CN106515661B - 一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，该方法包括:获得无钥匙启动请求；判断是否满足启动条件，启动条件包括钥匙认证成功，且所述钥匙认证为钥匙ID码的匹配认证；当满足启动条件时，动力电池管理单元控制车辆高压上电，驱动电机控制器控制驱动电机使能，无钥匙启动完成；当不满足启动条件时，启动流程结束。通过上述纯电动汽车无钥匙启动的控制方法实现了无钥匙启动在纯电动汽车上的应用。另外本发明还公开了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制系统。

Description

一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及纯电动汽车电控技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法及系统。

背景技术

无钥匙启动系统因其便捷的操作方式、安全的防盗功能、华丽的科技体验等优势，已经成为市场上车辆的标准配置。虽然无钥匙启动控制策略在传统汽车上已趋于成熟，但由于传统汽车与纯电动汽车在动力系统上存在很大的差异，控制的主要目标从发动机管理单元及变速箱变成了动力电池控制器及驱动电机管理单元。因此，如何实现无钥匙启动系统在纯电动车上安全、可靠的应用已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

综上所述，如何实现无钥匙启动在纯电动汽车上的应用的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法及系统，以实现无钥匙启动在纯电动汽车上的应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，该方法包括:

获得无钥匙启动请求；

判断是否满足启动条件，所述启动条件包括钥匙认证成功，且所述钥匙认证为钥匙ID码的匹配认证；

当满足所述启动条件时，动力电池管理单元控制车辆上电，驱动电机控制器控制驱动电机使能，无钥匙启动完成。

优选地，所述钥匙认证，具体为智能钥匙通过无线射频识别技术将钥匙ID码以无线高频信号的形式发射出去，无钥匙控制器通过射频接收器进行接收，若接收的ID码与无钥匙控制器之前配置的ID码相互匹配，则认证成功，否则认证失败。

优选地，所述钥匙认证失败时，通过组合仪表显示“未检测到钥匙”的提示信息。

优选地，所述启动条件还包括防盗认证成功，所述防盗认证具体为：

当钥匙认证成功后，所述无钥匙控制器控制整车电源档位为ON时，整车控制器与所述无钥匙控制器针对于启动流程进行认证，若所述整车控制器与所述无钥匙控制器是先前下线配置时学习过防盗的两个控制器，则防盗认证成功；否则防盗认证失败。

优选地，在所述无钥匙控制器控制所述整车电源档位为ON之前，还包括所述无钥匙控制器控制所述整车电源档位从OFF-ACC档位，且当电子转向锁监测到ACC档电源信号后，执行对转向管柱的解锁操作。

优选地，在所述电子转向锁执行对转向管柱的解锁操作之前，还包括解锁认证，所述解锁认证具体为，所述电子转向锁还需判断CAN线和硬线电源信号是否无异常，若无异常，则执行所述解锁操作；若有异常，则不执行所述解锁操作。

优选地，所述钥匙认证、所述防盗认证和所述解锁认证均设置有认证时间阈值，当任何一种认证超出所述认证时间阈值时，启动流程结束。

优选地，所述启动条件还包括动力系统认证成功，所述动力系统认证具体为，检测涉及启动、行驶的主要零部件是否无异常情况，若是则认证成功；若否则认证失败，启动流程结束。

优选地，所述钥匙认证、所述防盗认证和所述解锁认证均设置有冗余判断措施，所述冗余判断措施具体为采用CAN总线及硬线同时对认证结果是否成功进行判断，必须同时满足认证成功才能进入后续流程。

相比于背景技术中所介绍的内容，本发明提供了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，该方法包括:获得无钥匙启动请求；判断是否满足启动条件，所述启动条件包括钥匙认证成功；当满足所述启动条件时，动力电池管理单元控制车辆上电，驱动电机控制器控制驱动电机使能，无钥匙启动完成。通过上述纯电动汽车无钥匙启动的控制方法实现了无钥匙启动在纯电动汽车上的应用。

本发明还提供了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制系统，包括智能钥匙、无钥匙控制器、动力电池管理单元和驱动电机控制器，

