張學(xué)超，王聰，樊瑞，周德明，李建才

（奇瑞汽車(chē)股份有限公司，安徽 蕪湖 241006）

引言

隨著汽車(chē)的普及與發(fā)展， 人們對(duì)汽車(chē)的智能化和舒適性要求越來(lái)越高， 為滿(mǎn)足人們的需求， 汽車(chē)電子化、多媒體化和智能化水平不斷提高，無(wú)鑰匙進(jìn)入和一鍵式啟動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生（簡(jiǎn)稱(chēng)PEPS系統(tǒng)），PEPS系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的遙控鑰匙解鎖和啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)有明顯的優(yōu)勢(shì)。汽車(chē)PEPS系統(tǒng)采用先進(jìn)的RFID 無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)和車(chē)輛身份編碼識(shí)別系統(tǒng)，不僅帶來(lái)了全新的汽車(chē)安全防盜的功能應(yīng)用，而且也給用戶(hù)帶來(lái)了便利、舒適的駕乘體驗(yàn)，但是PEPS系統(tǒng)自身也是一個(gè)不斷改善自身控制策略和根據(jù)時(shí)代發(fā)展需要不斷引入新功能的過(guò)程，傳統(tǒng)的PEPS系統(tǒng)依然是新功能引入的基礎(chǔ)。

1 新一代PEPS系統(tǒng)減少天線(xiàn)數(shù)量實(shí)現(xiàn)PEPS功能

1.1 當(dāng)前業(yè)內(nèi)PEPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PEPS功能低頻天線(xiàn)的鑰匙探測(cè)策略分析如下

如圖1為傳統(tǒng)PEPS系統(tǒng)天線(xiàn)的布置情況，室內(nèi)有前中后三根低頻天線(xiàn)用于 PS功能，分別布置在車(chē)輛中心線(xiàn)上DVD下方儀表橫梁支架上、中通道手剎左右位置和后備箱位置，目的是為了讓低頻天線(xiàn)發(fā)出的電磁信號(hào)可以覆蓋整車(chē)車(chē)艙內(nèi)部，確保車(chē)艙內(nèi)沒(méi)有鑰匙檢測(cè)的盲區(qū)，左右把手內(nèi)部各布置一根天線(xiàn)，分別用于駕駛側(cè)和副駕駛側(cè)的 PE功能，負(fù)責(zé)覆蓋左右把手外部區(qū)域。內(nèi)部和外部的天線(xiàn)是由 PEPS模塊獨(dú)立驅(qū)動(dòng)控制，沒(méi)有軟件策略的交集，天線(xiàn)數(shù)量較多。

圖1

1.2 新一代PEPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PEPS功能低頻天線(xiàn)的鑰匙探測(cè)策略介紹如下

如圖2為本文要講述的新一代PEPS系統(tǒng)天線(xiàn)布置方案，車(chē)輛中心線(xiàn)上室內(nèi) DVD下方儀表橫梁支架上布置一根低頻天線(xiàn)，左右后門(mén)護(hù)板或門(mén)鈑金上各布置一根低頻天線(xiàn)。室內(nèi)PS功能三根天線(xiàn)都用到，室內(nèi)前低頻天線(xiàn)用于室內(nèi)駕駛側(cè)和副駕駛側(cè)區(qū)別的信號(hào)覆蓋，室內(nèi)后部區(qū)域的信號(hào)覆蓋用左后天線(xiàn)和右后天線(xiàn)來(lái)保障（只有被重復(fù)覆蓋的區(qū)域可以判斷為車(chē)內(nèi)有效區(qū)域），鑰匙收到低頻信號(hào)會(huì)反饋 RF高頻信號(hào)，PEPS根據(jù)RF高頻信號(hào)的信息可以判斷其驅(qū)動(dòng)的對(duì)應(yīng)低頻找到了合法鑰匙，所以左右后門(mén)天線(xiàn)重復(fù)覆蓋的區(qū)域可以標(biāo)定出來(lái)。左后門(mén)天線(xiàn)負(fù)責(zé)左側(cè) PE功能的信號(hào)覆蓋（非重疊區(qū)域），右后門(mén)天線(xiàn)負(fù)責(zé)右側(cè)PE功能的信號(hào)覆蓋（非重疊區(qū)域）。這樣就做到了左右后門(mén)天線(xiàn)在室內(nèi)PS功能和室外PE功能上起到了共用的作用，減少了低頻天線(xiàn)的使用數(shù)量，使得整體功能不變情況下減少了兩根低頻天線(xiàn)，節(jié)省成本，減少整車(chē)關(guān)聯(lián)布置的代價(jià)。

