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  iWiz(2005-11-10 01:21:15, Hit : 9056, Vote : 0
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EF 쏘나타 파워 도어 로크 및 오토 도어 로크 시스템


이번 호에는 파워 도어 로크 및 오토 도어 로크 시스템에 대해 회로를 기능별로 분석해 보고, 고장증상 발생 때의 현상별 고장 가능 부위를 하나하나 알아본다. 파워 도어 로크란, 수동으로 메인 스위치 작동 때 모든 도어가 전기장치에 의해 잠기거나 열리는 시스템을 말한다. 또한 오토 도어 로크란, 주행 중 40km/h가 되면 안전을 위해 모든 도어가 자동으로 잠기는 것으로 에탁스(ETACS) 기능 중의 하나이다

이민우 【현대자동차 하이테크팀】

파워 도어 로크와 오토 도어 로크는 같은 것이 아닌가하고 의문을 갖는 이들도 있으리라 생각된다. 파워 도어 로크란, 수동으로 운전석 메인 스위치의 도어 로크 스위치 또는 키로 문을 열거나 잠글 때 모든 문이 전기장치에 의해 잠기거나 열리는 시스템을 말한다.

오토 도어 로크란, 말 그대로 자동으로 문이 잠기는 기능을 말하는데 주행 중 40km/h가 되면 안전을 위해 모든 문이 자동으로 잠기는 것으로 에탁스(ETACS) 기능 중의 하나이다. 그럼 본론으로 들어가 회로를 기능별로 분석해 보고, 어떤 고장이 발생할 때 현상별 고장 가능 부위를 하나하나 알아보자.


운적석 메인 스위치의 수동 스위치로 로크 작동 때

<그림 1>의 회로에서 도어가 잠기려면 도어 로크 릴레이가 작동해야 한다는 것은 누구나 알 수 있을 것이다. 그러므로 회로의 좌측 상단에 위치한 ‘도어 로크 릴레이가 어떻게 작동하느냐’하는 것에서부터 회로분석은 시작된다.
또 다른 생각으로 본다면 ‘우측 하단의 도어 로크/언 로크 스위치를 로크(잠김)로 누르면 어떻게 되느냐’하는데서 부터 시작할 수도 있다. 앞의 경우로 분석한다면 실내 정션박스의 상시전원은 퓨즈를 통해 도어 언 로크 릴레이와 도어 로크 릴레이에 전원을 공급하고 있다. 그러나 ‘도어 로크가 어떻게 되느냐’하는 문제이므로 언 로크 릴레이의 작동은 우선 무시한다.
전원은 도어 로크 스위치의 접점 및 코일에 동시에 공급되고 있으나 아직까지 릴레이가 작동되지는 않은 상태이므로 접점은 붙지 않을 것이다. 그렇다면 릴레이가 작동하기 위해 릴레이의 코일 측에 공급되어 있는 전원은 코일을 거쳐 어스로 흐를 수 있어야 하는데 회로에서 보면 ‘B’까지는 전원이 공급되어 있고 이 ‘B’ 점은 우측의 ‘B’ 점과 연결된다.(참고: 회로도에서 페이지가 바뀌는 경우에는 보편적으로 이런 방법으로 표현한다)
그렇다면 우측 하단에 위치한 도어 로크 스위치가 반드시 로크 쪽으로 붙어야 한다는 것이다. 이렇게 도어 로크 스위치가 ON되면 도어 로크 릴레이의 코일에는 전류가 흘러 자화되므로 접점을 당겨 이미 대기 중이던 전원을 접점을 통해 흐르게 한다.

