KR20090012492A

KR20090012492A - 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090012492A
Application number: KR20070076373A
Authority: KR
Inventors: 김영탁; 김민석; 이경문; 고재평; 양재우
Original assignee: 양재우
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-02-04
Also published as: CN101357624A; CN101357624B; US20090033150A1; KR100916343B1; JP2009029408A; EP2020346A3; EP2020346A2

Abstract

본 발명은 정당한 사용자가 자동차키 없이도 스티어링 조작 및 엔진 시동이 가능하도록 함과 동시에 간단한 버튼 조작으로 엔진을 시동할 수 있도록 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 자동차의 스티어링 칼럼에 연결된 이그니션 록 바디; 상기 이그니션 록 바디의 내부에 삽입되며 상기 이그니션 록 바디와 물리적으로 결합된 키실린더; 상기 키실린더의 내부에 상기 키실린더의 길이방향으로 제공되고 그 일단이 스티어링 칼럼과 연결되어 상기 스티어링 칼럼을 동작시키는 샤프트; 상기 키실린더 내부에 상기 샤프트의 타단에 연결되어 상기 샤프트를 이동 및 회전시키는 모터; 엔진시동을 위한 시동신호를 인가하는 시동버튼; 및 상기 시동버튼으로부터 시동신호를 수신하고 자동차용 키FOB에 대한 인증을 수행하며, 상기 인증이 통과되면 자동차의 시동모터로 전원을 공급함과 동시에 스티어링 칼럼의 동작에 의해 스티어링 휠 조작 및 엔진시동이 가능하도록 샤프트를 이동 및 회전시키기 위해 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

이그니션, 록, 모터, 샤프트, 시동모터, 키FOB, 키실린더

Description

시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치 및 방법{Apparatus and Method for Starting an Engine of Automobile using Start-Button}

본 발명은 자동차 엔진시동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 자동차의 키실린더와 이그니션 록 바디가 일체형으로 구현되고 상기 키실린더 내부에 제공된 모터 및 샤프트를 이용하여 스티어링 칼럼을 조작하며, 정당한 사용자가 자동차키 없이도 엔진시동을 위한 시동버튼의 간단한 조작으로 엔진시동이 가능하도록 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진시동을 위한 이그니션 록 장치는 엔진을 스타트하는 스타트 스위치(start switch)라고도 불리우며 자동차의 도난을 방지하기 위해 대부분 조향축의 잠금장치와 일체로 구성되어 있다. 이러한 자동차의 이그니션 록 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적으로 스티어링 휠(2)과 연결된 스티어링 칼럼(3)에 고정되도록 설치되며 그 전면에 자동차키 구멍을 통해 운전자가 자동차키를 꽂을 수 있도록 되어 있다. 종래의 이그니션 록 장치(1)는 이그니션 록 바디(11)와 키실린더(12)로 구성된다.

도 2는 도 1의 이그니션 록 장치의 구성도이다.

도 2에서, 종래의 자동차 이그니션 록 장치는 스티어링 칼럼(3)과 일체형으로 구성되면서 스티어링 칼럼(3)에 고정설치되고 자동차키가 삽입되는 이그니션 록 바디(11), 상기 이그니션 록 바디(11)의 내부에 삽입되어 상기 이그니션 록 바디(11)와 결합부재(예컨대, 결합핀(P))에 의해 결합되며 자동차키가 삽입된 상태로 회전하여 상기 자동차키의 조작이 가해지는 키실린더(12), 자동차키가 삽입되는 키홀(13), 상기 이그니션 록 바디(11)의 외주면을 보호하는 실린더 커버(14) 등으로 구성된다. 상기 자동차키의 회전단계는 록(LOCK), 액세서리전원공급(ACC), 제어장치 및 구동장치 온(ON), 시동스타트(START)의 4단계로 이루어지고, 자동차키는 록(LOCK) 단계에서만 이그니션 록에 삽입되거나 탈거된다.

상기한 종래의 자동차용 이그니션 록 장치는 자동차 도어의 잠금장치와 스티어링 칼럼 근처에 설치되어 있는 기계식 록 장치이다. 이러한 기계식 록 장치는 일반적으로 운전자가 자동차키를 삽입하여 회전단계에 따라 동작함으로써 엔진의 시동을 걸 수 있도록 함과 아울러 스티어링 칼럼의 잠금 상태를 해제시킬 수 있도록 되어 있다. 그런데, 상기한 종래의 기계식 록 장치는 운전자가 반드시 자동차키를 삽입하여 회전시켜야 하는 번거로움이 있고, 또한 상기 기계식 록 장치를 파손시킨 후 간단한 조작을 통해 엔진의 시동을 걸어 차량을 도난하는 것이 가능하다는 문제점이 있다.

또한, 최근에 출시되는 자동차에는 스마트키(smart key)가 제공된다. 스마트키를 사용하는 자동차는 출시 과정에서 키실린더와 스티어링 컬럼의 구조를 변경하여 정상적인 인증과정이 아닌 경우 자동차키가 키실린더에 삽입되지 못하게 하는 구조로 되어 있다. 사용자는 스마트키만을 사용하여 도어를 록/언록할 수 있고 키 삽입 등의 행위 없이 인증 결과를 통하여 시동을 수행할 수 있다.

