KR20190006199A - 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법 - Google Patents

차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 상기 차량 도어의 개방각 및 개폐 속도를 측정하는 단계, 상기 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최고 개폐 속도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 차량 도어의 개폐 속도가 상기 기준 최고 개폐 속도를 초과할 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연결하는 단계를 포함하며, 상기 웜기어와 와 상기 피니언기어 사이에 위치한 토크리미터를 통해 상기 피니언기어의 회전 속도를 감속시킴으로써, 상기 피니언기어와 치합된 랙기어의 직선 이동 속도 및 상기 차량 도어의 개폐 속도를 감속시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법에 따르면, 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어가 기준 개폐 속도 이상의 속도로 열리거나 닫히지 못하도록 제어함으로써 인명피해 또는 재산피해를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법{CONTROL METHOD OF VEHICLE DOOR OPENING/CLOSING SPEED ADJUSTING APPARATUS}
본 발명은 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 도어를 자동개폐모드 또는 수동개폐모드로 작동할 수 있는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치에 포함된 클러치의 구동을 통해 차량 도어의 개폐 속도를 조절할 수 있는 차량 도어 개폐 속도 조절 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 도어체커(door checker) 장치를 설치하여 차량 도어가 일정한 경로를 따라 차체에 대하여 상대적으로 회동하며 개폐되되, 상기 개폐 경로의 일정지점에서 멈춤 상태를 유지하도록 설계된다.
차량 도어를 수동으로 개폐하는 과정에서 차량 도어는 사용자의 제어에 따라 회동해야 하나, 차량이 경사진 장소에 주정차 되어있는 경우 차량 도어는 차량 도어의 자중에 의하여 중력 가속도의 영향을 받게 되므로, 사용자의 의도와 다르게 회동할 수 있다. 예를 들어, 차량이 좌측으로 기운 상태로 주정차 된 경우, 차량 탑승자가 차량의 좌측 도어를 열게 되면 중력 가속도의 영향을 받는 좌측 차량 도어는 탑승자의 의도와 다르게 매우 빠른 속도로 열릴 수 있다. 이때 차량 도어는 차량 도어의 자중으로 인해 매우 큰 운동 에너지를 가질 수 있다. 따라서 차량 도어를 개방하는 탑승자가 충분한 힘으로 차량 도어의 회동을 제어할 수 없는 경우, 차량 도어가 최대 개방 위치에 도달 할 경우 차량 도어와 차체를 연결하는 힌지에 큰 충격을 줄 수 있다.
다른 예로, 차량이 우측으로 기운 상태로 주정차된 경우, 차량 탑승자가 차량 좌측 도어를 닫는 과정에서 중력 가속도의 영향을 받는 좌측 차량 도어 또한 탑승자의 의도와 다르게 매우 빠른 속도로 닫힐 수 있다. 차량 도어가 열릴 때와 마찬가지로, 차량 도어는 차량 도어의 자중으로 인해 매우 큰 운동 에너지를 가질 수 있다. 따라서 차량 도어를 개방하는 탑승자가 충분한 힘으로 차량 도어의 회동을 제어할 수 없는 경우, 차량 도어가 완전히 닫히는 순간 차체와 충돌하며 차체에 큰 충격을 줄 수 있다. 만약 이때 탑승자의 부주의로 인해 차량 도어와 차체 사이에 탑승자의 신체가 낄 경우, 큰 인명피해가 발생할 수 있는 위험이 존재한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어가 기준 개폐 속도 이상의 속도로 열리거나 닫히지 못하도록 제어함으로써 인명피해 또는 재산피해를 방지하는 것을 목적으로 한다.
