KR960014382B1

KR960014382B1 - 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템

Info

Publication number: KR960014382B1
Application number: KR1019930018577A
Authority: KR
Inventors: 조현민; 김용호
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 김광호
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1993-09-15
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2013-09-15
Also published as: US5559375A; DE4432752A1; KR950008903A; CN1107623A; JPH07150859A; JP3430451B2; CN1052351C

Abstract

내용 없음.

Description

자동차의 파워 윈도우 제어 시스템

제1도는 본 발명에 따른 파워 윈도우 제어 시스템의 구성도.

제2도는 제1도의 제어회로에 대한 내부 구성을 보이는 블록도.

제3도는 제2도에서 UVLO회로의 상세도

제4도는 제2도의 블록 130과 140 및 135에 대한 상세구성도.

제5도는 제2도에서 원-터치회로의 상세도.

제6도는 제2도에서 셧-다운회로 및 O/N회로의 상세도.

제7도는 제2도에서 과전류 방지회로의 상세도.

제8도는 제2도에서 과열 방지회로의 상세도.

제9도는 파워모드 연속회로의 상세도.

제10도는 본 발명의 파워 윈도우 저어회로가 포함된 파워 윈도우 장치의 전체 구성도.

제11도는 종래의 파워 윈도우 회로의 구성도이다.

본 발명은 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템에 관한 것이다.

최근의 자동차 산업의 발달과 국민소득의 증가로 자동차의 판매고가 날로 높아감에 따라 자동차 생산원가를 줄이고 무게를 줄이는 노력들이 많이 진행되고 있다.

또한 자동차에 여러가지 기능을 첨가하여 경쟁력을 강화하고 있으며 이러한 추세에 맞추어 최근의 자동차업에서는 자동차의 제기능을 전장화하는 노력을 기울이고 있다. 하나의 예로 종래에 자동차 윈도우를 사람이 핸들을 이용해서 상승·하강시켰으나 최근에는 간단한 스위칭 동작으로 조작이 가능하도록 한다.

제11도에서는 종래의 파워 윈도우 시스템의 예로써 몇개의 릴레이와 기계적스위치와 전원라인으로 구성된 것을 보여주고 있다. 제11도의 종래의 파워 윈도우 시스템은 몇개의 릴레이와 기계적 스위치를 사용하여 간단한 스위칭 동작으로 자동차의 4개 좌석의 4개 문의 윈도우를 조작할 수 있을 뿐만 아니라 운전석을 제외한 나머지 3개의 윈도우를 운전석에서 조작이 가능하도록 되어 있다. 또한 모터(M)에 과부하가 걸리는 경우 과열단속기를 사용해서 전원(30)을 분리해서 모터(M)의 동작을 중지시키는 기능도 있다.

그러나 종래의 파워 윈도우 시스템은 파워 윈도우를 온/오프시키는 수단으로 릴레이(K11∼K13)를 사용해서 정원라인(30)을 직접 온/오프함으로써 이러한 기계적 스위치가 아킹(arking)에 의해서 산화되어 스위치 조작이 불량일 경우가 발생하고 아크에 의한 서지전압이 발생하며, 스위치로 실전류가 흘러야 하므로 스위치가 고가이며 튼튼한 것을 사용해야 하며, 종래의 파워 윈도우 시스템에서는 전원라인(30)을 직접 온/오프하는 방식을 채택함으로 배선의 두께가 두꺼워 무게가 상당히 무겁고 배선 또한 복잡하다. 자동차의 4개의 문을 위와같은 방식으로 할 경우 고가의 비용이 투여된다. 또한 파워 윈도우를 구동하기 위한 모터(M)로 흐르는 전류의 양이 많을 경우 이를 단속하는 스위치 또한 전원선(30)을 직접 온/오프하는 스위치이므로 상당히 비싸다.

본 발명의 목적은 상기 제기된 문제를 해결하는 것으로 본 발명에서는 다른 방식에 의한 신규한 형태의 자동차 파워 윈도우 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 목적은 자동차 밧데리 전원을 공급/차단하는 스위칭 수단으로 모터를 제어하여 윈도우를 업/다운시키는 제어회로에 있어서, 논리레벨의 제어신호를 생성하여 상기 스위칭 수단을 제어하므로써 구동되는 윈도우 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 각 좌석에 배치된 윈도우 구동제어장치를 각각의 좌석에서 제어할 수 있도록 하며 또한 운전석에서 통괄제어하도록 한 스위칭 구성을 구비한 윈도우 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 모터의 과부하, 과열을 미연에 감지하여 대처할 수 있는 윈도우 제어회로를 제공하는 것이다.

뵨 발명의 제4목적은 시동이 오픈된 상태에서도 윈도우를 구동 제어할 수 있는 윈도우 제어회로의 제공이며 제5목적은 원-터치방식과 스텝방식을 구비한 윈도우 제어회로를 제공하는 것이다.

