张学超，王聪，樊瑞，周德明，李建才

（奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241006）

引言

随着汽车的普及与发展， 人们对汽车的智能化和舒适性要求越来越高， 为满足人们的需求， 汽车电子化、多媒体化和智能化水平不断提高，无钥匙进入和一键式启动系统应运而生（简称PEPS系统），PEPS系统相对于传统的遥控钥匙解锁和启动发动机有明显的优势。汽车PEPS系统采用先进的RFID 无线射频技术和车辆身份编码识别系统，不仅带来了全新的汽车安全防盗的功能应用，而且也给用户带来了便利、舒适的驾乘体验，但是PEPS系统自身也是一个不断改善自身控制策略和根据时代发展需要不断引入新功能的过程，传统的PEPS系统依然是新功能引入的基础。

1 新一代PEPS系统减少天线数量实现PEPS功能

1.1 当前业内PEPS系统实现PEPS功能低频天线的钥匙探测策略分析如下

如图1为传统PEPS系统天线的布置情况，室内有前中后三根低频天线用于 PS功能，分别布置在车辆中心线上DVD下方仪表横梁支架上、中通道手刹左右位置和后备箱位置，目的是为了让低频天线发出的电磁信号可以覆盖整车车舱内部，确保车舱内没有钥匙检测的盲区，左右把手内部各布置一根天线，分别用于驾驶侧和副驾驶侧的 PE功能，负责覆盖左右把手外部区域。内部和外部的天线是由 PEPS模块独立驱动控制，没有软件策略的交集，天线数量较多。

图1

1.2 新一代PEPS系统实现PEPS功能低频天线的钥匙探测策略介绍如下

如图2为本文要讲述的新一代PEPS系统天线布置方案，车辆中心线上室内 DVD下方仪表横梁支架上布置一根低频天线，左右后门护板或门钣金上各布置一根低频天线。室内PS功能三根天线都用到，室内前低频天线用于室内驾驶侧和副驾驶侧区别的信号覆盖，室内后部区域的信号覆盖用左后天线和右后天线来保障（只有被重复覆盖的区域可以判断为车内有效区域），钥匙收到低频信号会反馈 RF高频信号，PEPS根据RF高频信号的信息可以判断其驱动的对应低频找到了合法钥匙，所以左右后门天线重复覆盖的区域可以标定出来。左后门天线负责左侧 PE功能的信号覆盖（非重叠区域），右后门天线负责右侧PE功能的信号覆盖（非重叠区域）。这样就做到了左右后门天线在室内PS功能和室外PE功能上起到了共用的作用，减少了低频天线的使用数量，使得整体功能不变情况下减少了两根低频天线，节省成本，减少整车关联布置的代价。

图2

2 新一代PEPS系统引入的四个新功能

图3

此部分包括迎宾、走近解锁、离开上锁和智能打开后备箱功能，如图3所示，以下介绍四种功能。

2.1 迎宾功能

客户走到蓝色区域范围内，PEPS模块检测到钥匙进而验证钥匙的合法性，客户继续走到距离绿色区域，PEPS控制车辆迎宾灯点亮实现迎宾功能。

2.2 走近解锁功能

客户走到蓝色区域范围内，PEPS模块检测到钥匙进而验证钥匙的合法性，客户继续走到距离红色区域，PEPS控制车辆实现车门解锁。

2.3 离开上锁功能

客户下车关闭所有门，在车内没有钥匙的情况下，离开车辆到黄色区域，PEPS控制车辆实现上锁。

2.4 智能打开后备箱策略

客户走到距离后备箱约 2米，PEPS模块检测到钥匙进而验证钥匙的合法性，PEPS模块检测客户继续走到距离后备箱约0.5米开始计时，只要客户保持距离后备箱约1米之内区域持续2秒时间，PEPS模块判断满足打开后备箱定义，通过CAN总线通知BCM模块驱动打开后备箱锁实现智能打开后备箱功能，节省了踢脚传感器等零部件的成本。

