KR20010029517A - 외부의 힘에 의해 작동하는 폐쇄 부재를 움직이기 위한 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부의 힘에 의해 작동하는 폐쇄 부재의 운동을 위한 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치에 관한 것이다. 엑츄에이터의 스위치 차단 또는 역전에 의한 효과적인 재밍 방지를 위해 엑츄에이터의 구동 샤프트의 회전수(n) 또는 회전 지속 시간(t)의 한계값(G1;G2)이 표준에 맞으며, 상기 한계값(G1/G2)이 진행 경로(h) 각각의 위치에서 산출된 회전수(n) 또는 회전 지속 시간(t) 및 승수로부터 결정되며, 상기 승수는 각각의 위치에서 각각의 엑츄에이터의 상대적인 운동 둔화도(S1/S2)를 나타낸다.

Description

외부의 힘에 의해 작동하는 폐쇄 부재를 움직이기 위한 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치 {ACTUATOR, IN PARTICULAR AN ELECTRIC MOTOR GEAR DRIVE SYSTEM, FOR MOVING CLOSURE PARTS OPERATED BY EXTRANEOUS FORCE}
상기 방식의 엑츄에이터는 특히 차량의 창문 상승기 드라이브 또는 미닫이 천장 드라이브로 사용되며 전동기, 특히 정류자 전동기를 포함하며, 상기 정류기의 회전자 샤프트는 기어 샤프트로서 워엄 휠(worm wheel)과 맞물리고, 상기 워엄 휠에 의해 각각의 폐쇄 부재가 구동된다; 차량 창문용 전동기 기어 엑츄에이터는 예를 들어 독일 실용 신안 제 89 03 714호에 공지되어 있다.
외부 모터 작동에 의해 닫히는 창문 또는 미닫이 천장과 상대 장치 쪽으로 이동하는 장애물 사이의 재밍(jaming)을 효과적으로 방지하기 위해서는, 증가하는 중량에 따라 더 엄격한 기준을 충족시켜야 한다; 상기 기준에 상응하게 폐쇄 과정이 중단되거나 창문, 분리벽 또는 천장 부분 시스템은, 100 뉴턴력 또는 그 이상의 힘이, 하중에 대한 일정한 휨강도를 가지며 장애물로서 창문, 분리벽 또는 천장 부분 시스템의 개방에 의해 임의의 위치로 밀리는, 4mm 내지 200mm 직경의 어느 정도 탄력성이 있는 실린더형 막대상에 가해지기 전에 역 운동 방향으로 구동되어야 한다.
독일 특허 제 C2 33 03 590호에는 전동기로 구동되고 재밍 방지-안전 회로를 갖는 자동차 또는 유사한 차량용 창문 상승기가 공지되어 있으며, 이 경우 창문 상승기는 드라이브 모터의 전력 소비를 계속해서 측정하기 위한 전자 전력 측정기를 포함하며 프로그램 메모리에 전력-진행 경로-다이어그램이 저장된다; 전력-진행 경로-다이어그램에서는, 주어진 허용 오차 한계를 초과하는 전력이 발생할 때 구동되는 전동기에서의 전류 방향이 끊기거나 역전(reverse) 되도록 전력-허용 오차 한계가 설정된다. 이것에 의해 예를 들어 차량-창문 상승기 드라이브 플레이트가 상부 플레이트 틀로 유입될 때 그리고 그것에 의해 야기된 모터 전력의 상승 시에 안전 회로가 의도치 않게 반응하여, 상기 위치에 도달할 때 재밍 방지-안전 스위치를 차단하는 특별한 스위치가 필요하거나, 펄스 송신기에 의해 결정된 최종 경로 길이에 대해 재밍 방지-안전 스위치가 반응할 수 없을 정도로 높은 허용 오차 한계가 주어진다.
독일 특허 제 31 36 746 C2호에는 차량의 창문 상승기 및 미닫이 천장의 개방 및 폐쇄 과정을 전자적으로 모니터링하는 방법이 공지되어 있으며, 차단 상태에서 시간적인 한계값에 도달할 때 엑츄에이터가 제 1 및 제 3 영역에서 차단되고, 제 2 영역에서 엑츄에이터의 회전수 또는 속도에 의해 측정값이 연속적으로 산출되고 제 1 영역의 최초 측정값에 관련된 한계값과 비교되며 한계값의 초과 시 엑츄에이터를 차단 또는 역전시키는 방식으로 모든 진행 경로가 3개의 영역으로 세분된다.
