CN103587499A - 一种汽车智能钥匙身份识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种汽车智能钥匙身份识别系统，系统的PEPS通过CAN总线与车身控制器、发电机控制单元进行通讯，所述的PEPS与遥控钥匙无线通信，所述的车身控制器连接四门电机和后背门电机。本发明将智能的遥控钥匙与PEPS控制器结合的无钥匙启动和无钥匙进入系统，克服了防盗系统的单一性和启动系统的复杂程度，控制逻辑简单，在信号传输上可靠性差，检查困难等缺点。采用CAN总线进行信息传输，实现了总线控制和信息共享。
Description
技术领域
本发明涉及汽车自动化领域，尤其涉及汽车智能钥匙的防盗和车载网络通讯方面。
背景技术
CAN总线技术
CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是汽车上应用最广泛的控制器通讯总线之一。CANBUS初始设计时就作为汽车环境中的控制器通讯之用，在车载电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。CAN总线由于采用了许多新技术及独特的设计，通过简单的协议，实现了在电磁干扰环境下远距离实时数据的可靠传输，且硬件成本较低。与一般的通信总线相比，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其主要特点与优点可概括如下：
1、CAN总线上任一个节点均可在任一时刻主动向网络上的其他节点发送数据，而不分主从，通信灵活；
2、CAN总线上的节点可分为不同的优先级，可以满足不同的实时要求；
3、CAN总线采用非破坏性总线仲裁，当两节点同时向总线发送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续发送数据；
4、CAN总线具有点对点、一点对多点（成组）及全局广播传送数据的功能；
5、CAN总线通信距离最远可达10Km/5Kbps，通信最高速率可达1M位s/s（40m）；
6、CAN总线每一帧数据的有效字节数为8，保证传输时间短，提高实时性且受干扰的概率低；
7、CAN总线每帧数据都含有CRC（循环冗余）校验及其他校验措施，数据出错率低；
8、CAN总线节点在严重错误的情况下，可自动切断与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。
9、CAN总线系统结构简单，对传输介质有多种，如普通电缆、光缆和无线传输。
无钥匙启动系统
汽车遥控钥匙系统基本都是利用RF收发技术进行相应控制。随着技术的进步，遥控钥匙的功能与技术也不断更新换代。第一代遥控钥匙系统，仅仅是单纯的无线收发器。用遥控器控制汽车门锁的开关。第二代遥控钥匙系统，为了提高安全性，采用加密收发器。即在车身控制模块与遥控器之间使用加密通讯，仅当密码正确时才可以通过遥控器控制车门锁的解闭锁工作。同时，每次遥控器与车身控制模块的接收器通讯都会同步更新数据，在正常的遥控器和汽车使用年限内不可能出现数据重复的情况，使得解密几乎成为不可能，极大的提高了安全性。这种方案在国内也最为常见。
第三代遥控钥匙系统，则是智能的遥控钥匙与防盗器结合的产物，只要轻按启动按钮即可在任何电源状态下启动发动机，即通常所指的：无钥匙启动系统。
然而，目前还没有一款将CAN总线和无钥匙启动系统相结合系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种将CAN总线和无钥匙启动系统相结合的汽车智能钥匙身份识别系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车智能钥匙身份识别系统，系统的PEPS通过CAN总线与车身控制器、发电机控制单元进行通讯，所述的PEPS与遥控钥匙无线通信，所述的车身控制器连接四门电机和后背门电机。
一种汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法：
包括无钥匙进入控制方法、发动机防盗控制方法和无钥匙启动方法；
所述的无钥匙进入控制方法如下：
当遥控钥匙进入指定范围并被PEPS正确识别后，PEPS检测满足四门处于锁定状态、后背门开关或门把手开关处于锁定状态，则四门和后背门解锁；
所述的发动机防盗控制方法如下：
A、PEPS和遥控钥匙相互认证成功后，等待发动机控制单元发送要求认证的数据帧；
B、发动机控制单元在自身初始化完成后，立即发送加密验证报文给PEPS，如PEPS控制器无应答，则在额定时间内每隔一段时间发送一次加密验证报文，逾期PEPS控制器仍无应答，则判认证失败；
C、如PEPS正常收到报文，则对其中数据进行解密核对，根据核对的结果，向发动机控制单元发送加密反馈报文；
D、发动机控制单元对收到报文中的数据进行解密，判断认证是否成功；
E、如果认证通过，则正常点火喷油，否则保持静默；
所述的无钥匙启动方法如下：
当遥控钥匙被PEPS识别后，PEPS检测满足制动踏板被踩下，则按动启动按钮发动机将能够正常启动。
所述的发动机防盗控制方法中，若E中认证通过后，发动机未运转，则每隔额定时间，发动机控制单元发送一次加密验证报文给PEPS控制器，流程转入C。
系统还设有电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock，所述的发动机防盗控制方法中，若E如果认证通过后，同时控制电子转向柱锁或是增加变速箱ShiftLock解锁。
所述的无钥匙启动方法中，PEPS检测满足的条件还具有电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock解锁。
