KR102552884B1 - 차량, 및 차량 윈도우 제어 장치와 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 실시 예는 차량 및 차량 윈도우 제어 장치 와 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어장치는 무선전력 수신부로 전력을 전송하는 무선전력 송신부; 상기 무선전력 송신부로부터 전력을 수신하는 무선전력 수신부; 상기 무선전력 수신부로부터 전력을 수신 받아 충전하는 배터리; 상기 배터리부로부터 전력을 수신받아 색 농도를 변화시키는 유리 모듈; 상기 유리 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 배터리로부터 전력을 수신 받아 유리모듈의 착색 또는 탈색을 위한 제어신호를 출력하고, 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어장치는 무선전력 수신부로 전력을 전송하는 무선전력 송신부; 상기 무선전력 송신부로부터 전력을 수신하는 무선전력 수신부; 상기 무선전력 수신부로부터 전력을 수신 받아 충전하는 배터리; 상기 배터리부로부터 전력을 수신받아 색 농도를 변화시키는 유리 모듈; 상기 유리 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 배터리로부터 전력을 수신 받아 유리모듈의 착색 또는 탈색을 위한 제어신호를 출력하고, 제어하는 제어부;를 포함한다.
Description
본 실시 예는 차량 및 차량 윈도우 제어장치와 그 제어 방법에 관한 것이다.
차량의 사방에는 윈도우를 포함하고, 특히, 차량에 윗면에 형성되는 썬루프의 경우 차량 내부의 환경 조건을 최적화하여 운행에 도움을 주는 기능을 가지고 있다.
도 1의 예시도 (a) 내지 (c)는 차량에 장착되는 썬루프의 예시도이다.
도 1의 예시도 (a) 내지 (c)를 참조하면, 차량의 윗면(11)에 개방부(12)를 형성하고, 개방부(12)를 선택적으로 개폐하는 썬루프(13)를 설치하여 운전자의 필요에 따라 썬루프(13)를 적절히 개방시킴으로써, 외부 공기를 충분히 차내로 유입시켜 쾌적한 차내 환경을 도모 한다.
이러한 썬루프(13)는 인-대쉬 슬라이딩(in-dash sliding) 방식과 아웃 슬라이딩(out sliding)방식이 있다.
도 1의 (b)에 도시된 예는 인-대쉬 슬라이딩 방식의 썬루프로서, 인-대쉬 슬라이딩 방식의 썬루프는 차량을 중심으로 후방 부분이 위로 들리는 틸트(tilt)기능과 썬루프가 차량의 지붕 철판과 내부 천정의 헤드라인 사이로 들어가는 인슬라이딩 방식이다.
(c)에 도시된 예는 아웃 슬라이딩 방식의 썬루프로서, 아웃 슬라이딩 방식의 썬루프는 차량을 중심으로 후방 부분이 위로 들리는 틸트 기능과 썬루프가 차량의 지붕 철판 위로 슬라이딩되는 방식이다.
이러한 인-대쉬 슬라이딩 방식과 아웃 슬라이딩 방식의 썬루프는 자동차의 실내 일측에 구비된 스위치를 운전자가 조작함으로써 개방 또는 폐쇄된다.
이러한 썬루프에는 근래 들어 변색이 가능한 유리를 채택함으로써, 태양광, 조명광 등의 투과율을 조절하는 기능을 가지고 있다. 하지만 유리 변색을 위한 기능 구현을 위해서는 썬루프에 연결되는 복잡한 배선이 존재한다. 따라서 썬루프의 개방 또는 폐쇄 시 복잡한 배선들이 노출되거나, 손상되는 경우가 발생하여 외형의 심미성 저하되거나 안정성의 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 실시 예는 차량의 썬루프를 포함하는 윈도우를 변색이 가능한 유리를 채택하고, 변색에 요구되는 전원공급을 위한 배선을 최소화거나 와이어리스(wireless)로 설계함으로써, 외부 환경에 적응성 높고, 사용자의 편의성을 증대하며, 외형적 심미성이 우수한 차량 및 차량 윈도우 제어 장치 와 제어 방법을 제공한다.
또한 본 실시 예에서는 차량의 썬루프에 배터리를 이용하여 차체로부터 썬루프가 이격된 상태에서도 전력 공급을 가능하게 하고 그에 따른 썬루프의 변색 상태를 제어할 수 있도록 하는 차량 및 차량 윈도우 제어 장치 와 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다.
본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어장치는 무선전력 수신부로 전력을 전송하는 무선전력 송신부; 상기 무선전력 송신부로부터 전력을 수신하는 무선전력 수신부; 상기 무선전력 수신부로부터 전력을 수신 받아 충전하는 배터리; 상기 배터리부로부터 전력을 수신받아 색 농도를 변화시키는 유리 모듈; 상기 유리 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 배터리로부터 전력을 수신 받아 유리모듈의 착색 또는 탈색을 위한 제어신호를 출력하고, 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어 방법은 전원공급에 의해 색 농도 변화를 가지는 유리모듈에 연결되는 무선전력 수신부와 상기 무선전력 수신부에 전력을 전송하는 무선전력 송신부의 연결 여부를 판단하는 단계; 상기 무선전력 송신부와 상기 무선전력 수신부가 연결된 것으로 판단되면 상기 무선전력 송신부에서 상기 무선전력 수신부로 전력을 전송하는 단계; 상기 전송된 전력에 의하여 상기 유리모듈이 변색되는 단계;를 포함한다.
