KR101876039B1 - 차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법 - Google Patents

차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치는, 도어를 개폐하는 구동유닛; 상기 구동유닛을 제어하는 제어부; 및 상기 도어에 가해지는 두드림에 의해 발생된 음파를 수신 및 분석하여 도어의 개폐를 위한 제어신호를 생성하고, 제어신호를 상기 제어부로 전송하는 음파처리부;를 포함하고, 상기 음파처리부는 상기 도어의 내부에 설치되어 음파를 수신하는 음파센서와, 상기 음파센서에서 출력되는 신호를 분석하여 제어신호를 생성하는 마이크로 컨트롤유닛을 가질 수 있다.

Description

차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OPENING AND CLOSING VEHICLE DOOR}
본 발명은 차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 도어를 두드림(knocking or beating)으로써 음파를 발생시키고, 이러한 음파를 제어신호로 변환하여 도어의 개폐를 제어할 수 있는 차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 차량에는 전기에 의해 구동되는 도어(electrically driven door) 즉, 파워도어(power door)가 설치되어 있다.
이러한 파워도어에는 파워 백도어(power rear door), 파워 슬라이딩도어(power sliding door), 걸 윙 도어(gull-wing door), 선루프(sun roof) 등이 있다.
이러한 파워도어는 전기모터(electric motor), 유압실린더 등과 같은 구동원을 가진 구동유닛과, 구동유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 파워도어를 개폐하기 위한 조작버튼 또는 조작핸들이 도어의 패널 또는 차량의 운전석 주변에 설치되고, 이에 차량이 정지된 이후에 조작버튼 또는 조작핸들을 조작하여 도어를 자동으로 개폐하거나 스마트 키(smart key) 등과 같은 리모트 컨트롤러(remote controller)를 이용하여 도어를 자동으로 개폐하는 방식이 있었다.
하지만, 이러한 종래 방식은 조작버튼 등을 누르는 조작이 매우 번거로워 도어의 자동 개폐조작이 매우 불편한 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 연구개발된 것으로, 사용자가 도어를 두드림(knocking or beating)으로써 발생한 음파를 분석하여 보다 간편하게 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치는,
도어를 개폐하는 구동유닛;
상기 구동유닛을 제어하는 제어부; 및
상기 도어에 가해지는 두드림에 의해 발생된 음파를 수신 및 분석하여 도어의 개폐를 위한 제어신호를 생성하고, 제어신호를 상기 제어부로 전송하는 음파처리부;를 포함하고,
상기 음파처리부는 상기 도어의 내부에 설치되어 음파를 수신하는 음파센서와, 상기 음파센서에서 출력되는 신호를 분석하여 제어신호를 생성하는 마이크로 컨트롤유닛을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 도어 개폐제어방법은,
차량의 정차조건에서 도어에 대한 두드림에 의해 발생된 음파를 모니터링하는 모니터링단계; 및
상기 모니터링단계에서 모니터링한 음파를 분석하여 도어의 개폐를 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 사용자가 도어를 두드려 그 진동으로 인해 발생한 음파를 제어신호로 변환하여 도어의 개폐를 제어할 수 있으며, 이를 통해 도어의 개폐작동을 매우 간편하고 원활하게 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치의 음파센서 및 마이크로 컨트롤유닛이 도어에 설치된 일 실시형태를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치의 음파센서 및 마이크로 컨트롤유닛이 도어에 설치된 다른 실시형태를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치의 음파센서 및 마이크로 컨트롤유닛이 도어에 설치된 또 다른 실시형태를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어장치를 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5에 따른 차량용 도어 개폐제어장치의 음파유도부가 도어에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치의 음파유도 하우징이 백도어의 내부트림 및 외부패널 사이에 개재된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8는 본 발명에 의한 차량용 도어 개폐제어장치의 음파유도 하우징이 백도어의 내부트림 및 외부패널 사이에 개재된 상태를 부분적으로 절취하여 도시한 부분절개사시도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어장치는, 도어(5)를 개폐하는 구동유닛(10)과, 구동유닛(10)을 제어하는 제어부(20)와, 도어(5)에 가해지는 두드림에 의해 발생된 음파를 수신 및 분석하여 도어(5)의 개폐를 위한 제어신호를 생성하는 음파처리부(30)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 도어(5)는 구동유닛(10) 및 제어부(20)에 의해 전기적으로 구동되는 파워도어(power door)일 수 있으며, 이러한 파워도어는 파워 백도어(power rear door), 파워 슬라이딩도어(power sliding door), 걸 윙 도어(gull-wing door), 선루프(sun roof) 등일 수 있다.
구동유닛(10)은 전기모터(electric motor), 유압실린더 등과 같은 구동원과, 구동원의 동력을 도어(5) 측으로 전달하는 전동기구 등으로 이루어질 수 있다.
제어부(20)는 구동유닛(10)을 제어함으로써 도어(5)의 개방 및 폐쇄, 개방속도, 폐쇄속도 등을 적절히 제어할 수 있다.
