KR101646370B1 - 파워 윈도우 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파워 윈도우 장치에 관한 것으로, 차량 도어 글라스를 자동으로 제어하는 파워 윈도우 장치에서 통신단과 인에이블 단의 핀 수를 줄일 수 있도록 하는 기술이다. 이러한 본 발명은 파워 윈도우를 각각 상승 또는 하강시키기 위한 신호를 출력하는 파워모듈스위치 및 파워모듈스위치의 출력에 대응하여 파워 윈도우를 제어하고, 인에이블신호와 통신신호가 하나의 공통 단자를 통해 입력되는 전자제어장치를 포함한다.

Description

파워 윈도우 장치{Power window device}

본 발명은 파워 윈도우 장치에 관한 것으로, 차량 도어 글라스를 자동으로 제어하는 파워 윈도우 장치에서 통신단과 인에이블 단의 핀 수를 줄일 수 있도록 하는 기술이다.

일반적으로 자동차 도어 글라스는 글라스 레귤레이터(Glass Regulator)에 의해 상하로 개폐되며, 수동식과 파워 윈도우(Power Window)로 구분된다. 파워 윈도우는 도어나 콘솔박스에 부착된 스위치에 의해 모터로 개폐되는 것이다.

도어 글라스는 개폐스위치의 작동에 의해 구동모터로 작동되며 구동모터는 ECU(Electronic Control Unit)의 신호를 받아 작동 및 정지하게 된다. 즉, 차량의 파워 윈도우 장치는 도어 모듈에 ECU가 내장되어 윈도우 스위치의 입력을 인식하고, 구동수단을 통해 윈도우의 상승/하강(UP/DOWN)을 제어하는 장치이다.

파워 윈도우 장치의 도어 모듈에 내장되는 ECU에는 세이프티(Safety) 기능이 적용되어 윈도우를 상승시키는 상태에서 사람의 팔이나 머리가 끼이는 경우 부상을 당할 위험이 있으므로 낌 발생시 안전을 위해 윈도우를 특정 길이만큼 드롭(Drop)시킨다.

그런데, 종래의 도어 모듈에 구비된 ECU는 윈도우 스위치를 인에이블시키기 위한 인에이블 단자와, 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 통신 전용 단자를 별도의 핀으로 구비한다. 이에 따라, ECU의 회로 사이즈가 증가되고 와이어 설치로 인간 재료비가 증가하게 된다.

본 발명은 차량 도어 글라스를 자동으로 제어하는 파워 윈도우 장치에서 하나의 핀을 통해 통신 전용단과 인에이블 단을 공용으로 사용하여 ECU(Electronic Control Unit) 회로의 사이즈를 줄이고 와이어 수를 감소시킬 수 있도록 하는 특징을 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 파워 윈도우 장치는, 파워 윈도우를 각각 상승 또는 하강시키기 위한 신호를 출력하는 파워모듈스위치; 및 파워모듈스위치의 출력에 대응하여 파워 윈도우를 제어하고, 인에이블신호와 통신신호가 하나의 공통 단자를 통해 입력되는 전자제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 파워 윈도우 장치에서 도어 모듈에 내장되는 ECU(Electronic Control Unit)의 한정된 입출력 단자를 효율적으로 활용할 수 있어 커넥터 사양을 최소화할 수 있으며, 와이어링의 삭제에 따라 원가절감 및 중량절감의 효과를 제공한다.

아울러 본 발명의 실시예는 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워 윈도우 장치의 회로도.
도 2는 도 1의 세이프티 ECU(Electronic Control Unit)의 상세 회로도.
도 3은 도 도 2의 도 2의 MCU(Micro Control Unit)에 관한 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 4 및 도 5는 도 2의 MCU(Micro Control Unit)에 관한 동작을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워 윈도우 장치의 회로도이다.

본 발명의 실시예는 복수의 세이프티(Safety) 전자제어유닛(ECU; Electronic Control Unit)(10~40)과, 복수의 파워모듈스위치(50~80)를 포함한다.

여기서, 복수의 세이프티 ECU(10~40)는 각각 전원단자 B+(PWR), 공통 단자 EN/LIN, 스위칭 단자 SW, 태일 단자 TAIL, 그라운드 단자 GND를 포함한다.

전원단자 B+(PWR)는 SBJ(Smart Junction Box)로부터 배터리 전원이 인가되는 단자이다. 공통 단자 EN/LIN는 인에이블신호의 입력단자를 통해 차체제어모듈(BCM; Body Control Module)로부터 인가되는 린 통신 신호가 동일 핀을 통해 입력되는 공통 단자이다.

