KR20220140841A - 자동차 폐쇄 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 폐쇄 요소(1, 2), 예를 들어 자동차 로크의 구성요소로서 로터리 래치(1) 및/또는 폴(2)이 제공되는 자동차 폐쇄 장치에 관한 것이다. 적어도 하나의 센서 유닛(4, 5)이 또한 제공되는데, 이는 폐쇄 요소(1, 2)의 움직임을 감지한다. 본 발명에 따르면, 센서 유닛(4, 5)은 폐쇄 요소(1, 2)의 움직임을 3차원적으로 감지하도록 설계된다.

Description

자동차 폐쇄 장치

본 발명은 적어도 하나의 폐쇄 요소, 예를 들어 자동차 로크의 구성요소로서 로터리 래치 및/또는 폴을 갖고, 폐쇄 요소의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 센서 유닛을 갖는 자동차 폐쇄 장치에 관한 것이다.

폐쇄 요소의 움직임의 정확한 결정, 특히 특정한 그리고 미리 결정된 위치의 추정은 특히 자동차 사이드 도어 로크뿐만 아니라 자동차 테일게이트 로크, 자동차 프런트 후드 로크 및 시트, 탱크 플랩, 로딩 플랩 등의 자동차 로크를 포함하는 자동차 로크와 관련하여, 특히 중요성을 갖는다. 사실, 예를 들어, 폐쇄 구동의 기능은 프리 래칫 위치를 취한 폐쇄 요소로서 로터리 래치에 종속된다. 또한, 폐쇄 구동의 기능은 폐쇄 과정 후 메인 래칫 위치에 안전하게 도달하거나 도달한 로터리 래치와 관련된다.

그러나, 이러한 안락 기능 외에도 특히 안전 기능은 완벽한 위치 감지와 관련된다. 로터리 래치에 의한 메인 래칫 위치의 추정은 "잠김", "도난 방지" 또는 "어린이 보호"와 같은 기능적 위치의 추정에 대응될 뿐만 아니라, 에어백 또는 벨트 구속 장치의 기능도 예를 들어 이와 관련된다. 이는 관련 폐쇄 요소의 신뢰할 수 있는 위치 감지가 기존 안락 및 안전 요구 사항과 관련하여 자동차 폐쇄 장치에서 점점 더 중요해지고 있음을 의미한다.

종래 기술에서 이러한 점에서 사용된 스위치, 특히 위치 감지를 위한 마이크로스위치에 더하여, WO 99/49159 A1에 이미 기술된 바와 같이, 홀 센서도 오랫동안 사용되어 왔다. 실제로, 로터리 래치 센서와 폴 센서가 이러한 점에서 구현되어, 한편으로는 로터리 래치의 위치를 감지하고 다른 한편으로는 폴의 위치를 감지한다.

두 센서에서 나오는 개별 신호가 함께 평가될 수 있는 제어 논리도 제공된다. 예를 들어, 연관된 자동차 도어의 개방 위치는 두 센서가 응답하지 않는다는 사실과 관련된다. 물론, 다른 조합의 평가도 가능하다. 함께 움직이는 영구 자석에 반응하는 홀 센서가 센서로 사용된다.

DE 196 43 947 A1에 따른 추가적인 그리고 관련된 그리고 일반적인 선행 기술은 또한 홀 센서와 함께 작동한다. 사실, 본 케이스는 자동차 도어 로크 및 연관된 로크 홀더를 갖는 자동차 도어를 위한 폐쇄 장치에 관한 것이다. 이 경우, 로터리 래치는 강자성체 재질로 이루어진다. 또한, 로터리 래치는 전자식 스위칭 기능과 해당 도체 출력을 갖는 적어도 하나의 홀 센서 칩을 제어한다. 이를 위해, 홀 센서 칩은 로크 홀더 웹에 배열될 수 있다.

종래 기술은 특정 지점에서, 예를 들어 로터리 래치가 프리 래칫 위치 또는 메인 래칫 위치에 도달할 때 자동차 폐쇄 요소의 개별 위치를 감지하는 것과 관련하여 성공적인 것으로 입증되었다. WO 99/49159 A1에 따른 선행 기술이 특히 분명히 하는 것과 같이, 복수의 센서 유닛, 예를 들어 설명된 로터리 래치 센서 그리고 또한 폴 센서가 이를 위해 지금까지 사용되어 왔다. 이는 복잡하다. 또한, 센서 및 신호 평가를 포함하는 제어 유닛에 의한 그 모니터링의 증가는 오류가 발생하기 쉽거나 무관한 기능 상태가 일어날 수 있다. 극단적인 경우, 이는 궁극적으로 오염뿐만 아니라 각각의 폐쇄 요소 생산의 허용 오차로 인한 오류 메시지로 이어진다. 본 발명은 전체적으로 이를 개선하고자 한다.

