CN103661244A - 一种一键式启动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一键式启动系统，所述系统包括：高速总线；车身控制模块，所述车身控制模块与所述高速总线相连；钥匙，所述钥匙带有电池和钥匙端电控模块；天线，所述天线是一个空心线圈，用于与所述钥匙进行通信并且与车身控制模块相连，所述天线能够完成一键启动的钥匙搜索功能；启动开关，所述启动开关通过开关检测回路，通信地耦合于车身控制模块；发动机控制模块，所述发动机控制模块与车身控制模块相连并且通过高频通道与所述钥匙进行通信；启动继电器，所述启动继电器与车身控制模块相连；发动机控制模块，所述发动机控制模块与车身控制模块相连。

Description

一种一键式启动系统

技术领域

本发明涉及一种车辆控制系统，尤其涉及一种新型架构的一键式启动系统(Passive Start（PS）System)，用于用户在车内在未掏出钥匙的情况下，通过按启动按键可以直接启动汽车。

背景技术

一键式启动系统是指用户在进入车辆后，无需掏出钥匙，只要脚踩刹车，按下车辆启动开关就可以将车辆启动起来。它的关键技术包括：1、必须识别出车内有合法的钥匙，车辆才能启动；2、钥匙离开车内，汽车就无法启动；3、钥匙无电时，汽车可以通过其他方式启动；4、安全要求双路开关检测，双路电源控制。

在现有技术中，一键式启动系统一般使用特定的模块，例如，被动进入被动启动（PEPS）模块来实现低频触发，并且为了获得较好的覆盖范围，整车一般使用了三根低频天线。同时为了防止钥匙没电的情况下无法启动问题，系统还在车身控制模块端配备防盗系统（IMMO）作为备份启动。同时PEPS模块和车身控制模块（Body Control Module，BCM）模块共同承担安全的双路开关检测和电源控制。

经过现有技术文献和专利的检索发现，中国专利申请号为200820123754.6,公开号为CN201309468,名称为“汽车启动系统”的专利。该专利的车内探测天线为三根铁氧体天线，模块的防盗天线也与钥匙检测天线分离。

如图2所示，传统一键式启动系统使用三根铁氧体天线，安放在全车中心线的三个位置。传统一键式启动系统使用车身控制模块作为一键式启动模块的后备电源，在一键式启动模块失效的情况下，车身控制模块可以独立控制启动继电器，确保正在行驶的车辆不会熄火。如图4所示，传统一键式启动是由一键式启动模块检测启动开关的状态，然后驱动三路天线找寻钥匙，而在钥匙没有电的情况下，有车身控制模块来完成防盗认证。现有技术的缺点是天线的覆盖面积相互重叠，配置复杂，设备的效率不高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题。为此，本发明提出了一种新型架构的一键式启动系统，用于用户在车内在未掏出钥匙的情况下，通过按启动按键可以直接启动汽车。

本发明是通过下述技术方案来实现的：

一种一键式启动系统，包括：高速总线；车身控制模块，所述车身控制模块与所述高速总线相连；钥匙，所述钥匙带有电池和钥匙端电控模块；天线，所述天线是一个空心线圈，用于与所述钥匙进行通信并且与车身控制模块相连，所述天线能够完成一键启动的钥匙搜索功能；启动开关，所述启动开关通过开关检测回路，通信地耦合于车身控制模块；远程高频接收模块，所述远程高频接收模块与车身控制模块相连，并且通过高频通道与所述钥匙进行通信；启动继电器，所述启动继电器与车身控制模块相连；发动机控制模块，所述发动机控制模块与车身控制模块相连。

进一步地,所述系统包括与所述高速总线相连的方向盘管柱锁模块，用于锁定方向盘。

进一步地,所述车身控制模块包括防盗基站和功放芯片，所述防盗基站和所述功放芯片相连，所述防盗基站通过所述功放芯片发送和接收所述天线的信号，并且所述功放芯片与天线相连。

