KR100387140B1 - 송수신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 비화성능의 대폭적인 향상을 통신성능의 저하를 초래하지 않고 실현함과 아울러 트랜스폰더의 대형화나 코스트의 비등을 방지하는 것이 목적이다.

이그니션키의 키그립에 내장되는 송수신 유니트(2)에 있어서 마이크로컴퓨터(3)는 자동차측의 송수신ECU로부터 기준시간신호 및 질문신호와 함께 송신되는 반송파 신호를 정류, 평활하는 전원회로(12)의 출력전압이 소정 레벨 이상이 된 때에 능동상태로 된다. 능동상태로 된 마이크로컴퓨터(3)는 수신한 기준시간신호의 시간폭을 CR발진회로(14)에 의한 클록신호를 이용하여 측정하고 그 측정시간폭과 EEPROM(4)에 기억되어 있는 기준시간치와의 비를 보정계수로서 산출하고, 질문신호의 해독동작시에는 그 해독동작을 당해 질문신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수를 이용하여 보정하면서 실행한다.

Description

송수신 시스템

(산업상 이용분야)

본 발명은, 전력신호(電力信號) 및 질문신호(質間信號)를 송신하는 송수신장치와, 상기 전력신호 및 질문신호를 수신하는 때에 그 전력신호를 전원으로 하여 응답신호(應答神號)를 회신(回信)하는 트랜스폰더(transponder)로 이루어지는 송수신 시스템에 관한 것이다.

(종래의 기술)

예를 들어 자동차에 있어서, 도난에 대한 보안 성능의 향상을 도모하기 위하여 이그니션키(ignition key)에 대하여 전기적인 식별코드(識別 code)를 이용하는 전자키(電子 key)로서의 기능을 부가함과 아울러 자동차측에 이그니션키가 엔진 시동용의 키구멍에 꼽혀지고 ON 위치(혹은 ACC 위치)로 조작된 상태에서 그 키로부터 식별코드를 읽어, 읽혀진 코드가 미리 설정되어 있는 식별코드와 일치하는 때만 이그니션키에 의한 엔진의 시동을 허가하는 이모빌라이저(immobilizer) 기능을 갖춘 송수신 ECU(送受信 Elecronic Control Unit)를 설치하는 구성이 제안되고 있다.

이와 같은 송수신 시스템을 구축하는 경우에는 상기 송수신 ECU측에 키구멍의 주위에 배치되는 안테나코일을 설치하고 이 안테나코일을 통하여 반송파 신호 및 이 반송신호에 중첩시킨 질문신호를 송신하는 질문기(質問器)로서의 기능을 설정한다.

또 이그니션키의 키그립은, 당해 이그니션키가 키구멍에 꼽힌 상태에서 상기 안테나 코일과 전자결합(電磁結合)되는 트랜스폰더용 코일을 갖춘 트랜스폰더를 내장한다. 이 경우 상기 트랜스폰더는 트랜스폰더용 코일을 통하여 공급되는 반송파 신호를 정류(整流)한 출력을 이용하는 것으로서, 전원이 기동하는 상태에서는 수신한 질문신호에 응답하여 미리 기억된 식별코드를 포함하는 응답신호를 회신하는 구성으로 되어 있다.

상기와 같은 송수신 시스템에서는 시리얼 통신방식이 채용되는 것으로서, 송수신 ECU로부터는 시간정보(예를 들어 일정 주기(周期)의 타이밍 신호열(信號列)과 각 타이밍 신호와 조합되는 바이너리(binary) 신호와의 조합)을 포함하는 시계열(時系列) 펄스신호(pulse 信號)로 이루어지는 질문신호를 반송파 신호에 중첩시켜 송신하는 구성으로 된다. 또 트랜스폰더는 수신한 질문신호의 내용을 상기 시간정보에 의거하여 해독함과 아울러 그 해독결과에 따른 응답신호를 시계열 펄스신호에 의하여 회신하도록 구성된다.

(발명이 해결하고자 하는 과제)

상기와 같은 용도의 종래의 트랜스폰더는, 하드웨어 로직으로 구성되는 것이 일반적이다. 이 때문에 통상은 식별코드가 고정되어 있어 그 복제(複製)가 비교적 용이하다는 사정이 있고 결과적으로 비화성능(秘諾性能) 따라서는 자동차 도난에 대한 보안성능을 충분히 높일 수 없다는 문제가 있다.

이와 같은 문제점에 대처하기 위하여는 트랜스폰더에 마이크로컴퓨터를 내장하는 구성으로 하고, 그 마이크로컴퓨터를 이용하여 식별코드의 암호화를 다양하게함으로써 보안성능을 높이는 것이 생각된다. 또 이 경우에는 트랜스폰더의 소형화가 중요하게 됨과 아울러 코스트를 억제하는 것이 요청되기 때문에 상기 마이크로컴퓨터의 클록 주파수를 결정하는 발진회로(發振回路)로서는 소형화가 용이하고 저렴한 CR발진회로를 이용하는 것이 일반적이라고 생각된다.

