KR20040093286A

KR20040093286A - 자동차용 도어의 충격완충장치

Info

Publication number: KR20040093286A
Application number: KR1020030027158A
Authority: KR
Inventors: 김신구
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2004-11-05

Abstract

본 발명은 자동차용 도어의 충격완충장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도어가 큰 속도로 닫힐 때에는 도어와 차체에 설치된 두 개의 전자석의 극성을 같게 하여 충격을 완충시키고 도어가 열린 상태로 정지된 경우에는 전자석 두 개의 극성을 서로 다르게 하게 도어를 끌어당김으로써 도어가 자동으로 닫히도록 한 자동차용 도어의 닫힘시 충격완충장치에 관한 것이다.

본 발명은, 자동차 도어의 일측에 설치되는 것으로 도어의 닫힘속도를 검출하는 센서부; 상기 센서부로부터 도어가 닫히는 속도 및 도어의 정지 상태를 제공받는 제어부; 상기 제어부의 제1출력신호에 의하여 자동차 도어에 설치된 단일극성 전자석이 어느 한 극성을 갖도록 하는 제1구동기와, 상기 제어부의 제2출력신호에 의하여 동작되는 것으로 상기 단일극성 전자석에 대응되는 차체 일측에 설치된 가변극성 전자석이 상기 단일극성 전자석과 동일한 극성을 갖도록 하는 제2구동기와, 상기 제어부의 제3출력신호에 의하여 상기 가변극성 전자석이 단일극성 전자석과 다른 극성을 갖도록 동작되는 제3구동기로 이루어진 구동부;를 포함한다.

Description

자동차용 도어의 충격완충장치{Device for shock absorbing when automobile door is closed}

일반적으로, 자동차에는 탑승자가 출입할 수 있도록 적어도 2개소 이상에 출입구가 마련되어 있고 그 출입구에는 도어가 형성되어 있는데, 이 도어를 개폐 및 지지하는 수단으로써, 도어힌지와 도어체커가 설치되어 사용되고 있다.

통상의 도어힌지는 도어와 자동차 바디 사이의 상, 하부 2곳에 설치되어 도어의 자중을 견딤과 동시에 힌지핀을 매개로 도어의 개폐 기능을 담당하는 것이며, 통상의 도어체커는 상, 하부에 설치된 도어힌지의 중간에 위치하는 것으로 도어가 소정의 각도만큼 열려 있도록 하는 도어 홀드기능과, 완전히 열렸을 때 멈추게 하는 도어 스톱기능을 가지고 있다.

상기 도어 체커의 또 다른 주요기능은 도어가 개폐될 때 발생할 수 있는 안전사고에 대비하여 도어가 열리고 닫힐 때, 보통 2-3 단계의 개폐과정을 거치도록 함으로써 급속하게 닫히는 도어에 의해 인체가 상하는 것을 방지하고 도어가 닫히는 충격에 의해 도어 및 차체가 손상되는 것을 방지하는 것이다.

그러나, 종래의 도어는 도어체커가 구비된 차량이라 할지라도 바람이 심하게 부는 곳이나 경사로에서 도어를 작동시키게 되면 상술한 바와 같은 충격완충효과를 볼 수 없으며, 도어체커의 강도를 너무 크게 설계하면 위와 같은 문제점은 해소될수 있는 반면, 도어의 개폐감이 심하게 저하되므로 이 또한 여의치 않다.

특히, 종래의 도어는 도어가 완전히 닫히지 않으면 운전자가 손수 내려 닫아야 하는데, 이러한 불편함 때문에 승, 하차하는 횟수가 매우 빈번한 택시에서는 손님들이 도어를 제대로 닫지 않은 경우 택시 운전자가 자주 내려서 도어를 닫아야하는 문제가 발생한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 도어가 매우 급속한 속도로 닫힐 때에는 전자석의 극성을 서로 같게 하여 도어의 속도를 충분히 감소시킴으로써 도어 및 차체가 손상되는 것을 방지하고, 도어가 열린 상태로 정지되어 있는 경우에는 전자석의 극성을 서로 달리 하여 도어를 차체 쪽으로 끌어당기도록 함으로써 운전자가 내리지 않고도 자동으로 도어를 닫도록 할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

