KR20230003705A

KR20230003705A - 차량의 스마트 도어 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20230003705A
Application number: KR1020210084825A
Authority: KR
Inventors: 배지식; 이성우
Original assignee: 주식회사 프라코; 삼보에이앤티 주식회사
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2023-01-06
Also published as: KR102610595B1

Abstract

차량의 스마트 도어 제어 장치 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른, 도어 핸들이 생략된 도어에 구비되는 차량의 스마트 도어 제어 장치는, 도어의 외부와 내부에 각각 설치되어 스위치 신호를 입력하는 외부 스위치와 내부 스위치; 전자식 작동 기구를 통해 스트라이커와 결합하여 도어를 잠그거나 잠금을 해제하는 E(Electric)-래치 모듈; 인가되는 제어신호에 따른 BLDC(Brushless Direct Current motor) 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 로드를 전진하거나 후퇴하는 액추에이터; 가속도에 따른 도어의 닫힘 상태로부터 열림량 측정하는 자이로 센서; 및 스마트키가 인식된 상태에서 상기 스위치 신호의 입력으로 도어의 잠금이 해제되면 상기 액추에이터의 로드를 전진하여 차체를 미는 힘으로 도어를 팝업하고, 상기 자이로 센서를 통해 측정된 도어의 열림량이 설정 기준치를 초과하면 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 제어 모듈;을 포함한다.

Description

차량의 스마트 도어 제어 장치 및 그 방법{SMART DOOR CONTROL DEVICE FOR VEHICLE AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 차량의 스마트 도어 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도어 핸들이 생략된 차량의 스마트 도어 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 실내로 탑승자가 출입하기 위한 하나이상의 도어가 구성된다. 각 도어는 외부에서의 도어를 개폐를 위한 아웃사이드 도어 핸들(Outside Door Handle) 및 실내에서의 도어 개폐를 위한 인사이드 도어 핸들(Inside Door Handle)이 구성된다.

이중에서 아웃사이드 도어 핸들은 통상 도어의 아웃터 패널로부터 외부로 돌출되어 탑승자가 용이하게 파지할 수 있도록 구성되고 있다. 그러나, 아웃사이드 도어 핸들은 차량의 외관미를 저하시키고 주행 시 소음을 유발시킬 수 있으며 공기와의 마찰저항으로 인한 주행 성능이 저하되는 단점이 존재한다.

이러한 단점을 해결하기 위하여 최근 차량에는 오토 플러시 도어 핸들(Auto plush type door handle, 출몰형 도어 핸들 이라고도 함)이 개발되어 있다. 상기 오토 플러시 도어 핸들은 차량의 주차 또는 주행 시 아웃터 패널의 내측으로 수납되고, 스마트키와 연동에 따른 도어의 개폐작동 시 아웃터 패널의 외측으로 도어 핸들이 팝업되는 작동구조를 갖는다.

그러나, 종래의 오토 플러시 도어 핸들은 기존 아웃사이드 도어 핸들의 도어 개폐구조에 도어 핸들을 수납/팝업 시키기 위한 복잡한 구성이 추가되어 도어의 패널 사이의 한정된 공간에 설치되는 구성품의 복잡도가 증가하며 그에 따른 비용 및 중량이 증가하는 단점이 있다.

