芯片式防盗系统介绍及案例分析

东风悦达起亚汽车有限公司 吴 猛

1 概述

芯片式防盗系统是一种利用无线通信进行信息认证达到防盗目的的系统。对于配备芯片式防盗系统的车辆，尝试起动发动机时，不但需要钥匙的机械齿与点火开关锁筒内的齿形匹配，还需要防盗控制单元内的密码与钥匙发出的密码一致时，发动机才会被允许起动。

芯片式防盗系统多用于汽车原配防盗器中，主要依靠锁定发动机的喷油和点火来达到防盗目的。不会出现遥控防盗系统进入报警状态（电子遥控防盗系统仅通过锁定起动机来达到防盗的目的），却仍能通过比如强制跨接起动继电器等方式起动发动机的情况。东风悦达起亚旗下的嘉华、远舰、K3、K2等车型均采用芯片式防盗系统。

2 芯片式防盗系统的工作过程和构成（以起亚嘉华车为例）

2.1 芯片式防盗系统的工作过程

芯片式防盗系统工作过程（图1）如下。

（1）将钥匙插入点火开关，接通点火开关，尝试起动发动机，发动机控制单元发出起动请求信号。

（2）防盗控制单元（ICM）接到发动机控制单元的请求后，驱动线圈天线。

（3）线圈天线通电瞬间，产生磁场变化，钥匙内部的线圈将磁通量的变化转化为电能并存储在内部电容内。

（4）钥匙内部的发射器得到电源（电容放电）后，将钥匙信息通过无线信号发出。

（5）线圈天线接收到钥匙发出的无线信号，将钥匙信息传递给防盗控制单元（ICM）。

（6）防盗控制单元（ICM）将接收到的钥匙信息与存储在其内部的钥匙信息（防盗控制单元内的钥匙信息是在钥匙注册时存入防盗控制单元的）进行比较。如果钥匙信息匹配成功，防盗控制单元将允许发动机控制单元起动发动机；如果钥匙信息不匹配，防盗控制单元将禁止发动机控制单元起动发动机。

（7）如果发动机控制单元接收到允许起动的信号后，即解除燃油喷射系统的锁止状态，并控制发动机起动；如果发动机控制单元接收到禁止起动的信号后，将继续维持燃油喷射系统的锁止状态。

图1 芯片式防盗系统的工作过程

2.2 芯片式防盗系统的构成

（1）钥匙（图2）。发射器安装在钥匙头部。当钥匙插入点火开关，尝试起动发动机时，ICM通过线圈将磁能提供给发射器。发射器中的线圈产生感应电动势，并由电容储存电能。当ICM终止磁能供应时，发射器内的电容将储存的电能释放，以供发射器发出钥匙信息，钥匙信息储存在专用的集成电路（ASIC）中。车辆的钥匙分为ID钥匙和主钥匙，具体见表1所列。

1.2.1 试验设计 以油用牡丹与不同树种套种立体栽培模式为研究对象，设4个处理，即油用牡丹单一种植、油用牡丹-碧桃套种、油用牡丹-香椿套种和油用牡丹-核桃套种4种模式。2013年9月进行油用牡丹大田定植，保持良好水肥条件，常规管理。2014年春季在油用牡丹定植田预留地间作树种，间作树种种植密度均为3 m×3 m，油用牡丹套种和单作种植密度均为40 cm×50 cm。每种间作模式下设不同的观测定位点，分别在林分的近林缘和中间，尽可能减少因林分中不同位置的郁闭度差异对生理生态指标的影响。

（2）线圈天线（图3）。线圈天线安装在点火开关的头部，其功能如下。

1）为钥匙发射器提供磁能。

2）接收钥匙发出的钥匙信息。

3）将钥匙信息传递给防盗控制单元。

（3）防盗控制单元（图4）。防盗控制单元安装在转向柱右侧，其功能如下。

1）为线圈天线提供电能。

2）接收线圈天线传送来的钥匙信息，并与自身内部存储的钥匙信息进行比较。

3）根据钥匙信息的比对结果，给发动机控制单元提供起动信号或禁止起动信号。

（4）发动机控制单元（图5）。发动机控制单元安装在前排乘员侧踏板下部，其功能（涉及到防盗系统的部分）如下。

1）当点火开关置于ON位置时，发动机控制单元向防盗控制单元发出起动请求信号。

2）接收防盗控制单元的应答信号（起动信号或禁止起动信号）。

3）确定燃油喷射系统能否工作。

图2 钥匙结构

表1 ID钥匙和主钥匙

图3 线圈天线

图4 防盗控制单元

图5 发动机控制单元

3 案例

案例1 起亚嘉华车无法起动

故障现象一辆搭载3.5 L发动机的起亚嘉华车，在行驶过程中突然熄火，熄火后发动机无法起动，只得电话求助4S店。

故障诊断和排除维修人员赶赴现场，试车验证故障现象，接通点火开关尝试起动发动机，起动机运转正常，但发动机始终无法起动着机。进一步检查发现，火花塞正常跳火，但喷油器不工作。

