by TIMO
2003. 11. 29
필요한 부품들 5개 – 기타는 다른 용도
1. ‘오토 도어-락’이 뭐지요?
知人들에게 그 기능 차이를 설명하는 데 약간의 노력이 필요했습니다. ‘도어-락’은 솔레노이드형 엑츄에이터를 이용해서 “문을 잠근다”라는 뜻이겠고, 굳이 Auto라는 말이 붙은 바는 “자동으로 잠궈준다”는 의미이니 운전자가 도어-락 버튼을 누르거나 후크를 밀고 당겨서 작동을 시키는 수동형과는 분명 기능적 차이가 있다고 하겠습니다. 예를 들어 정지 가속 후 시속 30km/h쯤에서 ‘찰칵’하고 문이 스스로 잠기는 기능을 말하는데, 그 편리성에도 불구하고 ⓐ 속도감응을 위한 센서 배치와 제조 비용 상승요인 ⓑ 모델 라인-업, 등급 분류를 위한 메이커 측의 의도 때문에 주로 고급 차에 한정해서 장착되고 있습니다. 특히 어린 아이가 있는 경우는 아이의 돌발적인 행동에 대한 대비책으로서, 여성이 운전자인 경우는 치한의 침입에 대한 효과적인 보호책입니다만, 이런저런 논리 때문에 일반 차량에 이런 기능이 누락되어 있거나 옵션으로도 선택할 수 없다는 것은 안타까운 일입니다.
2. 도어-락 회로
다음은 우리나라의 대표적인 모델인 소나타-2의 도어-락 구동회로(소나타-3도 동일)입니다. 아마도 에탁스(ETACS; Electronic Time & Alarm Control System)에 의해 직접 구동되는 시스템의 경우는 ⓐ 오토 도어-락 기능이 이미 구현되어 있는 경우이거나 ⓑ 최소한 말단 구동부에는 릴레이가 사용되고 있을 것입니다.
소나타-2 구동회로 (클릭 = 확대)
이 회로를 자세히 보면 도어-락 스위치를 누를 때 배터리 → 도어-락 컨트롤 릴레이 → 도어-락 스위치 → 접지의 순으로 전류 흐름이 형성되는 것을 알 수 있고, 그렇다면 도어-락 스위치 위쪽선을 적당한 방법으로 접지시키는 것만으로 손쉽게 ‘오토기능’을 추가할 수 있다는 것이 됩니다.
3. 고려할 점과 아이디어
기계식 센서를 이용하여 속도계를 구동하는 시스템(예: 구형 엘란트라)에서는 도어-락 엑츄에이터를 직접 Trigger 할 수 있는 전기신호를 얻는 것은 어렵습니다. 단, 변속기에 연결된 기계식 속도계-케이블에 모터와 같은 센서를 부착하고 얻어낸 펄스, 전압 등의 신호를 해석한 후 트리거-속도(30Km/h)를 찾아낸다면 가능할 듯. 조금 더 쉽게 구현할 수 있는 방안이 없을까? 과연 쉽게 트리거-속도를 감지할 수 있는 곳, 감지 방법은 어떤 것이 있을까를 생각해 보았습니다.
ⓐ 우선 자동변속기 장착 차량인 경우는 변속기-솔레노이드들의 작동 패턴을 파악한 후 “(예) #2와 #3이 OFF일 때 대략 트리거-속도가 될 것이다”라는 가정으로 구현할 수도 있겠습니다. 그런데 감속 시 동일한 패턴으로 동작한다면? 그리고 변속기 제어시스템은 그처럼 단순하게 행동하지 않는다는 제약 때문에 구현성은 약간 떨어지는 것으로 판단되고,
ⓑ ABS 시스템이 장착된 차량의 경우는 마침 전기신호를 얻을 수 있는 센서를 사용하고 있으므로 이를 직접 이용할 수 있습니다. 휠-속도 센서의 펄스를 적분값으로 변환하면 순간 속도가 누적된 현재의 속력이 됩니다.
ⓒ 다음으로 ‘가속센서’를 이용한 방법입니다. 아예 차량의 제어 시스템과 무관한 회로를 만들어 배선이나 장착, 결선의 용이성을 확보하는 것입니다. 어찌 보면 ⓑ와 같은 구현 원리를 갖고 있는 방법인데, 단점은 국내에서 가속센서의 입수가 어렵고 또 가격이 비싸다(보통 1축 센서가 3~4만원 대)는 데 있습니다.
ⓓ 그리고 PCM(또는 에탁스(ETACS))의 핀 배열과 통신선, 통신 방법을 분석하고 오토-도어락 기능이 있는 경우 간단한 구동 회로를 부가함으로써 좀 더 손쉽게 구현할 수도 있겠습니다. 그러나 이 대안은 ‘범용성’의 확보라는 측면에서는 분명 한계가 있습니다. 모든 차종마다 핀을 확인하고 그런 기능이 부가되어 있는 지를 확인해야 한다는 한계점.
다음으로 대략 15A 이상의 전류를 어떻게 제어할 것인가?라는 문제를 생각해 보겠습니다. 그냥 떠오르는 방법은 차량용 Relay를 사용하는 것입니다. 그런데 배치 장소를 생각한다면 회로 크기가 작을수록 좋을 것이므로 ⓐ 30A급 트랜지스터나 ⓑ MOS-FET를 사용하는 방법이 유리합니다. 도어-락 엑츄에이터에는 대략 0.5초 미만으로 트리거 전류가 흐르면 되므로 최대 전류량에 무리가 없다면 굳이 방열판을 붙이지 않아도 될 것이며, 이 종단소자를 구동하는 제어회로가 5V 소전류(대략 1A 이내)에서 작동되어야 하므로 전압형 트리거가 가능한 FET가 최적의 선택이라고 하겠습니다. 마침, 대전류 FET가 통상 대전류 트랜지스터보다 가격면에서도 유리합니다.
4. 회로구성과 예
아래의 그림은 가속센서를 이용한 범용 오토 도어-락 시스템의 회로입니다. 가속센서의 신호를 다른 전기적 신호로 대치할 수 있다면 그 신호를 계산하고 FET를 구동하는 이후의 단계들은 기타 방법들에 있어서도 동일하게 적용할 수 있을 것입니다.
클릭 = 확대 [ PIC 마이컴 제어소스보기 ]
後記 : 가끔 어떤 분들이 왜 쓸모없어 보이는 이런 내용을 인터넷에 올려놓는가?라고 질문합니다. 분명 다수를 위한 일반적인 글이 될 수 없고 동시에 “난 이런 것을 할 줄 안다”는 현학적인 글로 보일 수도 있습니다. 절대 아닙니다. ⓐ 앞으로 한 달, 두 달 혹은 그 이후에 자료를 애써 찾는 그 누군가를 위해서, ⓑ 그리고 혹 자동차를 공부하는 또 다른 누군가가 “이런 것도 있구나” 하는 시각적인, 감각적인 경험 자료로 활용되기를 바라는 맘으로 게시하는 것입니다. 자동차 분야에서 이런 글을 쉽게 접할 수 있습니까? 정보의 공유라는 것은?
