KR20020013305A - 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템에 관한 것으로서, 기존의 자동차용 와이퍼 작동시스템에서 와이퍼의 작동전원을 제어하기 위한 와이퍼 전원공급용 릴레이를 설치하고, 전자제어유니트(이하, ECU라 칭함)의 제어신호에 따라 상기 릴레이를 작동시키기 위한 릴레이 작동회로와, 와이퍼의 파킹위치 여부를 판단하여 ECU에 입력하는 파킹 스위치의 온(on)/오프(off) 입력회로를 추가하여, 와이퍼 작동 중에 점화스위치가 오프되더라도 와이퍼가 자동으로 파킹위치를 찾아가 정지되도록 함으로써, 운전자의 편의성 및 차량의 상품성과 관련한 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있도록 한 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템을 제공하고자 한 것이다.

Description

자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템{Automobile wiper system having function of automatic parking}

본 발명은 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 자동차용 와이퍼 작동시스템에서 와이퍼의 작동전원을 제어하기 위한 와이퍼 전원공급용 릴레이를 설치하고, ECU의 제어신호에 따라 상기 릴레이를 작동시키기 위한 릴레이 작동회로와, 와이퍼의 파킹위치 여부를 판단하여 ECU에 입력하는 파킹 스위치의 온/오프 입력회로를 추가하여, 와이퍼 작동 중에 점화스위치가 오프되더라도 와이퍼가 자동으로 파킹위치를 찾아가 정지되도록 함으로써, 운전자의 편의성 및 차량의 상품성과 관련한 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있도록 한 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 와이퍼는 차량 전면유리의 오물제거와 우중시의 시계확보를 위한 것으로서, 차량 전방에 설치되는 모터의 구동으로 크랭크 암이 회전하고, 링크기구와 와이퍼 암을 통하여 와이퍼 블레이드가 좌우로 이동함으로써 전면유리를 닦아주는 구조이다.

와이퍼 작동을 위한 모터(30)는 직류모터가 사용되고, 상기 모터(30)의 저속단자(32)와 고속단자(34) 중 선택하여 전류를 통과시킴으로써, 저속과 고속의 선택적 작동을 하게 된다.

또한, 모터(30)의 출력축에는 크랭크 암과 연동하여 회전하는 회전판(70)이 구비되는데, 상기 회전판(70)은 와이퍼 블레이드와 와이퍼 암이 1왕복할 시 1회전하게 되어 있다.

상기 회전판(70)은 회전에 따라 도 4에 도시된 형태의 고정점이 회전판(70) 상에서 선택적으로 전기연결되도록 상기 고정점과 슬라이딩 접촉한다.

도 3은 종래의 자동차용 와이퍼 시스템을 나타내는 회로구성도로서, 와이퍼를 작동시키기 위한 와이퍼 모터(30)와, 와이퍼를 저속 및 고속 또는 간헐작동 등으로 선택하여 작동시키기 위한 와이퍼 스위치(40)와, 상기 와이퍼의 작동을 멈추거나 와이퍼의 간헐작동시 모터(30)의 구동을 제어하게 되는 간헐작동용 릴레이(50)로 구성되고, 와셔를 작동시키기 위한 와셔 모터(36) 또한 상기 와이퍼 스위치(40)와 연결되어 작동모드의 선택에 따라 작동되도록 되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 와이퍼의 모든 작동은 점화스위치(20)를 온하여 배터리(10)로부터 전원이 공급된 상태에서 이루어 지게 된다.

우선, 와이퍼의 저속작동은 와이퍼 스위치(40)의 저속모드를 선택하여 상기 모터(30)의 저속단자(32)를 통과하는 회로가 상기 와이퍼 스위치(40)의 단자 L을 통해 어스되도록 함으로써 실시된다.

또한, 와이퍼의 고속작동은 와이퍼 스위치(40)의 고속모드를 선택하여 상기 모터(30)의 고속단자(34)를 통과하는 회로가 상기 와이퍼 스위치(40)의 단자 H를 통해 어스되도록 함으로써 실시된다.

또한, 와이퍼의 작동을 오프시키고자 할 경우 와이퍼 스위치(40)의 오프 모드를 선택하여 모터(30)의 저속단자(32)를 통과하는 회로가 상기 와이퍼 스위치(40)의 단자 L과 단자 P를 거쳐 간헐작동용 릴레이(50)로 연결되도록 한다.