그러나 CR발진회로의 경우에 그 발진주파수가 전원전압의 저하에 따라 저하하는 전압 의존성이 있기 때문에 이하에 설명하는 문제점을 야기할 우려가 있다.

즉 트랜스폰더의 전원은, 송수신장치의 안테나 코일과 전자결합되는 트랜스폰더용 코일을 통하여 비접촉(非接觸)으로 공급되는 구성이기 때문에 그 전원전압은 안테나코일 및 트랜스폰더용 코일간의 거리의 불일정, 주위온도의 고저, 송수신ECU 및 트랜스폰더를 구성하는 전자부품의 회로정수(回路定數)의 불일정 등에 기인하여 변동하는 것이 불가피하고, 이에 따라 CR발진회로의 발진주파수 즉 마이크로컴퓨터의 클록 주파수도 변동하게 된다.

이 때문에 트랜스폰더측에 있어서, 마이크로컴퓨터에서의 시간관리가 부정확하게 되고 전술한 바와 같이 시간정보에 의거하여 이루어지는 질문신호의 내용의 해독에 에러가 발생하기 쉬운 등 통신성능의 악화를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 사정에 착목하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 비화성능의 대폭적인 향상을 통신성능의 저하를 초래하지 않고 실현할 수 있음과 아울러 트랜스폰더의 대형화나 코스트의 비등을 방지하는 것도 가능한 송수신 시스템을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 송수신 시스템은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 질문신호를 전력신호와 함께 송신하는 질문기능을 갖는 송수신장치와, 이 송수신장치로부터 수신되는 전력신호에 의하여 능동상태(能動狀態)로 변하고 수신한 질문신호의 내용을 상기 시간정보에 의거하여 해독함과 아울러 그 해독결과에 따른 응답신호를 상기 송수신장치측으르 회신하는 트랜스폰더를 갖춘 송수신 시스템에 있어서,

상기 송수신장치를 상기 질문신호의 송신동작에 앞서서 일정 시간폭의 기준시간신호를 전력신호와 함께 송신하는 구성으로 하고 상기 트랜스폰더를 수신한 질문신호의 내용의 해독 및 상기 응답신호의 송신을 제어하기 위한 마이크로컴퓨터와, 상기 기준시간의 값을 기억하여 이루어지는 기억부를 갖추고 상기 송수신장치로부터의 기준시간신호를 수신하는 때에 그 기준시간신호의 시간폭을 상기 마이크로컴퓨터의 클록신호를 이용하여 측정함과 아울러 그 측정시간폭과 상기 기억부에 기억되어 있는 기준시간치와의 비를 보정계수로서 산출하고 마이크로컴퓨터에 의한 상기 질문신호의 해독동작시에는 당해 질문신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수를 이용하여 보정하는 구성으로 한다.

이 구성에 의하면 트랜스폰더측의 제어는 마이크로컴퓨터에 의하여 이루어지므로 질문신호에 대한 응답신호의 암호화를 하드웨어로 구성하는 복잡함을 수반하지 않고 임의로 할 수 있으므로 비화성능의 향상을 충분히 도모할 수 있다.

이 경우, 송수신장치는 트랜스폰더측으로 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 질문신호를 전력신호와 함께 송신하기 앞서서 일정 시간폭의 기준시간신호를 전력신호와 함께 송신한다. 트랜스폰더는 상기 기준시간신호를 수신하는 때에 그 기준시간신호의 시간폭을 상기 마이크로컴퓨터의 클록신호를 이용하여 측정함과 아울러 그 측정시간폭과 상기 기억부에 기억되어 있는 기준시간치와의 비를 보정계수로서 산출하고, 당해 마이크로컴퓨터에 의한 상기 질문신호의 해독동작시에는 그 질문신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수를 이용하여 보정한다.

따라서 트랜스폰더측의 전원전압의 변동에 의하여 마이크로컴퓨터의 클록 주파수가 당초의 설정치로부터 변화하여 당해 마이크로컴퓨터에서의 시간관리가 부정확하게 되는 상황의 경우라도 마이크로컴퓨터에 의한 질문신호의 내용의 해독동작이 당해 질문신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 보정하면서 이루어지므로 그 해독에 종래와 같은 에러가 발생할 염려가 없어지고 따라서 통신성능의 저하를 미연에 방지할 수 있다(청구항1).

이 경우, 상기 트랜스폰더를 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 회신하도록 구성함과 아울러 그 응답신호의 송신동작에 앞서서 상기 마이크로컴퓨터의 클록신호를 이용하여 일정 시간폭의 응답용 기준시간신호를 송신하도록 구성하고,

상기 송수신장치를 상기 트랜스폰더로부터의 응답용 기준시간신호를 수신하는 때에 그 응답용 기준시간신호의 시간폭을 측정함과 아울러 그 측정시간폭과 상기 기준시간신호의 시간폭과의 비를 제2보정계수로서 산출하고, 수신한 응답용 기준시간신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를상기 제2보정계수로 보정하면서 해독하는 동작을 하는 구성으로 하는 것이 가능하다.

