分析芯片式防盜系統介紹及案例

廣州新業(yè)軟件有限公司       2018/1/9

 

    1 概述
    芯片式防盜系統是一種利用無(wú)線(xiàn)通信進(jìn)行信息認證達到防盜目的的系統。對于配備芯片式防盜系統的車(chē)輛,嘗試啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí),不但需要鑰匙的機械齒與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)鎖筒內的齒形匹配,還需要防盜控制單元內的密碼與鑰匙發(fā)出的密碼一致時(shí),發(fā)動(dòng)機才會(huì )被允許啟動(dòng)。
    芯片式防盜系統多用于汽車(chē)原配防盜器中,主要依靠鎖定發(fā)動(dòng)機的噴油和點(diǎn)火來(lái)達到防盜目的。不會(huì )出現遙控防盜系統進(jìn)入報警狀態(tài)(電子遙控防盜系統僅通過(guò)鎖定啟動(dòng)機來(lái)達到防盜的目的),卻仍能通過(guò)比如強制跨接啟動(dòng)繼電器等方式啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機的情況。東風(fēng)悅達起亞旗下的嘉華、遠艦、K3、K2等車(chē)型均采用芯片式防盜系統。

    2 芯片式防盜系統的工作過(guò)程和構成(以起亞嘉華車(chē)為例)
    2.1芯片式防盜系統的工作過(guò)程
    芯片式防盜系統工作過(guò)程(圖1)如下。

    (1)將鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān),嘗試啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機,發(fā)動(dòng)機控制單元發(fā)出啟動(dòng)請求信號。
    (2)防盜控制單元(lcm)接到發(fā)動(dòng)機控制單元的請求后,馬區動(dòng)線(xiàn)圈天線(xiàn)。
    (3)線(xiàn)圈天線(xiàn)通電瞬間,產(chǎn)生磁場(chǎng)變化,鑰匙內部的線(xiàn)圈將磁通量的變化轉化為電能并存儲在內部電容內。
    (4)鑰匙內部的發(fā)射器得到電源(電容放電)后,將鑰匙信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號發(fā)出。
    (5)線(xiàn)圈天線(xiàn)接收到鑰匙發(fā)出的無(wú)線(xiàn)信號,將鑰匙信息傳遞給防盜控制單元(lcm)。
    (b)防盜控制單元(ICM)將接收到的鑰匙信息與存儲在其內部的鑰匙信息(防盜控制單元內的鑰匙信息是在鑰匙注冊時(shí)存入防盜控制單元的)進(jìn)行比較。如果鑰匙信息匹配成功,防盜控制單元將允許發(fā)動(dòng)機控制單元啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機;如果鑰匙信息不匹配,防盜控制單元將禁止發(fā)動(dòng)機控制單元啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。
    (7)如果發(fā)動(dòng)機控制單元接收到允許啟動(dòng)的信號后,即解除燃油噴射系統的鎖止狀態(tài),并控制發(fā)動(dòng)機啟動(dòng);如果發(fā)動(dòng)機控制單元接收到禁止啟動(dòng)的信號后,將繼續維持燃油噴射系統的鎖止狀態(tài)。
    2.2芯片式防盜系統的構成
    (1)鑰匙(圖2)。發(fā)射器安裝在鑰匙頭部。當鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),嘗試啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí),ICM通過(guò)線(xiàn)圈將磁能提供給發(fā)射器。發(fā)射器中的線(xiàn)圈產(chǎn)生感應電動(dòng)勢,并由電容儲存電能。當ICM終止磁能供應時(shí),發(fā)射器內的電容將儲存的電能釋放,以供發(fā)射器發(fā)出鑰匙信息,鑰匙信息儲存在專(zhuān)用的集成電路(ASIC)中。車(chē)輛的鑰匙分為ID鑰匙和主鑰匙,具體見(jiàn)表1所列。



    (2)線(xiàn)圈天線(xiàn)(圖3)。線(xiàn)圈天線(xiàn)安裝在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的頭部,其功能如下。

    1)為鑰匙發(fā)射器提供磁能。
    2)接收鑰匙發(fā)出的鑰匙信息。
    3)將鑰匙信息傳遞給防盜控制單元。
    (3)防盜控制單元(圖4)。防盜控制單元安裝在轉向柱右側,其功能如下。

    1)為線(xiàn)圈天線(xiàn)提供電能。
    2)接收線(xiàn)圈天線(xiàn)傳送來(lái)的鑰匙信息,并與自身內部存儲的鑰匙信息進(jìn)行比較。
    3)根據鑰匙信息的比對結果,給發(fā)動(dòng)機控制單元提供啟動(dòng)信號或禁止啟動(dòng)信號。
    4)儲存已注冊的鑰匙信息。
    (4)發(fā)動(dòng)機控制單元(圖5)。發(fā)動(dòng)機控制單元安裝在前排乘員側踏板下部,其功能(涉及到防盜系統的部分)如下。

