发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供了一种结构新颖、使用步骤清晰,可将手机、钥匙和车辆进行有效的结合,从而使用户方便、即使的获取车辆新型的基于汽车控制系统的智能钥匙系统及其工作方法。
本发明的技术方案为:基于汽车控制系统的智能钥匙系统,包括智能钥匙和与所述汽车控制系统中的车身控制器相连的主机,
所述智能钥匙包括:控制单元一、电源电路一、高频电路一、低频电路一、保密电路一、声音电路、显示电路和震动电路;
通过电源电路一给控制控制单元一供电;
通过高频电路一接收、发送高频信号;
通过低频电路一接收、发送低频信号;
通过保密电路一进行数据的解密、加密和对比;
通过声音电路、显示电路和震动电路分别进行声音报警、显示提醒和震动提示;
所述储存电路一、电源电路一、高频电路一、低频电路一、保密电路一、声音电路、显示电路和震动电路均与所述控制单元一连接,且均在控制单元一的控制下工作;
所述主机包括:控制单元二、储存电路二、电源电路二、高频电路二、低频电路二、保密电路二、无线充电电路和车身网络接口电路;
通过储存电路二储存已配对的智能钥匙的信息和智能钥匙的数量;
通过电源电路二给控制单元二供电;
通过高频电路二接收、发送高频信号;
通过低频电路二接收、发送低频信号;
通过保密电路二进行数据的解密、加密和对比;
通过无线充电电路对智能钥匙进行充电;
通过车身网络接口电路与车身控制器连接;
所述储存电路二、电源电路二、高频电路二、低频电路二、保密电路二、无线充电电路和车身网络接口电路均与所述控制单元二连接,且均在控制单元二的控制下工作。
还包括存储有智能控制APP的手机,所述手机还具有蓝牙电路二;通过智能控制APP处理蓝牙数据、 调用手机短信、调用手机通话或调用GPS定位数据;
所述智能钥匙还包括储存电路一和蓝牙电路一;
通过储存电路一储存已配对的手机的信息和手机的数量;
通过蓝牙电路一与手机的蓝牙电路二连接。
按以下步骤进行工作:
1)、主机与智能钥匙配对;
1.1)、使主机进入学习状态;
1.2)、主机发信给车身控制器;
1.3)、按下智能钥匙上的任意键,从而将按键信息和智能钥匙的ID发送给主机;
1.4)、主机解密由智能钥匙发送的高频数据;
1.5)、通过保密电路二判断步骤1.4)中的高频数据是否正确,是则进行下一步;否则退出;
1.6)、将智能钥匙的ID与储存电路二中的数据进行对比,判断该智能钥匙是否学习过,是则退出;否则进行下一步;
1.7)、判断储存电路二中是否已含有4个不同的智能钥匙的ID,是则进入步骤1.8);否则进入步骤1.9);
1.8)、由用户确认是否覆盖之前已经学习过的智能钥匙,是则进入下一步;否则退出;
1.9)、通过控制单元二将智能钥匙的ID写入储存单元二中;完成主机与智能钥匙配对;
2)、钥匙与手机配对;
2.1)、手机下载智能控制APP,并完成安装;
2.2)、完成蓝牙电路一和蓝牙电路二的连接;
2.3)、通过控制单元一判断是否通过认证,是则进入下一步;否则退出;
2.4)、判断储存电路一中是否已含有3个手机,是则进入步骤2.5);否则进入步骤2.6);
2.5)、由用户确认是否覆盖之前已经配对的手机,是则进入下一步;否则退出;
2.6)、将手机的信息储存至储存电路一中;
2.7)、在智能控制APP中填写车辆的基本信息、4S店联系电话、紧急联系人电话和报警电话;完成配对;
3)、通过智能控制APP寻找智能钥匙;
3.1)、通过智能控制APP开启手机的蓝牙电路二;
3.2)、不断移动手机,直至手机与智能钥匙的间距小于10米,此时,蓝牙电路二将与蓝牙电路一连通,从而触发智能钥匙的声音电路和震动电路;
4)、无钥匙开门;
4.1)、用户按下门把手按钮;
4.2)、主机开启低频电路二,从而扫描车外是否有智能钥匙,是则进入下一步;否则退出;
4.3)、智能钥匙的低频电路一被低频电路二发出的低频信号唤醒,并通过高频电路一发出高频信号;
4.4)、主机收到高频信号后判断该智能钥匙是否已完成配对,是则进入下一步;否则退出;
4.5)、主机发信至车身控制器,从而通过车身控制器控制车门解锁;
5)、无钥匙启动;
