机动车辆中的车载时钟的调节方法和相关调节装置 |
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| 申请号 | CN202080078297.7 | 申请日 | 2020-10-29 | 公开(公告)号 | CN114641734A | 公开(公告)日 | 2022-06-17 |
| 申请人 | 大陆汽车有限公司; | 发明人 | C·梅斯特里; S·沙纳尔; B·文萨尔; S·汉姆斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了 机动车辆 （V）中的车载时钟（H）的调节方法，所述时钟为车辆的功能提供实际时间（T），所述车辆（V）通过无线通信连接到数据 服务器 （S），所述方法包括以下步骤：服务器（S）发射连续的实际时间值（T0、T1、T2、T3、T4）的序列，这些实际时间值各自彼此间隔固定的时间间隔（x），车辆接收偏移了飞行时间的实际时间值（T0'、T1'、T2'、T3'、T4'），所述飞行时间是未知的且可在发射和接收之间变化，针对每个接收的实际时间值：o计算在给定时刻接收的实际时间值与在前一时刻接收的实际时间值之差（∆T1'、∆T2'、∆T3'、∆T4'），o计算这样计算出的所述差与固定的时间间隔（x）之间的延迟（∆1、∆2、∆3、∆4），o计算累积偏差（ε1、ε2、ε3、ε4），其包括针对在一个时刻接收的时间值和在前一时刻接收的时间值计算出的延迟之和，根据所述偏差来确定用于调节车载时钟（H）的实际时间（T）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.机动车辆（V）中的车载时钟（H）的调节方法，所述时钟为车辆的功能提供实际时间（T），所述车辆（V）通过无线通信连接到数据服务器（S），所述方法的特征在于，其包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 机动车辆中的车载时钟的调节方法和相关调节装置技术领域[0001] 本发明涉及机动车辆中的车载时钟的调节方法和相关调节装置。本发明更特别地应用于所谓的“连网”车辆，即具有车载通信装置的车辆，所述车载通信装置使得能够借助于诸如Wifi®或蓝牙®的无线网络或者借助于采用3G、4G或5G技术的移动电话网络来访问互联网服务器。 背景技术[0002] 机动车辆包括车载时钟，它是许多车辆功能所必需的，使得能够获得关于实际时间的信息。例如，这些功能之一包括共享汽车，或英语的“car sharing”。用户拥有例如保存在其智能手机上的虚拟钥匙，虚拟钥匙使其能够在预定的激活时段期间进入车辆，例如租赁车辆。该预定时段存储在车辆中，并借助于其内部的车载时钟进行测量，该测量是在车辆时钟和虚拟钥匙时钟之间的实际时间同步的预备阶段之后进行的。对于用于进入“免提”型车辆的任何虚拟钥匙，还需以固定的频率来同步车辆时钟和虚拟钥匙时钟之间的实际时间。 [0003] 车辆中的车载时钟通常是基于石英工作的电子时钟。然而，这些电子时钟对热量敏感，因此当它们所在的电子控制单元发热时，它们相对于实际时间的准确度会受到影响。在共享汽车的情况下，实际时间测量值的这种漂移可能会导致相对于实际激活时段缩短或延长的虚拟钥匙的不正确的激活时段。这对于用户而言产生很大不便。 [0004] 现有技术的一个解决方案在于将内部时钟调节为由车辆中车载的GPS（全球定位系统）或地理定位系统的时钟给出的时间，这个时间是准确的。实际上，卫星定位系统发射包含时间信息的无线电波，该时间信息是基于非常准确的原子钟。然而，这种解决方案有一个主要缺点。实际上，GPS向车辆提供的时间信息不安全，可能被黑客入侵（pirater）。 [0005] 现有技术的另一解决方案在于将内部时钟调节为车辆所连接的服务器给出的时间。车辆向服务器发送更新其实际时基的请求，并接收包含修正时间的响应作为回复。服务器和车辆之间的连接是安全的，并且服务器向车辆提供的时间信息被加密和签名，因此不能被黑客入侵。 [0006] 然而，车辆与服务器之间的请求和响应的飞行时间是未知的并且难以测量，接收到的校正时间因此是不准确的，因为需要从其减去车辆与服务器之间的往返飞行时间，这可达到几十秒甚至半分钟。 [0007] 因此，需要能够准确、安全地调节车辆中的车载时钟。 [0008] 本发明提出了减轻现有技术的问题的机动车辆中的车载时钟的调节方法。