سیستم ورود و خروج بدون کلید در خودرو

مجله ماشین – نوشته: مهندس اشکان معصومی / هربارکه راننده به وسیله دسته کلید هوشمند (Smart Key) و یا کارت کوچک ورود بدون کلید (Keyless Go) وارد خودرو می‏‌شود. توانایی روشن و خاموش کردن موتور خودرو، بدون وارد کردن سوئیچ یا کلید خودرو در داشبورد، را دارد.

یک فرستنده در دسته کلید هوشمند تعبیه شده که به خودرو این امکان را می‏‌دهد راننده را شناسایی کند. سیستم ایمنی دیگری که همراه با این تکنولوژی در نظر گرفته شده، این است که قفل کردن درهای خودرو، از داخل اتاق آن، به وسیله دسته کلید هوشمند غیر ممکن است.

اولین واحد کنترل الکترونیکی سیستم ورود و خروج بدون کلید در مرسدس ‏بنز کلاس S مدل ۱۹۹۸

این سیستم بر پایه تکنولوژی PASE (سیستم ورود و استارت غیرفعال) ابداع شد که اولین بار در اواسط سال ۱۹۹۰ در شرکت زیمنس VDO اختراع شد و روی باند ISM فرکانس‏‌های رادیویی عمل می‌‏کرد.

این سیستم برای اولین ‏بار در سال ۱۹۹۸ توسط کمپانی مرسدس بنز روی محصول لوکس این خودروساز یعنی کلاسS معرفی شد. هرچند بعد از چند سال در بازار خودروهای لوکس، خودروسازان دیگر هم این سیستم را در محصولات خود تقلید کردند تا جایی که حتی کاربرد آن در برخی از خودروهای اقتصادی و ارزان‏ قیمت هم باب شد.

خودروسازان دیگری که قصد کپی ‏برداری از این سیستم را داشتند، آن را تحت نام‏‌های مختلف به بازار عرضه کردند. در ادامه با نام این سیستم در خودروسازان مختلف آشنا می‏‌شوید:شرکت آکورا: سیستم دسترسی بدون کلید

شرکت آئودی: کلید پیشرفته

شرکت‏‌های ب‏‌ام‌‏و و مینی: دسترسی راحت

شرکت کادیلاک: استارت از راه دور تطبیق‏‌پذیر و دسترسی بدون کلید

شرکت دوج و جیپ: ورود و خروج بدون کلید

شرکت فورد: دسترسی هوشمند با استارت خودرو با فشار دکمه

شرکت جنرال موتورز: ورود تأثیرپذیر/ استارت تأثیرپذیر

شرکت هیوندای: کلید مجاورت

شرکت جاگوار، سنگ یانگ و تویوتا: سیستم کلید هوشمند

شرکت اینفینیتی: کلید هوشمند اینفینیتی با روشن کردن خودرو با فشار کلید

شرکت میتسوبیشی: کلید سریع

شرکت بوگاتی و کیا: ورود بدون کلید

شرکت لکسس: سیستم دسترسی هوشمند

شرکت لینکلن: سیستم دسترسی هوشمند

شرکت مزدا: سیستم ورود و استارت بدون کلید پیشرفته

شرکت مرسدس بنز: خروج بدون کلید به همراه کلید هوشمند

دسته کلید هوشمند نیسان

مکانیزم سیستم ورود و خروج بدون کلید در خودرو

این سیستم به وسیله یک سری از آنتن‏‌های فرستنده با فرکانس پایین ۱۲۵ کیلوهرتز (LF) در داخل و خارج خودرو کار می‏‌کند.

آنتن‌‏های خارجی در دستگیره‏‌های در قرار گرفته‌‏اند و هرگاه دستگیره‌‏های خودرو فشار داده شوند و یا حتی لمس شوند، یک سیگنال با فرکانس پایین از آنتن‏‌ها به کلید خودرو ارسال می‌‏گردد. اگر کلید به اندازه کافی نزدیک به خودرو باشد، فعال می‏‌گردد و سیگنال کد شناسایی را به وسیله یک فرکانس رادیویی (RF) در حدود ۳۰۰ مگاهرتز به گیرنده‏‌هایی که در خودرو استقرار یافته‏‌اند، بر می‏گرداند. اگر کلید، کد شناسایی صحیح را ارسال کند، قفل درها باز می‌‏شوند.

بلوک‏های سخت افزاری واحد کنترل الکترونیکی (ECU) سیستم ورود بدون کلید، بنا به عملکردشان فعال می‏‌شوند:

– آمپلی فایر، سیگنال‌‏هایی با فرکانس پایین حدود ۱۲۵ کیلوهرتز ارسال می‏کند.

