降低来自临近车辆的低频干扰的系统和方法
【专利摘要】一种系统，包括至少一个天线和与该天线通讯的控制器。该控制器配置为建立传输低频质询的模式；并且指示第一天线基于建立的模式传输低频质询。
【专利说明】降低来自临近车辆的低频干扰的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于降低来自同样应用低频接近检测系统的临近车辆的低频干 扰的系统以及相关方法。
【背景技术】
[0002] 车辆可以使用低频（LF)轮询（low frequency polling)来探测持有密钥器（key fob)的用户的靠近，基于来自秘钥器的识别的响应，该密钥器用于被动进入车辆。然而，其 他车辆可能与该轮询车辆停得相当近，而且可能也执行相似的技术。从各个车辆发出的低 频信号可能相互冲突。也就是说，信号可能重叠，导致低频质询变得衰弱并且可能不被密钥 器的接收器所识别。
[0003] 为避免这样的衰弱和冲突，一些系统使用较高轮询速率的相对短的质询。然而， 这些信号可能难以被密钥器的接收器探测到。其他系统可能使用较长的质询，这样在发生 冲突时，一部分信号可能留存并被密钥器所识别。然而，这些系统会占用大量"无线电频道 (air space) "，并且关于冲突概率是相对不可预知的。此外，从车辆发出的较长的低频率质 询消耗显著更多的电流，可能会降低起动所需的车辆电池荷电状态。像这样，需要一个接近 扫描系统，其主动避免与其他低频信号的冲突。
【发明内容】
[0004] 一种系统，其可以包含至少一个天线以及与该天线相通讯的控制器。该控制器可 以配置为建立用于传输低频质询的模式；并且指示第一天线基于建立的模式传输低频质 询。
[0005] -种方法，其可以包括，在第一车辆的计算设备中，接收来自第二车辆的信号；确 定所接收到的信号的序列（sequence);基于该接收到的信号序列，建立传输低频质询的模 式，其中，该低频质询避开了已确定的接收信号的序列；并且，指示第一天线基于建立的模 式传输低频质询。
[0006] -种方法，其可以包括，在第一车辆的计算设备中，接收来自第二车辆的信号；基 于所接收到的信号确定第二车辆的位置特性；确定该位置特性是否超出预定阈值；并且， 作为对超出预定阈值的位置特性做出的响应，建立传输低频质询的模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是用于车辆的示例性接近扫描系统；
[0008] 图2是示例性的冲突图示；
[0009] 图3是示例性冲突图表
[0010] 图4是接近扫描系统的示例性流程图。
【具体实施方式】
[0011] 图1示出用于被动钥匙进入的车辆102的示例性系统100,例如被动免钥匙进入/ 被动启动（PEPS)系统。系统100可以采取多种不同的形式，并且可以包括多种和/或替换 组件和设备。尽管图1中示出了示例性系统100,但系统100中示出的示例性组件并不意在 限制。实际上，其余的和替换的组件和/或实施方式可以被使用。
[0012] 在PEPS系统中，用户可能携带电子传输设备，例如PEPS密钥器104,来允许"免钥 匙"进入车辆102。为启动车门解锁序列，用户可以接触或移动到接近车辆102的PEPS传 感器。基于传感器对持有者潜在出现的识别，车辆102的控制器108可以启动针对密钥器 104质询/接受序列（challenge-accept sequence)。这个序列可以包括控制器108向密钥 器104发送低频钥匙唤醒质询信息，同时接收来自密钥器104的高频响应，该响应包括识别 代码。根据接收到正确的识别代码，车辆控制器108然后会解锁车辆102的门，或者以其他 方式为司机准备好车辆。
[0013] PEPS功能可以为用户提供多种免钥匙功能，包括被动发动机启动、发动机关闭，被 动锁定等。如所解释的，控制器108和密钥器104可以相互通讯。密钥器104可以包括配 置为作为与控制器108配对的射频识别（RFID)标签运行的应答器。为了通过解锁车门进入 车辆102,控制器108可以阶段性唤醒，以便在密钥器104和控制器108之间建立通讯。例 如，用户可以接触或扳动车辆102的门把手或者按下开始按钮，这些都会被控制器108所识 另IJ。一旦控制器108被唤醒，控制器108可以向密钥器104传输低频信号。密钥器104随 后可以响应以高频信号。因此，密钥器104和控制器108在执行请求之前可以执行"信号交 互（handshake)，'。
