KR100527124B1

KR100527124B1 - 자동차용 선루프의 안전장치

Info

Publication number: KR100527124B1
Application number: KR10-2003-0039795A
Authority: KR
Inventors: 김민수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-11-09
Also published as: KR20040110463A

Abstract

본 발명은 자동차용 선루프의 안전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선루프가 작동 중에 어떤 물체가 끼이게 되면 현재 작동방향에 대하여 역동작되도록 함으로써 선루프에 신체 일부가 끼이게 되는 안전사고나 선루프 장치의 파손이 방지되도록 한 자동차용 선루프의 안전장치에 관한 것이다.

본 발명은, 자동차의 루프패널에 설치된 가이드레일을 매개로 슬라이딩되도록 설치된 선루프와, 상기 선루프가 이동 가능하도록 선루프에 구동력을 제공하는 정, 역회전 가능한 구동모터와, 상기 구동모터의 동작을 제어하기 위해 구동모터와 연결된 제어부와, 상기 제어부와 연결되는 것으로 상기 선루프가 열리거나 닫기도록 하는 작동스위치로 이루어진 자동차용 선루프 장치에 있어서, 상기 가이드레일의 일측에는 소정의 간격을 두고 떨어지게 위치되도록 두 개의 위치감지센서가 설치되고, 상기 위치감지센서가 설치된 가이드레일의 일측과 대응되는 선루프의 일측단에는 위치감지센서의 감지원이 되는 감지유닛이 등간격으로 일정하게 설치되며, 상기 위치감지센서는 상기 제어부와 연결되어 위치감지센서에서 감지된 신호가 제어부로 입력되도록 구성된 자동차용 선루프의 안전장치이다.

Description

자동차용 선루프의 안전장치{Safety Apparatus of Automobile Sun Roof}

본 발명은 자동차용 선루프의 안전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선루프의 작동 중에 어떤 물체가 끼이게 되면 현재 작동방향에 대하여 역동작되도록 함으로써 선루프에 신체 일부가 끼이게 되는 안전사고나 선루프 장치의 파손이 방지되도록 한 자동차용 선루프의 안전장치에 관한 것이다.

선루프는 차량의 다른 창유리가 운전시계를 확보할 필요에 의해 설치된 것과는 달리, 루프 패널에 개구부를 형성하여 차내를 밝게 해주고, 심리적으로 공간을 크게 하여 탑승자에게 해방감을 부여함과 동시에 환기가 잘되게 하여 차내의 쾌적성을 향상시키는 역할을 한다.

이러한 선루프는 루프 패널의 개구부를 덮는 패널의 동작에 따라 슬라이드 형(sliding type)과 틸트업 형(tilt up type) 등으로 크게 분류된다.

상기 슬라이드형은 선루프의 루프글래스가 루프 패널을 따라 슬라이딩되면서 루프 패널의 개구부를 개폐시키는 것으로서, 이 슬라이딩형은 다시 루프글래스가 루프 패널의 상면을 따라 슬라이딩되는 아웃터 슬라이딩형과, 루프글래스가 루프패널의 하면을 따라 슬라이딩되는 인너 슬라이딩형으로 분류된다.

한편, 상기 틸트업 형은 루프글래스의 후단이 들어 올려지는 타입으로 차내의 환기를 주목적으로 한다.

차량이 주행중일 때에는 루프 패널 외부의 공기 흐름 또한 매우 빠르기 때문에 루프 패널 외부의 공기 압력은 차내의 공기압력(대기압)보다 더 낮게 된다. 따라서, 선루프는 이러한 공기의 압력차를 이용하여 루프 패널의 개구부를 통하여 차내의 공기를 외부로 배출시킴으로써 차내를 환기시키고, 우천시와 같이 루프 패널의 개구부를 막고자 할 때에는 상기 개구부에 상응하는 크기의 루프글래스를 통하여 개구부를 폐쇄시키는 것이다.

상기 루프글래스는 빛 투과율이 높은 투명유리로 구성되는 것이 일반적이므로, 햇빛이 심하게 내리쬐는 여름철에는 루프글래스를 통하여 뜨거운 직사광선이 실내로 조사되어 차내 온도를 상승시킬 뿐만 아니라 운전자의 눈부심을 유발하여 안전운전에 방해요인으로 작용하기도 한다.

따라서, 선루프에는 실내로 조사되는 빛을 차단하기 위한 햇빛가리개(이하, "선쉐이드"라 한다)가 마련되는 바, 상기 선쉐이드는 루프글래스의 하부에 위치되어 루프글래스와는 독립적으로 사용자가 수동으로 개폐할 수도 있고 루프글래스가 닫힐 때 자동으로 함께 닫히기도 한다.

