KR101728312B1

KR101728312B1 - 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101728312B1
Application number: KR1020127003055A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 코베르스테트; 하리 오이르소우브; 무라트 데미어
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2017-04-19
Also published as: JP2013501171A; JP5345736B2; WO2011015477A1; EP2461994A1; US8843278B2; EP2461994B1; KR20120052959A; DE102009028249A1; CN102470735B; CN102470735A; US20120245800A1

Abstract

본 발명은 리드 액추에이터 내 커플링(8)의 작동을 검출하기 위한 방법으로서, 상기 커플링(8)이 구동 모터(5)를 조절 가능한 리드(3)와 결합하므로, 리드(3)가 구동 모터(5)에 의해 조절될 수 있고, 리드(3)에 작용하는 힘 또는 토크가 최대치를 초과하면, 구동 모터(5)와 리드(3) 사이의 결합이 차단되고, 다음 단계, 즉 조절 속도, 특히 구동 모터(5)의 회전 속도의 지시를 검출하는 단계; 상기 조절 속도의 지시에 의해 조절 속도 기울기, 특히 회전 속도 기울기를 결정하는 단계; 결정된 기울기가 미리 정해진 기울기 문턱값을 초과하거나 또는 미달하는지의 여부를 결정함으로써 커플링(8)의 작동을 검출하는 단계를 포함하는 리드 액추에이터 내 커플링(8)의 작동을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE ACTIVATION OF A COUPLING IN A DAMPER ACTUATOR}

본 발명은 전기로 조작 가능한, 리드 액추에이터, 예컨대 자동차의 트렁크 리드 및 도어에 관한 것이다.

전기적 개폐를 위한 리드 시스템들은 자동차에서 트렁크 시스템에 또는 도어에 사용된다. 자동차의 객실 내에 조작 부재, 예컨대 스위치의 작동에 의해 또는 무선 조작 부재에 의해 전기 모터가 작동됨으로써 리드가 개방된다. 전기 모터는 개방 과정을 위해 적합한 속도 및 힘을 제공하기 위해, 스핀들 메커니즘 등을 통해 각각의 리드(차량 도어, 트렁크 리드 등)와 연결된다.

폐쇄 과정은 상응하는 조작 부재 또는 무선 조작 부재에 의해 또는 폐쇄 방향으로 리드를 누름으로써 이루어질 수 있다. 또한, 리드를 폐쇄 방향으로 누를 때, 전기 모터의 상응하는 회전을 통해 리드의 운동이 야기되고, 상기 전기 모터는 이로 인해 제너레이터 전류를 발생시킨다. 발생된 제너레이터 전류는 폐쇄 과정을 일으키므로, 전기 모터는 리드의 폐쇄를 위해 제어되고 상기 리드는 상응하게 폐쇄된다.

일반적으로, 폐쇄 부재에 힘을 가하면, 전기 모터가 회전된다. 폐쇄 부재에힘이 가해질 때 문턱값이 초과되는 경우, 예컨대 사용자가 리드의 개폐를 위해 큰 힘을 소비하는 경우, 또는 리드가 전기 모터에 의해 구동되는 운동시 저항에 부딪히면, 리드와 결합된 트랜스미션과 전기 모터 사이에 커플링, 특히 마찰 클러치가 제공되고, 상기 마찰 클러치는 특정 힘(작동 문턱값을 초과하는)의 작용부터 작동한다. 커플링의 작동은 리드의 운동이 전기 모터의 운동으로부터 분리되게 한다. 달리 표현하면, 리드 액추에이터 내의 커플링의 작동시 리드와 전기 모터 사이의 압력 끼워맞춤 결합이 차단된다.

전기로 구동되는 리드 시스템의 경우, 통상 사용자가 리드의 최대 개방 위치를 프로그래밍할 수 있는 기능이 실시된다. 최대 개방 위치가 초과되지 않은 것을 보장하기 위해, 리드의 위치가 항상 리드 시스템을 제어하는 제어 장치 내에 알려져 있어야 한다. 이는 일반적으로 전기 모터의 절대 회전자 위치의 결정 및 리드 위치에 할당에 의해 가능하다. 그러나, 커플링의 작동은, 리드의 위치가 직접이 아니라 전기 모터의 회전자의 위치를 통해서만 결정되는 리드 시스템에서, 리드의 위치 정보가 사라지게 한다. 따라서, 언제 위치 정보가 리드 위치를 결정하기 위해 더 이상 사용될 수 없는지를 결정하기 위해, 커플링의 작동 시점을 검출할 필요가 있다.