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, 동력을 발생시키는 모터, 상기 모터의 회전축과 연동되어 회전하는 웜, 상기 웜과 치합되어 회전하는 웜기어, 상기 웜기어와 클러치에 의해 연동될 수 있으며, 상기 웜기어와 동일한 중심축으로 회전하는 피니언기어 및 상기 피니언기어와 치합되어 직선이동하고 일단이 차체측에 힌지 결합하는 랙기어를 포함하고, 상기 모터에서 발생한 동력을 각 기어를 통해 상기 차량 도어에 전달하여 상기 차량 도어가 차체에 대하여 상대적으로 회동할 수 있도록 함으로써 차량 도어를 자동 또는 수동으로 개폐할 수 있는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치에 있어서, 상기 차량 도어의 개방각 및 개폐 속도를 측정하는 단계, 상기 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최고 개폐 속도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 차량 도어의 개폐 속도가 상기 기준 최고 개폐 속도를 초과할 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연결하는 단계를 포함하고, 상기 웜기어와 와 상기 피니언기어 사이에 위치한 토크리미터를 통해 상기 피니언기어의 회전 속도를 감속시킴으로써, 상기 피니언기어와 치합된 랙기어의 직선 이동 속도 및 상기 차량 도어의 개폐 속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 모터의 동력을 상기 웜과 치합되는 상기 웜기어에 전달하고, 상기 클러치를 통해 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연결하여 상기 웜기어에 전달된 동력을 상기 피니언기어를 통하여 상기 피니언기어와 치합되는 상기 랙기어에 전달하여 상기 랙기어의 직선 이동을 통해 상기 랙기어와 연결된 상기 차량 도어를 회동 시킴으로써 상기 차량 도어를 자동으로 개폐할 수 있으며, 상기 클러치를 통해 상기 피니언기어와 상기 웜기어를 분리하여 상기 모터에서 발생된 동력이 상기 피니언기어에 전달되지 못하게 함으로써, 상기 모터의 회전과 무관하게 상기 랙기어가 독립적으로 직선 이동 할 수 있게 하여 외력에 의해 상기 차량 도어의 개폐가 수동으로 이루어지게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최저 개폐 속도 이하인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 차량 도어의 개폐 속도가 상기 기준 최저 개폐 속도 이하일 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어의 연결을 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법을 제공한다.
나아가, 상기 차량 도어가 미리 설정된 열림 완료 범위 내에서 회동하는지 여부 및 상기 차량 도어의 회동 방향을 판단하는 단계, 상기 차량 도어가 상기 열림 완료 범위 내에서 열림 방향으로 회동할 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연동하는 단계 및 상기 웜기어와 와 상기 피니언기어 사이에 위치한 토크리미터를 통해 상기 피니언기어의 회전 속도를 감속시킴으로써, 상기 차량 도어가 정지할 때까지 상기 피니언기어와 치합된 랙기어의 직선 이동 속도 및 상기 차량 도어의 개폐 속도를 감속시키는 단계를 더 포함하며, 상기 차량 도어는 속도 감속을 통해 상기 차량과 차체를 연결하는 힌지에 충격을 주지 않고 상기 차량 도어의 최대 개방 가능 각도에서 정지하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법에 의하면, 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어가 기준 개폐 속도 이상의 속도로 열리거나 닫히지 못하도록 제어함으로써 인명피해 또는 재산피해를 방지할 수 있는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 차량 도어와 본 발명의 구성의 예를 나타낸 것이다.
도 2는 피니언기어측 및 웜기어측에서 바라본 구동부 구조의 예를 나타낸 것이다.
도 3은 피니언기어와 웜기어 사이에 클러치와 토크리미터가 배치된 모습의 예를 나타낸 것이다.
도 4는 클러치의 구조와 클러치에 의하여 피니언기어와 웜기어가 연동된 상태의 예를 나타낸 것이다.
도 5는 토크리미터의 슬립으로 피니언기어와 웜기어 사이에서 회전이 차단된 상태의 예를 나타낸 것이다.
도 6은 차량 도어의 위치와 개폐속도를 감지하는 엔코더의 예를 나타낸 것이다.
도 7은 차량 도어가 기준 최고 개폐속도 이상의 속도로 회동할 때, 차량 도어의 회동 속도를 감속시키는 실시예를 나타낸 것이다.
도 8은 차량 도어가 열림 완료 범위 내에서 열림 방향으로 회동할 때, 차량 도어를 정지시키는 실시예를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1을 참조하면 본 발명은 차체에 대하여 차량 도어를 상대적으로 회동시킬 수 있도록 동력을 발생시키고 전달하는 구동부(30), 차량장치로부터 수신된 신호를 연산하여 차량 도어 개폐에 관한 전반적인 제어신호를 송출함으로써 차량 도어의 개폐 및 열림과 잠금 등을 제어하는 제어부(90)를 포함한다. 또한 차량 도어의 잠금과 잠금의 해제를 작동하는 래치부(80) 및 사용자에게 차량 도어 개폐 상태 및 위험을 알리는 경보부(100)를 포함한다.