[0014] 增加或可替换地，系统100可以包括接近扫描功能，其中指示一个或多个天线 110U12以周期性间隔搜索接近的密钥器104。天线110U12可以配置为以预定的周期间 隔或者轮询速率（例如200-800ms)来传输低频质询（典型地为125KHz)。如图1所示，天 线（例如，天线110)可以置于车辆102内部。额外或可替换地，在车辆周围可以设有几个 外部天线，例如，天线112。在一个例子，外部天线112可以包括在一个或多个车辆102的门 把手中。
[0015] 来自天线110、112的低频传输可以在车辆102周围形成低频域114。如图1所示， 域114可以具有距离天线110U12约1-3米的半径并且可以是椭圆形的。当密钥器104进 入域114时，密钥器的收发器可以探测到由对应天线110U12传输的质询，并且响应以指定 的高频响应（通常，在北美为315KHz或901KHz)。尽管图中示出了天线112产生的多个域 114,天线110也可以产生一个径向域。
[0016] 控制器108可以指示天线110、112以连续的模式周期性地传输质询或者在指定的 持续时间中以连续或改进的模式传输质询。控制器108已经探测到触发事件后开始质询。 触发事件可以是执行PEPS功能的任意事件。例如，触发事件可以包括关闭车辆102。触发 事件同样可以包括锁定车辆102,或关闭车门。因此，当司机已经停驻并且离开车辆102,当 他或她返回时，密钥器104可以响应来自天线110U12的质询，以便照亮车辆附近，执行其 他与欢迎用户有关的应用特定的特征，或无需司机主动参与解锁车辆102。
[0017] 然而，参考图2,当多个车辆102都具有接近扫描系统并相互靠得很近时，可能会 出现问题。其他的车辆可能是相同品牌和型号，或是来自相互竞争的厂家的不同品牌。例 如：在停车场的一些车辆102a-f可以具有PEPS功能，并且为了质询靠近的密钥器104传输 不同低频信号。车辆l〇2a-f的每一个都会产生一系列相关的域114,每个域都可以与其他 车辆的其他域部分重叠。每个域114都可能超出停放的车辆102a-f之间的间距。因此一 个车辆102的天线110、112可以探测到来自其他车辆的低频信号/质询。每个临近车辆的 低频质询可以是彼此异步的。就是说，质询可能会冲突并引起一个或多个质询的消除或者 削弱。这样的冲突可以导致一个或多个低频质询不能被密钥器104识别并且因此减缓识别 响应时间直到用户移动到接近他们车辆的位置（在此位置，来自他们的车辆的低频信号成 为密钥器识别的主要低频信号），或者最差的情况下，导致PEPS系统不能操作。
[0018] 在另一个实施例中，使用600ms的轮询速率。也就是说，每600ms传输一次低频 质询。每次质询可以持续接近29ms。如果目标车辆102具有与其他4辆车辆的域重叠的 域114,每个600ms时段中有145ms (29ms*5)低频信号可能发生冲突。也就是说，一个车辆 102的天线110、112大约有24%的时间会探测到来自其他具有与该车辆102的相关域114 重叠的域的车辆的信号。典型地，最靠近的天线相对于正在靠近的密钥器114会发出最高 信号强度。即使仅探测到两个信号，与靠近的密钥器104相关联的车辆102 (即目标车辆 102)的天线，由于两个干扰信号，可以探测到大振幅信号。这个振幅可能是600ms周期中的 9. 6%，这是由于来自每个车辆的低频质询彼此干扰（例如，2*29ms/600ms)。此外，如图2 和图3所示，其中在6个车辆间产生多个重叠，质询的冲突可以产生在周期的29% (例如， 6*29ms/600ms)中产生。
