CN1998261A - 点火装置及方法 - Google Patents

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S·J·迪米格
A·J·里茨
W·P·舒斯特三世
E·埃瑟
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Abstract

在本发明的某些实施方式中，公开了一种模块化的车辆点火系统，该系统能容纳各个部件，这些部件例如是锁芯柱、遥控无匙门禁(RKE)收发器、射频识别(RFID)收发器、操作者识别系统、转向柱锁、以及点火开关等部件。在某些实施方式中，这些部件中的一个或多个部件被连接到一电路板上，电路板被连接到壳体上。另外，这些部件中的一个或多个部件可与车辆上的其它电子系统和电磁系统成为网络。

Description

点火装置及方法
背景技术
随着可用于车辆的安全系统、访问系统、以及控制系统的列阵和复杂性不断增加，在对这些系统的部件进行安装、控制、操作以及管理方面，不断地出现一些设计事项和问题。这些事项和问题中的一个重要因素就是用电子—机械系统以及电气系统的部件取代机械部件。每一种新系统通常都需要另加一个或多个执行器和/或控制器以及相关的配线。因而，车辆的装配工作变得更为耗时而复杂。
在许多车辆上，由于在易于接近的位置处(例如车辆点火装置的位置处)安装了越来越多的用于完成各种特性和功能的电子元件和结构，所以，这些位置变得越来越拥挤。普通的车辆点火装置可具有多个部件，这些部件被布置在一个点火壳体的附近。例如，可在车辆转向柱和点火装置附近的各个位置上设置一锁芯柱、一转向柱锁、一点火开关、以及一射频识别(RFID)系统。通常要使用大量的电线来将这些部件与车辆安全警戒系统、访问系统、以及控制系统中的其它部件连接起来，由此极大地增加了车辆装配的复杂性，并使得点火装置及其相关部件的安装工作成本高、复杂且麻烦。
发明内容
本发明的某些实施方式提供了一种用于车辆的模块化点火组件，其中的车辆具有至少一个车门和至少一个由钥匙进行操作的系统，模块化的点火组件包括：一壳体；一钥匙读识器，其至少部分地被设置在所述壳体内，钥匙读识器包括一天线；一RFID接收器，其被连接到天线上，并适于通过天线从钥匙接收RFID信号，RFID信号包括用于授权对车辆上至少一个系统进行操作的代码；一处理器，其与钥匙读识器相连接，以便于响应于由RFID接收器接收来的RFID信号而从钥匙读识器接收信号；以及一RKE接收器，其被布置在壳体内，且适于接收被传递给模块化点火组件的RKE信号，以对车辆的至少一个车门进行开锁；其中，壳体、钥匙读识器、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
在某些实施方式中，提供了一种对车辆点火及访问组件进行装配的方法，其中，该组件由一钥匙进行操作，该方法包括步骤：设置一个壳体；将一天线与一RFID接收器连接起来，该RFID接收器适于通过天线从钥匙接收RFID信号，RFID信号包括用于授权对车辆上至少一个系统进行操作的代码；将一个钥匙读识器至少部分地安装在壳体中，钥匙读识器包括天线和RFID接收器；将RFID接收器与一处理器连接起来，其中的处理器适于响应于由RFID接收器接收来的RFID信号而从钥匙读识器接收信号；以及将一RKE接收器安装到壳体中；其中，壳体、钥匙读识器、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
本发明的某些实施方式提供了一种用于车辆的模块化点火组件，该车辆具有至少一个车门和至少一个由钥匙进行操作的系统，模块化点火组件包括：一电路板；一钥匙读识器，其被连接到电路板上，该钥匙读识器包括一天线；一RFID接收器，其与天线相连，并适于通过该天线从钥匙接收RFID信号，其中的RFID信号包括用于授权对车辆的至少一个系统进行操作的代码；一处理器，其与钥匙读识器相连，以响应于由RFID接收器接收到的RFID信号而从钥匙读识器接收信号；以及一RKE接收器，其与电路板相连，并适于接收被传递给模块化点火组件的RKE信号，以对车辆的至少一个车门进行开锁；其中，电路板、钥匙读识器、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
在某些实施方式中，提供了一种对车辆点火及访问组件进行装配的方法，其中，该组件由一钥匙进行操作，该方法包括步骤：设置一电路板；将一天线与一RFID接收器连接起来，该RFID接收器适于通过天线从钥匙接收RFID信号，RFID信号包括用于授权对车辆上至少一个系统进行操作的代码；将天线和RFID接收器与电路板连接起来；将RFID接收器与一处理器连接起来，该处理器与电路板相连，并适于响应于由RFID接收器接收来的RFID信号而从RFID接收器接收信号；以及将一RKE接收器与电路板连接起来；其中，电路板、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
通过结合附图阅读下文对本发明的详细描述，可清楚地理解本发明的其它方面及其结构和工作方式。
附图说明
下面将参照附图对本发明作进一步的描述，附图表示了本发明的各种实施方式。在附图中，相同的标号指代同类部件：
图1中的立体图表示了一种根据本发明一实施方式的模块化点火单元，在图示的状态下，该单元被安装到一转向柱上；
图2是图1所示模块化点火单元的立体图；
图3是图2所示模块化点火单元的分解立体图；
图4是图2所示模块化点火单元的侧视图；
图5是图2所示模块化点火单元的仰视图；
图6是图2所示模块化点火单元的侧面剖视图；
图7中的立体图表示了根据本发明另一实施方式的模块化点火单元；
图8是图7所示模块化点火单元的另一个立体图，图中去掉了某些部件；
图9中的立体图表示了根据本发明又一实施方式的模块化点火单元；
图10中的立体图表示了根据本发明再一实施方式的模块化点火单元；
图11中的立体图表示了根据本发明另一实施方式的模块化点火单元；
图12是图11所示模块化点火单元的立体图，在图示的状态下，模块化点火单元的壳体被去掉。
图13是图11、12所示模块化点火单元的另一立体图，图中去掉了一些部件以表示出模块化点火单元的各个元件；以及
图14是图11-13所示模块化点火单元的另一立体图，图中去掉了一些部件以表示出模块化点火单元的各个元件。
在对本发明的各个实施方式作详细的描述之前，应当指出：本发明在应用上并不仅限于附图中表示的、或下文描述中列举的结构细节及部件布置形式。本发明具有其它的实施方式，且可按照多种方式进行实施或实现。此外，还应当指出的是：文中所用的措词和术语是为了进行描述，而不能被看作是限定性的。“包括”、“组成”、或“具有”及这些词语的变型词在文中意味着包含其后列举的事项以及等同的事项，同时还包括其它一些事项。除非另外限定，词语“连接”、“接合”及它们的变型词在文中被广泛地使用，它们包含的含义为：直接和间接地进行连接和接合，并不只限于在物理上接触或连接着的元件。
具体实施方式
图1-6表示了根据本发明一实施方式的模块化点火组件10。如图2和图3所示，模块化点火组件10包括一壳体12，该壳体12基本上是中空的，且其形状略为管状，但也可根据需要而采用其它形状的壳体。壳体12可具有一个或多个连接位置20，组件的各个部件可被联接到这些位置上。如图1-6所示，这些部件包括锁芯柱16、遥控无匙门禁(RKE)收发器59、RFID收发器52、转向柱锁34、以及一点火开关24。壳体12上还可联接其它的部件和部件组合体。因而，图1-6所示的部件组合体只是作为一种举例。
如图2、3所示，锁芯柱16位于壳体12的第一端13中，并与该第一端相连。作为备选方案。锁芯柱16也可被按照其它的位置和定向设置在壳体12上，这至少取决于壳体12的形状以及模块化点火组件10中其它部件的位置。模块化点火组件10可使用任何型式的锁芯柱16。例如，锁芯柱16可以是具有机械编码制动栓(tumbler)组件的普通锁芯，从而，在未插入合法钥匙的情况下，该制动栓组件将阻止锁芯柱16的转动。在其它的实施方式中，可使用其它类型的钥匙读识装置，下文将对此作更为详细的讨论。
在某些实施方式中，一个点火开关24被连接到壳体12上。仅作为一个举例，点火开关24可被布置在壳体12的一个端部14处，且可被连接到壳体12的外部上，或者可被至少部分地容纳在壳体12中。点火开关24可以是普通的机械接触型开关，其能将电力载送给车辆的部件(包括但不限于发动机、起动机、以及其它车辆附件)，并对电力的分配进行控制。如下文更为详细讨论的那样，在某些实施方式中，点火开关24是一个固态开关，或者可包括一个或多个固态器件。
还可在壳体12中设置、或在壳体12上连接其它一些元件。例如，如图2-6所示，模块化点火组件10可包括一转向柱锁34。该转向柱锁34可被连接到壳体12的外部，或者可被部分或基本上全部地设置在壳体12中。例如，图1-6所示的模块化点火组件10具有一转向柱锁34，其基本上处于壳体12中，并包括一个锁栓36，其可移动到一个位置处，并能从该位置处移出，其中，该位置是从壳体12处延伸出的。
在某些实施方式中，在壳体12上还连接了一个转向柱轴环30。作为备选方案，壳体12可包括转向柱轴环的至少一部分。例如，图2-6所示的转向柱轴环包括两个环圈元件31、32，它们被连接到壳体12上(例如采用图示的螺纹紧固件，或者利用铆钉、销杆、夹压件、或其它紧固件，或者借助于搭扣配合、相互接合的元件、粘接或粘合性材料，或者利用焊接、铜焊、锡焊等方法)。作为备选方案，环圈元件31和/或32可以是壳体12的一部分。
转向柱轴环30可被用来将模块化点火组件10安装到普通的转向柱轴杆(图中未示出)上，和/或相对于转向柱轴杆对模块化点火组件10进行定向。另外，也可使用带有或不带有转向柱锁34的转向柱轴环30。
模块化点火组件10可带有任何类型的转向柱锁34。图2-6所示的转向柱锁34是一个锁栓型转向柱锁。转向柱34包括一锁栓36，其至少部分地位于壳体12中，并能在至少两个位置之间移动，以控制转向柱轴杆的运动。尽管图2-6所示的锁栓36至少部分地位于壳体12中，但在其它的实施方式中，锁栓36上没有任何部分位于壳体12中。如图2-6所示，锁栓36延伸穿过轴环30上的一个孔口。在其它实施方式中，锁栓36延伸穿过壳体12其它位置处的孔口，以便于与转向柱轴杆可释放地进行接合。
锁栓36可按照任何方式进行移动，以与转向柱轴杆进行接合或脱离接合。例如，图2-6所示的锁栓36可在两个位置之间平动，在其中一个位置处，锁栓36延伸向转向柱轴杆，以将转向柱锁定(例如与转向柱轴杆上的一个沟道或其它孔口可释放地进行接合，或者是限制与转向柱轴杆相连的任何其它元件的转动)，在另一位置上，锁栓36从转向柱轴杆处缩回，以对转向柱轴杆执行开锁。尽管图2-6所示的锁栓36是通过在上锁位置与开锁位置之间进行平动而移动的，但其它实施方式中的锁栓按照其它的方式来进行移动，例如通过枢转、转动及平动等形式进行运动。
在某些实施方式中，锁栓36被一个或多个偏置元件偏置向上锁或开锁位置。例如，图2-6所示的锁栓36被一压缩弹簧42偏置向上锁位置，但也可以采用一个或多个拉伸弹簧、磁体、弹性元件、或其它类型的偏置元件来实现该目的。
在某些实施方式中，锁栓36(或转向柱锁34中能与转向柱轴杆可释放地进行接合的其它元件)通过一凸轮37而可以运动，该凸轮被连接到锁芯柱16上。如图3所示，凸轮37被连接到一枢轴39上、或与枢轴制成一体，该枢轴从锁芯柱16延伸出，并由该锁芯柱进行驱动。枢轴39还将锁芯柱16与点火开关24连接起来。枢轴39和凸轮37被接纳在锁栓36上的一个孔口41中，并可由插入到锁芯柱16中的、并带有机械编码的钥匙进行转动。