상기한 제목적을 달성하는 본 발명에 따른 자동차 밧데리 전원을 공급/차단하는 스위칭 수단으로 모터를 제어하여 윈도우를 업/다운시키는 자동차 윈도우 제어 시스템은, 상기 밧데리 전압을 로직벨로 변환 공급하는 정전압 발생수단, 상기 공급되는 정전압의 스위칭에 대한 윈도우 업/다운 명령신호 검출부, 상기 검출된 명령신호에 기초하여 상기 윈도우 구동 모터를 제어하는 스위칭 제어신호 발생부, 상기 검출된 업 또는 다운신호에 기초하여 모터구동 시간 제어신호를 생성하여 모터를 강제 제어하는 수단으로 구성되고, 상기 모터강제제어 수단은 업 또는 다운 신호를 클럭으로 하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플립플롭과, 상기 D형 플립플롭의 반전출과 상기 검출된 업 또는 다운 신호로부터 모터구동 시간 제어 신호를 생성하는 원-터치 회로와,원-터치 회로의 출력을 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운회로로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 국면에 따라서 본 시스템은 자동차 윈도우를 구동하는 모터와, 자동차 밧데리 전언을 상기모터에 공급/차단하는 제1 내지 제4의 스위칭 수단과, 상기 모터의 제1회전 방향 운전을 위해 제1, 제4스위칭수단의 제어와, 모터의 제2회전 방향의 운전을 위해 제2, 제3스위치 수단의 제어를 위한 자동차 윈도우 제어 시스템으로 구성되며, 상기 자동차 윈도우 제어 시스템은 상기 밧데리 전압을 로직레벨로 변환 공급하는 정전압 발생수단, 상기 공급되는 정전압의 스위칭에 의한 윈도우 업/다운 명령신호 검출부, 상기 검출된 명령신호에 기초하여 상기 윈도우 구동 모터를 제어하는 스위칭 제어신호 발생부, 상기 검출된 업 또는 다운 신호에 기초하여 모터 구동 시간 제어신호를 생성하여 모터를 강제 제어하는 수단으로 구성되고, 상기 모터 강제제어수단은 업 또는 다운 신호를 클럭으로 하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플릴플롭과, 상기 D형 플립플릅의 반전출력과 상기 검출된 업 또는 다운 신호로부터 모터구동 시간 제어 신호를 생성하는 원-터치 회로와, 원-터치회로의 출력을 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운회로와, 모터에 흐르는 과전류를 감지하는 과전류보호회로와, 모터의 과열방지를 위한 과열 보호회로로 구성되고, 상기 보호회로의 출력은 상기 셧-다운 회로에 공히 인가되며, 시동오프된 경우 윈도우의 작동을 위한 파워-오프 연속회로를 또한 포함하며 이 출력은 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 인가됨을 특징으로 하고 있다.

그리고 제2목적에 따라서 달성되는 본 발명의 시스템은 자동차 앞쪽 좌, 우 윈도우와 뒷쪽 좌, 우 윈도우 각각에 설치된 자동차 윈도우 구동용 모터와, 상기 모터 각각에 열결되고, 자동차 밧데리 전원을 공급/차단하는 제1 내지 제4스위칭 수단과, 상기 모터의 제1회전 방향 운전을 위해 제1, 제4 스위칭 수단의 제어와, 모터의 제2회전 방향의 운전을 위해 제2, 제3 스위치 수단의 제어를 위한 자동차 윈도우 제어 시스템과, 상기 각윈도우에 설치되어 업/다운 신호를 가하기 위한 업/다운 스위치와, 운전석에 장치되고 상기 4개의 업/다운스위치를 전면 개·폐하는 윈도우 락수단과, 운전석에 장치된 3개의 업/다운 스위치로 구성되며, 상기 자동차 윈도우 제어 시스템은 상기 밧데리 전압을 로직레벨로 변환 공급하는 정전압 발생수단, 상기 공급되는 정전압의 스위칭에 의한 윈도우 업/다운 명령신호 검출부, 상기 검출된 명령신호에 기초하여 상기 윈도우 구동 모터를 제어하는 스위칭 제어신호 발생부, 상기 검출된 업 또는 다운 신호에 기초하여 모터구동 시간 제어신호를 생성하여 모터를 강제 제어하는 수단으로 구성되고, 상기 모터 강제제어 수단은 업 또는 다운 신호를 클럭으로하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플립플롭과, 상기 D형 플립플릅의 반전출력과 상기 검출된 업 또는 다운 신호로 부터 모터구동 시간 제어신호를 생성하는 원-터치 회로와, 원-터치회로의 출력을 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운회로로 구성됨을 특징으로 한다.

다음에 본 발명에 대한 하나의 실시예를 통해 본 발명을 구체적을 설명한다.

제1도는 단일 IC칩화할 수 있는 제어블록(100)과 윈도우 근처에 장치되는 모터(M) 및 이의 회전방향의 제어와 구동전류 공급을 위한 스위칭소자(S1∼S4)의 구성을 보이고 있다. 그리고 본 도면에서 스위치(S_u와 S_d)는 사용자에 의해서 온·오프되는 업/다운 스위치이다.

제어회로(100)에 대한 보다 상세한 블록도는 제3도에 도시된 바와 같으며 이에 대해서는 다음에 기술된다.

제어회로(100)는 기본적으로 업, 다운, 신호접지라인(UP, DOWN, SG)을 입력하여 4개의 O₁∼O₁출력신호를 내보낸다. 4개의 출력신호는 이를테면 TTL, CMOS 레벨의 로직신호이며 각각은 4개의 스위칭소자의 게이트단자에 연결되고 있다. 스위칭소자는 게이트신호에 의해 온되면 밧데리 전압으로 예를들면 12V전압이 모터(M)으로 인가되게 하여 업 또는 다운신호가 인가되고 있는 기간동안 회전하도록 한다.

