KR20010005902A - 윈드스크린 와이퍼 작동 장치 - Google Patents

윈드스크린 와이퍼 작동 장치 Download PDF

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Abstract

유리면 젖은 상태인식용 습도 센서(22)가 있는 와이퍼(12) 작동 장치(10)를 제안하며, 상기 센서는 강수량과 물방울 인식 외에도 안개와 보슬비를 인식한다. 이때 증분값(Ink)은 조정 유니트(16)에 의해 습도 센서(22)의 측정값(Us)에 배정된다. 두 개의 상호 연속된 증분값(Ink)의 차이값이 기억 장치(28)에서 부호에 따라, 그 이전에 동일한 방법으로 생성된 차이값으로 구성된 총계(Σ)에 가산되며, 문턱값(S)에 도달하면 기억 장치(28)에 저장된 총계(Σ)에 의해 조정 유니트(16)가 와이퍼를 작동시킨다.

Description

윈드스크린 와이퍼 작동 장치{DEVICE FOR OPERATING A WINDSCREEN WIPER}
정량적 및/또는 정성적으로 변하는 유리창 위의 이물질 층의 상태에 따라 세척 사이클 빈도가 자동으로 조정되는 와이퍼 세척 장치 조정기(DE 41 41 348 A1)가 알려져 있다. 또한 광학 강우 센서 신호가 작동 장치에 의해 분석된다. 신호가 특정 작동 문턱값 이하로 내려가면 세척 사이클이 작동된다. 강우센서를 매번 스쳐지나가므로 신호는 최대 신호값까지 다시 증가하며, 이 값은 그 다음 세척 사이클에 대한 기준값으로 저장된다. 작동 문턱값은 이 기준값에 따라 95 %로 정해진다.
이러한 조정장치의 중요한 단점은 규정된 시간이 흐른 후, 만약 이 시간 안에 이 물질이 충분하게 형성되지 않아, 센서장치의 신호값이 작동 문턱값 이하가 되지 않을 경우, 새로운 세척 사이클이 작동된다는 것이다. 따라서 상황에 따라서는 그 사이에 발생하는 센서신호의 온도 유동이 더 이상 사용되지 않으므로, 새로운 기준값이 만들어진다. 다시 말해 와이퍼가 건조하거나 또는 거의 건조 상태에 있는 유리면을 세척하게 된다.
그로 인해 발생하는 또 다른 단점은 안개 또는 보슬비에 의해 생성되는 신호와, 센서의 온도 증가로 인한 신호 변경이 구별되지 않는다는 것이다. 즉 두 가지 영향이 신호값에 의해 작동 문턱값 이하로 내려간다.
또한 모든 세척 과정에서 기준값이 새롭게 판독되며, 다음 세척 사이클의 작동 문턱값을 정리하는데 사용된다는 단점이 있다. 따라서 예컨대 유리면 위의 고체 오염물질은 기준값을 낮아지게 하며 그로 인해 작동 문턱값이 낮아지므로, 일단 유리면 위에 오염물질과 수분으로 이루어진 물질이 더 많아져야 비로소 세척이 시작된다. 이렇게 유리면에 물질이 많아지면 운전자의 시계를 방해하여 안전에 대한 위험도가 증가한다.
본원 발명은 주 청구항의 상위 개념에 따른 윈드스크린 와이퍼 작동 장치에 관한 것이다.
도 1은 와이퍼 작동 장치의 블록 회로도.
도 2는 습도 센서의 예시 측정값을 시간에 대해 나타낸 다이어그램.
도 3는 측정값으로부터 차이값과 총계를 계산하기 위한 테이블.
도 4는 총계값을 습도 센서 측정값에 대해 나타낸 다이어그램.
주 청구항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는 강우 인식 및 물방울 인식에 추가로, 안개와 보슬비가 본 장치에 의해 인식된다는 장점이 있다. 유리면 위의 습도가 인식되어 거기에 따른 세척 과정이 수행된다.
부 청구항의 조치들을 통해 주 청구항의 특징을 유용하게 확정 및 개선할 수 있다. 특히 유용하게도 와이퍼가 가동될 때 최대 측정값이 규정된 임계값에 배정된다. 그 다음 최대값이 증가할 경우, 예컨대 유리면의 세척이 더 양호해지는 경우 이러한 배정은 다시 수정된다.
측정값으로 구성되는 평균값 형성의 장점은 개별값 아닌 짧은시간 또는 규정된 횟수만큼의 평균 측정값이 와이퍼 작동을 개시하기 때문에 장치가 안정적으로 가동된다.
