CN116830675A - 便携式发射装置与机动车辆的电子控制单元之间的通信方法 - Google Patents

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CN116830675A CN202280009857.2A CN202280009857A CN116830675A CN 116830675 A CN116830675 A CN 116830675A CN 202280009857 A CN202280009857 A CN 202280009857A CN 116830675 A CN116830675 A CN 116830675A
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Abstract

便携式发射装置(10)与机动车辆(20)的电子控制单元(210)之间的通信方法，该方法包括发射装置(10)在称为“参考时间间隔”的多个连续时间间隔上发射多个唤醒信号，每个参考时间间隔的持续时间等于供电周期的持续时间，并且每个参考时间间隔被分成一系列连续的时隙，所述多个唤醒信号中的至少一个唤醒信号是在每个参考时间间隔中、在与所述多个唤醒信号中的其他唤醒信号的时隙不同的时隙中发射的，使得所述多个唤醒信号中的每个唤醒信号的发射时间间隔的总和至少等于供电周期。

Description

便携式发射装置与机动车辆的电子控制单元之间的通信方法
技术领域
本发明涉及机动车的领域，并且更具体地涉及便携式发射装置与车辆之间的通信方法和系统。本发明尤其适用于机动车辆的开启部件(ouvrant)的解锁。
背景技术
如今已知借助于电子钥匙远程解锁车辆的开启部件。为此，当用户按下钥匙上的按钮时，钥匙在射频RF频段发送所谓的“唤醒信号”，称为“WUP”，针对Wake Up Pattern(唤醒模式)。
为了接收该信号，车辆包括耦合到接收天线的电子控制单元。然而，为了节省能量，已知对电子控制单元进行编程，使得它周期性地激活和去激活，以便在所谓的“接收时间间隔”期间向接收天线供电。
在现有的解决方案中，为了确保接收天线检测到唤醒信号，即接收到唤醒信号的至少一个比特，在足够长以覆盖至少一个接收时间间隔的持续时间上发射唤醒信号。例如，当接收时间间隔为每39ms内1ms(即接收天线开启1ms，休眠38ms)时，则唤醒信号发射40ms，以确保在两个连续的接收时间间隔期间接收到同一唤醒信号的数据。唤醒信号可以连续发射两次，以增强唤醒协议。
采用这种解决方案，电子控制单元的周期性唤醒会导致在一个唤醒周期内平均电流消耗可高达1mA，这可能占据电子控制单元在其唤醒模式下的总消耗的40％。
为了降低该消耗，一种解决方案涉及延长电子控制单元的唤醒周期，也就是增大两个连续接收时间间隔之间的持续时间。然而，这样就需要成比例地增大唤醒信号的发射持续时间，这意味着钥匙的电流消耗更高，会更快耗尽钥匙的电池，因此对于用户来说有显著的维护缺陷。因此，需要一种使得能够至少部分地缓解这些缺陷的解决方案。
发明内容
本发明的一个目的是降低电子控制单元处的电流消耗。本发明的另一目的是限制发射装置处的电流消耗。本发明的另一目的是确保电子控制单元在足够短的延迟时间内检测到唤醒信号的数据，该时间短到不影响与发射装置的致动相关的功能，例如开启部件的解锁。
为此，本发明的第一个主题是一种便携式发射装置与机动车辆的电子控制单元之间的通信方法，所述发射装置被配置为向所述电子控制单元发射所谓的“唤醒信号”，电子控制单元耦合到接收天线并且被配置为在所谓的“接收时间间隔”期间周期性地向所述接收天线供电，以便能够接收由发射装置发射的唤醒信号的至少一部分，接收天线的供电周期的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔的两个开始时刻之间的持续时间，该方法包括发射装置在称为“参考时间间隔”的多个连续时间间隔上发射多个唤醒信号，每个参考时间间隔的持续时间等于供电周期的持续时间，并且每个参考时间间隔被分成一系列连续的时隙，所述多个唤醒信号中的至少一个唤醒信号是在每个参考时间间隔中、在与所述多个唤醒信号中的其他唤醒信号的时隙不同的时隙中发射的，使得所述多个唤醒信号中的每个唤醒信号的发射时间间隔的总和至少等于供电周期。
根据本发明的方法使得能够根据预定的发射方案来在多个参考时间间隔期间发射唤醒信号，使得在所有参考时间间隔上使用所有时隙，从而使得能够确保在参考时间间隔期间发生的接收时间间隔之一期间接收到唤醒信号的至少一部分。
