KR100600170B1

KR100600170B1 - 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템

Info

Publication number: KR100600170B1
Application number: KR1020040054151A
Authority: KR
Inventors: 차성률
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-07-12
Also published as: KR20060005252A

Abstract

본 발명은 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템에 관한 것으로서, 와이퍼암에 일체형으로 장착되어 부채꼴 형태로 분무기처럼 분사하는 와셔 노즐을 구성하되, 자기장의 방향에 직각으로 전류를 인가시킬 경우, 자기장 및 전류 흐름 방향에 직각 방향으로 기전력이 발생하는 홀효과를 이용하여 와이퍼의 작동 방향에 따라 선택적으로 와셔액의 분사 방향을 전환시킬 수 있도록 함으로써, 정확한 분사시간 및 분사제어를 할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 와셔액을 절감할 수 있는 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템에 관한 것이다.

자동차, 와셔 시스템, 홀효과, 분사방향 제어식

Description

자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템{Washer system for control injection direction of automobile}

도 1은 본 발명에 따른 홀효과의 기본원리를 나타내는 도면,

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템의 와셔 노즐을 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템의 와셔 노즐을 나타내는 수평 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템을 나타내는 구성도,

도 5는 종래의 와이핑 방향 감지식 와셔액 분사방향 제어장치를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 차체제어모듈 11 : 와셔스위치

12 : 전원부 13 : 와이퍼 모터

14 : 와셔 모터 15 : 와셔 펌프

16 : 와셔 탱크 17 : 솔레노이드 밸브

20 : 와셔 노즐 21 : 와셔액 토출구

22 : 토출라인부 30 : 와이퍼암

35 : 와이퍼블레이드 40 : 연결호스

41 : 연결구

본 발명은 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와이퍼암에 일체형으로 장착된 와셔 노즐을 통하여 와이퍼의 작동 방향에 따라 선택적으로 와셔액의 분사 방향을 전환시킬 수 있도록 함으로써, 정확한 분사시간 및 분사제어를 할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 와셔액을 절감할 수 있는 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 전방 글래스의 시야확보를 위해 와이퍼 및 와셔액을 분사하도록 된 와셔 노즐이 구비되는 바, 이 와셔 노즐을 통해 분사되는 와셔액이 자동차의 전방 글래스에 분사되어지면서 상기 와이퍼가 작동되어 글래스에 붙어 있는 각종 이물질을 제거하게 된다.

그러나 종래에는 와이퍼의 작동방향과 와셔 노즐에서 분사되는 와셔액의 작동시간이 맞지 않아 와셔액이 흩날리거나 제대로 와이핑되지 않는 문제점이 있었다.

즉, 와이퍼의 위치가 분사액의 도달지점보다 하부에 위치되고 와셔액이 분사되는 경우에는 정확하게 와이핑이 가능하나, 상기 와이퍼의 위치가 와셔액의 도달지점보다 상부에 위치된 경우에는 글래스에 분사된 와셔액이 와이퍼에 의해 닦여지지 못하고 자동차 글래스의 하부로 흘러내려 와이핑 기능이 제대로 발휘되지 못하여 자동차의 후드가 와셔액에 의해 더렵혀짐은 물론, 고속주행 중에는 이 와셔액이 흩날리는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공개특허 제2003-0041321호에 개시된 와이핑 방향 감지식 와셔액 분사방향 제어장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 와이퍼 모터의 웜(100)의 측면에 설치되는, 반원형의 제1통전판(110) 및 상기 제1통전판(110)에 대향되게 상기 제1통전판(110)보다 작은 지름으로 설치되는 반원형의 제2통전판(120)과; 상기 제1통전판(110) 및 상기 제2통전판(120) 각각의 원주상에 상기 웜휠(130)의 회전에 따라 상기 제1통전판(110) 및 상기 제2통전판(120) 각각에 접속가능하게 설치되는 제1통전단자(140) 및 제2통전단자(150)와; 상기 와이퍼에 서로 반대편에 설치되는 제1 및 제2와셔 노즐(160,165)과; 상기 제1 및 제2와셔 노즐(160,165)이 각각 단부에 설치되어 상기 와셔 펌프(170)에 연결되는 연결호스(180);를 포함하여, 상기 제1통전단자(140) 및 제2통전단자(150)가 상기 와셔 펌프(170)와 와셔스위치(190) 및 전원부(200)와 전기적으로 연결되어 상기 제1통전판(110)에 상기 제1통전단자(140)가 접속될 때 상기 제1와셔 노즐(160)을 통해 와셔액이 분사되고, 상기 제2통전판(120)에 상기 제2통전단자(150)가 접속될 때 상기 제2와셔 노즐(165)을 통해 와셔액이 분사되도록 되어 있다.