또한, 극심한 겨울철엔 결빙으로 오토 플러시 도어 핸들이 얼어붙어 팝업 되지 않아 도어를 열수 없고, 얼음을 녹이는 시간이 필요하여 차량을 바로 운행할 수 없기 때문에 고객 불만을 야기하는 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 도어 핸들이 생략된 차량의 도어를 액추에이터의 로드를 전진하여 팝업하고 자이로 센서를 통해 상기 도어의 전개 상태를 파악하여 상기 도어의 닫힘 시 안전을 위해 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 차량의 스마트 도어 제어 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 도어 핸들이 생략된 도어에 구비되는 차량의 스마트 도어 제어 장치는, 도어의 외부와 내부에 각각 설치되어 스위치 신호를 입력하는 외부 스위치와 내부 스위치; 전자식 작동 기구를 통해 스트라이커와 결합하여 도어를 잠그거나 잠금을 해제하는 E(Electric)-래치 모듈; 인가되는 제어신호에 따른 BLDC(Brushless Direct Current motor) 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 로드를 전진하거나 후퇴하는 액추에이터; 가속도에 따른 도어의 닫힘 상태로부터 열림량 측정하는 자이로 센서; 및 스마트키가 인식된 상태에서 상기 스위치 신호의 입력으로 도어의 잠금이 해제되면 상기 액추에이터의 로드를 전진하여 차체를 미는 힘으로 도어를 팝업하고, 상기 자이로 센서를 통해 측정된 도어의 열림량이 설정 기준치를 초과하면 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 제어 모듈;을 포함한다.

또한, 상기 외부 스위치와 내부 스위치는 설치면으로부터 돌출되지 않은 버튼식 혹은 터치식 스위치로 구성할 수 있다.

또한, 상기 액추에이터는 상기 로드의 전진 시 차체에 고정된 상기 스트라이커를 미는 힘으로 상기 도어를 팝업 할 수 있다.

또한, 상기 액추에이터는 상기 로드의 끝단부에 형성된 전자석 코일; 및 상기 전자석 코일에 전류를 공급하여 자력을 발생하는 전자석 모듈;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 차체에 고정된 스트라이커는 상기 로드와 접촉되는 부위에 부착되는 강자성체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 강자성체는 상기 로드의 전자석 코일이 형성된 끝단의 면적과 동일한 크기 이상의 접촉면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 자이로 센서는 상기 액추에이터의 작동을 위한 PCB(Printed Circuit Board) 기판상에 상기 제어 모듈 및 전자석 모듈과 함께 하나의 제어 부품으로 설치될 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈은 상기 도어의 열림량이 최대 30mm 팝업할 수 있도록 상기 액추에이터를 제어하되, 상기 도어의 열림량 40mm로 설정된 기준치를 초과하면 도어가 전개되는 것으로 판단하여 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시킬 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈은 상기 도어의 열림량이 기준치를 초과하지 않은 상태에서 팝업 유지 시간이 일정 시간을 초과하면 상기 전자석 코일을 통한 자력으로 상기 강자성체를 끌어 당겨 접촉상태를 유지하면서 상기 로드를 후퇴하여 상기 도어를 복귀 시킬 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈은 상기 팝업 시 상기 자이로 센서를 이용하여 측정된 도어의 기울기가 외측방향으로 기준치 이상 기울어져 있으면 상기 전자석 코일을 통해 자력을 발생하여 상기 강자성체와 접촉상태를 유지하면서 도어를 팝업하고, 상기 스위치 신호가 한번 더 입력되면 상기 전자석 코일의 자력을 해제할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 도어 핸들이 생략된 차량의 스마트 도어 제어 방법은, a) 도어의 외부 혹은 내부 스위치 신호가 입력되면 E-래치 모듈의 도어 잠금을 해제하는 단계; b) 제어신호를 통해 액추에이터의 로드를 전진하여 차체를 미는 힘으로 도어를 팝업하는 단계; c) 자이로 센서를 통해 도어의 열림량을 체크하여 설정된 기준치 초과 여부를 모니터링하는 단계; 및 d) 상기 도어의 열림량이 설정 기준치를 초과하면 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 a) 단계 이전에, 상기 차량의 바디 제어기를 통해 일정거리 스마트키 인식하거나 원격지에서 상기 스마트키의 기능버튼 작동에 따른 무선신호를 수신하면 슬립모드를 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 도어의 열림량이 설정된 40mm를 초과하면 도어가 전개된 것으로 판단하여 상기 액추에이터의 로드를 후퇴 시킬 수 있다.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 도어의 열림량이 설정된 기준치를 초과하지 않은 상태에서 상기 도어의 팝업 상태가 유지된 시간이 일정 시간을 초과하면 상기 도어의 복귀를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 도어의 복귀를 제어하는 단계는, 상기 액추에이터의 로드 끝단부에 형성된 전자석 코일을 통해 자력을 발생하여 상기 스트라이커를 끌어 당겨 접촉상태를 유지시키는 단계; 및 상기 액추에이터의 로드를 후퇴 시키는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 도어가 닫히면 상기 E-래치 모듈을 제어하여 잠금 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 입력된 스위치 신호에 따라 액추에이터의 로드를 전진하여 도어를 팝업 후 자이로 센서를 이용한 도어의 전개를 감지하여 로드를 후퇴함으로써 액추에이터의 방해없이 도어를 안전하게 닫을 수 있는 효과가 있다.

