KR20050044256A

KR20050044256A - 선루프 장치용 구동모터의 제어장치, 선루프 장치 및선루프 장치용 구동모터의 제어 방법

Info

Publication number: KR20050044256A
Application number: KR1020040089193A
Authority: KR
Inventors: 키토카즈토
Original assignee: 아스모 가부시키가이샤
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2005-05-12
Also published as: DE102004053287B4; US20050099037A1; CN1613677A; DE102004053287A1; KR100976592B1; CN100393542C; US7004538B2

Abstract

구동부 및 제어부를 포함하는 선루프 장치의 개폐체를 구동하는 모터를 제어하는 장치가 제공된다. 구동부는 모터를 회전시키기 위해 모터에 전류를 공급한다. 구동부에는 모터의 토크를 변화시키는 변환장치가 있다. 제어부가 변환장치를 제어하여 개폐체가 닫히는 동안 모터의 토크가 차량의 주행속도가 증가함에 따라 증가하도록 한다. 그러므로, 닫히는 동안 개폐체의 닫히는 힘과 캐칭력이 최적화 된다.

Description

선루프 장치용 구동모터의 제어장치, 선루프 장치 및 선루프 장치용 구동모터의 제어 방법{CONTROL APPARATUS OF DRIVE MOTOR FOR SUNROOF DEVICE, SUNROOF DEVICE, AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVE MOTOR FOR SUNROOF DEVICE}

본 발명은 선루프용 구동 모터의 제어장치에 관한 것으로, 예를 들어, 차량의 루프 글라스(roof glass)의 개폐체를 선택적으로 열고 닫는 구동 모터를 제어하는 제어장치, 상기 선루프 장치, 및 상기 선루프 장치용 구동모터를 제어하는 방법에 관한 것이다.

종래, 차량의 루프 글래스의 개폐체를 선택적으로 열고 닫기 위한 구동 모터의 제어 장치가 일본 실용신안 공개공보 제5-41922호에 개시되어 있다. 이 공보에 개시되어 있는 개폐체를 열고 닫는 제어 장치에는, 개폐체를 여는 방향으로 모터를 회전시키기 위한 구동 전류를 공급하는 오픈 릴레이(open relay), 개폐체를 닫는 방향으로 모터를 회전시키기 위한 구동 전류를 공급하는 클로징 릴레이(closing relay)가 제공되어 있는 제어 회로가 포함되어 있다. 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 공급하는 배터리와 상기 클로징 릴레이 사이에는 저항이 위치해 있다.

즉, 상기 클로징 릴레이와 배터리 사이에 있는 저항은, 개폐체를 열 때 모터에 공급되는 구동 전류에 비해 개폐체를 닫을 때 모터에 공급되는 구동 전류를 줄여준다. 그러므로, 개폐체가 닫힐 때의 개폐체의 동작 속도는 개폐체가 열릴 때의 개폐체의 동작 속도 보다 작다. 이것은 개폐체에 이물질이 끼는 경우의 캐칭력(catching force)를 줄여준다. 이 캐칭력은 이물질이 차량의 루프 판넬에 형성된 개구부와 상기 개구부에 있는 개폐체 사이에 끼는 이물질에 가해지는 로드에 대응한다.

위 공보에 개시된 개폐체를 위한 개폐 제어 장치는 개폐체를 차량의 후방측으로 슬라이드 이동 시킨다.

개폐체가 경사지게 동작하는 선루프 장치에서, 상기 개폐체가 차량 주행중에 비스듬히 올라가면 부압에 기인한 인장력이 개폐체 상부에 가해지고 개폐체의 후방 끝에 소용돌이가 생긴다. 따라서, 개폐체는 개폐체가 위쪽으로 당기거나 밀리는 것처럼 상승력을 받는다. 이 상승력은 차량의 주행속도가 빨라질수록 증가한다.

그러므로, 위 공보에서처럼 개폐체의 폐쇄 속도를 일정한 속도(일정한 토크)로 정하는 경우에, 만일 동작 속도(모터의 회전 속도)를 차량이 고속으로 주행중인 상태에 기초하여 결정한다면, 차량이 저속으로 주행하는 경우에는 캐칭력이 과도하게 된다. 반대로, 동작 속도(모터의 회전 속도)를 차량이 저속으로 주행중인 상태에 기초하여 결정한다면, 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 캐칭력이 불충분해진다.

(발명의 요약)

따라서, 본 발명의 목적은 선루프 폐쇄시의 개폐체의 폐쇄력과 캐칭력을 최적화 하는 선루프 장치용 구동 모터의 제어장치, 선루프 장치, 및 선루프 장치용 구동 모터의 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 모터 제어용 장치를 제공한다. 모터는 선루프 장치의 개폐체를 구동시킨다. 개폐체는 모터에 의해 차량의 루프 판넬에 형성된 개구부를 임의로 열고 닫도록 경사지게 구동된다. 이 장치에는 구동부 및 제어부가 포함되어 있다. 구동부는 모터에 전류를 공급하여 모터가 회전하도록 한다. 구동부에는 모터의 토크를 변화시키는 변환장치가 있다. 제어부는 구동부를 제어한다. 제어부는 개폐체가 닫히는 동안 차량의 주행속도가 증가함에 따라 모터의 토크가 증가하도록 변환장치를 제어한다.

본 발명의 다른 양태는 개폐체, 모터, 변환장치가 있는 구동부 및 제어부를 포함하는 선루프 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 모터를 제어하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법에는, 모터에 의해 개폐체를 구동시켜 차량의 루프 판넬에 형성된 개구부를 임의로 열고 닫도록 개폐체를 경사시키는 방법 및, 모터를 제어하여 개폐체가 닫히는 동안 차량의 주행속도가 증가함에 따라 모터의 토크도 증가시키는 방법이 포함된다.