이번에는 후자의 경우처럼 도어 로크 스위치를 로크하는 것으로부터 회로를 분석해 보자.
스위치를 로크로 하면 우측페이지의 ‘B’ 점은 어스와 연결되고 이 ‘B’ 점은 좌측페이지의 ‘B’ 점과도 연결되므로 항상 상시 전원이 공급되어 있는 릴레이는 어스로 회로가 연결되므로 작동한다. 이렇게 해 릴레이가 작동되는데 아무 것도 아닌 릴레이 작동회로를 관점을 달리해 작동 회로를 분석해보는 것은 회로 분석의 다양한 시작 방법을 제시 하고자 하는 필자의 의도이다.
어쨌든 릴레이가 작동해 접점이 ON되면 접점을 통해 전원은 3군데의 방향으로 갈라지는데 프런트 좌측과 우측, 그리고 리어 좌·우측의 액츄에이터에 전원을 공급한다. 3군데로 갈라지기는 하나 모두 같은 기능을 하는 배선이므로 이후의 회로 설명 때에는 운전석 액츄에이터 작동회로를 기준으로 설명하겠다.
우선 회로 중앙 왼쪽에 있는 프런트 좌측 액츄에이터 하나만 보면, 릴레이로부터 공급된 전원은 액츄에이터 #3번 단자에 공급되고 있다. 이 전원이 액츄에이터 내의 코일을 거쳐 #1번 단자 측으로 흐르려면 #1번 단자가 어스와 연결되어야 한다. 그런데 #1번 단자는 도어 언 로크 릴레이의 30번과 87a단자를 거쳐 어스로 연결되어 있으므로 액츄에이터는 작동하게 되는 것이다.
도어 로크/언 로크 릴레이는 평상시(전원 OFF 때) 항상 30번과 87a단자가 붙어 있는 릴레이다. 나머지 프런트 우측, 리어 좌·우측은 모두 동일한 원리에 의해 작동된다. 여기서 중요한 것은 회로도의 액츄에이터에 그려있는 것처럼 화살표와 같은 방향으로 전류가 흐른다는 것이다.
다시 말해 액츄에이터 모터 하나로 닫히고 열리는 기능을 할 수 있는 것은 액츄에이터 모터에 공급되는 (+), (-)의 극성만 바꾸어 주면 회전 방향이 바뀐다는 것이다. 그렇다면 도어 언 로크 작동 때에는 액츄에이터 모터의 극성을 바꾸어 주어야 한다는 얘긴데 어떻게 되는지 다음의 회로를 살펴보자.


운전석 메인 스위치의 수동 스위치로 언 로크 작동 때

<그림 2>의 회로는 도어 열림 때 전류의 흐름을 보인다. <그림 1>의 도어 로크 회로를 이해했다면 더 이상의 설명이 필요 없는 회로이지만 몇 가지 보충 설명하도록 하겠다.
도어 로크 작동 때와 마찬가지로 언 로크 때에는 <그림 2>와 같이 언 로크 릴레이만 작동하게 된다. 이는 우측 하단의 도어 로크/언 로크 스위치를 도어 언 로크 위치로 누르게 되면 언 로크 접점이 어스와 연결되므로 이번에는 ‘A’ 점이 어스와 연결되고 ‘A’ 점과 연결되어 있는 도어 언 로크 릴레이가 작동하게 된다.
이렇게 되면 액츄에이터 모터 입장에서는 언 로크 때와는 달리 전류의 방향이 반대로 흐르게 된다는 것을 알 수 있다. 로크 작동 때 전류 흐름방향(화살표)과 언 로크 때의 전류 흐름방향을 비교해 보라! 또한 로크 작동 때와는 반대로 언 로크 때에는 로크 릴레이를 통해 액츄에이터가 어스 된다. 이것을 보면 도어 로크/언 로크 릴레이는 결국 회로의 전류 방향을 바꾸어 주는 중요한 부품으로 어느 하나라도 문제가 되면 로크/언 로크 모두가 작동되지 않을 수 있다.
이 이외의 나머지 배선들은 수동에 의한 로크/언 로크 작동 때에는 어떠한 기능도 하지 않는다.
그럼 이러한 나머지 배선은 어떤 기능을 하는 것일까?


시동키 또는 노브에 의한 도어 언 로크(잠금 해제) 작동 때

위에서 설명한 내용이 이해되었다면 이제부터는 아무런 문제가 없다. 왜냐하면 이제부터는 ‘어떤 부품이 도어 로크/언 로크 릴레이를 작동하게 하는 주체인가’하는 것만 알아보면 되기 때문이다. 그럼 시동키 또는 각 도어의 노브(열림/잠금 손잡이)로 로크/언 로크 때 어떻게 작동하는지 살펴보자.(그림 3 참조)
회로 분석 전에 회로의 잘못된 부분에 대해 짚고 넘어가자.
각 액츄에이터의 도어 로크/언 로크 스위치를 보면 회로에서는 현재 로크 때에 어스와 연결되도록 되어 있는데 이는 잘못된 것이다. 올바르게 표시하려면 현재 회로의 로크와 언 로크 스위치 표기를 바꾸어 주어야 한다.
아무튼 참고 바라며 계속해 진행하자.
우선 운전석 도어에서 시동키 또는 노브를 작동해 도어를 열 때, 이때는 운전석 액츄에이터와 키 실린더가 서로 링크로 연결되어 있으므로 운전석 액츄에이터 내부의 도어 로크/언 로크 스위치가 도어 언 로크 측으로 기계적으로 움직여 접점이 언 로크 쪽으로 붙게된다. 이 접점이 붙으면 회로의 점선을 따라 우측 상단 에탁스의(이해를 쉽게 하기 위해 그림을 바꿨으니 이해에 도움이 되기 바란다) ‘운전석 도어 액츄에이터’ 입력 단자와 연결된다.
그리고 액츄에이터 반대쪽은 ‘C’ 점과 연결되고 이 ‘C’ 점은 우측페이지의 ‘C’ 점에 연결되어 어스와 연결된다. 그럼 에탁스에서는 이런 상황을 어떻게 이해하겠는가? 아니, 어떻게 스위치가 붙었는지, 아니면 떨어졌는지 알 수 있겠는가?(이 부분에 대해서는 지난 3월 호에서 이미 설명한바 있으므로 여기서는 간단하게 설명한다) 회로에서 보이는 것처럼 에탁스 내부에는 풀업 전압이 걸려있다. 그러므로 스위치가 떨어져(로크 일 때) 있을 때는 에탁스의 풀업 전압은 흐를 수 없으므로 입력단에 5V가 그대로 걸린다.