그런데, 이와 같은 종래의 와이핑 방향 감지식 와셔액 분사방향 제어장치는 분사 방향의 제어시 와셔 펌프(170)로 제어하되, 와이핑 방향 전환시 와셔 모터(미도시)가 관성에 의하여 순간적으로 방향 전환이 되지 않아 와셔 분사와 시간이 맞지 않는 문제점이 있으며, 통전판(110,120)과 단자(140,150)의 접촉에 의해 동작하게 되므로 와이퍼의 장시간 사용시 접점 마모에 의한 접점 불량으로 내구성에 문제점이 있다.

또한, 상기 와셔 모터의 기전력에 의해 와셔 펌프(170)가 동작하지 않을 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 와이퍼암에 일체형으로 장착되어 부채꼴 형태로 분무기처럼 분사하는 와셔 노즐을 구성하되, 자기장의 방향에 직각으로 전류를 인가시킬 경우, 자기장 및 전류 흐름 방향에 직각 방향으로 기전력이 발생하는 홀효과를 이용하여 와이퍼의 작동 방향에 따라 선택적으로 와셔액의 분사 방향을 전환시킬 수 있도록 함으로써, 정확한 분사시간 및 분사제어를 할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 와셔액을 절감할 수 있는 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템을 제공하는데 그 발명의 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템은, 와셔펌프가 와셔스위치 및 전원부와 전기적으로 연결되도록 구성되어, 상기 와셔스위치를 작동시킬 경우, 차체제어모듈(BCM)의 제어에 의해 와이퍼 장치와 연계되어 작동하되, 와셔 모터에 의해 와셔펌프가 작동되고 와셔 탱크에서 송출된 와셔액이 와셔 노즐을 통해 글래스로 분사되도록 구성된 자동차용 와셔 시스템에 있어서,

와이퍼 모터(13)의 모터축에 결합된 피니언 기어의 기어 산이 스쳐 가는 것과 골이 스쳐 가는 것에 따라 그 자속의 분포가 달라지게 되며, 이를 통한 전압차에 의해 펄스 신호를 번갈아 발생시키는 홀센서의 펄스 신호값이 1/2값이 되는 시점에서 와이퍼암(30)에 일체형으로 장착된 와셔 노즐(20)을 통해 와셔액의 분사 방향을 전환 가능토록 한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 와이퍼의 작동 방향에 따른 선택적인 와셔액 분사 작동의 전환은 연결호스(40)에 설치되어 차체제어모듈(10)의 제어에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브(17)에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 와셔 노즐(20)은 와셔펌프(15)에 연결된 연결호스(40)를 매개로 와이퍼암(30)을 따라 와이퍼블레이드(35) 및 와이퍼암(30)의 경계부위에 장착하되, 와셔액 분사 작동시 와셔가 상기 와셔액 토출구(21)의 좁은 홀을 통하여 넓게 분무하도록 양측면에 와셔액 토출구(21)가 일렬로 배치 형성된 동시에, 연결호스(40)의 연결구(41)와 하나로 통합되어 연결된 부채꼴 형태의 토출라인부(22)로 이루어진 박 스 형상인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 홀효과의 기본원리를 나타내는 도면이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템의 와셔 노즐을 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템의 와셔 노즐을 나타내는 수평 단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템을 나타내는 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 와이퍼암(30)에 일체형으로 장착된 와셔 노즐(20)을 통하여 와이퍼의 작동 방향에 따라 선택적으로 와셔액의 분사 방향을 전환시킬 수 있도록 하는 기술로써, 홀효과(Hall effect)를 이용하여 비접촉 방식으로 전압을 발생시켜 이를 통한 펄스 신호(PWM 신호)에 의해 와이퍼의 1회 왕복시 와이퍼 모터(13)의 회전량을 측정하여 차체제어모듈(Body Control Module:BCM)(10)에 기준값으로 설정하고, 와셔액 분사 작동시 이 설정 기준값의 1/2값이 되는 시점에서 와셔액의 분사방향을 전환하게 되는 것이다.

