KR20120114598A

KR20120114598A - Ｒｆ수신 모듈 통합 시스템 및 수신감도 제어 방법

Info

Publication number: KR20120114598A
Application number: KR1020110032208A
Authority: KR
Inventors: 박용희
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-10-17

Abstract

RF 수신 모듈 통합 시스템 및 수신감도 제어 방법이 개시된다. 이 시스템 및 방법에 따르면, 차량에 적용되는 스마트키 시스템/RKE/TPMS에 사용되는 RF 수신회로를 하나로 통합하면서도, RF 수신회로의 저잡음 증폭기의 인가 전압을 조절하여 TPMS RF 수신감도와 RKE RF 수신감도를 다르게 함으로써, RKE 작동거리와 TPMS 수신율을 모두 만족시킬 수 있게 된다.

Description

ＲＦ수신 모듈 통합 시스템 및 수신감도 제어 방법 {RF receiver integration system and method for controlling sensitivity of the RF receiver}

본 발명은 차량 시스템에 관한 것으로, 특히 차량의 스마트 키 시스템과 타이어 압력 감시 시스템에 관한 것이다.

차량에 구현되는 리모콘 키(Remote Keyless Entry)와 스마트 키 시스템이 잘 알려져 있다. RKE 시스템이란 열쇠 없이도 리모콘으로 차량 도어를 열 수 있는 시스템을 말한다. 그리고 스마트 시스템 또한 운전자가 스마트 키를 조작하면 차량에 내장된 시스템에서 이를 감지하여 차량의 동작을 제어(예를 들어, 운전석 도어 열림, 트렁크 열림, 시동 온 등)하는 시스템을 말한다. 참고로 스마트 키는 통상 ‘포브(Fob) 키’로 불리며, 간단히 줄여 Fob로 불리기도 한다. 이 같은 스마트 키 시스템은 차량 도어 개폐 제어를 위한 시스템은 포브와 무선 송신기를 포함하며, 또한 무선 송신기에 의해 송신된 포브 데이터를 수신하는 RF 수신기와 수신된 포브 데이터에 따라 해당 제어를 수행하는 스마트 키 ECU를 포함한다.

한편, 차량에 구현되는 또 다른 시스템으로서, 타이어 압력 감시 시스템(Tire Pressure Monitoring System, TPMS)이 잘 알려져 있다. TPMS는 4개의 타이어 내부 링에 장착된 무선 송신기와 TPS(Tire Pressure Sensor)를 포함하며, 또한 무선 송신기에 의해 송신된 TPS 데이터를 수신하는 무선 수신기와 무선 수신기에 의해 수신된 TPS 데이터를 통해 타이어 상태를 관리하는 TPMS ECU(Electronic Control Unit)를 포함한다.

이상과 같은 스마트 키 시스템과 TPMS 시스템이 한 차량에 모두 구현되면, 스마트 키 시스템 부품과 TPMS 부품이 각각 구성될 수밖에 없다. 따라서 시스템 구현을 위한 가격은 높아지게 된다. 이러한 문제 해결을 위해, 스마트 키 시스템 부품과 TPMS 부품을 하나의 보드에 통합하여, 가격을 낮출 수 있다. 그러나 통합에 따라 시스템 제품 가격을 낮출 수는 있으나, RKE 작동 거리를 늘리기 위해 수신감도를 높이면 타이어 위치 판별 능력이 떨어지며, 반대로 수신감도를 떨어뜨려 타이어 위치 판별 능력을 높이면, RKE 작동거리가 줄어드는 문제가 발생한다.

본 발명은 차량에 적용되는 스마트 키 시스템/RKE/TPMS에 사용되는 RF 수신회로를 하나로 통합하면서도 RKE 작동거리와 TPMS 수신율을 모두 만족시킬 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 RF 수신 모듈 통합 시스템은 차량에 대한 원격 제어 혹은 타이어 압력 감시를 위한 RF 신호를 수신하는 RF 수신부, 및 기설정된 조건에 따라 원격 제어 혹은 타이어 압력 감시를 수행하기 위해 상기 RF 수신부의 수신감도를 달리 제어하는 제어부를 포함한다. 여기서 상기 RF 수신부는 상기 제어부의 제어에 따라 RF 수신회로 저잡음 증폭기로의 인가 전압을 조절하는 인가 전압 조절부를 포함한다. 그리고 제어부는 원격 제어 신호 수신 모드시 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 높아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어하며, 상기 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시 상기 원격 제어 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 낮아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어한다.

