KR101031909B1 - 마찰력을 이용하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및그 방법 - Google Patents

마찰력을 이용하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 와이퍼를 자동적으로 작동시키기 위한 제어 회로 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 와이퍼와 유리창 표면의 마찰력이 날씨가 맑은 날일수록 증가되는데, 이러한 마찰력과 와이퍼를 구동하는 모터에 흐르는 전류의 양이 반비례하는 점에 착안하여 와이퍼의 작동을 자동적으로 제어하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법에 관한 것이다.
Figure R1020080136886
자동차, 와이퍼, 모터, 전류, 센서, 제어

Description

마찰력을 이용하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법{Control circuit for automatic operating of wiper of cars using frictional force and method therefor}
본 발명은 자동차의 와이퍼를 자동적으로 작동시키기 위한 제어 회로 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 와이퍼와 유리창 표면의 마찰력이 날씨가 맑은 날일수록 증가되는데, 이러한 마찰력과 와이퍼를 구동하는 모터에 흐르는 전류의 양이 반비례하는 점에 착안하여 와이퍼의 작동을 자동적으로 제어하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 우천이나 강설시 유리창에 들이치는 빗방울 따위를 좌우의 회동 작용에 의하여 닦아내어 운전자의 시야를 안전하게 확보하는 와이퍼가 자동차의 전방 유리창은 물론, 후방 유리창에도 설치되고 있다.
이러한 와이퍼는 좌우로의 와이퍼 회동의 속도를 설정하는 동작 모드를 가지고 있는데, 이러한 동작 모드는 자동차의 스티어링 휠의 측방에 구비된 와이퍼 동작 레버암을 통하여 조절하며, 대게 와이퍼의 작동을 정지시키는 정지 모드(OFF MODE), 와이퍼의 작동을 간헐적으로 일으키게 하는 간헐 모드(INTERVAL MODE 또는 약어로 'INT MODE'), 저속의 와이퍼 작동모드(LOW MODE), 고속의 와이퍼 작동모드(HIGH MODE)가 설정되며, 이러한 작동 시간은 와이퍼 작동의 구동원을 제공하는 와이퍼 작동 모터의 모터 작동 속도를 설정함으로써 이루어진다.
최근에는, 이러한 와이퍼의 작동을 운전자가 별도로 조작할 필요없이 자동적으로 이루어지게 하는 와이퍼 자동 작동 모드(AUTO MODE)도 설정할 수 있는데, 와이퍼 자동 작동 모드는 자동차에 들이치는 빗방울이나 눈의 양을 감지하는 우적(雨滴)센서를 설치하고, 이 우적 센서에 의하여 감지된 빗방울이나 눈의 양을 기초로 하여 제어부가 와이퍼 작동 모터의 작동 속도를 설정하도록 되어 있어 운전자의 운전 편의성을 증대시키는 장점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 와이퍼의 자동 작동을 위한 제어에 있어서, 종래와 같은 우적 센서를 이용하지 않는 대신, 와이퍼와 유리창 표면의 마찰력이 날씨가 맑은 날일수록 증가되고, 이러한 마찰력과 와이퍼를 구동하는 모터에 흐르는 전류의 양이 반비례하는 점에 착안하여, 모터에 흐르는 전류의 양을 제어함으로써 와이퍼의 작동을 자동적으로 제어하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법을 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법은, 와이퍼를 구동하는 모터와 구동 회로를 가진 모터부; 상기 모터부의 구동 회로에 흐르는 전류값을 측정하는 전류측정부; 와이퍼 작동의 자동 모드 설정의 스위치를 가진 와이퍼 스위치부; 상기 와이퍼 스위치부로부터 자동 작동모드의 스위치 신호가 입력되었을 경우, 상기 전류 측정부가 측정한 모터 구동 회로에 흐르는 전류값을 전달받고, 측정된 전류값을 연동된 메모리 소자에 저장된 전류값 보정 테이블에 기초하여 전류값을 보정하고, 보정된 전류값이 출력되게 하는 모터 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와이퍼를 구동시키는 모터를 가진 모터부의 작동을 제어하는 제어부가 와이퍼 작동의 자동 모드의 개시신호를 입력받아 와이퍼를 1회 구동시키고, 상기 제어부가 와이퍼를 1회 구동한 모터부에 흐르는 전류값을 측정하는 전류측정 부로로부터 측정된 전류값을 입력받고, 상기 측정한 전류값을 연동된 메모리 소자에 저장된 전류값 보정 테이블에 기초하여 보정된 전류값으로 보정하고, 상기 보정된 전류값이 출력되게 하는 모터 제어 신호를 출력하여 와이퍼를 작동하게 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법의 효과는, 종래의 와이퍼 자동 작동을 위한 우적 센서가 필요하지 않게 되므로 제조 비용이 절감되고, 와이퍼 자동 작동을 위한 제어가 간단한 효과를 가진다.
