圖1 安全進(jìn)入?yún)^(qū)域
當(dāng)人們對射頻遙控大大提高車輛舒適性與安全性津津樂道時，新一代的車輛進(jìn)入與啟動系統(tǒng)更將這種舒適與便利發(fā)揮到了極致，這就是無鑰匙進(jìn)入與一鍵啟動。海拉正在對相關(guān)元器件以及新一代的用戶識別系統(tǒng)（生物識別）進(jìn)行研究，必將在未來車輛進(jìn)入與啟動認(rèn)證系統(tǒng)的研發(fā)中扮演重要角色。
傳統(tǒng)的進(jìn)入系統(tǒng)——射頻遙控
傳統(tǒng)的主動式車鎖系統(tǒng)主要由射頻鑰匙和接收單元構(gòu)成。鑰匙的按鍵可以觸發(fā)許多舒適功能，例如打開或關(guān)閉車門鎖以及行李箱。射頻遙控的距離一般可達(dá)20m。
1.兼具安全與便捷
為了改善防盜功能，如今許多汽車都配備了基于transponder技術(shù)的電子防盜器。當(dāng)鑰匙插入機(jī)械點火孔時，汽車激活鑰匙中的transponder芯片，然后通過低頻磁場交換信息，從而完成對鑰匙的識別。最新一代的電子防盜器能夠阻止任何未被授權(quán)的第三方啟動汽車，它對近年來車輛失竊率的顯著下降作出了巨大貢獻(xiàn)。
射頻遙控系統(tǒng)不僅讓冰冷的機(jī)械門鎖成為了過去，在北美市場上銷售的射頻遙控系統(tǒng)還含有一個應(yīng)急按鈕，能夠觸發(fā)車輛的警報系統(tǒng)。
2.海拉的創(chuàng)新設(shè)計
基于在射頻遙控領(lǐng)域多年的研發(fā)經(jīng)驗，海拉一貫注重概念的創(chuàng)新。根據(jù)車型配置的不同，海拉舒適控制單元能夠為其他系統(tǒng)提供額外的接口，如使用超聲波或者傳感器的內(nèi)部車廂監(jiān)測系統(tǒng)。此外，它還能集成其他一些功能，如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS），由此可以節(jié)約相當(dāng)可觀的成本。
舒適控制元件含有射頻遙控信號的接收模塊，對射頻信號進(jìn)行接收并進(jìn)一步處理。該元件最初作為中央鎖定系統(tǒng)的控制元件而設(shè)計，而現(xiàn)代的CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)舒適控制元件的功能已不局限于此，可負(fù)責(zé)多個任務(wù)。
圖2 無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)元件
其主要功能包括：射頻遙控接收元件、控制中央鎖定系統(tǒng)（舒適操作）、完成電子轉(zhuǎn)向鎖的主要任務(wù)和最新一代的防盜器。附加功能包括：TPMS軟件集成、控制警報系統(tǒng)、動力窗和遮陽頂棚的舒適調(diào)節(jié)（打開/關(guān)閉）、內(nèi)部照明以及倒車警報燈的控制、診斷。
無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)
無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)完全避免了電子鑰匙進(jìn)入或啟動汽車時的物理操作，用戶也不必再按動射頻遙控鑰匙上的按鈕來打開或關(guān)閉車鎖，而只需要隨身攜帶一個身份識別器，就能打開或關(guān)閉車門，極大地提高了便利性和安全性。
基于多年的開發(fā)和生產(chǎn)遙控鑰匙和舒適控制模塊的經(jīng)驗，海拉開發(fā)和拓展了包括無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)的系列產(chǎn)品。該系統(tǒng)的鑰匙中含有一個獨特的身份識別發(fā)射器，它由射頻發(fā)射器和三維低頻接收器組成，從而實現(xiàn)了無鑰匙進(jìn)入和射頻遙控的有機(jī)結(jié)合。無鑰匙進(jìn)入的工作范圍約為1.5m（見圖1），而射頻遙控的距離可達(dá)20m。
