WO2017222130A1 - 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법 Download PDF

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WO2017222130A1
WO2017222130A1 PCT/KR2016/014823 KR2016014823W WO2017222130A1 WO 2017222130 A1 WO2017222130 A1 WO 2017222130A1 KR 2016014823 W KR2016014823 W KR 2016014823W WO 2017222130 A1 WO2017222130 A1 WO 2017222130A1
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door
vehicle
magnetic field
door lock
unit
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PCT/KR2016/014823
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English (en)
French (fr)
Inventor
정도근
Original Assignee
타타대우상용차 주식회사
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/50—Power-operated mechanisms for wings using fluid-pressure actuators
    • E05F15/53—Power-operated mechanisms for wings using fluid-pressure actuators for swinging wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/02—Power-actuated vehicle locks characterised by the type of actuators used
    • E05B81/04—Electrical
    • E05B81/08—Electrical using electromagnets or solenoids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/56—Control of actuators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/72—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors the lock status, i.e. locked or unlocked condition
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F1/00—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F1/00—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass
    • E05F1/002—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass controlled by automatically acting means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2201/00—Constructional elements; Accessories therefor
    • E05Y2201/40—Motors; Magnets; Springs; Weights; Accessories therefor
    • E05Y2201/46—Magnets
    • E05Y2201/462—Electromagnets

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle door opening and closing system and a control method thereof, and more particularly, to a vehicle door opening and closing system and a control method thereof for the non-contact opening and closing of a swing-type door applied to the vehicle.
  • the door is applied to the bus in the front or center of the vehicle body to open and close by a folding method or a swing method.
  • the folding type door is divided into two sections, and when the door is opened, the doors are folded and opened, and when the door is closed, the door is opened and closed.
  • the swing type door is a method in which the door slides out of the vehicle body through a hinge formed at one side of the door.
  • the swing-type door is divided into two sections in which the door is closed.
  • the door At the initial fully open state, the door is closed at a constant speed until a predetermined section, and immediately before closing, the fastener is fastened to obtain a force for engaging the latch and the striker provided in the door and the vehicle body. Closed at speed.
  • the latch and the striker are engaged at least the set speed or more to become a completely normal locking state.
  • Patent Documents 1 to 3 below disclose a swing door opening and closing device technology for a bus.
  • FIG. 1 is a block diagram of a mechanical swing door opening and closing apparatus of a bus according to the prior art.
  • a door lock override 1 that receives an operation command for opening and closing a door in a mechanical swing door opening and closing device of a bus according to the prior art and a door lock generating a driving force to open and close the door
  • the cylinder 2 is connected using the rod 3.
  • the mechanical swing door opening and closing apparatus of the bus may further include a switch 4 for receiving a driver's operation reputation.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2004-0104128 (published December 10, 2004)
  • Patent Document 2 Korean Patent Registration No. 10-0752595 (March 29, 2007 announcement)
  • Patent Document 3 Korean Patent Registration No. 10-0879687 (January 21, 2009 announcement)
  • the swing door opening and closing device of the bus connects the door lock override 1 and the door lock cylinder 2 by using two to three rods 3, thereby increasing the number of parts. If a mechanical defect occurs, there is a problem that can not open and close the door.
  • An object of the present invention is to solve the problems as described above, and to provide a door opening and closing system for a vehicle and a control method thereof which can lock or release the door electronically and open and close using a magnetic field.
  • Another object of the present invention is to provide a door opening and closing system for a vehicle and a control method thereof, which can simplify the configuration of the door opening and closing device and minimize the installation space.
  • the door opening and closing system for a vehicle is provided with a door lock key unit, the on-off switch unit for receiving a driver's door opening and closing command, the door driving unit for driving the door opening and closing operation and the vehicle
  • a main control unit for controlling the operation of each device and generating a control signal for controlling the operation of the door driver based on an output signal output from the open / close switch unit, wherein the open / close switch unit is coupled with a vehicle key
  • a door lock key unit that receives a rotation operation of the vehicle key to lock or release and open or close, a door lock cylinder for locking or releasing the door according to the operation of the door lock key unit, and a door in a non-contact manner according to the operation of the door lock key unit.
  • the door lock cylinder and the main It characterized in that it comprises a switching circuit for transmitting to the fisherman.
  • the door lock key unit includes a rotating module that is rotatable so as to be rotatable in a state where the vehicle key is coupled, and the rotating module outputs an output signal of unlock, zero and lock in advance. Rotation is performed along the set first to third points, the rotary module is provided with a magnet for generating a magnetic field, the switch circuit is disposed in parallel to each other on a power supply line for supplying driving power from the battery of the vehicle and the door lock And first to third hall switches for detecting a change in the magnetic field according to the movement of the magnet provided in the key unit.
  • the switch circuit further includes first to third pull-up resistors installed between the first to third signal output lines and the power supply line, respectively, connected to the first to third hall switches.
