汽车无钥匙进入及一键启动系统的应用

汽车无钥匙进入及一键启动系统的应用 设 计 ? 研 究 | 汽 车 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 的 应 用 doi: 10 .3969 /j.issn.1005 -2550 .2013 .05.006 收 稿 日 期 : 2013 -01 -07 汽 车 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 的 应 用 1 2 2 芦 波 , 王 东 , 蒋 建 峰 ( 1. 南 京 开 瑞 汽 车 技 术 有 限 公 司 , 南 京 211100 ;2. 集 瑞 联 合 重 工 有 限 公 司 工 程 研 究 院 , 芜 湖 241003 ) 摘 要 : 汽 车 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 是 汽 车 发 展 的 新 趋 势 , 本 文 针 对 某 款 国 内 自 主 研 发 新 车 型 , 设 计 了 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 结 构 和 控 制 策 略 , 分 析 了 其 工 作 原 理 , 并 通 过 实 例 简 要 阐 述 了 其 主 要 功 能 及 应 用 。 关 键 词 : 智 能 ; 无 钥 匙 进 入 ; 一 键 启 动 系 统 中 图 分 类 号 : TN 99 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1005 -2550 ( 2013 ) 05-0021 -04 Application of PEPS System in the Automotive 1 2 2 LU Bo , WANG Dong , JIANG Jian-feng ( 1.Carway Automotive Technology Co.,Ltd; 2.C&C Truck Co.,Ltd ) Abstract: Keyless Entry and Passive Start System is the automotive development tendency.The author designed the system structure and control strategy, applied to a new self-developed passenger car; Analyzed the principium of PEPS and System frame. Chiefly introduced the main function and application by giving an example. Key words: intelligent; Keyless Entry; Engine Start System; 无 钥 匙 进 入 与 启 动 系 统 通 过 在 车 辆 和 钥 匙 之 间 的 低 频 和 高 频 芦 波 信 号 通 信 来 进 行 用 户 识 别 , 通 过 触 发 门 把 手 上 的 感 应 开 关 , 控 制 器 毕 业 于 湖 北 汽 车 工 业 学 院 , 现 就 职 于 南 京 开 发 送 一 个 低 频 询 问 信 号 , 验 证 司 机 携 带 的 智 能 钥 匙 。 智 能 钥 匙 接 瑞 汽 车 技 术 有 限 公 司 , 主 要 从 事 整 车 电 子 电 收 到 询 问 信 号 后 发 送 一 个 射 频 ( 315 /433 MHz ) 信 息 反 馈 给 控 制 器 系 统 的 开 发 和 研 究 , 已 发 文 章 《 TPMS 器 。 一 旦 匹 配 合 法 后 , 将 自 动 解 锁 。 在 重 型 卡 车 上 的 应 用 》 。 当 车 主 进 入 车 内 时 , 踩 下 刹 车 踏 板 并 按 下 启 动 开 关 , 控 制 器 发 送 低 频 ( 125 MHz ) 询 问 信 号 , 验 证 司 机 携 带 的 智 能 钥 匙 。 