全球汽车产业正在经历一场巨大的变革，而技术是这场变革的核心驱动力。入口系统作为汽车的基础技术，也在经历着变革和创新。近年来，被动无钥匙进入系统(PassiveKeylessEntry system, PKE)迅速成为车载射频进入领域最具代表性和应用最广泛的主流方案之一。该系统采用先进的射频技术和车辆识别编码技术(RFID)，为终端用户带来安全、舒适、便捷的全新驾驶体验。PKE进入系统的示意图如图1所示。

图1所示。无钥匙进入系统示意图

在无钥匙进入系统PKE领域，企业之间的竞争已经开始。面对汽车入口系统的重大发展机遇，越来越多的中国汽车企业投身于这一具有巨大经济价值的领域。

在此背景下，了解物理无钥匙进入系统PKE的发展及其对中国汽车行业的影响尤为重要。本文将从专利分析的角度，重点分析无钥匙进入系统PKE的专利现状，主要包括以下内容：

全球汽车工业正在发生巨大的变化，层出不穷的新技术，可持续发展政策的出台，消费者偏好的变化，所有这些都使汽车工业发生了翻天覆地的变化[b[1]-2]。自动驾驶、共享交通、智能互联和电气化是这一变化的驱动力。这些颠覆性技术的快速发展也带来了新的监管和社会问题。为了实现社会、经济和环境的可持续发展，汽车行业不可避免地要受到持续的正常监管。面对新一轮的消费升级，作为科技发展的真正受众，消费者的消费偏好也随着科技的发展而发生变化。越来越多的消费者开始关注汽车的舒适性、安全性、便利性等方面，这进一步促使汽车制造商进行创新和变革。

入口系统作为汽车的基础技术，也在经历着变革和创新。汽车无钥匙进入系统正在不断发展和成熟。在汽车产品中，车门的启闭和车辆的启动是汽车最基本的功能，而这一功能是通过车钥匙来实现的，而最基本的功能也是对汽车安全最基本的要求。从传统的机械钥匙到电子钥匙，从远程钥匙(RemoteKeylessEntry)到无钥匙进入系统PKE，汽车钥匙不断发生着变化和创新，汽车的整体安全性和便利性也在不断增强[3-4]。

图2。无钥匙进入系统原理图

本次推出的无钥匙进入系统PKE，在远程密钥的基础上，加入了低频频段通信，与远程密钥原有的超高频频段通信组成双向通信，采用互认证技术(mutual authentication)，弥补了远程密钥安全性能上的不足。此外，无钥匙进入系统利用低频通信的特点，对距离敏感，利用接收信号强度指示器(receivedsignalstrengththindication, RSSI)技术，使汽车钥匙的定位成为可能。只有车主需要随身携带车钥匙。车主进入汽车相应有效范围后，通过钥匙定位和双向认证，即可开启后备箱，开启车门，一键启动发动机，使汽车使用方便，如图2所示。

前期，我们在国内外期刊文献中梳理了相关的汽车无钥匙进入系统，对这一技术领域有了基本的了解。在此基础上，选择CNABS中文检索数据库和DWPI检索数据库，对检索得到的该领域的专利申请进行统计分析研究。对汽车无钥匙进入系统涉及的主要技术进行了分解，建立了相应的汽车无钥匙进入系统技术分类表。详见表1。然后，对检索到的专利文献进行数据处理和数据分析，特别是对申请人信息、申请日、最早优先权日、公开日、分类号、关键词等信息进行处理和分析，并对提取的字段信息进行进一步统计和分析。

表1技术分解

汽车无钥匙进入系统的设计是为了使操作人员更方便的进入汽车，同时起到更好的安全防盗作用。通过对汽车无钥匙进入系统专利文献的收集、检索和整理，以及对汽车无钥匙进入系统领域相关专利文献样本的分析，可以看出，对汽车无钥匙进入系统的研究主要是通过系统组成、验证方法和触发模式进行的。汽车无钥匙进入系统主要由主控制器、LF低频天线、电子锁、智能钥匙、门把手等组成。根据无钥匙进入系统中智能钥匙与车辆之间的通信验证方式，可分为单向验证和双向验证两种方式。汽车无钥匙进入系统自诞生以来，一直沿着“安全”、“方便”、“节能”的方向优化发展。

