汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統的工作原理與故障診斷

魏秋蘭

（陜西交通職業技術學院，陜西 西安 710018）

汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統的工作原理與故障診斷

魏秋蘭

（陜西交通職業技術學院，陜西 西安 710018）

無鑰匙進入及一鍵啟動系統已成為中高端汽車的標配，是汽車發展的新趨勢，本文針對大眾新車型的無鑰匙進入及啟動系統，簡要闡述了其主要功能，分析了其結構組成和工作原理，以及汽車無鑰匙進入與啟動系統常見的故障和產生原因， 并結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；電子轉向鎖；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應運而生，無鑰匙進入系統PKE（PASSIVE KEYLESS ENTER）采用世界最先進的RFID無線射頻技術和最先進的車輛身份編碼識別系統，率先應用小型化、小功率射頻天線的開發方案，成功融合了遙控系統和無鑰匙系統，沿用了傳統的整車電路保護，真正的實現雙重射頻系統，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，無鑰匙進入及啟動系統替代遙控進入系統已經成為必然趨勢[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、部件構成、原理及應用。

1、無鑰匙進入與啟動系統的功能

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

（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自動解鎖。

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

（3）無鑰匙閉鎖:關閉車門后通過按動前門拉手實現車門上鎖。

（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，可以應急啟動發動機。

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

配備Kessy系統的車輛，在整車外部遙控閉鎖（某車門未關）后把鑰匙放回車內，關上車門后，整車會解鎖，所有轉向信號燈閃爍四次。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。此功能可以降低車輛被盜的風險。

2、無鑰匙進入系統的組成

大眾新車型的無鑰匙系統由Kessy控制器、轉向柱的電子鎖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）。無線遠程操作系統可以通過低頻（LF，頻率125KHz）向KESSY鑰匙發送信號，然后通過高頻（HF，頻率433MHz）發出響應信號。

（2）KESSY控制器

KESSY控制器即進入和啟動授權系統控制器是無鑰匙系統的核心元件，控制整個無鑰匙系統的工作，該控制器與舒適CAN數據總線相連，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，并且位于車輛附近時，Kessy系統將發出解除車輛聯鎖的指令；②與汽車防盜鎖進行通信；③通過低頻天線將KESSY通信信號發送到鑰匙中。

（3）電子轉向柱鎖ELV

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

（4）天線

無鑰匙系統共有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，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門把手和前排乘客側門把手（均設置在門把手里面內側解鎖傳感區，外側小圓點按鈕樣子的是加鎖傳感區）。此傳感器是電容式的，集成在車外門把手內，進入和啟動授權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，手摸凹坑起介質作用。如果電容片之間插入新的介質，那么就會有一個電流短時流過，進入和啟動授權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，鑰匙讀取系統識別用戶的打開或關閉指令，在60s時間內沒有識別到有效的鑰匙，接近傳感器將關閉。

天線、傳感器和上鎖按鈕都位于車門外把手內如圖2所示。Kessy系統發出的脈沖無線電波(功率很低，搜索范圍很近，約1.5m內)搜索附近是否有合法鑰匙，并感應合法鑰匙里的防盜碼、轉發器中的防盜碼(就是鑰匙里面的防盜芯片，現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的無線遙控器點火鑰匙就可以打開、關閉車門或啟動發動機。

（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、無鑰匙進入系統的工作原理

無鑰匙進入系統的工作原理如圖3所示，詳細工作過程如下:

（1）Kessy控制器讀取門把手發出的喚醒信號。當駕駛員手部靠近前車門外把手時，其內部傳感器的電容將發生改變，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，發給BCM此鑰匙的授權，Kessy控制單元通過低頻發送給鑰匙開門指令，鑰匙通過高頻發送開門指令給BCM。

（5）BCM把對鑰匙的確認結果反饋給Kessy控制器，并通過CAN線通知門鎖控制器TSG解鎖開門，同時所有轉向信號燈兩次閃爍指示汽車解鎖，而所有轉向信號燈的一次閃爍指示汽車鎖止。通過轉向燈提示可以獲知門鎖的狀態:①閃1下，鎖止；②閃2下，解鎖；③閃4下，鑰匙忘在車里，30s內不鎖止，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時，降低車輛被盜的風險。

4、無鑰匙啟動系統的工作原理

Kessy無鑰匙系統的工作原理如圖4所示，啟動時，已授權的點火鑰匙不必插入進入和啟動授權系統開關，但其必須位于車內，這樣，當按下進入和啟動授權按鈕時，就可以通過車內天線開始感應式查詢了。點火鑰匙發出一個加密的反饋信息給進入和啟動授權系統控制單元，如果點火鑰匙被識別為已授權，按下進入和啟動授權按鈕時，電動機械式轉向柱聯鎖裝置將被打開，點火開關將被接通。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送給儀表（內含防盜控制單元）。

（2）儀表控制單元WFS發出驗證請求給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，發送高頻信號給BCM。

（5）BCM將鑰匙的防盜信息發送給儀表控制單元。

（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和發動機單元驗證防盜信息，通過后允許發動機啟動。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系統任意一根天線出現故障時，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，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。

6、維修實例

故障現象: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，行駛了近3萬公里時出現打開點火開關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車門，但無鑰匙進入不起作用的故障現象；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，說明此問題出現在無鑰匙進入系統相關部件，如:門把手內傳感器，Kessy控制單元，低頻天線，相關線路等原因。

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

經檢查進入和起動許可系統供電KL30正常，搭鐵線正常，編碼正常。通過讀取數據流判斷門把手內傳感器、門把手內傳感器到Kessy控制單元相關線路無問題。

根據以上分析可以判斷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無基本設置。在自診斷--基本設置一項，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、結論

大眾新款車型的無鑰匙進入與啟動系統應用， 實現了對舒適系統、防盜系統、發動機系統以及車身控制系統的綜合控制，是目前RFID無線射頻技術和車輛身份編碼識別系統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提供良好的依據和參考。

[1] 梁德福，奔馳E280無鑰匙進入系統鎖門功能失效，儀表顯示“鑰匙在車內”[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[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[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技術學院，主要從事汽車電子技術與汽車維修課程的教學。