본 발명의 과제는 리드 시스템 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 방법 및 다른 독립 청구항에 따른 장치에 의해 달성된다.

다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.

제 1 관점에 따라 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법이 제공된다. 이 경우, 커플링이 구동 모터를 조절 가능한 리드와 결합하므로, 리드가 구동 모터에 의해 조절될 수 있고, 리드에 작용하는 힘 또는 토크가 최대치를 초과하면, 구동 모터와 리드 사이의 결합이 차단된다. 상기방법은

- 조절 속도, 특히 구동 모터의 회전 속도의 지시를 검출하는 단계;

- 상기 조절 속도의 지시에 의해 조절 속도 기울기, 특히 회전 속도 기울기를 결정하는 단계;

- 결정된 기울기가 미리 정해진 기울기 문턱값을 초과하거나 또는 미달하는지의 여부를 결정함으로써 커플링의 작동을 검출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 사상은 구동 모터의 조절 속도, 예컨대 전기 모터의 회전 속도의 단순한 모니터링에 의해, 커플링이 작동됨으로써 리드로의 힘 전달이 차단되는 경우를 검출하는 것이다. 예컨대 수동 작동에 의해 또는 리드가 저항에 부딪힘에 의해, 리드로 힘이 가해질 때, 정지 마찰의 극복 후에 커플링이 작동하고, 커플링을 통한 힘 전달이 중단되거나 또는 현저히 감소된다. 커플링의 작동시 일반적으로 구동 모터의 조절 속도, 특히 전기 모터의 회전 속도가 변하는데, 그 이유는 부하 토크가 매우 신속히 변하기 때문이다. 이는 일반적으로 전기 모터의 회전 속도가 조절되는지 또는 조절되지 않는지와는 관계없다. 기울기 문턱값을 초과하는 조절 속도 기울기가 검출되면, 커플링의 작동이 전제될 수 있다. 이 경우, 예컨대 사용자에 의해 규정된 최대 개방 높이에 이르기 위한 리드 시스템의 기능이 작동되지 않을 수 있다.

또한, 커플링의 작동이 검출되면, 구동 모터의 제어가 리드의 폐쇄 방향으로만 허용될 수 있다.

커플링의 작동되지 않으면, 리드의 위치가 구동 모터의 회전자의 위치에 의해 검출될 수 있다.

실시예에 따라, 리드의 이동시 리드의 위치가 최대 개방 위치로 제한될 수 있다.

특히, 커플링의 작동이 검출되면, 리드가 폐쇄 방향으로 끝 위치까지 이동되고, 리드가 상기 끝 위치에 도달했으면, 리드의 위치가 구동 모터의 회전자 위치에 할당된다.

다른 관점에 따라 특히 자동차 내의 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는

- 구동 모터;

- 상기 구동 모터와 조절 가능한 리드를 결합하여 상기 리드가 상기 구동 모터에 의해 조절될 수 있도록 설계되며, 상기 리드에 대한 힘 또는 토크가 최대값을 초과하면, 상기 구동 모터와 상기 리드 사이의 커플링이 차단되도록 설계된 커플링;

- 상기 구동 모터의 조절 속도, 특히 회전 속도의 지시를 검출하도록,

- 상기 조절 속도의 지시에 의해 조절 속도 기울기, 특히 회전 속도 기울기를 결정하도록,

- 결정된 기울기가 미리 정해진 기울기 문턱값을 초과하거나 또는 미달하는지의 여부를 결정함으로써 상기 커플링의 작동을 검출하도록

설계된 제어 장치를 포함한다.

다른 관점에 따라, 프로그램 코드가 데이터 처리 유닛에서 실행되면 상기 방법을 실시하는 상기 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.

본 발명에 의해, 리드 시스템 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법 및 장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 리드 시스템의 개략도.
도 2는 리드에 대한 외력의 작용에 의해 커플링의 작동시 회전 속도 프로파일의 개략도.

