KR20090080389A - 스마트키 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

기존의 차량 구조에서 최소한의 구조 변경을 통하여 전자인증 제어장치와 연동되며, RFID가 내장된 스마트 카드를 이용하여 사후적으로 엑츄에이터를 장착하여 키리스 엔트리 및 키리스 스타트가 가능한 스마트키 시스템 및 그 제어장법이 제시된다. 카드와 전자인증 제어장치는 통신을 통해 인증을 하고, 통신 영역 안에 있으면 도어를 개방한다. 아울러, 스티어링 로크를 해제하고, 시동스위치의 조작에 따라 운행이 가능하게 된다.

스티어링 로크장치, 도난방지장치, 전자인증 장치, 스마트키

Description

스마트키 시스템 및 그 제어방법{SMART KEY SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 스마트키 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전자인증 장치와 연동하여 시동키가 필요 없이도 RFID 장치를 이용하여, 사후적으로 엑츄에이터를 장착하여 키리스 엔트리 및 키리스 스타트가 구현 가능한 스마트키 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

생활 수준이 향상되면서 자가용의 보급이 늘어남에 따라, 자가용은 이제 생활 필수품으로 자리를 잡아 가고 있다. 이에 따라, 자가용을 비롯한 차량의 도난방지장치 및 차량의 도어를 개방하고 시동을 거는 다양한 기술에 대한 연구도 꾸준히 진행되고 있는데, 그 일 예로 키리스 엔트리(keyless entry) 방식과 키리스 스타트(keyless start)을 들 수 있다.

키리스 엔트리 방식이란 운전자가 별도의 키의 조작이나 리모컨의 조작 없이, 도어 로크가 해제되는 방식을 말한다. 운전자의 몸에 키를 소지하면, 키와 자동차의 내부의 전자인증장치가 서로 데이터를 송수신하여 인증되면 자동으로 도어의 로크가 해제되는 방식이다.

키리스 엔트리 방식에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 1980년대에 처음 선보인 현대적인 키리스 엔트리 시스템은 서킷 보드, 코드화된 RFID 기술 칩, 배터리, 그리고 소형 안테나를 사용한다. 이중 배터리와 소형 안테나가 몇 피트 떨어져 있는 차량으로 신호를 보내는 역할을 한다.

이와 같은 키리스 엔트리 방식에서는 차량에 사용되는 키를 운전자가 항상 몸에 지니고 다녀야 하는 불편함이 따른다. 즉, 운전자가 상기 키를 갖고 있지 않으면, 도어로크 해제나 도어의 개방이 불가능하게 된다. 아울러, 도난 방지를 위하여, 스티어링 락(steering lock)의 해제를 담당하는 로크 장치와 연동이 되지 않는 것들은 별도의 조작을 통해 스티어링 락을 해제하여야 하는 문제점이 있다.

이러한 불편은 키리스 스타트(keyless start) 방식에서도 마찬가지이다. 키리스 스타트 방식이란 운전자가 별도의 기계적인 키의 삽입이나 조작 없이, 전자 인증되어 있는 상태라면, 엔진의 시동, 작동 및 정지를 수행하여 자동차를 운행할 수 있는 방식을 말하며, 키리스 엔트리 방식에 의하여 인증이 되어 있다면, 버튼을 누르거나, 손으로 돌려서 엔진의 시동, 작동 및 정지를 편리하게 수행할 수 있다.