可按照所需的方式将枢轴39可驱动地连接到锁芯柱16上，例如可通过凸起与孔口的连接关系(例如参见图3)；或通过螺纹连接关系、焊接连接关系、铜焊连接关系、或锡焊连接关系进行连接；或者可利用粘接或粘合材料；或者可借助于一个或多个螺钉、螺栓、铆钉或其它的常用紧固件进行连接；以及诸如此类的结构。另外，可按照许多不同的方式相对于锁栓36对凸轮37进行定位，以便于驱动锁栓36。例如，凸轮37可被布置在锁栓36的一个孔口中，以用凸轮靠着孔口的一个内表面(见图2和图3)，且凸轮37可被定位成用凸轮靠着锁栓36上的一个唇缘、凸台、杆、凸起、或其它凸出部—以及诸如此类的设计。
在某些实施方式中，可按照其它的方式来促动锁栓36(或转向柱锁34中能与转向柱轴杆可释放地进行接合的其它元件)，例如利用枢轴39上的一个齿轮来驱动锁栓36上的齿；或者利用连接到枢轴上的一个或多个磁体来进行驱动，或由锁芯柱16进行驱动，由此在一个或多个方向上对锁栓36实施偏置；或者利用一个被定位成可在一个或多个方向上驱动锁栓36的动力致动器进行驱动—以及诸如此类的设计。在许多实施方式中都可使用动力致动器，例如在锁芯柱或其它钥匙读识器不是可驱动地与锁栓36相连的实施方式中，就使用了动力致动器。例如，本发明的某些实施方式(下文介绍)采用了这样的钥匙读识器：其未与转向柱锁34、点火开关、和/或模块化点火组件10中的其它元件用机械方法可驱动地连接着。在这些情况下，可将一个有动力的锁栓致动器以电气方式连接，以促动转向柱锁34，例如将锁栓36驱动向上锁位置和/或开锁位置。可使用任何类型的动力致动器来完成此功能，这些致动器包括(但不限于)电磁线圈、电动机等。
尽管在图2-6所示的实施方式中使用了锁栓型的转向柱锁34，但在其它实施方式中也可使用其它的元件和结构来对转向柱轴杆执行上锁和开锁。在这些情况下，转向柱锁34可被置于上锁状态和开锁状态，在上锁状态下，转向柱轴杆的运动受到限制(或者至少存在足够大的运动阻力，以便于使车辆无法行驶)，在开锁状态下，车辆可被驾驶。用于实现该功能的元件和结构包括(但不限于)：一条或多条带、条或其它的细长元件，在上锁状态下，其可被紧绕到转向柱轴杆上，在开锁状态下，其可被放松；一个或多个齿轮或带齿元件，其可移动而与转向柱轴杆上的齿轮或带齿元件接合或分离；一个或多个磁体(下文进行介绍)以及其它的类似装置，它们可进行手动驱动或由动力致动器进行驱动。在模块化点火组件10的其它实施方式中，也可采用其它类型的转向柱锁，这同样也落在本发明的设计思想和保护范围内。
在某些实施方式中，锁栓36(或转向柱锁34中能与转向柱轴杆可释放地进行接合的其它元件)相对于转向柱轴杆固定于一个位置上。例如，如果锁栓36被一偏置元件向上锁位置偏压，则锁栓36可被固定在开锁位置上，直到受到作用而变到上锁位置为止。可按照多种不同的形式将锁栓36可释放地固定到上锁位置和/或开锁位置。例如，可促动至少一个销体、定位器、臂件或其它杆件、或其它元件，以使其与处于开锁状态的锁栓36进行接合或脱离，以便于将锁栓36可释放地保持在开锁位置上。如图2和图3所示，一个臂件43从锁芯柱16延伸向锁栓36，可通过转动、插入或拔出锁芯柱16中具有正确机械编码的钥匙来驱动该臂件43(例如通过用凸轮靠着钥匙或转动一个圆柱体)。在各个实施方式中，转动、插入、或拔出锁芯柱16中具有正确机械编码钥匙的运动可使臂件43相对于锁栓36在两个或多个位置之间移动。例如，在某些实施方式中，拔出钥匙将使臂件43枢转而从锁栓36上的一个孔隙45中脱出，从而释放了锁栓36，以使锁栓36相对于转向柱轴杆(图中未示出)移向上锁位置。尽管在图2和图3中只表示出了一个臂件43，但也可驱动两个或多个臂件43或其它元件以完成类似的功能。如果需要的话，可采用类似的可动元件来将锁栓36保持在开锁位置上。作为另一举例，可利用一个或多个动力元件来将锁栓36保持在上锁位置和/或开锁位置上，其中的动力元件例如是：电磁线圈的衔铁(或与线圈相连的元件)，其延伸出而干涉到锁栓36；一个或多个电磁铁，这些电磁铁选择性地被激励，以将锁栓36保持在所需的位置上；以及诸如此类的元件。
如图2和图3所示，模块化点火组件10还可包括一电路板44。可按照任何方式将电路板44连接到壳体12上，例如可被整体或部分地安装在壳体12中，或者邻接着壳体12。如图2和图3所示，电路板44被布置在壳体12的一个开口15中，且该电路板的一个或多个边缘可被接纳在壳体12的一个或多个槽缝47中。该电路板44可包括单块或多块电路板。
电路板44可对模块化点火组件10的一个或多个电气装置或电子—机械装置进行操作。例如，电路板44可包括一个用于对RKE(遥控无匙门禁)系统58进行操作的RKE接收器59、以及用于对系统50进行操作的射频识别(RFID)接收器52。电路板的其它实施方式只包括一个RFID系统50或一RKE系统58/接收器59。
RFID接收器52适于从一个发射器接收一个或多个信号，其中的发射器被使用者携带着，其例如是位于钥匙、钥匙链、卡片或使用者其它便携装置中的发射器。此处以及后附权利要求中的“钥匙”一词是指由使用者携带的、且带有钥匙读识器所使用的编码以进行验证的任何便携装置。例如，词语“钥匙”包含：带有可由钥匙读识器机械读识的编码表面的任何类型钥匙；取代或另加了任何其它类型编码读识表面的钥匙，该编码表面是由机械、光学、电子学、磁性或其它方式进行读识的；能取代性或另外向模块化点火组件发送一个或多个认可信号的钥匙，该发送是通过电路连线或无线传输完成的；以及其它的类似钥匙。例如，词语“钥匙”可只包括一个钥匙链。
从钥匙发出的信号向RFID接收器52确认了该使用者有权对车辆进行操作。在某些情况下，电路板44还具有一个RFID发射器(图中未示出)，其与携带在使用者钥匙中的一个接收器保持通讯。在另外一些实施方式中，电路板44具有一个RFID收发器52，其与钥匙中的一个收发器、应答器、或“标签”进行通讯。例如，如图2和图3所示，一个RFID收发器52与钥匙48中的一个标签53进行通讯。可用一个唯一的标识码对标签53进行电子编程，该标识码被传输给收发器52，以确认钥匙48是否是合法的钥匙。
RFID标签53可采取多种不同的形状和尺寸，且既可以是有源的，也可以是无源的。如本领域技术人员公知的那样，有源的RFID标签是由一个内部电池供电的，其既能读也能写(即标签的数据可被重写和/或改动)。由电池向有源标签供电的这一特征通常使得标签具有较远的读识范围。无源RFID标签从读识器(如图2和图3所示，其包括RFID天线51和收发器52，下文将对此作更为详细的描述)获得工作能量。无源标签一般是基于近距的电磁或电感耦合进行工作的。由于无源标签不带有电池，所以其读识范围通常比有源标签的范围小，且需要读识器具有较高的功率。如本领域公知的那样，目前的某些无源标签具有一组唯一的只读编程数据，具有一滚动码，并能被设计成具有询问—应答数据，以及类似的其它设计。但是，本发明也可采用其它的数据结构。
图2、3所示的RFID收发器52是一RFID系统50的一部分。在某些实施方式中，RFID系统50包括一天线51，其与RFID收发器54(或上述其它情况中的接收器)保持电路连接，且系统50可包括一个解码器，其用于对从钥匙48接收来的信号执行解码。天线51可被直接或间接地安装到电路板44上。另外，RFID系统50可包括另一个RFID天线，其与钥匙48的RFID标签53(或发射器)保持电路连接，用于与RFID收发器54进行通讯。
收发器52的天线51可被封装在壳体14中。在某些实施方式中，模块化点火组件10中的天线51发射出无线电信号，以激发应答器或标签53，并向标签读取和/或写入数据。钥匙48上的天线54可被布置成靠近应答器53。天线51和54用于在标签53与收发器52之间进行通讯，它们可以采用各种形状和尺寸。收发器52的天线51可被布置在许多不同的区域。仅作为一个举例，天线51可被模铸在模块化点火组件10的壳体12上，或者安装在壳体12上或壳体12中，用于接收标签数据。如图2和图3所示，天线51被模铸在壳体12的前部13上，并靠近锁芯柱16的钥匙槽17。当出现如下情况时可自动接收标签数据：标签53与天线51足够靠近时(例如在天线51所产生的电磁场恒定出现的情况下)；当通过将钥匙48与模块化点火组件10相连(例如将钥匙48在锁芯柱16中物理插入、拔出或转动)、或者利用从钥匙48发送给收发器52的一个或多个信号而将RFID系统50唤醒时；以及其它的方式、
在某些实施方式中，用于RFID系统50的读识器或询问器包括与收发器52(如果需要的话还包括解码器)包装在一起的天线51。但是，在某些实施方式中，天线51可被模铸在点火壳体12上，在完成了模块化点火组件10的组装之后，该天线与收发器52连接起来。
收发器52和天线51可按照任何所需的功率等级发射无线电波，以检测合法钥匙的存在。例如，在某些实施方式中，收发器52和天线51发射出距离相对较短(例如小于一英尺，在某些情况下，小于一英寸)有效的无线电波。该有效距离可大到几百英尺，这至少在部分上取决于所采用的无线电频率、以及天线51和收发器52的功率输出。
RFID系统50可以工作在很宽的频率范围上。例如，RFID系统50可工作在相对较低的频率(例如30KHz到500KHZ)上，且可具有相对较短的读识范围，同时，RFID系统50需要较少的资源。作为另一种实例，RFID系统50可工作在相对较高的频率(例如850MHz到950MHz，以及2.4GHz到2.5GHz)上，并具有较大的读识范围(大于90英尺)和较高的读取速度，同时还需要更大的系统资源。还可根据需要而使用RFID其它范围的工作。
在某些实施方式中，当RFID标签(例如位于钥匙48、卡片或钥匙链中的标签53)经过由天线51连续或周期性产生的电磁区域时，标签53可被天线51发射出的激发信号激活，从而通过天线54和51向收发器52发送数据而做出响应。读识器对在标签53中编码后的数据(例如，在某些实施方式中，数据处于标签的集成电路中)执行解码，且数据经过处理，以判断标签53是否对应于经过授权的钥匙48。在其它一些实施方式中，可按照上述的任何方式来启动从钥匙48向收发器52传输数据的操作。
一旦信号被RFID收发器52接受之后，就表明钥匙48是一个对模块化点火组件10而言合法的钥匙，电路板44上的一个处理器49可采取很多动作，例如包括：激活电路板44上的一个或多个电路；向车辆上的一个或多个附件发送信号，以将其开启、关闭或改变状态(例如关闭警报系统、接通起动机电路等)；或其它的动作措施。将处理器49与RFID收发器52一起设置在电路板44上的设计为模块化点火组件10提供了一种模块化的RFID电子器件组包，在某些情况下，这样的设计能简化这些电子器件在车辆上的安装。在其它一些实施方式中，处理器49可远离壳体12，并按照任意方式与壳体保持电路连接。
模块化点火组件10的某些实施方式包括位于电路板44上的一个遥控无匙门禁(RKE)系统58。RKE系统58可具有一个接收器59，其适于接收从使用者所带的一个发射器发送出的一个或多个信号，其中的发射器例如是：钥匙48上的发射器；钥匙链、卡片或使用者所带其它便携装置上的发射器。该信号向RKE接收器59确认了该使用者有权访问车辆。在某些实施方式中，电路板44还具有一个RKE发射器(图中未示出)，其可与一个也由使用者携带着的接收器(例如处于同一钥匙48中)进行通讯。在另外一些实施方式中，电路板44具有一个RKE收发器59，其与钥匙上的应答器或收发器进行通讯。例如，如图2、3所示，RKE收发器59可从钥匙48上的一个发射器(图中未示出)接收信号。