이 구성에 의하면 트랜스폰더측의 전원전압의 변동에 의하여 당해 트랜스폰더의 마이크로컴퓨터에서의 시간관리가 부정확하게 되는 상황이 되더라도 그 트랜스폰더로부터 회신되는 응답신호를 송수신장치측에서 해독하는 때에 그 해독동작이 정확하게 이루어질 수 있으므로 통신성능이 향상된다(청구항2).

또한 상기 트랜스폰더를 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 회신하도록 구성함과 아울러 그 응답신호의 송신동작에 앞서서 상기 보정계수를 회신하도록 구성하고,

상기 송수신장치를 상기 트랜스폰더로부터 회신되는 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수로 보정하면서 해독하는 동작을 하는 구성으로 하는 것도 무방하며, 이러한 구성에 의하여도 송수신장치측에서 이루어지는 응답신호의 해독동작을 정확히 할 수 있으므로 통신성능이 향상된다(청구항3).

또한 상기 트랜스폰더를 상기 보정계수에 의하여 보정한 상태의 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 회신하도록 구성하고,

상기 송수신장치를 상기 트랜스폰더로부터 회신되는 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보에 의거하여 해독하도록 구성하여도 무방하며, 이와 같은 구성으로 한 경우에도 송수신장치측에서 이루어지는 응답신호의 해독동작을 정확하게 할 수 있으므로 통신성능이 향상된다(청구항4).

(발명의 실시형태)

이하 본 발명을 자동차용의 이모빌라이저 시스템에 적용한 한 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도1에는 자동차용의 이그니션키(도2에서 부호 1을 붙여 나타냄)의 키 그립에 내장된 송수신유니트(2)(본 발명에서 말하는 트랜스폰더에 상당)의 전기적 구성을 나타내고 있다.

상기 송수신유니트(2)는 마이크로컴퓨터(3)를 중심으로 구성된 것으로서, 외부로부터 전력신호 및 질문신호를 수신한 때에 그 질문신호에 응답하여 후술하는 바와 같은 응답신호를 회신하기 위한 트랜스폰더 기능이 설정되어 있으며, 이하 그 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

즉 마이크로컴퓨터(3)는 내부에 EEPROM(4), 후술하는 파워온 리세트 회로(5)용의 저항(5a), 후술하는 변조회로(6)용의 n챈널FET(6a)를 내장하는 구성이며, 특히 상기 EEPROM(4)에는 대응하는 이그니션키(1)에 고유한 식별코드가 기억되어 있음과 아울러 그 식별코드를 암호화하기 위한 함수식(函數式) 및 후술하는 바와 같이 명백하게 되는 소정의 기준시간치(基準時間値) △Ta, △Tb, △Tc, △Td가 기억되어 있다.

또한 상기 기준시간치 △Ta, △7b, △Tc, △Td는 예를 들어 마이크로컴퓨터(3)의 정격 클록 주파수를 기준으로 한 수치 데이터 즉 정격 주파수에서의 클록 신호수를 나타내는 수치 데이터로서 표현된다. 또 이들 기준시간치 △Ta, △Tb, △Tc, △Td는 반드시 EEPROM(4)에 기억시킬 필요는 없고 마이크로컴퓨터(3)내의 도시하지 않은 ROM(Read Only Memory)에 미리 기억시키는 구성도 무방하다.

공진회로부(7)는, 신호라인(SL)과 그라운드 단자의 사이에 트랜스폰더용 코일(8) 및 공진 콘덴서(9)를 병렬로 접속하여 구성되어 있고, 그 공진주파수는 자동차측에 설치되는 송수신장치로서의 송수신 ECU(도2에서 부호 10을 붙여 나타낸다)으로부터 송신되는 반송파신호(전력신호에 상당)의 주파수 대역(帶域)과 같게 되도록 설정된다.

상기 신호라인(SL)에 저항(11)을 통하여 접속되는 전원회로(12)는 공진회로부(7)가 수신한 반송파신호를 정류, 평활(平滑)시킨 출력을 마이크로컴퓨터(3)의 전원단자(V_DD)에 공급하는 것으로서, 정류용 다이오드(12a), 평활용 콘덴서(12b) 정전압 다이오드(12c) 및 저항(12d)를 도시하는 바와 같이 접속하여 구성한다.

신호라인(SL)에 상기 저항(11)을 통하여 접속된 검파회로(13)는 상기 공진회로부(7)를 통하여 반송파신호와 함께 공급되는 후술의 기준시간신호 및 질문신호를 판별하여 마이크로컴퓨터(3)의 입력포트(PI)에 공급하는 것으로서, 검파용 다이오드(13a), 콘덴서(13b), 저항(13c) 및 저항(13d)를 도시하는 바와 같이 접속하는 필터로서 구성된다.

이 경우에 상기 검파회로(13)의 시정수(時定數)는 상기 전원회로(12)에 의한 평활기능부분의 충전 시정수보다 충분히 작은 값으로 설정되어 있고, 이렇게 하여 상기 기준시간신호 및 질문신호의 판별이 가능한 구성으로 되어 있다.

