一种无钥匙启动及无钥匙进入系统及其工作方法

摘要

本发明公开了一种无钥匙启动及无钥匙进入系统及其工作方法，无钥匙启动及无钥匙进入系统中ABS控制模块的安全等级为B级，具有一个主控单元的PEPS控制模块的安全等级为B级；轮速采集模块包括用于采集汽车的右后轮轮速的第四轮速传感器；ABS控制模块用于通过硬线将作为车速的右后轮轮速传输至PEPS控制模块；PEPS控制模块用于当汽车的点火信号为OFF，且车速小于等于设定的车速阈值时，控制电子式转向锁柱解锁，以使该电子式转向锁柱无法锁住方向管柱。本发明通过分解安全等级ASIL D为ASIL B+ASIL B的形式，能够达到系统级ASIL D的要求，由于PEPS控制模块仅具有一个主控单元，因此降低了整个系统的成本，同时提高了整个PEPS系统的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车自动控制领域，尤其涉及一种无钥匙启动及无钥匙进入系统及其工作方法。

背景技术

无钥匙启动及无钥匙进入系统，以下简称PEPS（Passive entry&pushstart）系统，在设计时需考虑到以下故障安全可能性的发生：车辆在行驶过程中，电子式方向管柱锁，下面简称ESCL（Electronic steering columnlock）将方向管柱锁止，从而导致严重后果。根据ISO26262，从伤害严重程度（S）、发生概率（E）和可控程度（C）等方面分析该故障方式，可知：

①S取值为3，如果在正常行驶过程中ESCL将方向管柱锁上，会造成车辆失控而造成伤害，并可能危及生命；

②E取值为4，发生在高速道路、快速道路和城市道路等都会造成伤害；

③C取值为3，发生在行驶过程中方向管柱锁止事故，驾驶员将难以控制车辆。

根据此，PEPS系统的安全等级为S3+E4+C3，即安全等级为ASIL D。

满足ASIL D的PEPS系统通常采用PEPS自身系统为ASIL D、与其相关联的系统为QM（即通过质量控制即可满足要求），图1示出了现有技术中的无钥匙启动及无钥匙进入系统的原理方框图，如图1所示：

PEPS控制器采用两个主控单元（第一主控单元和第二主控单元），并且采用两路独立的输入信号；PEPS系统中对ESCL的控制通过LIN线实现；如图1所示，具体为PEPS控制器内的第一主控单元采集右前轮轮速信号，第二主控单元采集左前轮轮速信号，PEPS控制器通过将两路信号进行对比，判断当前车速是否小于车速阈值（通常该阈值为4km/h），若车速小于该车速阈值，则PEPS控制器始终对ESCL输出UNLOCK信号，即解锁信号，使得ESCL不得锁住方向管柱。

上述现有技术的无钥匙启动及无钥匙进入系统的缺陷在于：为保证PEPS系统达到安全功能等级为ASIL D，PEPS系统需采用双主控单元的方案，这增加了PEPS系统的成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种低成本的可满足安全等级为ASIL D的无钥匙启动及无钥匙进入系统及其工作方法，其有效地降低了PEPS控制器的成本，提高了整个PEPS系统的可靠性。

为实现上述目的，所述无钥匙启动及无钥匙进入系统，其特点是，所述无钥匙启动及无钥匙进入系统包括轮速采集模块、ABS控制模块、PEPS控制模块和电子式转向锁柱，所述ABS控制模块的安全等级为B级，所述PEPS控制模块具有一个主控单元，该PEPS控制模块的安全等级为B级；其中，

所述轮速采集模块包括用于采集汽车的右后轮轮速的第四轮速传感器；

所述ABS控制模块用于通过硬线将作为车速的右后轮轮速传输至所述PEPS控制模块；并且，

所述PEPS控制模块用于当汽车的点火信号为OFF，且所述车速小于等于设定的车速阈值时，控制所述电子式转向锁柱解锁，以使该电子式转向锁柱无法锁住方向管柱。

优选的是，所述无钥匙启动及无钥匙进入系统还包括点火控制模块；并且，

所述轮速采集模块还包括用于采集汽车的左前轮轮速的第一轮速传感器，用于采集汽车的右前轮轮速的第二轮速传感器，以及用于采集汽车的左后轮轮速的第三轮速传感器；

所述ABS控制模块还用于根据所述左前轮轮速、右前轮轮速和左后轮轮速计算出参考车速，且用于通过高速CAN总线将所述参考车速传输至所述点火控制模块；所述点火控制模块用于通过低速CAN总线将所述参考车速传输至所述PEPS控制模块；

所述PEPS控制模块用于当汽车的点火信号为OFF，且所述车速和参考车速同时小于等于所述车速阈值时，控制所述电子式转向锁柱解锁，以使该电子式转向锁柱无法锁住方向管柱。

优选的是，所述设定的车速阈值为4km/h。

优选的是，所述第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器或第四轮速传感器为电磁或光电速度传感器。

