KR20120032001A - 자동차의 폐쇄 장치 작동 방법 및 폐쇄 장치 - Google Patents

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케니스 로렌스 가르비
촐탄 에어젝
가브리엘 베첼
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차의 폐쇄 장치(1)를 작동시키고, 폐쇄 과정 동안 폐쇄 장치(1)의 움직이는 폐쇄 부재(2)와 폐쇄 장치(1)의 스톱 에지(3) 사이에 물체가 낀 끼임 경우를 검출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 폐쇄 과정 동안 현재 폐쇄력의 지표를 결정하는 단계(S2); 폐쇄 과정 동안 폐쇄 장치(1)의 폐쇄 부재(2)에 작용하는 가속력을 지시하는 가속력의 지표를 결정하는 단계(S4); 가속력의 지표에 따라 폐쇄력 한계치를 제공하는 단계(S5); 현재 폐쇄력에 대해 결정된 지표가 폐쇄력 한계치를 초과하면 끼임 경우를 검출하는 단계(S6)를 포함한다.

Description

자동차의 폐쇄 장치 작동 방법 및 폐쇄 장치{Method for operating a closing device of a motor vehicle and a closing device}
본 발명은 자동차의 폐쇄 장치, 특히 전기 작동식 윈도우 리프터, 전기 작동식 슬라이딩 루프 등에 관한 것이며, 본 발명은 또한 이러한 폐쇄 장치의 작동 방법에 관한 것이다.
자동차의 폐쇄 장치, 예컨대 전기 윈도우 리프터, 전기 슬라이딩 루프 등에서는 폐쇄 과정 동안 폐쇄 부재(윈도우 유리, 슬라이딩 루프)와 스톱 에지(윈도우 프레임, 루프 리세스) 사이에 손상 또는 상해를 입을 수 있는 물체 또는 신체 부위가 없어야 한다. 이러한 경우를 피하기 위해, 폐쇄 부재와 접속된 서보 모터를 제어하는 제어 유닛에서, 그러한 끼임 경우를 검출하고 폐쇄 과정을 차단하거나 또는 폐쇄 부재가 적어도 단시간 내에 개방 운동을 하게 하는 반전을 실시하는 알고리즘이 실행된다.
끼임 경우를 검출하기 위해, 폐쇄 부재의 위치, 및 폐쇄 과정을 실시하기 위해 폐쇄 부재에 작용해야 하는 폐쇄력이 끊임없이 체크되고, 폐쇄 운동의 속도가 줄어들면 및/또는 폐쇄 운동을 유지하기 위해 필요한 폐쇄력이 증가하면, 끼임 경우가 추정된다.
끼임 검출시, 폐쇄 과정에서 끼임에 기인하는 힘의 증가가 나타나는 경우가 검출되어야 한다. 이 경우, 즉각 반응하여 폐쇄 부재가 개방 운동으로(반전) 다시 개방되어야 한다. 알고리즘에 의한 끼임 경우의 검출시 잘못된 검출은 한편으로는 물체 또는 신체 부위의 영구 끼임을 야기할 수 있거나 또는 -에러 검출시- 폐쇄 부재의 잘못된 반전을 일으켜 쾌적성을 떨어뜨린다.
폐쇄 운동의 속도 감소를 검출하기 위한 흔한 해결책은 서보 모터의 회전수 프로파일 평가를 기초로 한다. 이를 위해, 예컨대 서보 모터가 링 자석 및 홀 센서를 포함할 수 있다. 이로 인해, 모터 회전수는 링 자석의 통과에 의해 홀 센서에서 발생하는 구형파 신호들의 평가에 의해 간단히 검출될 수 있다. 구형파 신호들의 주파수는 회전수의 지표이다. 이렇게 검출된 신호로부터, 회전수의 변화가 검출된다. 끝 위치에서 나타나지 않는 회전수의 급강하시, 폐쇄력의 증가 및 그에 따라 저항이 추정될 수 있다. 다른 방법은 모터 전류의 평가에 의해 서보 모터의 회전수를 결정하는 것이다. 상기 전류는 서보 모터의 아마추어 회전의 매핑에 상응하는 리플을 갖는다.
일반적으로, 폐쇄력 또는 상응하는 지표가 미리 주어진 폐쇄력 한계치를 초과하면, 끼임 경우가 검출된다.
