KR20190006197A

KR20190006197A - 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법

Info

Publication number: KR20190006197A
Application number: KR1020190001933A
Authority: KR
Inventors: 고성로; 임연수; 하홍준; 박광진; 곽태승
Original assignee: (주)현보
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2019-01-17

Abstract

본 발명은 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법은 차량 도어 개폐 명령 신호를 입력받는 단계, 상기 차량 도어의 개방 각도를 실시간으로 측정하는 단계, 상기 차량 도어 개폐 명령 신호의 종류에 기초하여 상기 차량 도어의 제어 방향을 결정하는 단계 및 결정된 상기 제어 방향 및 미리 설정된 속도 레퍼런스에 기초하여 상기 차량 도어를 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 거동이 불편하여 혼자서 차량 도어의 개폐가 어려운 사용자가 차량 도어를 수동으로 개폐하는 수고로움을 덜 수 있도록 차량 도어를 전자동으로 개폐함으로써 사용자의 편의와 안전을 도모할 수 있고, 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어 회동 영역에 장애물이 있는 경우 차량 도어와 장애물의 충돌을 방지하기 위하여 센서를 이용해서 차량 도어 주변의 장애물을 감지하고 차량 도어의 개폐를 제어함으로써 안전하게 차량 도어의 개폐가 이루어질 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법{CONTROL METHOD OF AUTOMATIC OPENING/CLOSING APPARATUS OF VEHICLE DOOR}

본 발명은 차량 도어 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 도어를 자동으로 개폐할 수 있을 뿐만 아니라 차량 도어 주변의 장애물을 감지하여 안전하게 차량 도어를 개폐하기 위한 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

차량 도어는 차량 주행 시에 닫힘 상태를 유지하고 사용자의 승하차 또는 물건의 상하차 시에 열림 상태를 안정적으로 유지하여야 한다. 기존의 차량 도어는 트림 내부에 기계식 구조의 도어 체커(door checker) 장치를 설치하여 차량 도어가 일정한 경로를 따라 차체에 대하여 상대적으로 회동하며 개폐되되, 상기 개폐 경로의 일정지점에서 멈춤 상태를 유지하도록 설계된다. 이러한 도어 체커 장치는 멈춤 지점에서 차량 도어가 멈춤 상태를 유지하게 할 수 있지만 멈춤 지점과 이웃한 멈춤 지점 사이에서는 멈춤 상태를 유지하기 어렵다. 따라서, 차량 주변에 벽이나 다른 차량 등 장애물이 있는 제한된 공간에서 차량 도어를 열 때 차량 도어가 원하는 지점에서 멈추지 않고 움직이게 됨으로써 차량 도어 개폐 시에 차량 도어가 주변 장애물과 충돌할 염려가 있다.

그리고 차량 도어를 비교적 적은 힘으로 부드럽게 개폐할 수 있는 장치의 개발 및 거동이 불편하여 혼자서 차량 도어의 개폐가 어려운 사용자가 타인의 도움이 없이 차량 도어를 스스로 개폐할 수 있도록 자동으로 차량 도어를 개폐할 수 있는 장치의 개발이 이루어지고 있다.

기술이 발전함에 따라 차량 도어는 안정적으로 닫힘 상태를 유지하거나 열림 상태를 유지하는 기본적인 기능을 넘어 주변 환경을 감지함으로써 안전하고 편리하게 차량 도어를 개폐할 수 있는 기능이 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 거동이 불편하여 혼자서 차량 도어의 개폐가 어려운 사용자가 차량 도어를 수동으로 개폐하는 수고로움을 덜 수 있도록 차량 도어를 전자동으로 개폐함으로써 사용자의 편의와 안전을 도모할 수 있는 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법을 제공하려는 것이다.

