车辆及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种由数字钥匙控制的车辆及其控制方法。


背景技术：

2.在持有数字钥匙的用户位于车辆附近的情况下，数字钥匙系统能够在不将钥匙插入车门钥匙槽的情况下打开或关闭车门，或者在不将钥匙插入车辆内部钥匙孔的情况下启动车辆。
3.数字钥匙系统包括i)当用户位于车辆外部时，通过确定持有数字钥匙的用户的位置来从车辆外部控制车辆的过程，以及ii)当数字钥匙进入车辆内部时，从车辆内部控制车辆的过程。
4.如上所述，数字钥匙系统可方便地通过无线通信控制车辆，但可能难以区分车辆的室内/室外区域。


技术实现要素：

5.本发明的一方面提供了一种车辆及其控制方法，可通过增加蓝牙低功耗天线，通过无线蓝牙低功耗通信实现数字钥匙系统，从而通过识别车辆与数字钥匙之间的距离并区分车辆的室内/室外区域来控制车辆。
6.本发明的其他方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践来了解。
7.根据本发明的一方面，提供了一种车辆，包括：第一天线模块，位于车辆内部，包括通信天线和通信模块；第二天线模块，位于车辆外部，包括通信天线和通信模块；控制器，配置为控制第一天线模块和第二天线模块以彼此进行无线通信，并通过第二天线模块和数字钥匙之间的通信来识别车辆到数字钥匙的距离以控制车辆，并通过第一天线模块扫描车辆内部来识别数字钥匙是否在车辆内部。
8.第一天线模块配置为以主从配置与第二天线模块通信，第一天线模块为主天线模块，第二天线模块为从天线模块。
9.控制器进一步配置为以第二天线模块与第一天线模块无线共享位置数据的方式来控制车辆，该位置数据通过标识第二天线模块和数字钥匙之间的距离来确定。
10.控制器进一步配置为基于根据确定的位置数据识别为位于车辆外部的数字钥匙从车辆外部提供被动进入。
11.控制器进一步配置为基于根据确定的位置数据标识为位于车辆内部的数字钥匙从车辆内部提供被动服务。
12.第二天线模块配置为直接施加恒定功率以用于与第一天线模块的无线蓝牙低功耗通信。
13.第二天线模块配置为位于车辆顶部的鲨鱼天线，并包括蓝牙低功耗模块和蓝牙低功耗天线。
14.根据本发明的一方面，提供了一种车辆的控制方法，该车辆包括：位于车辆内部的第一天线模块并包括通信天线和通信模块；以及位于车辆外部的第二天线模块并包括通信天线和通信模块，该控制方法包括以下步骤：通过第二天线模块检测用于进行无线通信的数字钥匙；当检测到数字钥匙时，通过第二天线模块确定与数字钥匙的距离，包括与数字钥匙进行无线通信以控制车辆；通过第一天线模块扫描车辆内部；以及通过第一天线模块识别数字钥匙是否在车辆内部以控制车辆。
附图说明
15.本发明的这些和/或其他方面将通过以下结合附图对实施例的描述而变得显而易见和更容易理解，其中：
16.图1是示出根据实施例的车辆和数字钥匙的视图；
17.图2是示出根据实施例的车辆的第二天线模块的详细配置的视图；
18.图3是示出根据实施例的第二天线模块、第一天线模块和数字钥匙与车辆中的服务器和icu/ibu通信的视图；
19.图4是根据实施例的车辆的控制框图；
20.图5是示出根据实施例的第二天线模块、第一天线模块和车辆的数字钥匙建立连接的过程的视图；
21.图6是示出根据实施例的车辆的控制方法中从外部向内部进行的车辆控制操作的流程图；
22.图7是示出根据实施例的车辆用于实现被动进入而划分的区域的视图；以及
23.图8是示出根据实施例的通过将无线蓝牙低功耗连接添加到车辆的第二天线模块的被动进入区域的视图。
具体实施方式
24.在此阐述的和在本发明的配置中示出的实施例仅是优选实施例，因此应当理解，在公开时它们可被各种等效物和修改所代替。
25.此外，在整个说明书中，相似的附图标号表示相似的元件。
