KR20140145487A - 스마트 키 위치 안내 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 키 위치 안내 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량 내에서 포브(Fob) 키의 위치 정보를 표시해 줌으로써 운전자의 편의를 도모할 수 있도록 하는 기술이다. 이러한 본 발명은, 차량에 배치되어 스마트 키와 통신을 수행하는 안테나, 및 안테나를 통해 스마트 키로 LF 신호를 송출하고 스마트 키로부터 응답되는 RF 신호의 강도에 따라 안테나와 스마트 키 간의 거리를 추정하고, 차량의 기어 및 엔진 상태에 대응하여 추정된 스마트 키의 위치 정보를 차량 내에 표시하는 위치 안내 제어부를 포함한다.

Description

스마트 키 위치 안내 시스템{System for confirming location of a smart key}
본 발명은 스마트 키 위치 안내 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량 내에서 포브(Fob) 키의 위치 정보를 표시해 줌으로써 운전자의 편의를 도모할 수 있도록 하는 기술이다.
차량용 보안 편의 장치는 자동차 산업의 초창기 차량 도난을 방지하기 위해 차량 도어에 도어락(Door Lock)을 설치하는 것으로부터 시작되었다. 이후 스티어링락(Steering Lock)을 시동 스위치와 연동하는 턴 키 방식의 도난 방지 장치가 개발되었다.
이러한 도난 방지 장치는 운전자의 편의성을 떨어트려, 최근에는 운전자의 편의성을 보강하기 위한 장치로 전자인증방식을 통해 차량을 운행할 수 있도록 하는 스마트키 시스템이 차량에 장착되고 있는 추세이다.
일반적으로, 스마트 키 시스템이 탑재된 상태로 출고된 차량에서는 사용자가 스마트 키를 휴대한 상태에서는, 별도의 일반적인 키(즉, 종래의 열쇠형 키를 일컫음) 조작 없이 도어를 개폐하는 것이 가능하다. 또한, 별도의 키를 키 실린더에 삽입하는 조작 없이 버튼이나 노브를 조작하여 용이하게 시동을 걸 수 있도록 되어 있다.
즉, 스마트 키 시스템은 사용자가 소지한 스마트 키와 무선으로 통신하여 스마트 키가 차실 내에 위치한 상태임이 확인되면, 별도의 키를 삽입하지 않고도 버튼이나 노브 등으로 간단히 시동을 걸 수 있도록 하는 것이다.
그런데, 사용자가 스마트 키의 위치를 정확히 인지하지 못하는 경우 사용자는 스마트 키를 찾기 위해 불필요한 시간을 소모해야 하는 불편함이 있다.
즉, 버튼 시동의 특성상 스마트 키의 위치가 차량의 내부에 있는 것으로 판단하는 경우 차량이 운행 가능한 상태가 된다. 이에 따라, 사용자가 스마트 키의 위치를 망각할 가능성이 크다. 이에 따라, 스마트 키가 차량의 진동에 의해 바닥으로 떨어지거나 여러 가지 사유로 인해 스마트 키의 위치 정보가 변경되는 경우 사용자에게 큰 불편함을 안겨줄 수 있다.
본 발명은 운전자가 차량을 떠나고자 하는 경우 차량 내에서 포브 키의 위치 정보를 표시해 줌으로써 운전자의 편의를 도모하고 시스템에 대한 만족성을 증대시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 키 위치 안내 시스템은, 차량에 배치되어 스마트 키와 통신을 수행하는 안테나; 및 안테나를 통해 스마트 키로 LF 신호를 송출하고 스마트 키로부터 응답되는 RF 신호의 강도에 따라 안테나와 스마트 키 간의 거리를 추정하고, 차량의 기어 및 엔진 상태에 대응하여 추정된 스마트 키의 위치 정보를 차량 내에 표시하는 위치 안내 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 운전자가 차량을 떠나고자 하는 경우 차량 내에서 포브 키의 위치 정보를 표시해 줌으로써 운전자의 편의를 도모하고 시스템에 대한 만족성을 증대시킬 수 있도록 한다.
둘째, 버튼 시동 시스템에서 차량 내에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 예방하여 시스템의 완성도를 증대시킬 수 있도록 한다.
셋째, 스마트 키의 위치 정보가 여러 가지 사유로 변경되는 경우 사용자의 불편함을 우선적으로 예측하여 해결 방안을 마련할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 실시예는 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 키 위치 안내 시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 차량의 실내/실외 안테나를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 위치 판단부에서 위치 추정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 위치 안내부에서 표시되는 화면을 도시한 실시예.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 키 위치 안내 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 키 위치 안내 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예는 시동 버튼(10), 기어 제어부(20), 도어 개폐부(30), 실내 안테나(40), 실외 안테나(50), 위치 안내 제어부(100), 및 스마트 키(200)를 포함한다.