5.1)、用户按压一次启动按钮; 5.2)、主机通过低频电路二扫描车内的智能钥匙,并判断智能钥匙是否在规定位置,是则进入下一步;否则退出;
5.3)、主机发信给车身控制器,并使得车辆处于ACC状态;
5.4)、用户按压一次启动按钮;
5.5)、主机发信给车身控制器,并使得车辆处于ON状态;
5.6)、用户按压一次启动按钮;
5.7)、通过车身控制器判断用户是否踩住刹车,是则进入下一步;否则退出;
5.8)、主机开启保密电路二,并通过高频电路二发信给智能钥匙;
5.9)、智能钥匙通过保密电路一进行解密和对比,若对比结果一致,则通过高频电路一发信给主机;若不一致,则退出;
5.10)、主机发信给车身控制器,并使得车辆处于START状态;
6)、车辆行驶,智能钥匙充电;
6.1)、判断智能钥匙的电量是否低于20%,是则进入下一步;否则退出;
6.2)、主机开启无线充电电路对智能钥匙进行充电;
6.3)、判断智能钥匙的电量是否超过90%,否则继续充电,是则关闭无线充电电路;
7)、智能锁车;
7.1)、主机向车外发出低频信号,从而唤醒智能钥匙,使得智能钥匙发出高频信号;
7.2)、检验智能钥匙是否已与主机完成配对,是则进入下一步;否则退出;
7.3)、主机向车身控制器发送锁车信号,使得车身控制器控制车门上锁;
7.4)、通过车身控制器检查车身状况是否异常,并将车身状况发送给智能钥匙;
7.4.1)、是则先开启震动电路和声音电路进行报警,再进入步骤7.5);
7.4.2)、否则进入步骤7.5);
7.5)、智能钥匙通过显示电路显示车身状况;
7.6)、智能钥匙通过蓝牙电路一将车身状况发送至手机,并显示在智能控制APP上;完毕。
还包括事故处理方法,所述事故处理方法按以下步骤进行:
8)、车辆骤停时,通过车身控制器判断安全气囊是否弹出,是则进入步骤8.1.1);否则进入步骤8.2.1);
8.1.1)、检验智能钥匙是否已与主机完成配对,是则进入下一步;否则退出;
8.1.2)、检验手机是否已与智能钥匙完成配对、且与车身控制器的间距小于50米,是则进入下一步,否则退出;
8.1.3)、车身控制器将紧急指令依次通过主机和智能钥匙发送至手机中;
8.1.4)、智能控制APP调用手机的短信和通话功能,并获取手机的GPS定位数据;
8.1.5)、手机先将GPS定位数据和报警信息通过短信发送至报警电话,再拨打紧急联系人电话,并将手机调至免提状态;完毕;
8.2.1)、通过车身控制器检查车辆故障位置及故障信息,如有故障则进入下一步;如无故障则退出;
8.2.2)、检验智能钥匙是否已与主机完成配对,是则进入下一步;否则退出;
8.2.3)、检验手机是否已与智能钥匙完成配对、且与车身控制器的间距小于50米,是则进入下一步,否则退出;
8.2.4)、车身控制器将车辆故障位置及故障信息依次通过主机和智能钥匙发送至手机中,并显示在智能控制APP中;
8.2.5)、智能控制APP调用手机通话功能,并拨打4S店联系电话;完毕。
本发明从整体上分为以下几步:1)、主机与智能钥匙配对;2)、钥匙与手机配对;3)、通过智能控制APP寻找智能钥匙;4)、无钥匙开门;5)、无钥匙启动;6)、车辆行驶,智能钥匙充电;7)、智能锁车;完毕。其中,先完成主机与智能钥匙、钥匙与手机的配对,从而使得手机、智能钥匙、主机、车身控制器四者之间进行有效的连接;再通过步骤3)方便地寻找钥匙;此后,经过无钥匙开门和无钥匙启动步骤后使车辆进入正常行驶状态;而在车辆行驶过程中一旦发现智能钥匙的电量低于20%,则可经由步骤6)对智能钥匙进行充电;最后,在智能锁车后用户可在手机上方便的获取车辆的车身状况,从而得知车门、车窗、手刹等部件是否出现了异常。本发明结构新颖、使用过程简便、使用步骤清晰,对手机、智能钥匙、主机、车身控制器四者之间的结合运用具有极佳的使用效果和便利性。
此外,由于现有技术中对车辆突发事故的处理效率极为低下,因此,本发明还设置了事故处理方法,从而在车辆骤停时,无论发生严重事故还是轻微事故,均可通过本发明的事故处理方法进行快速反应,并作出相应动作,从而大幅缩短了救援时间或报修时间。
具体实施方式
本发明如图1-9所示,包括智能钥匙和与所述汽车控制系统中的车身控制器(BCM)相连的主机,
