KR20030009499A - 2 개의 와이퍼를 포함하는 와이퍼 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2 개의 윈드 실드 와이퍼(12,14) 및 윈드 실드 와이퍼(12,14)를 구동하는 2 개의 와이퍼 모터(26,28)를 포함하는 와이퍼 장치(10)에 관한 것이다. 적어도 하나의 제 1 와이퍼 모터(26)가 전자 제어 유닛(34)과 함께 구조 유닛을 형성한다. 제 2 와이퍼 모터(28)는 회전 모터로서 형성되고, 그의 출력 샤프트(32)의 절대 및 상대 회전 위치를 검출하기 위해 단 하나의 센서 시스템(36) 만을 포함하고, 상기 센서 시스템은 제 1 와이퍼 모터(26)의 제어 유닛(34)용 상응하는 신호를 발생시키고, 제 1 와이퍼 모터(26)는 제어 유닛(34)에 의해 제 2 와이퍼 모터(28)의 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및 회전 속도에 따라 그의 출력 샤프트(32)의 회전 속도 및 회전 위치로 조절된다.

Description

2 개의 와이퍼를 포함하는 와이퍼 장치 {Wiper device with two windshield wipers}
차량의 윈드 실드를 청소하기 위해서 다양한 와이핑 필드의 유형 및 구동 장치가 공지되어 있다. 와이핑 필드는 주로 싱글 레버 와이핑 필드 및 2 레버 와이핑 필드로 구분된다. 2 레버 와이핑 필드에서 와이퍼의 와이핑 레버는 동기식 또는 역회전으로 구동될 수 있다.
일반적으로 두 개의 와이퍼용 구동장치는 하나의 와이퍼 모터를 포함하며, 상기 모터의 회전하는 구동 운동은 모터의 출력 샤프트에 입체 기어에 의해 와이퍼 구동 샤프트의 진동 회전 운동으로 변환된다. 새로운 와이퍼 모터는 전자 장치를 포함하고, 상기 전자 장치는 출력 샤프트의 역전하는 구동 운동을 조절한다. 또한 전자 장치는 다이내믹한, 부하에 의존하는 와이핑 각도 보정 및 와이핑 속도 조절을 포함하는 와이핑 각도 제어를 가능하게 한다. 그럼으로써 윈드 실드 위에 보다 큰 공칭 와이핑 되는 영역이 생성될 수 있다. 또한 전자 장치는 다양한 와이핑 기능 및 위치, 예를 들어 확장된 파킹 위치, 와이퍼 블레이드의 교체를 위한 서비스위치, 간격 파킹 및 와이퍼 분리를 위한 교체 파킹 지점 등을 허용한다.
전자 장치를 포함하는 와이퍼 모터는 출력 샤프트의 위치 및 속도 조절을 위한 제어장치 및 출력 샤프트의 위치 인식을 위한 마이크로 조절기를 구비한다. 제어 장치에는 많은 비용이 들며, 커버에 추가 조립 공간이 필요하다.
넓은 윈드 실드를 와이핑하기 위해 종종 역회전하는 와이퍼를 포함하는 와이퍼 장치가 이용된다. 상기 장치가 와이퍼 모터에 의해 구동되면, 큰 전체 길이외에 차량폭에 상응하여 차량 중앙에 큰 조립 공간이 필요하다. 또한 중간층을 포함하는 또는 포함하지 않는 키네마성 구조는 비용이 많이 들고, 대형, 고전압의 와이퍼 모터가 필요하다. 다양한 개별 기계 부품은 정지 와이핑 각도 공차가 크도록 야기하고, 상기 정지 와이핑 각도 공차에 다이내믹한 와이핑 각도 공차가 더해지며, 상기 와이핑 각도 공차는 기계 부품 및 캐리어-및 고정 소자의 탄성에 의해 제한된다.
간단한 운동학적 구조 및 그것을 통해 더욱 감소한 와이핑 각도 공차를 달성하기 위해, 두 개의 와이퍼 모터를 포함하는 와이퍼 장치가 사용되고, 상기 와이퍼 모터는 와이퍼 베어링에 배치되며, 따라서 윈드 실드의 중앙 영역에 어떠한 부품 공간도 요구되지 않는다. 구동을 위해 전기 통신 시스템을 포함하는 두 개의 동기식 와이퍼 모터가 사용된다. 동기방식, 안전성 및 신뢰성, 충돌 방지와 관련한 와이퍼 장치 및 안전성의 구상과 비상 기능에 대한 까다로운 요구를 충족하도록, 각각의 와이퍼 모터에 완전한 전자 장치가 제공된다. 특히 와이퍼 모터는 역전 작동으로 조절되는 것이 장점이다.