본 실시 예에 따른 차량은 전원공급에 의해 색 농도 변화를 가지는 유리모듈;
상기 유리모듈에 전력을 방전하는 배터리; 상기 배터리를 충전하는 무선전력 수신부; 상기 무선전력 수신부로 전력을 전송하는 무선전력 송신부; 상기 배터리로부터 전력을 전송 받아 유리모듈의 착색 또는 탈색을 위한 제어신호를 출력하고 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 유리모듈은 착색 상태에서 전원공급이 차단되면 상기 착색 상태를 유지하는 잔상효과(memorial effect)를 가지는 차량 윈도우 제어장치를 포함한다.
상기와 같이 본 실시 예에 따른 차량 및 차량 윈도우 제어 장치 와 그 제어 방법에 따르면 차량의 썬루프에 변색 유리를 채택하고, 무선충전 방식으로 변색 유리의 전원 공급을 실행함으로써, 전력선을 와이어리스 또는 최소화하여 차량의 외형적 심미성을 증대시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한 본 실시 예에 따른 차량 및 차량 윈도우 제어 장치 와 그 제어 방법에 따르면, 차량 윈도우에 무선으로 수신되는 전력에 의해 충전되는 배터리를 임베디드 함으로써, 전력 송신 장치로부터 전력 공급이 중단되더라도, 배터리 전력에 의한 썬루프 변색이 제어됨으로써, 외부 환경에 적응성이 높은 차량 윈도우를 제공할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1은 차량에 장착되는 썬루프의 일 예시도이다.
도 2는 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치의 구성도이다.
도 3은 본 실시 예에 적용되는 무선전력 송신부의 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시 에에 적용되는 무선전력 수신부의 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시 예에 적용되는 전기변색유리의 단면 예시도이다.
도 6은 본 실시 예에 적용되는 썬루프 분해 사시도이다.
도 7은 본 실시 예에 따른 썬루프 폐쇄 및 개방 동작을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 8은 본 실시 예에 따른 무선전력 송신부의 동작 흐름도이다.
도 9는 본 실시 예에 따라 썬루프 폐쇄 상태에서의 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 10은 본 실시 예에 따라 썬루프 개방 상태에서 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 11은 본 실시 예에 따라 썬루프 착색 및 탈색 시 전압 변화 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치의 구성도이다.
도 3은 본 실시 예에 적용되는 무선전력 송신부의 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시 에에 적용되는 무선전력 수신부의 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시 예에 적용되는 전기변색유리의 단면 예시도이다.
도 6은 본 실시 예에 적용되는 썬루프 분해 사시도이다.
도 7은 본 실시 예에 따른 썬루프 폐쇄 및 개방 동작을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 8은 본 실시 예에 따른 무선전력 송신부의 동작 흐름도이다.
도 9는 본 실시 예에 따라 썬루프 폐쇄 상태에서의 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 10은 본 실시 예에 따라 썬루프 개방 상태에서 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 11은 본 실시 예에 따라 썬루프 착색 및 탈색 시 전압 변화 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하 도면을 참조하여 본 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치의 구성도이고, 도 3은 본 실시 예에 적용되는 무선전력 송신부의 블록 구성도이고, 도 4는 본 실시 에에 적용되는 무선전력 수신부의 블록 구성도이고, 도 5는 본 실시 예에 적용되는 전기변색유리의 단면 예시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치는 차체에 장착되는 제어 장치(100)와 상기 제어 장치(100)의 제어에 의해 개방 또는 폐쇄되거나, 착색 또는 탈색되는 썬루프(200)로 구성된다.
제어장치(100)는 전원 공급부(110), 무선전력 송신부(120), 사용자 입력부(130), 저장부(140), 출력부(150) 및 제어부(160)로 구성된다.
전원 공급부(110)는 상용전원을 입력 받아 제어장치(100)의 각 구성부에 대한 구동전압으로 변환하고, 각 구동 전압을 해당 부에 제공한다.
무선전력 송신부(120)는 전원 공급부(110)로부터 인가되는 교류 전압에 의해 썬루프(200)에 구성되는 무선전력 수신부(210)에 무선으로 전력을 공급한다. 무선전력 송신부(120)는 무선전력 수신부(210)의 존재 여부에 기초하여 무선으로 전력을 제공한다. 무선전력 송신부(120)는 무선전력 수신부(210)의 전력 요구량, 현재 충전량 그리고 무선 전력 방식을 고려하여 전력을 전송할 수 있다. 또한 무선전력 송신부(120)는 무선전력 수신부(210)와의 통신을 통하여 배터리(220)의 충전 상태, 배터리 용량, 배터리 사용량 등에 대한 정보를 취득할 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자로부터 다양한 동작 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 사용자 입력부(130)는 키패드, 스위치, 터치 패드, 조그 스위치, 조그 휠 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 사용자 입력부(130)를 통하여 썬루프(200)의 개방 또는 폐쇄 동작에 대한 입력 신호를 받는다. 또한 사용자 입력부(130)를 통하여 썬루프 유리모듈(230)의 착색 또는 탈색을 위한 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 또한 사용자 입력부(130)를 통하여 썬루프(200)에 구성되는 무선전력 수신부(210)의 컨트롤러(미도시)에서 무선으로 전력 전송 또는 전력 전송 중지를 위한 제어 신호를 입력 받는다.
