СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВЛЕННЫМИ НА ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ СИСТЕМАМИ ЗАЖИГАНИЯ И ЗАЩИТЫ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B60R25/00 

Изобретение относится к технике защиты транспортного средства (ТС) от несанкционированного использования и предназначено для управления установленными на ТС системами зажигания и защиты (с обеспечением дополнительных сервисных возможностей).

В последнее время широкое распространение получили способы и системы защиты ТС от несанкционированного использования с применением транспондеров, в основном, активных и пассивных пластиковых транспондерных карточек (ТК), с помощью которых осуществляется дистанционное управление системами зажигания и защиты ТС от несанкционированного использования, а также управление различными функциональными органами ТС, обеспечивающими комфортные условия пользования ТС.

Так, известны системы, построенные на основе дистанционного (беспроводного) диалога "вопрос-ответ" между находящимися у пользователя ТС одной или несколькими ТК, в цифровой памяти которых хранится кодированная информация, и расположенным на ТС блоком опроса и считывания кодовой информации с ТК. В результате указанного диалога обеспечиваются возможности идентификации и доступа пользователя в ТС (DE 19809624, В 60 R 25/00, 27.05.99; DE 19818263, В 60 R 25/00, 28.10.99; US 5905444, Н 04 Q 1/00, 18.05.99; WO 99/28169 В 60 R 25/00, 10.06.99; RU 2098297, В 60 R 25/00, 10.12.97; RU 2123441, В 60 R 25/00, 20.12.98; ЕР 0926021, В 60 R 25/00, 30.06.99).

Недостаток вышеуказанных технических решений заключается в их ограниченных функциональных возможностях, проявляющихся в отдельно реализуемых в разных конструкциях функциях разрешения/запрещения доступа в ТС, блокирования/разблокирования двигателя, пуска/снятия тревожной сигнализации, оповещения о попытках угона и т.д. при отсутствии возможности комплексной защиты от несанкционированного доступа в ТС с одновременным использованием нескольких функций.

Различные способы (технологии) и комплексные системы защиты ТС от несанкционированного использования реализованы в серийно выпускаемых и реализуемых на рынке автоэлектроники автомобильных охранных комплексах. Значительная часть из них является разработками предприятия-заявителя. Техническая информация об указанных комплексах представлена в ежегодно обновляемом каталоге предприятия (Автомобильные охранные системы, "АЛЬТОНИКА", Каталог 2002).

Необходимо отметить, что, несмотря на комплексный характер мер защиты, применяемых в указанных системах, все они потенциально уязвимы из-за наличия постоянно действующего поля излучения, создаваемого блоком опроса и считывания информации с ТК. С одной стороны, относительно большая зона действия (ТК могут находиться на расстояниях до 2-2,5 м от блока опроса и считывания информации) удобна тем, что позволяет пользователю в процессе идентификации его охранным комплексом не вынимать ТК из кармана одежды. Однако, с другой стороны, это дает возможность злоумышленнику перехватить сигнал запроса, излучаемый блоком опроса и считывания информации охранного комплекса, находясь вне ТС, и имитировать ответный сигнал ТК, реализовав принцип "радиоудлинителя".

Незащищенность ТС в подобных ситуациях является существенным недостатком существующих и разрабатываемых охранных комплексов.

Для устранения указанного недостатка уменьшают (до миллиметров) расстояние между транспондером и антенной блока опроса и считывания информации, например, путем встраивания транспондера в ключ зажигания. Применение "радиоудлинителя" в этом случае невозможно, а идентификация пользователя проводится совместно с включением зажигания. На этом принципе основаны технические решения, описанные, например, в патентах ЕР 0926022, В 60 R 25/04, 12.09.97; US 6191703, G 08 C 19/00, 20.02.2001. Последний из них выбран в качестве прототипа данного изобретения. Описанный в нем способ дистанционного управления функциональными органами ТС предусматривает:
- передачу сигналов, содержащих команды запроса на выполнение определенных сервисных функций, прием указанных команд запроса и формирование соответствующих им команд управления системой защиты ТС и сервисными функциями;
- индикацию местонахождения передающего средства в зоне уверенного приема команд запроса;
- коррекцию вышеупомянутых команд управления в ответ на информацию о том, что данное передающее средство находится в зоне уверенного приема команд запроса.