음파처리부(30)는 도어(5)에 가해지는 두드림(knocking or beating)에 의해 발생된 음파(또는 진동)를 처리하여 도어(5)의 개방 내지 폐쇄를 위한 제어신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 음파처리부(30)는 도어(5)에 가해지는 두드림에 의해 발생된 음파를 수신하는 음파센서(31)와, 음파센서(31)에서 출력되는 신호를 분석하여 도어(5)의 개폐 등에 대한 제어신호를 생성하는 마이크 컨트롤유닛(35, MCU; Micro Control Unit)을 포함할 수 있다.
음파센서(31)는 도어(5)에 설치되고, 이에 도어(5)에 가해지는 두드림을 통해 발생하는 음파를 수신하도록 구성될 수 있다.
이에 의해, 도어(5)에 가해지는 두두림을 통해 음파가 발생하면, 음파센서(31)는 음파를 수신한 후에 수신된 음파을 전기신호로 변환하여 출력할 수 있다.
음파센서(31)는 마이크로폰(microphone), 피에조센서 등으로 이루어질 수 있다.
마이크로 컨트롤유닛(35)은 음파센서(31)로부터 전송된 신호를 분석하여 도어(5)의 개방 내지 폐쇄 등에 대응하는 제어신호를 생성할 수 있다. 그리고, 마이크로 컨트롤유닛(35)에서 생성된 제어신호가 제어부(20)에 전송되고, 제어부(20)는 그 제어신호에 대응하여 구동유닛(10)을 제어할 수 있다.
마이크로 컨트롤유닛(35)은 인쇄회로기판에 실장되며, 인쇄회로기판에는 커넥터, 각종 전자부품 등이 실장될 수 있다.
한편, 도어(5)를 두드리는 수단으로는, 사용자의 손가락, 너클, 주먹, 팔꿈치 등과 같이 다양한 부위를 이용할 수 있고, 그 외에 장갑을 착용하거나 다른 매체(지팡이, 골프채 등)를 이용할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러 유닛(31)의 패턴 인식 지능화 수준에 따라 인식가능한 패턴을 다양하게 조절할 수 있다.
그리고, 도어(5)에 두드림이 가해지는 입력위치는 도어(5)의 전반에 걸쳐 설정될 수도 있고, 도어(5)의 손잡이 부분에 인접한 영역에 한정되게 설정될 수도 있다. 이러한 두드림의 입력위치는 마이크로 컨트롤러 유닛(35)의 패턴 인식 지능화 수준에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제어부(20)에는 음파처리부(30)에 의해 생성된 제어신호를 수신하는 제1수신라인(21)과, 조작부(28)에 의해 생성된 제어신호를 수신하는 제2수신라인(22)이 접속될 수 있다. 여기서, 조작부(28)는 차량의 도어 내측 또는 운전석 근방에 설치된 조작버튼, 조작핸들 등일 수 있다.
제어부(20)는 제1수신라인(21)이 접속되는 제1커넥터(20a) 및 제2수신라인(22)이 접속되는 제2커넥터(20b)를 가질 수 있다. 이에 의해, 음파처리부(30)는 제1수신라인(21)을 통해 제어부(20)의 제1커넥터(20a)에 접속될 수 있고, 조작부(28)는 제2수신라인(22)을 통해 제어부(20)의 제2커넥터(20b)에 접속될 수 있다. 즉, 제어부(20)에 음파처리부(30) 및 조작부(28)가 병렬적으로 접속될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제어부(20)에 음파처리부(30) 및 조작부(28)가 병렬적으로 접속되어 있으므로 음파처리부(30) 또는 조작부(28)에 의해 도어(5)의 개폐를 위한 제어신호를 선택적으로 생성한 후에 각각의 제어신호를 제어부(20)로 전송할 수 있고, 이를 통해 도어(5)의 개폐를 위한 조작편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제어부(20)에 음파처리부(30) 및 조작부(28)가 병렬로 접속되어 있으므로, 필요에 따라 음파처리부(30) 및 제1수신라인(21)을 선택적으로 분리한 경우에도 조작부(28)가 제2수신라인(22)을 통해 제어부(20)에 접속되어 있으므로 기존 파워도어의 조작메커니즘을 그대로 유지할 수도 있다.
한편, 음파센서(31) 및 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어의 내부에 설치될 수 있고, 이에 음파센서(31) 및 마이크로 컨트롤유닛(35)은 외부에 대해 은폐됨으로써 안정적으로 보호될 수 있다. 특히, 음파센서(31) 및 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어의 외부패널, 내부패널, 내부트림들 사이의 적절한 위치에 설치될 수 있으며, 도어의 종류, 도어의 구동방식, 차량의 사양 등에 따라 음파센서(31) 및 마이크로 컨트롤유닛(35)의 배치구조가 다양하게 변경될 수 있다.