본 발명은 정보 밀도가 동일하게 유지되거나 심지어 증가되는 한편 기술적 복잡성이 감소되는 방식으로 이러한 자동차 폐쇄 장치를 추가로 개발하는 기술적 문제에 기반한다.

이러한 기술적 문제를 해결하기 위해, 일반적인 자동차 폐쇄 장치는 센서 유닛이 폐쇄 요소의 움직임을 3차원적으로 감지하도록 설계된다는 점에서 본 발명의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 특수 센서 유닛, 즉 관련 폐쇄 요소의 움직임이 어느 지점에서 실질적으로 감지될 수 있게 할 뿐만 아니라, 센서 유닛의 감지 범위에서 폐쇄 요소의 해당 움직임을 공간적으로 감지하는 것이 사용된다. 결과적으로, 센서 유닛의 신호를 평가하는 제어 유닛은 "프리 래칫 위치의 로터리 래치" 또는 "메인 래칫 위치의 로터리 래치"의 의미에서 결론을 도출할 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 프리 래칫 위치에서 메인 래칫 위치까지 로터리 래치의 전체 경로를 모니터링할 수도 있다.

결과적으로, 로터리 래치의 측정된 경로는 주어진 예에서 모니터링될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 저장된 설정값 또는 임계값과 제어 유닛에 의해 비교될 수도 있고 그 준수 여부가 결정될 수 있다. 결과적으로, 고려 중인 예에서 로터리 래치가 폐쇄 구동부를 사용하여 프리 래칫 위치에서 메인 래칫 위치로 완전히 이동되었는지 여부와 같은 결론을 도출하는 것이 가능하다. 이동된 해당 경로가 예를 들어 제어 유닛에 저장된 목표 경로 아래에 있는 경우, 이는 불완전한 폐쇄 움직임을 나타낸다. 이는 또한 폐쇄 구동부의 오작동과 관련될 수 있지만, 어떤 경우든 궁극적으로 로터리 래치가 메인 래칫 위치에 도달하지 않았음을 의미한다. 그 결과, 예를 들어, 연관된 자동차 도어가 로킹될 수 없고 연관된 안전 장치가 그 기능을 수행할 수 없는데, 이는 조종석의 해당 디스플레이를 통해 운전자에게 투명하게 표시될 수 있다.

폐쇄 요소의 움직임을 3차원적으로 감지하기 위해 특별히 설계된 센서 유닛을 사용함으로써, 제어 유닛의 도움으로 해당 센서 유닛의 신호로부터 도출될 수 있는 정보 밀도가 선행 기술에 비해 상당히 증가되었다. 예를 들어, 관련 폐쇄 요소의 개별 위치의 지점에서의 감지 외에도, 구동 경로도 감지될 수 있기 때문이다. 또한, 관련 폐쇄 요소의 속도는 센서 유닛의 신호로부터 도출될 수도 있다. 구동 경로를 따른 폐쇄 요소의 가속도도 이러한 방식으로 감지 및 평가될 수 있다. 위에서 언급한 임계값의 준수 또는 설정값과의 비교와 관련하여, 특히 편안함 및 안전 요건과 관련하여 기능성을 개선하는 전례 없는 풍부한 정보가 본 발명에 따라 이용 가능하다. 이는 또한 이전 센서의 수가 이러한 방식으로 감소될 수 있으므로, 무관한 기능 상태가 실제로 더 이상 발생하지 않는다는 배경에 대해 특히 그러하다. 마지막으로, 3차원적으로 작동하는 센서 유닛을 사용하여, 일반적으로 그 움직임과 관련하여 다수의 폐쇄 요소를 동시에 모니터링하고, 필요한 경우, 서로 움직임을 분리하는 것이 가능하다. 실질적인 이점은 여기에서 볼 수 있다.

한 유리한 실시예에 따르면, 센서 유닛은 접촉 없이 작동한다. 그러나, 원칙적으로, 센서 유닛은 촉각 방식으로도 작동할 수 있다. 일반적으로, 센서 유닛은 센싱 요소와 센서로 구성된다. 센싱 요소는 폐쇄 요소 위 또는 안에 부착될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 센싱 요소는 또한 폐쇄 요소와 완전히 또는 부분적으로 일치할 수도 있다.