상기 각 스위칭소자에 연결된 저항(R₁∼R₄)는 스위칭소자로서 동작하기 위한 바이어스용 저항이며 저항(R₆), (R₇)에 의해서는 소자의 발열상태가 감지되어 제어회로에 인가되고 제어회로는 이에 대한 적절한 동작을 취한다. 스위칭소자, 특히 S₂, S₄는 센스(sense)-FET이며 모터로 과전류가 흐를 경우 이를 감지하는 저항(R₆), (R₇)에서 전력소비를 최저화한다. 그리고 스위칭 소자의 소오스와 드레인간에는 다이오드가 연결되고 있다.

그리고, 제어회로(100)의 C₃단자측에 연결된 저항(R₄), 캐패시터(C₄)에서 저항(R₅)에 인가되는 신호는 시동이 꺼진 상태를 제어회로에 알리는 것으로 시동이 꺼진 후에도 파워 시스템은 여전히 동작될 수 있도록 하기 위한 것이다. 보다 자세한 것은 다음에 다시 기술된 것이고 먼저 제2도와 다른 도면을 참조하여 제어회로에 대하여 설명한다.

제2도에 도시한 구성은 제1도에 사용하고 있고, 모터와 스위칭소자들의 구성은 파워회로(200)로 대표되며 이 파워회로와 제어회로(100)가 서로 연결된다.

파워회로는 밧데리전압을 공급받으나 제어회로는 로직회로에 근사하므로 밧데리전원으로부터 로직레벨 구동전원을 공급하지 위한 전원 회로가 구비된다.

제어회로(100)에서 블록(110)은 전원 레귤레이터로서 제1도에서와 같이 밧데리전압(V_dd)을 저항(R₀)과 캐패시터(C₀)에 의해 V_cc전원을 공급받아 로직레벨의 안정화된 V_cc전원을 공급하고 이 전압은 기준전압 발생회로(120)와 UVLO(Under Voltage Lock Out)회로(115)에 인가되며 각종의 블록에 전원으로서도 인가된다. 또한 다이오드(D₂)는 전원(V_DD)이 자동차의 여러 이상상황에 의해서 서지전압이 발생할때 제어회로(100)를 보호하기 위한 것이다.

UVLO회로(115)는 제3도에 상세히 도시되어 있고 기준전압 발생회로(120)는 제4도의 업/다운 명령신호 검출부(130)에 인가되고 있다. UVLO회로는 셧-다운회로(180)에 관계하므로 다음에 기술하고 업/다운 명령신호 검출부에 대하여 설명한다.

기준전압 발생부(120)의 출력은 제4도에서 저항(R₁₀,R₁₁)과 캐패시터(C₁₁,C₁₂,C₂₁,C₂₂)으로 구성된 RC회로에 인가되고 있고, 업스위치(S_u) 또는 다운스위치(S_d)가 오픈된 상태에서는 a신호라인상에서 항상 하이레벨의 신호가 검출되게 한다. 따라서 2개의 인버터(I₁), (I₂)는 로우신호를 출력하고 인버터(I₃,I₄)와 AND게이트(A₁,A₂)에 의해서 이 게이트출력(c), (d)은 모두 로우로 되므로 정상상태에 있게 된다.

이와 같이 하여 정상상태에서 상기 캐패시터가 전하를 축적하고 있는 상태에서 예를들어 업스위치가(S_U) 가 연결되면 단선되는 결과가 되어 저항(R₉)를 통해 접지로 방전하므로 a신호라인은 접지된 상태에 이르므로 로우로되고 이어서 인버터(I₁)에 입력되므로 인버터(I₁)는 하이신호를 출력하게 된다. 그러면 제3인버터(I₃)는 현재 하이신호를 출력하고 있으므로 제1AND게이트(A₁)는 하이레벨의 신호를 출력라인(C)상에 나타나게 한다. 여기서 입력신호(SG)는 제어회로(100)의 가상접지로서 입력스위치 동작을 안정화시킨다. 인버터(I₃), (I₄)와 AND게이트(A₁)(A₂)는 업/다운 신호중 어느하나만이 검출되도록 하는 구성으로 겹쳐진 입력은 차단된다.

이와 같이 검출된 업/다운 명령신호는 이 신호에 기초하여 윈도우를 업,다운시키는 모터를 제어하기 위한 스위칭 제어신호 발생부(140)에 인가된다. 이것에 대한 상세도는 제4도에 도시되어 있고 주요 구성요소는 제1래치(L₁)와 제2래치(L₂)이다.

한편, 임의의 상황에서 윈도우 구동상태를 일시 정지시킬 필요가 있다. 이러한 것을 위해서 제4도는 D형 플립플롭(135)을 갖는 모터 강제 제어회로를 별도로 구성하고 있다. 그러나 이에 대해 상세히 설명하기에 앞서 상기 업/다운 명령신호 검출부(130)의 출력중 어느하나라도 나타나면 그 신호를 출력하는 OR게이트(11)의 출력이 상기 D형 플립플롭의 클럭신호로 인가되고 있고 플립플롭의 입력은 하이므로 따라서 현재는 출력(Q)이 하이가 되므로 모터구동 스위칭 제어신호 발생부(140)의 AND게이트(A₃),(A₄)의 일입력인 상기 D형 플립플롭(135)의 출력에 의해서 래치의 출력은 전달할 수 있게 한다. 이러한 상태에서 그리고 상기한 일예에 의해서 C라인의 하이상태 입력은 인버터(I₅)에 의해서 로우가 되고, 이 라인의 로우상태 입력은 인버터(I₆)에 의해 하이로 되며 이 신호는 각각의 래치(L₁), (L₂)에 인가되고 따라서 AND게이트(A₃)(A₄)의 출력은 하이, 로우로 된다. 래치회로는 윈도우가 원-터치방식으로 구동되고 있을 때, 이후 설명되겠지만 t₂시간 이상 계속해서 업이나 다운 명령이 있을 경우 이 명령에 따라 윈도우가 구동되지 않도록 하기 위해 구성되고 있다.

