KR20230174545A - 스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법 - Google Patents

스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트키의 간섭 물체 감지 장치에 관한 것으로, 안테나와 프로세서의 임피던스를 조정하는 안테나 매칭 모듈; 안테나를 통해 RF 신호 방사 시 동작 전류를 검출하는 전류 검출 모듈; 및 스마트키의 버튼 입력에 따른 RF 송신 시, 상기 전류 검출 모듈에 의해 검출된 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하고, 상기 동작 전류의 비교 결과를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하여 대응 동작을 수행하는 프로세서;를 포함한다.

Description

스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법{APPARATUS FOR DETECTING OBJECT INTERFERING WITH SMART KEY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트키의 RF(Radio Frequency) 송신 시 동작 전류를 모니터링 하여 목표(기준) 동작 전류와의 차이를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있음을 판단하여 알람을 출력할 수 있도록 하는, 스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스마트키는 RKE(Remote Keyless Entry)/PASE(Passive Access/Start Entry) 시스템에 사용되며, LF(Low Frequency, 보통 125khz를 사용)를 수신하고, RF(Radio Frequency, 보통 433Mhz사용)를 송신하여 차량과 통신한다.
상기 스마트키 내에 RF 통신에 사용되는 안테나의 하드웨어 매칭(antenna matching)은 단품 상태일 때(즉, 자유공간, Free space) 조건, 혹은 사용자의 손으로 스마트키를 움켜쥐었을 때의 조건으로 최적화한다.
따라서 스마트키에 메탈(금속) 성분의 물체가 근접하여 위치할 경우, 안테나의 임피던스(impedance, Z)가 영향을 받으며, 이로 인해 동작전류가 떨어지고 RF 출력이 현저히 떨어지며, 차량에서 RF 신호를 받을 수 없는 상황이 발생하는 문제점이 있다.
도 1은 스마트키 주변에 있는 물체의 종류에 따른 안테나 임피던스(Z), 동작전류(I), 및 RF 세기(Tx power) 변화의 상관성에 대해 보여 주는 테이블로서, 손의 경우 자유공간(Free space)과 비교 시, RF 임피던스나 전류의 변화가 RF 파워에 크게 영향을 주지 않는 반면, 메탈(금속)이 주변에 존재할 경우, RF 임피던스가 크게 틀어지고, 동작전류 및 RF 세기가 크게 감소하는 것을 알 수 있다.
상기와 같이 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 존재할 경우, RF 임피던스가 현저히 틀어지게 되며, 동작전류의 변화와 함께 RF 세기가 현저히 줄어들게 됨으로써, 차량에서 RF 신호를 받을 수 없는 상황이 발생하는 문제점이 있다.
따라서 RF 송신 시 동작 전류를 모니터링 하여, 목표(기준) 동작 전류와의 차이가 임계 범위(타겟 범위)를 벗어나는 경우(즉, 임계 범위보다 높거나 낮을 경우), 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체(즉, 스마트키 주변에 RF 통신을 방해하는 물체)가 있다고 판단하여 사용자에게 경고를 출력(예 : LED 점멸)함으로써, 사용자가 위치를 옮겨 스마트키를 사용할 수 있도록 하는 기술이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2021-0022467호(2021.03.03. 공개, 스마트키 시스템 및 상기 시스템을 이용한 RSA 탐지 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 스마트키의 RF(Radio Frequency) 송신 시 동작 전류를 모니터링 하여 목표(기준) 동작 전류와의 차이를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있음을 판단하여 알람을 출력할 수 있도록 하는, 스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 장치는, 안테나와 프로세서의 임피던스를 조정하는 안테나 매칭 모듈; 안테나를 통해 RF 신호 방사 시 동작 전류를 검출하는 전류 검출 모듈; 및 스마트키의 버튼 입력에 따른 RF 송신 시, 상기 전류 검출 모듈에 의해 검출된 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하고, 상기 동작 전류의 비교 결과를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하여 대응 동작을 수행하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하여 그 차이가 타겟 범위를 벗어나는지 체크하며, 상기 체크 결과 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나 타겟 범위보다 낮을 경우, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우, 알람 출력 모듈을 통해 지정된 방식의 알람을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 안테나 매칭 모듈은, 