專利名稱：車輛開閉體的防夾方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種車輛開閉體的防夾方法，特別是有關一種應用電流檢測的車 輛開閉體的防夾方法。
背景技術：
最近幾年由于電子化的發(fā)展，車輛上的一些開閉體已從手動改成為完全自 動，例如電動窗、天窗等，因而帶給使用者許多便利。然而，根據美國國家公路安全局(NHTSA) 1997年的一個安全事故調查指出，每年美國大約有499起 急診病例是由于對汽車電動附件的操作引起。而其中大約有93%的受害者是源于 汽車電動窗，32%受害者年齡小于6歲，另有32%受害者年齡小于15歲。由于人 身安全得不到保證，汽車電動窗防夾便成為刻不容緩的議題，因此美國和歐洲 就制定法規(guī)FMVSS 118和74/60/EEC，以強制規(guī)定自動開關窗戶須具有防夾力在 100N以下的防夾功能?，F(xiàn)有的防夾檢測系統(tǒng)的檢測方式可分成非接觸直接系統(tǒng)(Touchless Direct Systems)、密封整合系統(tǒng)(Seal Integrated Systems)和間接系統(tǒng)檢測系統(tǒng) (Indirect Detection Systems)。非接觸直接系統(tǒng)是根據一些傳感器(例如紅外線、 超音波、激光感應)來達到自動防夾的功能，但因為傳感器昂貴，使得其成本相對 會提高。密封整合系統(tǒng)的傳感器是整合在膠條邊框內，當有東西碰觸到膠條上， 馬達立刻會產生反轉的信號，讓防夾的系統(tǒng)起動，進而保護小孩或大人的安全。 但因膠條受限于安裝的環(huán)境因素、檢測狀態(tài)及其頻繁的使用條件，致其使用壽命 有限，而且成本也高。間接檢測系統(tǒng)是釆用霍爾感應技術，須考慮馬達精密度， 以及機構方面的配合，才能讓防夾做的盡善盡美。故萬一其中的部件無法配合或 有瑕疵存在，將影響防夾而造成高誤防夾率，故此種技術仍有改善之處。綜上所述，前述的現(xiàn)有技術有成本高、壽命短、機構繁復和馬達精密度要求高等缺點。因此，非常迫切需要發(fā)展一種車輛開閉體的防夾方法，借以改善前述 的缺失。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種車輛開閉體的防夾方法，借以有效地達到車輛 開閉體的自動防夾的功能。本發(fā)明的又一目的是提供一種車輛開閉體的防夾方法，借以有效地辨識 出何時為車輛開閉體受到震動與何時為車輛開閉體夾到異物，因而降低誤防 夾率。根據本發(fā)明的上述目的，提出一種車輛開閉體的防夾方法，借以有效達 到安全防夾的功能，并可避免車輛開閉體因受到震動而產生防夾的誤動作。依照本發(fā)明的較佳實施例，在本發(fā)明的車輛開閉體的防夾方法中，首先， 提供一預設門檻值。接著，檢測一馬達的運轉電流，并依一時間行程的時序 獲得至少二個電流檢測值，其中此馬達驅動車輛開閉體的移動件沿著一移動 行程向全關位置移動。然后，進行一正常防夾模式，以判斷移動件是否夾到 異物，其中在正常防夾模式中，進行第一判斷步驟，以決定最后一個電流檢 測值減去最先一個電流檢測值是否大于所述預設門檻值。當?shù)谝慌袛嗖襟E的 結果為是時，則進行一大震動防夾模式或一小震動防夾模式。在大震動防夾模式中，首先自檢測到最后一個電流檢測值的時間點往前 推算一預設時段，其中此預設時段是大于前述的時間行程。然后，找出此預設時段中最后一個電流檢測值(Ic)、 一最大電流檢測值(Ia)和一最小電流檢測 值(Ib)。接著，進行一第二判斷步驟，以決定(Ic —lb) —(la —Ib)是否大于或等 于所述預設門檻值。當?shù)诙袛嗖襟E的結果為是時，則啟動馬達的防夾動作。在小震動防夾步驟中，進行一第三判斷步驟，以決定最后一個電流檢測 值減去最先一個電流檢測值后再除以2的值，是否大于或等于二者的中間點 電流值減去一預設誤差值。當?shù)谌袛嗖襟E的結果為是時，則啟動馬達的防 夾動作。