또한, 액추에이터를 이용한 도어의 팝업 및 개폐 제어를 통해 도어 핸들을 완전히 생략할 수 있어 기존 도어 핸들로 인한 소음 및 주행성능 문제와 기존 오토 플러시 도어 핸들의 결빙으로 인한 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 도어 프레임 내부의 한정된 공간에 도어 핸들의 작동을 위한 복잡한 구성품을 생략할 수 있고 매끈한 바디 라인에 의한 미래 지향적 디자인적 요소의 확보와 아웃터 패널 성형 및 도장 공정을 단순화 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 장치가 적용된 전체 시스템 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 장치를 이용한 도어 개폐 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도어의 팝업 상태를 나타낸 도 2의 A-A 선 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도어의 전개 상태를 나타낸 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 도어의 자동 복귀 상태를 나타낸 평단면도이다.

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.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 장치가 적용된 전체 시스템 구조를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 장치를 이용한 도어 개폐 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 시스템은 차량의 바디 제어기(10) 및 도어 핸들이 생략된 각 도어 별로 구성되는 도어 제어 장치(20)를 포함한다.

바디 제어기(10)는 적어도 하나의 RF 안테나를 통해 차량으로부터 일정거리 이내에 존재하는 스마트키(11)를 인식하고 그 상태정보를 도어 제어 장치(20)로 전달한다.

바디 제어기(10)는 상기 일정거리를 벗어난 원격지에서 스마트키(11)의 기능 버튼 작동에 따른 무선신호(RF)를 수신하여 슬립 모드(Sleep mode)를 해제하거나 도어의 잠금상태(Lock/Unlock)를 제어할 수 있다.

또한, 바디 제어기(10)는 스마트키(11)와 동일한 기능의 어플리케이션 프로그램(APP)이 적용된 운전자의 휴대용 무선 단말기(예; 스마트폰)을 통해서도 위와 동일한 인식, 도어의 잠금상태 및 도어의 팝업 상태를 제어할 수 있다.

도어 제어 장치(20)는 도어 핸들이 생략된 각 도어에 구성되며, 외부 스위치(21), 내부 스위치(22), 자이로 센서(23), E-래치 모듈(24), 액추에이터(25), 제어 모듈(26) 및 전자석 모듈(27)을 포함한다.

외부 스위치(21)는 도어의 아웃터 패널에 설치되거나 해당 필러(Pilla)의 실외 측에 설치되며, 사용자에 의해 입력된 스위치 신호를 제어 모듈(26)로 전달한다.

내부 스위치(22)는 도어의 인너 패널이나 상기 필러(Pilla)의 실내 측에 설치되며, 사용자에 의해 입력된 스위치 신호를 제어 모듈(26)로 전송한다.

외부 스위치(21)와 내부 스위치(22)는 설치면으로부터 돌출되지 않고 동일한 평면의 버튼식이나 터치식으로 구성될 수 있다. 여기서, 외부 스위치(21)는 지문인식 기능을 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함하여 등록된 사용자(예; 운전자)를 인식하고 입력된 스위치 신호와 인식결과를 제어 모듈(26)로 전송할 수 있다.