본 발명의 또 다른 양태 및 장점들은 첨부한 도면을 참고로 예시적으로 본 발명의 원리를 설명하는 아래의 설명을 통해 명백해질 것이다.

지금부터 본 발명의 일 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 차량(1)에는 사각형상의 루프 개구부(3)가 형성되는 루프 판넬(2)이 있다. 루프 글라스(4)는 루프 개구부(3)를 위한 개폐체로서 작용한다. 루프 글라스(4)는, 루프 글라스(4)의 전단에서 차량의 폭 방향으로 연장되는 축의 둘레를 수직으로 이동하며(경사 개폐 동작), 차량의 전후 방향으로 미끄러진다(슬라이딩 개폐 동작). 루프 글라스(4)는 구동 모터(5)에 의해 구동되는 선루프 장치 메카니즘(도시하지 않음)에 의해 임의로 열리고 닫힌다. 모터(5)는, 도시하지 않은 객실의 몰드된 천정 판넬과 상기 루프 판넬(2) 사이 및 상기 루프 개구부(3)의 전단과 앞 유리의 상단 사이에 수용되어 있다.

도 1은 루프 글라스(4)의 동작을 제어하는 제어 장치(7)의 전기적 구조를 보여주고 있다. 제어 장치(7)에는 모터(5), 모터(5)를 제어하는 구동부(6), 및 전자제어유닛(ECU)(10)이 포함되어 있다. ECU(10)는, 차량 속도 센서(8)에서 출력되는 속도 감지 신호와 조작 스위치(9)의 조작에 기초해서 상기 구동부(6)를 제어하는 제어부로서 작용한다. ECU(10)는 캐칭 제어 수단 및 임계값 변화 수단으로서의 역할을 한다. ECU(10)은 배터리(11)로부터 구동 전류를 공급받는다.

구동부(6)는 배터리(11)로부터 구동전원(+B)의 전류를 공급받는다. 구동부(6)에는 ECU(10)에 의해 제어를 받는 두 개의 구동 릴레이(12,13), 및 역시 ECU(10)로부터 제어를 받으면서 토크 변환장치(토크 스위칭 수단)를 형성하는 스위칭 릴레이(14)가 포함되어 있다. 구동 릴레이(12)의 스위치(12a)에는 두 개의 접점(12b,12c) 및 ECU(10)의 제어에 의해 상기 접점(12b,12c) 사이에서 스위치되는 가동 단자(12d)가 포함되어 있다. 접점(12b)은 그라운드(GND)에 연결되고, 접점(12c)은 배터리(11)와 연결되며 구동 전원(+B)의 전류를 받는다. 가동 단자(12d)는 모터(5)의 제1 전원 단자(5a)와 연결된다.

구동 릴레이(12)와 마찬가지로, 구동 릴레이(13)의 스위치(13a)에는 두 개의 접점(13b,13c), ECU(10)의 제어에 의해 접점(13b,13c) 사이에 스위치되는 가동 단자(13d)가 포함되어 있다. 접점(13b)은 그라운드(GND)에 연결되고 접점(13c)은 후술할 스위칭 릴레이(14)의 가동 단자(14d)와 연결된다. 가동 단자(13d)는 모터(5)의 제2 전원 단자(5b)와 연결된다.

스위칭 릴레이(14)의 스위치(14a)에는 두 개의 접점(14b,14c) 및 ECU(10)의 제어에 의해 접점(14b,14c) 사이에 스위치되는 가동 단자(14d)가 포함되어 있다. 접점(14b)은 배터리(11)와 연결되고 구동 전원(+B)의 전류를 받는다. 접점(14c)은 토크 변환장치의 일부를 형성하는 저항(15)을 경유해 배터리(11)와 연결되며, 구동전원(+B)의 전류를 받는다. 즉, 상기 토크 변환장치에는 저항(15)을 포함하는 전류 경로와 저항(15)을 포함하지 않는 전류 경로 사이를 스위치하는 스위칭 회로가 포함되어 있다. 스위칭 릴레이(14)와 저항(15)이 스위칭 회로를 형성한다.

조작 스위치(9)는 루프 글라스(4)의 경사개방 동작과 관련된 개방 동작 온(ON) 신호 및 개방 동작 오프(OFF) 신호를 ECU(10)에 보내며, 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동작과 관련된 폐쇄 동작 온(ON) 신호 및 폐쇄 동작 오프(OFF) 신호를 ECU(10)에 보낸다.

ECU(10)는 조작 스위치(9)가 조작되지 않으면 조작 스위치(9)로부터 개방 동작 오프 신호 및 폐쇄 동작 오프 신호를 수신한다. 따라서, ECU(10)는 구동부(6)를 제어하여 모터(5)를 멈춤 상태로 유지시킨다. 즉, 구동 릴레이(12,13)의 가동 단자(12d,13d)가 각각의 접점(12b,13b)과 연결된다. 다시 말하면, ECU(10)는 모터(5)의 전원 단자(5a,5b)를 그라운드(GND)와 연결시킨다.

