消费者移动设备用作便携遥控器的被动进入被动启动系统的制作方法

本公开涉及将诸如智能电话的消费者移动设备用作便携遥控器的被动进入被动启动(peps)系统。

背景

被动进入被动启动(peps)系统包括便携遥控器和基站。由用户携带遥控器，诸如钥匙终端(keyfob)(“终端”)。基站在诸如车辆的目标设备处。终端和基站彼此进行无线通信，以用于远程控制车辆。

由车辆的peps系统提供的被动进入功能包括在非常靠近车辆时检测到终端(其将被认为被授权用于讨论目的)时自动解锁车门。peps系统应该检测到在解锁车门之前终端非常靠近车辆。否则，未经授权的用户可能能够每当终端大体上在车辆附近的情况下解锁车辆。

由车辆的peps系统提供的被动启动功能包括：在拥有终端的用户按下位于驾驶员座位附近的启动按钮时自动启动车辆。在启动车辆之前，peps系统检测到终端位于车辆内。否则，每当拥有钥匙的用户站在车辆附近时，坐在车辆内的未经授权的用户就能够启动车辆。

概述

方法包括：在目标设备处的基站和在目标设备面前的电话被检测为匹配的设备时，将来自基站的无线发射机的询问信号发送到电话的无线接收机。将具有对询问信号的应答的响应信号从电话发送到基站。当应答有效时，基站启用目标设备的功能。

在实施例中，电话的接收机是近场通信(nfc)接收机，基站的发射机是nfc发射机，以及询问信号是nfc询问信号。在这种情况下，该方法还可以包括：在基站和电话被检测为匹配的设备时，将电话的nfc接收机放置在用于nfc接收机接收nfc询问信号的操作模式中。nfc发射机可被配置为在比常规nfc通信范围更大的通信范围上发送nfc询问信号。将电话的nfc接收机放置在操作模式中还包括将电话的nfc接收机放置在放大模式中。该方法还可以包括：将基站的nfc发射机设置为放大模式，其中根据基站的nfc发射机的放大模式来放大从基站的nfc发射机发送到电话的nfc接收机的nfc询问信号。

该方法还可以包括在与预期从基站发送nfc询问信号的时间段相对应的预设时间段之后，将电话的nfc接收机从操作模式中移除。

在实施例中，电话的接收机是低频(lf)接收机，电话的发射机是lf发射机，且询问信号是lf询问信号。

从电话发送到基站的响应信号可由电话的蓝牙^tm收发机发送，用于由基站的蓝牙^tm收发机的接收。电话的蓝牙^tm收发机和基站的蓝牙^tm收发机可以是蓝牙^tm低能耗(ble)收发机。

该方法还可以包括在电话和基站之间传输蓝牙^tm、低频(lf)、wifi^tm等通信，以检测电话和基站是否是匹配的设备。

该方法还可以包括由电话测量如由电话的接收机接收到的询问信号的接收信号强度指示符(rssi)。从电话发送到基站的响应信号还可以包括询问信号的rssi。

另一种方法包括：在目标设备处的基站和在目标设备面前的电话被基站检测为匹配的设备时，从基站的无线发射机发送询问信号。基站从电话接收具有对询问信号的应答的响应信号。当应答有效时，基站启用目标设备的功能。

系统包括在目标设备处的基站。基站具有控制器、无线发射机和收发机。发射机被配置为在基站和在目标设备面前的电话被检测为匹配的设备时发送询问信号。收发机被配置为从电话接收具有对询问信号的应答的响应信号。控制器被配置为当应答有效时启用目标设备的功能。

附图简述

图1示出了具有消费者移动设备形式的便携遥控器和基站的遥控系统的示例性实施例的框图；

图2示出了描绘遥控系统的操作的流程图；以及

图3示出了根据图2所示的遥控系统操作的在以消费者移动设备形式的便携遥控器与基站之间的通信的时序图。

详细描述

本文公开了本发明的详细的实施例；然而，要理解的是，所公开的实施例仅是可以以各种的和可替换的形式体现的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定组件的细节。因此，本文中所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

现在参考图1，示出了遥控系统10的示例性实施例的框图。遥控系统10包括便携遥控器12和基站14。遥控器12由用户携带。基站14位于诸如车辆、房屋、车库、大门、建筑物、门、照明系统等的目标设备处。在本文的描述中，假定目标设备是车辆。基站14被配置为能够控制车辆的功能。遥控器12和基站14可操作用于彼此无线地发送/接收信号，以使得遥控器能够经由基站远程地控制车辆。

