KR101558698B1 - 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량에 구비되고, 출력부, 무선 충전 거치대 및 제어부를 포함하는 무선 충전 시스템에서 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 무선 충전이 시작된 경우, 상기 제어부가 무선 충전이 대상이 거치되는 상기 무선 충전 거치대 주변 영역으로 충전 중임을 알리는 제1 신호를 송신하는 단계, 상기 제1 신호를 수신한 스마트키(FOB)가 제1 신호에 대응하는 제2 신호를 상기 제어부로 송신하는 단계, 상기 제2 신호를 수신한 상기 제어부는 상기 시작된 무선 충전을 중단하는 단계, 및 상기 제어부는 상기 출력부를 통해서 상기 차량의 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING WIRELESS CHARGING ACCORDING TO POSITION OF FOB}
본 발명은 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 충전 시스템 주변에 FOB가 존재하는지 여부를 판단하여 무선 충전을 제어하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 스마트폰을 위한 차량용 무선 전력 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 차량의 내부에서, 먼저 접촉식으로는 다수의 스마트폰 혹은 다양한 전자기기를 올려놓을 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 방법에 관한 것이며, 또한 비접촉식으로는 차량 내부에서 스마트폰과 같은 휴대용 단말기 등의 전자기기에 대한 무선 충전을 수행하여, 전력을 수급하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 곧 본 발명은 자기공진 및 전자기 감응공명(Electromagnetic Coupled Resonance)을 이용한 차량 내부의 스마트폰 등의 전자기기에 대한 무선충전에 관한 것으로 자기공진 및 전자기감응공명기술을 이용하여 전자수첩 및 차량용 스마트키 시스템과 같은 휴대용 전자기기, 스마트폰 케이스 및 스마트폰 등은 차량 내부에서 전기에너지인 전력을 공급받는다.
한편 전자기감응공명기술에 있어, 근거리 전송은 전송 거리가 수 m~10m의 영역으로 하는 자기공명식으로, 수십 MHz의 주파수나 휴대폰에 사용하는 수백 MHz의 주파수를 사용할 수 있으며, 송수신단에 동일한 주파수로 적은 양의 에너지를 전송한다. 이론적으로 실내에 장치되어있는 전기제품들을 배선 없이 사용할 수 있으며, 휴대하고 있는 장치들도 별도의 전원선 연결 없이 동시에 무선 작동 가능한 기술이다. 비접촉식 전송은 전송거리가 수mm~수cm 내외로 물류유통, 교통카드 등의 다양한 기기에 실제로 응용되고 있다. 특히 근접거리 비접촉식 에너지 전송기술은 무선으로 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술 중에서 자기유도(Inductive Coupling) 현상을 이용한 것으로서, 나란히 마주한 2개의 금속 코일 간에 발생하는 전류, 전자기 상호 작용에 의해 에너지를 전송하는 방식으로 하나의 코일에서 다른 쪽으로 자기장을 통해 전류를 유도하는 원리이며, 양쪽 코일의 상대적 위치, 거리, 부하 전력이 정확해야 한다. 두 코일 사이의 거리가 약간 떨어지거나 기준 각도를 벗어나도 전송효율이 급격히 떨어지는 단점이 있으나 정해진 거리나 기준 각도가 송수신 범위 내에 있을 경우에는 전송효율이 높은 장점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 무선 충전 거치대에 충전 중임을 알리는 시그널을 무선 충전과 함께 송신하여 이를 수신한 FOB의 위치를 판단하여 무선 충전 여부를 제어하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량에 구비되고, 출력부, 무선 충전 거치대 및 제어부를 포함하는 무선 충전 시스템에서 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 무선 충전이 시작된 경우, 상기 제어부가 무선 충전이 대상이 거치되는 상기 무선 충전 거치대 주변 영역으로 충전 중임을 알리는 제1 신호를 송신하는 단계, 상기 제1 신호를 수신한 스마트키(FOB)가 제1 신호에 대응하는 제2 신호를 상기 제어부로 송신하는 단계, 상기 제2 신호를 수신한 상기 제어부는 상기 시작된 무선 충전을 중단하는 단계, 및 상기 제어부는 상기 출력부를 통해서 상기 차량의 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계 이후, 상기 제어부는 미리 설정된 일정 시간이 경과한 후, 상기 무선 충전이 중단된 상태로 상기 제1 신호를 송신하는 단계, 및 상기 제2 신호가 다시 수신되는 경우, 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계로 복귀하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 신호는 LF 신호이고, 상기 제2 신호는 RF 