KR20110034492A

KR20110034492A - 자동차용 자동 도어 개폐 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20110034492A
Application number: KR1020090092025A
Authority: KR
Inventors: 최동욱; 곽경택; 전병일
Original assignee: 현대자동차주식회사; 동아특수정밀 주식회사
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-04-05

Abstract

본 발명은 개폐 버튼 조작만으로 도어의 개폐 기능을 자동으로 수행하게 할 수 있는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 리모트 컨트롤러의 버튼 조작을 통해 도어를 자동 개폐할 시, 장애물이 존재(접촉 혹은 끼임)하면 도어 개폐를 중지하고, 차량의 주행속도를 판단하여 주행 중 도어 열림을 방지하여, 도어 자동 개폐의 안정성을 극대화할 수 있도록 한다.

이를 위하여 본 발명은 사용자가 선택한 도어 개폐 모드 정보를 컨트롤러(100)에 전송하는 리모트 컨트롤러(110); 일정 영역 내에 있는 장애물의 존재 여부를 감지하여 장애물 감지여부 정보를 컨트롤러(100)에 제공하는 장애물 감지센서(130); 도어의 개폐 동작을 수행되게 하는 전기식 액츄에이터(140); 장애물이 일정 영역 내에 존재하지 않는 경우, 선택된 도어 개폐 모드로 도어를 개폐할 수 있도록 상기 전기식 액츄에이터(140)의 작동을 제어하는 컨트롤러(100);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템을 제공한다.

자동 도어 개폐, 리모트 컨트롤러, 전기식 액츄에이터

Description

자동차용 자동 도어 개폐 시스템 및 방법{Power door automatic open and close system and method for vehicles}

본 발명은 자동차용 자동 도어 개폐 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개폐 버튼 조작만으로 도어의 개폐 기능을 자동으로 수행하게 할 수 있는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템 및 방법에 관한 것이다.

차량의 도어는 사용자가 키를 이용하여 직접 수동으로 개폐하거나 혹은 원격 리모컨을 이용하여 원거리에서 도어의 개폐를 제어할 수 있도록 하고 있다.

첨부한 도 5는 기존 도어 자동 개폐 시스템이 구성된 차량을 도시한 평면도이고, 도 6은 기존 도어 자동 개폐 시스템의 구성을 도시한 개략도이며, 도 7은 기존 도어 자동 개폐 시스템에 따른 차량 도어의 개폐 과정을 논리적으로 보여주는 순서도이다.

미국특허 US2008/0296927 A1에는 리모컨을 이용하여 차량 도어의 열림 및 닫힘을 자동으로 수행하고, 수행 중 장애물 감지시 도어의 개폐를 멈출 수 있도록 한 도어 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 이 시스템은 차체 내 설치된 컨트롤러(35)가 센서(70,80)에 의해 리모컨(25)의 신호를 전달받아 도어의 개폐를 제어하도록 구성되며, 이를 위해 사용하는 센서로는 각도센서(Angle Sensor)(71), 전류감지센서(Current Sensor)(72), 퓨즈(73), 안티핀치(Anti-pinch)(74), 초음파센서(81) 및 광학카메라(82) 등이 구성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 미국특허의 도어 시스템은 도어의 개폐를 수행하거나 혹은 정지시키거나 또는 원하는 각도로 오픈할 수 있는 모드(mode)를 각각 선택하여 실행하도록 구성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 기존 도어 자동 개폐 시스템 및 방법은 유압식 액츄에이터(30)를 이용하여 도어의 개폐를 작동하게 되는데, 유압식 액츄에이터(30)의 경우 환경 조건에 민감한 시스템으로 고도의 내구 품질이 요구되는 차량의 도어에는 그 적용이 부적합하다. 또한, 차량 도어와 같이 협소한 공간 상에 유압식 액츄에이터를 이용한 도어 오픈 메카니즘을 구성하는 것은 거의 불가능하며, 만약 구성한다고 하더라도 매우 고가인 문제가 있다.

