专利名称：用来定位车辆电子钥匙的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆电子钥匙系统，并且具体地说，涉及一种用来定位车辆电子钥匙和确定电子钥匙是在车辆驾驶室内部还是外部的设备。
背景技术：
使用独特、实际钥匙进入和启动车辆发动机的车辆进入和点火系统在技术中是熟知的。而且，电子钥匙卡是已知的，这些电子钥匙卡无线地发射用来控制车门的锁定和解锁功能的电信号，如射频(“RF”)信号。最近，已经为车辆开发了无源无钥匙系统，这些无源无钥匙系统包括由车辆操作人员携带的钥匙卡，该钥匙卡控制车门锁定/解锁功能和自动地响应于钥匙卡的存在的发动机止动。随着操作人员接近车辆和触及车辆的一部分，如触及车门把手，车辆锁定/解锁系统自动地将询问信号发送到钥匙卡，并且监视钥匙卡响应信号。一旦识别和鉴别发生在车辆系统与钥匙卡之间，并且如果完成鉴别，就解锁车门。一旦在车辆内部，如果由操作人员携带的钥匙卡是与该车辆相关联的正确钥匙卡，则借助于位于车辆仪表板上的启动按钮的简单按压可启动车辆，即，为了启动车辆不需要实际形式的钥匙。这样的系统已经已知为“无钥匙起动”点火系统。作为在车辆系统与钥匙卡之间的鉴别过程的一部分，发送和比较识别(“ID”)代码。例如，钥匙卡可以经RF将编码的ID信号发送到车载系统。车载系统确定，接收的ID 代码是否是来自与该车辆关联的钥匙卡的有效ID。如果ID代码是有效代码，如经相对于预存储代码的比较确定的那样，则当按压启动按钮时，车辆将能够启动。如果接收的ID代码是无效的，即接收的代码与预存储代码不匹配，则使车辆发动机止动。
发明内容
按照本发明，提供一种用来定位在车辆系统中的电子钥匙和确定电子钥匙是在车辆驾驶室内部还是在车辆驾驶室外部的设备。按照本发明的一个示范实施例，提供一种用来定位车辆电子钥匙的设备，该设备包括钥匙卡，该钥匙卡用来接收低频信号、确定低频信号强度及提供射频响应信号，响应信号的一部分包括确定的低频信号强度。低频天线位于车辆驾驶室内，用来提供低频信号。控制器接收响应信号，并且将确定的低频信号强度与预定阈值相比较。车辆止动器响应于控制器，其中，控制器响应于比较而控制止动器。按照本发明的另一个示范实施例，提供一种用来定位车辆电子钥匙的设备，该设备包括钥匙卡，该钥匙卡具有低频天线，用来探测在三个坐标中的低频能量并且确定低频能量的强度值，及用来提供射频信号，该射频信号包括确定的低频强度值。低频发射器位于车辆驾驶室内，用来在整个车辆驾驶室内提供低频能量。提供控制器，该控制器用来存储用于车辆驾驶室的预定低频能量强度映射，并且用来将确定的低频强度值与存储的低频能量强度映射相比较，并且响应于比较，确定钥匙卡是否在车辆驾驶室内部。提供车辆止动器， 并且车辆止动器响应于控制器。按照本发明的另一个示范实施例，提供一种用来定位车辆电子钥匙的设备，该设备包括低频发射器，用来在车辆的驾驶室部分中发射低频能量信号；和电子车辆钥匙，用来接收低频能量信号、确定接收的低频能量信号的强度值及发射射频信号，该射频信号具有独特识别代码和确定的强度值的指示。控制器连接到车辆点火系统，用来监视射频信号， 并且只有当电子钥匙的识别代码与预存储代码匹配，并且确定的强度代码指示电子钥匙在车辆驾驶室内部时，才启用车辆点火系统。按照本发明的又一个示范实施例，一种车辆控制系统包括钥匙卡，该钥匙卡具有用来探测低频能量的低频天线，所述钥匙卡确定任何探测的低频能量的低频强度值，所述钥匙卡还包括用来响应于探测低频能量提供射频信号的装置，该低频能量包括关联钥匙卡识别代码和确定的低频强度值。