그러나, 스마트키가 제공되지 않은 차량의 경우 물리적인 키를 삽입하여 회전단계에 따라 작동하여 스티어링 칼럼 록을 풀어주고 시동을 걸어야 하는 번거로움이 있다. 따라서 물리적인 키를 사용하는 차량에 스마트키를 적용하여 키의 삽입 및 회전동작과 같은 번거로움을 없앨려면 자동차키가 항상 키실린더에 삽입되어 있어야 한다. 그러나 이러한 경우에도 자동차키가 키실린더에 삽입되어 있기 때문에 자동차 도난문제가 야기될 수 있다.

이에 대하여 해당 기술분야에서는 물리적인 키를 사용하는 차량에 스마트키를 적용하는 경우 자동차키를 항상 자동차 실내에 설치해 두면서 도난 및 보안 문제를 해결할 수 있고 자동으로 엔진을 시동할 수 있는 장치에 대한 기술적인 요구가 있어 왔다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 자동차의 키실린더와 이그니션 록 바디가 일체형으로 구현되고 상기 키실린더 내부에 제공된 모터를 이용하여 스티어링 칼럼을 조작하며, 정당한 사용자가 자동차키 없이도 엔진시동을 위한 시동버튼의 조작으로 간단하게 엔진 시동이 가능하도록 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치는,

자동차의 스티어링 칼럼에 연결된 이그니션 록 바디; 상기 이그니션 록 바디의 내부에 삽입되며 상기 이그니션 록 바디와 물리적으로 결합된 키실린더; 상기 키실린더의 내부에 상기 키실린더의 길이방향으로 제공되고 그 일단이 스티어링 칼럼과 연결되어 상기 스티어링 칼럼을 동작시키는 샤프트; 상기 키실린더 내부에 상기 샤프트의 타단에 연결되어 상기 샤프트를 이동 및 회전시키는 모터; 엔진시동을 위해 시동신호를 인가하는 시동버튼; 및 상기 시동버튼으로부터 시동신호를 수신하고 자동차용 키FOB에 대한 인증을 수행하며, 상기 인증이 통과되면 자동차의 시동모터로 전원을 공급함과 동시에 상기 스티어링 칼럼의 동작에 의해 스티어링 휠 조작 및 엔진시동이 가능하도록 샤프트를 이동 및 회전시키기 위해 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는 상기 시동버튼으로부터 시동신호를 수신한 이후에, 상기 자동차용 키FOB으로 고유 ID를 요청하여 수신하고 상기 수신된 ID를 이용하여 상기 키FOB에 대한 인증을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는 상기 시동버튼으로부터 시동신호가 수신된 이후에, 자동차에 제공되는 브레이크 페달 신호, 변속레버 P(parking) 신호 및 주차브레이크 신호가 온(ON)되는 경우에 상기 키FOB으로 고유 ID를 요청하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 키FOB으로 키FOB ID의 요청신호를 무선으로 송신하기 위한 무선송신부; 상기 키FOB으로부터 상기 ID를 무선으로 수신하기 위한 무선수신부; 상기 수신된 ID를 이용하여 상기 키FOB에 대한 인증을 수행하는 인증부; 상기 인증부에서의 인증결과 신호, 상기 시동버튼에서의 시동신호 및 외부로부터 자동차에 제공되는 다수의 상태신호를 수신하여 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 상기 인증결과 신호가 수신되면 상기 모터를 구동하는 모터구동부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 송신부는 LF 통신으로 상기 키FOB으로 ID 요청신호를 송신하고, 상기 수신부는 RF 통신으로 상기 키FOB으로부터 ID를 수신하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는 상기 다수의 상태신호 중 런/크랭크 신호를 상기 시동모터로 전송하되, 상기 인증결과 신호가 온(ON)된 경우에 상기 신호를 시동모터로 전송하는 제1릴레이를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부는 초기에 상기 모터구동부로 전원공급 신호를 전송하되, 시동완료신호가 입력되는 경우에 상기 전원공급 신호를 차단하는 제2릴레이를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 자동차 이그니션 록 장치는, 상기 샤프트의 일단에 형성된 제1홈; 상기 홈에 삽입되는 안전부재를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 홈에 안전부재가 삽입된 경우 상기 샤프트의 이동 및 회전이 불가능한 상태로 전환되고, 상기 홈에서 탈거된 경우 상기 샤프트의 이동 및 회전이 가능한 상태로 전환되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 안전부재는, 일정한 부피를 갖는 몸체; 상기 몸체의 일부 중 상기 제1홈에 대향하는 방향에 형성된 제2홈; 상기 제2홈의 내부를 이동하는 이동체; 내부에 적어도 상기 제2홈을 내부에 포함하도록 소정의 솔레노이드 형태로 권선된 코일; 및 상기 코일의 양 끝단부의 극성을 전환하는 극성전환부를 포함할 수 있으며, 이때 상기 제어부의 제어신호에 따른 상기 코일의 극성전환에 따라 상기 제2홈의 내부로 상기 이동체가 출입되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제의 달성을 위한 본 발명의 시동버튼을 이용한 자동차 엔진시동 방법은,

