KR20150009816A - 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 및 그 방법 - Google Patents

무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 및 그 방법으로, 무선 충전 운용 주파수와 스마트키 시스템의 LF 주파수 사이에 겹치는 구간이 존재해도 주파수 간 중첩 문제가 발생하지 않는 것을 목적으로, 평시에는 무선 충전 전원을 공급하는 것을 디폴트 상태로, 무선 충전 전원을 차단 또는 공급하고 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드 상태에 따라 무선 충전 전원 차단 여부를 판단하여 스위칭부를 제어하며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동상태인 경우 무선 충전 전원을 차단하는 것을 그 요지로 한다.

Description

무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 및 그 방법 {Smartkey operating system equipped with wireless charging, and the method thereof}
본 발명은 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 스마트키 시스템에 무선 충전 기능을 내장하여 주파수 중첩이 발생하지 않는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 및 그 방법에 관한 것이다.
무선전력전송 기술이란 전선을 사용하지 않고 전력을 보낼 수 있는 기술을 의미한다. 전선 없이 전력을 보내는 것이 마치 마술과 같지만, 우리는 이미 무선 통신 기술을 이용하고 있다. 이러한 무선전력전송 기술이 실현된다면 그 파급효과가 매우 크기 때문에 관심이 집중되고 있다. 만약에 수십 W 이상의 전력을 무선으로 공급할 수 있다면 IT기술의 패러다임이 획기적으로 변화할 것으로 예상된다.
특히, 무선통신 기술의 핵심인 휴대용 IT기기의 경우는 이동통신, 무선 LAN 등의 망을 통해 통신이 무선으로 자유롭게 이루어지고 있으나, 기기의 전원공급은 충전된 배터리를 이용하고 있으므로 전원장치의 무선화에 대한 관심이 매우 높을 수 밖에 없다. 지금까지 다양한 무선전력전송 기술이 개발되었지만 일부 비접촉식 유도결합(Induction coupling) 방식을 제외하고는 아직까지 상용화되지 못하고 있다.
예를 들어, 과거 수십 W 이상의 대전력을 전송하기 위해 5.8 GHz 등 마이크로파(microwave)를 사용하려는 연구가 일부 이루어져 왔으나 인체에 미치는 영향 및 고효율 안테나 사용에 따른 직진성 등으로 인해 활발하게 상용화되지는 못하고 있다. 하지만 2007년 MIT 물리학과의 마린 솔라치치(Marin Soljacic) 교수팀이 제안한 비방사(non-radiated) 방식의 대전력 무선전송 기술은 10 MHz의 반송파를 이용하여 2m 거리에서 60 W의 대전력 전송을 시연하였다고 발표함으로써 향후 미래 유망기술로 주목받고 있다.
종래의 스마트키 시스템은 스마트키 ECU(1)가 안테나 구동 IC(2)를 통하여 LF 안테나(3)를 구동하고, 이 신호를 수신한 Fob(4)는 요청 신호를 확인하여 RF 수신기(5)에 ID를 회신하면 스마트키 ECU(1)는 차량의 키(Fob) ID를 판단하여 시동을 허락하도록 한다.
그리고, Fob(4)의 배터리가 방전되면 Base station IC(6)를 구동하여 Transponder 통신용 LF 안테나(7)를 구동하고 차량의 키(Fob)와 TP 통신을 실시하여 ID를 판단하여 시동을 허락하도록 한다.
종래 기술은 스마트키 시스템에서 시동을 위하여 LF 안테나를 구동하여 Fob를 탐색하고 ID가 확인되면 시동을 허락하도록 하고 있는데, 이때, LF에서 사용하는 주파수는 125 KHz이다.
그런데, 최근에는 무선 충전 시스템이 차량에 많이 장착되고 있는데, 무선 충전기에서 충전을 위하여 사용하는 주파수가 LF 통신을 통하여 Fob를 탐색하는 주파수와 같은 대역에 존재함으로 인하여 주파수 중첩 현상이 발생하여 오동작이 생기는 문제점이 있었다.
