KR102122812B1

KR102122812B1 - 차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102122812B1
Application number: KR1020180167808A
Authority: KR
Inventors: 곽영호; 이상래
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-15

Abstract

차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 슬라이딩 도어 시스템은, 슬라이딩 도어의 이너 패널에 장착되는 자성체 및 상기 슬라이딩 도어가 닫히면 차체의 사이드 아우터에 구비된 영구자석 모듈의 자력선 방향을 상기 자성체 방향으로 전환하여 상기 슬라이딩 도어를 당겨 고정하는 도어 잠금 장치를 포함하며, 상기 영구자석 모듈은 내부에 서로 극성이 다른 영구자석이 배치된 회전 자석부를 일정 각도 회전하여 상기 회전 자석부의 양측에 고정된 고정 자석부 간의 척력을 발생시키고, 상기 척력에 의해 상기 회전 자석부와 고정 자석부의 자력선이 상기 자성체 방향으로 전환되어 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어를 차체에 고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법{ELECTROMAGNET DOOR SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고자력 영구자석을 이용하여 차량에 적용된 슬라이딩 도어를 잠금 및 잠금 해제를 하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 레저유틸리티 RV(Recreational Vehicle)차량 및 승합차 등에는 후석에 승용차에 비해 많은 사람을 태울 수 있어 탑승자의 출입 및 주변 간섭 없이 개폐가 용이한 슬라이딩 도어(Sliding Door)가 적용되고 있다.

예컨대, 도 1은 종래의 슬라이딩 도어가 장착된 승합차의 도어 개폐 구조를 개략적으로 나타낸다.

도 1을 참조하면, 종래에 승합차의 슬라이딩 도어 로크 장치(Sliding Door Lock Device)는 도어측에 래치(Latch)가 구비되고, 차체의 사이드 아우터(혹은 필러) 쪽에 스트라이커(Striker)가 구비되어 도어가 슬라이딩되어 닫히면 래치가 스트라이커에 맞물려 잠기게 된다. 또한, 탑승자가 차량에서 하차하는 경우 도어 인사이드 핸들을 당기면 기계적인 링크구조를 통해 래치의 잠김이 해제되어 열림으로 작동된다.

그러나, 종래의 슬라이딩 도어 로크 장치에 있어서 차체에 부착되는 스트라이커는 대부분 기계적 체결 구조를 가지기 때문에 도어를 열거나 닫기 위해서는 일정한 힘 이상을 주어야 하며 상기 힘이 부족한 경우 도어가 제대로 열리거나 닫히지 않는 문제점이 있다.

또한, 최근에는 운전자의 조작으로 자동으로 도어가 개폐되는 자동 슬라이딩 도어 시스템이 구현되고 있으나 종래의 슬라이딩 도어 로크 장치의 기계적 체결구조에서 벗어날 수 없으며 도어 핸들과 래치 시스템의 복잡한 기계적 링크구조로 인해 부품 및 자동 슬라이딩 도어 제작의 복잡도가 증가되고 그에 따른 비용이 증가되는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 종래 차량의 스트라이커와 래치 시스템을 삭제하고 고자력 영구자석을 활용하여 슬라이딩 도어의 잠금 및 잠금 해제를 제어하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량용 슬라이딩 도어 시스템은 슬라이딩 도어의 이너 패널에 장착되는 자성체; 및 상기 슬라이딩 도어가 닫히면 차체의 사이드 아우터에 구비된 영구자석 모듈의 자력선 방향을 상기 자성체 방향으로 전환하여 상기 슬라이딩 도어를 당겨 고정하는 도어 잠금 장치;를 포함하며, 상기 영구자석 모듈은 내부에 서로 극성이 다른 영구자석이 배치된 회전 자석부를 일정 각도 회전하여 상기 회전 자석부의 양측에 고정된 고정 자석부 간의 척력을 발생시키고, 상기 척력에 의해 상기 회전 자석부와 고정 자석부의 자력선이 상기 자성체 방향으로 전환되어 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어를 차체에 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량용 슬라이딩 도어 시스템은 상기 도어의 개수에 따라 구성되는 상기 도어 잠금 장치의 작동 기능을 차량의 포브키 인식정보, 속도 및 시동 조건을 토대로 중앙에서 통제하는 차량 제어기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 도어 잠금 장치는 상기 슬라이딩 도어 별로 대응되는 차체의 사이드 아우터 하부와 상부에 각각 설치되어 동기 된 신호로 도어 열림 및 도어 잠금으로 작동될 수 있다.