有利地，时隙的持续时间是相同的，以便简化发射装置在参考时间间隔期间发射唤醒信号所使用的发射方案。
在一个实施例中，唤醒信号的发射持续时间小于或等于20ms，以便限制发射装置的电能消耗。
优选地，例如当针对100ms的供电周期时隙为每参考时间间隔约5个时，唤醒信号的发射持续时间约为20ms。
优选地，每个参考时间间隔发射持续时间较短的一个或两个唤醒信号SR，以便限制发射装置在每个参考时间间隔上发射的功率，并且能够使发射装置容易地符合现行发射标准。
在一个实施例中，接收天线的供电周期的持续时间约为100ms。
有利地，使用曼彻斯特型编码对唤醒信号进行编码，使得电子控制单元能够容易地检测到唤醒信号并激活相关功能，例如解锁车辆的开启部件。
本发明还涉及一种计算机程序产品，其特征在于，其包括一组程序代码指令，当一个或多个处理器执行所述指令时，所述指令将所述一个或多个处理器配置为实施如上所述的方法。
本发明还涉及一种用于机动车辆的发射装置，所述车辆包括电子控制单元和耦合到所述电子控制单元的接收天线，电子控制单元被配置为在所谓的“接收时间间隔”期间周期性地向所述接收天线供电，以便能够接收由发射装置发射的所谓“唤醒信号”的至少一部分，接收天线的供电周期的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔的两个开始时刻之间的持续时间，所述发射装置被配置为在称为“参考时间间隔”的多个连续时间间隔上向电子控制单元发射多个唤醒信号，每个参考时间间隔的持续时间等于供电周期的持续时间，并且每个参考时间间隔被分成一系列连续的时隙，所述多个唤醒信号中的至少一个唤醒信号是在每个参考时间间隔中、在与所述多个唤醒信号中的其他唤醒信号的时隙不同的时隙中发射的，使得所述多个唤醒信号中的每个唤醒信号的发射时间间隔的总和至少等于供电周期。
本发明还涉及一种通信系统，该通信系统包括如上所述的发射装置和机动车辆，所述车辆包括电子控制单元和耦合到所述电子控制单元的接收天线，电子控制单元被配置为在所谓的“接收时间间隔”期间周期性地向所述接收天线供电，以便能够接收由发射装置发射的所谓“唤醒信号”的至少一部分，接收天线的供电周期的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔的两个开始时刻之间的持续时间。
附图说明
通过阅读下面的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显。该描述纯粹是说明性的，并且应参考附图来阅读，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的系统的一个实施例。
图2示出了根据本发明的唤醒信号的发射方案的第一示例。
图3示出了根据本发明的唤醒信号的发射方案的各种示例。
图4示出了根据本发明的唤醒信号的发射方案的第二示例。
图5示出了用现有技术的通信方法和使用图4的根据本发明的发射方案的示例时在使两个接收时间间隔之间的周期持续时间变化时检测到的出错情况的数量。
具体实施方式
系统
图1示出了根据本发明的通信系统的示例。系统1包括便携式发射装置10和机动车辆20。
车辆20包括电子控制单元210和耦合到所述电子控制单元210的接收天线220。
电子控制单元210被配置为在称为“接收时间间隔IRC”的时间间隔期间周期性地向接收天线220供电，如图2中的示例所示，以便能够接收由发射装置10发射的称为“唤醒信号SR”的信号的至少一部分。特别地，电子控制单元210本身可以周期性地打开然后关闭，以便在接收时间间隔IRC期间向接收天线220供电。于是，接收天线220的供电周期T的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔IRC的两个开始时刻t0之间的持续时间。
电子控制单元210尤其包括处理器(未示出)，其能够实施使得能够实现这些功能的一组指令。
参考图1，发射装置10包括控制单元110(例如处理器或微控制器型的控制单元)和发射天线120。
参考图2，发射装置10被配置为在称为“参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3”的多个连续时间间隔上经由所述发射天线120向电子控制单元210发射多个唤醒信号SR。每个唤醒信号SR优选地包括用曼彻斯特型编码来编码的一系列零。