  • Hall switches are installed at the first to third points, respectively, and detect a change in the magnetic field according to the movement of the magnet, and output a high or low level signal according to the detected change in the magnetic field.
  • a control signal for controlling driving of the door driver to open or close the door based on the output signals of the first to third hall switches.
  • control method of the vehicle door opening and closing system (a) when the vehicle key is coupled to the key groove of the door lock key unit provided in the opening and closing switch unit, the first to third holes Detecting a change in the magnetic field according to the rotation of the vehicle key using a switch; and (b) detecting the magnetic field in one of the first to third hall switches and outputting the detection result to the door lock cylinder. Operating to lock or unlock the door and open or close the door.
  • the first to third hall switches respectively detect a change in the magnetic field according to the movement of the magnet provided in the door lock key unit, and output a low signal when the magnetic field is detected.
  • the vehicle door opening and closing system and the control method thereof according to the present invention by detecting a change in the magnetic field according to the movement of the magnet installed in the rotation module of the door lock key unit, the door can be locked or released and opened and closed. Effect is obtained.
  • the present invention it is possible to improve the space utilization inside the vehicle door, to improve workability during installation of the door opening and closing system, and to easily design the vehicle package and layout.
  • FIG. 1 is a block diagram of a mechanical swing door opening and closing device of a bus according to the prior art
  • Figure 2 is a block diagram of a door opening and closing system for a vehicle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an open / close switch unit
  • FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the first hall switch shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 is a block diagram of a hall sensor
  • Figure 7 is a flow chart illustrating a step-by-step control method of the vehicle door opening and closing system according to an embodiment of the present invention.
  • a door opening and closing system for opening and closing a swing door of a bus will be described.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to various types of door opening and closing systems for a vehicle such as a folding door as well as a swing door of a bus. It should be noted that.
  • Figure 2 is a block diagram of a door opening and closing system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the door opening / closing system 10 for a vehicle includes a door lock key unit 21 and an opening / closing switch unit 20 to receive a driver's door opening / closing command. Controlling the operation of each device provided in the door driving unit 30 and the vehicle for opening and closing operation and generating a control signal for controlling the operation of the door driving unit 30 based on the output signal output from the opening and closing switch unit 20 It may include a main controller 40.
  • the on / off switch unit 20 is coupled to a vehicle key (not shown), and the door lock key unit 21 and the door lock key unit 21 which receive a rotation operation of the vehicle key so as to lock or release the door and open or close the door.
  • Circuit 23 may be included.
  • the main controller 40 may be provided as a body control module.
  • the vehicle body control module is a central control unit that integrates and controls a plurality of electronic control units (ECUs) connected to each device such as a wiper applied to a vehicle, a power window, a seat heating wire, a remote control key, a lamp, and a door.
  • ECUs electronice control units
  • the door driving unit 30 functions to open or close the door according to the control signal of the main control unit 40, and the cylinder driven by a cylinder or power supplied by pneumatic or hydraulic pressure and a motor driven by the cylinder or the motor. It may include an opening and closing unit (not shown) for opening and closing the door by using the driving force.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the open / close switch unit
  • FIG. 4 is a configuration diagram of the switch circuit
  • FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the first hall switch illustrated in FIG. 4.
  • 3 (a) and 3 (b) show a state in which the door lock key unit 21 is coupled to the main body of the open / close switch unit 20, respectively.
  • the opening and closing switch unit 20 is provided inside the swing door of the bus, the key groove may be formed on the outside of the swing door so that the vehicle key can be coupled to the door lock key unit 21.
  • the door lock key unit 21 may include a rotation module 24 that rotates to be rotatable in a state where the vehicle key is coupled.
  • the rotary module 24 rotates along preset first to third points P1 to P3 to output the unlocked, zero, and locked output signals, and the rotary module 24 ) May be provided with a magnet 25 for generating a magnetic field.
  • the first point P1 may be set to a position where the vehicle key is initially coupled to the door lock key unit 21 and may correspond to a zero output signal that does not perform both locking and releasing operations.
  • the second point P2 and the third point P3 may be symmetrically set with respect to the first point P1, respectively, and correspond to the output signals of the unlock and lock, respectively.
  • the door lock cylinder 22 has a function of locking and releasing the door by putting the cylinder rod in and out according to the output signal output from the door lock key unit 21.
  • the switch circuit 23 is arranged in parallel with each other on a power supply line S for supplying driving power from a battery provided in a vehicle, and the magnet 25 of the door lock key unit 21 is provided. It may include the first to third Hall switches 51 to 53 for detecting a change in the magnetic field according to the movement.
  • the switch circuit 23 may include first to third signal output lines 54 to 53 connected to the first to third hall switches 51 to 53 and first to third power output lines SL, respectively. Third pull-up resistors 54 to 56 may be further included.
  • the first to third hall switches 51 to 53 are installed at the first to third points P1 to P3 at which the rotation module 24 provided in the door lock key unit 21 rotates, respectively, and the rotation module 24.
