KR20040031144A - 와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

멀티펑션 스위치나 차속에 대한 정보를 제공하는 인패널 ECU, 차량 전방 윈도우에서의 우량을 감지하는 우량감지센서, 상기 인패널 ECU 및 우량감지센서로부터 정보를 받아 제어신호를 출력하는 와이퍼 컨트롤러, 및 와이퍼 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해서 주모터 및 보조모터를 작동시켜 와이핑 작업을 행하는 와이퍼 장치로 구성되는 와이퍼 컨트롤 시스템으로서, 상기 와이퍼 컨트롤러가 우량감지센서와 직접통신하며, 우량감지센서에 의해서 입력된 신호에 의해서 각각의 와이퍼 작동모드를 수행할 수 있는 자동모드를 구비함과 동시에 각각의 작동모드에 따라 주모터 및 보조모터의 작동을 제어할 수 있도록 하여 보다 용이하게 와이퍼의 작동을 제어할 수 있도록 한다.

Description

와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법{Wiper Control System and Control Method thereof}
본 발명은 차량의 와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 빗물의 양에 따라 자동으로 와이퍼를 작동시킬 수 있도록 하기 위해서 우량감지센서와 직접 통신할 수 있게 함과 동시에 와이퍼 작동모드에 따라 주모터 및 보조모터를 제어하여 와이퍼의 속도 및 와이핑 각도를 조절할 수 있는 와이퍼 컨트롤러를 구비한 와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래 우천시 차량의 전방 윈도우를 와이핑하는 와이퍼의 동작을 제어하기 위한 와이퍼 컨트롤 시스템은 도 1에서 도시된 바와 같이 차량의 와이퍼 작동에 관련된 정보를 제공하는 인패널 ECU(10), 상기 인패널 ECU(10)와의 통신을 통해 환경에 따라 와이퍼를 작동시키기 위해 후술할 와이퍼 장치에 제어신호를 제공하는 와이퍼 컨트롤러(20), 및 상기 와이퍼 컨트롤러(20)의 제어신호에 따라 모터를 회전시킴으로써 와이퍼에 의해 전방 윈도우의 빗물을 제거하는 와이퍼 장치(30)로 구성된다.
일반적으로 상기 인패널 ECU(10)는 차량의 속도를 감지하는 차속센서(11), 차량의 전방 유리에서 빗물의 양을 감지하는 우량감지센서(40), 및 핸들 하부에 위치하며 운전자가 수동으로 와이퍼 장치(30)의 작동모드를 선택할 수 있는 멀티펑션 스위치(12) 등으로부터 와이퍼 작동에 관련된 정보를 수집하게 된다. 상기 와이퍼 작동에 관한 정보를 입력받은 와이퍼 컨트롤러(30)는 각각의 작동모드에 따라 와이퍼 장치에 제어신호를 보내 와이퍼를 주위 환경에 따라 적절히 작동할 수 있도록 한다.
이러한 와이퍼 장치의 작동은 기본적으로 도 2에서 도시된 것과 같이 간헐,로우, 하이, 및 정지모드(M10, M20, M30 및 M40)에 따라 그 작동 형태를 달리한다. 간헐모드(M10)는 간헐적으로 와이퍼를 작동시키는 것으로 와이핑 속도에 따라 정해진 지연시간(릴레이 타임)동안 정지된 후에 주모터(31, 도 3 참조)를 한번씩 구동시킨다. 로우모드(M20)는 간헐모드(M10) 보다 와이퍼가 빠르게 작동하는 것으로 주모터(31) 회전 속도가 보다 빠르게 변화된다. 하이모드(M30)는 로우모드(M20) 보다 와이퍼를 더욱 빠르게 작동시키기 위해서 사용된다. 또한, 정지모드(M40)는 비가 그치거나 차량을 파킹시킬 경우 와이퍼를 정지시키기 위해서 사용된다. 종래의 이러한 작동모드들은 운전자가 멀티펑션 스위치(12)를 조작함으로써 발생하는 신호를 인패널 ECU(20)를 통해서 전송받은 와이퍼 컨트롤러(20)가 제어신호를 와이퍼 장치의 주모터(31)에 전송함으로써 이루어진다. 또한 와이퍼 컨트롤러(20)는 각각의 작동모드에서 빗물의 양에 따라 다른 신호를 발생시키는 우량감지센서(40)에 의해서 발생한 신호에 따라 와이퍼의 와이핑 속도를 제어하도록 제어신호를 주모터(31)에 전송한다.