조작 스위치(9)가 조작되고 조작 스위치(9)로부터 개방 동작 온 신호가 전송되면, ECU(10)는 구동부(6)를 제어하여 루프 글라스(4)가 경사상승하게 한다. 즉, 구동 릴레이(12)의 가동 단자(12d)를 접점(12c)와 연결시켜 모터(5)를 구동시킨다. 다시 말하면, ECU(10)는 구동 전원(+B)의 전류를 모터(5)의 제1 전원 단자(5a)로 공급하고 제2 전원 단자(5b)를 그라운드(GND)와 연결시킨다. 조작 스위치(9)의 조작이 멈추면, 조작 스위치(9)로부터 개방 동작 오프 신호가 전송된다. 그러면, ECU(10)는 구동부(6)를 제어하여 모터(5)를 멈춘다. 즉, 구동 릴레이(12)의 가동 단자(12d)가 접점(12b)과 연결된다.

조작 스위치(9)가 조작되고 조작 스위치(9)로부터 폐쇄 동작 온 신호가 전송되면, ECU(10)는 구동부(6)를 제어하여 루프 글라스(4)가 경사하강하게 한다. 즉, 구동 릴레이(13)의 가동 단자(13c)를 접점(13c)과 연결시켜 모터(5)를 구동시킨다. 다시 말하면, ECU(10)는 모터(5)의 제1 전원 단자(5a)를 그라운드(GND)와 연결시키고 구동 전원(+B)의 전류를 스위칭 릴레이(14)를 경유해 제2 전원 단자(5b)로 공급한다. 조작 스위치(9)의 조작이 멈추면, 조작 스위치(9)로부터의 폐쇄 동작 오프 신호가 전송된다. 그러면, ECU(10)는 구동부(6)를 제어하여 모터(5)를 멈추게 한다. 즉, 구동 릴레이(13)의 가동 단자(13d)가 접점(13b)과 연결된다.

ECU(10)는, ECU(10)와 연결된 차량 속도 센서(8)로부터 차량(1)의 주행속도에 대응하는 차량 속도 검출 신호를 수신한다. ECU(10)는 차량 속도 센서(8)로부터 전송된 차량 속도 검출 신호에 기초해서 차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)에 있는지 또는 고속 영역(β)에 있는지 결정하고 구동부(6)를 제어한다. 이 실시예에서, 저속 영역(α)은 시속 2km 이하의 속도를 말하며, 고속 영역(β)은 시속 2km 보다 큰 속도를 말한다.

차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 가동 단자(14d)를 접점(14c)과 연결시킨다. 즉, 차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)인 경우에 루프 글라스(4)를 경사하강시키기 위해서, ECU(10)는 구동 전원(+B)의 전류를 저항(15)을 경유하여 제2 전원 단자(5b)로 공급한다. 모터(5)로 공급된 구동 전류는 저항(15)의 저항값에 의해 감소된다.

차량(1)의 주행속도가 고속 영역(β)에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 가동 단자(14d)를 접점(14b)과 연결시킨다. 즉, 차량(1)의 주행속도가 고속 영역(β)인 경우에 루프 글라스(4)를 경사하강시키기 위해서, ECU(10)는 구동 전원(+B)의 전류를 저항(15)를 경유하지 않고 바로 제2 전원 단자(5b)로 공급한다. 그러므로, 모터(5)에 공급된 구동 전류는 차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)에 있을 때와 비교하면 증가한다.

모터(5)에는 모터(5)의 회전 속도를 검출하는 회전속도 검출장치(16)가 일체로 포함되어 있다. 회전속도 검출장치(16)에는 모터(5)의 회전 방향 및 회전 사이클(회전 속도)을 검출하는 한 쌍의 홀(Hall) 소자 마그네틱 센서(16a,16b)가 포함되어 있다. 이 홀 소자 마그네틱 센서(16a,16b)는 캐칭 제어 수단을 형성한다. 좀 더 자세하게는, 회전 방향에서 다극성을 가지는 센서 마그네트(도시하지 않음)가 모터(5)의 회전축(도시하지 않음)에 부착되어 회전축과 일체로 회전한다. 홀 소자 마그네틱 센서(16a,16b)는 회전 방향으로 서로 미리 결정된 각도로 센서 마그네트 근방에 위치한다. 즉, 본 실시예에서의 회전 센서는 자성을 이용한 비접촉 타입의 회전 센서가 사용된다.

모터(5)가 회전하면, 각각의 홀 소자 마그네틱 센서(16a,16b)는 모터(5)의 회전에 대응하는 펄스화된 출력 신호를 ECU(10)로 보낸다. 각각의 홀 소자 마그네틱 센서(16a,16b)로부터 전송된 출력 신호(펄스 신호)는 서로 다른 파장(예를 들어 1/2 사이클)을 가지고 있다. 회전속도 검출장치(16)는 각각의 출력 신호(펄스 신호)의 파형을 형성하고 이를 ECU(10)로 보낸다.

ECU(10)는 회전속도 검출장치(16)(각각의 홀 소자 마그네틱 센서(16a,16b))로부터 전송된 출력 신호(펄스 신호)의 사이클에 기초하여 모터(5)의 회전 사이클(회전 속도)을 검출한다.

즉, 조작 스위치(9)가 조작되고 개방 동작 온 신호가 수신되면, ECU(10)는 예를 들면, 상승 에지에 기초하여 출력 신호(펄스 신호)의 매 사이클마다 하나씩 카운터 값을 증산한다. 조작 스위치(9)가 조작되고 폐쇄 동작 온 신호가 수신되면, ECU(10)는 개방 동작 동안 상기 출력 신호(펄스 신호)의 매 사이클마다 증산된 카운터 값으로부터 하나를 감산한다. ECU(10)는 루프 글라스(4)의 개폐 위치, 즉 카운터 값에 따라 경사 동작 동안에 루프 글라스(4)의 수직 위치를 검출한다.