    1)當點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位置時(shí),發(fā)動(dòng)機控制單元向防盜控制單元發(fā)出啟動(dòng)請求信號。
    2)接收防盜控制單元的應答信號(啟動(dòng)信號或禁止啟動(dòng)信號)。
    3)確定燃油噴射系統能否工作。

 3 案例
    案例1起亞嘉華車(chē)無(wú)法啟動(dòng)
    故障現象一輛搭載3.5 L發(fā)動(dòng)機的起亞嘉華車(chē),在行駛過(guò)程中突然熄火,熄火后發(fā)動(dòng)機無(wú)法啟動(dòng),只得電話(huà)求助4S店。
    故障診斷和排除維修人員趕赴現場(chǎng),試車(chē)驗證故障現象,接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)嘗試啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機,啟動(dòng)機運轉正常,但發(fā)動(dòng)機始終無(wú)法啟動(dòng)著(zhù)機。進(jìn)一步檢查發(fā)現,火花塞正常跳火,但噴油器不工作。

    用故障檢測儀檢測,讀取到的故障代碼為“P1696”,含義為防盜鑰匙認證失敗。接著(zhù)使用故障檢測儀查閱防盜系統的相關(guān)數據流,結果如圖6所示。針對插入鑰匙筒的鑰匙不能檢測的故障現象,判斷故障原因可能是線(xiàn)圈天線(xiàn)斷路或短路、防盜控制單元損壞、鑰匙芯片損壞等。

    按照故障排查的一般思路,決定先對線(xiàn)圈天線(xiàn)進(jìn)行檢查。測量線(xiàn)圈天線(xiàn)的電阻,為2.0Ω,正常,初步排除線(xiàn)圈損壞的可能。由于是外出救援,并未攜帶相關(guān)配件(防盜控制單元、鑰匙等),且駕駛人只有1把灰色鑰匙(主鑰匙)。于是嘗試使用故障檢測儀重新對主鑰匙進(jìn)行注冊(初始密碼:2345)。但注冊后發(fā)現鑰匙仍不能啟動(dòng)車(chē)輛,且讀取到的數據流依舊。分析認為,防盜系統的ID鑰匙數量和主鑰匙數量均顯示為0,懷疑防盜控制單元內存儲的鑰匙信息已丟失或防盜控制單元損壞。
    對于防盜控制單元內存儲的鑰匙信息丟失的情況,必須用原車(chē)的ID鑰匙重新注冊防盜控制單元。然而詢(xún)問(wèn)駕駛人得知,該車(chē)是單位的車(chē),另一把主鑰匙和ID鑰匙已丟失。由于ID鑰匙丟失,必須使用新的ID鑰匙重新注冊防盜控制單元,維修人員對客戶(hù)說(shuō)明情況后,決定先將車(chē)輛運回修理廠(chǎng)作進(jìn)一步檢修。
    然而,第2天一早,客戶(hù)取來(lái)了2把鑰匙,1把ID鑰匙和1把主鑰匙。但是試車(chē)發(fā)現,這2把鑰匙并非這輛車(chē)的,鑰匙的機械齒都與原車(chē)的不匹配,無(wú)法插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)內,詢(xún)問(wèn)得知,這2把鑰匙是單位其他車(chē)的?蛻(hù)要求盡量降低維修費用,且盡快修復車(chē)輛。
    在對防盜系統的整體工作情況進(jìn)行充分研究后,筆者發(fā)現要完成ID鑰匙的注冊需要同時(shí)滿(mǎn)足2個(gè)條件:機械齒吻合(能夠插入并接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān))、ID鑰匙能有效發(fā)出無(wú)線(xiàn)信號(鑰匙信息寫(xiě)入防盜控制單元)。而該車(chē)的問(wèn)題是,雖然有1把ID鑰匙,但ID鑰匙的機械齒與原車(chē)的不吻合。這時(shí)筆者靈機一動(dòng),決定嘗試分開(kāi)滿(mǎn)足這2個(gè)條件,看是否可行,具體的操作步驟如下。
    (1)將線(xiàn)圈天線(xiàn)與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)分離。
    (2)將ID鑰匙放入線(xiàn)圈天線(xiàn)內部,同時(shí)將原車(chē)的主鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)內(圖7)。此時(shí)線(xiàn)圈天線(xiàn)與ID鑰匙進(jìn)行信息交換,原車(chē)的主鑰匙則用于控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的接通和斷開(kāi)。