그런데, 모터는 업 또는 다운 동작을 위해서 제1회전방향과 제2회전방향 즉 정회전과 역회전을 취하고 이를 위해서 스위칭소소자중 제1스위칭소자(S₁)와 제4스위칭소자(S₄)를 한쌍으로 그리고 제2스위칭소자(S₂)와 제3스위칭소자(S₃)를 한쌍으로 동시에 스위칭할 필요가 있다. 그러므로 AND게이트(A₃)의 단일출력은 제1버퍼(B₁)와 제2버퍼(B₂)에 가해지고 버퍼는 제1출력(O₁)과 제3출력(O₃)으로 연결되고, AND게이트(A₄)의 단일 출력은 제3버퍼(B₃)와 제4버퍼(B₄)에 인가되고 버퍼는 제2출력(O₂)과 제4출력(O₄)으로 연결된다.

상기한 동작에서는 제3 AND게이트(A₃)의 출력은 제1버퍼를 그리고 제4AND게이트(A₄)의 출력은 제4버퍼(B₄)를 하이레벨 출력이 되게 하므로 제1스위칭소자(S₁)와 제4스위칭소자(S₄)를 온시켜 밧데리 전원(V_DD)이 모터에 인가되게 한다.

앞서 언급된 모터 강제 제어수단은 업 또는 다운 명령신호를 클럭으로하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플립플롭(135)과, 상기 D형 플립플롭의 반전출력(Q)과 상기 검출된 업 또는 다운 신호로부터 구터구동 시간 제어 신호를 생성하는 원-터치(one-touch)회로(170)와, 원-터치 회로의 출력을 상기 D형 플립플롭(135)의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운(shutdown)회로(180)로 구성된다.

원-터치회로(170)는 제5도에 도시되어 있고 셧-다운회로는 제6도에 도시되어 있다.

도면과 같이 원-터치회로(170)는 상기 D형 플립플롭(135)의 반전출력을 받아 시정수를 결정하는 시정회로(171)와, 시정수를 기준치와 비교하는 제1, 제2 비교부(173), (174)와, 제2비교부 출력을 클럭으로 하는 반전된 업 또는 다운신호를 입력으로 하는 D형 플립플롭(175)으로 구성된다.

'ℓ'신호는 스위칭 트랜지스터(Q₃)를 오프시키고 따라서 시정수회로(171)의 캐 패시터(C₃)에는 전하가 축적되기 시작한다. 이것의 기능은 업/다운 명령 검출신호(130)에서 명령신호가 선택될 때 그 명령의 시간을 측정하는 것이다. 캐패시터(C₃)에 전하가 축적되면서 캐패시터 전압은 기준치 회로(172)의 기준전압과 비교되도록 제1, 제2비교기(173), (174)에 입력된다. 기준치 회로(172)는 전원(V_CC)과 접지간에 직렬 연결된 저항(R₁₆∼R₁₈)로 구성되고 저항(R₁₈)에 할당되는 분할된 전압은 하한치로서 제2비교기(174)의 반전입력단자에 인가되고, 저항(R₁₇,R₁₈)에 할당되는 분할된 전압은 상한치로서 제1비교기(173)의 비반전 입력단자에 인가되어 캐패시터의 전압과 비교된다.

비교한 결과 정한바 일정시간(t₁) 이하이면 일정시간(t₁)동안 제어회로(100)의 스위칭 제어신호를 출력하여 전력회로(200)를 제어하게 한다. 또한 비교한 결과 일정시간(t₁) 이상이면 다르게 설정된 일정시간(t₂)동안 파워 윈도우를 작동시킨다. D플립플롭(173)의 반전출력신호(o)는 기준치 회로(172)의 저항(R₁₈)에 걸리는 전압까지 개패시터(C₃)에 걸리는 전압이 상승하는지 검색하는 신호이고 제1비교기(173)의 출력(n)은 제2비교기(173)의 비반전입력 캐패시터(C₃)전압이 상승하는 것을 감지하여 전력회로(200)의 모터(M) 구동을 멈추게 하는 기능을 갖는다. 그러므로 시간 t₁은 전력회로(200)의 모터(M)가 구동될 수 있는 최소의 시간 이상으로 설정하고, 시간 t₂은 자동차의 윈도우가 충분히 개폐될 수 있을 만큼 긴시간으로 설정한다. 하드웨어적으로 t₁, t₂는 모두 외부소자로서 캐패시터(C₃)에 의해서 가변된다.

상기 원-터치회로(170)의 출력(n), (o)은 제6도에 보인 바와 같이 셧-다운회로(180)에 입력되며, 셧-다운회로(180)의 출력(m)은 제4도에서 D형 플립플롭(135)의 리셋단자(R)에 인가되고 있다. 셧-다운회로는 다입력-입출력의 AND 논리게이트로 구성되며 그 중 한 입력은 또한 도시된 바와 같이 O/N(Old/New) 선택회로(175)의 출력(175₀)이다.

