문맥 (context)
자동차용 와이퍼 스위치는 주로 눈비가 올 때 전방 시야 및 후방 시야를 확보하기 위해 앞유리 또는 뒷유리를 닦는 와이퍼를 작동하는 스위치이다. 그리고 통상적으로 앞유리 또는 뒷유리 와셔액을 분사하는 스위치도 자동차용 와이퍼 스위치에 함께 포함되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 멀티 펑션 스위치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 멀티 펑션 스위치의 가동 콘택트 및 고정 단자를 나타낸 평면도이다.
멀티 펑션 스위치는 스위치 본체(10)를 이루는 스위치 커버(11)와 스위치 바디(12) 사이에 스위치 레버(13)의 끝단이 삽입되어 설치되고, 운전자가 스위치 레버(13)를 조향 핸들 방향으로 회전시키거나 상하 방향으로 회동시키면서 해당하는 작동을 할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 스위치 레버(13)를 상하 방향으로 회전시킬 경우에, 와이퍼의 ON/OFF 작동 등의 와이퍼 움직임을 조작하고, 스위치 레버(13)를 전방 방향으로 당길 경우에 와셔액을 분사한다. 그리고 스위치 레버(13)에 구비된 미들 노브(14)를 회전시킬 경우에 와이퍼가 간헐적으로 움직이는 속도를 조절하고, 끝단의 조작 노브(15)를 회전시킬 경우에 뒤쪽 유리의 와이퍼 작동 및 와셔액 분사 등을 조절할 수 있도록 되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 멀티 펑션 스위치의 가동 콘택트 및 고정 단자를 나타낸 평면도이다.
운전자가 스위치 레버(13)를 상하 방향으로 회전시키면 스위치 레버(13) 끝단부(21)에 연결된 와이퍼 가동체(22)가 회동핀을 중심으로 회전하고, 와이퍼 가동체(22)에 구비된 신호용 가동 콘택트(23a) 및 전원용 가동 콘택트(23b)도 함께 움직이면서 스위치 바디(12)에 구비된 고정단자(24)와 접촉 부분이 변경되면서 와이퍼 작동 모드가 변경 및 선택된다.
신호용 가동 콘택트(23a)는 MIST 모드, INT(intermittent) 모드(또는 자동(auto) 모드) 등을 위해 사용되고, 전원용 가동 콘택트(23b)는 LO 모드, OFF 모드, HI 모드 등을 위해 사용된다. 여기서, MIST 모드는 안개, 이물질 등에 의해 운전자의 시야가 가릴 때 와이퍼를 작동시키고, OFF 모드는 와이퍼를 정지시키고, INT(intermittent) 모드는 약한 비가 내려 간헐적으로 와이퍼를 작동시키고, LO 모드, HI 모드는 강한 비가 내려 연속적으로 와이퍼를 작동시킨다.
고정단자(24)는 신호용 가동 콘택트(23a)와 접촉하는 MIST 접점(24a), INT 접점(24b), IG 접점(24c, 24d) 및 전원용 가동 콘택트(23b)와 접촉하는 HI 접점(24e), LO 접점(24f, 24g), PARK 접점(24h, 24i), IG 접점(24j)을 구비한다.
예를 들어, OFF 모드일 때 신호용 가동 콘택트(23a)는 IG 접점(24c, 24d)에 접촉하고, 전원용 가동 콘택트(23b)는 PARK 접점(24h) 및 LO 접점(24g)에 접촉한다.
OFF 모드에서 MIST 모드로 변경하기 위해 운전자가 스위치 레버(13)를 상부 방향으로 회전하여 스위치 레버(13) 끝단부(21)에 연결된 와이퍼 가동체(22)가 회동핀을 중심으로 회전하면, 신호용 가동 콘택트(23a)는 IG 접점(24d) 및 MIST 접점(24a)에 접촉하고, 전원용 가동 콘택트(23b)는 LO 접점(24f) 및 PARK 접점(24i)에 접촉한다.
MIST 모드에서 OFF 모드로 변경하기 위해 운전자가 스위치 레버(13)를 하부 방향으로 회전하여 스위치 레버(13) 끝단부(21)에 연결된 와이퍼 가동체(22)가 회동핀을 중심으로 회전하면, 신호용 가동 콘택트(23a)는 IG 접점(24c, 24d)에 접촉하고, 전원용 가동 콘택트(24b)는 PARK 접점(24h) 및 LO 접점(24g)에 접촉한다.