3 基于新一代PEPS系统的远程启动控制方案

3.1 整体控制方案

如图4为远程启动车辆控制方案框图。

图4

通过钥匙按键操作（可以复用闭锁键例如长按3秒，也可以用一个单独远程启动按键）或手机APP操作，通过3G4G网络和后台服务器唤醒车上的TBOX模块从而把远程启动的需求传递到PEPS模块，后者控制整车电源状态转换和车辆启动发动机（如果车辆配置自动空调还可以开启空调使得车内有好的舒适温度）。具体操作是 PEPS模块收到 RVS（Remote Vehicle Start）信号后判断其从整车获得的电压参数、车辆档位信息、车辆油量信息、四门上锁信息和车内是否有钥匙等条件来判断车辆是否适合远程启动。如果有条件不满足启动的请求，PEPS模块会拒绝车辆启动（如果整车已经上电，PEPS模块会把电源拉回 OFF下电状态）。如果PEPS判断启动条件满足，则控制整车各模块上电 IGN-ON档并驱动起动机工作，发动机控制模块在车辆上电到IGN-ON后会发起同PEPS的发动机防盗认证，发动机防盗认证成功后发动机控制模块控制油嘴喷油从而启动车辆。

3.2 各模块在远程启动过程中的作用

3.2.1 手机APP或车辆钥匙

车辆钥匙发出的RF射频信号满足PEPS模块设计过程中定义的射频协议，PEPS模块收到RF高频信号能够判断出是否为合法钥匙，从而从整车安全角度分析，准许车辆启动；手机APP通过3G4G网络和后台服务器唤醒整车的TBOX模块，TBOX模块在产线下线过程中会在后台服务器和整车车架号做关联匹配，这样手机APP的命令从整车安全角度分析也是合法操作。

3.2.2 TBOX模块

此模块负责同3G4G网络相连接的服务器对接，不在服务器登记的TBOX不能有效传递手机APP相关控制命令，TBOX传递的远程启动命令给到 PEPS模块后，后者和要TBOX模块做防盗验证，TBOX模块和整车车架号有唯一对应关系，防止了换件带来的整车安全风险。TBOX还负责反馈整车状态信息如发动机启动的状态到服务器，后者通过3G4G在手机APP上显示出来。

3.2.3 PEPS模块

此模块是远程启动的核心模块，负责在收到合法的启动命令后，判断整车状态是否满足启动条件（包括整车电压是否在9-16V、车辆换挡机构是否在P档、车辆油量是否在定义范围、四门是否关闭且上锁、车内不能有合法钥匙等条件），如果满足则控制上电和拖动起动机工作，在带有TBOX的配置车上还负责在执行远程启动命令之前和 TBOX做防盗验证。还负责把整车处在远程启动状态的信息通过 CAN总线发出来给各模块接收。

3.2.4 BCM模块

此模块负责通过CAN总线传递车辆状态信息如四门状态、门锁状态，如果整车是设防状态，PEPS模块会要求BCM模块先行解除设防，从而继续远程启动过程。

3.2.5 发动机控制模块

此模块负责同PEPS做发动机防盗认证，在CAN总线上发送发动机状态的信号，从而手机APP可以监控到整车已经启动的状态。

4 结语

总而言之，我国汽车PEPS系统的设计水平和国际先进水平还存在一定的差距，但是我国汽车厂商不断的加大投资和研发力度，汽车无钥匙进入和一键式启动系统技术逐渐的提高和成熟，PEPS系统的功能不断完善，在提升汽车档次的同时，还能够降低成本。未来在防中继攻击、低频和高频抗干扰方面还会深入探索，在和关联技术NFC和手环穿戴产品等关联技术应用方面也在不断联合发展。

[1] 翟青林,孙国强,张燕华.汽车无钥匙被动进人和一键启动测试系统[J].测控技术,2013,(2).

[2] 曹红兵.现代汽车电子控制技术[M].北京：机械工业出版社,2012.

[3] 秦浩,欧建平,陈文强,等.无钥匙进入启动系统介绍[J].汽车电器,2011（6）：42- 45.

[4] 魏秋兰.汽车无钥匙进入及一键启动系统的工作原理与故障诊断[J].汽车实用术,2015,(7).

[5] 陈光前.汽车电子技术的发展及应用[J].湖北汽车工业学院学报,2010(6)：1-6.

[6] 朱江,张荣福,贾鹤鹏,等.汽车无钥匙进入及启动系统的设计[J].信息技术,2015,(4).

[7] 翟克宁,潘春梅.汽车免钥匙进入/启动系统的设计开发[J].装备制造技术,2010,(11).