图1  马夸特的无钥匙进入/启动系统架构

采用无钥匙进入/启动系统，车主无需拿出车钥匙即可启动车辆，享受更加舒适和安全的体验。系统在安全性方面与引擎防盗类似，远远优于传统遥控钥匙。

“无钥匙进入/启动系统（keyless entry-go system）”是马夸特近年重点推出的汽车开关系统，目前马夸特已经开始为一些中国本土的汽车厂家进行项目开发，2011年初已经实现本土化批量生产。

无钥匙进入/启动系统由一个电子钥匙和一个无钥匙启动管理系统组成。通过车主随身携带的智能钥匙感应自动开关门锁，当车主进入车辆附近的有效范围内，车辆会自动检测钥匙并进行身份识别，成功完成身份识别后，相应门锁或后备箱会自动打开并解除防盗；当钥匙离开车辆时，门锁会自动锁上并进入防盗状态。车主进入车内时，车辆会自动检测钥匙是否位于主驾位置，检测成功后，只需按下引擎启动按钮，就可正常启动车辆。整个过程，车钥匙都无需拿出，为用户带来更加舒适的体验以及更为安全的保障。

通过低频和射频的双向通信，汽车与钥匙之间可以完成复杂的双向身份认证，在安全性方面与引擎防盗类似，远远优于传统遥控钥匙。

总体架构及工作原理

马夸特的无钥匙进入/启动系统总体架构如图1中虚线部分之内所示。

该系统包括以下组成部分及模块：被动进入及被动启动控制模块（PEM）、车门把手和后备箱把手触发模块、转向管柱锁（ESCL）、引擎一键启动按钮（SSB）、引擎防盗基站模块（IMMO Base station 外置或内置于SSB）以及低频发射模块和射频接收模块。

图2  工作方式一

系统有两种工作方式：

工作方式一：当车主按压钥匙开关，钥匙接受到触发信号后发送车辆认证的射频信号，车辆接受到信号并通过认证后唤醒CAN总线，进而发送开锁的功能指令，门锁控制模块接收指令后解锁，详见图2。

工作方式二：当车主触及门把手或者按下把手上某一按键后，车主携带的具有PKE系统的身份识别钥匙就会接受到基站发送来的低频信号，如果此信号与钥匙中保存的身份识别信息一致，钥匙将被唤醒。该方式的优点在于能防止随机噪声或其他的干扰信号唤醒钥匙，钥匙上的三维全向天线输入电路能保证在有效的场强范围内的任何方位都能检测到车辆发出的唤醒信号， 钥匙被唤醒后将分析车辆发出的认证口令，并发送相应高频信号，为了提高安全性，这些信号都经过加密处理。车辆会将接收到的信号同内部保存的信息相比较，若验证通过，PEM模块将唤醒总线，发送开锁的功能指令，门锁控制模块接受指令后解锁，详见图3。

图3  工作方式二

无钥匙进入系统

1. 钥匙设计

钥匙端的微控制器用来完成用户按键的数据编码、加密组帧，再通过SAW声表谐振器电路发射至UHF频段。当它接收到21.845kHz的LF信号时，利用三个正交放置的线圈作为低频接收天线，由低功耗低频唤醒芯片解调后，再将数据传送给单片机进行数据判断，如果数据正确，则发送一条RF加密报文。具体设计原理如图4所示。

图4  无钥匙系统钥匙端

2. 基站设计

基站端RF使用UHF射频接收芯片完成信号解调后，再将数据传送到车身主控芯片进行数据解密和指令执行。当低频（LF）发射器检测到触发输入（触摸按键）时，将由串联的LC形成低频发射端，发送一条编码的低频报文。具体设计原理见图5。

图5  无钥匙系统基站端(PEM)

无钥匙一键启动系统

一键启动系统工作原理如图6所示。按下启动按钮，PEM开始驱动室内天线来扫描经过数字编码加密的点火钥匙，如果钥匙的识别码经解密后，与系统内部的存储信息相吻合，则表示钥匙辨识成功， 若识别过程失败（如使用了非法钥匙，或钥匙密码错误），则发动机将不能起动，确保非法用户无法使用车辆，成功识别钥匙后还要进行EMS加密防盗通信，和ESCL的加密通信来驱动锁舌至解锁位置，最后才发送引擎允许启动信号来启动车辆。

系统设计如下：

1. 转向管柱锁

在基于LIN总线的无钥匙进入及一键启动系统方案中，防盗网络是通过LIN总线来实现的，其中ESCL电子转向锁和IMMO控制器为从节点,PEM为主节点，ESCL是转向管柱防盗的执行机构。ESCL 通过LIN总线与PEM进行通信，传送数据。ESCL负责执行对转向管柱的上锁和解锁。解锁命令要通过LIN总线加密信息获取。

图6  一键启动系统工作原理

ESCL对从PEM发来的加密数据进行分析，并按照PEM发来的命令执行相应动作，并将动作确认或报错信息反馈给PEM。而ESCL的上锁和解锁动作是通过控制ESCL内的电机动作来实现。当电机延某一方向动作时，锁舌将被带动进入上锁位置，给转向管柱上锁。当电机延相反方向动作时，锁舌将被带动进入解锁位置给转向管柱解锁。整个ESCL系统的电源由PEM和BCM两个模块共同来提供。PEPS负责ESCL的系统电源和执行机构电机的部分供电，而BCM负责执行机构电机的另一部分供电。这样分开的供电系统能够有效的提高ESCL 整个系统的安全性。

在基于CAN总线的方案中，ESCL作为一个能独立判断总线上上锁和解锁条件的安全件，依循ISO DIS 21212标准，为防止在行驶过程中意外上锁，严格要求判定上锁条件的信号的安全等级，故在设计上集成了一个专门的用来做数据安全检测的模块来保证整个系统达到ASIL D的安全等级。

2. 一键启动按钮

（1）防盗基站外置方案

系统组成：两个独立不同步的功能开关用来使能PEPS与PDU（电源分配模块），3个LED灯分别代表BCM后指示灯，PDU的两个功能指示灯（具体功能需定义）以及一组防盗线圈。

（2）防盗基站内置方案

系统组成：除防盗基站内置外，其他组成与上述方案一致。

结语

随着科技的发展，汽车装备高科技化已成为时代的必然趋势，汽车驾驶将变得更为方便、安全。因此，如智能无钥匙进入系统般的人性化装备必将逐步成为各级汽车的标准配置。

马夸特集团是一家总部设在德国的跨国公司，在北美、欧洲和亚洲均拥有全资子公司，旗下拥有无钥匙进入/启动系统、控制面板类开关、应用类开关三大汽车电子产品系统。马夸特开关（上海）有限公司是集团设置在中国上海的全资子公司，在汽车开关、电动工具开关、电子系统开关及应用类开关的设计、制造方面享有很高的声誉。马夸特集团在汽车开关制造方面拥有超过30年的深厚经验，其“无钥匙进入/启动系统”成功应用于如奔驰﹑迈巴赫﹑宝马﹑大众﹑奥迪和克莱斯勒等知名高端品牌汽车，迄今，该系统的销量已超过1000万套。