本申请基于并且要求于2017年4月14日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0048418的韩国专利申请的优先权的权益，其公开的全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种用于车辆的车窗控制装置及车窗控制方法，并且更特别地，涉及即使在动力车窗系统中发生故障也正常地执行安全功能的技术。
背景技术
通常，安装在车辆上的动力车窗系统可以具有开关和驱动马达。动力车窗系统可以基于驾驶员对开关的操作来控制驱动马达以升高或降低车辆的车窗玻璃。因此，驾驶员可以仅通过对开关的简单操作来容易地将车辆的车窗玻璃打开和关闭到期望的位置。
同时，当驾驶员使用车辆中的开关关闭后座旁边的车窗玻璃时，可能发生事故。例如，诸如后座中的人的手指、手臂、头部或颈部的身体部分或物体可能被夹在车辆的车窗玻璃和车门框架之间。
据此，动力车窗系统可能具有安全功能。安全功能已经发展成如果在车窗玻璃升高时检测到障碍物，则自动地停止升高车窗玻璃，或者自动地反向降低车窗玻璃以保护障碍物。
这种动力车窗系统可以具有固定到驱动马达的旋转轴的环形磁体并且可以具有两个霍尔传感器。两个霍尔传感器可以围绕环形磁体的周缘具有彼此成90度的相位差。动力车窗系统可以基于由两个霍尔传感器检测的两个脉冲信号确定车窗玻璃的速度(升高速度)、位置(升高的高度位置或降低的高度位置)和方向(升高方向或降低方向)并且可以执行安全功能。
在该情况下，如果在两个霍尔传感器的一个中发生故障，由于仅产生一个脉冲信号，因此动力车窗系统可能无法检测车窗玻璃的移动方向，因此可能无法执行安全功能。传统的动力车窗系统可能无法应对这些情况。
换言之，如果在两个霍尔传感器的一个中发生故障，传统的动力车窗系统可以基于由一个霍尔传感器产生的一个脉冲信号来检测车窗玻璃的速度，但是可能无法检测车窗玻璃的位置和方向。因此，传统的动力车窗系统可能无法执行安全功能。
技术实现要素：
已经做出本公开以解决现有技术中出现的上述问题，同时由现有技术实现的优点保持完整。
本公开的一个方面提供一种用于正常执行安全功能的车辆的车窗控制装置。即使在两个霍尔传感器的一个中发生故障，仍执行安全功能。基于由一个霍尔传感器产生的脉冲信号和提供给驱动马达的电压信号执行安全功能。本公开的另一方面提供了一种车辆的车窗控制方法。
本发明构思待解决的技术问题不限于上述问题。本公开所属领域的普通技术人员将从以下描述中清楚地了解本文未提及的任何其它技术问题。
根据本公开的一个方面，一种设备可以包括：驱动马达，其被配置成驱动车窗玻璃；第一传感器，其被配置成产生与驱动马达的旋转对应的一个脉冲信号；第二传感器，其被配置成感测提供给驱动马达的电压信号；以及控制器，其被配置成基于由第一传感器产生的一个脉冲信号和由第二传感器感测的电压信号执行安全功能。
控制器可以被配置成确定提供给驱动马达的电压信号是用于驱动马达的正向旋转的电压信号还是用于驱动马达的反向旋转的电压信号并且检测车窗玻璃的方向，使用一个脉冲信号计算车窗玻璃的速度，以及通过存储车窗玻璃的当前位置基于车窗玻璃的速度和车窗玻璃的方向来检测车窗玻璃的实时位置。
控制器可以被配置成当车窗玻璃被升高时，如果车窗玻璃的升高速度小于或等于阈值，则确定障碍物被夹住(caught)并且执行安全功能。安全功能可以指改变正在被升高的车窗玻璃的方向并且使其降低。
控制器可以被配置成当执行安全功能时，监控驱动马达是否改变正在被升高的车窗玻璃的方向并使其降低，并且如果正在被升高的车窗玻璃未被降低，则再次执行安全功能。