또한, 측정된 전류값을 보정하여 모터 제어에 반영하므로, 와이퍼 모터의 자동 작동 제어의 안정성을 도모한 효과가 있다.
이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및 그 방법의 구성과 작용을 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명 자동차의 와이퍼 제어회로의 블럭다이어그램이다.
모터부(20)는 자동차 와이퍼(1)를 구동하는 모터(미도시) 및 모터의 구동회로를 포함하고, 제어부(10)로부터 모터의 회전 방향, 회전 속도의 제어 신호를 입력받아 모터를 설정된 방향과 속도로 제어한다. 이때, 상기 제어부(10)는 상기 모터의 회전 속도를 모터부(20)에 흐르는 전류값에 따라서 회전 속도를 제어한다.
전류 측정부(30)는 상기 모터부(20)에 흐르는 전류값을 측정하는 부분으로 서, 통상의 전류 측정 회로를 이용한다.
와이퍼 스위치부(40)는 와이퍼의 속도를 조절하는 레버암(2)의 조절 위치에 따른 스위치의 입력, 즉, 와이퍼의 작동을 정지시키는 정지 모드(OFF MODE), 와이퍼의 작동을 간헐적으로 일으키게 하는 간헐 모드(INTERVAL MODE 또는 약어로 'INT MODE'), 저속의 와이퍼 작동모드(LOW MODE), 고속의 와이퍼 작동모드(HIGH MODE), 와이퍼의 작동을 자동적으로 이루어지게 하는 와이퍼 작동 자동모드(AUTO MODE)를 설정하는 레버암(2)의 조절 위치에 따른 각 스위치 신호들을 입력받는 부분이다.
이를 위하여 상기 와이퍼 스위치부(40)는 상기 자동모드(AUTO MODE)의 설정을 입력받는 제 1 스위치(S1), 상기 정지모드(OFF MODE)의 설정을 입력받는 제 2 스위치(S2), 상기 간헐 모드(INT MODE)의 설정을 입력받는 제 3 스위치(S3), 저속 작동모드(LOW MODE)의 설정을 입력받는 제 4 스위치(S4), 고속 작동모드(HIGH MODE)의 설정을 입력받는 제 5 스위치(S5)를 가지고 있으며, 이 스위치 입력을 후술할 제어부(10)로 전달한다.
제어부(10)는 상기 와이퍼 스위치부(40)로부터 전달받은 와이퍼 작동의 설정 스위치의 입력신호에 따른 와이퍼의 회전 방향, 회전 속도의 제어신호를 생성하고, 이 신호들을 모터부(20)에 전달하여 와이퍼 작동 모터를 제어하는 부분이다.
또한, 상기 제어부(10)는 상기 전류 측정부(30)가 측정한 모터부(30)에 흐르는 전류값을 전달받아 상기 와이퍼 스위치부(40)로부터 자동 작동모드(AUTO MODE)의 스위치 신호가 입력되었을 경우, 전류 측정부(30)가 측정한 전류값에 기초하여 와이퍼를 자동적으로 작동시키는 제어를 수행한다.
또한, 상기 제어부(10)는 제반 프로그램 및 데이터의 저장을 위하여 별도의 메모리 소자(미도시)와 연동되거나 이를 내장한다.
본 발명 제어부(10)는 와이퍼를 자동적으로 작동시키기 위하여 종래와 같은 우적 센서를 이용하지 않는 대신, 와이퍼와 유리창 표면의 마찰력이 날씨가 맑은 날일수록 증가되며, 이러한 증가되는 마찰력과 와이퍼를 구동하는 모터에 흐르는 전류의 양이 반비례하는 점에 착안하여, 모터에 흐르는 전류의 양을 제어하여 와이퍼의 작동을 자동적으로 제어한다.