도 2의 실시예에 따르면, 도어(90)는 외부패널(91) 및 외부패널(91)의 내측에 위치한 내부패널(92)을 가지고, 내부패널(92)의 내측에는 내부트림(93)이 배치될 수 있다. 음파센서(31)는 도어(90)의 외부패널(91) 측에 설치되고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어(90)의 내부패널(92) 또는 내부트림(93)에 설치될 수 있다. 음파센서(31)와 마이크로 컨트롤유닛(35)은 와이어 또는 케이블(34) 등을 통해 전기적으로 접속되고, 와이어 또는 케이블(34)은 내부패널(92) 또는 내부트림(93)을 관통하여 설치될 수 있다. 이에 음파센서(31)에서 출력된 신호가 와이어 또는 케이블(34)을 통해 마이크로 컨트롤유닛(35)으로 안정되게 전달될 수 있다.
이와 같은 도 2의 실시예는, 도어(90)의 외측에서 가해지는 힘에 의해 음파가 발생되고, 그 음파를 음파센서(31)가 수신하여 전기신호로 변환한 후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)에 의해 분석함으로써 제어신호를 생성할 수 있다.
도 2의 실시예에 따른 도어(90)는 차량의 측면을 슬라이딩하면서 개폐가능하게 설치된 파워 슬라이딩도어(90)일 수 있고, 이에 파워 슬라이딩도어(90)의 외부패널(91)에 두드림이 가해질 경우에 음파센서(31)가 음파를 수신한 후에 전기신호로 변환하고, 음파센서(31)로부터 출력된 전기신호가 마이크로 컨트롤유닛(35)로 전송되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 음파센서(31)의 신호를 분석하여 파워 슬라이딩도어(90)의 개폐를 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
그 외에도, 도 2의 실시예에 따른 도어(90)는 걸 윙 도어(gull-wing door), 선루프, 파워 백도어 등과 같은 다양한 파워도어일 수도 있다.
도 3의 실시예에 따르면, 도어(80)는 외부패널(81) 및 외부패널(81)의 내측에 위치한 내부패널(82)을 가지고, 내부패널(82)의 내측에는 내부트림(83)이 배치될 수 있다. 음파센서(31)는 도어(80)의 내부트림(83)에 설치되고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어(80)의 내부패널(82)에 설치될 수 있다. 음파센서(31)와 마이크로 컨트롤유닛(35)은 와이어 또는 케이블(34) 등을 통해 전기적으로 접속되고, 와이어 또는 케이블(34)은 내부패널(82)을 관통하여 설치될 수 있다. 이에 음파센서(31)에서 출력된 신호가 와이어 또는 케이블(34)을 통해 마이크로 컨트롤유닛(35)으로 안정되게 전달될 수 있다.
이와 같은 도 3의 실시예는, 도어(80)의 내측에서 가해지는 힘에 의해 음파가 발생되고, 그 음파를 음파센서(31)가 수신하여 전기신호로 변환한 후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)에 의해 분석함으로써 제어신호를 생성할 수 있다.
도 3의 실시예에 따른 도어(80)는 차량의 천장 측에 설치된 선루프(80)일 수 있고, 이에 선루프(80)의 내부트림(83)에 두드림이 가해질 경우에 음파센서(31)가 음파를 수신한 후에 전기신호로 변환하고, 음파센서(31)로부터 출력된 전기신호가 마이크로 컨트롤유닛(35)로 전송되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 음파센서(31)의 신호를 분석하여 선루프(80)의 개폐를 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
그 외에도, 도 3의 실시예에 따른 도어(80)는 파워 슬라이딩도어, 걸 윙 도어(gull-wing door) 등과 같은 다양한 파워도어일 수도 있다.
도 4의 실시예에 따르면, 도어(70)는 외부패널(71) 및 외부패널(71)의 내측에 위치한 내부패널(72)을 가지고, 내부패널(72)의 내측에는 내부트림(73)이 배치될 수 있다. 2개의 음파센서(31)가 도어(70)의 외부패널(71) 및 내부트림(73) 각각에 설치되고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어(70)의 내부패널(72)에 설치될 수 있다. 2개의 음파센서(31)와 마이크로 컨트롤유닛(35)은 와이어 또는 케이블(34) 등을 통해 전기적으로 접속되고, 와이어 또는 케이블(34)은 내부패널(72)을 관통하여 설치될 수 있다. 이에 음파센서(31)에서 출력된 신호가 와이어 또는 케이블(34)을 통해 마이크로 컨트롤유닛(35)으로 안정되게 전달될 수 있다.
이와 같은 도 4의 실시예는, 도어(70)의 내측 및 외측에서 가해지는 힘에 의해 음파가 발생되고, 그 음파를 음파센서(31)가 수신하여 전기신호로 변환한 후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)에 의해 분석함으로써 제어신호를 생성할 수 있다.
도 4의 실시예에 따른 도어(70)는 차량의 후방 측에 개폐가능하게 설치된 파워 백도어일 수 있고, 이에 파워 백도어(70)가 폐쇄된 상태에서 외부패널(71)에 두드림이 가해지는 경우 또는 파워 백도어(70)가 개방된 상태에서 내부트림(73)에 두드림이 가해질 경우에, 각 음파센서(31)가 음파를 수신한 후에 전기신호로 변환하고, 각 음파센서(31)로부터 출력된 전기신호가 마이크로 컨트롤유닛(35)로 전송되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 음파센서(31)의 신호를 분석하여 백도어(70)의 개폐를 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
그 외에도, 도 4의 실시예에 따른 도어(70)는 파워 슬라이딩도어, 걸 윙 도어(gull-wing door), 선루프 등과 같은 다양한 파워도어에 적용될 수도 있다.