나아가 제어부는 상기 수신된 RF 신호에 포함된 원격 제어 데이터에 따라 해당 제어를 수행하는 원격 제어부, 및 상기 수신된 RF 신호에 포함된 타이어 압력 감시 데이터에 따라 해당 제어를 수행하는 타이어 압력 감시 시스템용 제어부를 포함하며, 상기 원격 제어부는 점화 스위치가 오프 상태이거나 혹은 상기 점화 스위치가 온 상태이며 상기 차량 속도가 소정 속도 미만이면, 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어부를 원격 제어 신호 수신 모드로 설정하고, 상기 원격 제어 신호 수신 모드로 설정된 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어부는 상기 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 높아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 차량의 원격 제어와 타이어 압력 감시를 위한 단일화된 RF 수신부를 갖는 통합 시스템의 수신감도 제어 방법은 상기 원격 제어 시스템의 제어 유닛이 점화 스위치 상태 및 차량 속도에 따라 원격 제어 수신 모드와 타이어 압력 감시 수신 모드 중 어느 하나의 수신 모드를 결정하는 단계, 상기 제어 유닛이 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어 유닛의 수신 모드를 상기 결정된 수신 모드로 설정하는 단계, 및 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어 유닛이 상기 설정된 수신 모드에 따라 상기 RF 수신부의 수신감도를 달리 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명은 스마트 키 ECU RF 수신 모듈과 TPMS ECU RF ttls모듈을 하나의 수신회로로 통합하여 경량화 및 원가를 절감하며, 동시에 수신감도를 이원화하여 RKE 작동거리와 TPMS 수신율을 모두 만족시킬 수 있는 효과를 창출한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 시스템 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 수신회로의 수신감도 조절 설명을 위한 참조도.
도 3은 입력 파워 세기에 따른 RSSI를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 시스템의 RF 수신감도 제어를 위한 절차도.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 시스템 블록도이다.

도시된 바와 같이, 통합 시스템은 RF 수신부(100)와 제어부(200)를 포함한다. RF 수신부(100)는 차량에 적용되는 원격 제어 시스템과 타이어 압력 관리 시스템(TPMS)에서 사용되는 RF 수신회로를 하나로 통합한 단일의 RF 수신회로로 구성된다. 여기서 원격 제어 시스템은 스마트 키 시스템일 수 있다. 일 실시예에 있어서, RF 수신부(100)는 인가 전압 조절부(110)를 포함한다. 인가 전압 조절부(110)는 RF 수신회로의 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)로 인가되는 전압을 조절하기 위한 구성이다.

제어부(200)는 RF 수신부(100)의 수신감도를 달리 제어하기 위한 구성으로써, 하나 이상의 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로 구성될 수 있다. 이 같은 제어부(200)는 RF 수신부(100)를 제어하여 RF 수신부(100)의 수신감도를 조절한다. 일 실시예에 있어서, 제어부(200)는 인가 전압 조절부(110)를 제어하여 RF 수신회로의 저잡음 증폭기로 인가되는 전압을 조절함으로써, 수신감도를 변경한다. 바람직하게 제어부(200)는 원격 제어 신호 수신 모드시 인가 전압 조절부(110)를 제어하여 수신감도를 높이며, 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시 인가 전압 조절부(110)를 제어하여 수신감도를 낮춘다.

본 발명의 일 양상에 따라 제어부(200)는 원격 제어부(210)와 TPMS 제어부(220)를 포함한다. 원격 제어부(210)는 스마트 키 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit)이거나 차체 제어 모듈(Body Control Module, BCM)일 수 있다. TPMS 제어부(220)는 TPMS 전자 제어 유닛임이 바람직하다. 원격 제어부(210)는 기설정된 조건에 따라 제어(CONTROL) 라인을 통해서 TPMS 제어부(220)의 수신 모드를 설정한다. 이하 이에 대해 구체적으로 설명한다.