엔진시동을 위한 시동버튼이 온(ON)되었는지를 판단하는 제1단계; 상기 시동버튼이 온(ON)되었으면 브레이크 페달 신호, 변속레버 P 신호 및 주차브레이크 신 호가 온(ON)되었는지를 판단하는 제2단계; 상기 신호가 온(ON)되었으면 키FOB으로 상기 키FOB의 ID를 요청하여 수신하고, 상기 수신된 ID를 이용하여 상기 키FOB에 대한 인증을 수행하는 제3단계; 상기 인증이 정상적으로 통과되면 시동모터로 전원을 인가함과 동시에 모터구동부로 구동신호를 인가하여 모터를 구동하는 제4단계; 및 상기 모터의 구동에 따라 샤프트를 구동하여 스티어링 칼럼을 동작시키고 시동모터를 구동하여 엔진을 시동하는 제5단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제5단계 이후에, 상기 모터구동부로 인가되는 전원을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제5단계 이후에, 상기 샤프트에 형성된 홈에 안전부재를 삽입시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제3단계는, 상기 자동차용 키FOB으로 고유 ID를 요청하는 단계; 상기 요청에 대응하여 상기 키FOB으로부터 상기 ID를 수신하는 단계; 상기 수신된 ID와 미리 저장된 ID가 일치하는지를 판단하는 단계; 및 일치하는 경우 인증이 통과된 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 자동차의 키실린더를 이그니션 록 바디 내부에 삽입하여 일체형으로 결합하고 상기 키실린더 내부에 전동장치를 추가적으로 구현함으로써 물리적인 자동차키 삽입 없이 시동버튼만으로 자동으로 엔진을 시동할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동차 이그니션 록 장치를 이용하면 정당한 사용자만이 스티어링 휠 조작 및 엔진시동이 가능하고, 간단한 스위치 조작으로도 자동차 엔진의 시동이 가능하다는 장점이 있다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 그에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치에서의 이그니션 록 바디와 키실린더의 결합 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 엔진 시동장치는 기본적으로 이그니션 록 바디(100) 및 이그니션 노브(11)와 일체형으로 구현된 키실린더(200)로 구성된다. 상기 이그니션 록 바디(100)는 내부가 비어 있는 원통형으로 구현되는 것이 바람직하다. 상기 키실린더(200)는 이그니션 노브(110)와 일체형으로 구현된다. 상기 키실린더(200)의 내부에는 일정한 길이의 샤프트(shaft)(21), 상기 샤프트(21)의 일단에 연결되어 상기 샤프트(21)를 이동 및 회전시키는 모터(22) 및 상기 샤프트(21)의 타단에 형성된 홈(24)에 삽입되는 안전부재(25)가 구비된다.

본 발명의 일 실시 예에서는 이러한 구성을 갖는 키실린더(200)가 상기 이그니션 록 바디(100)의 내부에 삽입됨으로써 본 발명에 따른 이그니션 록 장치의 기본 구성을 이루게 된다. 이때, 상기 키실린더(200)와 이그니션 록 바디(100)는 본 딩 등을 통해 물리적으로 서로 결합되어 일체형으로 구현되는 것이 바람직하다.

이러한 기본적인 구성 및 이에 부가되는 다른 구성을 갖는 본 발명의 자동차 이그니션 록 장치를 이하에서 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치는 크게 이그니션 록 바디(100), 키실린더(200), 제어부(300) 및 시동버튼(400)으로 구성된다. 보다 구체적으로는, 상기 키실린더(200)는 원통 형상을 갖는 이그니션 록 바디(100)의 내부에 삽입되며, 소정의 결합부재(예:결합핀, 본딩 등)를 이용하여 상기 이그니션 록 바디(100)와 결합되어 일체형으로 제공된다. 상기 키실린더(200)의 내부에는 일정한 길이의 샤프트(21), 상기 샤프트(21)의 일단에 연결되어 상기 샤프트(21)를 이동 및 회전시키는 모터(22) 및 상기 샤프트(21)의 타단에 형성된 홈(24)에 삽입되는 안전부재(25)가 구비된다. 상기 모터(22)는 제어부(300)의 제어신호에 따라 구동된다. 또한, 상기 키실린더(200)는 이그니션 노브(11) 및 코일 안테나(23)와 결합되어 일체형으로 구현된다.

상기 이그니션 록 바디(100)는 내부공간이 형성된 원통형으로 제공되며 자동차의 스티어링 휠과 연결된 스티어링 칼럼(미도시) 상에 고정되도록 설치된다. 특히 모터(22)의 구동에 따라 샤프트(21)가 이동 및 회전하게 되면 스티어링 칼럼을 동작하게 되고 이로써 시동모터에 전원이 공급되어 엔진이 시동된다.