또한, 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어 회동 영역에 장애물이 있는 경우 차량 도어와 장애물의 충돌을 방지하기 위하여 센서를 이용해서 차량 도어 주변의 장애물을 감지하고 차량 도어의 개폐를 제어함으로써 안전하게 차량 도어의 개폐가 이루어질 수 있도록 하는 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법 을 제공하려는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 차량 도어 개폐 명령 신호를 입력받는 단계, 상기 차량 도어의 개방 각도를 실시간으로 측정하는 단계, 상기 차량 도어 개폐 명령 신호의 종류에 기초하여 상기 차량 도어의 제어 방향을 결정하는 단계 및 결정된 상기 제어 방향 및 미리 설정된 속도 레퍼런스에 기초하여 상기 차량 도어를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 의하면, 거동이 불편하여 혼자서 차량 도어의 개폐가 어려운 사용자가 차량 도어를 수동으로 개폐하는 수고로움을 덜 수 있도록 차량 도어를 전자동으로 개폐함으로써 사용자의 편의와 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어 회동 영역에 장애물이 있는 경우 차량 도어와 장애물의 충돌을 방지하기 위하여 센서를 이용해서 차량 도어 주변의 장애물을 감지하고 차량 도어의 개폐를 제어함으로써 안전하게 차량 도어의 개폐가 이루어질 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 자동 개폐 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 차량 도어의 위치와 개폐속도를 감지하는 엔코더의 예를 나타낸 것이다.
도 4는 장애물이 존재하지 않을 때 차량 도어의 개방 가능 각도의 예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어의 열림 속도 프로파일을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어의 닫힘 속도 프로파일을 나타낸 것이다.
도 7은 거리 감지 센서를 통한 장애물과 차량 도어 간의 거리 측정의 예를 나타낸 것이다.
도 8은 차량 도어의 최대 개방 각도의 예를 나타낸 것이다.
도 9는 장애물이 존재할 때 제어부가 산출한 차량 도어의 최대 개방 각도를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 변형된 속도 레퍼런스를 나타낸 것이다.
도 11은 차량 도어가 장애물과 충돌하거나 차량 도어와 차체 사이에 장애물이 끼는 사고가 발생했을 경우의 예를 나타낸 것이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 자동 개폐 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 자동 개폐 장치는 구동부(30), 제어부(90), 센서부(10), 래치부(80) 및 경보부(100)를 포함한다.

구동부(30)는 차체에 대하여 차량 도어를 상대적으로 회동시킬 수 있도록 동력을 발생시키고, 발생된 동력을 차량 도어에 전달한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 예를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(30)는 동력을 발생시키는 모터(33), 상기 모터(33)의 회전축과 연동되어 회전하는 웜(35), 상기 웜(35)과 치합되어 회전하는 웜기어(37), 상기 웜기어(37)와 동일한 중심축으로 회전하는 피니언기어(39) 및 상기 피니언기어(39)와 치합되어 직선 이동하고 일단이 차체 측에 힌지 결합하는 랙기어(41)를 포함할 수 있다.

차량 도어는 차체에 힌지 결합되어 일정한 경로를 따라 차체에 대하여 상대적으로 회동하며 개폐되는데, 차량 도어는 내부에 설치된 구동부(30)에서 발생시킨 동력을 전달받아 자동으로 개폐될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 모터(33)의 회전축과 연동되는 웜(35)과 원주면을 따라 톱니가 형성된 웜기어(37)는 상호간에 직각이되 교차하지 않는 축으로 웜기어(37)의 톱니와 웜(35)의 나사산이 치합될 수 있도록 배치된다. 웜(35)과 연동되어 웜기어(37)가 회전함으로써 모터(33)에서 발생하는 동력이 큰 감속비의 회전으로 웜기어(37)에 전달될 수 있다.

피니언기어(39)의 회전은 랙기어(41)의 직선 이동으로 전환된다. 랙기어(41)는 길이방향을 따라 일면에 형성된 다수의 톱니가 피니언기어(39)의 원주면에 형성된 톱니와 치합됨으로써 피니언기어(39)의 회전에 연동되어 직선 이동 하게 된다. 랙기어(41)의 선단은 차체 측에 부착되는 경첩부재와 힌지 결합되고, 차량 도어는 랙기어(41)의 직선 이동에 의해 차체와 결합된 힌지를 회전축으로 하여 차체에 대해 상대적으로 회동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 구동부(30)는 차량 도어의 개방 각도 및 개폐 속도를 측정하는 엔코더를 포함할 수 있다.

예를 들어, 엔코더는 일단이 차량과 힌지로 연결된 랙기어의 직선 운동의 변위와 속도를 측정함으로써 차량 도어의 개방 각도 및 개폐 속도를 측정할 수 있다.

도 3은 차량 도어의 위치와 개폐속도를 감지하는 엔코더의 예를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 구동부(30)는 차량 개폐 방향이나 개폐 속도를 감지할 수 있는 엔코더(70)를 더 포함한다.

전술한 것과 같이, 차량 도어는 랙기어(41)의 직선 이동에 따라 힌지 결합부위를 축으로 차체에 대하여 상대적으로 회동할 수 있으며, 이때 엔코더(70)는 랙기어의 위치 변위 및 속도를 기초로 차량 도어의 개폐 속도를 측정할 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 것과 같이 엔코더(70)는 랙기어(41)의 직선 이동과 연동되어 회전하는 엔코더기어를 포함하는데, 차량 도어의 개폐 여부나 속도에 따라 랙기어(41)의 직선 이동 방향이나 속도가 변하게 되고 이에 따라 엔코더기어의 회전방향이나 속도 또한 변하게 된다. 그러므로 엔코더기어의 회전방향이나 속도를 측정하게 되면 차량 도어의 개폐 여부나 개폐 속도를 감지할 수 있다.