  • a change in the magnetic field according to the movement of the magnet 25 installed in the sensor may be sensed, and a signal having a high or low level may be output according to the detected change in the magnetic field.
  • the first hall switch 51 is connected to a power supply line SL and a ground potential line GND, and outputs a signal sensing a change in a magnetic field on one side.
  • 1 Hall sensor 61 to which the signal output line OL1 is connected, a first resistor R1 installed between the power supply line SL and the hall sensor 61, a power supply line SL, and a first signal output
  • the second resistor R3 may be disposed between the lines OL1 and the third resistor R3 may be disposed on the first signal output line OL1.
  • the first and third resistors R1 and R3 are load resistors, and the second resistor R2 is a first pullup resistor 54 that pulls up the output signal level of the hall sensor 61.
  • the power supply line SL is provided with a first capacitor C1 between the rear end of the first resistor R1 and the ground potential line GND, and the first signal output line OL1 and the ground potential line GND.
  • the second capacitor C2 is disposed between the third capacitor C2 and the third capacitor C3 is disposed between the rear end of the third resistor R3 and the ground potential line GND in the first signal output line OL1.
  • the first to third capacitors C1 to C3 function as noise filters.
  • the hall sensor 61 may be detected as the magnetic field is not detected before the magnet 25 approaches. Works off.
  • the output signal of the first hall switch 52 is always maintained at the high level by the first pull-up resistor 54.
  • the door lock cylinder 22 can maintain a zero or locked state according to the output signal of the first or third hall switches 51 and 53.
  • the Hall sensor 61 is turned on, the output signal of the second Hall switch 52 is a low level State, that is, the ground potential (GND) level state.
  • the door lock cylinder 22 releases the unlocked state, that is, the door is unlocked according to the unlock output signal output from the second hall switch 52, and the main control unit 40 drives the door driver 30 to open the door. Generate a control signal to control.
  • FIG. 6 is a block diagram of a hall sensor.
  • the hall sensor 61 includes a hall plate 62 that detects a change in the magnetic field according to the movement of the magnet 25, an internal switch 63 that operates on or off, and the hall plate 62. It may include a comparator 64 for generating a drive signal to drive the internal switch 63 on or off based on the transmitted signal and the predetermined environment information.
  • the ambient information includes reverse voltage and ESD protection block 65, bias dependent bias block 66, hysteresis control block 67, short circuit, overheat and Information about temperature, voltage, current, etc., delivered from short circuit, overtemperature, ESD protection block 68 and functional safety features block 69.
  • the internal switch 63 may operate on or off according to an on or off driving signal output from the comparator 64 to output a high level or low level signal.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a step-by-step control method of a door opening and closing system for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • step S10 of FIG. 7 the driver couples the vehicle key to the key groove of the door lock key unit 21 and rotates it for a desired operation.
  • the first to third hall switches 51 to 63 applied to the open / close switch unit 20 detect a change in the magnetic field according to the movement of the magnet 25 provided in the door lock key unit 21 and according to the detection result.
  • An output signal is generated to lock or release the door and to open and close the door (S12).
  • the first hall switch 51 installed at the first point P1 set to the initial position generates a magnetic field by the magnet 25. It senses and outputs a low signal according to the detection result.
  • the main controller 40 detects a magnetic field in the first hall switch 51 of the open / close switch unit 20 and checks whether a low signal is output.
  • step S14 when the low signal is output from the first hall switch 51, the door lock cylinder 22 performs a zero operation that does not perform all of the locking or releasing operations, and the main controller 40 controls the current door. Control to maintain the open state or closed state (S16).
  • the second hall switch 52 senses the magnetic field by the magnet 52 and outputs a low signal according to the detection result.
  • the main controller 40 determines whether the low signal is output by detecting the magnetic field of the second hall switch 52.
  • the door lock cylinder 22 is unlocked to release the door lock, and the main controller 40 controls the driving of the door driver 30 to open the door.
  • a control signal is generated (S20).
  • the third hall switch 53 detects the magnetic field by the magnet 25 and outputs a low signal according to the detection result.
  • the main controller 40 detects a magnetic field in the third hall switch 53 and checks whether a low signal is output.
  • the main controller 40 when the low signal is output from the third hall switch 53, the main controller 40 generates a control signal for controlling the driving of the door driver 30 to close the door.
  • the door lock cylinder ( 22 is locked to lock the door.
  • the vehicle door opening and closing system 10 repeats the above process according to the rotation of the vehicle key.
  • the present invention can detect the change in the magnetic field according to the movement of the magnet installed in the rotation module of the door lock key unit to lock or unlock the door and open and close.
  • the present invention can remove a plurality of rods that are conventionally installed inside the door by locking or releasing and opening and closing the door electronically using a magnetic field.
  • the present invention can improve the space utilization inside the vehicle door, and can easily design the vehicle package and layout.
  • the present invention is applied to a door opening and closing system for a vehicle and a method of controlling the same, which locks or releases and opens and closes a door by detecting a change in a magnetic field according to a movement of an installed magnet of the door lock key unit.