최근 차량의 와이퍼 장치는 상기와 같은 일반적인 작동모드 외에 와이퍼의 미세작동에 대한 조절의 필요성이 대두되고 있다. 일예로 와이핑 속도가 빠른 하이모드에서는 와이퍼가 관성에 의해서 정해진 작동영역을 벗어나 작동하게 되거나, 반전시 블레이드와 전방 유리와의 마찰로 노이즈를 발생시키며, 닦임 면적이 감소하게 되는 문제점을 발생하였다. 와이퍼가 작동영역을 벗어나는 현상은 차속이 소정의 속도 이상을 달리고 있을 경우에도 발생한다. 이러한 와이퍼 작동영역의 벗어남 현상을 방지하고자 종래에는 와이퍼 로드의 기구학적인 연결 구조에 의해서 해결하거나, 또는 도 3에서와 같이 보조모터(32)를 사용하여 로드(33)와 레버(34)의 가변길이를 조절하여 와이핑 각도(θ)를 약 -2°감소시키도록 하였다. 일반적인 상태에서는 지지부재(36)는 a의 위치에서 로드(33) 및 레버(34)와 결합하고 있으나, 로우모드(M20)나 하이모드(M30)에서는 보조모터(31)를 회전시키면 a' 및 a"의 위치로 변경되어 로드(33)와 레버(34)의 연결 길이가 감소되고 이에 따라 피봇점(35)을 중심으로 와이퍼가 움직일 수 있는 와이핑 각도(θ)가 감소된다.
또한, 정지모드(M40) 시에는 주모터(31)에 신호를 보내 주모터(31)에 의해 와이퍼를 하방으로 이동시켜 작동을 멈추게 하고 이후 와이퍼를 더욱 하방으로 이동시켜 전방 윈도우의 하부 차체 내부로 수납시켜 차체의 전방에서 와이퍼가 보이지 않도록 하기 위해서 파킹기능이 요구되었다.
따라서, 상기 와이핑각 조절기능이나 와이퍼 파킹기능을 수행하기 위해서는 기구학적인 링크구조 보다는 보조모터(32)를 사용하는 것이 용이하며, 따라서 상기 보조모터(32)를 각각의 작동모드를 수행함과 동시에 제어할 수 있는 와이퍼 컨트롤러(20)가 필요하게 되었다. 또한, 종래의 와이퍼 컨트롤러(20)는 우량감지센서(40)의 신호에 의해서 빗물의 양에 따라 와이퍼가 각 작동모드를 수행하면서 자동으로 보조모터를 함께 제어할 수 없었기 때문에, 우량감지센서(40)와의 통신과 보조모터에 대한 제어를 통합할 수 있는 와이퍼 컨트롤러가 필요하게 되었다.