이하 도 2를 참조하여 구동부(30)에 대하여 설명한다. 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.
모터(33)는 제어부(90)에서 송출한 신호를 수신하여 회전축이 회전됨으로써 동력을 발생시키게 되는데, 모터(33)에서 발생시킨 동력은 기어를 통해 차량 도어에 전달됨으로써 차량 도어를 개폐할 수 있다.
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)는 웜기어(37)와 동일 회전축 상에서 회전하며, 클러치에 의해 웜기어(37)에 연결되어 함께 회전하거나 웜기어(37)와 분리되어 독립적으로 회전할 수 있다.
피니언기어(39)의 회전은 랙기어(41)의 직선이동으로 전환된다. 랙기어(41)는 길이방향을 따라 일면에 형성된 다수의 톱니가 피니언기어(39)의 원주면에 형성된 톱니와 치합됨으로써 피니언기어(39)의 회전에 연동되어 직선이동 하게 된다. 랙기어(41)의 선단은 차체 측에 부착되는 경첩부재와 힌지 결합되고, 차량 도어는 랙기어(41)의 직선이동에 의해 차체와 결합된 힌지를 회전축으로 하여 차체에 대해 상대적으로 회동할 수 있다.
도 3과 같이 구동부(30)는 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이에 위치한 클러치(50)를 더 포함할 수 있다. 클러치(50)는 제어부(90)에서 송출한 신호를 수신하여 피니언기어(39)와 웜기어(37)를 연결시키거나 분리시킴으로써 차량 도어가 자동개폐모드 또는 수동개폐모드로 작동될 수 있게 한다.
구체적으로 살펴보면, 클러치(50)에 의하여 피니언기어(39)와 웜기어(37)가 연결될 때 모터(33)에 전달되는 전기적 신호에 따라 모터(33)가 동력을 발생시키고 모터(33)가 발생시킨 동력은 회전축과 연동되는 웜(35)을 통하여 웜(35)과 치합되는 웜기어(37)에 전달된다. 웜기어(37)에 전달된 동력은 웜기어(37)와 연결되는 피니언기어(39)를 통하여 피니언기어(39)와 치합되는 랙기어(41)에 전달됨으로써 랙기어(41)의 직선이동으로 나타난다. 즉, 모터(33)에서 발생한 동력이 기어를 통해 차량 도어에 전달됨으로써 차량 도어의 개폐가 자동으로 이루어질 수 있다.
반면에 클러치에 의하여 피니언기어(39)와 웜기어(37)가 분리되는 경우, 모터(33)에서 발생된 동력이 피니언기어(39)에 전달되지 못하고 차단되기 때문에 모터(33)의 회전과 무관하게 랙기어(41)가 독립적으로 직선이동 할 수 있으므로 외력에 의해 차량 도어의 개폐가 수동으로 작동될 수 있다.
도 4와 같이 클러치(50)는 웜기어(37)와 결합하여 회전하는 플라이휠(52), 플라이휠(52)에 대향하는 압력판(54) 및 플라이휠(52)과 압력판(54) 사이에 위치하는 디스크(56)를 포함하고 디스크(56)는 중심부가 피니언기어(39)의 축과 스플라인 결합되도록 구비된다.
플라이휠(52)과 압력판(54)이 외력에 의하여 가까워지게 되면 디스크(56)는 플라이휠(52)과 압력판(54) 사이에서 압착되어 마찰력에 의하여 플라이휠(52), 압력판(54) 및 디스크(56)는 일체가 되어 움직인다. 이때 웜기어(37)와 피니언기어(39)가 연결되어 모터(33)의 동력이 웜기어(37)와 피니언기어(39)를 통하여 차량 도어로 전달됨으로써 차량 도어는 자동개폐모드로 작동된다.
플라이휠(52)과 압력판(54)이 멀어지게 되면 디스크(56)는 플라이휠(52) 및 압력판(54)과 이격되기 때문에 웜기어(37)와 피니언기어(39)는 독립적으로 움직인다. 이때 모터(33)의 동력이 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에서 차단되므로 차량 도어는 수동개폐모드로 작동된다.
플라이휠(52)과 압력판(54) 사이에 작용하는 외력은 다이어프램 스프링(57)을 이용하거나 혹은 전자석을 이용하여 발생시킬 수 있다.
