KR100534347B1

KR100534347B1 - 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템

Info

Publication number: KR100534347B1
Application number: KR10-2004-0019026A
Authority: KR
Inventors: 김성재
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20050093548A

Abstract

본 발명은 자동차의 트렁크리드 자동 개폐장치에 있어 트렁크리드의 개폐동작이 외부의 장애물에 의해 간섭받게 되는 경우 그 개폐동작을 제어하여 트렁크리드의 파손이 방지되도록 한 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 정·역방향 작동가능한 전동모터의 내부에 장착되며, 서로 다른 위치에서 상기 전동모터의 마그네트 위치변화를 센싱하여 위상이 다른 펄스신호를 각각 출력하는 복수개의 홀센서, 사용자가 입력하는 트렁크리드 개폐신호에 따라 상기 전동모터를 정방향 또는 역방향으로 작동시키며, 작동하는 상기 전동모터의 상기 홀센서들로부터 입력되는 펄스신호의 펄스수(N)에 따라 상기 트렁크리드의 개폐각을 제어하며, 파형폭(W) 및 위상차에 따라 트렁크리드가 정상작동하는지를 판단하여 트렁크리드의 개폐동작을 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어신호에 의하여 상기 트렁크리드의 개폐동작이 비정상임을 알리는 경고표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템을 제공한다.

Description

자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템{Safty System for Automatic Trunklid Operater}

본 발명은 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동차의 트렁크리드 자동 개폐장치에 있어 트렁크리드의 개폐동작이 외부의 장애물에 의해 간섭받게 되는 경우 그 개폐동작을 제어하여 트렁크리드의 파손이 방지되도록 한 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 트렁크리드 개폐장치는 운전석에 설치된 해제레버를 작동하거나 리모콘을 이용하여 트렁크리드의 잠금상태를 해제함에 따라 토션바의 비틀림탄성 또는 가스리프터의 작동에 의해 트렁크리드가 자동적으로 열리는 구조로 되어 있다.

그러나 이러한 개폐장치는 트렁크리드의 열림동작 만을 제어할 뿐 트렁크리드를 닫아야 할 때에는 운전자가 직접 힘을 가하여야만 하는 것이어서, 운전자의 편리함을 위해 트렁크리드의 열림 및 닫힘동작 모두가 전기적으로 자동제어되도록 한 트렁크리드 자동 개폐장치가 개발되었다. 이러한 트렁크리드 자동 개폐장치로서 공지된 것은, 대한민국 특허공개번호 제1998-044743호의 "자동차의 트렁크리드 자동 개폐장치", 실용신안공개번호 제1999-011536호 "트렁크리드의 전동식 개폐장치", 특허등록번호 제20-0290055호의 "전동식 트렁크 개폐장치" 등이 있는데, 이들 트렁크리드 자동 개폐장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 종래의 트렁크리드 자동 개폐장치는, 전동모터에 유압실린더와 같은 동력전달수단을 장착하여 트렁크리드가 자동으로 개폐될 수 있도록 하고는 있으나, 이는 운전자가 입력하는 트렁크리드 개폐신호에 따라 트렁크리드가 단순히 열리거나 닫히도록 할 뿐, 트렁크리드의 열림 또는 닫힘동작시 트렁크리드가 외부 장애물에 의해 간섭받게 되는 경우 트렁크리드의 손상을 방지할 수 있는 대책이 전혀 마련되지 않았다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 트렁크리드의 개폐동작시 트렁크리드가 외부 장애물과 접촉되는 경우, 이를 감지하고 트렁크리드의 손상을 방지할 수 있도록 한 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템을 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템은, 정·역방향 작동가능한 전동모터의 내부에 장착되며, 서로 다른 위치에서 상기 전동모터의 마그네트 위치변화를 센싱하여 위상이 다른 펄스신호를 각각 출력하는 복수개의 홀센서, 사용자가 입력하는 트렁크리드 개폐신호에 따라 상기 전동모터를 정방향 또는 역방향으로 작동시키며, 작동하는 상기 전동모터의 상기 홀센서들로부터 입력되는 펄스신호의 펄스수(N)에 따라 상기 트렁크리드의 개폐각을 제어하며, 파형폭(W) 및 위상차에 따라 트렁크리드가 정상작동하는지를 판단하여 트렁크리드의 개폐동작을 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어신호에 의하여 상기 트렁크리드의 개폐동작이 비정상임을 알리는 경고표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템(이하 "안전시스템")은, 정방향·역방향 작동가능한 전동모터와 이 전동모터에 유압실린더와 같은 동력전달수단을 설치하여, 전동모터의 구동력을 트렁크리드에 전달함으로써, 운전자의 개폐신호 입력에 따라 트렁크리드가 자동으로 개폐될 수 있도록 한 트렁크리드 자동 개폐장치에 사용된다.

