KR20160136138A - 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량 제어 장치가 외부의 휴대 단말기와 제1 근거리 통신 방식으로 통신하게 하는 제1 근거리 통신부, 상기 차량 제어 장치가 외부의 휴대 단말기와 제2 근거리 통신 방식으로 통신하게 하는 제2 근거리 통신부, 상기 제2 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기의 접근을 검출하고, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하기 위해 필요한 정보를 상기 제2 근거리 통신부를 통해 전송하며, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 제어부를 포함한다.

Description

휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING A VEHICLE USING MOBILE TERMINAL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 설치된 차량 단말기와 통신하여 차량의 상태를 휴대 단말기를 이용해 판단하여 원격으로 차량의 제어와 관리를 수행할 수 있도록 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

신규 자동차 시장의 포화 상태로 최근 들어 차량 제작사들은 차량 자체의 품질 향상 외에도 차별화된 고객 서비스와 출시된 차량의 사후 관리를 위하여 다양한 투자를 하고 있다. 특히 출시 차량의 사후 관리는 갈수록 강화되는 자동차 배기가스 규제와 맞물려 차량제작사들이 지속적인 투자를 하고 있는 부분이다.

종래, 차량의 운전자는 결함 지시등인 MIL(Malfunction Indicator Lamp)를 통하여 차량의 이상을 감지하거나 차량 고장의 발생으로 정비소에 방문 수리를 하는 형태를 취하였다. 그러나 이러한 사후 처방의 문제점은 대부분의 운전자들이 차량의 이상 상태를 적시에 감지 못하거나 혹은 MIL을 통한 경고 시에도 불구하고 차량의 운행이 가능하면 비용 및 시간상의 문제로 정비를 소홀히 한다는 것이다. 차량의 이상 또는 고장이 발생하여 정비를 수행하는 경우에도, 운전자들이 차량의 상태를 정확히 알려주는데는 그 한계가 있으며, 때때로 정비소 방문 시 문제점이 재현되지 않기도 한다. 그리고 정비사가 짧은 시간 내에 차량의 상태를 정확히 파악하는 데도 그 한계가 있으며, 따라서 추측에 의한 교체(guess-and-replace) 형태의 정비가 수행되어 왔었다. 따라서 시행착오적인 정비에 의해 정비에 요구되는 시간이 과다하게 소요되고, 이것은 운전자의 불만을 초래하는 원인이 되기도 한다. 더 나아가, 정비사의 부적절한 조치에 의한 차량사고로 인해 인명피해가 발생하기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 차량 내부에 고장진단 기능이 통합되어 있는 시스템인 OBD(On-Board Diagnostics) 시스템이 제안되었다.

이러한 OBD 시스템은 1980년대 초 미국 자동차 메이커인 GM에 의해 처음 사용되었고, 1988년에 이르러 캘리포니아 정부가 모든 자동차 메이커에게 OBD 시스템을 장착할 것을 강제화 하게 되면서 "OBD I"이란 이름을 얻게 되었다. 이때까지만 해도 OBD 시스템이란 단지 시스템의 결함을 자동차 제어장치가 인식하고 저장하여 나중에 정비사들이 정비하는데 도움을 주는 정도였다.

이 후 미국연방법은 모든 자동차 메이커에게 새로운 규정인 "OBD II"를 준수할 것을 요구하게 되었으며 이는 1996년부터 효력을 발생하게 되어 있었다.

