KR20020055705A - 차량의 스노우 와이퍼 보호장치 - Google Patents

차량의 스노우 와이퍼 보호장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 윈드실드 하단에 눈이 쌓여 와이퍼가 원래의 자동 정지위로로 복귀되지 않은 경우에 이를 감지하여 전원을 차단함으로써 와이퍼 모터의 손상을 막을 수 있는 차량의 스노우 와이퍼 보호장치에 관한 것으로, 이 와이퍼 보호장치는 와이퍼 스위치(32)의 조작에 따라 밧데리 전원을 와이퍼 모터(12)로 공급하기 위한 제 1릴레이(22)와, 와이퍼 블레이드(8)가 정지해 있는 위치를 감지하기 위한 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)와, 와이퍼 파킹 스위치(26)를 작동시켜 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원을 선택적으로 차단하는 제 2릴레이(24)와, 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터 전달되는 파킹신호를 바탕으로 제 2릴레이(24)에 제어신호를 보내 파킹신호가 소정의 조건을 만족하는 경우에 와이퍼 모터(12)로 공급되던 밧데리 전원을 차단하는 제어유닛(20)으로 구성된다.

Description

차량의 스노우 와이퍼 보호장치{DEVICE FOR PROTECTING A SNOW WIPER OF AN AUTOMOBILE}
본 발명은 차량의 스노우 와이퍼 보호장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 와이퍼 파킹위치 감지센서로부터 전달되는 신호를 바탕으로 제 2릴레이에 신호를 보내 와이퍼로 공급되던 전원을 자동으로 차단하여 와이퍼 모터의 손상을 막을 수 있는 차량의 스노우 와이퍼 보호장치에 관한 것이다.
자동차의 전면에는 주행 중에 전방에서 불어오는 바람이나 빗물의 유입을 막기 위한 윈드실드가 끼워져 있다. 이 윈드실드의 표면에 먼지나 흙이 쌓이게 되면 전방의 시계를 확보하는데 많은 어려움이 있으며, 특히, 눈이나 비가 오는 지역을 운행할 경우에는 윈드실드의 표면에 있는 물기를 빨리 제거해야 전방을 주시할 수 있다. 이를 위해서 자동차에는 와이퍼 시스템이 구비되어 있어, 윈드실드 표면에 있는 먼지나 빗물 등을 제거할 수 있다.
와이퍼 시스템의 구성을 보면, 다수의 체결홀을 통해서 차체에 고정되는 프레임과, 이 프레임에 고정되는 와이퍼 모터와, 링크 로드와 드라이브 아암을 개재하여 와이퍼 모터의 회전력을 전달받는 피봇축과, 피봇축에 고정되어 와이퍼 블레이드와 함께 윈드실드 위를 회동하는 와이퍼 아암으로 이루어져 있다.
또한, 윈드실드 표면의 먼지나 이물질을 제거하기 위해 와이퍼를 작동시키는 경우에는 세정효과를 높이기 위해서 와셔액을 사용하게 된다. 와셔액 분사장치의 구성은 와셔액을 저장하고 있는 와셔탱크와, 와셔탱크에 저장되어 있는 와셔액을압송하기 위해 와셔탱크에 부착되어 있는 와셔모터와, 와셔모터의 작동으로 와셔탱크로부터 와셔액 호스를 통해 압송된 와셔액을 윈드실드로 분사시키는 와셔노즐로 이루어져 있다. 이러한 와이퍼 시스템은 도 1에 도시한 작동회로에 따라서 작동된다.
즉, 이그니션 스위치(IGN2)에 밧데리 전원이 인가된 상태에서, 다기능 스위치(multi-function switch)에 구비된 와이퍼 스위치를 조작하여 고속(HIGH)/저속(LOW)/간헐(INT)로 작동시키면, 다기능 스위치의 조합에 따라 고속 또는 저속 또는 간헐작동이 접지 접점(GND)과 연결된다. 이 상태에서, 와이퍼 모터(12)에 밧데리 전원이 인가되고 다기능 스위치의 조합에 의해 접지되어 와이퍼 모터(12)가 구동되기 시작하면 위에서 설명한 구성요소의 작동에 따라서 와이퍼 아암이 작동되어 블레이드를 움직이기 시작한다. 한편, 와이퍼의 정지시에는 와이퍼 모터(12)의 워엄 휠 접촉 플레이트의 단자(P-B)가 연결됨에 따라서 등전위에 의해서 정지하게 된다. 와셔액 모터(14)의 경우에는 다기능 스위치에 일체로 구비된 와셔 스위치의 조작에 따라서 인가되는 밧데리 전원에 의해서 작동되어 와셔탱크 내의 와셔액을 와셔노즐 쪽으로 압송한다.