코일측(52a)에서 점화스위치(20)와 ECU(60) 사이를 연결하고 있는 간헐작동용 릴레이(50)는 그 접점측(52b)에서 상기 와이퍼 스위치(40)의 단자 P를 어스시키거나 회전판(70)의 고정점 P로 선택연결하는데, 와이퍼 작동의 오프시에는 와이퍼 스위치(40)의 단자 P가 회전판(70)의 고정점 P로 연결되고, 회전판(70)이 회전함에 따라 고정점 P와 고정점 B가 이어지게 되면 모터(30)가 정지하여 와이퍼 블레이드가 멈추게 된다.

또한, 와이퍼의 간헐작동을 위해 운전자가 와이퍼 스위치(40)를 간헐작동 모드에 놓게 되면 모터(30)의 저속단자(32)를 통해 전류가 공급되고, 단자 L을 통해 상기 간헐작동용 릴레이(50)의 접점측(52b)이 어스되면서 저속의 와이퍼 작동이 시작된다.

이때, ECU(60) 내 소정의 제어회로에 의해 상기 간헐작동용 릴레이(50)의 접점측(52b) 회로가 회전판(70)의 고정점 P로 이어지게 되고, 회전판(70)의 회전에 따라 고정점 P와 고정점 B가 전기연결되면 와이퍼는 멈추게 된다.

위와 같이 하여 와이퍼가 1회 작동한 후, ECU(60) 내 상기 제어회로와 와이퍼 스위치(40)의 단자 ITN1과, 단자 ITN2와, 단자 ITN3을 통해 간헐작동의 시간간격을 두고 상기의 저속 작동을 반복하게 된다.

도 4는 자동차용 와이퍼 시스템에서 회전판의 회전에 따른 고정점의 연결상태도로서, 각 고정점 P와, B와, E는 도 3에 도시된 바와 같이 간헐작동용 릴레이(50)의 접점측(52b)과, 점화스위치(20)와, 어스와 각각 연결되고 있다.

도 4에서 상태 a는 모터(30)가 구동되기 전, 즉 회전판의 회전이 실시되지않은 회전판(70)과 와이퍼의 초기위치이고, 상태 b와, c와, d는 모터(30)가 구동되어 회전판이 회전 중인 경우이며, 상태 e는 와이퍼가 1회 작동된 후 회전판이 다시 초기위치로 돌아온 상태를 나타낸다.

상태 a와 상태 e는 고정점 P와 고정점 B가 연결되어 있는 상태이고, 상태 b와 상태 c와 상태 d는 고정점 P와 고정점 E가 연결되어 있는 상태로서, 와이퍼 스위치(40)를 오프시켜 배터리(10)의 전류가 상기 와이퍼 스위치(40)의 단자 P를 거쳐 고정점 P와 고정점 B로 흐르게 될 경우, 와이퍼 구동을 위한 와이퍼 모터(30)는 정지하게 된다.

만약, 상태 a에서 상태 e까지 와이퍼를 작동시키다가 운전자가 상기 와이퍼 스위치(40)를 임의의 상태에서 오프시키더라도 회전판(70)이 계속 회전하여 상태 e가 되기전 까지는 배터리의 전류가 와이퍼 스위치(40)의 단자 P로부터 간헐작동용 릴레이(50)의 점점측(52b)을 거쳐 고정점 P와 고정점 E를 통해 어스되므로 모터(30)는 계속하여 구동되고, 상기 고정점 P와 고정점 B가 전기연결되는 상태 e가 되서야 모터(30)가 정지되고, 와이퍼도 작동을 멈추게 된다.

즉, 임의의 상태에서 작동되고 있는 와이퍼를 운전자가 오프시키더라도 회전판(70)이 각 상태를 거쳐 상태 e가 되기 전까지는 계속해서 모터(30)가 구동되고, 상기 회전판(70)이 회전되다가 상태 e가 되면 모터가 정지되고, 와이퍼도 초기위치에서 정지하게 되는 것이다.