遥控系统10被配置为执行被动进入被动启动(peps)功能。peps能力使得遥控器12能够在没有遥控器的用户致动的情况下自动地(或“被动地”)对车辆进行远程控制。作为被动进入功能的示例，基站14响应于遥控器12(将被假定为授权的遥控器)位于车辆附近而解锁车门。在携带遥控器的用户接触车辆的门把手之后，基站14可以检测到车辆附近的遥控器12的存在。作为被动启动功能的示例，在拥有遥控器12的用户按下车辆仪表板上的启动按钮后，基站14启动车辆。

通常，遥控器12是便携式手持式钥匙终端(“终端”)。根据本公开，遥控器12是消费者移动设备。消费者移动设备可以是智能电话(“电话”或“手机”)、平板电脑、诸如智能手表或耳塞之类的可穿戴式计算机设备等。在本文的描述中，假定消费者移动设备是电话12(即，假定遥控器12是电话12)。因此，包括权利要求的本文的描述中的术语“电话”旨在包括消费者移动设备，诸如智能电话、手机、平板电脑、可穿戴式计算机设备等。

如图1所示，电话12包括具有收发机20的通信电路。在示例性实施例中，收发机20是蓝牙低能耗(ble)收发机20。在其他实施例中，收发机20是一些其他类型的蓝牙^tm收发机、wi-fi^tm收发机等。

电话12还包括无线接收机22。在示例性实施例中，当电话可操作时，电话12的无线接收机22通常是关闭的、在睡眠模式下、在某种最小类型的操作功率模式下等。在其他实施例中，当电话可操作时，电话12的无线接收机22保持连续打开的或在睡眠模式下、在某种最小类型的操作功率模式下等。

在示例性实施例中，电话12的无线接收机22是近场通信(nfc)接收机22。nfc接收机22是电话12的nfc电路的一部分。在电话12可操作时，nfc接收机22通常是关闭的、在睡眠模式下、在某种最小类型的操作功率模式等。在其他实施例中，电话12的无线接收机22可以是不同类型的无线接收机，诸如低频(lf)接收机。当电话12可操作时，lf接收机保持连续开启的或在睡眠模式下、在某种最小类型的操作功率模式下等。

电话12的ble收发机20和nfc接收机22具有如图1所示的它们自己的天线。ble收发机20可操作用于向基站14发送ble信号/从基站14接收ble信号。nfc接收机22可操作用于从基站14接收nfc信号。

如图1进一步所示，基站14包括远程功能致动器(rfa)24。rfa24位于车辆处。rfa24包括具有与电话12的收发机20相同类型的收发机30的通信电路。因此，在示例性实施例中，收发机30是ble收发机30。在其他实施例中，收发机30是与电话12的收发机20对应的一些其他类型的蓝牙^tm收发机、wi-fi^tm收发机等。

rfa24还包括与电话12的无线接收机相同类型的无线发射机。因此，在示例性实施例中，rfa24的无线发射机是nfc发射机32。nfc发射机32是rfa24的nfc通信电路的一部分。在其他实施例中，rfa24的无线发射机是与电话12的无线接收机的类型相对应的不同类型的无线发射机。例如，在另一个实施例中，rfa24的无线发射机是lf发射机，其中电话12的无线接收机是lf接收机。

rfa24的ble收发机30和nfc发射机32具有如图1所示的它们自己的天线。与ble收发机30相关联的天线(或多个天线)位于车辆的可能已知的相应位置处。与nfc发射机32相关联的天线(或多个天线)位于车辆的已知相应位置(例如，中央控制台、右车门、左车门、后备箱等)处。ble收发机30可操作用于向电话12的ble收发机发送ble信号/从电话12的ble收发机20接收ble信号。nfc发射机32可操作用于将nfc信号发送到电话12的nfc接收机22。

通常，ble通信工作频率大约为2.4ghz，nfc通信的工作频率大约为13.56mhz，而lf通信工作频率大约为125khz。通常，电话12和基站14之间的ble通信范围远大于在两个设备之间的nfc通信范围和lf通信范围。

