10.16638/jki.1671-7988.2021.011.055
徐州汽车站马森，张立峰，刘艳红，陈佳龙
（北汽福田汽车股份有限公司工程研究总院，北京102200）
摘要：文章主要讲PEPS（Passive Entry & Passive Start，被动进入与被动启动）系统的车辆在使用过程中出现的无法检测到钥匙的故障分析过程、故障排除过程。熟悉PEPS控制单元的工作原理，并结合总线数据采集设备（如CANoe、PEAK等），可快速锁定故障原因，制定解决措施，及时将问题封闭。
关键词：被动进入与被动启动；钥匙；总线数据
中图分类号：U463.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)11-171-03
Failure Analysis and Troubleshooting for Vehicles with PEPS System that
Cannot Detect the Key
Ma Sen, Zhang Lifeng, Liu Yanhong, Chen Jialong
( Beiqi Foton Motor Co., Ltd., Engineering Research Institute, Beijing 102206 )
Abstract: This article mainly talks about the failure of the vehicle with the PEPS system that cannot detect the key. The engineers need to perform fault analysis and troubleshooting. The engineers familiar with the working principle of PEPS control unit, combined with bus data acquisition equipment (Such as CANoe, PEAK, etc.). The cause of the failure can be quickly identified, and we can formulate solutions in time to close the problem in time.
Keywords: Passive Entry & Passive Start; Key; Bus data
CLC NO.: U463.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)11-171-03
引言
PEPS（Passive Entry & Passive Start，被动进入与被动启动）系统在汽车中的应用是智能化技术与汽车制造技术的结合，未来有很大的发展空间，汽车大量普及后，PEPS系统以其使用方便和防盗性能高等特点，逐渐得到广大用户的认可和接受。驾驶员在随身携带智能钥匙的前提条件下进入车内，按下一键启动开关或者转动一键启动旋钮，PEPS控制器与智能钥匙通过复杂的双向身份认证，且PE
PS控制单元其他判断条件满足，即可以实现启动车辆。本文就PEPS控制器与智能钥匙认证过程中产生的故障进行分析、排查[1]。1 故障现象
驾驶员按下一键启动开关，整车进行电源切换或者启动时，会偶尔切换或启动失败，并在仪表中出现“未检测到钥匙”，“请把钥匙放在备用天线上”的提示。插拔蓄电池后，再次按下一键启动开关，整车可以正常切换电源或者启动发动机，但是多次切换电源或启动车辆，故障再现。
2 PEPS系统工作原理
描述的故障主要涉及PS（Passive Start，被动启动）功能，因此主要介绍PS系统工作原理。PS系统主要由PEPS 控制器、智能钥匙、低频天线、RF接收器、电子转向柱锁等组成。PS系统的原理如图1所示。各部分功能如下[2]：（1）PEPS控制器：实现一键启动车辆、无钥匙进入车
作者简介：马森，本科，就职于北汽福田汽车股份有限公司工程研
究总院，研究方向：车身电子开发。
汽车遥控器171
汽车实用技术
172 辆、整车电源管理、备份启动、提示功能、发动机防盗等功能；
（2）低频天线：发出低频信号，唤醒智能钥匙。其中多功能低频天线复用作IMMO 天线，可用于备份启动；
（3）智能钥匙：通过无线通信，与PEPS 控制器完成合法认证，实现车辆车门解闭锁、可带有启动车辆功能的部件[3]；
（4）RF 接收器：可接受智能钥匙发出的射频信号，并通过LIN 通信与PEPS 控制器交互；
（5）备份启动功能：智能钥匙电池电量不足或者RF 接收器出现故障，则可通过IMMO 天线与智能钥匙进行低频通信，实现与PEPS 控制器的合法认证。
图1 PS 系统原理图