또 다른 장점은 본 발명에 따른 장치를 통해 조정 유니트의 신호 증폭 또는 그의 증가와는 무관한 신호 분석이 수행된다.
프로그램으로 제어되는 습도 센서의 온도 유동성 보상 외에도 온도 측정 및 신호를 분석할 때 측정된 온도가 참조되는 것 역시 유용하다.
도 1은 도면에 도시되지 않은 차량 유리창 세척용 와이퍼(12) 작동 장치(10)이며, 상기 와이퍼는 모터(14)로 구동된다. 조정 유니트(16)는 조정신호(18)를 통해 모터(14)를 조정한다. 조정 유니트(16)는 예컨대 광학습도 센서(22)의 측정값(Us)을 가지며, 상기 센서는 유리면에서 전반사 이론, 즉 유리면으로부터 유리면 위에 있는 물방울을 통한 광선의 방출에 따라 작동된다. 측정값(Us) 분석을 위해 조정 유니트(16)는 증분값 송신기(24), 차이값 생성기(26), 기억 장치(28) 및 분석스텝(30)을 가진다. 작동소자(36)는 조정장치(16)를 작동 및 해제함으로써 와이퍼를 구동시킨다.
실시예의 확장된 형태에서는 온도 감지기(32)가 입력신호(24)를 조정장치(16)에 전송한다. 이 신호는 프로그램 조정기(38)를 통해 분석된 다음, 센서(22)로부터 전송되는 측정값(Us)을 보정하기 위해 기억 장치(28)에 수록된다.
도 2는 초기에는 유리면에 건조한 상태에서 점차 습도가 증가함에 따라 그 값이 감소하는 습도 센서 신호를 예시적으로 구성한 것이다. 증분값(Ink)에 있어서 각각의 증폭된 신호 크기값에 따라 신호의 측정값(Us)을 시간(t)에 대해 나타냈다. 습도 센서 측정값(Us)은, 예컨대 6밀리 초의 시간 간격(ti)으로 조정장치(16)에 접수되어 분석된다. 습도 센서(22)에서 반사도가 클수록 차량 유리면은 더 깨끗하며 측정값(Us)은 더 커진다. 화살표(T)는 습도 센서의 온도가 증가할 때 측정값(Us)의 신호가 약해짐을 나타낸다.
도 3은 도 2 측정값(Us)의 예에서 측정값(Us)과 그에 따른 총계(∑)로 구성되는 차이값을 기억 장치(28)에서 계산하기 위한 테이블이다. 모든 기록값들은 증분(Ink)으로 나타냈다. 이때 총계(∑)는 시작값(105)으로 시작된다.
도 4에 습도 센서(22)의 측정값(Us)에 따라 달라지는 총계(∑)를 나타냈으며, 총계는 시작값으로부터 시작되며, 측정값(Us)의 차이로 이루어지고, 증분값(Ink)으로 나타냈다. 총계(∑)의 값은 측정값(Us)보다 작은 임의의 영역으로 제한되며, 이 경우 시작값(105 Ink)에 해당하는 제 1임계값(∑1),(95 Ink)일 경우의 제 2임계값(∑2)으로 제한된다. 이 영역의 대략 중간영역에 조정장치(16)를 사용하여 임으로 입력할 수 있는 문턱값(S), 여기서는(100 Ink)가 놓인다.
수분층이 없는 깨끗한 유리면에 대한 최고 측정값(Us=207)에 제 1임계값(∑1=105 Ink)이 배정된다. 곡선은 제 2임계값(∑2) 이하로 내려가면, 조정장치(16)의 총계(∑)값은 일정하게 유지된다. 도 4의 곡선은 습도 센서(22)의 감소 및 증가하는 측정값(Us)에 적용된다.
본 발명에 따른 장치의 작동방식을 도 2, 3 및 4를 사용하여 설명한다.
차량 운전자는 작동소자(36)를 작동하여 와이퍼 장치를 켜고 끌 수 있다. 비가오면 장치가 켜지므로, 조정장치(16)가 와이퍼(12) 작동을 위한 제 1조정신호(18)를 와이퍼 모터(14)에 전송하며, 와이퍼(12)는 적어도 한번의 세척 사이클로 세척한다. 하지만 와이퍼(12)가 습도 센서(22)를 최종적으로 짧게 스치고 지나가면 조정장치(16)는 습도 센서(22)의 측정값(Us)을 얻게 되며, 여기서는 t=84ms의 매우 짧은(정립된) 시간에 대해 나타냈다. 이 값은 조정장치(16)에서 다음과 같은 방법으로 분석된다.