저장부(140)는 제어부(160)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터를 임시 저장할 수 있다. 저장부(140)는 썬루프(200)의 개방 또는 폐쇄를 위한 상태 정보를 저장한다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로 이에는 디스플레이부(151), 오디오 출력부(152)등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(151)는 차량 내에서 발생되는 다양한 정보를 표시(출력)한다. 또한 디스플레이부(151)는 썬루프(200)의 개방 및 폐쇄 상태 정보를 표시한다. 디스플레이부(151)는 썬루프(200)의 개방 및 폐쇄 상태에 따른 착색 및 탈색에 대한 정보를 표시한다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
오디오 출력부(152)는 차량 내/외부의 상태를 오디오로 출력할 수 있다. 오디오 출력부(152)는 스피커일 수 있으며, 디스플레이부(151)에서 출력되는 정보를 오디오로 출력하여 사용자에게 제공한다.
제어부(160)는 통상적으로 제어 장치(100) 및 썬루프(200)의 동작을 제어 한다. 제어부(160)는 사용자 입력부(130)를 통하여 입력되는 썬루프(200)의 개방 또는 폐쇄에 대한 제어 신호를 감지한다. 제어부(160)는 상기 감지되는 신호에 대응하는 전력을 무선전력 송신부(120)를 통하여 전송한다. 또한 제어부(160)는 무선전력 송신부(120)를 통하여 전송되는 전력에 기초하여 유리모듈(230)의 착색 또는 탈색을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부(160)에서 감지되는 썬루프(200)의 개방 또는 폐쇄를 위한 감지 신호는 별도의 센서부(미도시)를 통해 감지된 결과를 수신하여 확인할 수 있다.
썬루프(200)는 차량의 제어장치(100)에 구성되는 무선전력 송신부(120)로부터 전송되는 전력을 수신하는 무선전력 수신부(210), 상기 무선전력 수신부(210)를 통하여 전력을 충전하거나 상기 충전된 전력을 방전하는 배터리(220) 및 변색유리가 적용된 유리모듈(230)로 구성된다.
무선전력 수신부(210)는 무선전력 송신부(120)로부터 전력을 수신하여 상기 수신된 전력을 이용하여 배터리(220)를 충전하거나 유리모듈(230)의 착색 또는 탈색 모드를 실행하도록 할 수 있다. 무선전력 수신부(210)는 유리모듈(230)의 착색 또는 탈색 시 인가되는 전력 량, 내부 전류를 감지할 수 있으며 상기 감지된 결과를 무선전력 송신부(120)로 출력할 수 있다.
배터리(220)는 무선전력 수신부(210)를 통해 인가되는 전력으로 충전된다. 배터리(220)는 충전된 전력을 유리모듈(230)로 방전하여 상기 유리모듈(230)의 착색 모드 동작을 위한 전압을 인가할 수 있다. 배터리(220)는 플렉시블한 형태의 박형 배터리가 적용되는 것이 바람직하다. 구체적으로 배터리(220)는 실시 예의 형태에 따라 유리모듈(230) 내부에 임베디드되거나 일부가 유리모듈(230)에 삽입되는 형태로 구성될 수 있다. 따라서 배터리(220)는 유리모듈(230)의 특성 및 형태를 고려하여 플렉시블한 박막형 배터리를 적용하는 것이 바람직하다. 그 외에도 유리모듈(230)의 형태 또는 썬루프 구현 형태에 따라 다양한 크기 및 특성을 가지는 배터리(220)가 적용될 수 있다
유리모듈(230)는 무선전력 수신부(210)를 통해 인가되는 전력 또는 배터리(220)의 방전에 의해 인가되는 전력이 따라 착색되거나 탈색되는 전기변색 유리로 구성된다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시 예가 적용된 무선전력 송신부(120) 및 무선전력 수신부(210)의 구성을 상세히 설명한다.
도 3을 참조하여 무선전력 송신부(120)의 구성을 상세히 설명한다.
무선전력 송신부(120)는 송신측 교류/직류 변환부(1210), 송신측 직류/교류 변환부(1220), 송신측 임피던스 매칭부(1230), 코일부(1240) 그리고 송신측 통신 및 제어부(1250)을 포함할 수 있다.
송신측 교류/직류 변환부(1210)는 송신측 통신 및 제어부(1250)의 제어 하에 전원 공급부(110)로부터 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 전력 변환부이다. 정류기(1211)는 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 장치이다.
송신측 직류/직류 변환부(1212)는 송신측 통신 및 제어부(1250)의 제어 하에 상기 정류기(1211)로부터 제공되는 직류 신호의 레벨을 조절한다.
송신측 직류/교류 변환부(1220)는 송신측 통신 및 제어부(1250)의 제어 하에 송신측 교류/직류 변환부(1210)으로부터 출력되는 직류 신호를 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호의 주파수를 조절할 수 있는 장치이다.