평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에 최적화된 제1 안테나 매칭 모듈; 및 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에 최적화된 제2 안테나 매칭 모듈;을 포함하고, 상기 프로세서는, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우, 스위칭을 통해 상기 제2 안테나 매칭 모듈을 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에서는 제1 RF 세기로 RF 신호를 송신하고, 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에서는 상기 제1 RF 세기보다 큰 제2 RF 세기로 RF 신호를 재송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 방법은, 스마트키의 버튼 입력에 RF 송신 시, 스마트키의 간섭 물체 감지 장치의 프로세서가 전류 검출 모듈에 의해 동작 전류를 측정하는 단계; 상기 프로세서가 상기 전류 검출 모듈에 의해 검출된 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하는 단계; 및 상기 동작 전류의 비교 결과를 바탕으로, 상기 프로세서가 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하여 대응 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하기 위하여, 상기 프로세서는, 상기 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하여 그 차이가 타겟 범위를 벗어나는지 체크하며, 상기 체크 결과 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나 타겟 범위보다 낮을 경우, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 대응 동작을 수행하는 단계에서, 상기 프로세서는, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우, 알람 출력 모듈을 통해 지정된 방식의 알람을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 대응 동작을 수행하는 단계에서, 상기 프로세서는, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우, 평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에 최적화된 제1 안테나 매칭 모듈; 및 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에 최적화된 제2 안테나 매칭 모듈;을 포함하는 안테나 매칭 모듈 중, 스위칭을 통해 상기 제2 안테나 매칭 모듈을 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 대응 동작을 수행하는 단계에서, 상기 프로세서는, 평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에서는 제1 RF 세기로 RF 신호를 송신하고, 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에서는 상기 제1 RF 세기보다 큰 제2 RF 세기로 RF 신호를 재송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 스마트키의 RF(Radio Frequency) 송신 시 동작 전류를 모니터링 하여 목표(기준) 동작 전류와의 차이를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있음을 판단하여 알람을 출력할 수 있도록 한다.
도 1은 스마트키 주변에 있는 물체의 종류에 따른 안테나 임피던스(Z), 동작전류(I), 및 RF 세기(Tx power) 변화의 상관성에 대해 보여 주는 테이블.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 장치 및 방법의 일 실시 예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 실시 예는 스마트키의 버튼(또는 RKE 버튼) 입력에 따른 RF 송신 시, 동작 전류를 모니터링 하여, 목표(기준) 동작 전류와의 차이가 임계 범위(타겟 범위)를 벗어나는 경우(즉, 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나 타겟 범위보다 낮을 경우), 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체(즉, 스마트키 주변에 RF 통신을 방해하는 물체)가 있다고 판단하여 사용자에게 경고(예 : 청각, 시각, 진동)를 출력(예 : LED 점멸)함으로써, 사용자가 위치를 옮겨 주변에 메탈 성분이 있는 위치에서 다른 위치로 이동하여 스마트키를 사용할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 장치는, 안테나 매칭 모듈(110), 전류 검출 모듈(120), 프로세서(130), 및 알람 출력 모듈(140)을 포함한다.
상기 안테나 매칭 모듈(110)은 안테나와 프로세서(예 : RF IC)(130)의 임피던스를 조정한다. 이에 따라 안테나가 의도한 주파수에서 최소한의 편차로 RF 신호를 방사할 수 있도록 한다.
만약 안테나 매칭이 안 되었을 경우 RF 신호가 감소되어 방사될 것이므로, 무선 성능이 효과적으로 작동하지 못할 수 있다.
상기 전류 검출 모듈(120)은 안테나를 통해 RF 신호를 방사할 때 동작 전류를 검출한다.