즉, 키리스 스타트 방식에서도 인증을 위하여는 인증 코드를 전송할 수 있는 키를 운전자가 항상 소지하여야 하는 불편함이 따른다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 부분적으로 도어 로크를 해제하거나, 원격시동을 거는 방식에 대한 연구가 진행되고 있는데 반하여, 키리스 스타트 및 키리스 엔트리가 함께 구현되어 시동키의 조작 없이도 차량의 도어 오픈/로크, 엔진 시동 및 운행이 가능한 통합적인 시스템에 대한 연구는 미비하다고 할 수 있으며, 자동차의 보안을 유지하면서 간편히 키리스 스타트 및 키리스 엔트리가 구현될 수 있는지에 대한 연구가 시급하다고 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 전자인증 제어장치와 연동하여 시동키가 필요 없이도 자동으로 키리스 엔트리 및 키리스 스타트가 가능한 스마트키 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 RFID가 내장된 카드를 이용하여 사용자가 키를 가지고 다닐 필요없이 카드로 도어의 개방에서 운행까지 손쉽게 사용할 수 있는 스마트키 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차량의 도난 염려가 없는 안전하고 신뢰성 높은 스마트키 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 차량 구조에서 최소한의 구조 변경을 통하여 전자인증 시스템과 연동되므로 사후 장착이 용이한 스마트키 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 스마트키 시스템은 시동스위치를 구비한 차량의 스마트키 시스템에 있어서, RFID 장치가 내장된 스마트 카드와, 상기 카드와 통신이 가능한 전자인증 제어장치, 및 엑츄에이터를 구비하며, 상기 전자인증 제어장치의 신호에 따 라 스티어링을 로킹 또는 언로킹하는 스티어링 로크장치를 포함한다.

상기 전자인증 제어장치는 시동 스위치의 ACC/ON/START 모드에 따라 상기 엑츄에이터를 제어하여 스티어링 로킹 또는 언로킹을 수행하고, 엔진 ECU를 제어하여 시동을 시킬 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 스마트키의 제어방법은 RFID가 내장된 스마트 카드를 이용하여 차량 내부의 전자인증 제어장치가 통신하여 인증을 하는 단계와, 인증 결과에 따라 상기 카드가 통신 영역 안으로 들어오면 도어를 개방하는 단계와, 시동스위치의 모드가 ACC 모드로 조작되거나, 스마트 카드의 별도 입력신호를 받아, 스티어링 로크를 해제할 수 있는 신호를 발신하는 단계와, 상기 신호를 수신받아 스티어링 로크를 해제하는 단계, 및 상기 ACC모드에 전원을 공급하여 ACC 모드로 전환하는 단계를 포함한다.

상기 인증하는 단계는 상기 전자인증 제어장치에 비밀번호를 설정하는 단계와, 상기 비밀번호의 입력을 요구하여 무선링크를 설정하는 단계, 및 상기 비밀번호를 기저장된 비밀번호와 비교하여 일치시 상기 전자인증 제어장치의 링크키를 생성하여 상기 카드에 전송하는 단계를 포함한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 차량의 스마트키 등과 같은 전자인증 장치와 연동하여 시동키가 필요 없이도 키리스 엔트리 및 키리스 스타트가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존의 차량 구조에서 최소한의 구조 변경을 통하여 전자인증 시스템과 연동되므로 사후 장착이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 RFID가 내장된 스마트 카드를 이용하여 사용자가 키를 가지고 다닐 필요없이 핸드폰으로 도어의 개방에서 운행까지 손쉽게 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 차량의 도난 염려가 없는 안전하고 신뢰성 높으며, 기존의 기계적인 스티어링 로크장치를 비교적 간편한 방법으로 전자인증 장치와 연동하도록 변경할 수 있으므로 차량의 도난 방지에 유용하여 보안성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 언급하는 스마트키 시스템이란, 전술한 키리스 엔트리 및 키리스 스타트를 포괄하는 개념으로서, 사용자가 차량의 도어의 개방에서부터 시동을 걸고 운행하기 까지를 포함하는 운행권한 인증 시스템을 총칭하는 것이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명 하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 스마트키 시스템에 대한 개략적인 모습을 도시한 평면도이다. 이에 도시된 바와 같이, RFID 장치가 내장된 스마트카드(10)가 제시된다.

여기서, RFID(Radio Frequency Identification)이란 소형 반도체 칩을 이용해 사물의 정보와 주변 환경정보를 전송?처리하는 비접촉식 인식시스템이다. 바코드와 달리 직접 접촉이나 스캐닝이 필요 없다는 장점이 있어 바코드를 대체할 기술로 평가받고 있다. 또한, 별도 전원이 필요하지 않아서, RFID 카드에서는 배터리 교체나 충전이 필요하지 않으므로, 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

판독?해독기능이 있는 판독기와 고유 정보를 내장한 RFID 태그(RF ID tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성된 전파식별 시스템은 사물에 부착된 얇은 평면 형태의 태그를 식별함으로써 정보를 처리한다. 이러한 RFID 장치는 블루투스를 이용한 통신장치나 일반적인 버튼 방식의 리모컨 장치보다 단거리에서 사용하기도 한다.