이때, 이와 같은 와셔액의 분사방향을 전환시키는 작동 원리에 이용되는 홀효과에 대하여 간략하게 설명하자면, 와이퍼 모터축에 결합된 피니언 기어에 자속을 가하고, 상기 피니언 기어에 수직인 방향으로 공급전류를 인가시키게 될 경우, 상기 피니언 기어 내에 전자가 공급전류와 자속 방향에 직각방향으로 이동하게 되 고, 이로 인하여 홀전압이 발생하는 것으로서, 상기 와이퍼 모터(13)의 회전시 이러한 기본 원리를 이용하여 센싱 작동하는 홀센서는 상기 피니언 기어의 기어 산이 스쳐 가는 것과 골이 스쳐가는 것에 따라 그 자속의 분포가 달라지게 되어 결국은 전압차가 발생하게 된다.

이러한 전압차의 발생은 0V 및 12V의 전압을 가지는 펄스 신호를 번갈아 발생시키게 되고, 이 펄스 신호를 이용하여 와이퍼의 작동 방향에 따라 선택적으로 와셔액의 분사 방향을 전환시키게 되는 것이다.

한편, 이와 같은 홀센서를 이용한 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템에서의 와이퍼암(30) 일체형 와셔 노즐(20)은 하나의 와셔펌프(15)에 연결된 연결호스(40)를 매개로 각각의 와이퍼암(30)을 따라 와이퍼블레이드(35) 및 와이퍼암(30)의 경계부위에 장착하게 된다.

이때, 상기 와셔 노즐(20)의 구조는 도 2a 및 도 2b와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 경계부위에 장착되는 박스형상으로서, 양측면에 와셔액 토출구(21)가 일렬로 배치 형성된 동시에, 연결호스(40)의 연결구(41)와 하나로 통합되어 연결된 부채꼴 형태의 토출라인부(22)로 이루어져 와셔액 분사 작동시 와셔가 상기 와셔액 토출구(21)의 좁은 홀을 통하여 넓게 분무하도록 되어 있다.

이와 같이 와이퍼암(30)에 일체로 장착된 상기 와셔 노즐(20)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 와셔펌프(15)가 와셔스위치(11) 및 전원부(12)와 전기적으로 연결되도록 구성되어, 운전자가 상기 와셔스위치(11)를 작동시키면 와셔 모터(14)에 의해 와셔펌프(15)가 작동되고 와셔 탱크(16)에서 송출된 와셔액이 이를 통해 글래스로 분사되도록 되어 있다.

이때, 와이퍼 장치는 와셔액 분사 장치와 연계되어 작동되며, 상기 차체제어모듈(10)을 통해 통합적으로 작동하게 되는 바, 위에서 언급한 와이퍼의 작동 방향에 따른 선택적인 와셔액 분사 작동의 전환은 연결호스(40)에 설치되어 차체제어모듈(10)의 제어에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브(17)에 의해 제어 가능하게 된다.