所述智能钥匙，用于将钥匙ID码发射出去；

所述无钥匙控制器，用于与钥匙ID码匹配，进行钥匙认证；

所述动力电池管理单元，用于控制车辆上电；

所述驱动电机控制器，用于控制驱动电机使能。

上述纯电动汽车无钥匙启动的控制装置采用了上述纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，由于该方法具有上述技术效果，因此应用了该方法的装置也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的纯电动汽车无钥匙启动的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的纯电动汽车无钥匙启动的控制方法的功能模块图；

图3为本发明实施例提供的纯电动汽车无钥匙启动的控制方法的系统状态图。

上图1中，获得无钥匙启动请求100、判断是否满足启动条件200；

上图2中，启动/停止开关1、制动开关2、无钥匙控制器3、低频天线4、智能钥匙5、射频接收模块6、换挡机构7、电子转向锁8、整车控制器9、网关控制器10、电池管理控制器11、驱动电机控制器12、B-CAN 13、N-CAN 14。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法及系统，以实现无钥匙启动在纯电动汽车上的应用。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，该方法包括:获得无钥匙启动请求100；该启动请求的具体方式为按下启动/停止开关(SSS)2，激活整个启动流程；

判断是否满足启动条件200，启动条件包括钥匙认证成功，且所述钥匙认证为钥匙ID码的匹配认证；

当满足启动条件时，动力电池管理单元控制车辆上电，驱动电机控制器控制驱动电机使能，无钥匙启动完成。

当然本领域技术人员都应该理解的是，当不满足启动条件时，启动流程结束。

相比于背景技术中所介绍的内容，本发明提供了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，该方法包括:获得无钥匙启动请求；判断是否满足启动条件，启动条件包括钥匙认证成功，且所述钥匙认证为钥匙ID码的匹配认证；当满足启动条件时，动力电池管理单元控制车辆上电，驱动电机控制器控制驱动电机使能，无钥匙启动完成。通过上述纯电动汽车无钥匙启动的控制方法实现了无钥匙启动在纯电动汽车上的应用。

进一步地，上述钥匙认证，具体为智能钥匙通过无线射频识别技术将钥匙ID码以无线高频信号的形式发射出去，无钥匙控制器通过射频接收器进行接收，若接收的ID码与无钥匙控制器之前配置的ID码相互匹配，则认证成功，否则认证失败，启动流程结束。当然可以理解的是上述通过射频识别技术实现钥匙ID码的无线发射仅仅是本发明实施例的一种优选地举例还可以是远红外技术、蓝牙技术等等。

进一步地，上述钥匙认证失败时，可以通过组合仪表显示“未检测到钥匙”的提示信息。使得当智能钥匙不在车内或者检测范围内时，及时提醒驾驶员。

进一步地，上述启动条件还包括防盗认证成功，该防盗认证具体为：

当钥匙认证成功后，无钥匙控制器控制整车电源档位为ON时，整车控制器与无钥匙控制器针对于启动流程进行认证，若整车控制器与无钥匙控制器是先前下线配置时学习过防盗的两个控制器，则防盗认证成功；否则防盗认证失败，启动流程结束。通过增设防盗认证成功的启动条件进一步提升了车辆财产的安全，降低了车辆被盗的风险。

进一步地，在上述无钥匙控制器控制整车电源档位为ON之前，还包括无钥匙控制器控制整车电源档位从OFF-ACC档位，且当电子转向锁监测到ACC档电源信号后，执行对转向管柱的解锁操作。通过增设电子转向锁，进一步降低了车辆被盗的风险。

进一步地，在电子转向锁执行对转向管柱的解锁操作之前，还包括解锁认证，解锁认证具体为，电子转向锁还需判断CAN线和硬线电源信号是否无异常，若无异常，则执行解锁操作；若有异常，则不执行所述解锁操作。通过增设解锁认证，进一步增强了车辆财产的安全性和可靠性，降低了车辆被盗的风险。

进一步地，钥匙认证、防盗认证和解锁认证均设置有认证时间阈值，当任何一种认证超出认证时间阈值时，启动流程结束。通过上述设置进一步保证了启动系统的可靠性、安全性、防盗性。

进一步地，启动条件还包括动力系统认证成功，动力系统认证具体为，检测涉及启动、行驶的主要零部件是否无异常情况，若是则认证成功；若否则认证失败，启动流程结束。例如，需要检查制动开关状态，以确保制动系统工作正常；检查电子转向锁状态，以确保转向系统工作正常；检查换挡器状态，以确保传动系统工作正常；检查整车控制器、动力电池管理单元、驱动电机控制器状态，以确保动力系统工作正常。只有在以上条件均满足时才允许车辆启动，从而保证了车辆安全地启动以及行驶。通过运用上述众多的判断条件，保证了车辆启动系统的安全性、可靠性。

