用於選擇性激活車輛近場通信模塊的方法和系統與流程

2023-04-29 03:12:51

本發明總體涉及車輛通信和接入系統，且更具體地涉及選擇性地激活車輛通信和接入系統的一個或多個車輛近場通信(nfc)模塊。

發明背景

對於某些車輛通信和接入系統，諸如被動式免持鑰匙進入(pke)系統或被動式進入睡眠啟動(peps)系統，通常使用藍牙低能耗(ble)系統以實現對車輛或用戶行動裝置的多種車輛功能的接入。然而，如果行動裝置的電池耗盡，則在用戶沒有鑰匙或鑰匙鏈的情況下可能需要備用。因此，在使用ble而鑰匙或鑰匙鏈不可用或不期望時，車輛nfc模塊可用作激活啟動器，並且移動nfc設備可用作被動目標。然而，優選地是，將車輛nfc模塊保持在睡眠模式以保存車輛功率。本文描述的系統和方法致力於車輛nfc模塊的動態控制選擇性激活，這使得當行動裝置的電池電平處在或低於閥值電池電平時其僅處在激活模塊。

技術實現要素：

根據一個實施例，提供了一種選擇地激活車輛近場通信(nfc)模塊的方法。該方法包括接收指示行動裝置的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平的第一行動裝置電池信號。響應於指示行動裝置的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平的第一行動裝置電池信號的接收，車輛nfc模塊變為激活模式。該方法進一步包括接收指示行動裝置的電池功率電平高於閾值電池功率電平的第二行動裝置電池信號。響應於指示行動裝置的電池功率電平高於閾值電池功率電平的第二行動裝置電池信號的接收，車輛nfc模塊變為睡眠模式。

根據另一個實施例，提供了一種選擇性地激活nfc模塊的方法。該方法包括將行動裝置與車輛通信和接入系統配對，並且向遠程伺服器無線地傳輸第一行動裝置電池信號。第一行動裝置電池信號指示之前配對的行動裝置的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平。響應於第一行動裝置電池信號向遠程伺服器的無線傳輸，從遠程伺服器發送激活信號，以將車輛nfc模塊從標準睡眠模式變為激活模式。當之前配對的行動裝置處在車輛nfc模塊的範圍內以及車輛nfc模塊處在激活模式下，nfc信號被從車輛nfc模塊發送到之前配對的行動裝置的移動nfc模塊上，以激活車輛通信和接入系統。

根據另一個實施例，提供了一種車輛通信和接入系統，包括具有處理器和存儲器的控制單元，以及耦合到控制單元的nfc模塊。控制單元的存儲器配置為存儲用於之前配對的行動裝置的可識別代碼。控制單元配置為接收第一行動裝置電池信號，該第一行動裝置電池信號指示之前配對的行動裝置的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平。響應於指示之前配對的行動裝置的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平的第一行動裝置電池信號的接收，控制單元配置為將車輛nfc模塊的模式從睡眠變為激活。

附圖說明

下文將結合附圖描述優選的示例性實施例，其中相似的標記表示相似的元件，並且其中：

圖1是車輛通信和接入系統的示意圖；並且

圖2是可用於圖1中車輛通信和接入系統的示例性方法的流程圖。

具體實施方式

本文公開了一種用於車輛的通信和接入系統，以及一種選擇性地激活車輛通信和接入系統的車輛近場通信(nfc)模塊的方法。車輛nfc模塊可用於用戶行動裝置的移動nfc模塊，以允許或啟動多種車輛功能。例如，nfc可代替鑰匙、鑰匙鏈或藍牙設備，用於解鎖和/或啟動車輛。本文描述的系統和方法提供了根據用戶行動裝置的電池電平而對車輛nfc模式的動態控制。車輛nfc模塊的動態控制選擇性激活可在行動裝置的電池耗盡時使得車輛通信和接入系統可用。此外，動態控制可選擇性地將車輛nfc模塊保持在默認睡眠模式下以節省功率，並保持車輛通信和接入系統的可用性。