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Abstract

차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 도어록 키 유닛이 마련되고 운전자의 도어 개폐 명령을 입력받는 개폐 스위치부, 도어를 개폐 동작하도록 구동하는 도어 구동부 및 차량에 마련된 각 장치의 동작을 제어하고 상기 개폐 스위치부로부터 출력되는 출력신호에 기초해서 상기 도어 구동부의 동작을 제어하는 제어신호를 발생하는 메인 제어부를 포함하는 구성을 마련하여, 도어록 키 유닛에 설치되는 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지해서 도어를 록킹 또는 해제하고 개폐할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법
본 발명은 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 적용된 스윙 방식 도어를 비접촉식으로 개폐하는 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 버스에는 차체의 전방 또는 중앙에 폴딩(folding) 방식이나 스윙(swing) 방식으로 개폐 동작하는 도어가 적용된다.
상기 폴딩 방식 도어는 크게 2절로 구획되어 도어가 열릴 때는 서로 포개져 개방되고, 닫힐 때는 펴져서 출입구를 폐쇄하는 방식이다.
상기 스윙 방식 도어는 도어의 일측에 형성된 힌지를 매개로 도어가 차체외부로 미끄러지듯 개방되는 방식이다.
상기 스윙 방식 도어는 도어가 닫히는 구간이 두 부분으로 나뉘는데, 초기 완전 열림 상태에서 미리 설정된 구간까지는 정속도로 닫히고, 닫히기 바로 직전에는 도어와 차체에 마련된 래치와 스트라이커를 체결시키기 위한 힘을 얻기 위해, 빠른 속도로 닫힌다. 이때, 마지막 구간에서는 최소한의 설정속도 이상이어야 래치와 스트라이커가 체결되어 완전한 정상 록킹(locking) 상태가 된다.
하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 버스의 스윙 도어 개폐장치 기술이 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 버스의 기계식 스윙 도어 개폐장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 버스의 기계식 스윙 도어 개폐장치에서 도어를 개폐하기 위한 조작명령을 입력받는 도어록 오버라이드(door lock override)(1)와 도어를 개폐하도록 구동력을 발생하는 도어록 실린더(2)는 로드(3)를 이용해서 연결된다.
이와 함께, 종래기술에 따른 버스의 기계식 스윙 도어 개폐 장치는 운전자의 조작명력을 입력받는 스위치(4)를 더 포함할 수 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 특허 공개번호 제10-2004-0104128호(2004년 12월 10일 공개)
(특허문헌 2) 대한민국 특허 등록번호 제10-0752595호(2007년 8월 29일 공고)
(특허문헌 3) 대한민국 특허 등록번호 제10-0879687호(2009년 1월 21일 공고)
상기한 바와 같이, 종래기술에 따른 버스의 스윙 도어 개폐장치는 2개 내지 3개의 로드(3)를 이용해서 도어록 오버라이드(1)와 도어록 실린더(2)를 연결함에 따라, 부품의 개수가 증가하고, 기계적 결함이 발생하는 경우, 도어를 개폐하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 버스의 스윙 도어 개폐장치는 설치공간이 협소함에 따라, 복수의 로드(3)를 적용하는 경우, 구조가 복잡해지고, 유지보수 작업이 어려우며, 도어 및 개폐 장치 설계 작업시 레이아웃(layout) 구성이 불리한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자기장을 이용해서 전자식으로 도어를 록킹 또는 해제하고, 개폐할 수 있는 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도어 개폐 장치의 구성을 간단하게 하고 설치 공간을 최소화할 수 있는 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 도어 개폐 시스템은 도어록 키 유닛이 마련되고 운전자의 도어 개폐 명령을 입력받는 개폐 스위치부, 도어를 개폐 동작하도록 구동하는 도어 구동부 및 차량에 마련된 각 장치의 동작을 제어하고 상기 개폐 스위치부로부터 출력되는 출력신호에 기초해서 상기 도어 구동부의 동작을 제어하는 제어신호를 발생하는 메인 제어부를 포함하고, 상기 개폐 스위치부는 차량 키가 결합되며, 도어를 록킹 또는 해제하고 개방 또는 폐쇄 동작하도록 차량 키의 회전 조작을 입력받는 도어록 키 유닛, 상기 도어록 키 유닛의 동작에 따라 도어를 록킹 또는 해제하는 도어록 실린더 그리고 상기 도어록 키 유닛의 동작에 따라 비접촉 방식으로 도어 개폐 명령을 전달받아 상기 도어록 실린더 및 메인 제어부로 전달하는 스위치 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도어록 키 유닛은 차량 키가 결합된 상태에서 회전 가능하도록, 회전하는 회전모듈을 포함하고, 상기 회전모듈은 언록(unlock), 제로(zero) 및 록(lock)의 출력신호를 출력하도록, 미리 설정된 제1 내지 제3 포인트를 따라 회전하며, 상기 회전모듈에는 자기장을 발생하는 자석이 마련되고, 상기 스위치 회로는 차량의 배터리로부터 구동전원을 