В системе, реализующей заявленный способ, передающие средства и транспондер встроены в ключ зажигания, а датчик для определения нахождения передающего средства в зоне действия указанного датчика находится внутри замка зажигания. ТС оснащено средствами для блокирования двигателя, которые не позволяют запустить двигатель до тех пор, пока не поступит команда на разблокирование двигателя, транспондер излучает сигнал с индивидуальным кодом данного пользователя ТС в ответ на сигнал запроса, а датчик для определения местонахождения передающих средств включает в себя средства для идентификации индивидуального кода пользователя и катушку индуктивности, являющуюся составной частью блока опроса и считывания информации и служащую для передачи сигнала запроса и приема от транспондера ответного сигнала, содержащего индивидуальный код пользователя данного ТС.

Процесс идентификации пользователя ТС происходит автоматически, как только пользователь, находясь внутри ТС, вставляет ключ зажигания в скважину замка зажигания. При этом обеспечивается взаимодействие транспондера с блоком опроса и считывания информации, при котором исключается возможность применения злоумышленниками "радиоудлинителя". В едином процессе совмещаются операции запуска двигателя и идентификации пользователя ТС.

Однако нельзя сказать, что при этом исчерпываются возможности создания максимально комфортных условий для пользователя ТС и повышения эффективности защиты ТС от несанкционированного использования.

Дело в том, что описанные выше способ и реализующие его конструктивные решения предусматривают наличие двух видов движения ключа:
- поступательного - при введении пластины (или цилиндра) ключа в скважину замка зажигания;
- вращательного - при включении зажигания и запуске двигателя.

Удобнее для пользователя, когда операции по идентификации пользователя, реализации сервисных функций и запуску двигателя выполняются в процессе единого поступательного перемещения ключа относительно замка зажигания.

Такими возможностями обладают электронные "ключи", выполненные в виде плоской транспондерной карточки или транспондерного "лепестка". В настоящее время предприятием-заявителем реализуются на рынке охранных систем пластиковые транспондерные карточки TIRIS (Texas Instuments) с дальностью считывания кода до 0,6 м, ЕМ Marin с дальностью считывания кода до 0,18 м и пластиковые транспондерные "лепестки" ЕМ Marin с дальностью считывания кода до 0,12 м.

Все указанные ТК обладают уникальным идентификационным кодом с количеством вариантов кода, превышающим 5•10¹¹ (2•10¹⁹ в карточке TIRIS) и не требуют для своей работы автономных источников питания. Наряду со своим основным назначением (работой в качестве электронных "ключей"), указанные ТК могут использоваться в качестве долговременного запоминающего устройства, в цифровой памяти которого может быть записана различная полезная информация, в частности:
- о владельце ТС;
- о периодах технического обслуживания;
- об ограничениях по километражу пробега и т.п.

Необходимая информация может быть оперативно считана с ТК с помощью ручных считывателей на дежурных постах ГАИ и пунктах таможенного контроля (далее - постах контроля).

ТК может использоваться и как электронная сервисная книжка с возможностью перезаписи информации. В настоящее время серийно выпускаются электронные книжки ЕМ Marin с возможностью перезаписи информации объемом до 16 К (1 страница текста), стоимость которых составляет 3÷4 доллара США.

Внедрение подобных электронных "книжек" является предпосылкой для практической реализации требований Европейской экономической комиссии Совета ООН (ЕЭК), предусматривающих внедрение в Европейском союзе (ЕС) водительской пластиковой карточки (Постановление Совета от 24.09.1998 2135/98, документ TRANS/SC.1/1999/5).

