Способ противодействия угону транспортного средства Российский патент 2020 года по МПК B60R25/00 

Изобретение относится к области автомобилестроения и касается конструктивного исполнения автомобильной охранной системы (АОС) сигнализации, применяемой для постановки автомобиля на защиту и контроль от противоправных действий третьих лиц.

В частности, речь идет о противоугонной системе для легкового и большегрузного транспорта, а также техники специального назначения, использующей CAN шину в качестве информационного канала.

В связи с использованием системы CAN шин в автомобиле стало очевидно, что эти CAN шины можно использовать в качестве системы проводниковых связей для подключения АОС. Одним из наиболее часто встречающихся вариантов подключения систем охранной сигнализации к автомобильной шине CAN является использование внешних CAN-модулей, выполненных в отдельном корпусе (например, универсальный CAN-адаптер CAN-ART-А тюнинг-центра "AGT" (г. Москва, http://www.agt-company.ru/tu_eg_1_1), адаптер цифровой шины автомобиля FALCON CAN-02 компании «Мега-Ф Столица» (г.Москва, http://www.mega-f.ru/fu/product/service_device/can/can-02/), адаптеры серии AUTOCAN ООО "ТЭК электронике" (г. Москва, http://www.tec-electronics.ru/page.html?p=18&id=0).

К числу недостатков данного рода решений следует отнести увеличение количества дополнительно устанавливаемого оборудования и возрастающие габариты охранного комплекса, состоящего из системы охранной сигнализации и внешнего модуля адаптера CAN-шины, что усложняет возможности скрытной установки комплекса в транспортное средство, снижая тем самым его охранные возможности. Кроме того, использование внешнего модуля адаптера CAN-шины требует применения дополнительных схемотехнических решений предусматривающих возможность согласования адаптера с системой охранной сигнализации устанавливаемой на транспортное средство, что ограничивает возможности полноценного функционирования модуля CAN-шины и системы охранной сигнализации в целом.

Штатные АОС транспортных средств, как правило, основаны на работе штатного блока иммобилайзера. Двигатель не будет запускаться, пока иммобилайзер не прочитает ключ доступа.

Наиболее популярные сторонние решения используют электромагнитные реле для контроля электрических цепей транспортных средств, ответственных за его нормальную эксплуатацию. Как правило, такие решения подключаются достаточно типовым образом, что позволяет угонщику быстро разблокировать АОС. Использование CAN-шины в таких решениях служит лишь способом упростить управление элементами транспортного средства (дверями, сигналами и т.п.) при осуществлении функций охраны.

Принципиально новый подход использован в АОС «Игла», где использованы миниатюрные электронные блоки, подключающиеся к шине CAN и блокирующие работу составных частей транспортного средства воздействием на эту шину. Поиск и устранение блокировки затруднены невозможностью быстро определить, где спрятано устройство блокировки (RU 2613927, B60R 25/04, опубл. 22.03.2017).

АОС состоит из основного блока, содержащего процессор, драйвер мультиплексной шины. Процессор содержит управляющий модуль, модуль авторизации и модуль блокировки. АОС может быть дополнена приемопередатчиком и блоком авторизации, основными элементами которого являются второй процессор и приемопередатчик. Управляющий модуль связан с модулем авторизации пользователя, модулем блокировки и драйвером шины. Управляющий модуль, в зависимости от обработанных данных о состоянии транспортного средства, полученных от драйвера компьютерной шины этого средства и модуля авторизации в случае обнаружения несанкционированного управления транспортным средством, выдает модулю блокировки управляющий сигнал. Модуль блокировки выдает необходимую команду посредством драйвера на компьютерную мультиплексную шину транспортного средства, вследствие чего происходит выключение двигателя или исключается возможность его запуска.

Авторизация владельца может осуществляться путем последовательного нажатия штатных кнопок транспортного средства. Эту последовательность задает сам владелец в специально предусмотренном режиме смены пароля.

Алгоритм этого устройства основан на блокировке функциональных органов автомобиля, которая осуществляется цифровым методом, путем обработки данных и подачи команд НУ по мультиплексной шине данных автомобиля без разрыва штатных проводов транспортного средства.

Описанная АОС не использует шифрованного обмена шины CAN, легко получить доступ к шине и путем подачи заранее известных команд по этой шине можно открыть двери, прописать новые ключи доступа, обойдя иммобилайзер. Марка, модель и год выпуска транспортного средства однозначно определяют алгоритм атаки на шину для разблокировки доступа. АОС достаточно легко обнаруживаются при попытке угона и достаточно быстро деактивируются, т.к. работают на принципе разрыва штатных электрических цепей транспортного средства. Шина CAN в непосредственном функционировании АОС, как правило, не участвует вовсе.