現在轉到圖1，示出了車輛12的通信和接入系統10的示意圖。通信和接入系統10包括第一車輛nfc模塊14。而且，但不是必須地，通信和接入系統10的具體實施方式中描繪了第二車輛nfc模塊16。但是，如下文詳述的那樣，可以僅具有單個車輛nfc模塊或超過兩個的車輛nfc模塊。第一和第二車輛nfc模塊14、16被示為通過車輛總線20示意性地連接到控制單元18；然而，應當理解，第一和/或第二車輛nfc模塊14、16可具有他們自己的集成控制單元或可以以任何可操作的方式連接到一個或多個控制單元，諸如硬連接、以無線連接實現、或通過中間設備、單元或模塊的連接等。

第一和/或第二車輛nfc模塊14、16優選地為nfc晶片組或nfc收發器，能夠用作啟動器或用作目標。如圖1示意性描繪的那樣，第一和/或第二車輛nfc模塊14、16與用戶的行動裝置22相互作用，用戶的行動裝置22具有其自己的移動nfc模塊24。行動裝置22可以是任何類型的可攜式電子設備，諸如蜂窩電話、智慧型電話、平板等。移動nfc模塊24具有移動nfc天線26，第一車輛nfc模塊14具有第一車輛nfc天線28，並且第二車輛nfc模塊16具有第二車輛nfc天線30。如上所述，第一和/或第二車輛nfc模塊14、16優選地用作啟動器和目標。啟動器主動地生成rf電流，生成可以向被動目標供電的電磁場。啟動器設備提供載波場，並且目標設備通過調製當前的場而應答。目標設備可以從啟動器提供的電磁場中獲取其操作功率，並且因此，如果行動裝置22的電池電量很低或耗盡時，車輛nfc模塊14、16可以向移動nfc模塊24提供操作功率，以啟動與車輛通信和接入系統10的連接。

此外，第一和/或第二車輛nfc模塊14、16在激活模式或睡眠模式下可以是可操作的。在激活模式下，僅車輛nfc模塊14、16或者車輛nfc模塊14、16和行動裝置22的移動nfc模塊24兩者都可以生成rf信號，數據可攜帶在該rf信號上。激活模式包括當車輛nfc模塊輪詢其他在範圍內的nfc模塊時的低功率操作，以及當檢測到一個或多個其他nfc模塊時的正常操作。在睡眠模式下，車輛nfc模塊14、16是目標，使用負載調製將數據傳輸回移動nfc模塊24的啟動器。第一和/或第二車輛nfc模塊14、16可使用任何可操作的通信模式，諸如讀/寫、卡仿真或對等。此外，可採用任何可使用的標準化協議，並且可以使用任何可行信號編碼方案。

第一車輛nfc模塊14示意性地示作接近車輛識別碼(vin)牌並且配置為鎖定或解鎖一個或多個車門32。在另一個優選的實施例中，第一車輛nfc模塊14位於一個或多個車門32的把手處。最大nfc範圍約為10cm，並且因此，出於鎖定和/或解鎖的目的期望的是在車輛12的外部或附近具有第一車輛nfc模塊14。其他用於第一車輛nfc模塊14的位置當然也是可行的。例如，車輛nfc模塊可以放置於或靠近一個或多個側鏡，或靠近行李箱蓋以提供對行李箱的接入。第二車輛nfc模塊16示意性地示作接近車輛12的儀錶板。第二車輛nfc模塊16可配置為，例如，啟動車輛12的發動機或馬達34。在一種實施方式中，第二車輛nfc模塊16與在車輛12的中心控制臺的對接站集成。其他用於車輛nfc模塊的位置當然也是可行的。

特別是對於第一車輛nfc模塊14，優選的是nfc模塊是否處於標準睡眠模式。當行動裝置22的電池處於良好狀態時，車輛nfc模塊功能在標準睡眠模式下將被禁用，意味著車輛nfc模塊將不耗電。在激活模式下，且更具體地，在低功率操作中，車輛nfc模塊14通常每隔500ms輪詢一次其他nfc模塊，且功耗約為150μa。因此，可通過將車輛nfc模塊保持在標準睡眠模式下而節省約150μa。雖然隨時間節省的功率量可能不被視為特別顯著(例如，10天約36mah)，然而當考慮到惡意nfc模塊和激活模式的正常操作時，標準睡眠模式的功率節省是十分顯著的。當車輛nfc模塊檢測到另一個nfc模塊的存在時，車輛nfc模塊切換到正常操作，以讀取其他nfc模塊，並且功耗高達約50-100ma。因此，如果車輛nfc模塊處於激活模式，則有可能惡意nfc模塊(即，非用戶行動裝置22)可放置於車輛nfc模塊14的附近並將其從低功率操作轉為正常操作。在此情況下，隨時間的功耗可能是顯著的(例如，10天約12-24ah)，其佔通常車輛電池的25-50％。例如，惡意行動裝置和nfc模塊的存在可能在更為都市化或商業化的區域尤為引人關注。