도 2에서 보듯이 증분값 전송기(24)는 모든 시간간격(ti)에 따라 별도의 증분값(Ink)을 측정값(Us)에 배정한다. 증분값 전송기(24)로써 예컨대 타이머를 사용할 수 있다. 측정값(Us) 내지는 증분값(Ink)은 이전의 역수값 생성 및 1보다 큰 값에 도달하기 위해 계수를 곱한 후에 차이값 생성기(26)로 유입된다. 거기에서 실제 측정값(Us) 내지는 증분값(Ink)이 이전의 측정값(Us) 내지는 증분값(Ink)으로부터 감산된 다음 차이값이 부호와 함께 기억 장치(28)에 기록된다. 기억 장치(28), 일반적으로 RAM-기억 장치에서 차이값이 가산되어 총계(∑)가 나온다.
도 3에서 예시적으로 알 수 있듯이 운전자가 장치(10)를 작동하면 총계(∑)에 대한 시작값(여기서는 105 Ink)으로써 제 1임계값(∑1)이 기억 장치(28)에 기록된다. 와이퍼(12)가 제 1세척 사이클을 실행하면 유리면의 상태가 개선되고 습도 센서(22)의 측정값(Us)은 급속히 증가한다. 유리면의 상태가 개선되고 습도 센서(22)의 측정값(Us)은 빠르게 증가한다. 유리면 위에서의 수분 증발에 의한 미끌림으로 인해 측정값(Us)이 실제 센서면의 스침세척과정에서보다 더 긴 시간 증가한다. 생성된 양의 차이값은 기억 장치(28)의 시작값에 가산되지 않으며 따라서 제 1의 임계값(∑1)을 이 세척 사이클로 야기되는 가장 깨끗한 유리면 상태에 배정한다(여기서는 Us=207 Ink). 동시에 문턱값(S), 제 2 임계값(도 2), 총계(∑)의 모든 다른 값들이 측정값(Us)에 다시 배정되며, 다시 말해 총계(∑)의 모든 영역이 제 1 임계값(∑1)의 배정과 함께- 도 4에 점으로 나타냈듯이 좌측으로-최대 측정값(Us)으로 이동한다.
시작값으로써 임계값(∑1, ∑2) 사이에 있는 총계(∑)의 다른 모든 값이 사용되며, 여기서는(95 Ink) 와(105 Ink) 사이의 값들이 포함된다. 이 경우 형성된 양의 차이값은 제 1 임계값(∑1)에 도달할 때까지 총계(∑)에 합산된다. 문턱값(S) 이하에 있는 시작값이 장치(10)가 활성화된 후에 와이퍼 작동을 발생시킨다는 것을 고려해야 한다. 따라서 가장 의미있는 해결책으로, 시작값으로써 제 1 임계값(∑1)이 사용된다.
이렇게 함으로써, 장치(10)가 가동될 때 한번의 배정이 수행된다. 가동이라 함은 예컨대 운전자가 차량의 시동장치를 작동 한 다음 작동소자(36)를 맨 처음 작동시킨다는 의미이다. 습도 센서(22)의 노화현상은 짧은 시간동안에는 나타나지 않으므로 주행 중에는 더 이상의 배정과정이 필요치 않다. 하지만 추후 장치(10)를 재작동할 경우 내지는 추후 와이퍼 작동시점에서, 측정치가 그 시점까지 산출된 최대 측정치(Us)보다 높으면, 즉 유리면이 이전보다 더 깨끗하거나 건조한 상태 또는 신호증폭이 더 큰 경우, 상기의 방법에 의해 이 측정치가 제 1 임계값(∑1)에 배정된다.
유리면 위의 수분층이 증가하는 경우 습도 센서(22)의 측정값(Us)과 기억 장치(28)의 총계(∑)는 감소한다. 만약 총계(∑)값이 문턱값(S) 이하로 내려가면, 기억 장치(28) 뒤에 설치된 분석스텝(30)은 이 상태를 강우로써 인식하며 모터(14)를 다시 작동하기 위해 조정신호(18)를 발생한다. 와이퍼(12)는 유리면을 세척하며 이 때 습도 센서(22)를 스쳐지나간다. 이렇게 함으로써 측정값(Us)은 다시 증가하게 되고 따라서 총계(∑)값은 문턱값(S)을 다시 초과한다. 강우가 계속되는 경우 측정값(Us)은 다시 감소하며 문턱값(S) 이하로 내려가면 와이퍼가 다시 작동된다. 강우량의 정도에 따라, 예컨대 가변 간헐작동 시간에 따른 와이퍼의 간헐작동이 실행된다.
