丰田卡罗拉智能启动系统

丰田卡罗拉智能上车和启动系统解析

一汽丰田生产的第十代顶级版卡罗拉（COROLLLA），配备了丰田汽车公司2005款的无需操纵钥匙的智能上车和启动系统。它是集遥控门锁控制和发动机停机控制（防盗停止启动）功能于一体的系统，即通过控制器区域网络（CAN）总线和局域互联网（LIN）总线及主车身ECU之间建立相互通信，在车辆6个电子钥匙振荡器检测区域内（图1 所示）执行智能上车和智能启动功能。本文就该系统的部件组成、工作原理和更换主要部件后ID代码注册等进行介绍，以便读者对新款卡罗拉的新技术运用有所了解。

图1 电子钥匙振荡器检测区示意图

1. 智能上车和启动系统主要控制部件及功能

智能上车和启动系统主要控制部件及功能见表1。

2. 智能启动系统结构及工作原理

智能启动系统由主车身ECU控制启动功能，系统组成如图2所示。

图2 智能启动系统结构示意图

（1）钥匙

钥匙（如图3）内的智能上车和启动系统收发器接收来自振荡器的请求信号，并将自产生的ID代码（在后面文章中解释为S码）返回到车门控制接收器。当钥匙电池电量

低时钥匙接收来自发动机开关的无线电波，并将自产生的ID代码（S码）返回到发动机开关。遥控门锁控制发射器可远距离控制车门的锁止或解锁及后备厢的开启。机械钥匙可打开驾驶员车门，但不能启动发动机。

图3 钥匙

（2）振荡器

认证ECU在发动机和车门及后备厢全关闭时，以每隔0.25秒/次、+5V的交变信号传输给各振荡器，作为各振荡器工作信号电压，由各振荡器L-C电路，为认证ECU检测钥匙的请求信号和钥匙ID(S码)代码发送、接收产生最初的无线电载波。

（3）发动机开关

发动机开关由一个瞬时按钮开关、双色（琥珀色、绿色）LED指示灯和收发器钥匙放大器组成（如图4所示）。驾驶员按照指示灯亮起状态检查当前电源模式和发动机能否启动（指示灯状态和电源模式状态，如图5所示）。在发动机运转期间主车身ECU检测到系统故障时，琥珀色指示灯将闪烁。在这种状态下，如果发动机停止运转，则可能无法启动，应进行故障诊断。

图4 发动机开关

图5 电源模式和指示灯状态对照

（4）主车身ECU

主车身ECU由IG1、IG2继电器执行电路和CPU及保持电路组成（如图6所示）。在车辆行驶过程中，IG1或IG2继电器执行电路出现故障时，保持电路可防止继电器电源被切断。

图6 主车身ECU结构示意图

（5）转向锁系统

为配合智能上车和启动系统的使用，采用锁止/解锁电动机来锁止或解除锁止方向盘的转向锁系统。此系统主要由转向锁总成（如图7所示）、主车身ECU、认证ECU和ID代码盒组成。

（6）智能启动工作过程及原理

a、当驾驶员携带钥匙进入车内。

b、换挡杆置于“P”或“N”位置，踩下制动踏板并按下发动机开关。此时主车身ECU认为发动机启动操作已经开始，通过LIN总线向认证ECU发送认证请求信号（如图8所示）。

c、认证ECU接收到主车身ECU认证请求信号，以+5V交变电压激活车内前/后电子钥匙振荡器工作并产生低频无线电波，在车内形成电子钥匙检测区域，检测钥匙的应答信号。

d、钥匙内的收发器接收放大车内电子钥匙振荡器的检测信号波，向车门控制接收器发送搭载钥匙产生的ID代码（S码）的高频无线电波。

e、主车身ECU在认为发动机启动操作开始时，点亮发动机开关绿色指示灯。

f、车门控制接收器将钥匙发送的ID代码（S码）传输给认证ECU。

g、认证ECU将钥匙ID代码（S码）与存储器中的注册的钥匙ID代码进行核对认证，如果认证正确，即通过LIN总线向主车身ECU传输认证通过的指令。

h、主车身ECU接到认证ECU的工作指令，接通ACC继电器12V工作电源。

i、主车身ECU再使IG1、IG2继电器执行电路接通，将12V电源传输给IG1、IG2

继电器绕组，继电器收合工作。

j、认证ECU通过LIN总线向主车身ECU确认电源模式状态（从OFF切换至ON），并且将认证通过的指令通过LIN总线传输给ID代码盒。

k、同时主车身ECU接通转向锁ECU的12V工作电源。

l、ID代码盒对接收到的认证ECU 发来的ID代码（S码）与存储器中注册的钥匙ID 代码（S码）核对认证，认证正确后通过LIN总线分别向转向ECU传输ID代码（称L码）和发动机ECU传输ID代码（G码）。

