汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)的工作原理與故障診斷

魏秋蘭

（陜西交通職業(yè)技術(shù)學院，陜西 西安 710018）

汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)的工作原理與故障診斷

魏秋蘭

（陜西交通職業(yè)技術(shù)學院，陜西 西安 710018）

無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)已成為中高端汽車的標配，是汽車發(fā)展的新趨勢，本文針對大眾新車型的無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)，簡要闡述了其主要功能，分析了其結(jié)構(gòu)組成和工作原理，以及汽車無鑰匙進入與啟動系統(tǒng)常見的故障和產(chǎn)生原因， 并結(jié)合維修實例說明了故障的檢測診斷步驟和方法。

無鑰匙進入；一鍵啟動系統(tǒng)；電子轉(zhuǎn)向鎖；工作原理

CLC NO.:U472.7Document Code:AArticle ID:1671-7988(2015)07-117-04

引言

隨著汽車的普及與發(fā)展，人們對汽車的智能化和舒適性要求越來越高，為滿足人們的需求，汽車電子化、多媒體化和智能化水平不斷提高，無鑰匙進入與啟動系統(tǒng)應運而生，無鑰匙進入系統(tǒng)PKE（PASSIVE KEYLESS ENTER）采用世界最先進的RFID無線射頻技術(shù)和最先進的車輛身份編碼識別系統(tǒng)，率先應用小型化、小功率射頻天線的開發(fā)方案，成功融合了遙控系統(tǒng)和無鑰匙系統(tǒng)，沿用了傳統(tǒng)的整車電路保護，真正的實現(xiàn)雙重射頻系統(tǒng)，雙重防盜保護，為車主最大限度的提供便利和安全。奔馳、通用、大眾、豐田等高中端品牌的部分車型均已采用了“無鑰匙”系統(tǒng)，無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)替代遙控進入系統(tǒng)已經(jīng)成為必然趨勢[1-6]。

本文以大眾汽車為例，詳細闡述無鑰匙進入及一鍵啟動的功能、部件構(gòu)成、原理及應用。

1、無鑰匙進入與啟動系統(tǒng)的功能

大眾汽車將一鍵啟動和無鑰匙進入整合在一起，稱為Kessy系統(tǒng)或智能鑰匙系統(tǒng)，是由發(fā)射器、接收器、遙控中央鎖控制單元、無鑰匙系統(tǒng)控制單元及相關(guān)線束組成的控制系統(tǒng)[7]。當有效遙控鑰匙在接近范圍內(nèi)，則Kessy系統(tǒng)會將訪問權(quán)限授予該鑰匙，在不操作遙控鑰匙的情況下執(zhí)行以下功能。

（1）無鑰匙解鎖:拉動前門拉手或按動行李廂蓋上的按鈕將實現(xiàn)自動解鎖。

（2）無鑰匙啟動:駕駛員進入車內(nèi)后，無需拿出鑰匙，只要踩住制動踏板或離合器底部開關(guān)后，直接按下ZAT按鈕（一鍵啟動按鈕），發(fā)動機即可啟動。

（3）無鑰匙閉鎖:關(guān)閉車門后通過按動前門拉手實現(xiàn)車門上鎖。

（4）應急啟動:如果無法識別到有效遙控鑰匙（遙控鑰匙內(nèi)的電池電量較少或已耗盡），則將遙控鑰匙頭靠近圖示位置同時按下一鍵啟動按鈕，可以應急啟動發(fā)動機。

（5）應急關(guān)閉:如果發(fā)動機無法通過短促按下一鍵啟動按鈕關(guān)閉，則必須執(zhí)行應急關(guān)閉:在一秒鐘內(nèi)連按兩下啟動按鈕，或按住啟動按鈕超過一秒鐘。

配備Kessy系統(tǒng)的車輛，在整車外部遙控閉鎖（某車門未關(guān)）后把鑰匙放回車內(nèi)，關(guān)上車門后，整車會解鎖，所有轉(zhuǎn)向信號燈閃爍四次。如果不打開車門，30秒后整車會自動閉鎖，鑰匙將被鎖在車內(nèi)。此功能可以降低車輛被盜的風險。

2、無鑰匙進入系統(tǒng)的組成

大眾新車型的無鑰匙系統(tǒng)由Kessy控制器、轉(zhuǎn)向柱的電子鎖ELV、BCM車身控制單元、啟動按鈕ZAT、天線及車門外把手接觸傳感器等組成，如圖1所示[7]。