Известная АОС оставляет возможность угонщику восстановить работоспособность транспортного средства, зная место установки блока основного блока. Алгоритм PIN-кода для разблокировки ТС передается по шине CAN открыто и может быть прослушан.

Более прогрессивным решением является автомобильная охранная система, содержащая блок автосигнализации, выполненный на плате, на которой смонтирован по крайней мере один процессор, связанный с периферийными узлами, выполненными в виде приемопередатчиков для обеспечения связи с одной частью штатного оборудования автомобиля через CAN шины последнего. Система снабжена блоком беспроводной связи, устанавливаемым на плате блока автосигнализации и включающим в себя связанный с процессором блока автосигнализации процессор для организации внутреннего канала беспроводной связи ближнего радиуса для другой части штатного оборудования автомобиля и дополнительных распределенных узлов охранной системы, оснащаемых приемопередатчиками для связи с процессором блока беспроводной связи (RU 2633141, B60R 25/00, опубл. 11.10.2017).

Это решение принято в качестве прототипа.

Особенностью этого решения является применение шифрованных трафиков радиоканалов связи исполнительных узлов с процессорной частью блока автосигнализации. Но при этом сохраняет все недостатки, присущие аналогу RU 2613927.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности автомобильной охранной системы в части предотвращения несанкционированного использования транспортного средства за счет разрыва линий питания исполнительных механизмов и выдачи в CAN шину помех, препятствующих нормальной работе этой шины.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе противодействия угону транспортного средства, заключающемся в блокировке функциональных узлов транспортного средства, задействованных с CAN-шиной транспортного средства по информационным И питающим линиям, по сигналу постановки на охрану, полученному от центрального процессорного блока охраны, выполненного с возможностью реализации функции мониторинга тревожных событий и управления по радиоканалам устройствами блокировки, при наступлении тревожного события центральный блок охраны осуществляет блокировку CAN-шины за счет разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий.

При этом при наличии в CAN-шине по крайней мере одного сигнала после разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий осуществляют подачу в CAN-шину сигнала помехи.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция автомобильной охранной системы (АОС) для легкового и большегрузного транспорта, а также техники специального назначения. Отличительной особенностью системы является гарантированное значение времени, в течение которого при сработавшей тревоге будет невозможно эксплуатировать транспортное средство, даже если у угонщика есть полный доступ к нему и он ознакомлен с принципом функционирования и особенностями монтажа АОС.

Суть заявленного способа противодействия угону транспортного средства, заключается в том, что блокируют функциональные узлы транспортного средства, задействованные с CAN-шиной транспортного средства по информационным и питающим линиям, по Сигналу постановки на охрану, полученному от центрального процессорного блока охраны, выполненного с возможностью реализации функции мониторинга тревожных событий и управления по радиоканалам устройствами блокировки. При этом при наступлении тревожного события центральный блок охраны осуществляет блокировку CAN-шины за счет разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий. А если в CAN-шине продолжается процесс передачи по крайней мере одного сигнала после разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий осуществляют подачу в CAN-шину сигнала помехи для исключения Возможности полноценного или частичного функционирования CAN-шины для части функциональных узлов.

CAN-шина - это проводная система, обеспечивающая связи функциональных узлов с бортовым компьютером транспортного средства по информационным линиям, а так же с центральным процессорным блоком охраны АОС, подключаемым к CAN-шине через CAN-модуль. Количество исполнительных и/или функциональных узлов в транспортном средстве является величиной переменной и может отличаться как типами механизмов, так и их исполнением. Как правило, иммобилайзер, устанавливаемый производителем штатно в автомобиль, как раз и организован для учета особенностей их исполнения для обеспечения постановки транспортного средства на охрану. Но, как уже указывалось, эти данные прописаны в цифровых маркировках транспортного средства и поэтому не составляет труда опытному угонщику найти либо код доступа к иммобилайзеру или к ОАС автомобиля, либо ввести помехи, при которых иммобилайзер или АОС перестают реагировать на внешние возмущения.

В этой связи правильным считается воздействовать не на оконечные узлы, а на систему их связывающую и обеспечивающую функциональность всего транспортного средства. Повреждение CAN-шины позволяет все функциональные узлы разобщить и обеспечить иммобилизацию транспортного средства при том, что все эти узлы сохраняют свою работоспособность.