Настоящее техническое решение ставит своей задачей, на основе использования вышеуказанных достоинств плоских ТК:
- расширить функциональные возможности рассматриваемого класса систем защиты ТС от несанкционированного использования,
- создать более комфортные условия для пользователей ТС,
- обеспечить возможности более эффективного использования сервисных установок,
- выполнить требования ЕЭК.

Указанная задача решается благодаря тому, что в известном способе управления установленными на ТС системами зажигания и защиты от несанкционированного использования, при котором вставляют ключ зажигания с транспондером в замок зажигания и, механически воздействуя на корпус ключа зажигания, вызывают его движение относительно замка зажигания до предельного положения, соответствующего запуску двигателя, в замке зажигания генерируют сигналы запроса с информационными посылками, облучают этими сигналами транспондер, принимают от него ответные сигналы с идентификационным кодом пользователя ТС, обладающего данным транспондером, сравнивают принятый код с ранее запомненным идентификационным кодом пользователя ТС и при совпадении указанных идентификационных кодов снимают блокировки, препятствующие использованию ТС, активируют систему зажигания и функциональные органы ТС, обеспечивающие выполнение сервисных функций, - в качестве ключа зажигания с транспондером используют плоскую ТК с цифровой памятью, в которую записывают и из которой считывают информационные сообщения, а замок зажигания выполняют в виде печатной платы с расположенными на ней электронными компонентами, на одной из поверхностей которой размещают направляющий держатель, с помощью указанного держателя осуществляют поступательное движение ТК параллельно поверхности печатной платы до упомянутого предельного положения, а после запуска двигателя осуществляют поступательное движение ТК в обратном направлении и вынимают ее из держателя, при этом при необходимости записывают в цифровую память ТК информацию о владельце ТС и о состоянии ТС и считывают указанную информацию на специальных постах контроля.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ управления установленными на ТС системами зажигания и защиты от несанкционированного использования.

На фиг. 2 представлено упрощенное схематическое изображение конструкции указанного устройства.

На фиг. 3 приведена фотография одного из возможных вариантов реализации указанного устройства (опытного образца).

На фиг.1-3 использованы следующие обозначения:
1 - ТК; 2 - направляющий держатель; 3 - печатная плата; 4 - датчики положения ТК; 5 - контроллер; 6 - блоки управления функциональными органами ТС; 7 - система защиты ТС от несанкционированного использования; 8 - катушка индуктивности для двухсторонней связи с ТК; 9 - блок опроса и считывания информации; 10 - система зажигания; 11 - система запуска двигателя; 12 - пружинный стопор; 13 - жгут; 14 - стандартной разъем для соединения с электрооборудованием ТС; 15 - блок записи и считывания информационных сообщений.

На печатной плате 3 находятся: направляющий держатель 2, обеспечивающий возможность поступательного перемещения ТК 1 параллельно поверхности печатной платы 3, и электронные компоненты: блок 9 опроса и считывания информации, обеспечивающий с помощью антенны в виде катушки индуктивности 8 для двусторонней связи с транспондером идентификацию пользователя, контроллер 5, управляющий включением и выключением системы зажигания 10 и системой 11 запуска двигателя, формированием команд для блоков 6 управления функциональными органами ТС и управлением системой 7 защиты ТС от несанкционированного использования, а также датчики 4 положения ТК, обеспечивающие переход электрооборудования ТС от одного режима к другому при движении ТК 1 вдоль направляющего держателя 2 (связь ТК 1 с датчиками 4 положения ТК показана на фиг. 1 пунктиром). Поступательное движение ТК 1 задается путем нажатия, например пальцем, на задний торец ТК 1, как это показано на фиг.2.

Возможность поступательного движения ТК 1 ограничена пружинным стопором 12, представляющим собой, к примеру, цилиндр с прорезью для ввода плоской карточки. Внутри полой части цилиндра находится пружина. Пружинный стопор 12 расположен таким образом, что при входе переднего торца ТК 1 в прорезь пружинного стопора 12 и при нажатии на пружину происходит срабатывание одного из датчиков 4 положения ТК, а затем - включение системы 11 запуска двигателя. При отпускании ТК 1 и выталкивании ее пружиной стопора 12 в обратном направлении - отключение системы 11 запуска двигателя, аналогично тому, как это делается в обычном замке зажигания.