如本文中更详细地描述的，如本文所使用的短语“近场通信”和“nfc”包括：(i)可以在多达几厘米的通信范围内在发射机和接收机之间发生的常规nfc通信；以及(ii)可以在多达约几米的距离的通信范围内在发射机和接收机之间发生的“放大的”nfc通信。lf通信可以发生在大约为放大的nfc通信的通信范围的通信范围上在发射机和接收机之间进行。因此，放大的nfc通信的通信范围类似于lf通信的通信范围。

如图1中进一步所示的，rfa22还包括微控制器(或控制器)35。控制器35监控门把手检测输入和车辆启动按钮检测输入，以检测对门把手或车辆启动按钮的用户致动。控制器35处理基站14的通信过程。在处理基站14的通信过程时，控制器35分别控制基站14的ble收发机30和nfc发射机32的发送和接收操作。控制器35还被配置成控制车辆的功能。

关于peps能力，电话12和基站14进行一系列的(i)发现/握手(“握手”)通信和(ii)授权/认证(“授权”)通信。电话12与基站14之间的握手通信涉及到电话和基站在知道彼此的存在的同时了解它们是相互配对的。也就是说，握手通信涉及到电话12和基站14中的每一个知道匹配的设备的存在。具体地说，电话12知道作为在电话附近的基站14的匹配的设备的存在。同样，基站14知道作为基站附近的电话12的匹配的设备的存在。当电话和基站之前已经彼此配对时，电话12和基站14为彼此的匹配的设备。

总之，在成功的握手通信会话之后，电话12和基站14意识到它们在彼此面前，并且它们是匹配的设备。更详细地说，握手通信包括“发现”通信阶段，在该阶段期间，电话12和基站14从与彼此的发现相关的通信中检测出它们在彼此面前(即，在附近)。握手通信还包括“握手”通信阶段，在该阶段期间，电话12和基站14从与握手相关的通信中检测到它们是匹配的设备。

在成功的握手通信会话之后，发生电话12和基站14之间的授权通信。具体地，在电话12和基站14知道它们在彼此面前且它们是匹配的设备时，电话12和基站14之间的授权通信发生。授权通信涉及授权对应于检测到的用户动作的车辆功能的启用(例如，解锁车门或启动车辆)。授权通信旨在验证电话12被授权用于远程控制车辆。

现在将参照图1、图2和图3进一步描述握手通信和授权通信。如所述，图1示出了具有电话12和基站14的遥控系统10的框图。图2示出了描绘遥控系统10的操作的流程图60。图3示出了根据图2所示的遥控系统操作的在电话12与基站14之间的握手和授权通信信号的时序图80。应当理解，时序图80是未按比例绘制的示例性时序图。

基站14通过发送ble发现信号42来发起握手通信，如流程图60的块62所示。具体地，基站14的ble收发机30发送ble发现信号42。通常，ble发现信号42包括基站14的(或者可能是车辆的)标识等。响应于检测到诸如触摸门把手或按下车辆启动按钮的用户动作，ble收发机30可以发送ble发现信号42。在这方面，rfa22包括门把手检测输入34和车辆启动按钮检测输入36。在这种情况下，在检测到用户动作之后，ble收发机30发送ble发现信号42。可选地，每当可操作时，ble收发机30周期性地发送ble发现信号42。在该可选情况下，在ble收发机30发送ble发现信号42之前，不需要检测用户动作。

在发送ble发现信号的时间期间，每当电话在基站的ble通信范围(即，大体上在附近)内时，电话12(具体地，电话的ble收发机20)从基站14接收ble发现信号42。通常，ble收发机20持续运行。因此，ble收发机20总是准备好接收ble发现信号42。

响应于电话12从基站14接收ble发现信号42，电话12发送ble确认信号44，以供基站接收，如流程图60的块64所示。具体地，电话12的ble收发机20响应于接收到ble发现信号42而发送ble确认信号44。

电话12和基站14具有彼此的标识，并且由于电话从基站接收ble发现信号42并且基站从电话接收ble确认信号44，使得它们知道它们在彼此的面前。这对应于电话12和基站14之间的握手通信会话的“发现”通信阶段。