센싱 요소와 센서는 광학적으로 작동할 수 있다. 이 경우, 센싱 요소는 폐쇄 요소에 마킹이 있는 반사 표면일 수 있으며, 그 위치와 움직임은 예를 들어 센서의 구성 요소인 광선에 의해 스캔되며, 이 광선은 센싱 요소에 의해 반사된 후, 센서의 추가 구성요소인 관련 리시버에 의해 평가된다. 일반적으로, 센서는 측 방향 센서 요소와 수직 센서 요소의 두 부분으로 장착된다. 광학적으로 작동하는 센서 유닛의 특정 경우에 적용되는 경우, 이는 측 방향으로 작동하는 센서 요소가 측 방향 센서 요소에 대해 측 방향으로 센싱 요소의 움직임을 감지한다는 것을 의미한다. 이에 반해, 수직 센서 요소는 센서에 비해 수직 방향으로 센싱 요소의 움직임을 감지하도록 설계된다. 마킹이 마련되어 광학적으로 스캔되는 센싱 요소의 특정 경우에 적용될 때, 이는 예를 들어 지점이나 구조가 그대로 광학적으로 확대되거나 축소됨을 의미한다.

그러나, 일반적으로, 센서 유닛은 접촉 없이 자기적으로 또는 유도적으로 작동한다. 이 경우, 센싱 요소는 적어도 하나의 영구 자석으로 설계되며, 그 3차원 움직임은 이 경우 센서로서 3차원적으로 작용하는 홀 센서에 의해 감지된다. 다시 3차원적으로 작동하는 이러한 홀 센서는 측 방향 센서 요소와 수직 센서 요소를 갖는다. 해당 센서는 원칙적으로 다른 전자 부품과 함께 반도체 칩에 선택적으로 배치되기 때문에, 측 방향 센서 요소는 센싱 요소인 영구 자석에 의해 생성된 자속 밀도 또는 반도체 칩의 표면에 수직인 자속 밀도 또는의 측정에 대응된다. 이에 반해, 수직 센서 요소는 반도체 칩의 표면과 평행한 영구 자석의 해당 자속 밀도를 측정하는 데 사용될 수 있도록 설계된다.

다수의 영구 자석과 3차원적으로 작동하는 다수의 홀 센서도 규칙적으로 사용되기 때문에, 이와 같이 모니터링되는 폐쇄 요소의 움직임은 센서 유닛의 감지 범위 내에서 전체적으로 3차원적으로 감지될 수 있다.

물론, 센서 유닛이 접촉 없이 광학적으로 작동하는 경우와 마찬가지로 유사하고 상응하는 디자인을 생각할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 3차원적으로 작동하는 복수의 센싱 요소 및 복수의 광학 센서가 다시 구현될 수 있다. 어쨌든, 자기적으로 작동하는 센서 유닛과 마찬가지로, 센서 유닛의 감지 범위 내에서 폐쇄 요소의 움직임이 감지될 수 있고 신호는 연결된 제어 유닛을 사용하여 평가될 수 있다.

3차원 홀 센서 및 대응되게 구성된 센서 유닛과 관련하여, DE 10 2012 203 225 A1이 참조되는데, 이는 작동 모드에 대한 자세한 내용을 위해, 측정 신호 메모리가 있는 3D 홀 센서를 사용하여 상대 위치의 비접촉 측정을 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 주제는 또한 서두에 설명된 구성의 자동차 폐쇄 장치가 장착된 자동차 잠금 장치이다. 어쨌든, 3차원 검출을 위해 본 발명에 따라 설계된 센서 유닛은 각각의 폐쇄 요소의 움직임에 대한 포괄적이고 지능적인 모니터링이 가능함을 보장한다. 측 방향 센서 요소와 수직 센서 요소 모두가 원칙적으로 반도체 칩에 배열되고, 선택적으로 다른 전자 부품과 함께 배열된다는 사실은 또한 비용이 낮게 유지될 수 있음을 의미한다. 사실, 이러한 홀 센서에는 일반적으로 중심 지점 주위에 점대칭으로 배열되는 복수의 측 방향 및 수직 센서 요소가 장착된다. 움직임 동안 폐쇄 요소에 하나 이상의 영구 자석에 의해 생성되는 자기장의 세 가지 성분 모두를 직접 측정하기 위해 복수의 단축 홀 센서와 함께 작동하는 것도 가능하다.

