汽车无钥匙进入及一键启动系统的工作原理与故障诊断

魏秋兰

（陕西交通职业技术学院，陕西 西安 710018）

汽车无钥匙进入及一键启动系统的工作原理与故障诊断

魏秋兰

（陕西交通职业技术学院，陕西 西安 710018）

无钥匙进入及一键启动系统已成为中高端汽车的标配，是汽车发展的新趋势，本文针对大众新车型的无钥匙进入及启动系统，简要阐述了其主要功能，分析了其结构组成和工作原理，以及汽车无钥匙进入与启动系统常见的故障和产生原因， 并结合维修实例说明了故障的检测诊断步骤和方法。

无钥匙进入；一键启动系统；电子转向锁；工作原理

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

引言

随着汽车的普及与发展，人们对汽车的智能化和舒适性要求越来越高，为满足人们的需求，汽车电子化、多媒体化和智能化水平不断提高，无钥匙进入与启动系统应运而生，无钥匙进入系统PKE（PASSIVE KEYLESS ENTER）采用世界最先进的RFID无线射频技术和最先进的车辆身份编码识别系统，率先应用小型化、小功率射频天线的开发方案，成功融合了遥控系统和无钥匙系统，沿用了传统的整车电路保护，真正的实现双重射频系统，双重防盗保护，为车主最大限度的提供便利和安全。奔驰、通用、大众、丰田等高中端品牌的部分车型均已采用了“无钥匙”系统，无钥匙进入及启动系统替代遥控进入系统已经成为必然趋势[1-6]。

本文以大众汽车为例，详细阐述无钥匙进入及一键启动的功能、部件构成、原理及应用。

1、无钥匙进入与启动系统的功能

大众汽车将一键启动和无钥匙进入整合在一起，称为Kessy系统或智能钥匙系统，是由发射器、接收器、遥控中央锁控制单元、无钥匙系统控制单元及相关线束组成的控制系统[7]。当有效遥控钥匙在接近范围内，则Kessy系统会将访问权限授予该钥匙，在不操作遥控钥匙的情况下执行以下功能。

（1）无钥匙解锁:拉动前门拉手或按动行李厢盖上的按钮将实现自动解锁。

（2）无钥匙启动:驾驶员进入车内后，无需拿出钥匙，只要踩住制动踏板或离合器底部开关后，直接按下ZAT按钮（一键启动按钮），发动机即可启动。

（3）无钥匙闭锁:关闭车门后通过按动前门拉手实现车门上锁。

（4）应急启动:如果无法识别到有效遥控钥匙（遥控钥匙内的电池电量较少或已耗尽），则将遥控钥匙头靠近图示位置同时按下一键启动按钮，可以应急启动发动机。

（5）应急关闭:如果发动机无法通过短促按下一键启动按钮关闭，则必须执行应急关闭:在一秒钟内连按两下启动按钮，或按住启动按钮超过一秒钟。

配备Kessy系统的车辆，在整车外部遥控闭锁（某车门未关）后把钥匙放回车内，关上车门后，整车会解锁，所有转向信号灯闪烁四次。如果不打开车门，30秒后整车会自动闭锁，钥匙将被锁在车内。此功能可以降低车辆被盗的风险。

2、无钥匙进入系统的组成

大众新车型的无钥匙系统由Kessy控制器、转向柱的电子锁ELV、BCM车身控制单元、启动按钮ZAT、天线及车门外把手接触传感器等组成，如图1所示[7]。

（1）KESSY钥匙

KESSY钥匙除了遥控按键之外，还包括用于无线远程操作的电子装置以及附加的KESSY芯片（ID传感器）。无线远程操作系统可以通过低频（LF，频率125KHz）向KESSY钥匙发送信号，然后通过高频（HF，频率433MHz）发出响应信号。

（2）KESSY控制器

KESSY控制器即进入和启动授权系统控制器是无钥匙系统的核心元件，控制整个无钥匙系统的工作，该控制器与舒适CAN数据总线相连，并带有连接至车载电源控制器的唤醒导线。它的功能是:①分析KESSY车门把手和低频天线的信号，当钥匙被识别为已授权，并且位于车辆附近时，Kessy系统将发出解除车辆联锁的指令；②与汽车防盗锁进行通信；③通过低频天线将KESSY通信信号发送到钥匙中。