이와 같이, 종래의 와이퍼 시스템은 와이퍼 모터의 전압이 항상 온상태를 유지하고 다기능 스위치에서 접지접점(GND)을 온하거나 오프함으로써 와이퍼의 작동을 제어하는 -컨트롤 방식으로 이루어져 있다. 가령, 와이퍼를 고속으로 작동하는 경우에, 와이퍼 스위치를 고속위치로 놓으면 와이퍼는 빠른 속도로 동작하게 되며, 와이퍼의 동작 중에 와이퍼 스위치를 오프시키면 와이퍼의 캠플레이트에 부착된 절연체에 의해서 와이퍼가 정지지점으로 복귀할 때까지 와이퍼에는 더 이상 전원이 공급되지 않아 와이퍼가 정지하게 된다.
그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 한대지역이나 추운 겨울철에 윈드실드의 하단에 눈이 쌓여있는 경우에는 와이퍼의 작동후에 스위치를 오프하게 되면, 와이퍼 아암(6)에 끼워져 있는 와이퍼 블레이드(8)는 자동 정지위치(L2)까지 복귀되지 못하고 눈에 의해서 도 2에 나타낸 지점(L1)에서 정지하게 된다. 이때, 와이퍼 모터는 캠플레이트(도시생략)의 접점 사이에서 정지하게 된다. 이와 같이, 와이퍼 블레이드(8)가 자동 정지위치(L2)까지 복귀되지 못하는 이유는 와이퍼 블레이드(8)가 내려가려는 에너지를 가지고 있기 때문에 모터의 전류공급이 중단되는 캠플레이트의 점점 사이에서 에너지를 회전방향의 반대방향으로 움직이게 된다. 그 결과 와이퍼 모터에서 다시 전원이 공급되고 이러한 현상이 반복되면서 워엄 기어가 용손되어 와이퍼 모터가 손상된다. 통상, 와이퍼 모터(12)의 회전력은 와이퍼 링크(4)를 거쳐 와이퍼 아암(6)으로 전달된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 2000년 7월 25일 공개된 일본특허공개공보 2000-203392에는 눈오는 날에 와이퍼에 의해 밀린 눈이 프론트 글래스의 하부 카울패널 부분에 쌓여서 와이퍼의 동작을 방해하는 경우에, 자동차의 글래스 부분에 쌓인 눈이나 물방울을 제거하는 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 엔진의 부압을 이용하여 대기중의 공기를 눈이 쌓여있는 윈드실드쪽으로 공급하여 눈을 녹이는 구조를 갖고 있다.
그러나, 이 장치는 분기발생기를 비롯하여, 부압밸브와 대기밸브를 구비하고있어 부품수가 많고 구조가 복잡하여 코스트가 상승하는 원인이 된다.
또한, 1998年02月10日 공개된 일본 특개평10-035422호에는 블레이드에 눈이 부착되는 현상을 열풍의 융설작용에 의해서 억제 또는 회피할 수 있고, 운전시계를 확보하여 안전운전에 기여할 수 있는 차량용 와이퍼 장치가 개시되어 있다. 이것의 구성을 보면, 와이퍼 블레이드의 주위에 커버부재를 장착하고, 이 커버부재에 차량 난방용 열풍을 도입 가능한 열풍 도입구를 형성함과 동시에, 커버부재 내로 도입된 열풍을 글래스를 향해서 방출할 수 있는 방출구를 형성한 구조를 지니고 있다.
이것 역시, 와이퍼 블레이드에 별도로 부착된 커버부재를 비롯하여 열풍 도입구 및 방출구를 구비하고 있어 전체적인 구조가 복잡하며 코스트의 상승을 초래하는 원인이 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 종래의 -컨트롤 방식을 +컨트롤 방식으로 변경함과 동시에 제 2릴레이를 추가하여, 윈드실드의 하단에 눈이 쌓여 있어 와이퍼가 원래의 자동 정지위치로 복귀되지 않는 경우에 이를 감지하여 와이퍼로 공급되던 전원을 자동으로 차단함으로써, 와이퍼 모터의 손상을 막을 수 있는 차량의 스노우 와이퍼 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 와이퍼 시스템을 보인 전기 회로도,
도 2는 윈드실드 하단에 눈이 쌓였을 때의 와이퍼의 정지위치를 보인 윈드실드의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치를 보인 전기 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치를 보인 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치의 제어과정을 설명하는 플로우차트.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
2:윈드실드 6:와이퍼 아암
8:와이퍼 블레이드 12:와이퍼 모터
14:와셔액 모터 20:제어유닛
22, 24:제 1, 2릴레이 36:와이퍼 파킹위치 감지센서
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 스노우 와이퍼 보호장치는 밧데리 전원에 의해서 작동되는 와이퍼 모터의 회전력을 와이퍼 링크를 통해 와이퍼 아암으로 전달하여 와이퍼 블레이드를 회동시키는 차량의 와이퍼 시스템에 있어서, 와이퍼 스위치의 조작에 따라 밧데리 전원을 와이퍼 모터로 공급하기 위한 제 1릴레이와, 상기 와이퍼 블레이드가 정지해 있는 위치를 감지하기 위한 와이퍼 파킹위치 감지센서와, 상기 와이퍼 파킹 스위치를 작동시켜 와이퍼 모터로 공급되는 밧데리 전원을 선택적으로 차단하는 제 2릴레이와, 상기 와이퍼 파킹위치 감지센서로부터 전달되는 파킹신호를 바탕으로 상기 제 2릴레이에 제어신호를 보내 상기 파킹신호가 소정의 조건을 만족하는 경우에 상기 와이퍼 모터로 공급되던 밧데리 전원을 차단하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 스노우 와이퍼 보호장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치를 보인 전기 회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치를 보인 블록도이다.
