KR20120117149A - 파워 윈도우의 속도 조절 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파워 윈도우의 속도 조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 속도 프로파일 및 윈도우 모터의 부하량을 기반으로, 차량의 글래스런(Glass Run)이나 웨더스트립(Weather Strip)의 노후화 또는 주위 환경의 변화로 인하여 발생하는 파워 윈도우의 속도 변화를 감쇠시키는 파워 윈도우의 속도 조절 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 파워 윈도우의 속도 조절 장치에 있어서, 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장하는 속도 프로파일 저장수단; 윈도우 모터의 속도를 측정하는 속도 측정수단; 상기 속도 측정수단을 통해 상기 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 상기 속도 프로파일을 기반으로 인가 전압에 상응하는 속도가 출력되도록 하는 구동신호를 생성하는 속도 제어수단; 및 상기 속도 제어수단으로부터의 구동신호에 따라 상기 윈도우 모터를 구동시키는 모터 구동수단을 포함한다.

Description

파워 윈도우의 속도 조절 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SPEED OF POWER WINDOW}

본 발명은 파워 윈도우의 속도 조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 글래스런(Glass Run)이나 웨더스트립(Weather Strip)의 노후화 또는 주위 환경의 변화로 인하여 발생하는 파워 윈도우의 속도 변화를 조절하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 도어에는 실내의 환기를 위한 도어 윈도우가 장착되어 있는데, 윈도우에는 도어 패널 내측에 암과 와이어로 이루어진 윈도우 레귤레이터를 장착하여 도어 핸들의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 윈도우를 승강시키는 수동식 윈도우와 모터를 장착하여 사용자의 스위치 조작에 따라 윈도우를 승강시키는 파워 윈도우가 있다.

최근에는 파워 윈도우의 개폐 위치에 따라 속도를 서로 다르게 조절하는 기능이 차량에 적용되고 있다.

이러한 종래의 파워 윈도우의 속도 조절 방안은 글래스의 위치를 기반으로 파워 윈도우의 개폐 속도를 조절하기 때문에, 차량의 글래스런이 노후화되거나 온도의 변화에 따른 글래스런 또는 웨더스트립의 기능 저하로 인하여, 구간별 속도 조절의 기준이 되는 속도 프로파일에 상응하게 파워 윈도우가 동작하지 않는 문제점이 발생한다.

이는, 파워 윈도우의 동작시간에 대한 법규가 제정되어 있음을 감안할 때 본의 아니게 운전자가 법규를 어기게 되는 부가적인 문제점도 유발한다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 속도 프로파일 및 윈도우 모터의 부하량을 기반으로, 차량의 글래스런(Glass Run)이나 웨더스트립(Weather Strip)의 노후화 또는 주위 환경의 변화로 인하여 발생하는 파워 윈도우의 속도 변화를 감쇠시키는 파워 윈도우의 속도 조절 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 파워 윈도우의 속도 조절 장치에 있어서, 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장하는 속도 프로파일 저장수단; 윈도우 모터의 속도를 측정하는 속도 측정수단; 상기 속도 측정수단을 통해 상기 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 상기 속도 프로파일을 기반으로 인가 전압에 상응하는 속도가 출력되도록 하는 구동신호를 생성하는 속도 제어수단; 및 상기 속도 제어수단으로부터의 구동신호에 따라 상기 윈도우 모터를 구동시키는 모터 구동수단을 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 파워 윈도우의 속도 조절 방법에 있어서, 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장하는 단계; 윈도우 모터의 속도를 측정하는 단계; 상기 측정한 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 상기 속도 프로파일을 기반으로 인가 전압에 상응하는 속도가 출력되도록 하는 구동신호를 생성하는 구동신호 생성단계; 및 상기 생성한 구동신호에 따라 상기 윈도우 모터를 구동시키는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 윈도우 주변 기구물(글래스런, 웨더스트립 등)이 장시간에 걸쳐 노후화되어도, 윈도우 모터에 걸리는 부하량(Long-Term 부하량)의 변화를 모니터링하여 적응적으로 속도 프로파일에 반영함으로써, 자연스러운 슬로 스타트(Slow Start), 슬로 스톱(Slow Stop), 전폐시 소음감소 효과를 지속적으로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 차량의 주변환경(온도)이 갑자기 변하여 영구적으로 반영되지 않는 부하량(Short-Term 부하량)을 모니터링하여 적응적으로 속도 프로파일에 반영함으로써, 동작시간 법규를 만족하면서 속도 가변 기능을 최대한 유지하도록 한다.