E-래치 모듈(24)은 전자식 혹은 전동식 작동 기구를 통해 래치를 차체 측의 스트라이커(28)에 결합하여 도어를 잠그거나 상기 스위치 신호 입력 시 도어 잠금을 해제한다.

액추에이터(25)는 제어신호에 따라 구동되는 모터(251)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 로드(252)를 전진하거나 후퇴한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 모터(251)를 BLDC(Brushless Direct Current motor) 모터로 구성하여 일반 DC 모터에 비해 작고 가벼우면서도 소음을 줄이고 반응 속도를 향상시킬 수 있다.

액추에이터(25)는 로드(252)의 전진 시 차체에 고정된 스트라이커(28)를 미는 힘으로 도어를 팝업 할 수 있다.

예컨대, 도 2는 액추에이터(25)가 로드(252)를 전진하여 차량의 도어를 팝업한 상태를 보여준다. 이 때, 팝업 상태인 도어의 가장자리를 운전자가 손으로 열어 일정 기준치 이상 도어가 전개되면(즉, 열리게 되면) 액추에이터(25)는 제어신호에 따라 로드(252)를 후퇴한다. 이 때, 로드(252)의 후퇴 제어는 추후 운전자가 도어를 닫을 때 액추에이터(25)의 로드(252)가 스트라이커(28)와 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 액추에이터(25)는 팝업 후 일정시간 동안 도어가 전개되지 않으면 상기 로드(252)의 끝단부에 형성된 전자석 코일(253)을 통해 발생되는 자력으로 상기 스트라이커(28)를 당겨 접촉상태를 유지하면서 상기 로드(252)를 후퇴하여 도어를 자동으로 닫을 수 있다.

이 때, 전자석 코일(253)은 전자석 모듈(27)에서 공급되는 전류에 따라 발생되는 자력으로 스트라이커(28)를 당길 수 있다. 여기서, 일반적인 스트라이커(28)는 원통형의 외주면을 갖고 있어 로드(252)와의 접촉면적이 적기 때문에 충분한 당김력을 유지하지 못하고 떨어질 수 있다.

이에, 스트라이커(28)는 상기 로드(252)와 접촉되는 부위에 부착된 강자성체(281)를 포함한다. 상기 강자성체(281)는 상기 로드(252)의 전자석 코일(253)이 형성된 끝단부의 면적과 동일한 크기 이상의 충분한 접촉면을 형성함으로써 상기 자력에 대한 당김력을 강화할 수 있다.

자이로 센서(23)는 상기 스위치 신호의 입력 시 혹은 E-래치 모듈(24) 언락 시 3축 가속도에 따른 도어의 닫힘 상태로부터 열림량 측정하여 제어 모듈(26)로 전송한다. 상기 열림량은 가속도에 기초하여 감지된 도어의 이동거리로 도출될 수 있다.

또한, 자이로 센서(23)는 도어의 기울기를 측정하여 제어 모듈(26)로 전송할 수 있다.

자이로 센서(23)는 액추에이터(25)의 작동을 위한 PCB(Printed Circuit Board) 기판상에 제어 모듈(26) 및 전자석 모듈(27)과 함께 하나의 제어부품으로 구성되어 간단하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

제어 모듈(26)은 도어 핸들이 생략된 도어를 전자식으로 제어하기 위한 차량용 스마트 도어 제어 장치(20)의 전반적인 동작을 제어하며, 이를 위한 프로그램, 데이터 및 회로 중 적어도 하나를 포함한다.

제어 모듈(26)은 바디 제어기(10)를 통해 운전자의 스마트키(11)가 인식된 상태에서 외부 혹은 내부 스위치 신호의 입력으로 해당 도어의 잠금상태가 해제(Unlock)되면 액추에이터(25)의 로드(252)를 전진하여 도어를 팝업 한다. 그리고, 자이로 센서(23)를 이용하여 측정된 도어의 열림량이 기준치를 초과하면 액추에이터(25)의 로드(252)를 후퇴시킨다. 이를 통해 추후 사용자가 도어를 닫을 때 액추에이터(25)의 로드(252)와 스트라이커(28)가 충돌하지 않고 안전하게 닫히도록 한다.