참고로, 본 발명에서 차량 도어의 개폐 속도는 차량 도어의 각속도를 의미한다. 차량 도어의 각속도란, 차량 도어가 회전축을 기준으로 차체와 이루는 각도의 단위 시간당 변화량을 의미한다.

다시 도 1을 참조하면, 제어부(90)는 다른 차량 장치로부터 수신된 신호를 연산하여 차량 도어 개폐에 관한 전반적인 제어신호를 송출함으로써 차량 도어의 개폐 및 잠금과 잠금 해제 등을 제어한다.

본 발명의 일 실시예에서, 다른 차량 장치로부터 수신된 신호는 차량 도어 열림 신호 및 차량 도어 닫힘 신호를 포함할 수 있으며 이러한 차량 도어 열림 신호 및 차량 도어 닫힘 신호는 리모컨, 차량의 내부 및 외부에 설치된 도어 스위치 중 어느 하나를 통해 입력될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 사용자가 입력한 차량 도어 개폐 명령 신호의 종류에 기초하여 차량 도어의 제어 방향을 결정할 수 있다. 제어부(90)는 결정된 상기 제어 방향 및 미리 설정된 속도 레퍼런스를 기초로 상기 차량 도어의 회동을 제어할 수 있다. 이때 제어부(90)는 차량 도어를 제어하기 위해 차량 도어 제어 신호를 구동부(30)에 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 미리 설정된 속도 레퍼런스는 열림 속도 프로파일 및 닫힘 속도 프로파일을 포함할 수 있다. 이때 열림 속도 프로파일 및 닫힘 속도 프로파일은 각각 차량 도어의 개방 각도에 따른 개폐 속도에 대한 정보를 포함한다. 미리 설정된 속도 레퍼런스에 포함된 열림 속도 프로파일 및 닫힘 속도 프로파일의 예는 도면을 통해 후술한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 사용자로부터 차량 도어 개폐 명령 신호가 입력되면 구동부(30)가 측정한 차량 도어의 개방 각도를 기초로 차량 도어의 회동 여부를 판단할 수 있다. 만약 차량 도어가 회동 중인 것으로 판단될 경우, 제어부(90)는 차량 도어를 정지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 구동부(30)가 측정한 구동 전류의 크기가 미리 설정된 기준 전류 크기를 초과하면 차량 도어를 정지시킨 후, 차량 도어가 기존 회동 방향과 반대 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회동되도록 제어할 수 있다.

센서부(10)는 차량 도어에 근접하는 사용자의 터치를 감지하거나 차량 도어 주변의 장애물을 감지할 수 있다. 이때 센서부(10)는 차량 도어 주변의 장애물 차량 도어 간의 거리를 측정할 수 있는 거리 감지 센서로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 측정된 차량 도어 주변의 장애물과 상기 차량 도어 간의 거리를 기초로 차량 도어가 차량 도어 주변의 장애물과 충돌하지 않는 최대 개방 각도를 계산할 수 있다. 이때 제어부(90)는 계산된 최대 개방 각도에 기초하여 미리 설정된 속도 레퍼런스를 변형하고, 변형된 속도 레퍼런스에 기초하여 차량 도어를 제어할 수 있다.

래치부(80)는 차량 도어를 잠그거나 차량 도어의 잠금을 해제할 수 있다. 이때 차량 도어의 잠금은 래치에 의해 차량 도어가 차체와 결속된 상태를 의미한다.

본 발명의 일 실시예에서, 래치부(80)는 차량 도어의 잠김 여부를 판단할 수 있다. 사용자로부터 차량 도어 개폐 명령 신호가 입력되면, 제어부(90)는 래치부(80)가 차량 도어가 잠겨있는 것으로 판단한 경우, 차량 도어의 잠금을 해제할 수 있다.

이하에서는 도 4 내지 도 11을 통해 본 발명의 차량 도어 자동 개폐 장치가 미리 설정된 속도 레퍼런스에 포함된 열림 속도 프로파일 및 닫힘 속도 프로파일에 따라 차량 도어를 제어하는 실시예를 설명한다.

도 4는 장애물이 존재하지 않을 때 차량 도어의 개방 가능 각도의 예를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 차량 도어의 개폐 범위 내에 장애물이 없을 경우, 차량 도어(22)는 차체(21)에 대해 최대 θ1의 각도까지 개방될 수 있다. 이때 차량 도어가 개방될 수 있는 최대 각도의 특성은 차종, 차량 도어의 구조 및 차체와 결합된 구조의 특성 등에 기초한다.