도 5의 실시예에 따르면, 음파처리부(30)는 음파센서(31) 측으로 음파를 유도하는 음파유도부(40)를 더 포함할 수 있다.
음파유도부(40)는 도어(60)의 내측 또는 외측에서 가해지는 두드림에 의해 발생된 음파를 음파센서(31) 측으로 전달하도록 구성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 도어(60)는 외부패널(61) 및 외부패널(61)의 내측에 배치된 내부트림(62)을 가질 수 있다. 음파유도부(40)는 도어(60)의 내부트림(62)과 외부패널(61) 사이에 개재되는 음파유도 하우징(45)을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 음파유도 하우징(45)은 그 내부에 음파를 유도하는 음파유도공간(46)이 형성된 원통형 또는 박스 구조로 이루어지고, 음파유도공간(46)은 내부트림(62)과 외부패널(61) 사이에 배치될 수 있다.
음파유도공간(46)에는 음파센서(31) 및 마이크로 컨트롤유닛(35)이 배치될 수 있으며, 음파센서(31) 및 마이크로 컨트롤유닛(35)은 인쇄회로기판(41)에 전기적으로 접속되도록 설치될 수 있다. 인쇄회로기판(41)은 음파유도공간(46)에 안정되게 지지될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 사용자가 도어(60)의 내부트림(62) 또는 외부패널(61)을 두드림에 따라 음파가 발생하고, 이러한 음파는 음파유도 하우징(45)의 음파유도공간(46)을 통해 음파센서(31)로 유도될 수 있다.
음파유도 하우징(45)은 내부트림(62)과 접촉하는 제1개구(45a)와, 외부패널(61)과 접촉하는 제2개구(45b)를 가질 수 있다.
제1개구(45a) 및 제2개구(45b) 각각에는 가스켓(47)이 부착되고, 각 가스켓(47)이 내부트림(62) 및 외부패널(61)에 밀착됨으로써 음파유도 하우징(45)의 제1개구(45a) 및 제2개구(45b)는 내부트림(62) 및 외부패널(61)에 의해 각각 밀봉될 수 있다. 이러한 음파유도 하우징(45)의 밀봉적 설치에 의해 음파가 손실 없이 안정되게 전달될 수 있고, 외부음이 음파센서(31)로 전달됨을 차단할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 사용자가 외부패널(61)을 두드리면, 그 두드림에 의해 진동이 외부패널(61)의 음파로 변환되고, 이러한 음파는 음파유도 하우징(45)의 음파유도공간(46)을 통과하여 화살표 a방향으로 유도되며, 이에 음파센서(31)는 그 음파를 수신할 수 있다. 사용자가 내부트림(62)를 두드리면, 그 두드림에 의해 진동이 내부트림(62)의 음파로 변환되고, 이러한 음파는 음파유도 하우징(45)의 음파유도공간(46)을 통과하여 화살표 b방향으로 유도되며, 이에 음파센서(31)는 그 음파를 수신할 수 있다.
도 5 내지 도 8의 실시예에 따른 도어(60)는 차량의 후방 측에 개폐가능하게 설치된 파워 백도어일 수 있으며, 이에 파워 백도어(60)의 내측 또는 외측에 가해지는 두드림에 의해 발생된 음파를 수신 및 분석하여 파워 백도어(60)의 개폐를 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 여기서, 파워 백도어는 파워 트렁크 리드(power trunk lid), 테일게이트(power tail gate), 리프트게이트(power lift gate) 등일 수 있다.
그 외에도, 도 5 내지 도 8의 실시예에 따른 도어(60)는 파워 슬라이딩도어, 걸 윙 도어(gull-wing door), 선루프 등과 같은 다양한 파워도어에 적용될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 차량의 정차 조건(S1)이면, 음파센서(22)의 작동이 시작된다(S2).
일 실시예에 따르면, 차량의 정차 조건(S1)은 차량의 정차(기어 P단) 상태에서 도어의 잠금이 해제되는 조건이다.
다른 실시예에 따르면, 차량의 정차 조건(S1)은 스마트 키(smart key)와 같이 도어잠금 버튼이 설치된 원격 컨트롤러(remote controller)를 구비한 차량인 경우에는 차량이 정차(기어 P단)된 이후에 도어의 잠금 상태에서 원격 컨트롤러를 도어에 근접한 조건이다.
