安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司 孫東兵

重型商用車(chē)匹配開(kāi)發(fā)一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)成為趨勢(shì)，針對(duì)一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)的原理，對(duì)一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)策略進(jìn)行分析，使一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)更加安全，提高整車(chē)安全性。

近年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，汽車(chē)已經(jīng)成為我們生活中必不可少的一部分，現(xiàn)階段人們對(duì)汽車(chē)使用的舒適性和便利性提出了更高的要求，更多的智能化技術(shù)被應(yīng)用于乘用車(chē)上，隨著重型商用車(chē)司機(jī)趨向于年輕化，更多的智能化技術(shù)也被重型商用車(chē)所需要。如一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)，普通乘用車(chē)已趨向于標(biāo)配一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)，重型商用車(chē)匹配開(kāi)發(fā)一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)也將成為趨勢(shì)。本文將基于某重卡的一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)原理，對(duì)啟動(dòng)策略進(jìn)行優(yōu)化。

一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)原理

一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)，又稱(chēng)為無(wú)鑰匙啟動(dòng)系統(tǒng)，是一鍵啟動(dòng)控制器通過(guò)汽車(chē)內(nèi)裝配的天線(xiàn)和鑰匙通過(guò)低頻信號(hào)通訊，進(jìn)行合法性認(rèn)證，如果鑰匙合法（因?yàn)轳{駛室內(nèi)的鑰匙已經(jīng)和一鍵啟動(dòng)控制器PS進(jìn)行過(guò)學(xué)習(xí)匹配），一鍵啟動(dòng)控制器可以根據(jù)操作在車(chē)輛各個(gè)電源模式間切換（例如，從 OFF 到 ACC，從 ACC 到 ON 或發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)），具體的電源模式取決于用戶(hù)對(duì)啟動(dòng)按鍵和踏板的操作。

一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)組成

某重卡車(chē)型的一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)主要由一鍵啟動(dòng)控制器（PS）、鑰匙、啟動(dòng)/停止按鍵、方向管柱鎖（ESCL）和低頻天線(xiàn)組成。

1.一鍵啟動(dòng)控制器

一鍵啟動(dòng)控制器（后面簡(jiǎn)稱(chēng)PS）是一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)的主要組件。PS執(zhí)行下列主要功能：

a. 遙控進(jìn)入：通過(guò)遙控鑰匙進(jìn)行車(chē)門(mén)解鎖和閉鎖；

b.無(wú)鑰匙認(rèn)證：當(dāng)車(chē)鑰匙在駕駛室內(nèi)部時(shí)，與鑰匙進(jìn)行認(rèn)證以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；

c. IMMO 認(rèn)證：當(dāng)鑰匙電壓過(guò)低時(shí)，通過(guò)IMMO與鑰匙進(jìn)行認(rèn)證；

d.電源狀態(tài)管理：控制車(chē)輛的各種電源模式的切換（例如，從Engine OFF到Engine ON）；

e.ESCL管理：通過(guò)ESCL對(duì)轉(zhuǎn)向管柱進(jìn)行解鎖和閉鎖的控制；

f.PS-ESCL的學(xué)習(xí)匹配：PS和ESCL學(xué)習(xí)匹配，從而保證ESCL解鎖和閉鎖的安全性；

g.鑰匙-PS的學(xué)習(xí)匹配：PS和鑰匙學(xué)習(xí)匹配，從而保證車(chē)門(mén)解鎖和閉鎖以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的安全性。

2. 低頻天線(xiàn)

低頻天線(xiàn)用來(lái)通過(guò)低頻信號(hào)與鑰匙進(jìn)行通訊。天線(xiàn)分布在駕駛室的不同位置以獲得“優(yōu)化”的覆蓋率，以保證當(dāng)鑰匙位于駕駛室內(nèi)的一些潛在可能的位置（例如用戶(hù)的T恤口袋、褲子口袋、駕駛室地板、座椅上，等等）時(shí)可以被偵測(cè)到。

當(dāng)無(wú)鑰匙認(rèn)證被觸發(fā)，下列動(dòng)作將被執(zhí)行：

a.5根天線(xiàn)開(kāi)始以低頻發(fā)射鑰匙認(rèn)證數(shù)據(jù)；

b.鑰匙被喚醒；

c.鑰匙以射頻發(fā)射安全相關(guān)數(shù)據(jù)，以使PS對(duì)鑰匙進(jìn)行認(rèn)證；

d. 如果鑰匙被正確認(rèn)證，PS可以按照用戶(hù)的要求切換電源模式。

3. 啟動(dòng)/停止按鍵

啟動(dòng)按鍵與PS相連接。當(dāng)用戶(hù)按下/松開(kāi)啟動(dòng)按鍵，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)定義好的狀態(tài)邏輯切換電源模式。