도1은 본 발명에 따른 센서부와 전자석이 설치된 도어 및 차체를 나타낸 사시도,

도2는 본 발명의 구성도,

도3은 본 발명의 제어부에서 센서부의 신호에 의거하여 구동부를 동작시키는 타이밍 차트를 나타낸 도면.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 도어 2 : 차체

10 : 센서부 20 : 제어부

30 : 구동부 31 : 제1구동기

32 : 제2구동기 33 : 제3구동기

41 : 단일극성 전자석 42 : 가변극성 전자석

50 : 강제구동스위치

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차 도어의 일측에 설치되는 것으로 도어의 닫힘속도를 검출하는 센서부; 상기 센서부로부터 도어가 닫히는 속도 및 도어의 정지 상태를 제공받는 제어부; 상기 제어부의 제1출력신호에 의하여 자동차 도어에 설치된 단일극성 전자석이 어느 한 극성을 갖도록 하는 제1구동기와, 상기 제어부의 제2출력신호에 의하여 동작되는 것으로 상기 단일극성 전자석에 대응되는 차체 일측에 설치된 가변극성 전자석이 상기 단일극성 전자석과 동일한 극성을 갖도록 하는 제2구동기와, 상기 제어부의 제3출력신호에 의하여 상기 가변극성 전자석이 단일극성 전자석과 다른 극성을 갖도록 동작되는 제3구동기로 이루어진 구동부;를 포함한다.

이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 센서부와 전자석이 설치된 도어 및 차체를 나타낸 사시도이고, 도2는 본 발명의 구성도이며, 도3은 본 발명의 제어부에서 센서부의 신호에 의거하여 구동부를 동작시키는 타이밍 차트를 나타낸 것이다.

도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 자동차 도어(1)의 일측에는 도어(1)가 닫히는 속도를 검출하기 위한 센서부(10)가 설치된다.

상기 센서부(10)는 차체(2)와의 거리를 감지하여 그 거리에서 도어(1)가 완전히 닫히는데 걸리는 시간 비를 계산함으로써 도어(1)가 닫히는 속도를 검출하여 온(on) 신호를 출력하게 되는데, 센서부(10)는 도어(1)가 닫히는 속도에 비례하여 서로 다른 크기의 온 신호를 출력하게 되고, 만약 도어(1)가 움직이지 않고 정지해 있는 상태에서는 오프(off) 신호를 출력하게 된다.

또한, 상기 센서부(10)로부터 도어(1)가 닫히는 속도(이때는 온 신호 출력) 및 도어가 정지한 상태(이때는 오프 신호 출력)에 대한 정보를 제공받는 제어부(20)는 자동차에 설치되는데, 상기 제어부(20)는 별도로 마련되어도 되고, 자동차에 구비된 전자제어모듈(ECU)나 에탁스(ETACS, Electric Time and Alram Control System)를 이용해도 된다.

한편, 상기 제어부(20)에서 출력되는 신호에 의하여 동작되는 구동부(30)는 도어(1)와 차체(2)에 서로 대응하게 설치된 두 개의 전자석(41,42)에 서로 같은 극성을 보내거나 서로 다른 극성을 보내어 도어의 닫힘력을 조절해 충격을 완화하게 된다.

여기서, 상기 두 개의 전자석(41,42)은 도1에 나타낸 바와 같이 도어(1)와 차체(42)에 각각 별도로 설치되는데, 본 발명의 실시예에서는 자동차 도어(1)에 하나의 극성만을 갖는 단일극성 전자석(41)이 설치되고, 그 단일극성 전자석(41)과 대응되는 위치의 차체(2)에는, 즉 단일극성 전자석과의 사이에서 인력 또는 척력의 발생효과를 볼 수 있는 차체의 일측에는, 극성이 바뀌는 가변극성 전자석(42)이 설치된다.

물론, 상기 단일극성 전자석(41)이 차체(2)에 설치되고 가변극성 전자석(42)이 도어(1)에 설치되어도 무방하다.

또한, 상기 구동부(30)는 상기 단일극성 전자석(41)과 가변극성 전자석(42)이 같은 극성을 갖게 하거나, 또는 서로 다른 극성을 갖도록 하기 위하여 도2에 나타낸 바와 같이 제1구동기(31)와, 제2구동기(32) 및 제3구동기(33)로 이루어진다.