根据本发明的另一方面，一种方法可以包括：通过第一传感器产生与驱动车窗玻璃的驱动马达的旋转对应的一个脉冲信号；通过第二传感器感测提供给驱动马达的电压信号；以及通过控制器基于产生的一个脉冲信号和感测的电压信号来执行安全功能。
执行安全功能可以包括：确定提供给驱动马达的电压信号是用于驱动马达的正向旋转的电压信号还是用于驱动马达的反向旋转的电压信号并且检测车窗玻璃的方向；使用一个脉冲信号计算车窗玻璃的速度；基于车窗玻璃的速度和车窗玻璃的方向来检测车窗玻璃的实时位置；当车窗玻璃被升高时，如果车窗玻璃的升高速度小于或等于阈值，则确定障碍物被夹住；以及执行安全功能。安全功能可以指改变正在被升高的车窗玻璃的方向并且使其降低。
方法可以进一步包括当控制器执行安全功能时，通过控制器监控驱动马达是否降低正在被升高的车窗玻璃。如果正在被升高的车窗玻璃未被降低，则控制器再次执行安全功能。
根据本公开的另一方面，一种设备可以包括：驱动马达，其被配置成驱动车窗玻璃；第一霍尔传感器，其被配置成产生与驱动马达的旋转对应的第一脉冲信号；第二霍尔传感器，其被配置成产生与驱动马达的旋转对应的第二脉冲信号；电压传感器，其被配置成感测提供给驱动马达的电压信号；以及控制器，其被配置成基于由第一霍尔传感器产生的第一脉冲信号和由第二霍尔传感器产生的第二脉冲信号中的任何一个以及由电压传感器感测的电压信号执行安全功能。
控制器可以被配置成，如果在第一霍尔传感器中发生故障，则基于由第二霍尔传感器产生的第二脉冲信号和由电压传感器感测的电压信号执行安全功能。
控制器可以被配置成确定提供给驱动马达的电压信号是用于驱动马达的正向旋转的电压信号还是用于驱动马达的反向旋转的电压信号并且检测车窗玻璃的方向，使用第二脉冲信号计算车窗玻璃的速度，以及通过存储车窗玻璃的当前位置基于车窗玻璃的速度和车窗玻璃的方向来检测车窗玻璃的实时位置。
控制器可以被配置成当车窗玻璃被升高时，如果车窗玻璃的升高速度小于或等于阈值，则确定障碍物被夹住，并且控制驱动马达改变正在被升高的车窗玻璃的方向并使其降低。
控制器可以被配置成当执行安全功能时，监控驱动马达是否降低正在被升高的车窗玻璃，并且如果正在被升高的车窗玻璃未被降低，则再次执行安全功能。
附图说明
从结合附图的以下详细描述中，本公开的上述和其它目的、特征和优点将更加显而易见，其中：
图1是示出根据本公开的实施例的车辆的车窗控制装置的框图；
图2是示出用于本公开的实施例的安全功能的图；
图3是示出用于本公开的实施例的第一传感器的结构的图；
图4是示出从用于本公开的实施例的第一传感器输出的两个脉冲信号的波形图；以及
图5是示出根据本公开的实施例的车辆的车窗控制方法的流程图。
附图标记
10：开关
20：第一传感器
30：第二传感器
40：驱动马达
50：控制器
501：产生与驱动车窗玻璃的驱动马达的旋转对应的一个脉冲信号
502：感测提供给驱动马达的电压信号
503：基于产生的一个脉冲信号和感测的电压信号执行安全功能
具体实施方式
在下文中，参照附图详细地描述本公开的实施例。在每个附图的元件中添加参考符号或附图标记时，虽然相同的元件被显示在不同的附图上，但是应当注意的是，相同的元件具有相同的附图标记。另外，在描述本公开的实施例时，如果确定相关公知配置或功能的详细描述模糊本公开的实施例的要点，则已经省略这种描述。