여기서, 위치 안내 제어부(100)는 전자 제어유닛(ECU; Electronic Control Unit, 110), 위치 판단부(120), 저장부(130), LF(Low Frequency) 송신부(140), RF(Radio Frequency) 수신부(150) 및 위치 안내부(160)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 키 위치 안내 시스템은 사용자가 소지하는 스마트 키(200)와 차량에 탑재된 위치 안내 제어부(100) 사이에 전파를 송수신하고 양자의 코드가 일치하는 경우 차량 도어의 개폐가 이루어진다.
또한, 운전자가 스마트 키(200)를 소지하고 도어에 접촉하는 것만으로 도어 개폐부(30)에 의해 도어의 개폐가 자동으로 이루어질 수 있다. 또한, 운전자가 스마트 키를 소지하고 시동 버튼(10)을 누르는 것만으로도 엔진 스위치를 조작할 수 있다.
차량의 도어를 개폐하거나 차량을 시동 대기 상태로 제어하기 위해서는 차량에 탑재된 차량 실내 안테나(40), 차량 실외 안테나(50)를 통해 스마트 키(200)를 검출해야한다. 그리고, 전자 제어유닛(110)은 해당 스마트 키(200)와 일치하는 ID 코드를 인증해야 한다.
또한, 전자 제어유닛(110)은 위치 안내 제어부(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 전자 제어유닛(110)은 스마트 키(200)의 위치 확인 요청 신호에 실을 안테나의 위치 정보를 포함하여 스마트 키(200) 위치 확인 요청 데이터를 생성한다.
그 외에도, 전자 제어유닛(110)은 스마트 키(200)와의 쌍방향 통신 처리, 스마트 키(200)로부터 수신되는 응답 신호에 포함되는 ID 코드의 조합처리, 도어의 락/언락 허가 신호 출력 또는 엔진 시동의 허가 신호를 출력하는 등의 동작을 제어한다.
도 2는 도 1의 차량 실내 안테나(40)와 차량 실외 안테나(50)를 도시한 도면이다.
도 2의 실시예에서 A, B, C는 차량의 실내 영역에 위치한 실내 안테나(40)를 나타내고, D, E, F는 차량의 외부 영역에 위치한 실외 안테나(50)를 나타낸다.
여기서, A 안테나는 실내 전방(Front) 영역에 배치되고, B 안테나는 실내 중간 영역에 배치되며, C 안테나는 실내 후방(Rear) 영역에 배치된다. 그리고, D 안테나는 차량의 실외 우측 영역에 배치되고, E 안테나는 차량의 실외 좌측 영역에 배치되며, F 안테나는 차량의 실외 후방 영역에 배치된다. 이러한 실내 안테나(40)와 실외 안테나(50)를 통해 소정 강도의 전파가 스마트 키(200)로 출력된다.
LF 송신부(140)는 LF 반송파 신호를 변조하고 LF 안테나를 통해 통신 요구 신호를 정기적으로 반복하여 송신한다. 이러한 LF 송신부(140)는 전자 제어유닛(110)으로부터 스마트 키(200) 위치 확인 요청 데이터를 수신한다.
그리고, LF 송신부(140)는 도어 핸들 안테나 D, E, 범퍼 안테나 F 순으로 LF 신호를 실내 안테나(40)를 통해 스마트 키(200)로 송출한다. 여기서, 실내 안테나(40)를 통해 스마트 키(200)로 송출되는 LF 신호는 해당 안테나의 위치 정보를 포함한다.
스마트 키(200)는 각 차량 마다의 고유 ID 코드를 기록하고 차량과 무선 통신을 수행한다. 즉, 스마트 키(200)는 차량으로부터 특정 거리 범위 내에 해당 차량의 스마트 키(200)가 존재하는지의 여부를 ID 코드에 따라 조합하고, 그 결과에 근거하여 도어의 락/언락 대기 상태 또는 엔진의 시동 준비 등을 수행한다.
이러한 스마트 키(200)는 사용자의 조작에 따라 차량의 도어를 락/언락시키기 위한 RF 신호를 위치 안내 제어부(100)로 송출한다. 그리고, 스마트 키(200)는 위치 확인 요구신호에 대응하여 적어도 하나 이상의 안테나 위치 정보와 전계강도를 포함하는 응답신호를 RF 수신부(150)로 송출한다.
RF(Radio Frequency) 수신부(150)는 스마트 키(200)의 위치 확인 요구신호에 응답하여 스마트 키(200)로부터 RF 신호를 수신한다.