进一步地，钥匙认证、防盗认证和解锁认证均设置有冗余判断措施，冗余判断措施具体为采用CAN总线及硬线同时对认证结果是否成功进行判断，必须同时满足认证成功才能进入后续流程。通过上述可靠的冗余逻辑、复杂的认证协议，进一步保证了车辆启动系统的安全性、可靠性。

另外本发明还提供了一种纯电动汽车无钥匙启动的控制系统，包括智能钥匙、无钥匙控制器、动力电池管理单元和驱动电机控制器，

智能钥匙，用于将钥匙ID码发射出去，具体可以是通过无线射频识别技术将钥匙ID码以无线高频信号的形式发射出去，上述通过射频识别技术实现钥匙ID码的无线发射仅仅是本发明实施例的一种优选地举例还可以是远红外技术、蓝牙技术等等；

无钥匙控制器，用于与钥匙ID码匹配，进行钥匙认证；

动力电池管理单元，用于控制车辆上电；

驱动电机控制器，用于控制驱动电机使能。

上述纯电动汽车无钥匙启动的控制系统采用了上述纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，由于该方法具有上述技术效果，因此应用了该方法的系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，纯电动车无钥匙启动控制系统在实际应用过程中，一般包括无钥匙控制器(PEPS)、整车控制器(VCU)、驱动电机控制器(IPU)、网关控制器(GW)、智能钥匙(SK)、电子转向锁(ESCL)、制动开关(BS)、换挡机构(SL)和启动/停止开关(SSS)。通过CAN总线及硬线通讯，无钥匙控制器(PEPS)检测启动条件：智能钥匙位置、电子转向锁状态、制动开关状态、换挡器档位，驱动电机运行状态以及防盗认证状态，并判断自身启动系统和动力系统是否正常工作，综合判断以上信息是否满足启动条件，最终控制车辆启动。

其中，无钥匙控制器、整车控制器、智能钥匙组成车辆防盗的载体，在整车下线匹配时，完成防盗学习。即无钥匙控制器、整车控制器根据车架号(VIN码)通过安全加密算法计算出各自安全密码从而与车辆匹配；无钥匙控制器通过ID码与智能钥匙匹配，完成配置后的智能钥匙会根据防盗算法产生密钥，整车控制器根据智能钥匙密钥完成防盗学习。每当车辆启动时，必须保证成功通过钥匙认证、防盗认证。

钥匙认证，即低频天线通过无线频信号循环检测智能钥匙，当智能钥匙接收到低频信号，运用RFID技术，将钥匙ID码以无线高频信号的形式发射出去，通过射频接收器进行接收。无钥匙控制器再根据之前配置的ID码进行校核，若ID码相互匹配，则认证通过。只有认证通过后，无钥匙控制器才可切换整车电源档位。此过程用于确保合法的钥匙在车内，防止以非法的途径进入车辆，启动车辆。

防盗认证，即在整车电源档位为ON时，整车控制器与无钥匙控制器进行针对于启动流程的认证，以确保是先前下线配置时学习过防盗的两个控制器。并且可防止非法人员破译钥匙或直接更换无钥匙控制器、整车控制器对车辆进行启动。

车辆的启动不仅需要满足防盗的要求，还需保证启动车辆的安全。确保涉及启动、行驶的主要零部件无异常情况才可启动。例如，需要检查制动开关状态，以确保制动系统工作正常；检查电子转向锁状态，以确保转向系统工作正常；检查换挡器状态，以确保传动系统工作正常；检查整车控制器、动力电池管理单元、驱动电机控制器状态，以确保动力系统工作正常。只有在以上条件均满足时才允许车辆启动，从而保证了车辆安全地启动以及行驶。

本系统为保证安全性、可靠性，运用了众多的判断条件、可靠的冗余逻辑、复杂的认证协议，但仍能保证便捷的操作性，用户只需携带钥匙、踩下刹车、按下启动开关即可完成车辆启动。