圖3 用戶身份識別器
該系統(tǒng)中的外部天線發(fā)送電磁波，在車外一定范圍內(nèi)檢測逐漸靠近的身份識別器，并喚醒系統(tǒng)；然后進(jìn)行一系列的身份識別過程對用戶身份進(jìn)行鑒別。與射頻遙控系統(tǒng)的區(qū)別在于，射頻遙控需要人為地按動鑰匙上的按鈕，而無鑰匙進(jìn)入只需要觸摸門把手上的傳感器就能實現(xiàn)車鎖的開啟與關(guān)閉。
1.啟動識別
一旦按下啟動按鈕，而且在車內(nèi)某個區(qū)域檢測到身份識別器，啟動認(rèn)證過程就自動開始，最終完成身份識別。引擎的啟動和停止都由啟動/停止按鈕來實現(xiàn)。如果按下啟動按鈕時，沒有在車內(nèi)檢測到有效的身份識別器，那么只會發(fā)送一個報警信息，而不會啟動引擎。
2.安全性
精確的內(nèi)外部檢測可以確保高質(zhì)量的系統(tǒng)可靠性和安全性，再集成最新的電子防盜器，使防盜性能得到極大的提升。即使將身份識別器遺忘在車內(nèi)，系統(tǒng)也能檢測到它的存在，從而防止用戶將身份識別器鎖在車內(nèi)。在緊急情況下，用戶仍然可以使用隱藏在身份識別器中的機(jī)械鑰匙來打開車門。
3.技術(shù)特點
無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)通過身份識別器和車輛之間的低頻與射頻通信來鑒別用戶的合法性。首先，車上的天線向用戶的身份識別器發(fā)送一個125kHz的低頻信號，之后身份識別器將數(shù)據(jù)加密后以高頻信號的方式反饋給車輛上的接收器，從而完成整個識別過程。此外，該系統(tǒng)的靜態(tài)電流消耗也非常低，有利于延長電池的壽命。海拉將許多內(nèi)部和外部特性綜合在一起，例如TPMS系統(tǒng)或者第三方軟件等，使研發(fā)和生產(chǎn)成本降至最低。用戶對系統(tǒng)的特殊定制導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備以及系統(tǒng)功能必須多樣化。海拉在產(chǎn)品開發(fā)過程中的高適應(yīng)性和研發(fā)領(lǐng)域的高可變性，確保每個客戶都能得到滿意的解決方案。
4.系統(tǒng)元件
一般來說，無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)主要包括：1個電子控制單元（ECU）、1個或2個用戶身份識別器、2個或3個甚至更多的低頻天線、1個或2個門把手電子模塊以及1個啟動/停止按鈕（見圖2）。
⑴電子控制單元（ECU）
ECU是被動式進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)的控制中心，它含有必要的電氣元件來發(fā)送低頻響應(yīng)請求，并接收來自用戶身份識別器的高頻反饋信號。同時，它還控制車門鎖的開關(guān)、CAN總線的通信以及其他一些功能：
①提供從車輛到用戶身份識別器的低頻通信鏈路；
②在識別到用戶合法身份時，讀取啟動/停止按鈕的信號，開始執(zhí)行一鍵啟動程序；
③處理來自感應(yīng)電容的開門信號，啟動無鑰匙進(jìn)入程序；
④處理來自感應(yīng)電容的鎖門信號，啟動無鑰匙退出程序；
⑤在識別到用戶合法身份后，打開或關(guān)閉車門鎖；
⑥通過與啟動/停止按鈕中的電子防盜器的通信，實現(xiàn)緊急啟動功能。
⑵用戶身份識別器和啟動/停止按鈕
用戶身份識別器（見圖3）代表了用戶的合法身份，它含有操作簡單的遠(yuǎn)程控制器、智能的身份識別發(fā)射器以及內(nèi)嵌的緊急鑰匙。在被動式進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)中，用戶身份識別器有如下的功能：
①安全可靠的高頻鏈路。用戶身份識別器在身份識別發(fā)射器和高頻接收器之間提供一條安全可靠的高頻鏈路，該鏈路對每個發(fā)射器都是惟一的；
