全球汽車行業正在經曆一場巨大的變革，技術就是這場變革的核心驅動力，作為汽車基礎技術的進入系統也經曆着改變與創新。近年來，汽車的無鑰匙進入系統（Passive Keyless Entry，簡稱PKE）在車輛的無線射頻進入應用領域正迅速地成為最具代表性且使用範圍最廣的主流方案之一。該系統采用了先進的無線射頻技術和車輛身份編碼識别技術（Radio Frequency Identity，簡稱RFID），為終端用戶帶來了安全與舒适便利的全新駕車體驗，PKE進入系統示意圖，如圖1所示。

圖1 無鑰匙進入系統示意圖

企業間的競争已經在無鑰匙進入系統PKE領域展開，面對汽車進入系統一次重大的發展機遇，越來越多的中國汽車企業正在投身于這個具有巨大經濟價值的領域。

在這一背景下，理解物無鑰匙進入系統PKE的發展及其對中國汽車行業的影響尤為重要。本文将從專利分析的角度，聚焦分析無鑰匙進入系統PKE的相關專利狀況，主要涵蓋以下内容：

第一部分簡要介紹無鑰匙進入系統PKE的相關概念。

l第二部分重點分析全球及中國範圍内關于無鑰匙進入系統PKE的申請信息、專利布局、重要申請人的技術構成以及技術發展狀況等信息。

第三部分對中國企業在産業方面就PKE系統提出發展建議。

全球汽車行業正在經曆一場巨大的變革，層出不窮的新科技、可持續性政策的出台、消費者偏好的變化——這些都讓汽車行業發生着翻天覆地的變化[[1]-2]。自動駕駛，共享交通，智能互聯化以及電動化等技術是這一變革的驅動力，這些颠覆性技術的快速發展同樣也引來了新的監管問題和社會問題；為了實現社會、經濟和環境三個方面的可持續發展，汽車行業避免不了遭受持續的常态化監管；面對新一輪的消費升級，作為技術發展的真實受衆，消費者的消費偏好也跟随技術的發展而變化，越來越多的消費者開始關注汽車的舒适性、安全性、便利性等方面，這又進一步促使汽車廠商做出創新和改變。

作為汽車基礎技術的進入系統也經曆着改變與創新，汽車無鑰匙進入系統正在發展成熟。在汽車産品中，汽車車門的開閉和車輛的啟動是一台汽車最基本的功能，并且該功能是通過汽車鑰匙進行實現的，同時最基本的功能也是對于汽車安全最基本的要求。從傳統的機械鑰匙到電子鑰匙，從遙控鑰匙（Remote Keyless Entry）到無鑰匙進入系統PKE，汽車鑰匙不斷的經曆着改變與創新，汽車整體的安全性、便利性能也在不斷加強[3-4]。

圖2 無鑰匙進入系統原理圖

無鑰匙進入系統PKE的推出，在遙控鑰匙的基礎上，加入了低頻波段的通訊，和遙控鑰匙原有的特高頻波段的通訊組成雙向通訊，利用交互認證技術（Mutual Authentication），彌補了遙控鑰匙安全性能上的不足。另外，無鑰匙進入系統利用低頻通訊對距離敏感的特性，利用接收信号強度指示技術（Received Signal Strength Indication，RSSI），使得對汽車鑰匙的定位成為可能。隻需随身攜帶汽車鑰匙，在車主進入汽車相應有效範圍後，通過鑰匙定位及雙向認證後，便可完成後備箱開啟、車門開啟、發動機一鍵啟動等功能，使得汽車使用的方便性也大大，如圖2所示。

前期對國内外期刊文獻中有關汽車無鑰匙進入系統的梳理，構建了對該技術領域的基本認識，在此基礎上，選擇CNABS中文檢索數據庫以及DWPI檢索數據庫，通過對檢索所獲得的該領域的專利申請進行統計與分析研究，對汽車無鑰匙進入系統主要涉及的技術進行分解，建立了相應的汽車無鑰匙進入系統的技術分類表，詳見表1。然後對檢索到的專利文獻進行數據處理和數據分析，特别是對申請人、申請日、最早優先權日、公開日、分類号、關鍵詞等信息，并進一步對提取字段的信息進行統計和分析。