도1은 일반적인 선루프가 설치된 차량을 보인 사시도이고, 도2는 종래 선루프의 구동 회로도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 자동차의 루프패널(1) 일측에는 차실내와 차실외가 서로 통하도록 소정의 크기를 갖는 개구부가 형성되는데, 상기 개구부에는 그 개구부를 필요에 따라 적절하게 개폐하기 위한 선루프(2)가 루프패널(1)에서 슬라이딩 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 선루프(2)의 슬라이딩 구조는 본 발명의 요지와 무관하고, 또한 통상의 공지기술에 속한다고 보아야 할 것이므로 여기에 자세하게 표현하지 않았다.

한편, 상기 선루프(2)의 구동 회로는 도2에 나타낸 바와 같은데, 여기서 보면, 선루프(2)를 열고 닫기 위한 작동스위치(10)가 마련되고, 그 작동스위치(10)는 제어부(11)와 연결된다. 상기 제어부(11)는 선루프(2)의 동작 제어를 위하여 별도로 마련되어도 무방하지만 통상적으로는 차량에 구비되어 있는 전자제어유닛(ECU)에서 선루프(2)의 동작을 제어하게 된다.

또한, 상기 제어부(11)는 출력단(12)을 통해서 선루프를 구동하는 구동모터(13)와 연결되는데, 상기 구동모터(13)는 정회전과 역회전이 모두 이루어지는 양방향 모터로서 상기 작동스위치(10)의 조작에 따라 서로 다른 신호를 보내는 제어부(11)에 의하여 선택적으로 정회전 또는 역회전됨으로써 선루프(2)가 열리거나 닫히도록 구성된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 선루프는 도2에 나타낸 바와 같이 스위치에 의하여 단순히 열리고 닫히는 기능만을 수행하는 것이어서, 선루프가 개폐될 때 선루프에 어린이의 신체 일부가 끼이거나 선루프의 작동방향 쪽에 장애물이 있는 경우에도 선루프는 그대로 작동되므로 선루프에 의해서 어린이가 다치는 안전사고의 발생 위험과 선루프의 작동을 방해하는 장애물에 의하여 선루프의 구동모터가 손상되는 등의 제반 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 선루프가 열릴 때 그 열리는 방향에 장애물이 있어서 열리고 있는 선루프에 과하부가 걸리면 선루프가 다시 닫히도록 하고, 또한 선루프가 닫힐 때는 그 닫히는 방향 쪽으로 선루프에 과부하가 걸리면 선루프가 다시 열리도록 함으로써 선루프에 사람이 끼여서 다치게 되는 안전사고와 선루프가 손상되는 것을 미연에 방지하고자 함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차의 루프패널에 설치된 가이드레일을 매개로 슬라이딩되도록 설치된 선루프와, 상기 선루프가 이동 가능하도록 선루프에 구동력을 제공하는 정, 역회전 가능한 구동모터와, 상기 구동모터의 동작을 제어하기 위해 구동모터와 연결된 제어부와, 상기 제어부와 연결되는 것으로 상기 선루프가 열리거나 닫기도록 하는 작동스위치로 이루어진 자동차용 선루프 장치에 있어서, 상기 가이드레일의 일측에는 소정의 간격을 두고 떨어지게 위치되도록 두 개의 위치감지센서가 설치되고, 상기 위치감지센서가 설치된 가이드레일의 일측과 대응되는 선루프의 일측단에는 위치감지센서의 감지원이 되는 감지유닛이 등간격으로 일정하게 설치되며, 상기 위치감지센서는 상기 제어부와 연결되어 위치감지센서에서 감지된 신호가 제어부로 입력되도록 구성된 자동차용 선루프의 안전장치이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 기술구성을 보다 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 선루프의 작동 회로를 나타낸 도면이고, 도4는 본 발명에 따른 선루프의 이동을 감지하기 위한 위치감지센서와 마그네틱 단자의 설치 위치를 보인 사시도이며, 도5a 내지 도5c는 본 발명의 선루프 상태에 따른 타이밍 차트이고, 도6은 본 발명의 작동 순서도이다.

먼저, 도3 및 도4에 보인 바와 같이 자동차의 루프패널(1)에는 소정크기의 개구부(1a)가 형성되고, 그 개구부(1a) 중 차체길이방향을 향하는 양측에는 두 개의 가이드레일(3)이 평행하게 설치된다.

상기 가이드레일(3)에는 그 가이드레일(3)을 매개로 선루프(2)가 차체 전, 후방으로 슬라이딩 가능하게 설치되는데, 상기 선루프(2)가 이동 가능하도록 선루프(2)에 구동력을 제공하는 정, 역회전 가능한 구동모터(13)가 마련된다.