예컨대 상기 전류 검출 모듈(120)은 저항 검출 타입 센서(예 : 션트 저항에 의한 전압 강하를 전류로 변환하는 센서)나 자계 검출 타입 센서(예 : 전류 라인에 흐르는 전류에 의해, 코어에 발생하는 자계의 크기를 측정함으로써 전류치를 계측하는 센서, 또는 흐르는 전류의 주변에 발생하는 자계를 홀 효과를 통해 전압으로 변환하여 측정하는 센서)를 포함할 수 있다. 또는 전류 미러(Current Mirror) 방식을 이용하여 바이어스 저항에 전류가 흐르게 함으로써 동작 전류를 검출할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 스마트키의 버튼(또는 RKE 버튼)(미도시) 입력을 검출하고, 상기 스마트키의 버튼(또는 RKE 버튼)(미도시) 입력에 따른 RF 송신 시, 상기 전류 검출 모듈(120)에 의해 동작 전류를 모니터링 하며, 상기 동작 전류와 목표(기준) 동작 전류를 비교하여 그 차이가 임계 범위(타겟 범위)를 벗어나는지 체크하며, 상기 체크 결과 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나 타겟 범위보다 낮을 경우, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체(즉, 스마트키 주변에 RF 통신을 방해하는 물체)가 있다고 판단하여, 상기 알람 출력 모듈(140)을 통해 사용자에게 알람(예 : 청각, 시각, 진동)을 출력한다.
이에 따라 사용자가 현재 위치를 옮겨, 주변에 메탈 성분이 있는 위치에서 다른 위치로 이동하여, 스마트키를 사용할 수 있도록 한다.
상기 알람 출력 모듈(140)은 상기 프로세서(130)에 의해 사용자에게 경고(예 : 청각, 시각, 진동)를 출력한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트키의 간섭 물체 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(130)는 스마트키의 버튼(또는 RKE 버튼)(미도시) 입력을 검출한다(S101).
또한 상기 프로세서(130)는 상기 스마트키의 버튼(또는 RKE 버튼)(미도시) 입력에 따른 RF 송신 시, 상기 전류 검출 모듈(120)에 의해 동작 전류를 측정한다(S102).
또한 상기 프로세서(130)는 상기 동작 전류와 미리 설정된 목표(기준) 동작 전류를 비교하여, 그 차이가 미리 설정된 임계 범위(타겟 범위)를 벗어나는지 체크한다(S103).
상기 체크(S103) 결과, 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나(즉, 동작 전류 >= 타겟 상단), 타겟 범위보다 낮을 경우(동작 전류 <= 타겟 하단)(S103의 예), 상기 프로세서(130)는 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체(즉, 스마트키 주변에 RF 통신을 방해하는 물체)가 있다고 판단하여, 상기 알람 출력 모듈(140)을 통해 사용자에게 알람(예 : 청각, 시각, 진동)을 출력한다(S104).
이에 따라 사용자가 현재 위치를 옮겨, 주변에 메탈 성분이 있는 위치에서 다른 위치로 이동하여, 스마트키를 사용할 수 있도록 한다.
한편 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 다른 실시 예에 있어서, 상기 안테나 매칭 모듈(110)은 복수의 안테나 매칭이 가능하게 구현될 수 있다.
예컨대 제1 상황(예 : 평상시 동작전류에 이상이 없는 상황)에 최적화된 제1 안테나 매칭 모듈, 및 제2 상황(예 : 동작전류가 타겟 범위를 벗어난 경우, 주변에 메탈 성분이 있다고 판단되는 상황)에 최적화된 제2 안테나 매칭 모듈을 내부적으로 포함하고, 상기 프로세서(130)의 스위칭에 따라, 상기 제1 안테나 매칭 모듈 또는 제2 안테나 매칭 모듈을 선택할 수 있다.
또한 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 또 다른 실시 예에 있어서, 상기 프로세서(130)는 상황에 따라 RF 세기(Tx power)를 변경하여 재송신할 수 있다.