表1 技術分解

汽車無鑰匙進入系統是為了使得操作者進入汽車時更加方便，同時起到更好的安全防盜作用。通過對汽車無鑰匙進入系統的專利文獻收集、标引和梳理，對涉及汽車無鑰匙進入系統領域的專利文獻樣本的分析可知，對汽車無鑰匙進入系統的研究主要通過系統構成、驗證方式以及觸發模式等方面來進行。汽車無鑰匙進入系統主要由主控制器、LF低頻天線、電子鎖、智能鑰匙、門把手等組成。根據汽車無鑰匙進入系統中智能鑰匙與車輛的通信驗證方式，可以将其分為單向驗證和雙向驗證的方式。汽車無鑰匙進入系統從誕生以來就一直沿着“安全”、“便利”以及“節能”的方向再做優化和演進。

本次檢索時間截止2018年5月，經過檢索及篩選，最終确定的涉及無鑰匙進入系統的全球專利申請共計494項，其來自全球15個國家或地區的總計264位申請人，總體發展趨勢呈現增長态勢。

通過對全球無鑰匙進入系統的技術原創申請量随年份變化趨勢的分析，可以初步掌握無鑰匙進入系統技術的發展過程與趨勢變化，由此對其未來發展方向形成宏觀判斷。

圖3 全球範圍内專利申請趨勢

圖3分别顯示了在全球範圍内和中國範圍内無鑰匙進入系統申請量的年度分布，由此可以看出無鑰匙進入系統全球範圍内專利申請趨勢。從圖中反映出，在全球和中國範圍内，關于無鑰匙進入系統的專利申請總體呈上升趨勢其主要可以分為三個階段，第一階段是技術萌芽期（1971 年-1997 年），這個階段專利年申請量均為個位數；第二階段是緩慢增長期（1998 年-2008 年），從1998 年，該方面全球專利申請首次突破十件逐漸發展到2008 的年申請量33件，該階段的年申請量逐增加但均處于50件以下；第三階段是快速增長期（2009 年-至今），這個階段申請量快速增長，到2013 年全球申請量達到峰值72件。國内相關研究起步較晚，2002年以前幾乎沒有專利申請，但2003年後中國國内申請數量迅速增長，并且在2010年後成為了這個領域的主要申請國。

為了探究無鑰匙進入系統技術在全球範圍内各主要區域的專利申請情況，對所采集的數據依據優先權權屬國家/地區進行了數據梳理，根據技術原創國的專利分布情況進行相關分析。

圖4全球專利申請的技術原創國分布

由圖4無鑰匙進入系統全球專利申請的技術原創國分布情況可以看出，美國占據了總申請量的三成多份額，反映出美國在無鑰匙進入系統技術領域具有較強的技術領先優勢；另外可以看出，中國、美國、日本、德國和韓國排名在前，其占據了所有專利申請的80%，是無鑰匙進入系統最主要的技術市場。值得注意的是，在中國申請的專利數量僅次與美國，這表明各國企業越來越重視中國這個巨大的消費市場，積極在中國進行專利技術保護，試圖占領中國的技術市場。

圖5全球專利申請的主要申請人及申請量分布

如圖5所示，全球申請量排名前十五的申請人全部為企業，表明該技術領域是産業化十分成熟的領域；其中，5家來自美國，4家來自德國，剩餘6家公司分别來自荷蘭、中國、韓國和加拿大，且申請量排名前五位的公司中有3家美國公司，這也再一次顯示出了美國企業在無鑰匙進入系統技術領域的專利申請領先優勢；需要注意的是，無鑰匙進入系統領域目前的申請人比較分散，整個産業鍊的中下遊涉及幾百家公司，這對于我國相關企業進入該技術領域進行生産研究進行相關的專利布局留下了潛在的機會。