독일 특허 출원 제 195 14 954 A1호에는, 창문이 장애물 쪽으로 이동할 경우 폐쇄력 제한이 이루어지는 차량 창문을 움직이기 위한 엑츄에이터가 공지되어 있다. 폐쇄력 제한은 창문의 모터 전류 및 진행 경로를 검출하는 것에 의해 실현된다; 적용될 한계값에 도달할 때 구동 장치가 차단되거나 역전되며, 이 경우 한계값은, 창문의 각각의 위치에 대해 일정한 모터 전류가 저장되는 방식으로 결정된다.
본 발명은, 외부의 힘에 의해 작동하는 청구항 제 1항에 따른 폐쇄 부재를 움직이기 위한 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치에 관한 것이다.
도 1은 차량의 창문 상승기 드라이브의 개략적인 구성도 및 창문이 움직일 때 작용하는 힘을 도시하며,
도 2는 실제 측정 결과로서 또는 거기에서 출발한, 각각의 구동 에너지 및 상대적인 운동 둔화도를 고려하여 도출된 예를 들어 부드러운 운동 또는 둔화된 운동의 경우에 대한 한계값으로서, 창문 진행 경로에 따른 구동 샤프트의 회전 지속 시간의 함수 곡선을 도시하며,
도 3은 창문의 상대적인 운동 둔화도의 저장된 기록의 함수 곡선을 도시하고,
도 4는 곡선을 기록한 허용 오차선의 허용 오차 한계를 초과할 때의 한계값의 갱신을 도시한다.
본 발명의 목적은 이와 상반되게, 적은 제어 기술적 또는 측정 기술적 비용으로 작동하고 폐쇄 부재의 폐쇄 시간을 필요에 따라 연장하며 각각의 구조 또는 작동 조건에 맞춰질 수 있고 재밍을 방지하는 엑츄에이터를 하기의 방식에 의해 제공하는 것이다; 즉, 측정 부재의 필수적인 존재하에 폐쇄력 제한을 결정하는 엑츄에이터 구동 샤프트의 회전수 또는 회전 지속 시간의 표준 한계값이, 각각의 드라이브에 대해 진행 경로의 각각 위치에서 측정된 구동 에너지 및 진행 경로에 따라 저장된 운동 둔화도를 고려하여 순간적인 각각의 측정값의 간격에 다양하게 맞춰질 수 있으며, 한계값 G1;G2 = f(h)의 곡선의 갱신이, 특히 폐쇄 시스템의 교체에 따른 변화에 맞춰져서, 각각 실제 측정되는 구동 에너지의 해당 곡선이 진행 경로에 걸쳐 한계값의 곡선 내에 있는 허용 오차선에 둘러싸이고 측정값이 허용 한계가 초과될 때 그리고 한계값에 도달하지 않을 때 허용 오차선 아래에 다시 옮겨지는 방식으로 이루어진다.
한계값의 결정은 바람직하게 운동 둔화도-승수를 낮추는 것에 의해 이루어지고, 상기 승수는 진행 경로 함수로서 각각 엑츄에이터의 상대적인 운동 둔화도(S1/S2)를 고려하며, 이 경우 S1은 각각의 모든 엑츄에이터에 대해 진행 경로의 각각의 위치에서 산출되는 운동 둔화도값을 나타내고 S2는 각각의 엑츄에이터-타입을 결정하는 일정한 운동 둔화도값을 나타낸다; 본 발명의 바람직한 추가 실시예는 각각 종속항에서 다루어진다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.
도 1은 창문틀(R)에서 창문 위치 "열림"과 "닫힘" 사이의 진행 경로(h)를 통해 상승하고 하강할 수 있는 창문 유리(W)를 갖는 차량의 문(T)을 도시한다. 도시된 힘의 균형에서는 창문 유리(W)를 그것의 진행 경로(h)를 통해 움직이기 위한 전체 구동력(F)이 도시된다; 엑츄에이터, 특히 그것의 전동기의 전체 구동력(F)은 각각의 운동 둔화도에 의해 결정된 극복될 마찰력(F1) 및 폐쇄력(F2)으로부터 얻어진다.
도 2는 각각의 측정값(M1)의 함수 곡선에 따라 경미한 운동 둔화도, 즉 부드러운 움직임을 갖는 폐쇄 부재 운동의 예에 대해 그리고 각각의 측정값(M2)의 함수 곡선에 따라 높은 운동 둔화도를 갖는 경우에 대해 각각의 진행 경로(h), 즉 한편으로 "열림"과 다른 한편으로 "닫힘" 사이의 각각의 창문 위치에 따른 엑츄에이터, 특히 전동기의 구동 샤프트의 회전 지속 시간의 함수적인 종속성을 도시한다.