进一步地,所述天线与车辆底盘垂直，被设置在车内中心储物盒附近。

进一步地,所述系统在钥匙没电情况下通过车身控制模块，利用所述天线完成防盗认证过程。

进一步地,所述系统包括与车身控制模块相连的仪表模块，用于后备电源控制，提高系统安全性。

进一步地,所述系统进一步地包括后备ACC电源控制线和后备RUN电源控制线，所述后备ACC电源控制线、后备RUN电源控制线、所述仪表模块均与所述车身控制模块相连。

进一步地,所述远程高频接收模块通过LIN总线与车身控制模块相连。

进一步地,所述空心线圈通过在空心线圈的骨架中进行绕线而形成所述线圈。

进一步地,所述空心线圈中的线是漆包线。

进一步地,所述空心线圈的横截面是圆环形。

一种一键式启动方法,所述方法包括以下步骤：按下启动开关；

车身控制模块检测按下启动开关；车身控制模块启动天线，发送加密信息以找寻钥匙，所述天线是一个空心线圈；车身控制模块发送搜索认证信息，以判断判断车内是否有钥匙；当钥匙接收到搜索认证信息后，将自身的认证信息进行加密后通过高频通道返回给高频接收模块；由高频接收模块接收加密后的认证信息，进行解密，并通过LIN总线发给车身控制模块；车身控制模块接收到解密后的认证信息，判断钥匙是否合法的；当钥匙是合法的时，车身控制模块启动电源输出，通过控制点火继电器和高速总线，通知发动机控制模块完成车辆启动。

进一步地,所述方法包括：当钥匙的电池电量耗尽时，通过将钥匙放置在靠近天线的位置，然后按下一键启动开关来启动车辆；车身控制模块检测到开关被按下后，在通过低频通道无法找到钥匙后通过低频防盗通道找寻钥匙；没有电的钥匙接收到信号，直接通过所述通道反馈加密信息；车身控制模块检测钥匙是合法的；通过控制点火继电器和高速总线，直接地通知发动机控制模块发动车辆，并在仪表模块上显示钥匙没电的信息给用户。

进一步地,所述方法包括：当仪表模块通过高速总线发现车身控制模块异常时，检测启动开关不是再次被按下；通过总线确认当前启动状态，并通过后备电源线维持现有的点火状态，避免熄火。

通过以上技术方案可以看出，本发明可以高效地优化了实现架构，降低了制造成本，提高了系统安全性。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的一键式启动系统的详细原理示意图；

图2示出了现有技术中的天线的磁场覆盖范围的分布图；

图3示出了根据本发明实施例的一键式启动系统中的天线的磁场覆盖范围的分布图；

图4示出了现有技术中一键式启动系统的基本原理示意图；

图5示出了根据本发明实施例的一键式启动系统基本原理示意图；

图6示出了根据本发明实施例的一键式启动系统，在正常情况下的流程图；

图7示出了根据本发明实施例的一键式启动系统，在钥匙电池没电的情况下的流程图；

图8示出了根据本发明实施例的一键式启动系统，在车身控制模块异常无法恢复的情况下的流程图；

图9示出了根据本发明实施例的一键式启动系统中的空心线圈骨架的正视图；

图10示出了根据本发明实施例的一键式启动系统中的空心线圈骨架的侧视图。

附图标记列表

1 车身控制模块

2 启动开关

3 仪表模块

4 钥匙

5 远程高频接收模块

6 发动机控制模块

7 启动继电器

8  方向盘管柱锁模块

9  车辆防盗基站

10 高速总线

11 后备ACC电源控制线

12 后备RUN电源控制线

13 ACC电源控制线

14 RUN电源控制线

15 天线

16 用于钥匙防盗信号返回的低频通道

17 用于BCM发送的钥匙检测信号的低频通道

18 LIN总线

19 开关检测回路

20 高频通道

21 功放芯片

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能类似为对本发明的限制。

如图1所示，在根据本发明所述的实施例中，一种新型架构的一键式启动系统，其用于用户可以在车内再未掏出钥匙的情况下，通过按启动按键直接启动汽车，该系统包括，车身控制模块1、一键启动开关2、仪表模块3、钥匙4、远程高频接收模块5、发动机控制模块6、启动继电器7、方向盘管柱锁模块8、车辆防盗基站9、高速总线10、后备ACC电源控制线11、后备RUN电源控制线12、ACC电源控制线13、RUN电源控制线14、天线15，低频通道16和17、LIN总线18、检测回路19、高频通道20、功放芯片21。