26.此外，本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。应当理解，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文明确指示。要进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”和/或“具有”时，限定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他未公开的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
27.此外，应当理解，尽管在本文中可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。例如，在不偏离本发明的技术精神或本质特征的情况下，第一元件可称为第二元件，并且第二元件也可称为第一元件。当使用连词术语“和/或”描述项目时，描述应理解为包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
28.此外，诸如“控制器”、
“‑
机”、
“‑
器”、
“‑
模块”、
“‑
构件”、
“‑
块”等术语可指代用于处理至少一个功能或动作的单元。例如，这些术语可包括存储器和处理器中的至少一个，并且可指由至少一种硬件处理的至少过程，诸如现场可编程门阵列(fpga)/专用集成电路
(asic)等，存储在存储器或处理器中的软件。
29.用于方法步骤的附图标记只是为了便于说明，而不是限制步骤的顺序。因此，除非上下文另有明确规定，否则书面命令可按其他方式执行。
30.同时，实施例可通过介质(例如计算机可读介质)中/上的计算机可读代码/指令来实现，以控制至少一个处理元件来实现任何上述示例性实施例。该介质可响应于任何允许储存和/或传输计算机可读代码的介质/媒体。
31.计算机可读代码可记录在介质上或通过互联网传输。该介质可包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁带、磁盘、闪存和光记录介质。
32.在下文中，将参考附图详细描述操作原理和实施例。
33.图1是示出根据实施例的车辆1和数字钥匙30的视图。
34.在现有技术中，需要将车辆钥匙插入车门的钥匙槽中来打开车门，或者将车钥匙插入车辆内部的钥匙孔中来启动车辆。
35.然而，如图1所示，根据实施例的车辆1可与用户持有的数字钥匙30进行无线通信，并且当通信连接时，车辆1无需插入数字钥匙30即可解锁车门或启动车辆1。
36.图1示出可使用数字钥匙30与车辆1的第二天线模块20之间的无线通信来执行诸如解锁车门等的控制操作。可通过第二天线模块20和第一天线模块10之间的无线通信来共享信息(诸如车辆1到数字钥匙30的距离的信息)，并且可基于该信息控制车辆1。
37.具体地，通过第二天线模块20与数字钥匙30之间的无线通信来识别第二天线模块20到数字钥匙30的距离，并且第二天线模块20可与第一天线模块10共享诸如距离的信息。关于从第二天线模块20与数字钥匙30之间的距离的数据被称为位置数据。当使用位置数据使数字钥匙30与第二天线模块20相距预定距离或更大时，识别出数字钥匙30在车辆1外部，并且当数字钥匙30与第二天线模块20的距离小于预定距离时，识别出数字钥匙30位于车辆1内部。因此，可根据于数字钥匙30位于车辆1的外部还是内部来不同地控制车辆1。
38.如上所述，车辆1的第二天线模块20可与数字钥匙30和第一天线模块10无线通信。在现有的设计中，一般而言，第二天线模块20与数字钥匙30无线通信，通过无线通信确定的位置数据通过控制器局域网(can)收发器使用can通信传输到主控器。然而，此种设计增加了购买can收发器的成本，需要用于can通信的单独的微控制器单元(mcu)资源，可能无法优化集成芯片(ic)规格，并且增加了can通信的布线成本和重量。下面参考图2详细描述克服这些缺点的第二天线模块20的配置。
39.图2是示出根据实施例的车辆的第二天线模块的详细配置的视图。
