KR20190000557A - 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치 - Google Patents

스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치에 관한 것으로, 금속 패널을 구비한 RFID 리더기와 금속커버에 있어서, 금속 패널과 RFID 리더기의 안테나 코일 사이에 소정의 거리를 유지하여 상기 RFID 리더기와 TAG 또는 칩 안테나코일 사이에 자속흐름을 방해하는 금속 표면의 와전류가 발생하지 않도록 상기 칩 안테나코일과 상기 금속 패널과의 사이에 자속 누설로를 개방시킴으로써, 스마트 키에 내장 되어 있는 단파대(High Frequency) RFID 통신 칩이 배터리의 방전으로 인해 구동이 안될 때 스마트 키에 내장되어진 금속키(VALET KEY)를 꺼내어 수동으로 차량 문을 열고 스마트 키를 차량 시동 버튼에 접촉하여 누르게 되면 차량 키 박스 안에 내장되어진 장파대(Low Frequency) RFID 무선통신기기(리더기)에서 자속을 발생시켜 스마트키 안에 내장되어진 장파대역(125kHz, 134kHz) 칩의 정보를 읽어 보안인증을 함으로써 엔진 가동이 가능하도록 할 수 있다.

Description

스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치{RFID TAG STARTING SWITCH HAVING STEEL COVER FOR AUTOMOBILE}
본 발명은 차량용 시동스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차량 스마트키의 전원이 방전되었을 때와 같은 비상시에 엔진 시동을 위한 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치에 관한 것이다.
RFID(Radio Frequency Identification)는 생산에서 판매에 이르는 전 과정의 정보를 초소형칩(IC칩)에 내장시켜 이를 무선주파수로 추적할 수 있도록 한 기술로서, '전자태그', '스마트 태그', '전자 라벨', 또는 '무선식별' 등으로 불린다.
최근의 RFID 기술은 대중 교통 요금징수 시스템으로도 사용되며 앞으로 그 활용 범위가 유통 분야뿐만 아니라 동물 추적장치, 자동차 안전장치, 개인 출입 및 접근 허가장치, 전자요금 징수 장치, 생산관리 등 여러 분야로 확대되고 있다.
일반적으로 RFID 카드 안에는 사람을 포함한 모든 사물에 붙일 수 있는 태그(Tag)에 고유한 정보를 입력하고, 리더(Reader)를 통하여 상기 정보를 읽는다.
상기 RFID 카드에 의한 정보 독출은 비접촉 방식으로서, 일반적으로 제작되는 RFID 카드는 태그에 내장되어 있거나 외장되어 있는 캐패시터의 캐패시턴스와 코일의 인덕턴스의 공진 주파수를 캐리어 주파수(carrier frequency)로 설정하여 리더가 태그안의 정보를 독출할 수 있도록 한다.
그러나, 상기 RFID 카드는 금속성 물질로 인한 자기선속 차단 및 전자기장 반사로 인한 상기 RFID 카드의 태그 유도전압 감쇄로 공진 주파수는 변경되어 리더가 태그안의 정보를 독출하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 설계자는 RFID 카드설계시 상기 자기선속 차단 및 전자기장 반사로 인한 태그의 유도전압 감쇄를 고려하여 상기 공진 주파수를 변경시킬 수 있지만, 실생활에서 자기선속 차단, 전자기장 반사 또는 다른 전자파의 영향은 시시각각 변동될 수 있으므로 리더의 정확한 정보 독출을 보장하기 어려울 수 있다.