신호인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 출력부는 상기 차량에 구비되는 스피커 또는 디스플레이부이고, 상기 제어부는 상기 스피커를 통해서 음성으로 상기 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리거나, 또는 상기 디스플레이부를 통해서 시각적으로 상기 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 신호가 수신되지 않는 경우, 상기 제어부는 상기 중단된 무선 충전을 다시 시작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 신호는 상기 무선 충전 거치대에 구비되는 무선 충전 코일을 통해서 생성되어 상기 무선 충전 거치대 주변 영역으로 송신되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 신호는 상기 제1 신호를 수신한 스마트키가 상기 무선 충전 거치대 주변 영역에 존재함을 상기 제어부에 알리는 신호인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 무선 충전 거치대에 충전 중임을 알리는 시그널을 무선 충전과 함께 송신하여 이를 수신한 FOB의 위치를 판단하여 무선 충전 여부를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에 포함되는 무선 충전 시스템 및 스마트키를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에서 차량내 스마트키의 존재를 확인하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에서 스마트키가 무선 충전 거치대 주변에 위치한다는 것을 판단하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에서 스마트키가 무선 충전 거치대 주변에 위치하는지 여부에 따른 무선 충전을 중단하는 과정을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나. 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
본 명세서에서 ‘및/또는’이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, ‘연결되는/결합되는’이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 ‘포함한다’ 또는 ‘포함하는’으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
현재 차량에 이용되는 스마트키 시스템은 LF 신호를 방사하여 차량 내부에 스마트키(FOB)가 존재하는지 여부를 판단한다. 스마트키가 스마트키 시스템으로부터 송신되는 LF 신호를 수신하는 경우, 그에 대한 응답으로 RF (433.92MHz) 신호를 스마트키 시스템으로 송신하여 차량 내부에 스마트키가 존재함을 알린다. 즉, 스마트키 시스템에서 스마트키에서 송신한 RF 신호가 수신되는 경우, 스마트 키가 차량 내에 존재함을 알 수 있다.
한편, 무선 충전 시스템은 무선 충전 거치대에 내장된 코일를 통해 고 전력의 LF 신호를 방사한다. 이 LF 신호는 무선 충전 대상 기기에 있는 무선 충전용 코일에 인가되어 유도 기전력을 생성하여 대상 기기에 구비된 배터리를 충전한다.
스마트키 시스템에서 스마트키가 차량에 존재하는지 여부를 판단하기 위해 사용되는 LF신호와 무선충전 시스템에서 무선 충전을 위해서 무선 충전 거치대 주변으로 방사하는 신호는 LF신호로 서로 유사하다. 구체적으로, 스마트키의 존재를 판단하는 과정에서 사용되는 LF신호의 주파수는 125kHz이고, 무선충전 시스템에서는 무선 충전을 위해서 사용되는 LF 신호의 주파수는 110~205kHz이다.
그러나 무선 충전시 사용되는 LF 신호는 스마트키 시스템에 비해서 고전력의 높은 에너지를 위해서 사용하기 때문에, 무선충전이 수행되는 중에, 스마트키가 무선 충전 거치대 주변 영역에 위치하게 되면, 양 LF 신호간의 전파의 간섭으로 인해서 스마트키 시스템이 스마트키의 차량 내 존재를 판단하기 위해서 방사하는 LF 신호에 스마트키가 응답할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 해당 차량의 내부에 스마트키가 없음으로 인식될 수 있기 때문에 사용자에게 잘목된 경보나 차량 시스템이 오동작을 수행하는 위험이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 이러한 문제를 막고자 스마트키가 무선 충전이 수행 중인 경우 무선 충전 거치대 주변 영역에서 방사하는 무선 충전을 위한 LF 신호의 영향을 받는 거리에 존재하는 경우, 스마트키가 자신이 무선 충전 거치대 주변 영역에 위치함을 알리는 신호를 RF로 무선 충전 시스템의 제어부로 송신하여 무선 충전의 수행을 중지시키거나 차량 내 운전자에게 스마트키가 현재 무선 충전 거치대 주변에 위치하여 무선 충전을 위한 LF 신호에 영향을 받을 수 있다는 알림을 제공(경고 메시지 송신)한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에 포함되는 무선 충전 시스템 및 스마트키를 나타내는 도면이다.