在描述本公开的实施例的元件时，可以在本文中使用术语第1、第2、第一、第二、a、b、(a)、(b)等。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件，但不限制相应的元件，不论相应元件的性质、转向或顺序如何。除非另有限定，否则本文使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在通常使用的词典中定义的术语的术语应当被解释为具有等同于现有技术领域的语境意义的含义，并且不应被解释为具有理想或过分正式的含义，除非在本申请中被明确定义为具有这样的含义。
在下文中，车窗玻璃的速度可以指当车窗玻璃分别被打开或关闭，即被降低或升高时的速度。车窗玻璃的方向可以是车窗玻璃移动的方向，并且可以分别指车窗玻璃的打开和关闭，即降低或升高。车窗玻璃的位置，即定位(position)，可以指车窗玻璃的敞开程度，即车窗玻璃被打开或关闭的程度。
图1是示出根据本公开的实施例的车辆的车窗控制装置的框图。
如图1所示，根据本公开的实施例的车辆的车窗控制装置100可以包括开关10、第一传感器20、第二传感器30、驱动马达40和控制器50。
参照图1，开关10可以基于用户的操作产生用于指示车窗玻璃的升高、降低或停止的操作信号。在该情况下，用户(驾驶员或乘客)可以操作开关10以打开或关闭车窗玻璃。
开关10的操作模式可以是通过推动或拉动开关10的一个操作来完全打开或完全关闭车窗玻璃的自动操作模式。开关10的操作模式可以是仅在开关10持续被拉动或推动时才打开或关闭车窗玻璃的手动操作模式。因此，基于用户的操作，开关10可以产生根据自动操作模式的操作信号或根据手动操作模式的操作信号。
第一传感器20可以是具有两个霍尔传感器和一个环形磁体的模块，并且可以产生与驱动马达40的旋转对应的两个脉冲信号。在该情况下，产生的两个脉冲信号可以具有彼此呈90度的相位差。
进一步地，如果在两个霍尔传感器的任何一个中发生故障，则第一传感器20可以仅产生一个脉冲信号。在该情况下，产生的脉冲信号可以是由第一传感器20的两个霍尔传感器中不发生故障的另一个产生的脉冲信号。
例如，第二传感器30可以被实施为电压传感器并且可以感测供给到驱动马达40的电压(电压信号)。换言之，第二传感器30可以测量供给到驱动马达40的用于驱动的电压信号。在该情况下，电压信号可以被实施为脉宽调制(pwm)信号。
驱动马达40可以由控制器50的控制信号控制，以通过正向旋转和反向旋转来打开或关闭车窗玻璃。在该情况下，用于控制驱动马达40的控制信号可以是在正常操作期间与来自开关10的操作信号对应的控制信号，并且如果由控制器50确定障碍物被夹住，用于控制驱动马达40的控制信号则可以是用于执行安全功能的控制信号。
控制器50可以执行整体操作，使得元件中的每一个正常地执行其功能。
进一步地，控制器50可以在正常操作期间基于经由开关10接收的操作信号来控制驱动马达40，并且如果确定障碍物被夹住，则可以控制驱动马达40执行安全功能。
进一步地，如果在驱动马达40的操作期间从第一传感器20输出两个脉冲信号，则控制器50可以确定第一传感器20的两个霍尔传感器是正常的，并且可以基于两个脉冲信号执行安全功能。在该情况下，使用两个脉冲信号计算车窗玻璃的速度、位置和方向的技术可以使用任何方案作为一般技术。
进一步地，如果从第一传感器20输出一个脉冲信号，并且在驱动马达40的操作期间输出一个脉冲信号，则控制器50可以确定在两个霍尔传感器的一个中发生故障。在该情况下，控制器50可以基于从第一传感器20输出的一个脉冲信号和从第二传感器30输出的电压信号来执行安全功能。
在下文中，将给出基于一个脉冲信号和电压信号执行安全功能的过程的描述。