본 발명은 스마트키 시스템에 무선 충전 기능을 내장하고 구동을 중재하게 하여 무선 충전 운용 주파수와 스마트키 시스템의 LF 주파수 사이에 겹치는 구간이 존재해도, 주파수 간 중첩 문제가 발생하지 않는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일면에 따른, 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템은 상기 무선 충전 전원을 차단 또는 공급하는 스위칭부; 및 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드 상태에 따라 상기 무선 충전 전원 차단 여부를 판단하여 상기 스위칭부를 제어하며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동상태인 경우 상기 무선 충전 전원을 차단하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따른, 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법은 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드를 확인하면, 상기 무선 충전 전원을 차단하는 단계; 상기 슬립 모드 상태 또는 상기 LF 구동이 끝나면, 상기 무선 충전 전원을 공급하는 단계; 및 포브 배터리 방전시 비상 시동 버튼이 ON 상태 또는 포브 진단 학습 요청을 획득하면, 데이터 통신 용도로 상기 스위치를 절체하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 평시에는 무선 충전 전원을 공급하는 것을 디폴트 상태로, 무선 충전 전원을 차단 또는 공급하고 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드 상태에 따라 무선 충전 전원 차단 여부를 판단하여 스위칭부를 제어하며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동상태인 경우 무선 충전 전원을 차단한다.
따라서, 무선 충전기가 사용하는 주파수와 스마트키에서 사용하는 LF 주파수가 중첩되는 현상이 발생하지 않으므로, 무선 충전 중에는 포브를 탐색할 수 없는 종래의 문제점을 해결하여 사용자에게 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 스마트키가 슬립 모드에 진입한 경우 무선 충전 전원을 차단하여 암전류가 생기는 것을 방지할 수 있다.
이어, 하나의 코일에 데이터 통신 용도와 무선 충전 용도를 겸용할 수 있게 하여, 종전에는 두 개의 코일이 운영되는 점과 비교할 때, 코일 한 개와 이와 연결된 와이어를 삭제할 수 있어, 사용자에게 경량화, 부품 수 감소로 인한 원가 절감의 이익을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 발명인 종래 스마트키 시스템에서 LF 안테나 동작을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 중첩을 방지하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전과 무선 응답 용도를 겸용하는 코일을 구비하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전과 무선 응답 용도를 겸용하는 코일을 구비하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법의 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 중첩을 방지하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템은 스위칭부(110), 제어부(120), 디스플레이부(130)를 포함한다.
무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템은 평시에는 무선 충전 전원을 공급하는 상태에 있다.
스위칭부(110)는 하이 사이드 스위치(112)를 더 포함하고, 스위칭부(110)는 하이 사이드 스위치(112)를 통하여 무선 충전 전원을 공급 또는 차단한다.
제어부(120)는 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드 상태에 따라 무선 충전 전원 차단 여부를 판단하여 스위칭부(110)를 제어하며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 상태인 경우 무선 충전 전원을 차단한다. 따라서, 슬립 모드에 진입한 경우 무선 충전 전원을 차단하여 암전류가 생기는 것을 방지할 수 있다. 만약, 제어부(120)가 무선 충전 전원을 차단하지 않으면, 무선 충전 전원 공급을 하기 위해 전원을 소모하게 되므로 암전류가 생기게 되며, 차량 방전의 원인이 된다.
제어부(120)는 슬립 모드가 아니고 LF 구동 모드가 아닌 경우 무선 충전 전원을 공급하도록 제어한다. 즉, 디폴트 상태는 무선 충전 전원을 공급하는 것이므로, 제어부(120)는 슬립 모드가 아니고 LF 구동 모드가 아닌 경우에는 무선 충전 전원을 공급하도록 제어한다.
따라서, 제어부(120)는 LF 구동 상태인 경우 무선 충전 전원을 차단하여, LF 구동 주파수와 무선 충전 전원 주파수가 중첩되는 현상을 사전에 방지할 수 있다.
디스플레이부(130)는 슬립 모드 또는 LF 구동 모드이면, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 상태를 표시한다.