4.ESCL

ESCL用于閉鎖和解鎖轉(zhuǎn)向管柱。它的功能完全由PS控制，根據(jù)所需要的電源模式切換，執(zhí)行解鎖和閉鎖轉(zhuǎn)向管柱的功能。ESCL必須做到：當(dāng)車(chē)輛必須從OFF切換到其他電源模式時(shí)，解鎖轉(zhuǎn)向管柱；當(dāng)駕駛員離開(kāi)車(chē)輛時(shí)，閉鎖轉(zhuǎn)向管柱。

5. 鑰匙（EKF）

鑰匙用來(lái)遙控解鎖和閉鎖車(chē)門(mén)，以及當(dāng)PS需要從OFF擋切換到其他電源模式時(shí)與PS進(jìn)行認(rèn)證。一個(gè)LED用來(lái)指示按鍵是否被按下以及電池狀態(tài)。

改進(jìn)前一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)策略

一鍵啟動(dòng)控制邏輯主要完成對(duì)ACC、IG1、IG2和START幾個(gè)電源模式的控制。通過(guò)對(duì)這些電源模式的控制，實(shí)現(xiàn)整車(chē)電源的分配和發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。現(xiàn)階段，市場(chǎng)上在售的重型商用車(chē)主要為手動(dòng)擋車(chē)型，小部分為自動(dòng)擋車(chē)型，本文將以某重型卡車(chē)匹配的一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)為例，分別敘述手動(dòng)擋車(chē)型和自動(dòng)擋車(chē)型的一鍵啟動(dòng)策略。

1.改進(jìn)前手動(dòng)擋車(chē)型一鍵啟動(dòng)策略

手動(dòng)擋車(chē)型啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)PS認(rèn)證過(guò)的鑰匙需在車(chē)內(nèi)，按下啟動(dòng)按鈕后，PS控制器能與鑰匙進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后才能啟動(dòng)車(chē)輛，詳細(xì)步驟如下：

a. 駕駛員踩下離合踏板，將開(kāi)啟鑰匙預(yù)認(rèn)證流程；

b. 駕駛員在踩下離合踏板的30 s內(nèi)按下啟動(dòng)按鈕，如果步驟1鑰匙預(yù)認(rèn)證成功，PS控制器將會(huì)啟動(dòng)ESCL并認(rèn)證ESCL；

c. ESCL認(rèn)證成功，解鎖ESCL，PS驅(qū)動(dòng)ACC、IGN及START信號(hào)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車(chē)輛啟動(dòng)成功。優(yōu)化前手動(dòng)擋啟動(dòng)策略如圖1所示。

▲ 圖1 優(yōu)化前手動(dòng)擋啟動(dòng)策略

2. 改進(jìn)前自動(dòng)擋車(chē)型一鍵啟動(dòng)策略

和手動(dòng)擋車(chē)型一樣，經(jīng)PS認(rèn)證過(guò)的鑰匙需在車(chē)內(nèi)，這樣當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，PS控制器能與鑰匙進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后才能啟動(dòng)車(chē)輛，詳細(xì)步驟如下：

a. 駕駛員踩下剎車(chē)踏板，將開(kāi)啟鑰匙預(yù)認(rèn)證流程。

b.駕駛員在踩下離合踏板的30 s內(nèi)按下啟動(dòng)按鈕，如果步驟1鑰匙預(yù)認(rèn)證成功，PS控制器將會(huì)啟動(dòng)ESCL并認(rèn)證ESCL。

c.ESCL認(rèn)證成功，解鎖ESCL，PS控制器驅(qū)動(dòng)ACC、IGN，此時(shí)PS控制器會(huì)識(shí)別車(chē)輛匹配變速箱為自動(dòng)擋變速箱，并要求在T_START時(shí)間內(nèi)讀取到變速箱ETC2報(bào)文中當(dāng)前擋位信號(hào)為空擋，滿(mǎn)足要求后輸出START信號(hào)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車(chē)輛啟動(dòng)成功。

▲圖2 自動(dòng)擋啟動(dòng)策略

一鍵啟動(dòng)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題

1.手動(dòng)擋車(chē)型一鍵啟動(dòng)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題

啟動(dòng)時(shí)，存在燒蝕起動(dòng)機(jī)的可能性，分析如下：

司機(jī)在停車(chē)時(shí)，為防止車(chē)輛溜坡，將車(chē)輛掛入前進(jìn)擋，當(dāng)車(chē)輛停放時(shí)間較長(zhǎng)或制動(dòng)氣管漏氣，司機(jī)踩離合時(shí)存在離合器與變速箱無(wú)法分離的情況，此時(shí)司機(jī)按下啟動(dòng)按鈕，PS輸出START電，起動(dòng)機(jī)工作，因離合器與變速箱暫未分離，起動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)，導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)燒蝕（發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)制啟動(dòng)策略為保持上電狀態(tài)3s或踩下離合踏板啟動(dòng)）。