（3）电子转向柱锁ELV

电子转向柱锁ELV是电路控制转向柱锁止与解除装置。转向柱锁锁芯采用电动控制，转向柱防盗锁由机械锁止部分与电子密码保护部分组成，转向柱锁和其控制单元集成在一起，安装在转向柱上。转向柱控制单元搜索到合法的钥匙信息，便会松开电子锁ELV，转向柱便可自由转动。

（4）天线

无钥匙系统共有6根天线，分别是左前门把手天线、右前门把手天线、后保险杠支架处天线、衣帽架天线、排挡前天线、后排坐垫下天线，各天线的作用是搜索合法信号。车外天线的探测范围在各个操作位置(车门和尾门)周围约1.5m内，探测高度在0.1m到1.8m之间。

（5）车外门把手触摸传感器

车外门把手触摸传感器分别位于驾驶员侧门把手和前排乘客侧门把手（均设置在门把手里面内侧解锁传感区，外侧小圆点按钮样子的是加锁传感区）。此传感器是电容式的，集成在车外门把手内，进入和启动授权控制单元会对传感器电流进行分析，每个把手和支座上都装上了一个电容片，手摸凹坑起介质作用。如果电容片之间插入新的介质，那么就会有一个电流短时流过，进入和启动授权控制单元会识别并分析这个电流。通过触摸门把手上的接近传感器，钥匙读取系统识别用户的打开或关闭指令，在60s时间内没有识别到有效的钥匙，接近传感器将关闭。

天线、传感器和上锁按钮都位于车门外把手内如图2所示。Kessy系统发出的脉冲无线电波(功率很低，搜索范围很近，约1.5m内)搜索附近是否有合法钥匙，并感应合法钥匙里的防盗码、转发器中的防盗码(就是钥匙里面的防盗芯片，现在一体式遥控器将这个防盗芯片安装在遥控电路板上)，当感应到合法钥匙后，无须主动操纵已授权的无线遥控器点火钥匙就可以打开、关闭车门或启动发动机。

（6）点火起动按钮

点火起动按钮ZAT有一档、四极，并使用冗余电源，直接与ELV控制器相连。为了使ELV控制器接受此功能要求，点火起动按钮的两个输出引脚必须传输同一信号。只有一个输入引脚被连接时，发动机将无法起动，ELV控制器将报告有一个故障。点火起动按钮的照明由进入与起动许可控制器进行控制。

3、无钥匙进入系统的工作原理

无钥匙进入系统的工作原理如图3所示，详细工作过程如下:

（1）Kessy控制器读取门把手发出的唤醒信号。当驾驶员手部靠近前车门外把手时，其内部传感器的电容将发生改变，此信号通过硬线连接传送给无钥匙控制器，无钥匙控制器认为有上车的意愿。

（2）Kessy控制器通过其所控制的低频天线发送低频信号给钥匙，同时唤醒车身控制单元BCM。

（3）钥匙被低频信号激活后，发送高频信号通过带有高频接收天线的BCM给kessy控制器。

（4）kessy控制器确认该钥匙是此车辆的，发给BCM此钥匙的授权，Kessy控制单元通过低频发送给钥匙开门指令，钥匙通过高频发送开门指令给BCM。

（5）BCM把对钥匙的确认结果反馈给Kessy控制器，并通过CAN线通知门锁控制器TSG解锁开门，同时所有转向信号灯两次闪烁指示汽车解锁，而所有转向信号灯的一次闪烁指示汽车锁止。通过转向灯提示可以获知门锁的状态:①闪1下，锁止；②闪2下，解锁；③闪4下，钥匙忘在车里，30s内不锁止，若30s后不开门，再自动上锁。此功能用于驾驶员将钥匙遗留在车内时，降低车辆被盗的风险。

4、无钥匙启动系统的工作原理

Kessy无钥匙系统的工作原理如图4所示，启动时，已授权的点火钥匙不必插入进入和启动授权系统开关，但其必须位于车内，这样，当按下进入和启动授权按钮时，就可以通过车内天线开始感应式查询了。点火钥匙发出一个加密的反馈信息给进入和启动授权系统控制单元，如果点火钥匙被识别为已授权，按下进入和启动授权按钮时，电动机械式转向柱联锁装置将被打开，点火开关将被接通。详细步骤如下:

（1）驾驶员踩住刹车，按下启动按钮ZAT，方向盘锁控制ELV将需要启动的请求发送给仪表（内含防盗控制单元）。

（2）仪表控制单元WFS发出验证请求给Kessy控制器。

（3）Kessy控制器通过其所控制的低频天线发送低频信号给钥匙，同时唤醒BCM。

（4）钥匙被低频信号激活后，发送高频信号给BCM。

（5）BCM将钥匙的防盗信息发送给仪表控制单元。

（6）仪表控制单元WFS和方向盘锁控制ELV验证防盗信息，通过后ELV解锁。仪表WFS和发动机单元验证防盗信息，通过后允许发动机启动。着车后，为了安全，Kessy停止工作，即如果着车后拿着钥匙离开，车不会熄火，门锁不会自动上锁。

5、故障诊断与匹配

Kessy系统任意一根天线出现故障时，无钥匙进入及打开后备箱功能都将失效；除排档杆下方天线故障外，其他天线故障并不影响车辆启动[8]。

发动机控制单元、仪表、钥匙锁芯、ELV都能单独更换，仪表和ELV可以一起更换，其他部件都只能全套一起更换。另外，Kessy控制单元不属于防盗部件。

对于带Kessy控制器的无钥匙系统，在完成钥匙的在线防盗匹配后，遥控匹配自动完成，无需在车身控制器中单独匹配。

当钥匙的防盗信息或者钥匙丢失时，车门将无法打开，此时，可以使用专用诊断仪进入引导性功能，通过防盗控制单元对钥匙进行在线防盗匹配，继而正常启动车辆。

另外，智能车钥匙不能与电子装置放在一起，不能乱抛乱扔，不能进水，不能暴露于高温直射环境中，不要用错电池，不要接触金属物品，备用钥匙避免放车内。

6、维修实例

故障现象:一辆新款帕萨特1.8TSI轿车，该车装备了无钥匙进入及起动系统，行驶了近3万公里时出现打开点火开关仪表显示未找到钥匙但是可以应急启动，用遥控器可以正常开关车门，但无钥匙进入不起作用的故障现象；用手触模门把手时，遥控器指示灯不闪烁。

故障诊断与排除:通过原理分析可以初步判断遥控器钥匙指示灯能正常工作，用手触摸门把手开闭车门时，遥控钥匙未接收到信号。该车应急可以启动车辆，说明此问题出现在无钥匙进入系统相关部件，如:门把手内传感器，Kessy控制单元，低频天线，相关线路等原因。

于是用VAS6150故障诊断仪进入ODIS系统查询发现: Kessy控制单元故障代码:10530E U140000 功能故障，由于电压不足，根据故障代码先检查该控制单元电压和搭铁。

经检查进入和起动许可系统供电KL30正常，搭铁线正常，编码正常。通过读取数据流判断门把手内传感器、门把手内传感器到Kessy控制单元相关线路无问题。

根据以上分析可以判断Kessy控制单元损坏。找了同类型车辆互换Kessy控制单元后，报故障代码:10122 B201000无基本设置。在自诊断--基本设置一项，无法进行下去，通过特殊功能--软件版本管理--匹配软件--通过措施代码更新软件--34E8--按照步骤进行匹配问题解决。

7、结论

大众新款车型的无钥匙进入与启动系统应用， 实现了对舒适系统、防盗系统、发动机系统以及车身控制系统的综合控制，是目前RFID无线射频技术和车辆身份编码识别系统融合应用于轿车上的先进典型。本文研究的大众无钥匙进入及启动系统的功能、组成和工作原理，以及故障诊断与排除方法，为检测和维护无钥匙进入及启动系统提供良好的依据和参考。

[1] 梁德福，奔驰E280无钥匙进入系统锁门功能失效，仪表显示“钥匙在车内”[J].汽车维修技师，2009，6.

[2] 贺辉虎，2014款奥迪高级钥匙失效[J].汽车维修技师，2014，9.

[3] 杨波，2009款新君威无钥匙进入及启动系统电源模式故障[J]. 汽车维修技师，2005，10.

[4] 思琴，一汽丰田皇冠智能进入和启动系统[J]. 汽车维修技师，2005，10.

[5] 刘春晖，张文，2011年款夏朗无钥匙进入与启动系统[J].汽车电器，2014，7.

[6] 张彦青，大众迈腾无钥匙进入功能不起作用[J].汽车维修技师，2015，2.

[7] 胡旭峰，上海大众新朗逸无钥匙系统简介[J].汽车科技，2013，1.

[8] 佚名，新帕萨特轿车无钥匙进入功能失效的解决方法[J].汽车与驾驶维修:维修版，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

魏秋兰，就职于陕西交通职业技术学院，主要从事汽车电子技术与汽车维修课程的教学。