이러한 폐쇄 장치를 구비한 차량이 평평하지 않은 도로 위에서 움직이면, 폐쇄 부품의 폐쇄 운동을 실시하기 위해 필요한 힘이 변한다. 폐쇄력 한계치가 보통 필요한 폐쇄력과 관련해서 어떤 공차로 결정되는지에 따라, 평평하지 않은 도로 상에서 주행시 폐쇄 장치의 폐쇄 과정이 이루어지면 끼임 경우의 잘못된 검출이 나타날 수 있으므로, 운전자는 상응하는 조작 부재의 작동에 의해 폐쇄 장치를 폐쇄하려는 다수의 시도를 해야 한다. 안전성 관점에서 이러한 폐쇄력 한계치에 대한 공차가 일반적으로 종종 매우 낮게 설정되기 때문에, 특히 평평하지 않은 도로 위를 주행할 때 폐쇄 장치의 폐쇄 과정시 종종 끼임 과정이 잘못 검출된다.
본 발명의 과제는 자동차의 폐쇄 장치의 폐쇄 부품의 폐쇄 과정 동안 끼임 과정을 확실하게 검출하고, 특히 폐쇄 과정의 잘못된 검출의 위험을 줄이는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 폐쇄 장치의 작동 방법에 의해 그리고 독립 청구항에 따른 폐쇄 장치에 의해 해결된다.
바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.
제 1 관점에 따라, 자동차의 폐쇄 장치를 작동시키고, 폐쇄 과정 동안 폐쇄 장치의 움직이는 폐쇄 부재와 폐쇄 장치의 스톱 에지 사이에 물체가 낀 끼임 경우를 검출하기 위한 방법이 제시된다. 이 방법은
- 폐쇄 과정 동안 현재 폐쇄력에 대한 지표를 결정하는 단계;
- 폐쇄 과정 동안 폐쇄 장치의 폐쇄 부재에 작용하는 가속력을 나타내는 가속력 지표를 결정하는 단계;
- 상기 가속력 지표에 따라 폐쇄력 한계치를 제공하는 단계;
- 현재 폐쇄력에 대해 결정된 지표가 폐쇄력 한계치를 초과하면 끼임 경우를 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 사상은 폐쇄 장치의 폐쇄 부재가 예컨대 차량이 평평하지 않은 도로 위를 주행함으로써 생기는 외부 가속력을 받으며 이로 인해 폐쇄 부재의 폐쇄 운동시 끼임 경우의 검출이 영향을 받는다는 것이다. 특히 이러한 가속력의 발생시 끼임 과정이 잘못 검출되는 것을 피하기 위해, 예컨대 이러한 가속력의 발생시 폐쇄력의 지표에 대한 폐쇄력 한계치가 변하며, 특히 증가한다.
또한, 폐쇄 과정 동안 현재 폐쇄력에 대한 지표로서, 폐쇄 부재의 운동 속도의 변화 또는 폐쇄 과정 동안 소비될 폐쇄력이 결정될 수 있다.
실시예에 따라, 가속력 지표로서, 폐쇄 부재에 현재 작용하는 가속력에 대한 지표가 결정된다.
대안으로서, 가속력 지표로서 자동차의 주행 정숙에 대한 지표가 결정될 수 있다. 특히, 가속력 지표는 변하는 가속력, 특히 교번하는 부호를 가진 가속력의 최대 진폭 또는 평균화된 진폭에 대한 지표를 제공할 수 있다. 또한, 가속력 지표는 외부에서 제공된 신호에 의해, 예컨대 주행 다이내믹 브레이크 시스템 또는 유사한 시스템으로부터 도로 상태에 대한 정보에 의해 제공될 수 있다.
폐쇄력 한계치는 일정한 함수에 따라 가속력 지표에 의존해서 변할 수 있다.
실시예에 따라, 가속력 지표가 한계치를 초과하면 폐쇄력 한계치가 증가될 수 있고, 특히 폐쇄력 한계치가 절대값 만큼 또는 상대적으로 증가된다.
소비될 폐쇄력에서 위치에 의존하는, 마찰에 기인하는 차이를 고려하기 위해, 폐쇄력 한계치가 스톱 에지에 관련한 폐쇄 부재의 위치에 따라 결정될 수 있다.
다른 관점에 따라 자동차용 폐쇄 장치가 제공된다. 폐쇄 장치는
- 스톱 에지에 대해 움직이는 폐쇄 부재;
- 스톱 에지 방향으로 상기 폐쇄 부재를 이동시키기 위한 서보 모터;
- 폐쇄 과정 동안 현재 폐쇄력에 대한 지표를 결정하고;
- 폐쇄 과정 동안 폐쇄 부재에 작용하는 가속력을 나타내는 가속력 지표를 결정하며;
- 상기 가속력 지표에 따라 폐쇄력 한계치를 제공하고;
- 현재 폐쇄력에 대해 결정된 지표가 상기 폐쇄력 한계치를 초과하면, 폐쇄 과정 동안 움직이는 폐쇄 부재와 스톱 에지 사이에 물체가 낀, 끼임 경우를 검출하도록 형성된
- 제어 유닛을 포함한다.
