第五章 智能钥匙与按钮起动.docx
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第五章智能钥匙与按钮起动
第5章智能钥匙与按钮起动
学习目标：
（1）了解智能钥匙系统主要功能。
（2）能够列出系统的主要部件并说明功能。
（3）了解并掌握智能钥匙及按钮起动的工作逻辑
（4）了解各功能程序波形
（5）了解并掌握失效保护相关知识
5.1概述
5.1.1智能钥匙系统的主要功能
1.被动门锁闭锁/开锁
驾驶员按下车辆被动闭锁/开锁按钮时，车门闭锁或开锁。
按钮开关分别安装在驾驶席&助手席车门外侧手柄内。
在任一门锁闭锁时，如果按下被动按钮，所有门锁闭锁，车辆进入警戒状态。
在所有门锁闭锁时，如果按下被动按钮，所有门锁开锁，车辆进入解除警戒状态。
▶被动门锁闭锁&开锁
按下前车门外侧手柄按钮，所有车门闭锁或开锁。
2.被动发动机起动
智能钥匙&按钮起动系统代替传统类型-旋转机械钥匙类型，驾驶员通过按下发动机起动按钮起动车辆。
在未踩下制动踏板或离合器踏板时，通过按下起动按钮可以改变点火开关位置。
按下起动按钮时，点火开关位置按照以下顺序转换：
OFF→ACC→ON→OFF。
▶被动发动机起动
按下起动停止按钮，发动机起动（制动开关ON，变速杆在“P”/“N”位置）
3.电控转向柱锁
在应用智能钥匙或PIC系统之前，在转向柱上安装有用于防盗的机械锁止装置，如钥匙锁筒。
但是，在智能钥匙系统中，没有使用机械钥匙，所以没有机械钥匙锁筒。
因此，安装另外类型防盗装置是非常必要的。
ESCL操作锁止转向柱，所以方向盘在特定的条件下不能转动。
在没有驾驶员控制时，ESCL由SMKCM自动控制。
▶ESCL（电控转向柱锁）
为了防盗，通过电机控制转向柱锁闭锁或开锁。
下图5-1为转向柱锁总成
5-1为转向柱锁总成
4.发动机起动失效保护
智能钥匙系统中，使用发送特殊信号的智能钥匙（FOB）。
在智能钥匙内电池亏电时，不能发送信号，会产生故障，此时，发动机要利用失效保护功能起动。
在之前的汽车中，多配备智能钥匙锁筒。
如果进入发动机起动失效保护模式，那么把智能钥匙插入到锁筒内，然后按下起动按钮起动发动机。
而经过不断的发展，现代汽车出现发动机起动失效保护只用要用智能钥匙直接按下起动按钮就可以了。
5.1.2系统部件布局
智能钥匙系统部件简介请见下表5-1实车部件位置布置图请参见下图5-2
编号
部件
说明
1
SMK2.7ECM
①电源分配继电器控制（ACC、IGN1、IGN2、起动）
②通过车身CAN通信将被动闭锁/开锁信号发送到BCM
③天线操作&智能钥匙认证
④与诊断仪通信支持诊断
⑤通过动力传动系CAN通信接收发动机状态信号
2
车门外侧手柄（左/右）
①检测车辆外侧的智能钥匙（利用低频天线）
②被动门锁闭锁/开锁开关（未配备触控传感器）
3
保险杠天线
检测行李箱后部区域的智能钥匙
（利用低频天线）
4
仪表盘模块
智能钥匙指示灯、警告灯
5
天线（6个）
检测智能钥匙
6
起动按钮（SSB）
电源分配和发动机起动
7
电源分配继电器
SMK模块控制电源分配继电器
（ACC/IGN1/IGN2/起动继电器）
8
智能钥匙
发送ID和遥控信号
9
行李箱盖外侧手柄
发送被动行李箱盖打开/关闭信号
11
外部蜂鸣器