首先，控制器50可以基于从第二传感器30输出的电压信号来检测车窗玻璃的方向(即，移动方向)。例如，控制器50可以确定提供给驱动马达40的电压信号是用于马达的正向旋转的电压信号还是用于马达的反向旋转的电压信号，以检测车窗玻璃的方向。特别地，如果输入到驱动马达40的第一端口的驱动电压是正(+)电压并且如果输入到驱动马达40的第二端口的驱动电压是负(-)电压，则控制器50可以确定车窗玻璃被升高。如果输入到第一端口的驱动电压是负(-)电压，并且如果输入到第二端口的驱动电压是正(+)电压，则控制器50可以确定车窗玻璃被降低。又例如，如果输入到第一端口的驱动电压是正(+)电压，并且如果输入到第二端口的驱动电压是负(-)电压，则控制器50可以确定车窗玻璃被降低。如果输入到第一端口的驱动电压是负(-)电压，并且如果输入到第二端口的驱动电压是正(+)电压，则控制器50可以确定车窗玻璃被升高。
此后，控制器50可以基于使用一个脉冲信号检测的车窗玻璃的速度并且基于检测的车窗玻璃的方向来检测车窗玻璃的位置或定位。在该情况下，可以通过对脉冲信号计数来计算车窗玻璃的速度。通过了解计算的车窗玻璃的速度和检测的车窗玻璃的方向，控制器50可以计算车窗玻璃的实时位置。在该情况下，由于车窗玻璃的当前位置总是被存储在控制器50中的存储器(未示出)中，因此即使用户稍后操作车窗玻璃，控制器50也可以了解车窗玻璃的初始位置。
因此，控制器50可以基于由第一传感器20产生的一个脉冲信号和由第二传感器30检测的电压信号来检测车窗玻璃的速度、位置和方向。即使在两个霍尔传感器的一个中发生故障，但是控制器50仍可以正常地执行安全功能。
在下文中，将参照图2给出对安全功能的描述。图2是示出用于本公开的实施例的安全功能的图。
安全功能可以指如果在车窗玻璃正在被升高时检测到障碍物则自动地停止或降低车窗玻璃的功能。
如图2所示，根据车窗玻璃的位置可以存在三个区域。区域a和区域c可以是安全功能失效(inactivate)的区域，并且区域b可以是安全功能启用的区域。换言之，可以仅在区域b中执行安全功能。
如果在区域b中窗玻璃被升高时检测到障碍物，则可以启用安全功能。在该情况下，可以根据诸如车窗玻璃的尺寸、车窗玻璃的升高/降低速度等各种条件适当地调整区域b或其边界。通常，距车窗上端4至200mm的区域可以被设置为区域b。
由于区域a和区域c是安全功能失效的区域，当车窗玻璃被升高时，即使在区域a和区域c中检测到障碍物，车窗玻璃也可能无法被停止或降低，并且车窗玻璃的移动可以根据用户的开关操作来控制。
同时，如果在车窗玻璃被升高时车窗玻璃的升高速度小于或等于阈值，则图1的控制器50可以确定障碍物被夹住并且可以停止或降低车窗玻璃。
进一步地，控制器50可以监控图1的驱动马达40是否正常地停止或降低车窗玻璃。如果驱动马达4未正常地停止或降低车窗玻璃，则控制器50可以再次将用于安全的控制信号传输到驱动马达40。换言之，如果安全功能未被正常地执行，则控制器50可以再次执行安全功能。
图3是示出用于本公开的实施例的第一传感器的结构的图。
如图3所示，用于本公开的实施例的第一传感器20可以包括一个环形磁体360和两个霍尔传感器310和320。
由于环形磁体360被固定地安装到图1的驱动马达40的旋转轴340上，因此当驱动马达40旋转时，环形磁体360可以一起旋转。围绕环形磁体360的周缘安装的两个霍尔传感器310和320可以检测当环形磁体360旋转时产生的磁场变化，并且可以产生与环形磁体360的旋转对应的脉冲信号。在该情况下，由于车窗玻璃通过驱动马达40的旋转而移动，因此脉冲信号可以是于车窗玻璃的移动对应的信号。
在实施例中，霍尔传感器310和320可以安装成具有角度差。例如，由于两个霍尔传感器310和320被安装在具有90度角(即，围绕环形磁体360的周缘彼此呈90度)的位置处，可以产生具有彼此呈90度的相位差的两个脉冲信号。产生的两个脉冲信号可以用于图1的控制器50以计算车窗玻璃的位置和方向。