그러나, 와이퍼의 작동 중 점화스위치(20)가 오프되는 경우에는 와이퍼 작동을 위한 모든 전원이 차단되므로 상기 와이퍼가 차량 전면유리의 중간에 정지하게되고, 이로 인하여 사용자가 다시 점화스위치(20)를 온 작동시킨 후 와이퍼를 오프하고, 점화스위치(20)를 오프해야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존의 자동차용 와이퍼 작동시스템에서 와이퍼의 작동전원을 제어하기 위한 와이퍼 전원공급용 릴레이를 설치하고, ECU의 제어신호에 따라 상기 릴레이를 작동시키기 위한 릴레이 작동회로와, 와이퍼의 파킹위치 여부를 판단하여 ECU에 입력하는 파킹 스위치의 온/오프 입력회로를 추가하여, 와이퍼 작동 중에 점화스위치가 오프되더라도 와이퍼가 자동으로 파킹위치를 찾아가 정지되도록 함으로써, 운전자의 편의성 및 차량의 상품성과 관련한 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있도록 한 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 파킹기능을 갖는 와이퍼 시스템의 회로구성도

도 2는 본 발명에 따른 자동 파킹기능을 갖는 와이퍼 시스템의 작동순서를 나타내는 흐름도

도 3은 종래의 자동차용 와이퍼 시스템을 나타내는 회로구성도

도 4는 자동차용 와이퍼 시스템에서 회전판의 회전에 따른 고정점의 연결상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 배터리 20 : 점화스위치

30 : 와이퍼 구동용 모터 40 : 와이퍼 스위치

50 : 간헐작동용 릴레이 60 : ECU

70 : 회전판 80 : 와이퍼 전원공급용 릴레이

90 : 릴레이 작동회로 100 : 파킹 스위치

이하, 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템은 점화스위치(20)를 통해 배터리(10)와 연결되는 와이퍼 작동을 위한 와이퍼 모터(30)와, 상기 와이퍼를 선택적으로 작동시키기 위한 와이퍼 스위치(40)와, 상기 와이퍼의 간헐작동시와 오프시 상기 와이퍼 모터(30)의 구동을 제어하는 간헐작동용 릴레이(50)로 구성되는 자동차용 와이퍼 시스템에 있어서,

상기 배터리(10)에 연결되어 상기 자동차용 와이퍼 시스템에 전원을 공급하거나 차단할 수 있는 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 설치하고, 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 작동을 제어할 수 있도록 ECU(60)와 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 코일측(82a)을 연결하는 릴레이 작동회로(90)와, 와이퍼의 위치에 따른 파킹 스위치(100)의 온/오프 신호를 상기 ECU(60)에 전하는 파킹 스위치 입력회로(102)를 와이퍼 작동회로 내에 포함시킨 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 ECU(60)에 의한 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 제어방법은 와이퍼 작동 중 점화스위치(20)가 온 상태일 경우 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)가 온 상태로 상기 자동차용 와이퍼 시스템에 계속적으로 전원을 공급하나, 와이퍼 작동 중 상기 점화스위치(20)가 오프될 경우 그 오프된 시점으로부터 상기 ECU(60)가 자동으로 시간을 계산하여 모터 1회전시 소요되는 시간의 2배수인 K 시간 내에서는 상기 파킹 스위치(100)가 온 작동될 때 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 오프시키고 K 시간 내에서 상기 파킹 스위치(100)가 오프 상태일 경우 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)는 온 상태를 유지하다가 상기 K 시간 이후에는 자동으로 전원공급용 릴레이(80)가 오프되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동 파킹기능을 갖는 와이퍼 시스템의 회로구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동 파킹기능을 갖는 와이퍼 시스템의 작동순서를 나타내는 흐름도이다.

미설명 부호 62는 ECU 내 중앙처리장치(CPU)를 나타낸다.

이에 도시한 바와 같이, 운전자가 와이퍼 스위치(40)의 조작에 따라 와이퍼의 저속작동이나 고속작동이나 간헐작동 또는 오프를 하게 되는 점은 종래의 자동차용 와이퍼 시스템과 동일하다.

본 발명의 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템에서는 ECU(60)의 제어신호에 따라 와이퍼 작동을 위한 전원을 공급하거나 차단하는 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)가 설치된다.

