CN102301126A

CN102301126A - 具有故障支持的无钥匙起动点火开关

Info

Publication number: CN102301126A
Application number: CN2010800058411A
Authority: CN
Inventors: P·鲁姆利; M·布劳斯菲尔德; L·F·桑切斯
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: DE112010001884T5; CN102301126B; WO2010088136A2; WO2010088136A3; US20100188192A1; US8542092B2

Abstract

一种车辆点火系统，包括用来发射识别代码的钥匙卡。钥匙卡包括低频收发器电路和低频天线。提供点火模块，该点火模块包括壳体、开关触点及按钮，该按钮可滑动地安装在壳体中，并且布置成使得所述按钮的按压使所述开关触点闭合。提供LF线圈，并且LF线圈在壳体内是轴向静止的并位于按钮内部。点火模块电路将电力提供给钥匙卡，并且经LF线圈与钥匙卡建立低频通信。止动器电路可操作地耦接到点火模块，用来响应于与钥匙卡和点火模块的低频通信而允许或防止点火系统的致动。

Description

具有故障支持的无钥匙起动点火开关

相关申请的交叉引用

本申请要求在2009年1月29日提交的、美国Lumley等的专利申请序列No.12/361,839的优先权，该专利申请主题的全部内容通过参考由此包括。

技术领域

本发明涉及一种车辆点火系统，并且具体地说，涉及一种具有故障支持能力的无钥匙起动点火开关组件。

背景技术

使用独特、实际钥匙启动车辆发动机的车辆点火系统在技术中是熟知的。而且，用来控制车门的锁定和解锁功能的电子钥匙卡(fob)是已知的。最近，已经开发了车辆无钥匙起动系统，该车辆无钥匙起动系统包括由车辆操作人员携带的钥匙卡。随着操作人员接近车辆，车辆锁定/解锁系统探测到操作人员。

在车辆系统与由操作人员携带的钥匙卡之间的鉴别/识别“空手”地完成，即操作人员不用触及钥匙卡。一旦在车辆内，如果由操作人员携带的钥匙卡是与该车辆相关联的正确钥匙卡，则借助于启动按钮的简单按压可启动车辆，即，为了使车辆点火开始不需要实际形式的钥匙插入到点火开关中。因而，这样的系统已经称作“无钥匙起动”点火系统。

作为在无钥匙起动点火组件与操作人员钥匙卡之间的验证过程的一部分，无钥匙起动组件和钥匙卡经无线电信号通信，以验证识别(“ID”)代码。例如，钥匙卡可以经无线电信号将编码的ID信号发送到无钥匙起动点火组件。无钥匙起动点火组件将确定，接收的ID代码是否是来自与该车辆关联的钥匙卡的有效ID。如果ID代码是有效代码，如经相对于预存储代码的比较确定的那样，则点火组件将允许车辆发动机启动。如果接收的ID代码是无效的，即接收的代码与预存储代码不匹配，则点火组件将不允许车辆发动机启动。

发明内容

按照本发明，提供一种具有故障支持能力的无钥匙起动点火开关组件。点火模块确定钥匙卡电池是失效的，并且与钥匙卡建立短距离LF/LF通信，以既激励钥匙卡又验证钥匙卡，以便允许发动机启动。

按照本发明的一个示范实施例，一种车辆点火系统包括钥匙卡和点火模块，该钥匙卡包括低频收发器，该点火模块包括低频收发器。提供与点火模块相关联的控制电路用于激活点火模块的低频收发器以将低频能量信号发射到钥匙卡而激励钥匙卡。钥匙卡低频收发器，在接收到来自点火模块的低频收发器的低频能量信号时，发射低频响应信号。控制电路包括验证装置，以基于低频响应信号验证钥匙卡是与该车辆相关联的钥匙卡。

按照本发明的另一个示范实施例，一种车辆点火系统包括用来发射识别代码的钥匙卡。钥匙卡包括低频收发器电路和低频天线。提供点火模块，该点火模块包括壳体、开关触点及按钮，该按钮可滑动地安装在壳体中，并且布置成使得所述按钮的按压使所述开关触点闭合。提供LF线圈，并且LF线圈在壳体内是轴向静止的，并且位于按钮内部。点火模块电路将电力提供给钥匙卡，并且经LF线圈与钥匙卡建立低频通信。止动器(immobilizer)电路可操作地耦接到点火模块，用来响应与钥匙卡和点火模块的低频通信，而允许或防止点火系统的致动(actuation)。