다시 도 4를 참조하면, 차량 도어가 θ1의 각도로 개방된 경우(Full Open)에 차량 도어 말단의 중심선이 위치하는 최대 개방 지점(23) 및 차량 도어가 완전히 닫힌 경우(Full Close)에 차량 도어 말단의 중심선이 위치하는 잠금 가능 지점(24)이 점선으로 표시되어 있다.

도 4에 도시된 제0 열림 지점(OE0), 제1 열림 지점(OE1), 제2 열림 지점(OE2) 및 제3 열림 지점(OE3)은 후술할 열림 속도 프로파일의 구분된 구간을 설명하기 위해 도시된 것으로, 각 지점은 차량 도어가 열리는 과정에서 차량 도어의 개폐 속도의 특성이 변하는 지점에 해당한다. 자세한 내용은 도 5를 통해서 후술한다.

도 4에 도시된 제0 닫힘 지점(CE0), 제1 닫힘 지점(CE1) 및 제2 닫힘 지점(CE2) 또한 후술할 닫힘 속도 프로파일의 구분된 구간을 설명하기 위해 도시된 것으로, 각 지점은 차량 도어가 닫히는 과정에서 차량 도어의 개폐 속도의 특성이 변하는 지점에 해당한다. 자세한 내용은 도 6을 통해서 후술한다.

본 발명의 일 실시예에서, 도 4에 도시된 제0 열림 지점(OE0), 제2 닫힘 지점(CE2) 및 잠금 가능 지점(24)은 서로 동일한 지점일 수 있다. 마찬가지로, 제0 닫힘 지점(CE0), 제3 열림 지점(OE3) 및 최대 개방 지점(23)은 서로 동일한 지점일 수 있다. 각 지점이 서로 구별되어 도시된 것은 차량 도어 개폐 단계의 설명을 위한 것이며, 각 지점의 위치는 차종, 차량 도어의 구조 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어의 열림 속도 프로파일을 나타낸 것이다.

도 5을 참조하면, 차량 도어의 열림 속도 프로파일은 열림 속도 가속 구간(L1), 열림 속도 등속 구간(L2), 열림 속도 감속 구간(L3) 및 열림 완료 구간(L4)에 대한 속도 프로파일을 포함한다.

전술한 것과 같이, 제0 열림 지점(OE0), 제1 열림 지점(OE1), 제2 열림 지점(OE2) 및 제3 열림 지점(OE3)은 각각 열림 속도 프로파일의 구분된 구간의 설명의 편의를 위해 도시된 것으로, 실제 열림 속도 프로파일은 차량 도어의 개방각에 대응되는 개폐 속도에 관한 데이터를 포함할 수 있다.

열림 속도 가속 구간(L1)에서, 차량 도어는 제0 열림 지점(OE0)에서 열림 방향으로 회동을 시작하며, 이때 차량 도어의 개폐 속도는 시간 t1 동안 제1 열림 개폐 속도(OV1)까지 가속될 수 있다.

전술한 것처럼, 본 발명의 일 실시예에서 래치부(80)는 차량 도어의 닫힘 여부를 판단할 수 있으며, 래치부(80)가 차량 도어가 닫혀있는 것으로 판단한 경우, 제어부(90)는 사용자로부터 차량 도어 개폐 명령 신호가 입력되면 차량 도어의 제어를 시작하기에 앞서 차량 도어의 잠금을 해제할 수 있다. 이후 잠금이 해제된 차량 도어는 제어부(90)에 의해 열림 방향으로 회동을 시작할 수 있다.

열림 속도 등속 구간(L2)에서 차량 도어의 개폐 속도는 시간 t2 동안 제1 열림 개폐 속도(OV1)로 유지될 수 있다. 따라서 차량 도어는 열림 속도 등속 구간(L2)에서 일정한 속도로 열림 방향으로 회동할 수 있다.

열림 속도 감속 구간(L3)에서 차량 도어의 개폐 속도는 시간 t3 동안 제0 열림 개폐 속도(OV0)까지 감속될 수 있다. 즉, 열림 속도 감속 구간(L3)에서 차량 도어는 열림 방향으로 계속 회동함과 동시에 서서히 개폐 속도가 감소하게 된다.

