CN108134993B - 支持peps功能的可扩展蓝牙车载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统。该系统包括：位于车辆内的PEPS基站；OBD接口，其与PEPS基站相连；蓝牙收发机，其与OBD接口相连并被配置为在蓝牙收发机和PEPS基站之间建立私有安全通信信道。

Description

支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，更具体而言，涉及一种支持无钥匙进入和启动(Passive Entry Passive Start，PEPS)功能的可扩展蓝牙车载系统。
背景技术
常见的车辆进入系统是遥控无钥匙进入(Passive Keyless Enter，PKE)系统和PEPS系统。PEPS系统是一种更加先进的系统，其在用户携带有效标识符接近或离开车辆时可以实现车辆的解锁和/或锁定并且在系统确定该标识符位于车辆内时可以启动发动机。
图1示出了现有技术的PEPS系统100的示意图。如图1中所示，PEPS系统100包括由车辆用户拥有的具有特定标识符的智能钥匙110和PEPS基站(即PEPS电子控制单元(ECU))120。PEPS基站120可以集成有或者连接到低频(LF)发射器122和射频(RF)接收器124。对于一个普通的PE过程，当携带有智能钥匙110的用户触发车辆门上的开关时，从LF发射器122向智能钥匙110发送LF信号以对智能钥匙进行验证。如果智能钥匙110的标识符被验证成功，则从智能钥匙110向RF接收器124发送RF信号。如果PEPS基站120接收到的RF虚拟钥匙与其预先存储的一个虚拟钥匙匹配，.则PEPS基站120向负责控制相关功能的车辆控制系统模块广播开门或发动机启动命令。
在上述现有技术的PEPS系统100中，需要专用硬件来支持PEPS功能。应当为每台车辆设计并分发专门的智能钥匙110。
为了额外支持手持通信设备，如智能电话、智能手表或者任何其他便携式智能设备，已经建议了一种方案来在车辆内安装或集成蓝牙收发器以与PEPS基站110进行通信。该方案可以容易地应用于预见到智能设备的应用而正在或者将要设计的车辆中。
发明内容
然而，如何将蓝牙收发机安装在不具有必要的硬件支持的车辆中以支持蓝牙收发机的电子连接仍然是一个困难的任务。
为此，本发明提出了一种用于支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统，其消除了车辆所需的硬件预设，从而使得装配有PEPS模块的任何车辆都能够适合蓝牙功能升级。
根据本发明的一个方面，提供了一种支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统。该系统包括：位于车辆内的PEPS基站；OBD接口，其与该PEPS基站相连；蓝牙收发机，其与该OBD接口相连并被配置为在该蓝牙收发机和该PEPS基站之间建立私有安全通信信道。
在一种实现中，该PEPS基站嵌入有用于执行该PEPS功能的软件代码，并且该蓝牙收发机嵌入有用于通过该OBD接口在支持蓝牙的用户终端与该PEPS基站之间传送安全数据的软件代码。
在一种实现中，该OBD接口被配置为将从该用户终端接收的命令通过该蓝牙收发机安全传送到该PEPS基站。
在一种实现中，该蓝牙收发机被配置为与该用户终端建立蓝牙安全通信信道。
在一种实现中，该私有安全通信信道专用于该PEPS功能以保护该PEPS基站和该蓝牙收发机之间的用于PEPS功能的证书交换。
在一种实现中，该蓝牙收发机和该用户终端之间的该蓝牙安全通信信道独立于该蓝牙收发机和该PEPS基站之间的该私有安全通信信道。
在一种实现中，该可扩展蓝牙车载系统还包括：与该PEPS基站相连的网关，其中该OBD接口通过该网关与该PEPS基站相连并且该私有安全通信信道通过该网关建立。
在一种实现中，该PEPS基站被配置为对与该车辆的PEPS功能相关联的证书进行验证。
在一种实现中，该蓝牙收发机被配置为对与该车辆的PEPS功能相关联的证书进行验证并且将验证结果传送给该PEPS基站。
在一种实现中，该蓝牙安全通信信道是通过利用加密算法对该蓝牙收发机和该用户终端之间交换的蓝牙数据进行加密而建立的。
在一种实现中，该私有安全通信信道是通过利用加密算法对该蓝牙收发机和该PEPS基站之间交换的数据进行加密而建立的。
在一种实现中，该私有安全通信信道是利用安全的控制器局域网(CAN)总线通过该OBD接口建立的。
在一种实现中，该加密算法包括以下几种中的至少一种：高级加密标准(AES)加密算法、数据加密标准(DES)加密算法、RC4加密算法、RSA加密算法、Rabbit加密算法和TripleDes加密算法。
利用本发明的方案，一方面，使用蓝牙技术在支持蓝牙的用户终端和车载系统之间进行通信消除了为了连接蓝牙收发机所需的硬件。另一方面，作为一个售后市场选项，可以将蓝牙收发机通过现有的OBD接口插入车辆中以通过使用由车辆用户拥有的智能设备来支持PEPS功能。
附图说明