도 1은 트렁크 리드(3)에 의해 폐쇄 가능한 트렁크(2)를 구비한 자동차(1)의 후방 부분을 도시한다. 트렁크 리드(3)는 전기 구동 시스템(4)에 의해 개폐된다.

구동 시스템(4)은 전기모터(5)를 포함하고, 전기 모터(5)는 트랜스미션(6)과 기계식으로 연결된다. 본 실시예에서, 전기 모터(5)의 출력 샤프트(11)의 회전 운동은 트랜스미션(6) 내에서 로드(7)의 병진 운동으로 변환되고, 상기 로드는 트렁크 리드(3)에 고정된다. 스핀들(10)은 트랜스미션(6)의 실린더(9) 내에서 이동되므로, 로드(7)의 전체 길이가 변한다. 로드(7) 또는 스핀들(10)의 병진 이동에 의해, 선회 운동 가능하게 현수된 트렁크 리드(3)가 개폐될 수 있다.

전기 모터(5)와 트랜스미션(6) 사이에 커플링(8), 특히 마찰 클러치가 배치된다. 커플링(8)은 종래의 커플링과 마찬가지로, 예컨대 커플링이 정지 마찰력에 의해 토크를 전달하기 위해 힘으로 서로에 대해 가압되는 2개의 커플링 플레이트(12)로 구현된다. 구동 샤프트 또는 출력 샤프트를 통해 커플링 플레이트에 작용하는 토크들의 차이가 기준치를 초과하는 경우, 커플링이 작동하고 커플링 플레이트들이 서로 마찰됨으로써, 구동 샤프트와 출력 샤프트의 회전 속도가 차이를 갖게 된다. 커플링(8)은 로드(7)의 운동 방향으로 충분한 크기의 작동력, 즉 로드에 작용하는 힘이 작용할 때 또는 커플링 플레이트에 작용하는 작동 모멘트가 충분히 클 때 작동하도록 설계된다.

대안적 실시예에서, 커플링은 트랜스미션(6)과 로드(7) 사이에도 제공될 수 있다. 이 경우, 커플링은 플레이트 커플링일 수 있으며, 상기 플레이트 커플링의 2개의 플레이트들이 서로 가압됨으로써, 야기되는 정지 마찰이 기준값을 초과할 때 플레이트들은 서로에 대해 이동됨으로써 로드(7)의 길이가 변동된다.

구동 시스템(4)은 제어 장치(15)에 의해 전기적으로 적절한 공급 라인(16)을 통해 제어된다. 제어 장치(15)는 조작 부재(도시되지 않음)와 연결되고, 사용자는 상기 조작 부재에 의해 트렁크 리드(3)가 개방되어야 하는지 또는 폐쇄되어야 하는지의 여부를 지시할 수 있다. 또한, 제어 장치(15)는 적절한 신호 라인을 통해 전기 모터(5)로부터, 전기 모터(5)의 회전자의 절대 위치를 지시하는 위치 신호(PS)를 검출한다. 위치 신호(PS)는 전기 모터(5)에 배치된 위치 센서(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다. 위치 신호(PS)는 트렁크 리드(3)의 실제 위치를 검출하기 위해 사용된다. 이는 트렁크 리드(3)의 위치에 대한 전기 모터(5)의 회전자의 실제 위치의 규정된 할당에 의해 이루어진다. 이를 실시하기 위해, 전기 모터(5)의 회전자와 트렁크 리드(3)의 위치 사이의 규정된 고정 결합이 필요하다.

종종 제어 장치(15) 내에서, 트렁크 리드(3)가 개방시 사용자에 의해 미리 정해진 최대 위치까지만 도달하게 하는 기능이 구현된다. 이로 인해, 트렁크 리드(3)가 저항, 예컨대 차고 커버에 부딪히는 것이 방지될 수 있다. 전기 구동식 개방 과정에서, 전기 모터는 최대 위치에 정지된다.

그러나, 커플링(8)이 작동되며, 절대 위치가 검출되는 전기 모터(5)의 회전자와 트렁크 리드(3) 사이에 배치되면, 트렁크 리드(3)의 위치에 대한 정보가 사라진다. 이로 인해, 최대 위치까지 개방 과정을 제한하는 상기 기능이 더 이상 실시될 수 없는데, 그 이유는 커플링(8)이 작동되었고, 위치 정보(PS)가 더 이상 트렁크 리드(3)의 하나의 위치에 할당될 수 없다는 것이 즉시 검출되었기 때문이다.