예컨대, 대중 교통이용자가 교통카드를 담배갑과 접촉시킨 상태에서 사용시 답배갑의 은박지는 금속성 물질로서 자기선속차단 및 전자기장 반사로 인한 태그 유도전압을 감쇄시켜 리더가 상기 교통카드를 인식하지 못하는 경우가 발생 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 RFID 통신은 금속으로 커버링이 되어 있을 경우 금속표면에서 발생하는 와상전류(Eddy Current)가 교반자속을 지우는 방향의 방해자속을 발생시킴으로 인해 정보해독이 불가능해지거나 해독범위가 축소되어 통신장애를 유발, 원활한 사용이 어렵는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속커버 시동 스위치 모듈을 구비한 차량의 엔진 시동 버튼의 구동에 있어서 스마트 키에 내장 되어 있는 단파대(High Frequency) RFID 통신 칩이 배터리의 방전으로 인해 구동이 안될 때 스마트 키에 내장되어진 금속키(VALET KEY)를 꺼내어 수동으로 차량 문을 열고 스마트 키를 차량 시동 버튼에 접촉하여 누르게 되면 차량 키 박스 안에 내장되어진 장파대(Low Frequency) RFID 무선통신기기(리더기)에서 자속을 발생시켜 스마트키 안에 내장되어진 장파대역(125kHz, 134kHz) 칩의 정보를 읽어 보안인증을 함으로써 엔진 가동이 가능하도록 할 수 있는 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치는, 금속 패널을 구비한 RFID 리더기와 금속커버에 있어서, 금속 패널과 RFID 리더기의 안테나 코일 사이에 소정의 거리를 유지하여 상기 RFID 리더기와 TAG 또는 칩 안테나코일 사이에 자속흐름을 방해하는 금속 표면의 와전류가 발생하지 않도록 상기 칩 안테나코일과 상기 금속 패널과의 사이에 자속 누설로를 개방시킨 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치는, RFID 안테나 코일과 칩의 안테나 코일이 금속면에 접근하면 자계의 변화로 인해 교번자속이 금속과 교차하여 금속표면에 와전류가 발생하여 교반자속을 감소시킴에 따라 통신이 불가능 하게 되지만, 금속 패널과 소정의 거리를 유지시키고 전자파의 전계와 자계가 90도로 흐를 수 있는 자속 누설로를 확보하면 통신이 가능해지므로 자속 누설로가 확보되어 지지 않을 시 비결정성합금 시트(AMORPHOUS ALLOY SHEET)를 사용하여 아모르파스 합금 시트을 태그와 금속 사이에 삽입함으로써 금속에서 발생하는 와상전류의 전파방해 영향이 차단되어 전파의 지향성이 늘어나고 자속흐름이 원활해짐에 따라 통신거리 확보와 자속 누설로를 확보 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치는, 금속커버 시동 스위치 모듈을 구비한 차량의 엔진 시동 버튼의 구동에 있어서 스마트 키에 내장 되어 있는 단파대(High Frequency) RFID 통신 칩이 배터리의 방전으로 인해 구동이 안될 때 스마트 키에 내장되어진 금속키(VALET KEY)를 꺼내어 수동으로 차량 문을 열고 스마트 키를 차량 시동 버튼에 접촉하여 누르게 되면 차량 키 박스 안에 내장되어진 장파대(Low Frequency) RFID 무선통신기기(리더기)에서 자속을 발생시켜 스마트키 안에 내장되어진 장파대역(125kHz, 134kHz) 칩의 정보를 읽어 보안인증을 함으로써 엔진 가동이 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도이다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치는, 자동차 엔진의 시동 버튼(engine start/stop button)을 금속 커버(metal cover)로 커버링 한 RFID 리더기 모듈을 사용하는 차량에 있어, 차량 스마트 키의 전원이 방전되었을 때와 같은 비상시에 엔진 시동을 위한 스위치 커버링에 관한 기술이다.
일반적으로 자동차는 무선 통신에 기반한 스마트 키와 스마트 키에 내장된 비상용 금속키(VALET KEY)를 가지고 있으며, 스마트 키 내부에는 근거리 전파송수신을 위한 장파(125kHz, 134kHz)대 영역과 장거리 전파송수신을 위한 단파(433MHz)대 영역 두 가지의 RFID 칩을 모두 가진 통신방식을 혼용하여 사용하고 있다.
단파대(HIGH FREQUENCY RADIO)는 원거리에서 자동차의 문의 개폐와 트렁크 시동 등을 작동 할 수 있는 무선 통신을 말하며, 장파대(LOW FREQUENCY RADIO)는 차내의 비상용 목적으로 주로 사용한다.
그리고, 일반적으로 자동차 스마트 키에는 자동차와 통신을 하기위해 배터리 부분을 장착하고 있으나, 배터리의 방전 또는 기기 자체의 문제로 인하여 통신을 할 수 없게 되면, 금속키(VALET KEY)를 꺼내어 차량 문을 개방한 후 비상키를 시동 콘솔 박스에 집어넣은 채 시동을 걸 수 있게 되어 있다.
여기서, 금속 비상용 키는 엔진 시동 버튼과 무관하게 키를 삽입할 별도의 시동용 콘솔 박스가 필요로 하여 자동차의 시동 계통도에서도 복잡하게 설계되고 장착되어진다. 일반적으로 스마트 키는 장파대, 단파대를 같이 사용하며 단파대역은 능동형(ACTIVE TYPE)으로 사용하고, 장파대역은 수동형(PASSIVE TYPE)으로 사용한다.
장파대 영역인(PASSIVE TYPE / 125kHz 134kHz) 칩은 배터리를 사용하지 않고도 자동차 내 시동 버튼 안에 있는 RFID 리더기와 암호화 된 통신을 통해서 시동 버튼을 작동할 수 있다.
보통 자동차에 장착되어진 시동 버튼은 접촉 표면부의 재질이 합성수지(플라스틱)으로 성형되어 장착되어 있다. 여기에 차량의 프리미엄 이미지, 감성터치 등 디자인과 재질상의 고급스러운 느낌을 주기위해 플라스틱위에 도금을 하여 금속 느낌이 나게 사용하는데, 일정 기간 잦은 빈도로 사용을 하게 되면 시간이 감에 따라 변색되거나 도금된 표면에 마모 등이 발생하여 지워짐으로써 프리미엄차량이 가진 고급스러운 이미지를 줄 수 없게 된다.
