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分析芯片式防盜系統(tǒng)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(tǒng)是一種利用無線通信進(jìn)行信息認(rèn)證達(dá)到防盜目的的系統(tǒng)。對于配備芯片式防盜系統(tǒng)的車輛,嘗試啟動發(fā)動機(jī)時,不但需要鑰匙的機(jī)械齒與點(diǎn)火開關(guān)鎖筒內(nèi)的齒形匹配,還需要防盜控制單元內(nèi)的密碼與鑰匙發(fā)出的密碼一致時,發(fā)動機(jī)才會被允許啟動。
    芯片式防盜系統(tǒng)多用于汽車原配防盜器中,主要依靠鎖定發(fā)動機(jī)的噴油和點(diǎn)火來達(dá)到防盜目的。不會出現(xiàn)遙控防盜系統(tǒng)進(jìn)入報警狀態(tài)(電子遙控防盜系統(tǒng)僅通過鎖定啟動機(jī)來達(dá)到防盜的目的),卻仍能通過比如強(qiáng)制跨接啟動繼電器等方式啟動發(fā)動機(jī)的情況。東風(fēng)悅達(dá)起亞旗下的嘉華、遠(yuǎn)艦、K3、K2等車型均采用芯片式防盜系統(tǒng)。

    2 芯片式防盜系統(tǒng)的工作過程和構(gòu)成(以起亞嘉華車為例)
    2.1芯片式防盜系統(tǒng)的工作過程
    芯片式防盜系統(tǒng)工作過程(圖1)如下。

    (1)將鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān),接通點(diǎn)火開關(guān),嘗試啟動發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)出啟動請求信號。
    (2)防盜控制單元(lcm)接到發(fā)動機(jī)控制單元的請求后,馬區(qū)動線圈天線。
    (3)線圈天線通電瞬間,產(chǎn)生磁場變化,鑰匙內(nèi)部的線圈將磁通量的變化轉(zhuǎn)化為電能并存儲在內(nèi)部電容內(nèi)。
    (4)鑰匙內(nèi)部的發(fā)射器得到電源(電容放電)后,將鑰匙信息通過無線信號發(fā)出。
    (5)線圈天線接收到鑰匙發(fā)出的無線信號,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(nèi)部的鑰匙信息(防盜控制單元內(nèi)的鑰匙信息是在鑰匙注冊時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)動機(jī)控制單元啟動發(fā)動機(jī);如果鑰匙信息不匹配,防盜控制單元將禁止發(fā)動機(jī)控制單元啟動發(fā)動機(jī)。
    (7)如果發(fā)動機(jī)控制單元接收到允許啟動的信號后,即解除燃油噴射系統(tǒng)的鎖止?fàn)顟B(tài),并控制發(fā)動機(jī)啟動;如果發(fā)動機(jī)控制單元接收到禁止啟動的信號后,將繼續(xù)維持燃油噴射系統(tǒng)的鎖止?fàn)顟B(tài)。
    2.2芯片式防盜系統(tǒng)的構(gòu)成
    (1)鑰匙(圖2)。發(fā)射器安裝在鑰匙頭部。當(dāng)鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān),嘗試啟動發(fā)動機(jī)時,ICM通過線圈將磁能提供給發(fā)射器。發(fā)射器中的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,并由電容儲存電能。當(dāng)ICM終止磁能供應(yīng)時,發(fā)射器內(nèi)的電容將儲存的電能釋放,以供發(fā)射器發(fā)出鑰匙信息,鑰匙信息儲存在專用的集成電路(ASIC)中。車輛的鑰匙分為ID鑰匙和主鑰匙,具體見表1所列。



    (2)線圈天線(圖3)。線圈天線安裝在點(diǎn)火開關(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(zhuǎn)向柱右側(cè),其功能如下。

    1)為線圈天線提供電能。
    2)接收線圈天線傳送來的鑰匙信息,并與自身內(nèi)部存儲的鑰匙信息進(jìn)行比較。
    3)根據(jù)鑰匙信息的比對結(jié)果,給發(fā)動機(jī)控制單元提供啟動信號或禁止啟動信號。
    4)儲存已注冊的鑰匙信息。
    (4)發(fā)動機(jī)控制單元(圖5)。發(fā)動機(jī)控制單元安裝在前排乘員側(cè)踏板下部,其功能(涉及到防盜系統(tǒng)的部分)如下。

    1)當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于ON位置時,發(fā)動機(jī)控制單元向防盜控制單元發(fā)出啟動請求信號。
    2)接收防盜控制單元的應(yīng)答信號(啟動信號或禁止啟動信號)。
    3)確定燃油噴射系統(tǒng)能否工作。