각각의 회전 지속 시간은 바람직하게, 보유하고 있는 이동 센서, 특히 전동기의 회전자, 예를 들어 함께 회전하는 자기 휠에 의해 유도된 특히 홀 변환기 형태의 회전수 센서에 의해 얻어진다. 상기 방식으로 각각 진행 경로(h)의 각각의 위치에서 측정된 회전수(n) 또는 회전 지속 시간(t) 및 저장 전압(U), 그리고 예를 들어 창문 상승기 드라이브를 구동하는 차량 베터리의 도움으로, 제어 유니트에서 공칭 전압(U0), 무부하 전류(I0) 및 전동기의 무부하 회전수(n0)와 같은 저장된 추가 고정 엑츄에이터 파라미터에 의해, 각각의 구동 에너지에 대해 대표적인 회전수에 따른 모터 각각의 전력 손실이 하기의 조건에 따라 결정된다:
P = (U - UEMK)2/R1
UEMK= n·K
K = (U0- I0R0)/n0
전력 손실의 결정 및 그에 따른 엑츄에이터 구동 에너지의 결정을 위한 상기 조건은 베터리 전압값으로부터 그것의 일정 공칭값 또는 최대값의 형식으로 특별히 간단한 방식으로 산출된다; 본 발명에 따른 재밍 방지의 감도를 계속해서 높이기 위해 본 발명의 실시예에 따라, 각각 갱신된 베터리 전압값(U)을 작동 시간 동안 낮춘다.
엑츄에이터의 재밍 방지를 보장하기 위해 바람직하게 오프되거나 역전되는 한계값(G1 또는 G2)의 곡선은, 함수 곡선의 측면에서 도 3에 도시되고 저장된 엑츄에이터의 상대적인 운동 둔화도(S1/S2)를 참작하여, 허용된 재밍력(jaming force)을 유지하는 의미에서 측정된 구동 에너지의 감소를 고려하여 각각의 실제 측정값(M1 또는 M2)의 함수 곡선으로부터 얻어지며, 이 경우 S1이 각각의 모든 엑츄에이터에 대해 진행 경로(h)의 각각의 위치에서 결정된 운동 둔화도를 나타내고 S2는 각각의 엑츄에이터-타입에서 결정된 일정한 운동 둔화도값을 나타낸다. 상대적인 운동 둔화도의 함수 곡선은 바람직하게 예를 들어 차량의 문에 설치된 엑츄에이터의 최초 설치 시에 결정되고 여기에 자세히 설명되지 않은 제어 장치에 저장된다.
폐쇄 시스템에서 상이한 회전 지속 시간 때문에 생기는 동력학적 에너지에 종속적인, 그러나 그렇지 않을 경우 재밍된 대상에 의도치 않은 또는 허용되지 않게 재밍력을 상승시키는 부분은 재밍 방지의 경우 제거되어야 한다; 그 결과 운동이 부드러울 때 그리고 그에 따른 높은 저장된 동력학적 에너지를 갖는 빠른 폐쇄 과정 때의 한계값(G1)이 움직임이 둔화될 때 그리고 각각의 측정값(M2)에 따른 적은 저장된 동력학적 에너지를 갖는 느린 폐쇄 과정 때 보다 각각의 실제 측정값(M1)에 더 가깝다. 특히, 도 2, 3에 따른 함수 곡선에서 설정된 h = 100mm의 진행 경로의 위치에서 알 수 있는 것과 같이, 바람직하게 측정된 각각의 구동 에너지 및 개별-운동 둔화도에 따라 상이한 허용 오차 간격(TA1 또는 TA2)에 상응하는 각각의 해당 측정값(M1 또는 M2)와 관련하여 개별적으로 맞춰진 상이한 한계값(G1 또는 G2)의 확대가 생긴다.
진행 경로 곡선에서 - 예를 들어 운동을 방해하는, 차량-창문 유리의 진행 경로를 통한 밀봉 가이드의 상이한 마멸에 의해 - 폐쇄 시스템의 작동 형태에 있어서의 교체에 따른 변화를 주기 위해, 본 발명에 따른 실시예에 따라 한계값(G1 또는 G2) 곡선이 하기와 같은 방식으로 갱신되어 맞춰진다. 즉, - 도 3에서 한계값(G1)이 설명된 것과 같이 - 회전 지속 시간의 실제 측정값(M1)의 곡선이 한계값(G1) 곡선 아래에 있는 허용 오차 한계선(T1-T2)의 진행 경로(h)에 걸쳐 하부 허용 오차 한계선(T1) 및 상부 허용 오차 한계선(T2)으로 둘러 싸이고 측정값이, 허용 밴드 한계가 초과될 때 그리고 한계값(G1 또는 G2)에 도달하지 않을 때 중첩된 허용 밴드 한계(T1 또는 T2) 아래에 촘촘하게 다시 옮겨진다; 이 경우 다시 옮겨진 변화값은 매우 작아야 한다. 허용 오차 한계 곡선(T1 또는 T2)은, 상기 곡선이 실제로 폐쇄 부재의 열림 운동 때 허용 오차선의 시작점에 주어진 엑츄에이터 전동기의 저장 압력을 고려하여 해당 한계값 곡선과 일치하도록 저장된다.