依照本發(fā)明的另一較佳實施例，此些電流檢測值為至少三個電流檢測值。 而正常防夾模式還至少包括進行一第四判斷步驟，以決定計算每相鄰三個電流檢測值中的第三個電流檢測值減其第一個電流檢測值的值是否均大于o。 當?shù)谝慌袛嗖襟E與所述第四判斷步驟的結果均為是時，則進行上述的大震動 防夾模式或小震動防夾模式。此外，本發(fā)明的正常防夾模式為一種多段式防夾模式，其是將移動行程 以全關位置為原點規(guī)劃出一第一段防夾區(qū)， 一第二段防夾區(qū)、和一第三段防 夾區(qū)。第一段防夾區(qū)包含有第一時間行程(tl)，第二段防夾區(qū)包含有第二時間行程(t2)，第三段防夾區(qū)包含有第三時間行程(t3)，其中t3〉t2>tl。而前述的預 設門檻值在第一段防夾區(qū)、第二段防夾區(qū)、和第三段防夾區(qū)中被分別設定為 一第一預設門檻值、 一第二預設門檻值和一第三預設門檻值，其中第一預設 門檻值是大于第二預設門檻值，第二預設門檻值是大于第三預設門檻值。因此，應用本發(fā)明可有效地達到車輛開閉體的自動防夾的功能，而無須 使用傳感器；可有效地辨識出何時為車輛開閉體受到震動與何時為車輛開閉 體夾到異物，因而降低誤防夾率。


圖1為繪示驅動車輛開閉體移動的馬達運轉電流的總行程示意圖。圖2為繪示本發(fā)明的車輛開閉體的防夾位置的示意圖。圖3為繪示本發(fā)明的車輛開閉體的防夾方法的流程示意圖。圖4為繪示車輛開閉體的移動件夾到異物后的馬達運轉電流的行程示意圖。圖5為繪示本發(fā)明克服大震動的判斷電流波形示意圖。圖6為本發(fā)明克服小震動的判斷電流波形示意圖。圖7為繪示本發(fā)明的實施車輛開閉體的防夾方法的裝置示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明是利用車輛的電子控制裝置(ECU)本身硬件電路，且搭配分流 (Shunt)的裝置，來測量馬達的運轉電流的變化，進而去做分析且判斷，以 達到防夾的功能。一般而言，當車輛開閉體(如天窗、電動窗等)的移動件，其移動行程往 閉合方向位移時，如碰到阻礙物，此時驅動所述移動件的馬達運轉電流會顯著的提高，因此可根據這項特性，通過檢測電流變化來使開閉體(例如天窗、 電動窗等)產生防夾動作。請參照圖1，圖1為繪示驅動車輛開閉體移動的馬達運轉電流的總行程L示意圖。在點Bl時，啟動馬達，以使車輛開閉體(如天窗、電動窗等)的移動件的移動行程往閉合方向位移時，其中馬達的運轉電 流在啟動時會瞬間上升。當移動件抵達全關位置而撞到例如窗框時，馬達的運轉電流也會瞬間上升。當馬達產生堵轉電流(Stall Current)的持續(xù)時間達 到系統(tǒng)預設值時(大約在點B2的位置)，此時即關閉馬達，而完成車輛開閉體 的關閉的總行程L。因此，本發(fā)明的車輛開閉體的防夾方法并不對接近點Bl 和點B2附近的電流進行分析，以避免造成防夾的誤動作。另一方面，在點B1 與點B2之間，當車輛在啟動開閉體(如關上電動窗)時，若正好有甩門關門的 動作；或者，正處于行駛當中，因路況而受到震動時，此時馬達的運轉電流 也會有突然增減的現(xiàn)象，而造成防夾的誤動作。因此，本發(fā)明除具有防夾的 功能外，還可對車輛受到震動所造成的電流波動，進行特殊的分析與處理， 以避免馬達控制的車輛開閉體發(fā)生誤動作，致失去車輛開閉體的正常開關功 能。請參照圖2和圖3，圖2為繪示本發(fā)明的車輛開閉體的防夾位置的示意圖； 圖3為繪示本發(fā)明的車輛開閉體的防夾方法的流程示意圖。首先，啟動馬達(步 驟100)，以使車輛開閉體的移動件沿著移動行程D4向全關位置移動。接著， 進行步驟110，以檢測如圖1所示馬達的運轉電流，并依時序先后獲得包含至 少有二電流檢測值的電流檢測數(shù)據。然后，進行防夾判斷步驟。本發(fā)明的防 夾判斷步驟包含有正常防夾模式、大震動防夾模式、及小震動防夾模式，其 中先進行正常防夾模式以判斷車輛開閉體的移動件是否夾到異物(步驟130)。 