또한, 상기 자성체는 중앙부에 돌출된 경사면이 형성되어 상기 자력선이 닿는 면적을 넓히고 상기 경사면을 통해 사선으로 이어지는 자력선과 접속되어 구속력이 강화될 수 있다.

또한, 상기 도어 잠금 장치는 사용자의 조작에 따른 상기 슬라이딩 도어의 열림 신호 또는 잠금 신호를 인식하는 도어 스위치; 상기 슬라이딩 도어가 열리거나 닫히는 것을 감지하는 푸시 센서; 액추에이터를 통해 상기 회전 자석부를 회전하여 상기 영구자석의 극성배열을 변경하는 영구자석 모듈; 및 외부에서 입력되는 신호가 도어 잠금 조건으로 판단되면 상기 액추에이터에 제어신호를 인가하여 상기 회전 자석부의 회전을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 도어 스위치는 차량 외부의 도어 손잡이에 구성되는 외부 도어 스위치, 차량 내부의 도어 손잡이에 구성되는 내부 도어 스위치 및 운전석에 구성되는 자동 슬라이딩 도어 조작 스위치를 포함하며, 버튼입력 혹은 터치에 따른 감지신호를 인식하여 도어 열림 혹은 닫힘 신호를 상기 제어 모듈에 전달할 수 있다.

또한, 상기 액추에이터는 인가되는 제어신호에 따라 상기 회전 자석부를 180도 단위로 회전하는 스텝모터; 상기 스텝모터의 구동력을 웜기어를 통해 감속하여 회전축을 통해 상기 회전 자석부로 전달하는 감속기; 및 이중 구조의 자기 쉴드 소재의 판넬로 구성되어 영구자석에서 발생되는 자력이 상기 스텝모터로 전달되지 않도록 차단하는 차단막을 포함할 수 있다.

