CN109552249A - 近距离peps智能钥匙匹配系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及近距离PEPS智能钥匙匹配系统及方法，该系统包括主控芯片U10、启动开关线圈以及钥匙单元；主控芯片U10接收OBD口发送诊断命令，根据诊断命令发送驱动信号至启动开关线圈；启动开关线圈发射低频信号以开启钥匙单元进行匹配；钥匙单元接收低频信号，根据低频信号发送相关信息至主控芯片U10，主控芯片U10根据钥匙相关信息进行处理，将处理结果通过启动开关线圈发送至钥匙单元进行匹配。本发明匹配过程没有使用到高频通讯，对环境的要求极大降低，无需人工手动操作，降低了操作的复杂度和提高了匹配成功率，且使得大批量钥匙单元匹配时劳动生产率得到极大提升，提高智能钥匙匹配过程中的简便性、抗干扰性和成功率。

Description

近距离PEPS智能钥匙匹配系统及方法

技术领域

本发明涉及钥匙匹配系统，更具体地说是指近距离PEPS智能钥匙匹配系统及方法。

背景技术

针对市场上PEPS(无钥匙进入及启动，Passive Entry Passive Start)系统普遍通过按压智能钥匙特定按键发送高频信号与控制器交换进行学习匹配，具体地，PEPS控制器内部电路包含MCU、高频接收模块和低频发送模块，智能钥匙内部电路包含MCU、高频发送模块和低频接收模块，PEPS控制器与智能钥匙之间通过无线信号进行通讯。当使用诊断工具通过OBD口发送诊断命令使控制器进入智能钥匙匹配流程，控制器会通过低频发送模块的天线连续发送低频匹配指令，在智能钥匙接收到低频数据后，此时需要人为手动按下智能钥匙特定组合按键，发送高频匹配数据反馈给控制器，从而达到密钥信息交互，完成控制器与智能钥匙的匹配，该方案存在以下问题：在匹配过程中使用到高频通讯，此时需要对环境提出要求，确保同一时段没有同频干扰；需要人工参与十分繁琐，且人为按下钥匙组合键时易误触其它功能键，导致匹配成功率低；若在生产时需要大批量匹配钥匙，人工操作会降低劳动生产率。

因此，有必要设计一种新的系统，实现提高智能钥匙匹配过程中的简便性、抗干扰性和成功率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供近距离PEPS智能钥匙匹配系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：近距离PEPS智能钥匙匹配系统，包括主控芯片U10、启动开关线圈以及钥匙单元；所述主控芯片U10，用于接收OBD口发送诊断命令，根据所述诊断命令发送驱动信号至启动开关线圈；所述启动开关线圈，用于发射低频信号以开启钥匙单元进行匹配；所述钥匙单元，用于接收所述低频信号，根据低频信号发送相关信息至主控芯片U10，主控芯片U10根据所述钥匙相关信息进行处理，并将处理结果通过启动开关线圈发送至钥匙单元进行匹配。

其进一步技术方案为：所述启动开关线圈包括启动芯片U1。

其进一步技术方案为：所述启动芯片U1与所述钥匙单元之间连接有滤波电容CS、CA1、CA2。

其进一步技术方案为：所述启动芯片U1与所述主控芯片U10之间通过第一通信芯片U7连接，所述启动芯片U1与所述第一通信芯片U7之间连接有一端接地的滤波二极管D6。

其进一步技术方案为：所述钥匙单元包括应答芯片U13以及发射器U12，所述应答芯片U13的输入端脚连接有接收线圈L3，所述接收线圈L3与所述启动芯片U1连接，所述应答芯片U13与所述发射器U12连接，所述发射器U12与所述主控芯片U10连接。