O/N선택회로(175)는 한 개의 OR게이트로 구성되고 2개의 입력을 갖는다. 하나의 입력은 제4도에서 OR게이트(11)의 출력이며, 또다른 입력은 외부에서 초기 세팅에 의해 인가되는 T/N(Touch/No)입력이다. 이것은 제1도에서 T/N단자에 연결된 도시된 바 스위치 기호에 대응하고 접지이거나 또는 하이레벨의 셋팅으로 주어딘다. 접지상태는 원-터치방식으로 작동케하여 하이레벨로 인가된 경우에는 스텝(step)방식으로 작동케한다.

스텝방식인 경우에는 'g'신호에 관계없이 O/N선택회로(175)는 항상 하이레벨을 출력하나 원-터치방식에서는 'g'신호에 의존하여 O/N선택회로(175)의 출력이 결정된다.

상기한 셧-다운회로(180)의 출력(m)은 D형 플립플롭(135)의 리셋단자에 인가되어 m출력이 유효한 경우 D형 플립플롭의 출력을 초기화시키고 이어서 스위칭 제어신호 발생부(140)의 AND게이트(A₃), (A₄)의 출력은 'O'으로 하고 또한 이들 신호를 받아 NAND논리하는 NAND게이트(NA₁)의 출력은 O/N선택회로(175)의 T/N이 접지되어 파워 윈도우가 원-터치방식으로서 동작되고 있을 때 일정시간(t₁) 이상 눌러서 t₂시간동안 윈도우가 업(다운)모드일 때 그 중간에 다운(업) 명령을 내리면 원하는 지점에서 윈도우가 멈추도록 하는 기능을 한다.

그러나 본 실시예에서 셧-다운회로(180)의 출력(m)이 하이레벨이 되기 위해서는 그 입력 모두가 동시에 하이레벨이어야 하는데 미설명된 t, v, w, z신호들이 또한 하이레벨이 되어야 하고 이중 z 신호에 대해 다음에 설명하며 t, v, w신호에 대해서는 후술한다.

z신호는 제3도의 회로와 관계되고 있다. 이 회로는 이미 앞서 언급한 UVLO회로이며 이 회로는 V_cc레귤레이터(110)의 출력을 입력으로 하고 그 출력(z)은 셧-다운회로(180)의 입력이 되어 밧데리 전원(V_dd)이 요망되는 기준전압이상에서는 록-아웃(Lock-Out)상태를 해제하고 기준치 미달이 되면 록상태로 되어 V_cc레귤레이터(110). UVLO(115), 기준전압 발생회로(120), 파워 오프 연속회로(185)를 제외한 모든 제어회로(100)내의 블록들의 동작을 멈추게 한다. 이 회로는 비교기(31)를 갖고 있고 반전입력과 출력(z)사이에는 트랜지스터(Q₁)과 (Q₂)로 구성된 전류미러회로를 구비하고 있으며 비반전입력단에는 저항(R1)과 (R2)에 의한 기준전압을 얻게 하고 있다.

UVLO회로의 동작을 제외하고 이상과 같이 설명한 본 발명의 회로는 본 발명의 목적을 이미 달성하고 있다. 업신호와 다운신호에 적절히 반응하여 윈도우를 작동시키고 원-터치 회로의 기능에 의해서 보다 정밀한 동작이 이루어지고 있다.

UVLO회로의 동작을 포함하여 다음에 기술되는 것은 과열 및 과부하 방지회로에 관한 것이다.

제7도는 제2도에 보인 블록(155), (160)에 대한 회로 구성도를 보인 것으로 제1도와 같이 제어회로(100)의 OCP1, OCP2 단자에 파워회로(200)의 과전류 감지신호를 인가받아 이 신호에 의해서 동작되고 있다.

제어회로(100)의 업/다운 신호에서 업명령이 입력되면 전력회로(200)의 제1 및 제4 스위치가 도통되어 모터(M)이 구동된다. 이때 윈도우가 자동차 샤시사이에 사람의 산과 같이 신체의 일부가 끼이는 경우와 예기치않은 이상상황으로 모터(M)에 과부하가 걸리면 제1도에 도시된 바와 같이 스위칭 소조(S₄)에 흐르는 전류를 과전류 감지저항(R₇)에 의해서 검출된 r신호는 제1비교기(171)의 반전입력단자에 저항(R₃₁), (R₃₄)를 거쳐 입력된다. 마찬가지로 다운 명령시에는 제2스위칭 소자(S₂)의 저항(R₆)으로부터 검출된 p신호가 동일구성의 과전류 보호회로에 인가된다.

감지신호(p), (r)과 (q)사이의 자동신호를 증폭하는 자동증폭기(71)를 거쳐서 비교기(72)의 반전입력단에 인가된다. 저항(R₃₂, R₃₁)과 캐패시터(C₃)는 감지신호(p), (r)를 필터링하는 역할을 한다. 그러면 비교기는 저항(R₃₈), (R₃₉)에 의해 배분된 기준전압과 입력신호를 비교하여 'V' 또는 't'신호를 출력하고 이 신호는 제6도의 셧-다운회로(180)에 입력되어 모터의 동작을 멈추게 하므로써 파워 윈도우를 정지시킨다. 이러한 내용은 종래의 경우와 비교되는 내용이다. 즉, 종래의 기계적 스위치를 사용하여, 전력회로를 구성하는 경우 모터에 과부하가 걸릴 때 밧데리 전압을 직접 단속하는 방식이므로 과전류를 단속하는 스위치가 요구되므로 이를 고려한 스위치값이 비싸 파워 윈도우 시스템은 비용이 높아지게 되나 본 발명에서는 그러한 요소가 없으므로 비용이 절감되는 효과를 얻는다. 또한 어느 정도의 과전류가 걸려도 계속해서 모터로 전류가 흘러 효율이 나빠지 윈도우에 사람이 손이 끼워도 계속해서 모터가 동작한다.

