無鑰匙進入系統原理

最新 09-12

導語

隨著汽車的普及和發展，人們對汽車的智能化和舒適性要求越來越高。為滿足人們對汽車的這些要求，汽車無鑰匙進入、啟動系統應運而生。汽車無鑰匙進入、啟動系統包括無鑰匙進入、無鑰匙啟動兩大功能，簡稱CAPE（Car Access Passive Entry）,是在RKE(Remote Keyless Entry 遙控門禁系統)基礎上發展起來的汽車電子技術。作為新一代的防盜及駕駛技術迅速發展壯大，並且已從高端車市場逐步進入中級車市場。

一、功能

無鑰匙進入包括無鑰匙解鎖車輛、無鑰匙上鎖車輛、無鑰匙開啟後備箱。駕駛者不需要拿出鑰匙，只需將智能鑰匙裝在身上或放在放在隨身包內，靠近車外天線1m內，直接拉動車門或按動車門把手開關按鈕後，車門門鎖自動解鎖或自動上鎖，並可以被打開或鎖死。無鑰匙啟動即駕駛員不用拿出鑰匙，只要鑰匙在車內，踩制動踏板或離合器底部開關後，直接按下起停開關，車輛即可啟動。

二、結構

CAPE系統由無鑰匙進入/啟動控制器CAPE ECU、啟停開關、電子轉向柱鎖ESCL(Electronic Steering Column Lock)、門把手、後備箱開啟按鈕、天線、智能鑰匙UID(User Identifier Device)、車身控制模塊BCM(BodyControl Module)、發動機控制模塊ECM(Engine Control Module)等零部件組成，各零部件在整車中的位置如圖1所示。

圖1 CAPE系統各零部件在整車中位置

1、無鑰匙進入/啟動控制器

無鑰匙進入/啟動控制器是整個系統的核心。它負責接收門把手內感測器信號、後背門開啟按鈕信號、制動踏板信號、檔位開關信號、離合器開關信號；控制低頻天線發出低頻信號，與儲存在智能鑰匙內的低頻信號比較，實現與UID之間的認證，實現車輛的無鑰匙進入、啟動功能。

2、起停開關

起停開關代替傳統的點火開關，安裝在副儀錶板點煙器左側，方便駕駛員按下起停開關。駕駛員可以通過按下起停開關接通ACC、IG、START繼電器，進行車輛電源的ACC、ON、START、OFF之間的轉換。開關內部包括2組開關、帶IMMO（Immobilizer）線圈、帶IMMO基站晶元。2組開關防止一路開關失效，另一路開關可以備用起動，IMMO線圈、IMMO基站晶元作為鑰匙虧電或電量低時，與CAPE ECU通信，實現與ECM防盜認證，從而起動車輛。

3、門把手

汽車前門把手（左前門/右前門各一）內封裝低頻天線以及觸摸感測器或電容感測器。門把手天線用於在門把手周圍特定區域發射徵詢低頻信號，與隨身攜帶的UID認證。認證通過後，才允許進入或退出。感測器用於觸發被動進入退出動作。

4、後備廂開啟按鈕

汽車後備廂開啟按鈕是從行李廂被動開啟的開關，安裝在後背門右牌照燈右側。它負責觸發CAPE ECU控制低頻天線發送低頻信號，與UID認證，認證通過後，才允許開啟行李廂。

5、天線

安裝於內部和外部，共6根，內部天線分別安裝在儀錶板中部音響後部、副儀錶板後部扶手支架上、行李廂後隔板下方，外部天線分別安裝在左、右扶手內部、後防撞鋼樑中部。它受CAPE ECU控制，適時向外發出125kHz的低頻信號。

6、智能鑰匙

智能鑰匙接收低頻天線發出的125kHz信號，發送433 MHz的應答信號，與CAPE ECU認證。認證通過後，實現無鑰匙進入、起動功能。UID一般有3個按鍵，實現遙控打開車門門鎖、遙控打開後備廂、遙控閉鎖功能。機械鑰匙集成UID內，僅用於應急打開車門，不能用來起動發動機。

7、電子轉向鎖

電子轉向鎖安裝在轉向管柱上，是防盜系統的一部分，它通過CAN（Controller Area Network控制器區域網絡）匯流排與BCM、ECM、CAPE ECU通信，使內部電動機動作，實現對轉向管柱進行解鎖與閉鎖。

8、車身控制模塊

車身控制模塊安裝在儀錶板橫樑右側，負責接收門狀態信號，UID認證通過後，判斷是驅動電動機解鎖還是開鎖。

9、發動機控制模塊

發動機控制模塊安裝在BCM右側，當UID認證通過後，接收到起停開關起動信號，閉合起動繼電器，起動發動機。

三、系統工作原理

無鑰匙系統原理如圖2所示。CAPE ECU通過CAN匯流排與BCM、ECM、 ESCL進行通信，CAPE ECU從匯流排上獲得車速信號、發動機轉速信號、車門狀態信號、ESCL狀態、發動機運轉情況等信息，通過匯流排與ECM、ESCL進行防盜認證。CAPE ECU把從開關或感測器得到的檔位信號、制動開關信號、離合開關信號，發送至CAN匯流排上，實現信息共享。

圖2 CAPE系統框圖

四、系統工作過程

1、無鑰匙解鎖開門

當駕駛員持有UID靠近左前門車門把手天線1m內後，直接拉動左前門把手，左前門把手內的感測器便給CAPE ECU一個左前門需要打開的信號，CAPE ECU開始驅動門把手內的低頻天線發出125 kHz低頻信號，駕駛員身上的UID將接收到的低頻信號與自身保存的信息比較，認證通過後，UID發射433 MHz的高頻加密信號。CAPEECU將接收到的高頻信號解密，通過 CAN匯流排將信息傳送給BCM，BCM驅動門鎖電動機解鎖，門鎖解鎖後所有車門可以被打開，駕駛員便可進入車內。只有先打開左前門，其他車門和後備廂才允許被打開。無鑰匙解鎖工作流程如圖3所示。

圖3 無鑰匙解鎖工作流程

2、無鑰匙上鎖

當駕駛員拿有效的UID下車關閉所有車門後CAPE ECU通過室內低頻天線發出125 kHz低頻編碼信號，查詢鑰匙是否在車內。駕駛員觸發門把手閉鎖，CAPE ECU通過門把手內的低頻天線125 kHz低頻信號查詢車外有效區域內是否存在合法的UID。當判斷車內無合法的UID，而車外存在合法的UID時，CAPEECU發送信息，通過CAN匯流排傳輸給BCM，BCM驅動門鎖電動機閉鎖，所有車門上鎖。無鑰匙上鎖工作流程如圖4所示。

圖4 無鑰匙上鎖流程

3、無鑰匙開啟後備廂

無鑰匙開啟後備廂功能是有效鑰匙在後保險杠1m之內，才能操作後備廂開啟按鈕打開後備廂。當駕駛員按動後備廂開啟按鈕後，該信號首先傳送到CAPE ECU， CAPE ECU開始激活後部天線，天線發出一個低頻鑰匙信號，UID捕獲到低頻信號，與自身儲存的低頻信號比較，認證通過後，UID發射一高頻加密信號，CAPE ECU將接收到的高頻信號解密，通過CAN匯流排將信息傳送給BCM，BCM驅動後備廂電動機解鎖。只要車門沒有上鎖，輕輕按動後備廂開啟按鈕，BCM就可以直接打開後備廂。無鑰匙開啟後備廂工作流程如圖5所示。