ECU(10)는 각각의 출력 신호(펄스 신호)의 위상차에 따라 모터(5)의 회전 방향을 검출하고, 모터(5)의 회전방향 검출에 기초하여 루프 글라스(4)의 개폐 방향(수직 방향)을 검출한다.

미리 결정된 임계값(기준 회전 속도)을 ECU(10)에 설정하여 모터(5)의 검출된 회전 속도에 따라 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어 있는지를 결정한다. 즉, ECU(10)는 모터(5)의 회전 속도를 모터(5)의 구동상태를 나타내는 값으로 사용한다. 상기 임계값은, 모터(5)가 미리 결정된 회전 속도로 구동하는 경우 회전속도 검출장치(홀 소자 마그네틱 센서(16a,16b))로부터 전송된 출력 신호(펄스 신호)의 펄스 폭(모터의 회전 사이클)이다. 상기 미리 결정된 회전 속도는 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어 있음을 결정하는 기준 회전 속도이다.

보다 특정하게는, 저속 영역(α)의 상기 임계값은 펄스폭(X1)이고, 고속 영역(β)의 임계값은 펄스폭(X2)이다. 본 실시예에서, 차량(1)의 주행속도가 고속 영역(β)인 경우에서 루프 글라스(4)상에서 경사폐쇄 동작이 이루어지는 경우, ECU(10)는 모터(5)에 공급된 구동 전류를 차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)인 경우와 비교할 때 증가되도록 제어한다. 즉, 차량(1)의 주행속도가 고속 영역(β)인 경우 루프 글라스(4)에서 경사 폐쇄 동작이 이루어지는 경우에는, ECU(10)는 차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)에 있는 경우와 비교해서 토크를 증가시키도록 제어한다. 다시 말하면, ECU(10)는 변환장치의 제어상태에 따라 임계값을 변화시킨다.

그러므로, 고속영역(β)의 임계값인 펄스폭(X2)은 저속영역(α)의 펄스폭(X1) 보다 짧게 설정된다. 모터(5)의 회전 속도를 보면, 고속영역(β)에서의 임계값인 펄스폭(X2)을 갖는 출력 신호가 회전속도 검출장치(16)로부터 전송되는 경우의 모터(5)의 회전 속도는 저속영역(α)에서의 임계값인 펄스폭(X1)을 갖는 출력신호가 회전속도 검출장치(16)로부터 전송되는 경우에서의 모터(5)의 회전속도보다 크다.

위에서 설명한 바와 같이, ECU(10)는 저속영역(α) 및 고속영역(β) 각각을 위한 임계값(펄스폭 X1, X2)을 설정한다. ECU(10)는, 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는지 또는 고속영역(β)에 있는지에 따라 변화하는 모터(5)의 토크에 따라 ECU(10)에 의해 수행되는 스위칭 릴레이(14)의 제어에 대응하는 임계값을 변화시킨다. 이것은 저속영역(α) 및 고속영역(β) 모두에서의 캐칭력을 안정화시킨다. 즉, ECU(10)는 루프글라스(4)에 의한 캐칭력이 일정하게 되도록 임계값을 변화시킨다.

만일 회전속도 검출장치(16)에 의해 전송된 출력 신호(모터의 회전 사이클)의 펄스폭(Y)이 임계값인 미리 결정된 펄스폭보다도 길다면, 루프 미러(4)가 경사폐쇄 동안, ECU(10)는 펄스폭(Y)이 늘어난 것으로 결정하는데, 즉, 루프 미러(4)에 의해 이물질이 끼여 있기 때문에 모터의 회전속도가 줄어든 것으로 결정한다. 이 때, ECU(10)는 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는지 또는 고속영역(β)에 있는지에 따라 임계값 펄스폭(X1, X2) 중 하나를 선택한다.

그 결정에 기초하여, ECU(10)는 모터가 역방향으로 구동하도록 구동 릴레이(12,13)를 제어한다. 그러면, 루프 글라스(4)는 경사 상승하여 완전히 열린 위치가 되어 루프 글라스(4)에 끼여 있는 이물질이 제거될 수 있도록 한다. 카운터 값을 감산한 ECU(10)는 모터가 역방향으로 구동하면 그 카운터 값을 증산하기 시작한다.

지금부터, 앞서 설명한 바와 같은 구조의 제어 장치(7)의 동작을 설명한다. 루프 글라스(4)의 수직 움직임(경사 상승 및 경사 하강)을 주로 설명한다.

도 1은 차량(1)가 정지해 있고 모터(5)가 멈추어 있는 경우의 제어 장치(7)의 상태를 보여주고 있다. 구동 릴레이(12,13)의 가동 단자(12d,13d)는 각각의 접점(12b,13b)과 연결되어 있다. 그러므로, 구동 전원(+B)의 전류는 모터(5)에 공급되지 못하고, 모터(5)는 구동되지 않는다.

이 상태에서, 조작 스위치(9)를 조작하여 루프 글라스(4)를 경사상승 시키면, ECU(10)는 조작 스위치(9)로부터 개방 동작 온 신호를 수신한다. 그러면, ECU(10)는 구동 릴레이(12)를 제어하여 가동 단자(12d)와 접점(12c)을 연결시킨다. 따라서, 구동 전원(+B)의 전류가 모터(5)에 공급되어 모터(5)가 구동하고, 루프 미러(4)가 선루프 구동 메카니즘에 따라 경사상승한다. 개방 동작 온 신호가 ECU(10)로 전송되는 동안, 구동 전원(+B)의 전류는 모터(5)로 공급되어 모터(5)가 계속 구동하게 한다.