점화 스위치가 온 상태(IGN ON)이고 차량 속도가 소정 속도 이상(예를 들어, 10km/h 이상)일 경우, 원격 제어부(210)는 TPMS 제어부(220)를 TPMS 모드로 설정한다. TPMS 모드로 설정된 TPMS 제어부(220)는 인가 전압 조절부(110)를 제어하여 RF 수신회로의 수신감도를 낮춘다. 이후 TPMS 제어부(220)는 RF 수신부(100)를 통해 수신된 RF 데이터를 처리하고, 그 결과를 고속의 CAN(Controller Area Network)를 통해 클러스터로 전송한다. 점화 스위치가 오프(IGN OFF) 상태이면, 원격 제어부(210)는 TPMS 제어부(220)를 원격 제어 모드로 설정한다. 원격 제어 모드로 설정된 TPMS 제어부(220)는 인가 전압 조절부(110)를 제어하여 RF 수신회로의 수신감도를 높인다. 이후 TPMS 제어부(220)는 RF 수신부(100)를 통해 수신된 RF 데이터를 시리얼 통신을 이용하여 원격 제어부(210)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, TPMS 제어부(220)는 RF 수신부(100)를 통해 수신된 RF 데이터를 맨체스터 디코딩만 해서 원격 제어부(210)로 전송한다. 원격 제어부(210)는 수신된 데이터를 처리한 후 해당 동작을 수행한다. 추가로 점화 스위치가 온 상태(IGN ON)이고 차량 속도가 소정 속도 미만(예를 들어, 10km/h 미만)일 경우, 원격 제어부(210)는 TPMS 제어부(220)로부터 비상 동작을 위해서 RF 데이터를 수신하기 위해서 제어 라인을 통해서 TPMS 제어부(220)를 일시적으로 원격 제어 모드로 변경한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 수신회로의 수신감도 조절 설명을 위한 참조도이다.

도 2를 설명하기에 앞서, 우선 TPMS에서는 RSSI(Received Signal Strength Indication)의 값의 차이로 차량 앞과 뒤의 타이어를 구분한다. 앞과 뒤의 타이어의 RFFI 값의 차이가 크면 클수록 앞과 뒤의 타이어 구분이 쉽지만, RKE 작동거리 향상을 위해 저잡음 증폭기를 추가하면, 도 3과 같이 앞/뒤 타이어 영역 구분이 쉬운 A 영역에서 앞/뒤 타이어 RSSI 값의 차이가 적은 B 영역으로 바뀌면서 앞/뒤 타이어 구분이 어려워진다. 따라서 수신감도의 조절이 필요한 것이다. 이하, 도 2에 대해 설명한다.

RF 수신회로의 수신감도는 저잡음 증폭기(120)에 인가되는 전압(Vpa)과 비례관계를 가지며, TPMS 제어부(220)는 ECU의 CPU IC(221)의 GPIO(General Purpose Input Output)의 제어(5V, 0V)에 의해 Vpa를 강한 전압(수신감도 높음) 또는 약한 전압(수신감도 낮음)이 인가될 수 있도록 한다. 구체적으로, 원격 제어 모드(최대 수신감도)시, TPMS 제어부(220)가 GPIO를 LOW(0V)로 구동하면 T1 트랜지스터가 도통되어 Vpa에 거의 5V의 전압 레벨이 인가되고, RF 수신 IC(130)의 RX_RUN에 의해 활성화된 저잡음 증폭기(120)에도 5V의 전압이 인가되어 최대 수신감도를 갖게 되어 RKE 작동거리가 향상된다.

TPMS 모드(특정 수신감도)시, TPMS 제어부(220)가 GPIO를 HIGH(5V)로 구동하면, T1 트랜지스터의 에미터와 콜렉터 양단이 높은 임피던스가 되어 콜피츠 회로에 흔르는 전류는 R1을 통해 유입이 되며, R1에 의해서 5V의 배터리 전압은 분압이 된다. 이로 인해 Vpa는 5V보다 감소가 되고 RF 수신 IC(130)에 의해 활성화된 저잡음 증폭기(120)에도 5V 이하의 전압이 인가되어 입력 파워 세기에 따른 RSSI 값 차이가 큰 A 영역이 된다.

즉, RSSI 값 차이가 큰 A 영역이 되어 TPMS 시스템에서 앞/뒤 타이어 구분을 용이하게 할 수 있게 된다. 한편, R1 값은 시험을 통해 적절한 값이 정해질 수 있으며, 트랜지스터 종류에 따라서 GPIO의 제어가 바뀔 수도 있다. 이 같이 저잡음 증폭기(120)의 인가전압의 전원에 의해 작동거리가 최대가 되는 원격 제어 모드 RF 수신감도와 R1 값 조정을 통한 적절한 전압분배(수신감도 낮춤)로 TMPS 모드 RF 수신감도 이원화를 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 시스템의 RF 수신감도 조절을 위한 절차도이다.