상기 n챈널FET(6a)를 포함하여 구성되는 변조회로(6)는 공진회로부(7)의 공진 콘덴서(9)와 병렬로, 변조용 콘덴서(6b)와 n챈널FET(6a)의 소스/드레인간의 직렬회로를 접속한 구성으로 되어 있고, 그 n챈널FET(6a)의 온/오프(ON/OFF)에 따라 공진회로부(7) 부분의 임피던스를 변화시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

상기 리세트 회로(5)는, 마이크로컴퓨터(3)의 전원단자(VDD)에 공급되는 전압 레벨(전원회로(12)의 출력전압 레벨)이 소정의 레벨 이상으로 상승할 때까지의 기간은 당해 마이크로컴퓨터(3)를 리세트 상태로 유지하는 파워온 리세트(power-on reset) 기능을 위한 것으로서, 다이오드(5b), 콘덴서(5c) 및 상기 저항(5a)을 도시하는 바와 같이 접속하여 구성한다. 또한 저항(14a) 및 콘덴서(14b)로 이루어지는 CR발진회로(14)는 마이크로컴퓨터(3)의 클록 주파수를 결정하기 위하여 설치된다.

한편 도2에는 시스템 전체의 구성이 기능블록의 조합에 의하여 모식적으로 나타나 있다.이 도2에 있어서 자동차용의 이그니션키 실린더(15)의 주변에는 안테나코일(16)이 설치되어 있어 이 이그니션키 실린더(15)에 이그니션키(1)가 꼽힌 상태에서는 당해 안테나코일(16)과 이그니션키(1)에 내장되는 상기 트랜스폰더용 코일(8)(도1 참조)이 전자결합되는 구성으로 되어 있다.

자동차측에 설치되는 상기 송수신ECU(10)는 마이크로컴퓨터(17)를 중심으로 구성된 것으로서, 그 마이크로컴퓨터(17)에 대하여는 상기 이그니션키 실린더(15)에 대응하여 설치되는 주지 구성의 IG스위치(18) 및 키리마인드 스위치(19)로부터의 온 신호가 스위치 인터페이스(20)를 통하여 입력된다. 이 경우, 상기 마이크로컴퓨터(17)에 대하여는 안테나 코일(16)에 의한 수신신호가 증폭기능을 갖춘 수신회로(21)를 통하여 입력되는 구성으로 되어 있다.

마이크로컴퓨터(17)는 안테나 코일(16)을 통한 송신제어를 파워앰프(22)의 출력에 의하여 하는 구성으로 되고, 그 구체적인 내용에 대하여는 후술한다. 또한 마이크로컴퓨터(17)는 엔진제어ECU(23)과의 사이에 시리얼 인터페이스(24)를 통하여 신호를 수수(授受)하는 구성으로 되어있고, 후술하는 바와 같이 엔진제어ECU(23)에 의한 엔진 시동 동작을 선택적으로 금지가능한 이모빌라이저 기능이 설정되어 있다.

또한 마이크로컴퓨터(17)는 EEPROM(25)과의 사이에 데이터를 수수하는 구성으로 되어 있고, 이 EEPROM(25)에는 당해 자동차용으로서 준비되는 이그니션키(1)측의 EEPROM(4)에 기억되는 식별코드 및 그 암호화를 위한 함수식과 각각 동일한 식별코드 및 함수식이 미리 기억되어 있다.

이하 송수신 유니트(2)의 마이크로컴퓨터(3)의 제어내용 및 송수신ECU(10)의 마이크로컴퓨터(17)의 제어내용에 대하여 관련된 부분의 작용과 함께 설명한다.

즉 송수신ECU(10)측의 마이크로컴퓨터(17)는 키리마인드 스위치(19) 및 IC스위치(18)로부터의 온(ON)신호를 받는 때에 즉 이그니션키 실린더(15)에 이그니션키(1)가 꼽히어 온위치로 조작되는 때(이 상태에서는 안테나 코일(16)과 이그니션키(1)측의 트랜스폰더용 코일(8)이 전자결합된다)에는, 예를 들어 소정의 함수연산에 의하여 새로운 난수(亂數) 데이터를 발생시켜 그 난수 데이터를 도시하지 않은 내부 메모리(RAM)에 기억시키는 한편, 후술하는 바와 같은 기준시간신호와 상기 난수 데이터를 포함하는 펄스열 형상의 질문신호를 작성하고, 파워앰프(22)를동작시킴으로써 안테나코일(16)로부터 소정 주파수의 반송파신호 및 이것에 중첩시키는 상태의 상기 기준시간신호 및 질문신호를 송신한다.