음파센서(31)의 작동(S2)이 시작된 이후에 사용자가 도어(5)의 일측을 두드림에 따라 발생된 음파가 음파센서(31)에 수신되면, 음파센서(31)는 수신된 음파를 전기신호로 변환한 후에 마이크로 컨트롤유닛(35)으로 전송하고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 수신된 전기신호를 일정한 시간간격(time-interval) 즉, 모니터링 간격(monitoring interval)을 두고 연속적으로 모니터링한다(S3). 예컨대, 모니터링 간격은 20ms 단위일 수 있고, 이에 마이크로 컨트롤유닛(35)은 20ms의 모니터링 간격을 두고 음파센서(31)로부터 수신되는 전기신호를 모니터링할 수 있다.
마이크로 컨트롤유닛(35)은 일정 모니터링 간격으로 모니터링되는 전기신호의 에너지가 특정시점에서 설정치(threshold)를 초과함을 감지하면 이를 이벤트 발생 즉, 도어에 두드림이 가해진 것으로 인식할 수 있다(S4). 여기서, 설정치는 도어의 종류, 도어의 사양, 도어의 개폐조건 등에 따라 다양하게 변경가능하다.
이벤트 발생 이후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 설정치가 초과된 시점(즉, 이벤트 발생시점)까지의 일정 시간범위에 있는 전기신호의 정보를 저장한다. 예컨대, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 20ms 간격으로 모니터링되는 전기신호가 특정 시점에서 설정치를 초과하면, 설정치를 초과한 시점까지 100ms 또는 120ms의 시간범위에 해당되는 전기신호의 정보를 저장할 수 있다.
이벤트 발생 이후에 마이크로 컨트롤유닛(35)은 전기신호에 외부의 잡음이 유입되었는지의 여부를 판단한다(S5). 전기신호에 외부의 잡음이 유입된 것으로 판단되면 S3단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링간격으로 모니터링함을 반복한다.
전기신호에 외부 잡음이 유입되지 않은 것으로 판단되면 두드림에 의해 발생된 음파에 상응하는 전기신호의 패턴(즉, 음파 패턴)을 분석한다(S6). 여기서, 패턴 분석에는 타임 도메인(time domain) 또는 주파수 도메인(frequency domain) 등이 이용될 수 있다. 타임 도메인은 에너지의 흐름형태, 신호의 초기 주기, 신호의 초기 위상, 신호의 초기 최대값/최소값의 위치 등을 이용하여 신호의 패턴을 분석할 수 있다. 주파수 도메인은 자연 주파수(natural frequency), 주파수 영역별 에너지비율, 주파수 영역별 에너지 형태 등을 이용하여 신호의 패턴을 분석할 수 있다.
마이크로 컨트롤유닛(35)은 상술한 음파 패턴 분석을 통해 도어(5)의 개폐를 위한 두드림인지를 판단한다(S7).
음파 패턴의 분석을 통해 도어(5)의 개폐를 위한 두드림인 것으로 판단되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어의 개폐를 위한 제어신호(control signal)를 생성한다(S8). 마이크로 컨트롤유닛(35)은 제어신호를 제어부(20) 측으로 전송하고, 제어부(20)는 수신된 제어신호를 통해 구동유닛(10)을 제어하며, 구동유닛(10)는 그 제어신호에 따라 도어(5)를 개폐시킬 수 있다.
그 이후에, S3단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링 간격으로 모니터링함을 반복할 수 있다.
그리고, 차량의 정차조건을 벗어나면, 상술한 모든 작동이 정지될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어방법을 도시한 순서도이다.
차량이 정차 조건(S11)을 만족하면, 음파센서(22)의 작동이 시작된다(S12).
일 실시예에 따르면, 차량의 정차 조건(S11)은 차량의 정차(기어 P단) 상태에서 도어의 잠금이 해제되는 조건이다.
다른 실시예에 따르면, 차량의 정차 조건(S11)은 스마트 키(smart key)와 같이 도어잠금 버튼이 설치된 원격 컨트롤러(remote controller)를 구비한 차량인 경우에는 차량이 정차(기어 P단)된 이후에 도어의 잠금 상태에서 원격 컨트롤러를 도어에 근접한 조건이다.
음파센서(31)의 작동(S12)이 시작된 이후에 사용자가 도어(90)의 외부패널(91)을 두드림에 따라 발생된 음파가 음파센서(31)에 수신되면, 음파센서(31)는 수신된 음파를 전기신호로 변환한 후에 마이크로 컨트롤유닛(35)으로 전송하고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 수신된 전기신호를 일정한 시간간격(time-interval) 즉, 모니터링 간격(monitoring interval)을 두고 연속적으로 모니터링한다(S13). 예컨대, 모니터링 간격은 20ms 단위일 수 있고, 이에 마이크로 컨트롤유닛(35)은 20ms의 모니터링 간격을 두고 음파센서(31)로부터 수신되는 전기신호를 모니터링할 수 있다.
마이크로 컨트롤유닛(35)은 일정 모니터링 간격으로 모니터링되는 전기신호의 에너지가 특정시점에서 설정치(threshold)를 초과함을 감지하면 이를 이벤트 발생 즉, 도어에 두드림이 가해진 것으로 인식할 수 있다(S14). 여기서, 설정치는 도어의 종류, 도어의 사양, 도어의 개폐조건 등에 따라 다양하게 변경가능하다.
