KR102019518B1 - 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버스의 중문에 장착되는 전동식 스텝의 전개 상태에서 주행이 이루어지거나 또는 고장 발생시 자동으로 스텝을 복귀시킬 수 있도록 한 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 스텝이 전개된 상태에서 주행 여부를 감지하여 주행 상태로 판정되면, ECU에서 스텝 모터에 대한 전류를 차단하는 회로단선 제어를 실시하는 동시에 전동식 스텝의 제1캠 및 제2캠을 기계적 작동기구를 이용하여 스텝의 복귀방향으로 강제 회전시켜 스텝의 복귀가 이루어지도록 함으로써, 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어지는 것을 방지할 수 있도록 한 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법{Motor driven step and method for controlling the same}
본 발명은 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버스의 중문에 장착되는 전동식 스텝의 전개 상태에서 주행이 이루어지거나 또는 고장 발생시 자동으로 스텝을 복귀시킬 수 있도록 한 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
버스용 전동식 스텝은 노약자를 비롯한 탑승객의 안전한 승하차를 보조하는 일종의 안전 장치로서, 버스의 정지시 중문이 열림과 함께 전개되고, 버스의 출발시 중문이 닫힘과 함께 본래 위치로 복귀되는 구조로 설치되어 있다.
첨부한 도 1은 종래의 전동식 스텝 구조를 보여주는 단면도이다.
도 1에서, 도면부호 10은 스텝이고, 도면부호 12는 스텝가이드를 나타낸다.
상기 스텝(10)은 스텝가이드(12)를 따라 전진하여 전개되거나, 후진하여 본래 위치에 복귀 이동된다.
상기 스텝 가이드(12)는 버스 차체와 일체로 조립되고, 스텝 가이드(12)의 저면에는 지지판(14)이 일체로 장착된다.
또한, 지지판(14)의 저면에는 한 쌍의 회전축(15) 및 가이드핀(16)이 좌우측에 일체로 장착되고, 후부 위치에는 출력기어(18)를 갖는 스텝 모터(20)가 장착된다.
또한, 상기 한 쌍의 회전축(15)에는 각각 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)가 각회전 가능하게 장착되며, 각 캠기어(21,22)에는 각회전 각도를 한정하기 위하여 가이드핀(16)이 삽입되는 슬롯(23)이 형성된다.
이때, 상기 제1캠기어(21)와 제2캠기어(22)는 서로 치합되고, 제1 및 제2캠기어(21,22) 중 하나에는 스텝 모터(20)의 출력기어(18)가 맞물린다.
또한, 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 외측단부에는 접철되거나 펼쳐짐 운동을 하는 다단 링크(24)의 후단이 힌지 체결되고, 다단 링크(24)의 전단은 스텝(10)의 저면 앞쪽에 힌지 체결된다.
도 2의 작동 순서도에서 보듯이, 중문의 열림시, 스위치의 오픈 신호를 수신한 ECU(25)에서 상기 스텝 모터(20)에 정방향 회전을 위한 전류를 인가하면, 스텝 모터(20)의 정방향 회전에 의하여 제1캠기어(21)와 제2캠기어(22)가 서로 안쪽 방향으로 각회전하게 되고, 이에 다단 링크(24)가 펼쳐지는 동시에 스텝(10)이 전개된다.
반면, 중문의 닫힘시, 스위치의 클로즈 신호를 수신한 ECU(25)에서 상기 스텝 모터(20)에 역방향 회전을 위한 전류를 인가하면, 스텝 모터(20)의 역정방향 회전에 의하여 제1캠기어(21)와 제2캠기어(22)가 서로 바깥쪽 방향으로 각회전하게 되고, 이에 다단 링크(24)가 접철되는 동시에 스텝(10)이 본래 위치로 복귀된다.
그러나, 상기한 종래의 전동식 스텝은 다음과 같은 문제점이 있다.
전동식 스텝이 전개된 상태에서 스텝 모터에 전류를 인가하는 라인의 단선, 전동식 모터의 고장, ECU의 제어회로 고장 등이 발생하더라도, 스텝의 전개여부에 관계없이 정상적인 주행이 가능하여, 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어질 수 있는 안전상 위험성이 있다.
또한, 실질적인 주행을 위하여 악셀 페달을 밟지 않더라도, 버스용 디젤엔진 특성상 1단 및 2단 반 클러치 상태로 크롤 주행이 발생할 수 있으며, 이 또한 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어질 수 있는 안전상 위험성이 있다.