智 能 钥 匙 接 收 到 询 问 信 号 后 发 送 一 个 射 频 ( 433 MHz 或 315 MHz ) 信 息 反 随 着 数 字 技 术 的 进 步 , 汽 车 开 始 向 电 子 化 、 多 媒 体 化 和 智 能 馈 给 控 制 器 , 控 制 器 验 证 智 能 钥 匙 位 置 和 发 动 机 防 盗 信 息 , 验 证 成 化 方 向 发 展 , 越 来 越 多 的 电 子 技 术 应 用 到 汽 车 系 统汽 车 电 子 化 功 后 执 行 启 动 操 作 。 整 个 过 程 , 车 主 无 需 将 钥 匙 拿 出 。 若 车 主 走 的 程 度 是 衡 量 现 代 汽 车 水 平 的 重 要 标 志 , 是 开 发 新 车 型 、 改 进 汽 进 汽 车 信 号 接 收 范 围 之 内 时 , 车 主 需 触 动 门 拉 手 上 的 感 应 开 关 , 门 车 性 能 最 重 要 的 技 术 措 施 。 在 众 多 新 潮 的 汽 车 电 子 设 备 中 , 智 才 会 解 锁 , 解 除 防 盗 。 此 感 应 开 关 一 般 主 副 驾 车 门 才 有 , 若 无 开 车 能 钥 匙 进 入 及 启 动 系 统 是 非 常 吸 引 人 眼 球 的 , 遥 控 进 入 系 统 被 意 识 ( 即 未 触 动 感 应 开 关 ) , 车 锁 不 会 自 动 打 开 。 车 主 离 开 车 子 仍 无 钥 匙 进 入 系 统 替 代 已 经 成 为 必 然 趋 势 。 处 于 防 盗 状 态 。 只 有 启 动 了 感 应 开 关 , 门 锁 才 会 开 锁 闭 锁 。 这 就 本 文 以 国 内 某 新 开 发 自 主 车 型 为 例 , 详 细 阐 述 无 钥 匙 进 入 是 无 钥 匙 进 入 , 即 车 主 无 需 像 传 统 车 型 那 样 按 遥 控 器 开 启 门 锁 , 将 及 一 键 启 动 的 原 理 及 系 统 组 成 、 功 能 及 应 用 。 双 手 解 放 出 来 。 1 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 原 理 智 能 钥 匙 的 工 作 范 围 和 系 统 架 构 如 图 1 所 示 。 21汽 车 科 技 /AUTOSCI ?TECH 2013 年 第5 期 天 线 检 测 区 域 驾 驶 员 侧 车 门 天 线 天 线 检 测 区 域 乘 客 侧 车 门 天 线 后 保 险 杠 ( 外 部 ) 天 线 天 线 检 测 区 域 a ) 工 作 范 围 b ) 系 统 架 构 图 1 智 能 钥 匙 的 工 作 范 围 和 系 统 架 构 示 意 ESCL 电 源 正 极 和 地 线 还 受 IGN1 状 态 控 制 , 当 分 电 状 态 在 ON 时 2 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 组 成 ESCL 不 允 许 接 通 电 源 , ESCL 与 ON 档 互 斥 由 硬 件 电 路 实 现 。 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 一 般 由 遥 控 钥 匙 ( RKE ) , 无 钥 匙 PEPS 控 制 器 集 成 了 电 源 分 配 电 路 , LF 天 线 驱 动 电 路 、 IMMO 认 证 进 入 及 启 动 ( PEPS ) , 电 子 转 向 锁 ( ESCL ) , 防 盗 线 圈 ( IMMO ) , 启 电 路 , RF 接 收 电 路 , LIN 总 线 电 路 及 其 他 硬 线 输 入 输 出 电 路 。 动 开 关 ( Switch ) 及 天 线 ( Antenna ) , 感 应 开 关 等 组 成 , 见 图 2 。 系 统 原 理 框 架 如 图 3 所 示 。 