이벤트 발생 이후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 전기신호에 외부의 잡음이 유입되었는지의 여부를 판단한다(S15). 전기신호에 외부의 잡음이 유입된 것으로 판단되면 S13단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링간격으로 모니터링함을 반복한다.
그리고, 전기신호에 외부의 잡음이 유입되지 않은 것으로 판단되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 이벤트의 발생 간격을 저장한 후에 이벤트의 발생 간격이 설정범위 이내인지를 분석함으로써 도어(90)를 두드리는 리듬 패턴이 도어의 개폐를 위한 리듬 패턴인지를 인식할 수 있다(S16). 예컨대, 설정범위는 300~500ms 범위로 설정될 수 있다.
상술한 리듬 패턴의 분석을 통해 도어(90, 80)에 가해지는 두드림이 적어도 2회 연속적으로 입력되는 것인지를 판단한다(S17). 예컨대, 이벤트의 발생간격이 300~500ms의 설정범위 이내이면 도어(90)의 외부패널(91)에 대해 두드림이 적어도 2회 연속적으로 입력된 것으로 판단될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면 마이크로 컨트롤유닛(35)은 두드림이 적어도 2회 연속적으로 입력되면 도어(90)의 개방 내지 폐쇄를 위한 입력으로 인식할 수 있다.
도어(90)에 대해 2회 연속으로 두드림이 입력된 것으로 판단되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 마지막으로 입력된 두드림에 의해 설정치가 초과된 시점(즉, 마지막 이벤트 발생시점)까지 일정 시간범위 내의 전기신호에 대한 정보를 저장한다. 예컨대, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 20ms 간격으로 모니터링되는 전기신호가 마지막으로 입력된 두드림에 의해 설정치를 초과하면(즉, 마지막 이벤트가 발생하면), 설정치를 초과한 시점까지 100ms 또는 120ms의 시간범위에 해당되는 전기신호의 정보를 저장할 수 있다.
그 이후에, 두드림에 의해 발생된 음파에 상응하는 전기신호의 패턴(즉, 음파 패턴)을 분석한다(S18). 여기서, 패턴 분석에는 타임 도메인(time domain) 또는 주파수 도메인(frequency domain) 등이 이용될 수 있다. 타임 도메인은 에너지의 흐름형태, 신호의 초기 주기, 신호의 초기 위상, 신호의 초기 최대값/최소값의 위치 등을 이용하여 신호의 패턴을 분석할 수 있다. 주파수 도메인은 자연 주파수(natural frequency), 주파수 영역별 에너지비율, 주파수 영역별 에너지 형태 등을 이용하여 신호의 패턴을 분석할 수 있다.
상술한 음파 패턴 분석을 통해 도어(90)의 외부패널(91)에 대한 두드림인지를 판단한다(S19).
음파 패턴의 분석을 통해 도어(90)의 개폐를 위한 두드림인 것으로 판단되면, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 도어(90)의 개폐를 위한 제어신호(control signal)를 생성한다(S20). 그리고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 제어신호를 제어부(20) 측으로 전송하고, 제어부(20)는 수신된 제어신호를 통해 구동유닛(10)을 제어하며, 구동유닛(10)는 그 제어신호에 따라 도어(90)를 개폐시킬 수 있다.
그 이후에, S13단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링 간격으로 모니터링함을 반복할 수 있다.
그리고, 차량의 정차조건을 벗어나면, 상술한 모든 작동이 정지될 수 있다.
한편, 도 10의 실시예는 도 2의 실시예에 따른 파워 슬라이딩도어를 개폐하고자 할 경우에 슬라이딩도어(90)의 외부패널(91)을 두드림으로써 발생한 음파를 수신 및 분석하여 파워 슬라이딩도어의 개폐를 제어하는 방법으로 적용될 수 있다.
이와 달리, 도 10의 실시예는 도 3의 실시예와 같이 도어(80)의 내부트림(83)에 음파센서(31)가 설치된 선루프 등과 같은 구조에도 동일 내지 유사하게 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 도어 개폐제어방법을 도시한 순서도로서, 특히 본 실시예는 도 6의 실시예에 따른 파워 백도어를 개폐하고자 할 경우에 백도어(60)의 외부패널(61) 또는 백도어(60)가 개방된 상태에서 백도어(60)의 내부트림(62)을 두드림으로써 발생한 음파를 수신 및 분석하여 파워 백도어의 개폐를 제어하는 방법에 관한 것이다.
차량이 정차 조건(S31)을 만족하면, 음파센서(22)의 작동이 시작된다(S32).
일 실시예에 따르면, 차량의 정차 조건(S31)은 차량의 정차(기어 P단) 상태에서 도어의 잠금이 해제되는 조건이다.
다른 실시예에 따르면, 차량의 정차 조건(S31)은 스마트 키(smart key)와 같이 도어잠금 버튼이 설치된 원격 컨트롤러(remote controller)를 구비한 차량인 경우에는 차량이 정차(기어 P단)된 이후에 도어의 잠금 상태에서 원격 컨트롤러를 도어에 근접한 조건이다.