그 결과, 자속 밀도의 3차원 벡터 및 그에 따른 폐쇄 요소의 3차원 위치가 특히 3차원적으로 작동하는 자기 센서 유닛을 사용하여 언제든지 검출될 수 있다. 복수의 이러한 벡터 또는 해당 끝 지점을 고려하면, 폐쇄 요소의 움직임에 대해 원하는 결론이 이로부터 도출될 수 있는데, 그 움직임은 또한 폐쇄 요소의 속도 또는 심지어 시간에 대한 미분에 의한 가속도에 대한 결론을 허용한다. 실질적인 이점은 여기에서 볼 수 있다.

본 발명은 실시예의 단지 하나의 예를 도시하는 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.

도 1a, 1b는 개방 위치(도 1a)로부터 프리 래칫 위치 및 점선으로 표시된 메인 래칫 위치(도 1B)로의 전환 동안의 본 발명에 따른 자동차 폐쇄 장치를 도시한다.
도 2a, 2b는 센서 유닛의 세부 사항(도 2a) 및 출력 측의 신호(도 2b)를 개략적으로 도시한다.

도면에서, 자동차 폐쇄 장치가 도시되어 있다. 제한적이지 않게 실시예에 따르면, 자동차 폐쇄 장치는 자동차 로크의 일부이고 이를 위해 적어도 하나의 폐쇄 요소(1, 2)가 장착된다. 실제로, 2개의 폐쇄 요소(1, 2), 즉 연관된 자동차 도어의 폐쇄 과정 동안 알려진 방식으로 로크 홀더(3)와 상호 작용하는 로킹 메커니즘(1, 2)을 함께 정의하는 로터리 래치(1) 및 폴(2)이 실시예에 따라 구현된다. 이를 위해, 2개의 폐쇄 요소(1, 2)는 관련 자동차 도어 상에 또는 그 내에 배열되는 반면, 로크 홀더(3)는 차체 측에 배치된다.

본 발명에 따라 구현된 센서 유닛(4, 5 또는 4)이 또한 특히 중요성을 갖는다; 5a, 5b. 실시예에 따르면 그리고 본 발명에 따르면, 센서 유닛(4, 5)은 폐쇄 요소(1, 2)의 움직임을 3차원적으로 검출하도록 설계된다. 실시예는 이 경우 센서 유닛(4, 5)이 3차원적으로 로터리 래치(1)의 움직임 및 폴(2)의 움직임을 검출하는 것을 나타낸다. 그러나, 이론적으로, 복수의 센서 유닛(4, 5)이 이러한 목적을 위해 구현될 수도 있다.

센서 유닛(4, 5)은 접촉 없이 전체적으로 작동하고, 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센싱 요소(4) 및 센서(5 또는 5a, 5b)를 갖는다. 실시예에 따르면, 복수의 센싱 요소(4), 즉 로터리 래치(1) 상의 2개의 센싱 요소(4) 및 폴(2) 상의 또는 그 내의 추가적인 제3 센싱 요소(4)가 구현된다. 실시예에서, 센싱 요소(4)는 각각 영구 자석이다. 반면, 센서(5 또는 5a, 5b)는 이 경우 3D 홀 센서로서 구현된다.

센서(5a, 5b)는 측 방향 센서 요소(5a) 그리고 또한 수직 센서 요소(5b)로 두 부분으로 장착되는 것을 볼 수 있다. 표시된 X 방향으로 회전 래치(1) 상의 또는 그 내의 2개의 센싱 요소 또는 연관된 센싱 요소의 움직임이 측 방향 또는 측 방향으로 검출하는 센서 요소(5a)를 사용하여 검출될 수 있다는 것이 도 2로부터 명백하다. X 방향은 이 경우 차량 길이 방향에 대응되나 이로 제한되지 않는다. 또한, 측 방향 센서 요소(5a)는 Y 방향 또는 차량 횡 방향으로 관련 센싱 요소(4)의 움직임을 선택적으로 추가적으로 기록할 수 있다. 이를 위해, 도 2a에 도시된 바와 같이, X 방향 그리고 선택적으로 Y 방향으로 배열된 복수의 센서(5)가 제공될 수 있다.

반면, 수직 센서 요소(5b)는 이를 통해 로터리 래치(1) 상의 또는 그 내의 해당 센싱 요소(4)의 움직임이 Z 방향 또는 차량 수직 축 방향으로 검출되는 것을 주로 보장한다. 실시예에 따르면, 수직 센서 요소(5b)는 폴(2) 및 정확하게 이 Z 방향으로 내장되거나 부착된 연관된 센서(4)의 회전 움직임을 감지할 수 있도록 추가로 설계된다.