– گیرنده ISM سیگنال‏‌ها را با فرکانس رادیویی حدود ۳۰۰ مگاهرتز دریافت می‏کند. تمام سیگنال‏های داده‏‌ها توسط واحد امنیتی رمزگشایی می‏‌شوند.

– سیگنال‏‌های مورد تأیید با دیگر واحدهای کنترل الکترونیکی ارتباط برقرار می‏‌کنند.

– سیگنال‏‌ها جهت شناسایی به میکروکنترلر انتقال می‌‏یابند.

کلید هوشمند توسط اندازه‏‌گیری قدرت سیگنال‏‌های فرکانس پایین ارسال شده، تشخیص می‌‏دهد که سیگنال‏‌ها از داخل خودرو ارسال شده‌‏اند یا از بیرون خودرو. به منظور روشن کردن موتور خودرو، کلید هوشمند باید در داخل خودرو قرار داشته باشد.

بلوک‏‌های سخت‏‌افزاری در سیستم ورود و خروج بدون کلید

الزامات امنیتی

بسیار مهم است که در وقتی راننده (و یا کلید هوشمند) سوار خودرو نیست، امکان روشن کردن موتور خودرو مقدور نباشد.این امر در پمپ بنزین که راننده به خودرو نزدیک است، اهمیت بیشتری دارد.

برای کاهش خطر، سیگنال‏‌های فرکانس پایین داخلی مجاز هستند تا حداکثر از فاصله ۱۰ سانتی‌متری شلیک شوند. بیشترین خطا معمولاً در پنجره‏‌های جانبی یافت می‏شود که افت انرژی موج سیگنال بسیار کم است.

سیستم ورود و خروج بدون کلید با واحدهای کنترل الکترونیکی (ECU) دیگر ارتباط برقرار می‏کند و بنا به نوع خودرو سیستم‌‏هایی در آن وجود دارند که می‏توانند فعال/غیر فعال گردند:

– سیستم الکتریکی قفل ستون فرمان (ESCL)

– سوئیچ روشن کردن الکترونیکی (EIS)

– سیستم قفل مرکزی درها (CDLS)

– سیستم ضد سرقت (Immobilizer)

– واحد مدیریت موتور (EMS)

– واحد کنترل بدنه (BCU)

اگر باتری کلید هوشمند ضعیف شود، لازم است که برای باز کردن درها و یا روشن کردن موتور خودرو، یک روش پشتیبانی وجود داشته باشد. در چنین شرایطی بازکردن خودرو معمولاً توسط کلید اضطراری که در کلید هوشمند نهفته، صورت می‌‏گیرد و روشن کردن خودرو توسط یک فرستنده که در کلید هوشمند وجود دارد و به باتری نیازی ندارد، انجام می‏‌شود.

همچنین راننده باید کلید خودرو را در محل خود قرار دهد و یا آن را در نزدیکی ناحیه مخصوص روی داشبورد نگه دارد، جایی که آنتن فرکانس کوتاه دیگری در پشت آن مخفی شده است. سیستم کلید هوشمند باید موارد ایمنی زیر را تشخیص داده و به راننده اطلاع دهد:

– در صورتی که راننده، فرستنده کلید هوشمند را در روی در صندوق جا گذاشته باشد.

– در هنگامی که بیشتر از یک کلید هوشمند در داخل خودرو جا بماند.

– در صورتی که کلید هوشمند در حین رانندگی مفقود گردد.

– هنگامی که باتری کلید هوشمند ضعیف شده باشد.

امروزه سیستم ورود و خروج بدون کلید به‏‌عنوان یک تکنولوژی پیشرفته محسوب می‏‌شود و هنوز پتانسیل زیادی برای بهبود عملکرد و بهینه شدن دارد. در اینجا به برخی از توسعه‏‌های ممکن در این سیستم اشاره شده است:

– کاهش تعداد آنتن‏های فرکانس پایین در خودروهای کوچک‏تر ارزان‏قیمت (که نتیجه آن، کاهش کیفیت تشخیص است)

– استفاده از آنتن‏های میدان الکتریکی به جای آنتن‏‌های میدان مغناطیسی (کاهش هزینه)

– استفاده از فرکانس‏‌های مایکروویو یا راداری به جای ترکیب موج‏‌های فرکانس پایین و رادیویی (کابرد راحت‏تر)

– معرف‏های سنجش موجودات زنده باید راننده را شناسایی کنند، چرا که شناسایی فرستنده کلید هوشمند از نظر امنیتی کافی نیست.