일 실시예로, 다이어프램 스프링(57)을 이용하는 경우 다이어프램 스프링(57)의 외주면이 압력판(54)을 눌러 디스크(56)가 플라이휠(52)과 압력판(54) 사이에서 압착되어 웜기어(37)에서 피니언기어(39)로 동력이 전달된다. 이 상태에서 다이어프램 스프링(57)의 내주면을 웜기어(37) 방향으로 밀게 되면 다이어프램 스프링(57)을 지지하고 있는 피벗링(58) 사이에 지지된 다이어프램 스프링(57)이 지렛대 작용에 의해 먼저 압력판(54)이 디스크(56)로부터 분리되고 디스크(56)가 플라이휠(52) 및 압력판(54)과 이격되어 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이의 동력이 차단된다.
다른 예로, 전자석을 이용하는 경우 플라이휠(52)과 압력판(54)을 전자석으로 구성하고 플라이휠(52)과 압력판(54)에 전기 신호를 보내어 플라이휠(52)과 압력판(54)이 자력에 의하여 서로 가까워 지거나 멀어지게 함으로써 디스크(56)가 플라이휠(52)과 압력판(54) 사이에서 압착되거나 디스크(56)가 플라이휠(52) 및 압력판(54)과 이격되는 방식으로 웜기어(37)의 동력을 피니언기어(39)로 전달하거나 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 수동개폐모드에 의하여 차량 도어가 외력에 의하여 개폐되는 경우, 제어부(90)는 상황에 맞게 클러치(50)를 구동함으로써 정교하고 부드럽게 차량 도어의 개폐를 작동시킬 수 있다.
예를 들어, 차량 도어가 수동개폐모드로 작동하여 외력에 의하여 열리게 될 때 차량 도어의 최대 개방각에서 외력이 지속적으로 작용하게 되면 차량 도어와 차체 사이의 결합부위가 파손될 수 있다. 차량 도어의 최대 개방 범위에서 클러치(50)의 구동으로 피니언기어(39)와 웜기어(37)를 연결시켜 차량 도어가 열리는 방향의 역방향으로 모터(33)를 구동시켜 차량 도어 열림 속도를 감속시키거나 차량 도어의 최대 개방각에서 더 이상 차량 도어가 열리지 않도록 하게 되면 차량 도어와 차체 사이의 결합부위에 가해지는 힘을 줄일 수 있어 차량 도어와 차체 사이 결합부위의 파손을 막을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 차량 도어가 최대 개방 위치에 도달하거나 차량 도어가 멈춘 후 소정의 시간이 경과하면 클러치의 작동으로 피니언기어(39)와 웜기어(37)를 연결시켜 차량 도어를 고정시킴으로써 승하차 시 차량 도어가 움직이는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 차량 도어가 모터(33)에 의하여 자동개폐모드로 작동될 때 클러치(50)의 구동을 통해 웜기어(37)는 피니언기어(39)와 연결되므로 차량 도어의 개폐는 모터(33)에 의하여 제어될 수 있다. 다만, 긴급상황에서 차량 도어를 강제로 개폐해야 하는 상황이 발생하는 경우 모터(33)가 구동되지 않으면 차량 도어가 부동상태에 놓일 수 있다. 이때 외력에 의하여 차량 도어를 강제로 개폐할 수 없게 되면 인명피해로 이어질 수 있으므로, 차량 도어가 자동개폐모드로 구동될 때에도 외력을 통해 강제적으로 차량 도어를 개폐할 수 있는 보조 장치가 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 도 3과 같이 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이에 토크리미터(60)가 설치되면 차량 도어가 자동개폐모드로 구동되는 상황에서도 소정의 크기 이상의 외력을 차량 도어에 가하여 차량 도어를 회동시킬 수 있다.