여기서, 상기 제1구동기(31)는 상기 제어부(20)의 제1출력신호에 의하여 도어(1)에 설치된 상기 단일극성 전자석(41)이 어느 하나의 극성(예를 들면 (+)극성)을 갖도록 동작된다.

또한, 제2구동기(32)는 상기 제어부(20)의 제2출력신호에 의하여 차체(2)에 설치된 상기 가변극성 전자석(42)이 단일극성 전자석(41)과 동일한 극성((+)극성)을 갖도록 동작되며, 상기 제3구동기(33)는 제어부(20)의 제3출력신호에 의하여 상기 가변극성 전자석(42)이 단일극성 전자석(41)과 다른 극성((-)극성)을 갖도록 동작된다.

즉, 상기 제어부(20)는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(10)로부터 온 신호를 입력받으면 그 센서부(10)의 온 신호가 출력되는 시간과 동일한 시간으로 상기 제1구동기(31)를 동작시켜 상기 단일극성 전자석(41)이 어느 한 극성을 갖도록 함과 동시에, 상기 제2구동기(32)를 제1구동기(31)가 동작하는 시간의 일부만큼만 동작시켜 상기 가변극성 전자석(42)이 아주 짧은 시간동안만 단일극성 전자석(41)과 동일한 극성을 갖도록 하여 도어(1)가 닫힐 때 충격을 완화하게 된다.

또한, 상기 제어부(30)는 상기 제2구동기(32)가 오프되는 순간에 상기 제3구동기(33)를 동작시키기 시작하여 상기 제1구동기(31)가 오프될 때까지 동작을 유지시키면, 상기 가변극성 전자석(42)이 단일극성 전자석(42)과 다른 극성이 되어 이 두 개의 전자석(41, 42)간에는 인력이 발생되므로 상기 제2구동기(32)가 동작하는 시간동안 감속되었던 도어(1)를 차체(2) 쪽으로 끌어당겨 도어(1)가 닫히도록 한다.

이때, 상기 제2구동기(32)의 동작시간은 제1구동기(31) 동작시간의 20 ~ 25%가 되도록 설정하는 것이 좋다. 그리고, 상기 가변극성 전자석(42)은 제어부(20)의 제어에 의해 서로 다른 극성을 교대로 가질 수 있도록 철심에 서로 다른 방향으로 감기는 두 개의 코일을 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1구동기(31)와 제2구동기(32) 및 제3구동기(33)를 트랜지스터(TR)로 하여 상기 제어부(20)에서 출력되는 서로 다른 각각의 신호를 베이스 신호로 받도록 한다.

한편, 위에서 상기 센서부(10)는 도어(1)가 닫히는 속도에 비례하는 신호를 상기 제어부(20)에 제공한다고 설명한 바 있는데, 상기 제어부(20)는 상기 센서부(10)의 비례신호를 입력받으면 그 신호크기에 의거하여 상기 제2구동기(32) 및 제3구동기(33)에 보내는 베이스 전류의 시간을 조절하여 상기 가변극성 전자석(42)의 자화시간을 필요에 따라 선택적으로 조절한다.

즉, 도어(1)가 큰 속도로 닫히면 상기 제어부(20)는 제2구동기(32)에 보내지는 베이스 전류의 시간은 증가시키고, 제3구동기(33)에 보내지는 베이스 전류의 시간은 제2구동기(32)의 증가분만큼 감소시켜 도어(1)가 완전히 감속된 상태에서 닫히도록 한다.

여기서, 상기 제3구동기(33)에 보내지는 시간을 줄여도 도어(1)가 충분히 닫힐 수 있는 이유는 도어(1)가 큰 속도로 닫히다가 비록 제2구동기(32)에 의해 갑자기 감속은 되었지만, 상기 제2구동기(32)의 온 신호 시간이 약 수 십ms로 매우 짧은 시간에 불과하고 도어(1)는 관성력에 의해서 계속 닫히는 방향으로 이동하려고 하기 때문에 제3구동기(33)의 동작시간을 줄여도 도어(1)는 충분히 제3구동기(33)에 의해 끌어당겨져 닫히게 된다.