윈드실드 하단에 쌓여있는 눈에 의한 와이퍼 모터의 손상을 방지하기 위한 방안으로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 종래의 -컨트롤 제어방식에서 +컨트롤 제어방식으로 변경함과 동시에, 제 2릴레이를 추가하는 구조를 예시하였다. 여기에서, +컨트롤 제어방식은 와이퍼 접지단자(GND)를 통한 제어 대신에 밧데리로부터 와이퍼 모터로 공급되는 전원을 컨트롤하여 와이퍼를 온/오프 하는 방식이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스노우 와이퍼 보호장치는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 와이퍼 스위치(32)의 조작에 따라 밧데리 전원을 와이퍼 모터(12)로 공급하기 위한 제 1릴레이(22)와, 와이퍼 블레이드(8)가 정지해 있는 위치를 감지하기 위한 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)와, 와이퍼 파킹 스위치(26)를 작동시켜 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원을 선택적으로 차단하는 제 2릴레이(24)와, 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터 전달되는 파킹신호를 바탕으로 제 2릴레이(24)에 제어신호를 보내 파킹신호가 소정의 조건을 만족하는 경우에 와이퍼 모터(12)로 공급되던 밧데리 전원을 차단하는 제어유닛(BCM)(20)으로 이루어져 있다.
여기에서, 제 1릴레이(22)는 와이퍼 파킹 스위치(26)를 통해서 선택적으로 접속 및 차단되도록 와이퍼 모터(12)와 접속되어 있다. 다기능 스위치의 조작시에 밧데리의 전원은 와이퍼 모터(12)나 와셔액 모터(14)로 공급되어 이를 작동시키는 한편, 와이퍼의 파킹시에는 와이퍼 파킹 스위치(26)의 작동에 따라 제 1릴레이(22)를 통해서 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원을 차단하여 와이퍼를 정지시킨다. 또한, 와이퍼 파킹 스위치(26)는 제어유닛(20)으로부터 전달되는 제어신호에 의해 작동되는 제 2릴레이(24)에 의해서도 작동되어 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원을 선택적으로 차단한다.
여기에서, 제어유닛(20)은 종래와 마찬가지로, 이그니션 스위치(30)의 온시에 와이퍼 스위치(32)나 와셔액 스위치(34)를 조작하게 되면, 이때 입력되는 신호를 바탕으로 밧데리의 전원이 와이퍼 모터(12) 또는 와셔액 모터(14)로 공급되도록제어하여 와이퍼를 작동시키거나 와셔액을 분출시킨다.
이때, 운전자가 와이퍼를 고속으로 작동시키기 위해 와이퍼 스위치(32)를 고속으로 위치시키면, 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치는 종래의 -컨트롤 제어방식과 동일하게 다기능 스위치의 접점구조 의해서 이루어진다. 이때, 와이퍼 스위치를 오프시키면 와이퍼 정지위치까지의 동작은 와이퍼 모터(12)의 내부 캠플레이트에 의해서 행해지는 것이 아니라 제어유닛(BCM)(20)내의 제 2릴레이(24)단자에 의해서 행해진다.