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 두 개의 와이퍼를 포함하는 와이퍼 장치에 관한 것이다.
또 다른 장점은 하기의 도면 설명에 나타난다. 도면에는 본 발명의 실시예가 도시된다. 도면, 하기 설명 및 청구범위는 많은 특징을 조합해서 포함한다. 당업자는 상기 특징들을 개별적으로 그리고 조합해서 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와이퍼 장치의 개략도.
도 2는 회전 위치 및 회전 속도에 대한 홀 센서를 가진 센서 시스템의 부분 단면도.
도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 개략적인 단면도.
도 4는 회전 위치 및 회전 속도용 3트랙 콘택 디스크를 가진 센서 시스템의 부분 단면도.
도 5는 도 4에 따른 3트랙 디스크의 평면도.
본 발명에 따라 두 개의 와이퍼 모터는 회전식 원형 컨베이어형 모터로 형성되고, 모터의 출력 샤프트의 절대 및 상대 회전 위치를 감지하는 센서 시스템을 구비한다. 센서 시스템은 제 1 와이퍼 모터의 제어부를 위해 상응하는 신호를 생성하고, 상기 제어부와 센서 시스템은 통신 시스템 인터페이스에 의해 연결된다. 제어부는 바람직하게 신호로부터 제 1 와이퍼 모터의 회전 위치 및 회전 속도의 조절을 위한 설정값을 형성하며, 따라서 상기 제 1 와이퍼 모터는 제 2 와이퍼 모터 출력 샤프트의 회전 위치 및 회전 속도에 따라 조절된다. 소위 "주(Master)"로 작동하는 제 1 와이퍼 모터는 바람직하게, 그러나 필수적이지는 않지만 차량의 운전자측에 배치되고, 특히 역전 작동으로 작동된다. "종(Slave)"으로 칭하는 제 2 와이퍼 모터는 그에 상응하여 동승자측에 배치된다.
본 발명에 따른 상기 조치에 의해 두 개의 와이퍼 모터를 포함하는 와이퍼 장치에 대한 비용과 공정 작업이 현저하게 감소된다. 또한 제 2 와이퍼 모터는 고유의 전자 제어부, 특히 마이크로 조절기를 포함하지 않으므로, 더욱 작은 조립 공간을 필요로 한다. 그럼에도 불구하고 운전자측에서 리버서블 모터의 완전한 기능, 예를 들어 와이핑 각도 보정, 확장된 주차 위치 등을 사용할 수 있다. 따라서 와이퍼의 충돌과 같은 것이 방지될 수 있는 안전성 구상이 가능하다. 제 1 와이퍼 모터는 제 2 와이퍼 모터의 통신 및 파워 제어를 위해, 제 2 와이퍼 모터의 센서 시스템의 신호가 안내되도록 할 수 있는 인터페이스 또는 직렬 와이어링을 구비한다.
바람직한 방법으로 제 2 와이퍼 모터의 와이핑 속도를 위해 동력 스위치가 제공되며, 상기 스위치는 제 1 와이퍼 모터의 제어부에 의해 제어된다. 따라서 제2 와이퍼 모터는 바람직하게 기어단을 포함하는 영구적으로 여자되는 3 브러시-직류 모터이다. 제 2 와이퍼 모터의 출력 샤프트의 위치 및 회전 속도를 감지하는 센서 시스템은 장착된 홀 센서를 포함하는 분할된 영구 자석을 구비하고, 상기 홀 센서 시스템은 디지털 방식으로 부호화된 신호를 생성한다. 따라서 홀 센서에 의해 와이퍼의 파킹 지점이 감지되고, 상기 지점은 영구 자석의 세그먼트의 위치로 특징 지워지는 반면, 와이퍼의 일시적인 상대 위치는 증가값을 더함으로써 산출되며, 상기 증가값은 영구 자석과 연결된 다른 홀 센서의 카운팅 펄스로부터 얻어지며, 상기 영구 자석은 회전하는 부품의 원주에 배치된다.
파킹 신호용 신호 발생기에 대한 대안으로서, 센서 시스템은 절대값 발생기, 바람직하게는 AMR(Anisotrop Magnetoresistiv)-센서를 포함할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 출력 샤프트의 위치 및 회전 속도를 검출하기 위한 센서 시스템은 출력 샤프트와 함께 회전하는 부품, 예컨대 웜 기어에 배치된 슬라이딩 콘택을 가진 세분된, 3트랙의 콘택 디스크를 포함한다. 중간 콘택 트랙은 슬라이더를 통한 전압 공급을 위해 사용되는 한편, 하나의 인접한 트랙은 콘택면을 갖는다. 상기 콘택면은 다른 슬라이더에 의해 스캐닝되고, 회로가 중간 슬라이더에 대해 폐쇄됨으써 파킹 위치 신호를 발생시킨다. 다른 인접한 트랙은 원주에 균일하게 분포된 콘택면을 가지며, 상기 콘택면은 동일한 방식으로 다른 슬라이더와 함께 증분 위치 검출을 위한 카운팅 펄스를 발생시킨다.