其进一步技术方案为：所述发射器U12的输出端与所述主控芯片U10之间通过回圈天线L12连接。

其进一步技术方案为：所述主控芯片U10通过第二通信芯片U3与所述应答芯片U13连接。

其进一步技术方案为：所述主控芯片U10与所述回圈天线L12之间通过接收单元连接。

其进一步技术方案为：所述接收单元包括接收芯片U11，所述接收芯片U11的输入端连接有射频线圈ANT1，所述射频线圈ANT1与所述回圈天线L12通信连接。

本发明还提供了近距离PEPS智能钥匙匹配方法，包括：

使用诊断工具通过OBD口发送诊断命令使主控芯片U10进入智能钥匙匹配模式；

主控芯片U10通过驱动启动开关线圈发射低频信号开启匹配流程；

钥匙单元靠近启动开关线圈；

主控芯片U10发送匹配命令，应答芯片U13接收到命令后返回自身的IDE给主控芯片U10，

主控芯片U10将获取的IDE，与生成的随机数和约定的密钥通过HITAG2加密算法生成加密签名，并由启动开关线圈发送给钥匙单元；

钥匙单元采用相同的HITAG2算法进行签名校验，在校验正确是根据上次计算的加密值，通过HITAG2算法，得到加密的密码密文数据，并返回加密的密码密文数据至主控芯片U10；

主控芯片U10接收加密的密码密文数据后，根据HITAG2算法对加密的密码密文数据进行解密求得明文；

比较明文的密码与设定的密码是否一致；

若是，则通过启动开关线圈发送自身生成的私钥命令给智能钥匙；

钥匙单元收到私钥命令后，将收到的私钥写入到应答芯片U13内；

判断读取写入的密钥是否正确；

若是，则匹配成功。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置主控芯片U10、启动开关线圈以及钥匙单元，主控芯片U10利用启动开关线圈实现向钥匙单元发送低频信号，钥匙单元通过接收线圈L3接收低频信号，结合发射器U12与接收单元实现钥匙单元的匹配过程，该匹配过程没有使用到高频通讯，对环境的要求极大降低，无需人工手动操作，降低了操作的复杂度和提高了匹配成功率，且使得大批量钥匙单元匹配时劳动生产率得到极大提升，提高智能钥匙匹配过程中的简便性、抗干扰性和成功率。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的近距离PEPS智能钥匙匹配系统的示意性框图；

图2为本发明具体实施例提供的近距离PEPS智能钥匙匹配系统的通讯示意图；

图3为本发明具体实施例提供的主控芯片U10的具体电路原理图；

图4为本发明具体实施例提供的启动开关线圈的具体电路原理图；

图5为本发明具体实施例提供的第一通信芯片U7的具体电路原理图；

图6为本发明具体实施例提供的钥匙单元的具体电路原理图；

图7为本发明具体实施例提供的第二通信芯片U3的具体电路原理图；

图8为本发明具体实施例提供的接收单元的具体电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1～8所示的具体实施例，本实施例提供的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，可以运用在各类智能汽车所配置的智能钥匙内，提高智能钥匙匹配过程中的简便性、抗干扰性和成功率。

请参阅图1，该近距离PEPS智能钥匙匹配系统，包括主控芯片U10、启动开关线圈1以及钥匙单元2；主控芯片U10，用于接收OBD口发送诊断命令，根据诊断命令发送驱动信号至启动开关线圈1；启动开关线圈1，用于发射低频信号以开启钥匙单元2进行匹配；钥匙单元2，用于接收低频信号，根据低频信号发送相关信息至主控芯片U10，主控芯片U10根据钥匙相关信息进行处理，并将处理结果通过启动开关线圈1发送至钥匙单元2进行匹配。

只需将钥匙单元2靠近PEPS系统的启动开关线圈13cm范围内，主控芯片U10通过驱动启动开关线圈1与钥匙单元2完成低频通讯匹配，无需高频通讯与人为操作介入即可完成匹配，提升了匹配过程中的简便性、抗干扰性和成功率。

具体地，在启动开关线圈1在主控芯片U10的驱动下，输出低频信号以开启钥匙单元2进行匹配；钥匙单元2获取到该低频信号后，会发送自身的IDE给主控芯片U10，主控芯片U10将获取到的IDE，结合生成的随机数和约定好的密钥生成加密签名发送给钥匙单元2进行校验，钥匙单元2接收到该加密签名后，进行签名校验，如果校验正确，对该加密签名进行处理，以得到加密的密码密文数据，并返回给主控芯片U10；主控芯片U10接收加密的密码密文数据后，对加密的密码密文数据进行解密求得明文；比较明文的密码与设定的密码是否一致；若是，则通过启动开关线圈1发送自身生成的私钥命令给智能钥匙；钥匙单元2收到私钥命令后，将收到的私钥写入到应答芯片U13内；判断读取写入的密钥是否正确；若正确则匹配成功。

