ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АВТОМОБИЛЯ ОТ УГОНА

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к оборудованию транспортных средств, а именно к электронным автомобильным противоугонным устройствам, содержащим корпус, в котором находится микропроцессор, соединенный с установленным на корпусе разъемом для его питания, и имеющий разъем для подключения микропроцессора к шине данных автомобиля, и может быть использована для применения в автомобилях для защиты от угона.
Уровень техники.
В данном описании рассматривается вариант подключения электрических агрегатов автомобиля через шину данных. В качестве примера такой шины данных преимущественно подразумевается CAN шина. CAN шина позволяет соединить между собой любое количество датчиков, контроллеров, исполнительных элементов и прочих блоков, находящихся в автомобиле (например: системы ABS, SRS AIRBAG, ESP, иммобилайзер, блок управления двигателем, климат, КПП, центральный замок, свет, подвеска, приборная панель и т.д…) в дуплексном режиме (прием и передача данных) со скоростью до 1 Мбит/с. При этом сама CAN шина состоит всего из двух проводов (витая пара). Ранее для соединения блоков необходимо было использовать сотни проводов т.к. передача единицы информации от блока к блоку осуществлялась по отдельному проводу.
Физически CAN представляет собой последовательную асинхронную шину, данные которой передаются или по витой паре, или по оптоволокну, или по радиоканалу. Шина - мультимастерная, т.е. управлять ею могут сразу несколько устройств. Теоретически число подсоединяемых к ней устройств не ограничено.
Ясно, что прерывая физический доступ к такой шине, можно блокировать работу автомобиля и предотвращать угон. Если электронный блок управления автомобилем не получит данных от, например, датчика коленвала, какого-либо датчика, то автомобиль просто не заведется. Но противоугонные устройства на таком принципе работы легко диагностировать и обходить. Достаточно восстановить электрическое соединение с блоком, работу которого блокировало противоугонное устройство.
Также существуют электронные автомобильные противоугонные устройства, которые нарушают работу одного из основных агрегатов автомобиля, например, двигателя. Так известно из уровня техники электронное автомобильное противоугонное устройство, содержащее корпус, в котором находится микропроцессор, соединенный с установленным на корпусе разъемом для его питания, и имеющий разъем для подключения микропроцессора к шине данных автомобиля. См описание к патенту на изобретение РФ №2401215, опубликовано в 2010 году.
В данном устройстве микропроцессор блокирует прохождение сигналов с датчика положения коленвала и с датчика распредвала на электронный блок управления двигателя транспортного средства.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взято за прототип к предлагаемой полезной модели.
Недостатком данного устройства является невысокая надежность защиты автомобиля от угона за счет возможности определения угонщиком причин невозможности угнать автомобиль и их дальнейшего устранения. Действительно, такое устройство обнаруживается с помощью компьютерного устройства, которое подключается к CAN-шине для проведения диагностики через специальный диагностический разъем при проведении теста на работу двигателя, а именно изучении сигнала от датчика положения коленвала. Либо угонщиком используется портативный осциллограф, который выявит отсутствие сигнала с датчиков непосредственно на входах электронного блока управления. Как правило, угонщик в данном случае не ищет место разрыва или шунтирования датчика, а просто подает сигнал от датчика напрямую на требуемый вход электронного блока, минуя блокируемый участок.
Раскрытие полезной модели.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить электронное автомобильное противоугонное устройство, позволяющее как минимум сгладить по меньшей мере один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить повышение надежности защиты автомобиля от угона за счет сложности определения угонщиком причин невозможности угнать автомобиль
Для достижения этой цели микропроцессор имеет модуль считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих запуску силовых агрегатов автомобиля. Микропроцессор имеет модуль формирования данных в шине данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность осуществить меры по защите автомобиля от угона, которые не нарушают никакие электрические цепи автомобиля, не нарушают никакие сигналы, все остается работоспособным, причем автомобиль может быть заведен, до этого момента предлагаемая полезная модель никак не обнаруживает своего существования и не может быть обнаружена. При этом, как только в нее поступает сигнал об успешном запуске основных силовых агрегатов автомобиля предлагаемое устройство формирует в шину данных сигнал на остановку силовых агрегатов автомобиля.
Существует вариант полезной модели, в котором микропроцессор имеет модуль задержки времени формирования данных в шине данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность разнести во времени запуск и остановку силовых агрегатов автомобиля, что затрудняет понимание угонщиком причин остановки работы агрегатов автомобиля.
В одном из вариантов выполнения полезной модели, модуль считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих запуску силовых агрегатов автомобиля, включает в себя блок считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих запуску двигателя автомобиля. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность считывать данные, соответствующие запуску двигателя, по которым считать, что необходимо применять меры по защите от угона.