여기서 기준시간신호 및 질문신호는 도3(a)에 나타내는 형식으로 되어 있다. 즉 도3(a)에서 기준시간신호는 반송파신호(실제로는 정현파 신호(正弦波 信號))의 송신개시후에 소정 시간이 경과한 시정에서 일정 시간폭(Ta)으로 출력되는 한 쌍의 펄링 펄스(falling pulse)(Pa1, Pa2)(이들 펄스장(pulse 長)은 Tb로 일정)를 조합하여 이루어지는 것으로서 상기 시간폭(Ta)이 후술하는 바와 같이 송수신유니트(2)에서의 시간기준으로서 이용되는 구성으로 되어 있다.

또 질문신호는 예를 들어 일정 주기의 펄링 타이밍 펄스(Pt)열과 각 타이밍 펄스(Pt)의 펄링후에 일정한 대기시간(Tc)이 경과한 타이밍 후의 소정 시간폭(Tb)의 기간에서의 반송파 신호 전압레벨로 표현하는 바이너리 신호로 이루어지는 데이터열(도3(a)에서는 전압레벨이 높은 상태를 데이터 「0」 , 낮은 상태를 데이터 「1」 이라고 한다)을 조합한 시간정보를 포함한 구성으로 되고, 그 데이터열에 의하여 질문신호인 것을 나타내는 스타트 비트 데이터, 상기 난수 데이터, 스톱 비트 데이터 등을 표현한 상태로 된다.

이 경우에 있어서 타이밍 펄스(Pt)의 펄스장 및 데이터열중의 펄링 펄스의 펄스장도 각 Tb로 일정하고, 또 타이밍 펄스(Pt)의 출력간격은 Td로 일정하다. 그리고 상기 시간폭(Ta), 펄스장(Tb), 대기시간(Tc), 타이밍, 펄스(Pt)의 출력간격(Td)은 상기 송수신 유니트(2)측의 EEPROM(4)에 기억되는 기준시간치(△Ta, △Tb, △Tc, △Td)와 각각 동일한 값이 되도록 조절된다.

이와 같이 송수신ECU(10)측에서 송수신유니트(2)측으로 반송파 신호, 기준시간신호 및 질문신호가 송신되는 경우, 송수신유니트(2)에서는 전원회로(12)가 수신한 반송파 신호를 정류/평활한 출력(그 전압파형을 도 3(b)에 나타낸다)을 마이크로컴퓨터(3)의 전원단자(V_DD)에 공급하고 그 출력전압이 소정의 레벨이상으로 상승하는 시점에서 파워온 리세트회로(5)에 의한 리세트 유지상태가 해제되어 당해 마이크로컴퓨터(3)가 능동상태(能動狀態)로 변환된다. 또 검파회로(13)가 수신한 기준시간신호 및 질문신호를 판별하여 마이크로컴퓨터(3)의 입력포트(PI)에 공급한다.

이와 같이 능동상태로 된 마이크로컴퓨터(3)는 이하 1) ~ 5)와 같은 제어를 순차적으로 실행한다.

1) 검파회로(13)를 통하여 수신한 기준시간신호로 나타내는 시간폭(Ta)을 CR발진회로(14)에 의한 클록신호수를 이용하여 측정하고 그 측정결과를 일시적으로 기억한다. 구체적으로는 도3(c)에 나타내는 바와 같이 수신한 기준시간신호를 구성하는 펄스(Pa1')가 펄링한 타이밍으로부터 다음의 펄스(Pa2')가 펄링하는 타이밍까지의 기간에서의 클록신호수를 계수(計數)함으로써 시간폭(Ta)에 대응하는 측정시간치(T1)를 산출한다.

2) 그 후에 질문신호를 수신할 때까지의 기간에 있어서, EEPROM(4)에서 읽은 기준시간치(△Ta)와 상기와 같은 측정시간치(T1)와의 비를 보정계수(補正係數) δ(=△Ta/T1)로서 산출한다. 이 경우, 측정시간(T1)은 클록신호의 주파수가 낮은경우만큼 작은 값으로 되므로 결과적으로 상기 보정계수(δ)는 CR발진회로(14)에 의한 클록 주파수가 낮게 됨에 따라 크게 되는 성질이 있다.

3) 질문신호의 수신을 개시한 때에는 도3(c)에 나타내는 바와 같이 수신한 질문신호중의 각 타이밍 펄스(Pt')의 필링 타이밍에서 EEPROM(4)중의 기준시간치(△Tc)가 경과할 때까지의 시간(T2)를 계측하고, 그 계측시간(T2)의 계측이 종료한 타이밍에서 EEPROM(4)중의 기준시간치(△Tb)가 경과할 때까지의 시간(T3)를 계측함과 아울러 그 시간(T3)의 계측기간중에 있어서 질문신호의 전압레벨이 펄링하였는가 아닌가를 판정하는 동작을 반복하여 실행하고, 이렇게 함으로써 질문신호에 포함되는 펄스형상 데이터열을 해독한다.

다만 상기 계측시간(T2, T3)은 클록신호의 주파수가 낮은 경우만큼 작은 값으로 되므로 그 주파수가 변동하는 경우에는 실제의 기준시간치(△Tb, △Tc)와의 사이에 오차가 나므로 전술한 바와 같은 질문신호의 해독시에는 각 계측시간(T2, T3)을 상기 보정계수 δ(=△Ta/T1)에 의하여 보정하는 제어를 한다. 구체적으로는

으로 얻어지는 보정 계측시간(T2', T3')을 이용하여 질문신호를 해독하게 된다.