상기 "OBD II" 규정은 자동차 부품명칭의 표준화, 결함코드번호체계의 표준화를 포함하며 특히 자동차 배기가스 수준을 점검하고 진단하는 시스템으로서, 상기 시스템은 데이터 연결 컨텍터(DLC-data link connector, 현재 16핀 배열이 표준화되어 있음), 산소 센서, 배기가스 재순환 밸브(EGR 밸브), EVAP 벤트 솔레노이드, EVAP 연료탱크압력 센서, 캠샤프트 포지션 센서를 통상 포함된다. 상기 시스템에 의해, 엔진의 실화 여부, 촉매성능의 이상 여부, 증발가스 제어장치의 이상 유무, 연료장치의 이상 유무, 산소센서의 이상 유무, EGR 가스제어장치의 이상 유무가 측정된다. 예를 들면, 미연방 테스트 규정인 FTP(Federal Test Procedure)에서 제시한 배기가스 규정치의 1.5배를 초과하게 되면 결함 경고등인 MIL(Malfunction Indicator Lamp)을 점등하게 된다.

현재에는, 각종 센서(예를 들면, 속도 센서, 가속도 센서, 도어개폐센서, 급정차 감지 센서)가 상기 OBD II 시스템에 부가되어, 다양한 운행 정보(운행시간, 운행거리, 사고감지, 일정 운전 기간중의 시간 및 거리, 급가속/급제동 등)에 대한 데이터의 축적을 가능케 하고 있다. 상기한 OBD II의 등장으로 과거의 경험에 의존한 추측에 의한 교체 형태의 차량정비는 많이 줄었으나 정비소 시험 운전을 통하여는 OBDII 스캐너가 실제 운전 중 문제점을 진단하는 데는 한계가 있는 것이 또한 현실이다. 이렇듯 보다 확실한 사후 관리를 위하여는 실제 차량 운전중의 정보가 일정 주행기간 동안 저장되고 이를 통한 차량 진단이 보다 효과적이라 하겠다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 최근 차량용 블랙박스 제품이 출시되고 있으나 이들 또한 저장된 차량의 운행정보를 활용하는 형태는 기존의 유선 OBDII 스캐너와 크게 다르지 않다. 이러한 차량 진단 정보 효율적 전달의 문제점은 배기가스 규제와 맞물려 OBDIII의 탄생 동기를 제공한다. OBDIII가 OBDII와 다른 점은 우선 배기가스와 관련된 차량의 이상 상태를 보다 효과적으로 정비소 및 환경 오염관련 규제/단속기관에 전달하는 것으로 현재 이러한 원격 모니터링을 위하여 노변 기록기(roadside reader), 로컬 스테이션 네트워크(local station network) 및 위성 등이 제안되어 있는 상태이다. 그러나 현재 OBD III에서 제안된 방법 대부분은 법규제정과 연계된 광범위한 사회적 인프라를 구축하는 것들로 현실화까지는 상당기간이 소요될 것으로 예측된다. 원격모니터링의 현실화는 전세계적인 표준화에 의한 국지성의 탈피, 장치의 단순화, 정기적인 운행정보의 전달, 차량 내에 설치된 기존 OBD II 시스템과의 호환성 및 저비용, 등의 조건을 만족시켜야 하며, 현재까지는 이러한 조건을 모두 만족하는 방법은 제공되어 있지 아니하다.