搜索期于2018年5月结束。经检索筛选，最终确定无钥匙进入系统相关的全球专利申请共计494件，来自全球15个国家或地区的264名申请人，总体发展趋势呈上升趋势。

通过分析多年来全球无钥匙进入系统原创技术应用数量的趋势，我们可以初步掌握无钥匙进入系统技术的发展历程和趋势变化，并对其未来发展方向形成宏观判断。

图3全球专利申请趋势

图3分别展示了全球和中国无钥匙进入系统专利申请的年度分布，从中可以看出全球无钥匙进入系统专利申请的趋势。从图中可以看出，无钥匙进入系统的专利申请在全球和中国都呈上升趋势，可以分为三个阶段。第一阶段是技术的萌芽阶段(1971-1997)，在此期间，年度专利申请量为个位数。第二阶段是缓慢增长期(1998-2008)。从1998年开始，该领域的全球专利申请量首次超过10件，并逐渐发展到2008年的33件。这一阶段每年的申请量逐渐增加，但都在50以下。第三阶段为快速增长期(2009年至今)，在此期间申请量快速增长，2013年全球申请量达到72件的峰值。国内研究起步较晚，2002年之前几乎没有专利申请。然而，2003年后，国内申请数量迅速增加，2010年后中国成为该领域的主要申请国。

为了探究无钥匙进入系统技术在世界主要地区的专利申请状况，将收集到的数据按照优先权国家/地区进行整理，并根据该技术原产国的专利分布进行相关性分析。

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从图4中全球无钥匙进入系统专利申请的原始技术国家分布可以看出，美国占据了专利申请总量的30%以上，这反映出美国在无钥匙进入系统技术领域具有较强的技术领先优势。此外，可以看到，中国、美国、日本、德国和韩国是排名靠前的国家，它们占所有专利申请的80%，是无钥匙进入系统最重要的技术市场。值得注意的是，中国的专利申请数量仅次于美国，这表明各国企业越来越重视中国巨大的消费市场，积极在中国开展专利技术保护，试图占领中国的技术市场。

图5全球专利申请的主要申请人和分布情况

从表2可以看出，前10个IPC组所涉及的技术内容基本涵盖了无钥匙进入系统的组成、通信方式、控制手段和关键部件。由此可见，目前无钥匙进入系统所涉及的技术是比较全面的。从早期对无钥匙进入系统组成的研究到对控制装置和运动数据采集与处理的研究。但是，前10大IPC组的比例表明，目前的研究内容相对集中，仍然集中在无钥匙进入系统的系统级研究。

表2排名前10位的IPC组技术统计

根据数据库中专利文献的被引频次对该领域的专利申请进行排序，列出被引频次在50次以上的专利申请，如表3所示。一般来说，被引用次数越多，该专利的重要性就越高，同一家族的专利数量越多，该专利的市场经济价值就越高。如表3所示，被引频次最高的10项专利申请集中在美国和欧洲局，且多数专利同族较多，可见欧洲和美国在无钥匙进入系统研究领域处于领先地位。

表3高频被引核心专利前10名

无钥匙进入系统的验证方式，从早期的单向通信验证，到中期的双向通信验证，再到现在的双向通信验证，都是朝着“更方便”、“更节能”、“更安全”的方向发展。具体的演化过程分为三个阶段，如图6所示。

第一阶段：1980-1989年单向通信单向验证期，为了使操作人员更方便地打开车门，进一步简化远程钥匙需要钥匙打开车门的步骤，操作人员用车钥匙启动，通过钥匙继续发送信号，单向验证车载设备，向被动车门方向发展。本期主要专利代表：EP03436192A2，具体方案为：车钥匙连接有源标签和运动传感器，当检测到运动状态时，钥匙被激活，钥匙继续发送信号，进入车载设备的信号接收范围时，车门被验证。

第二阶段：1990年至2003年双向通信的单向验证期。为了使汽车无钥匙进入系统更加节能，引入了双向通信方式。汽车连续发送信号，钥匙接收到信号后返回验证信号，汽车开门进行单向验证。具体方案为：将车钥匙与无源标签连接，车内设置有接近传感器，当检测到接近状态时，车载发射器发出信号，钥匙接收到信号并返回验证信号，车载设备接收到返回信号，验证车门。

第三阶段：1990-2003年双向通信双向验证期，为了使汽车无钥匙进入系统更加安全，引入双向验证模式，汽车不断发送包含验证信息的信号，钥匙接收到该信号，并发送验证信息，返回包含验证信息的钥匙信号，汽车验证车门。本期主要专利代表：JP2002054331A，具体方案为：汽车钥匙由低频接收器、高频发射器和控制器组成，汽车上设有低频发射器和高频接收器和主控制器，汽车连续或周期性地发出低频信号，钥匙附近1-2米处接收到信号，并对信息进行验证，验证后通过钥匙的高频发射器发回验证信号，车载设备接收到返回信号；检查门是否打开。