조작 스위치(9)의 조작이 멈추어 루프 글라스(4)의 경사 개방이 멈추면, 개방 동작 오프 신호가 ECU(10)로 전송된다. 그러면, ECU(10)는 구동 릴레이(12)를 제어하여 가동 단자(12d)와 접점(12b)을 연결한다. 그러면, 구동 전원(+B)의 전류 공급이 멈추고 모터(5)가 멈춘다. 루프 글라스(4)가 완전히 열린 상태가 되면, 조작 스위치(9)를 조작하고 ECU(10)가 개방 동작 온 신호를 받는 경우에도, ECU(10)는 구동 릴레이(12)를 제어하여 가동 단자(12d)를 접점(12c)과 연결시켜 모터(5)를 멈추게 한다.

이 상태에서, 조작 스위치(9)가 조작되어 루프 글라스(4)가 경사 하강하면, ECU(10)는 조작 스위치(9)로부터 폐쇄 동작 온 신호를 받는다. 그러면, ECU(10)는 구동 릴레어(13)를 제어하여 가동 단자(13d)와 접점(13c)을 연결시킨다. 또한, ECU(10)는 차량 속도 센서(8)로부터 전송된 차량 속도 검출 신호에 기초하여 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)(시속 2km 미만)에 있는지 또는 고속영역(β)(시속 2km 이상)에 있는지를 결정한다.

차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 가동 단자(14d)를 접점(14c)과 연결시킨다. 그러면, 모터(5)에는 경사개방 동작에서 공급된 전류와 반대 방향으로 저항(15)을 통해 구동 전원(+B)의 전류가 공급된다. 그러면, 모터(5)가 구동되어 선루프 구동 메카니즘에 따라 루프 글라스(4)가 경사하강한다.

차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 가동 단자(14d)를 접점(14b)와 연결시킨다. 그러면, 모터(5)에는 경사개방 동작에서 공급된 전류와 반대 방향으로 저항(15)을 통하지 않고 구동 전원(+B)의 전류가 직접 공급된다. 그러면, 모터(5)가 구동되어 선루프 구동 메카니즘에 따라 루프 글라스(4)가 경사하강한다.

즉, 루프 글라스(4)가 경사하강하는 동작에서, 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있으면 구동 전원(+B)의 전류가 저항(15)을 통해 모터(5)로 공급된다. 그러므로, 모터(5)로 공급된 구동 전류의 양은 차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있는 경우에 구동 전원(+B)의 전류가 저항(15)을 통하지 않고 모터(5)로 직접 공급되는 경우에 비해 줄어든다.

그 결과, 도 2에 도시한 바와 같이, 모터(5)의 회전속도가 일정하게 유지되는 상태에서, 차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있는 경우에 비해 저속영역(α)에 있는 경우 모터(5)의 토크는 억제된다. 다시 말하면, 모터(5)의 토크는 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는 경우에 비해 고속영역(β)에 있는 경우 더 크다.

차량(1)의 주행속도가 증가함에 따라, 루프 글라스(4)의 뒷부분에서 발생하는 소용돌이에 의해 가해지는 상승력 및 루프 글라스(4)의 상부에 가해지는 부압에 기인한 풀링업(pulling-up) 힘이 증가한다. 그러므로, 모터(5)의 토크는 차량(1)가 저속영역(α)에 있어 그에 따라 루프 글라스(4)의 닫히는 힘이 증가하는 경우와 비교할 때 차량(1)가 고속영역(β)인 경우에 상대적으로 증가한다. 반대로, 차량(1)가 저속영역(α)에 있는 경우에는, 모터(5)의 토크는 차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있어 루프 글라스(4)의 캐칭력을 억제하는 경우에 비해 상대적으로 감소한다.

폐쇄 동작 온 신호가 ECU(10)로 전송되는 동안, 구동 전원(+B)의 전류는 모터(5)로 공급되고, 모터(5)는 상기 설명한 방식과 같이 계속 구동한다. 조작 스위치(9)의 조작이 멈추어 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동작이 멈추면, 폐쇄 동작 오프 신호가 ECU(10)로 전송된다. 그러면, ECU(10)는 구동 릴레이(13)를 제어하여 가동 단자(13d)를 접점(13b)에 연결한다. 그러면, 구동전원(+B)의 전류 공급이 멈추고 모터(5)가 멈춘다. 루프 글라스(4)가 완전히 닫힌 상태가 되면, 조작 스위치(9)가 조작되고 ECU(10)가 폐쇄 동작 온 신호를 수신하는 경우에도, ECU(10)는 구동 릴레이(13)를 제어하여 가동단자(13d)를 접점(13c)와 연결하여 모터(5)가 멈추게 한다.

모터(5)를 제어하는 ECU(10)가 루프 글라스(4)를 경사하강시키는 실행 과정을 도 4의 흐름도를 참고하여 설명한다.

단계 S1에서, ECU(10)가 폐쇄 동작 온 신호가 조작 스위치(9)로부터 전송되었는지를 결정한다. 폐쇄 동작 온 신호가 조작 스위치(9)로부터 전송된 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S2로 진행한다. 단계 S2에서, ECU(10)는 구동 릴레이(12)를 제어하여 가동 단자(12d)를 접점(12b)과 연결하고 구동 릴레이(13c)를 제어하여 가동 단자(13d)를 접점(13c)과 연결한다. 그런 다음, ECU(10)는 단계 S3로 진행한다.