또한 기존의 OBD II 시스템은 최근과 같은 전자통신기술의 발전 상태를 반영하지 못하기 때문에 사용자의 편의성이 떨어지고, 또한 단순히 차량의 진단 정보를 제공할 뿐 원격으로 차량을 관리하거나 제어할 수 있기를 원하는 사용자의 요구를 반영하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0512487호(2005.08.29.등록, 블루투스 기반 원격모니터링에 의한 차량 운행정보의 효율적 관리방법 및 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량에 설치된 차량 단말기와 통신하여 차량의 상태를 휴대 단말기를 이용해 판단하여 원격으로 차량의 제어와 관리를 수행할 수 있도록 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치는, 차량 제어 장치가 외부의 휴대 단말기와 제1 근거리 통신 방식으로 통신하게 하는 제1 근거리 통신부; 상기 차량 제어 장치가 외부의 휴대 단말기와 제2 근거리 통신 방식으로 통신하게 하는 제2 근거리 통신부; 상기 제2 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기의 접근을 검출하고, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하기 위해 필요한 정보를 상기 제2 근거리 통신부를 통해 전송하며, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 제1 근거리 통신부를 통해 패어링된 상기 휴대 단말기에 송신하거나, 상기 휴대 단말기로부터 차량의 원격 제어 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 차량 제어 장치가 차량에 구현된 통신 방식으로 차량 내부의 전자 장치와 통신하게 하는 차량 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차량 통신부를 통해 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치와 통신하여 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 근거리 통신부는, 제1 근거리 통신 방식으로서 블루투스 4.0을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 근거리 통신부는, 제2 근거리 통신 방식으로서 NFC(Near Field Communication)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 방법은, 차량 제어 장치가 제1 근거리 통신부를 통해 외부의 휴대 단말기와 제1 근거리 통신 방식으로 통신하는 단계; 상기 차량 제어 장치가 제2 근거리 통신부를 통해 외부의 휴대 단말기와 제2 근거리 통신 방식으로 통신하는 단계; 제어부가 상기 제2 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기의 접근을 검출하고, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하기 위해 필요한 정보를 상기 제2 근거리 통신부를 통해 전송하며, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 단계 이후, 상기 제어부는, 차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 제1 근거리 통신부를 통해 패어링된 상기 휴대 단말기에 송신하거나, 상기 휴대 단말기로부터 차량의 원격 제어 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 휴대 단말기와 차량 제어 장치가 패어링하기 이전, 상기 차량 제어 장치가 차량 통신부를 통해 차량에 구현된 통신 방식으로 차량 내부의 전자 장치와 통신하게 하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 차량 통신부를 통해 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치와 통신하여 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 근거리 통신부는, 블루투스 4.0을 포함하는 제1 근거리 통신 방식으로 패어링을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 근거리 통신부는, NFC(Near Field Communication)를 포함하는 제2 근거리 통신 방식으로 상기 패어링에 필요한 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량에 설치된 차량 단말기와 통신하여 차량의 상태를 휴대 단말기를 이용해 판단하여 원격으로 차량의 제어와 관리를 수행할 수 있도록 함으로써 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
2는 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2) 핀 배열을 테이블 형태로 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 핀 연결 핀맵을 테이블 형태로 보인 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 메시지 구조를 보인 예시도.
도 5는 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 각 모드에 따른 상태 정보를 테이블 형태로 정리하여 보인 예시도.
도 6은 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 고장코드 구성을 테이블 형태로 보인 예시도.
도 7은 일반적인 블루투스 자동 패어링 및 연결 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치가 NFC를 이용하여 패어링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 상기 도 8에 있어서, 블루투스 연결 핸드오버 아키텍처를 보인 예시도.
도 10은 상기 도 9에 있어서, 연결 핸드오버 동작을 예를 들어 설명하기 위한 예시도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치에 연결된 휴대 단말기의 어플리케이션 화면을 보인 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치 및 방법의 일 실시예를 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는, 차량 내부에 설치되는 오비디Ⅱ(OBD2) 단말기를 포함하며, 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치(예 : 센서, ECU(Electronic Control Unit) 등)와 통신하여 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집하고, 차량 외부의 휴대 단말기(예 : 스마트폰, 휴대폰, 스마트패드, 컴퓨터 등)(300)와 통신하여 상기 수집한 차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 외부의 휴대 단말기(300)에 송신한다. 또한 상기 차량 제어 장치(200)는 상기 외부의 휴대 단말기(300)와 통신하여 차량 제어에 관련된 정보를 수신하여 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치(예 : 센서, ECU(Electronic Control Unit) 등)에 전달함으로써 상기 휴대 단말기(300)가 차량(또는 차량 내부의 전자 장치(예 : AVN 장치))을 원격 제어할 수 있도록 한다.

상기 차량 제어 장치(200)는 커넥터(100)를 통해 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치(예 : 센서, ECU(Electronic Control Unit) 등)와 통신한다.

