图1  安全进入区域

当人们对射频遥控大大提高车辆舒适性与安全性津津乐道时，新一代的车辆进入与启动系统更将这种舒适与便利发挥到了极致，这就是无钥匙进入与一键启动。海拉正在对相关元器件以及新一代的用户识别系统（生物识别）进行研究，必将在未来车辆进入与启动认证系统的研发中扮演重要角色。

传统的进入系统——射频遥控

传统的主动式车锁系统主要由射频钥匙和接收单元构成。钥匙的按键可以触发许多舒适功能，例如打开或关闭车门锁以及行李箱。射频遥控的距离一般可达20m。

1.兼具安全与便捷

为了改善防盗功能，如今许多汽车都配备了基于transponder技术的电子防盗器。当钥匙插入机械点火孔时，汽车激活钥匙中的transponder芯片，然后通过低频磁场交换信息，从而完成对钥匙的识别。最新一代的电子防盗器能够阻止任何未被授权的第三方启动汽车，它对近年来车辆失窃率的显著下降作出了巨大贡献。

射频遥控系统不仅让冰冷的机械门锁成为了过去，在北美市场上销售的射频遥控系统还含有一个应急按钮，能够触发车辆的警报系统。

2.海拉的创新设计

基于在射频遥控领域多年的研发经验，海拉一贯注重概念的创新。根据车型配置的不同，海拉舒适控制单元能够为其他系统提供额外的接口，如使用超声波或者传感器的内部车厢监测系统。此外，它还能集成其他一些功能，如轮胎压力监测系统（TPMS），由此可以节约相当可观的成本。

舒适控制元件含有射频遥控信号的接收模块，对射频信号进行接收并进一步处理。该元件最初作为中央锁定系统的控制元件而设计，而现代的CAN网络内舒适控制元件的功能已不局限于此，可负责多个任务。

图2  无钥匙进入和一键启动系统元件

其主要功能包括：射频遥控接收元件、控制中央锁定系统（舒适操作）、完成电子转向锁的主要任务和最新一代的防盗器。附加功能包括：TPMS软件集成、控制警报系统、动力窗和遮阳顶棚的舒适调节（打开/关闭）、内部照明以及倒车警报灯的控制、诊断。

无钥匙进入和一键启动系统

无钥匙进入和一键启动系统完全避免了电子钥匙进入或启动汽车时的物理操作，用户也不必再按动射频遥控钥匙上的按钮来打开或关闭车锁，而只需要随身携带一个身份识别器，就能打开或关闭车门，极大地提高了便利性和安全性。

基于多年的开发和生产遥控钥匙和舒适控制模块的经验，海拉开发和拓展了包括无钥匙进入和一键启动系统的系列产品。该系统的钥匙中含有一个独特的身份识别发射器，它由射频发射器和三维低频接收器组成，从而实现了无钥匙进入和射频遥控的有机结合。无钥匙进入的工作范围约为1.5m（见图1），而射频遥控的距离可达20m。

图3  用户身份识别器

该系统中的外部天线发送电磁波，在车外一定范围内检测逐渐靠近的身份识别器，并唤醒系统；然后进行一系列的身份识别过程对用户身份进行鉴别。与射频遥控系统的区别在于，射频遥控需要人为地按动钥匙上的按钮，而无钥匙进入只需要触摸门把手上的传感器就能实现车锁的开启与关闭。

1.启动识别

一旦按下启动按钮，而且在车内某个区域检测到身份识别器，启动认证过程就自动开始，最终完成身份识别。引擎的启动和停止都由启动/停止按钮来实现。如果按下启动按钮时，没有在车内检测到有效的身份识别器，那么只会发送一个报警信息，而不会启动引擎。

2.安全性

精确的内外部检测可以确保高质量的系统可靠性和安全性，再集成最新的电子防盗器，使防盗性能得到极大的提升。即使将身份识别器遗忘在车内，系统也能检测到它的存在，从而防止用户将身份识别器锁在车内。在紧急情况下，用户仍然可以使用隐藏在身份识别器中的机械钥匙来打开车门。

3.技术特点

无钥匙进入和一键启动系统通过身份识别器和车辆之间的低频与射频通信来鉴别用户的合法性。首先，车上的天线向用户的身份识别器发送一个125kHz的低频信号，之后身份识别器将数据加密后以高频信号的方式反馈给车辆上的接收器，从而完成整个识别过程。此外，该系统的静态电流消耗也非常低，有利于延长电池的寿命。海拉将许多内部和外部特性综合在一起，例如TPMS系统或者第三方软件等，使研发和生产成本降至最低。用户对系统的特殊定制导致系统设备以及系统功能必须多样化。海拉在产品开发过程中的高适应性和研发领域的高可变性，确保每个客户都能得到满意的解决方案。