Пусковые импульсы передаются через жгут 13 на стандартный разъем 14 для соединения с электрооборудованием ТС.

Для идентификации пользователя, также как и в прототипе, используется катушка индуктивности 8 для двусторонней связи с ТК. Катушка индуктивности 8 является составной частью блока 9 опроса и считывания информации.

Блок 15 записи и считывания информационных сообщений используется в тех случаях, когда необходимо изменить содержание информации, хранящейся в цифровой памяти ТК 1, либо считать необходимые данные на постах контроля. Источником информационных сообщений может быть обычный компьютер.

Все показанные на фиг.1-3 конструктивные элементы (кроме блока 15) являются стандартными компонентами автомобильной электроники, используемыми в серийно выпускаемых предприятием-заявителем охранно-противоугонных комплексах и системах (см. Каталог 2002, Автомобильные охранные системы. Техническая информация. "АЛЬТОНИКА").

Опытный образец варианта устройства, реализующего рассматриваемый способ (фиг.3), успешно прошел заводские испытания.

Предложенный способ управления установленными на ТС системами зажигания и защиты от несанкционированного использования реализуется следующим образом.

Для включения зажигания и запуска двигателя ТК 1 вводится в направляющий держатель 2 печатной платы 3. Путем нажатия на торец ТК 1 продвигают плоскую карточку параллельно печатной плате 3, последовательно воздействуя гранями ТК 1 на датчики 4 положения ТК.

ТК 1, находясь над катушкой индуктивности 8, вступает в двухстороннюю связь с блоком 9 опроса и считывания информации, обеспечивая диалог типа "запрос-ответ". В процессе диалога осуществляется идентификация пользователя ТС. В случае правильной идентификации контроллер 5 начинает реагировать на сигналы датчиков 4 положения ТК.

Эти сигналы также поступают в контроллер 5, формирующий по мере их прихода команды управления блоками 6 управления функциональными органами ТС, системой 7 защиты ТС от несанкционированного использования, системой зажигания 10 и системой запуска 11 двигателя.

Вначале, в результате срабатывания одного из датчиков 4 положения ТК, в соответствии с заданной программой, формируются команды управления сервисными функциями. Например, в серийно производимых предприятием-заявителем охранно-противоугонных комплексах BLACK BUG Super моделей BT-84W, ВТ-84Р (см. Каталог 2002. Автомобильные охранные системы. Техническая информация, "АЛЬТОНИКА", 2002 г., с.8) могут формироваться следующие команды:
- включение ближнего света;
- включение освещения салона;
- закрытие/открытие замков дверей;
- включение указателей поворота;
- включение сирены, пейджера;
- управление реле блокировки двигателя и др.

Кроме того, могут контролироваться следующие функции:
- состояние стоп-сигналов (педали тормоза);
- положение двери водителя, других дверей;
- положение капота и багажника;
- состояние габаритных огней.

Далее ТК 1, двигаясь параллельно поверхности печатной платы 3, вызывает срабатывание очередных датчиков 4 положения ТК, по которым система зажигания 10 переводится в режим готовности к запуску двигателя, производимого с помощью системы 11 запуска двигателя.

В предельном положении передний торец ТК 1 входит в прорезь пружинного стопора 12, при этом срабатывает один из датчиков 4 положения ТК, по команде которого включается система запуска двигателя 11. Этот датчик (в виде кнопки) показан на фиг.2 и 3.

Сигналы управления зажиганием и запуском двигателя через жгут 13 и стандартный разъем 14 для соединения с электрооборудованием ТС поступают на электрооборудование ТС, вызывая запуск двигателя. Распрямляясь, пружина стопора 12 выталкивает ТК 1 в обратном направлении. При этом размыкается цепь и отключается система 11 запуска двигателя. При повторном нажатии пальцем на торец ТК 1 указанный процесс повторяется до момента запуска двигателя.