若未檢測到夾到異物的情形(即步驟130的判斷結果為否)，則無須再進行其 他防夾模式的判斷，而回到步驟110，以重新檢測如馬達的運轉電流；若檢測 到有夾到異物的情形(即步驟130的判斷結果為是)，則進行大震動防夾模式 或小震動防夾模式(步驟140)，其中大震動防夾模式是用以檢測馬達運轉電流 的波動是否是因車輛受到大震動所造成；小震動防夾模式是用以檢測馬達運 轉電流的波動是否是因車輛受到小震動所造成。以下分別說明正常防夾模式、 大震動防夾模式和小震動防夾模式的運作。正常防夾模式請參照圖2至圖4，圖4為繪示車輛開閉體的移動件夾到異物后的馬達運 轉電流的行程示意圖。當移動件夾到異物后，步驟110依據一時間行程的時 序獲得的電流檢測數(shù)據至少包括有三個電流檢測值。為方便說明起見，本實 施例是以A1至A5共五個電流檢測值來表示，其中，A1至A5因移動件夾到異物，致其電流會遞增。在本實施例中，首先，判斷電流差值A3 — A1、 A4 — A2 、 A5 — A3;及總電 流差值A5 — A1。然后，以根據電流差值和總電流差值來進行防夾判斷步驟， 即當(A3 — A1)X)且(A4 —A2)>0且(A5 — A3)X)且(A5 —Al) >預設門檻值， 即代表此時車輛開閉體的移動件夾到異物，則判斷為防夾(即步驟130的判斷 結果為是)，此時，仍需再進行大震動防夾模式和/或小震動防夾模式，以決 定最后是否改變馬達的運轉狀態(tài)(例如反轉)，而達到防夾功能。或者，本發(fā)明也可采用另一實施判斷方式，只要依據時序所取得至少包 括有二個電流檢測值，其中后電流值減去前電流值大于前述的預設門檻值， 則判斷為防夾，接著仍需再進行大震動防夾模式和/或小震動防夾模式，以決 定最后是否改變馬達的運轉狀態(tài)進行防夾。若(A3 — A1) 或(A4 —A2) ^0或(A5 — A3) ^或(A5 —Al) S預設門檻 值，前述有一條件成立時，則判斷為非防夾(即步驟130的判斷結果為否)， 而不需改變馬達的運轉狀態(tài)進行防夾，也無需再進行其他模式的防夾判斷步 驟。如圖2所示，本發(fā)明是將受馬達控制的移動件依其移動行程D4作三段式 的行程規(guī)劃，分為第一段防夾區(qū)Dl，包含有第一時間行程(簡稱tl)、第二段 防夾區(qū)D2，包含有第二時間行程(簡稱t2)和第三段防夾區(qū)D3，包含有第三時 間行程(簡稱t3)，其中，t3〉t2〉tl，且每一防夾區(qū)并依其移動件所在位置而 有不同的防夾力，分別對應包含有第一預設門檻值、第二預設門檻值和第三 預設門檻值等判斷機制。在第一段防夾區(qū)Dl中采用第一預設門檻值作為判斷 啟動防夾的條件之一；在第二段防夾區(qū)D2中采用第二預設門檻值作為判斷啟 動防夾的條件之一；在第三段防夾區(qū)D3中采用第三預設門檻值作為判斷啟動 防夾的條件之一。其中，因每一防夾區(qū)的空間不同，致可能夾到的異物或人的身體部位也有所不同，例如第一防夾區(qū)Dl可以針對人的手指作防夾判斷； 第二防夾區(qū)D2可以針對人的手臂作防夾判斷；第三防夾區(qū)D3可以針對人的 身體作防夾判斷。而由于人的身體部位柔軟度不同，諸如人的手指部位骨頭 相對身體部位即比較硬，因此，本發(fā)明是將第一預設門檻值預設大于第二預 設門檻值，第二預設門檻值預設大于第三預設門檻值。 大震動防夾模式請參照圖2和圖5，圖5為繪示本發(fā)明克服大震動的判斷電流波形示意圖， 其中檢測大震動波(如甩門或車輛行駛遇到大坑洞時)時間行程(預設時段Ll) 是大于前述正常防夾模式的第一時間行程tl、第二時間行程t2、及第三時間 行程t3。因此，無論馬達的移動件是位在哪一個防夾區(qū)間(D1、 D2或D3)，只 要符合正常防夾模式的防夾判斷，仍會繼續(xù)進行此大震動判斷模式，以避免 當馬達的移動件在閉合(如電動窗正在進行關窗)時，若發(fā)生甩門的動作，會 造成防夾誤判，使電動窗反而因馬達反轉發(fā)生落下而未進行關窗的誤動作。