发动机控制单元向PEPS学习密钥和个人识别码的方法：
A、诊断仪向PEPS发送教密钥和个人识别码给发动机控制单元的命令；
B、诊断仪向发动机控制单元发送向PEPS学习密钥和个人识别码的命令；
C、PEPS向发动机控制单元发送加密的密钥和个人识别码；
D、发动机控制单元得到正确的密钥和个人识别码后，向诊断仪返回学习成功的应答报文。
PEPS向发动机控制单元学习密钥的方法：
A、诊断仪向PEPS控制器发送从发动机控制单元学习密钥的命令
B、诊断仪向发动机控制单元发送教密钥给PEPS控制器的命令
C、发动机控制单元将加密的密钥发送给PEPS控制器；
D、PEPS控制器收到有效的数据后，向诊断仪返回学习成功的应答报文。
本发明将智能的遥控钥匙与PEPS控制器结合的无钥匙启动和无钥匙进入系统，克服了防盗系统的单一性和启动系统的复杂程度，控制逻辑简单，在信号传输上可靠性差，检查困难等缺点。采用CAN总线进行信息传输，实现了总线控制和信息共享。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为无钥匙进入控制框图；
图2为一键式启动控制框图。
具体实施方式
本专利基于汽车无钥匙进入无钥匙启动控制器（PEPS）、车身控制器，采用CAN总线网络通讯，实现了无钥匙启动和无钥匙进入的智能控制。
驾驶者随身携带合法的遥控钥匙，打开车门会唤醒车身控制器，继而车身控制器会唤醒整车的CAN网络，并且车身控制器会将车门状态等相关信号通过CAN网络发送给PEPS控制器，车门状态的变化会触发PEPS控制器驱动布置在室内的低频天线搜寻钥匙，并验证是否有合法的钥匙在车内。如果验证成功，则驾驶员可以通过按下一键式启动开关切换整车的电源状态。如果验证不成功则无论如何按动启动按钮整车电源都不会有任何变化。当发动机启动成功后，PEPS控制器会及时的切断启动机电路的电源。不需要驾驶者自己判断和操作。省去了传统的钥匙插入插槽和拧动钥匙的启动过程，使驾驶者更加舒适。
汽车无钥匙进入系统，简称PKE（PASSIVE KEYLESS ENTER），该产品采用了世界最先进的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，并成功的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。“汽车无钥匙系统”不是传统的钥匙，而是一个智能钥匙。
具体的说，汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法包括无钥匙进入控制方法、发动机防盗控制方法、无钥匙启动方法、发动机控制单元向PEPS学习密钥和个人识别码的方法以及PEPS向发动机控制单元学习密钥的方法。
无钥匙进入控制方法如下：
可以在满足以下条件时，实现功能：
A、四门处于锁定状态；
B、后背门开关或门把手开关；
C、正确的智能钥匙；
即，当遥控钥匙进入指定范围并被PEPS正确识别后，PEPS检测满足四门处于锁定状态、后背门开关或门把手开关处于锁定状态，则四门和后背门解锁，乘客可以通过直接操作门把手或后背门开关的方式打开任何车门和后背门。
发动机防盗功能：
该发动机防盗系统将发动机防盗模块的功能集成在PEPS控制器中，由PEPS控制器通过CAN总线和发动机控制单元进行通讯，主要起到发动机盗作用。PEPS控制器不仅符合我国防盗标准，也符合CISPR25、ISO7637、ISO11452和ISO10605等国际行业标准，防止有人入侵，试图通过非正常手段启动并盗取汽车。
本系统由以下元件组成：PEPS控制器和发动机控制单元、发动机防盗钥匙芯片、车身控制器和仪表。
该发动机防盗系统中PEPS控制器和发动机控制单元通过CAN总线进行通讯，当非法启动时此防盗系统将阻止发动机启动。
PEPS控制器通过识别防盗钥匙芯片信息并与发动机控制单元进行通讯确认加密认证是否成功。如果加密认证成功则可以继续进行无钥匙启动功能。
发动机防盗控制方法如下：
PEPS控制器通过高速CAN总线与发动机控制单元进行加密认证。发动机控制单元与PEPS控制器之间会进行64位的密文传送以进行应答式认证。只有当发动机控制单元检测到正确的PEPS控制器后，才允许发动机启动。PEPS控制器与发动机控制单元之间采用的加密认证过程如下：
A、PEPS和遥控钥匙相互认证成功后，等待发动机控制单元发送要求认证的数据帧；
B、发动机控制单元在自身初始化完成后，立即发送加密验证报文给PEPS，如PEPS控制器无应答，则在额定时间（如2秒）内每隔一段时间（如50ms）发送一次加密验证报文，逾期PEPS控制器仍无应答，则判认证失败；
C、如PEPS正常收到报文，则对其中数据进行解密核对，根据核对的结果，向发动机控制单元发送加密反馈报文；
D、发动机控制单元对收到报文中的数据进行解密，判断认证是否成功；
E、如果认证通过，则正常点火喷油，同时控制电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock解锁，否则保持静默；
F、如果认证通过后，发动机未运转，则每隔额定时间（如6s），发动机控制单元发送一次加密验证报文给PEPS控制器，流程转入C。
所述的无钥匙启动方法如下：
如图2所示，本系统由以下元件由PEPS控制器、仪表和智能钥匙组成，该一键式启动系统满足一下条件时可实现功能：
A、正确的智能钥匙；
B、制动踏板被踩下；
C、发动机启动开关；
D、电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock未锁定；