Существует другой вариант полезной модели, в котором модуль считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих запуску силовых агрегатов автомобиля, включает в себя блок считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих переводу коробки передач в режим движения автомобиля. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность считывать данные, соответствующие переводу коробки передач в режим движения автомобиля, по которым считать, что необходимо применять меры по защите от угона.
Существует вариант полезной модели, в котором модуль формирования данных в шину данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля, включает в себя блок формирования в шину данных автомобиля, соответствующих остановке двигателя автомобиля. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность останавливать двигатель автомобиля, тем самым предотвращая угон автомобиля.
Существует вариант полезной модели, в котором модуль формирования данных в шину данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля, включает в себя блок формирования в шину данных автомобиля, соответствующих переводу коробки передач в режим паркинга автомобиля.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность переводить коробку передач автомобиля в положение «Паркинг», тем самым предотвращая угон автомобиля.
Существует вариант полезной модели, в котором микропроцессор имеет модуль активации/деактивации. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность включения и выключения устройства защиты.
Существует вариант полезной модели, в котором модуль активации/деактивации соединен с разъемом для подключения к шине данных автомобиля и адаптирован для получения команд для активации/деактивации от устройств сигнализации или иммобилайзера, подключенных так же к шине данных автомобиля. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность управления предлагаемым устройством посредством сигнализации или иммобилайзера, через штатную шину данных автомобиля, исключая физическую связь проводниками.
Существует вариант полезной модели, в котором модуль активации/деактивации соединен с разъемом для подключения к шине данных автомобиля и адаптирован для чтения данных от штатных модулей и штатных кнопок. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность управления предлагаемым устройством через данные от штатных устройств автомобиля. Например, активация модуля происходит при получении данных от штатной системы при постановке в охрану со штатного ключа, а деактивация модуля происходит путем получения данных от нажатия штатных кнопок в правильной последовательности.
Существует вариант полезной модели, в котором модуль активации/деактивации адаптирован для соединения с дополнительным удаленным устройством включения/выключения по радиоканалу. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность управления предлагаемым устройством дистанционно, исключая физическую связь проводниками.
Существует вариант полезной модели, в котором модуль активации/деактивации имеет разъем для подключения к внешнему устройству по отдельному входу, состоящего из одного провода. Данный вход может подключатся, как к цифровой кодовой шине сигнализации, так и иметь аналоговое управление.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность управления предлагаемым устройством по отдельной цифровой кодовой шине сигнализации или появлению постоянного аналогового сигнала. Например, может быть где-то спрятана кнопка включения и выключения предлагаемого устройства. Или она совмещена напрямую с имеющейся кнопкой или переключателем в салоне автомобиля.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
- фигура 1 схематично изображает функциональную схему электронного автомобильного противоугонного устройства, согласно полезной модели.
- фигура 2 изображает этапы функционирования устройства защиты дверей автомобиля от несанкционированного вскрытия, согласно полезной модели.
Согласно фигуре 1 электронное автомобильное противоугонное устройство содержит корпус 1, в котором находится микропроцессор 2, соединенный с установленным на корпусе 1 разъемом 3 для его питания, и имеющий разъем 4 для подключения микропроцессора к шине 5 данных автомобиля. Примером шины данных автомобиля является CAN шина.
Микропроцессор 2 имеет модуль 21 считывания данных из шины 5 данных автомобиля, соответствующих запуску силовых агрегатов автомобиля. Микропроцессор также имеет модуль 22 формирования данных в шине 5 данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля.
Микропроцессор 2 может дополнительно может иметь модуль 23 задержки времени формирования данных в шине 5 данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля.
Модуль 21 считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих запуску силовых агрегатов автомобиля, может включать в себя блок 211 считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих запуску двигателя автомобиля и/или блок 212 считывания данных из шины данных автомобиля, соответствующих переводу коробки передач в режим движения автомобиля.
Модуль 22 формирования данных в шину данных автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля, может включать в себя блок 221 формирования в шину данных автомобиля, соответствующих остановке двигателя автомобиля и/или блок 222 формирования в шину данных автомобиля, соответствующих переводу коробки передач в режим паркинга автомобиля.
Микропроцессор имеет модуль 24 активации/деактивации, который может быть адаптирован для соединения с дополнительным удаленным устройством включения/выключения по радиоканалу. Или модуль 24 активации/деактивации может иметь разъем для подключения к внешнему устройству по отдельной цифровой кодовой шине, состоящей из одного провода. Или же модуль 24 активации/деактивации может быть соединен с разъемом для подключения к шине данных автомобиля и адаптирован для соединения с устройством сигнализации или иммобилайзером автомобиля. Модуль активации/деактивации может быть соединен с разъемом для подключения к шине данных автомобиля и адаптирован для получения команд для активации/деактивации от устройств сигнализации или иммобилайзера, подключенных так же к шине данных автомобиля. Или модуль активации/деактивации может быть соединен с разъемом для подключения к шине данных автомобиля и адаптирован для чтения данных от штатных модулей и штатных кнопок.