40.参考图2，示出了安装在第二天线模块20内部的组成组件，第二天线模块20可为放置在车辆1外部的现有鲨鱼天线。现有鲨鱼天线包括全球定位系统(gps)模块、无线电模块、长期演进(lte)模块等。图2的第二天线模块20增加了蓝牙低功耗(ble)模块和ble天线202和201。第二天线模块20可通过增加ble模块和ble天线202和201与第一天线模块10和数字钥匙30进行无线通信，在这个过程中，可直接施加恒定功率来代替can通信。在此，恒功率可为b 电源，并且可提供直流(dc)12v。
41.当直接施加恒定功率时，可省略can收发器。由于不使用can收发器和can通信，可节省购买can收发器的成本。此外，不需要用于can通信的单独mcu资源，从而优化ic规格。此外，可减少用于can通信的布线成本和重量。
42.因此，第二天线模块20可与第一天线模块10无线共享诸如位置数据的信息，而不是有线can通信。
43.图3是示出根据实施例的第二天线模块20、第一天线模块10和数字钥匙30与和车辆1的服务器50和icu/ibu通信的视图。
44.参考图3，图3的外部天线可为第二天线模块20，内部天线可为第一天线模块10。数字钥匙30可与车辆1的第二天线模块20无线通信，并且通过蜂窝数据与服务器50通信。
45.首先，关于与服务器50的通信，数字钥匙30可称为智能钥匙、密钥卡(key fob)等。数字钥匙30可具有多个按钮或者是卡片的形状。任何可打开车辆1的门或启动车辆1的设备都可为数字钥匙30，而与名称或形状无关。例如，诸如智能电话、平板个人计算机(pc)、可穿戴设备等的移动设备可用作数字钥匙30。在这种情况下，可在移动设备中安装能够执行作为数字钥匙30的能够操作的程序或应用程序。可出售具有程序或应用程序的移动设备，或者可在出售后从服务器50下载程序或应用程序。此外，为了使移动设备作为数字钥匙30操作，可单独执行附加的认证过程。如上所述，数字钥匙30可通过与服务器50的通信来执行账户的安全或认证操作，并且还执行数字钥匙30的管理、生成和删除。
46.接下来，关于与车辆1的第二天线模块20的通信，可使用无线ble通信作为通信方法。ble通信可使用无线个人局域网(wpan)。与其他无线连接方法相比，可使用wpan降低功耗。存在各种类型的wpan，诸如非标准化独立通信协议，并且主要的标准化无线网络可能是zigbee和蓝牙。ble通信中的蓝牙与现有语音通信中的蓝牙标准不同，ble技术在2.400ghz到2.480ghz范围内的80mhz频段中操作，并且可按2mhz的间隔分为40个信道。当使用无线ble通信时，占空比为几毫秒(ms)，采用光驱动方式，不使用时大部分时间都处于休眠模式，从而可降低功耗。
47.车辆1的第二天线模块20与第一天线模块10之间的通信可为无线ble通信。此外，可按第一天线模块10为主机而第二天线模块20为从机的主从通信配置来执行通信。在这种情况下，主从通信可以指非对称通信模型，其中充当通信集线器的设备或进程(主)控制一个或多个其他设备或进程(从)。因此，作为主机的第一天线模块10可控制作为从机的第二天线模块20。
48.上面已经描述了第二天线模块20的配置。第一天线模块10可安装在音频、视频、导航、远程信息处理(avnt)设备中，该设备是用于车辆的信息娱乐系统。在第一天线模块10中使用的ble天线和ble模块可安装在单独的盒子中。当ble天线和ble模块安装在单独的盒子中时，例如，当ble天线和ble模块被添加到车辆1的车辆顶部时，可像第二天线模块20一样直接施加恒定功率，如上所述，并且可省略can收发器。因此，不使用can通信和can收发器，从而可节省购买can收发器的成本。此外，不需要用于can通信的单独mcu资源，从而优化ic规格。此外，可减少用于can通信的布线成本和重量。然而，由于在车辆1的外部没有安装天线，而是在车辆1的内部增加了单独的盒子，因此由于盒子位于室内顶部上，可能无法提高数字钥匙30的最大操作距离。因此，如图3所示，当增加ble模块和ble天线并且将第二天线模块20安装在车辆1的外部时，可提高无线电波的接收灵敏度和接收速率，从而可增加数字钥匙30的最大操作距离并提高覆盖范围。改进前的覆盖范围从车辆1到外部可达80m，在增加ble模块和ble天线且第二天线模块20安装在车辆1的外部时，改进后的覆盖范围可达300m。