본 발명은 상기 필요성을 만족시키기 위한 것으로, 우량감지센서와 직접통신하며, 우량감지센서에 의해서 입력된 신호에 따라 각각의 와이퍼 작동모드를 수행할 수 있는 자동모드를 구비함과 동시에 각각의 작동모드에 따라 주모터 및 보조모터의 작동을 제어할 수 있는 와이퍼 컨트롤러를 포함하는 와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 와이퍼 컨트롤 시스템을 나타내는 도면;
도 2는 종래의 와이퍼 컨트롤 시스템의 제어순서를 나타내는 도면;
도 3의 (a) 및 (b)는 보조모터가 장착된 와이퍼 장치 및 보조모터의 작용을 나타내는 도면;
도 4는 본 발명에 따르는 와이퍼 컨트롤 시스템을 나타내는 도면; 그리고
도 5는 본 발명에 따르는 와이퍼 컨트롤 시스템의 제어순서를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 인패널 ECU11 : 차속센서
12 : 멀티펑션 스위치20 : 와이퍼 컨트롤러
30 : 와이퍼 장치31 : 주모터
32 : 보조모터40 : 우량감지센서
M10, M20, M30, M40, M50, M60 : 간헐, 로우, 하이, 정지, 파킹 및 자동모드
본 발명은 멀티펑션 스위치나 차속에 대한 정보를 제공하는 인패널 ECU, 차량 전방 윈도우에서의 우량을 감지하는 우량감지센서, 상기 인패널 ECU 및 우량감지센서로부터 정보를 받아 제어신호를 출력하는 와이퍼 컨트롤러, 및 와이퍼 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해서 주모터 및 보조모터를 작동시켜 와이핑 작업을 행하는 와이퍼 장치를 포함하는 와이퍼 컨트롤 시스템으로서, 상기 와이퍼 컨트롤러는 인패널 ECU 및 우량감지센서와 통신하기 위한 각각의 입력포트를 구비하고 있으며, 상기 인패널 ECU를 통해 전달되는 멀티펑션 스위치 신호의 파킹모드, 정지모드, 로우모드, 하이모드, 또는 자동모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치에 전송하며, 상기 자동모드시 상기 와이퍼 컨트롤러는 상기 우량감지센서로부터의 정보를 입력받아 빗물의 양에 따라서 파킹모드, 정지모드, 간헐모드, 로우모드, 또는 하이모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치에 전송하도록 하여 빗물의 양의 변화에 따라 자동으로 작동모드를 변경하며, 보조모터를 제어하여 미세한 와이퍼 작동도 가능하게 한다.
본 발명의 상기 작동모드 중 파킹모드와 하이모드시에 상기 와이퍼 컨트롤러는 와이퍼를 숨기거나 와이퍼의 와이핑각을 조절하기 위한 제어신호를 보조모터에 출력하여 미세한 와이퍼의 작동을 조절할 수 있다.
본 발명의 와이퍼 컨트롤 시스템의 제어방법은 인패널 ECU에서 멀티펑션 스위치나 차속센서로부터의 신호를 입력받는 단계, 상기 멀티펑션 스위치의 신호에 의해서 자동모드, 파킹모드, 정지모드, 로우모드, 또는 하이모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치의 주모터 및 보조모터에 출력하는 단계, 상기 자동모드시 우량감지센서로부터 빗물의 양에 대한 정보를 입력받는 단계, 그리고 상기 빗물의 양에 대한 정보를 판단하여 파킹모드, 정지모드, 간헐모드, 로우모드, 또는 하이모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치의 주모터 및 보조모터에 출력하는 단계로 구성된다.
상기 본 발명의 제어방법은 파킹모드 또는 하이모드일 경우 와이퍼를 숨기거나 와이퍼의 와이핑 각도를 조절하기 위한 제어신호를 보조모터에 출력하는 단계를 더 포함하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따르는 와이퍼 컨트롤 시스템의 구성에 대해서 자세히 살펴본다.
도 4는 본 발명에 따르는 와이퍼 컨트롤 시스템을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따르는 와이퍼 컨트롤 시스템의 제어순서를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이 와이퍼 컨트롤 시스템은 멀티펑션 스위치(12)나 차속센서(11)로부터 정보를 입력받는 인패널 ECU(10), 차량 전방 윈도우 상의 우량을 감지하는 우량감지센서(40), 상기 인패널 ECU(10) 및 우량감지센서(40)로부터 정보를 받아 제어신호를 출력하는 와이퍼 컨트롤러(20), 및 와이퍼 컨트롤러(20)로부터의 제어신호에 의해서 와이퍼를 작동시키는 주모터(31) 및 보조모터(32)를 작동시키는 와이퍼 장치(30)로 구성된다.