车身控制模块1与所述高速总线相连，在钥匙没电情况下所述系统通过车身控制模块(BCM)，利用同一天线完成防盗认证过程。在实施例中，钥匙4的电池电量耗尽之后，用户可以将钥匙4放置在靠近空心线圈15的位置，然后按下启动开关2。BCM1检测到开关被按下后，通过低频通道17无法找到钥匙后会尝试通过低频防盗通道16找寻钥匙。没有电的钥匙4接收到信号，直接通过通道16向车身控制模块发送加密信息。车身控制模块接收到所述加密信息后，可以检测钥匙是否合法，从而绕开了RFA模块5直接对钥匙进行了认证，即，在钥匙没有电的情况下，车身控制模块还能完成防盗认证的功能。

天线15是一个空心线圈，能够完成一键启动的钥匙搜索功能，所述天线能够与所述钥匙通过低频通道16和17进行通信并且与车身控制模块相连。所述空心线圈通过在空心线圈的骨架中进行绕线而形成所述线圈。所述空心线圈中的线是漆包线并且所述空心线圈的横截面是圆环形。发动机控制模块6与车身控制模块相连。

现在参考图9和图10，根据本发明所述的实施例中，使用一根天线实现整车钥匙的检测，来替代现有技术中的三根天线的模式。使用高效的空心线圈替代原来的铁氧体天线。本发明使用一种全新的空心线圈作为天线，这种天线的特点是：磁场分布较稳定，不易受外界影响；同时功率可以做大，完全覆盖汽车内部区域。在实施例中，所述天线与底盘垂直，并且放置在汽车内中心储物盒的附近，扩大了天线产生磁场的范围，使得一根天线就可以完成传统三根天线可以覆盖的范围，提高了使用效率，同时简化了结构，使得对天线的调试更加方便。天线的覆盖范围如图3所示。

启动开关2，所述开关通过开关检测回路19，通信地耦合于车身控制模块。

仪表模块3与车身控制模块相连，所述仪表模块可以控制后备电源以提高系统安全性。传统的一键式启动为了安全原因使用车身控制模块作为一键式启动模块的后备电源，在启动模块失效的情况下，车身控制模块可以独立控制启动继电器，确保正在行驶的车辆不会熄火。本专利创新地提出了将一键式启动模块集成到车身控制模块1中，提高了整个系统的安全性。所述系统将传统后备电源管理从车身控制模块中分离开，放到仪表3中，参考图1的系统框图。具体的实现流程如图6所示。所述系统还创新地提出了由仪表3检测启动开关2的状态变化，实现了在车身控制模块异常的情况下，所述系统仍可以完成用户的基本停车的功能。

现在参考图4和图5，根据本发明所述的实施例中，将一键式启动模块功能集成到车身控制模块1中的防盗基站9中，从而复用了车身控制模块的防盗系统IMMO天线作为PS的天线。本发明由于创新地提出了新型的天线，这样由车身控制模块1就可完成上述所有的功能，如图5所示，这种设计将防盗和一键式启动集成到同一模块中，对于代码的实现，功能的管理以及成本控制都是有益的。

根据本发明所述的实施例中，为了安全考虑，所述系统使用仪表模块3作为后备的电源管理。功能定义是，仪表模块3在用户按下启动开关2时，与BCM1同时采样按键信号，并将得到的结果通过高速总线10发送到BCM和全车，以保证按键的有效性。当BCM1在行驶过程中出现异常(参考流程框图BCM异常无法恢复的情况)，无法正常工作时，仪表模块3作为后备电源管理，通过后备ACC控制11和后备RUN控制12通过BCM1内部直通电路直接控制ECM6和启动继电器7，保证车辆不会在行驶过程中因为BCM1的失效而熄火。