와이퍼 장치(10)는 2개의 와이퍼(12, 14)를 포함한다. 상기 와이퍼들은 그 구동 샤프트(22, 24)를 중심으로 선회 운동시 도시되지 않은 차량의 윈드 실드(16) 상의 와이핑 필드(18, 20)를 스쳐 지난다.
제 1 와이퍼 모터(26)는 그 출력 샤프트(30)를 통해 차량의 운전자측 와이퍼(12)의 구동 샤프트(22)를 구동시키는 한편, 제 2 와이퍼 모터(28)는 그 출력 샤프트(32)로 동승자측 와이퍼(14)의 구동 샤프트(24)를 구동시킨다. 예비 모터로서 설계된 제 1 와이퍼 모터(26)는 출력 샤프트 및 그에 따라 와이퍼(12)의 예비 동작, 회전 속도 및 회전 위치를 제어하기 위한 제어 소자(50)를 가진 전자 제어 유닛(34)을 포함한다. 제어 소자(50)는 입력 신호 및 저장된 특성 필드를 평가하기 위한 수단을 포함하고, 출력 샤프트(30)의 회전 위치 및 회전 속도를 검출하기 위한 센서 시스템, 예컨대 마이크로 콘트롤러, AMR-센서 등을 포함한다.
기어단을 가진, 영구자석에 의해 여기되는 표준 3브러시 직류 모터이며 원형 회전자 모터로서 설계된 제 2 와이퍼 모터(28)는 그 출력 샤프트(32)의 절대 회전 위치 및 상대 회전 위치를 검출하기 위한 센서 시스템(36)을 갖는다. 와이퍼 모터(26, 28)는 공급 라인(48)을 통해 차량의 보드 회로망에 접속된다. 와이퍼 장치(10)는 조작 레버(38)에 의해 작동되고, 상기 조작 레버는 중앙 전자 시스템(40)을 통해 하나의 신호를 제어 유닛(34)으로 전송한다. 상기 신호에 따라 제어 유닛(34)이 파워 스위치(42)를 통해 제 2 와이퍼 모터(28)의 제 1 파워단(44) 또는 제 2 파워단(46)을 접속시킨다. 이 경우, 바람직하게는 회전 속도가 브러시에 전류 공급에 의해 주어진다.
센서 시스템(36)은 제 2 와이퍼 모터(28)의 출력 샤프트(32)의 회전 위치, 특히 와이퍼(14)의 파킹 위치에 상응하는 위치를 검출하고 카운팅 펄스를 발생시킨다. 상기 카운팅 펄스에 의해 증분적 위치 검출이 가능하고 회전 속도가 결정될 수 있다. 발생된 신호는 제 2 와이퍼 모터(28)로부터 신호 라인(52)을 통해 제 1 와이퍼 모터(26)의 제어 유닛(34)으로 전송된다. 상기 제어 유닛은 상기 신호로부터 제 1 와이퍼 모터(26)의 출력 샤프트(30)의 회전 위치 및 회전 속도에 대한 설정값을 결정한다.
도 2 및 도 3 그리고 도 4 및 도 5는 제 2 와이퍼 모터(28)의 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및 회전 속도에 대한 센서 시스템(36)의 2가지 바람직한 실시예를 나타낸다. 출력 샤프트(32)는 공지된 방식으로 전기 모터로부터 웜 및웜 기어(54)를 통해 구동된다. 웜 기어(54)상에는 원형 궤도 상에 세분된 영구 자석(62, 64)이 배치되고, 영구 자석(62)은 약 40도의 세그먼트(66)를 차지하고 파킹 위치의 결정을 위해 사용된다. 영구 자석(64)은 외측 원형 궤도 상에 균일하게 분포되어 배치되고 작은 세그먼트(68)를 차지한다. 내측 원형 궤도의 영구 자석(62)은 홀 센서(60)와 함께 작동하는 한편, 외측 원형 궤도의 영구 자석(64)은 홀 센서(58)와 함께 작동한다. 2개의 홀 센서는 하우징에 고정된 인쇄 회로 기판(56)상에 장착되고, 출력 샤프트(32) 또는 웜 기어(54)의 운동시 작은 유격을 가지고 영구 자석(62, 64)을 통과하면, 하나의 신호를 발생시킨다. 영구 자석(62)에 의해 발생된 신호는 와이퍼의 파킹 위치를 지시하는 한편, 외측 궤도 상의 영구 자석(64)에 의해 카운팅 펄스가 발생된다. 상기 카운팅 펄스는 제어 유닛(34)내에서 증분 위치 검출 및 회전 속도 결정을 위해 평가된다.