그리고, 도어 닫힘시 사람 등 장애물의 끼임 감지를 위해 각도센서, 전류센서, 퓨즈, 안티핀치 등 너무 많은 센서가 적용되어 비용이 과다하게 발생되며, 시스템이 복잡해져 시스템의 품질 확보가 어려운 문제가 있다.

또한, 원하는 각도로(부분적으로) 도어를 오픈하고자 할 시, 장애물을 감지하여 도어 열림을 저지하는 로직이 미적용되어 있기 때문에 도어 열림시 장애물이 도어에 접촉하게 되는 문제점이 있다.

또한, 주행 중 리모컨 조작에 의해 언제든지 혹은 의도치 않게 도어가 오픈될 수 있음으로 인해 탑승객의 안전성이 저하되는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 리모트 컨트롤러의 버튼 조작을 통해 도어를 자동 개폐할 시, 장애물이 존재(접촉 혹은 끼임)하면 도어 개폐를 중지하고, 차량의 주행속도를 판단하여 주행 중 도어 열림을 방지하여, 도어 자동 개폐의 안정성을 극대화할 수 있는 자동차용 도어 개폐 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 사용자가 선택한 도어 개폐 모드 정보를 컨트롤러(100)에 전송하는 리모트 컨트롤러(110); 일정 영역 내에 있는 장애물의 존재 여부를 감지하여 장애물 감지여부 정보를 컨트롤러(100)에 제공하는 장애물 감지센서(130); 도어의 개폐 동작을 수행되게 하는 전기식 액츄에이터(140); 장애물이 일정 영역 내에 존재하지 않는 경우, 선택된 도어 개폐 모드로 도어를 개폐할 수 있도록 상기 전기식 액츄에이터(140)의 작동을 제어하는 컨트롤러(100);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 사용자가 선택한 도어 개폐 모드가 전송되면, 차량의 주행속도를 판단하는 단계; 차량의 주행속도가 '0'인 경우, 일정 영역 내에 장애물의 존재여부를 판단하는 단계; 일정 영역 내에 장애물이 존재하지 않는 경우, 사용자 가 선택한 도어 개폐 모드를 수행하는 단계; 상기 도어 개폐 모드의 수행이 완료되었는지 판단하고, 도어의 개폐가 완료되지 않은 경우, 차체와 도어 사이에 장애물의 존재여부를 판단하는 단계; 차체와 도어 사이에 장애물이 존재하지 않는 경우, 도어 개폐 동작을 계속 수행하고, 차체와 도어 사이에 장애물이 존재하는 경우 도어 개폐 동작을 중지하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 방법도 제공한다.

본 발명에 따른 자동차용 자동 도어 개폐 시스템은 도어의 개폐 동작을 구동하기 위한 기존의 유압식 액츄에이터(Hydraulic Actuator) 대신 전기식 액츄에이터를 이용함으로써 시스템 구현을 위한 비용 절감이 가능하고, 도어의 작동음 및 내구 등에서 높은 수준의 품질을 확보할 수 있다.

또한, 기존 자동 도어 개폐시 장애물 접촉에 의한 작동 멈춤을 위해 구성된 각도 센서 및 전류 감지 센서 등을 삭제하여 원가를 대폭 절감하고 시스템을 간소화시켜 시스템의 작동 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 홀 센서를 이용하여 사용자가 원하는 도어 열림 위치(Open Position) 정보를 사전에 저장 가능하게 함으로써, 리모컨 조작을 통해 원하는 위치까지 도어를 자동 개폐시킬 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 속도계의 차량 주행 속도 정보를 이용하여 주행 중 리모컨 조작에 의한 도어 열림을 근원적으로 방지하여 도어 열림 조작이 불가능하 게 함으로써 시스템의 안전성을 극대화할 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

본 발명은 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템에 관한 것으로, 장애물이 있거나 주행 중일 시 도어 개폐를 방지하여 도어의 자동 개폐를 안정적으로 구현할 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템을 개념적으로 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은 사용자가 리모트 컨트롤러(이하 리모컨이라 함)(110)에서 원하는 도어 개폐 모드의 구동을 위한 버튼을 누르게 되면 리모컨(110)에서 송출되는 신호(정보)가 차량 내에 설치되어 있는 컨트롤러(100)에 전송되고, 이 컨트롤러(100)는 리모컨(110)으로부터 받은 신호의 정보에 따라 전기식 액츄에이터(140)를 작동하게 하여 도어를 자동 개폐하 게 된다.