또한, 제어 모듈(26)은 상기 도어의 열림량이 기준치를 초과하지 않은 상태에서 팝업 유지 시간이 일정 시간을 초과하면 상기 전자석 코일(253)을 통해 발생된 자력으로 상기 강자성체(281)를 끌어 당겨 접촉상태를 유지하면서 상기 로드를 후퇴하여 상기 도어를 복귀 시킬 수 있다.

한편, 차량이 측방향으로 경사진 도로에 정차된 상태에서 도어를 자동 팝업 하는 경우 기울어진 중력에 의해 도어가 급격하게 임의 전개되어 외측방향에 존재하는 사용자 혹은 물체와 충돌할 위험이 존재한다.

이에, 제어 모듈(26)은 상기 팝업 시 자이로 센서(23)를 이용하여 측정된 도어의 기울기가 외측방향으로 기준치 이상 기울어져 있으면 상기 전자석 코일(253)을 통해 자력을 발생하여 상기 강자성체(281)와 접촉상태를 유지하면서 도어를 팝업 한다. 이 후, 사용자에 의해 상기 스위치 신호가 한번 더 입력되면 상기 전자석 코일(253)의 자력을 해제하여 도어를 열수 있도록 하는 안전 로직을 수행할 수 있다.

따라서, 도어의 자동 팝업 시 외부환경에 의한 도어의 임의 전개를 예방할 수 있는 이점이 있다.

이러한 제어 모듈(26)은 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 도어 핸들이 생략된 차량의 스마트 도어 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

이러한 도어 핸들이 생략된 차량의 스마트 도어 제어 방법은 아래의 도면들을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 스마트 도어 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도어의 팝업 상태를 나타낸 도 2의 A-A 선 평단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도어의 전개 상태를 나타낸 평단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 도어의 자동 복귀 상태를 나타낸 평단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 도어 제어 장치(20)의 제어 모듈(26)은 도어의 잠금 상태에서 사용자의 조작으로 입력되는 스위치 입력 신호를 대기한다.

제어 모듈(26)은 상기 대기 중 외부 스위치(21) 혹은 내부 스위치(22)로부터 스위치 신호가 입력되고(S110; 예), 그에 따른 E-래치 모듈(24)의 잠금이 해제되면(S120; 예), 액추에이터(25)의 로드(252)를 전진하여 도어를 팝업 한다(S130).

이 때, 사용자가 차량 탑승을 위해 외부 스위치(21)를 입력하거나 차량 하차를 위해 내부 스위치(22)를 입력하는 시나리오를 가정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며 상기 S110 단계 이전에, 제어 모듈(26)이 바디 제어기(10)를 통해 차량으로부터 일정거리 이내에 존재하는 스마트키(11)를 인식하거나 상기 일정거리를 벗어난 원격지에서 스마트키(11)의 기능 버튼 작동에 따른 무선신호(RF)를 수신하여 슬립모드를 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제어 모듈(26)은 스위치 신호에 따라 액추에이터(25)의 로드(252)를 전진시켜 도어를 팝업한 상태를 보여주며, 예컨대, 액추에이터(25)는 도어의 열림량이 최대 30mm 팝업할 수 있도록 설정된다. 여기서, 제어 모듈(26)은 사용자에 의한 도어의 열림량 기준치를 40mm로 설정할 수 있다. 이는 차량이 타 차량과 나란히 주차된 경우 문콕 등의 문제로 도어의 열림량이 제한되기 때문에 전개 여부를 확인할 수 있는 최적의 값으로 설정하는 것이다.

제어 모듈(26)은 상기 도어의 팝업 시 자이로 센서(23)를 통해 도어의 열림량을 체크하여(S140), 상기 도어의 열림량이 30mm 팝업된 것을 확인하고 상기 도어의 열림량이 설정된 기준치(예; 40mm)를 초과하는지 여부를 모니터링한다(S150).