在某些实施方式中，RKE系统58包括一个天线60，其与RKE收发器59(或接收器)保持电路连接。RKE天线60可被直接或间接地安装到电路板44上。另外，RKE系统58可包括另一个RKE天线(图中未示出)，其与钥匙48的发射器(或收发器)保持电路连接，以便于与RKE收发器59进行通讯。在模块化点火系统10包括一RFID系统50和一RKE系统58的实施方式中，同一天线既可被用作模块化点火组件10的RFID天线和RKE天线，和/或同一天线也可被用作钥匙上的RFID天线和RKE天线。
与RKE收发器59保持电路连接的RKE天线60可以处于上文针对RFID天线60所述的任何位置上。作为备选方案，天线60可与电路板44进行电路连接，并被固定到门框上、仪表板上、机罩下、以及车辆上或车辆中的任何其它位置处。
在某些实施方式中，当使用者按下一个按钮或其它可由用户操作的控制件时，从钥匙(例如钥匙链)上的一个发射器发送出一个或多个信号。作为备选方案，在钥匙具有一个RKE应答器(图中未示出)的实施方式中，RKE应答器可被RKE天线60发射出的激发信号激活，并通过向RKE收发器59发送数据而做出响应。
从钥匙发送出的RKE信号可以是红外线、无线电波、或其它合适类型的通讯信号。每种信号都包含有一个相关的识别(“ID”)代码。该ID代码可代表一特定的车辆。ID代码可以是滚动码和/或加密代码。ID代码可被存储在车辆中，以便于对发送来的信号进行认证。
RKE系统58还包括一个控制器61，其例如是一个微处理器、微计算机、或类似的装置。控制器61可进行工作以分析从钥匙48接收来的RKE信号。在控制器61中(或可访问控制器61的位置处)具有一个或多个存储器或寄存器。寄存器中可存放一个或多个RKE动作信号、功能、或指令(例如车门上锁、开锁、行李箱开启、紧急报警启动、以及其它的信号)的二进制代码。在某些实施方式中，寄存器中还可包含车辆特定的ID代码。因而，RKE系统58可被设计成这样：控制器61所访问的ID代码必须要与钥匙48上RKE发射器发送的ID代码匹配，以便于执行REK功能。控制器61可与车辆的主控制单元分开。但是，在某些实施方式中，控制器61可被连接到用于车辆电子安全及访问系统的车辆主控制单元或发动机控制单元上。本发明还设想到了用其它的车辆控制器来完成本文所述的功能。
在某些实施方式中，当使用者按下钥匙上一个可由用户操作的控制件(例如钥匙链上的按钮或开关)时，钥匙的发射器(图中未示出)发出一个信号，该信号包括指令和ID代码。该RKE信号可被RKE天线60和收发器59接收到。RKE信号可被发送给一个控制单元以进行询问。在某些实施方式中，控制单元包括控制器61和RKE处理器(图中未示出)。控制器61和/或RKE处理器设置在电路板44上。在其它实施例中，控制器61和/或RKE处理器电气连接在电路板44上，但远离壳体12。将控制器61和/或RKE处理器与RKE收发器59一道布置在电路板44上的设计为模块化点火组件10提供了一个模块化的RKE电子器件组包，从而简化了这些电子器件在车辆上的安装。
在某些实施方式中，对RKE信号进行分析以判断ID代码是否与车辆的ID代码相符、指令是否是可被认可的指令。如果ID代码符合且指令可被认可，则就执行该指令。但是，如果ID代码并不相符，则即使指令被认可，也不执行该指令。同样情况，如果ID代码相符，但指令不被认可，则不执行该指令。控制器61和/或RKE处理器可尝试着先与ID代码配合，然后再认可指令，或者按照相反过程进行操作。
RFID系统50和REK系统58的各个部件、以及其它一些部件可被连接到壳体12上(或者是安装在壳体上、或者至少部分地位于壳体中、或者处在壳体12中)，或/和可与壳体12制成一体。例如，可按照任何方式将电路板44和天线51、60固定到壳体12上，其中的方式包括：利用铆钉、销杆、夹压件、螺钉、螺栓或其它紧固件进行连接；借助于搭扣配合、相互接合的元件、粘接或粘合性材料进行连接；利用卷边、焊接、铜焊、热压凹接合、封装(potting)、锡焊等方法进行连接；通过被接纳在壳体12上的沟槽、凹陷、或其它孔口中完成连接；以及诸如此类的方法。在这一点上，制造壳体12的材料类型对部件的类型以及部件连接到壳体12上的方式具有一定的影响。图2、3所示的电路板44被接纳在壳体12的一个或多个槽缝47中，RFID天线51被模铸到壳体12的一个部分中，REK天线60被固定到电路板44上，但也存在其它的方式或组合方式来安装这些部件，且这些方案都在本发明的设计思想和保护范围内。但是，将RFID天线51模铸在壳体12上或壳体12中、以及将RKE天线60固定到电路板44上的设计能降低组装和安装成本。
在某些实施方式中，壳体12是用金属等普通材料制成的。但是，在其它一些实施方式中，壳体12的总体或部分上由塑料制成的(例如可被制成单件或多件的塑料体；带有整体或非整体金属部件的塑料体；以及类似部件)，还可由玻璃纤维、酚醛树脂、或其它合成或复合材料制成。使用塑料壳体能降低模块化点火组件10的成本和重量。另外，采用塑料壳体则就能将一些元件(例如RKE和/或RFID天线60、51)模铸到壳体12中。
在以前，塑料未被用作点火装置的壳体，原因在于：塑料通常无法承受与其它常用材料(例如铝、锌、以及钢)承受相同大小的作用力。但是，本发明的某些实施方式允许壳体12用塑料进行制造。
如上文提到的那样，制造壳体12的材料类型可影响到模块化点火组件10的各个部件连接到壳体12上的方式。换言之，某些壳体材料比其它材料更为允许将模块化点火组件10的部件模铸到壳体12上。仅作为一个举例，通过采用塑料壳体12，就可将RFID天线51和/或RKE天线60一体地模铸到壳体12中，由此减少了装配工时和成本。还可将其它物体模铸到塑料壳体12中，这些物体例如是电路板44、点火开关24、转向柱轴环30、转向柱锁34的引导件、转向柱锁34的各个外部构件、锁芯柱16等。其它的材料(例如复合物、玻璃纤维、酚醛树脂、陶瓷、某些金属等)也允许将物体模铸在壳体12中。
图2-6所示的模块化点火组件10可如下文讨论的那样进行工作。假定使用者位于车辆外部，且车辆被锁着，则使用者可向RKE收发器59发送一个信号来对车门进行开锁。在某些情况下，使用者按压钥匙上的一个开锁按钮或操作其它类型的、可由用户操作的控制件(例如，钥匙链上具有一个或多个按钮)。当使用者按压按钮时，发射器就发出一个开锁信号和ID代码。RKE天线60和RKE收发器59接收到该信号，并将信号传输给控制器61。在某些实施方式中，该信号由模块化点火组件10中的控制器61进行处理，而在另外一些实施方式中，信号由一个位于模块化点火组件10之外的控制器61进行处理。如果信号是由远离模块化点火组件10的控制器进行处理，则数据可通过串行总线或车辆网络在远程控制器与收发器59之间进行传输。
如果发送来信号中的ID代码与车辆的ID代码相符，车门开锁装置就从控制器61接收一个开锁信号。因此，车门开锁装置(例如是电磁线圈、锁闩马达、或其它致动器，均未在图中示出)可驱动一车门闩锁(图中未示出)，使其成为开锁状态。然后，使用者可进入到车内。
一旦使用者进入到车辆中之后，其就可将带有应答器53的钥匙48置入到模块化点火组件10中。响应于钥匙48插入到锁芯柱16中的操作，RFID收发器52可通过RIFD天线51发送一个信号，以激活并询问钥匙48中的应答器53。可按照多种方式触发该RFID收发器52，以发出该询问信号。例如，RFID收发器52可恒定地发射询问信号，或者按照一定的时间间隔发射询问信号。在另外一些实施方式中，在检测到某些事件(例如车门打开或关闭、车锁状态改变等)之后的一段时间内，将RFID收发器52触发以发射出一个询问信号，或者在某个传感器动作(例如当一个传感器检测到车辆中存在人员、或传感器检测到钥匙被插入到模块化点火组件10或与点火组件相连时)时发射信号，以及其它条件下的发射。在某些实施方式中，RFID系统可处于“休眠模式”，直到受到触发而启动为止。在RFID收发器52是由插入到模块化点火组件10中或与点火组件相连的钥匙48触发的那些实施方式中，在钥匙48完成该插入或连接之后、或者完成了旋拧或其它操作之后，将RFID系统50触发。
在收到从RFID收发器52和RFID天线51发送来的询问信号之后，钥匙48中的应答器53向RFID天线51和RFID收发器52回发一个识别信号。如果被RFID收发器52接收到的识别信号是正确的，处理器49就允许车辆起动。但是，如果从应答器53发出的识别信号是不正确的，则车辆将无法工作。可通过不允许车辆上诸多系统或装置中的至少之一(例如下文讨论的装置)工作、或者使车辆上许多系统或装置中的至少之一停止工作而使车辆不工作。
在某些实施方式中，为了起动车辆必须要开启一个或多个系统或装置。因而，如果RFID收发器52接收到了正确的识别信号，则就开启多个系统和/或装置。但是，如果未接收到正确的识别信号，则各个系统和/或装置将不启动。在这些实施方式以及其它实施方式中，所有系统和装置在起始时都允许工作，在此情况下，如接收到不正确的识别信号，就使车辆上一个或多个系统或装置不能进行工作。能被禁止或允许工作的系统包括燃料系统、电火花系统、起动机系统等。对于燃料系统，可适当地禁止或允许启动燃料泵等装置，以禁止或允许车辆的工作。例如，在那些需要开通燃料系统的实施方式中，装置例如燃料泵不能进行工作，直到从RFID应答器53接收到正确的信号为止，或者这些装置能够工作，直到从RFID应答器53接收到一个不正确的信号为止。对于电火花系统，可防止车辆的火花塞发出火花，直到从RFID应答器53接收到正确的信号为止，或者车辆的火花塞可以工作，直到从RFID应答器53接收到不正确的信号为止。另外，对于起动机系统，使起动马达或点火开关24不能工作，直到从RFID应答器53接收到正确的信号为止，或者使起动马达或点火开关可以工作直到从RFID应答器53接收到不正确的信号为止。这些实施方式以及其它实施方式中，如果未从RFID应答器53接收到正确的识别信号，则阻止锁芯柱16转动(下文对此作详细描述)，或者可以使锁芯柱无效。
在某些实施方式中，作为另外的安全措施，锁芯柱16可包括多个编码制动栓。钥匙48的刃片可带有经过机械编码的、与制动栓相接合的表面。按照本领域技术人员公知的方式，如果钥匙刃片上的机械编码与制动栓上的机械编码匹配，则在插入钥匙刃片之后，锁芯柱16就能进行转动，由此允许锁芯柱16对点火开关24进行操作。
假定钥匙48经过了正确的机械和/或电子编码，其就可以转动而将转向柱锁34开锁。转向柱锁34可以为任何形式，其可由人工来驱动(即由使用者的作用力驱动，例如通过在锁芯柱16中转动钥匙48来驱动)，或者可以由动力来驱动。
通过如上文所述那样采用机械制动栓型锁芯柱16和RFID系统50，模块化点火组件10提供了两级系统的操作安全。但是，本发明的其它实施方式并不同时采用这两个安全措施，而是单独使用机械制动栓型锁芯柱16或RFID系统50。
除了对转向柱锁34进行开锁之外，钥匙48在锁芯柱16中的转动还能按照普通的方式促动点火开关24。点火开关24是由从锁芯柱16延伸向点火开关24的枢轴39促动的，且可通过转动锁芯柱16来转动点火开关24。因而，锁芯柱16的转动能控制点火开关24的电接触位置。将点火开关24驱动到至少一个接触位置将允许电流流向车辆的起动机，由此允许车辆被起动而进行工作(假定没有任何车辆工作所必需的装置或系统如上文所述那样被停用)。
尽管上文参照图1-6所述的模块化点火组件10包括所讨论的各个部件，但应当指出的是：在本发明的所有实施方式中，并非所有这些部件都是必需的或所需的。例如，RKE收发器59可被布置在车辆的其它区域处，并非必须设置在电路板44上或连接在模块化点火组件10的壳体12上。另外，某些实施方式可以不采用RFID系统50。在如此设计的那些实施方式中，RFID系统50的任何部分(例如天线51、RFID收发器52等)可被设置在电路板44之外，且不必连接到壳体12上。作为另一举例，在某些实施方式中，转向柱锁34可被布置在远高壳体12的位置处。最后，那些未在文中讨论、但本领域普通技术人员所能领会到的其它部件也可作为模块化点火组件10中的组成部件。
