Электронное устройство для защиты транспортного средства от угона

Полезная модель относится к частям дополнительного оборудования транспортных средств (ТС), а именно к частям автосигнализаций, иммобилайзеров и других электронных и/или электромеханических устройств, одной из функций которых является защита от угона.
Как известно из современного уровня техники, одним из способов воспрепятствовать угону автомобиля является прерывание какой-либо электрической цепи, необходимой для работы двигателя и/или движения ТС. Устройства, предназначенные для разрыва электрических цепей, получили обобщенное наименование «реле» хотя, во многих случаях, они являются сложными электронными схемами и необязательно содержат в своем составе электромеханическое реле. При всем многообразии имеющихся на рынке конструкций каждая имеет определенные недостатки, ряд которых описан в патенте на полезную модель RU 152901 U, опубликованном 20.06.2015 [1]. В данном патенте описано электронное устройство для защиты автомобиля от угона, содержащее корпус, в котором находится микропроцессор, соединенный с установленным на корпусе разъемом для его питания, и имеющий разъем для подключения микропроцессора к шине CAN автомобиля, при этом микропроцессор имеет модуль считывания данных из шины CAN автомобиля, соответствующих запуску силовых агрегатов автомобиля, а также микропроцессор имеет модуль формирования данных в шине CAN автомобиля, соответствующих остановке силовых агрегатов автомобиля. Устройство подключается к шине CAN ТС и блокирует движение с помощью передачи в шину CAN сигналов, не позволяющих ТС двигаться. Описанное в патенте устройство наиболее близко по своей технической сущности к заявленной полезной модели.
Недостатки известного устройства [1] логически вытекают из ее достоинств. В частности, не все ТС имеют в шине CAN команды, способные остановить движение ТС, а некоторые ТС не дают возможность блокировать двигатель через шину CAN при движении, а переводят его работу в аварийный режим. Таким образом, цель - блокировка движения - не достигается. Кроме того, техническая реализация известного устройства [1] возможна исключительно после серьезной исследовательской работы с каждой моделью ТС по отдельности, что выливается в высокую цену для конечного потребителя и делает затруднительным широкий охват рынка ТС.
Несмотря на описанные в патенте [1] недостатки физической блокировки цепей ТС, данный способ является подавляющим в современных системах защиты от угона по причине того, что гарантирует блокировку движения при отсутствии связи по шине CAN. Описанные в патенте [1] способы угона с помощью диагностического оборудования, осциллографа и других специализированных устройств являются не самыми распространенными в силу высоких требований к квалификации угонщика.
Задача полезной модели заключается в создании миниатюрного устройства блокировки движения ТС, осуществляющего надежную связь с управляющим блоком охранного устройства по штатной шине CAN ТС при одновременном снижении стоимости оборудования.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности защиты автомобиля от угона за счет того, что устройство делает невозможным прохождение сигнала в цепи (цепях) ТС, необходимых для его движения, а также в снижении вероятности необходимости адаптации устройства к новым ТС.
Технический результат достигается тем, что электронное устройство для защиты транспортного средства (ТС) от угона, содержащее микроконтроллер, имеющий блок обработки данных из шины CAN, согласно техническому решению, снабжено соединенным с микроконтроллером реле для разрыва или шунтирования цепи ТС.
Кроме того, микроконтроллер может быть соединен с входом (схемой входа) для подключения к цепи зажигания ТС с возможностью обеспечения срабатывания реле при начале эксплуатации ТС при отсутствии связи по шине CAN.
Кроме того, микроконтроллер может быть соединен с акселерометром с возможностью обеспечения срабатывания реле только после начала движения ТС
Кроме того, устройство может иметь разъем USB для обновления встроенного программного обеспечения.
Кроме того, микроконтроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения срабатывания реле на основе косвенных признаков угона при отсутствии связи по шине CAN с управляющим блоком охранного устройство ТС.
На чертеже показана схема предложенного устройства.