이러한 RFID 장치가 내장된 스마트 카드(10)를 소지한 운전자가 차량의 손잡이(20)를 접촉하게 되면, 안테나(30)가 작동(wake-up)하게 된다. 작동된 안테나(30)는 RFID를 작동시켜 인증 정보를 수신하게 된다. 수신된 인증정보는 차량(30)에 장착되어 있는 후술하는 전자인증 제어장치를 통해 인증을 하여, 스마트키 시스템을 구동하게 된다.

보다 자세한 설명을 위하여, 도 2를 제시한다. 도 2는 본 발명의 엑츄에이터의 응용예를 도시한 블록도이다.

전자인증장치(50)는 스마트카드(10) 또는 시동스위치(32)에 의하여 전자신호를 입력받는다.

본 명세서에서 전자인증 제어장치란 차량의 키를 사용하지 않고 차량의 문을 개폐하거나 시동을 걸 수 있는 일체의 장치를 말하며, 그 예로 운전자의 조작, 또는 차량과 운전자가 일정거리 이내로 접근하였을 경우 통신에 의하여 자동으로 작동되는 전자제어장치를 통칭하는 말이다. 즉, 운전자가 RFID가 내장된 스마트 카드를 수동으로 조작하여 전기신호를 발생하는 것을 예로 들 수 있다.

시동스위치(32)는 일반적인 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 푸시버튼 스타일의 시동스위치일 수 있다. 시동스위치의 ACC/ON/시동 상태에 따라 제어신호가 전자인증장치(30)에 입력되며, 이에 따라 전자인증장치(30)의 출력 제어신호가 달라질 수 있다.

전자인증 장치(30)는 시동(42)과 도어의 잠김/해제(43), 또한, 본 엑츄에이터(200)를 이용한 스티어링 로킹/언로킹(44)를 제어하게 되는데, 그 순서는 다양하게 구성할 수 있다. 일예로, 스마트 카드(10)의 신호를 받아 도어를 해제(43)한 후, 시동스위치(32)의 신호를 받아 스티어링 언로킹 및 시동을 시킬 수 있다. 또는 시동스위치의 여러 모드(예를 들어, ACC/ON/START)에 따라 스티어링 로킹 또는 언로킹이 제어될 수 있다. 시동은 엔진 ECU(41)를 통하여 점화스위치를 점화시킴으로서 시동을 시킬 수 있다.

이하, 본 스마트키 시스템의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, RFID 카드를 소지한 채 사용자가 접근하면, 규정 된 거리에서 전자인증 제어장치가 응답하고, 카드와 전자인증 제어장치가 서로 통신하여 인증을 하면, 도어가 해제된다. 그러면, 카드의 소지자는 도어 손잡이를 이용하여 도어를 열고 자동차 실내에 승차할 수 있다. 자동차 내부에는 시동스위치가 존재하고, 카드 소지자가 시동스위치를 ACC 모드로 이동시키면(S11) 이 신호를 전자인증 제어장치가 수신하며, RFID의 링크 인증을 확인하는 절차가 포함되는 것이 좋다(S12).

인증이 확인되면, 스티어링 로크를 해제하는 신호가 발생하여(S13), 스티어링 로크를 해제한다(S14). 이때, 스티어링 로크가 해제되지 않으면 다시금 지속적으로 해제될 때까지 스티어링 해제신호를 반복하여 엑츄에이터에 공급하는 것이 좋다. 스티어링 로크가 해제되면, ACC 모드에 전기가 공급되어 ACC 모드가 되며(S15), 사용자의 시동스위치 조작에 의하여 ON 모드(S16)나 시동이 걸릴 수 있다(S17).

시동을 멈추어서 주, 정차를 하는 과정은 대체적으로 역순이다. 카드 소지자가 차량의 실내에서 벗어나서 외부로 나가 RFID 등의 근거리 통신 영역을 벗어나게 되면, 자동차의 도어로크는 잠기게 된다.