[0019] 图3示出6个信号中至少两个重叠的示例性图示。在优选地情况下，传输每个信 号的间隔与其他信号是等间距的。然而，不可能不考虑和协调其他车辆的轮询速率。为产 生这种等间隔质询，每个信号周期都需要偏移预定量。例如，车辆l〇2a具有从初始参考时 间t = 0开始的600的轮询速率。然后车辆102b可以具有在t = 50时开始600的轮询速 率。车辆102c可以具有在t = 100时开始的600的轮询速率，车辆102d可以具有在t = 150时开始的600ms的轮询速率，车辆102e可以具有在t = 200时开始的600ms的轮询速 率，车辆102f可以具有在t = 250时开始的600ms的轮询速率。因此，尽管每个轮询速率 可以相同，每个信号可以具有与其他信号不同的从t = 0的偏移。具体地，这些信号不会是 均匀地间隔的，并且根据上述说明，在上述实例中，冲突会在多达29%的时间中产生。
[0020] 车辆中的控制器108可以配置为，通过控制何时由天线110、112传输质询，来缓解 或至少减少质询之间的冲突可能性。控制器108可以建立模式，并指示天线110U12基于 该模式传输低频质询。可以建立该模式，以避免与具有接近扫描功能的其他附近车辆冲突。
[0021] 在一个实例中，该模式可以是随机模式。也就是说，质询可以随机传递，不需要在 质询之间的一致增量。例如，第一质询可以在触发事件后lms传输。第二质询在此之后 40ms传输并且第三质询在第二质询后60ms传输。通过错开质询，与其他车辆信号的冲突 可能性将被降低。并且，万一有冲突，该冲突至少不会被重复，因为信号是以不同的间隔传 输。天线110、112可以根据控制器108的指示以任意数量的随机模式传输质询，这样大约 每200-800ms至少传输一次质询。
[0022] 另一个实例中，该模式可以是在触发事件被识别之后从预定时间点开始的时间移 转间隔模式。也就是说，从触发事件开始，质询可以以特定的时间段"步进（walk)"。例如， 车辆熄火后，第一质询可以在其后50ms传输。第一质询可以在触发事件后的任意时间点被 传输，尽管不会超过触发事件后550ms来确保密钥器104 -旦进入域114就相对快地被探 测到。触发事件后的预定时间可以由控制器108决定。预定时间也可以随机地分配，来增 加质询从附近车辆的质询偏移开的可能性。其后，在第一初始质询之后的质询可以预定并 相等的间隔传输，例如每50ms -次。
[0023] 如图1所示，系统100还可以包括第二天线120。第二天线120可以与第一天 线110U12相区别和分离。第二天线120可以至少部分包括在车辆102中的备份接受器 (receptacle)中。在备份接受器（未示出）中的这样的第二天线120用于从置于其中并且 由控制器108管理的密钥器104处传输和接收低频信号。当密钥器104的电量低并且传输 信号的能力被阻碍时，该天线和收发器的功能是必需的，因此它们可能已经存在于车辆中 用于这样的备用目的。为了缓解低频干扰问题，第二天线120同样可以配置为充当能够监 听并探测由车辆102外部的信号制造的噪音的低频收发器。也就是说，第二天线120可以 配置为探测来自邻近的车辆的质询。天线120可以向控制器108传输这些质询，该控制器 进而可以评估这些质询。由于第二天线120通常用于探测来自密钥器104的低频信号，系 统100同样可以使用这些存在的元件来探测其他低频信号。为了获取外部潜在干扰信号的 清晰样品，控制器108可以配置为从探测到的信号中扣除第一天线110U12产生的质询。
[0024] 控制器108接着可以分析信号来识别某些信号属性。信号属性可能包括关于第二 天线120探测到的信号的信息，例如信号强度、频率和轮询速率。如所说明的，轮询速率可 以包括信号被传输的间隔。也就是说，附近的车辆可能每50ms传输一个低频质询。尽管第 一天线110U12被描述为传输质询，第二天线120可能同样传输质询。进一步地，第一天线 110U12能够探测来自附近车辆的外部信号，并且传输低频质询。在此过程中，门把手天线 产生的低频接收功能也会更靠近探测区域，并且提供更好的性能。