所述智能钥匙包括:控制单元一、电源电路一、高频电路一、低频电路一、保密电路一(transpander电路,别名应答器,利用读写器与RFID装置间隙以交流磁场相互耦合的方式传递信息)、声音电路、显示电路和震动电路;
通过电源电路一给控制控制单元一供电;
通过高频电路一接收、发送高频信号;
通过低频电路一接收、发送低频信号;
通过保密电路一进行数据的解密、加密和对比;
通过声音电路、显示电路和震动电路分别进行声音报警(如蜂鸣器发声)、显示提醒(如系统电量显示)和震动提示(如震动传感器震动);
所述储存电路一、电源电路一、高频电路一、低频电路一、保密电路一、声音电路、显示电路和震动电路均与所述控制单元一连接,且均在控制单元一的控制下工作;
所述主机包括:控制单元二、储存电路二、电源电路二、高频电路二、低频电路二、保密电路二(IMMO,Immobilizer,发动机防盗锁止系统)、无线充电电路和车身网络接口电路(LIN或CAN,LIN(LocalInterconnectNetwork):一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制;CAN(Controller Area Network):控制器局域网络;);
通过储存电路二储存已配对的智能钥匙的信息和智能钥匙的数量;
通过电源电路二给控制单元二供电;可将汽车中的12V电源转化为5V电源;
通过高频电路二接收、发送高频信号;
通过低频电路二接收、发送低频信号;
通过保密电路二进行数据的解密、加密和对比;
通过无线充电电路对智能钥匙进行充电;
通过车身网络接口电路与车身控制器连接;
所述储存电路二、电源电路二、高频电路二、低频电路二、保密电路二、无线充电电路和车身网络接口电路均与所述控制单元二连接,且均在控制单元二的控制下工作。
还包括存储有智能控制APP的手机,所述手机还包括手机系统和蓝牙电路二;通过智能控制APP处理蓝牙数据、 调用手机短信、调用手机通话或调用GPS定位数据;
所述智能钥匙还包括储存电路一和蓝牙电路一;
通过储存电路一储存已配对的手机的信息和手机的数量;从而避免智能钥匙失电后造成的数据丢失;
通过蓝牙电路一与手机的蓝牙电路二连接。
本发明按以下步骤进行工作:
1)、主机与智能钥匙配对,如图4所示;
1.1)、使主机进入学习状态;一般主机进入学习的方法有:a、通过诊断仪通过LIN或CAN发送钥匙学习的命令给BCM,然后BCM再通过LIN或CAN发送命令给主机;b、通过对车身进行一些操作(例如:车门连续开关3次),车身BCM侦测到这些操作后,就通过LIN或CAN发送学习命令给主机。主机通过LIN或CAN接收到学习命令后,就开始等待钥匙发送过来的高频讯息,若经过一段时间(例如:5s)后,还未接收到高频数据,则主机自动退出学习状态,并通过LIN或CAN将状态反馈给车身BCM;
1.2)、主机发信给车身控制器(BCM);在主机处于学习状态后,需要通过LIN或CAN将这个状态反馈给BCM,告诉BCM主机已经成功进入学习状态,使得BCM在通过LIN或CAN接收到这个讯息后,通过驱动车灯或喇叭(例如:车大灯闪3下,喇叭响一声)来提示用户现在防盗主机已经进入学习状态了;
1.3)、按下智能钥匙上的任意键,从而将按键信息和智能钥匙的ID发送给主机;用户在看见提示信息后,知道主机已经进入学习状态,则按照规定按住钥匙上的按键(一般由车厂定义,例如:同时按住上锁键和解锁键),然后智能钥匙通过高频电路一将按键信息和智能钥匙的ID发送给主机;
1.4)、主机解密由智能钥匙发送的高频数据;主机通过高频电路二接收到智能钥匙发出的信息,并通过保密电路二进行解密。
1.5)、通过保密电路二判断步骤1.4)中的高频数据是否正确,是则进行下一步;否则退出;
1.6)、将智能钥匙的ID与储存电路二中的数据进行对比,判断该智能钥匙是否学习过,是则退出;否则进行下一步;
1.7)、判断储存电路二中是否已含有4个不同的智能钥匙的ID,是则进入步骤1.8);否则进入步骤1.9);
1.8)、由用户确认是否覆盖之前已经学习过的智能钥匙,是则进入下一步;否则退出;由于储存电路二中已含有4个智能钥匙的ID,因此,需用户确认是否覆盖之前的智能钥匙,还是放弃操作;