이하, 엑츄에이터가 구비된 스티어링 로크장치의 자세한 구조 및 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 스티어링 로크장치의 분해사시도를 도시한 것이다.

이에 도시한 바와 같이, 이그니션 로크바디(100)는 메인 바디(110)의 하측에는 도우넛 형상으로서, 핸들과 연결되는 스티어링 샤프트(125)가 통과하는 샤프트 수용부(120)가 하측에 구비되어 있다. 또한, 메인 바디(110)의 상부 일측에는 엑츄에이터(200)가 장착되는 엑츄에이터 장착홈(130)이 제공되며, 상기 엑츄에이터 장착홈(130)과 마주보는 방향(즉, 대향측)으로는 실린더(150)를 수용하는 키실린더 수용홈(140)이 형성된다.

상기 스티어링 샤프트(125)는 자세히 후술하겠지만, 로킹홈을 구비하여 엑츄에이터(200)에 의해 이동하는 로크핀에 의하여 로킹(locking) 혹은 언로킹(unlocking)한다. 즉, 스티어링 샤프트(125)의 로킹홈은 샤프트 수용부(120)에 의해 감싸지는 스티어링 샤프트(125) 영역에 형성되며, 상기 메인 바디(110)에서 샤프트 수용부(120)로 돌출되는 로크핀이 로킹홈에 결합됨으로서 스티어링 샤프트가 로킹된다.

상기 키실린더 수용홈(140)에는 출시되는 차량에서는 키가 삽입되는 키 실린더 및 키실린더에 장착된 로터가 결합되기도 하는 곳이다. 본 스티어링 로크장치(100)는 외부에서 키에 의한 조작이 가능하지 않도록 키실린더 및 로터를 제거하고, 상기 키실린더 수용홈(140)에 보호커버(160)를 결합하여 외부의 간섭으로부터 보호하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예와 같이 단순한 원기둥 형상으로 된 실린더(150)를 상기 키실린더 수용홈(140) 내부에 삽입한 후 상기 보호커버(160)를 상기 키실린더 수용홈(140)에 결합하여 폐쇄시키는 것도 좋다.

상기 엑츄에이터(200)는 엑츄에이터 장착홈(130)에 결합되는데, 출시되는 차량에서는 엑츄에이터 장착홈(130)에 점화스위치가 결합되기도 하는 곳이다. 본 엑츄에이터(200)를 출시 후에 장착하고자 할 경우에는 점화스위치를 제거하고, 본 엑 츄에이터(200)를 삽입 결합한다.

엑츄에이터의 보다 상세한 설명을 위하여 도 5를 제시한다. 도 5는 본 발명에 따른 엑츄에이터의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터(200)는 일측에 개구(開口)된 관통구멍(270)이 형성된 하우징(210)과, 상기 하우징(210) 내부에 수납되며 구동력을 생산하는 모터(220)와, 상기 모터(220)의 축에 연결된 제1 기어(230)와, 상기 제1 기어(230)와 연결되어 구동력의 방향을 수직으로 바꿔주는 제2 기어(240)와, 상기 제2 기어(240)에 연결된 회동 유닛(250)을 포함한다.

상기 제1 기어(230) 및 제2 기어(240)는 구동력을 수직으로 변경하여 전달하는 일반적인 웜기어일 수 있다. 상기 회동 유닛(250)은 일측은 상기 제2 기어(240)와 연결되어 있으며, 타측은 하우징(210)의 관통구멍(270)을 통해 노출되는 슬릿(260)이 형성되어 있다. 상기 슬릿(260)은 그 형상이 장축과 단축이 구별되는 직사각형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 후술하겠지만, 슬릿(260)은 로크핀을 전진 또는 후진시키기 위하여 캠과 연결된 캠돌기와 결합한다.

모터(220)가 회전하게 되면, 이에 연결된 제1 기어(230) 및 제2 기어(240)가 회전하여 회동 유닛(250)이 일정 각도로 회전하게 된다. 이에 따라 회동 유닛(250)에 형성된 슬릿(260)이 일정 각도로 회전하게 된다. 상기 모터(220)가 정방향 또는 역방향으로 구동력을 전달하면, 이에 따라 슬릿(260)이 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다.