스위칭 단자 SW는 복수의 파워모듈스위치(50~80)로부터 스위칭 신호가 입력되는 단자이다. 여기서, 스위칭 단자 SW는 조수석 윈도우를 무선으로 제어하기 위한 스위칭 신호를 입력받을 수도 있다. 태일 단자 TAIL는 조수석 또는 뒷자석 윈도우를 제어하기 위한 신호가 입력되는 단자이다. 여기서, 태일 단자 TAIL는 다이오드 파워모듈스위치(60~80)의 다이오드 D2~D4를 거쳐 그라운드 단자 GND와 연결될 수 있다.

그리고, 복수의 파워모듈스위치(50~80)는 운전석 파워모듈스위치(50)와 조수석 파워모듈스위치(60), 뒷자석좌측 파워모듈스위치(70) 및 뒷자석우측 파워모듈스위치(80)로 구성될 수 있다.

여기서, 운전석 파워모듈스위치(50)는 운전석 측 도어의 동작을 제어하는 DDM(Driver Door Module)에 해당한다. 운전석 파워모듈스위치(50)은 뒷좌석 윈도우를 수동으로 상승/하강시킬 수 있는 뒷좌석 제어용 스위치를 포함할 수 있다. 그리고, 조수석 파워모듈스위치(60)는 조수석 측 도어의 동작을 제어하는 ADM(Assit Door Module)에 해당한다.

그리고, 복수의 파워모듈스위치(50~80)는 각각 일측이 그라운드로 연결되는 수동 상승 스위치(UP), 수동 하강 스위치(DOWN), 자동 상승 스위치(AUTO UP) 및 자동 하강 스위치(AUTO DOWN)를 포함한다. 각 스위치의 다른 일측은 복수의 세이프티 ECU(10~40)의 스위칭 단자 SW에 연결된다.

또한, 파워모듈스위치(50)는 수동 상승 스위치(UP), 수동 하강 스위치(DOWN), 자동 상승 스위치(AUTO UP) 및 자동 하강 스위치(AUTO DOWN)와 연결된 복수의 저항 R1~R4을 포함한다. 여기서, 복수의 저항 R1~R4은 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 그리고, 파워모듈스위치(60)는 수동 상승 스위치(UP), 수동 하강 스위치(DOWN), 자동 상승 스위치(AUTO UP) 및 자동 하강 스위치(AUTO DOWN)와 연결된 복수의 저항 R5~R8을 포함한다. 여기서, 복수의 저항 R5~R8은 서로 다른 저항값을 가질 수 있다.

또한, 파워모듈스위치(70)는 수동 상승 스위치(UP), 수동 하강 스위치(DOWN), 자동 상승 스위치(AUTO UP) 및 자동 하강 스위치(AUTO DOWN)와 연결된 복수의 저항 R9~R12을 포함한다. 여기서, 복수의 저항 R9~R12은 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 그리고, 파워모듈스위치(80)는 수동 상승 스위치(UP), 수동 하강 스위치(DOWN), 자동 상승 스위치(AUTO UP) 및 자동 하강 스위치(AUTO DOWN)와 연결된 복수의 저항 R13~R16을 포함한다. 여기서, 복수의 저항 R13~R16은 서로 다른 저항값을 가질 수 있다.

따라서, 세이프티 ECU(10~40)는 복수의 파워모듈스위치(50~80)로부터 각각의 입력단을 통해 검출된 신호에 따라 윈도우의 상승 또는 하강을 실행시킨다. 예를 들어, 운전석 세이프티 ECU(10)는 운전석 파워모듈스위치(50)의 출력을 하나의 스위칭 입력단 SW으로 입력받아 저항값의 비율로 선택된 동작을 구별한 다음 선택된 구동을 실행시킨다.

그리고, 전원공급부는 차량의 세이프티 ECU(10~40) 각각으로 전원을 공급 또는 해제한다. 구체적으로 본 실시예에서 전원공급부의 일례로는 SJB(Smart Junction Box)가 될 수 있다.

SJB는 자동차 배선을 보호하기 위한 복수의 퓨즈로 구성되어 있으며, 전기 자동차의 경우 고전압 배터리(B+)를 통해 전원을 공급할 수 있다. 그리고, SJB는 복수의 세이프티 ECU(10~40) 중 이상이 발생한 ECU와 연결된 퓨즈를 단선시키는 방식으로 해당 전자장치를 보호한다.

차체제어모듈(BCM; Body Control Module)의 대부분의 입력신호는 멀티 펑션(M/F; Multi-Function) 스위치로부터 린(LIN; Local Interconnect Network) 통신을 통해서 입력받는다. 멀티 펑션 스위치가 BCM에 신호를 전송하여 BCM이 모터 일체형 세이프티(Safety) ECU(Electronic Control Unit)를 제어하고, 린(LIN; Local Interface Network) 통신을 이용한다.