또한, 와이퍼 모터 제어 방식은 직접 구동 방식, 간접 구동 방식, 통신 방식 등이 있다. 여기서, 직접 구동 방식은 멀티 펑션 스위치가 와이퍼 모터와 직접 연결되어 대전류가 흐르기 때문에 멀티 펑션 스위치 패턴 접점 용량이 커야 하고, 와이퍼 정지 위치가 어긋나는 문제점이 있다. 간접 구동 방식은 멀티 펑션 스위치 중 MIST 모드 및 INT 모드의 경우 BCM(Body Control Module)에 신호를 보내 BCM이 와이퍼 모터를 제어하고, LO 모드 및 HI 모드의 경우 와이퍼 모터와 직접 연결되어 구동한다. 통신 방식은 멀티 펑션 스위치가 BCM에 신호를 전송하여 BCM이 모터를 제어하므로 멀티 펑션 스위치 패턴 접점 용량이 적어도 되고, 주로 사용하는 통신은 LIN(Local Interface Network)을 이용한다.
한편, 앞유리 열선(front deicer) 및 뒷유리 열선(Rear HTD)은 운전자의 스위치 조작 신호를 BCM에서 받아 타이머(약 15분) 제어하는 방식을 사용하고 있다. 여기서, 일반적으로 앞유리 열선 및 뒷유리 열선은 센터 패시어(center fascia) 내에 구비된 각각의 스위치에 의해 구동된다.
차량의 제어 시스템이 복잡해짐에 따라 센터 패시어 내 스위치 등의 증가로 인해 공간이 부족한 문제점이 발생한다. 이를 해결하고 제조 원가도 절감하기 위해 앞유리 열선 스위치와 뒷유리 열선 스위치를 통합하는 시도가 진행되고 있다.
하지만, 통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하므로 전기 부하 소비가 커 연비 및 배터리 충방전에 불리한 문제점이 있다.
또한, 뒷유리 열선의 경우 운전자 시인성 향상을 위해 빙결 해제 및 성애, 습기 제어가 목적이기 때문에 뒷 유리판 전체에 열선이 분포하지만, 앞유리 열선은 와이퍼(wiper) 빙결 해제 목적으로 유리판 하단 부에만 열선이 분포된다. 따라서, 기능이 서로 다른 열선을 동시에 작동시키면 앞유리 열선의 경우 불필요한 작동 영역이 발생하는 문제점이 있다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
종래 기술에서 앞유리 열선과 뒷유리 열선 스위치를 하나로 통합하여 작동할 경우, 전기 부하 소비가 커져 연비 및 배터리 충방전에 불리해지는 이유는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
-
1과제 해석
task_interpretation통합 스위치 작동 시 전기 부하가 커져 연비와 배터리에 불리한 영향을 주는 원인(조건)을 파악한다.
- 통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하므로 전기 부하 소비가 커 연비 및 배터리 충방전에 불리한 문제점이 있다.
-
2정보 추출
information_extraction통합 스위치 작동 시 발생하는 현상을 추출한다.
- 통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하므로
-
3근거 선택
evidence_selection전기 부하가 커지는 직접적인 원인이 '두 열선의 동시 작동'임을 확인한다.
- 통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하므로 전기 부하 소비가 커
-
4논리 통합
logical_integration통합 스위치 조작 -> 앞유리/뒷유리 열선 동시 작동 -> 전기 부하 증가 -> 연비/배터리 불리라는 인과관계를 연결한다.
-
5결론 도출
conclusion_formulation통합 스위치 하나를 작동하면 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하게 되어 전기 부하가 커지기 때문이다.
- 통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하므로
-
6답변 생성
answer_generation질문에 대해 인과관계를 명확히 기술하여 답변을 작성한다.
- 통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하므로
최종 답변 (final_answer)
통합 스위치 하나를 작동할 때 앞유리 열선과 뒷유리 열선이 동시에 작동하기 때문에 전기 부하 소비가 커진다.
핵심 해석 (core_interpretation)
앞유리 열선 스위치와 뒷유리 열선 스위치를 통합하여 작동할 경우 두 열선이 동시에 작동하게 되어 전기 부하 소비가 증가한다.