이렇게 스텝의 전개상태에서 주행이 이루어질 수 있는 상황은 안전상 위험성이 있을 뿐만 아니라, 유럽 안전 법규를 만족시키지 못하므로, 이에 대한 대책이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 스텝이 전개된 상태에서 주행 여부를 감지하여 주행 상태로 판정되면, ECU에서 스텝 모터에 대한 전류를 차단하는 회로단선 제어를 실시하는 동시에 전동식 스텝의 제1캠기어 및 제2캠기어를 기계적 작동기구를 이용하여 스텝의 복귀방향으로 강제 회전시켜 스텝의 복귀가 이루어지도록 함으로써, 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어지는 것을 방지할 수 있도록 한 전동식 스텝 작동 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 전동식 스텝이 전개된 상태에서 스텝 모터에 전류를 인가하는 라인의 단선, 주행 여부 판단용 센서의 고장, 전동식 모터의 고장, ECU의 제어회로 고장 등이 발생하여, 주행 여부를 판단할 수 없을 경우라 하더라도, 제1캠기어 및 제2캠기어를 기계적 작동기구를 이용하여 스텝의 복귀방향으로 강제 회전시켜 스텝의 복귀가 이루어지도록 함으로써, 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어지는 것을 방지할 수 있도록 한 점에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 스텝과 다단 링크를 매개로 연결되어 스텝을 전개 또는 복귀 운동시키는 제1캠기어 및 제2캠기어와; 상기 제1캠기어 및 제2캠기어의 슬롯내에 삽입되는 가이드핀과 상기 제1캠기어 및 제2캠기어의 회전축이 장착된 것으로서, 차체에 연결되는 지지판과; ECU의 전류 인가신호를 받아 상기 제1캠기어 및 제2캠기어를 스텝의 전개 또는 복귀 위치로 각회전 구동시키는 스텝 모터를 포함하되, 상기 회전축에 권선되는 리턴스프링의 일측단을 가이드핀에 고정시키는 동시에 타측단은 제1캠기어 및 제2캠기어의 표면에 고정시켜서, 제1캠기어 및 제2캠기어가 스텝의 전개 위치로 회전될 때 리턴스프링이 벌어지면서 스텝의 복귀방향으로 탄성복원력을 발휘할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전동식 스텝 작동 장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 스텝의 전개상태에서 중문의 닫힘 여부를 판정하는 단계와; 스텝의 전개상태에서 차량의 주행 여부를 판정하는 단계와; 중문이 닫힘 상태로 판정되거나, 주행이 이루어지는 것으로 판정되면 ECU에서 스텝모터에 전류를 차단하는 회로 단선 제어를 실시하는 단계와; 스텝모터의 토크 해제와 동시에 기계적 작동기구에 의한 스텝의 강제 복귀 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 스텝 작동 장치의 제어 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 차량의 주행 여부를 판정하는 단계에서, 차량의 주행 여부는 악셀 페달 밟음량 감지센서 또는 바퀴 구름 감지 센서로부터의 신호를 ECU에서 수신하는지 여부에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스텝의 강제 복귀 단계는: ECU의 회로고장에 의한 스텝 모터에 대한 전류 차단 또는 스텝 모터에 대한 전류 인가용 라인의 단선시에도 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기계적 작동기구는: 스텝의 전개 및 복귀를 위한 제1캠기어 및 제2캠기어의 회전축에 권선되면서, 일측단이 가이드핀에 고정되는 동시에 타측단이 제1캠기어 및 제2캠기어의 표면에 고정되어, 제1캠기어 및 제2캠기어가 스텝의 전개 위치로 회전될 때 스텝의 복귀방향을 향해 탄성복원력을 발휘하는 리턴스프링으로 채택된 것임을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 스텝이 전개된 상태에서 주행이 이루어지면, 기계적 작동기구에 의하여 스텝의 복귀가 자동으로 이루어지도록 함으로써, 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어지는 것을 방지하여 안전운전을 도모할 수 있고, 수출 차량의 해외 안전법규를 만족시킬 수 있다.
둘째, 스텝이 전개된 상태에서 주행여부를 판단할 수 없는 경우에도 기계적 작동기구에 의하여 스텝의 복귀가 자동으로 이루어지도록 함으로써, 마찬가지로 스텝의 전개 상태에서의 주행이 이루어지는 것을 방지하여 안전운전을 도모할 수 있고, 수출 차량의 해외 안전 법규를 만족시킬 수 있다.
도 1은 종래의 전동식 스텝 구조를 보여주는 단면도,
도 2는 종래의 전동식 스텝 제어 방법을 나타낸 순서도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 전동식 스텝 구조를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 전동식 스텝 제어 방법을 나타낸 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 전동식 스텝 작동 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4에서 보듯이, 스텝(10)은 버스의 승하차시 중문의 개폐에 따라 스텝가이드(12)를 따라 전진하여 전개되거나, 후진하여 본래 위치에 복귀 이동된다.