[0025] 额外或可替换地，控制器108可以配置为协调当前系统100与附近车辆的其他系 统。控制器108可以知道其他车辆的其他接近扫描系统在做什么，以此来建立模式，并避免 这些系统的干扰。例如，每辆车的控制器都会通过远程免钥匙进入消息（RKE messages)来 相互通讯。每个车辆可能包含具有时钟的全球定位系统（GPS)。这个全球定位系统可以与 车辆的控制器108相通讯。作为说明，每个车辆的每个接近扫描系统都可能包含至少一个 被配置为传输低频质询的天线11〇、112。该质询根据相关的控制器指示以预定的间隔传输。 如所说明的，这些质询可以响应于触发事件而被传输。第一质询可能会在触发事件后立即 被传输。此外，第一质询可能会在触发事件后以预定的偏移进行传输。预定偏移可以为在触 发事件后从6?5时钟的最接近零读数（8卩，从七=0)开始50、100、15(>..450、500或5501118 其中的至少一个。也就是说，车辆可以在从触发事件预定偏移时传输第一质询，并且其后以 预定的增量继续传输质询，一般是至少每隔600ms -次。这些质询的重复群组可以形成质 询周期或轮询速率。质询周期可以由第一质询开始，并且具有以预定增量的重复质询。
[0026] 当车辆基于全球定位系统时钟传输至少一个质询时，它可能同时发送远程免钥匙 进入消息。远程免钥匙进入消息可能会从单独的超高频（UHF)收发器或天线110U12中之 一传输，并为了被也配置有接近扫描功能的附近车辆所接收。远程免钥匙进入消息可以包 括像车辆当前位置的信息以及第一质询由此被传输的预设偏移。当附近的车辆接收到这些 消息时，它会利用这些信息去建立传输质询的模式，以便最好地避免与其他车辆质询的冲 突。也就是说，接收到免钥匙进入消息的车辆基于其他车辆的已知质询时间可以决定何时 传输它的质询，并且避开其他车辆的质询。这个过程在图4中有更详细的描述。
[0027] 当GPS时钟不能使用的情况下，或者由于车辆不包括GPS技术或者由于GPS时钟 不能精确地更新（例如车辆位于GPS技术不可用的位置，诸如停车场或地下），可以使用车 辆的移动时钟（cellular clock)确定第一质询由此传输的预设偏移。基于收到的远程免钥 匙进入消息的信号强度可以推测出车辆的位置。更强的信号可能意味着其他车辆更靠近第 一车辆。控制器108通过RSSI (接受信号强度指示器）识别该强度。
[0028] 图4展示了典型的方法400,其用于建立第一车辆接近扫描系统的低频质询模式。 这个方法始于框405。在框405,第一车辆可能接收第二信号或第二质询，以用于各自的接 近扫描系统。第二低频信号可能是第二车辆产生的远程无钥匙进入消息或低频质询中的至 少一个，正如上文所述。这些第二信号可能被第一车辆的天线110, 112, 120之一所接收，并 且随后传输到控制器108。这些信号可能表明偏移，轮询速率和位置属性中的至少一个。一 旦控制器108接收到至少一个信号，方法进入框410。
[0029] 在框410中，方法400可以基于位置属性确定是否第二车辆中的至少一个处于第 一车辆的预定阈值/距离内。例如，该阈值--其可以是预定的距离或信号强度--可以与 该位置属性相比较。在本实例中，其中该预定阈值是第一和第二辆车之间的距离，该预定阈 值可以是低频信号冲突可能发生的距离。也就是说，每个车辆的域114可能是重叠的。例 如，此预定距离可以是10米。该预定的距离用于建立每个车辆的低频域可能重叠的概率， 由此产生每个车辆各自的低频质询之间的冲突的可能性。可以使用与接收到的信号相关联 的位置属性来确定两辆车之间的距离。在一个实例中，远程免钥匙进入消息可以发送第二 车辆的GPS坐标（即位置属性）。该控制器可以对第一辆车的位置与第二辆车的位置进行 比较，以确定二者之间的距离。
[0030] 位置属性同样可以是接收到第二信号的信号强度。如所说明的，较强的信号强度 可以意味着第二车辆更靠近第一车辆。如果第二信号具有超过预定阈值的信号强度，控制 器108可以确定第二车辆足够接近第一车辆，从而可能导致干扰/冲突。
[0031] 如果超过了即便是距离、信号强度或者其他形式的预定阈值，该方法会进入框 415。如果没有超过，控制器108确定第二信号不可能干扰第一信号，然后方法400返回框 405,并等待下一个第二信号以进行评估。