Таким образом, предлагаемая АОС представляет собой систему, которую можно разместить в любом месте на транспортном средстве. Система оснащается приемопередатчиками, обеспечивающими сообщение ее узлов по радиоканалу. При этом сама система не связана а иммобилайзером или другой установленной на транспортном средстве охранной системой.

Рассматриваемая система обеспечивает:

- невозможность анализа и подмена данных в CAN-шине для обхода блокировки;

- гарантированное длительное время, необходимое угонщику для разблокировки ТС, делающее угон в подавляющем большинстве случаев нецелесообразным;

- физический обрыв электропроводки транспортного средства делает процесс блокировки необратимым без квалифицированного сервисного вмешательства. Ключи доступа, похищенные у владельца транспортного средства в момент попытки угона, если АОС сработала, не помогут снять блокировку транспортного средства;

- замена электронного блока управления двигателем и иммобилайзера, а также исключение части CAN-шины при попытке угона не приведет к желаемому результату, т.к. работа датчиков будет заблокирована;

распределенная сетевая архитектура модулей АОС существенно увеличивает время разблокировки всех ее элементов.

В связи с многовариантностью исполнения системы, реализующей способ противодействия угону транспортного средства, конкретное исполнение системы иллюстративно не представлено. Однако, ниже приводится описание такой системы на блочно-функциональном уровне без иллюстрации.

Система включает в себя центральный процессорный блок охраны (ЦБО), устройство диагностики и программирования (УДП), выполняющее функции контроля состояния ЦБО, а также функции изменения конфигурационных параметров ЦБО, тревожную кнопку (ТК) - устройство, передающее сигнал о состоянии кнопки в ЦБО и служащее для изменения состояния охраны ТС, устройства блокировки шины (УБШ), устанавливаемые в разрыв CAN-шины транспортного средства и безвозвратно разрывающее ее по команде ЦБО, устройства блокировки датчиков (УБД), устанавливаемые в соединительный жгут электропроводки датчика и блокирующее его сигнал по команде ЦБО, полученной по радиоканалу.

Таким образом, АОС состоит из множества миниатюрных блоков, подключаемых к CAN-шине. Количество их может варьироваться при установке, удаление хотя бы одного устройства блокирует двигатель транспортного средства. Блоки АОС могут подключаются к CAN-шине и к проводке датчиков. В первом случае они получают питание непосредственно с шины, что позволяет установить их абсолютно в любом месте прохождения шины. Во втором случае блоки АОС питаются от линий питания датчиков и также не требую дополнительной проводки.

Блоки УБШ при активации режима тревоги физически разрывают шину в месте своего подключения, делая невозможной связь отдельных узлов транспортного средства. В случае, если после разрыва на шине все еще присутствует сигнал, ЦБО выводит на него помеху, препятствуя нормальной работе шины.

Блоки УБД датчиков физически разрывают информационную линию данных датчика, делая его неработоспособным. Обмен данными между центральным блоком и блоками датчиков происходят по шифрованному радиоканалу.

Указанные выше воздействия на электрооборудование транспортного средства в случае тревоги делает невозможным оперативное устранение причин, так как общее количество блоков и их местонахождение неизвестно.

ЦБО представляет собой законченное устройство в корпусе из негорючего пластика, оснащенное разъемами для подключения к внешней периферии, расположенной на подвижной единице транспортного средства, и оснащенный резервной АКБ. К внешней периферии относятся разъем для подключения к CAN-шине, питающей бортовой сети транспортного средства.

ЦБО устанавливается в салоне или кабине автомобиля (в нишах дверей, под обивкой Сидений, за обшивкой салона, за панелью приборов и т.д.) и имеет двойное питание, от бортовой сети и от собственной резервной АКБ с автоматическим переключением между ними.

ЦБО обеспечивает невозможность эксплуатации транспортного средства в случае его несанкционированного использования двумя степенями защиты, зашумление шины CAN ТС случайными данными и физическое разъединение шины на отдельные несвязанные друг с другом участки (в зависимости от количества установленных УБШ) в случае несанкционированного использования транспортного средства (перемещение, попытка угона, попытка вмешательства в электронные системы транспортного средства). ЦБО работает в следующих режимах, снят с охраны (ЦБО ожидает постановки на охрану), на охране (ЦБО ожидает наступления тревожного события и снятия с охраны), тревога (ЦБО переходит в режим программной и аппаратной блокировки шины до момента исчезновения основного и резервного питания или до момента получения команды на смену режима посредством УДП), режим блокировки (ЦБО не проявляет себя, ожидая команду от УДП на разблокировку).

Переход из режима «на охране» в режим тревоги осуществляется по следующим признакам:

- Срабатывание концевиков дверей и багажника.