원격 제어부(210)는 점화 스위치 상태 및 차량 속도에 근거하여 TPMS 제어부(220)의 수신 모드를 결정한다(S100). 점화 스위치가 오프 상태이거나, 점화 스위치가 온 상태이며 차량 속도가 소정 속도 미만일 때, 원격 제어부(210)는 TPMS 제어부(220)의 수신 모드를 원격 제어 모드로 결정한다. 점화 스위치가 온 상태이며 차량 속도가 소정 속도 이상일 때, 원격 제어부(210)는 TPMS 제어부(220)의 수신 모드를 TPMS 모드로 결정한다. 수신 모드가 결정되면, 원격 제어부(210)는 제어 라인을 통해 TPMS 제어부(220)의 수신 모드를 설정한다(S200). TPMS 제어부(220)는 설정된 수신 모드에 따라 RF 수신부(100)의 인가 전압 조절부(110)를 제어함에 의해 저잡음 증폭기(120)에 인가되는 전압을 조절함으로써, RF 수신부(100)의 수신감도를 변경한다(S300).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : RF 수신부 110 : 인가 전압 조절부
120 : 저잡음 증폭기 200 : 제어부
210 : 원격 제어부 220 : TPMS 제어부

Claims

차량에 대한 원격 제어 혹은 타이어 압력 감시를 위한 RF 신호를 수신하는 RF 수신부; 및
기설정된 조건에 따라 원격 제어 혹은 타이어 압력 감시를 수행하기 위해 상기 RF 수신부의 수신감도를 달리 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 수신 모듈 통합 시스템.
제1항에 있어서, 상기 RF 수신부는 :
상기 제어부의 제어에 따라 RF 수신회로 저잡음 증폭기로의 인가 전압을 조절하는 인가 전압 조절부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 수신 모듈 통합 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 원격 제어 신호 수신 모드시 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 높아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어하며, 상기 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시 상기 원격 제어 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 낮아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어함을 특징으로 하는 RF 수신 모듈 통합 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제어부는 :
상기 수신된 RF 신호에 포함된 원격 제어 데이터에 따라 해당 제어를 수행하는 원격 제어부; 및
상기 수신된 RF 신호에 포함된 타이어 압력 감시 데이터에 따라 해당 제어를 수행하는 타이어 압력 감시 시스템용 제어부;를 포함하며,
상기 원격 제어부는 점화 스위치가 오프 상태이거나 혹은 상기 점화 스위치가 온 상태이며 상기 차량 속도가 소정 속도 미만이면, 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어부를 원격 제어 신호 수신 모드로 설정하고,
상기 원격 제어 신호 수신 모드로 설정된 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어부는 상기 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 높아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어함을 특징으로 하는 RF 수신 모듈 통합 시스템.
제4항에 있어서,
상기 원격 제어부는 점화 스위치가 온 상태이며 상기 차량 속도가 상기 소정 속도 이상이면, 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어부를 타이어 압력 감시 신호 수신 모드로 설정하고,
상기 타이어 압력 감시 신호 수신 모드로 설정된 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어부는 상기 원격 제어 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 낮아지도록 상기 인가 전압 조절부를 제어하며, 상기 RF 수신부를 통해 수신된 RF 데이터를 상기 원격 제어부로 전달함을 특징으로 하는 RF 수신 모듈 통합 시스템.
차량의 원격 제어와 타이어 압력 감시를 위한 단일화된 RF 수신부를 갖는 통합 시스템의 수신감도 제어 방법에 있어서,
상기 원격 제어 시스템의 제어 유닛이 점화 스위치 상태 및 차량 속도에 따라 원격 제어 수신 모드와 타이어 압력 감시 수신 모드 중 어느 하나의 수신 모드를 결정하는 단계;
상기 제어 유닛이 상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어 유닛의 수신 모드를 상기 결정된 수신 모드로 설정하는 단계; 및
상기 타이어 압력 감시 시스템용 제어 유닛이 상기 설정된 수신 모드에 따라 상기 RF 수신부의 수신감도를 달리 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 시스템의 수신감도 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 수신 모드를 결정하는 단계는 점화 스위치가 오프 상태이거나 혹은 상기 점화 스위치가 온 상태이며 상기 차량 속도가 소정 속도 미만이면 상기 수신 모드를 원격 제어 수신 모드로 결정하고, 상기 점화 스위치가 온 상태이며 상기 차량 속도가 상기 소정 속도 이상이면 상기 수신 모드를 타이어 압력 감시 신호 수신 모드로 결정함을 특징으로 하는 통합 시스템의 수신감도 제어 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 RF 수신부의 수신감도를 달리 제어하는 단계는 원격 제어 신호 수신 모드시 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 높아지도록 상기 RF 수신부를 제어하며, 상기 타이어 압력 감시 신호 수신 모드시 상기 원격 제어 신호 수신 모드시에 비해 상대적으로 상기 RF 수신부의 수신감도가 낮아지도록 상기 RF 수신부를 제어함을 특징으로 하는 통합 시스템의 수신감도 제어 방법.