사용자는 상기 리모컨(110)에 구성되어 있는 총 세 가지 도어 개폐 모드를 선택할 수 있는데, 그 중 제1모드는 도어 열림 모드이고, 제2모드는 도어 닫힘 모드, 제3모드는 도어 부분 열림 모드이다.

도어 열림 모드의 경우 차량 도어가 오픈 가능한 각도까지 완전히(fully) 열리게 되고, 도어 부분 열림 모드는 차량 도어가 일정 각도까지 부분적으로 열리게 되며, 도어 닫힘 모드는 열려 있는 도어가 완전히 닫히게 된다.

상기 도어 부분 열림 모드에서 도어의 열림 각도는 도어 열림 각도 저장을 통해 컨트롤러(100)에 설정된 각도로 수행된다.

즉, 도어 부분 열림 모드의 경우 사용자가 원하는 도어 열림 위치(Open Position) 정보를 사전에 저장하고, 리모컨(110)의 조작으로 원하는 위치까지 도어를 오픈시킬 수 있도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은 사용자의 도어 개폐 모드 선택에 따라 그 선택 정보를 컨트롤러(100)에 전송하는 리모컨(110)과, 차량 도어의 개폐를 위한 파워를 제공하고 컨트롤러(100)에서 전달되는 정보(명령)에 따라 도어를 개폐되게 하는 전기식 액츄에이터(Electrical Actuator)(140)와, 차량의 주행 속도를 측정하여 컨트롤러(100)에 차량의 주행속도정보를 제공하는 속도계(120)와, 일정 영역 내부에 있는 장애물을 감지하여 장애물 감지여부 정보를 컨트롤러(100)에 송신하는 장애물 감지센서(예를 들어 초음파 센서 혹은 광학 센서)(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 전기식 액츄에이터(140)에는 도어의 열림 각도를 감지하고 감지한 도어 열림 각도 정보를 컨트롤러(100)에 전송하는 홀 센서(Hall Sensor)가 구비되며, 이 홀 센서를 통해 리모컨(110)의 도어 열림 각도 저장 및 제3모드의 실행이 가능하게 된다.

구체적으로 설명하면, 상기 홀 센서가 전기식 액츄에이터(140)가 동작하기 전에 감지한 도어 열림 각도 정보를 통해 도어의 열림 위치를 설정하여 컨트롤러(100)에 저장하고, 제3모드의 실행을 통해 도어 부분 열림을 수행할 수 있다.

여기서, 도어 열림 위치는 예를 들어 다음과 같이 설정할 수 있다.

먼저, 사용자가 설정하고자 하는 위치(각도)로 도어를 오픈시키고 홀 센서를 통해 도어 열림 각도 정보를 컨트롤러(100)에 전송한 다음, 리모컨(110)의 도어 열림 각도 저장 버튼을 눌러 제3모드에서의 도어 열림 위치를 설정할 수 있다.

또한, 본 발명은 전기식 액츄에이터(140)의 작동시(특히 전기모터의 회전시) 상기 홀 센서에 의해 발생되는 파형(신호)을 컨트롤러(100)가 전송받아 인지함으로써, 도어의 개폐 작동시 차체와 도어 사이 영역에 장애물의 끼임여부를 인지할 수 있고, 상기 컨트롤러(100)가 장애물의 끼임을 판단시 전기식 액츄에이터(140)의 작동을 중지시켜 도어의 작동을 멈추게 한다.

즉, 전기모터의 회전시 발생하는 펄스를 감지하여 모터의 회전 방향과 속도를 측정하고 모터의 속도 변화율과 회전 유무를 이용하여 장애물 끼임을 판단할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 도어의 개폐 중에도 장애물이 감지되면 도어 개폐를 멈추도록 할 수 있다.