최근, 자동차에 적용되는 전자장치들이 증가하고 있다. 자동차에 적용되는 전자장치들이 증가함에 따라 이들 전자장치들 간의 통신을 위한 캔(CAN; controller area network), 린(LIN; local interconnect network) 및 플렉스레이(flexray)와 같은 통신 네트워크도 다양하게 개발되어 적용되고 있다.

자동차에 적용되는 통신 네트워크는, 바디 도메인(body domain), 멀티미디어 도메인, 파워트레인 도메인 및 샤시 도메인별로 각 도메인 특성에 맞게 다른 통신 방식을 적용하고 있다. 다수의 자동차용 네트워크는, 캔, 린, 플렉스레이 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있지만, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안 된다. 캔, 린 및 플렉스레이 뿐만 아니라 통신이 가능한 네트워크라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 여러 가지 통신 방식 중에서 BCM이 세이프티 ECU와 린(LIN) 방식을 통해서 통신을 수행하는 것을 그 실시예로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 세이프티 ECU(Electronic Control Unit)(10~40)의 상세 회로도이다. 세이프티 ECU(Electronic Control Unit)(10~40)의 공통 단자 EN/LIN 구성은 모두 동일하므로, 도 2의 실시예에서는 운전석 측 세이프티 ECU(Electronic Control Unit)(10)를 일 예로 설명하기로 한다.

운전석 측 세이프티 ECU(Electronic Control Unit)(10)는 공통 단자 EN/LIN을 통해 차체제어모듈(BCM; Body Control Module)로부터 린 통신 신호가 인가되거나 인에이블신호가 인가될 수 있다. 즉, 운전석 측 세이프티 ECU(10)는 린 통신단과 인에이블 단을 동일한 핀을 통해 공용으로 사용한다.

이러한 운전석 측 세이프티 ECU(10)는 복수의 저항 R17~R20과, 복수의 커패시터 C1,C2를 포함한다.

여기서, 저항 R17은 공통 단자 EN/LIN와 고전압 배터리 단자 B+ 사이에 연결된다. 그리고, 저항 R18은 공통 단자 EN/LIN와 마이크로 컨트롤 유닛(MCU; Micro Control Unit, 100)의 통신단자(LIN) 사이에 연결된다. 또한, 저항 R19는 공통 단자 EN/LIN와 마이크로 컨트롤 유닛(MCU; Micro Control Unit, 100)의 인에이블단자(EN) 사이에 연결된다. 그리고, 저항 R20은 저항 R19와 그라운드단 GND 사이에 연결된다.

또한, 커패시터 C1는 저항 R17~R19의 일단과 그라운드단 GND 사이에 연결된다. 그리고, 커패시터 C2는 저항 R20과 병렬 연결되며, 마이크로 컨트롤 유닛(100)의 인에이블단자(EN)와 그라운드단 GND 사이에 연결된다.

마이크로 컨트롤 유닛(100)은 인에이블신호가 입력되는 인에이블단자(EN)와 린 통신 신호가 인가되는 통신단자(LIN)를 포함한다. 세이프티 ECU(Electronic Control Unit)(10)는 하나의 핀으로 구성된 공통 단자 EN/LIN를 통해 인에이블신호 또는 린 통신 신호가 인가되지만, 그 내부의 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 입력 소스의 종류에 따라 서로 다른 입력단을 갖는다.

마이크로 컨트롤 유닛(100)은 공통 단자 EN/LIN로부터 인에이블신호가 인가되는 경우 (1)의 경로를 통해 인에이블단자(EN)로 신호를 입력받는다. 공통 단자 EN/LIN로부터 인에이블신호가 인가되는 경우 (1)의 경로를 통해 하이 전압이 지속적으로 인에이블단자(EN)에 입력된다. 공통 단자 EN/LIN로부터 하이 전압 레벨을 갖는 신호를 입력받으면 저항 R19, R20과 그라운드단 GND을 거친 하이 레벨의 신호가 인에이블단자(EN)로 입력된다.

반면에, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 공통 단자 EN/LIN로부터 린 통신 신호가 인가되는 경우 (2)의 경로를 통해 통신단자(LIN)로 신호를 입력받는다. 공통 단자 EN/LIN로부터 린 통신 신호가 인가되는 경우 (2)의 경로를 통해 펄스폭변조신호(PWM; Pulse Width Modulation)가 통신단자(LIN)에 입력된다. 즉, 공통 단자 EN/LIN로부터 인가되는 펄스폭변조신호 PWM가 고전압 배터리 B+로부터 인가되는 전원에 대응하여 저항 R17, R18과 그라운드단 GND을 거쳐 통신단자(LIN)로 입력된다.

