KR101665106B1 - 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치는 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되면 접지와 연결되어 있던 접점이 개방되는 벨트착용 감지스위치; 및 릴레이 코일의 양단에 각각 연결된 2개의 제어선 접점과, 노말 클로즈 접점과, 노말 오픈 접점과, 상기 노말 클로즈 접점 및 노말 오픈 접점에 대한 공통접점을 포함하는 릴레이;를 포함하며, 엔진 시동 신호선으로부터 분기된 두 개의 신호선은 상기 공통접점 및 어느 하나의 제어선 접점에 각각 연결되고, 상기 노말 클로즈 접점은 시동모터 구동 신호선으로 연결되며, 상기 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점은 다른 하나의 제어선 접점에 연결되고, 상기 노말 오픈 접점은 빈 접점인 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치{Engine start control device interlocking with seat belt}

본 발명은 차량에 착석한 운전자가 안전벨트를 체결한 상태에 있을 때에만 엔진의 시동이 가능하도록 하는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치에 관한 것으로서, 특히 기존의 차량에 대해서도 엔진의 전자제어장치(ECU)를 전혀 변경하지 않고도 간단한 전기배선 작업을 통해 손쉽게 적용할 수 있는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치에 관한 것이다.

먼 거리를 이동하기 위한 교통수단으로서 확고하게 자리 잡은 자동차는 예를 들면 화석연료를 사용하는 내연기관을 대체하여 전기모터를 동력원으로 사용하는 전기 자동차를 개발하거나 무인 주행이 가능한 자동차를 개발하는 등 다양한 방향에 걸쳐 지속적으로 발전해가고 있다.

자동차의 발전 방향 중 빼놓을 수 없는 것이 안전에 관한 것인데, 주행하는 자동차가 사고를 일으키게 되면 사고 대상물은 물론 탑승자에게도 치명적인 피해를 주게 되므로, 자동차 사고를 회피하기 위한 기술과 사고가 발생했을 때의 피해를 줄이는 기술 또한 계속 개발되고 있다.

이러한 노력의 결과로, 현대의 자동차는 기계장치보다 전자장치의 비중이 더 높아질 정도로 첨단의 각종 편의·안전장치를 구비하게 되었지만, 그럼에도 불구하고 탑승자의 생명을 가장 효과적으로 보호할 수 있는 장비는 수십 년 전에 개발된 안전벨트가 첫째로 손꼽히고 있다.

이처럼 자동차 사고로부터 탑승자를 보호하는데 가장 효과적이고 필수적인 것이 안전벨트이기 때문에 안전벨트 착용을 오랜 기간 계도하고 미준수시 과태료 처분을 내리는 등 많은 노력을 기울이고 있지만, 아직도 불편함이나 귀찮다는 이유를 들어 안전벨트를 착용하지 않음으로써 충분히 예방이 가능한 인적피해가 발생하는 경우도 종종 일어나고 있다.

따라서, 안전벨트를 착용하지 않으면 원천적으로 차량 운행이 불가능하도록 강제하는 기술이 제안된 바 있으며, 그 예로는 한국공개특허공보 제2007-0112339호의 "다목적 다기능 자동차"를 들 수 있다.

상기 선행 특허는 안전벨트에 설치된 감지 센서가 안전벨트와 안전벨트 버클의 접촉 여부를 감지하도록 되어 있는데, 감지 센서는 안전벨트 홀더와 안전벨트 버클이 상호 접촉되면 이를 감지한 감지 신호를 중앙 제어부인 ECU(Electronic control unit)에 송신하고, 중앙 제어부는 이런 감지 신호가 수신된 상태에서 탑승자가 시동을 걸 경우에만 스타트 모터가 동작 되도록 제어하는 것이다.

이러한 선행 특허는 안전벨트에 설치된 감지 센서의 신호 입력 여부를 차량의 시동 조건으로 하는 제어 로직이 ECU에 내장되는 것을 제안하고 있는 것인데, 이는 차량의 개발 단계에서부터 적용되어야 하는 것이기 때문에 이미 개발이 완성되었거나 시장에서 판매된 기존의 차량에는 적용되기 매우 어렵다는 한계가 있다.