与车身控制模块相连的远程高频接收模块5，通过高频通道20与所述钥匙进行通信。启动点火继电器7与车身控制模块相连。

方向盘管柱锁模块8与所述高速总线相连。优选地,所述系统包括与所述高速总线相连的方向盘管柱锁模块，在车辆熄火上锁后，通过模块的控制电路发送信号以锁定方向盘，以防止非法进入后强行移动车辆。为了满足法规对于防盗要求，系统通过高速总线10，连接方向盘管柱锁模块8。

优选地,所述车身控制模块包括防盗基站和功放芯片，用于寻找钥匙，能够实现钥匙检测和钥匙认证的功能。所述防盗基站和所述功放芯片相连，所述防盗基站通过所述功放芯片发送和接收来自所述天线的信号，并且所述功放芯片与天线相连。

优选地,所述天线与车辆底盘垂直，可以被设置在车内中心储物盒上，以提高天线的覆盖面积。现在参考图9和图10，优选地,空心线圈是通过漆包线绕线而成的线圈，线圈绕在骨架中，通过使用圆形的骨架，使得线圈通电后产生的磁场的覆盖更加均匀。

优选地,所述系统进一步地包括后备ACC电源控制线和后备RUN电源控制线，所述后备ACC电源控制线、后备RUN电源控制线、所述仪表模块均与所述车身控制模块相连。如图1所示，后备ACC电源控制线的一端连接仪表模块，另一端连接车身控制模块。同样地，后备RUN电源控制线的一端连接仪表模块，另一端连接车身控制模块。

优选地,所述远程高频接收模块通过LIN总线与车身控制模块相连。

如图6所示，根据本发明一个实施例的一键式启动方法中：

步骤601，用户在车内按下开关2。

步骤602，BCM1检测到用户在车内按下开关2。

步骤603，车身控制模块1启动天线15，发送加密信息以找寻钥匙4。在实施例中，车身控制模块1中的防盗基站9通过低频通道17搜索车内(除后座衣帽架外)钥匙4。在实施例中，所述低频通道使用125kHz，在业界标准中3MHz以下为低频，30MHz以上为高频或射频。在汽车上考虑距离、防盗、充电、胎压监测等应用都使用低频；钥匙远程控制、收音机、蓝牙等应用都是使用高频。

步骤604，BCM1判断车内是否有钥匙4？

步骤605，如果车内有钥匙4，当钥匙通过低频通道17接收到所述加密信息后，然后通过高频通道20将钥匙信息发给远程高频接收模块5。在实施例中，所述认证信息可以由BCM1和钥匙两端的芯片使用对称式DST80加密算法进行实现。

步骤606，由RFA模块5解密认证信息之后，通过LIN总线18把所述信息发给BCM1。

步骤607，车身控制模块1根据认证信息，判断钥匙4是否合法？

步骤608，如果车内没有合法的钥匙4，则通过高速总线10通知仪表模块3向用户显示车内无钥匙的信息。如果认证通过，即，钥匙4是合法的钥匙后，BCM1会启动电源输出13,14，通过控制点火继电器7和高速总线10，通知发动机控制模块（Engine Control Module，ECM）6以完成车辆启动。如果钥匙4不是合法的钥匙，则判断是否是多次尝试超时？如果是，车身控制模块1退出钥匙搜索，等待用户再按开关；如果不是，车身控制模块1再次启动天线15，发送加密信息以搜索钥匙4。

如图7所示，根据本发明所述的实施例中，

步骤701，钥匙4的电池电量耗尽，用户可以通过将钥匙4放置在靠近空心线圈15的位置，然后按下启动开关2。

步骤702，BCM1检测到开关被按下后，在通过低频通道17无法找到钥匙后，可以尝试通过低频防盗通道16发送信号以寻找钥匙。

步骤703，没有电的钥匙4接收到所述信号之后，直接地通过通道16向BCM1发送加密信息。

步骤704，BCM1接收到所述加密信息后，BCM1可以检测钥匙是否合法，从而绕开RFA模块5直接地对钥匙进行认证。

步骤705，当完成认证后，通过控制点火继电器7和高速总线10，直接地通知ECM6发动车辆，并在仪表模块3上显示钥匙没电的信息给用户。

优选地，如图8所示，根据本发明所述的实施例中，在车身控制模块异常无法恢复的情况下：

步骤801，由仪表模块3检测启动开关2的状态变化，实现在车身控制模块1异常情况下，仍可以响应用户基本停车的请求。仪表模块3可以通过高速总线10发现车身控制模块1的异常。