1.9)、通过控制单元二将智能钥匙的ID写入储存单元二中;完成主机与智能钥匙配对。
2)、钥匙与手机配对,如图5所示;
2.1)、手机下载智能控制APP,并完成安装;
2.2)、完成蓝牙电路一和蓝牙电路二的连接;打开手机蓝牙功能,搜索附近的蓝牙设备,再搜到钥匙蓝牙时,单击连接,进行认证;
2.3)、通过控制单元一判断是否通过认证,是则进入下一步;否则退出;认证的判断条件是:两者通信过程中的验证密码是否相同。若相同,则通过认证;若不同,则认证不通过,建立连接失败;
2.4)、判断储存电路一中是否已含有3个手机,是则进入步骤2.5);否则进入步骤2.6);
2.5)、由用户确认是否覆盖之前已经配对的手机,是则进入下一步;否则退出;
2.6)、将手机的信息储存至储存电路一中;
2.7)、在智能控制APP中填写车辆的基本信息、4S店联系电话、紧急联系人电话和报警电话;完成配对。
3)、通过智能控制APP寻找智能钥匙;
3.1)、通过智能控制APP开启手机的蓝牙电路二;
3.2)、不断移动手机,直至手机与智能钥匙的间距小于10米,此时,蓝牙电路二将与蓝牙电路一连通,从而触发智能钥匙的声音电路和震动电路;从而使得手持手机的用户可方便的找到智能钥匙。
4)、无钥匙开门,如图6所示;
4.1)、用户按下门把手按钮;从而给主机一个硬件触发,将主机从低功耗模式唤醒;
4.2)、主机开启低频电路二,从而扫描车外是否有智能钥匙,是则进入下一步;否则退出;
4.3)、智能钥匙的低频电路一被低频电路二发出的低频信号唤醒,并通过高频电路一发出高频信号;
4.4)、主机收到高频信号后判断该智能钥匙是否已完成配对,是则进入下一步;否则退出;
4.5)、主机发信至车身控制器,从而通过车身控制器控制车门解锁;BCM将车门解锁,并且通过车身给用户提示(例如:车灯闪1下,喇叭响1声)。
5)、无钥匙启动,如图7所示;此时处于LOCK状态,汽车锁死,方向盘不能有太大的活动;
5.1)、用户按压一次启动按钮;
5.2)、主机通过低频电路二扫描车内的智能钥匙,并判断智能钥匙是否在规定位置(插在预设的钥匙孔中),是则进入下一步;否则退出;
5.3)、主机发信给车身控制器,并使得车辆处于ACC状态;ACC即给全车通电,收音机、车灯等可以正常使用,不可以使用空调;
5.4)、用户按压一次启动按钮;
5.5)、主机发信给车身控制器,并使得车辆处于ON状态;ON即除了起动机,其余的基础设备都是开着的,可以为方向盘解锁,可以使用空调,但空调无制冷效果,因为此时压缩机未启动,只有鼓风机运转,吹出来的是自然风;正常行车时钥匙处于ON状态,这时全车所有电路都处于工作状态;
5.6)、用户按压一次启动按钮;
5.7)、通过车身控制器判断用户是否踩住刹车,是则进入下一步;否则退出;
5.8)、主机开启保密电路二,并通过高频电路二发信给智能钥匙;即进行IMMO认证;
5.9)、智能钥匙通过保密电路一进行解密和对比,判断对比结果是否一致,若对比结果一致,则通过高频电路一发信给主机;若不一致,则退出;
5.10)、主机发信给车身控制器,并使得车辆处于START状态;START即发动汽车,启动发动机,耗油,开起车子,空调开始制冷。
6)、车辆行驶,智能钥匙充电;
6.1)、判断智能钥匙的电量是否低于20%,是则进入下一步;否则退出;
6.2)、主机开启无线充电电路对智能钥匙进行充电;主机使无线充电电路(即一充电线圈)开始工作,将智能钥匙放在线圈上,就可以进行充电;
6.3)、判断智能钥匙的电量是否超过90%,否则继续充电,是则关闭无线充电电路;主机间隔一段时间(10min)就问询问钥匙一次,判断智能钥匙的电量是否充满。若充满,主机则关闭无线充电电路;若没有,则继续充电。
7)、智能锁车,如图8所示;
7.1)、主机向车外发出低频信号,从而唤醒智能钥匙,使得智能钥匙发出高频信号;
7.2)、检验智能钥匙是否已与主机完成配对,是则进入下一步;否则退出;主机收到智能钥匙发出的高频信号后,将智能钥匙的ID与储存电路二中储存的ID进行对比,从而判断出车外的智能钥匙是否已与主机完成配对;
7.3)、主机向车身控制器发送锁车信号,使得车身控制器控制车门上锁;