☞ 참고

에탁스의 스위치 회로에 걸려있는 풀업 전압은 일반적으로 5V이며, EF 쏘나타의 경우에도 여기에 속한다. 그러나 반드시 풀업 전압이 5V인 것은 아니며 8V, 10V, 12V 등 회로 설계 때 여러 상황을 감안해 설정되므로 ‘풀업 전압은 무조건 몇 V가 나와야 된다’라고 말할 수는 없다.
다만 정비 때 이러한 풀업 전압이 나오는지, 나오지 않는지! 만약 풀업 전압이 나온다면 몇 V가 나오는지, 그리고 어떤 회로와 연관이 되는지 등을 반드시 확인하고 이를 참고로 정비에 임해야 한다는 것이다.
어쨌든 스위치가 떨어져(로크일 때) 있을 때 5V가 걸려있던 입력단의 전압은 다시 스위치가 붙게 되면(언 로크일 때) 풀업 전압이 어스로 흘러 0V가 된다. 에탁스는 이렇게 스위치의 ON/OFF에 따라 발생되는 입력단의 전압 변화를 감지해 이를 유니트 내의 마이콤에서 알 수 있도록 다양한 방법에 의해 신호를 바꾸어야 한다 즉, ‘1과 0’이라는 디지털 신호로 바꾸어 보내준다는 것이다.
이렇게 외부에서 입력되는 신호를 마이콤에, 또는 마이콤의 신호를 외부의 액츄에이터를 작동 가능하도록 하는 기능을 하는 일련의 회로를 ‘인터페이스 회로’라고 한다. 어느 동네에나 있는 부동산이 이러한 인터페이스 회로의 기능과 비슷하다고 한다면 이해가 쉽지 않을까 생각된다. 이는 부동산이 중계인의 역할을 하고 있기 때문이다.
결국 에탁스의 경우 스위치가 붙어(언 로크) 전압이 0V가 되면 마이콤에서는 ‘아, 운전석 액츄에이터 스위치 입력이 0V이니까 스위치가 붙었다는 얘기고 그렇다면 문이 열렸다는 것이구나’라고 판단한다는 것이다. 따라서 에탁스는 운전석 액츄에이터의 신호가 열린 상태에서 어떤 변화에 의해 열렸다고 감지하면 무조건 <그림 3>처럼 에탁스 #15번 단자의 TR을 ON해 도어 언 로크 릴레이를 작동시켜 모든 도어를 열게 된다.
이후에 작동되는 회로는 이미 설명한 수동 스위치에 의해 잠기는 상황과 동일하게 작동된다. 이에 따라 관련된 회로만 표시했다. 다만 도어 로크 릴레이를 ‘어떤 원리에 의해 무엇이 어떻게 작동 시켰는가’하는 것만 다르다.
그럼 도어가 시동키나 노브에 의해 열릴 때는 어떻게 작동하는가?


시동키 또는 노브에 의한 도어 로크(잠금) 작동 때

당연히 로크 때와는 반대로 이번에는 운전석 액츄에이터 내부의 도어 로크/언 로크 스위치가 언 로크로 붙게 되므로 풀업 전압에 의해 입력단의 전압이 5V가 걸리게 된다. 에탁스는 이를 도어 잠김으로 판단해 #14번 단자의 TR을 ON함으로써 도어 로크 릴레이가 작동해 모든 도어는 닫히게 된다. 다시 한번 얘기하지만 도어 로크 때와는 전류의 방향이 반대가 된다는 것을 잊지 말아야 한다.