为了本领域技术人员更好的理解本发明提供的技术方案，下面结合具体的应用场景进行举例说明：

如图1所示，本发明通过无钥匙控制器(PEPS)3实现各种信息的采集、逻辑运算、处理、发出控制指令。

使用时，用户通过踩下刹车踏板触发制动开关(BS)2，并按下启动/停止开关(SSS)1，激活整个启动流程。无钥匙控制器3通过硬线监测到启动/停止开关1和制动开关2的触发信号后，唤醒低频天线4。低频天线4通过无线低频传输方式检测智能钥匙5是否在车内。若在车内，智能钥匙5收到低频信号后会发出无线射频信号通过射频接受模块6将信息传送到无钥匙控制器3。此时，无钥匙启动系统判定为合法的钥匙在车内，并控制整车电源档位依次从OFF、ACC到ON档。

当电子转向锁8监测到整车电源档位为ACC时，开始解锁转向管柱，并将解锁信息发送到B-CAN 13上。当整车控制器9监测到整车电源档位为ON时，将防盗认证请求发送到N-CAN 14，通过网关控制器10进行路由，与无钥匙控制器3开始进行动力系统防盗认证程序，并将认证结果通过发送到CAN总线上。若认证通过，无钥匙启动系统判定为合法的启动流程，并允许整车启动。

无钥匙控制器3综合各项启动条件：通过CAN总线检测智能钥匙认证状态和动力系统防盗认证状态；通过换挡机构7检测档位是否为P档；通过B-CAN 13检测电子转向锁8是否存在故障、是否解锁；通过整车控制器9监测驱动电机运行状态。若满足智能钥匙认证成功、动力系统防盗认证成功；换挡机构7档位在P档；电子转向锁8无故障并解锁；驱动电机未运行，则通过CAN总线及硬线发出启动请求信号至整车控制器9。整车控制器9确认CAN总线与硬线启动信号一致后，通过电池管理控制器11将动力电池高压上电，通过驱动电机控制器12将驱动电机使能，并将驱动电机运行状态反馈给无钥匙控制器3。当无钥匙控制器3接收到驱动电机正在运行信号后，结束整个启动流程。

如图2所示，包含本系统全部信息状态，每种状态的切换均有相应信号的判断，以及失效处理；其中关键的状态切换，均增加了冗余判断措施，即采用CAN总线及硬线同时对关键信号(即认证结果是否成功等信号)进行判断，必须满足信息一致才可进行状态切换；总体流程及局部认证流程增加时间控制，超时则流程失败。保证了启动系统的可靠性、安全性、防盗性。

a启动开关信号为无钥匙启动系统的触发信号，若此信号故障，启动/停止开关指示灯显示琥珀色，提示用户开关故障。

b制动开关信号用于判断制动踏板状态，和激活低频天线循环检测钥匙是否在车内。启动时必须踩下制动踏板，从而保证车辆安全，不会因突然启动致使车辆蠕行，发生危险。若无此信号(包含故障)，组合仪表会提示“请踩下刹车”。

c低频天线循环检测智能钥匙，当钥匙接受到低频信号后，将ID码通过射频信号发送于PEPS，控制器根据整车下线时智能钥匙学习结果进行认证。若此过程出现故障，则系统判定没有合法钥匙不允许启动车辆，并通过组合仪表提示“未检测到钥匙”。

d PEPS控制器会对钥匙认证结果进行判断，认证成功后，方可控制整车电源档位，即控制档位从OFF-ACC-ON-ST。

e整车电源档位从OFF-ACC档。

f电子转向锁监测到ACC档电源信号后，执行对转向管柱解锁操作。ESCL同时判断CAN线和硬线电源信号，只有同时满足条件时电子转向锁才可解锁。

g整车电源档位从ACC-ON档

h整车控制器检测到ON档电源信号后，触发防盗认证信号，开始防盗认证流程。

i防盗认证流程完成了智能钥匙、启动控制器、动力控制器三者间的认证，若缺失任一条件，则车辆禁止启动。该流程需对时间进行精确的控制，即使算法成功匹配，但认证超时，视同为认证失败。