이어서, 도 5를 참조하면, 제어 모듈(26)은 자이로 센서(23)를 통해 측정된 상기 도어의 열림량이 설정된 기준치(40mm)를 초과하면(S150; 예), 도어가 전개된 것으로 판단하여 액추에이터(25)의 로드(252)를 후퇴 시킨다(S160).

일반적으로 차량의 도어를 열어 사용자가 탑승 혹은 하차한 후에는 필연적으로 도어를 닫게 된다. 이 때, 본 발명의 실시 예는 액추에이터(25)의 로드(252)를 이용하여 도어를 팝업 하는 특성상 그대로 도어를 닫게 되면 액추에이터(25)의 로드(252)와 차체의 스트라이커(28)가 충돌하여 기기가 파손될 수 있다.

그러므로, 제어 모듈(26)은 자이로 센서(23)를 이용한 도어의 열림량을 모니터링하여 도어가 전개된 것으로 판단되면 액추에이터(25)의 로드(252)를 후퇴함으로써 상기 충돌을 방지하고 도어의 안전한 닫힘을 준비 한다.

제어 모듈(26)은 상기 도어가 닫히면 E-래치 모듈(24)을 제어하여 잠금 모드로 전환한다(S190).

한편, 상기 S150 단계에서, 제어 모듈(26)은 자이로 센서(23)를 통해 측정된 상기 도어의 열림량이 설정된 기준치(40mm)를 초과하지 않은 상태에서(S150; 예), 상기 도어의 팝업 상태가 유지된 시간이 일정 시간을 초과하면(S170; 예), 도어의 복귀를 제어한다(S180).

도 6을 참조하면, 상기 도어의 복귀 제어 시 제어 모듈(26)은 액추에이터(25)의 로드(252) 끝단부에 형성된 전자석 코일(253)을 통해 자력을 발생하여 스트라이커(28)를 당겨 접촉상태를 유지하면서 상기 로드(252)를 후퇴한다(S180).

이후, 제어 모듈(26)은 상기 도어가 닫히면 E-래치 모듈(24)을 제어하여 잠금 모드로 전환한다(S190).

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.

도 3을 통해 설명한 차량의 스마트 도어 제어 방법은 제어 모듈(26)을 주체로 설명하였으나, 상기 제어 모듈은 스마트 도어 제어 장치(20)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 하나의 구성요소이므로 스마트 도어 제어 장치(20)가 동작하는 일련의 흐름으로 설명될 수 있음은 자명하다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 스위치 신호에 따라 액추에이터의 로드를 전진하여 도어를 팝업 후 자이로 센서를 이용한 도어의 전개를 감지하여 로드를 후퇴함으로써 액추에이터의 방해없이 도어를 안전하게 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: 바디 제어기
11: 스마트키
20: 도어 제어 장치
21: 외부 스위치
22: 내부 스위치
23: 자이로 센서
24: E-래치 모듈
25: 액추에이터
251: 모터
252: 로드
253: 전자석 코일
26: 제어 모듈
27: 전자석 모듈