또한, 전동모터의 내부에는 마그네트(전동모터의 회전자)의 위치변화를 감지하기 위한 홀센서(Hall IC)가 2 이상 설치되며, 제어부에서는 이러한 홀센서들로부터 검출되는 펄스신호를 이용하여 트렁크리드의 개폐에 따른 트렁크리드의 개폐각, 개폐속도, 개폐방향을 판단하고, 트렁크리드의 개폐동작을 제어한다.

이때, 트렁크리드의 개폐각(전동모터의 회전량)은 홀센부터 입력되는 펄스신호의 펄스수로부터, 트렁크리드의 개폐방향(전동모터의 회전방향)은 홀센서들로부터 검출되는 펄스신호간의 위상차으로부터 판단된다. 그리고, 트렁크리드의 개폐동작 도중에 외부의 장애물로 인하여 트렁크리드의 개폐동작이 비정상적이라고 판단되면, 제어부에서는 경고음을 발생시킴과 아울러 트렁크리드의 개폐방향(전동모터의 회전방향)을 반전시키는 신호를 출력하여 트렁크리드가 미리 설정된 각도만큼 개폐시킨 후(전동모터를 일정 회전량 회전시킨 후), 다시 트렁크리드의 개폐방향을 재반전(전동모터의 회전방향을 재반전)시켜 트렁크리드가 정상개폐 작동되도록 한다.

본 발명에서 사용되는 홀센서는, 필요한 자기장이 공급되는 상태에서 전방에 자석이나 철금속과 같은 물체가 통과하면서 자기장을 변화시키면 홀전압(Hall Effect)의 변화가 출력단자에 나타나는 장치로서, 자동차의 차속센서, 크랭크샤프트 타이밍 센서 등 일반적으로 사용되는 장치이므로 자세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템에 대하여 살펴본다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 일실시예에 따른 안전시스템은 전동모터(20) 내부에 설치되는 홀센서(21), 이 홀센서로부터의 감지신호를 입력받으며 전동모터(20)의 작동을 제어하는 제어부(10), 이 제어부로부터의 제어신호에 따라 경고음을 발생시키는 경고음 발생부(경고 표시부: 30)로 구성된다.

전동모터(20)는, 정방향·역방향 회전가능하며, 제어부(10)에서의 제어신호에 따라 회전하며 동력전달수단(미도시)을 통해 트렁크리드(미도시)를 개폐작동시킨다. 이러한 전동모터 내부에는 복수개의 홀센서(21: S1, S2)가 서로 다른 위치에 설치되며, 각 홀센서들(S1, S2)은 서로 다른 위치에서 전동모터의 회전에 따른 마그네트(즉 전동모터의 회전자)의 위치변화를 센싱하여 위상이 다른 펄스신호를 출력한다.

제어부(10)는 다시, 연산회로에 해당하는 CPU(11)와, 데이터저장부(12), 출력회로(13), 입력회로(14)로 구성된다.

입력회로(14)는, 홀센서(21)들로부터의 펄스신호를 다루기 쉬운 파형으로 변환하는데, 도 2와 도 3에는 입력회로에서 간단한 파형으로 변환된 펄스신호가 도시되어 있다. S1이 90°위상 빠르게 나타나는 도 2는 트렁크리드가 열리는 상태(전동모터는 정회전)를 나타내며, S2가 90°위상 빠르게 나타나는 도 3은 트렁크리드가 닫히는 상태(전동모터는 역회전)를 나타낸다. 본 설명에서 위상차는 이러한 펄스신호간에 어느 펄스신호가 다른 펄스신호 보다 빠르거나 느린 관계를 지칭하는 것으로 한다.