m、转向锁ECU和发动机ECU接收L码和G码后，分别与各自存储器中的L码和G

码核对认证，认证正确后，转向锁ECU驱动转向执行器电动机运转解锁；发动机ECU解除发动机燃油喷射和点火被锁止状态。

n、主车身ECU通过LIN总线检查到转向解锁状态后，将发动机开关的启动信号传输给发动机ECU。

o、发动机ECU接通启动继电器12V工作电源，启动机运转。

p、如果此时施加到发动机ECU的电源功率不足，导致启动继电器不能被接通，则主车身ECU将输出接通启动继电器信号，帮助启动机工作。

q、发动机ECU判断发动机转速信号达到500r/min或更高时，认为发动机已启动成功，于是自动切断启动继电器工作电源，启动机停止运转。

3. 智能上车系统结构及工作原理

智能上车系统由认证ECU控制上车功能，系统结构如图9所示。

图9 智能上车系统结构示意图

（1）上车锁止的工作原理

a、驾驶员携带钥匙离开车辆，按下车门外把手上的锁止开关，将车门锁止信号传输给认证ECU（如图10所示）。

图10 上车锁止的工作原理图

b、认证ECU输出振荡器工作信号电压，使车门电子钥匙振荡器和车内前/后部电子钥匙振荡器产生低频无线电波信号，由车门外把手上的天线发送给钥匙。

c、钥匙接收低频无线电波后，经钥匙内收发器处理放大，响应发送载有钥匙产生的ID代码（S码）的高频无线电波给车门控制接收器。

d、认证ECU对来自车门控制接收器的钥匙ID代码（S码）与存储器中被注册的钥匙ID代码（S码）进行核对认证，同时检测钥匙是否在（如图1所示）区域内。如果ID代码（S码）认证正确，钥匙又在检测区域内，且发动机和车门及后备厢均关闭条件下，认证ECU将车门锁止请求指令通过CAN总线传输给主车身ECU。

e、主车身ECU操作车门锁电动机，锁止所有车门。

f、所有车门锁止后，危险警告灯闪烁一次，以应答车门锁止信号。

（2）上车解锁工作原理（如图11所示）

图11 上车解锁工作原理图

a、驾驶员携带钥匙进入任一车门电子钥匙振荡器检测区域时，认证ECU对来自车门控制接收器的钥匙ID代码（S码）与存储器中被注册的钥匙ID代码（S码）进行核对认证。

b、如果认证正确，认证ECU将解锁准备信号传输给相应车门外把手上的触摸传感器。

c、同时认证ECU传输各照明信号，使发动机开关照明灯和车内照明灯亮起。

d、此时，如果驾驶员触摸车门外把手上的触摸传感器，认证ECU即通过CAN总线传输车门解锁请求指令给主车身ECU，主车身ECU操作车门锁电动机使所有车门解锁。

e、所有车门解锁后，危险警告灯闪烁两次以应答上车解锁信号。

（3）上车后备厢盖开启工作原理（如图12所示）

图12 上车后备厢盖开启工作原理图

a、驾驶员携带钥匙，按下后备厢开启开关时，信号传输给认证ECU。

b、认证ECU传输前/后部车内电子钥匙振荡器，后备厢电子钥匙振荡器和后备厢外部电子钥匙振荡器产生的低频无线电波信号，以形成钥匙检测区域。

c、钥匙接收此信号，将载有钥匙产生的ID代码（S码）的高频无线电波发回给车门控制接收器或电子钥匙天线。

d、认证ECU接收此信号，将钥匙的ID代码（S码）与存储器中被注册的钥匙ID代码（S码）进行核对认证。如果认证正确，认证ECU通过CAN总线将后备厢盖开启指令，传输给主车身ECU。