- Движение ТС со скоростью более 10 км/ч без ключа зажигания;

- Срабатывание штатной противоугонной системы транспортного средства (по данным в шине CAN).

- Падение напряжения бортовой сети транспортного средства ниже 6 В в течение 1 с;

- Нажатие ТК.

- Линейное перемещение или ускорение ТС при отсутствии движения колес.

Переход из режима «тревога» в любой другой режим происходит только при поступлении соответствующей команды от УДП.

Данные, передаваемые по CAN-шине, должны быть защищены шифрованием, исключающим несанкционированное воздействие на транспортное средство извне.

УБШ включается в разрыв CAN-шины и имеет подключение к общему (минусовому) проводу транспортного средства и получает необходимое питание от сигнальных линий CAN-шины. УБШ имеет уникальный идентификатор, позволяющий адресовать конкретное УБШ на CAN-шине. УБШ следит за обменом данными по CAN-шине и периодически посылает в ЦБО данные о своем состоянии. По команде ЦБО УБШ должно физически разорвать два проводника CAN-шины, проходящих через него. Дальнейшая эксплуатация данного УБШ не предусматривается.

УБД подключается к трем проводам, идущим к датчику: его питанию и сигнальному выходу. УБД получает питание от цепей питания датчика. В случае подключения к двухпроводному датчику (датчик положения коленвала и т.п.) УБД должен питаться от цепей этого датчика, если параметры этих цепей допускают питание напряжением не ниже 4 В и током не менее 40 мА. Для двухпроводных датчиков допускается разрывать любой из двух проводов. УБД обменивается данными с ЦБО по защищенному радиоканалу в нелицензируемом диапазоне частот 868 МГц, мощность радиосигнала не должна превышать 10 мВт. При невозможности использовать частоту 868 МГц УБД должен иметь возможность перейти на иную частоту в диапазоне 433…868 МГц по согласованию с ЦБО. УБД имеет уникальный идентификатор, позволяющий адресовать конкретное УБД в радиосети. По команде ЦБО УБД должно разорвать сигнальный проводник и обеспечить на нем низкий уровень напряжения, близкий к нулю (по отношению к общему проводу транспортного средства), имитируя неисправный датчик. Также разрыву должен подвергаться питающий проводник, идущий к датчику. Данные, передаваемые по радиоканалу, защищены шифрованием, исключающим несанкционированное воздействие на транспортное средство извне.

Конкретное исполнение УБД и УБШ в рамках данной заявки не рассматривается. Главное, чтобы эти электронные узлы обеспечивали два режима работы: соединение двух проводников и их разъединение. По сути. это микройммобилайзеры (реле, разрывающие цепи автомобиля, отвечающие за работу двигателя для предотвращения несанкционированного использования) Эти узлы так же включают В себя радиокомпоненты с поддержкой протокола Bluetooth Low Energy спецификации 4.Х для связи с ЦБО

Настоящее изобретение промышленно применимо и может быть изготовлено с использованием технологий построения электронных охранных систем. Новизна заявленной охранной системы для автомобиля заключается в использовании штатных шин автомобиля в качестве проводников связи с его штатными узлами, в использовании беспроводной связи Bluetooth в качестве радиосвязи с дополнительно установленными узлами, обеспечивающими разрыв линий шины Комбинация этих трех составляющих позволяет обеспечить возможность установки АОС любой архитектурной сложности при минимальном вмешательстве в компоновку самого автомобиля.

Предложен способ противодействия угону транспортного средства. Блокируют функциональные узлы транспортного средства, задействованные с CAN-шиной транспортного средства по информационным и питающим линиям, по сигналу постановки на охрану, полученному от центрального процессорного блока охраны. Блок охраны выполнен с возможностью реализации функции мониторинга тревожных событий и управления по радиоканалам устройствами блокировки. При наступлении тревожного события центральный блок охраны осуществляет блокировку CAN-шины за счет разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий. Достигается повышение надежности автомобильной охранной системы. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ противодействия угону транспортного средства, заключающийся в блокировке функциональных узлов транспортного средства, задействованных с CAN-шиной транспортного средства по информационным и питающим линиям, по сигналу постановки на охрану, полученному от центрального процессорного блока охраны, выполненного с возможностью реализации функции мониторинга тревожных событий и управления по радиоканалам устройствами блокировки, отличающаяся тем, что при наступлении тревожного события центральный блок охраны осуществляет блокировку CAN-шины за счет разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наличии в CAN-шине по крайней мере одного сигнала после разрыва по крайней мере части ее информационных и/или питающих линий осуществляют подачу в CAN-шину сигнала помехи.