상기 차량 제어 장치(200)는 전원부(210), 차량 통신부(220), 제어부(230), 제1 근거리 통신부(240), 및 제2 근거리 통신부(250)를 포함한다.

상기 전원부(210)는 차량 전원(즉, 외부 전원)을 이용하거나 자체 충전 전원을 이용하여 상기 차량 제어 장치(200)의 구동에 필요한 레벨로 변환한다.

상기 차량 통신부(220)는 차량에 이미 구현된 통신 방식(예 : CAN 등)으로 통신할 수 있도록 한다.

상기 제어부(230)는 상기 차량 통신부(220)를 통해 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치(예 : 센서, ECU(Electronic Control Unit) 등)와 통신하여 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집한다.

상기 제1 근거리 통신부(240)는 제1 근거리 통신 방식(예 : 블루투스 등)을 이용하여 외부의 휴대 단말기(300)와 통신할 수 있도록 한다.

이때 상기 제1 근거리 통신 방식은 전원 소비를 최소화시키기 위하여 블루투스 4.0을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(230)는 상기 수집한 차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 제1 근거리 통신 방식을 이용하여 상기 외부의 휴대 단말기(300)에 송신한다.

또한 상기 제어부(230)는 상기 휴대 단말기(300)로부터 차량 제어에 관련된 정보를 제1 근거리 통신 방식을 이용해 수신하여 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치(예 : 센서, ECU(Electronic Control Unit) 등)에 전달함으로써 상기 휴대 단말기(300)가 차량(또는 차량 내부의 전자 장치)을 원격 제어할 수 있도록 한다.

상기 제2 근거리 통신부(250)는 제2 근거리 통신 방식(예 : NFC 등)을 이용하여 외부의 휴대 단말기(300)와 통신할 수 있도록 한다.

이때 상기 제2 근거리 통신 방식은 NFC(Near Field Communication)를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(230)는 상기 수집한 차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 제2 근거리 통신 방식을 이용하여 상기 외부의 휴대 단말기(300)에 송신한다.

또한 상기 제어부(230)는 상기 휴대 단말기(300)로부터 차량 제어에 관련된 정보를 제2 근거리 통신 방식을 이용해 수신하여 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치(예 : 센서, ECU(Electronic Control Unit) 등)에 전달함으로써 상기 휴대 단말기(300)가 차량(또는 차량 내부의 전자 장치)을 원격 제어할 수 있도록 한다.

참고로 상기 오비디Ⅱ(OBD2) 단말기의 규격(SPEC)에 대해서 설명한다.

도 2는 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2) 핀 배열을 테이블 형태로 보인 예시도이고, 도 3은 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 핀 연결 핀맵을 테이블 형태로 보인 예시도이며, 도 4는 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 메시지 구조를 보인 예시도이고, 도 5는 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 각 모드에 따른 상태 정보를 테이블 형태로 정리하여 보인 예시도이며, 도 6은 상기 도 1에 있어서, 오비디Ⅱ(OBD2)의 고장코드 구성을 테이블 형태로 보인 예시도이다.

도 2를 참조하면, 오비디Ⅱ(OBD2) 단말기는 16개의 핀 배열을 가지며, 1, 3, 8, 9, 11, 12, 13번 핀은 아직 정의되지 않았으며(Not defined), 2번 핀은 Bus Positive Line of SAE J1850, 4번 핀은 Chassis ground, 5번 핀은 Signal ground, 6번 핀은 CAN(H) ISO 15765, 7번 핀은 K line ISO 9141/14230, 10번 핀은 Bus negative line of SAE J1850, 14번 핀은 CAN(L) ISO 15765, 15번 핀은 L line ISO 9141/14230, 16번 핀은 +12 volt battery로 정의된다.