現(xiàn)有手動(dòng)擋車(chē)型PS無(wú)法通過(guò)硬線(xiàn)識(shí)別擋位信號(hào)，PS啟動(dòng)策略與發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)制啟動(dòng)策略沖突導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)生。

2.自動(dòng)擋車(chē)型一鍵啟動(dòng)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題

存在自動(dòng)檔車(chē)型車(chē)輛在OFF擋和ACC擋時(shí)無(wú)法啟動(dòng)，在ON擋時(shí)能正常啟動(dòng)的情況原因分析如下：

車(chē)輛在OFF擋啟動(dòng)時(shí)，鑰匙認(rèn)證，PS-ESCL認(rèn)證已經(jīng)成功，并且ESCL已經(jīng)解鎖，從而ACC和IGN信號(hào)有輸出，為了安全，增加了當(dāng)前擋位信號(hào)識(shí)別邏輯，車(chē)輛上到ON電后，在T_start時(shí)間內(nèi)，PS控制器識(shí)別當(dāng)前擋位信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)序圖如下：

如圖3所示，T_start=100 ms，表示從ON電到輸出START電時(shí)間為100 ms，需在此100 ms內(nèi)讀取到變速箱報(bào)文ETC2中當(dāng)前擋位為空擋的有效報(bào)文。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛報(bào)文讀取，如圖4所示，變速箱當(dāng)前擋位報(bào)文在ACC_CTRL關(guān)閉后400 ms時(shí)才發(fā)出有效值，導(dǎo)致PS控制器在T_start時(shí)間內(nèi)無(wú)法讀取有效當(dāng)前擋位信號(hào)，導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法在OFF擋和ACC擋時(shí)正常啟動(dòng)，需將車(chē)輛轉(zhuǎn)至ON擋后啟動(dòng)；車(chē)輛在ON擋時(shí)，變速箱已經(jīng)持續(xù)發(fā)出有效空擋信號(hào)，此時(shí)車(chē)輛能正常啟動(dòng)。

改進(jìn)后啟動(dòng)策略

1.改進(jìn)后手動(dòng)擋車(chē)型啟動(dòng)策略

為避免啟動(dòng)時(shí)車(chē)輛在擋而燒蝕起動(dòng)機(jī)的情況發(fā)生，應(yīng)在PS中增加擋位判斷邏輯，如圖5所示，具體如下：

在PS控制器上增加針腳作為變速箱空擋硬線(xiàn)信號(hào)，當(dāng)車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)該針腳判斷車(chē)輛是否在空擋。啟動(dòng)過(guò)程如圖5所示，當(dāng)車(chē)輛為空擋時(shí)，車(chē)輛才允許啟動(dòng)，當(dāng)車(chē)輛處于非空擋狀態(tài)，PS不輸出START電，車(chē)輛無(wú)法啟動(dòng)，同時(shí)儀表發(fā)出提示，提示駕駛員將車(chē)輛處于空擋再啟動(dòng)。

2.改進(jìn)后自動(dòng)擋車(chē)型啟動(dòng)策略

為了排除自動(dòng)擋車(chē)型在OFF電、ACC電時(shí)無(wú)法啟動(dòng)的情況，將自動(dòng)擋車(chē)型T_start優(yōu)化為1 200 ms，保證自動(dòng)擋車(chē)輛啟動(dòng)功能正常。圖6為將T_start時(shí)間優(yōu)化為1 200 ms后啟動(dòng)時(shí)序圖，在ACC_CTRL關(guān)閉后，400 ms時(shí)接收到變速箱發(fā)出的當(dāng)前擋位空擋信號(hào)，啟動(dòng)條件滿(mǎn)足，在1 200 ms時(shí)，PS控制器輸出START信號(hào)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)判斷滿(mǎn)足啟動(dòng)條件，發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。

▲圖3 啟動(dòng)時(shí)序圖

▲圖4 T_start=100啟動(dòng)時(shí)序

▲圖5 改進(jìn)后手動(dòng)擋車(chē)型啟動(dòng)過(guò)程

▲圖6 T_start=1 200 ms時(shí)啟動(dòng)時(shí)序

結(jié)語(yǔ)

一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)重卡對(duì)舒適系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、變速箱系統(tǒng)以及車(chē)身控制器系統(tǒng)的綜合控制。本文主要研究一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)的組成及啟動(dòng)邏輯，并對(duì)啟動(dòng)邏輯進(jìn)行合理的優(yōu)化，為后續(xù)無(wú)鑰匙啟動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)邏輯優(yōu)化提供依據(jù)和參考。