在一实施例中，请参阅图3，上述的主控芯片U10的型号包括但不局限于S9S12G128MLL-R。

另外，上述的主控芯片U10的输入端脚还与汽车控制器4连接，具体地，主控芯片U10的输入端脚与汽车控制器4之间设有开关元件，通过驱动该开关元件的导通或截断，实现主控芯片U10与汽车控制器4的通信或者不通信。

在本实施例中，上述的开关元件包括三极管Q14，该三极管Q14的发射极接地，基极与发射极之间连接有滤波电阻R142，且该基极与主控芯片U10之间连接有电阻R141，该三极管Q4的集电极与汽车控制器4连接，通过三极管Q14的通与断，实现主控芯片U10与汽车控制器4的通信或者不通信。

该主控芯片U10的复位端脚连接有接口J4，通过该接口J4连接按键等器件，实现对主控芯片U10的复位。主控芯片U10的端脚还连接有时钟单元，该时钟单元包括振荡器XT1，实现对主控芯片U10提供时钟功能。

在一实施例中，请参阅图4，该所述启动开关线圈1包括启动芯片U1。

在本实施例中，上述的启动芯片U1的型号包括但不局限于PJF7992ATW。

更进一步地，启动芯片U1与所述钥匙单元2之间连接有滤波电容CS、CA1、CA2。经过滤波电容CS、CA1、CA2对启动芯片U1发出的信号进行滤波，以得到低频信号。

另外，上述的滤波电容CS与启动芯片U1之间还连接有滤波电阻R11，滤波电容CA1、CA2与启动芯片U1之间还连接有滤波电阻R10。

且上述的启动芯片U1的VRC2端脚通过滤波电容C7后接地。

另外，所述启动芯片U1与所述主控芯片U10之间通过第一通信芯片U7连接，所述启动芯片U1与所述第一通信芯片U7之间连接有一端接地的滤波二极管D6。

该所述启动芯片U1与所述第一通信芯片U7之间还连接有一端接地的滤波电容C10。

请参阅图5，该第一通信芯片U7是LIN总线，该第一通信芯片U7的型号包括但不局限于NCV7321。

该第一通信芯片U7的INH端脚与启动芯片U1之间连接有防反接二极管D20以及电阻R83。

在一实施例中，请参阅图6，该钥匙单元2包括应答芯片U13以及发射器U12，应答芯片U13的输入端脚连接有接收线圈L3，所述接收线圈L3与所述启动芯片U1连接，所述应答芯片U13与所述发射器U12连接，所述发射器U12与所述主控芯片U10连接。

该接收线圈L3的型号为SA3D14，接收线圈L3是3D线圈。利用该接收线圈L3接收来自启动芯片U1发射的低频信号，以便于实现近距离的PEPS智能钥匙匹配过程的启动。

在本实施例中，上述的应答芯片U13的型号包括但不局限于PCF7952_TSSOP24。

该接收线圈L3包括电感X、Y、Z，其中，电感X通过滤波电容C13、C14以及滤波电阻R13与应答芯片U13连接，电感Y通过滤波电容C15、C16以及滤波电阻R14与应答芯片U13连接，电感Z通过滤波电容C17、C18以及滤波电阻R15与应答芯片U13连接，通过各个滤波电容和滤波电阻对对应的电感接收的信号进行滤波处理后，再传输至应答芯片U13，以确保信号的不失真性。

另外，上述的应答芯片U13的端脚上还连接有开关S1、S2、S3，对开关S1、S2、S3进行操作，生成对应的操作信号至应答芯片U13，由发射器U12发射至主控芯片U10，并由主控芯片U10传递至汽车控制器4，由汽车控制器4控制汽车进行对应的响应。