음파센서(31)의 작동(S32)이 시작된 이후에 사용자가 도어(60)의 외부패널(61)을 두드리거나 도어(60)의 내부트림(62)을 두드림에 따라 발생된 음파가 음파센서(31)에 수신되면, 음파센서(31)는 수신된 음파를 전기신호로 변환한 후에 마이크로 컨트롤유닛(35)으로 전송하고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 수신된 전기신호를 일정한 시간간격(time-interval) 즉, 모니터링 간격(monitoring interval)으로 연속적으로 모니터링한다(S33). 예컨대, 모니터링 간격은 20ms 단위일 수 있고, 이에 마이크로 컨트롤유닛(35)은 20ms의 모니터링 간격을 두고 음파센서(31)로부터 수신되는 전기신호를 모니터링할 수 있다.
마이크로 컨트롤유닛(35)은 일정 모니터링 간격으로 모니터링되는 전기신호의 에너지가 특정시점에서 설정치(threshold)를 초과함을 감지하면 이를 이벤트 발생 즉, 도어에 두드림이 가해진 것으로 인식할 수 있다(S34). 여기서, 설정치는 도어의 종류, 도어의 사양, 도어의 개폐조건 등에 따라 다양하게 변경가능하다.
이벤트 발생 이후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 전기신호에 외부의 잡음이 유입되었는지의 여부를 판단한다(S35). 전기신호에 외부의 잡음이 유입된 것으로 판단되면 S33단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링간격으로 모니터링함을 반복한다.
이벤트 발생 이후에, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 설정치가 초과된 시점(즉, 이벤트 발생시점)까지의 일정 시간범위에 있는 전기신호의 정보를 저장한다. 예컨대, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 20ms 간격으로 모니터링되는 전기신호가 특정 시점에서 설정치를 초과하면, 설정치를 초과한 시점까지 100ms 또는 120ms의 시간범위에 해당되는 전기신호의 정보를 저장할 수 있다.
그리고, 마이크로 컨트롤유닛(35)은 전기신호에 외부의 잡음이 유입되었는지의 여부를 판단한다(S36). 전기신호에 외부의 잡음이 유입된 것으로 판단되면 S33단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링간격으로 모니터링함을 반복한다.
외부 잡음이 유입되지 않은 것으로 판단되면 두드림에 의해 발생된 음파에 상응하는 전기신호의 패턴(즉, 음파 패턴)을 분석한다(S36). 여기서, 패턴 분석에는 타임 도메인(time domain) 또는 주파수 도메인(frequency domain) 등이 이용될 수 있다. 타임 도메인은 에너지의 흐름형태, 신호의 초기 주기, 신호의 초기 위상, 신호의 초기 최대값/최소값의 위치 등을 이용하여 신호의 패턴을 분석할 수 있다. 주파수 도메인은 자연 주파수(natural frequency), 주파수 영역별 에너지비율, 주파수 영역별 에너지 형태 등을 이용하여 신호의 패턴을 분석할 수 있다.
백도어(60)가 폐쇄된 상태에서 백도어(60)를 개방하고자 백도어(60)의 외부패널(61)을 첫번째 두드리면, 그 분석된 패턴이 백도어(60)의 외부패널(61)에 대한 두드림인 것으로 인식될 수 있다(S37). 이러한 첫번째 두드림 이후에 설정범위(대략 300~500ms 범위) 이내에 두번째 두드림이 가해지는지를 판단한다(S38). 이렇게 백도어(60)의 외부패널(61)에 대해 2회 연속하여 두드림이 입력되면, 백도어(60)의 개폐를 위한 제1제어신호를 생성한다(S39). 마이크로 컨트롤유닛(35)은 제1제어신호를 제어부(20) 측으로 전송하고, 제어부(20)는 수신된 제1제어신호를 통해 구동유닛(10)을 제어하며, 구동유닛(10)는 제1제어신호에 따라 도어(60)를 개폐시킬 수 있다. 그 이후에, S3단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링 간격으로 모니터링함을 반복할 수 있다.
이와 같이, 백도어(60)가 폐쇄된 상태에서 외부패널(61)을 두드림으로써 백도어(60)를 간편하게 개방할 수 있으며, 특히 백도어(60)가 폐쇄된 상태에서 백도어(60)를 개방하고자 할 경우에는 백도어(60)의 외부패널(61)을 2회 연속하여 두드림으로써 백도어(60)가 의도치 않게 개방됨을 방지할 수 있다. 이때, 제1제어신호에 의한 백도어(60)의 개방 도중에 멈추고자 할 경우에는 외부패널(61)을 2회 터치(두드림)하거나 내부트림(42)을 1회 터치하면 그 작동이 멈출수도 있다.