열림 완료 구간(L4)에서, 차량 도어의 개폐 속도는 t4의 시간 동안 차량 도어가 정지할 때까지 감속될 수 있다. 이때 차량 도어의 개폐 속도가 0의 값을 가지는 위치는 제3 열림 지점(OE3)이다. 다시 도 4를 참조하면, 제3 열림 지점(OE3)은 최대 개방 지점(23)과 구별된다. 즉, 차량 도어는 열림 완료 구간(L4)을 지나는 동안 제3 열림 지점(OE3)에서 정지되도록 개폐 속도가 감속되며, 제3 열림 지점(OE3)에서 정지된 차량 도어는 사용자에 의해 수동으로 최대 개방 지점(23)까지 더 개방될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어의 닫힘 속도 프로파일을 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 차량 도어의 닫힘 속도 프로파일은 닫힘 속도 가속 구간(L5), 닫힘 속도 등속 구간(L6), 닫힘 속도 감속 구간(L7)에 대한 속도 프로파일을 포함한다.

전술한 것과 같이, 제0 닫힘 지점(CE0), 제1 닫힘 지점(CE1) 및 제2 닫힘 지점(CE2)은 각각 닫힘 속도 프로파일의 구분된 구간의 설명의 편의를 위해 도시된 것으로, 실제 닫힘 속도 프로파일은 차량 도어의 개방각에 대응되는 개폐 속도에 관한 데이터를 포함할 수 있다.

닫힘 속도 가속 구간(L5)에서, 차량 도어의 개폐 속도는 t5의 시간 동안 제1 닫힘 개폐 속도(OV1)까지 가속된다.

닫힘 속도 등속 구간(L6)에서, 차량 도어의 개폐 속도는 t6의 시간 동안 제1 닫힘 개폐 속도(OV1)로 유지된다. 따라서 차량 도어는 닫힘 속도 등속 구간(L6)에서 일정한 속도로 닫힘 방향으로 회동할 수 있다.

닫힘 속도 감속 구간(L7)에서, 차량 도어의 개폐 속도는 t7의 시간 동안 제0 닫힘 개폐 속도(OV0)까지 감속된다. 즉, 닫힘 속도 감속 구간(L7)에서 차량 도어는 닫힘 방향으로 계속 회동함과 동시에 서서히 개폐 속도가 감소하게 된다.

전술한 것처럼, 본 발명의 일 실시예에서 래치부(80)는 차량 도어의 닫힘 여부를 판단할 수 있다. 래치부(80)가 차량 도어가 열려있는 것으로 판단한 경우, 제어부(90)는 닫힘 속도 감속 구간(L7)이 끝나는 제2 닫힘 지점(CE2)에서 회동을 마친 차량 도어를 잠글 수 있다.

전술한 것과 같이, 사용자는 도어 개폐 명령 신호를 입력함으로써 차량 도어를 자동으로 열거나 닫을 수 있다. 따라서 거동이 불편하여 혼자서 차량 도어의 개폐가 어려운 사용자는 본 발명의 차량 도어 자동 개폐 장치를 통해 차량 도어를 전자동으로 개폐할 수 있으므로, 차량 도어를 수동으로 개폐하는 수고로움을 덜 수 있다.

또한, 전술한 도 5 및 도 6의 속도 프로파일을 참조하면, 각 열림 속도 프로파일 및 닫힘 속도 프로파일은 모두 완만한 곡선의 형태로 연결되도록 도시되어 있다. 즉, 각 속도 프로파일에 따라 차량 도어가 회동될 경우, 차량 도어는 자연스러운 개폐 속도 변화에 따라 회동될 수 있다. 따라서 본 발명의 차량 도어 자동 개폐 장치를 사용하면, 차량 사용자에게 고급스러운 차량 도어 작동감을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

도 7은 거리 감지 센서를 통한 장애물과 차량 도어 간의 거리 측정의 예를 나타낸 것이다.

도 7에는 차량의 측면에 장애물이 존재하는 모습을 차량 상부에서 바라본 모습이 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 거리 감지 센서는 차량의 일측에 설치될 수 있다. 도 7에 도시되진 않았으나, 거리 감지 센서는 차체(21)의 일측 또는 차량 도어(22)에 설치될 수 있으며, 이때 설치되는 거리 감지 센서의 개수는 차체(21) 또는 차량 도어(22)의 규격에 따라 변할 수 있다.

다시 도 7을 참조하면, 장애물(5)과 차량 도어(22) 사이의 거리는 S1이며 제어부(90)는 측정된 장애물(5)과 차량 도어(22) 간의 거리 S1을 기초로 장애물(5)과 차량 도어(22)가 충돌하지 않는 최대 개방 각도를 계산할 수 있다.

도 8은 차량 도어의 최대 개방 각도의 예를 나타낸 것이다.