공급하는 전원공급라인 상에 서로 병렬로 배치되고 상기 도어록 키 유닛에 마련된 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하는 제1 내지 제3 홀 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스위치 회로는 상기 제1 내지 제3 홀 스위치에 각각 연결되는 제1 내지 제3 신호출력라인과 전원공급라인 사이에 설치되는 제1 내지 제3 풀업저항을 더 포함하고, 상기 제1 내지 제3 홀 스위치는 각각 상기 제1 내지 제3 포인트에 설치되며, 상기 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 감지된 자기장의 변화에 따라 하이 또는 로우 레벨의 신호를 출력하며, 상기 메인 스위치는 상기 제1 내지 제3 홀 스위치의 출력신호에 기초해서 도어를 개방 또는 폐쇄하도록 상기 도어 구동부의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법은 (a) 개폐 스위치부에 마련된 도어록 키 유닛의 키홈에 차량 키가 결합되면, 제1 내지 제3 홀 스위치를 이용해서 차량 키의 회전에 따른 자기장의 변화를 감지하는 단계 및 (b) 상기 제1 내지 제3 홀 스위치 중 어느 하나에서 자기장을 감지하고 감지결과를 출력하는 출력신호에 기초해서 도어록 실린더를 동작시켜 도어를 록킹 또는 해제하고 개방 또는 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계에서 제1 내지 제3 홀 스위치는 각각 상기 도어록 키 유닛에 마련된 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 자기장이 감지되면 로우 신호를 출력하며, 상기 (b)단계는 (b1) 상기 제1 홀 스위치에서 자기장을 감지해서 로우 신호를 출력하면, 도어의 현재의 상태로 유지하는 단계, (b2) 상기 제2 홀 스위치에서 자기장을 감지해서 로우 신호를 출력하면 상기 도어록 실린더가 도어의 록킹을 해제하고, 메인 제어부에서 도어 구동부의 구동을 제어해서 도어를 개방하는 단계 및 (b3) 상기 제3 홀 스위치에 자기장을 감지해서 로우 신호를 출력하면, 상기 메인 제어부에서 상기 도어 구동부의 구동을 제어해서 도어를 폐쇄하고, 상기 도어록 실린더에서 도어를 록킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법에 의하면, 도어록 키 유닛의 회전모듈에 설치되는 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지해서 도어를 록킹 또는 해제하고 개폐할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그래서 본 발명에 의하면, 자기장을 이용한 전자식으로 도어를 록킹 또는 해제하고 개폐함에 따라, 종래에 도어 내부에 설치되는 복수의 로드를 제거할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 차량 도어 내부의 공간활용도를 향상시키고, 도어 개폐 시스템의 설치 작업시 작업성을 향상시킬 수 있으며, 차량 패키지 및 레이아웃을 용이하게 설계할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래기술에 따른 버스의 기계식 스윙 도어 개폐장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템의 구성도,
도 3은 개폐 스위치부의 구성도,
도 4는 스위치 회로의 구성도,
도 5는 도 4에 도시된 제1 홀 스위치의 상세 회로도,
도 6은 홀 센서의 블록 구성도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어바업을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 버스의 스윙 도어를 개폐하는 도어 개폐 시스템을 이용해서 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 버스의 스윙 도어뿐만 아니라, 폴딩 방식 도어 등 다양한 형태의 차량용 도어 개폐 시스템에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템의 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 도어록 키 유닛(21)이 마련되고 운전자의 도어 개폐 명령을 입력받는 개폐 스위치부(20), 도어를 개폐 동작하도록 구동하는 도어 구동부(30) 및 차량에 마련된 각 장치의 동작을 제어하고 개폐 스위치부(20)로부터 출력되는 출력신호에 기초해서 도어 구동부(30)의 동작을 제어하는 제어신호를 발생하는 메인 제어부(40)를 포함할 수 있다.
개폐 스위치부(20)는 차량 키(도면 미도시)가 결합되며, 도어를 록킹 또는 해제하고 개방 또는 폐쇄 동작하도록 차량 키의 회전 조작을 입력받는 도어록 키 유닛(21), 도어록 키 유닛(21)의 동작에 따라 도어를 록킹 또는 해제하는 도어록 실린더(22) 그리고 도어록 키 유닛(21)의 동작에 따라 비접촉 방식으로 도어 개폐 명령을 전달받아 도어록 실린더(22) 및 메인 제어부(40)로 전달하는 스위치 회로(23)를 포함할 수 있다.
메인 제어부(40)는 차체 제어 모듈(Body Control Module)로 마련될 수 있다.
상기 차체 제어 모듈은 차량에 적용되는 와이퍼와 파워 윈도, 시트 열선, 리모콘 키, 램프, 도어 등 각 장치와 연결되어 있는 다수의 전자제어장치(ECU)를 통합해서 제어하는 중앙제어장치이다.
