多信道車輛被動激活系統的製作方法

2023-05-28 06:36:26

專利名稱：多信道車輛被動激活系統的製作方法
多信道車輛被動激活系統
相關申請的交叉引用
本申請要求2006年11月30日遞交的美國臨時申請No.60/861，838的權益。
背景技術：
本發明通常涉及用於客運車輛中獲取功能的被動系統。
車輛遙控激活系統(remote vehicle activation system),例如遙控無鑰 匙進入(RKE)系統，就性質而言可以是主動的或被動的。在主動系統中， 通常由操作者激活遠程發送器(remotetransmitter)上的開關或按鈕以便執 行所希望的遙控功能，例如鎖住或打開車門。在被動進入系統中，通常不 要求操作者進行激活以便執行所希望的遙控功能。
在典型的車輛被動激活系統中，設置有通常被稱為"智能鑰匙"(fob) 或"卡"的遠程收發器(remote transceiver)-這種智能鑰匙或卡可作為獨 立單元連接到鑰匙鏈，也可以是點火鑰匙的頭部部分或類似物。智能鑰匙 或卡自動地將無線信號例如射頻(RF)信號發射到車輛，以便執行各種車 輛遙控功能中的任何功能，例如鎖住和/或打開車門、啟動和/或停止車輛 發動機、打開和/或關閉車窗、開啟內部和/或外部車燈、升上和/或降下敞 篷車頂、打開和/或關閉車尾行李箱以及類似功能。
車輛被動激活系統通常包括安裝在車輛中的電子控制模塊上的收發 器。車輛收發器控制模塊設置成與各種車輛裝置通信，以便執行多種功能。 例如，車輛收發器和/或控制模塊可設置成與門鎖機構通信，以便響應開鎖
請求而打開車門，或者可設置成與車輛發動機通信，以便響應發動機啟動 i貪,，而啟動發動才;L。
例如，可在車門把手上設置傳感器或開關，以便提供開鎖請求。在該
實施例中，當車主身體接觸門把手時，例如通過^;i^又或拉住把手，傳感器 便向車輛收發器控制模塊提供這種接觸的指示。收到該指示之後，車輛收 發器控制模塊自動地發送被動進入詢問信號(challenge signal )。詢問信號 一經接收，通常由使用者攜帶的遠程收發器智能鑰匙或卡確定該詢問信號 是否有效，如果有效，便自動地發送響應，該響應包括智能鑰匙通常唯一 的識別碼。車輛收發器控制模塊將識別碼同授權的智能鑰匙碼相比較，如 果發現它們匹配，控制模塊便產生控制信號，在該實施例中，這種控制信 號被發送到門鎖機構以用於打開車門。
在執行車輛被動激活功能中，在決定是否應當執行特定被動進入功能 時，測定(即，確定位置)攜帶智能鑰匙的使用者的位置可能有幫助。例 如，當激活車門把手以生成開門請求時，如果授權的智能鑰匙在車輛外面， 鎖應當被打開。否則，車門可由車輛外面的任何人開鎖並打開，只因授權 使用者在車輛內部。作為另一實施例，如果使用者激活車輛內部的被動發 動機啟動開關，只有授權使用者在車輛內部，發動機才被開啟。
目前的車輛被動激活系統存在的一個問題是對幹擾或噪聲的敏感度。 例如，其他無線系統可能在與從車輛發送到智能鑰匙或從智能鑰匙發動到 車輛的信號中的一個或兩個信號相同或接近的頻率下工作(如果這些信號 在不同頻率下發送)。例如，這些無線系統可包括其他智能鑰匙或卡、輪 胎壓力監控系統、遠程安全系統(remote security system)、遠程車庫開門 器(remote garage door opener)和類似物。

發明內容
本發明通過使用基於取樣的環境條件所選擇的多個多頻信道中的至 少一個，來解決信號幹擾的問題。