데이터저장부(12)는, 트렁크리드의 완전히 개폐되었는지 또는 트렁크리드가 정상적으로 개폐작동하는지를 판단하기 위한 정상 펄스신호, 비정상 펄스신호에 관한 데이터가 입력된다. 트렁크리드를 완전히 열거나 닫기 위해 필요한 정상 펄스신호의 필요 펄스수(N′), 정상 펄스신호의 파형폭(W′) 등이 추출되어 저장될 수 있다.

CPU(11)는, 사용자가 입력하는 트렁크리드 개폐신호에 따라 전동모터가 정방향 또는 역방향으로 작동하도록 하며, 회전하는 전동모터의 홀센서(21)들로부터 입력되는 펄스신호의 파형폭(W), 펄스수(N)를 데이터 저장부(12)에 저장된 정상 펄스신호의 파형폭(W′), 펄스수(N′)와 비교하여 전동모터의 회전방향에 따른 트렁크리드의 개폐동작을 자동적으로 제어한다.

이때, 전동모터(20)의 회전량은 홀센서로부터 입력되는 펄스신호의 펄스의 수를 통해서 그리고 회전방향은 펄스신호간(S1과 S2)의 위상차를 통해 판단할 수 있으며, 회전속도는 홀센서(21)로부터 입력되는 펄스신호(W)의 파형폭과 정상 펄스신호(W′)의 파형폭을 비교함을 통하여 판단할 수 있다. CPU는 W > W′(입력되는 펄스신호의 파형폭과 비정상 펄스신호의 파형폭을 비교하는 경우에는 W ≥ W′)에 해당하는 경우에는 경고음이 발생되도록 함과 아울러 트렁크리드 안전개폐모드를 실행시킨다. 안전개폐모드는 후술한다.

출력회로(13)는 CPU의 명령에 따라 전동모터가 정방향·역방향 또는 정지하도록 하는 신호를 출력하거나, 경고음 발생부(30)에서 경고음을 발생시키도록 하는 신호를 출력한다. 경고음 발생부(30)는 자동차에 설치되며, 이러한 경고표시부는 경고음, 경고등 사용될 수 있다.

입력부(40)는 사용자가 트렁크리드의 개폐신호(OPEN/CLOSE) 및 정지신호 등을 입력하기 위한 수단으로서, 통상적인 리모콘을 사용하거나 자동차내부에 별도로 설치된 조작 스위치를 사용할 수 있다.

도 4는 트렁크리드가 비정상 개폐작동하는 경우에 발생할 수 있는 펄스신호의 예를 도시한 것으로, S1이 90°위상 빠르게 나타나므로 트렁크리드 열림동작 중에 발생한 장애상태를 나타낸다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 장애물에 의해 트렁크리드의 열림동작이 방해됨에 따라, 전동모터로부터 검출되는 펄스신호의 주파수는 낮아지고, 파형폭은 넓어지게 된다. CPU는 이러한 파형폭의 변화를 감지하여 트렁크리드 안전개폐모드를 실행시킨다.

도 1과 도 5를 참조하여, 상술한 바와 같은 구조를 갖는 안전시스템의 작동방식에 대해 살펴본다. 트렁크리드가 열림동작하는 경우의 예이며, 닫힘동작을 하는 경우에도 이와 작동패턴은 동일하다.

OPEN 신호입력에 따라 제어부는 전동모터를 정방향으로 구동시킨다. 전동모터가 작동하면 전동모터의 내부에 설치된 홀센서로부터 펄스신호가 검출되며, 제어부에서는 홀센서 S1, S2로부터의 펄스신호의 위상차가 전동모터를 정방향 구동시키는 방향(트렁크리드 열림)과 일치하는지를 판단하여, 트렁크리드의 개폐동작이 비정상적(역방향 구동)이라고 판단되면 경고음 발생과 동시에 전동모터를 정지시키고, 전동모터가 정상적으로 작동되는 경우라면 제어부에서는 홀센서 S1, S2으로부터 입력되는 펄스신호의 파형폭(W)을 정상 펄스신호의 파형폭(W′)과 비교하여 트렁크리드의 개폐동작이 정상적인지를 판단한다.