但是，在某些实施方式中，上述的各个部件和系统都被包含在模块化点火组件10中。例如，RFID和RKE电子器件都被设置在电路板44上，由此可降低制造成本，使两系统的电子器件易于组装，并能简化电子器件在模块化点火组件10中的安装。将RFID和RKE电子器件设置在电路板44上还有助于将这些电子器件封装在一个共同的电子器件罩壳中，例如处于电路板44、壳盖55(见图2、3和5)、以及壳体12侧壁之间的空间内。另外，通过将RFID和RKE电子器件设置在同一电路板44上，可减少模块化点火组件10的电连接件数目和布置位置。在某些实施方式中，其上带有RFID和RKE电子器件的电路板44使得模块化点火组件10能作为一个整体单元安装到车辆上，这一特性能提高模块化点火组件10的模块集成度，并减小RFID、RKE、以及点火系统的安装时间和成本。
如图2、3所示，钥匙锁芯柱10、RFID电子器件、以及RKE电子器件被设置在同一壳体12上或壳体中，在某些情况下，点火开关24和/或转向柱锁34被布置在壳体12上或壳体12中。尽管这样的设计并不是必需的，但在某些实施方式中，这样来布置组件的部件也能获得显著的优点。例如将钥匙锁芯柱10、RFID电子器件、以及RKE电子器件设置在同一壳体12上或壳体中能使得组件10具有更高的模块集成度，并简化了在车辆上的安装，同时还减少了将各个分开部件和构件安装到车辆上所必需的时间。将点火开关24和/或转向柱锁34设置在壳体12中能获得类似的优点。此外，将这些部件设置在同一壳体12上或壳体中的模块化组包方案能减少这些部件所占用的空间，并减少了这些部件所需的布线连接量和/或简化了布线连接。
在某些实施方式中，模块化点火组件10可包括另外一些电子器件，它们用来从车辆上一个或多个轮胎气压监控器接收一个或多个信号。在电路板44上安装了一个胎压监控器接收器62，且该接收器可被设置在壳体12中(但也可将胎压监控器接收器62设置在其它位置上)。胎压监控器接收器62可与RKE天线60相连，以便于从一个或多个常见的胎压监控器接收无线信号。在其它实施方式中，胎压监控器接收器62可与安装到电路板44和/或位于壳体12中的另一天线相连。胎压监控器接收器62可包括一个处理器或与处理器相连接，该处理器用于响应于从胎压监控器接收到的信号而执行动作。例如，处理器可将胎压水平发送给车辆上的一个显示器，且当达到胎压下限时向使用者报警，以及其它的类似操作。尽管模块化点火组件10可接收无线的胎压监控信号，但在其它实施方式中，可利用胎压监控器与处理器之间的电路连线来接收该信号。
某些实施方式可包括遥控起动电子器件，其用于从钥匙接收一个或多个信号来起动车辆。如图2所示，可在电路板44上安装一个遥控起动接收器63，且可设置在壳体12中(但也将遥控起动接收器63布置在其它位置处)。遥控起动接收器63可被连接到RKE天线60上，用于从一钥匙接收无线信号，以起动车辆。在其它一些实施方式中，遥控起动接收器63可与安装在电路板上和/或位于壳体12中的另一天线相连。遥控起动接收器63可包括一处理器或与一处理器相连，以便于响应于从钥匙接收来的对应信号而启动车辆的起动机。如图2所示，遥控起动接收器63可与处理器49进行电路连接，该处理器对车辆的起动机系统进行操作。
模块化点火组件10可包括另外一些电子器件，用于从钥匙、车门闩锁电子器件、和/或车门锁电子器件接收一个或多个车窗控制信号。如图2所示，可在电路板44上安装一个车窗控制接收器64，且可设置在壳体12中(但也将车窗控制接收器64布置在其它位置处)。车窗控制接收器64可被连接到RKE天线60上，用于从一钥匙接收无线信号，以升高、降低、和/或锁住一个或多个车窗。在其它一些实施方式中，车窗控制接收器64可与安装在电路板上和/或位于壳体12中的另一天线相连。车窗控制接收器64还可包括一处理器或与一处理器相连，以便于响应于从一个或多个车门闩锁或车门锁电子器件接收来的信号而对一个或多个车窗进行控制。如图2所示，车窗控制接收器64可与处理器49进行电路连接，该处理器对车窗进行操作。尽管模块化点火组件10可接收无线的车窗控制信号，但在其它实施方式中，可利用与处理器49相连的电路连线来接收该信号。
胎压、遥控起动、和/或车窗控制电子器件可具有或不具有RKE和/或RFID电子器件，以在模块化点火组件10中提供元件的多种不同组合。通过在电路板44上设置一个或多个这些另外系统的电子器件，可以使制造成本明显降低，组装简化，这些系统的安装时间和成本也降低。同样，通过在电路板44上设置一个或多个这些另外系统的电子器件，可以将这些电子器件更容易地安装在一个共同的电子罩壳中(例如电路板44、图2、3和5所示的壳盖55及壳体12的壁之间的空间中)。此外，通过在同一电路板44上设置一个或多个这些另外系统的电子器件，这些系统和模块化点火组件10所需的电子连接件的数目和位置可以减小。在某些实施例中，除了具有这些另外的电子器件的电路板44之外，还可以在模块化点火组件10上设置一个或多个电路板。
胎压、遥控起动、和车窗控制电子器件可被设置在同一壳体12中或壳体上，在某些情况下，点火开关24和/或转向柱锁34也被设置在壳体12上或壳体12中。尽管并非所需的，但将这些电子器件以任何组合形式设置在壳体12中或壳体12上也能获得显著的优点，而不论是否与RFID和/或REK电子器件组合起来使用。例如，将锁芯柱16、RFID电子器件与胎压电子器件、遥控起动电子器件、和/或车窗控制电子器件设置在同一壳体12上或壳体中能使模块化点火组件10提高模块化程度，简化在车辆上的安装，并减少了将各个独立部件和构件安装到车辆中所必需的时间。此外，将这些部件设置在同一壳体12上或壳体中的模块化组包方案能减少这些部件所占用的空间，并减少了这些部件所需的布线连接量和/或简化了布线连接。
图7和图8表示了模块化点火组件的另一实施方式。在下文中，图7、8所示实施方式中与图1-6所示实施方式中元件和特征相对应的元件和特征由100系列的标号指代。
如图7所示，模块化点火组件110可包括一个壳体112，壳体112上具有多个连接位置120，点火组件110的各个部件可被联接到这些位置上。例如，壳体112可包括一锁芯柱116、一RKE收发器159、一RFID收发器152、一转向柱锁134、一点火开关124以及其它的各个部件。
模块化点火组件110还可包括一个带有多个控制系统的电路板144，这些控制系统例如是RKE收发器159和/或RFID收发器152。但是，与模块化点火组件10不同，电路板144可包括一个固态点火开关124(或包括固态器件的点火开关)，该开关安装到电路板上，或与电路板直接相连。在某些实施方式中，固态点火开关124位于壳体112中或壳体112上。
采用固态点火开关124为模块化点火组件110提供了另一层次的保护，原因在于这种开关的工作是由数据驱动的。换言之，在某些实施方式中，固态点火开关124不会由于模块化点火组件10中电路连接的“击穿”或“线路发热”而过载，且点火开关124也不与车辆的工作状态具有机械受力关系。
在某些实施方式中，固态点火开关124可直接或间接地从一个与RFID收发器152保持通讯的控制器或主控制器接收输入信号或数据信号。例如，在某些实施方式中，点火开关124可从模块化点火组件110的一个或多个传感器接收信号。这些传感器包括(但不限于)霍尔效应传感器及其它的磁性传感器、光学传感器、接触开关(或微动开关、限位开关等)以及其它类似的传感器。任何此类传感器都可通过插入、拔出、和/或在锁芯柱116中转动钥匙来触发。然后，传感器可向控制器/主控制器输出一个或多个信号，或者直接向点火开关124输出信号，该信号对应于钥匙以及锁芯柱116的位置。在接收到一个或多个预先定义的信号之后，固态点火开关124可向控制器发送(在某些实施方式中例如通过串行总线或车辆网络)一个或多个输出量，以促动车辆上的各个系统和装置。例如，图7-8所示的固态点火开关124向一个位于电路板144上、且位于壳体112中的处理器149(但处理器149也可被设置在其它位置上)发送一个或多个输出量。这些输出量可以是与锁芯柱116位置相对应的信号，其中的锁芯柱位置例如是“运行”、“附件接通”、“起动”、“关闭”等。接收这些信号和/或处理RFID信号的控制器可以是一个处理器、离散逻辑元件、其它电子电路、或这些元件的组合体，其适于对从收发器152、传感器、或点火开关124接收来的数据信号进行处理。控制器可被设置在电路板144上，或远离模块化点火组件110(例如通过下文介绍的数据总线或任何通讯链路进行通讯)。
点火开关124可采用多种不同的形式，这些形式包括固态电子器件。如图7和图8所示，点火开关124可包括一旋转编码器125。尽管也可采用其它合适的旋转编码器，但图7、8所示的点火开关124包括一个正交旋转编码器125，并包括两个构件127，它们能相对于两个光遮断器126(photo interrupter)而转动到不同的位置上。如本领域技术人员公知的那样，两光遮断器126各包括一发光二极管(LED)和一光电探测器，光电探测器被定位成能检测从LED发射出的光束。在某些实施方式中，光遮断器可以是Panasonic出品的、型号为CNA1301H的光遮断器，但也可以采用任何合适的光遮断器。
在某些实施方式中，构件127为圆形或弧扇形状(如图7、8所示)，但也可采用任何其它的形状，这些形状能相对于光遮断器126转动到遮断光束的位置。可在构件127上制出一些孔隙，从而当处于不同的旋转位置时能选择性地遮断光遮断器126的光束。例如，构件127的外周边缘上可带有一些齿牙；或者在构件127的任何其它位置处设置任何形状的孔隙；以及诸如此类的设计。
如图7、8所示，构件127可被连接到锁芯柱116上，从而，当一个正确的机械编码钥匙被插入到锁芯柱116并在锁芯柱中转动时，构件127可进行旋转。构件127被安装在一个从锁芯柱116延伸出的枢轴139上，枢轴139延伸到光遮断器126的附近。在另外的实施方式中，构件127被按照其它的方式连接成与锁芯柱116一起转动，和/或在锁芯柱116中插入了具有正确机械编码的钥匙之后可被转动。尽管可采用在锁芯柱116与构件127之间进行机械连接来将构件127驱动到不同的转动位置处，但在其它实施方式中，可按照其它的方式来驱动构件127，例如通过一个安装在电路板144上或与电路板相连的电机驱动一个其上安装着构件127的枢轴。在锁芯柱116与构件127之间不存在直接机械连接、不需要使用者利用钥匙施加任何转动力以改变模块化点火系统110状态、和/或其它类型钥匙读识器不通过转动来识别钥匙的实施方式中，可采用这种方式来驱动构件127。下文将更为详细地介绍这些备选形式的钥匙读识器。
参见图7和图8，随着旋转编码器125的构件127发生转动，构件127上的齿牙将经过由各个光遮断器126发出的光束。可使两构件127相对定位，从而在旋转编码器的不同转动位置上，能形成对光束进行遮断和不遮断光束的不同组合状态，由此确定了旋转编码器125的不同状态。
通过对经过各个光束的齿牙数进行计数，从光遮断器126接收信号的处理器149可确定出构件127的转动位置(因而钥匙的位置)。可采用该过程来检测任意个转动位置或转动位置的范围，此情况与只能检测光遮断器126二进制状态的情况相反。因而，这种正交型旋转编码器可被用来检测点火开关124另外一些状态，而无需采用其它的传感器，并能直接或间接地控制任意数目的装置(例如某些双向装置—例如远程起动机)。