또한, 상기 스텝모터는 상기 회전 자석부가 기준위치로부터 180도 회전된 상기 도어 잠금 상태에서 상기 회전축이 회전되지 않도록 고정하는 모터 브레이크를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전 자석부는 상기 차체에 고정된 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치된 원통형 회전자 및 상기 회전자 내부에 양측 외주면 방향으로 나란히 배치된 상기 영구자석의 N극과 S극을 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정 자석부는 상기 회전 자석부의 양측에 이격 배치된 S극 자석과 N극 자석을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈은 상기 회전 자석부의 내부에 배치된 영구자석의 N극 및 S극이 상기 고정 자석부의 S극 자석 및 N극 자석에 각각 대응하도록 상기 회전 자석부를 기준위치인 0도로 위치시켜 상기 슬라이딩 도어를 열림 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈은 상기 회전 자석부의 내부에 배치된 영구자석의 S극 및 N극이 상기 고정 자석부의 S극 자석 및 N극 자석에 각각 대응하도록 상기 회전 자석부를 180도 회전하여 상기 슬라이딩 도어를 잠금 상태로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈은 탑승자의 승하차시 상기 푸시 센서를 통해 도어의 열림 후 닫힘 시점을 감지하여 상기 영구자석 모듈의 작동 시점을 결정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 차량의 슬라이딩 도어 별로 구성되는 도어 잠금 장치가 도어를 잠금 및 열림으로 제어하는 차량용 슬라이딩 도어 제어 방법은, a) 열림 후 닫히는 슬라이딩 도어에 의해 차체에 장착된 푸시 센서의 작동신호(on)를 인식하는 단계; 및 b) 차체의 사이드 아우터에 구비된 영구자석 모듈의 자력선 방향을 상기 슬라이딩 도어의 이너 패널에 장착된 자성체 방향으로 전환하여 상기 슬라이딩 도어를 고정하는 단계를 포함하되, 상기 영구자석 모듈은 내부에 서로 극성이 다른 영구자석이 배치된 회전 자석부를 일정 각도 회전하여 상기 회전 자석부의 양측에 고정된 고정 자석부 간의 척력을 발생시키고, 상기 척력에 의해 상기 회전 자석부와 고정 자석부의 자력선이 상기 자성체 방향으로 전환되어 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어를 차체에 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 b) 단계는, c) 액추에이터를 통해 상기 회전 자석부를 180도 회전한 상태에서 상기 액추에이터의 모터 브레이크를 작동하여 상기 회전 자석부를 고정할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계 이후에, c) 차량이 시동 온(On)되어 일정 차량속도를 초과하면 도어 스위치 작동신호에 의한 도어 작동 기능을 제한하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계 이후에, d) 상기 차량이 시동 오프되어 차량 제어기로부터 도어작동 기능 활성화 신호가 수신되면 상기 도어 작동 기능을 활성화하는 단계; 및 e) 상기 도어 스위치의 조작신호가 입력되면 상기 영구자석 모듈의 액추에이터에 제어신호를 인가하여 상기 회전 자석부를 기준위치인 0도로 회전하여 도어 열림 상태로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 e) 단계는, 상기 모터 브레이크의 작동을 해제하고, 상기 회전 자석부를 기준위치인 0도로 회전하는 단계; 및 상기 회전 자석부의 영구자석과 대응되는 고정 자석부 사이에 인력이 발생되어 자력선 방향이 서로 대응되는 수평방향으로 전환되는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 종래의 기계적 체결구조 없이 고자력 영구자석의 자기력선 방향 조절을 통해 슬라이딩 도어의 잠금 및 잠금 해제를 하여 적은 힘으로도 슬라이딩 도어를 쉽게 열거나 닫을 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 도어 잠금 장치의 스트라이커와 래치 시스템의 복잡한 기계적 구조를 삭제함으로써 자동 슬라이딩 도어 시스템 제작의 복잡도와 부품 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 양측에 고정된 영구자석과 중앙에서 회전되는 영구자석의 자력을 합한 강력한 고자력으로 슬라이딩 도어의 체결력을 강화할 수 있으며, 영구자석 활용에 따른 전자석에 사용에 비해 차량의 전력소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 슬라이딩 도어가 장착된 승합차의 도어 개폐 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 슬라이딩 도어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 도어 잠금 장치의 차체 적용 부위를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 도어 잠금 장치의 A-A선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈이 도어 열림으로 작동된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈이 도어 잠금으로 작동된 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈을 평면에서 바라본 도 5의 B-B 선 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치의 도어 잠금 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치의 도어 열림 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 명세서 전체에서, 차량은 RV 자동차, 미니밴, 승합차, 버스 등의 슬라이딩 도어가 장착된 자동차를 가정하여 설명하겠으나, 이에 한정되지 않으며 별도의 기재가 없더라도 기차, 선박, 항공기 등의 슬라이딩 도어가 적용된 모든 이동수단을 의미할 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 슬라이딩 도어 시스템 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 슬라이딩 도어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도 이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 도어 잠금 장치의 차체 적용 부위를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이딩 도어 잠금 장치의 A-A선 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 슬라이딩 도어 시스템은 슬라이딩 도어(2)의 이너 패널에 장착되는 자성체(15) 및 상기 슬라이딩 도어(2)가 닫히면 차체(1)의 사이드 아우터(혹은 필러)에 구비된 영구자석 모듈(12)의 자력선 방향을 상기 자성체(15) 방향으로 전환하여 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어(2)를 당겨 고정하는 도어 잠금 장치(10)를 포함한다.

또한, 차량용 슬라이딩 도어 시스템은 차량에 구비된 슬라이딩 도어(2)에 각각 구성된 도어 잠금 장치(10)의 작동 기능(작동 가능 상태)을 포브키 인식정보 및 차량속도 등을 토대로 중앙에서 통제하는 차량 제어기(20)를 더 포함할 수 있다.

이러한 도어 잠금 장치(10)는 슬라이딩 도어(2) 별 하부와 상부에 각각 설치되어 동기 된 신호로 열림 및 잠금으로 작동되며, 복수 체결구조를 가지므로 잠금 시 체결력을 강화할 수 있다.

도어 잠금 장치(10)의 영구자석 모듈(12) 및 자성체(15)는 종래의 기계식 도어 로크 장치의 스트라이커 및 래치가 설치된 부위에 대체 구성되고, 종래 스트라이커, 래치 및 인사이드 핸들을 통해 도어를 개폐하기 위한 기계적인 링크구조는 삭제된다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치(10)는 종래 복잡한 기계적 체결 구조 대신에 영구자석 모듈(12)과 이에 대응하는 자성체(15)를 이용하여 간단히 슬라이딩 도어를 차체에 고정하는 특징을 갖는다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치(10)에 대해서 구체적으로 설명한다.

도어 잠금 장치(10)는 도어 스위치(11), 영구자석 모듈(12), 푸시 센서(13), 제어 모듈(14) 및 자성체(15)를 포함한다.