차속 40km/h에서 오토 도어 로크 작동 때

이 기능은 차속이 40km/h가 되면 자동으로 모든 도어가 잠기게 되는 기능인데, 이 말만 들어도 이제는 어떻게 작동되는지 그림이 그려질 것이다.
에탁스는 차속 신호도 받는데 문이 열린 상태에서 차속이 최초로 40km/h에 도달하면 무조건 에탁스의 #15번 단자를 어스 시켜 도어 로크 릴레이를 작동 시켜 모든 문이 잠기도록 로크한다. 그리고 다시 차속이 40km/h 이하로 떨어졌다가 다시 40km/h가 되면 이미 모든 문이 닫혀 있으므로 이때는 아무런 작동을 하지 않는다.(그림 4 참조)
그럼 에탁스에서는 어떻게 모든 문이 잠겼는지 알 수 있을까?
이미 설명한바 있지만 각 액츄에이터 내부에는 도어 로크/언 로크 감지 스위치가 있고, 이 스위치가 모두 로크 쪽으로 붙어있다면 에탁스 입력단에는 5V로 감지되므로 모든 도어가 잠겨 있다고 판정한다.
만약 어느 하나라도 5V가 아닌 0V가 감지된다면 해당되는 문은 기계적으로는 잠겨있을지 모르나 어쨌든 전기적으로는 열려있다고 판정한다.
만약 주행 중 차속이 40km/h가 되어 모든 문을 잠그라는 신호를 보냈는데도 불구하고 어느 하나의 액츄에이터라도 내부의 로크/언 로크 스위치가 로크로 되지 않으면, 다시 말해 각 입력단이 5V가 되지 않으면 에탁스는 차종에 따라 다르나 EF 쏘나타의 경우 3회 정도까지 도어 로크 릴레이를 재 작동시키기 위해 #15번 단자를 어스 시킨다. 따라서 실제 차에서 이런 문제가 발생하게 되면 릴레이가 연속적으로 작동되는 ‘딸깍 딸깍 딸깍’하는 소리가 들리게 된다.
왜냐하면 차에서 발생할 수 있는 전기적 또는 기계적 문제에 의해 간헐적으로는 정상적인 작동이 되지 않을 수도 있기 때문이다. 이런 경우 재 작동신호를 보내 완전하게 작동시키려고 하기 위한 에탁스의 로직이 있기 때문이다.
그러나 3회의 반복적인 추가 작동에도 불구하고 계속해 닫혔다는 시그널이 입력되지 않으면 어떤 문제인지는 모르나 완전한 고장에 의한 현상으로 판단해 더 이상의 추가 작동은 하지 않는다. 그리고 이러한 고장이 한번 발생되었다고 감지하면 차속이 40km/h 이하로 떨어졌다가 다시 40km/h 이상으로 되도 작동하지 않는다. 그러나 시동키를 OFF했다가 다시 ON하면 한번은 작동하나, 아직도 여전히 고장이 남아 있다면 계속 작동되지 않는다.
그리고 아주 중요한 내용으로 오토 도어 로크는 반드시 시동이 걸려 있는 상태에서만 작동된다. 즉, 발전기 ‘L’ 단자의 전압을 감지하기 때문에 ‘L’ 단자 전압이 대략 8V 이상 출력되어야 오토 도어 로크가 작동한다는 것이다.
이것이 오토 도어 로크의 작동 원리이다.


리모컨에 의한 도어 로크/언 로크 작동 때

리모컨으로 작동 때 키레스 리시버에서 로크 또는 언 로크 시그널이 입력되면 에탁스에서 오토 도어 로크 때와 동일하게 <그림 4>처럼 #15번 단자를 어스 시켜 도어 로크 릴레이를 작동시키면 이후의 작동은 동일하다.
모든 도어가 잠기게 되면 각 액츄에이터의 로크 스위치 시그널이 닫혔다고 입력 될 것이다. 그때 비로소 에탁스는 도난 경계 상태에 진입하고, 진입했다는 것을 운전자에게 알리기 위해 비상등을 점등한다.(그림 5 참조)
☞ 참고

리모컨에 의한 도어 로크/언 로크는 잘되는데 도난경계 상태에 진입하지 못하는 경우는 어떤 이유에서든 에탁스에서 각 액츄에이터의 도어 로크 스위치(4개), 각 도어의 도어 스위치(4개), 그리고 트렁크 및 후드 스위치 작동 불량으로 닫혔다는 시그널을 감지하지 못하는 경우일 것이다. 언 로크 때는 작동이 반대가 된다.



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