多个低频信号发射器位于车辆中的各个位置处，用来提供关联低频信号，所述低频发射器的一些在车辆的驾驶室内提供低频信号，并且所述低频发射器的另一些在车辆驾驶室外提供低频信号。提供用来分离地控制多个低频发射器中的每一个的控制器，所述控制器存储钥匙卡识别代码并且用来存储与车辆驾驶室相关联的低频信号强度映射，所述控制器具有射频接收器，该射频接收器用来从钥匙卡接收射频信号，并且所述控制器用来将钥匙卡识别代码与存储的钥匙卡识别代码相比较和用来将来自钥匙卡的确定的低频强度值与存储的低频信号强度映射相比较，如果比较的识别代码与存储识别代码相匹配，则所述控制器解锁车辆，并且如果确定钥匙卡在车辆驾驶室内部，则所述控制器许可车辆启动。
本发明的上述和其它特征和优点对于本发明涉及领域的技术人员，在参照附图阅读如下描述时将成为显然的，在附图中图1是车辆的俯视平面图，该车辆具有按照本发明一个示范实施例的用来定位车辆电子钥匙的设备；图2是类似于图1的俯视平面图，表示由图1的LF天线提供的LF场的近似范围； 及图3是钥匙卡的部分剖视侧视图，该钥匙卡表示在图1中，并且按照本发明的一个示范实施例制成。
具体实施例方式参照图1，车辆10包括按照本发明一个示范实施例的电子钥匙系统12，该电子钥匙系统12用来定位车辆电子钥匙。电子钥匙系统12提供车辆进入点的无源进入解锁和锁定，并且也通过简单地按压在车辆仪表板上的启动按钮，许可车辆点火系统的无源启动，如下面描述的那样。电子钥匙系统12包括由车辆操作人员携带的钥匙卡14和在车辆10中安装的车辆系统16。车辆系统16包括多个低频(“LF”)发射天线，这些低频发射天线布置成向车辆10的内部驾驶室18提供LF询问信号。明确地说，中央LF天线20位于车辆的控制台附近。第一 B柱(B-pillar) LF天线22位于车辆10的驾驶员的b柱中。第二 B柱LF天线M 位于车辆10的乘员的B柱中。后备箱LF天线沈位于车辆10的后备箱中。由天线中的每一个的LF信号行进的距离比较短。由LF天线20、22、对及沈中的任一个发射的LF场的强度与距离的立方成反比地减小。参照图2，可看到由LF天线20从控制台位置产生的场图案30。可看到由LF天线 22从在车辆驾驶员侧上的B柱产生的外部场32。可看到由LF天线M从在车辆乘员侧上的B柱产生的外部场34。后备箱LF天线沈的场大部分约束到车辆的内部(只要后备箱盖保持关闭)，并且约束到覆盖后行李架(rear package shelf)的驾驶室18中。再参照图1，LF天线20、22、对及沈连接到用来控制LF天线的激励的电子控制单元(‘ ⑶”)40。E⑶40也连接到在驾驶员车门把手中的传感器42和在乘员车门把手中的传感器44。每当已经触及车门把手42或44时，E⑶40将激活关联LF天线22或24，以提供LF询问信号，从而确定钥匙卡14是否在车辆外部附近。E⑶也包括用来从钥匙卡14接收响应信号的射频(“RF”)接收器。在询问信号由与车辆相关联的钥匙卡接收到之后，它提供具有适当ID代码的RF响应信号，该RF响应信号然后由ECU RF接收器接收。如果代码与预存储代码相匹配，则E⑶40将把解锁信号发送到车门解锁装置，以使车门锁解锁。参照图3，钥匙卡14包括安装在印刷电路板(“PCB”)51上的电子电路50，该印刷电路板51包括用来控制钥匙卡的几个功能的微控制器52。本领域的技术人员将认识到，使用分散电路或专用集成电路(“ASIC”)也可实现钥匙卡14的控制功能。