또한, 상기 구동모터(13)의 동작을 제어하기 위해 제어부(11)가 구동모터(13)와 연결되며, 사용자가 필요에 따라 상기 선루프(2)를 열거나 닫을 수 있도록 하기 위해 상기 제어부(11)와 연결되는 작동스위치(10)가 마련된다.

따라서, 사용자가 작동스위치(10)를 조작하면 상기 제어부(11)에 의하여 구동모터(13)가 정회전, 또는 역회전되어 상기 선루프(2)가 열리거나 닫히게 되는데, 여기까지의 구성은 종래기술과 동일한 것으로서 본 발명에서도 포함되는 구성이다.

한편, 본 발명의 목적 달성을 위한 특징적인 구성으로는 이동되는 선루프(2)의 위치를 감지하여 선루프(2)가 현재 열리는 상태인지 혹은 닫히는 상태인지를 판별하고, 또 그 선루프(2)가 장애물의 간섭없이 정상적으로 작동되는지 아니면 장애물이 있어서 정상작동에 방해를 받고 있는지를 감지하기 위하여 마련된 두 개의 위치감지센서(S1,S2)가 있다.

상기 위치감지센서(S1,S2)는 도4에 나타낸 바와 같이 가이드레일(3)의 일측에 두 개가 설치되는데, 그 두 위치감지센서(S1,S2)는 소정의 간격을 두고 떨어지게 위치되어야 한다.

여기서, 상기 가이드레일(3)의 후단 측에 설치된 센서가 제1위치감지센서(S1)이고, 그 제1위치감지센서(S1)보다 소정 간격만큼 앞쪽에 설치된 것이 제2위치감지센서(S2)인데, 이들 두 개의 위치감지센서(S1,S2)는 홀센서로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)가 설치된 가이드레일(3)의 일측에 대응되는 선루프(2)의 일측단에는 상기 위치감지센서(S1,S2)의 감지원이 되는 여러 개의 감지유닛(20)이 등간격으로 설치된다.

즉, 상기 위치감지센서(S1,S2)는 고정되어 있고, 상기 선루프(2)가 움직일 때 그 선루프(2)에 등간격으로 설치된 감지유닛(20)이 상기 위치감지센서(S1,S2) 옆을 지나게 되면, 상기 위치감지센서(S1,S2)에는 1개의 펄스신호가 발생되어 그 연속되는 펄스신호에 의하여 선루프(2)의 주파수를 검출할 수 있게 된다.

이때, 상기 위치감지센서(S1,S2)는 홀센서로 구성되는 것이 바람직하다 하였으므로 그렇게 되면 상기 감지유닛(20)은 마그네틱 단자로 구성되어야 한다.

이와 같이 위치감지센서(S1,S2)에서 검출된 선루프(2)의 펄스신호는 도3에 나타낸 바와 같이 입력단(14)을 통해 상기 제어부(11)에 입력됨으로써, 제어부(11)는 선루프(2)의 상태를 파악할 수 있게 되는 것이다.

제어부(11)가 판단하여야 할 선루프(2)의 상태는 크게 4가지로 구분되는데, 첫째는 선루프(2)가 정상적으로 열리는 상태이고, 둘째는 선루프(2)가 정상적으로 닫히는 상태이며, 셋째는 선루프(2)가 열리는 도중에 과부하가 걸리는 상태이고, 마지막으로 넷째는 선루프(2)가 닫히는 도중에 과부하가 걸리는 상태이다.

이 중에서 제어부(11)는 도5a와 같이 제2위치감지센서(S2)의 펄스신호가 제1위치감지센서(S1)의 그것보다 먼저 검출되면 선루프(2)가 열리는 것으로 판단하고, 도5b와 같이 제1위치감지센서(S1)의 펄스신호가 제2위치감지센서(S2)의 그것보다 먼저 검출되면 선루프(2)가 닫히는 것으로 판단하게 된다.

이것은, 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)가 도4에 나타낸 바와 같이 설치되었기 때문인데, 선루프(2)가 열리는 상태에서는 제1위치감지센서(S1)보다 앞쪽에 있는 제2위치감지센서(S2)가 감지유닛(20)과 먼저 만나게 되므로 펄스신호 또한 제1위치감지센서(S1)보다 시간차를 두고 먼저 발생하게 되는 것이다.

또한, 선루프(2)가 닫히는 상태에서는 제1위치감지센서(S1)가 감지유닛(20)과 먼저 만나게 되므로 도5b와 같이 제1위치감지센서(S1)의 펄스신호가 제2위치감지센서(S2)의 펄스신호보다 앞서게 된다.