為克服前述的問題點，本發(fā)明提供實施方式如下當馬達運轉電流的波動符合前述正常防夾模式的防夾判斷后，此時假設圖4中Al至A5的電流波形是落在圖5中的b-c段波形為震動波形時，其中 若圖5中的c點是對應于圖4中的最后一點A5，則取c點作為起點，并往前 推算至一預設時段L1，在預設時段L1中，依據時間取樣及比對，通過系統(tǒng)的 運算處理，可找出最大電流點(a點)及最小電流點(b點)。當c點的電流值減去b點的電流值(S卩Ic一Ib)再減去a點的電流值減去 b點的電流值(g卩Ia—Ib)大于或等于(g)正常防夾模式中的前述移動件所 在位置的防夾區(qū)間(D1、 D2或D3))所對應的第一、第二或第三預設門檻值時， 就啟動防夾。以圖5而言，(Ic一Ib) — (Ia—Ib)^前述的任一預設門檻值的防夾判斷 條件應不會成立。因為(Ic一Ib)的電流值已經小于(Ia—Ib)，故在此狀態(tài)的 波形不會啟動防夾。也就是說，此時可能是馬達的移動件正在關窗，而在此 關窗的時間點發(fā)生甩門的動作，而產生大震動波。通過本發(fā)明的前述判斷條 件，即可避免發(fā)生甩門時電動窗反而誤判為防夾而落下。在此條件之下，本 發(fā)明的大震動防夾判斷模式也可采用當(Ic一Ib) — (Ia—Ib) S0，則啟動防夾。假設，圖5中的a點極靠近b點，則(Ic一Ib) — (Ia—Ib) ^前述任 一的預設門檻值的防夾判斷條件可能會成立，而啟動防夾。也就是說可能馬 達的移動件在無任何干擾或微小千擾的情況下，所述移動件真的有碰到異物 或夾到人的情況發(fā)生。小震動防夾模式請參照圖6，其為繪示本發(fā)明克服小震動的判斷電流波形示意圖。小震動 防夾步驟是在正常防夾步驟判斷為防夾后，始進行判斷。發(fā)生小震動波形可 能是因車輛行駛時遇到細砂石路面，且正進行馬達移動件的啟閉動作所致。 為避免這種小震動波形的上升波段造成防夾誤判，本發(fā)明依據時序先后，于 小震動波形的上升波段中獲得包含至少有二電流檢測值，例如Al及A3，當 后電流值(A3)減去前電流值(A1)后再除以2的值，是大于或等于A3、 Al的中 間點電流值減去預設誤差值時，即啟動防夾。也即(A3 — Al)/2^A2 — k成立， 則判為防夾；其中，A3為后電流值，而Al為前電流值，A2為介于Al與A3 間的中間點電流值，其中k為預設誤差值。換句話說，如果小震動波形的上 升段趨近于直線上升，則很可能滿足小震動防夾模式的判斷式，而啟動防夾； 若小振動波形的上升段趨近于開口朝上的拋物線模式，則本發(fā)明采用預設誤 差值k的方式，來進一步判斷，如果所述拋物線的中間點電流值Cl與直線式 (如圖6的虛線所示)的中間點值A2逼近在本發(fā)明所預設的誤差值k范圍內， 則仍判斷為防夾；反之，則判斷為非防夾模式。此外，請參照圖7,其為繪示本發(fā)明的實施車輛開閉體的防夾方法的裝置 示意圖。本發(fā)明還提供一種實施上述的車輛開閉體的防夾方法的裝置，此裝 置至少包括馬達電流檢測電路10、控制電路20和驅動電路30。電流檢測 電路10是用以檢測馬達40的運轉電流，并依時序獲得電流檢測值?？刂齐?路20是用以進行如上所述的防夾步驟。驅動電路30則是用以回應控制電路20 來驅動馬達40。由上述本發(fā)明較佳實施例可知，相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明無須增加額外 的傳感器即可適應實車路況所面對的各種路況，而仍能維持高精確的防夾并 避免誤動作。雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明， 任何熟悉本技術的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種等同 的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的本申請權利要求范圍所界 定的為準。
權利要求