圖l是實現本發明實施方案的車輛的示意圖2是展示了根據本發明實施方案的被動進入模塊的框圖； 圖3是展示了根據本發明的智能鑰匙或卡的框圖； 圖4M示了根據本發明實施方案的車輛被動激活系統的框圖； 圖5M示了根據本發明實施方案的車輛操作的流程圖；以及 圖6是展示了根據本發明實施方案的智能鑰匙操作的流程圖。
具體實施例方式
參考圖1,顯示了實現本發明實施方案的車輛的示意圖。車輛10具有 內部區域11和外部區域12。 ^皮動進入電子才莫塊(passive entry electronic module) 13連接到內部天線14,例如，內部天線14可安裝到車輛儀錶盤 15。模塊13還可與外部天線16連接，外部天線16優選地安裝在外部結 構上，例如側視鏡外殼17,或安裝在門中，如門20。
車門20可提供內部區域11和外部區域12之間的部分邊界。門把手 21包括i敫活開關和鎖致動才幾構(lock actuator mechanism), 5敫活開關和鎖 致動機構兩者都連接到模塊13。通過升高門把手21,使用者發出開啟門 的請求，該請求使模塊13詢問授權的智能鑰匙。發動機啟動開關22也可 設置在連接到模塊13的儀錶盤15上，以便發出啟動車輛發動機的使用者 請求。例如，還可支持各種其他激活功能，如鎖住和/或開啟其他車門、打 開和/或關閉車窗、開啟內部車燈和/或外部車燈、升高和/或降低敞篷車頂、 打開和/或關閉車尾行李箱、以及類似功能。
現參考圖2,顯示了展示根據本發明實施方案的被動進入模塊的框圖。 被動進入才莫塊13包括收發器23和收發器24。可供選擇地，可使用在內部 和外部發送/接收之間轉換的單一收發器。被動進入模塊13還包括控制器 26,控制器26具有隻讀存儲器(ROM) 27,只讀存儲器(ROM) 27可包 括一個或多個由控制器26執行的軟體程序以及由控制器26存取的數據。 電子可編程只讀存儲器(EPROM) 28連接到控制器26,以用於存儲標定 數據(calibration)和如現有技術已知的其他數據。EPROM28也可保存由 控制器26執行的軟體。
模塊13包括用於驅動內部天線14的天線激勵器(antenna driver) 30 和用於驅動外部天線16的天線激勵器31。天線14和16提供了分別經由 收發器23和收發器24與可攜式智能鑰匙或卡25的雙向通信。激勵器30 和31可以是模擬或數字控制的，以分別響應來自控制器26的內部增益值 和外部增益值。例如，增益值可儲存在EPROM 28中。激勵器30包括雙 向可變增益信號放大器32和接收內部增益值的增益模塊(gainblock) 33。 同樣，激勵器31可包括雙向可變增益信號放大器34和接收外部增益值的 增益模塊35。如果所有的被動進入功能都使用了同樣的內部增益值和外部 增益值，可在模塊13的加電初始化序列期間一次設置內部和外部增益值。 否則，根據需要，在被動進入功能的操作期間，可周期性地將內部增益值 傳送到激勵器30和31。
無線接口 (wireless interface) 23、 24不必是連接到內部天線和外部天 線的收發器。例如，無線裝置23、 24中的一個或兩個可以是只發送的裝 置或只接收的裝置。此外，無線裝置23、 24可在不同的頻率範圍內工作， 或以不同類型的無線信號工作。
現參考圖3,顯示了展示根據本發明的智能鑰匙或卡的框圖。智能鑰 匙25包括由收發器37連接到天線38的智能鑰匙控制器36。可供選擇地， 可利用單獨的接收器和發送器來適應所用頻率的差別。由車輛被動進入模 塊廣播的詢問信號(interrogation signal)由收發器37接收，並由控制器 36檢測。如果詢問信號是有效的(即，符合所識別的車輛和功能)，控制 器36發出響應消息，響應消息經由收發器37和天線38廣播到車輛被動 進入模塊。接收詢問信號期間，信號強度指示器(SSI)模塊39可確定所 接收的信號強度，並生成信號強度指示。信號強度指示可包括在由控制器 36根據預定的消息協議組裝的響應消息中。
