CN101215947B - 车辆开闭体的防夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种车辆开闭体的防夹方法。在此防夹方法中，首先检测一马达的运转电流波形，其中此马达是用以控制车辆开闭体的移动件的移动行程。接着，根据此马达的运转电流值进行处理步骤，来控制马达的运转状态，以在马达的运转发生异常时(例如：开闭体的移动件碰到异物时)，立即改变马达的运转状态(例如：反转)，而达到防夹功能，并改善车辆开闭体于大小震动时产生防夹的误动作。

Description

车辆开闭体的防夹方法

技术领域

本发明有关一种车辆开闭体的防夹方法，特别是有关一种应用电流检测的车辆开闭体的防夹方法。

背景技术

最近几年由于电子化的发展，车辆上的一些开闭体已从手动改成为完全自动，例如：电动窗、天窗等，因而带给使用者许多便利。然而，根据美国国家公路安全局(NHTSA)1997年的一个安全事故调查指出，每年美国大约有499起急诊病例是由于对汽车电动附件的操作引起。而其中大约有93％的受害者是源于汽车电动窗，32％受害者年龄小于6岁，另有32％受害者年龄小于15岁。由于人身安全得不到保证，汽车电动窗防夹便成为刻不容缓的议题，因此美国和欧洲就制定法规FMVSS118和74/60/EEC，以强制规定自动开关窗户须具有防夹力在100N以下的防夹功能。

现有的防夹检测系统的检测方式可分成非接触直接系统(Touchless DirectSystems)、密封整合系统(Seal Integrated Systems)和间接系统检测系统(Indirect Detection Systems)。非接触直接系统是根据一些传感器(例如红外线、超音波、激光感应)来达到自动防夹的功能，但因为传感器昂贵，使得其成本相对会提高。密封整合系统的传感器是整合在胶条边框内，当有东西碰触到胶条上，马达立刻会产生反转的信号，让防夹的系统起动，进而保护小孩或大人的安全。但因胶条受限于安装的环境因素、检测状态及其频繁的使用条件，致其使用寿命有限，而且成本也高。间接检测系统是采用霍尔感应技术，须考虑马达精密度，以及机构方面的配合，才能让防夹做的尽善尽美。故万一其中的部件无法配合或有瑕疵存在，将影响防夹而造成高误防夹率，故此种技术仍有改善之处。

综上所述，前述的现有技术有成本高、寿命短、机构繁复和马达精密度要求高等缺点。因此，非常迫切需要发展一种车辆开闭体的防夹方法，借以改善前述的缺失。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆开闭体的防夹方法，借以有效地达到车辆开闭体的自动防夹的功能。

本发明的又一目的是提供一种车辆开闭体的防夹方法，借以有效地辨识出何时为车辆开闭体受到震动与何时为车辆开闭体夹到异物，因而降低误防夹率。

根据本发明的上述目的，提出一种车辆开闭体的防夹方法，借以有效达到安全防夹的功能，并可避免车辆开闭体因受到震动而产生防夹的误动作。

依照本发明的较佳实施例，在本发明的车辆开闭体的防夹方法中，首先，提供一预设门槛值。接着，检测一马达的运转电流，并依一时间行程的时序获得至少二个电流检测值，其中此马达驱动车辆开闭体的移动件沿着一移动行程向全关位置移动。然后，进行一正常防夹模式，以判断移动件是否夹到异物，其中在正常防夹模式中，进行第一判断步骤，以决定最后一个电流检测值减去最先一个电流检测值是否大于所述预设门槛值。当第一判断步骤的结果为是时，则进行一大震动防夹模式或一小震动防夹模式。

在大震动防夹模式中，首先自检测到最后一个电流检测值的时间点往前推算一预设时段，其中此预设时段是大于前述的时间行程。然后，找出此预设时段中最后一个电流检测值(Ic)、一最大电流检测值(Ia)和一最小电流检测值(Ib)。接着，进行一第二判断步骤，以决定(Ic—Ib)—(Ia—Ib)是否大于或等于所述预设门槛值。当第二判断步骤的结果为是时，则启动马达的防夹动作。

在小震动防夹步骤中，进行一第三判断步骤，以决定最后一个电流检测值减去最先一个电流检测值后再除以2的值，是否大于或等于二者的中间点电流值减去一预设误差值。当第三判断步骤的结果为是时，则启动马达的防夹动作。

依照本发明的另一较佳实施例，此些电流检测值为至少三个电流检测值。而正常防夹模式还至少包括：进行一第四判断步骤，以决定计算每相邻三个电流检测值中的第三个电流检测值减其第一个电流检测值的值是否均大于0。当第一判断步骤与所述第四判断步骤的结果均为是时，则进行上述的大震动防夹模式或小震动防夹模式。

