KR100362952B1 - 간헐동작과연속동작으로와이퍼를작동시키는장치 - Google Patents

간헐동작과연속동작으로와이퍼를작동시키는장치 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치를 제공하는 것이다. 이를 위해, 유리판상의 수분의 막 또는 빗물의 양에 의거하여 신호를 송출하는 적어도 하나의 센서(12)와, 상기 센서(12)의 신호에 의거하여 윈드스크린 와이퍼의 동작을 제어하는 전자 제어 장치가 제공된다. 와이핑(wiping) 인터벌(WP)마다 센서 신호(E)의 수가 제어 신호로서 평가 장치(14)에서 검출된다. 또한 제어 신호(n)가 적어도 하나의 임계치(S1, S2)를 초과 또는 미달하는 것에 따라서, 또는 상기 제어 신호로부터 유도된 신호(M1, M2)에 따라서, 전환 장치(21, 22)에 의해 간헐 동작과 연속 동작의 전환이 행해진다.

Description

간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치
예를 들면, 빗발이 연속적으로 변화할 때, 윈드스크린 와이퍼의 동작을 현재의 빗발에 맞추기 위해 전환 장치를 여러번 반복하여 조작하는 것은, 특히 차량 운전자에게는 성가시고 번거로운 일이다. 이에 대하여 독일 특허 공보 DE 40 18 903 C2호에는 자동 전환 장치가 제안되어 있다. 이 장치의 경우, 순차 연속하는 각 와이핑 동작 사이의 인터벌(interval)이 센서로부터 송출되는 신호의 수에 따라 제어되고, 예를 들면, 소정의 기간 중에 발생한 신호에 관련하여 제어된다. 소정 수의 신호 이상에서는 윈드스크린 와이퍼가 연속 동작으로 전환된다.
따라서, 이 경우, 간헐 동작과 연속 동작 사이에서 직접 전환이 행해지지 않고, 각각 상이한 와이핑 동작 사이의 인터벌을 제어함으로서 간접적인 전환이 행해지고 있다. 이런 까닭으로 시간이 많이 걸리는 제어가 행해지게 되고, 또한 간헐 동작과 연속 동작의 전환은 아주 부정확하게 된다. 또 다른 문제로서, 연속 동작중에 예측되지 않는 "인터벌 시간"이 존재하고, 이것이 연속 동작/간헐 동작간의 이행에 대한 기준 척도로서 관련될 가능성이 있다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재된 간헐(intermittent) 동작과 연속(continuous) 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예를 도시한 블록도.
도 2는 모드 상태들 사이에 전환 스위칭 프로세서와 와이핑 주기마다 검출된 급락, 비의 강도(RI) 사이의 관계를 설명하기 위한 신호 다이어그램.
도 3은 비의 강도가 작은 경우의 상황을 설명하기 위한 신호 다이어그램.
도 4는 비의 강도가 평균인 경우의 상황을 설명하기 위한 신호 다이어그램.
도 5는 비의 강도가 큰 경우의 상황을 설명하기 위한 신호 다이어그램.
도 6은 가중된 평균값 형성을 설명하기 위한 신호 다이어그램.
청구항 1에 기재된 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는 비의 밀도(집중도)가 아주 정확하게 검출되고, 간단하고 정확한 평가 장치와 간헐 동작과 연속 동작간의 전환 장치가 실현될 수 있는 장점을 갖는다.
종속항에 기재된 구성에 의해, 청구항 1에 기재된 장치의 양호한 실시예가 가능하다.
제어 신호를 형성하기 위해 설정되는 와이핑 인터벌은 윈드스크린 와이퍼의 와이핑 주기인 것이 양호하고, 이 때문에 비의 밀도가 비교적 장기간에 걸쳐서 검출됨과 동시에, 이러한 와이핑 주기에 대한 동기 신호가 엔진 제어용 제어 신호 형태 그대로 얻어지게 된다.
양호하게는, 센서 신호에 있어서 물에 의한 신호의 급격한 변화 또는 급락은 별도의 평가를 위한 센서 신호로서 사용된다. 이러한 신호의 급격한 변화 또는 급락은 빗방울에 의해 발생할 수 있거나, 센서 평면상을 통과하는 습한 와이퍼 블레이드에 의해 발생할 수 있거나, 또는 표면 구조의 급속한 변화, 예를 들면, (와이핑에 의한) 매우 강한 끈적끈적한 상태에 의해 발생할 수 있다.