49.车辆1的第一天线模块10可通过can通信连接到集成控制单元(icu)和集成车身单元(ibu)，并且可作为主要操作来执行车辆控制。
50.图4是根据实施例的车辆1的控制框图。
51.参考图4，根据实施例的车辆1可包括通信器100、200和300，以使第二天线模块20和第一天线模块10分别能够执行通信，并且通信器100、200和300中的每个包括ble天线101、201、301和ble模块102、202、302。在此，第二天线模块20与注册的数字钥匙30无线连接，并且第一天线模块10与第二天线模块20无线连接。
52.每个控制器120、220和320使得能够执行数字钥匙30和第二天线模块20之间的无线通信，以及第二天线模块20和第一天线模块10之间的无线通信。主控制器400可控制控制器120、220和320中的每个，并且当数字钥匙30位于车辆1外部和车辆1内部时，可不同地执行对车辆1的控制，这将在后文描述。
53.图5是示出根据实施例的车辆1的第二天线模块20、第一天线模块10和数字钥匙30建立连接的过程的图。
54.因为第一天线模块10和第二天线模块20，以及数字钥匙30和第二天线模块20分别进行ble通信，所以可以通过ble通信连接程序建立连接。因为数字钥匙30和第二天线模块20首先在车辆1外部进行ble通信，所以第二天线模块20可向数字钥匙30发送广告包。之后，第一天线模块10可向第二天线模块20发送广告包，使得第二天线模块20与第一天线模块10共享诸如关于到数字钥匙30的距离的位置数据的信息。然后，位于与第二天线模块20可通信距离内的数字钥匙30请求扫描，第二天线模块20响应扫描请求，从而可建立通信连接。位于固定位置的第一天线模块10和第二天线模块20可通过主从通信配置相互连接。在进行连接之后，数字钥匙30可将诸如位置数据的信息发送到第二天线模块20，并且作为从机的第二天线模块20向第一天线模块10报告功率等。因此，可检测到数字钥匙30所在的区域。因此，当数字钥匙30位于车辆1外部和位于车辆1内部时，可不同地执行对车辆1的控制。
55.图6是示出在根据实施例的车辆的控制方法中从外部到内部执行的车辆控制操作的流程图。
56.首先，在步骤2010中，例如，第二天线模块20检测数字钥匙30是否存在于车辆1附近，当检测到时，在步骤2020中，例如，第二天线模块20和数字钥匙30可如上所述地相互通信连接。之后，例如在步骤2030中，使用位置数据识别车辆1到数字钥匙30的距离，然后可在例如步骤2040中从车辆1外部控制车辆1。从车辆1外部控制车辆1可包括通过用户主动使用数字钥匙30向车辆1发送控制信号来打开车门或尾门或启动车辆1的操作，还包括被动进入功能，使得用户能够进入车辆1而不使用数字钥匙30发送控制信号，只要用户持有数字钥匙30。
57.然后，例如可在步骤2050中识别数字钥匙30是否已经进入车辆1。具体地，当使用位置数据识别数字钥匙30的位置并且识别出数字钥匙30位于距车辆1的预定距离内时，确定数字钥匙30位于车辆1内部。当识别出数字钥匙30在车辆1内部时，作为主从通信中的主机的第一天线模块10变为主要并可扫描车辆1的内部，例如，在步骤2060中。例如，在步骤2070中，可基于上述扫描的结果通过车辆1内部的被动服务来控制车辆1。在这种情况下，被动服务是指在车辆1内部执行的车辆控制，并且可包括发动机启动/停止、车门锁定/解锁、尾门打开/关闭、迎宾灯操作/不操作、电动滑动门打开/关闭等。