상기한 바와 같이, 키실린더(200)의 내부에는 그 일단이 스티어링 칼럼(미도시)과 연결되는 샤프트(21)가 제공된다. 상기 샤프트(21)의 일단에는 일정한 크기의 홈(24)이 형성될 수 있다. 상기 샤프트(21)의 타단에는 모터(22)가 연결되며 상기 모터(22)는 제어부(300)의 제어에 따라 구동하여 상기 샤프트(21)를 이동 및 회전시킨다. 이러한 샤프트(21)의 이동 및 회전에 따라 상기 샤프트(21)에 연결된 스티어링 칼럼에 구동력을 전달하여 스티어링 휠의 조작 및 자동차의 엔진이 자동으로 시동하게 된다. 또한, 상기 키실린더(200)는 상기 제어부(300)의 제어신호에 따라서 상기 샤프트(21)의 일단에 형성된 소정의 홈(24)에 삽입 및 탈거되는 안전부재(25)를 더 포함한다. 이러한 홈(24) 및 안전부재(25)는 자동차의 시동 후 이그니션 온(ON) 단계에서 차량의 외부충격, 노면의 요철 등에 따른 여타의 잡음충격에 의해 모터(22)가 회전하는 것을 방지하기 위해 필요한 것이므로 필요에 따라 선택적으로 구현할 수 있다.

상기 시동버튼(400)은 제어부(300)와 연결되어 자동차 엔진시동을 위한 스위칭 기능을 수행한다. 자동차 운전자가 상기 시동버튼(400)을 누르게 되면 소정의 인증과정을 거친 후 상기 모터(22)가 구동되어 샤프트(21)가 이동 및 회전함으로써 자동차 엔진시동이 가능하게 된다. 자동차는 4단계의 전원 모드를 갖는다. 즉, 자동차의 전원 모드는 자동차키의 회전에 따라 록(LOCK), 액세서리전원공급(ACC), 이그니션 온(ON), 시동스타트(START)의 4단계로 전환된다. 본 발명의 시동버튼(400)은 상기와 같은 전원 모드를 변경하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 시동버튼(400)을 누를 때마다 전원 모드가 순차적으로 변경된다.

상기 시동버튼(400)은 도 5에서와 같이 운전자가 사용하기 편리하도록 바람직하게는 운전석측 대시패널에 고정되도록 설치된다. 상기 시동버튼(400)은 운전자가 물리적인 키를 키홈에 삽입하여 회전하지 않고도 간편하게 자동차 엔진시동을 위한 스위치로서, 키FOB(500)을 소지한 운전자가 시동버튼(400)을 누르게 되면 상기 누름에 의해 시동신호가 발생되어 제어부(300)로 전달되고, 상기 제어부(300)는 상기 시동버튼(400)의 시동신호가 수신되면 키FOB(500)에 대한 인증을 수행한 후 인증이 되면 상기 모터(22)로 구동신호를 전달하여 모터(22)를 구동시킴으로써 샤프트(21)에 연결된 스티어링 칼럼을 구동시켜 스티어링 휠의 조작 및 엔진시동이 가능하게 된다. 여기서, 엔진이 시동되면 상기 모터(22)가 외란에 의해 동작하여 샤프트(21)가 이동 및 회전되는 것을 방지하기 위하여 상기 샤프트(21)에는 홈(24)이 형성되며 상기 홈(24)에는 상기 제어부(300)의 제어신호에 따라서 안전부재(25)가 삽입 및 탈거되도록 한다. 즉 상기 안전부재(25)가 상기 샤프트(21)의 홈(24)에 삽입된 경우 샤프트(21)는 이동 및 회전이 불가능하게 된다. 이와 같이 시동이 완료된 이후에는 안전을 위하여 샤프트(21)를 록킹(locking)함으로써 사전에 안전조치를 취할 수 있도록 한다.

상기 제어부(300)는 시동버튼(400)으로부터 시동신호가 인가되면 운전자가 소지한 키FOB(500)과의 무선통신을 통해 상기 키FOB(500)에 대한 고유 ID를 요청하여 수신하고, 상기 수신된 키FOB(500)의 고유 ID를 이용하여 상기 키FOB(500)에 대한 인증을 수행한다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 제어부(300)는 자동차에 대한 각종 신호들을 수신한다. 보다 구체적으로는 상기 제어부(300)는 시동버 튼(400)으로부터의 시동신호뿐만 아니라 키FOB(500)의 도킹신호(S1), 운전석 문닫힘 신호(S2), 브레이크 페달신호(S3), 변속레버 P(parking) 신호(S4), 주차브레이크 신호(S5), 런/크랭크 신호(S6), 시동완료신호(S7) 등을 수신한다.

여기서, 상기 제어부(300)에서 키FOB(500)에 대한 인증을 수행하기 위해서는 자동차에 제공된 브레이크 페달신호(S3), 변속레버 P(parking) 신호(S3) 및 주차브레이크 신호(S4)가 온(on)되어야 한다. 이는 시동버튼(400)이 눌러지고 정당한 사용자인지를 확인한 후 엔진 시동을 걸리 전에 안전한 상태인지를 확인하기 위한 것이다. 이와 같이 안전을 위한 전제조건이 만족하는 경우에 상기 키FOB(500)에 대한 인증이 수행되는 것이다. 여기서, 상기 전제조건은 일례에 불과하며, 그 외 운전석 문닫힘 신호 등 다양하게 설정할 수 있다.