또한, 본 발명은 전체 로직이 컴포넌트화되어 있어 모터 운동 통계분석 로직이 튜닝되어 더욱 정확한 평균 부하량을 도출하게 되면, 적응형 속도 프로파일의 별도 수정 없이 시스템의 성능 개선으로 이어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 속도 프로파일 및 윈도우 모터의 부하량을 기반으로, 차량의 글래스런(Glass Run)이나 웨더스트립(Weather Strip)의 노후화 또는 주위 환경의 변화로 인하여 발생하는 파워 윈도우의 속도 변화를 감쇠시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 파워 윈도우의 속도 조절 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 이용되는 속도 프로파일을 그래프로 나타낸 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 파워 윈도우의 속도 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 파워 윈도우의 속도 조절 장치에 대한 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파워 윈도우의 속도 조절 장치는, 속도 프로파일 저장부(10), 속도 제어부(20), 모터 구동부(30), 및 속도 측정부(40)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 속도 프로파일 저장부(10)는 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장하고 있다. 이때 속도 프로파일은 윈도우 모터를 구동시키는 기준이 되는 정보를 나타낸다.

이하, 도 2를 참조하여 속도 프로파일에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.

도 2 는 본 발명에 이용되는 속도 프로파일을 그래프로 나타낸 일예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, (a)는 파워 윈도우가 완전히 열려 있는 위치(글래스의 전개 위치)에서 완전히 닫힌 위치(글래스의 전폐 위치)까지 해당 구간별로 윈도우 모터에 인가되어야 하는 전압을 기록한 속도 프로파일을 나타내고, (b)는 파워 윈도우가 완전히 닫혀 있는 위치에서 완전히 열린 위치까지 해당 구간별로 윈도우 모터에 인가되어야 하는 전압을 기록한 속도 프로파일을 나타낸다. 이때, 그래프의 세로축은 윈도우 모터에 인가되어야 하는 전압(모터인가전압)을 나타내고, 가로축은 윈도우의 개폐 위치(글래스 위치)를 나타낸다.

즉, (a)에 도시된 바와 같이 파워 윈도우가 완전히 열려 있는 상태에서 닫힘(shutting) 명령이 입력되면, 최초 구간(윈도우의 닫힌 높이가 0 ~ 50mm인 구간)에서는 8V ~ B+(일예로 12V)까지 선형적으로 증가하는 전압을 인가한다.

이후, B+ 전압을 유지하다가 글래스가 글래스런의 상단(윈도우가 닫히는 경우 맨 마지막으로 글래스와 접촉하는 부분)에 접촉(전폐)하기 65mm 이전부터 글래스런의 상단에 접촉(전폐)할 때까지 B+에서 7V까지 선형적으로 낮춘다. 이때, 전폐는 글래스가 글래스런의 상단에 맞닿은 상태를 나타내며, 이후 20mm까지 7V를 인가하고 이후 5mm까지 B+ 전압을 인가하여 글래스런의 상단 홈으로 글래스가 완전히 삽입되도록 한다. 이후, 글래스가 완전히 삽입되면 더 이상 전압을 인가하지 않는다.

한편, (b)에 도시된 바와 같이 파워 윈도우가 완전히 닫혀 있는 상태에서 오픈(Open) 명령이 입력되면, 최초 구간(윈도우가 열린 높이가 0 ~ 70mm인 구간)에서 8V ~ B+(일예로 12V)까지 선형적으로 증가하는 전압을 인가한다.

이후, B+ 전압을 유지하다가 글래스의 상단이 글래스런의 하단에 접촉하기 20mm 이전부터 하단에 접촉할 때까지 전압을 B+에서 3V까지 선형적으로 낮춘 후 글래스가 도어 안으로 완전히 들어갈 때(전개)까지 3V를 유지하다가 전개되면 전압을 인가하지 않는다.