Claims

도어 핸들이 생략된 도어에 구비되는 차량의 스마트 도어 제어 장치에 있어서,
도어의 외부와 내부에 각각 설치되어 스위치 신호를 입력하는 외부 스위치와 내부 스위치;
전자식 작동 기구를 통해 스트라이커와 결합하여 도어를 잠그거나 잠금을 해제하는 E(Electric)-래치 모듈;
인가되는 제어신호에 따른 BLDC(Brushless Direct Current motor) 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 로드를 전진하거나 후퇴하는 액추에이터;
가속도에 따른 도어의 닫힘 상태로부터 열림량 측정하는 자이로 센서; 및
스마트키가 인식된 상태에서 상기 스위치 신호의 입력으로 도어의 잠금이 해제되면 상기 액추에이터의 로드를 전진하여 차체를 미는 힘으로 도어를 팝업하고, 상기 자이로 센서를 통해 측정된 도어의 열림량이 설정 기준치를 초과하면 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 제어 모듈;
을 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 외부 스위치와 내부 스위치는
설치면으로부터 돌출되지 않은 버튼식 혹은 터치식 스위치로 구성되는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 액추에이터는
상기 로드의 전진 시 차체에 고정된 상기 스트라이커를 미는 힘으로 상기 도어를 팝업 하는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 있어서,
상기 액추에이터는
상기 로드의 끝단부에 형성된 전자석 코일; 및
상기 전자석 코일에 전류를 공급하여 자력을 발생하는 전자석 모듈;
을 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 차체에 고정된 스트라이커는
상기 로드와 접촉되는 부위에 부착되는 강자성체를 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 강자성체는
상기 로드의 전자석 코일이 형성된 끝단의 면적과 동일한 크기 이상의 접촉면을 형성하는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 자이로 센서는
상기 액추에이터의 작동을 위한 PCB(Printed Circuit Board) 기판상에 상기 제어 모듈 및 전자석 모듈과 함께 하나의 제어 부품으로 설치되는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어 모듈은
상기 도어의 열림량이 최대 30mm 팝업할 수 있도록 상기 액추에이터를 제어하되, 상기 도어의 열림량 40mm로 설정된 기준치를 초과하면 도어가 전개되는 것으로 판단하여 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어 모듈은
상기 도어의 열림량이 기준치를 초과하지 않은 상태에서 팝업 유지 시간이 일정 시간을 초과하면 상기 전자석 코일을 통한 자력으로 상기 강자성체를 끌어 당겨 접촉상태를 유지하면서 상기 로드를 후퇴하여 상기 도어를 복귀 시키는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어 모듈은
상기 팝업 시 상기 자이로 센서를 이용하여 측정된 도어의 기울기가 외측방향으로 기준치 이상 기울어져 있으면 상기 전자석 코일을 통해 자력을 발생하여 상기 강자성체와 접촉상태를 유지하면서 도어를 팝업하고, 상기 스위치 신호가 한번 더 입력되면 상기 전자석 코일의 자력을 해제하는 차량의 스마트 도어 제어 장치.
도어 핸들이 생략된 차량의 스마트 도어 제어 방법에 있어서,
a) 도어의 외부 혹은 내부 스위치 신호가 입력되면 E-래치 모듈의 도어 잠금을 해제하는 단계;
b) 제어신호를 통해 액추에이터의 로드를 전진하여 차체를 미는 힘으로 도어를 팝업하는 단계;
c) 자이로 센서를 통해 도어의 열림량을 체크하여 설정된 기준치 초과 여부를 모니터링하는 단계; 및
d) 상기 도어의 열림량이 설정 기준치를 초과하면 상기 액추에이터의 로드를 후퇴시키는 단계;
를 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 a) 단계 이전에,
상기 차량의 바디 제어기를 통해 일정거리 스마트키 인식하거나 원격지에서 상기 스마트키의 기능버튼 작동에 따른 무선신호를 수신하면 슬립모드를 해제하는 단계를 더 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 도어의 열림량이 설정된 40mm를 초과하면 도어가 전개된 것으로 판단하여 상기 액추에이터의 로드를 후퇴 시키는 차량의 스마트 도어 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 도어의 열림량이 설정된 기준치를 초과하지 않은 상태에서 상기 도어의 팝업 상태가 유지된 시간이 일정 시간을 초과하면 상기 도어의 복귀를 제어하는 단계를 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 도어의 복귀를 제어하는 단계는,
상기 액추에이터의 로드 끝단부에 형성된 전자석 코일을 통해 자력을 발생하여 차체에 부착된 스트라이커를 끌어 당겨 접촉상태를 유지시키는 단계; 및
상기 액추에이터의 로드를 후퇴 시키는 단계;
를 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
상기 도어가 닫히면 상기 E-래치 모듈을 제어하여 잠금 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 차량의 스마트 도어 제어 방법.