具体而言，该调节方法使得能够安全地获得更可靠的实际时间信息。 发明内容[0009] 本发明涉及机动车辆中的车载时钟的调节方法，所述时钟为车辆的功能提供实际时间，所述车辆通过无线通信连接到数据服务器，所述方法包括以下步骤：a. 服务器发射连续的实际时间值的序列，这些实际时间值各自彼此间隔固定的时间间隔， b. 车辆接收偏移了飞行时间的实际时间值，所述飞行时间是未知的且可在发射和接收之间变化， c. 并且针对每个接收的实际时间值 d. 计算在给定时刻接收的实际时间值与在前一时刻接收的实际时间值之差，e. 计算这样计算出的所述差与固定的时间间隔之间的延迟， f. 计算累积偏差，其包括针对在一个时刻接收的时间值和在前一时刻接收的时间值计算出的延迟之和， g. 根据所述偏差来确定用于调节车载时钟的实际时间。 [0010] 优选地，该序列包括预定数量的连续的实际时间值。 [0011] 有利地，用于调节时钟的实际时间是与计算出的最小累积偏差相对应的接收的实际时间值。 [0012] 明智地，服务器以预定的频率重复发射连续值的序列。 [0013] 当车辆包括地理定位系统时，该方法还包括以下附加步骤：从地理定位系统接收实际时间值，计算所述值与所确定的实际时间之间的偏差，如果所述偏差小于预定偏差，则选择用于调节时钟的实际时间是来自GPS的实际时间值。 [0014] 本发明还涉及机动车辆中的车载时钟的任何调节装置，所述时钟为车辆的功能提供实际时间，所述装置包括用于与服务器进行无线通信的部件，所述装置的值得注意之处在于它还包括：用于接收由服务器连续发射的实际时间值的接收部件，这些实际时间值各自彼此间隔固定的时间间隔（x），接收的所述值偏移了飞行时间，所述飞行时间是未知的且可在发射和接收之间变化；第一计算部件，用于计算在给定时刻接收的实际时间值与在前一时刻接收的实际时间值之差；第二计算部件，用于计算这样计算出的所述差与固定的时间间隔之间的延迟；累积偏差计算部件，累积偏差包括针对在一个时刻接收的时间值和在前一时刻接收的时间值计算出的延迟之和；以及用于根据所述偏差来调节车载时钟的调节部件。 [0015] 优选地，调节部件还包括用于确定针对每个接收的实际时间值计算出的延迟中的最小值和相对应的接收的实际时间值的部件。 [0016] 本发明还涉及与机动车辆无线通信的数据服务器，其值得注意之处在于，其被适配成连续地发送实际时间值的序列，这些实际时间值各自间隔固定的时间间隔。 [0017] 优选地，所述序列以预定的频率重复发射。 [0019] 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。该描述纯粹是例证性的，需参考附图来阅读，其中：图1示意性地示出了根据本发明的车辆，其连接到数据服务器并且包括用于调节车辆中的车载时钟的调节装置。 [0020] 图2是示出根据本发明的用于调节车辆中的车载时钟的调节方法的各步骤的流程图。 具体实施方式[0021] 图1示出了机动车辆V，其经由诸如Wifi或蓝牙之类的无线链路或者3G、4G、5G电话/互联网链路类型的链路而连接到数据服务器S。无线通信协议从现有技术中已知，这里不再进一步详述。 [0022] 根据本发明，数据服务器S被适配成连续无线地发送实际时间值的序列，这些实际时间值各自彼此间隔固定的时间间隔x。为此，数据服务器S拥有发射部件100，其例如采用软件的形式。换句话说，数据服务器在第一时刻发送表示实际时间的值，例如T0 = 10: 00: 00，然后在与第一时刻连续的第二时刻发送表示实际时间的第二个值，但是第二个值偏移了固定的时间间隔x，例如x = 30s，因此T1 = T0 + x = 10: 00: 30。针对预定数量N个值，重复该方法，例如，该序列包括5个实际时间值，N=5，因此有以下发射序列： 【表1】 [0023] 优选地，数据服务器S以预定的频率发送所述序列，所述预定的频率例如但不限于一天一次。 [0024] 车辆V包括用于与数据服务器S进行无线通信的部件（未示出），这对于本领域技术人员来说是已知的。车辆V还包括提供实际时间的车载时钟H，其是实施车辆功能所必需的。 [0025] 根据本发明，车辆V还包括用于调节车辆V上的车载时钟的调节装置D。所述调节装置D包括用于接收服务器发送的实际时间值的接收部件10。该装置还包括：a. 第一计算部件M1，用于计算在给定时刻接收的实际时间值与在前一时刻接收的实际时间值之差， b. 第二计算部件M2，用于计算这样计算出的所述差与固定的时间间隔之间的延迟， c. 