위치 판단부(120)는 RF 수신부(150)로부터 인가되는 RF 신호에서 LF 안테나의 위치 정보 및 RF 신호의 전계 강도를 검출하여 스마트 키(200)의 위치를 추정한다.
즉, 위치 판단부(120)는 RF 신호의 세기를 이용하여 안테나로부터 스마트 키(200) 사이의 거리를 추정하여 현재 스마트 키(200)의 위치를 추정한다. 만약, 일정 시간 동안 스마트 키(200)로부터 RF 신호가 수신되지 않으면 위치 판단부(120)는 차량 주변에 스마트 키(200)가 없는 것으로 판단한다.
전자 제어유닛(110)은 위치 판단부(120)로부터 인가되는 스마트 키(200)의 위치 정보를 이용하여 해당 동작을 수행한다. 예를 들면, 엔진을 시동 대기 상태로 제어하거나 사용자의 조작에 대응하여 엔진을 시동하게 하거나 도어를 락/언락의 대기 상태로 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 실내 안테나(40) 3개(A, B, C 안테나)와, 실외 안테나(50) 3개(D, E, F 안테나)를 포함하여 총 6개의 안테나를 통해 스마트 키(200)의 현재 위치를 추정하는 것을 그 일 예로 한다.
본 발명의 실시예에서는 6개의 안테나를 구비하는 것을 실시예로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 경우에 따라서는 그 이하 및 그 이상의 안테나를 통해 스마트 키(200)의 위치를 추정할 수 있다.
도 3은 도 2의 위치 판단부(120)에서 위치 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예서는 기본적으로는 3개의 안테나 신호를 이용하여 3점 추정방식을 통해 스마트 키(200)의 위치를 추정할 수 있다. 더 나아가서는 차량에 장착된 총 6개의 안테나를 이용하여 스마트 키(200)의 위치를 추정함으로써 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
예를 들어, 차량의 실내에 장착된 A, B, C 안테나 중 가장 강한 세기로 수신된 실내 안테나(40) 한 개와 도어 핸들 안테나인 2개의 D, E 안테나를 이용하여 3점 추정 방식을 이용하여 위치 정보를 추정한다.
위치 판단부(120)는 RF 수신부(150)를 통해 수신한 RF 신호의 강도를 기초로 하여 스마트 키(200)와 안테나 사이의 거리 정보를 판단한다. 그리고, RF 신호의 강도에 대응하여 각각의 안테나로부터 스마트 키(200) 사이의 거리를 추정하고 해당 거리 만큼의 원을 그린다. 즉, 각각의 안테나를 중심으로 하여 전파가 동심원상으로 표시되고 전파의 출력 강도가 클수록 전파의 도달 거리가 길어진다.
도 3을 참조하면, D 안테나의 전파 강도가 제일 크고, 그 다음에 E 안테나의 전파 강도가 크며, 그 다음으로 B 안테나의 전파 강도가 큰 것을 알 수 있다. 그리고, 위치 판단부(120)는 3개의 원이 중첩되는 지점에 스마트 키(200)가 존재하는 것으로 판단한다.
또한, 위치 판단부(120)는 해당 스마트 키(200)의 ID 코드 정보, RF 수신부(150)로부터 인가되는 해당 안테나의 위치 정보, RF 신호의 전계 강도 및 스마트 키(200)의 현재 위치 정보 등을 저장부(130)에 저장한다.
도 3의 실시예에서는 3개의 안테나 B, D, E와의 거리 정보를 이용하여 스마트 키(200)의 위치를 추정하였지만, 나머지 3개의 안테나 A, C, F와의 거리 정보를 이용하여 동일한 추정 방식을 적용함으로써 위치 정보에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
도 4는 도 2의 위치 안내부(160)에서 표시되는 화면을 도시한 실시예이다.
위치 판단부(120)에서 추정된 스마트 키(200)의 위치 정보는 위치 안내부(160)를 통해 디스플레이된다. 위치 안내부(120)는 사용자의 차량 이탈 예상 시점에서 AVN(Audio/Video/Navigation) 시스템의 화면을 통해 스마트 키(200)의 현재 위치를 디스플레이하여 운전자에게 편의성을 제공한다.