도어 스위치(11)는 사용자의 조작에 따른 슬라이딩 도어(2)의 열림 신호 또는 잠금 신호를 인식한다.

도어 스위치(11)는 차량 외부의 도어 손잡이에 구성되는 외부 도어 스위치(11a) 및 차량 내부의 도어 손잡이에 구성되는 내부 도어 스위치(11b)를 포함한다.

또한, 내부 도어 스위치(11b)는 전동수단에 의해 슬라이딩 도어(2)를 열거나 닫는 자동 슬라이딩 도어 시스템 작동 스위치를 포함할 수 있다.

외부 도어 스위치(11a) 및 내부 도어 스위치(11b)는 각자의 위치에서 탑승자의 버튼입력 혹은 터치에 따른 열림 혹은 잠금 신호를 인식하여 제어 모듈(14)로 전달한다.

영구자석 모듈(12)은 회전 자석부(121), 고정 자석부(122) 및 액추에이터(123)를 포함한다.

회전 자석부(121)은 차체(1)에 고정된 하우징(h)의 내부에 회전 가능하게 설치된 원통형 회전자(121a)와 그 내부에 양측 외주면 방향으로 나란히 배치된 영구자석(121b)의 N극과 S극을 포함한다.

고정 자석부(122)는 회전 자석부(121)의 양측에 이격 배치된 S극 자석(122s)과 N극 자석(122n)을 포함한다.

상기 S극 자석(122s)과 N극 자석(122n)은 일부가 차체(1)의 바닥에 형성된 고정홈에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.

이러한 영구자석 모듈(12)은 내부에 서로 극성이 다른 영구자석이 배치된 회전 자석부(121)를 일정 각도(예; 180도)로 회전하여 회전 자석부(121)의 양측에 고정된 고정 자석부(122) 간의 척력을 발생하고, 상기 척력에 의해 회전 자석부(121)와 고정 자석부(122)의 자력선이 자성체(15) 방향으로 전환하여 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어를 차체에 고정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈이 도어 열림으로 작동된 상태를 나타낸다.

또한, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈이 도어 잠금으로 작동된 상태를 나타낸다.

또한, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈을 평면에서 바라본 도 5의 B-B 선 단면도이다.

도 5를 참조하면 도어 열림 상태로써, 슬라이딩 도어(2)가 레일이동경로를 따라 닫히는 상태를 보여준다. 이 때, 회전 자석부(121)의 내부에 배치된 영구자석(121b)의 N극과 S극은 각각 대응되는 고정 자석부(122)의 S극 자석(122s)과 N극 자석(122n)과 인력이 발생되어 수평방향으로 자력선이 형성된다.

이 때, 회전 자석부(121)와 고정 자석부(122) 사이에 자력선이 수방향으로 형성되고 하측의 자성체(15) 방향으로는 자력선이 흐르지 않기 때문에 슬라이딩 도어(2)가 자력에 의해 구속되지 않고 도어 열림 상태를 유지할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 액추에이터(123)는 스텝모터(123a), 감속기(123b), 회전축(123c) 및 차단막(123d)를 포함한다.

스텝모터(123a)는 영구자석 모듈(12)의 도어 열림 상태에서 인가되는 제어신호에 따라 회전 자석부(121)를 기준위치인 0도로부터 180도 단위로 회전하여 상기 자력선의 방향을 슬라이딩 도어(2)에 고정된 자성체(15)의 방향으로 전환한다. 그러면, 하측 슬라이딩 도어(2)의 자성체(15) 방향으로 흐르는 자력선에 의해 인력이 발생되고 이로 인해 슬라이딩 도어(2)가 차체(1)에 구속되는 도어 잠금 상태로 전환된다.

좀더 구체적으로 설명하면, 도어 열림 상태에서 회전 자석부(121)가 180도로 회전되면 그 내부에 배치된 영구자석(121b)의 S극 및 N극은 서로 같은 극성인 고정 자석부(122)의 S극 자석(122s) 및 N극 자석(122n)과 마주하여 척력이 발생된다. 이로 인해, 상기 도어 열림 상태에서 서로 다른 극성 조건의 인력으로 인해 수평으로 흐르던 자력선의 방향이 하측의 자성체(15) 방향으로 전환되어 영구자석 모듈(12)과 자성체(15) 사이에 인력이 발생됨으로써 도어 잠금 상태가 된다.