钥匙卡14包括几个按钮M、56及58，车辆操作人员可使用这些按钮M、56及58以控制由钥匙卡14控制的车辆方便功能，如车门锁定/解锁等等。钥匙卡14包括三个LF天线，这三个LF天线定向成探测相对于自定义X、Y、Z坐标系的LF能量。具体地说，LF天线60探测LF-X，天线62探测LF-Y，及天线64探测LF-Z。 为了建立LF强度值，控制器52取得由LF-X、LF-Y及LF-Z测量的值的每一个，将它们平方， 然后将平方求和。这在这里将称作平方的LF和。钥匙卡14还包括RF发射器70。当钥匙卡14从关联车辆B柱天线22或M之一接收LF询问信号时，它通过发射(“RF”)响应信号而响应，该响应信号由ECU 40接收。钥匙卡14的电子电路的全部都由内部电池72供电。再参照图1，作为车辆的无钥匙起动系统的一部分，按钮点火模块80连接到E⑶ 40。ECU 40连接到发动机止动器/启动电路82，该发动机止动器/启动电路82又可操作地耦接到车辆发动机84。如果关联E钥匙，即钥匙卡14，位于驾驶室18内，并且已经由E⑶ 40验证，则E⑶40将使止动器82禁用，从而在点火模块80上启动按钮的按压将允许发动机84启动。按照本发明的一个示范实施例，一旦E⑶40将车门解锁(使用由B柱LF天线22 或M产生的LF信号)，并且在启动按钮80的激活时，才激励控制台LF天线20，以主要在车辆驾驶室18的内部提供LF询问信号30。控制器52使用LF-X天线60、LF_Y天线62、及 LF-Z天线64，通过将强度信号的每一个平方和将平方求和而测量LF场强度。实际上，控制器52经RSSI电路技术确定LF场的信号强度。
对于本发明要使用的每个车辆平台，LF场由控制台天线20产生。在车辆驾驶室 18内和外的多个X、Y、及Z点处，测量和映射LF场强度。这个测得场强度映射然后存储在 ECU 40中，目的是在车辆内定义用于止动去激活的确定，该止动去激活仅超越侧部车门玻璃延伸小于20cm。然后将测量的和由钥匙卡14经RF发射到E⑶40的RSSI场强度与在 ECU 40中的预存储LF场强度映射相比较，从而ECU可做出关于钥匙卡14是在驾驶室18内部还是在驾驶室18外部的确定。例如，可以确定的是，在最小值下，在驾驶室18内部来自预定测量的全部LF场强度读数始终大于3，并且在驾驶室外部大于20cm的读数小于3。如果钥匙卡发送4的RF场强度读数，则ECR “知道”钥匙卡在驾驶室18内部，并且将禁用止动器82。如果钥匙卡发送1的RF场强度读数，则ECR “知道”钥匙卡在驾驶室18外部大于 20cm，并且将不禁用止动器82。同样，驾驶室18的场强度的预存储映射是平台依赖的，并且经验地进行。如果控制台天线20在驾驶室18内不提供足够的覆盖，则可能的是，使用后备箱天线沈。这样的天线不会与控制台天线同时被激励，但作为替代可与控制台天线同时被激励。 后备箱天线场已经发现不产生超越后备箱的后部区域太多的场，只要后备箱盖放下。作为替代，两个侧柱天线也可按依次激励被使用，通过使用场强度映射和三角测量技术定位钥匙卡在驾驶室18内或外部的位置，并且利用多天线映射。由本发明的以上描述，本领域的技术人员将感觉到改进、变化及修改。在本技术领域内的这样的改进、变化及修改打算由附属权利要求书覆盖。
权利要求
