PEPS无钥匙进入系统-传统PEPS与数字钥匙系统
时间：2022-09-26 01:00:00
目录
PEPS系统介绍
1、什么是PEPS
2、 传统PEPS
2.1 PEPS系统架构图
2.2 PEPS硬件框图
2.3 PEPS控制器MCU选型参考(NXP)
2.4 低频驱动器 LF Driver (NXP)
2.5 超高频接收器 UHF Receiver
2.6 芯片应用于钥匙端
3、 PEPS系统功能
3.1 PE功能(无钥匙进入)
3.2 PS功能(无钥匙启动)
3.3 RKE功能
3.5 远程功能
3.6 报警提示
4、 数字钥匙系统（BLE NFC UWB）
4.0.1 数字钥匙系统性能参数
4.0.2 整车布置数字钥匙
4.1 NFC系统
4.2 BLE系统
4.3 UWB系统
1、什么是PEPS
无钥匙进入和启动系统简称 PEPS （Passive Entry Passive Start）系统，由 智能钥匙中的射频控制器（RF）发射器和汽车端的接收器、LF由驱动天线、启动开关等组成。当钥匙 在有效范围内，车主拉门或按下一键启动开关，相应的模块将发送终端 唤醒主控制器，开始整个通信过程。整个过程不需要钥匙就可以打 开门或启动发动机。
- 传统PEPS
2.1 PEPS系统架构图
PEPS系统组件：
- PEPS系统控制器：负责功能逻辑处理，钥匙定位，LF天线驱动，RF信号接收，ESCL控制
- 电子钥匙：发送遥控命令和位置信号
- LF天线：负责发送LF信号（125KHz/134KHz）
- 启动开关：启动点火信号，IMMO认证
- 门把手：负责触发解锁信号LF信号
- ESCL: 锁定方向盘管柱，防盗
2.2 PEPS硬件框图
2.3 PEPS控制器MCU选型参考(NXP)
MCU选型参考较多，以下仅为NXP品牌选型参考；非接受NXP广告费，只是懒得整理更多的比较，以下其他芯片选择参考也是
| Items |
S32K116 |
S32K118 |
S32K142 |
S32K144 |
S32K146 |
S32K148 |
| CPU |
ARMCortex-M0 |
ARMCortex-M4F |
||||
| Frequency |
48MHz |
80MHzor112MHz |
||||
| Flash/RAM |
128KB/17KB |
256KB/25KB |
256KB/32KB |
512KB/64KB |
1MB/128KB |
2MB/256KB |
| LPSPI |
1x |
2x |
2x |
3x |
||
| LPUART/LIN |
2x |
2x |
3x |
|||
| FlexCAN |
1x (1x with FD) |
2x (1x with FD) |
3x (1x with FD) |
3x (2x with FD) |
3x (3x with FD) |
|
| GPIO |
up to 43 |
up to 58 |
up to 89 |
up to 128 |
up to 156 |
|
| 工作电压（Vcc） |
2.7~5.5V |
2.7~5.5V |
||||
| 温度范围 |
-40℃ to + 105℃ / +125℃ |
-40℃ to + 105℃ / +125℃ |
||||
| Function Safety |
capable up to ASIL-B |
capable up to ASIL-B |
||||
| Packages |
32-pin QFN 48-pin LQFP |
48-pin LQFP 64-pin LQFP |
48-pin LQFP 64-pin LQFP 100-pin LQFP |
48-pin LQFP 64-pin LQFP 100-pin LQFP 100-pin MAPBGA |
64-pin LQFP 100-pin LQFP 144-pin LQFP 100-pin MAPBGA |
100-pin LQFP 144-pin LQFP 176-pin LQFP 100-pin MAPBGA |
2.4 低频驱动器 LF Driver (NXP)
LF Driver主要品牌有NXP、ATMEL、TI等方案，以下为NXP品牌选型参考，其他品牌未有整理，不列出，如ATMEL ATA5291 ATA5279；TI TPIC84125、TRF4140等
| Items |
PCF7991 |
NJJ29C0 |
NJJ29C2 |
| 通讯方式 |
SPI |
SPI |
SPI |
| 工作频率 |
125kHz |
125kHz |
125kHz |
| 工作电压 (Min) (V) |
4.5 |
5 |
5 |
| 工作电压 (Max) (V) |
5.5 |
28 |
28 |
| LF 驱动器通道数 |
1 |
6 |
5-9 |
| 安全等级 |
AEC-Q100 |
AEC-Q100 |
AEC-Q100 |
| 温度范围(C) |
-40~85℃ |
-40~105℃ |
-40~105℃ |
| 封装 |
SO14 |
HVQFN56 |
HVQFN56 |
| 备注 |
1 x IMMO |