송신측 임피던스 매칭부(1230)는 서로 다른 임피던스를 가진 지점에서 반사파를 최소화하여 신호의 흐름을 좋게 한다. 송신측 코일부(1240)는 복수개의 코일 또는 단수개의 코일로 구현될 수 있다.
통신 및 제어부(1250)는 상기 송신측 제어부(1251)는 무선전력 수신부(210)의 전력 요구량, 현재 충전량 그리고 무선 전력 방식을 고려하여 상기 송신측 교류/직류 변환부(1210)의 출력 전압을 조절하는 역할을 할 수 있다. 상기 송신측 통신부(1252)와 수신측 통신부(2152)는 서로 간에 충전 상황 정보 및 충전 제어 명령 등의 송수신을 진행할 수 있다. 그리고 충전 상황 정보는 무선전력 수신부(120)의 개수, 배터리 잔량, 배터리 용량, 그리고 무선전력 송신부(120) 전송 전력량 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선전력 수신부(210)는 수신측 코일부(2110), 수신측 임피던스 매칭부(2120), 수신측 교류/직류 변환부(2130), 직류/직류 변환부(2140), 수신측 통신 및 제어부(2150)를 포함할 수 있다.
수신측 코일부(2110)는 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식을 통해 전력을 수신할 수 있다.
수신측 임피던스 매칭부(2120)는 무선전력 송신부(120)와 무선전력 수신부(210) 사이의 임피던스 매칭을 수행한다.
상기 수신측 교류/직류 변환부(2130)는 수신측 코일부(2110)으로부터 출력되는 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다.
수신측 직류/직류변환부(2140)는 수신측 교류/직류 변환부(2130)에서 출력되는 직류 신호의 레벨을 부하의 용량에 맞게 조정할 수 있다. 부하는 본 실시 예에 따라 배터리(220) 이거나 유리모듈(230)일 수 있다.
수신측 통신 및 제어부(2150)는 상기 송신측 통신 및 제어부(1250)와 통신을 수행하고, 무선전력 수신부(210)의 서브 시스템의 동작을 제어할 수 있다. 또한 수신측 통신부는 유리모듈의 착색 정도 또는 착색에 따른 전류 변화 정보를 상기 무선전력 송신부(120)의 제어부(1250)으로 전송한다.
또한 본 실시 예에 따라 썬루프(200)에 구성되는 유리모듈(230)에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
본 실시 예에 적용되는 유리모듈(230)은 전기변색유리로써, 하부 유리기판(231), 상기 하부 유리기판(231) 상부에 형성되는 하부전극(232), 하부전극(232) 상에 형성되며 전기 변색 반응에 관여하는 이온과 반대 극성의 이온을 모으는 이온 스토리지(233)와 이온 스토리지(233)의 상에 형성되며 전기변색 반응에 관여하는 이온이 포함된 이온 전도체(234)와, 이온 전도체(234) 상부에 형성되며 인가되는 전기 신호에 따라 색이 변하는 전기변색물질(235)과 전기변색물질(235)에 전하를 공급하는 상부 전극(236)과 그 위에 형성된 상부 유리기판(237)으로 구성된다. 상기 전기변색물질층(215), 이온스트리지(213), 이온전도체(214)는 그 물질의 구성에 따라 배치 순서가 다를 수 있다.
상기한 바와 같이 구성되는 유리모듈(230)의 동작을 설명하면, 하부 전극(232)과 상부 전극(236)에 전압이 인가되어 이온 스토리지(233)에서 전기 변색물질(235)로 전류가 흐르면(양(+)의 방향) 전기변색물질(235)이 착색되고, 반대방향(음(-)의 방향)으로 전류가 흐르면 전기변색물질(235)이 탈색된다.
상기한 하부 및 상부 유리기판(231, 237)은 유리 또는 다양한 필름 등이 채용될 수 있다. 그리고 하부전극(232)과 상부전극(236)은 ITP, FTO등 투명전극을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 이온 스토리지(233)는 전기변색물질(235)과 반대극성의 전기변색물질로 대체할 수 있으며 경우에 따라 생략할 수 있다. 그리고 이온 전도체(234)는 액체 전해질, 젤 전해질, 고체 전해질, 폴리머 전해질, 이온성 액체(Ionic Liquid). 공융 혼합물(eutectic mixture) 등을 사용할 수 있다.
여기서 공융 혼합물은 일반적으로 두 가지 이상의 물질이 혼합되어 용융 온도가 낮아지는 물질을 지칭하는 것으로, 특히 상온에서 액상인 혼합염을 말한다. 이온 전도체(214)가 공융 혼합'R을 포함하는 전해질로 구성되는 경우 넓은 인가 전압 범위를 가질 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라 썬루프(200)의 구성을 상세히 설명한다.
도 6은 본 실시 예에 적용되는 썬루프 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 유리모듈(230)은 상기 유리모듈(230)을 둘러싸는 형태로 베젤부(242)를 형성한다. 또한 차체에도 썬루프 영역에 대응되도록 베젤부(241)를 형성한다.