도 5을 참조하면, 토크리미터(60)는 접촉면에서 소정의 마찰력을 유지할 수 있도록 접촉하며 동축으로 회전하는 제1 회전체(62) 및 제2 회전체(64)를 포함한다. 클러치에 의하여 피니언기어(39)와 웜기어(37)가 연결되어 회전하는 경우, 제1 회전체(62)는 피니언기어(39) 측에 고정되고 제2 회전체(64)는 웜기어(37) 측에 고정되어 토크리미터(60)가 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이에서 함께 회전하게 된다. 피니언기어(39)와 웜기어(37)에 작용하는 회전력 또는 회전방향이 상이하여 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이에서 오버토크가 발생되면, 제1,2 회전체 사이에서 슬립이 발생하여 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이의 동력전달이 차단된다. 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이의 동력전달이 차단되면 차량 도어가 수동개폐모드로 작동하는 상황뿐만 아니라 자동개폐모드로 작동하는 상황에서도 외력을 통해 차량 도어를 개폐할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명은 차량 개폐 방향이나 속도를 감지할 수 있는 엔코더(70)를 더 포함한다. 차량 도어가 자동개폐모드로 작동되는 경우에는 차량 도어의 회동과 구동부(30)의 모터(33)가 연동되므로, 모터(33)의 회전 방향이나 속도를 연산하여 차량 도어의 개폐 여부나 개폐 속도를 감지할 수 있다. 하지만 차량 도어가 자동개폐모드로 작동되더라도 토크리미터(60)에 의하여 동력이 차단되는 경우 또는 차량 도어가 수동개폐모드로 작동되는 경우에는 차량 도어의 개폐 여부를 감지하거나 개폐 속도를 측정할 수 있는 별도의 장치가 요구된다.
엔코더(70)는 랙기어(41)의 직선이동과 연동되어 회전하는 엔코더기어를 포함한다. 차량 도어의 개폐 여부나 속도에 따라 랙기어(41)의 직선이동 방향이나 속도가 변하게 되고, 이에 따라 엔코더기어의 회전 방향이나 회전 속도 또한 변하게 된다. 따라서 엔코더기어의 회전 방향이나 회전 속도를 측정하면 차량 도어의 개폐 여부를 감지하거나 개폐 속도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 차량 도어가 수동개폐모드에서 제어될 때, 토크리미터(60)를 통해 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킬 수 있다.
도 7은 차량 도어가 기준 최고 개폐속도 이상의 속도로 회동할 때, 차량 도어의 회동 속도를 감속시키는 실시예를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 차량 도어의 개폐 속도에 따른 제어부(90)의 인식 상태와 차량 도어의 개폐 속도 제어 구간이 도시되어 있다. Speed Limit 해제 구간을 참조하면, 차량 도어는 기준 최저 개폐 속도(DV2) 이하의 개폐 속도로 회동되다가, 기준 최저 개폐 속도(DV2)를 초과하는 개폐 속도로 가속되어 회동 된다.
이후 Speed Limit 작동 구간을 참조하면, 차량 도어는 기준 최고 개폐 속도(DV1)를 초과하는 개폐 속도로 회동된다. 이때 제어부(90)는 엔코더(70)가 측정한 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최고 개폐 속도(DV1)를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(90)는 상기 차량 도어의 개폐 속도가 상기 기준 최고 개폐 속도(DV1)를 초과하는 것으로 판단될 경우, 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 클러치(50)를 구동하여 웜기어(37)와 피니언기어(39)를 연결할 수 있다.
즉, 제어부(90)는 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 토크리미터(60)의 마찰력을 통해 피니언기어(39)의 회전 속도를 감속시킴으로써, 피니언기어(39)와 치합된 랙기어(41)의 직선 이동 속도 및 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킬 수 있다. 다시 도 7에 도시된 Speed Limit 작동 구간을 참조하면, 클러치(50)가 작동됨으로써 기준 최고 개폐 속도(DV1)를 초과하던 차량 도어의 개폐 속도는 기준 최고 개폐 속도(DV1) 이하의 개폐 속도로 감속된다.
즉, 토크리미터(60)는 전술한 것과 같이 피니언기어(39)와 웜기어(37) 사이에 위치함으로써 차량 도어가 자동개폐모드로 구동되는 상황에서도 소정의 크기 이상의 외력을 차량 도어에 가할 때 차량 도어를 움직일 수 있게 할 수 있는 장치이나, 이처럼 차량 도어가 수동개폐모드로 구동되는 상황에서 차량 도어의 회동에 대해 소정의 외력, 즉 마찰력을 제공함으로써 차량 도어의 개폐 속도를 조절할 수 있다. 이러한 속도 조절은 클러치(50)를 통해 피니언기어(39)와 연결되는 웜기어(37)가 웜기어(37) 자체의 회전을 통해 웜기어(37)와 치합된 웜(35)을 회전시킬 수 없는 기어 구조 특성을 통해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최저 개폐 속도(DV2) 이하인지 여부를 판단할 수 있으며, 차량 도어의 개폐 속도가 기준 최저 개폐 속도(DV2) 이하일 경우, 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 클러치(50)를 구동하여 웜기어(37)와 피니언기어(39)의 연결을 분리할 수 있다.