도어 구동부(30)는 메인 제어부(40)의 제어신호에 따라 도어를 개방 또는 폐쇄하는 기능을 하며, 공압이나 유압을 공급받아 신축 동작하는 실린더나 전원을 공급받아 구동되는 모터 및 상기 실린더나 모터의 구동력을 이용해서 도어를 개폐하는 개폐 유닛(도면 미도시)을 포함할 수 있다.
다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 개폐 스위치부의 구성을 상세하게 설명한다.
도 3은 개폐 스위치부의 구성도이고, 도 4는 스위치 회로의 구성도이며, 도 5는 도 4에 도시된 제1 홀 스위치의 상세 회로도이다.
도 3의 (a)와 (b)에는 각각 개폐 스위치부(20)의 본체에 도어록 키 유닛(21)이 제거된 상태와 결합된 상태가 도시되어 있다.
본 실시 예에서 개폐 스위치부(20)는 버스의 스윙 도어 내부에 마련되고, 상기 스윙 도어의 외측에는 도어록 키 유닛(21)에 차량 키가 결합될 수 있도록 키홈이 형성될 수 있다.
도어록 키 유닛(21)은 차량 키가 결합된 상태에서 회전 가능하도록, 회전하는 회전모듈(24)을 포함할 수 있다.
회전모듈(24)은 언록(unlock), 제로(zero) 및 록(lock)의 출력신호를 출력하기 위해, 미리 설정된 제1 내지 제3 포인트(P1 내지 P3)를 따라 회전하고, 회전모듈(24)에는 자기장을 발생하는 자석(25)이 마련될 수 있다.
여기서, 제1 포인트(P1)는 차량 키가 도어록 키 유닛(21)에 최초 결합되는 위치로 설정되며, 록킹 및 해제 동작을 모두 수행하지 않는 제로의 출력신호에 대응될 수 있다.
제2 포인트(P2)와 제3 포인트(P3)는 각각 제1 포인트(P1)를 중심으로 대칭되게 설정되고, 언록과 록의 출력신호에 각각 대응될 수 있다.
도어록 실린더(22)는 도어록 키 유닛(21)으로부터 출력되는 출력신호에 따라 실린더 로드를 출몰 동작시켜 도어를 록킹 또는 해제하는 기능을 한다.
스위치 회로(23)는 도 4에 도시된 바와 같이, 차량에 마련된 배터리로부터 구동전원을 공급하는 전원공급라인(S) 상에 서로 병렬로 배치되고 도어록 키 유닛(21)에 마련된 자석(25)의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하는 제1 내지 제3 홀 스위치(51 내지 53)를 포함할 수 있다.
그리고 스위치 회로(23)는 제1 내지 제3 홀 스위치(51 내지 53)에 각각 연결되는 제1 내지 제3 신호출력라인(54 내지 53)과 전원공급라인(SL) 사이에 설치되는 제1 내지 제3 풀업저항(54 내지 56)을 더 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 홀 스위치(51 내지 53)는 각각 도어록 키 유닛(21)에 마련된 회전모듈(24)이 회전하는 제1 내지 제3 포인트(P1 내지 P3)에 설치되고, 회전모듈(24)에 설치된 자석(25)의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 감지된 자기장의 변화에 따라 하이(high) 또는 로우(low) 레벨의 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 홀 스위치(51)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전원공급라인(SL)과 기저전위라인(GND)에 각각 연결되고 일측에 자기장의 변화를 감지한 신호를 출력하는 제1 신호출력라인(OL1)이 연결되는 홀 센서(61), 전원공급라인(SL)과 홀 센서(61) 사이에 설치되는 제1 저항(R1), 전원공급라인(SL)과 제1 신호출력라인(OL1) 사이에 설치되는 제2 저항(R3) 및 제1 신호출력라인(OL1) 상에 설치되는 제3 저항(R3)을 포함할 수 있다.
제1 및 제3 저항(R1,R3)은 부하저항이고, 제2 저항(R2)은 홀 센서(61)의 출력신호 레벨을 풀업하는 제1 풀업저항(54)이다.
이와 함께, 전원공급라인(SL)에는 제1 저항(R1) 후단과 기저전위라인(GND) 사이에 제1 커패시터(C1)가 설치되고, 제1 신호출력라인(OL1)과 기저전위라인(GND) 사이에는 제2 커패시터(C2)가 설치되며, 제1 신호출력라인(OL1)에는 제3 저항(R3) 후단과 기저전위라인(GND) 사이에 제3 커패시터(C3)가 설치된다.
제1 내지 제3 커패시터(C1 내지 C3)는 노이즈 필터 기능을 한다.
한편, 제2 홀 스위치(52)가 도어의 록킹 해제 및 개방 동작하기 위한 제2 포인트(P2)에 설치된 경우, 홀 센서(61)은 자석(25)이 접근하기 이전에는 자기장이 미감지됨에 따라 오프 동작한다.
그래서 제1 홀 스위치(52)의 출력신호는 제1 풀업저항(54)에 의해 항상 하이 레벨 상태를 유지한다.