본 발명에 의해, 자동차의 폐쇄 장치의 폐쇄 부품의 폐쇄 과정 동안 끼임 과정이 확실히 검출되고, 특히 폐쇄 과정의 잘못된 검출의 위험이 줄어든다.
이하, 바람직한 실시예가 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 전기 윈도우 리프터 및 제어 유닛을 포함하는 윈도우 리프터 시스템의 개략도.
도 2는 폐쇄 장치의 작동 방법을 나타내기 위한 플로 챠트.
도 1은 예시적인 폐쇄 장치로서 자동차용 윈도우 리프터 시스템(1)을 도시하며, 이 시스템에서 윈도우 유리(2)(폐쇄 부재)는 차량 도어(4) 내의 윈도우 프레임(3) 내에서 상하로 이동됨으로써, 윈도우가 폐쇄 또는 개방된다. 윈도우 유리(2)의 이동은 서보 모터(5)에 의해 이루어지고, 상기 서보 모터(5)는 적합한 메커니즘(6)을 통해 윈도우 유리(2)와 접속된다. 예컨대, 메커니즘(6)은 서보 모터(5)의 회전 운동에 따라 윈도우 유리(2)가 상하로 이동되도록 형성될 수 있다. 메커니즘(6)은 회전 운동을 윈도우 유리(2)의 병진 운동으로 변환하기 위해 적합한 트랜스미션, 예컨대 웜 기어장치를 포함할 수 있다.
서보 모터(5)는 제어 유닛(7)을 통해 적합한 제어 값으로, 예컨대 스위치(8)의 작동 상태에 따른 제어 전압 또는 제어 신호의 인가에 의해 제어된다. 스위치(8)는 제어 유닛(7)과 접속되고, 윈도우의 개방 또는 폐쇄를 위해 윈도우 유리(2)를 상승 또는 하강 운동시키기 위해 차량의 사용자에 의해 작동될 수 있다. 제어 유닛(7)은 또한 서보 모터(5)에 의해 하나 또는 다수의 작동 값을 수신하고, 상기 값들로부터 서보 모터(5) 또는 윈도우 리프터의 작동 상태가 결정될 수 있다.
작동 값으로는 예컨대 모터 전류 또는 서보 모터(5)의 회전수가 검출될 수 있다. 윈도우 유리(2)가 상부로 폐쇄 방향으로 이동되면, 서보 모터의 회전수는 폐쇄력에 대한 지표일 수 있다. 마찬가지로, 모터 전류의 크기는 서보 모터에 의해 제공되는 조절 모멘트에 대한 지표일 수 있고, 이는 또한 폐쇄력에 대한 지표이다. 또한, 모터 전류 내의 리플에 의해 서보 모터(5)의 회전수가 결정될 수 있으므로, 상기 회전수 검출시 회전수에 대한 지표가 폐쇄력에 대한 지표로서 검출될 수 있다. 제어 장치(7) 내에서 현재 폐쇄력에 대한 지표가 폐쇄력 한계치와 비교될 수 있다. 폐쇄력 한계치의 초과시 폐쇄력 지표의 크기에 의해 끼임 경우가 추정되고 제어 장치(7) 내에서 서보 모터(5)가 정지 및/또는 반전된다.
메커니즘(6)에서의 변환이 종종 비선형이면, 윈도우 유리(2)의 상이한 윈도우 위치(개방 위치)에서, 윈도우 유리(2)의 폐쇄 운동을 실시하기 위해 상이한 폐쇄력이 필요하다. 따라서, 윈도우 위치에 따라 가변 폐쇄력 한계치를 제공하기 위해, 작동값으로서 윈도우 유리(2)의 위치 또는 서보 모터(5)의 절대 위치를 얻는 것이 바람직할 수 있다. 윈도우 위치(폐쇄 부재의 위치) 및 폐쇄력 한계치 사이의 할당은 제어 유닛(7) 내에서 예컨대 적합한 특성 맵에 의해 구현될 수 있다. 이로 인해, 한편으로는 윈도우 유리(2)의 부진한 위치 범위(예컨대, 메커니즘(6)의 트랜스미션에서의 변환에 기인한)에서 폐쇄력 한계치는 끼임 경우가 검출되지 않을 정도로 높게 설정된다. 다른 한편으로는 윈도우 유리(2)의 원활한 위치 범위에서 폐쇄력 한계치가 폐쇄력의 약간의 상승 시에도 끼임 경우를 검출할 수 있도록 상응하게 감소한다.