상기 스텝 가이드(12)는 버스 차체와 일체로 조립되고, 스텝 가이드(12)의 저면에는 지지판(14)이 일체로 장착되며, 특히 지지판(14)의 저면에는 한 쌍의 회전축(15) 및 가이드핀(16)이 좌우측에 일체로 장착되고 지지판(14)의 후부 위치에는 출력기어(18)를 갖는 스텝 모터(20)가 장착된다.
또한, 상기 한 쌍의 회전축(15)에는 각각 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)가 각회전 가능하게 장착되며, 각 캠기어(21,22)에는 각회전 각도를 한정하기 위하여 가이드핀(16)이 삽입되는 슬롯(23)이 형성된다.
이때, 상기 제1캠기어(21)와 제2캠기어(22)는 서로 치합되고, 제1 및 제2캠기어(21,22) 중 하나에는 스텝 모터(20)의 출력기어(18)가 맞물린다.
또한, 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 외측단부에는 접철되거나 펼쳐짐 운동을 하는 다단 링크(24)의 후단이 힌지 체결되고, 다단 링크(24)의 전단은 스텝(10)의 저면 앞쪽에 힌지 체결된다.
본 발명에 따르면, 전개된 상태의 스텝을 강제로 복귀시키기 위하여 기계적 작동기구가 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기계적 작동기구로서, 상기 회전축(15)에 리턴스프링(30)이 권선되는 바, 권선된 리턴스프링(30)의 일측단은 가이드핀(16)에 고정되고, 타측단은 제1캠기어 및 제2캠기어(21,22)의 표면에 고정된다.
이렇게 상기 가이드핀(16)과 제1캠기어 및 제2캠기어 간에 연결된 리턴스프링(30)은 제1캠기어 및 제2캠기어(21,22)가 스텝(10)의 전개 위치로 회전될 때 벌어짐 각이 증가하면서 스텝의 복귀방향으로 탄성복원력을 발휘하게 되고, 스텝(10)이 본래 위치로 복귀되면 탄성복원력을 상실하는 중립 상태가 된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 전동식 스텝 작동 장치에 대한 작동 흐름 및 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5의 좌측 작동 순서도에서 보듯이, 버스의 중문 열림시, 스위치의 오픈 신호를 수신한 ECU(25)에서 상기 스텝 모터(20)에 정방향 회전을 위한 전류를 인가하면, 스텝 모터(20)의 정방향 회전에 의하여 제1캠기어(21)와 제2캠기어(22)가 서로 안쪽 방향으로 각회전하게 되고, 이에 다단 링크(24)가 펼쳐지는 동시에 스텝(10)이 전개된다.
반면, 도 5의 우측 순서도에서 보듯이, 버스이 중문 닫힘시, 스위치의 클로즈 신호를 수신한 ECU(25)에서 기존에는 스텝 모터(20)에 역방향 회전을 위한 전류를 인가하였지만, 본 발명에서는 ECU(25)에서 스텝 모터(20)에 전류를 차단하는 회로 단선 제어를 실시하게 된다.
따라서, 상기와 같이 제1캠기어 및 제2캠기어(21,22)가 스텝(10)의 전개 위치로 회전될 때, 도 4에서 보듯이 가이드핀(16)과 각 캠기어(21,22) 간에 연결된 리턴스프링(30)의 벌어짐 각이 증가하면서 즉, 인장되면서 스텝의 복귀방향으로 탄성복원력을 보유하게 된 상태이고, 또한 상기 ECU(25)에 의한 회로 단선 제어로 인하여 스텝 모터(20)에 전류가 차단되어 스텝 모터(20)의 토크가 해제된 프리(free) 상태가 된다.
이에 따라, 상기 스텝모터(20)의 토크 해제 상태에서 리턴스프링(30)의 탄성복원력(30)이 제1캠기어 및 제2캠기어(21,22)에 작용하여, 각 캠기어(21,22)가 스텝(10)의 복귀방향으로 회전하게 되어, 스텝(10)이 본래 위치로 자동 복귀된다.
그러나, 중문이 열린 상태에서 ECU에 닫힘 신호가 수신되지 않은 채, 차량의 주행이 이루어지는 경우, 스텝(10)이 전개된 채 주행이 이루어져 안전사고로 이어질 수 있다.
따라서, 스텝의 전개 상태에서 ECU의 차량 주행 여부를 판정하는 단계가 진행된다.
즉, 악셀 페달 밟음량 감지센서 또는 바퀴 구름 감지 센서로부터의 신호를 ECU에서 수신하면, 차량의 주행하는 것으로 판정하여, ECU(25)는 상기와 같이 회로 단선 제어 실시하게 되고, 이에 스텝 모터(20)에 전류가 차단되어 스텝 모터(20)의 토크가 해제된 프리(free) 상태가 된다.