所述无钥匙启动及无钥匙进入系统的工作方法，其特点是，所述工作方法包括，

步骤一：所述轮速采集模块采集汽车的左前轮轮速、右前轮轮速、左后轮轮速和右后轮轮速；

步骤二：所述ABS控制模块通过硬线将作为车速的右后轮轮速传输至所述PEPS控制模块；同时，所述ABS控制模块根据所述左前轮轮速、右前轮轮速和左后轮轮速计算出参考车速，并通过高速CAN总线将所述参考车速传输至所述点火控制模块；所述点火控制模块通过低速CAN总线将所述参考车速传输至所述PEPS控制模块；

步骤三：分别比较所述车速与参考车速与设定的车速阈值的大小；

步骤四：当汽车的点火信号为OFF，且所述车速和参考车速同时小于等于所述车速阈值时，所述PEPS控制模块控制所述电子式转向锁柱解锁，以使该电子式转向锁柱无法锁住方向管柱。

优选的是，所述步骤二中，所述参考车速的计算方法包括，

当所述第一轮速传感器、第二轮速传感器和第三轮速传感器均有效时，所述参考车速为所述左前轮轮速、右前轮轮速和左后轮轮速三者的平均值；

当所述第一轮速传感器和第二轮速传感器均有效，且所述第三轮速传感器无效时，所述参考车速为所述左前轮轮速和右前轮轮速二者的平均值；

当所述第一轮速传感器和第三轮速传感器均有效，且所述第二轮速传感器无效时，所述参考车速为所述左前轮轮速和左后轮轮速二者的平均值；

当所述第二轮速传感器和第三轮速传感器均有效，且所述第一轮速传感器无效时，所述参考车速为右前轮轮速和左后轮轮速二者的平均值；

当所述第一轮速传感器有效，且所述第二轮速传感器和第三轮速传感器均无效时，所述参考车速为所述左前轮轮速；

当所述第二轮速传感器有效，且所述第一轮速传感器和第三轮速传感器均无效时，所述参考车速为所述右前轮轮速；

当所述第三轮速传感器有效，且所述第一轮速传感器和第二轮速传感器均无效时，所述参考车速为所述左后轮轮速；并且，

当所述第一轮速传感器、第二轮速传感器和第三轮速传感器均无效时，所述参考车速为0。

优选的是，判断所述第一轮速传感器是否有输出；若有，则确定所述第一轮速传感器有效；否则确定所述第一轮速传感器失效；

判断所述第二轮速传感器是否有输出；若有，则确定所述第二轮速传感器有效；否则确定所述第二轮速传感器失效；

判断所述第三轮速传感器是否有输出；若有，则确定所述第三轮速传感器有效；否则确定所述第三轮速传感器失效。

本发明的有益效果在于，

（1）本发明具有安全等级均为B级的ABS控制模块和PEPS控制模块，根据ISO26262，使得整个系统的安全等级为D级。换言之，本发明通过分解安全等级ASIL D为ASIL B+ASIL B的形式，能够达到系统级ASILD的要求，由于PEPS控制模块仅具有一个主控单元，因此降低了整个系统的成本，同时提高了整个PEPS系统的可靠性；

（2）本发明利用CAN总线和硬线对独立的输入信号采取两路检测确认，保证了传输信号的正确性与可靠性。

附图说明

图1示出了现有技术中的无钥匙启动及无钥匙进入系统的原理方框图。

图2示出了本发明所述的无钥匙启动及无钥匙进入系统的原理方框图。

图3示出了图2中所示的PEPS控制模块和电子式转向锁柱的内部结构示意图，以及PEPS控制模块与电子式转向锁柱之间的信号连接示意图。

图4示出了本发明所述的无钥匙启动及无钥匙进入系统的工作方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参照图2和图3，所述无钥匙启动及无钥匙进入系统包括轮速采集模块（图中未示出）、ABS控制模块3、PEPS控制模块5和电子式转向锁柱2，所述ABS控制模块3的安全等级为B级，所述PEPS控制模块5具有一个主控单元，该PEPS控制模块5的安全等级为B级。

具体地，所述轮速采集模块包括用于采集汽车的右后轮轮速RR的第四轮速传感器。

所述ABS控制模块3通过硬线将作为车速的右后轮轮速RR传输至所述PEPS控制模块5。所述PEPS控制模块5判断所述车速与设定的车速阈值的大小，并且当汽车的点火信号为OFF，且所述车速小于等于设定的车速阈值时，控制所述电子式转向锁柱2解锁，以使该电子式转向锁柱2无法锁住方向管柱。所述设定的车速阈值优选设定为4km/h。

本发明具有安全等级均为B级的ABS控制模块3和PEPS控制模块5，根据ISO26262，此种设计使得整个系统的安全等级为D级。换言之，本发明通过分解安全等级ASIL D为ASIL B+ASIL B的形式，能够达到系统级ASIL D的要求，由于PEPS控制模块5仅具有一个主控单元，因此降低了整个系统的成本。