도 7에 도시된 Speed limit 해제 구간을 참조하면, 기준 최저 개폐 속도(DV2)를 초과하는 개폐 속도로 회동되던 차량 도어는 기준 최저 개폐 속도(DV2) 이하의 개폐 속도로 감속되어 회동된다. 이때 제어부(90)는 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최저 개폐 속도(DV2) 이하임을 판단한 후, 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 클러치(50)를 구동하여 웜기어(37)와 피니언기어(39)의 연결을 분리할 수 있다.
즉, 차량 도어가 기준 최저 개폐 속도(DV2)의 이하로 개폐될 경우, 제어부(90)는 웜기어(37)와 피니언기어(39)를 분리하여 랙기어(41)의 직선 운동으로 인한 피니언기어(39)의 회전 운동이 웜기어(37)와 무관하게 독립적으로 이루어질 수 있도록 함으로써 차량 도어가 수동개폐모드로 동작되도록 할 수 있다.
전술한 것과 같이, 제어부(90)는 클러치(50)의 구동을 통해 차량 도어의 개폐 속도를 감속 시킬 수 있다. 따라서 사용자가 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어가 기준 개폐 속도 이상의 속도로 열릴 경우, 제어부(90)는 클러치(50)의 구동을 통해 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킴으로써 큰 운동 에너지를 가진 차량 도어가 장애물 또는 사용자와 충돌하는 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 사용자가 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어가 기준 개폐 속도 이상의 속도로 닫힐 경우, 제어부(90)는 클러치(50)의 구동을 통해 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킴으로써 차량 도어와 차체의 충돌을 방지할 수 있으며, 나아가 탑승자의 신체가 차량 도어와 차체 사이에 끼일 경우 발생할 수 있는 큰 부상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(90)는 엔코더(70)가 측정한 차량 도어의 개방각 및 개폐 속도를 기초로 차량 도어가 미리 설정된 열림 완료 범위 내에서 회동하는지 여부 및 차량 도어의 회동 방향을 판단할 수 있다. 차량 도어가 열림 완료 범위 내에서 열림 방향으로 회동할 경우, 제어부(90)는 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 클러치(50)를 구동하여 웜기어(37)와 상기 피니언기어(39)를 연결함으로써 차량 도어를 정지시킬 수 있다.
도 8은 차량 도어가 열림 완료 범위 내에서 열림 방향으로 회동할 때, 차량 도어를 정지시키는 실시예를 나타낸 것이다.
도 8에 도시된 Soft Stop 해제 구간을 참조하면, 열림 방향으로 회동하던 차량 도어가 열림 완료 범위에 진입할 경우 제어부(90)는 엔코더(70)가 측정한 차량 도어의 개방각 및 개폐 속도를 기초로 상기 차량 도어가 미리 설정된 열림 완료 범위 내에서 회동하며, 차량 도어가 열림 방향으로 회동하는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제어부(90)는 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 클러치(50)를 구동하여 웜기어(37)와 상기 피니언기어(39)를 연결함으로써 차량 도어가 정지될 때까지 차량 도어의 개폐 속도를 줄일 수 있다.
즉, 제어부(90)는 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 토크리미터(60)를 통해 피니언기어(39)의 회전 속도를 감속시킴으로써, 차량 도어가 정지할 때까지 피니언기어(39)와 치합된 랙기어(41)의 직선 이동 속도 및 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킬 수 있다. 따라서 차량 도어는 속도 감속을 통해 차량과 차체를 연결하는 힌지에 충격을 주지 않고 차량 도어의 최대 개방 가능 각도에서 정지할 수 있다.
다시 도 8에 도시된 Soft Stop 작동 구간을 참조하면, 개폐 속도 감속을 마친 차량 도어가 완전히 정지한 후 다시 닫힘 방향으로 회동될 경우, 제어부(90)는 웜기어(37)와 피니언기어(39) 사이에 위치한 클러치(50)를 구동하여 웜기어(37)와 상기 피니언기어(39)를 분리할 수 있다. 즉, 개폐 속도 감속을 통해 정지된 차량 도어가 사용자에 의해 다시 닫힘 방향으로 회동될 경우, 차량 도어는 다시 수동개폐모드로 개폐될 수 있다.