예컨대 제1 상황(예 : 평상시 동작전류에 이상이 없는 상황)에서 상기 프로세서(130)는 제1 RF 세기(Tx power)로 RF 신호를 송신하고, 제2 상황(예 : 동작전류가 타겟 범위를 벗어난 경우, 주변에 메탈 성분이 있다고 판단되는 상황)에서는 제2 RF 세기(Tx power)로 RF 신호를 재송신할 수 있다.
이 때 상기 제2 RF 세기(Tx power)는 상기 제1 RF 세기(Tx power)보다 크다.
상기와 같이 본 실시 예는 스마트키의 RF(Radio Frequency) 송신 시 동작 전류를 모니터링 하여 목표(기준) 동작 전류와의 차이를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있음을 판단하여 알람을 출력할 수 있도록 함으로써, 특정 상황에서 RF 출력 감소로 인한 통신 장애를 극복할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 안테나 매칭 모듈
120 : 전류 검출 모듈
130 : 프로세서
140 : 알람 출력 모듈

Claims (10)

  1. 안테나와 프로세서의 임피던스를 조정하는 안테나 매칭 모듈;
    안테나를 통해 RF 신호 방사 시 동작 전류를 검출하는 전류 검출 모듈; 및
    스마트키의 버튼 입력에 따른 RF 송신 시, 상기 전류 검출 모듈에 의해 검출된 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하고, 상기 동작 전류의 비교 결과를 바탕으로 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하여 대응 동작을 수행하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하여 그 차이가 타겟 범위를 벗어나는지 체크하며, 상기 체크 결과 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나 타겟 범위보다 낮을 경우, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우,
    알람 출력 모듈을 통해 지정된 방식의 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 안테나 매칭 모듈은,
    평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에 최적화된 제1 안테나 매칭 모듈; 및 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에 최적화된 제2 안테나 매칭 모듈;을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우, 스위칭을 통해 상기 제2 안테나 매칭 모듈을 선택하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에서는 제1 RF 세기로 RF 신호를 송신하고,
    주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에서는 상기 제1 RF 세기보다 큰 제2 RF 세기로 RF 신호를 재송신하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 장치.
  6. 스마트키의 버튼 입력에 RF 송신 시, 스마트키의 간섭 물체 감지 장치의 프로세서가 전류 검출 모듈에 의해 동작 전류를 측정하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 전류 검출 모듈에 의해 검출된 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하는 단계; 및
    상기 동작 전류의 비교 결과를 바탕으로, 상기 프로세서가 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하여 대응 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 스마트키 주변에 메탈 성분이 있는지 여부를 판단하기 위하여,
    상기 프로세서는,
    상기 동작 전류와 목표 동작 전류를 비교하여 그 차이가 타겟 범위를 벗어나는지 체크하며, 상기 체크 결과 동작 전류가 타겟 범위보다 높거나 타겟 범위보다 낮을 경우, 스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 대응 동작을 수행하는 단계에서,
    상기 프로세서는,
    스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우,
    알람 출력 모듈을 통해 지정된 방식의 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 대응 동작을 수행하는 단계에서,
    상기 프로세서는,
    스마트키 주변에 메탈 성분의 물체가 있다고 판단할 경우,
    평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에 최적화된 제1 안테나 매칭 모듈; 및 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에 최적화된 제2 안테나 매칭 모듈;을 포함하는 안테나 매칭 모듈 중, 스위칭을 통해 상기 제2 안테나 매칭 모듈을 선택하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 대응 동작을 수행하는 단계에서,
    상기 프로세서는,
    평상시 동작전류에 이상이 없는 제1 상황에서는 제1 RF 세기로 RF 신호를 송신하고, 주변의 메탈 성분에 의해 동작전류가 타겟 범위를 벗어나는 제2 상황에서는 상기 제1 RF 세기보다 큰 제2 RF 세기로 RF 신호를 재송신하는 것을 특징으로 하는 스마트키의 간섭 물체 감지 방법.
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