进一步地，为了保证本发明传输信号的正确性与可靠性，在上述技术方案的基础上又作了以下改进，再次参考图2和图3：

所述无钥匙启动及无钥匙进入系统还包括点火控制模块4；并且，所述轮速采集模块还包括用于采集汽车的左前轮轮速FL的第一轮速传感器，用于采集汽车的右前轮轮速FR的第二轮速传感器，以及用于采集汽车的左后轮轮速RL的第三轮速传感器。

所述ABS控制模块3根据所述左前轮轮速FL、右前轮轮速FR和左后轮轮速RL计算出参考车速（然后转换成CAN信号），且通过高速CAN总线将所述参考车速传输至所述点火控制模块4；所述点火控制模块4用于通过低速CAN总线将所述参考车速传输至所述PEPS控制模块5。这里，所述点火控制模块4相当于一个网关。

所述PEPS控制模块5在收到车速和参考车速这两个独立的车速信息后，通过比较两个信号的一致性，决定其对于电子式转向锁柱2的控制，具体地：所述PEPS控制模块5判断所述车速和参考车速分别与设定的车速阈值的大小，并且当汽车的点火信号为OFF，且所述车速和参考车速同时小于等于所述车速阈值时，控制所述电子式转向锁柱2解锁，以使该电子式转向锁柱2无法锁住方向管柱。具体地：仅当点火信号为OFF（即电源处于IG OFF）时，PEPS控制模块5输出电源信号ESCL PS至电子式转向锁柱2的控制模块，若此时所述车速和参考车速同时小于等于所述车速阈值时，PEPS控制模块5的输出端LOCK_GND始终至高位，即在此种状况下，电子式转向锁柱2中的电磁阀始终不动作，从而使得电子式转向锁柱2无法锁住方向管柱。

上述改进方案，利用CAN总线和硬线对独立的输入信号采取两路检测确认，具有高可靠的安全性和高智能化。

进一步地，所述第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器或第四轮速传感器为电磁或光电速度传感器。

图4本发明所述的无钥匙启动及无钥匙进入系统的工作方法的流程图，如图4所示，所述无钥匙启动及无钥匙进入系统的工作方法包括以下步骤：

步骤一：轮速采集模块采集汽车的左前轮轮速FL、右前轮轮速FR、左后轮轮速RL和右后轮轮速RR；

步骤二：ABS控制模块3通过硬线将作为车速的右后轮轮速RR传输至所述PEPS控制模块5；同时，所述ABS控制模块3根据所述左前轮轮速FL、右前轮轮速FR和左后轮轮速RL计算出参考车速，并通过高速CAN总线将所述参考车速传输至所述点火控制模块4；所述点火控制模块4通过低速CAN总线将所述参考车速传输至所述PEPS控制模块5；

步骤三：分别比较所述车速与参考车速与设定的车速阈值的大小；

步骤四：当汽车的点火信号为OFF，且所述车速和参考车速同时小于等于所述车速阈值时，所述PEPS控制模块5控制所述电子式转向锁柱2解锁，以使该电子式转向锁柱2无法锁住方向管柱。

下面结构下表，说明上述步骤二中，所述参考车速的计算方法。

所述参考车速的计算方法包括：

当所述第一轮速传感器、第二轮速传感器和第三轮速传感器均有效时，所述参考车速为所述左前轮轮速FL、右前轮轮速FR和左后轮轮速RL三者的平均值；

当所述第一轮速传感器和第二轮速传感器均有效，且所述第三轮速传感器无效时，所述参考车速为所述左前轮轮速FL和右前轮轮速FR二者的平均值；

当所述第一轮速传感器和第三轮速传感器均有效，且所述第二轮速传感器无效时，所述参考车速为所述左前轮轮速FL和左后轮轮速RL二者的平均值；

当所述第二轮速传感器和第三轮速传感器均有效，且所述第一轮速传感器无效时，所述参考车速为右前轮轮速FR和左后轮轮速RL二者的平均值；

当所述第一轮速传感器有效，且所述第二轮速传感器和第三轮速传感器均无效时，所述参考车速为所述左前轮轮速FL；

当所述第二轮速传感器有效，且所述第一轮速传感器和第三轮速传感器均无效时，所述参考车速为所述右前轮轮速FR；

当所述第三轮速传感器有效，且所述第一轮速传感器和第二轮速传感器均无效时，所述参考车速为所述左后轮轮速RL；并且，

当所述第一轮速传感器、第二轮速传感器和第三轮速传感器均无效时，所述参考车速为0。

上述参考车速的计算方法中，各个轮速传感器是否有效的判断方法为：

判断所述第一轮速传感器是否有输出；若有，则确定所述第一轮速传感器有效；否则确定所述第一轮速传感器失效；

判断所述第二轮速传感器是否有输出；若有，则确定所述第二轮速传感器有效；否则确定所述第二轮速传感器失效；

判断所述第三轮速传感器是否有输出；若有，则确定所述第三轮速传感器有效；否则确定所述第三轮速传感器失效。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。