即当遥控钥匙被PEPS识别后，PEPS检测满足制动踏板被踩下，且电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock未锁定，则按动启动按钮发动机将能够正常启动。
匹配学习：
PEPS控制器与发动机控制单元之间的CAN通讯采用具有11位识别符的标准帧。
其中发动机控制单元向PEPS学习密钥和个人识别码的方法适用于下线匹配和售后更换发动机控制单元。售后更换时，此服务需要个人识别码作为额外的授权认可。具体流程如下：
A、诊断仪向PEPS发送教密钥和个人识别码给发动机控制单元的命令；
B、诊断仪向发动机控制单元发送向PEPS学习密钥和个人识别码的命令；
C、PEPS向发动机控制单元发送加密的密钥和个人识别码；
D、发动机控制单元得到正确的密钥和个人识别码后，向诊断仪返回学习成功的应答报文。
PEPS向发动机控制单元学习密钥的方法适用于售后更换PEPS控制器。售后更换时，此服务需要个人识别码作为额外的授权认可。具体流程如下
A、诊断仪向PEPS控制器发送从发动机控制单元学习密钥的命令
B、诊断仪向发动机控制单元发送教密钥给PEPS控制器的命令
C、发动机控制单元将加密的密钥发送给PEPS控制器；
D、PEPS控制器收到有效的数据后，向诊断仪返回学习成功的应答报文。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽车智能钥匙身份识别系统，其特征在于：系统的PEPS通过CAN总线与车身控制器、发电机控制单元进行通讯，所述的PEPS与遥控钥匙无线通信，所述的车身控制器连接四门电机和后背门电机。
2.一种汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法，其特征在于：
包括无钥匙进入控制方法、发动机防盗控制方法和无钥匙启动方法；
所述的无钥匙进入控制方法如下：
当遥控钥匙进入指定范围并被PEPS正确识别后，PEPS检测满足四门处于锁定状态、后背门开关或门把手开关处于锁定状态，则四门和后背门解锁；
所述的发动机防盗控制方法如下：
A、PEPS和遥控钥匙相互认证成功后，等待发动机控制单元发送要求认证的数据帧；
B、发动机控制单元在自身初始化完成后，立即发送加密验证报文给PEPS，如PEPS控制器无应答，则在额定时间内每隔一段时间发送一次加密验证报文，逾期PEPS控制器仍无应答，则判认证失败；
C、如PEPS正常收到报文，则对其中数据进行解密核对，根据核对的结果，向发动机控制单元发送加密反馈报文；
D、发动机控制单元对收到报文中的数据进行解密，判断认证是否成功；
E、如果认证通过，则正常点火喷油，否则保持静默；
所述的无钥匙启动方法如下：
当遥控钥匙被PEPS识别后，PEPS检测满足制动踏板被踩下，则按动启动按钮发动机将能够正常启动。
3.根据权利要求2所述的汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法，其特征在于：所述的发动机防盗控制方法中，若E中认证通过后，发动机未运转，则每隔额定时间，发动机控制单元发送一次加密验证报文给PEPS控制器，流程转入C。
4.根据权利要求3所述的汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法，其特征在于：系统还设有电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock，所述的发动机防盗控制方法中，若E如果认证通过后，同时控制电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock解锁。
5.根据权利要求4所述的汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法，其特征在于：所述的无钥匙启动方法中，PEPS检测满足的条件还具有电子转向柱锁或是增加变速箱Shift Lock解锁。
6.根据权利要求3所述的汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法，其特征在于：
发动机控制单元向PEPS学习密钥和个人识别码的方法：
A、诊断仪向PEPS发送教密钥和个人识别码给发动机控制单元的命令；
B、诊断仪向发动机控制单元发送向PEPS学习密钥和个人识别码的命令；
C、PEPS向发动机控制单元发送加密的密钥和个人识别码；
D、发动机控制单元得到正确的密钥和个人识别码后，向诊断仪返回学习成功的应答报文。
7.根据权利要求3所述的汽车智能钥匙身份识别系统的控制方法，其特征在于：
PEPS向发动机控制单元学习密钥的方法：
A、诊断仪向PEPS控制器发送从发动机控制单元学习密钥的命令
B、诊断仪向发动机控制单元发送教密钥给PEPS控制器的命令
C、发动机控制单元将加密的密钥发送给PEPS控制器；
D、PEPS控制器收到有效的数据后，向诊断仪返回学习成功的应答报文。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20140219 Assignee: Wuhu Kai wing Automobile Co., Ltd. Assignor: Saic Chery Automobile Co., Ltd. Contract record no.: 2017990000478 Denomination of invention: Intelligent key identification system for automobile Granted publication date: 20170322 License type: Common License Record date: 20171208 |