트렁크 리드(3)를 다시 교정하기 위해, 상기 트렁크 리드가 규정된 위치로 이동되거나 또는 완전히 폐쇄되어야 한다. 상기 규정된 위치가 검출될 수 있어야 한다. 즉, 예컨대 트렁크 리드(3)의 완전한 폐쇄의 상태가 예컨대 단부 스토퍼에 의한 트렁크 리드(3)의 차단시 전기 모터(5)를 통해 흐르는 전류의 상승에 의해 검출될 수 있어야 한다. 또한, 단부 스토퍼가 적절한 센서에 의해서도 제어 장치(9)에 시그널링될 수 있다.

교정 과정은 쾌적성을 위해 자주 실시되지 않아야 한다. 커플링이 작동되었는지가 검출되고, 바람직하게는 커플링의 작동시에만 교정이 이루어진다. 이를 위해, 전기 모터(5)의 회전 속도가 예컨대 위치 신호 PS의 평가에 의해 모니터링되고, 회전 속도 신호의 변화에 의해 커플링(8)의 작동이 추정된다. 회전 속도에 대한 정보는 예컨대 규정된 타임 윈도우에 걸쳐 위치 변동이 결정되는 방식으로 검출된 위치 정보로부터 도출될 수 있다. 회전 속도의 정보를 시간에 따라 도출함으로써, 회전 속도 변동이 검출될 수 있다.

전체 시스템의 관성, 즉 트렁크 리드(3)의 질량, 전기 모터(5) 및 트랜스미션(6)의 관성 모멘트 및 로드(7)의 관성으로 인해, 트렁크 리드(3)의 전기 모터식 작동시 회전 속도 변동이 나타나지만, 이 회전 속도 변동은 특정 회전 속도 기울기 값을 초과하지 않는다. 저항에 트렁크 리드(3)가 부딪힐 때 또는 트렁크 리드(3)의 수동 작동시의 힘을 초과하는 힘이 트렁크 리드에 가해짐으로써, 일반적으로 큰 힘의 소비에 의해 정지 마찰이 극복되면 커플링(8)이 작동될 수 있다. 트렁크 리드(3)의 수동 조절을 허용하기 위해, 커플링(8)이 작동되는 작동 한계치는 트렁크 리드(3)의 수동 작동이 자동으로 커플링(8)의 작동을 일으키지 않을 정도의 크기로 선택된다. 큰 힘이 발생할 때야 비로소, 예컨대 트렁크 리드(3)가 저항에 부딪힐 때, 안전성을 위해 커플링(8)이 작동된다.

전기 모터(5)의 회전 속도의 신속한 변동시 작동이 이루어진다. 힘이 전기 모터(5)의 작동 방향으로 트렁크 리드(3)에 작용하면, 먼저 전기 모터(5)가 트렁크 리드(3)에 대한 힘의 작용에 의해 더 빨라진다; 커플링(8)의 작동시 트렁크 리드(3)의 운동과 전기 모터(5)의 회전 운동 사이의 커플링은 상당히 감소되므로, 트랜스미션에 의해 야기된 토크가 강하하고 이로 인해 회전 속도가 갑자기 감소한다. 회전 속도 변동의 기울기의 값이 특정 회전 속도 기울기 문턱값을 초과하고 커플링(8)의 작동이 추정될 수 있다.

다른 경우에 전기 모터(5)의 구동 운동을 저지하는 힘이 트렁크 리드(3)에 가해지면, 전기 모터(5)는 처음에 커플링(8)이 작동할 때까지 더 느려진다. 커플링(8)의 작동 후에, 회전 속도가 갑자기 더 신속해지고, 이 경우 주어지는 회전 속도 기울기가 회전 속도 기울기 문턱값을 초과한다.

도 2는 전기 모터(5)의 회전 속도가 조절에 의해 조절되는 경우, 이러한 커플링(8)의 작동 전후 회전 속도 프로파일을 도시한다. 커플링(8)이 작동된 후 회전 속도 기울기의 큰 값으로 인해, 조절에 대한 큰 영향이 주어지고, 이러한 영향은 조절을 변동시킨다. 이는 도 2에서 쉽게 알 수 있다.