在某些实施方式中，不对经过光束的齿牙数进行计数。而是由两个光遮断器126向处理器149发送信号，因而，处理器能检测出旋转编码器125的四个状态。旋转编码器125的四个状态可代表锁芯柱116的四个位置(或位置范围)以及点火开关124四个对应的状态。例如，这四个状态可对应着点火开关124的“关闭”、“接通附件”、“运行”、以及“起动”状态。在某些实施方式中，可使用一个或多个另外的光遮断器和对应的构件来检测点火开关124的另外一些状态。
如图7和图8所示，模块化点火组件110还可包括一停车互锁组件167，其用于防止使用者在将车辆停车之前就将模块化点火组件110置于一个或多个状态(例如关闭状态)。在某些实施方式中，模块化点火组件110可阻止使用者将钥匙在锁芯柱116中转动以关停车辆，直到车辆处于停车状态为止。在本文描述的任何模块化点火组件中都可采用该停车互锁组件167，图7、8所示实施方式的表示仅是示例性的。在某些实施方式中，模块化点火组件110允许使用者将钥匙在锁芯柱116中转动并关停车辆，但能防止使用者从锁芯柱116中拔出钥匙，直到车辆停车为止。关于车辆是否停车的信息是通过一串行总线或车辆网络而从车辆中一合适的控制器发送给模块化点火组件110的。
图7、8所示的停车互锁组件167包括一电磁线圈168，其被安装到电路板144上，并被定位成可移动一衔铁169，使其相对于一个与枢轴139相连的止动件170接合或脱离。当衔铁169被电磁线圈169置于延伸位置时，止动件170阻止枢轴139转动到关闭位置。当衔铁169被电磁线圈169收回时，枢轴139能自由地转动到关闭位置。尽管在图中止动件170为扇形，但止动件170也可以是其它合适的形状，包括(但不限于)从枢轴139延伸出的销体、凸缘、凸台、或其它元件。另外，在其它实施方式中，止动件170可按照其它合适的方式与锁芯柱116进行机械连接以随其转动。
可使用其它类型的元件来限制枢轴139的转动。例如，一个杆体可移动而与一个位于枢轴139上或作为枢轴139部件的止动件相接合或脱离。作为另一示例，一个齿轮可移动而与枢轴139上的齿牙或齿轮相接合或脱离接合；或者可被按照一定的方式选择性地阻止转动，以防止枢轴139移动到某一位置(例如关闭位置)上。另外，可采用任何普通的停车互锁组件来选择性地限制枢轴139的转动量。
还有一些实施方式采用了非机械式的停车互锁设计。例如，一个处理器(其可安装或不安装在电路板144上)可从一个检测车辆是否停车的传感器接收一个或多个信号，并阻止模块化点火组件110被置于关闭状态，直到接收到这样的信号为止。在某些实施方式中，停车传感器的信号可从一串行总线或车辆网络接收到。
一般情况下，模块化点火组件110(以及电路板144)可与一串行总线或车辆网络相连，以按照规定的方式向车辆中的其它电子器件发送信息或接收信息。串行总线或车辆网络可以是通常被用在车辆控制系统中的、任何合适的常规串行总线或网络结构。通常情况下，从模块化点火组件110发出的信息包被提供给串行总线，连接在串行总线上的其它电子器件可查询串行总线来获得一定类型的信息。例如，模块化点火组件110可向串行总线提供有关锁芯柱16的位置信息，且车辆上合适的控制器可查询串行总线而获得位置信息。作为结果，不论模块化点火组件110何时向串行总线提供位置信息，车辆上合适的控制器都能接收到该位置信息。
除了位置信息之外，模块化点火组件110还可向串行总线提供RKE信息和RFID信息，以利于与串行总线相连的其它电子模块或节点使用这些信息。例如，模块化点火组件110可向串行总线传送一个关于钥匙被插入到锁芯柱116中的RFID信息包。车辆上与串行总线相连的合适控制器可接收到该RFID信息包，并判定插入到锁芯柱116中的钥匙的RFID是否与车辆的RFID相符。在某些实施方式中，车辆的RFID钥匙代码可被存储在远离模块化点火组件110的位置处，并可由车辆上合适的控制器进行访问。与提供给串行总线的RFID信息类似，带有RKE信号的信息包可被从模块化点火组件110发送给串行总线。车辆上与串行总线相连的合适控制器可接收到RKE信息包，并确定了对RKE信号的正确响应。
在其它实施方式中，一个控制器可被设置在模块化点火组件110中，以便于在本地判定插入到锁芯柱116中钥匙的RFID是否与车辆的RFID相符，和/或在本地处理并响应于RKE信号。在这些实施方式中，车辆的RFID代码被存储在模块化点火组件110中。此外，可在模块化点火组件110本地执行对RFID和/或RKE功能的管理功能，而不是由车辆上合适的控制器在远程处执行。该管理功能例如包括认识新钥匙的代码和擦除旧钥匙的代码。
在某些实施方式中，模块化点火组件110可向串行总线提供一个信号，用于遥控起动一个与车辆起动机相连的继电器。该继电器可被设置在远离转向柱的位置处，也就是说，未被布置在模块化点火组件110中。在这些实施方式中，尽管继电器与一些用于车辆起动机的大电流接触件相连接，但在模块化点火组件110中未设置大电流的接触件。结果就是，无法通过转向柱接近大电流接触件从而使其为热线。按照这种方式，与串行总线相连的模块化点火组件110为车辆提供了另一项防盗措施。
还可由车辆中其它电子模块通过串行总线向模块化点火组件110提供信息。例如，车辆的仪表板控制器可向串行总线提供一些信息，这些信息是关于车辆是否为停车状态、或关于锁孔灯圈(如果在锁芯柱116上设置了的话)合适的亮度设定。模块化点火组件110可查询串行总线来获得包括这种类型信息的信息包。
在某些实施方式中，模块化点火组件110以及与串行总线相连的其它电子模块被分配给不同的地址，该地址可被用来将特定类型的信息指定给特定的电子模块。信息可通过串行总线进行传播，但信息被指定给特定电子模块的独有地址。例如，从模块化点火组件110发出的信息可被传送给合适控制器的独有地址。
如图7、图8所示，模块化点火组件110可通过电路板144上的连接器146与车辆中的其它构件(例如车锁电子系统、车辆附属电子系统等)容易地组成网络。这些构件可按照多种方式相互进行通讯或与一个或多个模块进行通讯。在这一点上，可采用多种形式的车辆通讯系统，这些系统包括有线网或基于几种现有体系的总线操作系统。车辆网络或串行总线可采用多种总线体系—包括局部互联网络(LIN)、受控区网络(CAN)、J1850体系、或其它的车辆网络体系。这些体系只是代表了许多现有可用体系中的一部分，所有这些体系都在本发明的设计思想和保护范围内。在某些实施方式中，模块化点火组件110可与各种公用网络或专用网络进行通讯。
在某些实施方式中，未采用多路技术。在另外一些实施方式中，车辆各个电子模块与电子—机械构件(包括本文所述的模块化点火组件)之间通讯的自动电气数据可利用电路板144上的终端连接件在一个或多个通讯总线上多路复用。对于CAN总线，由于与车辆上其它模块互为同级单元，所以可采用多路复用技术。通过采用CAN总线，与车辆系统构件(包括模块化点火组件)相连的分散连线的数目可被减少。CAN总线对系统的改变具有很好的灵活适应性，其允许平台间的应用，并使得可执行内容易于改变。例如，在某些实施方式中，可通过将一个新的模块插入到CAN总线上、并改变那些需要与该新模块进行通讯的模块中的软件，就能在车辆电子通讯系统中增加一个模块，由此实质上使得新电子模块和电子—机械构件(包括点火模块组件)成为“即插即用”的。由于模块或节点能共享共同的总线结构，所以增加新的节点不需要改变系统的布线状况。
参见图7和图8，一个或多个微控制器(例如微控制器芯片)与模块化点火组件110的各个部件(例如RKE收发器159、RFID收发器152、点火开关124等)连接起来。在某些实施方式中，在电路板上采用了单个微控制器，在此情况下，该单个微控制器可对几个模块化系统进行操作。但在另外一些实施方式中，每个系统(即RKE、RFID等)都具有各自的微控制器。这些微控制器通过与串行总线或车辆网络的连接而对由模块化点火组件中这些构件执行的功能进行控制。
模块化点火组件的某些实施方式采用了局部互联网络(LIN)协议。如本领域技术人员公知的那样，LIN是一种相对低成本的串行通讯系统，其用于将车辆中的电子节点或模块链接起来，并能补充车辆上自动多路复用网络的现有业务。因而，LIN可以是另一网络的亚总线系统。LIN采用单个主模型和多个从属模型，且除了网络处于休眠状态之外，唯一的一个主模型能启动通讯。LIN的访问由一个主节点进行控制，从而不需要任何仲裁或冲突管理。
对于LIN总线，通过串行总线或车辆网络与主节点相连的各个车辆电子模块或电子—机械装置(例如模块化点火组件110)都是从属节点。如果不输送新的信息，则在LIN中增设另外的模块或节点不需要对其它的从属节点作硬件或软件上的改动。典型的LIN节点包括用于处理控制和LIN协议的微控制器和用于与物理层(例如导线)连接的LIN收发器。因而，在模块化点火组件110与LIN相连的实施方式中，模块化点火组件110(例如电路板144)可包括至少一个微控制器和一LIN收发器。
图9表示了根据本发明另一实施方式的模块化点火组件210。图9所示实施方式中与图1-8所示实施方式中元件和特征相对应的元件和特征由200系列的标号指代。
模块化点火组件210可包括一个壳体212，壳体212中容纳着一锁芯柱216、一转向柱锁230、以及一电路板244，电路板244是具有一RFID收发器252、一RKE收发器259、一点火开关224以及其它的各个部件。
图9所示模块化点火组件210的锁芯柱216是一种无制动栓型的锁芯柱，且RFID系统250在模块化点火组件210中控制着有关点火操作的安全方面。因而，钥匙上不需要为无制动栓型锁芯柱216设置经过机械编码的表面。而是钥匙可以是与锁芯柱216相配的任何形状，不需要采用普通的断面形状。在某些实施方式中，钥匙可以是一个纪念品、卡片、或其它带有一RFID应答器252的构件，其中的应答器被压靠或靠近点火壳体212。在另外一些实施方式中，钥匙无需与点火壳体212接触就能与RFID收发器进行通讯。该钥匙可包括一个位于使用者口袋或钱包中的钥匙链。
在某些实施方式中，锁芯柱216可具有一互锁机构，用于至少将钥匙保持在适当位置、并将钥匙保持在锁芯柱216中。该互锁机构可以是一个磁体，其被相对于锁芯柱216的钥匙槽217进行定位，以便于在钥匙槽217中将钥匙吸引就位，该互锁机构可以是一个机械构件(例如由弹簧偏置的板件、杆体、销杆或其它元件，这些元件被定位成将钥匙保持在钥匙槽217中)，还可以是一个电子—机械装置(例如电磁线圈或由马达驱动的板件、杆体、销杆或其它元件)，或者还可以采用任何所需的互锁形式。在某些实施方式中，该互锁机构还可阻止钥匙的转动或用于起动本文所述一个或多个车辆元件和系统的任何其它钥匙运动。仅作为举例，互锁机构可向钥匙或锁芯柱216延伸一销杆、杆棒、或其它构件，以选择性地干涉钥匙的转动和/或锁芯柱216；选择性地起动一个作用在锁芯柱216上的夹钳，以控制转动锁芯柱216的能力；以及诸如此类的设计。除了上述电子层次上的安全措施之外，互锁机构还向模块化点火组件210提供了机械层次上的安全措施。
尽管可采用很多普通的材料来制造锁芯柱216，但本发明的某些实施方式采用了塑料或复合材料的锁芯柱216。使用塑料锁芯柱216能降低模块化点火锁110的成本和重量。
用在模块化点火组件210中的转向柱锁234是一个磁性转向柱锁。在某些实施方式中，转向柱锁234可利用一个或多个磁体的磁力来将转向柱轴杆保持在所需的位置上。如图9所示，可在位于转向柱轴杆附近的轴环230中设置一个或多个磁体238。仅作为举例，图9所示磁体238是两个弯曲的板状元件，它们被定位成环绕着转向柱轴杆的大部分。在另外的实施方式中，可在轴环230中和/或轴环230上的其它位置处设置更多或更少的磁体238，且磁体可以采用不同的形状和尺寸。