Под конкретной реализацией шины данных подразумевается шина CAN, например, действующая в настоящее время спецификация для протокола CAN - “CAN Soecjfication version 2,0”.
Как пример микропроцессора может быть приведен любой PIC-контроллер с возможностью работы с CAN-шиной, например, PIC18F2580 усовершенствованный Flash микроконтроллер с ECAN модулем, 10-разрядным АЦП и нановаттной технологией управления энергопотреблением Данные, которые передаются по CAN-шине у каждых производителей автомобилей свои, и даже они разные для разных марок. Поэтому для каждого автомобиля предлагаемая полезная модель может быть отстроена индивидуально.
Осуществление полезной модели.
Электронное автомобильное противоугонное устройство функционирует следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения полезной модели пример использования). Согласно фигуре 2:
Этап А1. Устанавливают внутри автомобиля предлагаемое электронное автомобильное противоугонное устройство. Так как оно имеет малые размеры, то прячут его, например в любое невидимое место.
Этап А2. Подводят к нему питание и подсоединяют к шине CAN автомобиля.
Этап A3. При поиске перед угоном, который может производить угонщик с целью обнаружения посторонних противоугонных устройств, предлагаемая полезная модель никак себя не проявляет. Так же при запуске двигателя и/или при переводе коробки передач в положение движения, предлагаемая полезная модель никак себя некоторое время также никак себя не проявляет.
Этап А4. Спустя некоторое врем задержки, получив сигнал о запуске двигателя и/или о переводе коробки передач в положение движения, предлагаемое электронное автомобильное противоугонное устройство формирует сигнал, которые соответствует блокировке основных агрегатов автомобиля, например, остановке двигателя и/или переводу коробки передач в положение «Паркинг».
Этап А5. Управляют включением и выключением предлагаемого электронного автомобильного противоугонного устройства с помощью модуля 24 активации/деактивации, который может быть адаптирован для соединения с дополнительным удаленным устройством включения/выключения по радиоканалу, или иметь разъем для подключения к внешнему устройству по отдельной цифровой кодовой шине, быть соединен с разъемом для подключения к шине данных автомобиля и адаптирован для соединения с устройством сигнализации или иммобилайзером автомобиля.
Приведенные варианты осуществления полезной модели являются примерными и позволяют добавлять новые варианты или модифицировать описанные. Примером модификации служит вариант формирования сигналов не на блокировку силового агрегата автомобиля, а на формирование другого сигнала, на который электронный блок управления сам может реагировать блокировкой двигателя.
Действительно, есть варианты исполнения автомобилей, в которых уже штатным образом запрограммирована остановка основных агрегатов автомобиля при получении электронным блоком управления некоторых данных, которые посылают некоторые второстепенные узлы. Так в некоторых моделях BMW при включенном режиме Drive и не двигающемся автомобиле при открывании двери, в CAN-шине формируются данные, которые электронный блок управления интерпретирует как опасность движения без водителя и тут же выдает команду, команду на блокировку коробки передач, а именно перевод ее в режим «Паркинг». В таком варианте предлагаемое устройство вместо команды блокировку коробки передач может формировать команду, соответствующую сигналу датчика двери, который обычно посылается при открытой двери автомобиля.
Промышленная применимость.
Предлагаемое электронное автомобильное противоугонное устройство может быть осуществлено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.
В соответствии с предложенной полезной моделью заявителями было изготовлено электронное автомобильное противоугонное устройство, выполненное на базе PIC-контроллера PIC18F2580c возможностью работы с CAN-шиной, сконфигурированного для выявления сигнала, соответствующего запуску двигателя, задержке в 2 с, и формированию сигнала в CAN-шину на остановку двигателя.
Опытная эксплуатация электронного автомобильного противоугонного устройства с автомобилем BMW показала, что оно позволяет
- выявлять сигнала, соответствующий запуск двигателя
- формировать задержку в 2 с
- формировать сигнал в CAN-шину, соответствующий остановке двигателя.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет эффективно препятствовать угону автомобиля.
Все это, в конечном счете, обеспечивает выполнение достигаемого технического результата - повышение надежности защиты автомобиля от угона за счет сложности определения угонщиком причин невозможности угнать автомобиль. Действительно, устройство никак себя не проявляет, не нарушает работу систем, как в состоянии покоя, так и в активированном состоянии, не обнаруживается с помощью компьютерного устройства, которое подключается к CAN-шине для проведения диагностики через специальный диагностический разъем.
Преимуществом применения данной полезной модели является также то, что оно просто и дешево в изготовлении, является исключительно надежным.
Рекомендуется широко использовать данную полезную модель в автомобилях для защиты от угона.