도 8에는 차량 도어가 차량의 측면에 존재하는 장애물(5)과 접촉된 모습이 도시되어 있다. 차량 측면에 존재하는 장애물(5)과 차량 도어(22)가 서로 접촉할 경우, 차량 도어(22)는 제1 접촉 개방 각도(θ2)로 개방된다. 이때 차량 도어의 말단 중심이 위치하는 제1 접촉 지점(A1)이 점선으로 도시되어있다.

도 9는 장애물이 존재할 때 제어부가 산출한 차량 도어의 최대 개방 각도를 나타낸 것이다.

도 9을 참조하면, 차량 도어(22)가 도 9를 통해 전술한 차량 측면에 존재하는 장애물(5)과 서로 충돌하지 않고 열릴 수 있는 제1 최대 개방 각도(θ3)가 도시되어있다. 차량 도어(22)가 제1 최대 개방 각도(θ3)로 개방될 경우 장애물(5)과 차량 도어(22) 사이의 거리는 S2이다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 최대 개방 각도를 장애물(5)의 차량 도어 회동축(203)에 대한 상대적인 위치에 따라 다르게 설정할 수 있다.

예를 들어, 도 9에 도시된 제2 도어 영역(202)은 차량 도어(22)가 동일한 각도로 개방 되는 동안 제1 도어 영역(201)보다 더 긴 거리를 회동할 수 있다. 즉, 차량 도어(22)가 동일한 최대 개방 각도로 개방되도록 제어되더라도, 차량 도어(22)의 관성 및 힌지 등 차량 도어 연결 부위의 강도 특성에 의해 개방 각도의 오차가 발생할 수 있으며, 동일한 개방 각도 오차에 의해 제2 도어 영역(202)에서 제1 도어 영역(201)보다 더 큰 회동 거리 오차가 발생하게 된다.

따라서, 도 9에 도시된 장애물(5)이 현재 도시된 위치보다 차량 도어 회동축(203)에서 멀리 떨어진 곳에 위치할 경우, 제어부(90)가 최대 개방 각도를 현재 최대 개방 각도와 동일하게 설정하면 차량 도어(22)의 개방 각도 오차에 의해 차량 도어(22)가 장애물(5)과 충돌할 가능성이 높아질 수 있다. 따라서 제어부(90)는 도 9에 도시된 장애물(5)이 현재 도시된 위치보다 차량 도어 회동축(203)에서 더 멀리 떨어진 곳에 위치할 경우, 최대 개방 각도를 현재의 최대 개방 각도인 제1 최대 개방 각도(θ3)보다 작은 각도로 설정함으로써 차량 도어(22)와 장애물(5)의 충돌을 가능성을 낮출 수 있다.

전술한 것과 같이, 제어부(90)는 측정된 차량 도어 주변의 장애물과 상기 차량 도어 간의 거리를 기초로 차량 도어가 차량 도어 주변의 장애물과 충돌하지 않는 최대 개방 각도를 계산할 수 있다. 이때 제어부(90)는 계산된 최대 개방 각도에 기초하여 미리 설정된 속도 레퍼런스를 변형 할 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 장애물(5)이 차량 측면에 존재할 경우 제어부(90)는 거리 감지 센서가 측정한 장애물(5)과 차량 도어(22)간의 거리를 기초로 최대 개방 각도를 계산한다. 이때 제어부(90)가 계산한 최대 개방 각도는 제1 최대 개방 각도(θ3)이며, 제어부(90)는 제1 최대 개방 각도(θ3)를 기초로 미리 설정된 속도 레퍼런스를 변형할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 변형된 속도 레퍼런스를 나타낸 것이다.

도 5, 도 9 및 도 10을 참조하면, 도 10에는 도 5를 통해 전술했던 차량 도어(22)의 열림 속도 프로파일, 즉 장애물이 존재하지 않을 경우의 열림 속도 프로파일과 함께, 도 9를 통해 전술한 장애물(5)이 존재할 경우 제어부(90)에 의해 변형된 차량 도어(22)의 열림 속도 프로파일이 점선으로 도시되어 있다. 도 10에서 화살표가 가리키는 지점은 도 8및 도 9에 도시된 것과 같이, 차량 도어(22)가 장애물(5)과 접촉될 경우 차량 도어(22)의 말단 중심이 위치할 수 있는 지점인 제1 접촉 지점(A1)을 의미한다.

다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 차량 도어(22)의 변형된 열림 속도 프로파일은 변형 열림 속도 가속 구간(TL1), 변형 열림 속도 감속 구간(TL3) 및 변형 열림 완료 구간(TL4)에 대한 속도 프로파일을 포함한다.