한국공개특허공보 제2007-0112339호 (2007.11.23 공개)

본 발명은 이미 개발이 완성되었거나 시장에서 판매된 기존의 차량에도 손쉽게 적용할 수 있는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치는 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되면 접지와 연결되어 있던 접점이 개방되는 벨트착용 감지스위치; 및 릴레이 코일의 양단에 각각 연결된 2개의 제어선 접점과, 노말 클로즈 접점과, 노말 오픈 접점과, 상기 노말 클로즈 접점 및 노말 오픈 접점에 대한 공통접점을 포함하는 릴레이;를 포함하며, 엔진 시동 신호선으로부터 분기된 두 개의 신호선은 상기 공통접점 및 어느 하나의 제어선 접점에 각각 연결되고, 상기 노말 클로즈 접점은 시동모터 구동 신호선으로 연결되며, 상기 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점은 다른 하나의 제어선 접점에 연결되고, 상기 노말 오픈 접점은 빈 접점인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점과 다른 하나의 제어선 접점 사이에는 상기 벨트착용 감지스위치 쪽으로의 전류 흐름을 억제하는 역방향 다이오드가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 릴레이에 연결되는 상기 엔진 시동 신호선, 시동모터 구동 신호선 및 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점은 퓨즈박스의 해당 출력선으로부터 분기된다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 릴레이는 5핀 릴레이일 수 있으며, 상기 릴레이는 차량의 A필러 내부에 장착될 수 있다.

본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치는 릴레이를 사용하는 간단한 전기회로를 추가하는 것만으로도 안전벨트가 착용된 상태에서만 엔진 시동이 가능하도록 하는 기능을 구현할 수 있다.

이에 따라, ECU에 내장된 로직회로를 수정·변경할 필요가 전혀 없기 때문에 애프터마켓에서도 간단한 작업만으로도 적용할 수 있어 효용성이 매우 높다.

또한, 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치는 릴레이에 고장이 발생하더라도 엔진 시동은 가능하기 때문에 차량 이용에 전혀 지장을 주지 않는다는 장점도 가진다.

도 1은 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치에 적용되는 릴레이의 접점 구조를 도시한 도면.
도 2는 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결된 상태일 때 본 발명의 엔진 시동 제어장치가 작동하는 원리를 도시한 도면.
도 3은 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되지 않은 상태일 때 본 발명의 엔진 시동 제어장치가 작동하는 원리를 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.

본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)는 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되면 접지와 연결되어 있던 접점이 개방되는 벨트착용 감지스위치(100)를 구비한 차량에 하나의 릴레이(200)를 추가하면서 이 릴레이(200)에 엔진 시동과 관련된 신호선을 연결함으로써 완성되는 것이다.

여기서 벨트착용 감지스위치(100)에 대해 간략히 설명하면, 이전부터 벨트 착용 여부를 계기판에 램프의 점등으로 표시하는 차량이 많았는데, 이러한 램프의 점등은 안전벨트 홀더 안에 구비된 벨트착용 감지스위치(100)의 접점 연결을 통해 제어되었다. 즉, 벨트착용 감지스위치(100)의 접점은 평상시에는 연결되어 있어 계기판의 벨트 착용 램프를 점등시키지만, 안전벨트 홀더 안으로 안전벨트 버클이 삽입되어 체결되면 접지와 연결되어 있던 벨트착용 감지스위치(100)의 접점이 떨어져 전류가 차단됨으로써 램프를 소등시키는 구조로 되어 있다. 따라서, 벨트착용 감지스위치(100)의 접점 연결 여부로부터 안전벨트의 착용 여부를 판단할 수 있게 된다.

도 1은 전술한 벨트착용 감지스위치(100)의 접지 접점 및 엔진 시동과 관련된 2개의 신호선(KS,SM)과 연결되는 릴레이(200)의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1의 릴레이(200)는 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)에 필요한 가장 기본적인 접점을 가진 통상적인 5핀 릴레이를 도시한 것이다.

도시된 5핀 릴레이(200)의 동작 특성은 릴레이 코일의 양단에 각각 연결된 2개의 제어선 접점(85,86)을 통해 전류가 흐르는지 여부에 따라 2개의 출력 접점(87,87a) 중 어느 하나만이 출력 접점으로 선택된다는 것이다.

즉, 도 1을 참조하면, 릴레이 코일의 양단에 각각 연결된 2개의 제어선 접점(85,86)으로 전류가 흐르지 않는 통상적인 상태에서는 릴레이(200)는 작동하지 않아 공통접점(30)으로 입력된 전류는 노말 클로즈 접점(87a)으로 출력된다.

반면, 2개의 제어선 접점(85,86)으로 전류가 흐르게 되면 릴레이 코일에 자력선이 형성되어 내부 스위치가 이동함으로써 출력 접점은 노말 클로즈 접점(87a)에서 노말 오픈 접점(87)으로 바뀌게 되며, 제어선 접점(85,86)으로 흐르던 전류가 차단되면 다시 출력 접점이 노말 클로즈 접점(87a)인 통상 상태로 복귀하게 된다.