每个参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3的持续时间等于供电周期T的持续时间，并且每个参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3被分成一系列连续的时隙。在图2所示的示例中，每个参考时间间隔被分成五个连续的时隙C1、C2、C3、C4、C5。这种划分使得能够实现时分复用，以发射唤醒信号SR。
根据在图2至图4中给出了其示例的预定发射方案，在多个连续的参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3上发射多个唤醒信号SR。
在根据本发明的每个发射方案中，在每个参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3中发射至少一个唤醒信号SR，并且每个唤醒信号SR是在与根据预定发射方案发射的其他唤醒信号SR的时隙不同的时隙C1、C2、C3、C4、C5中发射的。
仍然在根据本发明的发射方案中，发射方案的每个唤醒信号SR的发射时间间隔之和至少等于供电周期T，以便确保在与连续参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3之一同时发生的一个接收时间间隔IRC期间，接收天线220将接收到所发射的唤醒信号SR的至少一部分。
发射装置10的控制单元110能够实施使得能够实现这些功能、特别是使得能够存储和实施预定发射方案的一组指令。
实施
现在将参考图2至图5在实施例中描述本发明。
发射装置10可以有利地使得能够解锁车辆20的开启部件，但是不言而喻，本发明适用于能从发射装置10远程实施的车辆20的任何功能。
在下面将描述的示例中，根据图2中的预定发射方案的示例，发射装置10在预定义的时刻发射多个信号。
首先，当发射装置10的用户按下用于解锁开启部件的按钮时，发射装置10触发根据预定的发射方案在每个参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3的一个或多个时隙C1、C2、C3、C4、C5期间发射多个唤醒信号SR。
于是，在图2的示例中，电子控制单元210在接收时间间隔IRC期间激活接收天线220，该接收时间间隔IRC从与第一参考时间间隔IRF1的开始时刻重合的开始时刻t0开始。在这个示例中，接收时间间隔IRC具有与时隙C1、C2、C3、C4、C5的持续时间相同的持续时间，但本发明的范围不限于此。实际上，在另一示例中，接收时间间隔IRC的持续时间可以小于或大于时隙C1、C2、C3、C4、C5的持续时间。
在该发射方案中，在第一参考时间间隔IRF1的第一时隙C1期间，发射装置10不发射任何唤醒信号SR。因此，电子控制单元210在该阶段没有接收到包括在唤醒信号SR中的数据。然后，发射装置10在第一参考时间间隔IRF1的第二时隙C2期间发射唤醒信号SR，但是在时隙C2、C3、C4、C5期间不再被供电的接收天线220无法接收到该唤醒信号SR。
然后，在第一参考时间间隔IRF1结束时，一个供电周期T也随之过去，电子控制单元210再次在接收时间间隔IRC期间激活接收天线220，该接收时间间隔IRC从与第二参考时间间隔IRF2的开始时刻重合的开始时刻t0开始。
在该发射方案中，在第二参考时间间隔IRF2的第一时隙C1和第二时隙C2期间，发射装置10不发射任何唤醒信号SR。因此，电子控制单元210在该阶段没有接收到包括在唤醒信号SR中的数据。然后，发射装置10在第二参考时间间隔IRF2的第三时隙C3期间发射唤醒信号SR，并且在第二参考时间间隔IRF2的第四时隙C4期间发射另一唤醒信号SR，但是在时隙C2、C3、C4、C5期间不再被供电的接收天线220无法接收到该唤醒信号SR。
然后，在第二参考时间间隔IRF2结束时，第二个供电周期T也随之过去，电子控制单元210再次在接收时间间隔IRC期间激活接收天线220，该接收时间间隔IRC从与第三参考时间间隔IRF3的开始时刻重合的开始时刻t0开始。
在该发射方案中，发射装置10在第三参考时间间隔IRF3的第一时隙C1期间发射唤醒信号SR。因此，电子控制单元210在第三参考时间间隔IRF3的第一时隙C1期间接收到包括在唤醒信号SR中的数据。然后，发射装置10在第三参考时间间隔IRF3的第五时隙C5期间发射唤醒信号SR，于是此时，在连续且不同的参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3上、在五个时隙C1、C2、C3、C4、C5中的每一个时隙期间都发送了唤醒信号SR。