استاندارد

در سال ۲۰۰۵ یک متخصص تحقیقات بیمه موتور از انگلستان به نام تاچام (Tatcham) برای سیستم ورود بدون کلید استانداردی را معرفی کرد که کلید هوشمند باید در فاصله بیشتر از ۱۰ سانتی‏متری خودرو، غیر فعال گردد.

در آزمایشی جداگانه، کمپانی نیسان برای ایمن تر کردن خودروی نیسان میکرا چنین استانداردی را روی خودروهای تولیدی خود گذاشت، چرا که حتی در مورد خودروهایی مثل مرسدس‌‏بنز و ب‏‌ام‏‌و هم از نظر تئوری، امکان راندن و دزدیدن آنها را در هنگامی که راننده آنها در حال بنزین زدن بود، وجود داشت. دو نمونه معمول سیستم ورود بدون کلید با کنترل از راه دور عبارتند از:

– نمونه کنترلری که درون جا سوئیچی قرار می‏گیرد و درها را باز و بسته می‏کنند که در این سیستم معمولاً امکان هم فعال و غیر فعال کردن سیستم هشدار دزدگیر نیز وجود دارد.

– نمونه‏‌ای که از آفتابگیر خودرو آویزان می‏شود و برای باز و بسته کردن در گاراژ استفاده می‏‌گردد.

هر دو این نمونه کنترلرها مانند یک فرستنده رادیویی کوچک عمل می‌کنند. وقتی که دکمه‌‏ای را روی کنترلر فشار می‏‌دهید، شما فرستنده را فعال می‏‌کنید و آن یک کد را به گیرنده ارسال می‌‏کند.

در گاراژ یا خودرو یک گیرنده رادیویی وجود دارد که با فرکانس ارسالی توسط فرستنده تنظیم شده است (معمولاً برای سیستم‏‌های جدید ۳۰۰ تا ۴۰۰ مگاهرتز). این فرستنده دقیقاً مشابه فرستنده‏ای بوده که در ماشین‏‌های رادیوکنترلی وجود دارد.

نحوه عملکرد سیستم

سیستم کلید هوشمند به راننده اجازه می‏دهد که در حین باز و بسته کردن درهای خودرو و حتی روشن کردن موتور، جا سوئیچی را در جیب خود بگذارد.

کلید راننده توسط یکی از آنتن‏‌های موجود در بدنه خودرو شناسایی می‏‌شود و بنا به نوع سیستم، وقتی که دستگیره در فشرده می‏‌گردد و یا دکمه‏‌ای در روی بدنه خودرو فشار داده می‌‏شود، قفل در خودرو باز می‏‌شود.

خودرویی که به سیستم کلید هوشمند مجهز است، لازم است حتماً دارای یک سیستم پشتیبانی مکانیکی باشد که معمولاً در قالب یک کلید فلزی یدکی است که توسط کمپانی سازنده خودرو تأمین شده است. اکثر سازنده‌‏ها برای زیباتر شدن کنترلر، کلید فلزی را در پوششی پنهان می‏‌کنند.

خودروهایی که به سیستم کلید هوشمند مجهز هستند، می‏توانند سیستم ضد سرقت (Immobilizer) را غیرفعال کرده و سیستم روشن کردن خودرو بدون ورود کلید را فعال کنند. در اکثر خودروها این امر به وسیله فشردن دکمه روشن کننده موتور و یا چرخاندن سوئیچ مخصوص روشن کردن خودرو انجام می‌‏گردد.

کلید مخصوص روشن کردن موتور در خودروی میتسوبیشی مجهز به کلید هوشمند

در هنگام ترک خودرو، راننده می‏تواند با فشردن یک دکمه روی دستگیره در، یا توسط لمس کردن نقطه خاصی از دستگیره خودرو و یا به وسیله قدم زدن و دور شدن معمولی از خودرو، درهای خودرو را قفل کند.

روش قفل کردن بستگی به مدل و نوع خودرو دارد. در برخی از خودروهای مدرن، به محض باز شدن قفل درها، تنظیمات مربوط به وضعیت صندلی برقی راننده، آینه‏های جانبی، موقعیت و ارتفاع غربیلک فرمان و همچنین تنظیمات مربوط به سیستم تهویه مطبوع و دمای اتاق خودرو و صدای سیستم صوتی نیز به صورت خودکار انجام می‏گردد. در برخی مدل‏‌ها مانند فورد اسکیپ در صورت روشن شدن خودرو با دکمه‏‌ای خاص، سرعت خودرو از حد مجاز تعیین شده بالاتر نخواهد رفت.