상기 모터(220)는 차량의 전원을 이용하거나, 별도의 배터리를 구비하여 구 동력을 발생시킨다. 모터(220)는 차량의 외부에서 송신되는 전기신호에 의하여 구동되는데, 모터의 구동 전기신호를 발생하는 장치로는 스마트 키 등의 차량의 전자인증 장치를 그 일예로 들 수 있다.

본 발명의 전체적인 작동 원리를 설명하기 위하여 도 6 및 도 7을 제시한다. 도 6은 로크핀에 의해 스티어링 샤프트가 로킹된 모습을 도시한 단면도이고, 도 7은 로크핀이 후진하여 스티어링 샤프트가 언로킹된 모습을 도시한 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스티어링 로크장치(100)의 메인바디(110)의 내부에는 스티어링 샤프트(125)에 형성된 로킹홈(126)에 결합되는 로크핀(340)이 내장되어 있다. 상기 로크핀(340)은 로크핀 스토퍼(330)와 연결되어 있으며, 로크핀 스토퍼(330)는 캠(320)과 접해 있다. 로크핀 스토퍼(330)의 일단에는 스프링(350)이 장착되어 탄성력을 전달한다. 스프링(350)은 초기 설정 위치가 압축된 상태로 장착되는 것이 바람직하며, 엑츄에이터(200)가 동작하지 않을 경우에는 로크핀 스토퍼(330)을 밀어서 로크핀(340)이 로킹홈(126)에 삽입된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 좋다.

만약 운전자가 차량에 일정 거리 내에 위치하였을 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 운전자가 소지한 전자인증 장치에서 모터의 구동 전기신호가 발생하여 이를 엑츄에이터(200)의 모터(220)에 송신하게 되며, 그 신호를 수신한 모터(220)가 일방향으로 회전한다. 모터(220)에서 발생한 구동력은 제1 기어(230) 및 제2 기어(240)를 통해 슬릿(260)을 일방향으로 회전하게 되고, 상기 슬릿(260)과 결합된 캠돌기(310)가 회전하게 된다. 캠돌기(310)가 회전하면, 이에 연결된 캠(320) 이 회전한다.

캠(320)이 회전함에 따라 로크핀 스토퍼(330)가 직선으로 후진하고, 이에 연결된 로크핀(340)이 후진하면서 스티어링 샤프트(125)에 형성된 로킹홈(126)에서 이탈하게 된다. 그러므로 상기 스티어링 샤프트(125)는 언로킹되어 운전자의 핸들 조작에 따라 스티어링 샤프트(125)가 회전 가능하게 된다. 도면 중 미설명된 부호인 111은 스프링 지지벽체, 311은 키실린더 부위에 장착된 캠돌기이다.

본 실시예에서는 점화스위치를 제거하고, 그 자리에 엑츄에이터를 삽입하는 실시예에 대하여 설명하였지만, 이와 반대로 키실린더를 제거하고 엑츄에이터를 삽입하는 것도 가능하다.

본 발명의 제작 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하우징(210)을 제작하고, 그 내부에 모터(220) 및 기어(230, 240) 등을 조립하고, 슬릿(260)이 구비된 회동 유닛(250)을 결합하여 엑츄에이터(200)를 완성한다.

다음, 차량에 이그니션 로크바디에서 키실린더 및 점화스위치를 엑츄에이터 장착홈(130) 및 키실린더 수용홈(140)에서 분리한다. 이러한 키실린더 및 점화스위치의 분리는 공지의 기술로서, 그 일예로 키홈에 키를 삽입하고 악세서리 모드(Acc Mode)로 돌려준 상태에서 키 실린더의 돌기를 눌러주면 이그니션 로크바디에서 키실린더 및 점화스위치를 분리할 수 있다.