g将防盗认证结果发送至CAN总线，作为启动条件。

k电子转向锁将状态发送至CAN总线，其中必须包含故障状态、解闭锁状态。若电子转向锁故障或未解锁，车辆不允许启动，同时启动开关绿色指示灯通过闪烁的方式进行提示。

l换挡器将状态同时使用硬线及CAN总线发送至PEPS，其中必须包含故障状态、档位状态。若档位失效或存在故障，组合仪表通过闪烁的屏幕显示的档位进行故障提示。

m驱动电机状态信息发送至CAN总线，其中必须包含故障状态、运行状态。若驱动电机存在故障，组合仪表通过故障指示灯进行显示。

n若g、h、i、j、k、l、m中任一信号或状态不满足或超出流程控制时间，则退出整车启动流程，整车电源档位回到ON档状态。

o若g、h、i、j、k、l、m中所有信号或状态满足，则PEPS控制器发出启动请求信号，信号包含CAN线的请求信号及硬线的ST电源档位切换信号。

p整车控制器同时检测到启动请求信号、及ST电源档位信号时，发出高压上电及驱动电机使能请求。

q动力电池管理单元综合判断高压系统情况，控制车辆高压上电。

r驱动电机控制器综合判断驱动电机情况，控制驱动电机使能。

s、t动力高压上电、驱动电机使能，车辆完成启动，流程结束。

以上对本发明所提供的纯电动汽车无钥匙启动的控制方法及系统进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纯电动汽车无钥匙启动的控制方法，其特征在于，该方法包括:

获得无钥匙启动请求(100)；

判断是否满足启动条件(200)，所述启动条件包括钥匙认证成功和防盗认证成功，且所述钥匙认证为钥匙ID码的匹配认证；

所述钥匙认证，具体为智能钥匙通过无线射频识别技术将钥匙ID码以无线高频信号的形式发射出去，无钥匙控制器通过射频接收器进行接收，若接收的ID码与无钥匙控制器之前配置的ID码相互匹配，则认证成功，否则认证失败；

所述防盗认证具体为：当钥匙认证成功后，所述无钥匙控制器控制整车电源档位为ON时，整车控制器与所述无钥匙控制器针对于启动流程进行认证，若所述整车控制器与所述无钥匙控制器是先前下线配置时学习过防盗的两个控制器，则防盗认证成功；否则防盗认证失败；

当满足所述启动条件时，动力电池管理单元控制车辆上电，驱动电机控制器控制驱动电机使能，无钥匙启动完成。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钥匙认证失败时，通过组合仪表显示“未检测到钥匙”的提示信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述无钥匙控制器控制所述整车电源档位为ON之前，还包括所述无钥匙控制器控制所述整车电源档位从OFF-ACC档位，且当电子转向锁监测到ACC档电源信号后，执行对转向管柱的解锁操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述电子转向锁执行对转向管柱的解锁操作之前，还包括解锁认证，所述解锁认证具体为，所述电子转向锁还需判断CAN线和硬线电源信号是否无异常，若无异常，则执行所述解锁操作；若有异常，则不执行所述解锁操作。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钥匙认证、所述防盗认证和所述解锁认证均设置有认证时间阈值，当任何一种认证超出所述认证时间阈值时，启动流程结束。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述启动条件还包括动力系统认证成功，所述动力系统认证具体为，检测涉及启动、行驶的主要零部件是否无异常情况，若是则认证成功；若否则认证失败，启动流程结束。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钥匙认证、所述防盗认证和所述解锁认证均设置有冗余判断措施，所述冗余判断措施具体为采用CAN总线及硬线同时对认证结果是否成功进行判断，必须同时满足认证成功才能进入后续流程。

8.一种纯电动汽车无钥匙启动的控制系统，其特征在于，包括智能钥匙、无钥匙控制器、动力电池管理单元和驱动电机控制器，

所述智能钥匙，用于将钥匙ID码发射出去；

所述无钥匙控制器，用于与钥匙ID码匹配，进行钥匙认证和防盗认证，所述钥匙认证，具体为智能钥匙通过无线射频识别技术将钥匙ID码以无线高频信号的形式发射出去，无钥匙控制器通过射频接收器进行接收，若接收的ID码与无钥匙控制器之前配置的ID码相互匹配，则认证成功，否则认证失败；

所述防盗认证具体为：当钥匙认证成功后，所述无钥匙控制器控制整车电源档位为ON时，整车控制器与所述无钥匙控制器针对于启动流程进行认证，若所述整车控制器与所述无钥匙控制器是先前下线配置时学习过防盗的两个控制器，则防盗认证成功；否则防盗认证失败；

所述动力电池管理单元，用于控制车辆上电；

所述驱动电机控制器，用于控制驱动电机使能。