따라서 도어록 실린더(22)는 제1 또는 제3 홀 스위치(51,53)의 출력신호에 따라 제로 또는 록 상태를 유지할 수 있다.
한편, 회전모듈(24)의 회전에 의해 자석(25)이 제2 홀 스위치(52)에 접근하면, 홀 센서(61)가 온 동작하고, 제2 홀 스위치(52)의 출력신호는 로우 레벨 상태, 즉 기저전위(GND) 레벨 상태가 된다.
따라서 도어록 실린더(22)는 제2 홀 스위치(52)에서 출력되는 언록 출력신호에 따라 언록 상태, 즉 도어의 록킹을 해제하고, 메인 제어부(40)는 도어를 개방하도록 도어 구동부(30)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생한다.
한편, 도 6은 홀 센서의 블록 구성도이다.
홀 센서(61)는 도 6에 도시된 바와 같이, 자석(25)의 이동에 따른 자기장 변화를 감지하는 홀 플레이트(62), 온 또는 오프 동작하는 내부 스위치(63) 및 홀 플레이트(62)에서 전달되는 신호와 미리 설정된 주변환경 정보에 기초해서 내부 스위치(63)를 온 또는 오프 구동하도록 구동신호를 발생하는 비교기(64)를 포함할 수 있다.
상기 주변환경 정보는 역전압 및 정전기 보호(reverse voltage and ESD protection) 블록(65)과 바이어스 연동 온도(bias dependent bias) 블록(66), 히스테리시스 제어(hysteresis control) 블록(67), 단락, 과열 및 정전기 보호(short Circuit, overtemperature, ESD protection) 블록(68) 그리고 기능적 안전 특성(functional safety features) 블록(69)으로부터 전달되는 온도, 전압, 전류 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
내부 스위치(63)는 비교기(64)에서 출력되는 온 또는 오프 구동신호에 따라 온 또는 오프 동작해서 하이 레벨 또는 로우 레벨의 신호를 출력할 수 있다.
다음, 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 7의 S10단계에서 차량용 도어 개폐 시스템(10)이 적용된 차량의 도어를 개폐하기 위해, 운전자가 차량 키를 도어록 키 유닛(21)의 키 홈에 결합하고, 원하는 동작을 위해 회전시킨다.
그러면, 개폐 스위치부(20)에 적용된 제1 내지 제3 홀 스위치(51 내지 63)는 도어록 키 유닛(21)에 마련된 자석(25)의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 감지결과에 따라 도어를 록킹 또는 해제하고, 개폐하도록 출력신호를 발생한다(S12).
상세하게 설명하면, 차량 키가 도어록 키 유닛(21)의 키 홈에 결합되면, 초기 위치로 설정되는 제1 포인트(P1)에 설치된 제1 홀 스위치(51)가 자석(25)에 의한 자기장을 감지하고, 감지결과에 따라 로우 신호를 출력한다.
따라서 S14단계에서 메인 제어부(40)는 개폐 스위치부(20)의 제1 홀 스위치(51)에서 자기장을 감지해서 로우 신호가 출력되는지를 검사한다.
S14단계의 검사결과, 제1 홀 스위치(51)에서 로우 신호를 출력되면, 도어록 실린더(22)는 록킹 또는 해제 동작 모두를 수행하지 않는 제로 동작을 수행하고, 메인 제어부(40)는 현재 도어의 개방 상태 또는 폐쇄 상태를 그대로 유지하도록 제어한다(S16).
한편, 차량 키가 제1 포인트(P1)에서 제2 포인트(P2)를 향해 반시계 방향으로 회전하면, 자석(25)은 제2 포인트(P2)에 설치된 제2 홀 스위치(52)에 접근하게 된다.
이에 따라, 제2 홀 스위치(52)는 자석(52)에 의한 자기장을 감지하고, 감지결과에 따라 로우 신호를 출력한다.
S18단계에서 메인 제어부(40)는 제2 홀 스위치(52)가 자기장을 감지해서 로우 신호가 출력되는지를 검사한다.
그래서 제2 홀 스위치(52)에서 로우 신호가 출력되면, 도어록 실린더(22)는 도어의 록킹을 해제하도록 언록 동작하고, 메인 제어부(40)는 도어를 개방하도록 도어 구동부(30)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생한다(S20).
반면, 차량 키가 제1 포인트(P1)에서 제3 포인트(P3)를 향해 시계 방향으로 회전하면, 자석(25)은 제3 포인트(P3)에 설치된 제3 홀 스위치(53)에 접근하게 된다.
이에 따라, 제3 홀 스위치(53)는 자석(25)에 의한 자기장을 감지하고, 감지결과에 따라 로우 신호를 출력한다.
S22단계에서 메인 제어부(40)는 제3 홀 스위치(53)에서 자기장을 감지해서 로우 신호가 출력되는지를 검사한다.
