에 도달하였는지 판단한다(S34). 기 설정된 설정시간은 배수가 완료될 수 있는 미리 선택된 값일 수 있다. 개방시간이 설정시간에 도달하면 제어기(10)는 배수밸브(26)를 폐쇄한다(S36).
도 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 초기화 기능이 탑재된 에어 클리닝 시스템에서는 초기화 여부에 따라 배수밸브(26)를 작동시킬 수 있다. 초기화 기능이란 외기 압축 시 외기에 포함된 수분을 흡착하도록 구성되는, 압축기(6) 내의 구성요소인 드라이어를 재생하는 과정으로, 클리닝 기능을 수행하지 않을 때 압축기(6)를 역방향으로 구동시켜 에어탱크(8)로부터 배기한다. 이와 같이 초기화 기능이 있는 시스템에서, 제어기(10)는 초기화 기능이 활성화되었는지에 관한 정보를 수집한다(S40). 초기화 실행 중 제어기(10)는 에어탱크(8) 내 압력이 설정압력, 예를 들어, 1bar, 미만에 도달하는지 판단한다(S42). 일 구현예에서, 에어탱크(8) 내 압력은 에어탱크(8)에 구비되는 압력센서의 측정치에 기초하여 판단될 수 있고, 압력이 설정압력에 도달하면 초기화가 완료된 것으로 판단될 수 있다. 그리고 에어탱크(8)의 압력이 설정압력 미만이 되면 제어기(10)는 배수밸브(26)를 개방시키고(S44), 설정시간동안 배수밸브(26)의 개방을 유지한다(S46). 설정시간이 경과하면 제어기(10)는 배수밸브(26)를 폐쇄시켜 배수를 종료한다(S48). 본 실시형태에서는, 초기화 과정에서 에어탱크(8)의 공기를 배출한 뒤 일정 시간동안 배수가 수행될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 배수밸브(26)의 개방은 수위센서(34)의 입력에 기초하여 수행될 수 있다. 도 11을 참조하면, 제어기(10)는 수위센서(34)에 의해 측정된 에어탱크(8) 내 수위 정보를 입력받는다. 자율주행모드 종료 또는 시동 종료 시(S30), 제어기(10)는 입력된 에어탱크(8)의 수위가 기 설정된 최소수위를 초과하는지 판단한다(S50). 예를 들어, 최소수위는 에어탱크(8) 높이의 5%일 수 있다. 입력된 에어탱크(8)의 수위가 최소수위를 초과하는 경우 제어기(10)는 배수밸브(26)를 개방시킨다(S52). 제어기(10)는 배수가 완료되는지 판단하고(S54), 완료 시 배수밸브(26)를 폐쇄한다(S56). 배수의 완료여부는 수위센서(34)로부터 입력되는 에어탱크(8)의 수위가 0인 경우를 예로 들 수 있다.
본 발명에 따르면, 에어 클리닝 시스템의 고장을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 에어 클리닝 시스템은 큰 패키지 변경 없이 일부 구성품의 추가 및 변경과 제어 로직을 활용하여 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 에어 클리닝 시스템은 결빙으로 인한 고장 발생 시 이를 진단하고 결빙을 해소할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1: 에어 클리닝 시스템 2: 환경센서
4: 에어필터 6: 압축기
8: 에어탱크 10: 제어기
12: 밸브 14: 분배기
16: 노즐 17: 온도감지부
18: 유입구 20: 가열요소
22: 가열호스 24: 온도센서
26: 배수밸브 28: 배출구
34: 수위센서

Claims (18)

