汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

江海峰

摘 ?要：汽車已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分，隨著生活水平的提高，人們對(duì)汽車的舒適性、便利性以及安全性提出了更高額要求，無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，既能夠改善汽車的舒適性，又能夠提高汽車的安全性，汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究已經(jīng)成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。文章介紹了無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的概念，探析了汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，旨在為汽車設(shè)計(jì)人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：汽車;無(wú)鑰匙進(jìn)入;啟動(dòng)系統(tǒng);設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TN919.7 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）03-0004-02

隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的汽車持有量不斷增加，人們對(duì)汽車智能化、舒適性的要求越來(lái)越高，無(wú)鑰匙進(jìn)入、啟動(dòng)系統(tǒng)作為智能化、舒適性的重要體現(xiàn)，在國(guó)外高檔汽車中的應(yīng)用取得了巨大的成功，國(guó)內(nèi)汽車廠商逐漸的開始重視和增強(qiáng)對(duì)無(wú)鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，并降低汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)的費(fèi)用，使高檔、低檔汽車都能夠使用無(wú)鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)系統(tǒng)。因此，文章針對(duì)汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 ?無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)系統(tǒng)的概念

?無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)指的是持有遙控感應(yīng)器的駕駛者，在距離車門0.8 m范圍內(nèi)時(shí)，通過和車內(nèi)設(shè)置的控制盒的自動(dòng)感應(yīng)直接打開車門，駕駛者坐入車?yán)锖螅恍枰匆粋€(gè)按鈕就能夠啟動(dòng)，無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于以下幾個(gè)方面：傳統(tǒng)汽車的車鑰匙通常位于駕駛者膝蓋上方，如果在駕駛的過程中遇到突發(fā)狀況而緊急剎車，會(huì)出現(xiàn)碰觸駕駛者膝蓋的狀況，這樣一方面對(duì)造成車鑰匙和車輛的損壞，還會(huì)對(duì)駕駛者的膝蓋造成一定的損害，如果采用無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)將不會(huì)出現(xiàn)這種危險(xiǎn);無(wú)鑰匙啟動(dòng)系統(tǒng)還具有防盜功能，通過PKE主機(jī)和智能卡之間、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU和PKE主機(jī)之間高達(dá)64為的加密算法進(jìn)行認(rèn)證，只有通過相應(yīng)的認(rèn)證之后才能夠啟動(dòng)和操作車輛，如果沒有智能卡，則不能夠啟動(dòng)汽車的電子系統(tǒng)，也不能接觸電子手剎，不能夠操作方向盤，也就是說沒有認(rèn)證，將不會(huì)給偷車人員可乘之機(jī)，顯著提高車輛的安全性;無(wú)鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)系統(tǒng)具有自動(dòng)開啟后備箱的功能，駕駛者在搬東西時(shí)，很難再騰出手來(lái)打開后備箱，無(wú)鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)系統(tǒng)的該項(xiàng)功能能夠直接將物品放入后備箱。

2 ?汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

2.1 ?無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)框架圖

?無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)框架圖，如圖1所示。

2.1.1 ?電子轉(zhuǎn)向柱鎖

電子轉(zhuǎn)向柱鎖內(nèi)部的小型電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)鎖舌的伸縮動(dòng)作，在PEPSECU與BCM聯(lián)合控制下，控制轉(zhuǎn)向柱鎖的額解鎖與閉鎖，處于安全方面的考慮，當(dāng)汽車的點(diǎn)火模式位于on檔時(shí)，電子轉(zhuǎn)向柱鎖不會(huì)上鎖，當(dāng)電子轉(zhuǎn)向柱鎖位于上鎖檔時(shí)，不能啟動(dòng)電機(jī)，汽車不會(huì)啟動(dòng)。

2.1.2 ?一件啟動(dòng)開關(guān)

當(dāng)踩著剎車或者離合器時(shí)按下啟動(dòng)開關(guān)，汽車電源將會(huì)循壞切換ACC、ON、START、OFF四檔，為了防止無(wú)鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)開關(guān)故障或者損壞，導(dǎo)致汽車無(wú)法停止或者啟動(dòng)，當(dāng)線束或者開關(guān)出現(xiàn)問題時(shí)，通過另一路開關(guān)信號(hào)進(jìn)行車輛的控制，防止開關(guān)故障導(dǎo)致整車出現(xiàn)難以控制的問題。

2.1.3 ?備用天線

當(dāng)系統(tǒng)受到外界強(qiáng)磁場(chǎng)干擾或者電量不足時(shí)，啟動(dòng)一鍵開關(guān)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)汽車內(nèi)的低頻天線，同時(shí)發(fā)出問詢信號(hào)，如果智能鑰匙沒有產(chǎn)生影響的回應(yīng)，此時(shí)備用線圈啟動(dòng)，并產(chǎn)生125 kHz的磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)和BCM的通訊。

2.1.4 ?低頻天線

汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入即啟動(dòng)系統(tǒng)中總共存在6根低頻天線，其中3根位于汽車內(nèi)部，通過PEPS ECU驅(qū)動(dòng)形成 125 kHz的磁場(chǎng);1根位于后備箱保險(xiǎn)杠上;還有兩根分別位于乘客側(cè)門與門把手內(nèi)部。