Door hand le M PEPS TX sssw LF Antenna RFA 遥 控 器 启 动 开 关+IMMO 基 站 天 窗 信 号 LED 后 背 门 开 闭 锁 控 制 SSSW BCM PEPS 控 制 器 IMMA 后 背 门 开 闭 信 号 滑 门 控 制 信 号 车 速 ACC power 发 动 机 转 速 IGN1 managy IGN2 离 合 器 ( 手 ) 或 刹 车 ( 自 ) 信 号 M 电 子 转 向 锁 LIN startMotor IMMO 线 圈 感 应 开 关 Controller Actuator 天 线 BSCL 图2 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 组 成 图 3 系 统 原 理 框 架 整 个 系 统 通 常 采 用 CAN 总 线 与 BCM 、 ECM 、 仪 表 , 门 锁 机 构 及 ESCL 进 行 通 讯 , 节 省 线 束 , 降 低 成 本 。 ( 部 分 车 型 采 用 LIN 线 进 4 系 统 的 主 要 功 能 及 相 应 规 范 行 通 讯 ) 4.1 设 防 即 上 锁 3 系 统 原 理 框 图 条 件 : ACC OFF 、 IGN OFF 和 四 门 后 备 箱 已 关 好 仅 依 据 BCM 检 测 的 状 态 。 下 图 为 某 自 主 车 型 PEPS 系 统 的 原 理 框 图 , 该 系 统 采 用 LIN 线 通 讯 。 整 个 PEPS 系 统 以 控 制 单 元 ( PEPS 控 制 器 ) , 智 能 钥 匙 和 触 发 及 处 理 : ( 1 ) PEPS 唤 醒 BCM ; BCM 为 核 心 部 件 。 PEPS 控 制 器 负 责 识 别 智 能 钥 匙 ( 遥 控 器 ) , 对 智 能 钥 匙 的 合 法 性 进 行 判 断 , BCM 从 LIN 线 接 收 来 自 PEPS 控 制 ( 2 ) PEPS 发 送 设 防 指 令 : 在 ACC OFF 、 IGN OFF 和 四 门 后 备 箱 已 关 好 的 状 态 下 , BCM 接 收 到 PEPS 设 防 指 令 。 a 先 接 收 到 硬 器 的 相 关 操 作 指 令 , 负 责 完 成 门 锁 及 车 窗 / 天 窗 的 动 作 控 制 。 线 设 防 指 令 , 则 立 即 设 防 并 反 馈 消 息 给 PEPS ; 随 后 再 接 收 到 设 防 PEPS 控 制 器 与 BCM 联 合 控 制 电 子 转 向 锁 ( ESCL ) , PEPS 控 制 ESCL 的 供 电 时 机 , 只 有 在 执 行 ESCL 解 闭 锁 动 作 以 及 需 要 对 ES- LIN 消 息 , 则 忽 略 。 b 在 未 接 收 到 硬 线 设 防 指 令 时 , 接 收 到 设 防 LIN 消 息 , 则 立 即 设 防 , 并 反 馈 消 息 给 PEPS , 随 后 再 接 收 到 硬 线 设 CL 进 行 诊 断 操 作 时 , PEPS 控 制 器 才 对 ESCL 供 电 , 其 他 时 间 不 供 电 。 在 ON 档 时 , 禁 止 给 ESCL 上 电 , 同 时 通 过 LIN 总 线 和 ESCL 防 指 令 , 则 忽 略 。 ( 如 果 PEPS 接 收 到 设 防 反 馈 , 则 不 再 发 送 设 防 指 令 。 否 则 再 次 发 送 , 直 到 发 送 3 次 为 止 。 ) 通 信 , 完 成 闭 锁 / 解 锁 操 作 。 BCM 负 责 控 制 ESCL 的 地 线 连 接 , 22设 计 ? 研 究 | 汽 车 无 钥 匙 进 入 及 一 键 启 动 系 统 的 应 用 解 防 并 反 馈 消 息 给 PEPS ; 随 后 再 接 收 到 解 防 LIN 消 息 , 则 忽 略 。 b 4.2 解 防 即 开 锁 在 未 接 收 到 硬 线 解 防 指 令 时 , 接 收 到 解 防 LIN 消 息 , 则 立 即 设 防 , 条 件 : ACC OFF 、 IGN OFF 仅 依 据 BCM 检 测 的 状 态 。 并 反 馈 消 息 给 PEPS , 随 后 再 接 收 到 硬 线 解 防 指 令 , 则 忽 略 。 ( 如 果 触 发 及 处 理 : PEPS 接 收 到 解 防 反 馈 , 则 不 再 发 送 解 防 指 令 。 