电话12和基站14之间的握手通信继续进行“握手”通信阶段。在这个阶段中，电话12和基站14向彼此传输ble握手相关信号46，如流程图60的块66所示。具体地，电话12的ble收发机20和基站14的ble收发机30向/从彼此发送和/或接收ble握手相关信号46。ble握手相关信号46涉及电话12和基站14之间的用于彼此的握手过程，以检测它们是否是匹配的设备。握手过程利用先前在电话和基站之间传输的电话12和基站14的标识。当电话12和基站14先前已经彼此配对时，它们是匹配的设备。如果电话12和基站14将彼此检测为匹配的设备，则握手通信会话成功，其中电话和基站认识到它们在彼此面前以及它们是匹配的设备。

在握手通信会话成功后，授权通信开始。电话12打开(即，唤醒)电话的nfc接收机22以开始授权通信，如流程图60的块68所示，并且如时序图80的nfc接收机接通时间条目82所示。通常，电话12的nfc接收机22保持关闭，并且根据需要被打开。电话12控制nfc接收机22，以在电话发现握手通信会话成功之后“打开”。“打开”意味着将nfc接收机22从通常关闭状态打开，将nfc接收机从睡眠状态唤醒，将nfc接收机从最小类型的工作功率模式转换到全工作功率模式等。如在时序图80中由具有持续时间的nfc接收机接通时间条目82所指示的，nfc接收机22被打开短暂的时间段，然后被关闭。nfc接收机22被打开以便处于接收nfc信号的工作状态。

nfc通信通常在诸如以厘米测量的相对小的距离上进行(即，因此，如近场通信(nfc)中的短语“近场”)。因此，根据常规操作，当电话位于基站的nfc发射机天线“附近”时，电话12的nfc接收机22仅能够接收从基站14的nfc发射机32的天线发送的nfc信号。nfc发射机天线位于车辆的已知位置处。(为了讨论的目的，作为示例，将假设nfc发射机天线位于驾驶员侧门把手的区域中。)因此，当电话12位于驾驶员侧门把手附近时，nfc接收机22能够接收从基站14发送的nfc信号。

根据本公开，电话12的nfc接收机20和/或基站14的nfc发射机32被修改，使得电话和基站之间的nfc通信可能在大约两米的距离上发生。例如，nfc接收机20可以被修改为以更高的电流有源模式或放大模式(“放大模式”)工作，以实现更大的nfc通信范围。类似地，nfc发射机32可以被修改为以更高的电流有源模式或放大模式(“放大模式”)工作，以实现更大的nfc通信范围。nfc接收机20和/或nfc发射机32的修改使得nfc接收机能够每当电话12位于距离nfc发射机的天线的车辆上的位置两米以内时从nfc发射机接收nfc信号(例如，相对于每当电话在距驾驶员侧门把手几厘米以内，每当电话在驾驶员侧门把手两米以内)。优选地，nfc通信范围不超过两米，以便符合thatcham的距车辆两米最大解锁要求距离。

在握手通信会话被认为成功之后，基站14等待一段时间。基站14等待这段时间，以允许打开电话12的nfc接收机22。在等待时间段结束后，基站14的nfc发射机32发送加密的ble询问信号48，以供nfc接收机22接收，如流程图60的块70所示。ble发射机32可以在足以给拥有电话12的用户足够的时间移动到驾驶员侧门把手附近的两米距离内的设定持续时间内连续或周期性地发送ble询问信号48。

当nfc接收机被打开并且电话(即，拥有电话的用户)在驾驶员侧门把手的两米之内时，电话12的nfc接收机22接收ble询问信号48。电话12分析ble询问信号48中的询问并生成对其的响应。电话12还测量如由nfc接收机22接收的ble询问信号48的rssi(接收信号强度指示符)。电话12将包括rssi的响应发送到基站14。具体地，电话12的ble收发机20发送ble响应信号50，以供基站14的ble收发机30接收，如流程图60的块72所示。

当电话在驾驶员侧门把手的两米内时，基站14的ble收发机30从电话12的ble收发机20接收ble响应信号50。基站14分析响应，以确定响应是否满足询问信号，并根据rssi(结合如传统已知的其他rssi测量)确定电话12的位置(例如，车内/车外)。如果该响应满足询问信号，则基站14确定电话12被授权用于远程控制车辆。在确定电话12被授权之后，基站14授权启用对应于检测到的用户动作的车辆功能(例如，解锁车门)，如时序图80的启用车辆功能时间条目84所示。