아울러 (a)에서 윈도우가 닫히기 시작하는 50mm 구간 및 (b)에서 윈도우가 열리기 시작하는 70mm 구간을 슬로 스타트(Slow Start)라 하고, (a)에서 윈도우가 완전히 닫히기 직전 90mm 구간 및 (b)에서 윈도우가 완전히 열리기 직전 100mm 구간을 슬로 스톱(Slow Stop)이라 한다.

또한 (a)의 전 과정 및 (b)의 전 과정은 각각 임계시간(일예로, 4.6초)에 이루어지며, 아울러 각 과정의 구간별로 세부 임계시간이 설정되어 있다.

여기서는 전개에서 전폐까지 또는 전폐에서 전개까지를 예로 들어 설명했지만, 글래스가 어느 위치에 있든 상기 동작이 가능하다.

다음으로, 속도 제어부(20)는 속도 프로파일 저장부(10)에 저장되어 있는 속도 프로파일을 기반으로 구동신호를 생성하여 모터 구동부(30)로 전달한다.

또한 속도 제어부(20)는 속도 측정부(40)로부터 전달되는 윈도우 모터의 속도를 모니터링하여 그에 상응하는 전압이 인가되도록 하는 구동신호를 생성하여 모터 구동부(30)로 전달한다. 즉 속도 제어부(20)는 속도 프로파일을 기반으로 소정의 전압을 인가했는데 정해진 속도가 나오지 않는 경우, 속도가 감소했으면 정해진 속도가 나오도록 인가하는 전압을 높이고, 속도가 증가했으면 정해진 속도가 나오도록 인가하는 전압을 낮춘다.

예를 들어, 11V가 인가되는 경우 윈도우 모터의 속도가 100rpm이 정상이라고 할 때, 부하로 인하여 11V가 인가되었음에도 불구하고 윈도우 모터의 속도가 80rpm 밖에 나오지 않는다면 인가 전압을 높여 윈도우 모터의 속도를 높인다.

반대로 글래스런이나 웨더스트립이 오랜 노후화로 인하여 헐거워져 11V가 인가되었음에도 불고하고 윈도우 모터의 속도가 110rpm이 나오는 경우 인가 전압을 낮춰 윈도우 모터의 속도를 낮춘다.

결국, 속도 제어부(20)는 속도 측정부(40)를 통해 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 속도 프로파일을 기반으로 인가되는 전압에 상응하는 속도가 출력되지 않는 경우, 정해진 속도가 출력되도록 인가되는 전압을 조절하는 구동신호를 생성하여 모터 구동부(30)로 전달한다.

모터 구동부(30)는 속도 제어부(20)로부터 전달받은 구동신호에 따라 윈도우 모터를 구동시킨다.

속도 측정부(40)는 스피드 펄스(Speed Pulse)를 기반으로 윈도우 모터의 속도를 측정하는 홀 센서가 바람직하다.

홀 센서란 전류의 방향에 수직으로 자장이 인가되면 출력이 변화되는 전류자기효과를 가지는 홀 소자를 이용한 센서로서, 축의 회전방향이나 회전각도, 회전수를 확인하는데 많이 사용하는 반도체형 센서이다.

이러한 홀 센서는, 도체가 멀리 있으면 반응이 없어 전압이 발생하지 않지만 도체를 가까이 접근시키면 전압이 발생하는 홀 소자를 이용하여 한 개의 돌기가 설치된 축을 회전시키면 돌기 부분이 홀 센서에 가까이(약 1mm로) 접근하면서 출력(전압)이 발생하는 것으로 축이 1회전 했다는 것을 알 수 있고 축에 설치된 돌기는 고정된 위치를 가지고 있어 축의 위치도 알 수 있게 되는 원리를 이용한다.

윈도우 모터는 인가되는 전압에 따라 회전수가 변하며, 모터 구동부(30)로부터의 구동신호에 따라 구동속도를 달리하여 윈도우를 개폐시킨다.

부가적으로, 속도 제어부(20)는 속도 측정부(40)를 통해 윈도우 모터를 모니터링하여 윈도우 모터에 발생하는 부하가 장기적으로 발생하는 부하(Long Term 부하)인지, 단기적으로 발생하는 부하(Short Term)인지를 판단할 수도 있다.