按照本发明的另一个示范实施例，提供一种车辆点火模块，该车辆点火模块包括钥匙卡，该钥匙卡具有射频发射器和低频收发器。钥匙卡通过发射具有独特钥匙卡识别代码的射频响应信号而响应低频询问信号，并且当放置在低频信号源附近时发射低频响应信号。提供点火模块，该点火模块包括射频接收器、低频发射器、及低频收发器。点火模块首先从低频发射器产生低频询问信号，并且使用射频接收器监视射频响应信号，并且如果由射频接收器没有接收到射频响应信号，则从低频收发器产生低频询问信号，并且由低频收发器监视低频响应信号。如果接收到射频响应信号，或者接收到低频响应信号，则点火模块许可发动机启动。

附图说明

本发明的上述和其它特征和优点对于本发明涉及领域的技术人员，在参照附图阅读如下描述时将成为显然的，在附图中：

图1是按照本发明的一个示范实施例制成的一种无钥匙起动点火组件和钥匙卡的俯视平面图；

图2是沿线2-2得到的在图1中表示的截面中无钥匙起动点火组件和钥匙卡(缺少一定细节)的侧视图；

图3A是图1的点火模块的前视图；及

图3B和3C分别是沿截面线3B-3B和3C-3C取得的图3A的点火模块的侧视剖视图。

具体实施方式

参照图1，一种无钥匙起动组件10包括点火模块12和关联车主钥匙卡14。点火模块12可操作地耦接到发动机止动器/启动电路16，该发动机止动器/启动电路16又可操作地耦接在车辆电池18与车辆发动机20之间。当点火模块12将发动机启动信号提供给发动机止动器/启动电路16时，车辆发动机20可按已知方式经车辆电池启动。当点火模块12将禁用信号提供给发动机止动器/启动电路16时，车辆发动机20不能启动。作为缺省条件，点火模块12将禁用信号提供给发动机止动器/启动电路16。

也连接到点火模块12的是电子控制单元(“ECU”)22，如微控制器，该电子控制单元(“ECU”)22在“正常”操作情况下，即当钥匙卡在充分的、自包含的、电池功率下正在操作时，提供和控制在钥匙卡14与点火模块12之间的无线通信。ECU 22可控制地连接到射频(“RF”)接收电路24，该射频接收电路24位于车辆驾驶室内，用来接收来自钥匙卡14的RF发射信号。RF接收电路可包括在ECU 22内。ECU 22也可控制地连接到低频(“LF”)发射电路26，该低频发射电路26位于车辆驾驶室内，如在车辆驾驶室的中央位置中。

当激活时，LF发射器26在车辆的驾驶室区域内发射LF询问信号。位于车辆驾驶室内的钥匙卡14将接收询问信号，并且将通过发射RF响应信号而响应。RF响应信号由RF接收器24接收。由钥匙卡14发射的RF响应信号包括钥匙卡14的识别代码(“ID”)。ECU将该接收的ID代码与预定ID代码相比较，以确定钥匙卡14是否是与该车辆相关联的钥匙卡。如果是，那么许可车辆启动。如果不是，则不许可车辆启动。

点火模块12包括壳体30和前盖32，该前盖32布置成卡合配合(snap fit)到壳体30上。当将盖放置到壳体30上时，盖32经凸起接片34、36卡合配合到壳体30上，这些隆起接片34、36从壳体30的相对侧延伸、分别接收进入和捕获在盖32的开口38、40中。壳体30和盖32的全部四个侧可具有凸起接片和对应接收开口，以实现卡合配合封闭，如果希望的话。盖32还包括安装接片42、44、及46，用来将点火模块12安装和固定到车辆的仪表板(未表示)上。当然可使用其它类型的安装布置，如卡合配合、等等。

钥匙卡14由车辆操作人员携带。钥匙卡14包括安装在印刷电路板(“PCB”)51上的电子电路50，该印刷电路板51包括用来控制钥匙卡的几个功能的微控制器52。本领域的技术人员将认识到，使用分散电路或专用集成电路(“ASIC”)也可实现钥匙卡14的控制功能。钥匙卡14包括几个按钮54、56、及58，车辆操作人员可使用这些按钮54、56、及58，以控制由钥匙卡14控制的车辆方便功能，如车门锁定/解锁等等。