상기 키FOB(500)에는 고유 ID가 내장되어 있으며 상기 ID는 자동차에 대한 정당한 사용자임을 확인하는데 사용된다. 또한 상기 키FOB(500)은 내부에 배터리(미도시)를 내장하고 있어서 자동차의 근처 또는 실내에 접근하면 제어부(300)와 무선통신을 수행할 수 있다. 즉, 상기 제어부(300)는 실내에 설치된 안테나를 통해 상기 키FOB(500)과 무선통신을 하도록 되어 있다.

상기 키FOB(50)은 도킹부(600)와 결합될 수 있다. 상기 도킹부(600)는 도 5에서와 같이 운전석 대시패널의 일부분에 제공되어 상기 키FOB(500)이 도킹될 수 있도록 제작된다. 상기 키FOB(500)이 상기 도킹부(600)에 결합되면 푸시버튼이 눌려져 키FOB 도킹신호가 발생되어 제어부(300)로 입력된다. 이로써 제어부(300)는 상기 키FOB(500)이 도킹부(600)에 결합된 것을 인지하게 된다.

본 발명에 따른 자동차 이그니션 록 장치는 배터리 및 상기 배터리에 전원을 공급하기 위한 코일 안테나(23)를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부(300)는 상기 코일 안테나(23)로 구동신호를 인가할 수 있다. 상기 코일 안테나(23)는 본 발명에 따른 자동차 이그니션 록 장치와 키FOB(500)의 배터리 부족시에 사용되는 장치이다. 상기 코일 안테나(23)는 자동차의 이모빌라이져(Immobilizer) 기능을 위해 사용될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안전부재의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 다른 안전부재(25)는 몸체(26), 상기 몸체(26) 내부로 이동하는 이동체(27), 상기 몸체(26)의 일부를 권선한 코일(28) 및 상기 코일에 흐르는 전류의 극성을 전환하는 극성전환부(29)로 구성된다. 상기 몸체(26)에는 상기 제어주(300)의 제어신호에 따라 이동체가(27)가 삽입 및 탈거되도록 하는 홈이 형성되고 내부에 적어도 홀을 포함하도록 소정의 솔레노이드 형태의 코일(28)이 권선된다. 상기 코일의 양단 극성은 극성전환부(29)에 의해 전환되며, 상기 극성전환부(29)는 상기 제어부(300)의 신호에 따라 동작한다. 상기 이동체(27)는 바람직하게는 금속체이다. 더 바람직하게는 자성체이다. 이와 같이 솔레노이드 형태의 코일(28)에 전류가 인가되면 상기 코일(28)은 전자석이 되고 전자석 내부에 상기 이동체(27)를 삽입하면 코일(28)의 극성전환에 따라 상기 이동체(27)는 솔레노이드의 길이방향으로 이동하게 된다. 다시 말하면, 상기 전자석은 권선된 코일(28) 에 제공된 전류에 의해 양 끝단이 각각 N극 또는 S극의 자성을 갖는다. 상기 극성은 코일(28)의 권선 방향 및 코일(28)에 인가된 전류의 방향에 의해 결정된다. 따라서 상기 극성전환부(29)는 코일(28)에 인가되는 전류의 방향을 바꿔 양단부의 극성을 전환시킨다. 이와 같은 원리를 이용하여 상기 이동체(27)를 이동시킴으로써 샤프트(21)에 형성된 홈(24)에 상기 이동체(27)가 삽입 또는 탈거되도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치에서 제어부의 구성도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치의 제어부(300)는 외부로부터 다수의 신호를 수신하여 일정한 조건에 따라서 자동차의 엔진시동을 위한 절차를 수행한다. 보다 구체적으로는 시동버튼(400)에서의 시동신호 및 자동차의 상태를 나타내는 다수의 신호들을 수신하고, 키FOB(500)과의 무선통신을 통해 상기 키FOB(500)에 대한 인증을 수행하며, 상기 키FOB(500)에 대한 인증이 통과되면 시동모터로 전원을 인가하고 모터(22)를 구동하여 샤프트(212)를 이동 및 회전시킴으로써 자동차의 엔진을 시동하도록 제어한다.

도 7을 참조하여 본 발명의 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치의 제어부(300)를 구체적으로 설명하면, 제어부(300)는 무선송신부(301), 무선수신부(302), 마이크로컨트롤유닛(MCU:Micro Control Unit)(303), 제1릴레이(304), 제2릴레이(305) 및 모터구동부(306)를 포함하여 구성된다.

상기 무선송신부(301) 및 무선수신부(302)는 키FOB(500)와의 무선통신을 통 해 데이터를 송수신한다. 보다 구체적으로는 무선송신부(301)는 신호처리부(31)로부터의 출력신호에 따라서 키FOB(500)으로 무선신호를 송출하여 상기 키FOB(500)에게 고유 ID를 요청한다. 보다 상세하게는 상기 신호처리부(31)는 시동버튼(400)의 시동신호(S0), 브레이크 페단신호(S2), 변속레버 P 신호(S3) 및 주차브레이크 신호(S4)를 수신하는 경우에 상기 무선송신부(301)로 소정의 신호를 출력하게 되고, 이때 상기 무선송신부(301)는 상기 신호를 수신하게 되면 상기 키FOB(500)으로 고유 ID를 요청하기 위한 신호를 송출하게 된다.