1 x IMMO |
2 x IMMO，有 High Power 模式 |
2.5 超高频接收器 UHF Receiver
UHF receiver 常见品牌较多，如TI、NXP、INFINEON、ATMEL等，以下为NXP品牌列举，其他品牌未有整理，不列出，常见ATMEL ATA5781; INFINEON TDA5235等。
| Items |
NCK2910 |
NCK2912 |
NCK2913 |
NCK2983 |
| 通讯方式 |
SPI |
SPI / UART |
SPI / UART |
SPI / UART |
| 接收频率 |
310~928MHz |
310~960MHz |
310~960MHz |
315~950MHz |
| 电源电压 (Min) (V) |
2.85 |
1.9 |
2.1 |
2.1 |
| 电源电压 (Max) (V) |
5.5 |
5.5 |
5.5 |
5.5 |
| 安全等级 |
AEC-Q100-005 |
AEC-Q100-005 |
AEC-Q100-005 |
AEC-Q100-005 |
| 工作温度(C) |
-40~125℃ |
-40~125℃ |
-40~125℃ |
-40~125℃ |
| 封装 |
HVQFN32 |
HVQFN48 |
HVQFN48 |
HVQFN48 |
| RX / TX 通道数量 |
1 / 0 |
1 / 0 |
3 / 0 |
3 / 1 |
| 备注 |
P2P |
|||
2.6 钥匙端应用芯片
| Items |
NCF29A1 |
NCF29A7 |
NCF2953 |
| 通讯方式 |
SPI |
SPI |
SPI |
| 车规等级 |
AEC-Q100 |
AEC-Q100 |
AEC-Q100 |
| 供电电压 (V) |
1.8-3.6 |
2.0-3.6 |
2.0-3.6 |
| 加密算法 |
HT2-E, HT3, HT-AES or HT- Pro2 based transponder emulations |
HT2-E, HT3, HT-AES or HT- Pro2 based transponder emulations |
HT2-E, HT3, HT-AES or HT- Pro2 based transponder emulations |
| 温度范围(C) |
-40~85℃ |
-40~85℃ |
-40~85℃ |
| 封装 |
HVQFN32 |
HVQFN32/HVQFN40 |
HVQFN32 |
| 工作频率 |
125kHz |
125 kHz |
125kHz |
| 高频收发器 |
UHF transmitter (310 MHz to 447 MHz) |
UHF transmitter (310 MHz to 447 MHz) |
Interface for external UHF transceiver (e.g. NCF2984 for 2-way RF communication) |
| 备注 |
NCF29A7 比 NCF29A1 的 LF 场强效果更好，能感应更远距离的场强变化，而且 RSSI 精度更 高 |
||
钥匙端应用芯片有集成式的（LF&RF），也有分立式的，常见如：TI RF430、CC1101；INFINEON TDK5101; ATMEL ATA5749；MICROCHIP MICRF112等。以下为NXP品牌对比：
- PEPS系统功能
3.1 PE功能（无钥匙进入）
3.1.1 PKE解闭锁
用户按动门把手按键（或触摸感应开关），触发PEPS控制器驱动LF天线发射低配无线信号寻找车钥匙，车钥匙发射RF信号反馈给PEPS控制器RF接收模块，若车钥匙为本车钥匙，则PEPS控制器通过CAN总线给BCM发送解闭锁命令
3.1.2 PKE升窗功能
在车辆熄火状态，车门关闭情况，长按门把手微动开关，有效钥匙在检测范围内，则执行PKE升窗动作
3.2 PS功能（无钥匙启动）
3.2.1 正常启动
用户按动车内一键启动开关，触发PEPS控制器驱动LF天线发射低配无线信号寻找车钥匙，车钥匙发射RF信号反馈给PEPS控制器RF接收模块，若车钥匙为本车钥匙，则PEPS控制器驱动电源管理继电器吸合（IGN1、IGN2、ACC、ST四个继电器，继电器数量根据实车有所差异）。具体控制哪些继电器吸合还需要判断其他一定的条件：当前电源挡、车速、档位、刹车、离合等信号。
| 电源模式 |
继电器状态 |
| OFF |
所有继电器断开 |
| ACC |
ACC继电器吸合 |
| ON |
IGN1，ACC继电器吸合，电机停止状态 |
| CRANK |
IGN1吸合，ACC继电器断开,发出VCU请求信号 |
| RUN |
IGN1，ACC继电器吸合，电机运转状态 |
清晰可编辑VISIO版本见下述路径：
PEPS电源管理流程图https://download.csdn.net/download/ChrisKKC/85390513
3.2.2 紧急启动
当车辆在运行途中突然熄火，电源档位由RUN切回ACC挡，此时可按启动开关进行点火启动汽车而不用检测汽车钥匙是否在车内