1. 一種車輛開閉體的防夾方法，借以避免一車輛開閉體產生防夾的誤動作，所述車輛開閉體的防夾方法至少包括提供一預設門檻值；檢測一馬達的一運轉電流，并依一時間行程的時序獲得至少二電流檢測值，其中所述馬達驅動所述車輛開閉體的一移動件沿著一移動行程向一全關位置移動；以及進行一正常防夾模式，以判斷所述移動件是否夾到異物，其中所述正常防夾模式至少包括進行一第一判斷步驟，以決定這些電流檢測值的一最后者減去這些電流檢測值的一最先者是否大于所述預設門檻值；以及當所述第一判斷步驟的結果為是時，則進行一大震動防夾模式或一小震動防夾模式；其中所述大震動防夾模式至少包括自檢測到這些電流檢測值的所述最后者的時間點往前推算一預設時段，其中所述預設時段是大于所述時間行程；找出所述預設時段中這些電流檢測值的所述最后者(Ic)、所述運轉電流的一最大電流檢測值(Ia)和一最小電流檢測值(Ib)；進行一第二判斷步驟，以決定(Ic-Ib)-(Ia-Ib)是否大于或等于所述預設門檻值；以及當所述第二判斷步驟的結果為是時，則啟動所述馬達的防夾動作；所述小震動防夾步驟至少包括進行一第三判斷步驟，以決定這些電流檢測值的所述最后者減去這些電流檢測值的所述最先者后再除以2的值，是否大于或等于所述最后者與所述最先者的中間點電流值減去一預設誤差值；當所述第三判斷步驟的結果為是時，則啟動所述馬達的防夾動作。
2. 如權利要求1所述的車輛開閉體的防夾方法，其特征在于這些電流檢測值為至少三個電流檢測值，所述正常防夾模式還至少包括進行一第四判斷步驟，以決定計算每相鄰三電流檢測值其中的一第三者 減一第一者的值是否均大于O;當所述第一判斷步驟與所述第四判斷步驟的結果均為是時，則進行所述 大震動防夾模式或所述小震動防夾模式。
3. 如權利要求1所述的車輛開閉體的防夾方法，其特征在于所述馬達的防 夾動作是使所述馬達停止運轉或反轉。
4. 如權利要求3所述的車輛開閉體的防夾方法，其特征在于所述正常防夾 模式為一多段式防夾模式，所述移動行程以所述全關位置為原點規(guī)劃出一第 一段防夾區(qū)， 一第二段防夾區(qū)和一第三段防夾區(qū)，所述第一段防夾區(qū)包含有一第一時間行程(tl)，所述第二段防夾區(qū)包含有一第二時間行程(t2)，所述第三 段防夾區(qū)包含有一第三時間行程(t3)，其中t3>t2〉tl;而所述預設門檻值在所 述第一段防夾區(qū)、所述第二段防夾區(qū)和所述第三段防夾區(qū)中被分別設定為一 第一預設門檻值、 一第二預設門檻值和一第三預設門檻值，其中所述第一預 設門檻值是大于所述第二預設門檻值，所述第二預設門檻值是大于所述第三 預設門檻值。
5. —種車輛開閉體的防夾方法，用以檢測開閉體是否夾到異物，所述方法至少包括提供一預設門檻值；檢測一馬達的一運轉電流，并依一時間行程的時序獲得至少二電流檢測 值，其中所述馬達驅動所述車輛開閉體的一移動件沿著一移動行程向一全關 位置移動；以及進行一正常防夾模式，以判斷所述移動件是否夾到異物，其中所述正常 防夾模式至少包括進行一第一判斷步驟，以決定這些電流檢測值的一最后者減去這些電流檢測值的一最先者是否大于所述預設門檻值；以及當所述第一判斷步驟的結果為是時，啟動防夾。
全文摘要
本發(fā)明有關一種車輛開閉體的防夾方法。在此防夾方法中，首先檢測一馬達的運轉電流波形，其中此馬達是用以控制車輛開閉體的移動件的移動行程。接著，根據此馬達的運轉電流值進行處理步驟，來控制馬達的運轉狀態(tài)，以在馬達的運轉發(fā)生異常時(例如開閉體的移動件碰到異物時)，立即改變馬達的運轉狀態(tài)(例如反轉)，而達到防夾功能，并改善車輛開閉體于大小震動時產生防夾的誤動作。
文檔編號E05F15/20GK101215947SQ20071000234
公開日2008年7月9日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權日2007年1月4日
發(fā)明者關永元, 張晃華, 曾惠乾, 林家鴻 申請人:敦揚科技股份有限公司