어느 경우든, 도 2b에 이론적으로 표시된 바와 같이, Z 방향의 자속 밀도(B)(BZ) 또는 Y 방향의 자속 밀도(B)(BY)에 대한 신호가 개략적으로 관찰된다. 나타나지 않은 유사한 신호가 X 방향의 자속 밀도(BX)에 대해 등록된다. 개별 센서(5) 또는 그 센서 요소(5a, 5b)의 이러한 신호는 상세하게 도시되지 않은 제어 유닛에 의해 기록 및 평가될 수 있다. 제어 유닛은 관련 폐쇄 요소(1, 2)의 위치를 결정하기 위해 센서(5)의 신호를 평가한다. 그뿐만 아니라, 관련 폐쇄 요소(1, 2)의 속도 또는 심지어 그 가속도도 이로부터 도출될 수 있다. 폐쇄 요소(1, 2)의 이동 중 임계값 또는 설정값에 대한 준수 여부도 제어 유닛을 사용하여 체크될 수 있다.

그 결과, 제어 유닛은 로터리 래치(1)가 예를 들어 도 1a의 개방 위치에서 시작하여 도 1b에 따른 프리 래칫 위치로의 전환에서, 미리 정해진 경로를 유지했는지 여부를 체크할 수 있다. 그 다음에, 예에서, 폐쇄 구동이 도 1b에 따른 프리 래칫 위치로부터 메인 래칫 위치로 로터리 래치(1)를 이동시키기 위해 제어 유닛의 대응되는 신호에 의해 작동된다. 메인 래칫 위치는 도 1b에서 점선으로 표시되어 있다.

폐쇄 과정은 고려되는 예에서, 로터리 래치(1)가 프리 래칫 위치로부터 메인 래칫 위치로의 전환 동안 15 mm의 경로를 완료했을 때 성공적으로 완료된다. 센서 유닛(4, 5)를 사용하여 감지되고 제어 유닛에 의해 평가된 경로가 이 설정값 미만이면, 이는 폐쇄 과정이 완료되지 않았음을 나타낸다. 이 결과, 예를 들어 메인 래칫 위치에 제대로 도달하지 못했다는 신호가 발생된다.

또한, 폐쇄 요소(1, 2)의 움직임의 이러한 포괄적인 감지는 예를 들어 예에서 로터리 래치(1)가 메인 래칫 위치에 도달하지 않고 도 1b의 실선에 따른 프리 래칫 위치에 도달하는 상황에서 에어백과 같은 안전 장치를 활성화하는 데 사용될 수 있다. 이는 본 발명에 따르면, 회전 래치(1)가 메인 래칫 위치에 도달하지 않은 경우 및 작동 동안 차량 탑승자에 대한 최적의 보호를 보장하는 가능성이 있기 때문에, 안전성을 크게 증가시킬 수 있다.

1, 2: 폐쇄 요소(closing elements)
3: 로크 홀더(lock holder)
4, 5: 센서 유닛(sensor unit)

Claims (10)

1. 하나 이상의 폐쇄 요소(1, 2), 예를 들어 자동차 로크의 구성요소로서 로터리 래치(1) 및/또는 폴(2)을 갖고, 폐쇄 요소(1, 2)의 움직임을 감지하는 하나 이상의 센서 유닛(4, 5)을 가지며,
   센서 유닛(4, 5)은 폐쇄 요소(1, 2)의 움직임을 3차원적으로 감지하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 센서 유닛(4, 5)은 접촉 없이 작동하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 센서 유닛(4, 5)은 적어도 하나의 센싱 요소(4)와 적어도 하나의 센서(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 센싱 요소(4) 및 센서(5)는 광학적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 센싱 요소(4) 및 센서(5)는 유도적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 센싱 요소(4)는 폐쇄 요소(1, 2) 상에 또는 그 내에 부착되는 것 및/또는 폐쇄 요소(1, 2)와 전체적으로 또는 부분적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(5)는 측 방향 센서 요소(5a) 및 수직 센서 요소(5b)로 적어도 두 부분으로 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(5)는 반도체 칩 상에, 선택적으로 다른 전자 부품과 함께 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(5)는 상기 센서의 신호를 평가하는 제어 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 유닛은 위치 결정을 위해서뿐만 아니라 폐쇄 요소(1, 2)의 속도, 선택적으로 가속도를 결정하기 위해, 그리고 예를 들어 설정값과 임계값 및 그 준수 여부와 관련하여 센서(5)의 신호를 평가하는 것을 특징으로 하는 장치.

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