상기 무선수신부(302)는 상기 키FOB(500)으로부터 상기 ID를 수신한다. 상기 무선송신부(301)는 LF(Low Frequency) 통신으로 상기 키FOB(500)으로 ID 요청신호를 송신하고, 상기 무선수신부(302)는 RF(Radio Frequency) 통신으로 상기 키FOB(500)으로부터 상기 ID를 수신한다.

상기 MCU(303)는 신호처리부(31) 및 인증부(32)를 포함하여 구성된다. 상기 신호처리부(31)는 시동버튼(400)의 온(ON)신호(S0), 키FOB(500)의 도킹신호(S1), 운전석 문닫힘 신호(S2), 브레이크 페달신호(S3), 변속레버 P(parking) 신호(S4), 주차브레이크 신호(S5), 런/크랭크 신호(S6), 시동완료신호(S7), 키FOB(500)의 인증결과 신호(S8)를 수신한다. 이때 상기 신호처리부(31)는 상기 신호(S0~S8) 중 시동버튼 온(ON) 신호(S0), 브레이크 페달신호(S3), 변속레버 P(parking) 신호(S4) 및 주차브레이크 신호(S5)를 수신하는 경우에 무선송신부(301)로 소정의 제어신호를 전송한다. 따라서, 본 발명에서는 시동버튼 온(ON) 신호(S0)가 수신된 이후에 브레이크 페달신호(S3), 변속레버 P 신호(S4) 및 주차브레이크 신호(S5)가 온(ON) 되면 상기 무선송신부(301)를 통해 키FOB(500)으로 ID 요청신호를 전송하고 무선수신부(302)를 통해 해당 ID를 수신하게 된다.

상기 인증부(32)는 상기 무선수신부(302)를 통해 수신된 키FOB(500)의 고유 ID를 이용하여 내부에 저장되어 있는 ID와 비교하여 그 일치 여부를 판단함으로써 상기 키FOB(500)에 대한 인증을 수행한다.

또한, 상기 신호처리부(31)는 상기 인증부(32)로부터 키FOB(500)의 인증결과 신호(S8))를 수신하고 상기 키FOB(500)의 인증이 성공적으로 통과되면 제1릴레이(A접점)(304)로 온(ON) 신호를 출력하고, 시동완료신호(S7)가 수신되면 상기 시동완료신호(S7)를 제2릴레이(B접점)(305)로 출력한다. 또한, 상기 신호처리부(31)는 상기 키FOB(500)의 인증이 성공적으로 통과되면 모터구동부(306)로 온(ON) 신호를 출력한다. 나아가, 상기 신호처리부(31)는 필요에 따라 안전부재(25)를 구동하기 위한 제어신호(T2)를 출력할 수도 있다. 상기 안전부재(25)의 구동은 엔진시동이 완료된 후 이후에 자동차의 진동, 노면의 불규칙 등의 외란에 의해 모터(22)가 구동될 가능성을 방지하기 위한 것으로서, 엔진 시동이 완료된 이후에 샤프트(21)의 이동 및 회전이 발생하기 않도록 사전에 방지하기 위하여 수행된다.

상기 제1릴레이(304)는 런/크랭크 신호(S6)를 수신하여 이를 시동모터로 전송하되, 상기 신호처리부(31)에서 온(ON) 신호가 출력되는 경우에 상기 런/크랭크 신호(S6)를 시동모터로 전송한다. 이 경우 시동모터에는 시동을 위한 신호가 공급된 상태가 된다.

상기 제2릴레이(305)는 B접점 릴레이이므로 초기에는 상기 모터구동부(306) 로 신호(T1)를 인가하고 있다가, 시동완료신호(S7)가 입력되면 접점이 오프되어 상기 모터구동부(306)로 상기 신호(T1)를 차단한다. 이는 자동차의 엔진 시동이 완료된 이후에 전기신호의 노이즈 등의 외란에 의해 모터구동부(306)가 동작할 가능성을 방지하기 위한 것으로서, 엔진 시동이 완료된 이후에 상기 모터구동부(306)로 인가되는 신호(T1)를 차단하기 위한 것이다.

상기 모터구동부(306)는 상기 키FOB(500)에 대한 인증 통과신호(S8)가 수신되는 경우에 모터(22)를 구동한다. 상기와 같이 초기에 제2릴레이(305)에 의해 상기 모터구동부(306)에 전원이 인가된 상태에서, 상기 인증 통과신호(S8)가 수신되면 상기 모터구동부(306)는 모터(22)를 구동함으로써 샤프트(21)를 이동 및 회전시키고, 샤프트(21)의 이동 및 회전에 따라서 스티어링 칼럼이 동작하고 시동모터로 엔진시동 신호를 전송함으로써 엔진시동이 걸리게 된다. 상기 모터구동부(306)의 구동은 시동버튼(400)에서 시동신호가 입력된 후 브레이크 페달신호(S2), 변속레버 P 신호(S3) 및 주차브레이크 신호(S4)가 입력된 상태에서 상기 키FOB(500)에 대한 인증이 정상적으로 통과되는 경우에 수행된다.