圖2

2 新一代PEPS系統(tǒng)引入的四個(gè)新功能

圖3

此部分包括迎賓、走近解鎖、離開(kāi)上鎖和智能打開(kāi)后備箱功能，如圖3所示，以下介紹四種功能。

2.1 迎賓功能

客戶(hù)走到藍(lán)色區(qū)域范圍內(nèi)，PEPS模塊檢測(cè)到鑰匙進(jìn)而驗(yàn)證鑰匙的合法性，客戶(hù)繼續(xù)走到距離綠色區(qū)域，PEPS控制車(chē)輛迎賓燈點(diǎn)亮實(shí)現(xiàn)迎賓功能。

2.2 走近解鎖功能

客戶(hù)走到藍(lán)色區(qū)域范圍內(nèi)，PEPS模塊檢測(cè)到鑰匙進(jìn)而驗(yàn)證鑰匙的合法性，客戶(hù)繼續(xù)走到距離紅色區(qū)域，PEPS控制車(chē)輛實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)解鎖。

2.3 離開(kāi)上鎖功能

客戶(hù)下車(chē)關(guān)閉所有門(mén)，在車(chē)內(nèi)沒(méi)有鑰匙的情況下，離開(kāi)車(chē)輛到黃色區(qū)域，PEPS控制車(chē)輛實(shí)現(xiàn)上鎖。

2.4 智能打開(kāi)后備箱策略

客戶(hù)走到距離后備箱約 2米，PEPS模塊檢測(cè)到鑰匙進(jìn)而驗(yàn)證鑰匙的合法性，PEPS模塊檢測(cè)客戶(hù)繼續(xù)走到距離后備箱約0.5米開(kāi)始計(jì)時(shí)，只要客戶(hù)保持距離后備箱約1米之內(nèi)區(qū)域持續(xù)2秒時(shí)間，PEPS模塊判斷滿(mǎn)足打開(kāi)后備箱定義，通過(guò)CAN總線(xiàn)通知BCM模塊驅(qū)動(dòng)打開(kāi)后備箱鎖實(shí)現(xiàn)智能打開(kāi)后備箱功能，節(jié)省了踢腳傳感器等零部件的成本。

3 基于新一代PEPS系統(tǒng)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)控制方案

3.1 整體控制方案

如圖4為遠(yuǎn)程啟動(dòng)車(chē)輛控制方案框圖。

圖4

通過(guò)鑰匙按鍵操作（可以復(fù)用閉鎖鍵例如長(zhǎng)按3秒，也可以用一個(gè)單獨(dú)遠(yuǎn)程啟動(dòng)按鍵）或手機(jī)APP操作，通過(guò)3G4G網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)服務(wù)器喚醒車(chē)上的TBOX模塊從而把遠(yuǎn)程啟動(dòng)的需求傳遞到PEPS模塊，后者控制整車(chē)電源狀態(tài)轉(zhuǎn)換和車(chē)輛啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（如果車(chē)輛配置自動(dòng)空調(diào)還可以開(kāi)啟空調(diào)使得車(chē)內(nèi)有好的舒適溫度）。具體操作是 PEPS模塊收到 RVS（Remote Vehicle Start）信號(hào)后判斷其從整車(chē)獲得的電壓參數(shù)、車(chē)輛檔位信息、車(chē)輛油量信息、四門(mén)上鎖信息和車(chē)內(nèi)是否有鑰匙等條件來(lái)判斷車(chē)輛是否適合遠(yuǎn)程啟動(dòng)。如果有條件不滿(mǎn)足啟動(dòng)的請(qǐng)求，PEPS模塊會(huì)拒絕車(chē)輛啟動(dòng)（如果整車(chē)已經(jīng)上電，PEPS模塊會(huì)把電源拉回 OFF下電狀態(tài)）。如果PEPS判斷啟動(dòng)條件滿(mǎn)足，則控制整車(chē)各模塊上電 IGN-ON檔并驅(qū)動(dòng)起動(dòng)機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊在車(chē)輛上電到IGN-ON后會(huì)發(fā)起同PEPS的發(fā)動(dòng)機(jī)防盜認(rèn)證，發(fā)動(dòng)機(jī)防盜認(rèn)證成功后發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊控制油嘴噴油從而啟動(dòng)車(chē)輛。