즉, 도 2 의 그래프와 같이, 우천시나 강설시처럼 자동차의 유리창에 빗방울이나 습기가 많을 경우에는 와이퍼와 유리창의 마찰력이 감소되고, 맑은 날일 경우는 해당 마찰력이 증가되게 되므로 세로축의 모터부(20)의 모터 구동 회로에 흐르는 전류값은 가로축의 마찰력과 반비례하게 된다. 그러므로, 본 발명 제어부(10)는 상술한 바와 같은 날씨에 따라서 와이퍼와 유리창과의 마찰력에 반비례하는 전류값을 이용하여 와이퍼를 자동 제어하도록 구성된 것이다.
이때, 상기 제어부(10)는 도 2 의 전류값과 마찰력의 상관 관계를 나타내는 그래프가 직선성이 없어 와이퍼 작동 모터가 불안정한 동작을 취할 우려가 있는 점을 개선하기 위하여, 도 3 에 도시된 바와 같이 보정전 마찰력 대비 전류값의 그래프 선상(F1)에 있는 전류의 값을 보정후 마찰력 대비 전류값의 그래프 선상(F2)으로 그 값을 보정한다.
즉, 제어부(10)가 보정전 F1 선상에 있는 P1, P2, P3 의 전류값을 보정후 F2 선상의 P1', P2', P3' 로 각각 그 전류값을 상향 또는 하향 조정하는 것이며, 제어 부(10)가 연동된 메모리 소자(미도시)에 저장된 보정값 테이블을 호출하고, 이 보정값 테이블에서 상기 전류 측정부(30)가 측정한 전류값에 대응하는 값을 독출함으로써 그 보정이 이루어진다.
이와 같이 보정된 전류값은 와이퍼와 유리창과의 마찰력에 반비례하되 직선성을 가지는 전류값으로 보정되어 모터의 안정적인 구동을 가능하게 한다.
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명 와이퍼 자동 작동의 제어 방법을 상세하게 설명한다. 도 4 는 본 발명 와이퍼 자동 작동의 제어 방법의 플로우챠트이다.
본 발명의 와이퍼 자동 작동 제어 회로의 제어 방법은, 제어부(10)가 초기에 와이퍼를 1회 구동시킨후, 와이퍼를 구동한 모터부(20)에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 메모리 소자에 저장된 전류값 보정 테이블에 기초하여 전류값을 보정한 다음, 보정된 전류값이 출력되게 하는 모터 제어 신호를 모터부로(20)로 출력하여 와이퍼를 작동하게 하는 것으로서, 이를 보다 상세하게 설명하면 하기와 같다.
먼저, 제어부(10)가 와이퍼 스위치부(40)로부터 와이퍼 작동의 자동 모드(AUTO MODE)의 개시 신호가 입력되었는지 판단한다(단계 S 101). 개시 신호가 입력되었으면, 제어부(10)가 모터부(20)로 와이퍼를 1 회 작동시키는 제어신호를 출력한다(단계 S 102). 그러면, 모터부(20)가 와이퍼를 1 회 작동시키고, 이 1 회 와이퍼 작동으로 인하여 모터부(20)의 모터 구동 회로에 흐르는 전류값이 발생하게 된다.
그러면, 전류측정부(30)가 1 회의 와이퍼 작동에 따라서 모터부(20)에 흐르는 전류값을 측정하고(단계 S 103), 제어부(10)가 측정된 전류값(Io)을 전류측정부(30)로부터 전달받는다(단계 S 104).
그리고, 제어부(10)는 전술한 바와 같이 모터의 안정적인 동작을 위하여 모터부가 사용하는 전류값을 직선성을 가지도록 보정하는데, 이를 위하여 제어부(10)가 연동된 메모리 소자(미도시)에 저장된 보정값 테이블을 호출하고, 이 보정값 테이블에서 상기 전류 측정부(30)가 측정한 전류값에 대응하는 값을 독출하는 과정을 통하여 제어부(10)가 측정된 전류값(Io)을 보정하여, 보정된 전류값(Ic)을 생성한다(단계 S 105).
다음으로, 제어부(10)는 이 보정된 전류값(Ic)와 메모리 소자에 저장된 기설정된 기준값(Iref)의 크기를 상호 비교한다(단계 S 106).