被动车门闭锁/开锁操作声音和警告声音
12
发动机ECM
①通过动力传动系CAN通信发送发动机状态信号
②与SMKECM通信用于智能钥匙认证
表5-1智能钥匙系统部件简介表
实车部件位置布置图请参见下图5-2
图5-2系统部件布局
5.1.3现有版本功能对比（SMK2.0/2.5/2.7）
1.0版本：
通过网关仪表盘模块接收发动机信息：
发动机转速
-SMKCM仅与车身CAN通信连接
-智能钥匙锁筒安装：
如果系统失效，通过锁筒启动失效保护功能起动发动机：
将智能钥匙插入到锁筒内，可以起动发动机，锁筒内配置有钥匙防盗启动天线线圈。
而智能钥匙内置有发射器
-SSB开关识别方法：
按下开关时，12V电压输入到SMKCM
-各继电器由PDM控制（ACC继电器、点火开关1&2继电器、起动继电器）
-射频接收器与SMKCM分离，通过硬导线连接与智能钥匙模块进行通信
2.0版本：
-SMKCM直接与动力传动系CAN通信连接，接收发动机信息
-PDM集成在SMKCM内
-SMKCM内SSB信号识别：
SMKCM通常输入12V电压
当按下SSB时，12V电压下降至0V
信号电压从高电压转换为低电压
SMKCM识别到SSB的ON信号
2.5版本：
与2.0版本比较
-删除了智能钥匙锁筒：
智能钥匙锁筒功能集成在SSB内，通过SSB失效保护起动发动机。
2.7版本：
与2.5版本比较
-射频接收器与SMKCM分离
※在SMKCM外侧安装接收器和天线，提高接收射频信号的效率。
5.2系统各部件功能与作用
5.2.1智能钥匙控制模块（SMKCM）
作为控制模块，SMKCM具有许多功能：
①控制搜索智能钥匙的内/外侧天线：
LF（低频信号）
②从外侧天线接收智能钥匙信息
③SMKECU控制电源继电器（ACC、IGN1、IGN2、起动）
④钥匙防盗功能：
与ECM通信（ECM；发动机控制模块）
⑤智能钥匙故障警告：
通过蜂鸣器响和在仪表盘上显示信息
⑥起动停止按钮指示灯控制：
白色、琥珀色、红色LED
⑦SMK通过天线仅能检测搜索范围内的FOB。
（约0.7m内）
⑧使用ASK（振幅键控），125Khz频率
具体安装位置参见下图5-3：
图5-3SMKCM总成及安装位置
5.2.2天线
天线的作用是接收智能钥匙的信号，并将接收到的信号传输给控制模块。
天线使用ASK（振幅键控），125Khz频率。
以RP为例，在RP汽车上，一共具有6个天线，分别是：
1.内部天线：
有3个内部天线，在室内搜索智能钥匙，用于发动机起动。
一个安装在中央仪表板内，一个安装在底板控制台后下部，另一个安装在后座椅后部的底板上，如图5-4所示。
需要在室内搜索智能钥匙时：
起动内部天线搜索智能钥匙发送智能钥匙数据到SMKCM接收器SMKCM认证智能钥匙数据电源转换或起动发动机
2.车门手柄天线：
位于驾驶席和助手席车门的外侧手柄内，如图5-4所示。
搜索车辆外侧的智能钥匙。
按下被动车门手柄开关时，SMKCM起动车门手柄天线搜索车门外侧手柄附近的智能钥匙。
换言之，启动智能钥匙操作
然后，智能钥匙将钥匙数据发送到SMKCM接收器
智能钥匙认证后，SMKCM通过车身CAN通信将信息发送到BCM
BCM控制操作门锁闭锁/开锁继电器
3.保险杠天线：
位于保险杠内侧，利用行李箱盖被动开锁功能搜索行李箱盖外侧的智能钥匙，如图5-4所示。