3.2.3 备份启动
当智能钥匙电池没电时，PEPS控制器无法通过低频天线定位智能钥匙位置，只能通过备用天线IMMO功能进行钥匙认证，需要将合法的钥匙靠近备用天线的有效范围内即可进行认证点火
3.2.4 正常熄火
详见电源档位流程图。
3.2.5 紧急熄火
车辆行驶途中，由于刹车失灵或其他故障需要紧急熄火，可长按启动开关3s或3s内连续按下3下，电源即可切换至ACC，发动机即熄火，熄火后3s后才能再次点火
3.2.6 超时熄火
系统电源在ACC挡时，为避免消耗蓄电池，30min内无电源档位变化，未检测到有效的汽车钥匙，则在30min时将电源切换至OFF。
3.3 RKE功能
3.3.1 RKE解锁
在RKE遥控范围内，按下智能钥匙解锁键，解锁车门
3.3.2 RKE闭锁
在RKE遥控范围内，按下智能钥匙闭锁键，闭锁车门
3.3.3 RKE寻车
在RKE遥控范围内，按下智能钥匙寻车键，开启遥控寻车功能
3.3.4 RKE降窗
在RKE遥控范围内，长按智能钥匙解锁键2s以上，执行降窗功能
3.3.5 RKE升窗
在RKE遥控范围内，长按智能钥匙闭锁键2s以上，执行升窗功能
3.4 启动开关LED指示
一般绿色LED点亮指示为寻找到车内有合法钥匙
绿色LED常亮为电源处于RUN挡
黄灯或红灯点亮表明当前处于非OFF电源状态
黄灯或红灯闪烁为未找到合法钥匙
3.5 远程功能
PEPS可根据T-BOX的远程命令实现远程解闭锁、点火、熄火、空调开启等功能
3.6 报警提示
3.6.1 未检测到钥匙提示
正常启动过程中，满足其他前置条件，按下启动开关，若智能钥匙不在车内，则发送未检测到钥匙的提示报文
3.6.2 钥匙不在车内提示
非OFF挡（OFF即熄火）状态，最后一扇车门关闭，PEPS 查找车内智能钥匙，若智能钥匙不在车内，则发送钥匙不在车内提示报文
3.6.3 未挂入空挡提示
踩刹车点火时，档位不在空挡，车内有有效的钥匙，则发送请挂到空挡启动提示报文
3.6.4 请踩刹车启动提示
经过OFF→ACC→ON→OFF 1次循环变化后60s内未踩刹车按下启动开关启动汽车，则发送请踩刹车启动车辆的提示报文
3.6.5 钥匙电量低提示
当连续10次收到智能钥匙电池电量低指示，则PEPS发送钥匙电池电量低的提示报文
3.6.6 启动按键失效提示
当检测到启动开关按键粘滞,即硬线信号有效超过40s，则PEPS发送启动按键失效提示报文
- 数字钥匙系统（BLE + NFC + UWB）
数字钥匙是汽车技术提高的新产物，它的作用为车主可以利用智能手机、电子手环、电子手表等设备最为车钥匙，可以实现无实体钥匙解锁汽车，发动行驶、控制车内温度等操作。
数字钥匙就是通过智能设备代替汽车钥匙，能够解锁车辆、启动发动机、以及监控你的汽车开启次数，车的实时状态等发到你的手机上.
甚至可以把数字钥匙的解锁，行驶权限给到亲友使用，同时也是实体钥匙操作。
4.0.1 数字钥匙系统性能参数
| 序号NO. |
项目 Item |
规格parameter |
| 1 |
正常工作电范围 |
9V～16V |
| 2 |
CAN 总线工作电压 |
6.5V～18V |
| 3 |
正常操作温度 |
-40℃～+85℃ |
| 4 |
存储温度 |
-40℃～+85℃ |
| 5 |
静态电流 |
≤3mA |
| 6 |
工作电流 |
≤200mA |
| 7 |
连接 |
要求仅主蓝牙连接，从蓝牙用跳频监听 |
| 8 |
钥匙信号转发成功率 |
100% |
| 9 |
蓝牙协议版本 |
蓝牙5.0（向下兼容4.2、4.0） |
| 10 |
工作频率 |
蓝牙2.4GHz，UWB 5~10GHZ |
| 11 |
蓝牙接收灵敏度 |
-97db(不大于RF芯片灵敏度5db) |
| 12 |
BLE端场强RSSI（BLE手机） |
1M -50至-74db；5M -68至-79db；10M -69至-85db；15M -79至-92db。（依据实际标定调整） |
| 13 |
发射功率P |
5dBm |
| 14 |
蓝牙信号转CAN信号的成功率 |
100% |
| 15 |
BLE兼容手机能力 |
兼容主流TOP30的手机 |
| 16 |
连接成功率（单次） |
＞90% |
| 17 |
连接成功率（允许最大重连3次） |
＞99% |
| 18 |
鉴权成功率 |
＞99% |
| 19 |
鉴权耗时 |
≤500ms |
| 20 |
连接耗时 |
5米的距离＜2000ms 10米的距离＜4000ms |
| 21 |
蓝牙遥控距离（单体） |
≥50米（空旷场地） |
| 22 |
蓝牙遥控距离（实车） |
≥50米（空旷场地） |
| 23 |
Polling距离 |
≥30米 |
| 24 |
行李箱PE |
以天线为中心，1.5米范围内无盲区 |
| 25 |
探测精度（车窗溢出） |
≤50cm（蓝牙） |
| 26 |
UWB连接距离（单体） |
≥50米（空旷场地） |
| 27 |
UWB连接距离（实车） |
≥30米（空旷场地） |
| 28 |
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