이때 차량 도어(22)의 변형된 열림 속도 프로파일을 도 5를 통해 전술했던 장애물이 존재하지 않을 경우의 열림 속도 프로파일과 비교하면, 변형 열림 속도 가속 구간(TL1)에서 차량 도어(22)의 개폐 속도는 열림 속도 가속 구간(L1)의 t1 과 동일한 t8의 시간 동안 열림 개폐 속도(OV1)까지 가속된다.

반면, 변형 열림 속도 감속 구간(TL3)에서 차량 도어(22)의 개폐 속도는 열림 속도 감속 구간(L3)에서 차량 도어(22)의 개폐 속도가 감속되는 시간인 t3보다 짧은 t9의 시간 동안 제0 열림 개폐 속도(OV0)까지 감속된다.

변형 열림 속도 가속 구간(TL1)과 유사하게, 변형 열림 완료 구간(TL4)에서 차량 도어(22)의 개폐 속도는 열림 완료 구간(L4)에서 차량 도어(22)의 개폐 속도가 감속되는 시간인 t4와 동일한 t9의 시간 동안 차량 도어(22)가 정지할 때까지 감속된다.

다시 도 10을 참조하면, 변형된 열림 속도 프로파일은 도 5를 통해 전술했던 장애물이 존재하지 않을 경우의 열림 속도 프로파일과 달리 열림 속도 등속 구간을 포함하지 않는다.

즉, 제어부(90)는 미리 설정된 속도 레퍼런스에 포함된 열림 속도 프로파일 또는 닫힘 속도 프로파일에 대해 각 구간을 제거하거나, 가속 또는 감속에 소요되는 시간의 단축을 통해 변형된 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 이때 제어부(90)는 차량 도어가 변형된 속도 프로파일에 따라 회동되도록 제어함으로써, 차량 도어가 장애물과 충돌하지 않고 개폐되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 거리 감지 센서는 도어의 폐쇄시에 동작됨은 물론, 도어의 개방시에도 지속적으로 동작하도록 구비될 수 있다. 즉 거리 감지 센서는 도어의 개방 과정에서 도어의 개방 범위 내에 존재하는 장애물을 지속적으로 감지하여 이에 관한 정보를 제어부(90)로 전달할 수 있다. 제어부(90)는 이와 같이 전달되는 정보를 이용하여 장애물과 도어 간의 거리에 관한 정보를 도어의 개방 과정에서 계속해서 연산, 획득하고, 이와 같이 획득된 장애물과 도어 간의 거리에 관한 정보를 구동부(30)의 엔코더에서 감지된 도어의 개방각에 관한 정보와 함께 이용함으로써, 차량 도어가 변형된 속도 프로파일에 따라 개폐되고 있는지 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.

즉, 본 발명의 차량 도어 자동 개폐 장치는 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어 회동 영역에 장애물이 있는 경우 차량 도어와 장애물의 충돌을 방지하기 위하여 센서를 이용해서 차량 도어 주변의 장애물을 감지하고 차량 도어의 개폐를 제어함으로써 안전하게 차량 도어의 개폐가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

전술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에서 제어부(90)는 구동부(30)가 실시간으로 측정한 구동 전류의 크기가 미리 설정된 기준 전류 크기를 초과하면 차량 도어를 정지시킨 후, 차량 도어가 기존 회동 방향과 반대 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회동되도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 차량 도어가 제어부(90)에 의해 회동 되던 중 차량 도어와 차체 사이에 장애물이 끼이거나 차량 도어에 외부 힘이 작용할 경우, 차량 도어에 동력을 전달하는 구동부(30)에 포함된 모터에 과전류가 흐를 수 있다. 구동부(30)는 모터에 인가되는 구동 전류의 크기를 측정하고, 측정된 구동 전류의 크기가 미리 설정된 기준 전류 크기를 초과하면 차량 도어의 회동에 문제가 발생한 것으로 판단하여 차량 도어를 정지시킬 수 있다. 이때 제어부(90)는 차량 도어와 차체 사이에 장애물이 끼는 사고가 발생했을 경우를 대비하여 장애물이 차량 도어와 차체 사이에서 빠질 수 있도록 기존 회동 방향과 반대 방향으로 미리 설정된 각도만큼 차량 도어를 회동시킬 수 있다.

도 11은 차량 도어가 장애물과 충돌하거나 차량 도어와 차체 사이에 장애물이 끼는 사고가 발생했을 경우의 예를 나타낸 것이다.