操作过程：
按下行李箱盖外侧按钮保险杠天线开始搜索智能钥匙ON
通过SMKCM接收器接收智能钥匙数据SMKCM认证智能钥匙数据
通过车身CAN通信将数据传送到BCMBCM控制行李箱盖释放继电器
图5-4智能钥匙天线分布图
5.2.3电控转向柱锁（ESCL）
转向柱锁根据每一给定条件通过电机进行闭锁或开锁。
其主要由电机、ESCL闭锁/开锁开关和霍尔传感器组成。
除此之外，ESCL也是通信控制器，与SMKCM进行通信。
SMK模块命令执行以下操作：
电机启动，转向柱锁闭锁或开锁，将闭锁/开锁数据传送到SMKCM，如图5-5所示。
图5-5电控转向柱锁工作示意图
1.SMKCM和ESCL相连的信号如下：
1）电源：
在电机需要启动闭锁/开锁时，SMKCM提供电源。
只有在电机启动时提供电源，说提供电源的时间非常短。
2）搭铁：
在电机需要启动闭锁/开锁时，SMKCM提供电源电压的同时提供搭铁。
换言之，在短时间内由SMKCM同时控制电源和搭铁。
3）ESCL启动：
将启动信号从SMKCM发送到ESCL，控制启动电机。
ESCL根据此信号执行转向柱锁的闭锁/开锁命令。
4）ESCL开锁开关：
ESCL电机操作后，开关位置改变。
然后将结果发送到SMKCM。
也就是说如果SMKCM监测到开锁信号，SMKCM执行发动机操作。
5）串行通信电路：
传送由2个霍尔传感器确认的ESCL状态，以及ESCL和SMKCM间的闭锁/开锁信息的通信电路。
2.电控转向柱锁（ESCL）数据流读取
如图5-6所示，其为电控转向柱锁某一时刻数据流图，
图5-6电控转向柱锁数据流
从数据流中，能够明显看出ESCL在操作过程中各信号的变化情况。
①ESCL电源
ESCL电源信号在系统睡眠模式保持低电压。
系统唤醒时，ESCL电源电压信号上升。
闭锁/开锁开关改变时，从SMKCM发送高电压信号。
在点火开关OFF后，睡眠模式前保持高电压信号。
②ESCL搭铁：
由SMKCM控制的ESCL电机搭铁信号。
③ESC启动状态：
根据此信号，ESCL能够执行闭锁/开锁操作。
此信号是ESCL操作命令信号。
④ESCL闭锁（闭锁/开锁开关）：
如果ESCL开锁，传送低电压信号。
如果ESCL闭锁，传送高电压信号。
5.3起动停止按钮（SSB）
5.3.1起动停止按钮的分类及功用
起动停止按钮又被称为一键启动，其最早源于宝马7系，是当仁不让的豪华车型才配得上的配置。
如今，随着汽车消费潮流的发展和高端科技向普通家轿延伸的趋势，越来越多的家轿也用上了这一科技配置。
其实，一键启动不仅免去了处处带着钥匙的牵绊，更是商务人士和时尚潮人走在时代前沿的标志之一。
起动停止按钮可分为三类，分别是按钮式，旋钮式，插入旋钮式。
起动停止按钮主要有以下功能：
①通过将信号发送到智能钥匙控制模块，控制电源和发动机ON/OFF。
②通过ON/ACC/OFF指示灯的颜色（琥珀色、红色和白色）显示钥匙位置状态。
下图5-7为起动停止按钮示意图以及起动停止按钮部分电路示意图
图5-7起动停止按钮及其部分电路图
5.3.2起动停止按钮的使用
系统在正常条件下，发动机起动条件如下：
①变速杆在[N]或[P]位置（N、P是档位开关的位置。
）
②制动开关ON（踩下制动踏板）
③SSB信号1&2ON