단계 S3에서, ECU(10)는 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는지를 결정한다. 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S4로 진행하고 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 가동 단자(14d)를 접점(14c)과 연결한다. 그 다음에, ECU(10)는 단계 S5로 진행한다.

단계 S5에서, ECU(10)는 회전속도 검출장치(16)로부터 전송된 입력 신호(펄스 신호)의 펄스폭(Y)이 저속영역(α)을 위한 임계값 펄스폭(X1)보다 큰지를 결정한다. 펄스폭(Y)이 펄스폭(X1) 보다 크지 않은 것, 즉 펄스폭(Y)이 펄스폭(X1)에 비해 같거나 작다면, ECU(10)는 단계 S6으로 진행한다.

단계 S6에서, ECU(10)는 루프 글라스(4)가 경사 하강의 완전폐쇄 위치에 있는지를 결정한다. 루프 글라스(4)가 완전히 경사 하강하여 완전폐쇄 위치에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S7로 진행하고 모터(5)를 중지시킨다.

루프 글라스(4)가 단계 S6에서 완전폐쇄 위치에 있는 것이 아닌 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S5로 돌아간다.

단계 S5에서, 회전속도 검출장치(16)로부터 전송된 입력 신호(펄스 신호)의 펄스폭(Y)이 저속 영역(α)용 임계값인 펄스폭(X1)보다 큰 것으로 결정되면, ECU(10)는 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어 있는 것으로 결정하고 단계 S8로 진행한다. 단계 S8에서, ECU(10)는 모터를 역방향으로 구동시켜 끼어있는 이물질을 방출하고, 단계 S9로 진행한다.

단계 S9에서, ECU(10)는 루프 글라스(4)가 경사상승하여 완전 개방 위치에 있는지를 결정해서 끼어있는 이물질이 방출되도록 한다. 루프 글라스(4)가 완전 개방 위치에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S10으로 진행하고 모터(5)를 멈춘다.

단계 S3에서, 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있지 않은 것으로 결정되면, 즉, 차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S11로 진행하고 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 가동 단자(14d)와 접점(14c)을 연결한다. 그런 다음, ECU(10)는 단계 S12로 진행한다.

단계 S12에서, ECU(10)는 회전속도 검출장치(16)로부터 전송된 입력 신호(펄스 신호)의 펄스폭(Y)이 고속영역(β)을 위한 임계값인 펄스폭(X2)보다 큰지를 결정한다. 펄스폭(Y)이 펄스폭(X2)보다 크지 않은 것으로 결정되면, 즉, 펄스폭(Y)이 펄스폭(X2)보다 같거나 작다면, ECU(10)는 단계 S13으로 진행한다.

단계 S13에서, ECU(10)는 루프 글라스(4)가 완전폐쇄 위치에 있는지를 결정한다. 루프 글라스(4)가 완전폐쇄 위치에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S7로 진행하고 모터(5)를 멈춘다.

단계 S13에서 루프 글라스(4)가 완전폐쇄 위치에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S12로 진행한다.

단계 S12에서, 회전속도 검출장치(16)로부터 전송된 입력 신호(펄스 신호)의 펄스폭(Y)이 고속영역(β)을 위한 임계값인 펄스폭(X2)보다 큰 것으로 결정되면, ECU(10)는 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 주변영역 사이에 이물질이 끼어있는 것으로 결정하고 단계 S8로 진행한다. 단계 S8에서, ECU(10)는 역방향으로 모터(5)를 구동시켜 끼어있는 이물질을 제거하고 단계 S9로 진행한다. 단계 S9에서, ECU(10)는 루프 글라스(4)가 경사상승하여 완전 개방 위치에 있는지를 결정하여 이물질이 방출되도록 한다. 루프 글라스(4)가 완전 개방 위치에 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 단계 S10으로 진행하고 모터(5)를 멈춘다.

본 발명은 다음과 같은 형태로 실시되기도 한다.

상기 실시예에서는, 모터(5)의 토크를 변화시키는 토크 변경장치에는 스위칭 릴레이(14) 및 저항(15)이 포함되어 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조로 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 토크 변경장치에는 세 개의 브러쉬(22,23,24)가 있는 모터(21)가 포함되기도 한다. 이 모터(21)에는 저속 구동용 브러쉬(22) 및 고속 구동용 브러쉬(24)가 장착되어 있다. 모터(21)에는, 구동 릴레이(12)의 가동단자(12d)에 연결되어 있는 공통 브러쉬(24)도 포함되어 있다. 저속 구동용 브러쉬(22) 및 고속 구동용 브러쉬(23)는 브러쉬 스위칭 릴레이(25)의 스위치(25a)와 연결되어 있다.

스위치(25a)에는 두 개의 접점(25b,25c) 및 ECU(10)의 제어에 의해 상기 접점(25b,25c) 사이에 스위치 되는 가동단자(25d)가 포함되어 있다. 저속 구동용 브러쉬(22)는 접점(25b) 및 접점(25c)과 연결된 고속 구동용 브러쉬(23)과 연결되어 있다. 브러쉬 릴레이(25)는 구동 릴레이(13)의 가동 단자(13d)와 연결되어 있다. 구동부(26)가 있는 제어 장치(27)에 따르면, ECU(10)는 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동작이 진행되는 동안(이 때, 가동 단자(12d)는 접점(12b)와 연결되어 있고 가동 단자(13d)는 접점(13c)과 연결되어 있다) 차량(1)의 주행속도가 저속 영역(α)에 있는 것으로 결정하면, 가동 단자(25d)는 접점(25b)과 연결되고 전류가 저속 구동용 브러쉬(22)를 통해 공급된다.