즉, 본 발명은 무선 충전기와 스마트키를 일체형으로 구현하여 포브를 탐지하여야 하는 상황인 경우(LF 구동 모드), 제어부(120)가 스위칭을 통해 무선 충전을 일정 시간 중지하도록 주파수가 중첩되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전과 무선 응답 용도를 겸용하는 코일을 구비하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템의 구성도이다 .
도 3에 도시한 바와 같이, 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템은 코일(210), 스위칭부(220) 및 제어부(230)를 포함한다.
코일(210)은 무선 충전 및 데이터 통신용의 두 가지 용도를 포함한다.
스위칭부(220)는 하이 사이드 위치(222)와 아날로그 스위치(224)를 포함한다. 구체적으로, 하이 사이드 스위치(222)는 무선 충전 전원을 차단 또는 공급하고 아날로그 스위치(224)는 코일을 무선 충전 또는 데이터 통신 용도에 따라 절체시킨다.
제어부(230)는 무선 충전 전원 차단 여부와 코일(210)의 용도를 판단하여 스위칭부(220)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(230)는 슬립 모드 또는 LF 구동 모드를 확인하면, 하이 사이드 스위치(222)를 통하여 무선 충전 전원을 차단한다.
또한, 제어부(230)는 포브 배터리 방전시 비상 시동 버튼이 ON 상태 또는 포브 진단 학습 요청을 획득하면, 무선 응답 용도로 아날로그 스위치(224)를 절체하도록 제어한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전과 무선 응답 용도를 겸용하는 코일을 구비하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법의 순서도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 먼저, 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드를 확인한다(S310)
다음으로, 슬립 모드 또는 LF 구동 모드이면 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 상태를 표시한다(S320). 구체적으로 디스플레이부(130)를 통하여 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 상태를 표시한다. 따라서 사용자는 현재 모드가 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 모드 상태임을 인지하고, 무선 충전 전원이 차단되는 상태임을 알 수 있다.
이어, 슬립모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드이면, 무선 충전 전원을 차단한다(S330). 구체적으로, 하이 사이드 스위치(222)를 통하여, 무선 충전 전원을 차단한다. 따라서, 슬립 모드에 진입한 경우 무선 충전 전원을 차단하여 암전류가 생기는 것을 방지할 수 있다.
계속하여, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동이 끝난 지 확인한다(S340).
끝난 지 확인하면, 무선 충전 전원을 공급한다(S350). 구체적으로, 하이 사이드 스위치(112)를 통하여, 무선 충전 전원을 공급한다. 즉, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 상태일 때만, 무선 충전 전원이 차단되며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동 상태가 끝나면, 원래 상태인 무선 충전 전원을 공급하는 상태가 되어야 한다.
또한, 비상 시동 버튼이 OFF 상태이고 포브 진단 학습 요청을 획득하지 못하면, 무선 충전 용도로 스위치를 절체한다(S365). 구체적으로, 아날로그 스위치(224)를 통하여 스위치를 절체한다.
끝으로, 포브 배터리 방전시 비상 시동 버튼이 ON 상태 또는 포브 진단 학습 요청을 획득하면, 데이터 통신 용도로 스위치를 절체한다(S370). 구체적으로 아날로그 스위치(224)를 통하여 스위치를 절체한다.
본 발명에 따르면, 데이터 통신 용도는 두 가지 상황에서 발생한다. 첫째는 포브 배터리 방전시 비상 시동 버튼을 ON시켜 LF 안테나로 포브 탐색을 하였을 경우이고, 둘째는 포브 진단 학습 요청을 획득한 경우이다. 위의 두 경우에만 일정 시간 동안 (예컨대, 1초) 제어부(230)는 아날로그 스위치(224)를 절체하여 코일을 데이터 통신용도로 사용하고, 그 외의 경우는 무선 충전 용도로 사용하여, 하나의 코일로 두 가지 용도가 사용가능하다. 즉 무선 충전 용도가 디폴트 상태이고, 데이터 통신 용도는 특수한 경우에만 발생하는 상태인 것이다.