다음, 점화스위치가 존재하던 엑츄에이터 장착홈(130)에 엑츄에이터(200)를 삽입 결합한다. 이때, 상기 엑츄에이터(200)의 슬릿(260)이 캠돌기(310)와 결합하 도록 결합한다. 또한, 키실린더가 존재하던 키실린더 수용홈(140)에 실린더(150)를 삽입하고 보호커버(160)를 결합하여 키실린더 수용홈(140)을 폐쇄한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 기존 차량에 최소한의 구조 변경을 가하여 용이하게 전자인증 장치와 연동되어 스티어링의 로킹 혹은 언로킹을 할 수 있는 효과가 있다. 더불어, 탈착이 간편할 뿐만 아니라, 더 이상 시동 키를 휴대하고 다녀야 하는 불편함을 제거할 수 있고, 도난에 대한 보안성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 엑츄에이터의 변형 실시예에 대해 살펴보기로 한다. 전 실시예와 동일한 부분에 대하여는 설명의 간략화를 위해 중복하여 설명하지 않기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 스티어링 로크장치의 분해사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 스티어링 로크장치의 로킹 상태를 도시한 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 메인 바디(110)의 상부 일측에는 점화스위치(170)가 장착되는 점화스위치 장착홈(130)이 제공되며, 상기 점화스위치 장착홈(130)과 마주보는 방향(즉, 대향측)으로는 실린더(150)를 수용하는 키실린더 수용홈(140)이 형성된다. 점화스위치(170)는 점화스위치 장착홈(130)에 삽입된 후, 결합 커버(180)가 결합되어 그 안에 내장되게 된다.

상기 키실린더 수용홈(140)에는 출시되는 차량에서는 키가 삽입되는 키 실린더(150) 및 키실린더(150)에 장착된 로터가 결합된다. 키실린더(150)에는 엑츄에이터(200)의 이동자(210)가 삽입될 수 있는 수용홈(151)이 형성되어 있다. 수용홈(151)에는 이동자(210)가 삽입될 경우에는 키(160)의 회전을 막아서 로크핀(340) 의 이동을 억제한다. 즉, 로크핀(340)이 로킹홈(126)에 결합되어 스티어링 샤프트(125)가 로킹된 상태로 유지하게 된다.

상기 엑츄에이터(200)는 이그니션 로크바디(100)의 외측, 보다 구체적으로는 키실린더 수용홈(140)의 외측벽에 결합되어 있다. 이그니션 로크바디(100)에는 관통홀(152)이 형성되어 있어서, 이동자(210)가 관통홀(152)을 경유하여 키실린더(150)의 수용홈(151)에 선택적으로 삽입된다.

엑츄에이터의 보다 상세한 설명을 위하여 도 10을 제시한다. 도 10은 본 발명에 따른 엑츄에이터의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터(200)는 일측에 개구(開口)된 관통구멍(211)이 형성된 하우징(220)과, 상기 하우징(220) 내부에 수납되며 전자기력에 의해 이동하는 솔레노이드(230)와, 상기 솔레노이드(230)와 결합되거나 또는 일체로 형성된 이동자(210)를 포함한다.

솔레노이드(230)는 전자석의 원리로 작동하여, 코일의 전류 변화에 의하여 전진 또는 후진이 가능한 장치이다. 본 실시예에서는 솔레노이드(230)에 의하여 이동하는 이동막대(245)가 구비되어 있고, 그 외측에는 코일스프링(240)이 구비되어 있다. 이동막대(245)의 끝단에는 리미트 부재(250)가 구비되어 있으며, 그 외측으로 이동자(210)가 결합되어 있다.

솔레노이드(230)에서 전자기력이 작용하지 않을 경우에는 코일스프링(240)이 리미트 부재(250)를 하우징(220) 내면과 접촉할 때까지 미는 힘이 작용한다. 따라서, 리미트 부재(250)와 결합된 이동자(210)는 전진하게 되며, 이에 따라 전술한 바와 같이 이동자(210)는 키실린더(150)의 수용홈(151)에 결합되게 된다.

솔레노이드(230)에 전자기력이 작용하게 되면, 이동 막대(245), 리미트 부재(250) 및 이동자(210)를 후진시키게 되며, 이동자(210)는 키실린더(150)의 수용홈(151)에서 분리되게 된다. 이와 같은 경우는 자세히 후술하겠지만, 전자인증장치 등에 의하여 탑승자의 인증이 끝나게 되면, 솔레노이드(230)가 작동하여 이동자(210)를 수용홈(151)에서 분리시키게 된다. 탑승자가 키(160)를 회전하게 되면, 스티어링 로크의 해제가 가능한 상태로 변화한다.