윈도우 유리(2)의 폐쇄 운동을 실시하기 위한 폐쇄력은 윈도우 유리(2)의 중량, 윈도우 프레임(3) 내에서 윈도우 유리의 마찰 손실, 메커니즘(6), 특히 트랜스미션 내에서의 마찰 손실, 서보 모터(5) 내에서의 마찰 손실 및 윈도우 유리(2)에 대한 폐쇄 과정 개시시 서보 모터(5)의 시동 단계에서 가속력에 의해 결정된다. 특히, 마찰력은 위치에 의존할 수 있으므로, 윈도우 유리(2)의 위치에 의존하는 가변 폐쇄력 한계치에서, 상응하는 위치 의존성이 미리 주어질 수 있다.
그러나, 윈도우 유리(2)의 폐쇄 운동을 실시하기 위해 필요한 폐쇄력은 예컨대 차량이 평평하지 않은 도로 위를 달릴 때 나타날 수 있는, 전체 폐쇄 장치, 즉 차량 도어 또는 윈도우 유리(2)의 병진 가속 운동에 의해 영향을 받는다. 윈도우 유리(2)의 폐쇄 또는 개방 방향으로의 가속력은 폐쇄 과정에서 소비될 폐쇄력에 직접 작용하고, 폐쇄 방향 또는 개방 방향에 대해 횡으로 작용하는 가속력은 윈도우 프레임 내에서 윈도우 유리(2)의 마찰에 간접적으로 영향을 준다. 자동차가 평평하지 않은 도로 위를 달리면, 불규칙적인 가속력이 윈도우 유리(2)에 가해지고, 상기 윈도우 유리는 필요한 폐쇄력의 상승을 일으킨다. 이로 인해, 윈도우의 폐쇄를 위한 전기 윈도우 리프터의 작동시 경우에 따라 폐쇄력 한계치가 초과됨으로써, 끼임 경우가 잘못 검출될 수 있다.
이를 피하기 위해, 윈도우 유리에 작용하는 가속력에 대한 지표가 제공된다. 이는 가장 간단한 경우 윈도우 리프팅 장치(폐쇄 장치) 근처에 배치된 가속도계에 의해 이루어질 수 있다. 대안으로서, 제어 장치(7)에, 예컨대 주행 다이내믹 (브레이크) 시스템으로부터 공지된 도로 상태에 대한 정보가 제공될 수 있다. 여기서는 평평하지 않은 도로 또는 양호하지 않은 도로 표면으로 인한 일정치 않은 휠 회전에 의한 휠들의 블로킹이 방지되어야 한다.
도 2에는 전기 윈도우 리프터를 작동시키기 위한 방법을 나타내는 플로 챠트가 도시된다. 단계(S1)에서, 윈도우가 윈도우 유리(2)의 상승 운동에 의해 폐쇄되어야 하는지를 자동차의 운전자가 지시하는 스위치(8)가 작동되었는지의 여부가 문의된다. 이 경우가 아니면(대안: 아니오), 단계(S1)로 되돌아 온다. 이 경우이면(대안: 예), 단계(S2)에서 폐쇄 과정을 실시하기 위해 소비되어야 하는 현재 폐쇄력에 대한 지표가 결정된다. 이를 위해, 서보 모터(5)의 작동값, 예컨대 모터 전류 또는 소비된 폐쇄력에 대한 지표일 수 있는 현재 회전수에 대한 지표가 호출된다.
후속 단계(S3)에서, 폐쇄력 한계치는 특히 서보 모터 또는 윈도우 유리(2)의 현재 위치에 따라 결정된다.
단계(S4)에서, 윈도우 유리에 작용하는 가속력에 대한 지표인 가속 정보가 제공된다. 이 가속 정보는 현재 작용하는 가속력을 나타내거나 또는 예컨대 차량이 평평하지 않은 또는 양호하지 않은 도로 위를 달릴 때 포지티브 및 네거티브 방향으로 나타날 수 있는, 윈도우 유리(2)에 작용하는 변하는 가속력의 평균 진폭을 나타낼 수 있다.