유리모듈(230)의 하부 유리 기판(231)과 하부 전극(232)는 일체로 일체로 형성될 수 있다. 또한 상부 전극(236)과 상부 유리기판(237) 역시 일체로 형성될 수 있다. 이때 하부 유리기판(231) 및 하부 전극(232)과 상부 전극(236) 및 상부 유리기판(237)의 폭 또는 길이 중 어느 하나는 전기변색층(233,234,235) 보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 크게 형성된 측에 무선충전 수신부(210)와 배터리(220)가 배치될 수 있다. 또한 무선충전 수신부(210)가 배치되는 영역은 상기 썬루프(200)의 베젤부(242)에 배치되어 외관상 드러나지 않도록 형성될 수 있다.
차체에 형성된 베젤부(241)의 일측, 즉, 상기 썬루프 베젤부(242)에 배치되는 무선전력 수신부(210)의 위치와 대응되는 위치에는 무선전력 송신부(220)가 배치된다.
이하 도 7을 참조하여 본 실시 예가 적용되는 썬루프(200)가 개방 또는 폐쇄 시 무선충전 송신부(210) 및 수신부(220)의 연결 관계를 상세히 설명한다.
도 7은 본 실시 예에 따른 썬루프 폐쇄 및 개방 동작을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 7을 참조하면 (a) 예시도는 썬루프(200)가 폐쇄된 상태이다. 이때 무선전력 수신부(210)는 무선전력 송신부(220)를 통하여 무선으로 전력을 수신할 경우 상기 무선으로 수신되는 전력으로 배터리(220)를 충전하거나 유리모듈(230)의 착색모드를 실행하게 된다. 또한 썬루프(200)가 폐쇄된 상태에서도 제어부(160)의 제어에 기초하여 무선전력 전송 및 수신이 이루어지지 않는 경우 충전된 배터리(220)에 의해 착색 모드를 유지할 수 있다. 또한 배터리(220)의 전력이 방전된 상태이면, 유리모듈(230)은 탈색 상태로 천이하게 된다.
(b) 예시도는 썬루프(200)가 개방된 상태이다. 구체적으로 썬루프(200)의 유리모듈(230)의 베젤부와차체의 베젤부(241)가 이격된 상태이다. 이때 유리모듈(230)은 배터리(220)를 통하여 전력을 인가 받아서 착색 모드를 유지 또는 진행할 수 있다. 또한 유리모듈(230)은 배터리(220)에 전력이 기준량 이하인 경우 사용자의 조작에 의해 착색 상태를 유지하거나 전원 공급을 차단하여 탈색 상태로 천이하게 된다.
이하 도 8 내지 도 11을 참조하여 상기와 같은 구성에 기초하여 본 실시 예에 따른 썬루프의 착색 또는 탈색 동작을 상세히 설명한다.
도 8은 본 실시 예에 따른 무선전력 송신부의 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(160)는 무선전력 송신부(120)를 통하여 썬루프(200)의 배터리(220) 또는 유리모듈(230)로 전력을 전송하기 위한 대기 모드로 동작할 수 있다.(S810) 구체적으로 제어부(160)는 무선전력 수신부(210)가 감지되거나 사용자의 요청 신호에 의해 무선전력 송신부(120)를 통하여 상기 무선전력 수신부(210)로 전력 전송을 하기 위한 대기 모드로 동작한다.
제어부(160)는 무선전력 전송 대기 모드 중(S810) 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선전력 수신부(210)가 감지되는지를 판단한다.(S820) 구체적으로, 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선전력 전송 범위 이내에 무선전력 수신부(210) 가 감지되는지를 확인하게 된다. 상기 무선전력 전송 범위는 차량의 썬루프(200)가 폐쇄되어 차체와 연결된 상태일 수 있다. 또한 무선전력 전송 범위는 송신 또는 수신되는 전력에 따라 그 거리가 가변될 수 있다.
제어부(160)는 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선전력 수신부(210)가 연결된 것으로 감지하면, 상기 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선으로 전력을 전송하는 전력 전송 모드를 실행한다.(S830)
또한 제어부(160)는 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선전력 수신부(210)가 연결되지 않은 것으로 확인하면 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선전력 수신부(210)에 전력을 전송하지 않는 전력 비전송 모드로 동작할 수 있다.(S840)
제어부(160)는 무선전력 송신부(120)에서 무선전력 수신부(210)가 감지되는 상태이면, 썬루프가 개방되어 차체와 이격된 상태이더라도, 사용자 요청 등에 의해 전력 전송 모드를 실행할 수 있다. 또한 이격된 상태이더라도 유리모듈의 착색 또는 탈색 모드를 실행할 수 있다.
이하 도 9 내지 도 11을 참조하여 썬루프의 개방 상태 또는 폐쇄 상태에서의 썬루프의 동작에 대해 상세히 설명한다.
도 9는 본 실시 예에 따라 썬루프 폐쇄 상태에서의 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 무선전력 송신부(120)는 무선전력 수신부(210)에 무선으로 전력을 전송한다.(S902) 이때 썬루프(200)는 차체와 연결된 폐쇄 상태이다.(S904)
무선전력 수신부(210)는 인가되는 전력으로 유리모듈(230)의 변색 모드를 실행하거나 배터리 충전을 실행할 수 있다. 구체적으로 제어 장치(100)의 제어부(160)에서는 무선전력 수신부(210)가 감지되면 변색 모드 실행 또는 배터리 충전 모드 실행을 위한 제어 신호를 함께 전송할 수 있다.