따라서, 상기 제어부(11)는 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)에 대한 펄스신호의 입력시점을 기준으로 하여 선루프(2)가 열리는 상태와 닫히는 상태를 판단하게 된다.

한편, 선루프(2)가 장애물에 의하여 열리거나 닫히는 중에 과부하가 걸리면 선루프(2)의 이동속도가 저하되어 상기 제1위치감지센서(S1)나 제2위치감지센서(S2)에서 검출되는 펄스신호의 주파수가 작아지게 되는데, 상기 제어부(11)는 그 주파수의 변화를 판단하여 선루프(2)가 장애물에 의하여 정상적으로 여닫히지 못하는 상태를 판단하게 된다.

즉, 상기 제어부(11)에는 선루프(2)가 정상적으로 여닫힐 때 위치감지센서(S1,S2)에서 검출되는 주파수 값이 제어부(11)의 비교기(미도시)에 내장되어 있어서, 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)에서 입력된 주파수 값이 비교기에 내장된 기준값보다 작으면 선루프(2)에 과부하가 걸리고 있는 것으로 판단하여 열리고 있는 선루프(2)는 다시 닫히도록 하고, 닫히고 있는 선루프(2)는 다시 열리도록 상기 구동모터(13)를 제어한다.

예를 들어 설명하면, 도5c와 같이 제1위치감지센서(S1)의 펄스신호가 제2위치감지센서(S2)의 펄스신호보다 먼저 검출되면 제어부(11)는 일단 선루프(2)가 닫히는 것으로 판단하게 되는데, 이 상태에서 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)의 펄스 진폭이 길어져서 전체적인 주파수가 작아지면 제어부(11)는 검출된 그 주파수 값을 비교기에 내장된 기준값과 비교하여 봄으로써 선루프(2)의 이동속도가 정상적인 상태보다 늦어진 것으로 판단하게 된다.

선루프(2)의 이동속도가 저하되었다는 것은 선루프(2)의 정상적인 작동을 방해하는 장애물로 인하여 선루프(2)에 과부하가 걸린 것으로 볼 수 있는데, 이때 상기 제어부(11)는 시스템의 보호와 안전사고 방지를 위하여 닫히고 있는 선루프(2)를 다시 열도록 상기 구동모터(13)를 역동작시키는 것이다.

이와 같이 상기 제어부(11)는 선루프(2)의 움직임을 감지할 수 있는 두 개의 위치감지센서(S1,S2)를 통해 선루프(2)의 이동방향 및 선루프(2)에 가해지는 과부하까지 검출할 수 있다. 상기한 제어부(11)의 작동은 2개의 위치검출센서(S1,S2) 모두에서 펄스신호를 검출하는 것을 전제로 한 것이나, 이물질의 끼임에 의해 선루프(2)가 상기 2개의 위치검출센서(S1,S2)의 사이에 정지하는 경우에는 하나의 위치검출센서에서 신호를 검출할 수 없게 된다. 이 경우를 대비하여 제어부(11)는 선루프(1)의 이동속도를 고려하여 2개의 위치감지센서 중 하나만이 신호를 검출한 채 일정 시간이 경과하면 구동모터(13)를 역동작시키도록 제어될 수도 있다.

이상과 같은 일련의 동작들을 도6에 나타낸 순서도를 통하여 살펴본다.

먼저, 선루프(2)를 열거나 닫기 위해 선루프 작동스위치(10)를 이용하여 선루프(2)를 작동시키면 선루프(2)가 어느 한쪽 방향으로 움직이게 되고, 이때 제어부(11)에는 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)에서 검출된 펄스신호의 주파수가 입력된다.

이때 제어부(11)는 제1위치감지센서(S1)와 제2위치감지센서(S2)의 주파수 값을 비교하여 주파수 변화가 없다면 선루프(2)를 정상 작동시키면 되는데, 여기서의 정상 작동이란 사용자가 선루프(2)의 작동스위치(10)를 열림 쪽으로 한 경우에는 선루프(2)가 열리도록 구동모터(13)를 회전시키고 작동스위치(10)를 닫힘 쪽으로 조작한 경우에는 선루프(2)가 닫히도록 구동모터(13)를 회전시키는 것을 말한다.

그러나, 제어부(11)에 입력된 위치감지센서(S1,S2)의 주파수 값에 변화가 있는 경우라면 그 두 개의 위치감지센서 중 제1위치감지센서(S1)의 펄스신호가 제2위치감지센서(S2)의 펄스신호보다 먼저 입력되었는지를 판단한다.