이와 같이 모터구동부(306)에서 모터(22)를 구동하고, 모터(22)의 구동에 의해 샤프트(21)를 이동(전진) 및 회전시켜 상기 샤프트(21)에 결합된 스티어링 칼럼이 동작하도록 함으로써 스티어링 휠 조작 및 엔진 시동이 자동으로 실현되어 운전자의 추가적인 동작 없이도 자동으로 자동차 엔진을 시동할 수 있게 된다.

상기 신호처리부(31)에서 필요 시 코일 안테나(23)를 구동하는 신호(T3)를 출력한다. 이로써 자동차 이그니션 록 장치에 구비된 코일 안테나(23)에 전압을 유 기시켜 키FOB(500) 내의 배터리에 전원을 공급하도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치에서 자동차의 엔진시동을 위한 시동버튼(400)이 온(ON)되었는지를 판단한다(S800). 상기 시동버튼(400)이 온(ON)되지 않았으면 초기상태로 가서 대기하고, 온(ON)되었으면, 브레이크 페달 신호(S2), 변속레버 P 신호(S3) 및 주차브레이크 신호(S4)가 온(ON)되었는지를 판단한다(S802). 상기 3개의 신호가 온(ON)되지 않았으면 초기 상태로 진행하여 대기하고, 온(ON)되었으면 키FOB(500)으로 상기 키FOB(500)의 고유 ID를 요청하여 수신하고(S804,S806), 상기 수신된 ID와 미리 저장된 ID를 비교하여 상기 키FOB(500)에 대한 인증을 수행한다(S808).

상기 키FOB(500)에 대한 인증이 통과되면 제1릴레이(304)를 온(ON)시켜 시동모터로 전원을 공급하고(S810), 모터구동부(306)로 신호를 인가한다(S812). 이로써 상기 모터구동부(306)가 구동되어 모터(22)가 구동되고(S814), 상기 모터(22)의 구동에 의해 샤프트(21)가 이동 및 회전한다(S816). 상기 샤프트(21)의 이동 및 회전에 따라 스티어링 칼럼이 동작하여(S818), 시동모터로 엔진시동 신호가 전송되어 엔진시동이 걸리게 된다(S820). 이때 상기 시동모터에는 전원이 공급된 상태이므로 샤프트(21)의 이동 및 회전에 따라 엔진시동 신호가 인가되어 시동이 걸리게 된다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차 이그니션 록 장치에서 모터구동부의 전원차단 과정을 보이는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 이그니션 록 장치에서 초기에 모터구동부(306)에 전원이 인가된다(S900). 이후에 자동차의 엔진시동 완료신호(S7)가 입력되었는지를 판단한다(S902). 엔진시동 완료신호가 입력되지 않았으면 초기 상태로 진행하여 대기하고, 엔진시동 완료신호가 입력되었으면 제2릴레이(305)를 오프(OFF)한다(S904). 여기서 상기 제2릴레이(305)는 B접점 릴레이이므로 초기에는 접점이 온(ON)되어 있다가 엔진시동 완료신호가 입력되면 접점이 떨어져 오프(OFF)로 전환된다. 이와 같이 상기 제2릴레이(305)가 오프됨으로써 상기 모터구동부(306)에 인가되고 있는 전원은 차단된다(S906). 이러한 과정은 엔진시동이 완료된 이후에 소정의 외란에 의해 모터구동부(306)가 구동하는 경우를 방지하기 위한 것이다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

자동차 운전자에게 스마트키가 이미 보편화 되어 물리적인 키 없이도 차량의 도어를 개폐하고 엔진을 시동하게 되었다. 본 발명은 스마트키가 고장이 나거나 배터리의 전원이 없는 경우 간편하게 시동을 걸 수 있다는 측면에서 향후 이용가능성을 훨씬 높다고 볼 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 자동차 이그니션 록 장치를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 도 1의 자동차 이그니션 록 장치의 세부적인 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차 이그니션 록 장치에서의 이그니션 록 바디와 키실린더의 결합을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 이그니션 록 장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 시동버튼의 위치를 도시한 예시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 자동차 이그니션 록 장치에서 제어부의 구성도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차 이그니션 록 장치의 록킹방법을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 샤프트 22 : 모터

100 : 이그니션 록 바디 200 : 키실린더

300 : 제어부 400 : 구동스위치

500 : 키FOB 30 : 모터구동부

Claims

자동차의 스티어링 칼럼에 연결된 이그니션 록 바디;

상기 이그니션 록 바디의 내부에 삽입되며 상기 이그니션 록 바디와 물리적으로 일체형으로 결합된 키실린더;

상기 키실린더의 내부에 상기 키실린더의 길이방향으로 제공되고 그 일단이 스티어링 칼럼과 연결되어 상기 스티어링 칼럼을 동작시키는 샤프트;

상기 키실린더 내부에 상기 샤프트의 타단에 연결되어 상기 샤프트를 이동 및 회전시키는 모터;