此外，本发明的正常防夹模式为一种多段式防夹模式，其是将移动行程以全关位置为原点规划出一第一段防夹区，一第二段防夹区、和一第三段防夹区。第一段防夹区包含有第一时间行程(t1)，第二段防夹区包含有第二时间行程(t2)，第三段防夹区包含有第三时间行程(t3)，其中t3>t2>t1。而前述的预设门槛值在第一段防夹区、第二段防夹区、和第三段防夹区中被分别设定为一第一预设门槛值、一第二预设门槛值和一第三预设门槛值，其中第一预设门槛值是大于第二预设门槛值，第二预设门槛值是大于第三预设门槛值。

因此，应用本发明可有效地达到车辆开闭体的自动防夹的功能，而无须使用传感器；可有效地辨识出何时为车辆开闭体受到震动与何时为车辆开闭体夹到异物，因而降低误防夹率。

附图说明

图1为绘示驱动车辆开闭体移动的马达运转电流的总行程示意图。

图2为绘示本发明的车辆开闭体的防夹位置的示意图。

图3为绘示本发明的车辆开闭体的防夹方法的流程示意图。

图4为绘示车辆开闭体的移动件夹到异物后的马达运转电流的行程示意图。

图5为绘示本发明克服大震动的判断电流波形示意图。

图6为本发明克服小震动的判断电流波形示意图。

图7为绘示本发明的实施车辆开闭体的防夹方法的装置示意图。

具体实施方式

本发明是利用车辆的电子控制装置(ECU)本身硬件电路，且搭配分流(Shunt)的装置，来测量马达的运转电流的变化，进而去做分析且判断，以达到防夹的功能。

一般而言，当车辆开闭体(如天窗、电动窗等)的移动件，其移动行程往闭合方向位移时，如碰到阻碍物，此时驱动所述移动件的马达运转电流会显著的提高，因此可根据这项特性，通过检测电流变化来使开闭体(例如：天窗、电动窗等)产生防夹动作。请参照图1，图1为绘示驱动车辆开闭体移动的马达运转电流的总行程L示意图。在点B1时，启动马达，以使车辆开闭体(如天窗、电动窗等)的移动件的移动行程往闭合方向位移时，其中马达的运转电流在启动时会瞬间上升。当移动件抵达全关位置而撞到例如窗框时，马达的运转电流也会瞬间上升。当马达产生堵转电流(Stall Current)的持续时间达到系统预设值时(大约在点B2的位置)，此时即关闭马达，而完成车辆开闭体的关闭的总行程L。因此，本发明的车辆开闭体的防夹方法并不对接近点B1和点B2附近的电流进行分析，以避免造成防夹的误动作。另一方面，在点B1与点B2之间，当车辆在启动开闭体(如关上电动窗)时，若正好有甩门关门的动作；或者，正处于行驶当中，因路况而受到震动时，此时马达的运转电流也会有突然增减的现象，而造成防夹的误动作。因此，本发明除具有防夹的功能外，还可对车辆受到震动所造成的电流波动，进行特殊的分析与处理，以避免马达控制的车辆开闭体发生误动作，致失去车辆开闭体的正常开关功能。

请参照图2和图3，图2为绘示本发明的车辆开闭体的防夹位置的示意图；图3为绘示本发明的车辆开闭体的防夹方法的流程示意图。首先，启动马达(步骤100)，以使车辆开闭体的移动件沿着移动行程D4向全关位置移动。接着，进行步骤110，以检测如图1所示马达的运转电流，并依时序先后获得包含至少有二电流检测值的电流检测数据。然后，进行防夹判断步骤。本发明的防夹判断步骤包含有正常防夹模式、大震动防夹模式、及小震动防夹模式，其中先进行正常防夹模式以判断车辆开闭体的移动件是否夹到异物(步骤130)。若未检测到夹到异物的情形(即步骤130的判断结果为否)，则无须再进行其他防夹模式的判断，而回到步骤110，以重新检测如马达的运转电流；若检测到有夹到异物的情形(即步骤130的判断结果为是)，则进行大震动防夹模式或小震动防夹模式(步骤140)，其中大震动防夹模式是用以检测马达运转电流的波动是否是因车辆受到大震动所造成；小震动防夹模式是用以检测马达运转电流的波动是否是因车辆受到小震动所造成。以下分别说明正常防夹模式、大震动防夹模式和小震动防夹模式的运作。

正常防夹模式

请参照图2至图4，图4为绘示车辆开闭体的移动件夹到异物后的马达运转电流的行程示意图。当移动件夹到异物后，步骤110依据一时间行程的时序获得的电流检测数据至少包括有三个电流检测值。为方便说明起见，本实施例是以A1至A5共五个电流检测值来表示，其中，A1至A5因移动件夹到异物，致其电流会递增。