그리고, 상기 컨트롤러(100)는 도어 부분 열림 모드(제3모드) 실행으로 도어를 오픈시키는 경우에도 상기 홀 센서를 통해 차체와 도어 사이 영역에 장애물이 감지될 경우 도어의 자동 개폐를 정지시킨다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템의 작동 논리를 보여주는 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템은 상기 제1모드, 제2모드, 제3모드 중 사용자의 선택된 명령이 컨트롤러(100)에 송신되면, 먼저 속도계(120)에서 전송받은 주행속도정보를 통해 차속을 판단한다.

차속이 '0'이 아닌 경우 컨트롤러(100)는 리모컨에 의한 명령을 불능 처리하여 도어 개폐를 수행시키지 않는다.

차속이 '0'인 경우 컨트롤러(100)는 장애물의 존재여부를 인지하기 위하여 장애물 감지센서(초음파 센서 혹은 광학 센서)(130)에서 장애물 감지여부 정보를 수신한다.

장애물 존재시 도어 개폐 명령을 불능 처리하여 도어의 개폐 실행을 멈추고, 장애물이 존재하지 않는 경우 사용자가 선택한 모드를 판단한다.

사용자의 선택 모드가 제1모드 혹은 제2모드로 판단되는 경우 전기식 액츄에이터(140)를 통해 도어의 개폐를 수행하고, 제3모드로 판단되는 경우도 전기식 액츄에이터(140)를 이용하여 도어의 부분 열림을 수행한다.

여기서, 제1모드 혹은 제2모드의 경우, 상기 전기식 액츄에이터(140)의 작동 이 완료되면 컨트롤러(100)는 도어의 개폐가 완전하게 수행되었는지 판단하여, 도어의 개폐가 완전하게 수행되었으면 도어 개폐 명령(제1모드 혹은 제2모드 수행 명령)을 불능 처리하여 차량 도어의 개폐를 완료하고, 도어의 개폐가 완전히 수행되지 않았으면 홀 센서를 통해 장애물의 존재를 다시 감지한다. 즉, 도어의 개폐 명령이 실행되어 개폐가 진행 중일 때에도 컨트롤러(100)는 지속적으로 장애물의 끼임여부를 판단한다.

제3모드의 경우, 도어 개폐를 위한 전기식 액츄에이터(140)의 동작이 완료되면, 컨트롤러(100)는 사전에 도어 열림 각도 저장을 통해 설정해 둔 도어 열림 각도(도어 열림 위치)로 도어의 오픈이 완전히 수행되었는지 판단하여, 도어의 개폐가 완전히 수행되었으면 도어 오픈 명령(제3모드 수행 명령)을 불능 처리하여 차량 도어의 오픈을 완료하고, 도어의 개폐가 완전히 수행되지 않았으면 홀 센서를 통해 장애물의 존재를 다시 감지한다.

즉, 제3모드 역시 도어의 개폐 명령이 실행되어 개폐가 진행 중일 때에도 컨트롤러는 지속적으로 장애물의 끼임여부를 판단하여 시스템의 안전성을 증대한다.

이와 같이 본 발명은 도어의 개폐 동작을 구동하기 위한 기존의 유압식 액츄에이터(Hydraulic Actuator) 대신 전기식 액츄에이터(140)를 이용함으로써 시스템 구현을 위한 비용 절감이 가능하고, 도어의 작동음 및 내구 등에서 높은 수준의 품질을 확보할 수 있게 된다.

특히, 기존 자동 도어 개폐 시스템에서 장애물 접촉(contact)에 의한 작동 멈춤을 위해 사용되던 각도 센서(Angle Sensor), 전류 감지 센서(Current Sensor) 등을 대신하여 전기식 액츄에이터(140)에 내장한 홀 센서를 이용함으로써 원가를 대폭 절감할 수 있고, 이로 인해 시스템의 구성이 간소화되어 시스템의 작동 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 홀 센서를 이용하여 사용자가 원하는 도어 열림 위치를 도어 개폐를 수행하기 전에 저장 가능하게 함으로써, 리모컨(110) 조작을 통해 원하는 위치까지 부분적으로 도어를 자동 개폐시킬 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 속도계(120)를 통해 차량의 속도정보를 컨트롤러(100)에 송신하여 컨트롤러(100)가 차량의 주행속도를 인지하도록 함으로써, 주행 중 리모컨(110) 조작에 의한 도어 열림을 근원적으로 방지하여 도어 열림 조작이 불가능하게 하며, 이를 통해 시스템의 안전성을 극대화할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템을 개념적으로 나타낸 개략도