在该情况下，如果在两个霍尔传感器310和320的一个中发生故障，由于其中发生故障的霍尔传感器不可能产生脉冲信号，则仅其中不发生故障的霍尔传感器才可能产生脉冲信号。因此，第一传感器20可以仅输出一个脉冲信号。
在该情况下，本公开可以基于从第一传感器20输出的一个脉冲信号和由图1的第二传感器30感测的电压信号来检测车窗玻璃的方向。本公开可以基于从一个脉冲信号检测的车窗玻璃的速度以及检测的车窗玻璃的方向来检测车窗玻璃的位置。最后，本公开可以通过检测车窗玻璃的速度、位置和方向来正常地执行安全功能。
图4是示出从用于本公开的实施例的第一传感器输出的两个脉冲信号的波形图。
在图4中，横轴表示时间并且纵轴表示脉冲信号的电平(电压)。在该情况下，参照图4，在由于根据图3的环形磁体360的旋转的磁场变化而由霍尔传感器310产生的第一脉冲信号和由霍尔传感器320产生的第二脉冲信号之间产生90度的相位差。
其中初始脉冲信号的时间段(间隔)恒定的状态可指车窗玻璃正常地被打开或关闭。其中脉冲信号的时间段被延长的部分410可指车窗的升高速度由于在车窗玻璃正在被升高时障碍物被夹住而变慢。换言之，如果在车窗玻璃正在被升高时障碍物被夹住，则由于图1的驱动马达40接收由于障碍物引起的负载，因此脉冲信号的时间段可能被延长。
如果车窗玻璃在图2的区域b中正在被升高时，霍尔传感器310或霍尔传感器320的脉冲信号的时间段突然被延长，则图1的控制器50可以确定障碍物被夹住并且可以执行安全功能。
在图4中，如果在两个霍尔传感器310和320之间的一个霍尔传感器310中发生故障，则其中发生故障的霍尔传感器310可能无法产生脉冲信号。因此，仅另一个霍尔传感器320可以产生脉冲信号。在该情况下，从图1的第一传感器20输出的脉冲信号可以是一个脉冲信号。换言之，第一传感器20可以产生一个脉冲信号。
图5是示出根据本公开的实施例的车辆的车窗控制方法的流程图。
首先，在操作501中，图1的第一传感器20可以产生与图1的驱动车窗玻璃的驱动马达40的旋转对应的一个脉冲信号。在该情况下，如果在第一传感器20的两个霍尔传感器310和320的任何一个中发生故障，则第一传感器20可以仅产生一个脉冲信号。进一步地，如果第一传感器20仅产生一个脉冲信号，则图1的控制器50可以确定在一个霍尔传感器中发生故障并且可以启用图1的第二传感器30。
在操作502中，第二传感器30可以感测提供给驱动马达40的电压信号。
在操作503中，控制器50可以基于由第一传感器20产生的一个脉冲信号和由第二传感器30感测的电压信号来执行安全功能。
本公开涉及用于执行安全功能所需的检测车窗玻璃的速度、位置和方向的技术。由于用于在检测这样的信息之后执行安全功能的技术本身是通常已知的技术，因此本文省略对这种技术的详细描述。
即使在两个霍尔传感器的一个中发生故障，本公开也可以通过基于由一个霍尔传感器产生的脉冲信号和提供给驱动马达的电压信号执行安全功能来正常地执行安全功能。
进一步地，本公开可以基于提供给驱动马达的电压信号来确定车窗玻璃的移动方向是否正常，如果两个霍尔传感器都正常工作，则检测移动方向。
虽然已经参照具体实施例描述本公开，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和变型。
因此，本公开的实施例不是限制性的，而是示例性的，并且本公开的精神和范围不限于此。本公开的精神和范围应当由权利要求来解释。进一步地，应当理解的是，与本公开等价的所有技术思想都包括在本公开的精神和范围内。