通过以下参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
图1示出了现有技术的PEPS系统的示意图；
图2示出了根据本发明的PEPS系统的示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统的更详细的示意图；以及
图4示出了根据本发明的另一实施例的支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统的详细示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图2示出了根据本发明的PEPS系统200的示意图。如图2中所示，PEPS系统200包括支持蓝牙的用户终端210和根据本发明的蓝牙车载系统220。用户终端210可以是支持蓝牙功能的任何便携式设备，包括但不限于：智能手机、平板电脑、智能手表等等。
图3示出了根据本发明的一个实施例的支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统220的更详细的示意图。如图3中所示，蓝牙车载系统220包括PEPS基站222、车载诊断(On-BoardDiagnostic，OBD)接口224和蓝牙收发机226。
PEPS基站222与图1中所示的PEPS基站120类似，不同之处在于其软件代码已升级以支持与蓝牙收发机226的安全通信以及执行新的用户蓝牙终端功能所需的额外命令。PEPS基站222与OBD接口224相连。
OBD接口224是一个标准接口，其具有16个引脚，用于与各个模块相连，OBD接口224主要用于维护目的以监控与其相连的各个模块的行为。对固件的访问、诊断内容(DTC)或者报错等通常在所谓的诊断会话中通过OBD接口来允许。连接到OBD接口224的诊断工具(通常是PC)帮助可视化车载系统的行为。OBD接口224通常位于仪表盘上、方向盘附近，这便于作为一个售后市场选项扩展增加蓝牙收发机226以实现PEPS功能。
蓝牙收发机226与OBD接口224相连，并被配置为在蓝牙收发机226和用户终端210之间建立蓝牙安全通信信道230。事实上，OBD接口224允许将来自用户终端210的命令通过蓝牙收发机226安全传送给PEPS基站222。通过这种方式，对于不能通过智能电话或其他智能设备支持PEPS功能的传统车辆来说，可以将一个单独的蓝牙收发机226额外插入到预先安装在车辆中的OBD接口224上以使得能够使用智能设备通过OBD接口224来实现PEPS功能。这里，用户终端210可以作为车辆用户与车辆(例如PEPS基站)之间的人机接口(HMI)。
此外，为了使得传统车辆能够使用智能设备来实现PEPS功能，PEPS基站222应当嵌入有执行PEPS功能所需的软件代码，并且蓝牙收发机226也应当嵌入有用于通过OBD接口224在用户终端210和PEPS基站222之间传送安全数据所需的软件代码。
除了上述的蓝牙收发机226和用户终端210之间的蓝牙安全通信信道230之外，还应当在蓝牙收发机226和PEPS基站222之间建立私有安全通信信道232。私有安全通信信道232应当是专用于PEPS功能的，以保护PEPS基站222和蓝牙收发机226之间用于PEPS功能的证书交换。
由于安全通信信道230和232的物理载体不同，安全通信信道230独立于安全通信信道232。
在一种实现中，安全通信信道230和232中的任一个可以通过利用加密算法对相应的信道上交换的数据进行加密来实现。例如，加密算法可以包括以下几种中的至少一种：高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)加密算法、数据加密标准(DataEncryption Standard，DES)加密算法、RC4加密算法、RSA加密算法、Rabbit加密算法和TripleDes加密算法。
在另一种实现中，安全通信信道230可以通过利用蓝牙专用加密算法，如E0加密算法，对该信道上的蓝牙数据进行加密来实现。
在又一种实现中，PEPS基站222和蓝牙收发机226之间的信道232可以利用控制器局域网(Controller Area Network，CAN)总线来物理地实现。
在一些实现中，应当对与车辆的PEPS功能相关联的证书(如虚拟钥匙(virtualkey))进行验证以支持PEPS功能。证书可以存储在集中管理和存储多个车辆的证书的云端或者远程服务器中。在一种实现中，证书的认证由PEPS基站222实现。在这种情况下，PEPS基站222作为证书认证的主设备，类似于传统的PEPS基站。在另一种实现中，证书的认证由蓝牙收发机226实现并且将认证结果从蓝牙收发机226传送给PEPS基站222。在这种情况下，蓝牙收发机226作为证书认证的主设备，而PEPS基站222作为证书认证的从设备。
在图2的实施例中，OBD接口224与PEPS基站222直接相连。然而，在一些车辆中，OBD接口并不与PEPS基站222直接相连。图4示出了根据本发明的另一实施例的支持PEPS功能的可扩展蓝牙车载系统220的详细示意图。图4的系统220与图3的不同之处主要在于图4的系统220还包括网关228。