現參考圖2,智能鑰匙收發器37和一個或多個車輛模塊無線裝置23、 24可操作以在多個載頻下進行發送和/或接收。這允許根據本發明的車輛 被動激活系統選擇低噪聲程度的信道。例如，在車輛模塊13中的一個或 多個收發器23、 24可在所關注的頻率下對環境取樣，來確定噪聲程度。 然後，車輛模塊控制器26可選擇這些頻率中的一個或多個，供與智能鑰 匙25通信之用。控制器26可在從車輛模塊13發送到智能鑰匙25的一個 或多個詢問信號中通知使用哪一個或多個頻率。
現參考圖4,顯示了展示根據本發明實施方案的車輛被動激活系統的 框圖。車輛模塊13包括低頻(LF )發送器50和超高頻(UHF )接收器52。 智能鑰匙25包括LF接收器54和UHF發送器56。可供選擇地，UHF發 送器56和UHF接收器52中的一個或兩個可以是UHF收發器。
車輛模塊控制器26給LF發送器50產生控制信號60，包括將要發送 的數據。LF發送器50從LF天線64發送LF信號62。 LF信號62可由智 能鑰匙LF天線66接收。LF接收器54檢測或解調LF信號62,以便產生 用於智能鑰匙控制器36的接收數據68。
智能鑰匙控制器36可才喿作以產生頻率控制信號70和傳輸控制信號 72,包括將要由UHF發送器56發送的數據。UHF發送器56從智能鑰匙 UHF天線76發送UHF信號74。 UHF信號74可由車輛才莫塊UHF天線78 接收。UHF接收器52檢測或解調UHF信號74,以產生用於車輛模塊控 制器26的數據80。 UHF接收器52還接收頻率控制信號82,以用於設置 中心頻率或另外選擇一個信道或多個信道以用於接收來自天線78的UHF 信號。UHF接收器52還包括確定接收信號強度的能力，例如通過生成接 收信號強度指示(RSSI)信號，作為提供給車輛模塊控制器26的數據80。
當請求激活功能時，詢問以LF信號62的形式發送到智能鑰匙25。然 後，智能鑰匙25通過發送UHF信號74來響應。為了使系統不受來自其 他源的人為幹擾和噪聲的影響，可根據需要改變操作的UHF信道。車輛 模塊通過周期地;險測來自UHF接收器52的RSSI水平，來確定哪一個或 多個信道是清晰的(沒有噪聲)或較清晰或最清晰。控制器26將基於環 境噪聲程度來選擇一個或多個信道。這種選擇可獲得最安靜的信道。可供 選擇地，這種選擇可獲得噪聲程度低於閥值的一個信道或多個信道。這種 選擇可以基於以特定優先次序進行的信道搜索，直到發現適當的信道或多 個信道為止。這種次序可以基於車輛位置或基於有關車輛的已知信息。一 旦選擇了 一個信道或多個信道，智能鑰匙25在LF詢問階段接到選擇的通 知。當智能鑰匙25發覺LF詢問時，其解碼LF信號62,並轉換到由車輛
模塊13所指示的一個或多個清晰的信道。因此，可改進車輛接收來自智
能鑰匙25的UHF響應的可能性。
本發明提供了轉換信道的可行的、快速的和有效功率的方式。為了節 省車輛電池的功率，車輛模塊控制器26可指示UHF接收器52以周期間 隔的方式來^^查一個或多個清晰的信道。
可使用如本技術領域已知的種類繁多的任何迴路，來實現UHF接收 器52和UHF發送器56。例如，可使用來自美國麻薩諸塞州Analog Devices of Norwood公司的ADF7012多信道ISM波段FSK/GFSK/OOK/ASK發送 器，來實現發送器56。這種發送器包括N分數鎖相環(fractional-N PLL ), 可為鎖相環(PLL)加載數據值，以將工作頻率設定在75 MHz和1 GHz 之間。