도 1은 스마트키를 탐색하기 위한 LF 신호를 송신하는 복수의 LF 안테나(120 내지 122), 무선 충전을 제어하는 제어부(150), 무선 충전 거치대 주변에 스마트키가 있는지 여부를 운전자에게 알려주는 출력부(110; 클러스터), 스마트키(130) 및 무선 충전 거치대 주변 영역에 거치된 대상 기기(140)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에서 차량내 스마트키의 존재를 확인하는 과정을 나타내는 도면이다.
복수의 LF 안테나(120 내지 122)는 LF 신호를 송신하여 스마트키(130)가 차량 내부에 존재하는지 여부를 판단한다. 구체적으로, 복수의 LF 안테나(120 내지 122)를 통해서 스마트키(130)을 탐색하는 신호를 송신한다(S210).
이후, 차량에 등록된 스마트키(130)로부터 RF 신호가 수신되는지 여부를 판단한다(S220). 판단결과, 차량에 등록된 스마트키(130)로부터 RF 신호가 수신되는 경우(YES)에는 차량 내에 해당 스마트기(130)가 존재함을 확인한다(S230). 이와 달리, 차량에 등록된 스마트키(130)로부터 RF 신호가 수신되지 않는 경우(NO), 다시 S210 단계로 복귀하여 LF 안테나(120 내지 122)를 통해서 스마트키(130)를 탐색하는 신호를 송신한다(S210). 이러한 과정을 통해서 차량 내에 스마트키의 존재 여부를 판단한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에서 스마트키가 무선 충전 거치대 주변에 위치한다는 것을 판단하는 과정을 나타내는 순서도이다. 도 3을 참조하면, 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 S310 단계 내지 S360 단계를 통해서, 스마트 키가 무선 충전 거치대 주변에 위치하는지 여부를 판단한다.
도 3은 무선 충전이 시작된 경우, 무선 충전 시스템에 구비된 제어부가 무선 충전이 대상이 거치되는 무선 충전 거치대 주변 영역으로 충전 중임을 알리는 제1 신호를 송신한 후의 과정을 나타낸다.
스마트키가 LF 신호를 수신한다(S310).
이후, 수신된 LF 신호가 스마트키 시스템에서 스마트키를 찾기 위한 LF 신호인지 여부를 판단한다(S320). 판단결과, 수신된 LF 신호가 스마트키 시스템으로부터 송신된 신호인 경우(YES), 해당 LF 신호가 등록된 스마트키 시스템으로부터 송신되었는지 여부를 판단하는 단계(S340)로 진행한다. 이와 달리, 수신된 LF 신호가 스마트키 시스템으로부터 송신된 신호가 아닌 경우(NO), 무선 충전 시스템에서 송신된 신호인지 여부를 판단하는 단계(S330)로 진행한다.
먼저, S340 단계에서, 해당 LF 신호가 등록된 스마트키 시스템으로부터 송신되었는지 여부를 판단한 결과, 등록된 스마트키 시스템인 경우(YES), 차량 내에 스마트키가 존재하는 신호를 RF 신호로 스마트키 시스템으로 송신한다(S350). 이와 달리, 등록된 스마트키 시스템이 아닌 경우(NO), 수신된 LF 신호를 무시한다(끝).
다음으로 S330 단계에서 무선 충전 시스템에서 송신된 신호로 판단되는 경우(YES), 스마트키는 무선 충전 거치대 주변 영역에 위치한다는 RF 신호(제2 신호)를 무선 충전 시스템(또는 제어부)에 송신한다. S330 단계에서 무선 충전 시스템에서 송신된 신호로 판단되지 않는 경우(NO), 마찬가지로 수신된 LF 신호를 무시한다(끝).
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에서 스마트키가 무선 충전 거치대 주변에 위치하는지 여부에 따른 무선 충전을 중단하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 S410 단계 내지 S480 단계를 통해서, 스마트 키가 무선 충전 거치대 주변에 위치하는지 여부를 판단하고, 그에 따른 동작을 수행한다.
먼저, 무선 충전 시스템(또는 제어부)이 무선 충전 거치대 주변 영역에 무선 충전 전력을 송신한다(S410). 그리고 무선 충전 시스템은 무선 충전이 시작되었음을 알리는 신호(제1 신호)를 무선 충전 거치대 주변 영역으로 송신한다(S420). 여기서 무선 충전이 시작되었음을 알리는 신호(제1 신호)는 스마트키가 수신할 수 있도록 LF 신호일 수 있다.