상기 와이퍼 컨트롤러(20)는 상기 우량감지센서(40)와 인패널 ECU(10)와 동시에 통신하기 위한 각각의 입력포트를 구비하고 있으며, 우량감지센서(40)와는 ISO통신에 의해서, 인패널 ECU(10)와는 LAN통신에 의해서 신호를 받는다. 본 실시예에서는 ISO통신과 LAN통신을 사용하고 있지만 이는 우량감지센서(40) 및 인패널 ECU(10)의 사양에 따라 변할 수 있다.
상기 우량감지센서(40)는 차체 전방 윈도우의 일정영역에 적외선을 입사시켜 반사되는 적외선을 감지함으로써 빗물의 양을 감지하여 와이퍼 컨트롤러(20)에 출력한다. 상기 인패널 ECU(10)는 운전자의 핸들 하부에 위치하는 멀티펑션 스위치(12)를 운전자가 와이퍼 작동 모드에 따라 조작함으로써 발생하는 신호를 입력받아 와이퍼 컨트롤러(20)에 출력한다. 본 발명에 따르는 와이퍼 컨트롤 시스템의 멀티펑션 스위치(12)에 의한 작동모드는 도 5에 도시된 바와 같이 자동모드(M60), 파킹모드(M50), 정지모드(M40), 로우모드(M20) 및 하이모드(M30)로 나누어진다.
상기 와이퍼 장치는 와이퍼, 상기 와이퍼를 작동시키기 위한 구동력을 발생시키는 주모터(31), 및 와이퍼의 미세한 작동을 조절하기 위해서 설치된 보조모터(32)로 구성된다(도 3참조).
우천시에 운전자가 빗물의 양에 따라 로우모드(M20) 또는 하이모드(M30)로 멀티펑션 스위치(12)를 조작할 경우에는 와이퍼 컨트롤러(20)는 인패널 ECU(10)의 신호를 받아 주모터(31)에 제어신호를 보내 와이퍼 장치(30)를 작동시키게 된다.하이모드(M30)는 로우모드(M20)보다 빠르게 와이퍼가 작동하기 때문에 앞서 설명한 와이퍼 영역을 벗어나는 현상이 발생한다. 이때 와이퍼 컨트롤러(20)는 보조모터(32)에 제어신호를 보내 도 3에 도시한 바와 같이 로드(33)와 레버(34)의 가변길이를 조절함으로써 와이핑 각도를 약 -2˚감소시켜 이를 방지할 수 있다.
비가 그치게 된 경우 운전자가 멀티펑션 스위치(12)를 정지모드(M40)에 둘 경우 와이퍼 컨트롤러(20)는 주모터(31)의 회전을 정지시켜 와이퍼가 하방으로 내려가 정지하도록 하고 이후 파킹모드(M50)에 두면, 보조모터(32)를 작동시켜 와이퍼를 정지모드(M40)에서 보다 하방으로 이동 시켜 차체의 전방에서 와이퍼가 보이지 않도록 한다.
또한 우천시, 운전자가 자동으로 와이퍼를 작동시키기 위해서 멀티펑션 스위치(12)의 자동모드(M60)를 사용할 경우, 와이퍼 컨트롤러(20)는 우량감지센서(40)와 통신하여 빗물의 양에 대한 정보를 입력받아 자동으로 상기의 로우모드(M20'), 하이모드(M30'), 정지모드(M40'), 파킹모드(M50') 및 상기 로우모드(M20')보다 와이핑속도가 느린 간헐모드(M10')에 대한 제어신호를 와이퍼 장치에 보내 와이퍼의 작동을 자동을 행하게 한다. 간헐모드(M10')는 주모터(31)를 일회 회전시켜 와이핑시킨 후 일정시간의 릴레이 간격을 두고 주모터(31)를 다시 회전시키게 된다. 상기 자동모드(M60)에서는 하이모드(M30')나 파킹모드(M60')에서 와이핑 영역 벗어남이나 와이퍼 파킹조작을 위해서 보조모터(32)에 제어신호를 출력하는 것도 자동으로 행하게 된다.