從表2中可以看出，前10個IPC大組涉及的技術内容基本上涵蓋了無鑰匙進入系統的構成、通信方法、控制手段以及關鍵零部件，可見無鑰匙進入系統的技術目前涉及比較全面，已經從早期的針對無鑰匙進入系統的構成的研究發展到針對控制裝置和運動數據采集處理方面的研究。然而，研究前10個主要IPC大組比例可知，目前研究内容相對集中，仍然是側重無鑰匙進入系統的系統層面的研究。

表2前10個IPC大組技術統計表

根據數據庫中專利文獻的被引頻次數對本領域的專利申請進行排序，列舉出被引頻次數在50次以上的專利申請，詳見表3。一般而言，被引頻次數越高說明該專利的重要性越高，同族專利數量越大說明該專利的市場經濟價值越高。如表3所示，這10篇被引頻次最高的專利申請集中在美國、歐專局進行了申請，同時大多都有較多的同族專利，從而看出歐美在無鑰匙進入系統領域的研究處于領先地位。

表3前10項高頻被引核心專利

無鑰匙進入系統驗證方式從早期的單向通信單向驗證、過渡到中期的雙向通信單向驗證，再到現在的雙向通信雙向驗證，無不朝着 “更便利”、“更節能”以及“更安全”的方向發展，其具體的演進過程分為三個階段，如圖6所示。

第一階段：1980-1989年的單向通信單向驗證時期，為了使操作者開門更加便利，進一步簡化遙控鑰匙需要按鍵開門的步驟，操作者攜帶汽車鑰匙開始，通過鑰匙持續發送信号，車載設備單向驗證，汽車被動開門的方向發展。這一時期主要的專利代表：EP03436192A2,具體方案是：汽車鑰匙上連接有源标簽和運動傳感器，當檢測到人的運動狀态時，激活鑰匙，鑰匙持續發送信号，當進入車載設備信号接收範圍内時，驗證開門。

第二階段：1990-2003年的雙向通信單向驗證時期，為了使汽車無鑰匙進入系統更加節能，引入了雙向通信模式，汽車持續發送信号，鑰匙接收信号後返回驗證信号，汽車單向驗證開門。這一時期主要的專利代表：US4868915A具體方案是：汽車鑰匙上連接無源标簽，汽車上設置有接近傳感器，當檢測到人的接近狀态時，車載發射器發射信号，鑰匙接收信号并返回驗證信号，車載設備接收返回信号，驗證開門。

第三階段：1990-2003年的雙向通信雙向驗證時期，為了使汽車無鑰匙進入系統更加安全，引入了雙向驗證模式，汽車持續發送包含驗證信息的信号，鑰匙接收信号，并驗證信息後，返回鑰匙包含驗證信息的信号，汽車驗證開門。這一時期主要的專利代表：JP2002054331A，具體方案是：汽車鑰匙由低頻接收器、高頻發射器和控制器組成，汽車上設置有低頻發射器和高頻接收器和主控制器，汽車持續或周期發送低頻信号，鑰匙走近1-2米的範圍内時接收信号，并驗證信息，驗證通過後通過鑰匙的高頻發射器發射返回驗證信号，車載設備接收返回信号，驗證開門。

在汽車無鑰匙進入系統的驗證方式的演進過程中，當我們從後往前觀察每個階段時，為了理清每個階段變化的主要動力和方向，我們難免簡化了促進每個階段技術發展的複雜因素，并限制了其發展方向的維度，使其發展脈絡更加清晰明确。然而，在讨論完汽車無鑰匙進入系統的驗證方式的主要發展脈絡後，如果要更全面的掌握無鑰匙進入系統的驗證方式發展情況，還需要分析無鑰匙進入系統驗證方式的其他維度的發展，比如：操作者車内外位置的檢測技術、電子鎖開鎖響應時間長解決技術、“中繼攻擊“的解決技術等主要分支技術。