7.4)、通过车身控制器检查车身状况是否异常,并将车身状况发送给智能钥匙;通过BCM对车身状况进行一次全面检测,对车门、车窗、手刹等部件是否异常做出判断;
7.4.1)、是则先开启震动电路和声音电路进行报警,再进入步骤7.5);这样,一旦车门、车窗、手刹等部件出现异常,则智能钥匙将进行报警,从而提醒用户及时进行处理;
7.4.2)、否则进入步骤7.5);
7.5)、智能钥匙通过显示电路显示车身状况;
7.6)、智能钥匙通过蓝牙电路一将车身状况发送至手机,并显示在智能控制APP上;完毕。
本发明还包括事故处理方法,所述事故处理方法按以下步骤进行:
8)、车辆骤停时,通过车身控制器判断安全气囊是否弹出,是则进入步骤8.1.1);否则进入步骤8.2.1),如图9所示;主机向BCM询问安全气囊是否弹出,从而对事故的严重程度进行判断,若气囊弹出,则发生严重事故,可能有人员伤亡;若未弹出,则可能车辆是发生小故障或小碰擦;
8.1.1)、检验智能钥匙是否已与主机完成配对,是则进入下一步;否则退出;
8.1.2)、检验手机是否已与智能钥匙完成配对、且与车身控制器的间距小于50米,是则进入下一步,否则退出;通过步骤8.1.1)和步骤8.1.2)以确保下述步骤可有效进行;
8.1.3)、车身控制器将紧急指令依次通过主机和智能钥匙发送至手机中;
8.1.4)、智能控制APP调用手机的短信和通话功能,并获取手机的GPS定位数据;
8.1.5)、手机先将GPS定位数据和报警信息通过短信发送至报警电话,再拨打紧急联系人电话,并将手机调至免提状态;完毕;手机收到紧急指令后,立即在智能控制APP的控制下做出反应,从而做出报警、联系紧急联系人等一系列动作,使得车辆在发生严重事故时,有效缩短救援时间,极大的提升了驾车安全性。
8.2.1)、通过车身控制器检查车辆故障位置及故障信息,如有故障则进入下一步;如无故障则退出;对可能存在的胎压、车灯、油路、车身的问题进行排查;
8.2.2)、检验智能钥匙是否已与主机完成配对,是则进入下一步;否则退出;
8.2.3)、检验手机是否已与智能钥匙完成配对、且与车身控制器的间距小于50米,是则进入下一步,否则退出;
8.2.4)、车身控制器将车辆故障位置及故障信息依次通过主机和智能钥匙发送至手机中,并显示在智能控制APP中;
8.2.5)、智能控制APP调用手机通话功能,并拨打4S店联系电话;完毕。给车辆报修带来的极大的便利性,使得报修过程更为方便、快捷。
本发明在事故处理方法中,先对安全气囊是否弹出做出检测,并划分为以下两种情况:一、安全气囊弹出,定性为严重事故,将直接将控制手机将GPS定位数据和报警信息通过短信发送至报警电话,再拨打紧急联系人电话,并将手机调至免提状态;二、安全气囊未弹出,定性为轻微事故,将对车身做出检测,从而在智能控制APP上显示出车辆的故障位置及故障信息,并控制手机拨打4S店联系电话。
这样,在车辆骤停时,无论发生严重事故还是轻微事故,均可通过本发明的事故处理方法进行快速反应,并作出相应动作,从而大幅缩短了救援时间或报修时间。
下面是出于对本发明英文缩写的释义:
BCM(BodyCon-trolModule):汽车车身控制模块;
transponder:别名应答器,利用读写器与RFID装置间隙以交流磁场相互耦合的方式传递信息;
LIN(LocalInterconnectNetwork):一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制;
CAN(Controller Area Network):控制器局域网络;
IIC(Inter-IntegratedCircuit):集成电路总线,是一种多向控制总线;
SPI(setial peripheralinterface):高速的,全双工,同步的通信总线;
IMMO(Immobilizer):发动机防盗锁止系统;
EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory):电子抹除式可复写只读存储器;
APP(Application):智能手机的第三方应用程序;
GPS(GlobalPositioningSystem):全球定位系统。