이 때, 도어 잠금 장치(10)는 회전 자석부(121)에서 발생된 제1 자력선에 고정 자석부(122)에서 발생된 제2 자력선이 더해진 고자력 인력을 통해 자성체(15)가 고정된 슬라이딩 도어(2)를 차체(1)에 구속할 수 있다.

또한, 자성체(15)는 중앙부에 돌출된 경사면이 형성되어 상기 자력선이 닿는 면적을 넓히고 상기 경사면을 통해 사선으로 이어지는 자력선과 접속되어 구속력이 강화될 수 있다.

스텝모터(123a)는 모터 브레이크(BK)를 포함하여 회전 자석부(121)가 180도 회전된 상태, 즉, 상기 도어 잠금 상태에서 회전축(123c)이 회전되지 않도록 고정한다. 이를 통해 스텝모터(123a)의 전류 소모 없이도 모터 브레이크를 통해 도어 잠금 상태를 유지할 수 있다.

또한, 스텝모터(123a)의 인가되는 제어신호에 따라 상기 모터 브레이크(BK)를 해제하고, 회전 자석부(121)를 기준위치(0도)로 회전하여 슬라이딩 도어(2)의 구성을 해제하는 도어 열림 상태로 전환할 수 있다.

감속기(123b)는 웜기어로 구성될 수 있으며 스텝모터(123a)의 구동력을 회전축(123c)을 통해 회전 자석부(121)로 전달한다.

차단막(123d)은 이중 구조의 자기쉴드 소재의 판넬로 구성되어 영구자석에서 발생되는 자력이 스텝모터(123a)로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 이를 통해 스텝모터(123a)를 자력의 간섭 없이 안정적으로 구동할 수 있다.

푸시 센서(13)는 차체(1)에 설치되며, 슬라이딩 도어(2)가 닫히는 경우 푸시 스위치가 작동(on)하여 도어 닫힘을 감지하고, 도어가 열리면 상기 푸시 스위치의 작동이 해제(off)되어 도어 열림을 감지한다.

푸시 센서(13)는 탑승자의 승하차시 도어의 열림 후 닫힘 시점을 감지하여 제어 모듈(14)로 전달함으로써 영구자석 모듈(12)의 작동 시점을 결정하도록 하는 트리거(trigger) 센서로서의 역할을 한다.

제어 모듈(14)은 본 발명의 실시 예에 따른 영구자석 모듈(12)을 이용한 도어의 열림 및 잠금을 위한 전반적인 동작을 제어하며, 이를 위한 프로그램, 회로 및 데이터 중 적어도 하나가 메모리에 저장된 MCU(Micro Controller Unit)로 구성될 수 있다.

제어 모듈(14)은 외부에서 입력되는 신호가 도어 잠금 조건으로 판단되면, 영구자석 모듈(12)의 액추에이터(123)에 제어신호를 인가하여 회전 자석부(121)를 180도 회전 제어함으로써 영구자석들의 자력선이 자성체(15) 방향으로 흐르도록 조절한다.

예를 들어, 제어 모듈(14)은 차량 제어기(20)에 의해 도어 작동 기능이 활성화된 상태에서 도어 스위치(11)의 조작신호가 입력되고, 푸시 센서(13)로부터 도어의 열림 후 닫힘 신호가 입력된 도어 잠금 조건을 충족하면 영구자석 모듈(12)을 작동하여 슬라이딩 도어(2)를 잠금 상태로 제어할 수 있다.

또한, 제어 모듈(14)은 입력되는 신호가 도어 열림 조건으로 판단되면, 영구자석 모듈(12)의 액추에이터(123)에 제어신호를 인가하여 회전 자석부(121)를 기준위치인 0도로 회전 제어함으로써 자력선이 회전 자석부(121)와 고정 자석부(122)의 영구자석들이 서로 대응되는 수평 방향으로 흐르도록 조절한다.

예를 들어, 제어 모듈(14)은 도어 잠금 상태에서 운행중인 차량이 시동 오프(OFF)되거나 포브키의 인식으로 상기 도어 작동 기능이 활성화된 상태에서 도어 스위치(11)의 조작신호가 입력된 도어 열림 조건을 충족하면 영구자석 모듈(12)을 작동하여 슬라이딩 도어(2)를 열림 상태로 제어한다.

즉, 제어 모듈(14)의 상기 도어의 잠금 조건과 열림 조건의 판단은 차량 제어기(20), 도어 스위치(11), 푸시 센서(13), 도어 별 노브 스위치(미도시) 중 적어도 하나로부터 수신된 신호 조건에 따라 판정될 수 있다.