제어부(160)는 변색 모드 실행 신호가 감지되는 지를 판단한다.(S906)
제어부(160)는 변색 모드 실행 신호가 감지되지 않으면, 무선전력 송신부(120)를 통해 인가되는 전력으로 배터리(220)를 충전하는 배터리 충전 모드를 실행한다.(S908) 구체적으로 배터리(220)는 무선전력 수신부(210)를 통하여 인가되는 전력으로 충전될 수 있다. 상기 충전된 배터리(220)의 전력은 유리모듈(230) 착색 모드 동작 시 전압으로 인가될 수 있다.
반면, 제어부(160)는 변색 모드 실행 신호가 감지되면 무선전력 송신부(120)를 통해 무선전력 수신부(210)로 인가되는 전력으로 유리모듈(230)의 착색모드를 실행한다.(S910) 유리모듈(230)은 무선전력 수신부(210)를 통하여 인가되는 전압에 의해 내부 전류 변화를 광 투과율이 감소되도록 착색된다. 이때 유리모듈(230)의 착색 정도 또는 착색에 따른 전류값, 전류 변화량에 대한 정보는 무선전력 수신부(210)의 통신부를 통하여 제어장치(100)의 제어부(160)로 전송될 수 있다. 상기 유리모듈(230)의 착색에 요구되는 구동 전압은 2V(소비전력 5W이하)일 수 있다.
제어부(160)는 무선전력 수신부(210)를 통하여 감지되는 유리모듈(230)의 전류값에 기초하여 착색 정도를 추정할 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 무선전력 수신부(210)를 통하여 유리모듈(230) 착색 모드 동작에 따라 변화하는 전류 변화량 또는 전류 값 또는 상기 추정되는 착색 정도에 기초하여 유리모듈 착색이 완료되었는지를 판단할 수 있다.(S912)
구체적으로 제어부(160)는 무선전력 수신부(210)를 통하여 무선전력 송신부(120)에서 수신한 전류 변화량이 임계 범위 이내에 도달하였는지 확인하거나, 전류 값이 임계 범위 이내값 이하로 감지되는지를 판단한다. 상기 전류 변화량의 임계 범위는 -75 내지 10 μA/sec 일 수 있다. 그리고, 전류값의 임계 범위는 -1.2 내지 2.8mA일 수 있다. 또는 검출된 전류 변화량 또는 전류량에 따라 유리모듈(230)의 착색 정도를 추정하고, 추정된 착색 정도가 임계 범위 이내에 도달하였는지 확인할 수 있다. 상기 착색율 임계 범위는 %로 나타낼 수 있다. 또한 상기 유리모듈(230)의 변색 시 가변되는 전류의 변화를 감지하기 위해서는 별도의 전류 검출부(미도시)를 구성하고, 상기 전류 검출부에서 검출된 전류값을 제어부가 확인하여 유리모듈(230)의 착색 정도를 확인할 수 있다.
따라서 제어부(160)는 유리모듈(230)의 착색이 완료된 것으로 판단하면 무선전력 송신부(120)를 통한 전력 전송 종료 여부를 판단하게 된다.(S914) 제어부(160)는 유리모듈의 착색 완료 또는 사용자 요청에 의하여 무선전력 송신부(120)가 전력 전송을 종료하도록 선택 받지 않은 경우 무선전력 송신부(120)를 통하여 무선전력 수신부(210)로 전력 전송을 유지하고 상기 전력에 의해 배터리(220)의 충전을 실행할 수 있다.(S908)
반면, 제어부(160)는 유리모듈의 착색 완료 또는 사용자 요청에 의하여 무선전력 송신부(120)가 전력 전송을 종료하도록 선택 받은 것을 확인되면, 배터리(220)의 전력 잔량을 확인하게 된다. 즉, 제어부(160)는 무선전력 수신부(210)에서 배터리(220)의 전력이 존재하는지 또는 전력량의 존재 여부를 확인한다. 무선전력 수신부(210)는 확인된 배터리의 상태 정보를 무선전력 송신부(120)로 출력하여 제어부(160)는 상기 배터리의 상태 정보를 확인할 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 배터리(220)의 전력이 존재하거나 또는 기준량 이상으로 존재하는 경우 배터리 전력을 방전하여 유리모듈(230)의 착색 또는 착색을 유지 할 수 있다.(S918)
반면, 제어부(160)는 배터리(220)의 전력이 모두 방전된 상태이거나 기준량 미만인 경우 유리모듈의 착색 모드를 종료한다.(S920) 이러한 경우 유리모듈(230)은 착색 상태에서 탈색이 진행되는 탈색 진행 모드로 천이하게 된다.