只有变速杆在[P]位置时，点火开关能转换到OFF位置。
其它情况下，按下SSB转换位置：
以ACCONACC的顺序循环，详细过程见图5-8。
图5-8起动停止按钮使用
5.4智能钥匙系统波形分析
5.4.1被动门锁开锁（见图5-9）
图5-9被动门锁开锁
被动门锁开锁过程信号：
携带智能钥匙，按下车门手柄上的按钮（电压从高电压转换为低电压）
SMKCM识别手柄开关信号。
按下被动按钮时，SMKCM启动相应车门手柄上的天线，搜索智能钥匙
（低频125Khz3.9kbps）
智能钥匙数据传送到SMKCM接收器
（射频无线315/433.9Mhz1kbps）
SMKCM读取并认证智能钥匙数据
门锁开锁信号通过车身CAN通信发送到BCM
BCM通过CAN通信将门锁开锁继电器控制信号发送到智能接线盒
由智能接线盒控制门锁开锁继电器ON
其波形图如图5-10所示：
图5-10被动门锁开锁/开锁波形图
5.4.2被动起动认证
被动起动是智能钥匙系统又一功能，其操作过程是：
按下起动按钮后，SMKCM在车内搜索智能钥匙。
搜索到智能钥匙后，识别并认证智能钥匙数据。
认证后，由SMKCM命令ESCL开锁。
在点火开关ON状态进行认证后，保持其认证状态，直到点火开关OFF。
而为了加快发动机起动速度，智能钥匙系统还具有预认证（见波形图5-11）功能，其前提条件是：
-SMKCM通过天线搜索注册的智能钥匙。
如果在以下条件下检测到智能钥匙，其智能钥匙认证状态维持30秒，不再搜索和认证智能钥匙。
1.驾驶席车门关闭：
通过天线搜索智能钥匙。
→如果搜索到智能钥匙，保持认证状态30秒。
SMKCM不再进行搜索。
2.踩下制动（或离合器）踏板：
通过天线搜索智能钥匙。
→如果搜索到智能钥匙，保持认证状态30秒。
SMKCM不再进行搜索。
3.点火开关由OFF位置转换到其它位置：
→如果搜索到智能钥匙，保持认证状态30秒。
SMKCM不再进行搜索。
※预认证与钥匙防盗指示灯无关。
图5-11被动起动认证——预认证波形图
在初始所有门锁闭锁条件下，驾驶员靠近车辆，并打开&关闭车门和按下起动停止按钮。
1.SSB（起动停止按钮）开关
-信号是常高电压类型。
SMKCM提供12V信号电压（常高）。
按下开关时，信号电路搭铁，SMKCM识别到开关ON。
2.车门手柄天线
-SMKCM驱动信号是频闪脉冲波形。
在所有车门关闭和闭锁时，每3秒启动一次此信号。
（或者，如果智能钥匙远离车辆，则在约10秒内，每0.24秒启动一次此信号）
-在SMKCM通过按下被动按钮检测到智能钥匙后，车门手柄天线不再工作。
3.被动闭锁按钮开关
此开关是常高电压类型。
在开关闭合时，信号电压下降到0V，SMKCM进行识别。
随后启动车门手柄天线。
4.内部天线
内部天线由SMKCM启动，在车内搜索智能钥匙。
信号波形与车门手柄天线一样是频闪脉冲。
启动室内天线是为了起动发动机而执行。
在车门关闭时，智能钥匙已经通过预认证程序进行了认证。
所以在规定时间内按下SSB开关时，不再启动内部天线。
此情况是车辆中最普遍的情况。
在车辆保持智能钥匙在内部或外部时，可以确认其它情况（踩下制动踏板&点火开关位置从OFF转至非OFF）
5.4.3钥匙提示器
钥匙提示器的主要功能是：
当智能钥匙在车内时，防止门锁闭锁。
特定程序是：