앞선 설명에서와 같이, 제어 모듈(14)은 차량 제어기(20)의 통제에 따라 도어의 작동 기능이 활성화 또는 비활성화되며, 이는 차량 제어기(20)의 다음과 같은 정보 판단에 의해 결정된다.

차량 제어기(20)는 RF/LF 안테나를 통해 사용자의 포브키(스마트키)와 통신하며 차량으로부터 일정거리에 포브키가 인식되면 정해진 유효 시간 동안 제어 모듈(14)의 도어 작동 기능을 활성화한다. 반면, 차량 제어기(20)는 상기 포브키가 인식되지 않으면 제어 모듈(14)의 도어 작동 기능을 제한한다.

또한, 차량 제어기(20)는 상기 포브키를 통해 원격으로 도어 열림(unlock) 신호가 수신되면, 차량의 모든 도어 잠금 장치(10)를 열림으로 제어할 수 있다.

또한, 차량 제어기(20)는 차량의 시동 후 일정 차량속도(예; 20km/h)를 초과하면, 차량의 모든 도어 잠금 장치(10)의 제어 모듈(14)에 대한 도어 작동 기능을 제한할 수 있다. 이렇게 도어 작동 기능이 제한된 상태에서는 운전자가 도어 스위치(11)를 작동하더라도 도어의 잠금 상태가 해제되지 않는다.

한편, 전술한 차량용 슬라이딩 도어 시스템의 구성을 바탕으로 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치(10)의 영구자석 모듈(12)을 이용한 도어 잠금 및 도어 열림 제어 방법을 설명한다.

먼저, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치의 도어 잠금 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치(10)의 도어 잠금 제어 방법은 설명의 편의상 사용자가 차량에 탑승하기 위하여 도어가 열렸다가 닫힌 시나리오를 가정하여 설명하도록 한다.

도어 잠금 장치(10)는 도어가 열렸다가 닫히면 닫힌 도어에 의해 차체에 장착된 푸시 센서(13)의 작동신호(on)를 인식한다(S11).

도어 잠금 장치(10)는 푸시 센서(13)의 작동신호(on)에 따라 차체(1)의 사이드 아우터에 구비된 영구자석 모듈(12)의 자력선을 조절하여 슬라이딩 도어(2)의 이너 패널에 장착되는 자성체(15)를 인력으로 당겨 슬라이딩 도어(2)를 고정한다(S12). 이를 통해 차량은 실질적인 도어 잠금 상태가 된다.

이 때, 도어 잠금 장치(10)는 상기 영구자석 모듈(12)의 액추에이터(123)를 통해 회전 자석부(121)를 180도 회전 시켜 상기 회전 자석부(121)와 그 바깥에 쪽에 고정된 고정 자석부(122)와의 극성 배열을 달리하여 각 영구자석의 자력선이 슬라이딩 도어에 구비된 자성체(15) 방향으로 흐르도록 조절할 수 있다(도 6 참조).

또한, 상기 회전 자석부(121)가 180도 회전된 상태에서 액추에이터(123)의 모터 브레이크(BK)를 작동하여 상기 도어 잠금 상태에서 회전 자석부(121)가 임의로 회전되지 않도록 고정한다.

이후, 도어 잠금 장치(10)는 차량이 시동 온(On)되어 일정 차량속도(예; 20km/h)를 초과하면(S13; 예), 차량 제어기(20)에 의해 도어 작동 기능이 제한된다.

도어 잠금 장치(10)는 상기 도어 작동 기능이 제한되면 도어 스위치(11)(즉, 여기에서는 내부 도어 스위치(11b))에서 조작신호가 입력되더라도 무시하고 영구자석 모듈(12)의 작동상태를 유지함으로써 안전성을 확보할 수 있다.

반면, 도어 잠금 장치(10)는 차량이 상기 일정 차량속도(예; 20km/h)를 초과지 않는 저속주행을 하면(S13; 아니오), 상기 도어 작동 기능의 활성화 상태를 유지할 수 있다.

다음, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 도어 잠금 장치의 도어 열림 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 장치의 도어 열림 제어 방법은 설명의 편의상 도 8의 차량 탑승 시나리오에 이어서 사용자가 차량 운행을 종료하고 하차하는 시나리오를 가정하여 설명하도록 한다.