여기서 상기 보정계수(δ)는 전술한 바와 같이 CR발진회로(14)에 의한 클록 주파수가 낮게 됨에 따라 크게 된다고 하는 성질이 있으므로 클록신호의 주파수가 낮게 됨에 따라 계측시간(T2, T3)의 값이 작게 되는 상황하에서는 상기와 같은 보정제어에 의하여 얻어지는 보정 계측시간(T2', T3')가 실제의 기준시간치(△Tb, △Tc)에 근사하게 된다.

또한 기준시간치(△Ta, △Tc)에 K%의 공차(公差)를 허용하는 경우에는 상기 보정 계측시간(T2', T3')에 대하여

나타내는 범위의 오차 허용치를 갖게 하는 구성으로 하면 좋다.

또한 이 경우에 있어서 타이밍 펄스(Pt')가 정확한 타이밍에서 입력되어 있는가 아닌가를 검증할 필요가 있는 경우에는 기준시간치(△Td)를 이용하는 것으로서, 그 기준시간치(△Td)가 경과할 때까지의 시간을 계측하는 경우에는 상기와 같은 보정을 하면 좋다.

4) 질문신호의 해독이 종료한 경우, 즉 당해 질문신호중의 난수 데이터를 추출한 경우에는 당해 난수 데이터와 EEPROM(4)에 기억되어 있는 식별코드 및 암호화 함수식을 이용하여 응답신호를 위한 암호코드를 작성한다. 구체적으로는 예를 들어 상기 함수식은 상기 난수 데이터 및 식별코드를 변수(變數)로 하는 연산식으로서 그 함수연산 결과를 암호코드로서 얻는다.

5) 그 후에는 상기 1)에서 산출한 측정시간(T1)을 나타내는 응답용 기준시간신호(이것은 송수신ECU(10)측으로부터 송신되는 도3(a)에 나타내는 바와 같은 기준시간신호와 같은 형식의 것으로서 상기 측정시간(T1)을 나타내는 시간폭으로 출력되는 한 쌍의 펄링 펄스를 조합하여 이루어진다)와 상기와 같이 얻어진 암호코드를포함하는 응답신호를 이 순번으로 송수신ECU(10)에 송신한다.

이 송신시에는 변조회로(6)내의 n챈널FET(6a)를 상기 응답용 기준시간신호 및 암호코드에 따른 모드로 온/오프 제어하여 도4(a)에 나타내는 바와 같이 공진회로부(7)및 변조회로(6)의 합성 임피던스를 변화시킴으로써 수신한 반송파 신호를 상기 응답용 기준시간신호 및 암호코드에 따른 모드로 진폭변조한다. 그러면 송수신ECU(10)측에서는 안테나 코일(16)의 전압이 도4(b)에 나타내는 바와 같이, 상기와 같은 송수신 유니트(2)측의 변조회로(6)에 의한 진폭변조신호에 따른 모드로 변화하고, 이러한 전압변화를 검출함으로써 응답용 기준시간신호와 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지고 또한 암호화된 상태의 응답신호가 송수신ECU(10)측으로 회신된다(도4(b)에는 응답용 기준시간신호만을 나타낸다).

또한 이 경우에 있어서, 상기 응답용 기준시간신호의 시간폭(T1)은 마이크로컴퓨터의 클록신호를 이용하여 결정하게 된다.

한편 송수신ECU(10)측에 있어서는 상기와 같이 회신되는 응답용 기준시간신호 및 응답신호로 수신하는 때에는 마이크로컴퓨터(17)가 이하의 6) ~ 10)와 같은 제어를 실행한다.

6) 수신한 응답용 기준시간신호에 의하여 나타내는 시간폭(T1)을 측정하고, 그 측정결과(△T1)을 일시 기억한다. 또한 이 측정은 전술한 바와 같이 송수신 유니트(2)측으로 송신하는 기준시간신호의 시간폭(Ta)(도3(a) 참조)을 결정하는 때에 사용하는 시간기준을 이용하여 이루어진다.

7) 그 후에 응답신호를 수신할 때까지의 기간에 있어서, 상기와 같은 측정시간치(△T1)와 상기 기준시간신호의 시간폭(Ta)와의 비를 제2보정계수(δ2)(= Ta/△T1)으로 산출한다. 이 경우, 측정시간치(△T1)는 송수신 유니트(2)측의 클록신호의 주파수가 낮은 경우만큼 큰 값이 되므로 결과적으로 상기 제2보정계수(δ2)는 송수신 유니트(2)측의 CR발진회로(14)에 의한 클록 주파수가 낮게 됨에 따라 작게 되는 성질이 있다.

8) 응답신호의 수신을 개시한 때에는 그 응답신호의 내용을, 이것을 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 제2보정계수(δ2)로 보정하면서 해독한다.