具体地，上述的开关S1用于锁定汽车车门，开关S2用于解锁汽车车门，开关S3用于解锁后备箱。

应答芯片U13的端脚还连接有用于下载程序的接口H1。

更进一步地，上述的发射器U12的输出端与主控芯片U10之间通过回圈天线L12连接。

在本实施例中，发射器U12的型号包括但不局限于MICRF112。

该回圈天线L12的一端通过电感L4、L1与发射器U12连接，另外一端接地。且上述的电感L4还有一端接地的滤波电容C11连接，电感L2还有一端接地的滤波电容C15连接，实现对发射器U12发射的信号进行滤波处理，以便于主控芯片U10的接收。

另外，上述的发射器U12的端脚还连接有发射时钟单元，用于提供时钟功能，具体地，该发射时钟单元包括振荡器XT11。

在一实施例中，请参阅图7，主控芯片U10通过第二通信芯片U3与应答芯片U13连接。

该第二通信芯片U3为CAN线，在本实施例中，该第二通信芯片U3的型号包括但不精选与TJA1042T。

另外，上述的第二通信芯片U3与应答芯片U13之间连接由电阻R68、R71。

在一实施例中，请参阅图8，主控芯片U10与回圈天线L12之间通过接收单元3连接。

该接收单元3为高频接收单元3。具体地，接收单元3包括接收芯片U11，接收芯片U11的输入端连接有射频线圈ANT1，射频线圈ANT1与回圈天线L12通信连接。

利用射频线圈ANT1与回圈天线L12实现应答芯片U13发送信息至主控芯片U10，利用高频接收，可以确保信息传输过程的真实性和防丢失性。

在本实施例中，上述的接收芯片U11的型号包括但不局限于TDA5235。

该射频线圈ANT1与接收芯片U11之间连接有晶体匹配电容C110、电感L4，且射频线圈ANT1与接收芯片U11之间还连接有一端接地的滤波电容C101、C109，实现对信号的滤波。

该射频线圈ANT1与晶体匹配电容C110、电感L4的精度均要求2％之内，滤波电容C101、C109都需要是低ESCL值。

接收芯片U11的RSSI端脚与主控芯片U10连接，实现RSII模拟信号强度输出测试。

接收芯片U11的PP2端脚与主控芯片U10连接，实现接收单元3周期检测，若有限号，则输出低电平中断给主控芯片U10。

接收芯片U11的PP1端脚与主控芯片U10连接，实现输出RAW数据外部解码。

接收芯片U11的P_ON端脚与主控芯片U10连接，实现上电复位。

该接收芯片U11的IFBUF_IN端脚与IF_OUT端脚之间连接有振荡器IF1。

该接收芯片U11的端脚连接有振荡器XT3，以提供时钟功能。

主控芯片U10通过启动开关线圈1发送低频信号给钥匙单元2，以实现感应充电及通信，钥匙单元2通过3D天线感应到低频信号，回复低频信号完成匹配认证。

在一实施例中，上述的系统还包括供电单元，所述供电单元分别与所述主控芯片U10、启动开关线圈1以及钥匙单元2连接，以提供电源。

请参阅图2，可将主控芯片U10、启动开关线圈1、接收单元3、第一通信芯片U7以及第二通信芯片U3集成在一起，形成基站，以该基站与钥匙单元2进行匹配。

上述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，通过设置主控芯片U10、启动开关线圈1以及钥匙单元2，主控芯片U10利用启动开关线圈1实现向钥匙单元2发送低频信号，钥匙单元2通过接收线圈L3接收低频信号，结合发射器U12与接收单元3实现钥匙单元2的匹配过程，该匹配过程没有使用到高频通讯，对环境的要求极大降低，无需人工手动操作，降低了操作的复杂度和提高了匹配成功率，且使得大批量钥匙单元2匹配时劳动生产率得到极大提升，提高智能钥匙匹配过程中的简便性、抗干扰性和成功率。

在一实施例中，本发明还提供了近距离PEPS智能钥匙匹配方法，包括：

使用诊断工具通过OBD口发送诊断命令使主控芯片U10进入智能钥匙匹配模式；

主控芯片U10通过驱动启动开关线圈1发射低频信号开启匹配流程；

钥匙单元2靠近启动开关线圈1；

主控芯片U10发送匹配命令，应答芯片U13接收到命令后返回自身的IDE给主控芯片U10，

主控芯片U10将获取的IDE，与生成的随机数和约定的密钥通过HITAG2加密算法生成加密签名，并由启动开关线圈1发送给钥匙单元2；

钥匙单元2采用相同的HITAG2算法进行签名校验，在校验正确是根据上次计算的加密值，通过HITAG2算法，得到加密的密码密文数据，并返回加密的密码密文数据至主控芯片U10；