비의 밀도가 아주 큰 경우에, 각각의 신호 급락은 더 이상 명료하게 표시되지 않지만, 그러한 급락이 다수 발생하므로 센서 출력 신호는 대부분 연속적으로 약화된다. 따라서, 비의 밀도가 아주 높을 때에 제어 신호를 형성하기 위하여, 센서 출력 신호의 강하를 검출하는 수단이 설치되고, 이 수단에 의해 예를 들면, 하락하는 센서 출력 신호가 작은 시간 인터벌로 분할되며, 그 때, 이러한 작은 시간인터벌 중에 신호의 하락이 그 때마다 적어도 하나의 신호의 급락으로 평가된다.
각 평가 인터벌마다 센서 출력 신호를 검출하기 위한 계수 장치가 설치되는 것이 바람직하다.
각 와이핑 주기마다 신호의 급락 회수는 상당히 변동할 가능성이 있다. 여기서 연속 동작과 간헐 동작 사이에서 계속적인 변화를 억제하기 위해, 상기 평가 장치는 연속적인 제어 신호의 고정가능한 수로부터 평균치 형성을 위한 수단을 가지며, 이 경우 상기 평균치는 효과적인 제어 신호를 형성한다. 이 평균치 형성은 적합하게는 각 와이핑 인터벌에 따라 이루어지고, 예를 들어 선행하는 다섯 개의 와이핑 인터벌에 관해서 하나의 평균치가 형성된다.
그러나, 이 평가 장치가 비의 밀도의 변화에 대하여 너무 느리게 반응하지 않도록, 선행하는 와이핑 인터벌로부터 얻어진 제어 신호 각각은 평균치 형성시에 제공가능한 가중 계수와 결합되고, 이 경우 양호하게는 어느 정도 이전의 와이핑 주기에 대해서는 약하게 평가된다.
연속 동작과 간헐 동작 사이에서 계속적인 변화를 억제하기 위한 다른 양호한 구성으로는 간헐 동작과 연속 동작간의 전환을 위한 전환 히스테리시스(hysteresis)를 형성하기 위해 2개의 임계치가 제공되는 것이다. 이 경우 훨씬 더 양호한 실시예에 있어서 적어도 부분적으로 변화하는 가중 계수는 연속 동작에서 간헐 동작으로 이행하기 위한 제 1 효과적인 제어 신호와, 간헐 동작에서 연속 동작으로 이행하기 위한 제 2 효과적인 제어 신호의 형성을 위해 제공될 수 있다. 이런 구성에 의하면, 비가 오는 상황에서 연속 동작으로 신속히 이행할수 있으며, 그 작동 모드를 확실하게 유지할 수 있다.
유리창출 외이핑할 때, 다양한 와이핑 속도를 갖는 다양한 연속 동작 상태가 제공된다. 또한 본 발명은 그와 같이 다양한 연속 동작 상태 사이의 전환에 관한 것으로서, 이 경우 적어도 하나의 다른 임계치는 제 1 연속 동작과 제 2 연속 동작 사이의 전환을 위해 더 높은 와이핑 속도로 제공된다. 제 1 연속 동작과 제 2 연속 동작 사이의 전환을 위해 전환 히스테리시스를 형성하기 위한 두 개의 다른 임계치를 제공하는 것이 적합하다.
또한, 신호의 급락을 평가하기 위한 수단을 설치함으로서, 더 개량된 구성을 실현할 수 있다. 이러한 신호 급락의 깊이는 제어 신호의 가중 계수로서 제공되는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 실시예에 따르면, 일반적으로 윈드스크린 와이퍼 모터(10)에의해 구동되는 윈드스크린 와이퍼(11)가 도시되어 있지 않은 유리판, 예를 들어 차량의 프론트 글래스 또는 리어 글래스 위에서 움직인다. 독일 특허출원 제23 54 100호 또는 독일 특허출원 공개 제41 02 146호 공보에 공개된 바와 같이, 이 글래스에 레인 센서(12)가 배열되어 있다. 이런 종류의 레인 센서에 있어서, 예를 들어 광원으로부터 투사된 광이 글래스 외측에서 반사되어 광 측정 장치에 의해 검출된다. 상기 글래스에서 오물 입자 또는 빗방울에 의해 반사가 약화되고, 이에 의해 광 측정 장치에서 신호가 약화되게 된다.