상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)는 코일측(82a)의 일측이 전원인 배터리(10)와 연결되고, 타측이 점화스위치(20)가 온일 경우 ECU(60)의 제어에 따라 코일측(82b)에서 통전이 이루어지도록 하는 ECU(60)의 릴레이 작동회로(90)와 연결되어 있다.

또한, 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)는 그 접점측(82b)에서 상기 코일측(82b)이 통전될 시 와이퍼 시스템에 배터리(10)의 전원을 공급할 수 있도록 되어 있다.

본 발명의 자동차용 와이퍼 시스템에서는 와이퍼가 작동 중일때 점화스위치(20)의 온/오프 상태를 ECU(60)가 모니터링하도록 되어 있다.

또한, 상기 ECU(60)는 운전자가 와이퍼 스위치(40)를 오프시킬 경우 와이퍼의 위치가 파킹의 위치에 위치하는지 아닌지를 모니터링 하게 된다.

즉, 와이퍼 작동 중 점화스위치(20)가 오프될 경우 상기 ECU(60)가 이를 인식하고, 이때 운전자가 상기 와이퍼 스위치(40)를 오프시키게 되면 상기 ECU(60)가 상기 와이퍼의 파킹위치 도달여부에 따라 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의온/오프를 제어하게 된다.

본 발명에서 와이퍼의 자동 파킹기능이란 와이퍼가 최초 작동 전에 위치하게 되는 차량 전면유리 하단부의 초기 위치를 와이퍼의 파킹위치라 할때 와이퍼가 작동 중 상기 점화스위치(20)가 오프될 경우 상기 와이퍼 위치가 파킹의 위치에 위치하면 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)가 와이퍼 시스템으로의 모든 전원을 바로 차단하고, 와이퍼가 파킹의 위치에 위치하지 않으면 파킹의 위치에 도달될 때까지 전원을 계속 공급하여 파킹위치에 도달되고 난 후 차단하도록 한 것이다.

와이퍼 스위치(40) 일측에는 점화스위치(20)가 오프되고, 운전자가 와이퍼 스위치(40)를 오프시킬 경우, 와이퍼의 파킹위치 도달여부에 따라 온/오프되는 파킹 스위치(100)가 설치된다.

상기 ECU(60)가 와이퍼의 파킹위치 도달을 인식하는 과정은 상기 ECU(60)에 상기 파킹 스위치(100)의 온 신호가 입력됨으로써 이루어지는데, 배터리(10)로부터의 공급되는 전원이 와이퍼가 초기위치에 위치할 경우 전기연결되는 회전판(70)의 고정점 B와 고정점 P를 통해 간헐작동용 릴레이(50)를 거쳐 와이퍼 스위치(40)의 단자 P로 흐르면 상기 와이퍼가 파킹위치임을 ECU(60)에 입력하는 파킹 스위치(100)가 온 작동된다.

상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 작동에 있어서 릴레이 작동회로(90)는 ECU(60)의 제어에 따라 상기 릴레이(80)의 코일측(82a)을 통전시키되, 일단 점화스위치(20)가 온 상태일 경우에는 자동으로 코일측을 통전시켜 배터리(10)로부터 작동전원을 와이퍼 시스템으로 공급하지만, 와이퍼 작동 중 점화스위치(20)가 오프될경우에는 ECU(60)의 제어를 따르도록 되어 있다.

상기 ECU(60)에 의한 제어방법은 도 4에 도시한 바와 같이, 와이퍼가 작동 되면 시작되도록 되어있는데, 일단 와이퍼가 작동 중 점화스위치(20)가 온 상태라면 계속적으로 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 통해 배터리(10)의 전원을 공급한다.

그러나, 와이퍼 작동 중 점화스위치(20)가 오프되는 경우, 모터(30)의 1회전시 필요한 시간의 2배수를 K[sec]라 할 때 점화스위치(20)가 오프된 시점으로부터 상기 ECU(60)가 자동으로 시간을 계산하여 상기 K 내에서 파킹 스위치(100)가 온 작동될 경우 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 오프시켜 와이퍼가 파킹위치에서 멈추도록 한다.

이때, 상기 ECU(60)는 점화스위치(20)의 오프 후 계산되는 시간 T[sec]가 K에 도달될 때까지 파킹 스위치(100)의 온/오프 상태를 모니터링하게 되는데, 임의의 순간에서 계산되는 시간 T[sec]는 그 순간까지의 모니터링 횟수를 N(N=1,2,3,...)이라 하고 ECU에 의한 소정의 샘플링 시간[sec]을 S[sec]라 할 때 'N x S'와 동일하다.