도 3을 참조하면, J1962의 5번 핀(Signal Ground)은 DB9F 1번 핀에 대응되고, J1962의 4번 핀(Chassis)은 DB9F 2번 핀에 대응되고, J1962의 6번 핀(CAN High)은 DB9F 3번 핀에 대응되고, J1962의 7번 핀(K Line)은 DB9F 4번 핀에 대응되고, J1962의 14번 핀(CAN Low)은 DB9F 5번 핀에 대응되고, J1962의 10번 핀(J1850 Bus-)은 DB9F 6번 핀에 대응되고, J1962의 2번 핀(J1850 Bus+)은 DB9F 2번 핀에 대응되고, J1962의 15번 핀(L Line)은 DB9F 8번 핀에 대응되고, J1962의 16번 핀(Vehicle Battery Positive)은 DB9F 9번 핀에 대응된다.

도 4를 참조하면, 오비디Ⅱ(OBD2) 프로토콜은, 차량 ECU와 지단에 관련된 프로토콜은 국제표준에 근거하여 관련된 프로토콜로서 대표적으로 SAE(Society of Automotive Engineering) J1978,SAE J1979,ISO 14230 이 있다. 그 중 J1979 방식에 대해서 알아본다. OBD2 메세지는 차량 진단툴을 사용, 차량 ECU로 부터 취득할 수 있으며 아래 표와 같이 Header, Data, CRC 로 구성되며, 총 11Byte의 Data가 저장된다.

도 4에 있어서, Data1은 차량 상태를 나타내며 여러 가지 데이터를 표시한다. 도 5에 도시된 바와 같이 9가지 모드가 있다. Data2는 PID(Parameter ID)를 나타내며, 차량의 ECU로부터 받은 정보 및 데이터를 사용자가 확인할 수 있도록 지원 가능 여부를 결정한다. Data3~7은 차량 상태 Data로서 고장여부, 엔진의 상태, 냉각수의 상태, 속도, 배터리 상태 등의 1Byte씩 저장하여 나타낸다. 그리고 마지막의 CRC는 통신 오류의 발생여부를 읽는다.

아울러 DTC는 차량에 저장되는 고장코드를 검색하는 기능이고, 데이터 Byte 2개로 구성되며, 알파벳을 포함하여 5자리로 구성된다(도 6 참조).

도 5를 참조하면, 모드1(MODE1)은 차량속도, 온도, 각종 센서들에 대한 데이터를 표현하고, 모드2(MODE2)는 모드1과 유사하며 Freeze Frame 데이터를 표현하고, 모드3(MODE3)은 차량의 고장코드를 표현하고, 모드4(MODE4)는 고장코드와 저장된 데이터들을 정리(삭제)하며, 모드5(MODE5)는 산소센서의 테스트 결과 값을 나타내고, 모드6(MODE6)은 비 지속적인 계측 값의 테스트 결과 값을 나타내고, 모드7(MODE7)은 모드 3과 유사하며 미결상태인 고장코드를 표현하고, 모드8(MODE8)은 제조사의 특수 제어 모드이고, 모드9(MODE9)는 ECU에 저장된 사용자의 차량 정보 요청 모드를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 고장코드는 알파벳을 포함하여 5자리로 구성되며, 순차적으로 알파벳(B : 바디, C : 섀시, P : 파워트레인, U : 네트워크), 법규 및 자동차 메이커, 상태 및 제어정보(1 : 연료 및 공기계량, 2 : 인젝터회로, 3 : 점화장치 및 실화, 4 : 배기가스제어, 5 : 차속 제어 및 공전속도 제어, 6 : ECU 출력회로, 7 : Transmission System, 8 : Transmission), 고장코드(00-99)를 나타낸다.

또한 본 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는, 차량 내부에 설치되는 오비디Ⅱ(OBD2) 단말기를 포함하며, 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집하여 이를 제1 근거리 통신부(240)를 통해 외부의 휴대 단말기(300)로 전달하여 상기 휴대 단말기(300)가 이를 이용한 다양한 서비스를 수행할 수 있도록 한다.