도 11을 참조하면, 차량 도어는 도 5를 통해 전술한 것과 마찬가지로 장애물이 없을 경우 열림 속도 프로파일에 따라 제0 열림 지점(OE0)부터 제1 열림 지점(OE1)까지 회동하는 동안 제1 열림 개폐 속도(OV1)까지 가속될 수 있다. 이후 제2 열림 지점(OE2)까지 등속으로 회동하던 차량 도어는, 제1 충돌 지점(CE1)에서 장애물과 충돌하거나 차체와의 사이에 장애물이 끼일 수 있다. 이때 구동부(30)에 포함된 모터에 걸리는 과부하로 인해, 구동부(30)가 실시간으로 측정하는 구동 전류의 크기는 미리 설정된 기준 전류의 크기를 초과할 수 있다.

다시 도 11을 참조하면, 제어부(90)는 구동부(30)가 실시간으로 측정한 구동 전류의 크기가 미리 설정된 기준 전류 크기를 초과한 것으로 판단될 경우, 차량 도어가 제2 충돌 지점(CE2)에서 완전히 정지되도록 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킬 수 있다. 이후 차량 도어가 제2 충돌 지점에서 완전히 정지되면, 제어부(90)는 미리 지정된 각도만큼 차량 도어가 반대 방향으로 회동되도록 제어함으로써 차량 도어를 제2 충돌 지점(CE2)에서 제3 충돌 지점(CE3)까지 회동시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 차량 도어 자동 개폐 장치는 차량 도어를 개폐하는 상황에서 사용자의 신체가 차량 도어와 차체 사이에 끼거나, 차량 도어의 회동 방향과 반대 방향으로 가해지는 외력이 존재하는 경우 차량 도어의 개폐를 정지하고 반대 방향으로 회동하도록 제어함으로써 안전하게 차량 도어의 개폐가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10: 센서부 30: 구동부
33: 모터 35: 웜
37: 웜기어 39: 피니언기어
41: 랙기어 70: 엔코더
80: 래치부 90: 제어부
100: 경보부

Claims

차량 도어 개폐 명령 신호를 입력받는 단계;
상기 차량 도어의 개방 각도를 실시간으로 측정하는 단계;
상기 차량 도어 개폐 명령 신호의 종류에 기초하여 상기 차량 도어의 제어 방향을 결정하는 단계; 및
결정된 상기 제어 방향 및 미리 설정된 속도 레퍼런스에 기초하여 상기 차량 도어를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 차량 도어를 제어하는 단계는
거리 감지 센서를 통해 장애물과 상기 차량 도어 사이의 거리를 측정하는 단계;
측정된 상기 장애물과 상기 차량 도어 사이의 거리를 기초로 상기 장애물과 상기 차량 도어가 충돌하지 않는 최대 개방 각도를 계산하는 단계;
계산된 최대 개방 각도에 기초하여 미리 설정된 속도 레퍼런스를 변형하는 단계; 및
상기 변형된 속도 레퍼런스에 기초하여 상기 차량 도어를 제어하는 단계를 포함하는 차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 차량 도어를 제어하는 단계는
제어부를 통해 발생시킨 차량 도어 제어 신호를 구동부에 전달하는 단계; 및
구동부가 발생시킨 동력을 통해 상기 차량 도어를 차체에 대하여 상대적으로 회동시키는 단계를 포함하는
차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 미리 설정된 속도 레퍼런스는
열림 속도 프로파일 및 닫힘 속도 프로파일을 포함하며, 상기 열림 속도 프로파일 및 상기 닫힘 속도 프로파일은 각각 상기 차량 도어의 개방각에 따른 상기 차량 도어의 개폐 속도에 대한 정보를 포함하는
차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서
측정된 상기 차량 도어의 개방 각도를 기초로 상기 차량 도어의 회동 여부를 판단하는 단계; 및
상기 차량 도어가 회동 중일 경우, 상기 차량 도어 개폐 명령 신호가 입력되면 상기 차량 도어를 정지시키는 단계를 더 포함하는
차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 차량 도어를 제어하는 단계는
상기 차량 도어의 잠김 여부를 판단하는 단계;
상기 차량 도어가 잠겨있을 경우, 상기 차량 도어의 잠금을 해제하는 단계를 포함하는
차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 차량 도어를 제어하는 단계는
구동부의 구동 전류의 크기를 실시간으로 측정하는 단계;
측정된 상기 구동 전류의 크기가 미리 설정된 기준 전류 크기를 초과하면 상기 차량 도어를 정지시킨 후, 상기 차량 도어가 상기 차량 도어의 기존 회동 방향과 반대 방향으로 미리 설정된 각도만큼 회동되도록 제어하는 단계를 포함하는
차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 개폐 명령 신호는
차량 도어 열림 신호 및 차량 도어 닫힘 신호를 포함하며, 리모컨, 상기 차량의 내부 및 외부에 설치된 도어 스위치 중 어느 하나를 통해 입력되는
차량 도어 자동 개폐 장치의 제어 방법.