반면 금속재질의 시동 스위치 커버가 되어 있을 경우에는 변색되지 않기 때문에 지속적으로 프리미엄 차량이 가진 고급스러운 이미지를 줄 수는 있으나, RFID 통신기기(리더기)에서 전파방해로 인해 통신이 불가하다는 문제가 있으나, 본 발명은 스마트키와 엔진 시동 버튼에 금속 커버링을 사용하더라도 차량의 시동이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치는 금속 패널 또는 커버를 구비한(장착한) RFID 리더기와 금속커버에 있어서 (비)금속 패널과 RFID 리더기의 안테나 코일 사이에 소정의 거리를 유지하여 RFID 리더기와 TAG 또는 칩 안테나코일 사이에 자속흐름을 방해하는 금속 표면의 와전류가 발생하지 않도록 안테나 코일과 금속과의 사이에 자속 누설로를 개방시킬 수 있도록 한다.
금속 또는 비철 금속으로 되어진 차량 스타트 버튼를 구비한 스타트 버튼 모듈의RFID 리더기에 있어서 금속버튼과 RFID 리더기의 원형 안테나 코일 의 사이에 소정의 거리를 유지하여 RFID 리더기와 칩 안테나 코일사이에 자속흐름 방해하는 금속 표면의 와전류가 발생하지 않도록 금속과의 사이에 자속 누설로를 개방하며 원형 안테나 코일의 위치는 금속버튼 주위에 위치하도록 한다.
RFID 리더기 안테나에 전류가 형성되면 전류가 흐르는 방향으로부터 교류변화하는 전계와 자계가 90도 각도의 위상으로 전파가 형성되며 금속과 금속 또는 금속과 코일 사이 틈의 자속 누설로로 흘러 나온 전파를 통해 통신하도록 한다.
금속 커버, 패널 등의 계통은 오스테나이트계(Austenite, 탄소원소를 녹여 굳힌 감마철) 금속인 SUS, 티타늄, 백동과 기타 스테인레스, 알루미늄, 니켈 등 비자성 금속 및 비철금속을 사용 할 수 있으며, SUS일 경우 금속두께가 최대 1mm를 넘지 않도록 한다.
RFID 리더기와 RFID 칩사이에 금속의 영향으로 인해 자속 누설로가 충분히 확보되어지지 않거나 금속표면의 와전류의 영향을 받을 시 비결정성 합금 (AMORPHOUS ALLOY SHEET)을 사용하여 와전류가 발생되는 금속과 코일사이에 부착함으로써 자속 누설로를 확보할 수 있다.
그리고, RFID 통신에 있어서 저주파(LF) 장파대 125kHz에서 134kHz 영역에서 사용 할 수 있다.
안테나 코일과 금속 패널사이에 형성되는 자속 누설로의 정확한 공간을 확보하기 위해 스타트 버튼 사이에 원형 캡을 삽입하여 사용할 수 있으며, 캡의 표면에 아모르파스 시트를 삽입하여 자속흐름의 거리를 증가시킬 수 있다.
스타트 버튼 내부에 위치한 안테나 코일의 위치는 스틸 커버에서 전후방 2cm이상을 벗어나지 않게 위치시킨다.
스마트 키 안에는 안테나 코일이 감겨 장착된 칩 (RFID TAG는 장파대(LF)인 125kHz 또는 134kHz대역 칩)을 삽입하여 이를 차량에 장치된 시동(엔진 ON/OFF) 스위치 박스 리더기와 통신하게 한다.
금속으로 커버된 차량 시동 버튼의 직경보다 리더기 내부에 장착된 안테나 코일의 내부 직경이 같거나 상대적으로 조금 더 커야한다.
차량 내부의 시동 스위치 안에 설치된 칩의 안테나 코일의 위치는 시동 스위치의 중심부 보다 약간 사이드(측면)에 위치하는 것이 원활한 통신에 더 유리하다.
차량의 스마트 키 내부에 장착된 RFID 칩의 안테나 코일은 장파와 단파대의 RFID를 혼용하여 사용할 수 있으며, 시동 스위치 박스 모듈의 RFID 칩 안테나 코일 또한 장파와 단파대 칩을 혼용할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (1)

  1. 금속 패널을 구비한 RFID 리더기와 금속커버에 있어서,
    금속 패널과 RFID 리더기의 안테나 코일 사이에 소정의 거리를 유지하여 상기 RFID 리더기와 TAG 또는 칩 안테나코일 사이에 자속흐름을 방해하는 금속 표면의 와전류가 발생하지 않도록 상기 칩 안테나코일과 상기 금속 패널과의 사이에 자속 누설로를 개방시킨 것을 특징으로 하는 스틸 커버를 장착한 알에프아이디 차량용 시동스위치.
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