圖6無鑰匙進入系統驗證方式技術演進圖

縱觀整個汽車鑰匙的演進史，我們不難發現，汽車鑰匙的技術更疊一直響應着汽車發展的三大主題：“安全”、“便利”以及“節能”。從萌芽時期的無鑰匙過渡到機械鑰匙，汽車有了最簡單的安全防盜功能；初期時機械鑰匙到電子芯片鑰匙，整車隻需一把鑰匙，大大提高了汽車的安全防盜功能；到中期時遙控鑰匙替代普通的電子芯片鑰匙，将用戶開鎖的步驟簡化為隻需按鍵、同時提高汽車的安全防盜功能；再到早幾年的無鑰匙進入系統時期，智能鑰匙替代遙控鑰匙，進一步簡化用戶開鎖步驟為被動（自動）開鎖，并将單向驗證開門升級為更安全的雙向驗證，在這個時期雖然被稱為無鑰匙進入，但是仍然是需要攜帶實體标識；最近幾年，生物特征識别迎來了發展，已經有部分公司在研究生物特征識别在汽車進入系統中的運用，但都是研究研發階段，主要還是以專利布局為主，還沒有解決實際應用的諸多問題。可以預期，為了使用戶更“安全”、“便利”以及“節能”的進入汽車，生物特征識别被動進入将成為汽車進入技術的下一個發展趨勢，也就是說，不遠的将來我們将真正的回到最初的起點——無鑰匙時代。

圖7無鑰匙進入系統産業鍊上下遊全景圖

（數據來源：蓋世汽車）

現階段的無鑰匙進入系統市場，國外公司已經占據了整個産業鍊的高地，國内還沒有成熟的技術和集成解決方案的量産産品。整個産業鍊的上下遊分布如圖7所示，其中上遊的RF/LF芯片、CAN芯片主要由國外公司掌握，我國的汽車行業主要處于産業鍊的中下遊位置。

在無鑰匙時代來臨的時候，希望我們中國的汽車行業做好了準備，做好了産業鍊布局與專利布局，以應對知識産權大保護時代，以下是筆者的一些建議：

1、現階段的無鑰匙進入系統還存在着很多技術上的難點和挑戰：諸如鑰匙通信中的加密技術，通信中的防截獲技術，射頻通信的性能，低頻通信的靈敏度，低頻通信的方向性，鑰匙的車内外位置識别等問題，企業可以在嘗試在這些方向上做研究，做好防禦性的專利布局。

2、整個無鑰匙進入系統領域的核心上遊産業——CAN芯片和RF芯片，全部由國外占據，芯片的自主研發已經迫在眉睫。不得不承認，芯片研發的時間周期長、投入大、風險大，要求民營企業自主去投入完成自身升級是不現實的，國企和巨頭民企應該主動承擔持續性投入的研發，承擔起大國棟梁、國之重器的職責，為我國的汽車行業發展保駕護航。

3、生物特征識别是汽車無鑰匙進入系統的下一個發展趨勢，已經有部分公司在做研發和專利布局，雖然實際應用的諸多問題以及生物識别自身也還有許多問題需要突破，但是這恰恰是我國汽車企業的機會，這有可能是一場颠覆式的改變，我國的汽車行業針對汽車進入技術的專利布局應該覆蓋完整個生物特征識别進入系統，從安全、便利以及節能的角度，從控制、硬件以及交互方式的角度完成整個專利布局。

1. McKinsey&Company. Automotive revolution-perspective towards 2030.(2016).

2. McKinsey&Company. Upward Mobility: The Future of China’s Premium Car Market .(2013)

3. 何曉曉. 汽車無鑰匙進入系統研究與設計[D]. 清華大學, 2012.

4. Becker J. Passive keyless entry and drive systems[J]. Autotechnology, 2002, 2(6):56-58.

作者：王瑞律師（愛運動的瑞律師)(公衆号：知産江湖；知乎專欄：知産江湖；Rui_lawyer），執業律師、執業專利代理師，原國知局專利審查員，專注于知識産權訴訟與非訴案件（150 ）