9) 응답신호의 해독이 종료한 경우에는 도시하지 않은 내부 메모리에서 읽은 난수 데이터, EEPROM(25)에서 읽은 식별코드 및 암호화용 함수식에 의거하여 상기 송수신 유니트(2)측의 마이크로컴퓨터(3)와 같은 함수연산을 함으로써 암호코드를 얻음과 아울러 그 암호코드와 송수신 유니트(2)측으로부터 회신된 응답신호에 포함되는 암호코드와를 비교하는 디코드 동작을 하고, 양자가 일치하지 않는 경우 즉 수신한 응답신호가 적정하지 않은 경우에는 엔진제어ECU(23)에 의한 자동차용 엔진의 시동이 금지된다.

따라서 IG스위치(18)가, 식별코드가 일치하지 않는 부적정한 이그니션키(1)에 의하여 온되는 경우에는 자동차용 엔진이 시동되지 않으므로 도난에 대한 보안이 향상된다.

10) 상기 디코드 동작에 의하여 연산에 의하여 얻어진 암호코드와 송수신 유니트(2)측으로부터 회신되는 응답신호에 포함되는 암호코드가 일치하는 경우 즉 수신한 응답신호가 적정한 것인 경우에는 엔진제어ECU(23)에 의한 자동차용 엔진의 시동이 허가된다.

따라서 식별코드 서로가 일치하는 적정한 이그니션키(1)가 이그니션키 실린더(15)에 꼽힌 상태에서는 엔진제어ECU(23)를 통한 자동차용 엔진의 시동이 허가되므로 이상과 같이 이모빌라이저 기능을 발휘하는 구성으로 되어 있다.

즉 상기한 본 실시예의 구성은 이하에 설명하는 효과가 있다.

송수신 유니트(2)에 있어서는 송수신ECU(10)로부터 송신되는 질문신호에 대한 응답신호를 암호화한 상태로 회신하는 구성이므로 비화성능 따라서 자동차 도난에 대한 보안성능이 향상된다. 이 경우, 상기 응답신호의 암호화는 마이크로컴퓨터(3)의 프로그램에 의하여 이루어지므로 그 암호화를 하드웨어 구성에 의한 복잡화를 초래하지 않고 임의로 얻을 수 있으므로 비화성능의 대폭적인 향상을 도모할 수 있다.

송수신유니트(2)에 있어서는 마이크로컴퓨터(3)의 클록 주파수를 결정하는 발진회로로서는 소형화가 용이하고 저렴한 CR발진회로(14)를 이용하는 구성이므로 그 대형화나 코스트의 비등을 미연에 방지할 수 있다.

또 이와 같은 CR발진회로(14)를 이용하는 구성에서는 송수신 유니트(2)측의 전원전압(전원회로(12)의 출력전압)의 변동에 의하여 마이크로컴퓨터(3)의 클록 주파수가 당초 설정치로부터 변화하고 당해 마이크로컴퓨터(3)에서의 시간관리가 부정확하게 되는 상황이 있다. 그러나 본 실시예에서는 이와 같은 클록 주파수가 변화하는 상황인 경우, 즉 전원회로(12)의 출력전압이 변동하는 경우에는 마이크로컴퓨터(3)측의 시간기준이 보정계수(δ)에 의하여 자동적으로 보정되는 구성이므로 당해 마이크로컴퓨터(3)에 의한 질문신호의 내용의 해독동작이 당해 질문신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 보정하면서 이루어지므로 그 독해에 종래와 같은 에러가 발생할 염려가 없게 되고 따라서 통신성능의 저하를 미연에 방지할 수 있다.

또한 상기와 같이 마이크로컴퓨터(3)에서의 시간관리가 부정확하게되는 상황이 되더라도 송수신 유니트(2)측으로부터 회신되는 응답신호를 송수신ECU(10)측에서 해독하는 때에는 마이크로컴퓨터(17)측의 시간기준이 제2보정계수(δ2)에 의하여 자동적으로 보정되는 구성이므로 그 해독동작을 정확하게 할 수 있게 되므로 이 면에서도 통신성능이 향상된다.

또한 상기 실시예에서는 송수신 유니트(2)측에서 송수신ECU(10)측으로 마이크로컴퓨터(3)의 클록신호를 이용하는 응답용 기준시간신호와 암호화된 상태의 응답신호와 암호화된 상태의 응답신호를 이 순서로 회신하는 구성으로 하였으나 상기 응답용 기준시간신호 대신에 보정계수(δ)를 회신하는 구성으로 하여도 좋다.

이와 같은 구성으로 하는 경우에는 송수신ECU(10)측에 있어서 송수신유니트(2)로부터 회신되는 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수(δ)를 이용하여 보정하면서 독해하는 동작을 하는 구성으로 하여도 좋다.

또 송수신 유니트(2)측에 있어서 보정계수(δ)에 의하여 보정한 상태의 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 작성하고 이와 같은 보정후의 응답신호를 회신하는 구성으로 하여도 좋다.