상기 우량감지센서(40)와 와이퍼 컨트롤러(20)와의 통신되는 제어신호를 일예로서 설명하면 다음과 같다. 본 실시예에서 우량감지센서(40)와 와이퍼 컨트롤러(20)는 8비트의 ISO 통신을 사용하며 2번, 5번, 6번 및 7번 비트를 사용하기로 한다.
1. 자동모드(M60) 중 로우모드(M20')의 상태일 경우
우량감지센서(40)로부터의 정보 중에 6번 비트가 '0'이고 5번 비트가 '0'이면, 와이퍼 컨트롤러(20)는 정지모드(M40')로 판단하여 로우모드(M20')로 와이퍼를 1회 작동시킨후 정지시키는 제어신호를 출력하며, 이후 우량감지센서(40)로부터의 신호에서 6번 비트가 '1'이고 5번 비트가 '0'이 되면 파킹모드(M50')로 판단하여 보조모터(32)에 와이퍼를 하방으로 이동시켜 파킹시키도록 하는 제어신호를 출력한다.
또한, 우량감지센서(40)로부터의 정보 중에 6번 비트가 '0'이고 5번 비트가 '1'이면 와이퍼 컨트롤러(20)는 로우모드(M20')로 판단하여 주모터(31)를 로우모드(M20')에 해당하는 속도로 회전시키게 하는 제어신호를 출력한다. 이후 6번 비트가 '0'이고 5번 비트가 '0'이 되면, 정지모드(M40')로 판단하여 로우모드(M20')에서 와이퍼를 1회 작동시키고 주모터(31)를 정지시키는 제어신호를 출력한다. 이후 6번 비트가 '1'이고 5번 비트가 '0'이 되면 파킹모드(M50')로 판단하여 보조모터(32)를 하방으로 보낸 파킹시키는 제어신호를 출력하게 된다.
2. 자동모드(M60) 중 하이모드(M30')의 상태일 경우
우량감지센서(40)로부터의 신호에서 7번 비트가 '0', 6번 비트가 '1', 5번 비트가 '1'일 경우 와이퍼 컨트롤러(20)는 하이모드(M30')로 판단하여하이모드(M30')로 와이퍼를 작동시키는 제어신호를 주모터(31)에 출력하고, 이후 7번 비트가 '1', 6번 비트가 '0', 5번 비트가 '1'일 경우 로우모드(M20')로 판단하여 로우모드(M20')로 전환하는 제어신호를 출력하고, 이후 7번 비트가 '1', 6번 비트가 '0', 5번 비트가 '1'일 경우 정지모드(M40')로 판단하여 로우모드(M20')로 1회 회전시킨 후 정지시키는 제어신호를 출력하고, 이후 7번 비트가 '1', 6번 비트가 '1', 5번 비트가 '0'일 경우 파킹모드(M50')로 판단하여 와이퍼를 하방으로 이동시키는 제어신호를 보조모터에 출력한다.
또한, 7번 비트가 '0', 6번 비트가 '1', 5번 비트가 '0', 2번 비트가 '0'일 경우 와이퍼 컨트롤러(20)는 하이모드(M30')에서 와이퍼를 1회 회전시키는 제어신호를 출력하고, 이후 7번 비트가 '0', 6번 비트가 '1', 5번 비트가 '0', 2번 비트가 '1'일 경우 로우모드(M20')로 판단하여 로우모드(M20')에 해당하는 제어신호를 출력하며, 이후 7번 비트가 '1', 6번 비트가 '0', 5번 비트가 '0', 2번 비트가 '1'일 경우 정지모드(M40')로 판단하여 로우모드(M20')에서 1회 회전한 후 정지시키는 제어신호를 출력하고, 이후 7번 비트가 '1', 6번 비트가 '1', 5번 비트가 '0', 2번 비트가 '1'일 경우 파킹모드(M50')로 판단하여 정지한 와이퍼를 하방으로 이동시키는 제어신호를 보조모터에 출력한다.