e、主车身ECU接收此指令，操作后备厢盖解锁电动机，开启后备厢盖。

（4）钥匙受限防止功能工作原理

钥匙受限防止功能，是在车门和后备厢盖关闭后驾驶员把钥匙遗忘在车内时，发出提示警告信息。

a、当钥匙仍在车内时，车门锁止开关锁止车门或后备厢盖开启开关断开，认证ECU 传输相应振荡器的请求信号，形成钥匙检测区域。

b、钥匙将ID代码（S码）传输给车门控制接收器或电子钥匙天线。

c、认证ECU核对认证ID代码（S码），如果认证正确，且检查钥匙的位置仍在检测区域内，认证ECU通过CAN总线将车门解锁或后备厢盖解锁指令传输给主车身ECU，主车身ECU操作车门解锁电动机或后备厢盖解锁电动机解锁，同时认证ECU使遥控门锁蜂鸣器鸣响2s,作为解锁回应。

（5）车辆蓄电池和钥匙电池省电功能

a、车门锁止后，认证ECU指令各振荡器按指定间隔向车外发送钥匙检测信号。如果车辆长期处于停止状态，则蓄电池电量将会耗尽，因此钥匙在５天后没有回应，信号传输间隔由０.25s/次延长至0.75s/次；钥匙在14天后没有回应，认证ECU自动解除智能上车和启动功能。

b、如果钥匙长期置于车外的车门电子钥匙振荡器检测区域内，则认证ECU与钥匙间

进行周期通信。如果车辆长期驻车于这种状态，钥匙电池电量将会耗尽，因此这种状态持续10min以上，认证ECU则自动解除智能上车和启动功能。

c、恢复智能上车和启动系统功能条件：

输入遥控门锁控制信号；

驾驶员携带钥匙并按下车门外把手上锁止开关；

用机械钥匙锁止或解锁车门。

4. 更换部件后ID代码注册

（1）S码、G码和L码解释（如图13所示）

图13 S码、G码和L码示意图

S码是钥匙和认证ECU在注册通信时，由钥匙随机产生的唯一的ID认证代码。如果注册一把钥匙，钥匙产生一个ID代码，如果注册多把钥匙（最多可以注册7把钥匙），就有多把钥匙组合成一个组合ID代码，注册到认证ECU和ID代码盒中，并且认证ECU返回一个ID认证码锁住被注册的钥匙，使其只能在该车辆上使用。

G码是被注册过S码的ID代码盒随机产生的与发动机ECU进行注册通信的认证代码。只有ID代码盒中的G码与发动机ECU中的G码相符合，发动机ECU才被激活工作。

L码是被注册过S码的ID代码盒随机产生的与转向锁止ECU进行注册通信的认证代码。只有ID代码盒中的L码与转向锁止ECU中的L码相符合，转向ECU才被激活工作。（2）丢失钥匙注册（见表2）

表2 丢失钥匙注册

钥匙的数量注册要求

至少还剩一把钥匙1.用剩余的钥匙，删除丢失的钥匙码（用智能检测仪“钥匙码的删除栏”）。

2.要求添加注册钥匙（用智能检测仪“钥匙码注册栏——添加钥匙码注册栏”）。

3.需要注册的钥匙必须连续注册，每把钥匙必须在

（3）更换认证ECU注册（见表3）

（4）更换ID代码盒注册（见表4）

（5）更换转向锁止执行器注册（见表5）

（6）更换发动机ECU注册（见表6）

5. 故障诊断及系统初始化

（1）智能上车和启动系统中，由主车身ECU转向锁止ECU的ID代码盒，检测系统故障，并通过CAN总线向认证ECU传输数据。当系统出现故障时，在发动机开关处于ON（IG）电源模式，发动机开关上的琥珀指示灯以每隔2s闪烁一次的频率闪烁，即使在电源模式OFF

后，15s后才会熄灭。同时，认证ECU将5位数故障码DTC储存到存储器中，用智能检测仪连接到DLC3可读取DTC。如果系统故障未排除，前主车身ECU将阻止启动功能。

（2）配有智能上车和启动系统的车辆，在断开蓄电池电源或蓄电池电压低于9V，重新充电后，智能启动系统可能不工作，必须进行系统初始化。

系统初始化如下：

a、确认已安装DCC保险丝。

b、将挡位杆移至“P”或“N”位置。

c、关闭发动机开关。

d、打开驾驶员侧车门（打开驾驶员侧车门将在转向锁止ECU和发动机室接线盒之间启动初始化程序）。

e、踩下制动踏板。

f、按下发动机开关，启动发动机。