4.系统元件

一般来说，无钥匙进入和一键启动系统主要包括：1个电子控制单元（ECU）、1个或2个用户身份识别器、2个或3个甚至更多的低频天线、1个或2个门把手电子模块以及1个启动/停止按钮（见图2）。

⑴电子控制单元（ECU）

ECU是被动式进入和一键启动系统的控制中心，它含有必要的电气元件来发送低频响应请求，并接收来自用户身份识别器的高频反馈信号。同时，它还控制车门锁的开关、CAN总线的通信以及其他一些功能：

①提供从车辆到用户身份识别器的低频通信链路；

②在识别到用户合法身份时，读取启动/停止按钮的信号，开始执行一键启动程序；

③处理来自感应电容的开门信号，启动无钥匙进入程序；

④处理来自感应电容的锁门信号，启动无钥匙退出程序；

⑤在识别到用户合法身份后，打开或关闭车门锁；

⑥通过与启动/停止按钮中的电子防盗器的通信，实现紧急启动功能。

⑵用户身份识别器和启动/停止按钮

用户身份识别器（见图3）代表了用户的合法身份，它含有操作简单的远程控制器、智能的身份识别发射器以及内嵌的紧急钥匙。在被动式进入和一键启动系统中，用户身份识别器有如下的功能：

①安全可靠的高频链路。用户身份识别器在身份识别发射器和高频接收器之间提供一条安全可靠的高频链路，该链路对每个发射器都是惟一的；

②安全可靠的低频链路。用户身份识别器能够从已被认证的车辆那里接收低频数据和信息；

③电池低电量报警。用户身份识别器能够检测电池的电量，并在快要耗尽时发出警报；

④通过测量低频磁场强度确定所在位置。用户身份识别器能够通过测量由车辆上低频天线产生的磁场的强度，来确定自身的位置是在车内、车外还是行李箱里。

⑶门把手模块

门把手模块含有一个由串联振荡电路构成的低频天线、一个接近式传感器以及一个锁门传感器。其特点如下：印刷电路板集成在门把手中；通过集成在门把手中的天线调节低频磁场的分布；二步式接近传感器，靠近与解锁；低消耗电流（450μA）。

⑷低频天线

被动式进入和一键启动系统是一个分级优化的系统，能够根据客户的需要提供1根、3根或者更多的天线来满足各个层面的应用需求。根据天线安装位置的不同，低频天线大致可以分为门把手天线、内部天线、行李箱天线、尾部天线以及后窗台天线，通过这些天线的不同组合实现不同的功能。

未来系统展望

海拉对未来车辆进入与启动认证系统的研究走在了行业前列，主要有概念设计、测试新型编码及传输技术以及正在进行的结构优化。此外，海拉对钥匙功能的延伸以及生物识别技术正在进行着全新的尝试。

图4  多功能钥匙

1.多功能钥匙

过去，钥匙主要就是用来车门解锁和上锁，以及启动和关闭引擎。将来，它必将成为人们生活中的一部分。通过新技术与传统特点的有机结合，海拉将赋予它更强大的功能（见图4）：

①设计：利用可替换的外壳实现更个性化的设计；

②多功能：加入有机发光显示器来显示更多的车辆系统信息，以及MP3播放器等；

③能源供给：利用高效的锂电池提供能源，延长使用寿命；

④内存空间：大幅度提升的内存空间和可扩展的记忆棒；

⑤其他功能：车辆状态描述、电池电量显示、空调遥控、电子记事本、中控锁和警报系统状态显示、警报系统激活以及警报提示等。

2.个性化的生物识别程序

基于生物特征的识别技术（见图5）为车辆舒适性能的提高提供了更大的可能性。最近几年来，基于生物特征的识别技术的可靠性越来越高，尤其在虹膜识别、面部识别以及指纹识别方面取得了突出成就。其中，面部识别和指纹识别就在车辆进入和启动系统中得到了非常好的应用。其优点在于：

图5  基于生物特征的识别系统框图

①舒适性：在所有舒适元件中储存用户信息，如自动座椅、后视镜以及方向盘的调整；空调设定；音响音量、调频电台的设定等。

②进入和启动认证：合法的授权用户可以执行；开启电子防盗器；启动引擎；启动/关闭警报系统；打开/关闭中控锁。

海拉已经与ENKO公司合作开发出了基于EFS加密的嵌入式指纹识别系统，它是一个单独灵活的系统模块。内部摄像头对驾驶员面部的检测揭开了面部识别的新应用，它能检测驾驶员的疲劳度和机敏度，极大地提高了道路交通的安全性。

无论采用哪种基于生物特征的识别程序，系统都能根据初始化时的数据与后来采集到的数据进行比较和识别。这种识别程序对驾驶员来说可以是完全透明的，因此保证了最大的舒适便利性。