在车辆无钥匙进入系统验证方法的演变过程中，当我们从背后观察各个阶段时，为了厘清各个阶段变化的主要驱动力和方向，我们必然会将推动各个阶段技术发展的复杂因素简单化，并对其发展方向进行维度限制，从而使其发展脉络更加清晰明确。但是，在讨论了车辆无钥匙进入系统验证方法的主要发展之后，如果我们想要更全面地掌握无钥匙进入系统验证方法的发展，我们还需要分析无钥匙进入系统验证方法的其他维度的发展，例如：操作员内外位置检测技术、电子锁开锁长响应时间解决技术、“中继攻击”解决技术等主要分支技术。

图6。无钥匙进入系统验证方法演化图

纵观汽车钥匙的演变，我们不难发现，汽车钥匙的技术变革一直在响应汽车发展的三大主题：“安全”、“方便”和“节能”。从萌芽期的无钥匙过渡到机械钥匙，汽车具有最简单的安全防盗功能；一开始机械钥匙换成了电子芯片钥匙，车辆只需要一把钥匙，大大提高了汽车防盗功能的安全性；中期阶段，遥控钥匙将取代普通的电子芯片钥匙，开锁的步骤将简化为只需按下按钮，同时提高汽车的安全性和防盗功能；到了早年的无钥匙进入系统时期，智能钥匙代替遥控钥匙，进一步简化用户开锁步骤为被动(自动)开锁，并将单向验证门升级为更安全的双向验证，虽然在这一时期被称为无钥匙进入，但仍需携带实物身份识别；近年来，生物识别迎来了发展，已经有一些公司在研究生物识别在车载门禁系统中的应用，但都处于研发阶段，以专利布局为主，在实际应用中还没有解决很多问题。可以预见的是，为了让用户更加“安全”、“便捷”、“节能”进入车内，生物识别被动进入将成为车辆进入技术的下一个发展趋势，也就是说，在不久的将来我们将真正回到无钥匙时代的原始起点。

图7无钥匙进入系统上下游产业链全景图

(数据来源：Galaxy)

在现阶段的无钥匙进入系统市场，国外企业已经占据了整个产业链的高度，国内还没有成熟的技术和批量生产产品的集成解决方案。整个产业链的上下游分布如图7所示，其中上游的RF/LF芯片和CAN芯片主要由外资公司控制。我国的汽车产业主要处于产业链的中下游。

当无钥匙时代到来的时候，希望中国汽车工业做好充分的准备，做好产业链布局和专利布局，以应对知识产权大保护的时代。笔者的建议如下：

1. 现阶段无钥匙进入系统还存在许多技术难点和挑战，如密钥通信中的加密技术、通信中的反拦截技术、射频通信的性能、低频通信的灵敏度、低频通信的定向、密钥内外位置的识别等问题。企业可以尝试在这些方向上进行研究，做好防御性专利布局。

2. 整个无钥匙系统领域的核心上游产业————CAN芯片和RF芯片均被国外占领，芯片自主研发迫在眉睫。不得不承认，芯片研发耗时长、投入大、风险大，要求民营企业自己完成投资来完成自身升级是不现实的。国有企业和大型民营企业要主动承担研发的持续投入，承担起大国支柱和国家重要组成部分的责任，为中国汽车产业的发展保驾护航。

3、生物识别是汽车无钥匙进入系统的下一个发展趋势，已经有一些公司在进行研发和专利布局，虽然实际应用中的很多问题和生物识别本身也有很多问题需要突破，但这恰恰是中国车企的一个机遇，它可能是一个颠覆性的变革；中国汽车产业对汽车入口技术的专利布局应涵盖完整的生物识别入口系统，从安全、便捷和节能的角度，从控制、硬件和交互模式的角度来完成专利布局。

1.McKinseyCompany.Automotiverevolution-perspectivetowards2030.(2016).

2. McKinseyCompany。向上移动：中国高端汽车市场的未来。(2013)。

3.他晓晓。汽车无钥匙进入系统的研究与设计[D]。清华大学，2012。

4.BeckerJ.Passivekeylessentryanddrivesystems[J].Autotechnology,2002,2(6):56-58.

作者：王睿律师(爱运动的睿律师)(公众号：志强江湖；微信：睿律师)，原国家知识产权局执业律师、执业专利代理人、专利审查员，专长知识产权诉讼与非诉讼案件(150+)