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原文传递基于模型开发的汽车无钥匙启动控制器的设计与实现

论文题名：	基于模型开发的汽车无钥匙启动控制器的设计与实现
关键词：	汽车无钥匙启动控制器;模型开发;防盗性能;位置判断;功能设计
摘要：	无钥匙启动系统也被称为智能进入和智能启动（Passive Entry and Passive start）系统（下文简称PEPS系统），它允许用户在不直接操作钥匙的情况下，对汽车门及后备箱进行解、闭锁操作和启动引擎。当用户手捧东西不方便拿出钥匙进行遥控解锁时，无钥匙启动系统为用户提供便利，在用户靠近车辆时，自动将车门解锁，用户进入车内后，只需按动启动开关，就可以启动车辆，整个过程（进门和启动）都不再需要用户拿出或直接操作钥匙。当用户要离开车辆时，无钥匙启动系统也不再需要用户再操作钥匙进行锁车，而会根据用户离开车辆的距离自动将车门上锁，避免了用户因忘记锁车而丢失财物的风险，在提供便捷的同时也提高了车辆的防盗性能。　　PEPS系统应用射频识别技术查询用户携带的智能钥匙是否已授权和智能钥匙的位置，以实现车辆自动解、闭锁和无钥匙启动。汽车内的电磁环境复杂，车辆外形和电器件布置也千差万别，这些都会导致钥匙位置的误判断(即当用户离开车辆而智能钥匙在车内时，PEPS系统发生误判断认为智能钥匙在车外将车辆自动上锁造成用户无法再进门或者驾驶员还在车外时，PEPS系统发生误判断认为智能钥匙在车内，另一个无钥匙的乘员将车辆误启动)，如何在一定误差范围内准确识别智能钥匙的位置是实现PEPS系统功能的关键。同时在智能启动过程中除验证钥匙的位置和合法性外，PEPS控制器还需控制电子转向管柱锁和整车电源分配，在车辆行驶过程中若PEPS控制器出现故障导致电子转向管柱被锁死造成方向盘无法转动或者导致整车断电造成发动机突然熄火，这些都会导致用户的人身安全面临危险，因此安全设计在PEPS控制器开发中显得尤为重要。　　针对PEPS控制器的复杂功能和安全设计要求，论文提出一种基于模型开发PEPS控制器的方法，通过Matlabstatflow对PEPS控制器的所有逻辑进行建模，将复杂功能分层并在模型中设计具体逻辑，用图形化的语言实现逻辑，通过对整车场强强度进行标定和使用模型判断智能钥匙位置的方法，实现了智能钥匙位置的准确识别，并将智能钥匙位置的判断与具体功能的实现分开设计，提高了PEPS控制器针对不同车型应用的适应性。并通过双MCU的设计控制电子转向管柱锁，整车电源分配等涉及人身安全的功能，提高安全性能。　　论文主要开展以下工作：（1）论文以PEPS控制器为研究对象，首先分析和研究PEPS系统由哪些部件组成，如何在整车上工作，再研究PEPS控制器在系统中所负责的功能，如何与系统中其它零部件协同工作以实现功能。（2）在全面分析PEPS控制器的功能和特点的基础上，针对其复杂功能和安全设计要求，论文采用基于模型的开发流程，用模型实现PEPS控制器的所有逻辑，用图形化的语言将复杂功能化整为零，分级进行模型的设计与实现。并采用双MCU（MC9S12ET256，STM8AF6166）设计，相互校验共同完成电子转向管柱锁，整车电源分配的控制，满足安全性能方面的需求。（3）提出一种整车场强强度的标定方法，用模型实现智能钥匙位置的判断，将其与具体功能的实现分开设计，提高了PEPS控制器针对不同PEPS系统应用的适应性（4）最后对PEPS系统进行测试验证，测试结果表明PEPS控制器满足系统需求，实现了全部功能，证明论文所开展工作的正确性和实际应用价值。
作者：	杨凤龙
专业：	软件工程
导师：	王赓;褚秉华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文