이후, 무선 충전 시스템은 스마트키가 S420 단계에서 송신된 신호에 대응하는 제2 신호를 송신하는지 여부를 판단한다(S430). 즉, 스마트키는 무선 충전 거치대 주변 영역으로 충전 중임을 알리는 제1 신호를 수신하는 경우, 이에 대응하여 자신이 해당 무선 충전 거치대 주변 영역에 위치한다는 것을 알리는 제2 신호를 무선 충전 시스템으로 송신한다. 즉, 해당 신호가 수신되지 않은 경우(NO), 다시 S310 단계로 복귀하지만, 해당 신호가 수신된 경우(YES), 무선 충전 시스템은 무선 충전을 중지한다(S440).
그리고, 무선 충전 시스템은 스마트키가 현재 무선 충전 거치대 주변 영역에 존재함을 차량의 사용자에게 알린다(S450). 여기서 사용자에게 알리는 방법은 상기 스피커를 통해서 음성으로 알리거나, 또는 디스플레이부를 통해서 시각적으로 알릴 수 있다.
이후, 무선 충전 시스템은 미리 설정된 일정 시간이 경과한 후, 무선 충전이 중단된 상태에서 무선 충전 중임을 알리는 LF 신호인 제1 신호를 다시 무선 충전 거치대 주변 영역에 송신한다(S460). 경고 메시지 이후, 스마트키가 무선 충전 거치대 주변 영역에서 이동되었는지 여부를 확인하기 위함이다.
S460 단계에서 판단한 결과, 제2 신호가 다시 수신되는 경우(YES), 스마트키가 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계(S450)로 다시 진행한다. 이와 달리 제2 신호가 다시 수신되지 않는 경우(NO), S450 단계에서 사용자에게 알리는 메시지의 출력을 중지하고(S480), S410 단계로 복귀하여 무선 충전을 재시작한다.
결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법은 무선 충전이 수행 중인 경우 스마트키가 자신이 무선 충전 거치대 주변 영역에 위치함을 알리는 RF신호를 통하여 스마트키가 무선 충전 거치대 주변 영역에 존재하는지 여부를 판단하여, 무선 충전을 중지시키거나 차량 내 운전자에게 스마트키가 현재 무선 충전 거치대 주변에 위치하여 무선 충전을 위한 LF 신호에 영향을 받을 수 있다는 알림을 제공하고, 이후 스마트키가 무선 충전 거치대 주변영역에서 이동한 경우에만 다시 안전하게 무선 충전을 수행한다.
이상에서, 본 발명은 구체적인 실시 예를 통해 설명되고 있으나, 본 발명은 그 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있음은 잘 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.

Claims (7)

  1. 차량에 구비되고, 출력부, 무선 충전 거치대 및 제어부를 포함하는 무선 충전 시스템에서 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법에 있어서,
    무선 충전이 시작된 경우, 상기 제어부가 무선 충전이 대상이 거치되는 상기 무선 충전 거치대 주변 영역으로 충전 중임을 알리는 제1 신호를 송신하는 단계;
    상기 제1 신호를 수신한 스마트키(FOB)가 상기 무선 충전 거치대 주변에 위치함을 알리는 제2 신호를 상기 제어부로 송신하는 단계;
    상기 제어부가 상기 제2 신호가 수신되면 상기 무선 충전을 중단하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 출력부를 통해서 상기 차량의 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계 이후,
    상기 제어부는 미리 설정된 일정 시간이 경과한 후, 상기 무선 충전이 중단된 상태로 상기 제1 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 제2 신호가 다시 수신되는 경우, 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 단계로 복귀하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 신호는 LF 신호이고,
    상기 제2 신호는 RF 신호인 것을 특징으로 하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는 상기 차량에 구비되는 스피커 또는 디스플레이부이고,
    상기 제어부는,
    상기 스피커를 통해서 음성으로 상기 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리거나, 또는 상기 디스플레이부를 통해서 시각적으로 상기 사용자에게 상기 스마트키가 상기 무선충전 거치대 주변 영역에 존재함을 알리는 것을 특징으로 하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 신호가 수신되지 않는 경우, 상기 제어부는 상기 중단된 무선 충전을 다시 시작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 신호는 상기 무선 충전 거치대에 구비되는 무선 충전 코일을 통해서 생성되어 상기 무선 충전 거치대 주변 영역으로 송신되는 것을 특징으로 하는 스마트키의 위치에 따른 무선 충전 제어방법.
  7. 삭제
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