그래서 제3 홀 스위치(53)에서 로우 신호가 출력되면, 메인 제어부(40)는 도어를 폐쇄하도록 도어 구동부(30)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하고, 도어가 완전히 폐쇄되면, 도어록 실린더(22)는 도어를 록킹하도록 록킹 동작한다.
이후, 차량용 도어 개폐 시스템(10)은 차량 키의 회전에 따라 상기한 과정을 반복 수행한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 도어록 키 유닛의 회전모듈에 설치되는 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지해서 도어를 록킹 또는 해제하고 개폐할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 자기장을 이용한 전자식으로 도어를 록킹 또는 해제하고 개폐함에 따라, 종래에 도어 내부에 설치되는 복수의 로드를 제거할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 차량 도어 내부의 공간활용도를 향상시키고, 차량 패키지 및 레이아웃을 용이하게 설계할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
상기의 실시 예에서는 버스의 스윙 도어를 개폐하는 도어 개폐 시스템을 이용해서 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 버스의 스윙 도어뿐만 아니라, 폴딩 방식 도어 등 다양한 형태의 차량용 도어 개폐 시스템에 적용되도록 변경될 수 있다.
본 발명은 도어록 키 유닛의 설치된 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지해서 도어를 록킹 또는 해제하고 개폐하는 차량용 도어 개폐 시스템 및 그의 제어방법 기술에 적용된다.

Claims (5)

  1. 도어록 키 유닛이 마련되고 운전자의 도어 개폐 명령을 입력받는 개폐 스위치부,
    도어를 개폐 동작하도록 구동하는 도어 구동부 및
    차량에 마련된 각 장치의 동작을 제어하고 상기 개폐 스위치부로부터 출력되는 출력신호에 기초해서 상기 도어 구동부의 동작을 제어하는 제어신호를 발생하는 메인 제어부를 포함하고,
    상기 개폐 스위치부는 차량 키가 결합되며, 도어를 록킹 또는 해제하고 개방 또는 폐쇄 동작하도록 차량 키의 회전 조작을 입력받는 도어록 키 유닛,
    상기 도어록 키 유닛의 동작에 따라 도어를 록킹 또는 해제하는 도어록 실린더 그리고
    상기 도어록 키 유닛의 동작에 따라 비접촉 방식으로 도어 개폐 명령을 전달받아 상기 도어록 실린더 및 메인 제어부로 전달하는 스위치 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도어록 키 유닛은 차량 키가 결합된 상태에서 회전 가능하도록, 회전하는 회전모듈을 포함하고,
    상기 회전모듈은 언록(unlock), 제로(zero) 및 록(lock)의 출력신호를 출력하도록, 미리 설정된 제1 내지 제3 포인트를 따라 회전하며,
    상기 회전모듈에는 자기장을 발생하는 자석이 마련되고,
    상기 스위치 회로는 차량의 배터리로부터 구동전원을 공급하는 전원공급라인 상에 서로 병렬로 배치되고 상기 도어록 키 유닛에 마련된 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하는 제1 내지 제3 홀 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 상기 제1 내지 제3 홀 스위치에 각각 연결되는 제1 내지 제3 신호출력라인과 전원공급라인 사이에 설치되는 제1 내지 제3 풀업저항을 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 홀 스위치는 각각 상기 제1 내지 제3 포인트에 설치되며, 상기 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 감지된 자기장의 변화에 따라 하이 또는 로우 레벨의 신호를 출력하며,
    상기 메인 스위치는 상기 제1 내지 제3 홀 스위치의 출력신호에 기초해서 도어를 개방 또는 폐쇄하도록 상기 도어 구동부의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항에 기재된 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법에 있어서,
    (a) 개폐 스위치부에 마련된 도어록 키 유닛의 키홈에 차량 키가 결합되면, 제1 내지 제3 홀 스위치를 이용해서 차량 키의 회전에 따른 자기장의 변화를 감지하는 단계 및
    (b) 상기 제1 내지 제3 홀 스위치 중 어느 하나에서 자기장을 감지하고 감지결과를 출력하는 출력신호에 기초해서 도어록 실린더를 동작시켜 도어를 록킹 또는 해제하고 개방 또는 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 제1 내지 제3 홀 스위치는 각각 상기 도어록 키 유닛에 마련된 자석의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 자기장이 감지되면 로우 신호를 출력하며,
    상기 (b)단계는 (b1) 상기 제1 홀 스위치에서 자기장을 감지해서 로우 신호를 출력하면, 도어의 현재의 상태로 유지하는 단계,
    (b2) 상기 제2 홀 스위치에서 자기장을 감지해서 로우 신호를 출력하면 상기 도어록 실린더가 도어의 록킹을 해제하고, 메인 제어부에서 도어 구동부의 구동을 제어해서 도어를 개방하는 단계 및
    (b3) 상기 제3 홀 스위치에 자기장을 감지해서 로우 신호를 출력하면, 상기 메인 제어부에서 상기 도어 구동부의 구동을 제어해서 도어를 폐쇄하고, 상기 도어록 실린더에서 도어를 록킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 개폐 시스템의 제어방법.
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