즉, 속도 제어부(20)는 모니터링 결과가 장기간에 걸쳐 동일한 결과가 나오면 Long Term 부하로 판단하여, 이후부터는 별도의 모니터링 과정 없이 그에 상응하는 구동신호를 생성하여 윈도우의 개폐를 조절할 수 있다.

아울러 속도 제어부(20)는 모니터링 결과가 단기간에 일시적으로 발생하는 부하인 경우에는 지속적인 모니터링을 통해 윈도우 모터의 속도에 상응하는 구동신호를 생성하여 윈도우의 개폐를 조절한다.

도 3 은 본 발명에 따른 파워 윈도우의 속도 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 속도 프로파일 저장부(10)는 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장한다(301).

이후, 속도 측정부(40)는 윈도우 모터의 속도를 측정한다(302).

이후, 속도 제어부(20)는 속도 측정부(40)를 통해 상기 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 상기 속도 프로파일을 기반으로 인가 전압에 상응하는 속도가 출력되도록 하는 구동신호를 생성한다(303).

이후, 모터 구동부(30)는 속도 제어부(20)수단으로부터의 구동신호에 따라 상기 윈도우 모터를 구동시킨다(304).

이러한 과정을 통해, 차량의 글래스런(Glass Run)이나 웨더스트립(Weather Strip)의 노후화 또는 주위 환경의 변화로 인하여 파워 윈도우의 속도 변화가 발생하더라도 신속하고 효율적으로 대처할 수 있다.

본 발명을 시험차량(BH, Front LH 적용기준)에 적용한 경우, 윈도우가 전폐 될 때의 소음이 54.6db에서 41.3db로 25% 감소하는 부가적인 효과를 얻었다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10 : 속도 프로파일 저장부 20 : 속도 제어부
30 : 모터 구동부 40 : 속도 측정부

Claims (5)

1. 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장하는 속도 프로파일 저장수단;
   윈도우 모터의 속도를 측정하는 속도 측정수단;
   상기 속도 측정수단을 통해 상기 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 상기 속도 프로파일을 기반으로 인가 전압에 상응하는 속도가 출력되도록 하는 구동신호를 생성하는 속도 제어수단; 및
   상기 속도 제어수단으로부터의 구동신호에 따라 상기 윈도우 모터를 구동시키는 모터 구동수단
   을 포함하는 파워 윈도우의 속도 조절 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 속도 제어수단은,
   상기 윈도우 모터의 속도가 인가 전압에 상응하는 속도보다 낮으면 전압을 높이는 구동신호를 생성하고, 상기 윈도우 모터의 속도가 인가 전압에 상응하는 속도보다 높으면 전압을 낮추는 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 파워 윈도우의 속도 조절 장치.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 속도 제어수단은,
   상기 속도 측정수단을 통해 상기 윈도우 모터의 속도를 모니터링하여 상기 윈도우 모터에 발생하는 부하가 장기 부하인지 단기 부하인지 판단하는 기능을 더 수행하는 파워 윈도우의 속도 조절 장치.
   
4. 윈도우의 개폐 위치에 따라 해당 구간별로 인가되는 전압 및 동작시간을 기록한 속도 프로파일을 저장하는 단계;
   윈도우 모터의 속도를 측정하는 단계;
   상기 측정한 윈도우 모터의 속도를 모니터링하고, 상기 속도 프로파일을 기반으로 인가 전압에 상응하는 속도가 출력되도록 하는 구동신호를 생성하는 구동신호 생성단계; 및
   상기 생성한 구동신호에 따라 상기 윈도우 모터를 구동시키는 단계
   를 포함하는 파워 윈도우의 속도 조절 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 구동신호 생성단계는,
   상기 윈도우 모터의 속도가 인가 전압에 상응하는 속도보다 낮으면 전압을 높이는 구동신호를 생성하는 단계; 및
   상기 윈도우 모터의 속도가 인가 전압에 상응하는 속도보다 높으면 전압을 낮추는 구동신호를 생성하는 단계
   를 포함하는 파워 윈도우의 속도 조절 방법.
   

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