可供選擇地，或除了以上的實施方案以外，在智能鑰匙中的多信道LF 接收器可用來避免LF噪聲源。此外，本系統還可用於LF/RF/RF詢問響應 系統以及LF/RF系統。
現參考圖5和6,顯示了展示根據本發明實施方案的操作方法的流程 圖。本領域的一個普通技術人員可理解，所展示的操作沒有必要是順序操 作。可在本發明的精神和範圍內改變步驟順序，且此處所顯示的順序是邏 輯陳述。所展示的方法還可由硬體、軟體、固件和類似物的任何組合來實 現。本發明超越任何具體的實施方式，且為了易於展示以順序流程圖的形 式來顯示實施方案。
現參考圖5，顯示了展示根據本發明實施方案的車輛操作的流程圖。 進行檢查，以確定是否應當針對噪聲而對周圍環境進行取樣，如在模塊100 中。這種檢查可基於周期性進行。可供選擇地，或除了周期性檢查以外， 在檢測到某些事件之後，例如請求特殊功能，可進行檢查。然後，可對一 個或多個信道中的環境噪聲程度進行取樣，如在模塊102中。然後，可基 於所測量的噪聲程度，來確定將要使用哪一個或多個信道，如在模塊104 中。可使用最後的成功信道，除非有必要改變信道。這種需要可以基於對 該信道噪聲程度的取樣、所接收的控制信號、從智能鑰匙所接收的信號或 類似物。
最終，接收激活功能的請求，如在模塊106中。從車輛發送至少一個 詢問，如在模塊108中。在詢問中優選地提供指定響應信道所使用的一個 或多個信道的信息。在一個或多個指定的詢問中接收響應，如在模塊110 中。這種響應優選地包括智能鑰匙標識符或指示授權使用希望功能的其他 數據。進行檢查，以確定標識符或其他數據是否正確，如在衝莫塊112中。 例如，可通過對照授權標識符的列表核對所接收的標識符，來進行以上檢 查。如果所接收的數據指示授權使用該功能，便可執行該功能，如在模塊 114中。
在本發明的一個實施方案中，可從車輛發送多個詢問，如在^f莫塊108 中。例如，如果在一定時間周期內沒有響應詢問，詢問可被重新發送。此 外，使用來自首次傳輸的一個或多個不同特徵，進行至少一個重新發送， 例如載頻、調製技術、編碼方案、信道選擇、標識符和類似物。
現參考圖6,顯示了展示根據本發明實施方案的智能鑰匙操作的流程 圖。詢問信號被接收，如在模塊120中。這種詢問信號可用來喚醒智能鑰 匙中的電子設備。確定應當使用哪一個或多個信道進行發送，如在模塊122 中。這種確定可以基於在詢問信號中接收的信息。智能鑰匙發送響應，如 在模塊124中。這種響應可包括發送器標識符或由車輛用以確定所請求的 功能是否被允許的其他信息。
儘管已經展示和描述了本發明的實施方案，但是這些實施方案並非旨 在展示和描述本發明的所有可能形式。而是，說明書中使用的詞彙是描述 性詞彙而不是限制性詞彙，且應當理解，可進行各種改變而不偏離本發明 的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於機動車的被動激活系統，其包括智能鑰匙，其可操作以接收詢問信號並且響應所述詢問信號在多個頻率中的一個頻率下發送激活信號；以及激活器，其安裝在所述機動車上，所述激活器可操作以基於傳輸品質選擇所述多個頻率中的一個頻率、將所選頻率的指示發送到所述智能鑰匙、發送所述詢問信號、以及在所選頻率下接收所述激活信號。
2. 如權利要求1所述的被動激活系統，其中所述激活器通過在所述 多個頻率中的每一個頻率下對環境噪聲取樣，來選擇所述多個頻率中的一 個頻率。