②安全可靠的低頻鏈路。用戶身份識別器能夠從已被認(rèn)證的車輛那里接收低頻數(shù)據(jù)和信息；
③電池低電量報警。用戶身份識別器能夠檢測電池的電量，并在快要耗盡時發(fā)出警報；
④通過測量低頻磁場強(qiáng)度確定所在位置。用戶身份識別器能夠通過測量由車輛上低頻天線產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度，來確定自身的位置是在車內(nèi)、車外還是行李箱里。
⑶門把手模塊
門把手模塊含有一個由串聯(lián)振蕩電路構(gòu)成的低頻天線、一個接近式傳感器以及一個鎖門傳感器。其特點如下：印刷電路板集成在門把手中；通過集成在門把手中的天線調(diào)節(jié)低頻磁場的分布；二步式接近傳感器，靠近與解鎖；低消耗電流（450μA）。
⑷低頻天線
被動式進(jìn)入和一鍵啟動系統(tǒng)是一個分級優(yōu)化的系統(tǒng)，能夠根據(jù)客戶的需要提供1根、3根或者更多的天線來滿足各個層面的應(yīng)用需求。根據(jù)天線安裝位置的不同，低頻天線大致可以分為門把手天線、內(nèi)部天線、行李箱天線、尾部天線以及后窗臺天線，通過這些天線的不同組合實現(xiàn)不同的功能。
未來系統(tǒng)展望
海拉對未來車輛進(jìn)入與啟動認(rèn)證系統(tǒng)的研究走在了行業(yè)前列，主要有概念設(shè)計、測試新型編碼及傳輸技術(shù)以及正在進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。此外，海拉對鑰匙功能的延伸以及生物識別技術(shù)正在進(jìn)行著全新的嘗試。
圖4 多功能鑰匙
1.多功能鑰匙
過去，鑰匙主要就是用來車門解鎖和上鎖，以及啟動和關(guān)閉引擎。將來，它必將成為人們生活中的一部分。通過新技術(shù)與傳統(tǒng)特點的有機(jī)結(jié)合，海拉將賦予它更強(qiáng)大的功能（見圖4）：
①設(shè)計：利用可替換的外殼實現(xiàn)更個性化的設(shè)計；
②多功能：加入有機(jī)發(fā)光顯示器來顯示更多的車輛系統(tǒng)信息，以及MP3播放器等；
③能源供給：利用高效的鋰電池提供能源，延長使用壽命；
④內(nèi)存空間：大幅度提升的內(nèi)存空間和可擴(kuò)展的記憶棒；
⑤其他功能：車輛狀態(tài)描述、電池電量顯示、空調(diào)遙控、電子記事本、中控鎖和警報系統(tǒng)狀態(tài)顯示、警報系統(tǒng)激活以及警報提示等。
2.個性化的生物識別程序
基于生物特征的識別技術(shù)（見圖5）為車輛舒適性能的提高提供了更大的可能性。最近幾年來，基于生物特征的識別技術(shù)的可靠性越來越高，尤其在虹膜識別、面部識別以及指紋識別方面取得了突出成就。其中，面部識別和指紋識別就在車輛進(jìn)入和啟動系統(tǒng)中得到了非常好的應(yīng)用。其優(yōu)點在于：
圖5 基于生物特征的識別系統(tǒng)框圖
①舒適性：在所有舒適元件中儲存用戶信息，如自動座椅、后視鏡以及方向盤的調(diào)整；空調(diào)設(shè)定；音響音量、調(diào)頻電臺的設(shè)定等。
②進(jìn)入和啟動認(rèn)證：合法的授權(quán)用戶可以執(zhí)行；開啟電子防盜器；啟動引擎；啟動/關(guān)閉警報系統(tǒng)；打開/關(guān)閉中控鎖。
海拉已經(jīng)與ENKO公司合作開發(fā)出了基于EFS加密的嵌入式指紋識別系統(tǒng)，它是一個單獨靈活的系統(tǒng)模塊。內(nèi)部攝像頭對駕駛員面部的檢測揭開了面部識別的新應(yīng)用，它能檢測駕駛員的疲勞度和機(jī)敏度，極大地提高了道路交通的安全性。
無論采用哪種基于生物特征的識別程序，系統(tǒng)都能根據(jù)初始化時的數(shù)據(jù)與后來采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和識別。這種識別程序?qū)︸{駛員來說可以是完全透明的，因此保證了最大的舒適便利性。