예컨대 상기 제1 근거리 통신부(240)는 블루투스 4.0을 적용함으로써 블루투스의 호환성을 극대화하고, 차량 방전을 방지하기 위하여 단말기의 대기 전력을 최소화 할 수 있도록 한다. 이러한 특징(대기 전력 최소화, 방전 방지 등)은 기존에 소비전력도 많고 또한 위치정보나 에코드라이빙, 고장진단 등에 대한 정보만 제공하며 폐쇄적으로 운영되는 장치들에 비하여 진보된 특징이다.

참고로 상기 블루투스 4.0은, 데이터 전송에 있어서 1Mbps의 속도로 전송되는 매우 짧은 데이터 패킷을 지원(최소 8 옥텟에서 최대 27 옥텟)하고, 모든 연결은 극도로 짧은 듀티 사이클을 달성하기 위해 진보된 스니프-서브레이팅(sniff-subrating)을 사용한다. 또한 주파수 호핑에 있어서 2.4GHz 주파수 대역을 공유하는 다른 기술들과의 간섭을 최소화하기 위해 모든 버전의 Bluetooth 기술 표준에 사용되고 있는 AFH(Adaptive Frequency Hopping) 기능을 사용하며 효율적인 멀티 패스를 확보하면 송수신 거리가 늘어나는 특징이 있다. 또한 호스트 컨트롤에 있어서 컨트롤러에 상당한 량의 지능을 부여해 호스트가 더 긴 기간 동안 잠들어 있다가 어떤 활동을 수행해야 할 때만 컨트롤러에 의해 깨어나도록 만들고, 호스트는 컨트롤러보다 더 많은 전력을 사용하기 때문에 호스트가수면 모드에 오래 머물수록 소비전력이 줄어드는 장점이 있다. 또한 지연에 있어서 최소 3ms(1천분의 3초) 내에 연결 셋업 및 데이터 전송을 지원하기 때문에 애플리케이션이 천 분의 수초 내로 연결을 설정해 인증된 데이터를 짧게 보낸 후, 신속히 연결을 종료할 수 있는 특징이 있다. 또한 전송 거리에 있어서 변조 지수(modulation index)가 늘어나 저에너지 Bluetooth 기술의 최대 전송 거리가 100 미터 이상으로 증가하는 특징이 있다. 또한 견고성에 있어서 모든 패킷에 강력한 24-비트 CRC를 사용하기 때문에 간섭을 견뎌내는 견고성이 최대화되는 특징이 있다. 또한 보안에 있어서 CCM을 이용하는 풀 AES-128 암호화로 인해 데이터 패킷의 강력한 암호화 및 인증하는 특징이 있다. 또한 토폴로지에 있어서 각각의 슬레이브를 위한 모든 패킷에 32-비트 액세스 주소를 사용하기 때문에 수십억 개의 디바이스가 연결될 수 있으며, 스타 토폴로지(star topology)를 이용해 1대 다수의 연결을 허용하긴 하지만 1-대-1 연결을 위해 최적화되고, 신속한 연결과 연결 종료를 통해 복잡한 메쉬 네트워크를 유지하지 않고도 데이터가 메쉬와 같은 위상을 통해 전송할 수 있는 특징이 있다.

또한 본 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는, 차량 내부에 설치되는 오비디Ⅱ(OBD2) 단말기를 포함하며, 제2 근거리 통신부(250)를 통해 외부의 휴대 단말기(300)와 통신한다.

예컨대 상기 제2 근거리 통신부(250)는 NFC(Near Field Communication)를 적용하여 상기 휴대 단말기(300)와의 블루투스 패어링(Pairing)을 NFC 통신을 활용하여 쉽게 패어링할 수 있도록 한다.