도 4 및 5에 따른 센서 시스템(36)의 실시예는 3-트랙 콘택 디스크(70)를 포함하고, 이는 웜 기어(54)에 고정된다. 트랙은 출력 샤프트(32)의 원형 및 회전축을 중심으로 동심형으로 배치된다. 이 경우 슬라이더(74)에 의해 스캐닝되는 중간 트랙(80)은 관통 콘택면을 포함하고, 센서 시스템(36)의 전압 공급을 위해 사용된다. 외부 트랙(78)은 약 40도의 큰 세그먼트에 걸쳐 연장된 콘택면(84)을 포함하고, 슬라이더(72)와 상호 작용한다. 슬라이더(72)가 콘택면(84)에 접촉하면, 슬라이더(74)에 대한 회로가 폐쇄되고, 윈드 실드 와이퍼(14)의 파킹 위치를 나타내는 신호가 발생된다. 내부 트랙(82)은 둘레에 걸쳐 분할된 다수의 콘택면(86)을 포함하고, 상기 콘택면은 슬라이더(76)에 의해 스캐닝되고, 출력 샤프트(32)의 증분 위치 검출 및 회전 속도 결정을 위해 사용되는 카운팅 펄스를 발생시킨다. 도 2와 3 및 4에 따른 실시예에서 센서 시스템(36)은 저렴하고, 추가 조립 공간을 요구하지 않는다.

Claims (10)

  1. 2 개의 윈드 실드 와이퍼(12,14) 및
    윈드 실드 와이퍼(12,14)를 구동하는 2 개의 와이퍼 모터(26,28)를 포함하고,
    상기 와이퍼 모터 중 적어도 하나의 제 1 와이퍼 모터(26)가 전자 제어 유닛(34)과 함께 구조 유닛을 형성하는 와이퍼 장치(10)에 있어서,
    제 2 와이퍼 모터(28)는 회전 모터로서 형성되고,
    그의 출력 샤프트(32)의 절대 및 상대 회전 위치를 검출하기 위해 단 하나의 센서 시스템(36) 만을 포함하고, 상기 센서 시스템은 제 1 와이퍼 모터(26)의 제어 유닛(34)용 상응하는 신호를 발생시키고,
    상기 제 1 와이퍼 모터(26)는 제어 유닛(34)에 의해 제 2 와이퍼 모터(28)의 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및 회전 속도에 따라 그의 출력 샤프트(32)의 회전 속도 및 회전 위치로 조절되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 모터(26)가 리버서블 모터로서 형성되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및 회전 속도를 검출하기 위한 상기 센서 시스템(36)은 할당된 홀 센서를 가진 세분된 영구 자석(62,64)을 포함하고, 상기 영구 자석은 상기 윈드 실드 와이퍼(12,14)의 파킹 위치용 신호 및 회전 위치의 증분 위치 검출 및 회전 속도 결정을 위해 위한 카운팅 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및 회전 속도의 검출을 위한 센서 시스템(36)이 절대값 발생기, 바람직하게 AMR-센서(anisotropmagnetoresistiv)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및 회전 속도의 검출을 위한 센서 시스템(36)이 출력 샤프트(32)와 함께 회전하는 부품에 배치된 슬라이딩 콘택을 포함하는, 세분된 3-트랙 콘택 디스크를 가지는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 와이퍼 장치(10)의 작동 방법에 있어서,
    제어 유닛(34)이 제 2 와이퍼 모터(28)의 출력 샤프트(32)의 회전 위치 및/또는 회전 속도로부터 제 1 와이퍼 모터(26)의 출력 샤프트(30)의 회전 위치 및/또는 회전 속도용 설정값을 산출하고, 실제값을 위치 조정에 의해 설정값으로 세팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 와이퍼 모터(28)의 와이핑 속도용으로 파워 스위치(42)가 제공되고, 상기 파워 스위치는 제어 유닛(34)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 와이퍼 모터(28)가 기어단을 가진 영구 여자된 3브러시-직류 모터인 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 와이퍼 모터(28)의 와이핑 속도가 브러시 전류 공급을 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 모터(26)가 자동차의 운전자측에 배치되고, 제 2 와이퍼 모터(28)는 동승자측에 배치되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 모터.
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