这样，由于在三个连续的参考时间间隔IRC1、IRC2、IRC3期间在重复的五个时隙C1、C2、C3、C4、C5中的每一个上发送了唤醒信号SR，因此无论接收时间间隔IRC的开始时刻t0为何，都必然会有一个接收时间间隔IRC与发射重合，因此必然会接收到在三个连续的参考时间间隔IRC1、IRC2、IRC3上发射的五个唤醒信号SR之一(信号的传播路径时间相比于唤醒信号的持续时间和接收时间间隔IRC的持续时间很小)。
图3示出了一系列三个参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3的发射方案的各种示例，每个参考时间间隔包括五个时隙C1、C2、C3、C4、C5。然而，应当注意，可以使用任何其他合适的发射方案配置，特别是大于或等于2的不同数量的时隙C1、C2、C3、C4、C5，或者大于或等于2的不同数量的参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3。
优选地，唤醒信号SR的发射持续时间之和小于或等于现有技术的唤醒信号的发射持续时间，例如40ms，以便在确保接收天线将在参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3之一上接收到唤醒信号SR的同时不增加发射装置10的电能消耗。
因此，将唤醒信号SR分割并铺开在复用时隙C1、C2、C3、C4、C5上使得能够有利地显著延长接收天线220的供电周期T，即两个接收时间间隔IRC之间的持续时间。将唤醒信号SR分割并铺开在复用时隙C1、C2、C3、C4、C5上还有利地使得能够限制发射装置10随时间的发射，特别是在每个参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3上的发射，因此符合现行标准。例如，FCC标准将信号发射功率限制为每100ms 1mA。因此，根据本发明的方法使得能够通过将发射装置10的发射限制为每100ms持续时间的参考时间间隔IRF1、IRF2、IRF3上一个或两个持续时间较短的唤醒信号SR而容易地克服该约束。在给出的示例中，每个唤醒信号SR的持续时间为20ms，参考间隔的持续时间为100ms，因此需要五个唤醒信号SR即可通过分布在三个连续的参考间隔IRF1、IRF2、IRF3上覆盖参考间隔IRF1、IRF2、IRF3的持续时间。
然而，可以有利地将唤醒信号SR分组，例如两两一组，以便改善接收天线220对所述唤醒信号SR的接收。实际上，当接收时间间隔IRC在发射唤醒信号SR的时隙结束时开始并在下一个时隙开始时结束时，串行地发射多个唤醒信号使得能够确保至少部分的唤醒信号的正确接收。例如，在图3的发射方案的示例中，标示为A、B、C和D的发射方案特别有利，在这些方案中，时隙中的至少四个被分成两两一组。
在图4中示出了通过改变周期T来测试根据本发明的方法的发射方案的示例，该测试的结果由图5中的曲线C1示出，并且与之对照的是根据现有技术的通信方法的结果，该结果则由虚线曲线C2示出。尤其可以看到，在没有出错情况(纵轴上是出错情况的数量N)的情况下，周期T(横轴)可以增大到特定值，也就是说，通过验证是否接收到足够数量的唤醒信号SR的数据以激活功能，例如解锁车辆1的开启部件。在该测试中可以看到，例如，使用根据本发明的通信方法可以在没有出错情况的情况下将周期T增大到100ms(曲线C1)，这用现有技术的通信方法(曲线C2)不可能的，因为该方法在将周期T增大到100ms的情况下会引起90到100个出错情况，并且根据本发明的通信方法使得能够将电子控制单元210的电能消耗从40ms的周期T的390μA减少到100ms的周期T的150μA，即与现有技术相比获得了62％的消耗收益。

Claims (10)

1.便携式发射装置(10)与机动车辆(20)的电子控制单元(210)之间的通信方法，所述发射装置(10)被配置为向所述电子控制单元(210)发射所谓的“唤醒信号”，电子控制单元(210)耦合到接收天线(220)并且被配置为在所谓的“接收时间间隔(IRC)”期间周期性地向所述接收天线(220)供电，以便能够接收由发射装置(10)发射的唤醒信号(SR)的至少一部分，接收天线(220)的供电周期(T)的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔(IRC)的两个开始时刻(t0)之间的持续时间，该方法包括发射装置(10)在称为“参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)”的多个连续时间间隔上发射多个唤醒信号，每个参