选择性地向线圈供电，以改变磁体238的极性和强度。在一种状态下，磁体238的作用力在其与转向柱轴杆之间形成一个吸引力。可按照多种方式来产生该吸引力。例如，可在转向柱轴杆上设置一个或多个磁体，并使这些磁体的磁极与磁体238相反。作为另一示例，磁体238可吸引转向柱轴杆上的铁质材料(例如，转向柱轴杆上一套管的一些部分包含铁质材料；按照合适的方式将一个或多个铁质材料元件连接到转向柱轴杆或相对于转向柱轴杆固定就位；以及其它的设计)。作为再一种示例，转向柱轴杆的一个或多个部分可包含铁质材料，其位于轴环230的位置处，并受到磁体238的吸引。在任何情况下，由磁体238磁力产生的吸引作用产生足以防止或至少抑止转向柱轴杆转动的作用力，由此使车辆禁动。
为了操作车辆，就需要减小或消除转向柱轴杆与磁体238之间的吸引力。在某些实施方式中，通过将磁体238退磁可减小或完全消除该吸引力，并可按照几种不同的途经来实现该操作。例如，可通过临时性地向线圈提供一个与各个磁体238磁化脉冲方向相反的电流而减弱磁体238。取决于磁体的类型，流经线圈的反向脉冲或电流将使得磁体238根据电流的情况而转换磁极或磁性减小到零。
假定图示实施方式中的磁体238处于上锁和吸引的状态，则如上文讨论的那样，磁体238的强度可被减小或基本上消除，以解除约束转向柱轴杆的作用力。可响应于一个经过授权的钥匙相对于模块化点火组件210锁芯柱216的转动、拔出、或插入动作而提供改变磁极所需的电力。例如，当钥匙在相反方向上转动(即转到关闭位置)或从锁芯柱216中撤出时，可在另一方向上输送电力，以将磁体238磁化，使得磁体238吸引并锁定了转向柱轴杆。
磁性转向柱锁234也相对于模块化点火组件210位于远处，而并非被安装到点火组件的壳体212上，且可在没有模块化点火组件210的情况下使用该磁性转向柱锁。在某些实施方式中，磁体可被布置在转向柱轴杆上，以便于与布置在转向柱轴杆附近的铁质材料(例如位于轴环230上、靠近转向柱的构架或其它结构上、或其它位置处)相互作用。在另外一些实施方式中，磁体可被布置在转向柱轴杆上以及轴环230上，从而，通过选择性地向磁体供电或断电，就能在磁体之间产生磁性吸引力。在其它的实施方式中，可使用径向延伸的磁体和响应于磁体的径向延伸元件来锁定转向柱轴杆。在再一些实施方式中，可采用盘形的制动件/卡钳结构来锁定转向柱轴杆。此外，磁性转向柱锁234可被应用在任何模块化点火组件10、110、210中。
如上所述，可通过改变磁体238的极性或强度来控制用于锁止/解锁转向柱轴杆的磁体238，例如通过临时性地将磁体238暴露在一个定向电场或电流中来使磁体238的极性反转，由此实现上述控制。在这样的情况下，处于上锁状态的磁体238的磁力通过阻止或基本上限制着转向柱的转动而足以使车辆无法行驶。在另外的实施方式中，磁体238是电磁铁，当向其输送电力时，其产生的磁力足以完成限制转动的功能。在再一些实施方式中，在不输送电力时，磁体238产生的作用力也足以完成限制转动的功能。
模块化点火组件的壳体212可用上文针对模块化点火组件10、110所述的任何材料制成。在某些实施方式中，壳体212至少部分上或完全是由塑料制成的。塑料通常不被用来制造点火组件的壳体，原因在于锁栓施加在壳体上的作用力(例如在试图偷窃车辆的过程中，当作用在转向柱上的力对锁栓施加应力时；以及其它的情况下)。如果壳体失效，则转向柱锁也将失效。因而，金属由于其强度通常被用来制造点火组件壳体。但是，通过采用上述的磁性转向柱锁234，可能会施加到模块化点火组件壳体212上的作用力不大可能带来损坏。具体来讲，磁体238的作用力不必阻止转向柱轴杆的所有转动。该磁性力对该运动的抑止只需要达到禁止车辆行驶所必需的程度即可。因而，模块化点火组件壳体212所受力的幅度远小于不允许转向柱轴杆作任何运动时(例如对于锁栓型转向柱锁被锁止时的通常情况)的幅度。另外，采用磁性转向柱锁234使得作用在转向柱轴杆上的限制力能围绕着转向柱轴杆更为均匀地分布，因而能更均匀地分布到模块化点火组件壳体212上。因而，模块化点火组件壳体212能更好地承受作用在转向柱轴杆(并作用在模块化点火组件壳体212)上的作用力。
除了采用了磁性转向柱锁234和无制动栓型的锁芯柱216之外，图9所示模块化点火组件210的工作过程与模块化点火组件10、110大体上相同。对于磁性转向柱锁234，如果从应答器或标签接收到一个开锁信号，则向磁体238供电以改变磁体238的极性，并对转向柱轴杆执行解锁。但是，如果未从应答器或标签接收到开锁信号，则不供电，从而不改变磁体238的极性，转向柱锁轴杆将保持受锁状态。
另外，如果从应答器或标签接收到一个开锁信号，钥匙可被促发以起动点火操作。在某些实施方式中，使用了普通的机械点火开关。在这样的实施方式中，可旋转钥匙来起动发动机。在另外一些实施方式中，可使用固态器件型的点火开关224。
图10表示了根据本发明又一实施方式的模块化点火组件310。图10所示实施方式中与图1-9所示实施方式中元件和特征相对应的元件和特征由300系列的标号指代。
模块化点火组件310可包括一个壳体312、一转向柱锁334、一与壳体312相连的电路板344、以及一与壳体312相连的锁芯柱316。图10所示模块化点火组件310并未采用一RFID系统，而是使用了一个激光读识器356来判断是否有合法的钥匙位于模块化点火组件310中。激光读识器356可与电路板344进行连接，并被设置在锁芯柱316的附近。锁芯柱316可具有一个孔隙，在钥匙348被插入到锁芯柱316中之后，该孔隙允许由激光读识器356产生的激光读取钥匙348上的一个编码元件357。钥匙348具有一个可由激光读识的识别代码。在某些实施方式中，在钥匙348上嵌入或连接着一个可由激光读识的编码元件(例如可由激光读识的盘体或其它结构)。随着钥匙被插入到锁芯柱316中，编码元件357将经过激光读识器356和/或停留在激光读识器356对准的直线上，以便于被读识和识别。如果激光读识器356检测到合法的钥匙348已被插入到了锁芯柱316中，则就允许模块化点火组件310的一个或多个部件进行工作。但是，如果激光读识器356检测到未经授权的钥匙，这些部件就保持禁动状态(或者如果尚未禁动就被禁止工作)。
模块化点火组件310的锁芯柱316中可配备一个或多个制动栓，以提供另外的安全保证。但是，在某些实施方式中，采用的是无制动栓的锁芯柱。
除了使用激光读识系统来取代RFID系统之外，图10所示模块化点火组件310的工作过程与模块化点火组件10、110、210大体上相同。对于模块化点火组件310的激光读识系统，使用者可将一个带有编码元件357的钥匙348插入到锁芯柱316中。随着钥匙348进入到锁芯柱316中或当钥匙348停留在锁芯柱316中时，激光读识器356将读取钥匙348上的编码元件357。如果钥匙348上的编码元件357是合法的，车辆可以工作。但如果钥匙348上的编码识别器是未经授权的，车辆保持不工作的状态。
模块化点火组件310包括一带有剩磁的磁性转向柱锁334。如果被激光读识器356读识的编码元件357属于一个合法的钥匙，则就向磁性转向柱锁334供电，以改变或变换磁体338的极性，以将转向柱解锁。但是，如果编码元件357不属于合法的钥匙，则不向磁性转向柱锁334供电。因而，磁体338的极性不会改变，转向柱轴杆保持上锁状态。应当指出的是，普通的转向柱锁也能与激光读识器356组合使用。
模块化点火组件310还可包括一个固态点火开关324。如果被激光读识器356读识的编码元件357属于一个合法的钥匙，则钥匙348可被促动，以使得模块化点火组件310能启动车辆的一个或多个部件。作为备选方案，模块化点火组件310上可配备一个普通的机械点火开关，其响应于钥匙348的转动或其它促发动作而工作。
图11-14表示了根据本发明另一实施方式的模块化点火组件410。在下文中，图11-14所示实施方式中与图1-10所示实施方式中元件和特征相对应的元件和特征由400系列的标号指代。
模块化点火组件410可包括一个壳体412、一转向柱锁434、一与壳体412相连的电路板444、以及一与壳体412相连的锁芯柱416。模块化点火组件410具有一个或多个用于检测钥匙是否位于锁芯柱416中的传感器。仅作为举例，一杆体471被定位成可对钥匙插入到锁芯柱416的操作做出响应，其可移动而转动一个枢轴472，杆体471与该枢轴相连。可按照任何方式将枢轴472固定到壳体412中，例如固定到壳体412和/或电路板444上的孔眼中。从图12和图13可最为清楚地看出，枢轴472上的一个足形体473可通过枢轴472运动，以触动安装在电路板444上的一个钥匙指示开关474。钥匙指示开关474可与RFID收发器直接或间接地进行电连接，以便于利用RFID电子器件触发对钥匙的询问。按照这种方式，当一个钥匙被插入到锁芯柱416中时，杆体471将枢轴472绕其轴线促动，由此促动了钥匙指示开关474。可以理解：可按照多种其它的方式、利用与锁芯柱416相连的其它结构来促动钥匙指示开关474，其中的其它结构例如是锁芯柱416上的凸轮，其能进行转动而选择性地促发钥匙指示开关474；销体、柱桩、或从锁芯柱416沿径向延伸出的其它凸起(其可由插入到锁芯柱中的钥匙驱动，以促动钥匙指示开关474)、以及其它结构。其它的钥匙指示开关触动元件和装置都是可行的，它们都落入本发明的设计思想和保护范围内。
模块化点火组件410还可包括一个锁栓型转向柱锁434。转向柱锁434的结构和工作过程与上文针对模块化点火组件10所描述的转向柱锁大体上相同。但是，可采用一个凸轮437来驱动锁栓436。凸轮437可被设置在枢轴439上，以驱动一个位于锁栓436一侧的凸起475(而不是锁栓436上孔口的内表面)。凸轮437可采用任何合适的形状，如图11-14所示，其形状可以大体上是扇形。凸起475也可以是能由凸轮437驱动的任何形状。
模块化点火组件410可采用固态电子器件来确定锁芯柱416的位置。模块化点火组件410可包括一编码器组件425。编码器组件425可包括光遮断器426、板簧476、以及销杆477。如图11-14所示，板簧476的一些部分被安装到电路板444上，其可相对于光遮断器426移动，以选择性地遮断从光遮断器426中LED发出的光束。尽管在图11-14的情形中是使用了单个具有不同簧片的板簧476，但在其它实施方式中也可使用多个板簧(例如为各个光遮断器126设置一个专门的板簧)。
如图11-14所示，板簧476的簧片受销杆477的驱动。销杆477可延伸穿过电路板444上的孔眼478，以便于驱动板簧476。在其它实施方式中，销杆477并不延伸穿过电路板444上的孔眼478(在图11-14所示的情况中，光遮断器426和板簧476位于电路板444的相对侧)。在某些实施方式中，光遮断器426大体上可被封装在模块化点火组件410的电子器件保护罩壳中。
销杆477通过靠在一个由枢轴439驱动的凸轮480的凸轮表面479上而受到驱动。凸轮表面479可以采用能将销杆477驱动到不同位置的任何形状。如图11-14所示，在环绕着凸轮480的不同圆周位置处，凸轮表面479具有不同的半径，从而，在凸轮480转动时，销杆477可相对于凸轮480在径向上移动。如图11-14所示，凸轮表面479可被设置在凸轮480的沟槽中，或者可以位于凸轮480的任何其它表面上。