한편, 상기 제어부(20)에는 자동차 내부 일측에 마련된 강제구동스위치(50)가 연결되는데, 상기 강제구동스위치(50)는 도어(1)가 열린 상태로 정지해 있을 때 전자석의 자력을 이용하여 도어를 닫기 위한 것으로, 도어(1)가 열린 상태에서 움직이지 않을 때 상기 센서부(10)는 오프 신호를 제어부(20)로 보내어 상기구동부(30)가 전혀 동작하기 않게 된다.

따라서, 상기 단일극성 전자석(41)과 가변극성 전자석(42)의 극성을 서로 다르게 하여 도어(1)가 자동으로 닫힐 수 있도록 상기 구동부(30)를 사용자가 강제구동시킬 수 있게 강제구동스위치(50)가 마련되는 것이다.

상기 강제구동스위치(50)는 사용자가 작동시킬 때 상기 제어부(20)에 입력신호를 제공하는 것으로서, 제어부(20)는 상기 강제구동스위치(50)로부터 입력신호가 들어오면 제1구동기(31)를 동작시켜 단일극성 전자석(41)이 어느 한 극성을 갖도록 하고, 이와 동시에 제3구동기(33)를 동작시켜 상기 가변극성 전자석(42)이 상기 단일극성 전자석(41)의 극성과 다른 극성을 갖도록 하여 도어(1)를 인력에 의해 끌어당기게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 도어의 충격완충장치에 의하면, 도어와 차체에 각각 설치된 전자석의 인력과 척력 작용을 이용해 도어가 급속히 닫힐 때는 두 전자석의 극성을 같게 하여 도어의 속도를 저감시킴으로써 도어나 차체에 가해지는 충격이 완화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 도어가 열린 상태로 멈춰 있는 경우에도 운전자가 내리지 않고 강제구동스위치를 작동시켜 전자석이 서로 다른 극성을 갖도록 함으로써 도어를 끌어당겨 닫을 수 있는 부수적인 효과가 있다.

Claims

자동차 도어(1)의 일측에 설치되는 것으로 도어의 닫힘속도를 검출하는 센서부(10);

상기 센서부(10)로부터 도어가 닫히는 속도 및 도어의 정지 상태를 제공받는 제어부(20);

상기 제어부(20)의 제1출력신호에 의하여 자동차 도어에 설치된 단일극성 전자석(41)이 어느 하나의 극성을 갖도록 하는 제1구동기(31)와, 상기 제어부(20)의 제2출력신호에 의하여 동작되는 것으로 상기 단일극성 전자석에 대응하는 위치의 차체 일측에 설치된 가변극성 전자석(42)이 상기 단일극성 전자석과 동일한 극성을 갖도록 하는 제2구동기(32)와, 상기 제어부(20)의 제3출력신호에 의하여 상기 가변극성 전자석(42)이 단일극성 전자석과 다른 극성을 갖도록 하는 제3구동기(33)로 이루어진 구동부(30);를 포함하는 자동차용 도어의 충격완충장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부(20)는, 상기 센서부(10)로부터 온(on) 신호가 입력되면 그 센서부의 온 신호가 출력되는 시간과 동일한 시간으로 상기 제1구동기(31)를 동작시키고, 상기 제2구동기(32)를 상기 제1구동기 동작시간의 20 ~ 25%에 해당하는 시간동안 동작시키며, 상기 제3구동기(33)를 상기 제2구동기가 오프되는 순간에 동작시키기 시작하여 상기 제1구동기가 오프되는 시점까지 유지시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어의 충격완충장치.
제1항에 있어서, 상기 구동부(30)에서 제1구동기(31)와 제2구동기(32) 및 제3구동기(33)는 상기 제어부(20)에서 출력되는 서로 다른 3개의 신호를 베이스 신호로 받는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 자동차용 도어의 충격완충장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부(20)는 자동차 내부 일측에 마련된 강제구동스위치(50)와 연결되고, 그 강제구동스위치(50)로부터 입력신호를 받아 상기 제1구동기(31)와 제3구동기(33)를 동작시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어의 충격완충장치.
제1항에 있어서, 상기 센서부(10)는 도어(1)가 닫히는 속도에 비례하는 신호를 상기 제어부(20)에 제공하고, 상기 제어부(20)는 상기 센서부(10)의 신호크기에 의거하여 상기 제2구동기(32) 및 제3구동기(33)에 보내는 베이스 전류의 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어의 충격완충장치.