汽車PEPS系統(tǒng)綜述*

竺宇濤，梁會楓，陳 宇，楊智龍，徐超越，閆 洛，吳華杰

（揚州工業(yè)職業(yè)技術學院交通工程學院，江蘇 揚州 225127）

1PEPS系統(tǒng)簡介

汽車早期的搖擺鑰匙需要用力快速搖轉才能發(fā)動車輛，后續(xù)發(fā)展的機械鑰匙僅能開門和啟動發(fā)動機，但防盜功能有限。將芯片植入到機械鑰匙內部的芯片鑰匙，實現(xiàn)了一輛車配唯一鑰匙，使汽車防盜性能極大提升。遙控鑰匙將開鎖從 “手動”變?yōu)椤斑b控”，提升了便利性。一體式遙控鑰匙造型緊湊，將機械鑰匙進行折疊，是目前最常見的一類汽車鑰匙。

隨著無鑰匙進入及啟動 （Passive Entry Passive Start，PEPS）系統(tǒng)的日漸成熟，汽車鑰匙也逐漸舍棄了刀片鑰匙，只用遙控器不僅可以實現(xiàn)無鑰匙進入/啟動，還可以實現(xiàn)自動開鎖/落鎖以及記憶存儲等功能，在提高科技感的同時，安全性和實用性也非常高[1]。PEPS系統(tǒng)由發(fā)射器、遙控中央鎖控制模塊、駕駛授權系統(tǒng)控制模塊及控制系統(tǒng)組成[2]。

2PEPS工作原理

目前PEPS系統(tǒng)的主要零部件有遙控鑰匙、天線、控制模塊 （BCM）、一鍵啟動開關，涉及的核心技術有RFID識別技術、加密算法、EMC技術。隨著相關技術的不斷成熟，零部件成本的不斷降低，PEPS的裝備率將快速提高?；诖蟊奙QB平臺的PEPS系統(tǒng)工作原理如下。

2.1 無鑰匙進入系統(tǒng)的工作原理

無鑰匙進入系統(tǒng)的工作原理見第50頁圖1。觸摸門把手內部解鎖傳感器，電容放電喚醒進入及啟動許可控制單元，進入及啟動許可控制單元被喚醒后同時發(fā)出兩個動作，一是通過專用導線喚醒車載電網(wǎng)控制單元內部的無鑰匙進入及一鍵啟動控制區(qū)域功能；二是通過低頻天線發(fā)出125 kHz低頻信息 （包含鑰匙喚醒、鑰匙定位ID碼詢問信息）。鑰匙在車輛1.5 m范圍內被低頻信號喚醒，收到ID碼詢問信息并初步核對，若合法則將ID碼以滾動形式加密并以高頻信息發(fā)出 （高頻信號發(fā)出時，鑰匙上指示燈閃爍），車載電網(wǎng)控制單元通過內部集成的高頻天線接收并處理信息，開始驗證ID碼，若一致則喚醒舒適CAN，然后將ID碼通過舒適CAN傳送至進入及啟動許可控制單元。進入及啟動許可控制單元收到車載電網(wǎng)控制單元傳遞來的ID碼后與內部存儲值進行比對，若一致則通過舒適CAN回傳ID碼一致的確認信息至車載電網(wǎng)控制單元。車載電網(wǎng)控制單元收到，信息后發(fā)出門鎖解鎖指令至舒適CAN，同時控制前后轉向燈閃爍及油箱蓋執(zhí)行元件供電，車門模塊收到后控制門鎖電機供電、后視鏡展開、轉向燈閃爍，儀表控制單元收到后控制儀表顯示部分信息，進入及啟動許可控制單元收到后控制啟動按鈕背景燈點亮[3]。