이때, 정상적인 경우에는, 홀센서(S1, S2)로부터 입력되는 펄스신호의 펄스수(N)와 미리 저장된 정상 펄스신호의 필요 펄스수(N′)를 비교하여 트렁크리드가 완전히 개방되었는지를 판단하며, 비정상적인 경우에는 안전개폐모드가 실행된다. 트렁크리드가 완전히 개방되어 종료가 될 때까지 이와 같은 비교과정은 계속 반복된다.

한편, 안전개폐모드가 실행되는 경우, 제어부에서는 홀센서로부터 검출되는 펄스신호로부터 판단되는 전동모터의 회전방향을 반전(CLOSE 신호출력)시켜 미리 설정된 필요 펄스수(N″)(데이터 저장부에 저장) 만큼 전동모터가 회전되도록 한 후, 다시 전동모터의 회전방향을 재반전하여 트링크리드가 OPEN 작동되도록 한다. 재반전 신호를 출력한 다음에는, 반복루프가 실행된다. 다만, 안전개폐모드에서, 전동모터의 작동을 중지시키고 대기모드 상태가 되도록 설정할 수 있다.

본 발명에 따른 안전시스템은, 주행 중에 사고나 노면의 상태에 따라 자동차이 심하게 떨리는 경우에 홀센서로부터 펄스신호(S1, S2)가 발생하여 트렁크리드가 개방되는 것을 방지하기 위하여, 자동차의 주행속도가 0 Km/h인 경우 또는 주행속도가 0 Km/h이며 주차브레이크(Parking Break)가 온(On) 상태인 경우 또는 주행속도가 0 Km/h이며 기어레버가 중립에 있는 경우에만 트렁크리드 자동 개폐장치가 작동되도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템은, 트렁크리드의 개폐동작에 문제가 있는 경우, 이를 감지하여 경고음을 울리고 본래의 트렁크리드 개폐동작을 자동제어할 수 있도록 함으로써 장애물로 인한 트렁크리드의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 트렁크리드의 비정상적인 개폐동작이 자동제어될 수 있으므로 편리성이 증대된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차의 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템 구성도를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 2는 트렁크리드가 정상적인 열림동작을 하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서들로부터 검출되는 펄스신호를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 3은 트렁크리드가 정상적인 닫힘동작을 하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 홀센서들로부터 검출되는 펄스신호를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 4는 트렁크리드가 비정상 열림동작을 하는 경우, 본 발명의 일실시예에 다른 홀센서들로부터 검출되는 펄스신호를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 안전시스템의 동작 흐름도를 간략하게 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 제어부 20: 전동모터

21: 홀센서 30: 경고음 발생부

Claims

전동모터와 이 전동모터의 구동력을 트렁크리드에 전달하는 동력전달수단을 구비하는 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치에 있어서,

정·역방향 작동가능한 전동모터의 내부에 장착되며, 서로 다른 위치에서 상기 전동모터의 마그네트 위치변화를 센싱하여 위상이 다른 펄스신호를 각각 출력하는 복수개의 홀센서;

사용자가 입력하는 트렁크리드 개폐신호에 따라 상기 전동모터를 정방향 또는 역방향으로 작동시키며, 작동하는 상기 전동모터의 상기 홀센서들로부터 입력되는 펄스신호의 펄스수(N)에 따라 상기 트렁크리드의 개폐각을 제어하며, 파형폭(W) 및 위상차에 따라 트렁크리드가 정상작동하는지를 판단하여 트렁크리드의 개폐동작을 제어하는 제어부;

상기 제어부의 제어신호에 의하여 상기 트렁크리드의 개폐동작이 비정상임을 알리는 경고표시부;를 포함하는 자동차 트렁크리드 자동 개폐장치의 안전시스템.