3 故障分析与排除
3.1 原理分析
手动挡起步不给油行不行由故障现象可推知此故障与PEPS 查询钥匙的功能有关，图1标注了查询钥匙的基本原理，PEPS 控制器驱动低频天线发送低频信号，智能钥匙被低频天线唤醒并发出射频信号，RF 接收器接收到智能钥匙发送的携带身份信息的射频信号后通过LIN 总线发送给PEPS 控制器，由PEPS 控制器判断钥匙是否合法。下面图2详细描述了PESP 控制器查询钥匙的工作原理[4]。 3.2 故障分析
图2已经描述了PEPS 控制器查询钥匙的详细流程，根据故障现象，仪表提示“未检测到钥匙”，推测无法启动的原因有以下几点：
（1）驱动低频天线的软件存在问题； （2）低频天线硬件损坏；
（3）智能钥匙无法被低频信号唤醒；
（4）RF 接收器未接收到智能钥匙的射频信号； （5）PEPS 控制器无法与RF 接收器进行LIN 通信； （6）PEPS 控制器与智能钥匙认证不通过； （7）PEPS 控制器内部存储的秘钥丢失。
图2 PEPS 控制器查询钥匙原理图
3.3 故障排除
故障排查的思路如下：未使用数据采集设备时，操作智能钥匙相关功能，锁定故障复现时的规律，可排除部分推测原因；使用数据采集设备时（如：示波器、CANOE 等），可看到钥匙和PEPS 控制器交互的详细信息，从而锁定故障真因。
排查步骤1：验证智能钥匙遥控功能。 现象：车辆遥控解闭锁功能正常。
结论：智能钥匙发出的射频信号可以由RF 接收器正常接收，RF 接收器与PEPS 控制器可正常进行LIN 通信，并且PEPS 能够与智能钥匙完成合法认证，车辆实现解闭锁功能。
排查步骤2：使用总线采集设备PEPS 控制器的CAN 总线数据和RF 接收器LIN 总线数据，并做如下操作：将智能钥匙放在车内，按下一键启动开关。
现象：故障再现时，图3中的数据显示，当按下一键启动开关时，PEPS 控制器发出的钥匙位置为无效值，接着发送“未检测到钥匙的提示”。
结论：根据排查步骤1的结论，PEPS 系统的射频和LIN 通信正常，可推断智能钥匙未被低频信号唤醒，该系统的低频通信存在问题。
马森 等：PEPS 系统车辆无法检测到钥匙故障分析与排查
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起亚k5混动图3 故障时总线波形图
排查步骤3：更换低频天线。 现象：故障依旧存在。
结论：原车低频天线硬件未损坏。
排查步骤4：使用示波器分别采集故障时低频天线的波形和正常时低频天线的波形。
现象：如图4所示1号波形为故障时的低频波形，3号波形为正常工作时的低频波形。
汽车测速器图4 低频天线波形图
结论：故障时，低频天线未发出低频信号，且低频天线正常，故推测低频驱动的软件存在问题。
大众迈腾价格排查步骤5：根据步骤四的推断，软件工程师重新核查低频驱动的代码，并测量低频天线的驱动电流。
现象：故障复现时，低频驱动芯片（LF Driver ）的chip fault 数据位变为1，且驱动电流趋近于0。
结论：LF Driver 的chip fault 数据位变为1，表示LF Driver 因驱动电压过大进入保护模式，造成短时间内无法驱
动低频天线，无法唤醒智能钥匙，导致PEPS 无法检测到智能钥匙。
4 解决措施
（1）降低PEPS 控制器驱动低频天线的电压，重新进行PEPS 系统的标定；
（2）优化软件逻辑，当PEPS 控制器的MCU 检测到低频驱动芯片进入保护模式，立即将低驱芯片重置，使其恢复到正常工作模式。
PEPS 控制器更改软件后，每天启动超过10次，跟踪6个月，故障未复现。
5 总结
解决偶发无法检测到钥匙的问题，关键在于捕捉到故障复现时相关输入、输出变化的规律，根据具体功能的逻辑进行分解可能潜在的故障原因，并结合总线数据分析，最终锁定故障真因。此问题的分析解决思路可以延伸PEPS 系统车辆其他无法启动的问题，同时也给设计开发人员提出新的要求，在开发过程中应将元器件的芯片手册理解透彻，有助于构建出更加冗余的软件框架，进而提升汽车的智能化水平。
参考文献
[1] 张阿珍，詹德凯，李洪雷，等.无钥匙进入与一键启动系统研究与设
计[J].汽车零部件,2014(9):25-27.
[2] 秦浩，欧建平，陈文强，等.无钥进入及启动系统介绍[J].汽车电器,
2011(6):42-45.
[3] 马丽宾，王兴隆，熊先圣.汽车电磁场强自动测量系统的软件设计
[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2011,28(5):520-523. [4] 王兴隆.汽车PEPS 电磁场自动标定系统设计与实现[D].重庆：重
庆大学,2011.
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