可使用编码器组件425来检测锁芯柱416四个不同的状态，但通过采用单个光遮断器426或分别使用一个或多个另加的光遮断器以及对应的弹簧部分，还能检测更少或另加的状态。在另外的一些实施方式中，可使用正交型编码器组件。在这样的情况下，板簧476相对于光遮断器426的相对位置可被改变，从而，板簧476上遮断了光遮断器426光束的不同部分会移动穿过或经过光遮断器426。板簧476的这些部分可具有任意数目的孔隙，以便于在板簧部分相对于光遮断器426处于不同位置时遮断光束。例如，板簧476可具有一些带有孔隙的部分，它们相对于光遮断器426平动。一控制器可对经过的孔隙数(或孔隙间的非孔隙部分数)进行计数，以确定各个板簧476部分的位置，进而确定出对应销杆477、凸轮480、以及锁芯柱416的位置。利用编码器组件425能检测出锁芯柱416及模块化点火组件410任意多个位置和状态。
在其它实施方式中，可由其它元件或所需的结构来遮断光遮断器426的光束。这些元件或结构包括延伸向光遮断器426的销杆477的尖端、通过销杆477而可相对于光遮断器426移动的杆体、以及其它的结构。此外，尽管采用销杆477来驱动板簧476的各个部分，但凸轮480也可驱动多种其它的元件来完成此功能。例如，凸轮480可促动一些杆体，这些杆体围绕着相对于凸轮480固定的枢轴。
如上文各个实施方式描述并由附图表示的那样，可采用多种不同的装置来验证钥匙是否有权对车辆进行操作。这些装置包括：锁芯柱，其利用机械方法读识一个钥匙的编码表面；一RFID系统，在该系统中，一个或多个信号从钥匙发送给模块化点火组件以验证钥匙；一激光读识器，其读识钥匙上的一个编码表面；以及其它的装置。在某些实施方式中，在验证过程中只使用其中的一种装置，而在其它实施方式中，则使用了多种装置。这些装置以不同的方式读识钥匙(例如机械方法、电学方法、以及光学方法)，本文只列出了如何读识钥匙以进行验证的几种示例。还存在其它的钥匙读识装置，它们也可被用在文中所述和/或附图所示的任何模块化点火组件中。例如，模块化点火组件可采用一条形码读识器，用于读识钥匙的一个条形码表面；借助于位于钥匙中的合适发射器、收发器或应答器以及位于模块化点火组件中的合适收发器或接收器，钥匙读识器利用红外线、微波、紫外线、或其它的频率传输手段来接收信号；以及类似的钥匙读识方法。因而，文中以及后附权利要求中所用“钥匙”一词是指可由使用者携带的任何便携装置，其带有一个代码，钥匙读识器利用该代码来验证该便携装置。例如，词语“钥匙”包括：任何类型的编码钥匙表面，其由一钥匙读识器通过机械方法进行读识(例如上文针对锁芯柱所描述的情况)；替代性或补充性地具有任何其它类型的编码表面，其由机械、光学、电学、磁性、或其它任何方式(例如光学读取、条形码表面等)进行读识；作为替代性或补充性的措施，能通过电路连线或无线传输方法向模块化点火组件发送一个或多个授权信号；以及其它的技术方案。
说明书以及后附权利要求中的“钥匙读识器”是指模块化点火组件采用的、用来读识钥匙的元件或结构，而不论读识方法是机械的、电学的、光学的、磁性的、或任何其它方式。因而，钥匙读识器不必与钥匙保持机械或电路连接。在图示的实施方式中，钥匙读识器(例如模块化点火组件中的锁芯柱和RFID电子器件、模块化点火组件中的带有RFID电子器件的无制动栓型锁芯柱、带有激光读识器的无制动栓型锁芯柱)接纳钥匙的刃片。但是，在其它实施方式中，钥匙读识器可按照任何方式与任何类型的钥匙用机械方法可释放地连接起来，例如通过可拆去地接纳钥匙的部分或全部；利用钥匙与钥匙读识器之间的任何机械连接；利用钥匙和钥匙读识器上相互接合的元件；以及其它的方式。在某些实施方式中，钥匙读识器还能按照任何方式与钥匙在电路上可释放地连接起来。另外，在某些实施方式中，钥匙读识器和钥匙不需要或不用改造以在物理上连接起来—不论是机械连接或是电路连接。在这些情况中，完全无线地执行钥匙的读识功能。
上文描述并由附图表示的这些实施方式仅是作为举例，并不用来限制本发明的原理和概念。因而，本领域技术人员可以领会到：在不悖离本发明设计思想和范围的前提下，能对各个元件及其结构和设置作出多种改动。例如，可对上文所述各种模块化点火组件中的特征和元件做出多种替换。应当指出的是：上述实施方式中除了那些相互排斥或不一致的元件、特征、以及工作方式之外，针对某些模块化点火组件的替代性特征、元件、以及工作方式也适用于其它的实施方式。

Claims (88)

1.一种用于车辆的模块化点火组件，其中的车辆具有至少一个车门和至少一个由钥匙进行操作的系统，该模块化点火组件包括：
一壳体；
一钥匙读识器，其至少部分地被设置在所述壳体内，钥匙读识器包括：
一天线；
一RFID接收器，其与天线相连，并适于通过天线从钥匙接收RFID信号，RFID信号包括用于授权对车辆上至少一个系统进行操作的代码；
一处理器，其与钥匙读识器相连接，以便于响应于由RFID接收器接收来的RFID信号而从钥匙读识器接收信号；以及
一RKE接收器，其被布置在壳体内，且适于接收被传递给模块化点火组件的RKE信号，以对车辆的至少一个车门进行开锁；
其中，壳体、钥匙读识器、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
2.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：天线与RKE接收器相连接，以接收RKE信号。
3.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：所述天线是一第一天线，模块化点火组件还包括一个第二天线，其与RKE接收器相连接，用以从一远距离源接收RKE信号。
4.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器适于接收从一个钥匙链发送给模块化点火组件的RKE信号。
5.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：钥匙读识器、天线、以及处理器被至少部分地容纳在壳体中。
6.根据权利要求5所述的模块化点火组件，其特征在于：钥匙读识器、天线、以及处理器被布置在同一电路板上。
7.根据权利要求5所述的模块化点火组件，其特征在于：钥匙读识器、天线、以及处理器被设置在车辆访问模块中同一电子器件罩壳内。
8.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：天线和RFID接收器被布置在同一电路板上。
9.根据权利要求8所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器也位于同一电路板上。
10.根据权利要求8所述的模块化点火组件，其特征在于：处理器也位于同一电路板上。
11.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：天线至少部分地位于壳体的壁中。
12.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其还包括：一锁芯柱，其至少部分地位于壳体中，且其形状被设计成能将钥匙的一部分可移走地接纳在其中。
13.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：锁芯柱具有多个制动栓，它们与钥匙的一个编码表面可释放地进行接合。
14.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：RFID接收器是一个RFID收发器的一部分，RFID收发器与天线相连，并被设计成与钥匙的一个接收器进行双向通讯。
15.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器是RKE收发器的一部分，其与一个RKE信号源进行通讯。
16.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其还包括：一胎压监控器电路，其至少部分地位于壳体内，且适于接收代表车辆至少一个轮胎胎压的信号。
17.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其还包括：一遥控起动机电路，其至少部分地位于壳体内，且适于接收至少一个代表起动车辆指令的无线信号。
18.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其还包括：一车窗控制电路，其至少部分地位于壳体内，且适于接收至少一个信号，该信号代表移动至少一个车窗的指令。
19.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其还包括：
一点火开关；以及
一锁，其至少部分地位于壳体内，该锁可促动以防止点火开关被置于至少一种状态。
20.根据权利要求1所述的模块化点火组件，其还包括：一转向柱锁，其具有一锁栓，该锁栓至少部分地被容纳在壳体中，并处于锁栓的位置中。
21.一种对车辆点火及访问组件进行装配的方法，其中，该组件由一钥匙进行操作，该方法包括步骤：
设置一个壳体；
将一天线与一RFID接收器连接起来，该RFID接收器适于通过天线从钥匙接收RFID信号，RFID信号包括用于授权对车辆上至少一个系统进行操作的代码；
将一个钥匙读识器至少部分地安装在壳体中，钥匙读识器包括天线和RFID接收器；
将RFID接收器与一处理器连接起来，其中的处理器适于响应于由RFID接收器接收来的RFID信号而从钥匙读识器接收信号；以及
将一RKE接收器安装到壳体中；
其中，壳体、钥匙读识器、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：安装钥匙读识器的步骤包括将钥匙读识器至少部分地插入到壳体中的操作。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：安装钥匙读识器的步骤包括将天线的至少一部分模铸在壳体中的操作。
24.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将天线与RKE接收器连接起来，以接收RKE信号。
25.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将另一天线与RKE接收器连接起来，以接收RKE信号。
26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：RKE接收器适于接收从一个钥匙链发送给模块化点火组件的RKE信号。
27.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将处理器安装在壳体内，其中，壳体、钥匙读识器、天线、RFID接收器、以及处理器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：RFID接收器、天线、以及处理器被安装在同一电路板上。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：RFID接收器、天线、以及处理器被设置在车辆点火和访问组件中同一电子器件罩壳内。
31.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：天线和RFID接收器被安装在同一电路板上，该方法还包括将该共同电路板至少部分地插入到壳体内的步骤。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于：RKE接收器也被安装在同一电路板上。
33.根据权利要求31所述的方法，其特征在于：处理器也被安装在同一电路板上。