즉, 도 6의 특성 다이어그램에 도시된 바와 같이, 모터(21)의 토크는 작다. 반대로, ECU(10)가 차량(1)의 주행속도가 고속 영역(β)에 있는 것으로 결정하면, 가동 단자(25d)는 접점(25c)과 연결되고 전류는 고속 구동용 브러쉬(23)를 통해 모터(21)로 공급된다. 즉, 도 6의 특성 다이어그램에 도시된 바와 같이, 모터(21)의 토크는 크다. 이러한 구조를 통해, 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동작이 진행되는 동안 닫히는 힘과 캐칭력은 차량(1)의 주행속도가 변하는 경우라 해도 최적화 된다.

ECU(10)는, 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어있는 것으로 결정되면 차량(1)의 주행속도에도 불구하고 고속 구동용 브러쉬(23)로부터 모터(21)로 전류를 공급하여 모터(21)를 역방향으로 구동하도록 제어한다. 이 경우, 루프 글라스(4)와 루프 판넬(2) 사이에 끼어있는 이물질은 바로 빠져나간다.

위 실시예에서, 모터(5)의 토크를 변화시키는 토크 변환장치가 스위칭 릴레이(14) 및 저항(15)에 의해 형성된다. 그러나, 모터(5)의 토크는 트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 사용하여 PWM 제어에 의해 변화되기도 한다. 이러한 구조로, 모터(5)의 토크는 차량(1)의 주행속도에 따라 보다 세밀하게 제어될 수 있다.

상기 실시예에서, 저속 영역(α)은 시속 2km 보다 작고 고속 영역(β)은 시속 2km 보다 같거나 크다. 그러나, 이 값은 차량(1) 및 루프 글라스(4)에 작용하는 힘에 따라 요구된 대로 설정되기도 한다. 선택적으로, 모터(5)의 토크를 이산적으로 변화시키기 위해 상기 속도 영역을 둘 이상의 영역으로 나누기도 한다. 이 경우, 펄스폭(모터(5)의 회전 사이클)은 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어있는지를 검출하는 임계값으로서 각각의 속도 영역을 위해 결정되기도 한다. 이 때, 임계값인 상기 펄스폭은 차량(1)의 주행속도가 증가함에 따라 감소한다.

상기 실시예에서, 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 루프 글라스(4)를 경사상승시켜 완전개방 위치로 만든다. 그러나, 본 발명은 이것으로 제한되는 것은 아니다. 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어 있는 것으로 결정되면, ECU(10)는 루프 글라스(4)를 열어 이물질이 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에서 방출되도록 허용하는 위치로 만든다. 이 경우, 이물질이 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에서 방출될 수 있는 위치는 카운터 값을 사용하여 미리 결정된다.

상기 실시예에서, ECU(10)는 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동작이 진행되는 동안, 루프 글라스(4)가 움직이는 전 범위에서 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에서 이물질이 끼어있는지를 결정한다. 그러나, 이 결정은 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동작이 진행되는 동안 움직이는 전 범위의 미리 결정된 영역에서 이루어진다. 이 결정이 이루어지는 영역은 루프 글라스(4)가 경사하강하여 완전폐쇄 위치에 있는 경우의 값으로 미리 결정된 카운터 값에 의해 더해진 카운터 값에 의해 미리 정해진 영역으로 카운터 값을 사용하여 설정되기도 한다.

상기 실시예에서, 개폐체는 루프 글라스(4)이다. 그러나, 이 개폐체는 글라스가 아닌 다른 재료로 형성될 수도 있다.

본 실시예는 다음과 같은 장점을 제공한다.

(1) 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동안에, ECU(10)는 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 차량(1)의 주행속도가 증가하는 경우, 즉 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는 경우에 비해 고속영역(β)에 있는 경우, 모터(5)의 토크가 상대적으로 커지도록 한다. 일반적으로, 차량(1)의 주행속도가 증가함에 따라, 루프 글라스(4)의 상부에 가해진 부압 및 루프 글라스(4)의 뒤쪽에서 발생되는 소용돌이에 의해 루프 글라스(4)에 가해진 상승력에 기인한 풀링-업(pulling-up) 힘은 증가한다.

그러므로, 모터(5)의 토크는, 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는 경우에 비해 차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있는 경우에 상대적으로 증가해서 루프 글라스(4)의 닫히는 힘이 최적 레벨로 증가하도록 한다. 차량의 주행속도가 저속영역(α)에 있으면, 모터(5)의 토크는 차량(1)의 주행속도가 고속영역(β)에 있는 경우에 비해 감소해서 루프 글라스(4)의 캐칭력을 최적 레벨로 억제한다.

(2) 루프 글라스(4)의 경사폐쇄 동안에, 주행 속도 영역은 저속영역(α)과 고속영역(β)으로 나뉜다. 그러므로, 모터(5)의 토크는 두 단계로 제어될 수 있다. 따라서, 모터(5)의 토크는 닫히는 힘과 캐칭력을 최적화 하도록 쉽게 제어될 수 있다. 이것은 차량(1)의 주행속도가 두 영역 이상으로 나뉘는 경우에 비해 모터(5)의 토크 제어를 더 쉽게 한다.

(3) ECU(10)는 스위칭 릴레이(14)를 제어하여 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는지 또는 고속영역(β)에 있는지에 따라 모터(5)의 토크를 스위치하며, 스위칭 릴레이(14)의 제어에 대응하여, 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼었는지를 결정하도록 설정된 임계값을 이산적으로 변화시킨다. ECU(10)는 모터(5)의 토크 뿐만 아니라 루프 글라스(4)와 루프 개구부(3)의 가장자리 사이에 이물질이 끼어있는지 여부를 결정하기 위한 임계값도 변화시키기 때문에, 캐칭력은 차량(1)의 주행속도가 저속영역(α)에 있는지 또는 고속영역(β)에 있는지에 상관없이 안정화된다.