도어 잠금 장치(10)는 차량의 주행 중 도어의 잠김 상태에서의 모터 브레이크(BK)를 작동하여 도어 잠금 상태를 유지하고(S21), 일정 차량속도 이상으로 도어 스위치(11) 조작에 의한 도어 작동 기능을 제한한다(S22).

도어 잠금 장치(10)는 차량이 시동 오프(off)되어 차량 제어기(20)로부터 도어작동 기능 활성화 신호가 수신되면(S23; 예), 상기 도어 작동 기능을 활성화한다(S24).

도어 잠금 장치(10)는 도어 스위치(11)(즉, 여기에서는 내부 도어 스위치(11b))에서 조작신호가 입력되면(S25), 영구자석 모듈(12)의 액추에이터(123)에 제어신호를 인가하여 회전 자석부(121)를 기준위치인 0도로 회전하여 도어 열림 상태로 제어한다(S26). 이 때, 도어 잠금 장치(10)는 상기 모터 브레이크(BK)의 작동을 해제하고, 회전 자석부(121)와 고정 자석부(122)의 각 영구자석들이 서로 대응되는 극성의 수평 방향으로 자력선이 흐르도록 제어된다(도 5 참조).

이후, 도어 잠금 장치(10)는 사용자의 하차 시 도어가 열림 후 닫히는 푸시 센서(13)의 작동신호가 인식되면, 도 8의 S11단계 내지 S12단계를 재수행하여 도어를 다시 잠금 상태로 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 기계적 체결구조 없이 고자력 영구자석의 자기력선 방향 조절을 통해 슬라이딩 도어의 잠금 및 잠금 해제를 하여 적은 힘으로도 슬라이딩 도어를 쉽게 열거나 닫을 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 도어 잠금 장치 11: 도어 스위치
11a: 외부 도어 스위치 11b: 내부 도어 스위치
12: 영구자석 모듈 121: 회전 자석부
122: 고정 자석부 123: 액추에이터
13: 푸시 센서 14: 제어 모듈
15: 자성체 1: 차체
2: 슬라이딩 도어