참고로 상기 NFC의 기술적인 규격(SPEC)은 13.56MHz의 ISM밴드에서 14KHz의 대역폭을 사용하며, 최대 동작 거리는 적어도 20cm이며, 지원하는 통신 속도는 106, 212, 424, 848 Kbit/s이고, 동작 모드는 Passive, Active 모드를 포함한다.

도 7은 일반적인 블루투스 자동 패어링 및 연결 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 일반적인 블루투스 자동 패어링은 블루투스 디바이스 간의 연결 정보(기기명,주소)가 필요하며, 이를 알기 위해서는 대상 디바이스가 검색을 허용해야 한다.

예컨대 검색을 통해 연결할 수 있는 블루투스 정보를 조회하고, 연결할 수 있는 블루투스 정보 중 대상을 선택하고 페어링(연결에 필요한 비밀번호를 공유하는 작업)을 요청한다. 만약 두 디바이스 간에 페어링된 적이 없다면 두 디바이스는 페어링 승인을 요청한다. 그리고 두 디바이스가 페어링을 승인하면 연결을 시도한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치가 NFC를 이용하여 패어링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

본 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)가 NFC를 이용하여 휴대 단말기(300)와 패어링을 수행할 경우 다음 세 가지 사항을 쉽게 간소화할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 두 디바이스(A, B) 간 연결을 위해서는 디바이스 B에서 검색을 허용하고, 디바이스 A는 검색하고 사용자가 디바이스 B를 선택해야 하는 과정이 두 디바이스가 서로 근접하는 것만으로 연결된다.

본 실시예에서 상기 블루투스 연결 과정을 NFC를 이용하여 간소화하기 위해서는 도 9에 도시된 바와 같이 연결 핸드오버 아키텍처가 활용된다.

도 9는 상기 도 8에 있어서, 블루투스 연결 핸드오버 아키텍처를 보인 예시도이고, 도 10은 상기 도 9에 있어서, 연결 핸드오버 동작을 예를 들어 설명하기 위한 예시도이다.

도 9에 도시된 바와 같은 블루투스 연결 핸드오버 아키텍처를 바탕으로, 도 10에 도시된 바와 같이 디바이스가 서로 근접할 경우 NFC를 통해 블루투스 연결에 필요한 정보(디바이스명과 블루투스 주소)를 NDEF Message 형식을 통해 주고받는다. NDEF 메시지를 통해 전달 받은 디바이스명과 블루투스 주소를 통해 디바이스 간에 소켓을 연결하고 이 소켓을 통해 메시지와 파일을 서로 주고받게 된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치에 연결된 휴대 단말기의 어플리케이션 화면을 보인 예시도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)에 연결된 휴대 단말기(300)가 제공하는 서비스 항목에 따라 적합한 어플리케이션 화면을 출력한다.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 계기판 정보 화면을 휴대 단말기(300)에 표시할 수 있으며, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 배터리 등의 소모품 정보 화면을 휴대 단말기(300)에 표시할 수 있으며, 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 차량 내의 적어도 하나 이상의 소포품의 상태를 진단하는 화면을 휴대 단말기(300)에 표시할 수 있으며, 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이 차량 진단 결과 화면을 휴대 단말기(300)에 표시할 수 있다.

그 이외에도 상기 휴대 단말기(300)를 통해 사고 감지 알고리즘을 적용하여 긴급 구난 통화를 자동으로 수행할 수 있고, 다른 단말기(예 : 다른 차량에 설치된 OBD2 단말기 등)와 연동할 수 있는 어플리케이션을 적용할 수도 있다.

상기와 같이 본 실시예는 운전자의 휴대 단말기(300) 및 통신망을 활용하여 사고회피 등의 기능을 구현할 수 있다. 또한 휴대 단말기(300)에 설치되는 어플리케이션(예 : 스마트폰 앱)을 이용하여 OBD2의 데이터를 활용하여 안전운전 도모, 운전자 편의성 도모 등을 수행할 수 있도록 한다.