다음에, 제8도는 과열보호회로(165)를 상세히 나타낸 것이다. 이 회로의 출력(W) 역시 셧-다운회로(180)에 인가된다. 회로는 증폭수단(81)과 비교기(82)로 구성되고 증폭된 신호가 과열된 상태를 나타내는지를 비교기로 판단하여 과열상태이면 셧-다운회로로 하여금 윈도우 작동을 강제 정지하도록 하는 것이다. 온도감지소자는 다이오드 구성의 트랜지스터(Q₁)이며 온도에 따라 가변되는 다이오드의 내부전압 (V_be)(미소저항성분 따른 전압)변동을 증폭기가 증폭하는 방식을 갖는다. 온도감지소자(Q₁)는 모터근처에 위치하여 열을 수용하고 또는 응용에 따라서는 스위칭 소자 방열판등에 설치될 수 있고 회로적으로는 제어회로의 과열방지회로에 신호라인을 거쳐 연결될 수 있다.

시동키가 오프되고 주정차하는 경우에 밧데리 전원소자를 가능한한 억제하도록 전자회로에 전압공급이 차단되지만 윈도우를 개방한 상태에서 시동키를 오프하는 경우 재시동하여 윈도우를 작동하기 보다는 소정시간동안 제어회로를 작동시켜 시동이 꺼진후에도 사용자가 윈도우를 작동시킬 수 있어야 한다. 이를 위해서 제9도와 같은 파워 오프 연속회로(185)를 제어회로내에 구성시키고 오프를 감지한 신호(V_off)를 입력하여 'y'신호를 출력하므로써 제6도의 O/N회로(175)의 OR게이트의 일입력으로 인가시켜 일정시간(t₃)동안 제어회로(100)의 출력이 나오게 한다. 일정시간(t₃)는 캐패시터(C₄)에 축적되는 시간으로 결정되고 비교기(91)에 의해서 t₃시간이후에서 y신호를 로우로 하여 윈도우 작동을 차단하고 그 이전에는 y신호를 하이로 하여 제어회로를 작동상태에 놓이게 한다.

이 회로는 IC칩화되는 제어회로(100)내에 설치되거나 저항(R₅)과 캐패시터(C₄)는 제1도와 같이 칩외부에 연결되고 시동키 오프감지신호(V_off)가 저항(R₅)에 인가된다.

상기한 제어회로 및 업/다운 명령 인가 스위치, 그리고 파워회로는 한 개의 윈도우를 작동시키는데 충분하다. 자동차에는 4개의 윈도우가 있고 따라서 상기 설명한 하나의 장치가 윈도우마다 설치된다. 제10도는 이러한 구성을 보인 것으로 그 설명은 다음과 같다.

윈도우 제어부(300)는 제10도에서 그 구성을 보이는 바와 같이 윈도우록(LOCK)버튼(305), 4개의 스위치쌍(310), (320), (330), (340), 3개의 접점스위치(SW1), (SW2), (SW3)로 이루어져 있다.

스위치쌍(310)은 자동차의 앞쪽·왼쪽 윈도우를 구동하는 명령을 내릴 수 있는 스위치(S_u), (S_d)로 되어 있으며, 나머지 3개의 스위치쌍(320), (330), (340)은 각각 (S_u2), (S_d2), (S_u3), (S_d3), (S_u4), (S_d4)의 두개의 스위치로 구성되어 있으며 각각 자동차의 앞쪽·오른쪽, 뒤쪽·왼쪽, 뒤쪽·오른쪽의 윈도우를 구동하는 명령을 내린다. 또한 이 4개의 스위치쌍은 자동차의 운전석에 위치하여 상기와 같은 기능을 하게 된다.

스위치(SW1), (SW2), (SW3)는 개별 파워 인도우 제어부(400)의 명령이 제어회로(100)로 전달되는 것을 온/오프시키는 스위치로 윈도우 록버튼(305)으로 일시에 모두 온/오프되어 중앙파워 윈도우 제어부(300)에서 쉽게 조작이 되도록 하여 쉽게 통괄 제어할 수 있도록 한다.

개별파워 윈도우 제어부(400)는 3개의 스위치쌍(410), (420), (430)으로 구성되어 있으며 이 3개의 스위치쌍은 각각 업/다운 두개의 스위치로 구성되어 전력회로(200)에 업/다운 명령을 내리게 된다. 이들 3개의 스위치쌍은 각각 자동차의 앞쪽·오른쪽, 뒷쪽·왼쪽, 뒤쪽·오른쪽 문에 위치하여 각각 그 문에 해당하는 윈도우를 구동하는 명령을 내릴 수 있어 자동차의 탑승자 모두가 간단한 손동작으로 윈도우를 움직일 수 있게 해준다. 또한 이 3개의 스위치쌍의 두 개 스위치 중간점이 중앙 파워 윈도우 제어부(300)의 스위치(SW1), (SW2), (SW3)이 한쪽에 각각 연결되어 있어 운전석에 있는 중앙파워 윈도우 제어부(300)의 윈도우 록버튼(305)에 의해서 제어되도록 한다.