[0032] 在框415中，控制器108确定第二信号的序列。该序列可以是一个信号偏移和轮询 速率。该信号偏移可以是从t = 0的初始参考时间开始测量得到的时间，即发送低频质询 的时间。轮询速率可以包括重复的低频信号被发送的频率。也就是说，控制器可确定第二 车辆的接近扫描系统以怎样的间隔传输其质询。在一个实例中，第二车辆可以从t = 0开 始以每600ms传输质询。该序列还可以是随机序列。一旦序列被确定，该方法进入框420。 在框420中，控制器108鉴于探测到的第二信号建立第一车辆模式。控制器108可以识别 到第二质询从t = 0开始每600毫秒被传输，并且确定该模式包括从t = 100ms开始以每 600ms发送质询，这样就产生了从第二信号的偏移来避免冲突。如果第二信号的序列被确定 为随机的，则该模式同样可以确定为随机模式，来进一步降低第一车辆产生的质询与第二 质询之间冲突的可能性。该方法然后可以结束。
[0033] 方法400同样考虑到在第一车辆附近存在多个具有接近扫描系统的车辆。在一个 实例中，如图2和图3所示，最多5辆车可以被第一车辆探测到。在这个例子中，仅作为示 例性的目的，下述的信号可以被探测到：
[0034] 临近车辆1，例如车辆600ms t=0 102b 临近车辆2,例如车辆600ms t=50 102c 临近车辆3,例如车辆600ms t=150 12d 临近车辆4,例如车辆600ms t=400 102e 临近车辆5,例如车辆600ms t=0 102f 第一车辆，例如车辆600ms t=300 102a
[0035] 因此，控制器108可以建立600ms的模式，该模式从t = 300ms开始，使第一辆车 避免和相邻系统产生冲突。这仅是一个示例性的情况。多种其他情况也是可能的。例如， 600ms的轮询速率在所有的车辆中可能不是常见的，尤其是如果车辆不同的品牌和型号。此 夕卜，控制器108可能不能够避免所有的冲突，但可通过考虑到相邻车辆系统来避免大部分 冲突。
[0036] 在一些情况下，轮询速率可以由控制器108来改变，但是，典型的质询可能传输大 约29ms。如果轮询速率被缩短，那么更多的信号可以通过天线110、天线112传输，并且多个 "发射时间（air time)"被传输占用。通过为第一车辆传输低频质询选择偏移，系统100可 以协调一组临近停放车辆的质询，以保持相对快速的响应时间，同时避免使用了过多的"发 射时间"。
[0037] 诸如控制器这样的计算设备通常包括计算机可执行指令，指令可以被诸如上面列 出的那些中的一个或更多个计算设备所执行。计算机可执行的指令可根据使用各种编程语 言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，编程语言和/或技术包括但不限于以下的单 独或组合，Java?, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl等。通常，处理器（例如微处理 器）例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，从而执行一个或更多 个过程，包括这里描述的一个或更多个过程。使用各种计算机可读的介质可存储和传输这 样的指令和其他的数据。
[0038] 计算机可读的介质（还指处理器可读的介质）包括参与提供可被计算机（例如计 算机的处理器）读出的数据（例如，指令）的任何非暂时性（例如，有形）的介质。这样的 介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可包括例 如光盘或磁盘以及其他持久存储器。易失性介质可包括例如通常构成主存储器的动态随机 存储器（DRAM)。这样的指令可以被一个或更多个传输介质所传输，传输介质包括同轴电缆、 铜线和光纤，包括包含耦合到计算机处理器的系统总线的导线。计算机可读的介质的通用 形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介 质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任 何其他存储器芯片或盒或计算机能够从中读取的任何其他介质。