否 则 再 次 发 送 , 直 ( 1 ) PEPS 唤 醒 BCM ; 到 发 送 3 次 为 止 。 ) ( 2 ) PEPS 发 送 解 防 指 令 : 在 ACC OFF 、 IGN OFF 状 态 下 , BCM 接 收 到 PEPS 解 防 指 令 。 a 先 接 收 到 硬 线 解 防 指 令 , 则 立 即 解 锁 操 作 流 程 闭 锁 操 作 流 程 操 作 者 携 带 智 能 钥 匙 , 按 动 操 作 者 携 带 智 能 钥 匙 , 按 动 门 拉 手 开 关 门 拉 手 开 关 请 求 开 关 信 号 传 递 给PKE PEPS 模 块 检 测 到 门 拉 手 请 控 制 器 求 信 号 发 出 低 频 认 证 PKE 控 制 器 进 行 钥 匙 认 证 PKE 控 制 器 进 行 钥 匙 认 证 钥 匙 认 证OK ? 钥 匙 认 证OK ? 危 险 警 报 灯 不 闪 危 险 警 报 灯 不 闪 烁 , 车 门 无 反 应 烁 , 车 门 无 反 应 Doorhandle PKE 控 制 器 与 BCM 通 过 PKE 控 制 器 与 BCM 通 过 LIN 发 送 解 锁 车 门 信 号 LIN 发 送 解 锁 车 门 信 号 BCM 解 锁 车 门 , 并 控 制 危 险 BCM 检 测 四 门 两 盖 处 于 关 警 报 灯 闪 烁2 次 闭 状 态 BCM 锁 闭 车 门 , 并 控 制 危 险 警 报 灯 闪 烁1 次 a ) 解 锁 操 作 流 程 b ) 闭 锁 操 作 流 程 图 4 解 锁 、 闭 锁 操 作 流 程 触 发 及 处 理 : ( 1 ) PEPS 唤 醒 BCM ; 4.3 ECSL 上 锁 上 电 使 能 ( 2 ) 点 火 锁 打 到 OFF 档 , PEPS 发 送 ESCL 上 锁 指 令 给 ESCL , 上 锁 条 件 : ACC OFF 且 IGN OFF , 门 锁 为 锁 车 状 态 依 据 同 时 发 送 上 电 使 能 给 BCM 解 闭 锁 高 电 平 信 号 , BCM 检 测 门 锁 PEPS 发 送 的 状 态 位 和 BCM 检 测 的 状 态 。 熄 火 时 , 如 点 火 开 关 是 否 在 锁 车 状 态 ( 仅 通 过 LIN 传 送 ) 。 BCM 进 行 状 态 判 断 : 如 果 处 于 ON 档 , 则 ESCL 是 解 锁 状 态 ; 熄 火 时 , 点 火 开 关 处 于 OFF 档 , PEPS 发 送 的 状 态 与 BCM 检 测 的 状 态 一 致 , 则 PEPS 硬 线 给 ESCL 侧 按 遥 控 器 上 的 闭 锁 键 或 门 把 手 按 键 的 话 , ESCL 才 是 锁 止 状 态 。 输 出 低 边 驱 动 ; 同 时 BCM 低 边 驱 动 ESCL 锁 舌 电 机 继 电 器 , 反 馈 表1 PEPS 与ESCL 信 号 列 表 LIN 消 息 给 PEPS 。 ESCL 上 锁 完 成 后 , 反 馈 锁 舌 信 号 给 PEPS, Signal Init FUNCTION PEPS 再 发 送 LIN 消 息 给 BCM 停 止 上 电 。 BCM 停 止 上 电 后 反 馈 Signalname PEPS ESCL Valuedescription length value CODE LIN 消 息 给 PEPS 。 ( 如 果 输 出 低 边 驱 动 5 秒 ( 暂 定 ) 内 未 收 到 PEPS 00ESCL 上 锁 解 停 止 上 电 消 息 , 则 5 秒 后 停 止 上 电 ) 如 果 PEPS 发 送 的 状 态 与 锁 停 止 上 电 使 能 1 n.a T R X PEPS_ESCL 01 ESCL 上 锁 BCM 检 测 的 状 态 不 一 致 , 则 不 执 行 任 何 动 作 。 ( 如 果 PEPS 接 收 _LOCK/UN上 电 使 能 LOCK_Enable 到 反 馈 , 则 不 再 发 送 上 锁 上 电 指 令 ; 否 则 再 次 发 送 , 直 到 发 送 3 10 ESCL 解 锁 1 n.a T R X 上 电 使 能 次 为 止 。 ) 23