또한 본 실시예는 차량 제조사 및 통신사, 보험사 등의 전문업체와의 연계를 통한 기능을 수행할 수 있으며, 품질 보증기간내의 차량의 OBD2 데이터에서 에러코드 검출 시 차량 제조사로 통보 및 차량 제조사에서의 능동적인 고객 서비스를 수행할 수 있도록 하며, OBD2 데이터의 에어백 충돌 센서 및 속도 신호 등을 이용하여 차량 사고 감지 시 해당 보험사 및 긴급 연락처로 자동적으로 통보할 수 있도록 할 수 있고, ODB2 데이터 및 휴대 단말기(300)의 GPS 데이터를 활용하여 소규모 물류회사의 물류 관리 시스템으로 활용할 수 있도록 한다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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.

100 : 커넥터 200 : 차량 제어 장치
210 : 전원부 220 : 차량 통신부
230 : 제어부 240 : 제1 근거리 통신부
250 : 제2 근거리 통신부 300 : 휴대 단말기

Claims (10)

1. 차량 제어 장치가 외부의 휴대 단말기와 제1 근거리 통신 방식으로 통신하게 하는 제1 근거리 통신부;
   상기 차량 제어 장치가 외부의 휴대 단말기와 제2 근거리 통신 방식으로 통신하게 하는 제2 근거리 통신부; 및
   상기 제2 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기의 접근을 검출하고, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하기 위해 필요한 정보를 상기 제2 근거리 통신부를 통해 전송하며, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
   차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 제1 근거리 통신부를 통해 패어링된 상기 휴대 단말기에 송신하거나, 상기 휴대 단말기로부터 차량의 원격 제어 신호를 수신하는 것을 특징으로 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 차량 제어 장치가 차량에 구현된 통신 방식으로 차량 내부의 전자 장치와 통신하게 하는 차량 통신부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 차량 통신부를 통해 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치와 통신하여 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 근거리 통신부는,
   제1 근거리 통신 방식으로서 블루투스 4.0을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 제2 근거리 통신부는,
   제2 근거리 통신 방식으로서 NFC(Near Field Communication)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 장치.
   
6. 차량 제어 장치가 제1 근거리 통신부를 통해 외부의 휴대 단말기와 제1 근거리 통신 방식으로 통신하는 단계;
   상기 차량 제어 장치가 제2 근거리 통신부를 통해 외부의 휴대 단말기와 제2 근거리 통신 방식으로 통신하는 단계; 및
   제어부가 상기 제2 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기의 접근을 검출하고, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하기 위해 필요한 정보를 상기 제2 근거리 통신부를 통해 전송하며, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 방법.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 제1 근거리 통신부를 통해 상기 휴대 단말기와 패어링하는 단계 이후,
   상기 제어부는, 차량의 상태 정보나 진단 정보를 상기 제1 근거리 통신부를 통해 패어링된 상기 휴대 단말기에 송신하거나, 상기 휴대 단말기로부터 차량의 원격 제어 신호를 수신하는 것을 특징으로 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 방법.
   
8. 제 6항에 있어서, 상기 휴대 단말기와 차량 제어 장치가 패어링하기 이전,
   상기 차량 제어 장치가 차량 통신부를 통해 차량에 구현된 통신 방식으로 차량 내부의 전자 장치와 통신하게 하는 단계;를 더 포함하고,
   상기 제어부가 상기 차량 통신부를 통해 차량 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 전자 장치와 통신하여 차량의 상태 정보나 진단 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 방법.
   
9. 제 6항에 있어서, 상기 제1 근거리 통신부는,
   블루투스 4.0을 포함하는 제1 근거리 통신 방식으로 패어링을 수행하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 방법.
   
10. 제 6항에 있어서, 상기 제2 근거리 통신부는,
    NFC(Near Field Communication)를 포함하는 제2 근거리 통신 방식으로 상기 패어링에 필요한 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기를 이용한 차량 제어 방법.

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