控制單元18可用於控制、管控或以其他方式管理車輛12的某些操作或功能和/或其一個或多個部件或模塊(例如，車輛通信和接入系統10或車輛nfc模塊14、16)。優選地，儘管簡明起見並未示出，但是每個車輛nfc模塊14、16都具有其自己的集成控制單元18，該集成控制單元18隨後可以無線地(例如，通過藍牙)或通過車輛總線20或其他連接與一個或多個其他車輛單元或模塊通信。在一個示例性實施例中，控制單元18包括處理器36和存儲器38。處理器36可包括任何類型的適當電子處理器(例如，微處理器、微控制器、專用集成電路(asic)等)，該電子處理器執行軟體、固件、程序、算法、腳本等的指令。該處理器不限於任一類型的部件或設備。存儲器38可包括任何類型的適當電子存儲設備，並且可以存儲多種數據和信息。其包括，例如：行動裝置22的一種或多種可識別代碼；關於行動裝置22的電池電平的信息，例如，不論是從行動裝置22或遠程伺服器40直接獲取的，還是通過遠程信息處理單元或其他車輛模塊而間接獲取的；查找表和其它數據結構；軟體、固件、程序、算法、腳本和其他電子指令；部件特徵和背景信息等。本方法-以及此類任務所需的任何其他電子指令和/或信息-也可存儲或以其他方式保持在存儲器38中，從而使得控制單元18可配置為執行下面詳述的方法的一個或多個步驟。在另一個優選的實施例中，本方法-以及此類任務所需的任何其他電子指令和/或信息-可遠程存儲，諸如存儲在遠程伺服器40上。控制單元18可通過i/o設備和適當連接，諸如通信總線20，電子連接到其他車輛設備和模塊上，從而使得他們可以按需要相互作用。此外，控制單元18不必如圖1所示電子連接在車輛通信和接入系統10內。當然，這只是控制單元18一些可能的設置、功能和性能，而其他的當然也是可行的。按照特定實施例，控制單元18可以是獨立電子模塊(例如，車門控制模塊)，其可以合併或包括在車輛的其他電子模塊中(例如，車身控制模塊、遠程信息處理單元等)，或者其可以是更大的網絡或系統的一部分，這些是列出的一些可能性。如上所述，也可能包括用於每個nfc模塊的特定控制單元，這些nfc模塊包括在通信和接入系統10中。例如，更為集中的控制單元18(獨立單元或集成到諸如遠程信息處理單元的其他設備的單元)可將關於行動裝置的信息傳輸到控制單元，該控制單元特定或集成於車輛nfc模塊14。其他可操作的配置和設置當然也是可行的。

遠程伺服器40可用於本文所述的方法和系統的一個或多個實施例，以便於關於行動裝置22的多種信息的傳輸，且更為具體地，便於關於行動裝置22的電池功率電平的多種信息的傳輸。遠程伺服器40可將信息傳輸到控制單元18或其他車輛部件，諸如將信息轉發到控制單元18的遠程信息處理單元。在優選的實施例中，遠程伺服器40是基於雲的伺服器。基於雲的伺服器可升級(例如，易於且快速升級)、成本低且具有通常可更好地適用於用戶需求的靈活功能。遠程伺服器40的其他實施方式當然也是可行的。例如，遠程伺服器40可位於呼叫中心等。可選地，遠程伺服器40可被一起忽略，並且行動裝置22可將信息直接傳輸到車輛12，例如，從而傳輸到控制單元18或遠程信息處理單元。