2.1.5 ?車門把手

車門把手即HSU，車門把手由兩個(gè)部分組成，即LF天線、微動(dòng)開關(guān)，無(wú)鑰匙進(jìn)入并啟動(dòng)后，駕駛員在拉動(dòng)車門把手時(shí)，LF天線會(huì)在PEPS ECU作用下產(chǎn)生低頻磁場(chǎng)。

2.1.6 ?智能鑰匙

智能鑰匙處于LF天線輻射范圍以內(nèi)時(shí)，會(huì)計(jì)算磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及距離LF天線的距離，然后決定是否和BCM進(jìn)行高頻通訊、是否和PEPS ECU進(jìn)行低頻通訊，以此完成對(duì)駕駛員身份的識(shí)別和確認(rèn)。智能鑰匙的功能主要包括：測(cè)試低頻磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)行鑰匙定位;檢測(cè)電池低電壓;通過匹配的智能鑰匙能夠發(fā)射射頻響應(yīng)信號(hào)與接收低頻信號(hào);為用戶卸掉的發(fā)射器和車內(nèi)接收器之間創(chuàng)建安全的連接通道，保證鑰匙和射頻連接的唯一性。

2.1.7 ?BCM

車身控制器主要包括防盜功能、窗、門、燈等控制模塊，智能鑰匙發(fā)送RF信號(hào)，通過RF接收器傳遞至BCM。識(shí)別智能鑰匙的身份，認(rèn)證通過之后，通過CAN總線將認(rèn)證結(jié)果發(fā)送給其他ECU。

2.2 ?無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

2.2.1 ?電子專項(xiàng)柱鎖功能

由電子轉(zhuǎn)向柱鎖執(zhí)行器與電子轉(zhuǎn)向柱鎖控制器兩個(gè)部門組成電子轉(zhuǎn)向柱鎖系統(tǒng)，電子轉(zhuǎn)向柱鎖控制器能夠創(chuàng)建電子轉(zhuǎn)向執(zhí)行器和車身系統(tǒng)的智能連接，并對(duì)輸入的信號(hào)濟(jì)寧判斷與識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子轉(zhuǎn)向柱鎖執(zhí)行器的開閉鎖。

2.2.2 ?防盜功能

PCU具有識(shí)別智能卡無(wú)線信號(hào)的功能，以此鑒定智能卡無(wú)線通信的合法性，PCU定時(shí)發(fā)送智能卡檢測(cè)信號(hào)，一旦檢測(cè)到智能卡無(wú)線通信信號(hào)，兩者進(jìn)行嘗試通訊，由于智能卡和PCU之間的信號(hào)具有隨機(jī)和加密的特點(diǎn)，能夠保證通訊數(shù)據(jù)信息的唯一性，任何一個(gè)部分的鑒別失敗，通訊將會(huì)中斷，并關(guān)閉車門鎖，不允許發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)防盜的效果。同時(shí)，如果非法智能卡信號(hào)進(jìn)行多次探測(cè)，為了保證汽車安全，PCU將會(huì)被禁用，經(jīng)過一段時(shí)間，并通過相互通訊鑒別和確認(rèn)之后才能夠打開車門，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.2.3 ?一鍵啟動(dòng)功能

當(dāng)駕駛員進(jìn)入到車內(nèi)時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，此時(shí)無(wú)論車檔位于N檔還是P檔，只要按下啟動(dòng)按鈕，都能夠正常啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)汽車停止時(shí)，駕駛員輕按啟動(dòng)按鈕能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。當(dāng)在行使的過程中遇到突發(fā)狀況，至需要長(zhǎng)按1s啟動(dòng)按鈕，就能夠立刻將發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。如果出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)超速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)自動(dòng)停止起動(dòng)機(jī)。

2.2.4 ?點(diǎn)火開關(guān)控制功能

點(diǎn)火開關(guān)控制功能主要包括：車門閉鎖之后，斷開ACC電源，鎖止電子方向盤，并且點(diǎn)火開關(guān)位于OFF檔;當(dāng)車門被打開之后，能夠接通ACC電源;輕按啟動(dòng)按鈕，能夠解鎖電子轉(zhuǎn)向柱鎖，接通電源，點(diǎn)火開關(guān)位于ON檔。

2.2.5 ?無(wú)鑰匙進(jìn)入功能

無(wú)鑰匙進(jìn)入功能主要包括：自動(dòng)開鎖，當(dāng)智能鑰匙位于低頻天線工作范圍以內(nèi)時(shí)，駕駛員身上的智能卡能夠接收并識(shí)別PCU發(fā)送的信號(hào)，通過識(shí)別并驗(yàn)證智能卡身份的合法性之后，能夠解鎖車門;自動(dòng)閉鎖，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作之后，將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉所有的車門，如果車門沒有全部關(guān)閉，方向燈會(huì)閃爍，以此提醒駕駛員。

2.2.6 ?遙控進(jìn)入功能

遙控進(jìn)入功能主要包括以下幾個(gè)方面：?jiǎn)?dòng)照明功能、控制頂燈功能、碰撞自動(dòng)開鎖功能、中控功能、遙控禁止功能、車鎖自動(dòng)上鎖功能、尋車功能、解鎖以及閉鎖功能等。

3 ?結(jié) ?語(yǔ)

總而言之，我國(guó)汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)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)汽車廠商不斷的加大投資和研發(fā)力度，汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)逐漸的提高和成熟，汽車無(wú)鑰匙進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)的功能不斷完善，在提升汽車檔次的同時(shí)，還能夠降低成本。

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