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)的持续时间等于供电周期(T)的持续时间，并且每个参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)被分成一系列连续的时隙(C1、C2、C3、C4、C5)，所述多个唤醒信号(SR)中的至少一个唤醒信号(SR)是在每个参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)中、在与所述多个唤醒信号(SR)中的其他唤醒信号(SR)的时隙(C1、C2、C3、C4、C5)不同的时隙(C1、C2、C3、C4、C5)中发射的，使得所述多个唤醒信号(SR)中的每个唤醒信号(SR)的发射时间间隔的总和至少等于供电周期(T)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，时隙(C1、C2、C3、C4、C5)的持续时间是相同的。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，唤醒信号的发射持续时间小于或等于20ms。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，每个参考时间间隔发射一个或两个唤醒信号(SR)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，接收天线(220)的供电周期(T)的持续时间约为100ms。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，唤醒信号(SR)的发射持续时间小于或等于20ms。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，使用曼彻斯特型编码对唤醒信号(SR)进行编码。
8.计算机程序产品，其特征在于，其包括一组程序代码指令，当一个或多个处理器执行所述指令时，所述指令将所述一个或多个处理器配置为实施根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
9.用于机动车辆(20)的发射装置(10)，所述车辆(20)包括电子控制单元(210)和耦合到所述电子控制单元(210)的接收天线(220)，电子控制单元(210)被配置为在所谓的“接收时间间隔(IRC)”期间周期性地向所述接收天线(220)供电，以便能够接收由发射装置(10)发射的所谓“唤醒信号(SR)”的至少一部分，接收天线(220)的供电周期(T)的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔(IRC)的两个开始时刻(t0)之间的持续时间，所述发射装置(10)被配置为在称为“参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)”的多个连续时间间隔上向电子控制单元(210)发射多个唤醒信号(SR)，每个参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)的持续时间等于供电周期(T)的持续时间，并且每个参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)被分成一系列连续的时隙(C1、C2、C3、C4、C5)，所述多个唤醒信号(SR)中的至少一个唤醒信号(SR)是在每个参考时间间隔(IRF1、IRF2、IRF3)中、在与所述多个唤醒信号(SR)中的其他唤醒信号(SR)的时隙(C1、C2、C3、C4、C5)不同的时隙(C1、C2、C3、C4、C5)中发射的，使得所述多个唤醒信号(SR)中的每个唤醒信号(SR)的发射时间间隔的总和至少等于供电周期(T)。
10.通信系统(1)，所述通信系统包括根据前一权利要求所述的发射装置(10)和机动车辆(20)，所述车辆(20)包括电子控制单元(210)和耦合到所述电子控制单元(210)的接收天线(220)，电子控制单元(210)被配置为在所谓的“接收时间间隔(IRC)”期间周期性地向所述接收天线(220)供电，以便能够接收由发射装置(10)发射的所谓“唤醒信号(SR)”的至少一部分，接收天线(220)的供电周期(T)的持续时间被定义为两个连续接收时间间隔(IRC)的两个开始时刻(t0)之间的持续时间。
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