이러한 구성을 갖는 도 2의 MCU(Micro Control Unit)에 관한 동작을 도 3의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

마이크로 컨트롤 유닛(100)은 전원이 인가된 후 초기 입력 값을 모니터링하여 공통 단자 EN/LIN로부터 인가된 신호가 인에이블신호인지 린 통신 신호인지의 여부를 판단한다. 즉, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 공통 단자 EN/LIN로부터 인가되는 신호가 펄스폭변조신호(PWM) 인지의 여부를 판단한다.(단계 S1)

만약, 공통 단자 EN/LIN로부터 인가되는 신호가 펄스폭변조신호(PWM)가 아닌 경우, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 공통 단자 EN/LIN로부터 인가되는 신호가 인에이블 신호라고 판단한다.(단계 S2) 이후에, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 인에이블단자(EN)를 통해 하이 전압이 인가되는지의 여부를 판단한다.(단계 S3)

만약, 인에이블단자(EN)를 통해 하이 전압이 인가되는 경우 시스템을 온 시키고(단계 S4), 하이 전압이 인가되지 않는 경우 시스템을 오프 시킨다.(단계 S5)

한편, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 공통 단자 EN/LIN로부터 인가되는 신호가 펄스폭변조신호(PWM)인 경우, 공통 단자 EN/LIN로부터 인가되는 신호가 린 통신 신호라고 판단한다.(단계 S6) 이후에, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 통신단자(LIN)를 통해 입력된 펄스폭변조신호 PWM가 활성화 상태인지의 여부를 판단한다.(단계 S7)

만약, 펄스폭변조신호 PWM가 활성화 상태인 경우 시스템을 온 시키고(단계 S8), 펄스폭변조신호 PWM가 비활성화 상태인 경우 시스템을 오프 시킨다.(단계 S9)

도 4 및 도 5는 도 2의 MCU(Micro Control Unit)에 관한 동작을 설명하기 위한 도면이다.

세이프티 ECU(Electronic Control Unit)(10~40)는 초기의 전원 인가시 인에이블 상태로 자동 셋업 된다. 그리고, 시동스위치를 통해 전원이 인가된 후 일정시간이 지나면 이그니션 전원단(IG)이 그라운드 레벨로 천이한 후 다시 하이 레벨로 천이하게 된다.

마이크로 컨트롤 유닛(100)은 플래그 신호가 그라운드 전압 GND 레벨인 구간에서, 도 4에서와 같이 이그니션 전원단(IG)이 다시 하이 레벨로 천이되는 것을 감지하게 되면 인에이블신호가 인에이블단자(EN)에 입력되었다고 판단한다. 이때, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 인에이블단자(EN)가 동작중이지만, 통신단자(LIN)의 입력을 지속적으로 모니터링하게 된다.

그리고, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 통신단자(LIN)를 통해 미리 약속된 신호(예를 들면, 0X555501xxxxx)가 인가되면 인에이블 플래그 신호를 무시하고 통신단자(LIN)를 활성화시키게 된다.

즉, 이그니션 전원단(IG)이 하이 레벨인 상태에서 인에이블 플래그 신호가 로우 레벨인지의 여부와 상관없이 통신단자(LIN)를 통해 펄스폭변조신호 PWM를 입력받는다. 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 이그니션 전원단(IG)이 로우 레벨로 천이하기 이전까지 린 통신 모듈을 실행하여 해당하는 소프트웨어를 구동하게 된다.

이상에서 기술한 일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합 된 형태로 실시될 수 있다.

Claims (9)

1. 파워 윈도우를 각각 상승 또는 하강시키기 위한 신호를 출력하는 파워모듈스위치; 및
   상기 파워모듈스위치의 출력에 대응하여 상기 파워 윈도우를 제어하고, 하나의 공통 단자를 통해 입력되는 인에이블신호와 통신신호를 구분하는 전자제어장치를 포함하되,
   상기 전자제어장치는,
   상기 공통단자로부터 제 1 경로를 통해 하이 전압 레벨의 신호를 입력받는 인에이블단자와, 상기 공통단자로부터 제 2 경로를 통해 펄스폭변조 신호를 입력받는 통신단자를 구비한 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하는 파워 윈도우 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공통 단자에 통신 신호를 전송하는 차체제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 윈도우 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은
   상기 공통 단자를 통해 하이 전압 레벨이 일정시간 인가되는 경우 상기 인에이블신호가 인가된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 파워 윈도우 장치.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서, 상기 통신 신호는 린(LIN) 통신 신호인 것을 특징으로 하는 파워 윈도우 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 파워모듈스위치는
   상기 파워 윈도우를 상승 또는 하강시키기 위한 복수의 스위치와, 상기 복수의 스위치와 연결된 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 윈도우 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 전자제어장치는
   상기 복수의 저항의 출력을 스위칭 입력단으로 입력받아 저항값의 비율로 선택된 동작을 구별하고 선택된 구동을 실행시키는 것을 특징으로 하는 파워 윈도우 장치.

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