본 발명의 전체적인 작동 원리를 설명하기 위하여 도 11를 제시한다. 도 12는 로크핀이 후진하여 스티어링 샤프트가 언로킹된 모습을 도시한 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 스티어링 락킹 상태를 설명하면, 스티어링 로크장치(100)의 메인바디(110)의 내부에는 스티어링 샤프트(125)에 형성된 로킹홈(126)에 결합되는 로크핀(340)이 내장되어 있다. 상기 로크핀(340)은 로크핀 스토퍼(330)와 연결되어 있으며, 로크핀 스토퍼(330)는 캠(320)과 접해 있다. 로크핀 스토퍼(330)의 일단에는 스프링(350)이 장착되어 탄성력을 전달한다. 스프링(350)은 초기 설정 위치가 압축된 상태로 장착되는 것이 바람직하며, 엑츄에이터(200)가 동작하지 않을 경우에는 로크핀 스토퍼(330)을 밀어서 로크핀(340)이 로킹홈(126)에 삽입된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 좋다. 또한, 이러한 상태는 엑츄에이터(200)의 이동자(210)가 키실린더(150)의 수용홈(151)에 삽입되어, 운전자가 키(160)를 회전하여도 로크핀(340)이 로킹홈(126)에서 분리되지 않는다.

도 11에 도시된 바와 같이 언로킹 상태를 설명하면, 만약 운전자가 차량에 일정 거리 내에 위치하였을 경우에는, 운전자가 소지한 전자인증 장치에서 솔레노이드의 구동 전기신호가 발생하여 이를 엑츄에이터(200)의 솔레노이드(230)에 송신하게 되며, 그 신호를 수신한 솔레노이드(230)가 전자기력을 발생한다. 이에 따라, 솔레노이드(230)의 이동자(210)가 후진하게 되며, 운전자가 키(160)를 회전하게 되면, 상기 키실린더(150)와 결합된 캠돌기(311)가 회전하게 된다. 캠돌기(311)가 회전하면, 이에 연결된 캠(320)이 회전한다.

캠(320)이 회전함에 따라 로크핀 스토퍼(330)가 직선으로 후진하고, 이에 연결된 로크핀(340)이 후진하면서 스티어링 샤프트(125)에 형성된 로킹홈(126)에서 이탈하게 된다. 그러므로 상기 스티어링 샤프트(125)는 언로킹되어 운전자의 핸들 조작에 따라 스티어링 샤프트(125)가 회전 가능하게 된다.

도면 10와 12 중 미설명된 부호인 111은 스프링 지지벽체, 310은 점화스위치 부위에 장착된 캠돌기이다.

본 변형실시예와는 달리, 키실린더쪽이 아닌 점화스위치 쪽에 엑츄에이터가 장착될 수도 있다. 즉, 점화스위치의 캠 돌기에 수용홈을 형성하고, 그 외벽에 엑츄에이터를 장착한 후, 엑츄에이터의 이동자가 상기 캠 돌기의 수용홈에 결합 또는 분리됨으로서 로크핀의 이동을 제어할 수도 있다. 점화스위치의 캠돌기뿐만 아니라, 점화스위치의 작동과 연관된 회전하는 구성요소, 이를 회동자라고 정의한다, 에 수용홈을 형성하고, 상기 수용홈에 상기 이동자가 결합 또는 분리되도록 구성하는 것도 가능하다.

이러한 신호는 전자인증 장치에 의하여 인증 여부에 따라 제어됨은 전술한 바와 같다.

도 1은 본 스마트키 시스템에 대한 개략적인 모습을 도시한 평면도이다.

도 2는 본 발명의 엑츄에이터의 응용예를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 작동 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스티어링 로크장치의 분해사시도를 도시한 것이다.

도 5은 본 발명에 따른 엑츄에이터의 단면도이다.

도 6은 로크핀에 의해 스티어링 샤프트가 로킹된 모습을 도시한 단면도이다.

도 7은 로크핀이 후진하여 스티어링 샤프트가 언로킹된 모습을 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 변형예에 따른 스티어링 로크장치의 분해사시도이다.