    (3)用主鑰匙接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān),10s內將主鑰匙拔出,ID鑰匙即注冊完成。
    (4)將線(xiàn)圈天線(xiàn)裝復,再次將主鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān),等待10s以上,拔出主鑰匙,即完成了主鑰匙的重新匹配(這里可以確定原車(chē)主鑰匙內的鑰匙信息也一并丟失了,否則,如果主鑰匙內仍存有原車(chē)的鑰匙信息是無(wú)法完成鑰匙匹配的,需要借助故障檢測儀才能擦除并重新寫(xiě)入新的鑰匙信息)。
    操作完成后,連接故障檢測儀,查看防盜系統的數據流,結果如圖8所示,說(shuō)明ID鑰匙已經(jīng)注冊成功,主鑰匙也圖7將ID鑰匙放入線(xiàn)圈天線(xiàn)內部的同時(shí)將原車(chē)的主鑰匙已完成了重新匹配。此時(shí)防盜控制單元內儲存的是另一臺車(chē)的ID鑰匙信息,但是由于這把ID鑰匙的機械齒齒形與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)鎖筒內的齒形不符,所以無(wú)法啟動(dòng)車(chē)輛;而此時(shí)的主鑰匙,不僅被寫(xiě)入了另一臺車(chē)的鑰匙信息,而且機械齒齒形與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)鎖筒內的齒形一致,故能正常啟動(dòng)車(chē)輛,至此故障排除。

 友情鏈接:  起亞嘉華車(chē)舫盜控制單元及鑰匙匹配方法
    在更換防盜控制單元后需對防盜控制單元進(jìn)行匹配,重新寫(xiě)入鑰匙信息并注冊主鑰匙。防盜控制單元的匹配及注冊主鑰匙的步驟如下。
    (1)將ID鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)內(此時(shí)線(xiàn)圈天線(xiàn)與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)緊密連接)。
    (2)用ID鑰匙控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)1次,并拔出ID鑰匙(ID鑰匙注冊已完成)。
    (3)在10s內將主鑰匙1插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),并控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)1次,拔出主鑰匙1(主鑰匙1注冊完成)。
    (4)在10s內將主鑰匙2插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),并控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)1次,拔出主鑰匙2(主鑰匙2注冊完成)。
    (5)等待10s以上,注冊操作完成,1把ID鑰匙、2把主鑰匙及防盜控制單元均完成注冊。
    當遇到主鑰匙丟失等情況,需要重新配主鑰匙時(shí),有2種方法可對主鑰匙進(jìn)行匹配,分別是使用ID鑰匙匹配主鑰匙,以及使用專(zhuān)用故障檢測儀匹配主鑰匙。
    使用ID鑰匙匹配主鑰匙(防盜控制單元已注冊)的步驟如下。
    (1)將ID鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)內(此時(shí)線(xiàn)圈天線(xiàn)與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)緊密連接)。
    (2)在10s內用ID鑰匙控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)5次,然后拔出ID鑰匙。
    (3)在10s內將主鑰匙1插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)1次,隨后拔出主鑰匙1(主鑰匙1注冊完成)。
    (4)在10s內將主鑰匙2插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)1次,隨后拔出主鑰匙2(主鑰匙2注冊完成)。
    (5)等待10s以上,2把主鑰匙均完成注冊。
      使用專(zhuān)用故障檢測儀匹配主鑰匙(防盜控制單元已注冊)的步驟如下。
    (1)將主鑰匙1插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)內(此時(shí)線(xiàn)圈天線(xiàn)與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)緊密連接)。
    (2)用主鑰匙1控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通,等待5s后,用專(zhuān)用故障檢測儀進(jìn)入起亞嘉華車(chē)防盜系統,選擇“主鑰匙記錄/更改”選項(圖9),輸入防盜密碼(初始密碼為2345),隨后拔出主鑰匙1(主鑰匙1注冊完成)。

    (3) 10 s內將主鑰匙2插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān),控制點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、斷開(kāi)1次,隨后拔出主鑰匙2(主鑰匙2注冊完成)。
    (4)等待10、以上,2把主鑰匙均完成注冊。
    當需要刪除主鑰匙時(shí),可使用專(zhuān)用故障檢測儀將防盜控制單元內的主鑰匙信息刪除,其方法如下。
    (1)連接專(zhuān)用故障檢測儀,進(jìn)入起亞嘉華車(chē)防盜系統。
    (2)點(diǎn)擊“主鑰匙刪除”選項,輸入防盜密碼(初始密碼為2345)即可完成主鑰匙刪除操作。

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