특히 문턱값(S) 역시 가변적으로 수행되므로, 기상 상태의 변화 정도에 따라 습도 센서(22)의 감도를 제어할 수 있다. 또한 감도 설정을 위해 주/야 인식을 적용할 수도 있다.
가동한 후 맨 처음 일분동안 습도 센서(22)의 온도가 빨리 증가하며, 그 후에는 천천히 증가한다. 유리면 위의 이물질 층이 일정할 경우, 온도가 증가하면 처음에는 빨리, 나중에는 천천히 측정값(Us)이 감소한다. 그로 인해 도 2에서 측정값(Us) 곡선이 화살표(T) 방향으로 이동하며 도 4의 변하지 않는 문턱값(S)에 보다 더 빨리, 즉 이물질 층이 크지 않을 때 도달하게 된다. 극단적인 경우 유리면에 수분이 없어도 와이퍼(12)는 작동하게 된다.
이러한 온도 효과를 보상하기 위해, 온도 보상을 위한 수단으로 만들어진 프로그램 조정기(38)는 추가의 보정증분을 기억 장치(28)에 있는 총계(∑)에 가산한다. 온도 변화의 진행상태를 이미 알고 있으므로, 프로그램 조정기(38)를 그에 따라 프로그램할 수 있다. 총계(∑)의 값은 측정값(Us)이 온도 효과에 의해 감소되는 만큼의 각 보정 증분만큼 증가됨으로써 유리면에 이물질 층이 동일한 경우 총계(∑)는 일정하게 유지된다. 예컨대 온도 변동을 보상하기 위해 작동시작 시점에서 초당 증가량 및 작동상태 시작 이후에 5분당 증가량이 총계(∑)에 가산된다. 온도 영향을 받는 약 30% 정도의 수위변동을 보정하기 위해 전체적으로 약 80 보정증분이 총계(∑)에 가산된다. 약 5분∼10분 후에 습도 센서(22)가 열적 평형상태에 있는 경우 이와 관련된 보정증분은 더 이상 가산되지 않는다.
주변 온도가 증가하면, 경험적으로 5분당 약 20°일 경우 온도증가의 최대변화량이며, 작동개시 이후 일괄적으로 보정된다. 즉, 예컨대 총계(∑)값이 제 1 임계값(∑1) 이하이면 매 6초당 증가분이 총계(∑)에 항상 가산된다.
주변온도가 냉각되면 측정값(Us)은 증가하며(신호증폭), 최대 측정값(Us)은 서두에 설명한 방법에 따라 제 1 임계값(∑1)에 배정되고 더 이상 참조되지 않는다.
대체 실시 예에서는, 온도감지기(32)가 센서(22) 및/또는 주변온도를 측정하므로 작동온도 또는 주변 온도가 올라갈 경우 측정치(Us)에 대한 온도의 영향은 분석스텝(30)에 의해 보정된다.
개선된 실시예에서는, 측정치(Us)로부터 일단 평균값이 구성된다. 평균값이 생성될 때 짧은 시간(여기서는 24ms) 동안 또는 규정된 횟수(여기서는 4개의 측정값) 동안, 측정값(Us)의 평균이 산출된다. 이 때 평균값이 제 1 측정값(Us) 감지와 함께 직접적으로 생성되느냐 또는 규정된 횟수 또는 시간 감지 이후에 형성되느냐 하는 것은 문제가 되지 않는다. 그 다음 차이값 계산을 위해 이미 상술했듯이 측정값(Us) 대신 이 평균값이 대입된다. 산출된 차이값은 기억 장치(28)에서 총계(∑)의 분석은 분석스텝(30)에 의해 실행된다. 제 1 임계값(∑1)에 최대 평균값이 배정된다. 도 3과 4는 (Ink)의 측정값(Us) 대신 (Ink)의 평균값을 나타냈다. 분석스텝(30)의 개별 측정값(Us)을 추가로 분석하여 경향을 알 수 있다.
또 다른 실시예에서는 산출된 차이값 대신 빈도에 의해 평균치가 결정된 차이값이 기억 장치(28)에서 총계(∑)에 가산된다. 이 때 예컨대 차이값이 1 내지 5 Ink일 경우 동일한 값이 총계(∑)에 가산되나, 차이값이 5 내지 10 Ink일 경우 또는 그 이상이면 차이값의 일부인, 작은 값만이 가산된다. 따라서 습도가 낮을 때 습도 인식이 민감하며 습도 변화가 높아지면 덜 민감해진다.