상기 레인 센서(12)의 출력 신호는 도시된 스위칭 위치인 전환 장치(13)를 통하여 제 1 평가 장치(14)에 전달되고, 이 장치에서 상기 레인 센서(12)의 신호의 급격한 변화 또는 급락이 뒤에 위치한 계수 장치(15)를 위한 계수 신호로 변환된다. 이런한 신호의 급락은 빗발의 강도(RI)에 대한 척도이고, 이러한 신호의 급락은 예를 들면 다음의 이유와 관련된다.
1. 빗방울의 발생에 의한 급락. 이 경우에, 급락의 깊이는 빗방울의 크기에 대한 대략적인 척도이다.
2. 센서 표면과 접촉하는 (습식) 윈드스크린 와이퍼 블레이드에 의해 야기되는 급락.
3. 급속하게 변화하는 표면 구조(예를 들어, 매우 강한 끈적임의 형성).
이 때, 각 신호의 급락은 최소 깊이로두터 계수 장치(15)를 위한 계수 신호로서 처리된다. 이 계수 장치(15)는 윈드스크린 와이퍼 모터(10)를 위한 전자 제어 장치(16)에 의해 동기화되고, 즉, 각 와이핑 주기의 초기에 상기 계수 장치(15)가재설정되므로, 각 계수 주기의 종료시에 상기 계수 장치(15)에서 와이핑 주기(WP)마다 급락(E)의 회수(n)에 대응하는 수의 값이 존재한다. 이 계수값(N)은 제어값(N)으로서 계속 이용된다.
도 3 내지 도 5에는 비의 강도(RI)가 작은 경우, 평균인 경우, 큰 경우의 상황들이 각각 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 비의 강도가 작은 경우에는, 1개의 와이핑 주기(WP) 동안 레인 센서(12)의 효과적인 신호(NS)의 4개의 급락이 검출된다, 2개의 비교적 작은 급락은 빗방울에 의한 것이지만, 2 개의 큰 급락은 레인 센서(12) 상을 통과한 윈드스크린 와이퍼에 의한 것이다. 양방의 윈드스크린 와이퍼 통과후의 비교적 장기간에 걸친 신호의 상승은 상술한 끈적임이 약하게 되어 있는 상황에서 발생한다. 이런 상태의 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이 간헐 동작이 행해진다.
도 4에는 비의 강도가 평균인 경우의 상황이 도시되어 있으며, 이 경우에 1개의 와이핑 주기(WP) 동안 6개의 급락이 검출된다. 이 비의 강도까지는 도 2에 도시된 바와 같이 간헐 동작 또는 단계 1의 연속 동작을 행할 수 있다. 이 경우에, 각 와이핑 주기마다 4 내지 6회의 급락 사이에서 이러한 영역은 도 2의 좌측의 해칭된 면적으로 도시된다.
도 5에는 비의 강도가 큰 경우의 상황이 도시되어 있고, 각 와이핑 주기마다 18개의 급락이 검출된다. 윈드스크린 와이퍼가 센서 상을 두 번 통과하는 동안, 레인 센서의 효과적인 신호(NS)는 단기간(급격한 구배)에 회복되어, 떨어지는 비에 의해 곧 다시 약화된다. 이런 우중에서는 상기 신호가 연속적으로 약화되어 개별적인 급락을 거의 검출할 수 없다. 예를 들어, 와이핑 주기마다 급락의 회수(n)가 9보다 많으면, 스위칭 단계(17)에서 비의 강도가 강하다고 검출되어 출력 신호가 형성된다. 그 다음에, 스위칭 단계(17)에 의해 전환 장치(13)의 전환이 이루어지며, 레인 센서(12)의 효과적인 신호는 제 2 평가 장치(18)에 공급된다. 거기에서 상기 신호가 작은 시간 간격(Δt)으로 분할되고, 각 시간 인터벌(Δt)에서 신호 감소(ΔN)는 급락으로 계수된다. 상기 신호 약화의 기울기는 급락의 수에 대한 함수이다. 이것은 제 2 평가 장치에서 와이핑 인터벌마다 합산되고, 이 경우에 그와 같은 종류의 합산이 원칙적으로 계수 장치(15)에서도 이루어질 수 있다. 이와 같이 비의 강도가 높은 경우에는 항상 연속 동작으로 되고, 또한 이것은 도 2에 도시되어 있는 단계 2의 연속 동작으로 되어, 결국 이 단계는 단계 1에 비해서 높은 와이핑 속도의 경우이다.