이에 따라, 스텝의 전개 상태에서 차량의 주행이 이루어지는 경우에도 스텝모터(20)의 토크 해제 상태에서 리턴스프링(30)의 탄성복원력(30)이 제1캠기어 및 제2캠기어(21,22)에 작용하여, 각 캠기어(21,22)가 스텝(10)의 복귀방향으로 회전하게 되어, 스텝(10)이 본래 위치로 자동 복귀된다.
한편, 상기 스텝의 전개 상태에서 ECU의 회로고장에 의한 스텝 모터에 대한 전류 차단이 발생하는 경우, 또는 스텝 모터에 대한 전류 인가용 라인의 단선이 발생하는 경우, 또는 악셀 페달 밟음량 감지센서 또는 바퀴 구름 감지 센서의 고장신호를 ECU에서 수신하는 경우 등과 같은 상황에서도 결국 스텝모터에 전류가 차단되는 상태가 되므로, 상기와 같이 스텝모터(20)의 토크 해제 상태에서 리턴스프링(30)의 탄성복원력(30)이 제1캠기어 및 제2캠기어(21,22)에 작용하여, 각 캠 기어(21,22)가 스텝(10)의 복귀방향으로 회전하게 되어, 스텝(10)이 본래 위치로 자동 복귀된다.
10 : 스텝
12 : 스텝가이드
14 : 지지판
15 : 회전축
16 : 가이드핀
18 : 출력기어
20 : 스텝 모터
21 : 제1캠기어
22 : 제2캠기어
23 : 슬롯
24 : 다단 링크
30 : 리턴스프링

Claims (5)

  1. 스텝(10)과 다단 링크(24)를 매개로 연결되어 스텝(10)을 전개 또는 복귀 운동시키는 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)와;
    상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 슬롯(23)내에 삽입되는 가이드핀(16)과 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 회전축(15)이 장착된 것으로서, 차체에 연결되는 지지판(14)과;
    ECU의 전류 인가신호를 받아 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)를 스텝(10)의 전개 또는 복귀 위치로 각회전 구동시키는 스텝 모터(20)를 포함하되,
    중문이 닫힘 상태로 판정되거나, 주행이 이루어지는 것으로 판정되면 ECU에서 스텝모터에 전류를 차단하는 회로 단선 제어를 실시하여, 스텝모터의 토크 해제와 동시에 스텝의 강제 복귀 단계가 진행되도록 상기 회전축(15)에 권선되는 리턴스프링(30)의 일측단을 가이드핀(16)에 고정시키는 동시에 타측단은 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 표면에 고정시켜서, 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)가 스텝의 전개 위치로 회전될 때 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 슬롯(23)내에 삽입된 가이드핀(16)의 안내와 함께 리턴스프링(30)이 벌어지면서 스텝의 복귀방향으로 탄성복원력을 발휘할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전동식 스텝 작동 장치.
  2. 스텝의 전개상태에서 중문의 닫힘 여부를 판정하는 단계와;
    스텝의 전개상태에서 차량의 주행 여부를 판정하는 단계와;
    중문이 닫힘 상태로 판정되거나, 주행이 이루어지는 것으로 판정되면 ECU에서 스텝모터에 전류를 차단하는 회로 단선 제어를 실시하는 단계와;
    스텝모터의 토크 해제와 동시에 기계적 작동기구에 의한 스텝의 강제 복귀 단계;
    를 포함하고,
    상기 기계적 작동기구는:
    스텝(10)의 전개 및 복귀를 위한 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 회전축(15)에 권선되면서, 일측단이 가이드핀(16)에 고정되는 동시에 타측단이 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 표면에 고정되어, 상기 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)가 스텝(10)의 전개 위치로 회전될 때 제1캠기어(21) 및 제2캠기어(22)의 슬롯(23)내에 삽입되어 안내하는 가이드핀(16)과, 스텝(10)의 복귀방향을 향해 탄성복원력을 발휘하는 리턴스프링(30)으로 채택된 것임을 특징으로 하는 전동식 스텝 작동 장치의 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량의 주행 여부를 판정하는 단계에서,
    차량의 주행 여부는 악셀 페달 밟음량 감지센서 또는 바퀴 구름 감지 센서로부터의 신호를 ECU에서 수신하는지 여부에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전동식 스텝 작동 장치의 제어 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 스텝의 강제 복귀 단계는:
    ECU의 회로고장에 의한 스텝 모터에 대한 전류 차단 또는 스텝 모터에 대한 전류 인가용 라인의 단선시에도 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동식 스텝 작동 장치의 제어 방법.
  5. 삭제
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KR101262910B1 (ko) * 2012-08-27 2013-05-09 황성공업 주식회사 전동식 스텝장치

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