 3 案例
    案例1起亞嘉華車無法啟動
    故障現(xiàn)象一輛搭載3.5 L發(fā)動機(jī)的起亞嘉華車,在行駛過程中突然熄火,熄火后發(fā)動機(jī)無法啟動,只得電話求助4S店。
    故障診斷和排除維修人員趕赴現(xiàn)場,試車驗(yàn)證故障現(xiàn)象,接通點(diǎn)火開關(guān)嘗試啟動發(fā)動機(jī),啟動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但發(fā)動機(jī)始終無法啟動著機(jī)。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),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(rèn)證失敗。接著使用故障檢測儀查閱防盜系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)流,結(jié)果如圖6所示。針對插入鑰匙筒的鑰匙不能檢測的故障現(xiàn)象,判斷故障原因可能是線圈天線斷路或短路、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,決定先對線圈天線進(jìn)行檢查。測量線圈天線的電阻,為2.0Ω,正常,初步排除線圈損壞的可能。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?cè)酥挥?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(xiàn)鑰匙仍不能啟動車輛,且讀取到的數(shù)據(jù)流依舊。分析認(rèn)為,防盜系統(tǒng)的ID鑰匙數(shù)量和主鑰匙數(shù)量均顯示為0,懷疑防盜控制單元內(nèi)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(nèi)存儲的鑰匙信息丟失的情況,必須用原車的ID鑰匙重新注冊防盜控制單元。然而詢問駕駛?cè)说弥,該車是單位的車,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,維修人員對客戶說明情況后,決定先將車輛運(yùn)回修理廠作進(jìn)一步檢修。
    然而,第2天一早,客戶取來了2把鑰匙,1把ID鑰匙和1把主鑰匙。但是試車發(fā)現(xiàn),這2把鑰匙并非這輛車的,鑰匙的機(jī)械齒都與原車的不匹配,無法插入點(diǎn)火開關(guān)內(nèi),詢問得知,這2把鑰匙是單位其他車的?蛻粢蟊M量降低維修費(fèi)用,且盡快修復(fù)車輛。
    在對防盜系統(tǒng)的整體工作情況進(jìn)行充分研究后,筆者發(fā)現(xiàn)要完成ID鑰匙的注冊需要同時滿足2個條件:機(jī)械齒吻合(能夠插入并接通點(diǎn)火開關(guān))、ID鑰匙能有效發(fā)出無線信號(鑰匙信息寫入防盜控制單元)。而該車的問題是,雖然有1把ID鑰匙,但I(xiàn)D鑰匙的機(jī)械齒與原車的不吻合。這時筆者靈機(jī)一動,決定嘗試分開滿足這2個條件,看是否可行,具體的操作步驟如下。
    (1)將線圈天線與點(diǎn)火開關(guān)分離。
    (2)將ID鑰匙放入線圈天線內(nèi)部,同時將原車的主鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)內(nèi)(圖7)。此時線圈天線與ID鑰匙進(jìn)行信息交換,原車的主鑰匙則用于控制點(diǎn)火開關(guān)的接通和斷開。

    (3)用主鑰匙接通點(diǎn)火開關(guān),10s內(nèi)將主鑰匙拔出,ID鑰匙即注冊完成。
    (4)將線圈天線裝復(fù),再次將主鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān),接通點(diǎn)火開關(guān),等待10s以上,拔出主鑰匙,即完成了主鑰匙的重新匹配(這里可以確定原車主鑰匙內(nèi)的鑰匙信息也一并丟失了,否則,如果主鑰匙內(nèi)仍存有原車的鑰匙信息是無法完成鑰匙匹配的,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(tǒng)的數(shù)據(jù)流,結(jié)果如圖8所示,說明ID鑰匙已經(jīng)注冊成功,主鑰匙也圖7將ID鑰匙放入線圈天線內(nèi)部的同時將原車的主鑰匙已完成了重新匹配。此時防盜控制單元內(nèi)儲存的是另一臺車的ID鑰匙信息,但是由于這把ID鑰匙的機(jī)械齒齒形與點(diǎn)火開關(guān)鎖筒內(nèi)的齒形不符,所以無法啟動車輛;而此時的主鑰匙,不僅被寫入了另一臺車的鑰匙信息,而且機(jī)械齒齒形與點(diǎn)火開關(guān)鎖筒內(nèi)的齒形一致,故能正常啟動車輛,至此故障排除。

 友情鏈接:  起亞嘉華車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)火開關(guān)內(nèi)(此時線圈天線與點(diǎn)火開關(guān)緊密連接)。
    (2)用ID鑰匙控制點(diǎn)火開關(guān)接通、斷開1次,并拔出ID鑰匙(ID鑰匙注冊已完成)。
    (3)在10s內(nèi)將主鑰匙1插入點(diǎn)火開關(guān),并控制點(diǎn)火開關(guān)接通、斷開1次,拔出主鑰匙1(主鑰匙1注冊完成)。
    (4)在10s內(nèi)將主鑰匙2插入點(diǎn)火開關(guān),并控制點(diǎn)火開關(guān)接通、斷開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(dāng)遇到主鑰匙丟失等情況,需要重新配主鑰匙時,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)火開關(guān)內(nèi)(此時線圈天線與點(diǎn)火開關(guān)緊密連接)。
    (2)在10s內(nèi)用ID鑰匙控制點(diǎn)火開關(guān)接通和斷開5次,然后拔出ID鑰匙。
    (3)在10s內(nèi)將主鑰匙1插入點(diǎn)火開關(guān),控制點(diǎn)火開關(guān)接通、斷開1次,隨后拔出主鑰匙1(主鑰匙1注冊完成)。
    (4)在10s內(nèi)將主鑰匙2插入點(diǎn)火開關(guān),控制點(diǎn)火開關(guān)接通、斷開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)火開關(guān)內(nèi)(此時線圈天線與點(diǎn)火開關(guān)緊密連接)。
    (2)用主鑰匙1控制點(diǎn)火開關(guān)接通,等待5s后,用專用故障檢測儀進(jìn)入起亞嘉華車防盜系統(tǒng),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(nèi)將主鑰匙2插入點(diǎn)火開關(guān),控制點(diǎn)火開關(guān)接通、斷開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(dāng)需要刪除主鑰匙時,可使用專用故障檢測儀將防盜控制單元內(nèi)的主鑰匙信息刪除,其方法如下。
    (1)連接專用故障檢測儀,進(jìn)入起亞嘉華車防盜系統(tǒng)。
    (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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