상기 ECU가 모니터링을 계속적으로 하되, 시간 T가 시간 K의 이하일 경우 파킹 스위치(100)의 온 신호가 ECU(60)에 입력될 때까지 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 통해 계속적으로 전원을 공급한다.

즉, 상기 와이퍼가 파킹위치에 도달될 때까지 와이퍼 작동을 위한 모터(30)를 계속적으로 구동시키고, 이러한 모터(30)구동으로 상기 와이퍼가 결국 파킹위치에 도달되면 상기 파킹 스위치(100)가 온작동되어 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 오프시켜 와이퍼 작동을 위한 모든 전원을 차단한다.

그러나, 계산되는 시간 T가 시간 K 이후가 되어도 상기 와이퍼가 파킹위치에 도달되지 않음으로 해서 상기 파킹 스위치(100)가 온 작동되지 않는다면, 상기 ECU(60)는 K[sec]시간 이후 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 자동으로 오프시켜 배터리(10)의 전원을 끊고 모터(30)의 구동을 멈추게 한다.

이는 상기 와이퍼가 뜻하지 않게 K[sec] 시간 내로 파킹위치에 도달되지 못할 경우, 계속적인 전원공급과 모터구동으로 인해 상기 와이퍼 모터(30)가 손상되는 것을 막기 위함이다.

이와 같이하여, 본 발명에 따른 자동 파킹의 기능을 갖는 차량용 와이퍼 시스템은 와이퍼 작동 중 점화스위치(20)가 오프되더라도 상기 ECU(60)의 제어에 따라 와이퍼가 파킹위치에 도달될 때까지 와이퍼 모터를 구동시키고, 와이퍼가 자동으로 파킹되도록 하는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템에 의하면 와이퍼 작동 중에 점화스위치가 오프되더라도 와이퍼가 자동으로 파킹위치를 찾아가 정지되도록 함으로써, 운전자의 편의성 및 차량의 상품성과 관련한 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 배터리(10)와 연결되는 와이퍼 작동을 위한 와이퍼 모터(30)와, 상기 와이퍼를 선택적으로 작동시키기 위한 와이퍼 스위치(40)와, 상기 와이퍼의 간헐작동시와 오프시 상기 와이퍼 모터(30)의 구동을 제어하는 간헐작동용 릴레이(50)로 구성되는 자동차용 와이퍼 시스템에 있어서,

   상기 배터리(10)에 연결되어 소정의 제어방법에 따라 ECU(60)의 제어에 의해 상기 자동차용 와이퍼 시스템에 전원을 공급하거나 차단할 수 있는 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 설치하고, 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 작동을 제어하기 위한 상기 ECU(60)의 제어신호를 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)에 전할 수 있도록 상기 ECU(60)와 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 코일측(82a)을 연결하는 릴레이 작동회로(90)와, 와이퍼의 위치에 따른 파킹 스위치(100)의 온/오프 신호를 상기 ECU(60)에 전하는 파킹 스위치 입력회로(102)를 와이퍼 작동회로 내에 포함시킨 것을 특징으로 하는 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 ECU(60)에 의한 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)의 제어방법은 와이퍼 작동 중 점화스위치(20)가 온 상태일 경우 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)가 온 상태로 상기 자동차용 와이퍼 시스템에 계속적으로 전원을 공급하나, 와이퍼 작동 중 상기 점화스위치(20)가 오프될 경우 그 오프된 시점으로부터 상기 ECU(60)가 자동으로 시간을 계산하여 모터 1회전시 소요되는 시간의 2배수인 K 시간 내에서는 상기 파킹 스위치(100)가 온 작동될 때 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)를 오프시키고 K 시간 내에서 상기 파킹 스위치(100)가 오프 상태일 경우 상기 와이퍼 전원공급용 릴레이(80)는 온 상태를 유지하다가 상기 K 시간 이후에는 자동으로 전원공급용 릴레이(80)가 오프되는 것을 특징으로 하는 자동 파킹의 기능을 갖는 자동차용 와이퍼 시스템.