단계(S5)에서, 폐쇄력 한계치는 단계(S4)에서 검출된 가속 정보에 따라 변경된다. 예컨대, 현재 가속력 또는 윈도우 유리(2)에 작용하는, 변하는 가속력의 평균값이 특정 값을 초과하면, 폐쇄력 한계치가 특정 값만큼 증가될 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 폐쇄력 한계치는 일정한 함수에 따라 가속 정보로 나타나는 윈도우 유리(2)에 작용하는 가속의 크기에 직접 의존해서 변화될 수 있다. 특히, 가속 정보는 차량이 평평하지 않은 또는 양호하지 않은 도로 위를 움직이고 있는지의 여부에 대한 정보일 수 있다. 이 경우, 필요한 폐쇄력이 끼임 경우를 검출할 수 없는 공차 범위를 높이기 위해, 팩터 > 1 또는 절대 공차 값이 폐쇄력 한계치에 제공될 수 있다.
단계(S6)에서 현재 폐쇄력이 폐쇄력 한계치와 비교된다. 폐쇄력의 지표가 폐쇄력 한계치를 초과하면, 끼임 경우가 표시되고(대안: 예), 폐쇄력 한계치를 초과하지 않으면, 단계(S1)로 되돌아 간다. 폐쇄력 한계치의 초과가 검출되면(대안: 예), 끼인 물체 또는 끼인 신체 부위를 다시 해제하기 위해 서보 모터(5)가 정지되거나 반전될 수 있다.
1 폐쇄 장치
2 폐쇄 부재
3 스톱 에지
5 서보 모터
7 제어 유닛

Claims (10)

  1. 자동차의 폐쇄 장치(1)를 작동시키고, 폐쇄 과정 동안 상기 폐쇄 장치(1)의 움직이는 폐쇄 부재(2)와 상기 폐쇄 장치(1)의 스톱 에지(3) 사이에 물체가 낀 끼임 경우를 검출하기 위한 방법으로서,
    - 폐쇄 과정 동안 현재 폐쇄력의 지표를 결정하는 단계(S2);
    - 폐쇄 과정 동안 상기 폐쇄 장치(1)의 상기 폐쇄 부재(2)에 작용하는 가속력을 나타내는 가속력 지표를 결정하는 단계(S4);
    - 상기 가속력의 지표에 따라 폐쇄력 한계치를 제공하는 단계(S5);
    - 상기 현재 폐쇄력에 대해 결정된 지표가 상기 폐쇄력 한계치를 초과하면 끼임 경우를 검출하는 단계(S6)를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 폐쇄 과정 동안 상기 현재 폐쇄력에 대한 지표로서, 상기 폐쇄 부재의 운동 속도의 변화 또는 상기 폐쇄 과정을 위해 소비될 폐쇄력이 결정되는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가속력 지표로서 상기 폐쇄 부재에 현재 작용하는 가속력에 대한 지표가 결정되는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가속력 지표로서 상기 자동차의 주행 정숙에 대한 지표가 결정되는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 가속력 지표가 변하는 가속력, 특히 교번하는 부호를 가진 가속력의 최대 진폭 또는 평균화된 진폭에 대한 지표를 나타내는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄력 한계치는 일정한 함수에 따라 상기 가속력 지표에 의존해서 결정되는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가속력 지표가 한계치를 초과하면, 상기 폐쇄력 한계치가 증가되는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 폐쇄력 한계치는 절대값 만큼 또는 상대적으로 증가되는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄력 한계치가 또한 상기 스톱 에지(3)에 관련한 상기 폐쇄 부재(2)의 위치에 따라 결정되는 방법.
  10. 자동차용 폐쇄 장치(1)로서,
    - 스톱 에지(3)에 대해 움직이는 폐쇄 부재(2);
    - 상기 스톱 에지 방향으로 상기 폐쇄 부재(2)를 이동시키기 위한 서보 모터(5);
    - 폐쇄 과정 동안 현재 폐쇄력에 대한 지표를 결정하고;
    - 폐쇄 과정 동안 상기 폐쇄 부재(2)에 작용하는 가속력을 나타내는 가속력 지표를 결정하며;
    - 상기 가속력 지표에 따라 폐쇄력 한계치를 제공하고;
    - 상기 현재 폐쇄력에 대해 결정된 지표가 상기 폐쇄력 한계치를 초과하면, 상기 폐쇄 과정 동안 움직이는 상기 폐쇄 부재(2)와 상기 스톱 에지(3) 사이에 물체가 낀, 끼임 경우를 검출하도록 형성된
    - 제어 유닛(7)을 포함하는 자동차용 폐쇄 장치.
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