如图4中所示，OBD接口224通过网关228与PEPS基站222相连。在这种情况下，除了OBD接口224和蓝牙收发机226之间的未变部分之外，私有安全通信信道232还应当包括网关228与PEPS基站222之间的部分和网关228与OBD接口224之间的部分。
利用本发明的方案，可以利用任何支持蓝牙功能的便携式智能设备来实现PEPS功能，而无需对现有的车辆拓扑结构做出物理改变。因此，向车辆用户提供了是使用传统的LF/RF通信还是使用支持蓝牙的智能用户终端来实现PEPS功能的额外选项。此外，利用蓝牙收发机与智能设备之间建立的安全通信信道和蓝牙收发机与PEPS基站之间建立的安全通信信道，能够确保安全的PEPS功能。
本领域普通技术人员还应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑块、单元和方法步骤可以实现成电子硬件或者计算机软件，甚至实现为二者的结合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可互换性，上述各种示例性的部件、单元和方法步骤均围绕其功能进行了一般性描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。
本发明的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本发明的各种修改或变形都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。

Claims (11)

1.一种支持无钥匙进入和启动(PEPS)功能的可扩展蓝牙车载系统，包括：
位于车辆内的PEPS基站；
车载诊断(OBD)接口，其与所述PEPS基站相连；
蓝牙收发机，其与所述OBD接口相连并被配置为在所述蓝牙收发机和所述PEPS基站之间建立私有安全通信信道，其中所述私有安全通信信道专用于所述 PEPS功能以保护所述PEPS基站和所述蓝牙收发机之间的用于PEPS功能的证书交换；
与所述PEPS基站相连的网关，其中所述OBD接口通过所述网关与所述PEPS基站相连并且所述私有安全通信信道通过所述网关建立。
2.如权利要求1所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述PEPS基站嵌入有用于执行所述PEPS功能的软件代码，并且所述蓝牙收发机嵌入有用于通过所述OBD接口在支持蓝牙的用户终端与所述PEPS基站之间传送安全数据的软件代码。
3.如权利要求1所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述OBD接口被配置为将从支持蓝牙的用户终端接收的命令通过所述蓝牙收发机安全传送到所述PEPS基站。
4.如权利要求1所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述蓝牙收发机被配置为与支持蓝牙的用户终端建立蓝牙安全通信信道。
5.如权利要求4所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述蓝牙收发机和所述用户终端之间的所述蓝牙安全通信信道独立于所述蓝牙收发机和所述PEPS基站之间的所述私有安全通信信道。
6.如权利要求1所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述PEPS基站被配置为对与所述车辆的PEPS功能相关联的证书进行验证。
7.如权利要求1所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述蓝牙收发机被配置为对与所述车辆的PEPS功能相关联的证书进行验证并且将验证结果传送给所述PEPS基站。
8.如权利要求1所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述私有安全通信信道是通过利用加密算法对所述蓝牙收发机和所述PEPS基站之间交换的数据进行加密而建立的。
9.如权利要求4所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述蓝牙安全通信信道是通过利用加密算法对所述蓝牙收发机和所述用户终端之间交换的蓝牙数据进行加密而建立的。
10.如权利要求4所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述私有安全通信信道是利用安全的控制器局域网(CAN)总线通过所述OBD接口建立的。
11.如权利要求8或9所述的可扩展蓝牙车载系统，其中所述加密算法包括以下几种中的至少一种：高级加密标准(AES)加密算法、数据加密标准(DES)加密算法、RC4加密算法、RSA加密算法、Rabbit加密算法和TripleDes加密算法。
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