본 발명에 의해, 적은 제어 기술적 또는 측정 기술적 비용으로 작동하고 폐쇄 부재의 폐쇄 시간을 필요에 따라 연장하며 각각의 구조 또는 작동 조건에 맞춰질 수 있고 재밍을 방지하는 엑츄에이터가 제공되었다.

Claims (6)

  1. 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치에 있어서, 상기 엑츄에이터가 외부의 힘에 의해 작동되는 폐쇄 부재, 특히 차량의 창문, 분리벽 또는 천장 시스템을
    - 장애물에 대해 폐쇄 부재를 작동시킬 경우의 폐쇄력 제한 및;
    - 특히, 엑츄에이터의 구동 샤프트의 회전수(n) 또는 회전 지속 시간(t)이 한계값(G1;G2)에 도달할 때 스위치 차단 또는 역전에 의한 폐쇄력 제한 및;
    - 진행 경로(h)의 각각의 위치에 저장된 엑츄에이터의 운동 저항을 고려하여 진행 경로(h)의 각각의 위치에서 각각의 구동 에너지에 의한 한계값(G1;G2)의 결정 및;
    - 한계값, G1;G2 = f(h)의 곡선의 갱신을 포함하는 진행 경로(h)를 통해, 현재 측정된 진행 경로(h)에 걸쳐 각각의 구동 에너지의 해당 곡선이 한계값(G1 또는 G2) 곡선의 아래에 있는 허용 오차 한계선(T1 또는 T2)에 의해 둘러싸이고 각각의 현재 측정된 값이 허용 오차 한계(T1 또는 T2)를 초과할 때 그리고 한계값(G1 또는 G2)에 도달하지 않을 때 초과된 허용 오차 한계선(T1 또는 T2) 내로 다시 옮겨지는 방식으로 작동하기 위한 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치인 것을 특징으로 하는 엑츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    엑츄에이터가 엑츄에이터 각각의 상대적인 운동의 둔화도(S1/S2)를 고려하는 운동 저항-승수를 낮추어 한계값(G1;G2)을 결정하며, 이 경우 S1은 각각 모든 엑츄에이터에 대해 진행 경로의 각각의 위치에서 산출되는 운동 둔화도값을 나타내고 S2는 각각의 엑츄에이터-타입에 따라 결정된 일정한 운동 둔화도값을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    엑츄에이터가, 엑츄에이터 전동기의 권선 임피던스(impedance)에서 각각의 모터 회전수(n) 또는 회전 지속 시간(t) 및 전동기의 저장 압력(U)에 의해 결정될 수 있는, 작동에 따른 전력 손실에 따라 구동 에너지를 결정하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터.
  4. 제 3항에 있어서,
    손실 없이 수용된 모터 권선에 유도된 전동기의 발전 전압(UEMK)을 고려하여 전동기 및 그것의 저장 압력(U)의 권선 임피던스로부터, P = (U - UEMK)2/R1에 따라 결정된 UEMK= n·K인 전력 손실이 있으며, 여기서 n이 각각의 모터 회전수이고 K가 관계식, K = (U0- I0R0)/n(U0= 전동기의 공칭 전압; I0= 전동기의 무부하 전류; n0= 전동기의 공회전수)에 의해 결정되는 모터 상수를 의미하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    엑츄에이터가, 보유하고 있는 적어도 하나의 진행 경로-센서, 특히 회전수 센서에 의해 전동기의 회전수(h) 또는 회전 지속 시간(t)을 검출하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    엑츄에이터가 저장 압력(U), 특히 차량-베터리 전압 각각의 현재 측정값을 갖는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터.
KR1019997002311A 1996-09-21 1997-09-16 외부의 힘에 의해 작동하는 폐쇄 부재를 움직이기 위한 엑츄에이터, 특히 전동기 기어 구동 장치 KR20010029517A (ko)

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