엔진시동을 위한 시동신호를 인가하는 시동버튼; 및

상기 시동버튼으로부터 시동신호를 수신하고 자동차용 키FOB에 대한 인증을 수행하며, 상기 인증이 통과되면 자동차의 시동모터로 전원을 공급함과 동시에 상기 스티어링 칼럼의 동작에 의해 스티어링 휠 조작 및 엔진시동이 가능하도록 샤프트를 이동 및 회전시키기 위해 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 시동버튼으로부터 시동신호를 수신한 이후에, 상기 자동차용 키FOB으로 고유 ID를 요청하여 수신하고 상기 수신된 ID를 이용하여 상기 키FOB에 대한 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 시동버튼으로부터 시동신호가 수신된 이후에, 상기 자동차에 제공되는 브레이크 페달 신호, 변속레버 P(parking) 신호 및 주차브레이크 신호가 온(ON)되는 경우에 상기 키FOB으로 고유 ID를 요청하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 키FOB으로 키FOB ID의 요청신호를 무선으로 송신하기 위한 무선송신부;

상기 키FOB으로부터 상기 ID를 무선으로 수신하기 위한 무선수신부;

상기 수신된 ID를 이용하여 상기 키FOB에 대한 인증을 수행하는 인증부;

상기 인증부에서의 인증결과 신호, 상기 시동버튼에서의 시동신호 및 외부로부터 자동차에 제공되는 다수의 상태신호를 수신하여 출력하는 신호처리부; 및

상기 신호처리부로부터 상기 인증결과 신호가 수신되면 상기 모터를 구동하는 모터구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제4항에 있어서,

상기 신호처리부에서 상기 수신된 상태신호 중에서 시동버튼 신호, 브레이크 페달 신호, 변속레버 P 신호 및 주차브레이크 신호가 온(ON) 신호로 수신되면 상기 무선송신부로 소정의 신호를 출력하고, 상기 무선송신부는 상기 신호가 수신되면 상기 키FOB으로 ID 요청신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제4항에 있어서,

상기 송신부는 LF 통신으로 상기 키FOB으로 ID 요청신호를 송신하고, 상기 수신부는 RF 통신으로 상기 키FOB으로부터 ID를 수신하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제4항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 다수의 상태신호 중 런/크랭크 신호를 상기 시동모터로 전송하되, 상기 인증결과 신호가 온(ON)된 경우에 상기 신호를 시동모터로 전송하는 제1릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제4항에 있어서, 상기 제어부는,

초기에 상기 모터구동부로 전원공급 신호를 전송하되, 시동완료신호가 입력되는 경우에 상기 전원공급 신호를 차단하는 제2릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제1항에 있어서,

상기 샤프트의 일단에 형성된 제1홈;

상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 홈에 삽입 및 탈거되는 안전부재; 를 더 포함하여,

상기 홈에 안전부재가 삽입된 경우 상기 샤프트의 이동 및 회전이 불가능한 상태로 전환되고, 상기 홈에서 탈거된 경우 상기 샤프트의 이동 및 회전이 가능한 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
제9항에 있어서, 상기 안전부재는,

일정한 부피를 갖는 몸체;

상기 몸체의 일부 중 상기 제1홈에 대향하는 방향에 형성된 제2홈;

상기 제2홈의 내부를 이동하는 이동체;

내부에 적어도 상기 제2홈을 내부에 포함하도록 소정의 솔레노이드 형태로 권선된 코일; 및

상기 코일의 양 끝단부의 극성을 전환하는 극성전환부; 를 포함하여

상기 제어부의 제어신호에 따른 상기 코일의 극성전환에 따라 상기 제2홈의 내부로 상기 이동체가 출입되도록 하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동장치.
엔진시동을 위한 시동버튼이 온(ON)되었는지를 판단하는 제1단계;

상기 시동버튼이 온(ON)되었으면 브레이크 페달 신호, 변속레버 P 신호 및 주차브레이크 신호가 온(ON)되었는지를 판단하는 제2단계;

상기 신호가 온(ON)되었으면 키FOB으로 상기 키FOB의 ID를 요청하여 수신하고, 상기 수신된 ID를 이용하여 상기 키FOB에 대한 인증을 수행하는 제3단계;

상기 인증이 정상적으로 통과되면 시동모터로 전원을 인가함과 동시에 모터구동부로 구동신호를 인가하여 모터를 구동하는 제4단계; 및

상기 모터의 구동에 따라 샤프트를 구동하여 스티어링 칼럼을 동작시키고 시동모터를 구동하여 엔진을 시동하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동방법.
제11항에 있어서, 상기 제5단계 이후에,

상기 엔진 시동이 완료되면 상기 모터구동부로 인가되는 전원을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동방법.
제11항에 있어서, 상기 제5단계 이후에,

상기 엔진 시동이 완료되면 샤프트에 형성된 홈에 안전부재를 삽입시켜 상기 샤프트의 이동 및 회전을 불가능한 상태로 전환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동방법.
제11항에 있어서, 상기 제3단계는,

상기 자동차용 키FOB으로 고유 ID를 요청하는 단계;

상기 요청에 대응하여 상기 키FOB으로부터 상기 ID를 수신하는 단계;

상기 수신된 ID와 미리 저장된 ID가 일치하는지를 판단하는 단계; 및

일치하는 경우 인증이 통과된 것으로 판단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시동버튼을 이용한 자동차 엔진 시동방법.