전술한 것과 같이, 제어부는 클러치의 구동을 통해 차량 도어가 정지할 때까지 차량 도어의 개폐 속도를 감속 시킬 수 있다. 따라서 사용자가 차량 도어를 개폐하는 상황에서 차량 도어가 열림 완료 범위에 진입할 경우, 제어부는 클러치의 구동을 통해 차량 도어의 개폐 속도를 감속시킴으로써 차량 도어가 최대 개방 위치에서 힌지에 충격을 주는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
30: 구동부 33: 모터
35: 웜 37: 웜기어
39: 피니언기어 41: 랙기어
50: 클러치 52: 플라이휠
54: 압력판 56: 디스크
57: 스프링 58: 피벗링
60: 토크리미터 80: 래치부
90: 제어부

Claims (4)

  1. 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 클러치(50)에 의해 연동될 수 있으며, 상기 웜기어(37)와 동일한 중심축으로 회전하는 피니언기어(39) 및 상기 피니언기어(39)와 치합되어 직선이동하고 일단이 차체측에 힌지 결합하는 랙기어(41)를 포함하고, 상기 모터에서 발생한 동력을 각 기어를 통해 차량 도어에 전달하여 상기 차량 도어가 차체에 대하여 상대적으로 회동할 수 있도록 함으로써 차량 도어를 자동 또는 수동으로 개폐할 수 있는 차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 차량 도어의 개방각 및 개폐 속도를 측정하는 단계;
    제어부를 통해 상기 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최고 개폐 속도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 차량 도어의 개폐 속도가 상기 기준 최고 개폐 속도를 초과할 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연결하는 단계를 포함하며,
    상기 웜기어와 와 상기 피니언기어 사이에 위치한 토크리미터를 통해 상기 피니언기어의 회전 속도를 감속시킴으로써, 상기 피니언기어와 치합된 랙기어의 직선 이동 속도 및 상기 차량 도어의 개폐 속도를 감속시키고,

    상기 차량 도어가 미리 설정된 열림 완료 범위 내에서 회동하는지 여부 및 상기 차량 도어의 회동 방향을 판단하는 단계;
    상기 차량 도어가 상기 열림 완료 범위 내에서 열림 방향으로 회동할 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연동하는 단계; 및
    상기 웜기어와 와 상기 피니언기어 사이에 위치한 토크리미터를 통해 상기 피니언기어의 회전 속도를 감속시킴으로써, 상기 차량 도어가 정지할 때까지 상기 피니언기어와 치합된 랙기어의 직선 이동 속도 및 상기 차량 도어의 개폐 속도를 감속시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 차량 도어는 속도 감속을 통해 상기 차량과 차체를 연결하는 힌지에 충격을 주지 않고 상기 차량 도어의 최대 개방 가능 각도에서 정지하는 것을 특징으로 하는
    차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 모터의 동력을 상기 웜과 치합되는 상기 웜기어에 전달하고, 상기 클러치를 통해 상기 웜기어와 상기 피니언기어를 연결하여 상기 웜기어에 전달된 동력을 상기 피니언기어를 통하여 상기 피니언기어와 치합되는 상기 랙기어에 전달하여 상기 랙기어의 직선 이동을 통해 상기 랙기어와 연결된 상기 차량 도어를 회동 시킴으로써 상기 차량 도어를 자동으로 개폐하는 것을 특징으로 하는
    차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 클러치를 통해 상기 피니언기어와 상기 웜기어를 분리하여 상기 모터에서 발생된 동력이 상기 피니언기어에 전달되지 못하게 함으로써, 상기 모터의 회전과 무관하게 상기 랙기어가 독립적으로 직선 이동 할 수 있게 하여 외력에 의해 상기 차량 도어의 개폐가 수동으로 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는
    차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서
    상기 차량 도어의 개폐 속도가 미리 설정된 기준 최저 개폐 속도 이하인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 차량 도어의 개폐 속도가 상기 기준 최저 개폐 속도 이하일 경우, 상기 웜기어와 상기 피니언기어 사이에 위치한 클러치를 구동하여 상기 웜기어와 상기 피니언기어의 연결을 분리하는 단계를 더 포함하는
    차량 도어 개폐 속도 조절 장치의 제어 방법.
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