제어부(160)는 썬루프 폐쇄 상태에 대한 정보, 무선전력 송수신 상태 정보, 유리모듈의 착색 또는 탈색 정보 및 배터리의 상태 정보 등을 출력부(150)를 통해 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 10은 본 실시 예에 따라 썬루프 개방 상태에서 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 제어부(160)는 무선전력 송신부(120)와 무선전력 수신부(210)가 이격되어 있는 썬루프(200) 개방 상태를 감지한다.(S1002)
이때 무선전력 수신부(210)는 인가되는 전력이 존재 하지 않음에 따라 배터리(220)로 전력인가가 이루어지지 않는다. 따라서 배터리(230)의 잔량 여부에 따라 유리모듈(230)은 착색 유지 또는 탈색 모드를 실행하게 된다. 구체적으로 배터리(220)는 무선전력 수신부(210)를 통하여 인가되는 전력이 없음에 따라(S1004) 배터리(220) 전력을 유리모듈(230)로 방전하게 된다.(S1006) 즉, 배터리(220)의 방전 모드 실행 시 유리모듈(230)은 착색이 되어 있는 경우라면 배터리 전력량 만큼(시간) 착색 상태를 유지하게 된다. 또는 유리모듈(230)이 착색 상태가 아닌 경우 상기 배터리(220) 전력에 의해 착색 모드로 동작하게 된다.
또한, 배터리(220)에 존재하는 전력이 없는 경우 유리모듈(230)은 착색 상태라면 탈색 모드로 동작하게 된다.(S1008) 또는 유리모듈(230)의 착색 상태가 아니라면 탈색 상태를 유지하게 된다.
이때 제어부(160)는 출력부(150)를 통하여 유리모듈(230)의 착색 또는 탈색 상태 및 배터리(220)의 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이 썬루프의 폐쇄 또는 개방 상태에 따라 무선전력 송신부와 무선전력 수신부의 연결 또는 연결 해제가 감지되고, 그에 따른 유리모듈의 착색 또는 배터리의 충전 모드가 실행된다. 또한 배터리의 전력에 의해 무선전력 송신부와 무선전력 수신부가 연결 해제된 상태에서도 유리모듈은 착색 상태를 유지하거나 착색 될 수 있다.
도 11을 참조하여 무선전력 송신부와 무선전력 수신부의 연결 관계에 따른 유리모듈의 착색 또는 탈색 동작에 대해 설명한다.
도 11은 본 실시 예에 따라 썬루프 착색 및 탈색 시 전압 변화 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11을 참조하면, 도 11(a) 예시도에서와 같이 전원 공급 상태를 나타낸 선(1110)과 같이 전압 인가 구간(ON)에서는 썬루프(200)가 폐쇄되어 무선전력 송신부(110)와 무선전력 수신부(120)가 연결되어 있는 상태에서 무선전력 송신부(110)가 무선전력 수신부(120)에 유리모듈(230)의 착색 또는 배터리(220) 충전을 위한 전력을 공급받는다. 이때 유리모듈(230)로 인가되는 전압은 2V일 수 있다.
유리모듈(230)은 전압이 인가되는 구간(ON)동안 착색율 상태선(1120)에서 나타난 것과 같이 착색된다. 특히 전아 임가 구간(ON)중 제1 구간(ON_a)에서는 유리모듈(230)의 착색율이 급속으로 증가하게 된다. 이후 전압 인가 구간(ON) 중 임계 시간이 경과된(착색이 임계치 이상 진행되면) 제2 구간(ON_b)에서는 저속으로 착색율이 증가하게 된다.
이후 썬루프(200)가 개방되거나, 무선전력 송신부(120)에서 전력 공급이 이루어지지 않으며 배터리 잔량이 존재하지 않는 전압 차단 구간(OFF)에서는 탈색모드로 진행하게 된다. 이때 전압 차단 구간(OFF)중 제1 구간(OFF_a)에서는 유리모듈의 착색율이 급속으로 감소하게 된다. 이후 임계 시간이 경과하면 제2 구간(OFF_b)에서는 탈색모드를 종료하게 된다.
또한 도 11(b)는 전원 공급 상태를 나타낸 선(1110)과 같이 전압 인가 구간(ON)에서는 썬루프(200)가 폐쇄되어 무선전력 송신부(110)와 무선전력 수신부(120)가 연결되어 있는 상태에서 무선전력 송신부(110)가 무선전력 수신부(120)에 유리모듈(230)의 착색 또는 배터리(220) 충전을 위한 전력을 공급받는다. 이때 유리모듈(230)로 인가되는 전압은 2V일 수 있다.
유리모듈(230)은 전압이 인가되는 구간(ON)동안 착색율 상태선(1120)에서 나타난 것과 같이 착색된다. 특히 전아 임가 구간(ON)중 제1 구간(ON_a)에서는 유리모듈(230)의 착색율이 급속으로 증가하게 된다. 이후 전압 인가 구간(ON) 중 임계 시간이 경과된(착색이 임계치 이상 진행되면) 제2 구간(ON_b)에서는 저속으로 착색율이 증가하게 된다.