Claims

슬라이딩 도어의 이너 패널에 장착되는 자성체; 및
상기 슬라이딩 도어가 닫히면 차체의 사이드 아우터에 구비된 영구자석 모듈의 자력선 방향을 상기 자성체 방향으로 전환하여 상기 슬라이딩 도어를 당겨 고정하는 도어 잠금 장치를 포함하며,
상기 영구자석 모듈은 내부에 서로 극성이 다른 영구자석이 배치된 회전 자석부를 일정 각도 회전하여 상기 회전 자석부의 양측에 고정된 고정 자석부 간의 척력을 발생시키고, 상기 척력에 의해 상기 회전 자석부와 고정 자석부의 자력선이 상기 자성체 방향으로 전환되어 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어를 차체에 고정하되,
상기 도어 잠금 장치는 사용자의 조작에 따른 상기 슬라이딩 도어의 열림 신호 또는 잠금 신호를 인식하는 도어 스위치; 상기 슬라이딩 도어가 열리거나 닫히는 것을 감지하는 푸시 센서; 액추에이터를 통해 상기 회전 자석부를 회전하여 상기 영구자석의 극성배열을 변경하는 영구자석 모듈; 및 외부에서 입력되는 신호가 도어 잠금 조건으로 판단되면 상기 액추에이터에 제어신호를 인가하여 상기 회전 자석부의 회전을 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
상기 액추에이터는 인가되는 제어신호에 따라 상기 회전 자석부를 180도 단위로 회전하는 스텝모터; 상기 스텝모터의 구동력을 웜기어를 통해 감속하여 회전축을 통해 상기 회전 자석부로 전달하는 감속기; 및 이중 구조의 자기 쉴드 소재의 판넬로 구성되어 영구자석에서 발생되는 자력이 상기 스텝모터로 전달되지 않도록 차단하는 차단막을 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 도어의 개수에 따라 구성되는 상기 도어 잠금 장치의 작동 기능을 차량의 포브키 인식정보, 속도 및 시동 조건을 토대로 중앙에서 통제하는 차량 제어기를 더 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 도어 잠금 장치는
상기 슬라이딩 도어 별로 대응되는 차체의 사이드 아우터 하부와 상부에 각각 설치되어 동기 된 신호로 도어 열림 및 도어 잠금으로 작동되는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 자성체는
중앙부에 돌출된 경사면이 형성되어 상기 자력선이 닿는 면적을 넓히고 상기 경사면을 통해 사선으로 이어지는 자력선과 접속되어 구속력이 강화되는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 도어 스위치는
차량 외부의 도어 손잡이에 구성되는 외부 도어 스위치, 차량 내부의 도어 손잡이에 구성되는 내부 도어 스위치 및 운전석에 구성되는 자동 슬라이딩 도어 조작 스위치를 포함하며, 버튼입력 혹은 터치에 따른 감지신호를 인식하여 도어 열림 혹은 닫힘 신호를 상기 제어 모듈에 전달하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 스텝모터는
상기 회전 자석부가 기준위치로부터 180도 회전된 상기 도어 잠금 상태에서 상기 회전축이 회전되지 않도록 고정하는 모터 브레이크를 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 회전 자석부는
상기 차체에 고정된 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치된 원통형 회전자 및 상기 회전자 내부에 양측 외주면 방향으로 나란히 배치된 상기 영구자석의 N극과 S극을 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 고정 자석부는
상기 회전 자석부의 양측에 이격 배치된 S극 자석과 N극 자석을 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제10항에 있어서.
상기 제어 모듈은
상기 회전 자석부의 내부에 배치된 영구자석의 N극 및 S극이 상기 고정 자석부의 S극 자석 및 N극 자석에 각각 대응하도록 상기 회전 자석부를 기준위치인 0도로 위치시켜 상기 슬라이딩 도어를 열림 상태로 제어하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제10항에 있어서.
상기 제어 모듈은
상기 회전 자석부의 내부에 배치된 영구자석의 S극 및 N극이 상기 고정 자석부의 S극 자석 및 N극 자석에 각각 대응하도록 상기 회전 자석부를 180도 회전하여 상기 슬라이딩 도어를 잠금 상태로 제어하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은
탑승자의 승하차시 상기 푸시 센서를 통해 도어의 열림 후 닫힘 시점을 감지하여 상기 영구자석 모듈의 작동 시점을 결정하는 차량용 슬라이딩 도어 시스템.
차량의 슬라이딩 도어 별로 구성되는 도어 잠금 장치가 도어를 잠금 및 열림으로 제어하는 차량용 슬라이딩 도어 제어 방법에 있어서,
a) 열림 후 닫히는 슬라이딩 도어에 의해 차체에 장착된 푸시 센서의 작동신호(on)를 인식하는 단계; 및
b) 차체의 사이드 아우터에 구비된 영구자석 모듈의 자력선 방향을 상기 슬라이딩 도어의 이너 패널에 장착된 자성체 방향으로 전환하여 상기 슬라이딩 도어를 고정하는 단계를 포함하되,
상기 영구자석 모듈은 내부에 서로 극성이 다른 영구자석이 배치된 회전 자석부를 일정 각도 회전하여 상기 회전 자석부의 양측에 고정된 고정 자석부 간의 척력을 발생시키고, 상기 척력에 의해 상기 회전 자석부와 고정 자석부의 자력선이 상기 자성체 방향으로 전환되어 발생되는 인력으로 상기 슬라이딩 도어를 차체에 고정하는 것을 특징으로 하며,
상기 b) 단계 이후에,
c) 차량이 시동 온(On)되어 일정 차량속도를 초과하면 도어 스위치 작동신호에 의한 도어 작동 기능을 제한하는 단계;
d) 상기 차량이 시동 오프되어 차량 제어기로부터 도어작동 기능 활성화 신호가 수신되면 상기 도어 작동 기능을 활성화하는 단계; 및
e) 상기 도어 스위치의 조작신호가 입력되면 상기 영구자석 모듈의 액추에이터에 제어신호를 인가하여 상기 회전 자석부를 기준위치인 0도로 회전하여 도어 열림 상태로 제어하는 단계를 더 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 b) 단계는,
c) 액추에이터를 통해 상기 회전 자석부를 180도 회전한 상태에서 상기 액추에이터의 모터 브레이크를 작동하여 상기 회전 자석부를 고정하는 차량용 슬라이딩 도어 제어 방법.
삭제
삭제
제15항에 있어서,
상기 e) 단계는,
상기 모터 브레이크의 작동을 해제하고, 상기 회전 자석부를 기준위치인 0도로 회전하는 단계; 및
상기 회전 자석부의 영구자석과 대응되는 고정 자석부 사이에 인력이 발생되어 자력선 방향이 서로 대응되는 수평방향으로 전환되는 단계;
를 포함하는 차량용 슬라이딩 도어 제어 방법.