이때 상기 제1위치감지센서(S1)의 펄스신호가 제2위치감지센서(S2)의 펄스신호보다 먼저 입력되었다면 선루프(2)가 닫히다가 장애물에 의하여 저지된 것으로 판단하여 선루프(2)를 다시 개방하게 된다.

한편, 상기 제2위치감지센서(S2)의 펄스신호가 제1위치감지센서(S1)의 그것보다 먼저 입력되었다면 선루프(2)가 열리다가 장애물에 의하여 저저된 것으로 보고 제어부(11)는 선루프(2)를 다시 닫게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 선루프의 안전장치에 의하면, 선루프가 작동 중에 장애물에 걸리면 자동으로 역동작되어 열리던 선루프는 닫히고, 닫히던 선루프는 다시 열리게 됨으로써 선루프에 아이들이 끼이게 되는 안전사고를 미연에 방지할 수 있음은 물론 선루프의 과부하로 인하여 시스템이 손상되는 것을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

도1은 일반적인 선루프가 설치된 차량을 보인 사시도,

도2는 종래 선루프의 구동 회로도,

도3은 본 발명에 따른 선루프의 작동 회로를 나타낸 도면,

도4는 본 발명에 따른 선루프의 이동을 감지하기 위한 위치감지센서와 마그네틱 단자의 설치 위치를 보인 사시도,

도5a 내지 도5c는 본 발명의 선루프 상태에 따른 타이밍 차트,

도6은 본 발명의 작동 순서도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 루프패널 2 : 선루프

3 : 가이드레일 10 : 작동스위치

11 : 제어부 12 : 출력단

13 : 구동모터 14 : 입력단

20 : 감지유닛 S1 : 제1위치감지센서

S2 : 제2위치감지센서

Claims

자동차의 루프패널(1)에 설치된 가이드레일(3)을 매개로 슬라이딩되도록 설치된 선루프(2)와, 상기 선루프(2)가 이동 가능하도록 선루프(2)에 구동력을 제공하는 정, 역회전 가능한 구동모터(13)와, 상기 구동모터(13)의 동작을 제어하기 위해 구동모터(13)와 연결된 제어부(11)와, 상기 제어부(11)와 연결되는 것으로 상기 선루프(2)가 열리거나 닫히도록 하는 작동스위치(10)로 이루어진 자동차용 선루프 장치에 있어서,

상기 가이드레일(3)의 일측에는 소정의 간격을 두고 떨어지게 위치되도록 두 개의 위치감지센서(S1,S2)가 설치되고, 상기 위치감지센서가 설치된 가이드레일(3)의 일측과 대응되는 선루프(2)의 일측단에는 위치감지센서의 감지원이 되는 여러 개의 감지유닛(20)이 등간격으로 일정하게 설치되며, 상기 위치감지센서는 상기 제어부(11)와 연결되어 위치감지센서에서 감지된 신호가 제어부(11)로 입력되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 선루프의 안전장치.
제1항에 있어서, 상기 두 개의 위치감지센서(S1,S2)는 홀 센서이고, 상기 감지유닛(20)은 홀 센서의 감지원이 되는 마그네틱 단자인 것을 특징으로 하는 자동차용 선루프의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가이드레일(3)의 일측에 설치된 두 개의 위치감지센서는 가이드레일(3)의 후단측에 설치된 제1위치감지센서(S1)와, 그 제1위치감지센서(S1)보다 소정 간격만큼 앞쪽에 설치된 제2위치감지센서(S2)로 이루어져서, 상기 선루프(2)가 열릴 때는 상기 제2위치감지센서(S2)에서 소정의 신호가 먼저 검출되고, 선루프(2)가 닫힐 때는 상기 제1위치감지센서(S1)에서 소정의 신호가 먼저 검출되어 상기 제어부(11)에 입력되는 것을 특징으로 하는 자동차용 선루프(2)의 안전장치.
제3항에 있어서, 상기 제어부(11)는 상기 제2위치감지센서(S2)의 신호 다음에 제1위치감지센서(S1)의 신호가 입력되면 선루프(2)가 열리는 것으로 판단하고, 상기 제1위치감지센서(S1)의 신호 다음에 제2위치감지센서(S2)의 신호가 입력되면 선루프(2)가 닫히는 것으로 판단하며, 상기 제1위치감지센서(S1) 및 제2위치감지센서(S2) 각각의 주파수가 기준값에 비하여 작아지면 열리고 있는 선루프(2)는 다시 닫히도록 하고 닫히고 있는 선루프(2)는 다시 열리도록 상기 구동모터(13)를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 선루프(2)의 안전장치.