예를 들어, 스마트 키(200)의 위치 정보는 사용자가 쉽게 인지할 수 있는 색으로 표현되며, 0.5 초 주기로 점멸하여 3초간 표시될 수 있도록 한다. 또한, 차량의 종류에 따라 표시되는 차량의 형태를 변경시킴으로써 사용자가 쉽게 스마트 키(200)의 위치를 인지할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 키 위치 안내 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 전자 제어유닛(110)은 기어 제어부(20)로부터 인가되는 기어 상태 정보를 기초로 하여 차량의 기어가 P 단(주차)으로 이동하였는지의 여부를 판단한다.(단계 S1)
즉, 전자 제어유닛(100)은 차량의 기어가 R 단(후진), D 단(주행), N 단(중립)인 상태에서 P 단으로 이동한 경우 운전자가 차량을 이탈할 가능성이 있는 것으로 판단한다. 이에 따라, 차량의 기어가 P 단으로 천이하는 경우 위치 판단부(120)는 실내 안테나(40), 실외 안테나(50)를 구동하여 스마트 키(200)의 현재 위치를 판단한다.(단계 S2)
운전자의 기호에 따라서 차량의 정차 상태에서 기어를 P 단으로 이동하거나 N 단으로 이동하는 경우가 있을 수 있다. 이에 따라, 차량의 정차 상태에서 기어가 P 단인 경우 운전자가 차량을 이탈할 것을 대비하는 예상 단계이므로 위치 안내까지 수행하지 않고 스마트 키(200)의 위치를 판단하는 과정만 수행하게 된다. 이러한 기능은 차량의 클러스터 내의 디스플레이부에 현시되는 USM(USER SETTING MODE)을 이용하여 선택적으로 기능 활성화 설정이 가능하도록 한다.
이후에, 전자 제어유닛(110)은 차량의 기어 상태가 P 단이고, 엔진 상태가 정지 상태인지의 여부를 판단한다.(단계 S3) 전자 제어유닛(110)은 시동 버튼(10)으로부터 인가되는 시동 정보에 따라 차량이 엔진 상태를 판단하게 된다.
만약, 차량의 기어 상태가 P 단이고, 엔진이 주행(Running) 상태에서 정지(Stop) 상태로 천이한 경우 운전자가 차량을 이탈할 것으로 판단하여 스마트 키(200)의 현재 상태를 차량 내의 위치 안내부(160)를 통해 디스플레이한다.(단계 S4)
반면에, 차량의 기어 상태가 P 단에서 R 단(후진), D 단(주행) 또는 N 단(중립) 상태로 천이하면서 엔진이 주행 상태인 경우 운전자가 차량을 이탈할 것으로 판단하지 않는다. 이에 따라, 차량의 기어가 P 단으로 이동하는 시간까지 안내 시스템은 대기한다.

Claims (10)

  1. 차량에 배치되어 스마트 키와 통신을 수행하는 안테나; 및
    상기 안테나를 통해 상기 스마트 키로 LF 신호를 송출하고 상기 스마트 키로부터 응답되는 RF 신호의 강도에 따라 상기 안테나와 상기 스마트 키 간의 거리를 추정하고, 상기 차량의 기어 및 엔진 상태에 대응하여 추정된 상기 스마트 키의 위치 정보를 상기 차량 내에 표시하는 위치 안내 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 안테나는
    상기 차량의 실내에 배치된 실내 안테나; 및
    상기 차량의 실외에 배치된 실외 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 실내 안테나 및 상기 실외 안테나는 순차적으로 상기 LF 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 위치 안내 제어부는
    상기 RF 신호의 수신 강도에 따라 상기 안테나와 상기 스마트 키 간의 거리를 추정하여 상기 스마트 키의 위치를 판별하는 위치 판단부;
    상기 안테나로 LF 신호를 송출하는 LF 송신부;
    상기 안테나로부터 인가되는 상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신부; 및
    상기 스마트 키의 위치 정보를 표시하는 위치 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 위치 안내 제어부의 동작을 제어하는 전자 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 전자 제어유닛의 제어 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 위치 판단부는
    적어도 3개 이상의 안테나 신호를 이용하여 상기 스마트 키의 위치를 판별하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 위치 판단부는
    상기 안테나 중 실내 안테나 한 개와 두 개의 도어 핸들 안테나를 이용하여 위치 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 위치 판단부는
    각각의 안테나로부터 상기 스마트 키 사이의 거리를 추정하여 해당 거리 만큼의 원을 그리고, 각각의 원이 중첩되는 지점에 상기 스마트 키가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
  10. 제 4항에 있어서, 상기 위치 판단부는
    상기 차량의 기어가 P 단(주차)으로 이동하는 경우 상기 안테나를 구동하여 상기 스마트 키의 위치를 판단하고, 상기 차량의 엔진 상태가 정지 상태로 천이하는 경우 상기 스마트 키의 위치를 상기 차량에 표시하는 것을 특징으로 하는 스마트 키 위치 안내 시스템.
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