그리고, 백도어(60)가 개방된 상태에서 백도어(60)를 폐쇄하고자 백도어(60)의 내부트림(62)을 터치(두드림)하면, 그 분석된 패턴이 백도어(60)의 내부트림(62)에 대한 터치인 것으로 인식될 수 있다(S41). 이렇게 백도어(60)의 내부트림(62)에 대한 터치가 인식되면, 백도어(60)의 개폐를 위한 제2제어신호를 생성한다(S42). 마이크로 컨트롤유닛(35)은 제2제어신호를 제어부(20) 측으로 전송하고, 제어부(20)는 수신된 제2제어신호를 통해 구동유닛(10)을 제어하며, 구동유닛(10)는 제2제어신호에 따라 도어(60)를 개폐시킬 수 있다. 그 이후에, S3단계로 리턴되어 음파센서(31)의 전기신호를 일정한 모니터링 간격으로 모니터링함을 반복할 수 있다.
이때, 제2제어신호에 의한 백도어(60)의 폐쇄 도중에 멈추고자 할 경우에는 외부패널(61)을 2회 터치(두드림)하거나 내부트림(62)을 1회 터치(두드림)하면 그 작동이 멈출수도 있다. 그 이후에도 백도어(60)의 작동 도중에도 외부패널(61)이나 내부트림(62)에 대한 터치(두드림)을 계속 감시하여, 그 인식되는 패턴에 맞게 백도어(60)의 개방, 폐쇄, 멈춤 작동 등을 구동할 수 있다.
그리고, 차량의 정차조건을 벗어나면, 상술한 모든 작동이 정지될 수 있다.
한편, 도 11의 실시예는 도 6의 실시예와 같이 음파유도부(40)가 설치된 백도어(60)를 개폐하는 제어방법인 것으로 예시되고 설명되었지만, 이에 한정되지 않으며 예컨대 도 4의 실시예와 같이 2개의 음파센서(31)가 외부패널(71) 및 내부트림(73) 각각에 설치된 도어(70)에도 적용가능할 것이다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 구동유닛
20: 제어부
30: 음파처리부
31: 음파센서
32: 마이크로 컨트롤러 유닛

Claims (10)

  1. 도어를 개폐하는 구동유닛;
    상기 구동유닛을 제어하는 제어부; 및
    상기 도어의 내부에 설치되어 상기 도어에 가해지는 두드림에 의해 발생하는 음파를 수신하는 음파센서와, 상기 음파센서에서 출력되는 신호를 분석하여 제어신호를 생성하는 마이크로 컨트롤유닛와, 상기 음파센서 측으로 음파를 유도하는 음파유도부를 가지는 음파처리부;를 포함하고,
    상기 음파유도부는 도어의 내부트림과 외부패널 사이에 배치되는 음파유도 하우징을 포함하며,
    상기 음파유도하우징은 그 내부에 음파를 유도하는 음파유도공간과, 상기 내부트림과 면하는 제1개구와, 상기 외부패널과 면하는 제2개구와, 상기 제1개구 및 상기 제2개구 각각에 부착된 가스켓들을 가지는 차량용 도어 개폐제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 음파센서 및 상기 마이크로 컨트롤유닛은 상기 음파유도공간 내에 배치되는 차량용 도어 개폐제어장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 제1항에 따른 차량용 도어 개폐제어장치를 이용한 차량용 도어 개폐제어방법으로,
    차량의 정차조건에서 도어에 대한 두드림에 의해 발생된 음파를 모니터링하는 모니터링단계;
    도어에 가해지는 이벤트를 검출하고, 이벤트의 발생 간격이 설정범위 이내인지를 분석함으로써 도어를 두드리는 리듬 패턴이 도어의 개폐를 위한 리듬 패턴인지를 판단하는 단계; 및
    상기 모니터링단계에서 모니터링한 음파를 분석하여 도어의 개폐를 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계;를 포함하는 차량용 도어 개폐제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 모니터링단계는 상기 도어에 대한 두드림에 의해 발생된 음파를 수신한 후에 전기신호로 변환하고, 그 변환된 전기신호를 일정한 모니터링 간격으로 모니터링하는 차량용 도어 개폐제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 모니터링단계 이후에 전기신호에 외부 잡음이 유입되는지를 판단하는 잡음 유입판단단계; 및
    상기 잡음 유입판단단계에서 외부의 잡음이 유입되지 않은 것으로 판단되면 모니터링되는 전기신호의 패턴을 분석하는 패턴 분석단계;을 더 포함하는 차량용 도어 개폐제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 잡음 유입판단단계와 상기 패턴 분석단계 사이에는 도어에 대해 2회 연속으로 두드림이 입력되는 지를 판단하는 단계를 더 포함하는 차량용 도어 개폐제어방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어신호 생성단계는, 상기 패턴 분석단계에서 분석된 패턴이 상기 도어의 외부패널에 대한 두드림인 것으로 인식되면 상기 도어의 개폐를 위한 제1제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐제어방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어신호 생성단계는, 상기 패턴 분석단계에서 분석된 패턴이 상기 도어의 내부트림에 대한 두드림인 것으로 인식되면 상기 도어의 개폐를 위한 제2제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐제어방법.
KR1020160092549A 2015-11-02 2016-07-21 차량용 도어 개폐제어장치 및 그 개폐제어방법 KR101876039B1 (ko)

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