이후 썬루프(200)가 개방되거나 무선전력 송신부(120)에서 전력 공급이 이루어지지 않으며 배터리 잔량이 존재하면 전압 차단 구간(OFF)에서는 배터리(220)의 전력이 예시선(1130)과 같이 유리모듈(230)로 공급된다. 이때는 무선전력 수신부(210)를 통하여 전력이 공급되는 상태와 유사하게, 유리모듈(230)로 전력이 인가될 수 있다. 따라서 유리모듈(230)은 배터리(220)의 전력이 모두방전 될 때까지 유리모듈(230)로 전력을 인가함으로써, 유리모듈(230)이 착색된 상태라면 착색 상태를 유지하게 된다. 즉, 유리모듈(230)은 배터리(220)의 전력 잔량만큼 착색 상태를 유지하게 된다.(1140) 이후 유리모듈(230)은 배터리(220)의 전력이 모두 방전되면 유리모듈(230)은 탈색 모드로 천이하여 탈색(1150)이 이루어진다.
상기와 같이 본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어 장치 및 방법에 따르면 차량의 썬루프에 변색 유리를 채택하고, 무선충전 방식으로 변색 유리의 전원 공급을 실행함으로써, 전력선을 와이어리스 또는 최소화하여 차량의 외형적 심미성을 증대시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한 본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어 장치 및 방법에 따르면, 차량 윈도우에 무선으로 수신되는 전력에 의해 충전되는 배터리를 임베디드 함으로써, 전력 송신 장치로부터 전력 공급이 중단되더라도, 배터리 전력에 의한 썬루프 변색이 제어됨으로써, 외부 환경에 적응성이 높은 차량 윈도우를 제공할 수 있는 효과를 가지고 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100: 제어장치
110: 전원 공급부 120: 무선전력 송신부
130: 사용자 입력부 140: 저장부
150: 출력부 160: 제어부
200: 썬루프
210: 무선전력 수신부 220: 배터리
230: 유리모듈
110: 전원 공급부 120: 무선전력 송신부
130: 사용자 입력부 140: 저장부
150: 출력부 160: 제어부
200: 썬루프
210: 무선전력 수신부 220: 배터리
230: 유리모듈
Claims (20)
- 전력을 전송하는 무선전력 송신부;
상기 무선전력 송신부로부터 전송되는 전력을 수신하는 무선전력 수신부;
상기 무선전력 수신부로부터 제공되는 전력을 충전하는 배터리;
상기 무선전력 수신부 및 상기 배터리 중 적어도 하나로부터 공급되는 전력에 따라 착색 또는 탈색되는 전기 변색 유리를 포함하는 차량 윈도우부;
상기 차량 윈도우부의 개폐 상태를 감지하고, 상기 개폐 상태를 기준으로 상기 무선전력 송신부의 전력 전송 동작 및 상기 차량 윈도우부의 착색 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 무선전력 송신부의 무선전력 전송 범위 내에 상기 무선전력 수신부가 존재하면, 상기 차량 윈도부가 폐쇄 상태인 것으로 감지하고, 상기 무선전력 송신부를 통하여 전력이 전송되는 전력 전송 모드를 실행하고,
상기 무선전력 송신부의 무선전력 전송 범위 내에 상기 무선전력 수신부가 존재하지 않으면, 상기 차량 윈도우부가 개방된 상태인 것으로 감지하고, 상기 무선전력 송신부를 통하여 전력이 전송되지 않는 전력 비전송 모드를 실행하며,
상기 전력 전송 모드에서 상기 차량 윈도우부의 변색 모드 실행 신호가 감지되면, 상기 무선전력 송신부를 통해 전송되는 전력을 기반으로 상기 차량 윈도우의 착색이 진행되도록 하고,
상기 전력 전송 모드에서 상기 차량 윈도우부의 변색 모드 실행 신호가 감지되지 않으면, 상기 무선전력 송신부를 통해 전송되는 전력을 기반으로 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 제어하고,
상기 무선전력 수신부는 상기 차량 윈도우부의 착색 정도 또는 착색에 따른 전류 변화 정보를 상기 제어부로 전송하고,
상기 제어부는
상기 무선전력 수신부로부터 전송되는 상기 전류 변화 정보를 기반으로 상기 차량 윈도우부의 착색 완료 여부를 판단하고,
상기 차량 윈도우부의 착색이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 무선전력 송신부의 무선 전력 전송을 유지하고,
상기 차량 윈도우부의 착색이 완료된 것으로 판단되면, 상기 무선전력 송신부의 무선 전력 전송을 중지하는 차량 윈도우 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 배터리는 상기 무선전력 송신부에서 상기 무선전력 수신부로 인가되는 전력 전송이 중지되면, 상기 충전된 배터리의 전력을 상기 차량 윈도우부로 인가하여, 상기 차량 윈도우부의 착색 상태 또는 탈색 상태가 유지되도록 하며,
상기 제어부는 상기 전력 전송이 중지된 시점에서, 상기 차량 윈도부가 착색 상태이면, 상기 배터리의 용량에 대응하는 시간만큼 상기 착색 상태가 유지되도록 제어하는, 차량 윈도우 제어 장치. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차량 윈도우의 개폐 상태 및 상기 전기 변색 유리의 착색 상태 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 차량 윈도우 제어 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차량 윈도우부는,
하부 유리기판;
상기 하부 유리기판 상에 배치되는 하부 전극;
상기 하부전극 상에 배치되고, 이온 스토리지층, 이온 전도체, 전기변색물질을 포함하는 전기변색층; 및
상기 전기변색층 상에 배치되는 상부 전극;을 포함하는 차량 윈도우 제어 장치. - 삭제
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