즉, 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원의 컨트롤은 별도의 제어유닛(20)에서 행해지며, 와이퍼가 윈드실드 하단에 쌓여있는 눈에 의해 정지위치로 가지 못할 경우에는 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)에서 이를 감지하게 되며, 제어유닛(20)은 이 감지센서(36)로부터 전달되는 신호를 바탕으로 제 2릴레이(24)에 제어신호를 출력하여 와이퍼 파킹 스위치(26)를 작동시켜 와이퍼 모터(12)로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
여기에서, 제어유닛(20)의 제어에 따라 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원을 차단하는 조건은 여러 가지 형태로 설정할 수 있으나 본 실시예서는 다음의 2가지 형태를 예시하였다. 첫째로, 제어유닛(20)은 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터의 감지신호가 소정시간(가령, 200msec)이내에 소정횟수(가령, 5회)이상 감지되는 경우에 전원을 차단하는 방법이 있으며, 둘째로, 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터의 소정시간(가령, 5초)이상 입력되지 않는 경우에 상기 제 2릴레이(24)에 신호를 보내 와이퍼 모터(12)를 정지시키는 방법을 예시하였다. 이를다음의 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 와이퍼 보호장치의 제어과정을 설명하는 플로우차트이다.
이그니션 스위치(30)의 온상태에서(S1), 간헐 스위치의 조작신호가 입력되면 단계 S11로 진행하여 제 1릴레이(22)를 운전자가 설정한 간헐적인 시간만큼 작동시킨다. 한편, 간헐 스위치의 조작신호가 입력되지 않는 경우에는 단계 S3 또는 S3'로 진행하며, 이때 고속 또는 저속 와이퍼 스위치 조작이 입력되면 와이퍼 모터(12)를 고속 또는 저속으로 구동시킨다(단계 S4, 7).
다음에, 와이퍼 모터(12)가 고속으로 구동되는 중에 스위치 오프신호가 입력되면 와이퍼 모터(12)는 저속으로 구동되는 한편, 와이퍼 모터(12)가 저속으로 구동되는 중에 스위치 오프 신호가 입력되면(단계 S8에서 YES), 단계 S9로 진행된다.
단계 S9에서는 상술한 2가지 전원 차단 조건중에서, 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터 입력되는 파킹 신호가 소정시가 이내에 입력되는지를 판단한다. 이때, 파킹신호가 소정시간(가령, 200msec)이상인 경우(단계 S10에서 NO)에는 밧데리의 전원을 차단하여 와이퍼 모터(12)를 정지시키는 한편, 소정시간 이내인 경우에는 단계 S13으로 진행한다.
한편, 단계 S11에서 제 1릴레이(22)가 설정된 간헐시간동안 작동한 후에는 와이퍼의 정지시간(E)이 소정시간(가령, 5초)이상인지를 판단하여, 소정시간 이상인 경우(즉, E≥5초)에는 제 2릴레이(24)에 신호를 보내 와이퍼 모터(12)로 공급되는 전원을 차단한다.
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 와이퍼 파킹위치 감지센서로부터 전달되는 신호를 바탕으로 제 2릴레이에 신호를 보내 와이퍼로 공급되던 전원을 자동으로 차단하여 와이퍼 모터의 손상을 막을 수 있으며, 그로 인해, 관련 회로의 정밀한 제어가 가능하다.

Claims (3)

  1. 밧데리 전원에 의해서 작동되는 와이퍼 모터의 회전력을 와이퍼 링크를 통해 와이퍼 아암으로 전달하여 와이퍼 블레이드를 회동시키는 차량의 와이퍼 시스템에 있어서,
    와이퍼 스위치(32)의 조작에 따라 밧데리 전원을 와이퍼 모터(12)로 공급하기 위한 제 1릴레이(22)와,
    상기 와이퍼 블레이드(8)가 정지해 있는 위치를 감지하기 위한 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)와,
    상기 와이퍼 파킹 스위치(26)를 작동시켜 와이퍼 모터(12)로 공급되는 밧데리 전원을 선택적으로 차단하는 제 2릴레이(24)와,
    상기 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터 전달되는 파킹신호를 바탕으로 상기 제 2릴레이(24)에 제어신호를 보내 상기 파킹신호가 소정의 조건을 만족하는 경우에 상기 와이퍼 모터(12)로 공급되던 밧데리 전원을 차단하는 제어유닛(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 스노우 와이퍼 보호장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어유닛(20)은 상기 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터의 감지신호가 소정시간 내에 소정횟수 이상 감지되거나 상기 감지신호가 소정시간 이상 입력되지 않는 경우에 상기 제 2릴레이(24)에 신호를 보내 와이퍼 모터(12)를 정지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 스노우 와이퍼 보호장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어유닛(20)은 상기 와이퍼 파킹위치 감지센서(36)로부터의 감지신호가 가령, 200msec이내에 가령, 5회 이상 감지되거나 상기 감지신호가 가령, 5초 이상 입력되지 않는 경우에 상기 제 2릴레이(24)에 신호를 보내 와이퍼 모터(12)를 정지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 스노우 와이퍼 보호장치.
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