2.2 一鍵啟動按鈕的工作原理

按下啟動按鈕，開關內部兩觸點接地，將進入及啟動許可控制單元從高電位拉低至0 V，進入及啟動許可控制單元被喚醒并開始處理信號，首先喚醒舒適CAN，然后向電子防盜鎖止單元發(fā)送上電請求，儀表控制單元接收到請求后通過舒適CAN向進入及啟動許可控制單元發(fā)送鑰匙定位及電子防盜碼查詢指令，進入及啟動許可控制單元收到儀表控制單元指令后，同時運行兩個動作，一是通過專用導線喚醒車載電網(wǎng)控制單元無鑰匙進入及一鍵啟動控制區(qū)域，二是向低頻天線加載，發(fā)出125 kHz載頻尋找鑰匙并詢問電子防盜碼。鑰匙收到天線發(fā)出的低頻信息后，進行編碼將電子防盜碼加密后以433.9 MHz高頻信息發(fā)出，車載電網(wǎng)控制單元內集成的高頻天線接收到鑰匙發(fā)出的高頻電子防盜碼信息后，傳遞至車載電網(wǎng)控制單元內部無鑰匙進入及一鍵啟動區(qū)域，然后車載電網(wǎng)控制單元將電子防盜碼通過舒適CAN發(fā)送至儀表控制單元，并與內部存儲值進行比對，若一致則儀表控制單元通過舒適CAN發(fā)送允許對碼指令至J764，J764完成電子防盜碼比對后為電子轉向柱鎖電機供電，電子轉向柱鎖解鎖，J764通過內部集成位置傳感器得知鎖舌解鎖狀態(tài)后，通過舒適CAN向進入及啟動許可控制單元發(fā)送上電指令。進入及啟動許可控制單元收到J764指令后，通過T40/27，T40/35，T40/40端子的3根導線 （15，15，S）產(chǎn)生高電位發(fā)送上電指令，車載電網(wǎng)控制單元收到3根導線發(fā)送的信息后確定上電，產(chǎn)生如下動作：通過T73c/13為J329繼電器控制線圈供電使J329動作；通過T73c/14產(chǎn)生15a電至J533及驅動CAN上ECU；通過舒適CAN向外發(fā)送已上電信號，整體喚醒全車網(wǎng)絡 （見圖2）。

圖1 無鑰匙進入系統(tǒng)的工作原理

圖2 一鍵啟動按鈕的工作原理

發(fā)動機控制單元及變速箱控制單元收到15信號后即會通過J533跨網(wǎng)向儀表控制單元發(fā)出電子防盜碼對碼要求，儀表控制單元進行對碼，驗證完成后，發(fā)動機控制單元解除噴油和點火限制，變速箱控制單元驗證完成后會通過驅動CAN向發(fā)動機控制單元發(fā)送啟動解除限制信號，以便發(fā)動機控制單元為下一步控制啟動做準備。

3 PEPS系統(tǒng)工作形態(tài)

智能鑰匙可以分為以下5類：一是最新的帶有鍵盤的無線電鑰匙；二是帶有信用卡的無線電鑰匙；三是未來帶有功能顯示器的遙控鑰匙；四是帶有環(huán)型天線和可發(fā)光二極管的觸摸式鑰匙；五是帶有數(shù)據(jù)棒的鑰匙。按照智能啟動使用方法則可分為2類：一類是按鈕式，點火按鈕位于中控臺伸手可及之處；另一類是旋鈕式，一般位于原始的鑰匙插口處，但是無須插車鑰匙，直接擰動旋鈕即可啟動。在啟動方式上，各車型也不盡相同，如豐田卡羅拉、凱迪拉克賽威采用的是按鈕式啟動，只要智能鑰匙在車內，車主只需按下中控臺上的啟動按鈕，車輛就會點火；天籟和馬自達6采用的是旋鈕式啟動，而大眾邁騰B7、奔馳E級則要先將智能鑰匙插入中控臺上的啟動口，按動鑰匙才能啟動[4]。

4 PEPS系統(tǒng)發(fā)展趨勢

內置于智能手機的虛擬車鑰匙將是汽車PEPS的終極形態(tài)。在云端進行授權后，用戶可以使用手機APP對車輛進行解鎖、啟動、駕駛以及再次鎖定等操作，用戶只需在線停用數(shù)字密鑰，即可阻止他人訪問車輛。遙控進入系統(tǒng)被無鑰匙進入系統(tǒng)替代已成為必然趨勢[5-6]。