도 9는 본 발명의 변형예에 따른 스티어링 로크장치의 로킹 상태를 도시한 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 엑츄에이터의 단면도이다.

도 11은 로크핀이 후진하여 스티어링 샤프트가 언로킹된 모습을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 이그니션 로크바디 100: 메인 바디

120: 샤프트 수용부 126: 로킹홈

130: 엑츄에이터 장착홈 140: 키실린더 수용홈

150: 실린더 160: 보호커버

200: 엑츄에이터 220: 모터

250: 회동유닛 260: 슬릿

340: 로크핀

Claims (7)

1. 시동스위치를 구비한 차량의 스마트키 시스템에 있어서,

   RFID 장치가 내장된 스마트 카드;

   상기 카드와 통신이 가능한 전자인증 제어장치; 및

   엑츄에이터를 구비하며, 상기 전자인증 제어장치의 신호에 따라 스티어링을 로킹 또는 언로킹하는 스티어링 로크장치;

   를 포함하는 스마트키 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전자인증 제어장치는 시동 스위치의 ACC/ON/START 모드에 따라 상기 엑츄에이터를 제어하여 스티어링 로킹 또는 언로킹을 수행하고, 엔진 ECU를 제어하여 시동을 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트키 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 엑츄에이터는

   하우징;

   상기 하우징에 내장되며 구동력을 생산하는 모터;

   상기 모터의 구동력을 전달하는 기어 유닛; 및

   일측은 상기 기어 유닛에 결합되며, 타측에는 상기 로크핀을 이동시킬 수 있 는 캠돌기와 결합되는 슬릿이 형성된 회동 유닛;

   을 포함하는 스마트키 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 엑츄에이터는

   하우징;

   상기 하우징에 내장되어 전자기력에 의해 이동하는 솔레노이드; 및

   상기 솔레노이드에 결합 또는 일체로 형성된 이동자;

   를 포함하며,

   상기 엑츄에이터는 키실린더를 수용하는 이그니션 로크바디의 외측에 결합되되, 상기 키실린더에 형성된 수용홈에 선택적으로 삽입 가능한 이동자를 이동시켜 상기 키실린더를 로킹(locking) 혹은 언로킹(unlocking) 시킴으로서 상기 스티어링 칼럼을 로킹 혹은 언로킹시키는 것을 특징으로 하는 스마트키 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 엑츄에이터는

   하우징;

   상기 하우징에 내장되어 전자기력에 의해 이동하는 솔레노이드; 및

   상기 솔레노이드에 결합 또는 일체로 형성된 이동자;

   를 포함하며,

   상기 엑츄에이터는 점화스위치를 수용하는 이그니션 로크바디의 외측에 결합되되, 상기 점화스위치에 구비된 회동자에 형성된 수용홈에 선택적으로 삽입 가능한 이동자를 이동시켜 상기 키실린더를 로킹(locking) 혹은 언로킹(unlocking) 시킴으로서 상기 스티어링 칼럼을 로킹 혹은 언로킹시키는 것을 특징으로 하는 스마트키 시스템.
6. RFID가 내장된 스마트 카드를 이용하여 차량 내부의 전자인증 제어장치가 통신하여 인증을 하는 단계;

   인증 결과에 따라 상기 카드가 통신 영역 안으로 들어오면 도어를 개방하는 단계;

   시동스위치의 모드가 ACC 모드로 조작되거나, 스마트 카드의 별도 입력신호를 받아, 스티어링 로크를 해제할 수 있는 신호를 발신하는 단계;

   상기 신호를 수신받아 스티어링 로크를 해제하는 단계; 및

   상기 ACC모드에 전원을 공급하여 ACC 모드로 전환하는 단계;

   를 포함하는 스마트키의 제어 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 인증하는 단계는

   상기 전자인증 제어장치에 비밀번호를 설정하는 단계;

   상기 비밀번호의 입력을 요구하여 무선링크를 설정하는 단계; 및

   상기 비밀번호를 기저장된 비밀번호와 비교하여 일치시 상기 전자인증 제어장치의 링크키를 생성하여 상기 카드에 전송하는 단계;

   를 포함하는 스마트키 시스템의 제어 방법.

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