芯片式防盜系統介紹及案例分析

東風悅達起亞汽車有限公司 吳 猛

1 概述

芯片式防盜系統是一種利用無線通信進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輛，嘗試起動發動機時，不但需要鑰匙的機械齒與點火開關鎖筒內的齒形匹配，還需要防盜控制單元內的密碼與鑰匙發出的密碼一致時，發動機才會被允許起動。

芯片式防盜系統多用于汽車原配防盜器中，主要依靠鎖定發動機的噴油和點火來達到防盜目的。不會出現遙控防盜系統進入報警狀態（電子遙控防盜系統僅通過鎖定起動機來達到防盜的目的），卻仍能通過比如強制跨接起動繼電器等方式起動發動機的情況。東風悅達起亞旗下的嘉華、遠艦、K3、K2等車型均采用芯片式防盜系統。

2 芯片式防盜系統的工作過程和構成（以起亞嘉華車為例）

2.1 芯片式防盜系統的工作過程

芯片式防盜系統工作過程（圖1）如下。

（1）將鑰匙插入點火開關，接通點火開關，嘗試起動發動機，發動機控制單元發出起動請求信號。

（2）防盜控制單元（ICM）接到發動機控制單元的請求后，驅動線圈天線。

（3）線圈天線通電瞬間，產生磁場變化，鑰匙內部的線圈將磁通量的變化轉化為電能并存儲在內部電容內。

（4）鑰匙內部的發射器得到電源（電容放電）后，將鑰匙信息通過無線信號發出。

（5）線圈天線接收到鑰匙發出的無線信號，將鑰匙信息傳遞給防盜控制單元（ICM）。

（6）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存入防盜控制單元的）進行比較。如果鑰匙信息匹配成功，防盜控制單元將允許發動機控制單元起動發動機；如果鑰匙信息不匹配，防盜控制單元將禁止發動機控制單元起動發動機。

（7）如果發動機控制單元接收到允許起動的信號后，即解除燃油噴射系統的鎖止狀態，并控制發動機起動；如果發動機控制單元接收到禁止起動的信號后，將繼續維持燃油噴射系統的鎖止狀態。

圖1 芯片式防盜系統的工作過程

2.2 芯片式防盜系統的構成

（1）鑰匙（圖2）。發射器安裝在鑰匙頭部。當鑰匙插入點火開關，嘗試起動發動機時，ICM通過線圈將磁能提供給發射器。發射器中的線圈產生感應電動勢，并由電容儲存電能。當ICM終止磁能供應時，發射器內的電容將儲存的電能釋放，以供發射器發出鑰匙信息，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。

1.2.1 試驗設計 以油用牡丹與不同樹種套種立體栽培模式為研究對象，設4個處理，即油用牡丹單一種植、油用牡丹-碧桃套種、油用牡丹-香椿套種和油用牡丹-核桃套種4種模式。2013年9月進行油用牡丹大田定植，保持良好水肥條件，常規管理。2014年春季在油用牡丹定植田預留地間作樹種，間作樹種種植密度均為3 m×3 m，油用牡丹套種和單作種植密度均為40 cm×50 cm。每種間作模式下設不同的觀測定位點，分別在林分的近林緣和中間，盡可能減少因林分中不同位置的郁閉度差異對生理生態指標的影響。

（2）線圈天線（圖3）。線圈天線安裝在點火開關的頭部，其功能如下。

1）為鑰匙發射器提供磁能。

2）接收鑰匙發出的鑰匙信息。

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，并與自身內部存儲的鑰匙信息進行比較。

3）根據鑰匙信息的比對結果，給發動機控制單元提供起動信號或禁止起動信號。

（4）發動機控制單元（圖5）。發動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）當點火開關置于ON位置時，發動機控制單元向防盜控制單元發出起動請求信號。

2）接收防盜控制單元的應答信號（起動信號或禁止起動信號）。

3）確定燃油噴射系統能否工作。

圖2 鑰匙結構

表1 ID鑰匙和主鑰匙

圖3 線圈天線

圖4 防盜控制單元

圖5 發動機控制單元

3 案例

案例1 起亞嘉華車無法起動

故障現象一輛搭載3.5 L發動機的起亞嘉華車，在行駛過程中突然熄火，熄火后發動機無法起動，只得電話求助4S店。

故障診斷和排除維修人員趕赴現場，試車驗證故障現象，接通點火開關嘗試起動發動機，起動機運轉正常，但發動機始終無法起動著機。進一步檢查發現，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。接著使用故障檢測儀查閱防盜系統的相關數據流，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圈天線斷路或短路、防盜控制單元損壞、鑰匙芯片損壞等。

圖6 防盜系統數據流（截屏）

按照故障排查的一般思路，決定先對線圈天線進行檢查。測量線圈天線的電阻，為2.0 Ω，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行注冊（初始密碼：2345）。但注冊后發現鑰匙仍不能起動車輛，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，必須用原車的ID鑰匙重新注冊防盜控制單元。然而詢問駕駛人得知，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，決定先將車輛運回修理廠作進一步檢修。

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。但是試車發現，這2把鑰匙并非這輛車的，鑰匙的機械齒都與原車的不匹配，無法插入點火開關內，詢問得知，這2把鑰匙是單位其他車的。客戶要求盡量降低維修費用，且盡快修復車輛。

在對防盜系統的整體工作情況進行充分研究后，筆者發現要完成ID鑰匙的注冊需要同時滿足2個條件：機械齒吻合（能夠插入并接通點火開關）、ID鑰匙能有效發出無線信號（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ID鑰匙的機械齒與原車的不吻合。這時筆者靈機一動，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）將線圈天線與點火開關分離。

（2）將ID鑰匙放入線圈天線內部，同時將原車的主鑰匙插入點火開關內（圖7）。此時線圈天線與ID鑰匙進行信息交換，原車的主鑰匙則用于控制點火開關的接通和斷開。

（3）用主鑰匙接通點火開關，10 s內將主鑰匙拔出，ID鑰匙即注冊完成。

（4）將線圈天線裝復，再次將主鑰匙插入點火開關，接通點火開關，等待10 s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的鑰匙信息也一并丟失了，否則，如果主鑰匙內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）。

圖7 將ID鑰匙放入線圈天線內部的同時將原車的主鑰匙插入點火開關內

圖8 重新注冊主鑰匙后的防盜系統的數據流（截屏）

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，說明ID鑰匙已經注冊成功，主鑰匙也已完成了重新匹配。此時防盜控制單元內儲存的是另一臺車的ID鑰匙信息，但是由于這把ID鑰匙的機械齒齒形與點火開關鎖筒內的齒形不符，所以無法起動車輛；而此時的主鑰匙，不僅被寫入了另一臺車的鑰匙信息，而且機械齒齒形與點火開關鎖筒內的齒形一致，故能正常起動車輛，至此故障排除。