В устройстве, реализующем заявленный способ, полностью отсутствуют механические контакты, рассчитанные на сильные токи, в результате чего существенно повышается надежность замка зажигания и увеличивается ресурс его работы.

При этом все ручные операции осуществляются наиболее удобным для пользователя способом - только путем нажатия на торец ТК 1 и придания ТК 1 поступательного движения. Кроме того, ТК 1 является удобным носителем цифровой памяти, в которую может быть занесена важная служебная информация. В частности, в нее могут быть записаны:
- данные о владельце ТС;
- ограничения по километражу пробега;
- данные технического контроля ТС и др.

Важно и то, что именно под такой вид носителя цифровой памяти разработано большинство серийно выпускаемых программаторов и считывателей цифровой информации.

ТК 1 может играть роль пластиковой водительской карточки, использование которой при международных грузовых и пассажирских перевозках является одним из обязательных требований ЕЭК (см. выше). В таких случаях с помощью стандартного блока 15 записи и считывания информационных сообщений записывают в цифровую память ТК 1 вышеуказанную служебную информацию, а на постах контроля считывают эту информацию из цифровой памяти ТК 1.

Таким образом, совокупность известных и вновь введенных операций позволяет решить поставленную задачу. Предложенный способ технически реализуем и обладает новизной, что позволяет классифицировать представленное техническое решение как изобретение.

Изобретение относится к технике защиты транспортного средства (ТС) от несанкционированного использования с одновременным управлением системой зажигания. В замке зажигания генерируют сигналы запроса с информационными посылками, облучают ими транспондер, принимают от него ответные сигналы с идентификационным кодом пользователя ТС, сравнивают принятый код с ранее запомненным и при совпадении снимают блокировки, активируют систему зажигания и сервисные функциональные органы. В качестве ключа зажигания используют плоскую транспондерную карточку с цифровой памятью для записи и считывания информационных сообщений, а замок зажигания выполняют в виде печатной платы с электронными компонентами. На плате размещают направляющий держатель, с помощью которого осуществляют поступательное движение карточки параллельно поверхности платы до предельного положения, соответствующего запуску двигателя. После запуска карточку перемещают в обратном направлении и вынимают из держателя. При необходимости записывают в память карточки информацию о владельце ТС и о состоянии ТС и считывают ее на постах контроля. Способ расширяет функциональные возможности защиты ТС. 3 ил.

Способ управления установленными на транспортном средстве системами зажигания и защиты от несанкционированного использования, при котором вставляют ключ зажигания с транспондером в замок зажигания и, механически воздействуя на корпус ключа зажигания, вызывают его движение относительно замка зажигания до предельного положения, соответствующего запуску двигателя, в замке зажигания генерируют сигналы запроса с информационными посылками, облучают этими сигналами транспондер, принимают от него ответные сигналы с идентификационным кодом пользователя транспортного средства, обладающего данным транспондером, сравнивают принятый код с ранее запомненным идентификационным кодом пользователя и при совпадении указанных идентификационных кодов снимают блокировки, препятствующие использованию транспортного средства, активируют систему зажигания и функциональные органы транспортного средства, обеспечивающие выполнение сервисных функций, отличающийся тем, что в качестве ключа зажигания с транспондером используют плоскую транспондерную карточку с цифровой памятью, в которую записывают и из которой считывают информационные сообщения, а замок зажигания выполняют в виде печатной платы с расположенными на ней электронными компонентами, на одной из поверхностей которой размещают направляющий держатель, с помощью указанного держателя осуществляют поступательное движение транспондерной карточки параллельно поверхности печатной платы до упомянутого предельного положения, а после запуска двигателя осуществляют поступательное движение транспондерной карточки в обратном направлении и вынимают ее из держателя, при этом при необходимости записывают в цифровую память транспондерной карточки информацию о владельце транспортного средства и о состоянии транспортного средства и считывают указанную информацию на постах контроля.