(4) 모터(5)의 토크를 스위칭하는 변경장치는 스위칭 릴레이(14) 및 저항(15)을 사용하여 형성된다. 그러므로, 토크 스위칭 수단 또는 제어 장치(7)의 구조는 간단해진다. 모터(5)의 토크는 트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 사용하여 PWM 제어에 의해 변화된다. 그러나, 적절한 실시예에서는 그러한 구조에 비해 보다 효과적으로 전자기적 잡음을 억제한다.

본 발명과 그 목적 및 장점은 첨부한 도면을 보고 양호한 실시예의 설명을 참고하면 분명히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 루프 글라스의 제어 장치를 설명한 블록 다이어그램이고;

도 2는 도 1의 장치에 통합된 구동 모터의 토크와 회전 속도 사이의 관계를 보여주는 특성 다이어그램이고,

도 3은 도 1의 장치로 제어되는 루프 글라스의 경사 개폐 동작을 설명하는 다이어그램이고,

도 4는 루프 글라스가 경사폐쇄 작동시에 도 1의 장치에 의해 수행되는 제어를 보여주는 플로우챠트이고,

도 5는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 루프 글라스의 제어 장치를 설명하는 블록 다이어그램이며,

도 6은 도 5의 장치에 통합된 구동 모터의 토크와 회전 속도 사이의 관계를 보여주는 특성 다이어그램이다.

Claims

선루프 장치의 개폐체를 구동하여 차량의 루프 판넬에 형성된 개구부를 임의로 경사개방 및 폐쇄시키는 모터를 제어하는 장치에 있어서,

상기 모터를 회전시키는 전류를 상기 모터에 공급하고 상기 모터의 토크를 변화시키는 변환장치를 갖는 구동부 및,

상기 구동부를 제어하고 상기 개폐체의 폐쇄동작 동안 차량의 주행속도가 증가함에 따라 상기 모터의 토크가 증가하도록 상기 변환장치를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차량의 주행속도는 다수개의 속도 범위로 나뉘어 지며, 상기 제어부는 상기 속도 범위에 따라 상기 모터의 토크가 이산적으로 스위치되도록 상기 변환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 차량의 주행속도는, 저속범위 및 고속범위인 두 개의 속도범위로 나뉘어 지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변환장치는, 상기 모터의 토크를 이산적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 변환장치에는, 저항이 포함되어 있는 전류 경로 및 저항이 포함되어 있지 않은 전류 경로 사이를 스위치 하는 스위치회로가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 모터의 구동 상태를 보여주는 값과 미리 결정된 임계값간의 비교에 기초해서 상기 개폐체와 상기 개구부 가장자리 사이에 이물질이 끼어 있는지를 결정하고, 상기 개폐체와 상기 개구부 가장자리 사이에 이물질이 낀 것으로 판단되면 상기 이물질을 방출시키도록 상기 모터를 제어하며,

상기 제어부는, 상기 변환장치의 제어 상태에 따라 상기 임계값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 개폐체의 캐칭력이 일정하도록 상기 임계값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
개구부가 있는 루프 판넬이 장착된 차량에 적용되는 선루프 장치에 있어서,

상기 개구부를 임의적으로 열고 닫도록 경사지는 개폐체,

상기 개폐체를 구동시키는 모터,

상기 모터를 회전시키기 위한 전류를 상기 모터에 공급하며 상기 모터의 토크를 변화시키기 위한 변환장치를 갖는 구동부 및,

상기 구동부를 제어하며 상기 개폐체의 폐쇄동작 동안 차량의 주행속도가 증가함에 따라 상기 모터의 토크가 증가하도록 상기 변환장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선루프 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 차량의 주행속도는 다수개의 속도 범위로 나뉘어지며, 상기 제어부는 상기 모터의 토크가 상기 속도범위에 따라 이산적으로 스위치되도록 상기 변환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 차량의 주행속도는 저속범위 및 고속범위인 두 개의 속도범위로 나뉘어 지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변환장치는 상기 모터의 토크를 이산적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 변환장치에는, 저항이 포함되어 있는 전류 경로 및 저항이 포함되어 있지 않은 전류 경로 사이를 스위치 하는 스위치회로가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 모터의 구동 상태를 보여주는 값과 미리 결정된 임계값간의 비교에 기초해서 상기 개폐체와 상기 개구부 가장자리 사이에 이물질이 끼어있는를 결정하고, 상기 개폐체와 상기 개구부 가장자리 사이에 이물질이 낀 것으로 판단되면 상기 이물질을 방출시키도록 상기 모터를 제어하며,

상기 제어부는, 상기 변환장치의 제어 상태에 따라 상기 임계값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 개폐체의 캐칭력이 일정하도록 상기 임계값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
차량의 루프 판넬에 장착된 선루프 장치의 개폐체를 구동시키는 모터를 제어하는 방법에 있어서,

상기 모터를 제어하여 상기 차량의 루프 판넬에 형성된 개구부를 임의로 경사 개방 및 폐쇄 하도록 상기 개폐체를 구동시키는 단계 및,

상기 개폐체의 폐쇄 동작 동안 상기 차량의 주행속도가 증가함에 따라 상기 모터의 토크가 증가하도록 상기 모터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.