轉向圖2，示出了描繪選擇性地激活車輛nfc模塊的方法100的步驟的流程圖。方法100可用於一種或多種車輛nfc模塊，諸如圖1描繪的車輛通信和接入系統10的車輛nfc模塊14、16。此外，可能對超過一部行動裝置執行方法100。例如，一位用戶可具有以方法100工作的多部行動裝置，或者多位用戶可每人具有以方法100工作的一部或多部行動裝置。出於示例的目的，方法100是結合圖1中行動裝置22以及車輛通信和接入系統10的第一車輛nfc模塊14進行描述的。

方法100的步驟102包括將行動裝置22與車輛通信和接入系統10配對。行動裝置22的配對包括使得車輛12能夠相對於惡意行動裝置而識別用戶的行動裝置22的任何方法。配對可包括在車輛12或行動裝置22上帶有或沒有菜單導航的情況下實現nfc或藍牙連接。在一個實例中，行動裝置22具有可識別代碼，諸如設備地址或更具體的藍牙設備地址，其可以存儲在控制單元18的存儲器38中。在一個實施例中，行動裝置22與車輛通信和接入系統10的配對是通過行動裝置22和其他移動系統，諸如信息娛樂系統等，的首次配對而間接完成的。在另一個實施例中，行動裝置22的可識別代碼被從遠程伺服器40發送到控制單元18或其他車輛模塊，諸如遠程信息處理單元。其他配對方法當然也是可行的。

步驟104包括接收指示行動裝置22的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平的第一行動裝置電池信號。換言之，由第一行動裝置電池信號表示的行動裝置22的電池功率電平與閾值電池功率電平進行了比較。第一行動裝置電池信號可由行動裝置22上基於應用的程序發送。在一個特定實施例中，第一行動裝置電池信號被無線地傳輸到遠程伺服器40。第一行動裝置電池信號可在控制單元18上接收，直接地從行動裝置22接收，間接地通過遠程伺服器40從行動裝置22接收，並且發送到控制單元18或遠程信息處理單元，這些是列舉的一些實例。

閾值電池功率電平是指示期望將車輛nfc模塊14變為激活模式以確保車輛通信和接入系統10的可用性的任何電池功率電平。閾值電池功率電平可為靜態或動態閾值。靜態閾值可以基於剩餘電池容量。例如，閾值電池功率電平可以約為剩餘電池容量的10％。閾值電池功率電平也可以是基於電池使用而變化的動態閾值。例如，閾值電池功率電平可以是基於當前電池使用的剩餘電池時間的估計值。一個特定實施例中，閾值電池功率電平約為基於當前電池使用的剩餘電池時間的五分鐘。動態電池功率電平閾值考慮到用戶可能運行很多應用程式等的情況。相對於用戶僅有少數消耗電池功率的應用程式的情況，在此情況下，10％的電池功率可能以更為顯著的速度減少。此外，關於靜態或動態閾值電池功率電平，「處在或低於」的要求是為了提供清晰度，而並非必須將系統或方法限制在一旦電池電平低於閾值電平就發送第一行動裝置電池信號的實施例內。例如，如果設計了一種方法，其中當電池功率電平低於閾值電池功率電平的10％時發送第一行動裝置電池信號，則在該實施例中，閾值電池功率電平按照所需精確度和具體度大約為9％或9.99％。

響應於步驟104中第一行動裝置電池信號的接收，車輛nfc模塊14在步驟106變為激活模式。在一個實施例中，激活信號可從行動裝置22或從遠程伺服器40發送，以將車輛nfc模塊14從標準睡眠模式變為激活模式。如上所述，激活模式通常由低能耗操作和正常操作組成。在低能耗操作中，車輛nfc模塊14每500ms輪詢一次其他nfc模塊。當檢測到其他nfc模塊時，發生正常操作，不論檢測到的是行動裝置22的移動nfc模塊24還是任何其他nfc模塊。如果行動裝置22的電池處在或低於閾值電池功率電平，則保證了車輛通信和接入系統10的可用性，這是因為行動裝置22的移動nfc模塊24可用作被動目標。在行動裝置22的電池功率電平較低但不一定耗盡的情況下，nfc可用作藍牙系統的替代，藍牙系統需要更高的電池功率電平以便於數據傳輸。在行動裝置22電池耗盡的情況下，車輛nfc模塊14的天線28可通過移動nfc天線26在移動nfc模塊24中感應電壓，從而便於在車輛nfc模塊14和移動nfc模塊24之間的數據傳輸。