다음에, 제어 신호(n)는 2개의 평균값 형성 단계(19, 20)에 공급된다. 즉, 와이핑 주기마다 급락의 수는 도 6(측정점으로서 검정색으로 채워진 꼭지점을 갖는 곡선 n)에 도시된 바와 같이 현저히 변동할 가능성이 있다. 이는 특히 측정 구간에 있어서 빗방울이 시간적으로 우연히 발생하였기 때문에, 예를 들면, 그때마다 다른 수량을 유리창에도 가져오는 강풍에 의해 빗발의 조건이 변화하는 것, 또는 전방을 주행중인 차량으로부터 튀긴 물에 의한 것이다. 연속 동작과 간헐 동작간의 계속적인 변화를 억제하기 위해, 제어 신호(n)의 수(i)의 산술 평균(M1 및 M2)이 선행하는 와이핑 주기로부터 형성된다.
여기서, i = 1 . . . . 5이다.
가중 계수(k 또는 h)를 사용함으로서, 어느 정도 이전의 와이핑 주기로부터의 제어 신호는 다르게 평가될 수 있도록 되고, 예를 들면, 한층 작게 되도록 하여 평가되도록 된다. 이 경우에, 예를 들면 i = 5개의 선행 와이핑 주기가 고려된다.
도 6에는 10개의 와이핑 주기에 대한 제어 신호(N)와 그에 대응하게 형성된 평균값(M2)이 도시되어 있고, 이들 평균값은 나중의 5개의 와이핑 주기의 제어 신호로부터 형성된 것이다. 상기 평균값(M1 또는 M2)의 형성은 다시 상기 와이핑 주기의 제어와 동기된다.
평균값(M1 및 M2)은 효과적인 평균값으로서 이용되고, 각각 2개의 임계치 단계(21, 22)에 공급된다. 이 경우에, 평균값(M1)은 더 낮은 임계치(S1)가 미달되면 이루어지는 간헐 동작으로 전환하기 위한 제어 신호로서 이용된다. 그런 다음, 제 1 임계치 단계(21)는 전자 제어 장치(16)의 간헐 동작용 입력측(1)에 대한 제어 신호를 만든다. 그에 반해, 평균값(M2)은 더 높은 임계치(S2)가 초과되면 이루어지는 연속 동작(단계 1)으로 전환하기 위한 제어 신호로서 이용된다. 이 경우에, 상기 제 2 임계치 단계(22)는 상기 연속 동작(단계 1)으로의 전환을 행하기 위한 전자 제어 장치(16)의 입력측(S1)에 대한 제어 신호를 형성한다. 이 때문에 상기 양 동작 모드 사이에서 계속적인 왕복 전환을 효과적으로 억제하는 히스테리시스가 전환시에 달성된다.
상기 연속 동작의 단계 1 및 단계 2 사이의 전환도 그에 대응하게 이루어진 다. 이를 위해 도시되어 있지는 않지만 2 개의 다른 평균값 형성 단계와 2 개의 다른 임계치 단계가 필요하다. 이는 점선으로 도시되어 있다. 물론, 기본적으로는 다른 회로 단계가 제공될 수도 있다.
또한, 상이한 가중은 예를 들어, 간헐 동작에서 연속 동작으로 이행하기 위해서는 이전의 와이핑 주기의 제어 신호가 덜 가중되는 반면에, 연속 동작에서 간헐 동작으로 이행하기 위해서는 균일한 가중이 정해짐으로서 이루어진다. 간단한 실시예에서 이러한 다양한 가중화가 생략될 수도 있으므로, 단일 회로 단계가 평균값 형성을 위해 필요하다. 이 단일 회로 단계는 예를 들어, 상기 연속 동작의 다양한 단계들 사이의 이행을 위한 효과적인 제어 신호를 만들기 위해 평균값을 형성할 수 있다. 또한 더 간단한 실시예에서 상기 히스테리시스를 생략하여 간헐 동작과 연속 동작 사이의 이행을 위한 단일 임계치만이 제공될 수도 있다. 이러한 것이 상기 연속 동작의 각종 단계들 사이의 이행에 적용된다.
예를 들어 상기 연속 동작의 2 개의 단계가 생략되면, 간헐 동작과 연속 동작 사이에 전환을 위해 제 1 평가 장치(14)만으로 충분하며, 제 2 평가 장치(18)가 생략될 수 있다.
다른 한편으로 더 편리한 실시예에서, 신호 급락의 깊이는 빗발의 강도를 부가적으로 평가하기 위해 이용할 수 있고, 가중 계수(h 또는 k)에 대한 별도의 영향량으로 이용할 수 있다.