如所描述的，在示例性实施例中，电话12的无线接收机是nfc接收机22，基站14的无线发射机是nfc发射机32，并且电话和基站之间的ble通信最初发生以检测作为在彼此面前的匹配的设备的电话和基站。ble通信之后是电话12的nfc接收机22被唤醒，然后基站的ble发射机30发送nfc询问信号，以供电话的nfc接收机接收。电话12然后诸如经由其ble收发机发送响应信号，以供基站14接收。

在其中电话12的无线接收机是lf接收机并且基站14的无线发射机是lf发射机的其他实施例中，从基站的lf发射机到电话的lf接收机的lf通信最初发生以检测作为在彼此面前的匹配的设备的电话和基站。然后，基站14发送用于由电话12接收的询问信号。在一个实施例中，询问信号是由基站14的lf发射机发送的lf询问信号，用于由电话12的lf接收机接收。在这种情况下，由于电话12的lf接收机通常是打开的，因此不需要打开电话12的lf接收机。在其他实施例中，询问信号是从基站14的相应收发机发送的蓝牙^tm、ble、wi-fi^tm等的询问信号，用于由电话12的相应收发机接收。在这些其他实施例中，基站14和电话12的蓝牙^tm、ble，wi-fi^tm等收发机通常被打开。响应于询问信号，电话12从其收发机发送响应信号以供基站14接收。

如图1进一步所示，基站14的rfa24可以经由诸如can总线37的车辆网络与诸如车身控制模块(bcm)38的其他车辆控制器进行通信。通过can总线37和bcm38，rfa24可与防盗控制系统天线单元(iau)39进行通信。iau39为电话12提供nfc/nfc防盗控制系统功能，用于备份启动(即，当电话的电池电量不足时)。

因此，假如电话的电池没电，则在无电池模式下使用nfc时，可以利用电话12执行备份功能。类似地，假如电话12的电池没电，则这种nfc备份模式可用于获得进入车辆的权利。

如上所述，诸如手机的消费者移动设备可以用作将作为peps系统的一部分的提供进入车辆的权利的终端。通常，peps系统利用专用于车辆的终端。本公开描述了如何能够将具有某些特征的通用手机用作peps终端，而不向手机中已经带有的电路添加附加电路。

在常规peps系统中，车辆将lf(低频)发送到终端，该终端以响应在uhf(超高频)处进行响应。lf提供了这些优点：通过可靠且稳定的lfrssi测量可以实现精确的内/外终端位置检测；以及在对持续接通并准备接收消息的lf接收机供电的同时在终端侧的低电流消耗。

根据本公开的终端更换概念使用现代手机中广泛存在的ble收发机和nfc电路。从高层来看，当具有手机的用户接近具有正在寻找配对设备的ble收发机的车辆时，电话和车辆在ble上执行握手。如果有匹配，那么手机会立刻打开其nfc接收机，以在nfc链路上从车辆接收加密的询问。

因为手机可以始终具有蓝牙^tm，所以手机电流消耗没有增加。通常需要非常靠近另一个设备的nfc使用更高的电流活动模式以在大约两米的距离处接收加密的询问。手机测量nfc接收信号的rssi，以便促进内/外检测，并遵守thatcham的距离车辆两米的最大解锁要求距离。针对nfc询问的加密手机响应(包括rssi测量)在ble上发送。

由于这种nfc接收模式只是瞬间的以便接收加密的询问，因此它不应对平均电流消耗产生任何显着的影响。该系统的优点是消费者移动设备满足peps终端的所有功能而无需额外的电路，同时提供真正无需用手操作的peps系统。

可以设想，在未来的手机设计中可以解决潜在的未知因素。这种潜在的未知因素可以包括对于长距离单向接收的主动nfc模式的可用性、所有使用情况下的nfc和ble的性能、在人身上的方向、位置以及nfc通道上的rssi测量的准确性和可用性。通过修改现有的电路，可以容易地添加某些在现今的手机中尚不可用的功能。用于rssi测量的nfc的使用很好地适用于由于该技术的低频特性所需要的精度。

虽然上面描述了示例性实施例，但是其不旨在这些实施例描述所有可能的发明形式。相反，本说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应理解，可做出各种变化而不偏离本发明的精神和范围。另外，各种实现的实施例的特征可以组合以形成本发明的另外的实施例。