（1）KESSY鑰匙

KESSY鑰匙除了遙控按鍵之外，還包括用于無線遠程操作的電子裝置以及附加的KESSY芯片（ID傳感器）。無線遠程操作系統(tǒng)可以通過低頻（LF，頻率125KHz）向KESSY鑰匙發(fā)送信號，然后通過高頻（HF，頻率433MHz）發(fā)出響應信號。

（2）KESSY控制器

KESSY控制器即進入和啟動授權(quán)系統(tǒng)控制器是無鑰匙系統(tǒng)的核心元件，控制整個無鑰匙系統(tǒng)的工作，該控制器與舒適CAN數(shù)據(jù)總線相連，并帶有連接至車載電源控制器的喚醒導線。它的功能是:①分析KESSY車門把手和低頻天線的信號，當鑰匙被識別為已授權(quán)，并且位于車輛附近時，Kessy系統(tǒng)將發(fā)出解除車輛聯(lián)鎖的指令；②與汽車防盜鎖進行通信；③通過低頻天線將KESSY通信信號發(fā)送到鑰匙中。

（3）電子轉(zhuǎn)向柱鎖ELV

電子轉(zhuǎn)向柱鎖ELV是電路控制轉(zhuǎn)向柱鎖止與解除裝置。轉(zhuǎn)向柱鎖鎖芯采用電動控制，轉(zhuǎn)向柱防盜鎖由機械鎖止部分與電子密碼保護部分組成，轉(zhuǎn)向柱鎖和其控制單元集成在一起，安裝在轉(zhuǎn)向柱上。轉(zhuǎn)向柱控制單元搜索到合法的鑰匙信息，便會松開電子鎖ELV，轉(zhuǎn)向柱便可自由轉(zhuǎn)動。

（4）天線

無鑰匙系統(tǒng)共有6根天線，分別是左前門把手天線、右前門把手天線、后保險杠支架處天線、衣帽架天線、排擋前天線、后排坐墊下天線，各天線的作用是搜索合法信號。車外天線的探測范圍在各個操作位置(車門和尾門)周圍約1.5m內(nèi)，探測高度在0.1m到1.8m之間。

（5）車外門把手觸摸傳感器

車外門把手觸摸傳感器分別位于駕駛員側(cè)門把手和前排乘客側(cè)門把手（均設(shè)置在門把手里面內(nèi)側(cè)解鎖傳感區(qū)，外側(cè)小圓點按鈕樣子的是加鎖傳感區(qū)）。此傳感器是電容式的，集成在車外門把手內(nèi)，進入和啟動授權(quán)控制單元會對傳感器電流進行分析，每個把手和支座上都裝上了一個電容片，手摸凹坑起介質(zhì)作用。如果電容片之間插入新的介質(zhì)，那么就會有一個電流短時流過，進入和啟動授權(quán)控制單元會識別并分析這個電流。通過觸摸門把手上的接近傳感器，鑰匙讀取系統(tǒng)識別用戶的打開或關(guān)閉指令，在60s時間內(nèi)沒有識別到有效的鑰匙，接近傳感器將關(guān)閉。

天線、傳感器和上鎖按鈕都位于車門外把手內(nèi)如圖2所示。Kessy系統(tǒng)發(fā)出的脈沖無線電波(功率很低，搜索范圍很近，約1.5m內(nèi))搜索附近是否有合法鑰匙，并感應合法鑰匙里的防盜碼、轉(zhuǎn)發(fā)器中的防盜碼(就是鑰匙里面的防盜芯片，現(xiàn)在一體式遙控器將這個防盜芯片安裝在遙控電路板上)，當感應到合法鑰匙后，無須主動操縱已授權(quán)的無線遙控器點火鑰匙就可以打開、關(guān)閉車門或啟動發(fā)動機。

（6）點火起動按鈕

點火起動按鈕ZAT有一檔、四極，并使用冗余電源，直接與ELV控制器相連。為了使ELV控制器接受此功能要求，點火起動按鈕的兩個輸出引腳必須傳輸同一信號。只有一個輸入引腳被連接時，發(fā)動機將無法起動，ELV控制器將報告有一個故障。點火起動按鈕的照明由進入與起動許可控制器進行控制。

3、無鑰匙進入系統(tǒng)的工作原理

無鑰匙進入系統(tǒng)的工作原理如圖3所示，詳細工作過程如下:

（1）Kessy控制器讀取門把手發(fā)出的喚醒信號。當駕駛員手部靠近前車門外把手時，其內(nèi)部傳感器的電容將發(fā)生改變，此信號通過硬線連接傳送給無鑰匙控制器，無鑰匙控制器認為有上車的意愿。

（2）Kessy控制器通過其所控制的低頻天線發(fā)送低頻信號給鑰匙，同時喚醒車身控制單元BCM。

（3）鑰匙被低頻信號激活后，發(fā)送高頻信號通過帶有高頻接收天線的BCM給kessy控制器。

（4）kessy控制器確認該鑰匙是此車輛的，發(fā)給BCM此鑰匙的授權(quán)，Kessy控制單元通過低頻發(fā)送給鑰匙開門指令，鑰匙通過高頻發(fā)送開門指令給BCM。

（5）BCM把對鑰匙的確認結(jié)果反饋給Kessy控制器，并通過CAN線通知門鎖控制器TSG解鎖開門，同時所有轉(zhuǎn)向信號燈兩次閃爍指示汽車解鎖，而所有轉(zhuǎn)向信號燈的一次閃爍指示汽車鎖止。通過轉(zhuǎn)向燈提示可以獲知門鎖的狀態(tài):①閃1下，鎖止；②閃2下，解鎖；③閃4下，鑰匙忘在車里，30s內(nèi)不鎖止，若30s后不開門，再自動上鎖。此功能用于駕駛員將鑰匙遺留在車內(nèi)時，降低車輛被盜的風險。

4、無鑰匙啟動系統(tǒng)的工作原理

Kessy無鑰匙系統(tǒng)的工作原理如圖4所示，啟動時，已授權(quán)的點火鑰匙不必插入進入和啟動授權(quán)系統(tǒng)開關(guān)，但其必須位于車內(nèi)，這樣，當按下進入和啟動授權(quán)按鈕時，就可以通過車內(nèi)天線開始感應式查詢了。點火鑰匙發(fā)出一個加密的反饋信息給進入和啟動授權(quán)系統(tǒng)控制單元，如果點火鑰匙被識別為已授權(quán)，按下進入和啟動授權(quán)按鈕時，電動機械式轉(zhuǎn)向柱聯(lián)鎖裝置將被打開，點火開關(guān)將被接通。詳細步驟如下:

（1）駕駛員踩住剎車，按下啟動按鈕ZAT，方向盤鎖控制ELV將需要啟動的請求發(fā)送給儀表（內(nèi)含防盜控制單元）。

（2）儀表控制單元WFS發(fā)出驗證請求給Kessy控制器。

（3）Kessy控制器通過其所控制的低頻天線發(fā)送低頻信號給鑰匙，同時喚醒BCM。

（4）鑰匙被低頻信號激活后，發(fā)送高頻信號給BCM。

（5）BCM將鑰匙的防盜信息發(fā)送給儀表控制單元。

（6）儀表控制單元WFS和方向盤鎖控制ELV驗證防盜信息，通過后ELV解鎖。儀表WFS和發(fā)動機單元驗證防盜信息，通過后允許發(fā)動機啟動。著車后，為了安全，Kessy停止工作，即如果著車后拿著鑰匙離開，車不會熄火，門鎖不會自動上鎖。

5、故障診斷與匹配

Kessy系統(tǒng)任意一根天線出現(xiàn)故障時，無鑰匙進入及打開后備箱功能都將失效；除排檔桿下方天線故障外，其他天線故障并不影響車輛啟動[8]。

發(fā)動機控制單元、儀表、鑰匙鎖芯、ELV都能單獨更換，儀表和ELV可以一起更換，其他部件都只能全套一起更換。另外，Kessy控制單元不屬于防盜部件。

對于帶Kessy控制器的無鑰匙系統(tǒng)，在完成鑰匙的在線防盜匹配后，遙控匹配自動完成，無需在車身控制器中單獨匹配。

當鑰匙的防盜信息或者鑰匙丟失時，車門將無法打開，此時，可以使用專用診斷儀進入引導性功能，通過防盜控制單元對鑰匙進行在線防盜匹配，繼而正常啟動車輛。

另外，智能車鑰匙不能與電子裝置放在一起，不能亂拋亂扔，不能進水，不能暴露于高溫直射環(huán)境中，不要用錯電池，不要接觸金屬物品，備用鑰匙避免放車內(nèi)。