Электронное устройство для защиты ТС от угона содержит микроконтроллер 2, имеющий блок 22 обработки данных из шины CAN, и соединенное с микроконтроллером 2 реле 3 любого типа (электромеханическое реле, электронное реле, повторитель на логической схеме и т.п.), предназначенное для разрыва или наоборот шунтирования какой-либо цепи (цепей) ТС, например, цепей датчиков положения коленвала. Устройство имеет выводы 6 для подключения питания. Получая от управляющего блока охранного устройства по шине данных CAN команду на блокирование движения ТС, микроконтроллер 2 переводит встроенное реле 3 в положение «блокировано». При получении команды на разрешение движения микроконтроллер 2 переводит встроенное реле 3 в положение «разблокировано». Вся ответственность за опознавание владельца лежит на управляющем блоке охранного устройства ТС, который реализует те или иные алгоритмы. Встроенная в микроконтроллер 2 энергонезависимая память 21 позволяет устройству запоминать свое предыдущее состояние даже при отключении аккумуляторной батареи, что исключает возможность отключения блокировки путем манипуляций с питанием. Обмен по шине CAN осуществляется двухсторонний шифрованный для исключения подмены злоумышленником управляющего блока. Устройство не имеет разъема и явно выраженного корпуса, что позволяет минимизировать его размеры для установки внутрь жгута проводки ТС. Для защиты электронных компонентов от внешнего воздействия используется широко применяемая в технике термоусадочная трубка, являющаяся недорогой и надежной защитой для миниатюрных устройств. Также возможно капсулирование устройства путем заливки его компаундом, хотя данное решение является менее предпочтительным, т.к. исключает возможность ремонта.
Существует вариант полезной модели, в котором микроконтроллер 2 устройства имеет вход, подключаемый к цепи зажигания ТС (или аналогичной по свойствам) для установления факта начала эксплуатации ТС при заблокированной шине CAN. В этом случае отсутствие связи по шине CAN с управляющим блоком охранного устройства ТС позволяет предположить высокую вероятность угона и принудительно заблокировать движение.
Существует вариант полезной модели, в котором устройство содержит в своем составе соединенный с микроконтроллером 2 акселерометр 4 (одно, двух или трехосевой), который позволяет осуществить блокировку движения ТС только после его начала, для снижения возможности обнаружения блокировки, даже если информация в шине CANo движении отсутствует.
Существует вариант полезной модели, в котором устройство содержит встроенный USB разъем (на схеме не показан), предназначенный для обновления встроенного программного обеспечения микроконтроллера 2, что позволяет адаптировать уже выпущенные устройства под новые ТС непосредственно мастеру-установщику, не отправляя устройство производителю на перепрошивку. Данная опция существенна для государств с большой территорией и просто незаменима при экспортных поставках.
Также возможен вариант полезной модели, в котором при отсутствии связи по шине CAN с управляющим блоком охранного устройства ТС микроконтроллер самостоятельно принимает решение о прерывании цепи (цепей) ТС на основе косвенных признаков угона, таких как, например, начало движения автомобиля притом, что последнее состояние охранной системы, полученное микроконтроллером, было «в охране».
Предлагается миниатюрное устройство блокировки движения ТС, осуществляющее надежную связь с управляющим блоком охранного устройства по штатной шине CAN ТС. В устройстве устранен один из главных недостатков существующих реле - ненадежная, заметная или дорогая линия связи реле блокировки с управляющим блоком охранного устройства и, в то же время, устранен недостаток наиболее близкой полезной модели [1] - неработоспособность при заблокированной шине CAN. Недостаток, связанный с необходимостью проведения значительных исследовательских работ, устраняется тем, что для применения устройства предложенной конструкции достаточно несложной диагностики шины CAN на предмет установления используемого адресного пространства для исключения дублирования адресов. Таким образом, разработка устройства оказывается значительно дешевле известного устройства [1], и для многих новых ТС появляющихся на рынке может не требовать доработок.
Предлагаемое устройство может быть изготовлено на практике при имеющемся уровне развития техники. Более того, заявителем изготовлены и апробированы различные варианты предложенного устройства, в частности «CAN-реле Implant 1A (2×3)» на базе микроконтроллера STM32F303CCT6 фирмы STM и электромеханического реле IM06GR производства ТЕ Connectivity.
Изготовленное устройство выполнило все заявленные функции (в варианте без акселерометра). Варианты с акселерометром не изготавливались, однако, заявитель, как и ряд других компаний, имеет в своем ассортименте реле оснащенные акселерометрами, что позволяет говорить о принципиальной возможности изготовления устройства со всеми заявленными функциями.