在本实施例中，首先，判断电流差值A3—A1、A4—A2、A5—A3；及总电流差值A5—A1。然后，以根据电流差值和总电流差值来进行防夹判断步骤，即当(A3—A1)>0且(A4—A2)>0且(A5—A3)>0且(A5—A1)>预设门槛值，即代表此时车辆开闭体的移动件夹到异物，则判断为防夹(即步骤130的判断结果为是)，此时，仍需再进行大震动防夹模式和/或小震动防夹模式，以决定最后是否改变马达的运转状态(例如：反转)，而达到防夹功能。

或者，本发明也可采用另一实施判断方式，只要依据时序所取得至少包括有二个电流检测值，其中后电流值减去前电流值大于前述的预设门槛值，则判断为防夹，接着仍需再进行大震动防夹模式和/或小震动防夹模式，以决定最后是否改变马达的运转状态进行防夹。

若(A3—A1)≦0或(A4—A2)≦0或(A5—A3)≦或(A5—A1)≦预设门槛值，前述有一条件成立时，则判断为非防夹(即步骤130的判断结果为否)，而不需改变马达的运转状态进行防夹，也无需再进行其他模式的防夹判断步骤。

如图2所示，本发明是将受马达控制的移动件依其移动行程D4作三段式的行程规划，分为第一段防夹区D1，包含有第一时间行程(简称t1)、第二段防夹区D2，包含有第二时间行程(简称t2)和第三段防夹区D3，包含有第三时间行程(简称t3)，其中，t3>t2>t1，且每一防夹区并依其移动件所在位置而有不同的防夹力，分别对应包含有第一预设门槛值、第二预设门槛值和第三预设门槛值等判断机制。在第一段防夹区D1中采用第一预设门槛值作为判断启动防夹的条件之一；在第二段防夹区D2中采用第二预设门槛值作为判断启动防夹的条件之一；在第三段防夹区D3中采用第三预设门槛值作为判断启动防夹的条件之一。其中，因每一防夹区的空间不同，致可能夹到的异物或人的身体部位也有所不同，例如：第一防夹区D1可以针对人的手指作防夹判断；第二防夹区D2可以针对人的手臂作防夹判断；第三防夹区D3可以针对人的身体作防夹判断。而由于人的身体部位柔软度不同，诸如人的手指部位骨头相对身体部位即比较硬，因此，本发明是将第一预设门槛值预设大于第二预设门槛值，第二预设门槛值预设大于第三预设门槛值。

大震动防夹模式

请参照图2和图5，图5为绘示本发明克服大震动的判断电流波形示意图，其中检测大震动波(如甩门或车辆行驶遇到大坑洞时)时间行程(预设时段L1)是大于前述正常防夹模式的第一时间行程t1、第二时间行程t2、及第三时间行程t3。因此，无论马达的移动件是位在哪一个防夹区间(D1、D2或D3)，只要符合正常防夹模式的防夹判断，仍会继续进行此大震动判断模式，以避免当马达的移动件在闭合(如电动窗正在进行关窗)时，若发生甩门的动作，会造成防夹误判，使电动窗反而因马达反转发生落下而未进行关窗的误动作。

为克服前述的问题点，本发明提供实施方式如下：

当马达运转电流的波动符合前述正常防夹模式的防夹判断后，此时假设图4中A1至A5的电流波形是落在图5中的b-c段波形为震动波形时，其中若图5中的c点是对应于图4中的最后一点A5，则取c点作为起点，并往前推算至一预设时段L1，在预设时段L1中，依据时间取样及比对，通过系统的运算处理，可找出最大电流点(a点)及最小电流点(b点)。

当c点的电流值减去b点的电流值(即Ic—Ib)再减去a点的电流值减去b点的电流值(即Ia—Ib)大于或等于(≧)正常防夹模式中的前述移动件所在位置的防夹区间(D1、D2或D3))所对应的第一、第二或第三预设门槛值时，就启动防夹。

以图5而言，(Ic—Ib)—(Ia—Ib)≧前述的任一预设门槛值的防夹判断条件应不会成立。因为(Ic—Ib)的电流值已经小于(Ia—Ib)，故在此状态的波形不会启动防夹。也就是说，此时可能是马达的移动件正在关窗，而在此关窗的时间点发生甩门的动作，而产生大震动波。通过本发明的前述判断条件，即可避免发生甩门时电动窗反而误判为防夹而落下。在此条件之下，本发明的大震动防夹判断模式也可采用当(Ic—Ib)—(Ia—Ib)≧0，则启动防夹。

假设，图5中的a点极靠近b点，则(Ic—Ib)—(Ia—Ib)≧前述任一的预设门槛值的防夹判断条件可能会成立，而启动防夹。也就是说可能马达的移动件在无任何干扰或微小干扰的情况下，所述移动件真的有碰到异物或夹到人的情况发生。