由钥匙卡控制的另一个功能是车辆点火系统的被动控制。车辆点火系统的被动控制是半自动功能。当车辆操作人员在车辆驾驶室内部，并且操作人员按压点火模块以启动车辆时，发射LF询问信号，以探测与该车辆关联的正确钥匙卡14是否存在。这通过监视从RF接收器24接收的RF信号和代码验证而进行。如果存在验证，则车辆点火系统启动车辆。

钥匙卡14包括LF天线60，该LF天线60位于钥匙卡14的一个端部62附近。钥匙卡14的电子电路50的一部分布置成，接收低频(“LF”)询问信号，并且确定LF询问信号是否正在从其关联车辆发送。钥匙卡14包括RF发射器53。当钥匙卡14从关联车辆接收到LF询问信号时，它通过发射射频(“RF”)响应信号而响应。钥匙卡14的电子电路的全部由内部电池64供电。

如果钥匙卡14的内部电池64完全耗尽，即失效，那么钥匙卡14不能响应来自LF发射器26的LF发射信号，并且不能将RF响应信号提供给RF接收器24。在该情况下，点火模块12将保持在维持启动电路不动的缺省状态下。

按照本发明的示范实施例，点火模块12还包括印刷电路板(“PCB”)70，该印刷电路板70相对于壳体30的棘爪部分72安装和固定。PCB 70具有安装到其上的电子电路74，该电子电路74用来实现点火模块12的功能。本领域的技术人员将认识到，点火模块12的控制功能也可使用分散电路或专用集成电路(“ASIC”)实现。点火模块12包括使用例如三个支腿82、84、86安装到PCB 70上的LF天线80，这三个支腿82、84、86将天线与PCB 70间隔开。在线圈80与电路74之间经柔顺针83、85、87进行电气接触。

点火模块12还包括启动按钮90，该启动按钮90轴向可滑动地接收在壳体30和盖32内。盖32包括开口96，该开口96许可启动按钮90的第一部分98穿过开口突出，从而当按钮90不是正在向内按压时对于车辆操作人员是可接近的。按钮90包括第二部分100，该第二部分100是阶梯状的，并且具有比在盖32中的开口96的直径大的直径，从而在全部时间将按钮90保持在壳体12内。按钮90的第三部分102可滑动地啮合在壳体30和盖36内的表面，从而当按压时轴向滑动。弹性开关部件110安装在PCB 70与按钮90之间，以将按钮90向盖32和抵靠其有恢复力地偏置。弹性开关部件110除将偏置力提供给按钮90之外，还包括开关触点，这些开关触点当不按压按钮90时是敞开的，并且当向内按压按钮90时闭合。因此，电路74通过监视弹性开关部件110，可确定何时按钮由车辆操作人员激活。

LF线圈80的外径120小于按钮90的内径122。支腿82、84、86的轴向长度是这样的，从而线圈80始终在轴向上位于按钮90的轴向长度内，不管按钮是否被按压。

连接器132的多根柔顺针130提供从在PCB 70上的电路74到外部电路，如ECU 22和发动机止动器/启动电路16的连接。

如提到的那样，如果钥匙卡14的内部电池64完全耗尽，即失效，那么钥匙卡14不能响应来自LF发射器26的LF发射信号，并且不能将RF响应信号提供给RF接收器24。按照本发明的示范实施例，将钥匙卡14放置成直接与点火模块12相接触，从而侧面62接触按钮90。这将在钥匙卡14内的LF天线60放置成最靠近点火模块。车辆操作人员然后一直将点火模块按钮90推入，就像用钥匙卡14启动车辆。

点火模块起初不“知道”正在由钥匙卡14按压，与由车辆操作人员的手指按压相反。点火模块试图通过使用LF发射器26发射LF询问信号并且经RF接收器监视响应信号而定位钥匙卡。然而，当没有接收到RF响应信号时，点火模块12然后转到故障检查过程。