3.2 各模塊在遠(yuǎn)程啟動(dòng)過(guò)程中的作用

3.2.1 手機(jī)APP或車(chē)輛鑰匙

車(chē)輛鑰匙發(fā)出的RF射頻信號(hào)滿(mǎn)足PEPS模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中定義的射頻協(xié)議，PEPS模塊收到RF高頻信號(hào)能夠判斷出是否為合法鑰匙，從而從整車(chē)安全角度分析，準(zhǔn)許車(chē)輛啟動(dòng)；手機(jī)APP通過(guò)3G4G網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)服務(wù)器喚醒整車(chē)的TBOX模塊，TBOX模塊在產(chǎn)線(xiàn)下線(xiàn)過(guò)程中會(huì)在后臺(tái)服務(wù)器和整車(chē)車(chē)架號(hào)做關(guān)聯(lián)匹配，這樣手機(jī)APP的命令從整車(chē)安全角度分析也是合法操作。

3.2.2 TBOX模塊

此模塊負(fù)責(zé)同3G4G網(wǎng)絡(luò)相連接的服務(wù)器對(duì)接，不在服務(wù)器登記的TBOX不能有效傳遞手機(jī)APP相關(guān)控制命令，TBOX傳遞的遠(yuǎn)程啟動(dòng)命令給到 PEPS模塊后，后者和要TBOX模塊做防盜驗(yàn)證，TBOX模塊和整車(chē)車(chē)架號(hào)有唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系，防止了換件帶來(lái)的整車(chē)安全風(fēng)險(xiǎn)。TBOX還負(fù)責(zé)反饋整車(chē)狀態(tài)信息如發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的狀態(tài)到服務(wù)器，后者通過(guò)3G4G在手機(jī)APP上顯示出來(lái)。

3.2.3 PEPS模塊

此模塊是遠(yuǎn)程啟動(dòng)的核心模塊，負(fù)責(zé)在收到合法的啟動(dòng)命令后，判斷整車(chē)狀態(tài)是否滿(mǎn)足啟動(dòng)條件（包括整車(chē)電壓是否在9-16V、車(chē)輛換擋機(jī)構(gòu)是否在P檔、車(chē)輛油量是否在定義范圍、四門(mén)是否關(guān)閉且上鎖、車(chē)內(nèi)不能有合法鑰匙等條件），如果滿(mǎn)足則控制上電和拖動(dòng)起動(dòng)機(jī)工作，在帶有TBOX的配置車(chē)上還負(fù)責(zé)在執(zhí)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)命令之前和 TBOX做防盜驗(yàn)證。還負(fù)責(zé)把整車(chē)處在遠(yuǎn)程啟動(dòng)狀態(tài)的信息通過(guò) CAN總線(xiàn)發(fā)出來(lái)給各模塊接收。

3.2.4 BCM模塊

此模塊負(fù)責(zé)通過(guò)CAN總線(xiàn)傳遞車(chē)輛狀態(tài)信息如四門(mén)狀態(tài)、門(mén)鎖狀態(tài)，如果整車(chē)是設(shè)防狀態(tài)，PEPS模塊會(huì)要求BCM模塊先行解除設(shè)防，從而繼續(xù)遠(yuǎn)程啟動(dòng)過(guò)程。

3.2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊

此模塊負(fù)責(zé)同PEPS做發(fā)動(dòng)機(jī)防盜認(rèn)證，在CAN總線(xiàn)上發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的信號(hào)，從而手機(jī)APP可以監(jiān)控到整車(chē)已經(jīng)啟動(dòng)的狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)汽車(chē)PEPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平和國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，但是我國(guó)汽車(chē)廠(chǎng)商不斷的加大投資和研發(fā)力度，汽車(chē)無(wú)鑰匙進(jìn)入和一鍵式啟動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)逐漸的提高和成熟，PEPS系統(tǒng)的功能不斷完善，在提升汽車(chē)檔次的同時(shí)，還能夠降低成本。未來(lái)在防中繼攻擊、低頻和高頻抗干擾方面還會(huì)深入探索，在和關(guān)聯(lián)技術(shù)NFC和手環(huán)穿戴產(chǎn)品等關(guān)聯(lián)技術(shù)應(yīng)用方面也在不斷聯(lián)合發(fā)展。

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