累积偏差计算部件M3，累积偏差包括针对在一个时刻接收的时间值和在前一时刻接收的时间值计算出的延迟之和， d. 用于根据所述累积偏差来调节时钟H的调节部件M4。 [0026] 在本发明的一个优选实施例中，调节部件M4还包括用于确定针对每个接收的实际时间值计算出的偏差中的最小值和相对应的接收的实际时间值的部件（未示出）。 [0027] 现在将描述图2所示的调节方法。在预备步骤（未示出）中，为数据服务器S配备发射部件100，并且为车辆配备上述调节装置D。 [0028] 在第一步E1中，数据服务器S通过BLE、Wifi或其他通信方式无线地发射N个连续的实际时间值T0、T1、T2、T3、T4的序列，这些实际时间值各自间隔固定的间隔x，如表1所示。 [0029] 车辆V，更具体地说是接收部件10，在第二步E2中接收实际时间值，将记为T0'、T1'、T2'、T3'、T4'。然而，这些接收的时间值相对于发射的时间值偏移，实际上偏移了服务器和车辆之间的飞行时间，也就是说，所述值的发射和接收之间的飞行时间是未知的且可变。于是有：【数学式1】 T0' = T0 + ∆t0 【数学式2】 T1' = T1 + ∆t1 【数学式3】 T2' = T2 + ∆t2 【数学式4】 T3' = T3 + ∆t3 【数学式5】 T4' = T4 + ∆t4 其中： T0、T1、T2、T3、T4是服务器S发射的实际时间值，并且 T0'、T1'、T2'、T3'、T4'是车辆V接收的实际时间值。 [0030] 例如：【表2】 [0031] 在第三步E3中，针对每个接收的实际时间值，计算在一个时刻(i+1)接收的实际时间值和在前一时刻(i)接收的实际时间值之差∆T(i+1)'，即：【数学式6】 ∆T(i+1)' = T(i+1)' ‑ Ti' 即： 【数学式7】 ∆T1' = T1' ‑ T0'。 [0032] 这是针对每个接收的实际时间值计算的。 [0033] 在第四步E4中，针对每个接收的实际时间值计算先前这样计算出的差与固定间隔x之间的延迟，即：【数学式8】 ∆(i+1) = ∆T(i+1)' ‑ x 即： 【数学式9】 ∆1 = ∆T1' ‑ x。 [0034] 因此得到下表：【表3】 [0035] 在下一步（步骤E5）中，通过将在时刻(i+1)这样计算出的延迟与针对在前一时刻(i)接收的实际时间值计算出的延迟相加，针对每个接收的实际时间值确定累积偏差ε(i+1)，即： 【数学式10】 ε(i+1) = ∆(i+1) + ∆(i) 即： 【数学式11】 ε1 = ∆1 + ∆0。 [0036] 然后，从所有接收的实际时间值中确定要用于调节车辆V的车载时钟H的实际时间值。这是通过取具有最小累积偏差（步骤E6）、即累积偏差的最小值min(ε(i+1))的接收的实际时间值来实现的。因此得到下表：【表4】 [0037] 要用于调节时钟（步骤E7）的接收的实际时间值具有最短的飞行时间，因此相对于由数据服务器S发射的实际时间值具有最佳准确度，因此在该示例中是等于T3的T，即等于10: 01: 32，实际上，该接收的实际时间值具有等于‑7的最小的累积偏差ε(3)，并且可以看到，实际时间T3仅比数据服务器S发射的实际时间值晚两秒。 [0038] 当然，在上述计算过程中，借助于车辆V上的车载时钟H来更新每个接收的实际时间值，即增加一个时基，直到根据本发明的调节方法确定要使用的实际时间值。 [0039] 在根据本发明的方法的第二实施例（未示出）中，车辆V包括GPS系统或地理定位系统，并且调节方法包括附加步骤，其中，调节装置D从GPS接收实际时间值，并将其与在根据本发明的方法的最后一步中获得的实际时间值进行比较。如果这两个值之间的偏差小于预定偏差，则调节装置D使用由GPS发送的实际时间值来调节车辆中的车载时钟H，因为这个实际时间值更准确。实际上，于是认为来自GPS的该实际时间值未能被黑客入侵。 [0040] 因此，本发明以成本低廉且明智的方式使得能够准确且安全地调节车辆中的车载时钟。根据本发明的调节方法尤其使得能够：a. 避免车辆V必须向服务器发送更新其时钟的请求， b. 在车辆V中接收不受两个飞行时间影响的实际时间值，所述两个飞行时间即车辆向服务器的请求的飞行时间和服务器对车辆的响应的飞行时间， c. 每天安全地调节车辆中的时钟。 |
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