3. 如權利要求2所述的被動激活系統，其中所述激活器利用所述所 選頻率來隨後接收所述激活信號，除非所述所選頻率下的環境噪聲超過一 個閥值。
4. 如權利要求1所述的被動激活系統，其中所述智能鑰匙包括LF接 收器和UHF發送器，且其中所述激活器包括LF發送器和UHF接收器。
5. 如權利要求4所述的被動激活系統，其中所述激活器利用所述LF 發送器來發送所述詢問信號，所述智能鑰匙利用所述LF接收器來接收所 述詢問信號，所述智能鑰匙利用所述UHF發送器來發送所述激活信號， 以及所述激活器利用所述UHF接收器來接收所述激活信號。
6. 如權利要求1所述的被動激活系統，其中所述激活器在所述詢問 信號中發送所述所選頻率的所述指示。
7. 如權利要求1所述的被動激活系統，其中如果所接收的所述激活 信號包括先前識別的智能鑰匙的標識符，所述激活器進一步操作以激活車 輛功能。
8. 如權利要求1所述的被動激活系統，其中所發送的詢問是第一詢 問，所述激活器進一步操作以確定沒有接收到響應所述第一詢問的激活信號，且發送具有不同於所述第 一詢問的至少 一個特徵的至少 一個附加詢問。
9. 一種遙控激活機動車的功能的方法，所述方法包括從所述機動車發送第一信號，所述第一信號基於在多個信道中的至少 一個信道下所檢測的環境噪聲來指示所述多個信道中的一個信道；在遙控裝置中接收所述第一信號，所述遙控裝置可操作以與所述機動 車分離地移動；在所述遙控裝置中設置發送器，以基於所接收的所述第一信號在所指 示的所述信道中進行發送；利用所指示的所述信道從所述遙控裝置中發送第二信號；在所述機動車上接收所述第二信號；以及基於所接收的所述第二信號，來激活機動車的所述功能。
10. 如權利要求9所述的方法，其中所述第一信號以第一頻率進行發 送，且所述第二信號以不同於所述第一頻率的第二頻率進行發送。
11. 如權利要求IO所述的方法，其中所述第一頻率處在所述LF波段， 且所述第二頻率處在所述UHF波段。
12. 如權利要求9所述的方法，其中所述第一信號是響應對所述功能 的請求而從所述機動車發送的詢問信號。
13. 如權利要求9所述的方法，其中所述第二信號包括遙控裝置標識 符，且其中激活所述功能是基於所述遙控裝置標識符匹配已知標識符的。
14. 如權利要求9所述的方法，其中所述遙控裝置利用所指示的所述 信道繼續發送信號，直到接收到指示所述遙控裝置使用所述多個信道中的 一個不同信道的信號為止。
15. —種機動車，其包括 發送器；接收器；由控制信號操作的機動裝備；以及與所述發送器、所述接收器和所述機動裝備通信的控制邏輯單元，所述控制邏輯單元可操作以(a) 利用所述接收器對環境中的噪聲取樣；(b) 根據所取樣的噪聲來從多個可能信道中確定工作信道；(c) 利用所述發送器發送指示所確定的信道的信道信號；(d) 利用所確定的信道從所述接收器接收激活信號；和(e) 基於所接收的所述激活信號生成所述控制信號。
16. 如權利要求15所述的機動車，其中所述發送器在LF波段工作， 且其中所述多個信道在UHF波段中的不同頻率下工作。
17. 如權利要求15所述的機動車，其中所述信道信號是發送到遙控 裝置的詢問信號的一部分。
全文摘要
通過基於取樣的環境噪聲條件確定激活信號的頻率，來改進機動車的遙控激活。所選的頻率可在詢問信號中被發送到被動遙控裝置。遙控裝置以處於所選頻率的激活信號進行響應。
文檔編號G08C17/00GK101197068SQ200710188299
公開日2008年6月11日 申請日期2007年11月30日 優先權日2006年11月30日
發明者利雅得·哈巴爾, 羅納德·O·金 申請人:李爾公司