종래의 파워 윈도우 시스템에서의 전원선을 직접 단속하던 방식에서 신호레벨로써 파워 윈도우 시스템을 제어함으로써 비싼 기계적 스위치를 아주 값싸고 소형인 스위치로 바꿀 수 있으므로 배선이 간단해지고 무게도 가벼워지게될 뿐만 아니라 스위치가 신호레벨로써 온/오프되도록 아킹현상이 없어져 거의 영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한 전체의 파워 윈도우 시스템을 전자회로를 사용한 제어회로를 사용함으로써 상기와 같은 장점이외에도 다음과 같은 특징이 있다.

종래의 파워 윈도우 시스템의 스텝동작 뿐만 아니라 원-터치로 동작하는 기능이 본 발명에 포함되어 있으며 이를 사용자가 편리한 방법으로 쓸 수 있는 기능이 있으며 또한 원-터치 방식으로 할 때 윈도우를 동작시키는 시간을 마음대로 조정이 가능하며, 자동차의 점화장치 오프후 일정시간동안 파워 윈도우 제어 시스템이 동작되도록 하여 이 시간동안 파워 윈도우가 동작되도록 했으며 파워 윈도우를 구동하기 위한 모터의 전류통로를 만드는 소자를 전자회로를 이용한 파워 스위칭 소자를 사용하여 이의 단속을 쉽게 하였으며 이 스위칭소자에 흐르는 전류를 감지하여 파워 윈도우의 여러상태를 감지하여 최적 제어가 되도록 하였으며 모터의 온도를 감지하여 모터의 구동을 멈추게 하는 기능도 가지고 있다.

