효율적인 PKE(Passive Keyless Entry) 시스템 디자인을 위한 도전과제 ①

최태우 / 기사승인 : 2019-04-17 09:38:08
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최근 몇 년에 걸쳐 정전용량방식(Capacitive) 터치기술이 자동차시장에 서서히 적용되고 있다. 자동차 센터 스택의 인포테인먼트 터치스크린에서 간편한 공조기기(HVAC) 버튼·슬라이더·휠에 이르기까지, 정전용량방식 센싱 기술의 보급은 기하급수적으로 확산되고 있다.


엔지니어들은 정전용량방식 센싱 기술을 완성된 기존 애플리케이션에 통합하기 위한 창의적인 방법론을 활용한 디자인 개발에 나서고 있다. 이렇게 활용이 늘어나게 된 데에는 표준 기계식 버튼·스위치에 비해 저렴한 비용과 설정·사용상의 편의성, 개선된 성능 등 여러 요인이 존재한다.


정전용량방식 터치센싱이 새롭게 입지를 구축한 분야로 ‘키가 필요 없는(Passive Vehicle Entry)’ 탑승 분야를 들 수 있다.


이 애플리케이션의 경우 차문 손잡이에 있는 터치센서를 통해 운전자의 손을 감지하고 차량을 잠그거나 잠금을 해제하기 위해 PKE(Passive Keyless Entry) 인증시스템을 활성화한다. 이 방식으로 정전용량방식 터치센싱을 적용하면 기계식 스위치와 전력 소모가 큰 폴링(Polling) 방식을 사용할 필요가 없다.


특히 정전용량방식 터치기술을 사용하면서 다양한 문제점을 해결할 수 있어, PKE 시스템은 사용 편의성과 신뢰성이 더욱 높아진다.


이번 글에서는 정전용량방식 터치센서를 어떻게 PKE 시스템에 적용하는지, 또 정전용량방식 센싱을 적용하여 패시브 탑승 도어 핸들을 설계할 때 직면하는 다양한 도전과제와 이를 활용한 이점에 대해 알아보고자 한다.


일반적인 PKE 시스템 작동 방식

PKE(Passive Keyless Entry)
지난 수년 간, 키가 필요 없는 차량 탑승 기능(PKE)은 고급 차량의 필수 장착 품목이 되었다. 가장 간단한 수준의 PKE 기능이 장착된 차량은 차문을 열기 위해 도어락에 키를 꽂거나 키 포브(Key Fob, 스마트 키)의 버튼을 누르지 않아도 승차할 수 있다.


PKE는 PEPS(Passive Entry Passive Start) 또는 PEG(Passive Entry Go)라고 불리는 보다 큰 차량 액세스 시스템의 일부라고 할 수 있다. PEPS/PEG 시스템은 차량 액세스(도어 잠금·해제) 제어를 담당하고, 차량 도난방지장치(Immobilizer)를 동작·해제하여 운전을 가능하도록 한다.


PKE 시스템은 LF수신기와 LF송신기로 구성되어 있다. 일반적으로 LF수신기는 운전자가 항상 소지하는 키 포브에 내장되어 있고, LF송신기는 차량에 장착되어 있다.


키 포브와 차량 간 LF 통신을 개시하는 가장 일반적인 방식은 운전자석 도어 손잡이를 당김으로써 스위치를 수동으로 활성화하는 것이다. 이 경우 PKE 시스템은 운전자의 요청에 의해 시작되며 LF 통신을 개시하고 키 포브의 반응을 검증하여 차문 잠금을 해제하는 잠시 동안만 활성화된다. 이외의 시간에는 절전모드(Sleep Mode) 상태가 지속된다.


위에서 설명한 기계적으로 트리거되는 PKE 시스템에는 한 가지 단점이 존재한다. 바로 비용 문제다. LF 통신 구동에 사용되는 기계식 스위치는 고가로 형성되어 있다. 비용 절감을 실현할 수 있는 방법 중 하나는 기계식 스위치를 정전용량방식 터치센서로 교체하는 것이다.



글 : 다리우스 뤼달(Darius Rydahl) / 애플리케이션 엔지니어 / 마이크로칩



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