본 발명 제어 회로의 실시예에서의 상기 기준값(Iref)의 크기는 날씨가 맑은 날일 경우를 상정한 것으로서, 보정된 전류값(Ic)이 상기 기준값(Iref)의 크기보다 클 경우는 도 2 에서 보는 바와 같이 우천시가 강설시의 경우이고, 보정된 전류값(Ic)이 상기 기준값(Iref)의 크기보다 작을 경우에는 날씨가 맑은 날일 경우로 상정하였다.
다만, 측정된 전류값(Io)에 기반한 보정된 전류값(Ic)이 회로상의 노이즈나 오작동으로 인한 순간적인 값일 수 있으므로, 제어부(10)가 이러한 오류 판단을 보다 확실하게 수행하기 위하여 제어부(10)가 설정된 소정 시간(본 발명 실시예에서는 60ms 내지 180 ms)을 대기하다가(단계 S 107), 소정 시간의 대기 시간이 만료되 면 보정된 전류값(Ic)과 기준값(Iref)의 크기를 재차 상호 비교한다(단계 S 108).
이때, 상기 비교 과정 결과 보정된 전류값(Ic)이 상기 기준값(Iref)의 크기보다 작을 경우로 판단되는 경우에는 날씨가 맑은 날일 경우로서, 제어부(10)가 통상의 와이퍼 작동 시간 보다 큰 장시간 동안(본 발명 실시예에서는 1 분) 와이퍼의 작동을 지연시킨다(단계 109).
이후, 제어부가 정지 모드(OFF MODE)를 비롯한 다른 모드들(INT MODE, LOW MODE, HIGH MODE)의 신호가 입력되었는지 판단하고(단계 S 110), 정지 모드를 비롯한 다른 모드들의 신호가 입력되었으면 와이퍼의 자동 작동의 구동을 종료시킨다(단계 S 111). 그러나, 정지 모드의 신호가 입력되지 않았으면 제어부(10)가 모터부(20)로 와이퍼를 1 회 작동시키는 제어신호를 출력하는 단계(단계 S 102)로 복귀하여 계속적으로 와이퍼의 자동 작동 제어를 수행한다.
따라서, 우천시나 강설시가 아닌 맑은 날의 경우에 자동 모드(AUTO MODE)로 설정된 경우에는 상술한 바와 같은 단계의 작동에 의하여 와이퍼의 작동 시간 지연후 계속적으로 1 회의 와이퍼 작동이 순차적으로 이루어지게 된다.
또한, 상기 S 106 단계 및 상기 S 107 단계에서 보정된 전류값(Ic)이 상기 기준값(Iref)의 크기보다 클 경우에는 도 2 에서 보는 바와 같이 우천시 또는 강설시는 물론이고, 적어도 유리창에 습기가 많은 경우로 볼 수 있으므로 제어부가 보정된 전류값이 출력되게 하는 모터 제어 신호를 생성하고(단계 S 112), 이 제어신호는 모터부(20)로 전달되어 모터 제어신호에 따라서 와이퍼가 구동된다.
이후, 정지 모드(OFF MODE)를 비롯한 다른 모드들(INT MODE, LOW MODE, HIGH MODE)의 신호의 입력이 있었는지 판단하고(단계 S 113), 정지 모드를 비롯한 다른 모드들의 신호의 입력이 있으면 와이퍼의 자동 작동 구동을 종료시키며(단계 S 114), 정지모드를 비롯한 다른 모드의 입력이 없으면 S 103 단계로 복귀하여 전류측정부(30)가 1 회의 와이퍼 작동에 따른 소비된 전류값을 측정하여, 제어부(10)가 차후의 와이퍼 자동 작동 제어에 필요한 전류값을 전달받는다.
한편, 와이퍼 스위치부(40)로부터 전달되는 와이퍼의 속도를 조절하는 레버암(2)의 조절 위치에 따른 스위치의 기타 입력, 즉, 와이퍼의 작동을 간헐적으로 일으키게 하는 간헐 모드(INTERVAL MODE 또는 약어로 'INT MODE'), 저속의 와이퍼 작동모드(LOW MODE), 고속의 와이퍼 작동모드(HIGH MODE)의 작동은 제어부에 의한 종래의 작동 방법과 동일하므로, 이의 상세한 설명을 생략한다.