在关闭车门之前，如果智能钥匙在车内，不能控制门锁闭锁。
其过程如下：
点火开关OFF，智能钥匙在车内。
打开某一车门。
此时，通过内部天线搜索智能钥匙是否在车内。
按下门锁闭锁旋钮或中央控制门锁闭锁按钮。
（此时，SMKCM强制启动内部天线）
如果检测到智能钥匙在车内，SMKCM将发送开锁命令信号到BCM。
BCM（或SJB）控制门锁开锁继电器ON，所有门锁开锁。
其波形图如5-12所示。
图5-12钥匙提示器波形图
初始所有车门在关闭状态，此时打开车门，按下闭锁旋钮车门闭锁。
1.内部天线
-内部天线由SMKCM启动，在车内搜索智能钥匙。
在车门打开时，每3秒启动一次天线。
门锁闭锁信号通过BCM传送到SMKCM时，强制启动天线。
2.门锁执行器
-BCM（或SJB）控制门锁闭锁继电器ON时，执行器操作。
此时，SMKCM将门锁开锁命令信号传送到BCM。
3.车门开关
-在车门关闭时，此开关断开，BCM接收信号电压为12V（常高）。
4.门锁闭锁/开锁开关（门锁执行器内）
-在通过闭锁旋钮或中央控制门锁开关闭锁车门时，此开关断开。
此时，门锁执行器的状态改变。
5.4.4迎宾灯
在驾驶员携带智能钥匙靠近车辆时，迎宾灯功能控制安装在室外后视镜内的水坑灯持续亮15秒。
如果驾驶员按下车门外侧手柄闭锁/开锁按钮，控制低频天线进行搜索。
如果智能钥匙通过认证，SMKCM传送闭锁或开锁命令，同时停止迎宾灯功能。
迎宾灯低频天线搜索周期如下图5-13所示。
图5-13迎宾灯低频天线搜索周期
按下被动闭锁按钮后，离开车辆。
1.车门手柄天线以3秒间隔搜索3次。
2.在车门外侧附近未找到智能钥匙。
3.搜索间隔从3秒变为0.24秒。
4.在用户（驾驶员）携带智能钥匙靠近车辆时，由低频信号检测智能钥匙。
（SMKCM认证来自智能钥匙的数据，并发送信号到BCM。
）
5.水坑灯ON15秒。
其波形如图5-14所示。
图5-14水坑灯欢迎灯
※迎宾灯停用条件。
-点火开关不在OFF位置
-水坑灯ON15秒后
-离开车辆10天后
5.4.5门锁闭锁警告
门锁闭锁警告主要表现在三中状态下，下面结合示意图对三种状态进行简单分析。
（1）点火开关在ACC或ON位置时防止门锁闭锁（见图5-15
（1））
条件：
点火开关在ACC或ON位置，按下门锁闭锁按钮
功能：
①不会被动门锁闭锁。
②外部蜂鸣器ON。
图5-15
（1）门锁闭锁警告
（2）防止在车门打开时门锁闭锁（见图5-15
（2））
条件：
车门打开，按下被动门锁闭锁按钮
功能：
①不会被动门锁闭锁。
②外部蜂鸣器（约3秒）。
图5-15
（2）门锁闭锁警告
（3）防止驾驶员将智能钥匙遗忘在车辆内（见图5-15（3））
条件：
点火开关在OFF位置，所有车门关闭，智能钥匙在车内，按下被动门锁闭锁按钮
功能：
①不会被动门锁闭锁（用其它的智能钥匙或机械钥匙操作闭锁）。
②外部蜂鸣器（3秒）。
图5-15（3）门锁闭锁警告
5.5失效保护
学习失效保护能够让驾驶者在智能钥匙系统出现故障时，起动发动机，见表格5-2。
表5-2失效保护模式
实训项目：
（1）实车钥匙提示实验
（2）实车门锁闭锁实验
（3）实车失效保护实训
（4）实车各个功能波形图观察分析
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