여기서, 상기 차체제어모듈(10)은 와셔액을 분사 작동하지 않는 와이퍼 작동에서 와이퍼의 1회전시 발생하는 펄스 신호를 보정하여 와셔 작동시 정확한 제어가 이루어지도록 함이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템의 작동원리에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 상기 와셔스위치(11)를 작동시키면 차체제어모듈(BCM)(10)에서는 와이퍼 모터(13)와 와셔 모터(14)를 구동하게 되는 바, 와셔액이 분사하면서 와이퍼가 작동하게 된다.

이때, 와셔 노즐(20)의 연결호스(40)에 설치된 솔레노이드 밸브(17) 중, 와이퍼가 회전하는 방향의 와셔액 토출구(21)쪽의 솔레노이드 밸브(17)가 개방되어 상기 와이퍼가 회전하는 방향으로 와셔액이 분사하게 된다.

이것은 상기 와이퍼 모터(13)의 1회전시 차체제어모듈(10)에 메모리된 홀센서의 펄스 신호값이 1/2값이 되는 시점에서 와셔액의 분사 방향을 전환하게 되는 것이다.

따라서, 일반적인 와셔 시스템에 비하여 와이퍼의 작동방향과 관계없이 항상 효과적으로 자동차의 글래스를 세척할 수 있으며, 와이퍼 진행 방향 바로 앞에 와셔액을 분사함으로써, 소량의 와셔액으로도 세척이 가능하며, 와이퍼암(30)에서 진행방향으로 필요한 부분에만 분사함으로써, 순간적으로 운전자의 전방시계를 방해하는 면적이 적어 와셔액 분사중에도 전방시계를 충분히 확보할 수 있기 때문에 안전 운전에도 도움을 줄 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템에 의하면, 종래의 자동차용 와이퍼 시스템 대비, 정확한 분사시간 및 분사제어가 가능하게 되어 상품성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 와셔액을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

와셔펌프가 와셔스위치 및 전원부와 전기적으로 연결되도록 구성되어, 상기 와셔스위치를 작동시킬 경우, 차체제어모듈(BCM)의 제어에 의해 와이퍼 장치와 연계되어 작동하되, 와셔 모터에 의해 와셔펌프가 작동되고 와셔 탱크에서 송출된 와셔액이 와셔 노즐을 통해 글래스로 분사되도록 구성된 자동차용 와셔 시스템에 있어서,

와이퍼 모터(13)의 모터축에 결합된 피니언 기어의 기어 산이 스쳐 가는 것과 골이 스쳐 가는 것에 따라 그 자속의 분포가 달라지게 되며, 이를 통한 전압차에 의해 펄스 신호를 번갈아 발생시키는 홀센서의 펄스 신호값이 1/2값이 되는 시점에서 와이퍼암(30)에 일체형으로 장착된 와셔 노즐(20)을 통해 와셔액의 분사 방향을 전환 가능토록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 와이퍼의 작동 방향에 따른 선택적인 와셔액 분사 작동의 전환은 연결호스(40)에 설치되어 차체제어모듈(10)의 제어에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브(17)에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 와셔 노즐(20)은 와셔펌프(15)에 연결된 연결호스(40)를 매개로 와이퍼암(30)을 따라 와이퍼블레이드(35) 및 와이퍼암(30)의 경계부위에 장착하되, 와셔액 분사 작동시 와셔가 상기 와셔액 토출구(21)의 좁은 홀을 통하여 넓게 분무하도록 양측면에 와셔액 토출구(21)가 일렬로 배치 형성된 동시에, 연결호스(40)의 연결구(41)와 하나로 통합되어 연결된 부채꼴 형태의 토출라인부(22)로 이루어진 박스 형상인 것을 특징으로 하는 자동차의 분사방향 제어식 와셔 시스템.