  1. 압축공기가 저장되는 에어탱크;
    상기 에어탱크에 구비되고, 상기 에어탱크에 열을 가하도록 구성되는 가열요소; 및
    미리 설정된 조건 구비 시 상기 가열요소를 동작시키도록 구성되는 제어기;
    를 포함하는 것인 차량의 센서 클리닝 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 에어탱크에 배치되어 상기 에어탱크의 온도를 감지하고 상기 제어기에 전달하도록 구성되는 온도센서를 더 포함하는 것인 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어기는 상기 온도센서로부터 수신된 상기 에어탱크의 온도에 기초하여 상기 가열요소를 작동시키도록 구성되는 것인 시스템.
  4. 청구항 2에 따른 시스템의 제어방법으로서, 상기 제어기는,
    상기 온도센서로부터 상기 에어탱크의 온도를 입력받는 단계;
    상기 에어탱크의 온도가 기 설정된 설정값 미만인 경우, 상기 가열요소를 작동시키는 단계;
    를 수행하도록 구성되는 것인 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 가열요소 작동 후 상기 온도센서로부터 상기 에어탱크의 온도를 지속적으로 수신하는 단계; 및
    상기 에어탱크의 온도가 기 설정된 허용값을 초과하는 경우 상기 가열요소의 작동을 정지하는 단계;
    를 수행하도록 구성되는 것인 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 에어탱크의 온도 및 외기온이 설정값 미만인 경우, 상기 가열요소를 작동시키는 단계;
    를 수행하도록 구성되는 것인 제어방법.
  7. 청구항 2에 따른 시스템의 제어방법으로서, 상기 제어기는,
    상기 차량의 자율주행모드가 켜짐 상태인지 판단하는 단계; 및
    상기 차량의 자율주행모드가 켜짐 상태이고, 상기 온도센서로부터 수신된 상기 에어탱크의 온도가 설정된 설정값 미만인 경우, 상기 가열요소를 작동시키는 단계;
    를 수행하도록 구성되는 것인 제어방법.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 에어탱크에 구비되고, 상기 에어탱크 내부에 수용되는 유체를 배출하도록 구성되는 배수밸브를 더 포함하는 것인 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제어기는 상기 배수밸브의 동작을 제어하도록 구성되는 것인 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 에어탱크 내의 수위를 감지하도록 구성되고, 감지된 수위를 상기 제어기에 전달하도록 구성되는 수위센서를 더 포함하는 것인 시스템.
  11. 청구항 9에 따른 시스템의 제어방법으로서, 상기 제어기는,
    상기 차량의 자율주행모드가 꺼짐 상태 또는 상기 차량의 시동이 꺼짐 상태인지 판단하는 단계; 및
    상기 차량의 자율주행모드 또는 시동이 꺼짐 상태인 경우, 상기 배수밸브를 미리 설정된 시간동안 개방하는 단계;
    를 수행하도록 구성되는 것인 제어방법.
  12. 청구항 10에 따른 시스템의 제어방법으로서, 상기 제어기는,
    상기 차량의 자율주행모드가 꺼짐 상태 또는 상기 차량의 시동이 꺼짐 상태인지 판단하는 단계;
    상기 차량의 자율주행모드 또는 시동이 꺼짐 상태인 경우, 상기 수위센서에 의해 감지된 수위가 기 설정된 최소수위를 초과하는지 판단하는 단계; 및
    상기 에어탱크의 수위가 최소수위를 초과하는 경우, 상기 배수밸브를 개방하는 단계;
    를 수행하도록 구성되는 것인 제어방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축공기를 생성하고, 상기 에어탱크의 입구에 연결되는 압축기; 및
    상기 에어탱크의 출구에 연결되고, 상기 에어탱크로부터 압축공기를 수신하고 분배하기 위한 분배기;
    를 포함하는 것인 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 압축기와 에어탱크 및 상기 에어탱크와 분배기는, 전압 인가에 의해 발열하도록 구성되는 가열호스로 연결되는 것인 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제어기는 상기 가열호스의 동작을 제어하도록 구성되는 것인 시스템.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 제어기는 상기 분배기의 분배 흐름을 개폐하기 위한 밸브의 작동을 제어하도록 구성되는 것인 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 밸브의 개방 시 상기 분배기의 압력 변화가 기 설정된 최소값 미만인 경우 상기 가열요소를 작동시키도록 구성되는 것인 시스템.
  18. 청구항 14에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 가열요소 작동 시 외기온 및 강우량이 기 설정된 조건을 충족하는 경우, 상기 가열요소를 작동시키도록 구성되는 것인 시스템.
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KR20180136981A (ko) 2016-04-21 2018-12-26 발레오 시스뗌므 데쉬야지 자동차용 광학 검출 시스템의 센서를 클리닝하기 위한 장치

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KR20180136981A (ko) 2016-04-21 2018-12-26 발레오 시스뗌므 데쉬야지 자동차용 광학 검출 시스템의 센서를 클리닝하기 위한 장치

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