자동차 조향각, 조도, 레인 센서

 

조향각 센서

 

 최근의 자동차 핸들에는 핸들의 움직임을 감지하는 센서가 기본으로 장착되어 있다. 조향휠 각속도 센서는 스티어링 휠 하단부위에 장착되어 있으며 핸들의 조향 속도, 조향 방향 및 조향각을 검출하는 역할을 한다. 조향휠 내부에 3개의 포토트랜지스터와 슬리트판으로 구성되어 있다. 조향각 센서는 광소자 방식으로 조향 시 센서의 슬리트판이 회전하면서 광소자의 빛을 통과하거나 차단되면서 전압의 변화가 생기고 이것을 ECU가 받아들여 핸들의 조향 속도, 조향 방향 및 조향각을 검출하는 판단을 한다.

 

 

 보쉬가 이 센서를 이용 스티어링의 움직임을 모니터링해 운전자의 집중력 저하를 감지하여 졸음운전을 방지하는 시스템을 발표하였다. DDD(Driver Drowsiness Detection)로 불리는 이 시스템은 폭스바겐사의 파사트에 2010년부터 탑재되었고 최신버젼은 파사트 올트렉에 탑재된다.

 치명적 사고의 대부분은 운전자의 집중력 저하 및 졸음운전에서 비롯된다는 조사가 있다. 피곤 또는 졸음으로 인한 집중력 저하를 DDD 시스템이 감지하고 운전자에게 경고음을 울려 사고 방지에 크게 도움이 된다. DDD는 EPS, 스티어링 앵글 센서와 연동해 운전대의 움직임을 지속해서 모니터한다. 평소와 다른 움직임이 발견되면 졸음운전으로 간주하고 경고음을 발생시키는 시스템이다. 

 

 

 집중력이 저하되고 피곤이 몰려오면 운전자의 방향전환 능력이 부정확해지고 반응시간이 느려진다. 졸음이 몰려오기 시작하면 운전자는 스티어링 휠의 작은 에러를 빈번하게 수정하게 된다. 보쉬의 DDD 시스템은 운전자가 시동을 걸어 운전을 시작하면 운전자의 핸들링을 감시 하기 시작하여 정상적인 행동양상에서 벗어난 움직임이 일어나는지 감시한다. 가장 전형적인 비정상적인 행동은 방향전환이 드물어지고 차선을 유지하기 위한 약하지만 급작스러운 조향이다. 이런 변화가 일어나는 빈도, 시간대, 이동 시간 등 여러 파라미터를 고려하여 운전자의 피곤한 정도를 계산한다. 이 값이 어느 문턱 값을 넘으면 시스템이 운전자에게 경고 메시지를 주게 된다.

 

 보쉬의 DDD 시스템은 기존 차량에 기본적으로 이미 장착된 센서들로부터 오는 정보와 기본 정보만을 사용하여 소프트웨어적으로 운전자의 졸음을 감지하는 시스템이기 때문에 비용이 많이 들지 않고 기존에 있던 어느 ECU에나 여유공간이 있으면 장착할 수 있다. 즉 적은 비용이면서 복잡하지 않은 시스템으로 효과적으로 졸음운전을 방지할 수 있다.

 

 

레인 센서

  레인 센서는 LED와 광감지기에 의해 비의 양을 감지한다. LED로부터 적외선이 방출되면 유리 표면에 빗물에 의해 반사되어 돌아오는 적외선을 포토 다이오드가 이를 감지하여 비의 양을 감지한다. 레인 센서는 유리 투과율을 스스로 바로잡는 Servo 회로를 갖고, 앞창 유리의 투과율에 상관없이 일정하게 빗물 감지를 하는 기능을 가진다. 앞창 유리의 투과율은 LED와 광감지기와의 중앙점 바로 위에 있는 유리영역에서 결정된다.

  RAIN SENSOR 와이퍼 제어 시스템은 기존의 와이퍼 기능 즉, OFF, MIST, LOW, HIGH, WASHER 기능에 AUTO 모드(기존의 INT 위치)가 있어 이 AUTO 위치에 놓으면 레인 센서에서 유리에 떨어지는 비의 양을 감지하여 와이퍼 작동시간 및 와이퍼 작동 속도를 LOW 또는 HIGH로 자동 제어한다.

 

조도 센서

  조도 센서는 광전도 소자(cds)를 이용하여 빛의 밝기를 감지한다.
광전도 소자는 조도가 증가하면 저항이 감소하고 조도가 감소하면 저항이 커지는 성질을 가지고 있다. 조도 센서를 사용하는 오토라이트 제어는 미등 및 헤드램프를 자동으로 점등, 소등을 시키는 시스템으로 일반적으로 레인 센서에 통합되며 주위 조도의 변화를 감지하여 운전자가 다기능 스위치를 조작하지 않아도 자동 모드에 위치하면 자동으로 미등 및 헤드램프를 점등, 소등시켜준다.
주간 주행 중 터널 진, 출입 시 또는 안개, 비, 눈, 등으로 주위 조도 변화 발생 시 작동한다.

 

  카메라+비+조도 센서 모듈

 전방향 카메라는 룸미러 뒤쪽 공간 중에서도 와이퍼가 지나는 표면에 설치되어야 하므로 주어진 공간이 그리 넉넉하지 않다. 그러나 이 공간에는 카메라뿐만 아니라 비+조도 센서도 위치하여야 하므로 세 가지 센서를 따로따로 설치하기엔 공간이 많이 부족하다. 특히 평행와이퍼가 아니라 버터플라이형태의 와이퍼일 땐 공간이 더욱 부족하게 된다. 이러한 공간의 제한 문제를 해결하게 위해 세 가지 센서를 하나의 모듈로 통합한 제품이 등장하였다. Kostal의 카메라 모듈로 비와 조도 센서를 셔터 부분에 통합하여 최적의 공간활용을 보여주고 기존 차량 디자인에 쉽게 통합될 수 있는 디자인이다.