6、維修實例

故障現(xiàn)象:一輛新款帕薩特1.8TSI轎車，該車裝備了無鑰匙進入及起動系統(tǒng)，行駛了近3萬公里時出現(xiàn)打開點火開關(guān)儀表顯示未找到鑰匙但是可以應急啟動，用遙控器可以正常開關(guān)車門，但無鑰匙進入不起作用的故障現(xiàn)象；用手觸模門把手時，遙控器指示燈不閃爍。

故障診斷與排除:通過原理分析可以初步判斷遙控器鑰匙指示燈能正常工作，用手觸摸門把手開閉車門時，遙控鑰匙未接收到信號。該車應急可以啟動車輛，說明此問題出現(xiàn)在無鑰匙進入系統(tǒng)相關(guān)部件，如:門把手內(nèi)傳感器，Kessy控制單元，低頻天線，相關(guān)線路等原因。

于是用VAS6150故障診斷儀進入ODIS系統(tǒng)查詢發(fā)現(xiàn): Kessy控制單元故障代碼:10530E U140000 功能故障，由于電壓不足，根據(jù)故障代碼先檢查該控制單元電壓和搭鐵。

經(jīng)檢查進入和起動許可系統(tǒng)供電KL30正常，搭鐵線正常，編碼正常。通過讀取數(shù)據(jù)流判斷門把手內(nèi)傳感器、門把手內(nèi)傳感器到Kessy控制單元相關(guān)線路無問題。

根據(jù)以上分析可以判斷Kessy控制單元損壞。找了同類型車輛互換Kessy控制單元后，報故障代碼:10122 B201000無基本設(shè)置。在自診斷--基本設(shè)置一項，無法進行下去，通過特殊功能--軟件版本管理--匹配軟件--通過措施代碼更新軟件--34E8--按照步驟進行匹配問題解決。

7、結(jié)論

大眾新款車型的無鑰匙進入與啟動系統(tǒng)應用， 實現(xiàn)了對舒適系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、發(fā)動機系統(tǒng)以及車身控制系統(tǒng)的綜合控制，是目前RFID無線射頻技術(shù)和車輛身份編碼識別系統(tǒng)融合應用于轎車上的先進典型。本文研究的大眾無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)的功能、組成和工作原理，以及故障診斷與排除方法，為檢測和維護無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)提供良好的依據(jù)和參考。

[1] 梁德福，奔馳E280無鑰匙進入系統(tǒng)鎖門功能失效，儀表顯示“鑰匙在車內(nèi)”[J].汽車維修技師，2009，6.

[2] 賀輝虎，2014款奧迪高級鑰匙失效[J].汽車維修技師，2014，9.

[3] 楊波，2009款新君威無鑰匙進入及啟動系統(tǒng)電源模式故障[J]. 汽車維修技師，2005，10.

[4] 思琴，一汽豐田皇冠智能進入和啟動系統(tǒng)[J]. 汽車維修技師，2005，10.

[5] 劉春暉，張文，2011年款夏朗無鑰匙進入與啟動系統(tǒng)[J].汽車電器，2014，7.

[6] 張彥青，大眾邁騰無鑰匙進入功能不起作用[J].汽車維修技師，2015，2.

[7] 胡旭峰，上海大眾新朗逸無鑰匙系統(tǒng)簡介[J].汽車科技，2013，1.

[8] 佚名，新帕薩特轎車無鑰匙進入功能失效的解決方法[J].汽車與駕駛維修:維修版，2011，9.

The principle and fault diagnosis of keyless entry and one-button starting system

Wei Qiulan
( Shaanxi College of Communication Technology, Shaanxi Xi’an 710018 )

As a standard configuration in the high-end cars, keyless entry and one-button starting system have become a new trend in the development of the automobile industry.In this paper, for the new developed Volkswagen automobile,the main functions of its keyless entry and one-button starting system was introduced, and its structure and working principle were analyzed. Moreover,common faults and causes in keyless entry and keyless entry and one-button starting system were analyzed in detail,and diagnosis steps and methods of the faults were introduced based on the maintenance practice.

Keyless entry; One-button starting system; Electronic steering lock; Working principle

U472.7

A

1671-7988(2015)07-117-04

魏秋蘭，就職于陜西交通職業(yè)技術(shù)學院，主要從事汽車電子技術(shù)與汽車維修課程的教學。