다만, 도시된 5핀 릴레이(200)는 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)에 필요한 가장 기본적인 접점을 가진 릴레이(200)기 때문에 이를 기준으로 설명하는 것이며, 동일한 기능을 구현할 수 있다면 5핀 이상의 6핀 릴레이나 8핀 릴레이 등도 적용할 수 있는 것이다. 또한, 위에서 설명한 노말 클로즈 접점(87a)과 노말 오픈 접점(87)의 작동 특성은 비록 시장에서 구할 수 있는 릴레이 사양마다 접점번호가 서로 다를지라도 제어선 접점(85,86)의 통전 여부에 따라 작동하는 출력접점(87,87a)의 특성을 기준으로 이해되어야 하는 것이다.

도 2 및 도 3은 각각 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되거나 체결되지 않은 된 상태일 때 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)가 작동하는 원리 및 상태를 도시한 도면이며, 이 도면을 참조하여 본 발명에 적용되는 릴레이 회로에 대해 설명한다.

우선, 엔진 시동 신호선(KS)으로부터 분기된 두 개의 신호선은 각기 공통접점(30) 및 어느 하나의 제어선 접점(86)에 각각 연결된다. 여기서 엔진 시동 신호란 시동모터를 구동시키기 위해 자동차 키를 돌리거나 시동 버튼을 눌렀을 때 발생하는 신호를 말하며, 엔진 시동 신호선(KS)이란 이 엔진 시동 신호가 전달되는 전선을 의미한다.

그리고, 릴레이(200)의 제어선 접점(85,86)으로 전류가 흐르지 않는 통상 상태일 때 항상 접점이 닫혀있는 노말 클로즈 접점(87a)은 시동모터 구동 신호선(SM)으로 연결되는데, 여기서 시동모터 구동 신호선(SM)은 엔진에 장착된 시동모터를 구동시키기 위해 엔진 시동 신호를 해당 릴레이(시동모터용 릴레이)로 연결하는 전선을 의미한다.

그리고, 벨트착용 감지스위치(100)의 개폐되는 접지접점은 다른 하나의 제어선 접점(85)에 연결되며, 나머지 노말 오픈 접점(87)은 아무것도 연결되지 않는 빈 접점으로 남겨둔다.

위와 같은 릴레이 회로에 따른 출력 동작을 안전벨트 착용 여부와 연동되는 엔진 시동 제어와 관련하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결된 상태이기 때문에 벨트착용 감지스위치(100)가 연결된 제어선 접점(85) 쪽은 전기적으로 단락된 상태에 있게 된다.

이와 같이 벨트착용 감지스위치(100)가 개방된 상태에서 시동모터를 구동시키기 위해 자동차 키를 돌리거나 시동 버튼을 누르게 되면 다른 하나의 제어선 접점(86)으로 엔진 시동 신호가 입력되더라도 릴레이 코일로는 전류가 흐르지 않기 때문에 릴레이(200)는 작동하지 않게 되고, 따라서 공통접점(30)으로도 입력된 엔진 시동 신호는 노말 클로즈 접점(87a)을 통해 시동모터 구동 신호선(SM)으로 출력됨으로써 시동모터가 구동된다.

즉, 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되어 벨트착용 감지스위치(100)가 개방되어 있으면 마치 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)가 없는 것과 같이 엔진 시동 신호가 시동모터로 전달되어 엔진 시동이 가능한 것이다.

반면, 도 3과 같이 안전벨트가 체결되지 않아 벨트착용 감지스위치(100)가 전기적으로 연결되어 있는 상태에 있으면 한 제어선 접점(86)으로 입력된 엔진 시동 신호는 다른 쪽 제어선 접점(86, 벨트착용 감지스위치의 접지접점이 연결된 제어선 접점) 쪽으로 흐르게 되어 릴레이 코일에 자기장이 형성되고, 이에 따라 출력접점은 노말 클로즈 접점(87a)에서 아무것도 연결되지 않은 노말 오픈 접점(87)으로 변경되어 엔진 시동 신호가 시동모터로 전달될 수 없게 됨으로써 엔진 시동이 원천적으로 불가능한 상태에 놓이게 된다.

그리고, 도 3과 같은 상태에서는 자동차 키를 풀거나 시동 버튼에서 손을 떼면 릴레이 코일에 흐르던 전류가 사라져 노말 오픈 접점(87)에서 노말 클로즈 접점(87a)으로 출력접점이 복귀하지만, 이러한 상태에서 재차 시동을 시도하게 되면 전술한 릴레이(200) 동작이 다시 이루어져 엔진 시동은 계속 이루어지지 않게 된다.