步骤802，检测启动开关2是否再次按下？

步骤804，如果是，确认用户熄火，通过总线10更改当前启动状态，并通过电源线11,12关闭点火继电器7，使得车辆熄火。

步骤803，如果不是，通过总线10确认当前启动状态，并通过后备电源线11,12维持现有的点火状态，使得车辆避免熄火。

本领域技术人员还可以理解的是，本发明的保护范围并不仅限于上述实施例，所有对本发明的等同变换均落在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种一键式启动系统，其特征在于，包括：

高速总线；

车身控制模块，所述车身控制模块与所述高速总线相连；

钥匙，所述钥匙具有电池和钥匙端电控模块；

天线，所述天线是一个空心线圈，用于与所述钥匙进行通信并且与车身控制模块相连，所述天线能够完成一键启动的钥匙搜索功能；

启动开关，所述启动开关通过开关检测回路，通信地耦合于车身控制模块；

远程高频接收模块，所述远程高频接收模块与车身控制模块相连，并且通过高频通道与所述钥匙进行通信；

启动继电器，所述启动继电器与车身控制模块相连；

发动机控制模块，所述发动机控制模块与车身控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统包括与所述高速总线相连的方向盘管柱锁模块，用于锁定方向盘的方向盘管柱锁模块与高速总线相连。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述车身控制模块包括防盗基站和功放芯片，所述防盗基站和所述功放芯片相连，所述防盗基站通过所述功放芯片发送和接收所述天线的信号，并且所述功放芯片与天线相连。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述天线与车辆底盘垂直，被设置在车内中心储物盒附近。

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统包括与车身控制模块相连的仪表模块，所述仪表模块用于控制后备电源。

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述系统进一步地包括后备ACC电源控制线和后备RUN电源控制线，所述后备ACC电源控制线、后备RUN电源控制线、所述仪表模块均与所述车身控制模块相连。

7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述远程高频接收模块通过LIN总线与车身控制模块相连。

8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空心线圈通过在骨架上绕线而形成所述线圈。

9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空心线圈中的线是漆包线。

10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空心线圈为圆环状。

11.一种一键式启动方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤：

按下启动开关；

车身控制模块检测启动开关的状态；

启动开关被按下时，车身控制模块启动天线，发送加密信息以找寻钥匙，所述天线是一个空心线圈；

车身控制模块发送搜索认证信息，以判断判断车内是否有钥匙；

当钥匙接收到搜索认证信息后，将自身的认证信息进行加密后通过高频通道返回给高频接收模块；

由高频接收模块接收加密后的认证信息，进行解密，并通过LI N总线将解密后的认证信息发给车身控制模块；

车身控制模块接收到解密后的认证信息，判断钥匙是否合法的；

当钥匙是合法的时，车身控制模块启动电源输出，通过控制点火继电器和高速总线，通知发动机控制模块完成车辆启动。

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,包括：

当钥匙的电池电量耗尽时，用户将钥匙放置在靠近天线的位置，并且按下启动开关；

车身控制模块检测到启动开关被按下后，在通过低频通道无法找到钥匙时，通过低频防盗通道寻找钥匙；

没有电的钥匙接收到寻找钥匙信号之后，直接通过所述低频通道反馈加密信息；

车身控制模块检测钥匙是否合法；

当钥匙是合法的时，通过控制点火继电器和高速总线，直接地通知发动机控制模块发动车辆，并在仪表模块上显示钥匙没电的信息给用户。

13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,包括：

当仪表模块通过高速总线发现车身控制模块异常时，检测启动开关是否再次被按下；

当启动开关没有被按下时，通过总线确认当前启动状态，并通过后备电源线维持现有的点火状态，避免车辆熄火。

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