34.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将天线至少部分地模铸在壳体中。
35.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将一圆柱锁的至少一部分插入到壳体中，圆柱锁的形状被设计成接纳钥匙的一个部分。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于：所述锁具有多个制动栓，它们与钥匙的一个编码表面可释放地进行接合。
37.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：RFID接收器是一个RFID收发器的一部分，RFID收发器与天线相连，并被设计成与钥匙的一个接收器进行双向通讯。
38.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：RKE接收器是一RKE收发器的一部分，其被设计为与一个RKE信号源进行双向通讯。
39.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将一胎压监控器电路至少部分地安装在壳体内，其适于接收代表车辆至少一个轮胎胎压的信号。
40.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将一遥控起动机电路至少部分地安装在壳体内，其适于接收至少一个代表起动车辆指令的无线信号。
41.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将一车窗控制电路至少部分地安装在壳体内，其适于接收至少一个信号，该信号代表移动至少一个车窗的指令。
42.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：
将一点火开关连接到壳体上；以及
将一锁连接到壳体上，该锁可促动以防止点火开关被置于至少一种状态。
43.根据权利要求21所述的方法，其还包括步骤：将一转向柱锁与壳体连接起来。
44.一种用于车辆的模块化点火组件，该车辆具有至少一个车门和至少一个由钥匙进行操作的系统，模块化点火组件包括：
一电路板；
一钥匙读识器，其被连接到电路板上，该钥匙读识器包括：
一天线；
一RFID接收器，其与天线相连，并适于通过天线从钥匙接收RFID信号，其中的RFID信号包括用于授权对车辆的至少一个系统进行操作的代码；
一处理器，其与钥匙读识器相连，以响应于由RFID接收器接收到的RFID信号而从钥匙读识器接收信号；以及
一RKE接收器，其与电路板相连，并适于接收被传递给模块化点火组件的RKE信号，以对车辆的至少一个车门进行开锁；
其中，电路板、钥匙读识器、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
45.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：天线和RFID接收器被安装在电路板上。
46.根据权利要求45所述的模块化点火组件，其特征在于：处理器被安装在电路板上。
47.根据权利要求45所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器被安装在电路板上。
48.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：处理器被安装到电路板上。
49.根据权利要求48所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器被安装在电路板上。
50.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：天线与RKE接收器相连接，以接收RKE信号。
51.根据权利要求44所述的模决化点火组件，其特征在于：所述天线是一第一天线，模块化点火组件还包括一第二天线，其与RKE接收器相连接，用以从一远距离源接收RKE信号。
52.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器适于接收从一个钥匙链发送给模块化点火组件的RKE信号。
53.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：一个壳体，钥匙读识器、天线、以及处理器都被至少部分地容纳在壳体中。
54.根据权利要求53所述的模块化点火组件，其特征在于：钥匙读识器、天线、以及处理器被安装在电路板上。
55.根据权利要求53所述的模块化点火组件，其特征在于：钥匙读识器、天线、以及处理器被设置在壳体的一个电子器件罩壳内。
56.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：一壳体，天线和RFID接收器都被至少部分地接纳在该壳体中。
57.根据权利要求56所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器也至少部分地位于壳体中。
58.根据权利要求56所述的模块化点火组件，其特征在于：处理器也至少部分地位于壳体中。
59.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：天线至少部分地位于壳体的壁中。
60.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：一锁芯柱，其形状被设计成能将钥匙的一部分可移走地接纳在其中。
61.根据权利要求60所述的模块化点火组件，其特征在于：锁芯柱具有多个制动栓，它们与钥匙的一个编码表面可释放地进行接合。
62.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：RFID接收器是一个RFID收发器的一部分，RFID收发器与天线相连，并被设计成与钥匙的一个接收器进行双向通讯。
63.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其特征在于：RKE接收器是一RKE收发器的一部分，其与一个RKE信号源进行通讯。
64.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：一胎压监控器电路，其位于电路板上，且适于接收代表车辆至少一个轮胎胎压的信号。
65.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：一遥控起动机电路，其位于电路板上，且适于接收至少一个代表起动车辆指令的无线信号。
66.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：一车窗控制电路，其位于电路板上，且适于接收至少一个信号，该信号代表移动至少一个车窗的指令。
67.根据权利要求44所述的模块化点火组件，其还包括：
一点火开关；以及
一锁，其被连接到电路板上，该锁可促动以防止点火开关被置于至少一种状态。
68.根据权利要求67所述的模块化点火组件，其还包括：一转向柱锁，其中，电路板、钥匙读识器、天线、RFID接收器、以及转向柱锁构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
69.一种对车辆点火及访问组件进行装配的方法，其中，该组件由一钥匙进行操作，该方法包括步骤：
设置一电路板；
 将一天线与一RFID接收器连接起来，该RFID接收器适于通过天线从钥匙接收RFID信号，RFID信号包括用于授权对车辆上至少一个系统进行操作的代码；
将天线和RFID接收器与电路板连接起来；
将RFID接收器与一处理器连接起来，该处理器与电路板相连，并适于响应于由RFID接收器接收来的RFID信号而从RFID接收器接收信号；以及
将一RKE接收器与电路板连接起来，
其中，电路板、天线、以及RFID接收器构成了一个组件，其被设计成以单个整体单元的形式安装在车辆上。
70.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将天线和RFID接收器安装到电路板上。
71.根据权利要求70所述的方法，其还包括步骤：将处理器安装到电路板上。
72.根据权利要求70所述的方法，其特征在于：将RKE接收器与电路板相连的步骤包括将RKE接收器安装到电路板上的操作。
73.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将处理器安装到电路板上。
74.根据权利要求73所述的方法，其中，将RKE接收器与电路板相连的步骤包括将RKE接收器安装到电路板上的操作。
75.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将天线插入到车辆点火及访问组件的壳体中。
76.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将天线模铸在车辆点火及访问组件的壳体中。
77.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将天线与RKE接收器连接起来，以接收RKE信号。
78.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将另一天线与RKE接收器连接起来，以接收RKE信号。
79.根据权利要求69所述的方法，其特征在于：RKE接收器适于接收从一个钥匙链发送给车辆点火及访问组件的RKE信号。
80.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将RFID接收器、天线、以及处理器安装在车辆点火及访问组件一个共同的壳体内。
81.根据权利要求80所述的方法，其还包括步骤：将RFID接收器、天线、以及处理器容纳在壳体的同一电子器件罩壳内。
82.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将RFID接收器和天线安装在车辆点火及访问组件一个共同的壳体内。
83.根据权利要求69所述的方法，其还包括操作：将天线至少部分地模铸在车辆点火及访问组件的一个壳体中。
84.根据权利要求69所述的方法，其特征在于：RFID接收器是一个RFID收发器的一部分，RFID收发器与天线相连，并被设计成与钥匙的一个接收器进行双向通讯。
85.根据权利要求69所述的方法，其特征在于：RKE接收器是一RKE收发器的一部分，其与一个RKE信号源进行双向通讯。
86.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将一胎压监控器电路与电路板连接起来，该胎压监控器电路适于接收代表车辆至少一个轮胎胎压的信号。
87.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将一遥控起动机电路安装在电路板上，该遥控起动机电路适于接收至少一个代表起动车辆指令的无线信号。
88.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：将一车窗控制电路安装在电路板上，该车窗控制电路适于接收至少一个信号，该信号代表移动至少一个车窗的指令。
89.根据权利要求69所述的方法，其还包括步骤：
将一点火开关与电路板连接起来；以及
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