위와 같은 릴레이 회로는 간단하기는 하지만 엔진 시동 제어에 매우 효과적인데, 도 3과 같은 상태에 있더라도 안전벨트를 채우기만 하면 바로 도 2의 상태로 바뀌어 그 즉시 엔진 시동이 가능해지며, 또한 릴레이(200)가 고장나더라도 노말 클로즈 접점(87a)이 출력접점으로 여전히 기능하고 있기 때문에 엔진 시동 자체는 가능하고, 따라서 본 발명이 적용되더라도 운전자에게는 미치는 불편은 전혀 없다는 점에서 본 발명은 매우 유용하다.

한편, 본 발명은 좀더 전기적인 안전성을 강화하기 위해 벨트착용 감지스위치(100)의 개방되는 접점과 다른 하나의 제어선 접점(85) 사이에 벨트착용 감지스위치(100) 쪽으로의 전류 흐름을 억제하는 역방향 다이오드(300)를 더 구비할 수 있으며, 이러한 역방향 다이오드(300)의 구성도 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.

역방향 다이오드(300)는 특히 도 3과 같이 안전벨트가 체결되지 않아 벨트착용 감지스위치(100)가 전기적으로 연결되어 있는 상태에 있을 때의 안전을 대비한 것인데, 릴레이 코일을 통과하는 전류는 저항으로 인해 크게 강하하지만 만일의 경우 릴레이 코일을 통과한 전류가 과도적으로 높으면 이 전류가 전기적으로 연결된 다른 전기·전자기기(예를 들면, ABS 컨트롤러 등)로 역류할 가능성이 있기 때문에 이를 방지하기 위해 역방향 다이오드(300)를 추가한 것이다.

그리고, 릴레이(200)에 연결되는 엔진 시동 신호선(KS), 시동모터 구동 신호선(SM) 및 벨트착용 감지스위치(100)의 접지접점은 퓨즈박스(미도시)의 해당 출력선으로부터 일괄적으로 분기시킴으로써 여기저기서 필요한 출력선을 따올 필요없이 손쉽게 작업할 수 있다.

또한, 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)는 기본적으로 하나의 릴레이(200)와 몇 가닥의 전선, 그리고 필요한 경우 추가되는 작은 역방향 다이오드(300)로만 구성되어 있기 때문에 그 전체 크기는 매우 작아 차량의 다양한 지점에 설치될 수 있다.

다만, 전기장치이기 때문에 강수나 노면에서 튄 물, 세차시에 뿌려지는 물 등으로부터 방수가 유지될 수 있는 위치에 설치되는 것이 바람직한데, 그 크기가 작고 퓨즈박스로부터 필요한 출력선을 분기시킨다는 점, 그리고 미관을 고려한다는 측면에서 보았을 때, 본 발명의 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치(10)는 차량의 A필러 내부에 장착되는 것이 하나의 적용 가능한 실시예로 제안될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

10: 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치
100: 벨트착용 감지스위치 200: 릴레이
85, 86: 제어선 접점 87a: 노말 클로즈 접점
87: 노말 오픈 접점 30: 공통접점
300: 역방향 다이오드
KS: 엔진 시동 신호선 SM: 시동모터 구동 신호선

Claims (5)

1. 안전벨트 버클이 안전벨트 홀더에 체결되면 접지와 연결되어 있던 접점이 개방되는 벨트착용 감지스위치; 및
   릴레이 코일의 양단에 각각 연결된 2개의 제어선 접점과, 노말 클로즈 접점과, 노말 오픈 접점과, 상기 노말 클로즈 접점 및 노말 오픈 접점에 대한 공통접점을 포함하는 릴레이;를 포함하고,
   엔진 시동 신호선으로부터 분기된 두 개의 신호선은 상기 공통접점 및 어느 하나의 제어선 접점에 각각 연결되고, 상기 노말 클로즈 접점은 시동모터 구동 신호선으로 연결되며, 상기 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점은 다른 하나의 제어선 접점에 연결되고, 상기 노말 오픈 접점은 빈 접점인 것을 특징으로 하는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점과 다른 하나의 제어선 접점 사이에는 상기 벨트착용 감지스위치 쪽으로의 전류 흐름을 억제하는 역방향 다이오드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 릴레이에 연결되는 상기 엔진 시동 신호선, 시동모터 구동 신호선 및 벨트착용 감지스위치의 개방되는 접점은 퓨즈박스의 해당 출력선으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 릴레이는 5핀 릴레이인 것을 특징으로 하는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 릴레이는 차량의 A필러 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 안전벨트 연동형 엔진 시동 제어장치.

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