적어도 상기 간헐 동작에서 전자 제어 장치(16)의 스위칭 온은 수동으로 행해질 수 있거나 또는 자동적으로, 예를 들어 레인 센서(12)에 의해 빗방울이 검출되면 자동적으로 행해질 수 있다.
도 1에 도시된 구성과는 달리, 상기 양 평가 장치(14, 18) 또한 단일 평가 장치로서 구성할 수 있다. 이 경우에, 상기 외부 전환 장치(13)와 외부 스위칭 단계(17)는 생략될 수 있다. 신호 급락이 검출되면, 상술한 바와 같은 조합된 평가 장치에는 항상 시간창(time window)이 설정된다. 특히, 연속적으로 신호가 감쇄하는 경우에 신호의 급락의 깊이가 발생한 위치로부터는 시간창내에서 검출된 신호의 강하가 신호의 급락으로 계수된다.

Claims (15)

  1. 닦아야 할 유리판상의 수분의 막 또는 빗물의 양에 의거하여 신호를 송출하는 적어도 하나의 센서와,
    상기 센서의 신호에 의거하여 윈드스크린 와이퍼의 동작을 제어하는 전자 제어 장치를 갖는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치에 있어서,
    와이퍼(wiping) 인터벌(WP)마다 센서 신호(E)의 수를 제어 신호로서 검출하는 평가 장치(14)와,
    적어도 하나의 임계치(S1, S2)를 초과 또는 미달하는 것에 따라 제어 신호(n) 또는 상기 제어 신호로부터 유도된 신호(M1, M2)에 의거하여 간헐 동작과 연속 동작으로 전환하는 전환 장치(21, 22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 제어 신호(n)를 형성하기 위해 제공되는 와이핑 인터벌(WP)은 와이핑 주기인 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 평가에 사용되는 센서 신호는 물에 의해 발생되는 센서 출력 신호(NS)의 급락(E)인 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 비의 밀도가 현저하게 높은 경우에 제어 신호(n)를 형성하기 위하여, 센서 출력 신호(NS)의 강하를 검출하기 위한 수단(18)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 수단(18)에 의해 시간 인터벌(Δt)이 형성되고, 상기 시간 인터벌(Δt) 중에 신호의 강하(ΔN)가 그때마다 적어도 하나의 신호의 급락으로 평가되는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  6. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각 평가 인터별(WP)마다 센서 신호(E)를 검출하기 위한 계수 장치(15)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 월드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  7. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 평가 장치(14)는 정해질 수 있는 수의 순차 연속하는 제어 신호(n)로부터 평균치를 형성하는 장치(19, 20)를 가지며, 상기 평균치(M1, M2)는 효과적인 제어 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 평균치를 형성하기 위한 상기 장치(19, 20)는 각 와이핑 인터벌(WP) 후에 제어 신호의 평균치를 형성하는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 평균치의 형성 중에, 선행하는 복수의 와이핑 인터벌(WP)로부터의 제어 신호(n) 각각은 미리 설정가능한 가중 계수(hi, ki)와 결합되는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  10. 제 1항 또는 2항에 있어서, 간헐 동작과 연속 동작간의 전환을 위한 전환 히스테리시스를 형성하기 위해 2개의 임계치(S1, S2)가 제공되는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 연속 동작으로부터 간헐 동작으로 이행하기 위한 제 1 효과적인 제어 신호(M1)와 간헐 동작으로부터 연속 동작으로 이행하기 위한 제 2 효과적인 제어 신호(M2)를 형성하기 위해 적어도 부분적으로 상이한 가중계수(hi, ki)가 제공되는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  12. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 연속 동작과 그보다 더 높은 와이핑 속도를 갖는 제 2 연속 동작 간의 전환을 위해 적어도 1개의 다른 임계치(S3, S4)가 제공되는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제 1 연속 동작과 제 2 연속 동작 사이의 전환을 위한 전환 히스테리시스를 형성하기 위해 2 개의 다른 임계치(S3, S4)가 제공되는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  14. 제 1항 또는 2항에 있어서, 신호 급락(E)의 깊이를 평가하기 위한 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 신호 급락(E)의 깊이는 제어 신호(n)의 가중 계수에 관여하는 것을 특징으로 하는 간헐 동작과 연속 동작으로 윈드스크린 와이퍼를 작동시키는 장치.
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