상기 설명은 본 발명에 따르는 일실시예를 설명한 것이며, 본 발명은 후술할 특허청구의범위의 범위내에서 당업자가 용이하게 변경, 수정 될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 우량감지센서와 직접통신하며, 우량감지센서에 의해서 입력된 신호에 의해서 각각의 와이퍼 작동모드를 수행할 수 있는 자동모드를 구비함과 동시에 각각의 작동모드에 따라 주모터 및 보조모터의 작동을 제어할 수 있는 와이퍼 컨트롤러를 포함하는 통합된 와이퍼 컨트롤 시스템 및 그 제어방법을 제공하여 보다 용이하게 와이퍼의 작동을 제어할 수 있도록 한다.

Claims (4)

  1. 멀티펑션 스위치나 차속에 대한 정보를 제공하는 인패널 ECU, 차량 전방 윈도우에서의 우량을 감지하는 우량감지센서, 상기 인패널 ECU 및 우량감지센서로부터 정보를 받아 제어신호를 출력하는 와이퍼 컨트롤러, 및 와이퍼 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해서 주모터 및 보조모터를 작동시켜 와이핑 작업을 행하는 와이퍼 장치를 포함하는 와이퍼 컨트롤 시스템으로서,
    상기 와이퍼 컨트롤러는 인패널 ECU 및 우량감지센서와 통신하기 위한 각각의 입력포트를 구비하고 있으며,
    상기 인패널 ECU를 통해 전달되는 멀티펑션 스위치의 신호에 따라 파킹모드, 정지모드, 로우모드, 하이모드, 또는 자동모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치에 전송하며,
    상기 자동모드시 상기 와이퍼 컨트롤러는 상기 우량감지센서로부터의 정보를 입력받아 빗물의 양에 따라서 파킹모드, 정지모드, 간헐모드, 로우모드, 또는 하이모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 컨트롤 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동모드 중 파킹모드와 하이모드시에 상기 와이퍼 컨트롤러는 와이퍼를 숨기거나 와이퍼의 와이핑각을 조절하기 위한 제어신호를 보조모터에 출력하는것을 특징으로 하는 와이퍼 컨트롤 시스템.
  3. 멀티펑션 스위치나 차속에 대한 정보를 제공하는 인패널 ECU, 차량 전방 윈도우에서의 우량을 감지하는 우량감지센서, 상기 인패널 ECU 및 우량감지센서로부터 정보를 받아 제어신호를 출력하는 와이퍼 컨트롤러, 및 와이퍼 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해서 주모터 및 보조모터를 작동시켜 와이핑 작업을 행하는 와이퍼 장치를 포함하는 와이퍼 컨트롤 시스템을 제어하는 방법으로,
    상기 인패널 ECU에서 멀티펑션 스위치나 차속센서로부터의 신호를 입력받는 단계,
    상기 멀티펑션 스위치의 신호에 의해서 자동모드, 파킹모드, 정지모드, 로우모드, 또는 하이모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치의 주모터 및 보조모터에 출력하는 단계,
    상기 자동모드시 우량감지센서로부터 빗물의 양에 대한 정보를 입력받는 단계, 그리고
    상기 빗물의 양에 대한 정보를 판단하여 파킹모드, 정지모드, 간헐모드, 로우모드, 또는 하이모드에 해당하는 제어신호를 와이퍼 장치의 주모터 및 보조모터에 출력하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 와이퍼 컨트롤 시스템 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파킹모드 또는 하이모드일 경우 와이퍼를 숨기거나 와이퍼의 와이핑 각도를 조절하기 위한 제어신호를 보조모터에 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 컨트롤 시스템 제어방법.
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