또한, 커플링(8)의 작동의 검출 후, 사용자에 의해 정해진 트렁크 리드(3)의 최대 위치, 즉 개방 위치가 초과되지 않는 것이 방지되도록, 트렁크 리드(3)가 구동 시스템(4)에 의해 폐쇄된 위치의 방향으로만 이동될 수 있다. 이로 인해, 트렁크 리드(3)의 손상이 방지될 수 있다.

전술한 방법은 기본적으로 전기 작동식 개방 메커니즘에 적용될 수 있고, 이 메커니즘에서 리드는 개구의 개폐를 위해 개방 전에 이동될 수 있다.

3 리드
5 구동 모터
8 커플링
15 제어 장치

Claims

리드 액추에이터 내 커플링(8)의 작동을 검출하기 위한 방법으로서,
상기 커플링(8)이 구동 모터(5)를 조절 가능한 리드(3)와 결합하므로, 상기 리드(3)가 상기 구동 모터(5)에 의해 조절될 수 있고, 상기 리드(3)에 작용하는 힘 또는 토크가 최대값을 초과하면, 상기 구동 모터(5)와 상기 리드(3) 사이의 결합이 차단되고,
- 상기 구동 모터(5)의 조절 속도의 데이터를 검출하는 단계;
- 상기 조절 속도에 관한 데이터에 의해 조절 속도 기울기를 결정하는 단계;
- 결정된 기울기가 미리 정해진 기울기 한계값을 초과하거나 또는 미달하는지의 여부를 결정함으로써 상기 커플링(8)의 작동을 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법.
제 1항에 있어서, 상기 커플링(8)의 작동이 검출되면, 상기 구동 모터(5)의 제어가 상기 리드(3)의 폐쇄 방향으로만 허용되는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커플링(8)이 작동되지 않으면, 상기 리드(3)의 위치가 상기 구동 모터(5)의 회전자의 위치를 통해 검출되는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법.
제 3항에 있어서, 상기 리드(3)의 이동시 상기 리드(3)의 위치가 최대 개방 위치로 제한되는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법.
제 4항에 있어서, 상기 커플링(8)의 작동이 검출되면, 상기 리드(3)가 끝 위치에 도달할 때까지 폐쇄 방향으로 이동되고, 상기 리드(3)가 상기 끝 위치에 도달하면, 상기 리드(3)의 위치가 상기 구동 모터(5)의 회전자의 회전자 위치에 할당되는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법.
리드 액추에이터 내 커플링(8)의 작동을 검출하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는
- 구동 모터(5);
- 상기 구동 모터(5)와 조절 가능한 리드(3)를 결합하여 상기 리드(3)가 상기 구동 모터(5)에 의해 조절될 수 있도록 설계되며, 상기 리드(3)에 작용하는 힘 또는 토크가 최대값을 초과하면, 상기 구동 모터(5)와 상기 리드(3) 사이의 결합이 차단되도록 설계된 커플링(8):
- 상기 구동 모터(5)의 조절 속도의 데이터를 검출하도록,
- 상기 조절 속도에 관한 데이터에 의해 조절 속도 기울기를 결정하도록,
- 결정된 기울기가 미리 정해진 기울기 한계값을 초과하거나 또는 미달하는지의 여부를 결정함으로써 상기 커플링(8)의 작동을 검출하도록
설계된 제어 장치(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 장치.
프로그램 코드가 데이터 처리 유닛에서 실행되면 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 실시하는 상기 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
제 1 항에 있어서,
- 상기 구동 모터(5)의 조절 속도의 데이터를 검출하는 단계는 상기 구동 모터(5)의 회전 속도의 데이터를 검출하는 단계를 포함하고,
- 상기 조절 속도에 관한 데이터에 의해 조절 속도 기울기를 결정하는 단계는 상기 조절 속도에 관한 데이터에 의해 회전 속도 기울기를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제어 장치(15)는,
- 상기 구동 모터(5)의 회전 속도의 데이터를 검출하도록,
- 상기 조절 속도에 관한 데이터에 의해 회전 속도 기울기를 결정하도록 추가적으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 장치는 자동차 내의 리드 액추에이터 내 커플링(8)의 작동을 검출하기 위한 장치인 것을 특징으로 하는, 리드 액추에이터 내 커플링의 작동을 검출하기 위한 장치.