도 1 은 본 발명 와이퍼 제어회로의 블럭다이어그램,
도 2 는 본 발명 와이퍼 제어회로의 모터부 전류와 마찰력과의 상관관계의 그래프,
도 3 은 보정후 모터부 전류와 마찰력과의 상관관계의 그래프,
도 4 는 본 발명 와이퍼 제어 방법의 플로우챠트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 와이퍼
2; 레버암
10; 제어부
20; 모터부
30; 전류측정부
40; 와이퍼 스위치부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 날씨에 따라서 와이퍼와 유리창과의 마찰력에 반비례하는 전류값을 이용하여 자동차 와이퍼를 자동적으로 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전류값과 마찰력의 상관 관계를 나타내는 그래프가 직선성이 없어 와이퍼 작동 모터가 불안정한 동작을 취할 우려가 있는 점을 개선하기 위하여, 보정전 마찰력 대비 전류값의 그래프 선상에 있는 전류의 값을 보정후 마찰력 대비 전류값의 그래프 선상의 전류의 값으로 보정하기 위하여,
    상기 제어부가 와이퍼 작동의 자동 모드의 개시신호를 입력받는 와이퍼 스위치부로부터 자동 모드(AUTO MODE)의 개시 신호가 입력되었는지 판단하고(단계 S 101), 개시 신호가 입력되었으면 제어부가 상기 모터부로 와이퍼를 1 회 작동시키는 제어신호를 출력하고(단계 S 102), 전류측정부가 1 회의 와이퍼 작동에 따라서 모터부에 흐르는 전류값(Io)을 측정하고(단계 S 103), 제어부가 측정된 전류값(Io)을 전류측정부로부터 전달받아(단계 S 104), 연동된 메모리 소자에 저장된 보정값 테이블을 호출하고, 이 보정값 테이블에서 상기 전류 측정부(30)가 측정한 전류값에 대응하는 값을 독출하는 과정을 통하여 제어부(10)가 측정된 전류값(Io)을 보정하여 보정된 전류값(Ic)을 생성하고(단계 S 105), 이 보정된 전류값(Ic)와 메모리 소자에 저장된 기설정된 기준값(Iref)의 크기를 상호 비교하고(단계 S 106), 상기 비교 결과 보정된 전류값(Ic)이 상기 기준값(Iref)의 크기보다 작을 경우로 판단되는 경우에는 통상의 와이퍼 작동 시간 보다 큰 장시간 동안 와이퍼의 작동을 지연시키고(단계 109), 다른 모드들의 신호가 입력되었는지 판단하여(단계 S 110), 다른 모드들의 신호가 입력되었으면 와이퍼의 자동 작동의 구동을 종료시키고(단계 S 111), 다른 모드들의 신호가 입력되지 않았으면 와이퍼를 1 회 작동시키는 제어신호를 출력하는 단계(단계 S 102)로 복귀하고, 보정된 전류값(Ic)이 상기 기준값(Iref)의 크기보다 클 경우에는 제어부가 상기 보정된 전류값이 출력되게 하는 모터 제어 신호를 생성하고(단계 S 112), 다른 모드들의 신호가 입력되었는지 판단하여(단계 S 113), 다른 모드들의 입력이 있으면 와이퍼의 자동 작동의 구동을 종료시키고(단계 S 114), 다른 모드들의 입력이 없으면 1 회의 와이퍼 작동에 따라서 모터부에 흐르는 전류값을 측정하는 단계(단계 S 103)로 복귀하여 제어부가 차후의 와이퍼 자동 작동 제어에 필요한 전류값을 전달받는 것을 특징으로 하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준값(Iref)의 크기는 날씨가 맑은 날일 경우를 상정하여 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 보정된 전류값(Ic)와 메모리 소자에 저장된 기설정된 기준값(Iref)의 크기를 상호 비교하는 단계(단계 S 106)는,
    측정된 전류값(Io)에 기반한 보정된 전류값(Ic)이 회로상의 노이즈나 오작동으로 인한 순간적인 값일 경우의 오류 판단을 보다 확실하게 수행하기 위하여, 제어부가 설정된 소정 시간을 대기하다가(단계 S 107), 소정 시간의 대기 시간이 만료되면 보정된 전류값(Ic)과 기준값(Iref)의 크기를 재차 상호 비교하는(단계 S 108) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어방법.
KR1020080136886A 2008-12-30 2008-12-30 마찰력을 이용하는 자동차의 와이퍼 자동 작동 제어회로 및그 방법 KR101031909B1 (ko)

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