小震动防夹模式

请参照图6，其为绘示本发明克服小震动的判断电流波形示意图。小震动防夹步骤是在正常防夹步骤判断为防夹后，始进行判断。发生小震动波形可能是因车辆行驶时遇到细砂石路面，且正进行马达移动件的启闭动作所致。为避免这种小震动波形的上升波段造成防夹误判，本发明依据时序先后，于小震动波形的上升波段中获得包含至少有二电流检测值，例如：A1及A3，当后电流值(A3)减去前电流值(A1)后再除以2的值，是大于或等于A3、A1的中间点电流值减去预设误差值时，即启动防夹。也即(A3—A1)/2≧A2—k成立，则判为防夹；其中，A3为后电流值，而A1为前电流值，A2为介于A1与A3间的中间点电流值，其中k为预设误差值。换句话说，如果小震动波形的上升段趋近于直线上升，则很可能满足小震动防夹模式的判断式，而启动防夹；若小振动波形的上升段趋近于开口朝上的抛物线模式，则本发明采用预设误差值k的方式，来进一步判断，如果所述抛物线的中间点电流值C1与直线式(如图6的虚线所示)的中间点值A2逼近在本发明所预设的误差值k范围内，则仍判断为防夹；反之，则判断为非防夹模式。

此外，请参照图7，其为绘示本发明的实施车辆开闭体的防夹方法的装置示意图。本发明还提供一种实施上述的车辆开闭体的防夹方法的装置，此装置至少包括：马达电流检测电路10、控制电路20和驱动电路30。电流检测电路10是用以检测马达40的运转电流，并依时序获得电流检测值。控制电路20是用以进行如上所述的防夹步骤。驱动电路30则是用以回应控制电路20来驱动马达40。

由上述本发明较佳实施例可知，相较于现有技术，本发明无须增加额外的传感器即可适应实车路况所面对的各种路况，而仍能维持高精确的防夹并避免误动作。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (4)

1.一种车辆开闭体的防夹方法，借以避免一车辆开闭体产生防夹的误动作，所述车辆开闭体的防夹方法至少包括：

提供一预设门槛值；

检测一马达的一运转电流，并依一时间行程的时序获得至少二电流检测值，其中所述马达驱动所述车辆开闭体的一移动件沿着一移动行程向一全关位置移动；以及

进行一正常防夹模式，以判断所述移动件是否夹到异物，其中所述正常防夹模式至少包括：

进行一第一判断步骤，以决定这些电流检测值的一最后者减去这些电流检测值的一最先者是否大于所述预设门槛值；以及

当所述第一判断步骤的结果为是时，则进行一大震动防夹模式或一小震动防夹模式；

其中所述大震动防夹模式至少包括：

自检测到这些电流检测值的所述最后者的时间点往前推算一预设时段，其中所述预设时段是大于所述时间行程；

找出所述预设时段中这些电流检测值的所述最后者Ic、所述运转电流的一最大电流检测值Ia和一最小电流检测值Ib；

进行一第二判断步骤，以决定(Ic-Ib)-(Ia-Ib)是否大于或等于所述预设门槛值；以及

当所述第二判断步骤的结果为是时，则启动所述马达的防夹动作；

所述小震动防夹模式至少包括：

进行一第三判断步骤，以决定这些电流检测值的所述最后者减去这些电流检测值的所述最先者后再除以2的值，是否大于或等于所述最后者与所述最先者的中间点电流值减去一预设误差值；

当所述第三判断步骤的结果为是时，则启动所述马达的防夹动作。

2.如权利要求1所述的车辆开闭体的防夹方法，其特征在于这些电流检测值为至少三个电流检测值，所述正常防夹模式还至少包括：

进行一第四判断步骤，以决定计算每相邻三电流检测值其中的一第三者减一第一者的值是否均大于0；

当所述第一判断步骤与所述第四判断步骤的结果均为是时，则进行所述大震动防夹模式或所述小震动防夹模式。

3.如权利要求1所述的车辆开闭体的防夹方法，其特征在于所述马达的防夹动作是使所述马达停止运转或反转。

4.如权利要求3所述的车辆开闭体的防夹方法，其特征在于所述正常防夹模式为一多段式防夹模式，所述移动行程以所述全关位置为原点规划出一第一段防夹区，一第二段防夹区和一第三段防夹区，所述第一段防夹区包含有一第一时间行程t1，所述第二段防夹区包含有一第二时间行程t2，所述第三段防夹区包含有一第三时间行程t3，其中t3＞t2＞t1；而所述预设门槛值在所述第一段防夹区、所述第二段防夹区和所述第三段防夹区中被分别设定为一第一预设门槛值、一第二预设门槛值和一第三预设门槛值，其中所述第一预设门槛值是大于所述第二预设门槛值，所述第二预设门槛值是大于所述第三预设门槛值。

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