Claims (12)

  1. 와이퍼 모터(14), 기억 장치(28)가 있는 조정기(16) 및 유리면의 젖은 상태를 감지하는 습도 센서(22)가 있는, 특히 차량용 와이퍼(12) 작동 장치(10)로써, 상기 습도 센서의 측정값(Us)이 유리면의 젖은 상태가 증가함에 따라 특히 감소하는 방향으로 변하며, 이 측정값(Us)에 따라 문턱값(S)에 도달하면 와이퍼 모터(14)가 조정 유니트(16)에 의해 조정되는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치에 있어서,
    측정값(Us)이 조정 유니트(16)에 의해 증분값(Ink)에 배정되며, 두 개의 연속된 증분값(Ink)의 차이값이 기억 장치(28)에서 부호에 따라, 그 이전에 동일한 방법으로 생성된 차이값으로 구성된 총계(Σ)에 가산되며, 특히 문턱값(S) 이하가 되는 경우 기억 장치(28)에 저장된 총계(Σ)에 의해 조정 유니트(16)가 와이퍼를 작동시키는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 평균값은 연속된 측정값(Us)으로부터 나오는 적어도 두 개의 증분값(Ink)으로 구성되며, 두 개의 연속된 평균값은 기억 장치(28)에서, 그 이전에 동일한 방법으로 생성된 차이값으로 구성된 총계(Σ)에 가산되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조정 유니트(16)에서 임의로 입력할 수 있는 제 1임계값(Σ1) 및 그 값과 차이를 두고 총계(Σ)의 제 2임계값(Σ2)이 정해지며, 이때 제 1임계값(Σ1)은 유리면이 건조하거나 깨끗할 경우 습도 센서(22)의 측정값(Us)에 배정되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1임계값(Σ1)은 총계(Σ)의 시작값으로써 기억 장치(28)에 기록되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 문턱값(S)은 제 1 및 제 2 임계값(Σ1, Σ2)사이 영역에 놓이며, 특히 가변적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조정장치(16)는 온도보정용 수단, 특히 프로그램조정기(38)를 가지며, 상기 조정기가 보정증분을 통해 총계(Σ)를 보정하며, 이때 특히 온도감지기(32)가 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조정 유니트(16)는 증분값 전송기(24), 차이값 생성기(26), 온도보정용 수단(38) 및 분석스텝(30)을 가지는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 장치.
  8. 와이퍼 모터(14), 기억 장치(28)가 있는 조정기(16) 및 유리면의 젖은 상태를 감지하는 습도 센서(22)가 있는, 특히 차량용으로써 적어도 하나의 와이퍼(12) 작동 방법으로써, 상기 습도 센서의 측정값(Us)이 유리면의 젖은 상태가 증가함에 따라 특히 감소하는 방향으로 변하며, 이 측정값(Us)에 따라 문턱값(S)에 도달하면 와이퍼 모터(14)가 조정 유니트(16)에 의해 조정되는 와이퍼 작동 방법에 있어서,
    측정값(Us)은 조정 유니트(16)에 의해 증분값(Ink)에 배정되며, 두 개의 연속된 증분값(Ink)의 차이값은 기억 장치(28)에서의 부호에 따라, 그 이전에 동일한 방법으로 생성된 차이값으로 구성된 총계(Σ)에 가산되며, 특히 문턱값(S) 이하가 되는 경우 기억 장치(28)에 저장된 총계(Σ)에 의해 조정 유니트(16)가 와이퍼를 작동시키는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 평균값은 연속된 측정값(Us)으로부터 나오는 적어도 두 개의 증분값(Ink)으로 구성되며, 두 개의 연속된 평균값은, 그 이전에 동일한 방법으로 생성된 차이값으로 구성된 총계(Σ)에 가산되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 조정 유니트(16)에 임의로 입력할 수 있는 제 1임계값이 총계(Σ)에 대한 시작값으로써 기억 장치(28)에 기록되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 조정 유니트(16)에서 임의로 입력할 수 있는, 총계(Σ)의 제 2 임계값(Σ2)이 정해지며, 이때 제 2 임계값(Σ2)에 도달하고 습도가 계속 증가하면, 총계(Σ)는 제 2 임계값(Σ2)의 수치로 정해지는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 조정 유니트(16)는 습도 센서(22)의 온도가 변화, 특히 증가하는 경우 보정증분으로 총계(Σ)를 변경, 특히 가산하는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 작동 방법.
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