1.一种用来定位车辆电子钥匙的设备，包括钥匙卡，用来接收低频信号、确定低频信号强度及提供射频响应信号，响应信号的一部分包括确定的低频信号强度；低频天线，位于车辆驾驶室内，用来提供低频信号；控制器，用来接收响应信号，并且将确定的低频信号强度与预定阈值相比较；及车辆止动器，响应于所述控制器，所述控制器响应于所述比较而控制所述止动器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，如果所述比较指示所述钥匙卡在车辆驾驶室内部，则所述控制器禁用所述止动器。
3.一种用来定位车辆电子钥匙的设备，包括钥匙卡，具有低频天线，并且用来探测在三个坐标中的低频能量，所述钥匙卡确定低频能量的强度值，所述钥匙卡还包括用来提供射频信号的装置，该射频信号包括确定的低频强度值；低频发射器，位于车辆驾驶室内部，用来在整个车辆驾驶室内提供低频能量； 控制器，用来存储用于车辆驾驶室的预定低频能量强度映射，用来将确定的低频强度值与存储的低频能量强度映射相比较，及响应于比较，用来确定钥匙卡是否在车辆驾驶室内部；及车辆止动器，响应于所述控制器，所述控制器响应于所述比较而控制所述止动器。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，如果所述比较指示所述钥匙卡在车辆驾驶室内部，则所述控制器禁用所述止动器。
5.一种用来定位车辆电子钥匙的设备，包括低频发射器，用来在车辆的驾驶室部分中发射低频能量信号； 电子车辆钥匙，用来接收低频能量信号、确定接收的低频能量信号的强度值及发射射频信号，所述射频信号具有独特识别代码和确定的强度值的指示；及控制器，连接到车辆点火系统，用来监视射频信号，并且只有当电子钥匙的识别代码与预存储代码匹配且确定的强度指示电子钥匙在车辆驾驶室内部时，才启用车辆点火系统。
6.一种车辆控制系统，包括钥匙卡，具有用来探测低频能量的低频天线，所述钥匙卡确定任何探测的低频能量的低频强度值，所述钥匙卡还包括用来响应于探测低频能量提供射频信号的装置，所述低频能量包括关联的钥匙卡识别代码和确定的低频强度值；多个低频信号发射器，位于车辆中的各个位置处，用来提供关联的低频信号，所述低频发射器的一些在车辆的驾驶室内提供低频信号，并且所述低频发射器的另一些在车辆驾驶室外部提供低频信号；控制器，用来分离地控制多个低频发射器中的每一个，所述控制器存储钥匙卡识别代码，并且用来存储与车辆驾驶室相关联的低频信号强度映射，所述控制器具有射频信号接收器，所述射频信号接收器用来从钥匙卡接收射频信号，并且所述控制器用来将钥匙卡识别代码与存储的钥匙卡识别代码相比较和用来将来自钥匙卡的确定的低频强度值与存储的低频信号强度映射相比较，如果比较的识别代码与存储的识别代码相匹配，则所述控制器解锁车辆，并且如果确定钥匙卡在车辆驾驶室内部，则所述控制器许可车辆启动。
7.根据权利要求6所述的车辆控制系统，还包括连接到所述控制器的发动机止动器，所述控制器响应于关联的钥匙卡位于车辆驾驶室内而控制发动机止动器。
全文摘要
提供一种用来定位车辆电子钥匙的设备，该设备包括钥匙卡，该钥匙卡用来接收低频信号、测量低频信号强度及提供射频响应信号，响应信号的一部分包括信号强度确定。低频天线位于车辆驾驶室内，用来提供低频信号。控制器接收响应于信号，并且将信号强度与预定阈值相比较。车辆发动机止动器响应于控制器，其中，控制器响应比较而控制止动器。
文档编号B60R25/00GK102300751SQ201080005836
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月22日 优先权日2009年1月29日
发明者D·L·朱兹思维克 申请人:Trw汽车美国有限责任公司