[0039] 数据库、数据存储库或这里描述的其他数据存储可包括用于存储、访问以及检索 各种类型数据的各种机制，包括层次型数据库、文件系统中的文件集合、专用格式的应用数 据库、关系数据库管理系统（RDBMS)等。各个这样的数据存储通常被包括在部署计算机操 作系统--诸如上述提到的那些中的一个--的计算设备中并且以多种方式中的一个或 更多个方式经由网络被访问。文件系统可以从计算机操作系统中被访问，并且可以包括以 各种格式存储的文件。RDBMS通常部署除了用于建立、存储、编辑并且执行所存储的过程的 语言之外的结构化的查询语言（SQL)，诸如上面提到的PL/SQL语言。
[0040] 在一些示例中，系统元素可被实现为一个或更多个计算设备（例如，服务器、个人 计算机等）上、存储在相关联的计算机可读介质（例如，磁盘、存储器等）上的计算机可读 指令（例如，软件）。计算机程序产品可包含用于执行这里描述的功能的存储在计算机可读 介质上的这样的指令。关于这里描述的处理、系统、方法、探索法等，应该理解，虽然这样处 理的步骤等已经被描述为根据某个顺序的序列发生，但是这样的处理可以使用除了这里描 述的顺序之外的顺序执行的所描述的步骤来实践。还应理解：某些步骤可被同时执行、其他 的步骤可被加入或这里描述的某些步骤可被忽略。换句话说，这里的处理描述以示出某个 实施例的目的被提供，并且不应以任何方式被解释为限制权利要求。
[0041] 因此，可理解上面的描述旨在说明性而非限制性。除了所提供的示例之外的许多 实施例和应用将根据阅读上面的描述而明显。不应该参考上面的描述，而应该参考所附的 权利要求以及该权利要求所享有的全部等效范围来确定保护范围。可以预见未来的进展将 出现在这里所讨论的技术中，并且所公开的系统和方法将被并入这些未来的实施例。总之， 应该理解，该申请能够修改和变型。
[0042] 除非本发明另有明确相反的指示，使用在权利要求书中的所有的术语旨在被赋予 它们最广义的合理解释以及本领域的技术人员所理解的通常含义。特别地，使用的词语"第 一"、"第二"等是可互换的。
【权利要求】
1. 一种系统，其特征在于，包括： 至少一个第一天线； 与天线通讯的控制器，所述控制器配置为： 建立传输低频质询的模式；以及 指示第一天线基于建立的模式传输低频质询。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模式是随机模式。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，基于随机模式，天线约每200毫秒到800 毫秒传输至少一次低频质询。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模式是在触发事件之后预定时间开 始的时间移转间隔模式，触发事件是车辆熄火指示和车辆锁定指示中的至少一个。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，预定时间是触发事件之后的约50毫秒，并 且，基于间隔模式，从预定时间开始天线以等间距传输低频质询。
6. -种方法，其特征在于，包括： 第一车辆的计算装置从第二车辆处接收信号； 确定接收到的信号的序列； 基于接收到信号的序列建立传输低频质询的模式，其中低频质询避开了已确定的接收 到的信号的序列；以及基于建立的模式，指示第一天线传输低频质询。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，序列包括轮询速率和偏移，信号偏移从初 始参考时间开始测量。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模式是在触发事件之后预定时间开 始的时间移转间隔模式，预定时间与偏移不同。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，从预定时间开始，天线被指示以相等间隔 传输低频质询。
10. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述模式是随机模式。
【文档编号】B60R25/20GK104118395SQ201410171608
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】约翰·罗伯特·范·维米尔斯, 凯文·托马斯·希勒 申请人:福特全球技术公司