이와 같은 구성으로 하는 경우에는 송수신ECU(10)측에 있어서 송수신 유니트(2)로부터 회신되는 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보에 의거하여 단순히 해독하는 구성으로 하여도 좋다.

그 외에 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고 이하에 설명하는 것과 같은 확대 혹은 변형이 가능하다.

마이크로컴퓨터(3)의 클록신호를 발생시키기 위하여 CR발진회로(14)를 사용하는 구성으로 하였으나 다른 형식의 발진회로를 사용하는 것도 가능하다. 자동차용의 이모빌라이저 시스템의 송수신 시스템뿐만아니라 다른 송수신 시스템에 넓게 적용하는 것도 가능하다.

도1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 송수신 유니트의 전기적 구성도,

도2는 시스템 전체의 구성을 나타내는 기능 블록도,

도3은 작용 설명용의 각부 출력 파형도의 1,

도4는 작용 설명용의 각부 출력 파형도의 2이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 이그니션키(ignition key)

2 : 송수신 유니트(送受信 unit; 트랜스폰더(transponder))

3 : 마이크로컴퓨터(micro-computer)

4 : EEPROM(Electrically-erasable programmable Read Only Memory)

6 : 변조회로(變調回路) 7 : 공진회로부(共振回路部)

8 : 트랜스폰더용 코일(transponder用 coil)

9 : 공진 콘덴서(共振 condenser)

10 : 송수신 ECU(送受信 Electronic Control Unit; 송수신장치)

12 : 전원회로 13 : 검파회로(檢波回路)

15 : 이그니션키 실린더(ignition key sylinder)

16 : 안테나 코일(antenna coil) 23 : 엔진제어 ECU

본 발명에 의하면 이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 질문신호의 해독 및 응답신호의 송신제어를 마이크로컴퓨터를 이용하여 함과 아울러 그 마이크로컴퓨터의 클록 주파수의 변동에 기인하는 시간기준의 변동을 자동적으로 보정하는 기능을 부여하는 구성으로 하므로 비화성능의 대폭적인 향상을 통신성능의 저하를 초래하지 않고 실현할 수 있음과 아울러 트랜스폰더의 대형화나 코스트의 비등을 방지하는 것도 가능하다고 하는 유익한 효과를 나타낸다.

Claims (4)

1. 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 질문신호를 전력신호와 함께 송신하는 질문기능을 갖는 송수신장치와,

   이 송수신장치로부터 수신되는 전력신호에 의하여 능동상태(能動狀態)로 변하고, 수신한 질문신호의 내용을 상기 시간정보에 의거하여 해독함과 아울러 그 해독결과에 따른 응답신호를 상기 송수신장치측으로 회신하는 트랜스폰더를 갖춘 송수신 시스템에 있어서,

   상기 송수신장치는 상기 질문신호의 송신동작에 앞서서 일정시간폭의 기준시간신호를 전력신호와 함께 송신하도록 구성되고,

   상기 트랜스폰더는 수신한 질문신호의 내용의 해독 및 상기 응답신호의 송신을 제어하기 위한 마이크로컴퓨터와, 상기 기준시간의 값을 기억하여 이루어지는 기억부를 갖추고, 상기 송수신장치로부터의 기준시간신호를 수신하는 때에 그 기준시간신호의 시간폭을 상기 마이크로컴퓨터의 클록신호를 이용하여 측정함과 아울러 그 측정시간폭과 상기 기억부에 기억되어 있는 기준시간치와의 비를 보정계수로서 산출하고, 마이크로컴퓨터에 의한 상기 질문신호의 해독동작시에는 당해 질문신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수를 이용하여 보정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송수신 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 트랜스폰더는 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 회신하도록 구성함과 아울러 그 응답신호의 송신동작에 앞서서 상기 마이크로컴퓨터의 클록신호를 이용하여 일정 시간폭의 응답용 기준시간신호를 송신하도록 구성되고,

   상기 송수신장치는 상기 트랜스폰더로부터의 응답용 기준시간신호를 수신하는 때에 그 응답용 기준시간신호의 시간폭을 측정함과 아울러 그 측정시간폭과 상기 기준시간신호의 시간폭과의 비를 제2보정계수로서 산출하고, 수신한 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 제2보정계수로 보정하면서 해독하는 동작을 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송수신 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 트랜스폰더는 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 회신하도록 구성됨과 아울러 그 응답신호의 송신동작에 앞서서 상기 보정계수를 회신하도록 구성되고,

   상기 송수신장치는 상기 트랜스폰더로부터 회신되는 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보를 상기 보정계수로 보정하면서 해독하는 동작을 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송수신 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 트랜스폰더는 상기 보정계수에 의하여 보정한 상태의 시간정보를 포함하는 시계열 펄스신호로 이루어지는 응답신호를 회신하도록 구성되고,

   상기 송수신장치는 상기 트랜스폰더로부터 회신되는 응답신호의 내용을 당해 응답신호를 구성하는 시계열 펄스신호중의 시간정보에 의거하여 해독하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송수신 시스템.