Claims

자동차 밧데리 전원을 공급/차단하는 스위칭 수단으로 모터를 제어하여 윈도우를 업/다운 시키는 자동차 윈도우 제어 시스템은, 상기 밧데리 전압을 로직레벨로 변환 공급하는 정전압 발생수단, 상기 공급되는 정전압의 스위칭에 의한 윈도우 업/다운 명령신호 검출부, 상기 검출된 명령신호에 기초하여 상기 윈도우 구동 모터를 제어하는 스위칭 제어신호 발생부, 상기 검출된 업 또는 다운 신호에 기초하여 모터구동 시간 제어신호를 생생하게 모터를 강제 제어하는 수단으로 구성되고, 상기 모터 강제 제어수단은 업 또는 다운신호를 클럭으로 하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플립플롭과, 상기 D형 플립플롭의 반전출력과 상기 검출된 업 또는 다운신호로부터 모터구동 시간 제어신호를 생성하는 원-터치 회로와, 원-터치 회로의 출력을 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운회로로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제1항에 있어서, 상기 윈도우 업/다운 명령 신호 검출부는 저항과 캐패시터에 공급된 정전압에 의해서 캐패시터의 충전과 방전을 유도하는 스위치에 의해 하이 또는 로우레벨신호를 검출하는 충방전되는 RC회로와, RC회로의 업/다운 신호중 어느 하나만이 검출되도록 업(다운)신호와, 반전된 다운(업)신호를 논리 AND하는 제1(제2) AND게이트로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 제어신호 발생부는 상기 업/다운 명령신호 검출부의 업신호를 래치하는 제1래치와, 다운신호를 래치하는 제2래치와, 제1래치의 출력으로 모터의 제1회전방향 구동 스위칭 제어신호를 출력하는 제1, 제2버퍼수단, 제2래치의 출력으로 모터의 제2회전방향 구동 스위칭 제어신호를 출력하는 제3, 제4 버퍼수단으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제3항에 있어서, 상기 버퍼수단에 인가되는 신호는 상기 제1래치와 제2래치의 출력 각각을 상기 D형 플립플롭의 출력과 AND논리한 출력이며, 이 출력 각각을 NAND논리한 신호로 윈도우를 강제 정지시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제1항에 있어서, 상기 원-터치회로는 상기 D형 플립플롭의 반전 출력을 받아 시정수를 결정하는 시정수회로와, 시정수를 기준치와 비교하는 제1, 제2비교부와, 제2비교부 출력을 클럭으로 하고 업 또는 다운 신호를 입력으로 하는 D형 플립플롭으로 구성되며, 상기 셧-다운회로는 상기 원-터치회로의 제1비교기 출력과 상기 D형 플립플롭의 출력을 공히 AND논리하는 AND게이트로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어 시스템은 모터에 흐르는 과전류를 감지하는 과전류보호회로와, 모터의 과열 방지를 위한 보호회로를 또한 포함하고, 이들 회로의 출력은 상기 셧-다운 회로에 공히 인가됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제1항에 있어서, 시동오프된 경우 윈도우의 작동을 위한 파워-오프 연속회로를 또한 포함하며 이 출력은 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 인가됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제6항에 있어서, 상기 셧-다운회로의 일입력은 터치/노(Touch/No)입력과, 일측이 접지된 입력에 연결된 오아 게이트의 출력인 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
자동차 윈도우를 구동하는 모터와, 자동차 밧데리 전원을 상기 모터에 공급/차단하는 제1내지 제4의 스위칭 수단과, 상기 모터의 제1회전 방향 운전을 위해 제1, 제4스위칭 수단의 제어와, 모터의 제2회전 방향의 운전을 위해 제2, 제3스위치 수단의 제어를 위한 자동차 윈도우 제어 시스템으로 구성되며, 상기 자동차 윈도우 제어 시스템은 상기 밧데리 전압을 로직레벨로 변환 공급하는 정전압 발생수단, 상기 공급되는 정전압의 스위칭에 의한 윈도우 업/다운 명령신호 검출부, 상기 검출된 명령시호에 기초하여 상기 윈도우 구동모터를 제어하는 스위칭 제어신호 발생부, 상기 검출된 업 또는 다운 신호에 기초하여 모터구동 시간 제어신호를 생성하여 모터를 강제 제어하는 수단으로 구성되고, 상기 모터 강제제어 수단은 업 또는 다운 신호를 클럭으로 하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플립플롭과 D형 플립플롭의 반전출력과 상기 검출된 업 또는 다운신호로부터 모터구동 시간 제어신호를 생성하는 원-터치회로와, 원-터치회로의 출력을 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운회로와, 모터에 흐르는 과전류를 감지하는 과전류보호회로와, 모터의 과열 방지를 위한 과열 보호회로로 구성되고, 상기 보호회로의 출력은 상기 셧-다운회로에 공히 인가되며, 시동오프된 경우 윈도우의 작동을 위한 파워-오프 연속회로를 또한 포함하며 이 출력은 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 인가됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제9항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 모스 트랜지스터이며, 상기 스위치(S₂), (S₄)는 센스-FET인 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제9항에 있어서, 상기 윈도우 업/다운 명령신호 검출부는 저항과 캐패시터에 공급된 정전압에 의해서 캐패시터의 충전과 방전을 유도하는 스위치에 의해 또는 로우레벨신호를 검출하는 충방전되는 RC회로와, RC회로의 업/다운 신호중 어느하나 만이 검출되도록 업(다운)신호와 반전된 다운(업)신호를 논리 AND하는 제1(제2) AND게이트로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제9항에 있어서, 상기 스위칭 제어신호 발생부는 상기 업/다운 명령신호 검출부의 업신호를 래치하는 제1래치와, 다운신호를 래치하는 제2래치와, 제1래치의 출력으로 모터의 제1회전방향 구동 스위칭 제어신호를 출력하는 제1, 제2버퍼수단, 제2래치의 출력으로 모터의 제2회전방향 구동 스위칭 제어신호를 출력하는 제3, 제4 버퍼수단으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제9항에 있어서, 상기 버퍼수단에 인가되는 신호는 상기 제1래치와 제2래치의 출력 각각을 상기 D형 플립플롭의 출력과 AND논리한 출력이며, 이 출력 각각을 NAND논리한 신호로 윈도우를 강제 정지시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
제9항에 있어서, 상기 원-터치회로는 상기 D형 플립플롭의 반전출력을 받아 시정수를 결정하는 시정수회로와, 시정수를 기준치와 비교하는 제1, 제2비교부와, 제2비교부 출력을 클럭으로 하고 업 또는 다운신호를 입력으로 하는 D형 플립플롭으로 구성되며, 상기 셧-다운회로는 상기 원-터치회로의 제1비교기 출력과 상기 D형 플립플롭의 출력을 공히 AND논리하는 AND게이트로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 제어 시스템.
자동차 앞쪽 좌, 우 윈도우와 뒤쪽 좌, 우 윈도우 각각에 설치된 자동차 윈도우 구동용 모터와, 상기 모터 각각에 연결되고, 자동차 밧데리 전원을 공급/차단하는 제1 내지 제4 스위칭 수단과, 상기 모터의 제1회전 방향 운전을 위해 제1, 제4스위칭 수단의 제어와, 모터의 제2회전 방향의 운전을 위해 제2, 제3스위치 수단의 제어를 위한 자동차 윈도우 제어 시스템과, 상기 각 윈도우에 설치되어 업/다운 신호를 가하기 위한 업/다운 스위치와, 운전석에 장치되고 상기 4개의 업/다운 스위치를 전면 개폐하는 윈도우 락수단과, 운전석에 장치된 3개의 업/다운 스위치로 구성되며, 상기 자동차 윈도우 제어 시스템은 상기 밧데리 전압을 로직레벨로 변환 공급하는 정전압 발생수단, 상기 공급되는 정전압의 스위칭에 의한 윈도우 업/다운 명령신호 검출부, 상기 검출된 명령신호에 기초하여 상기 윈도우 구동 모터를 제어하는 스위칭 제어신호 발생부, 상기 검출된 업 또는 다운 신호에 기초하여 모터구동 시간 제어호를 생성하여 모터를 강제 제어하는 수단으로 구성되고, 상기 모터 강제 제어수단은 업 또는 다운신호를 클럭으로 하고 입력이 하이레벨로 된 D형 플립플롭과, 상기 D형 플립플롭의 반전출력과 상기 검출된 업 또는 다운신호로부터 모터구동 시간 제어신호를 생성하는 원-터치 회로와, 원-터치 회로의 출력을 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 공급하는 셧-다운회로로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 장치.
제15항에 있어서, 모터에 흐르는 과전류를 감지하는 과전류 보호회로와, 모터의 과열 방지를 위한 과열 보호회로로 구성되고, 상기 보호회로의 출력은 상기 셧-다운회로에 공히 인가되며, 시동오프된 경우 윈도우의 작동을 위한 파워-오프 연속회로를 또한 포함하며 이 출력은 상기 D형 플립플롭의 클리어 단자에 인가됨을 특징으로 하는 자동차의 파워 윈도우 장치.