主控芯片U10接收加密的密码密文数据后，根据HITAG2算法对加密的密码密文数据进行解密求得明文；

比较明文的密码与设定的密码是否一致；

若是，则通过启动开关线圈1发送自身生成的私钥命令给智能钥匙；

钥匙单元2收到私钥命令后，将收到的私钥写入到应答芯片U13内；

判断读取写入的密钥是否正确；

若是，则匹配成功。

更进一步地，上述的比较明文的密码与设定的密码是否一致之后，还包括：

若否，则进入结束步骤。

更进一步地，上述的判断读取写入的密钥是否正确之后，还包括：

若否，则匹配失败，进入结束步骤。

更进一步地，上述的若是，则匹配成功之后，还包括：

执行对应操作，该操作可以是解锁车门、锁定车门以及解锁后备箱等操作。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，包括主控芯片U10、启动开关线圈以及钥匙单元；所述主控芯片U10，用于接收OBD口发送诊断命令，根据所述诊断命令发送驱动信号至启动开关线圈；所述启动开关线圈，用于发射低频信号以开启钥匙单元进行匹配；所述钥匙单元，用于接收所述低频信号，根据低频信号发送相关信息至主控芯片U10，主控芯片U10根据所述钥匙相关信息进行处理，并将处理结果通过启动开关线圈发送至钥匙单元进行匹配。

2.根据权利要求1所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述启动开关线圈包括启动芯片U1。

3.根据权利要求2所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述启动芯片U1与所述钥匙单元之间连接有滤波电容CS、CA1、CA2。

4.根据权利要求3所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述启动芯片U1与所述主控芯片U10之间通过第一通信芯片U7连接，所述启动芯片U1与所述第一通信芯片U7之间连接有一端接地的滤波二极管D6。

5.根据权利要求4所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述钥匙单元包括应答芯片U13以及发射器U12，所述应答芯片U13的输入端脚连接有接收线圈L3，所述接收线圈L3与所述启动芯片U1连接，所述应答芯片U13与所述发射器U12连接，所述发射器U12与所述主控芯片U10连接。

6.根据权利要求5所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述发射器U12的输出端与所述主控芯片U10之间通过回圈天线L12连接。

7.根据权利要求5所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述主控芯片U10通过第二通信芯片U3与所述应答芯片U13连接。

8.根据权利要求6所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述主控芯片U10与所述回圈天线L12之间通过接收单元连接。

9.根据权利要求8所述的近距离PEPS智能钥匙匹配系统，其特征在于，所述接收单元包括接收芯片U11，所述接收芯片U11的输入端连接有射频线圈ANT1，所述射频线圈ANT1与所述回圈天线L12通信连接。

10.近距离PEPS智能钥匙匹配方法，其特征在于，包括：

使用诊断工具通过OBD口发送诊断命令使主控芯片U10进入智能钥匙匹配模式；

主控芯片U10通过驱动启动开关线圈发射低频信号开启匹配流程；

钥匙单元靠近启动开关线圈；

主控芯片U10发送匹配命令，应答芯片U13接收到命令后返回自身的IDE给主控芯片U10，

主控芯片U10将获取的IDE，与生成的随机数和约定的密钥通过HITAG2加密算法生成加密签名，并由启动开关线圈发送给钥匙单元；

钥匙单元采用相同的HITAG2算法进行签名校验，在校验正确是根据上次计算的加密值，通过HITAG2算法，得到加密的密码密文数据，并返回加密的密码密文数据至主控芯片U10；

主控芯片U10接收加密的密码密文数据后，根据HITAG2算法对加密的密码密文数据进行解密求得明文；

比较明文的密码与设定的密码是否一致；

若是，则通过启动开关线圈发送自身生成的私钥命令给智能钥匙；

钥匙单元收到私钥命令后，将收到的私钥写入到应答芯片U13内；

判断读取写入的密钥是否正确；

若是，则匹配成功。