按照本发明，故障检查过程、LF线圈80用询问信号激励。这是低功率信号，该低功率信号仅传播通常不会由车辆操作人员携带的钥匙卡接收的比较短的距离。然而，由线圈80提供的LF信号由正在按压入按钮90的钥匙卡14接收。来自线圈80的发射LF信号由钥匙卡用来激励钥匙卡，从而钥匙卡可将LF响应信号发射回点火模块。点火模块监视从钥匙卡返回的LF响应信号。如果LF响应信号包括适当ID信息，则将启动车辆，因为开关110被始终推压成闭合。

如应该认识到的那样，在这种故障模式中，点火模块已经从LF/RF通信模式切换到LF/LF通信模式，并且来自点火模块的LF被用来将操作功率提供给否则失效的钥匙卡。

由本发明的以上描述，本领域的技术人员将感觉到改进、变化及修改。在本技术领域内的这样的改进、变化及修改打算由附属权利要求书覆盖。

Claims

1.一种车辆点火系统，包括：

钥匙卡，包括低频收发器；

点火模块，包括低频收发器；及

控制电路，与所述点火模块相关联，用来激活所述点火模块的所述低频收发器，以将低频能量信号发射到所述钥匙卡而激励所述钥匙卡，

所述钥匙卡低频收发器在接收到来自所述点火模块的所述低频收发器的低频能量信号时发射低频响应信号，

所述控制电路包括验证装置，以基于低频响应信号验证所述钥匙卡是与该车辆相关联的钥匙卡。

2.根据权利要求1所述的车辆点火系统，其中，所述点火模块还包括按钮、和用来感测所述按钮的按下的传感器，所述控制电路连接到用来感测所述按钮的按下的所述传感器上，并且响应所述按钮的感测的按下激活所述点火系统的所述低频收发器。

3.根据权利要求2所述的车辆点火系统，其中，所述点火模块还包括低频天线，所述低频天线位于所述按钮内并且安装成当按下所述按钮时保持轴向静止。

4.一种车辆点火系统，包括：

钥匙卡，用来发射识别代码，所述钥匙卡包括低频收发器电路和低频天线；

点火模块，包括：

(a)壳体；

(b)开关触点；

(c)按钮，可滑动地安装在所述壳体中，并且布置成使得所述按钮的按压使所述开关触点闭合；

(d)低频线圈，安装成在所述壳体内是轴向静止的，并且位于所述按钮内部；

(e)点火模块电路，经所述低频线圈与所述钥匙卡建立低频通信；及

止动器电路，在操作上耦接到点火模块，用来响应于在所述钥匙卡与所述点火模块之间的低频通信而允许或防止所述点火系统的致动。

5.根据权利要求4所述的车辆点火系统，其中，当按下所述按钮时，所述点火模块电路提供待从所述低频线圈发射的初始低频信号，初始低频信号激励所述钥匙卡，所述钥匙卡在由初始低频信号激励时将响应信号发射回所述点火模块。

6.一种车辆点火模块，包括：

钥匙卡，具有射频发射器和低频收发器，所述钥匙卡通过发射具有独特钥匙卡识别代码的射频响应信号而响应低频询问信号，并且当放置在低频信号源附近时发射低频响应信号；

点火模块，包括射频接收器、低频发射器及低频接收器，所述点火模块，

(a)首先从低频发射器发射低频询问信号，并且使用射频接收器监视射频响应信号，并且

(b)如果射频接收器没有接收到射频响应信号，则产生低频低频功率信号并且由低频接收器监视低频响应信号，

如果接收到射频响应信号，或者接收到低频响应信号，则点火模块许可发动机启动。

7.根据权利要求6所述的车辆点火模块，其中，所述射频响应信号和所述低频响应信号都包括识别代码，并且其中，所述点火模块包括电路，所述电路将接收的识别代码与预定代码相比较以确定响应信号是否指示钥匙卡与该车辆相关联。

8.根据权利要求6所述的车辆点火模块，其中，所述点火模块包括壳体、开关触点、按钮、低频线圈、及点火模块电路，所述按钮可滑动地安装在所述壳体中并且布置成使得所述按钮的按压使所述开关触点闭合，所述低频线圈安装成在所述壳体内是轴向静止的并且位于所述按钮内部，所述点火模块电路经所述低频线圈将低频功率信号提供给所述钥匙卡。