用故障检测仪检测，读取到的故障代码为“P1696”，含义为防盗钥匙认证失败。接着使用故障检测仪查阅防盗系统的相关数据流，结果如图6所示。针对插入钥匙筒的钥匙不能检测的故障现象，判断故障原因可能是线圈天线断路或短路、防盗控制单元损坏、钥匙芯片损坏等。

图6 防盗系统数据流（截屏）

按照故障排查的一般思路，决定先对线圈天线进行检查。测量线圈天线的电阻，为2.0 Ω，正常，初步排除线圈损坏的可能。由于是外出救援，并未携带相关配件（防盗控制单元、钥匙等），且驾驶人只有1把灰色钥匙（主钥匙）。于是尝试使用故障检测仪重新对主钥匙进行注册（初始密码：2345）。但注册后发现钥匙仍不能起动车辆，且读取到的数据流依旧。分析认为，防盗系统的ID钥匙数量和主钥匙数量均显示为0，怀疑防盗控制单元内存储的钥匙信息已丢失或防盗控制单元损坏。

对于防盗控制单元内存储的钥匙信息丢失的情况，必须用原车的ID钥匙重新注册防盗控制单元。然而询问驾驶人得知，该车是单位的车，另一把主钥匙和ID钥匙已丢失。由于ID钥匙丢失，必须使用新的ID钥匙重新注册防盗控制单元，维修人员对客户说明情况后，决定先将车辆运回修理厂作进一步检修。

然而，第2天一早，客户取来了2把钥匙，1把ID钥匙和1把主钥匙。但是试车发现，这2把钥匙并非这辆车的，钥匙的机械齿都与原车的不匹配，无法插入点火开关内，询问得知，这2把钥匙是单位其他车的。客户要求尽量降低维修费用，且尽快修复车辆。

在对防盗系统的整体工作情况进行充分研究后，笔者发现要完成ID钥匙的注册需要同时满足2个条件：机械齿吻合（能够插入并接通点火开关）、ID钥匙能有效发出无线信号（钥匙信息写入防盗控制单元）。而该车的问题是，虽然有1把ID钥匙，但ID钥匙的机械齿与原车的不吻合。这时笔者灵机一动，决定尝试分开满足这2个条件，看是否可行，具体的操作步骤如下。

（1）将线圈天线与点火开关分离。

（2）将ID钥匙放入线圈天线内部，同时将原车的主钥匙插入点火开关内（图7）。此时线圈天线与ID钥匙进行信息交换，原车的主钥匙则用于控制点火开关的接通和断开。

（3）用主钥匙接通点火开关，10 s内将主钥匙拔出，ID钥匙即注册完成。

（4）将线圈天线装复，再次将主钥匙插入点火开关，接通点火开关，等待10 s以上，拔出主钥匙，即完成了主钥匙的重新匹配（这里可以确定原车主钥匙内的钥匙信息也一并丢失了，否则，如果主钥匙内仍存有原车的钥匙信息是无法完成钥匙匹配的，需要借助故障检测仪才能擦除并重新写入新的钥匙信息）。

图7 将ID钥匙放入线圈天线内部的同时将原车的主钥匙插入点火开关内

图8 重新注册主钥匙后的防盗系统的数据流（截屏）

操作完成后，连接故障检测仪，查看防盗系统的数据流，结果如图8所示，说明ID钥匙已经注册成功，主钥匙也已完成了重新匹配。此时防盗控制单元内储存的是另一台车的ID钥匙信息，但是由于这把ID钥匙的机械齿齿形与点火开关锁筒内的齿形不符，所以无法起动车辆；而此时的主钥匙，不仅被写入了另一台车的钥匙信息，而且机械齿齿形与点火开关锁筒内的齿形一致，故能正常起动车辆，至此故障排除。