步驟108包括接收指示行動裝置22的電池功率電平高於閾值電池功率電平的第二行動裝置電池信號。如第一行動裝置電池信號，第二行動裝置電池信號可由行動裝置22上基於應用的程序發送。在一個特定實施例中，第二行動裝置電池信號被無線地傳輸到遠程伺服器40。第二行動裝置電池信號可在控制單元18上接收，直接地從行動裝置22接收，間接地通過遠程伺服器40從行動裝置22接收，並且發送到控制單元18或遠程信息處理單元，這些是列舉的一些實例。所指的「第一」和「第二」電池信號是出於清晰的目的，且並不是為了限制或指示特定時間要求。例如，方法意圖包含一種場景，其中首次接收的行動裝置電池信號指示電池功率電平高於閾值，因而觸發向睡眠模式的轉變(例如，第二行動裝置電池信號)。繼續該實例，隨後接收的行動裝置電池信號可指示電池功率電平處於或低於閾值，從而觸發向激活模式的轉變(例如，第一行動裝置電池信號)。

響應於步驟108中第二行動裝置電池信號的接收，車輛nfc模塊14在步驟110變為睡眠模式。在一個實施例中，停用信號可從行動裝置22或從遠程伺服器40發送，以將車輛nfc模塊從激活模式變為標準睡眠模式。在標準睡眠模式下，車輛nfc模塊14的功能至少部分被禁用，這使得車輛nfc模塊14變成目標，並且移動nfc設備24可作為啟動器以激活車輛通信和接入系統10。在標準睡眠模式下，隨時間節省的功耗可以是顯著的，特別是因為在惡意nfc模塊進入車輛nfc模塊的範圍內時正常操作可被避免。例如，在正常睡眠模式下，10天可節省12-24ah，這可佔通常車輛電池容量的25-50％。

步驟112包括從之前配對的行動裝置22的移動nfc模塊24向車輛nfc模塊14發送nfc信號，以激活車輛通信和接入系統10。如上所述，nfc設備的通常範圍最大約為10cm。因此，在圖1所示的實施例中，當車輛nfc模塊14和行動裝置22的移動nfc模塊24處在約10cm或更小的範圍內時，車輛通信和接入系統10被激活。在一個實施例中，車輛nfc模塊14位於或靠近vin牌並且配置為解鎖一個或多個車門32。在另一個優選的實施例中，車輛nfc模塊14位於車門把手上且配置為解鎖一個或多個車輛車門32。優選地，標準睡眠模式包括當行動裝置22的電池功率電平高於閾值電池功率電平時，從移動nfc模塊24向車輛nfc模塊14發送nfc信號。然而，如前所述，當處於激活模式時，當行動裝置22的電池功率電平處在或低於閾值電池功率電平時，nfc信號可被從車輛nfc模塊14發送到移動nfc模塊24。應當理解，當行動裝置的電池功率電平低於閾值電平時nfc模塊24依然發送nfc信號(例如，移動nfc模塊24和車輛nfc模塊14都處於激活模式，可以生成攜帶數據的rf信號，儘管行動裝置22的電池功率電平較低)，這也是可能的。

應當理解，以上描述並非對本發明的限定，而是對本發明的一個或多個優選的示例性實施方式的描述。本發明不限於本文公開的特定實施例，而僅由下面的權利要求書限定。此外，包括在前述描述中的聲明涉及特定的實施例，並且除非該術語或措詞在上面進行了清楚地限定，否則不能解釋為限定本發明的範圍或限定權利要求所使用的術語。多種其他的實施例以及已公開實施例的多種變化和修改對本領域技術人員而言顯而易見。例如，特定組合和步驟順序僅是一種可能，本方法可包括少於、多於或不同於本文所示步驟的步驟組合。所有此類其它的實施例、變化和修改都意為處在所附權利要求的範圍之內。

如本說明書和權利要求所用，當與一個或多個部件或其他物件的列表結合使用時，數量「例如」、「比如」、「諸如」和「等」和動詞「包括」、「具有」、「包含」以及他們的其他動詞形式每個都應解釋為開放式，即該列表不應當被認為排除了其他、額外的部件或物件。除非其用於要求有不同解釋的上下文中，否則其他術語採用其最廣泛的合理含義來解釋。