도 2는 본 발명에 따른 도어 개폐 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도

도 5는 기존 도어 자동 개폐 시스템이 구성된 차량을 도시한 평면도

도 6은 기존 도어 자동 개폐 시스템의 구성을 도시한 개략도

도 7은 기존 도어 자동 개폐 시스템에 따른 차량 도어의 개폐 과정을 논리적으로 보여주는 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 컨트롤러

110 : 리모트 컨트롤러(혹은 리모컨)

120 : 속도계

130 : 장애물 감지센서

140 : 전기식 액츄에이터

Claims

사용자가 선택한 도어 개폐 모드 정보를 컨트롤러(100)에 전송하는 리모트 컨트롤러(110);

일정 영역 내에 있는 장애물의 존재 여부를 감지하여 장애물 감지여부 정보를 컨트롤러(100)에 제공하는 장애물 감지센서(130);

도어의 개폐 동작을 수행되게 하는 전기식 액츄에이터(140);

장애물이 일정 영역 내에 존재하지 않는 경우, 선택된 도어 개폐 모드로 도어를 개폐할 수 있도록 상기 전기식 액츄에이터(140)의 작동을 제어하는 컨트롤러(100);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 리모트 컨트롤러(110)의 도어 개폐 모드는 도어를 완전히(FULLY) 오픈하는 도어 열림 모드와, 도어를 상기 컨트롤러에 미리 설정된 도어 열림 각도로 오픈하는 도어 부분 열림 모드 및 열린 도어를 완전히 닫는 도어 닫힘 모드로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 컨트롤러(100)는 전기식 액츄에이터(140)에 설치된 홀 센서에 의해 감지한 도어 열림 각도를 이용하여 도어 부분 열림 모드의 도어 열림 위치를 설정하고, 사용자가 도어 부분 열림 모드를 선택시 설정된 도어 열림 위치로 도어를 오픈 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

상기 전기식 액츄에이터(140)의 작동시 차체와 도어 사이 영역에 장애물 끼임을 판단할 수 있는 신호를 컨트롤러(100)에 제공하는 홀 센서가 상기 전기식 액츄에이터(140)에 설치되고,

상기 컨트롤러(100)는 도어의 개폐 동작이 완료될 때까지 상기 홀 센서를 통해 지속적으로 장애물의 존재여부를 판단하고, 장애물의 끼임이 판단되면 도어 개폐 동작을 멈추도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

상기 컨트롤러(100)에 차량의 주행속도정보를 제공하는 속도계(120)가 더 구성되어, 차속이 '0'인 경우에만 상기 전기식 액츄에이터(140)를 작동시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 시스템.
사용자가 선택한 도어 개폐 모드가 전송되면, 차량의 주행속도를 판단하는 단계;

차량의 주행속도가 '0'인 경우, 일정 영역 내에 장애물의 존재여부를 판단하는 단계;

일정 영역 내에 장애물이 존재하지 않는 경우, 사용자가 선택한 도어 개폐 모드를 수행하는 단계;

상기 도어 개폐 모드의 수행이 완료되었는지 판단하고, 도어의 개폐가 완료되지 않은 경우, 차체와 도어 사이에 장애물의 존재여부를 판단하는 단계;

차체와 도어 사이에 장애물이 존재하지 않는 경우, 도어 개폐 동작을 계속 수행하고, 차체와 도어 사이에 장애물이 존재하는 경우 도어 개폐 동작을 중지하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도어 개폐 방법.
청구항 6에 있어서,

상기 도어 개폐 모드는 도어를 완전히(FULLY) 오픈하는 도어 열림 모드와, 도어를 미리 설정된 도어 열림 각도로 오픈하는 도어 부분 열림 모드 및 열린 도어를 완전히 닫는 도어 닫힘 모드로 구분하는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동 도 어 개폐 방법.