58.如上所述，在提供使用数字钥匙30的系统中，第二天线模块20设置在车辆1的外部，从而可提供被动进入和被动服务。此外，与使用数字钥匙30的现有系统不同，因为可在不使用can通信的情况下发送位置数据，所以可节省购买can收发器的成本。不需要用于can通信的单独mcu资源，从而优化了ic规格。此外，可减少用于can通信的布线成本和重量。
59.图7是示出根据实施例的车辆1用于实现被动进入而划分的区域的视图。图8是示出根据实施例的通过将无线蓝牙低功耗连接添加到车辆1的第二天线模块20的被动进入区域的视图。
60.参考图7，数字钥匙30可通过与服务器50的通信来执行账户的安全或认证操作，并且还可执行数字钥匙30的管理、生成和删除。基于与车辆1的距离，数字钥匙30的位置可分为r0、r1、r2和r3。因为r0是从数字钥匙30到车辆1的距离小于预定距离的区域，所以将其识别为车辆1的内部。r1到r3是指逐渐远离车辆1的区域。执行r1到r3的划分是为了识别具有数字钥匙30的用户移动到的位置，并根据识别的用户位置提供不同的功能。例如，当持有数字钥匙30的用户从r3移动到r1时，用户进入车辆1，并因此可激活被动进入。当用户从r1移动到r3时，用户远离车辆1，并因此可提供诸如锁定车门的功能。
61.参考图8，其示出第一天线模块10和第二天线模块20实现无源进入区域0。由于r0表示的0的网格被识别为车辆1的内部，因此可提供准确的区分车辆1的内部和外部的被动进入。
62.即，如上所述，为了实现被动进入区域0/1，可通过第一天线模块10和第二天线模块20之间的通信来区分车辆1的内部和外部。在上述操作过程中，可直接在第二天线模块20最近的位置施加恒定功率，并且可省略can收发器。例如，术语“恒定功率”是指偏离平均值或预定值小于5、4、3、2或1％的功率值。因此，不使用can收发器和can通信，从而可节省购买can收发器的成本。此外，不需要用于can通信的单独mcu资源，从而优化了ic规格。此外，可减少用于can通信的布线成本和重量。此外，第二天线模块20设置在车辆1的外部，从而可增加数字钥匙30的最大操作距离并提高覆盖范围。
63.对于本发明的车辆的控制方法，第二天线模块20检测数字钥匙30是否存在于车辆1附近，当检测到时，第二天线模块20和数字钥匙30可如上所述地控制为相互通信连接。之后，使用位置数据识别车辆1到数字钥匙30的距离，然后可在车辆1外部控制车辆1。在车辆1外部对车辆1的控制可包括通过用户主动使用数字钥匙30向车辆1发送控制信号来打开车门或尾门或启动车辆1的操作，还包括被动进入功能，使得用户能够进入车辆1而不使用数字钥匙30发送控制信号，只要用户持有数字钥匙30。
64.然后，控制识别数字钥匙30是否已进入车辆1。具体地，当使用位置数据识别数字钥匙30的位置并且识别出数字钥匙30位于距车辆1预定距离内时，控制为识别数字钥匙30在车辆1内部。当识别出数字钥匙30在车辆1内部时，作为主从通信中的主机的第一天线模块10变为主要并可扫描车辆1的内部。可基于上述扫描的结果通过车辆1内部的被动服务来控制车辆1。在这种情况下，被动服务是指在车辆1内部执行的车辆控制，并且可包括发动机启动/停止、车门锁定/解锁、尾门打开/关闭、迎宾灯操作/不操作、电动滑动门打开/关闭等。
65.当通过上述控制方法控制车辆1时，可保持现有鲨鱼天线提供的gps/无线电/lte接收性能并且可识别车辆1的内部。同时，can通信方法的功能可直接使用无线ble通信来实
现。此外，可节省can收发器的成本和用于can通信的布线。此外，不需要额外的用于can通信的mcu资源，从而可优化ic规格。此外，可减少can通信的布线重量。
66.由上述可知，根据本发明的实施例，车辆及其控制方法可省略can收发器，同时保持数字钥匙的被动进入性能，从而可节省购买can收发器的成本和can通讯布线的成本，并且减少can通讯布线重量。
67.尽管出于说明性目的描述了实施例，但是本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。因此，实施例的描述并非出于限制目的。