본 발명에 따르면, 평시에는 무선 충전 전원을 공급하는 것을 디폴트 상태로, 무선 충전 전원을 차단 또는 공급하고 슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드 상태에 따라 무선 충전 전원 차단 여부를 판단하여 스위칭부를 제어하며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동상태인 경우 무선 충전 전원을 차단한다.
따라서, 무선 충전기가 사용하는 주파수와 스마트키에서 사용하는 LF 주파수가 중첩되는 현상이 발생하지 않으므로, 무선 충전 중에는 포브를 탐색할 수 없는 종래의 문제점을 해결하여 사용자에게 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 스마트키가 슬립 모드에 진입한 경우 무선 충전 전원을 차단하여 암전류가 생기는 것을 방지할 수 있다.
이어, 하나의 코일에 데이터 통신 용도와 무선 충전 용도를 겸용할 수 있게 하여, 종전에는 두 개의 코일이 운영되는 점과 비교할 때, 코일 한 개와 이와 연결된 와이어를 삭제할 수 있어, 사용자에게 경량화, 부품 수 감소로 인한 원가 절감의 이익을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 스위칭부 112 : 하이 사이드 스위치
120 : 제어부 130 : 디스플레이부
210 : 코일 220 : 스위칭부
222 : 하이 사이드 스위치 224 : 아날로그 스위치
230 : 제어부

Claims (11)

  1. 평시에는 무선 충전 전원을 공급하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템에 있어서,
    상기 무선 충전 전원을 차단 또는 공급하는 스위칭부; 및
    슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드 상태에 따라 상기 무선 충전 전원 차단 여부를 판단하여 상기 스위칭부를 제어하며, 슬립 모드 상태 또는 LF 구동상태인 경우 상기 무선 충전 전원을 차단하는 제어부
    를 포함하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 하이 사이드 스위치를 더 포함하고,
    상기 스위칭부는 상기 하이 사이드 스위치를 통하여 무선 충전 전원을 차단하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 슬립 모드가 아니고 상기 LF 구동 모드가 아닌 경우 무선 충전 전원을 공급하도록 제어하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 디스플레이부를 더 포함하고
    상기 디스플레이부는 상기 슬립 모드 또는 상기 LF 구동 모드이면, 상기 슬립 모드 상태 또는 상기 LF 구동 상태를 표시하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  5. 무선 충전 및 데이터 통신용 코일;
    무선 충전 전원을 차단 또는 공급하는 하이 사이드 스위치와 상기 코일을 용도에 따라 절체시키는 아날로그 스위치를 포함하는 스위칭부; 및
    상기 무선 충전 전원 차단 여부와 상기 코일의 용도를 판단하여 상기 스위칭부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는
    슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드를 확인하면, 상기 하이 사이드 스위치를 통하여 상기 무선 충전 전원을 차단하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는
    포브 배터리 방전시 비상 시동 버튼이 ON 상태 또는 포브 진단 학습 요청을 획득하면, 상기 무선 응답 용도로 상기 아날로그 스위치를 절체하도록 제어하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 시스템.
  8. 평시에는 무선 충전 전원을 공급하고 무선 충전 용도로 스위치가 절체되어 있는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법에 있어서,
    슬립 모드 또는 무선 충전 중 LF 구동 모드를 확인하면, 상기 무선 충전 전원을 차단하는 단계;
    상기 슬립 모드 상태 또는 상기 LF 구동이 끝나면, 상기 무선 충전 전원을 공급하는 단계; 및
    포브 배터리 방전시 비상 시동 버튼이 ON 상태 또는 포브 진단 학습 요청을 획득하면, 데이터 통신 용도로 상기 스위치를 절체하는 단계
    를 포함하는 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 슬립 모드 또는 상기 LF 구동 모드이면 상기 슬립 모드 상태 또는 상기 LF 구동 상태를 표시하는 단계를 더 포함하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 비상 시동 버튼이 OFF 상태이고 상기 포브 진단 학습 요청을 획득하지 못하면, 상기 무선 충전 용도로 상기 스위치를 절체하는 단계를 더 포함하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 스위치를 절체하는 단계는
    아날로그 스위치를 통하여 스위치를 절체하는 것
    인 무선 충전 기능 내장 스마트키 운영 방법.
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