CN104590206B - 点火锁控制设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种点火锁控制设备及方法。该设备包括：被动启动控制器，被配置成将包括其身份（ID）信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器；以及点火锁电磁阀控制器，被配置成解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器ID信息进行认证，以及将认证结果返回到被动启动控制器；其中，被动启动控制器还被配置成，在认证结果为认证通过的情况下，向点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令；以及点火锁电磁阀控制器还被配置成，执行所接收的电磁阀控制命令以控制点火锁解锁或闭锁。通过进行被动启动控制器与点火锁电磁阀控制器之间的配对认证，利用加密数据，保证ID信息安全可靠地传递，提升了车辆防盗水平。

Description

点火锁控制设备及方法

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种点火锁控制设备及方法。

背景技术

随着汽车工业的发展和汽车的普及，人们对汽车舒适性、安全性、便利性、智能化的要求日益增加，被动进入与被动启动（PEPS）系统在新车型无线应用中成为一种方案选择。

现有技术中有一些车辆采用旋钮式被动启动方式。在这种被动启动方式中，被动启动控制器与点火锁电磁阀控制器组成局域网。当按下旋钮开关时，PEPS控制器和智能钥匙进行双向认证，双向认证成功后被动启动控制器发送点火锁电磁阀控制器解锁和/或闭锁命令，点火锁电磁阀对命令进行响应使点火开关可以例如从锁定（LOCK）档旋转到ACC档或ON档，或者从ACC档或ON档旋转到LOCK档。

有些技术中，在双向认证成功后，还要执行被动启动器与点火锁电磁阀控制器之间的认证。这可以通过二者之间的通信来完成。然而，现有技术中被动启动器与点火锁电磁阀控制器之间的认证通信一般都未加密。这就给车辆的安全使用留下了隐患。犯罪分子可以通过拦截或破坏被动启动器与点火锁电磁阀控制器之间的通信来获取对点火锁的控制权，从而控制整车运行。

针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备及方法，该设备和方法能够提高车辆的防盗水平。

为了实现上述目的，本发明提供一种点火锁控制设备，该设备包括：被动启动控制器，被配置成将包括其身份（ID）信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器；以及所述点火锁电磁阀控制器，被配置成解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器ID信息进行认证，以及将认证结果返回到所述被动启动控制器；其中，所述被动启动控制器还被配置成，在所述认证结果为认证通过的情况下，向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令；以及所述点火锁电磁阀控制器还被配置成，执行所接收的电磁阀控制命令以控制所述点火锁解锁或闭锁。

可选地，所述被动启动控制器还被配置成，根据所述点火锁的开关档位变化向所述点火锁电磁阀控制器发送认证开始请求；所述点火锁电磁阀控制器还被配置成，响应于所接收的认证开始请求，发送随机数到所述被动启动控制器；以及所述被动启动控制器被配置成，将其ID信息和所接收的随机数加密成加密数据。

可选地，其中当所述点火锁的开关档位从非锁定档变化到锁定档时，所述被动启动控制器还被配置成，不需要进行认证而直接向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令。

可选地，所述被动启动控制器还被配置成通过AES128加密运算生成16字节加密数据；以及所述点火锁电磁阀控制器还被配置成，通过AES128解密运算解密所接收的加密数据。

可选地，其中所述电磁阀控制命令为1字节，该字节的前4位为命令编码，该字节的后4位为所述命令编码的反码。

可选地，其中所述点火锁电磁阀控制器被集成在所述点火锁中。

本发明的另一个方面，提供了一种点火锁控制方法，用于通过被动启动控制器和点火锁电磁阀控制器来控制所述点火锁解锁或闭锁，所述方法包括：所述被动启动控制器将包括其身份（ID）信息的加密数据发送到所述点火锁电磁阀控制器；所述点火锁电磁阀控制器解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器ID信息进行认证，以及将认证结果返回到所述被动启动控制器；所述被动启动控制器在所述认证结果为认证通过的情况下，向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令；以及所述点火锁电磁阀控制器执行所接收的电磁阀控制命令。

可选地，该方法还包括：所述被动启动控制器根据所述点火锁的开关档位变化向所述点火锁电磁阀控制器发送认证开始请求；所述点火锁电磁阀控制器响应于所接收的认证开始请求，发送随机数到所述被动启动控制器；以及所述被动启动控制器将其ID信息和所接收的随机数加密成加密数据。

可选地，方法还包括：当所述点火锁的开关档位从非锁定档变化到锁定档时，所述被动启动控制器不需要进行认证而直接向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令。

可选地，该方法还包括：所述被动启动控制器通过AES128加密运算生成16字节加密数据；以及所述点火锁电磁阀控制器通过AES128解密运算解密所接收的加密数据。

可选地，其中所述电磁阀控制命令为1字节，该字节的前4位为命令编码，该字节的后4位为所述命令编码的反码。

通过上述技术方案，将包括被动启动控制器ID信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器，进行被动启动控制器与点火锁电磁阀控制器之间的配对认证，利用加密数据，保证了ID信息安全可靠地传递，提升了车辆防盗水平。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的点火锁控制设备组成结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的点火锁控制设备的原理示意图；

图3是根据本发明实施方式的点火锁控制方法示例流程图；

图4是根据本发明优选实施方式的点火锁控制方法示例流程图；

图5是根据本发明实施方式的点火锁控制设备实现的信号流示意图；以及

图6是根据本发明实施方式的点火锁控制设备实现的信号流示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明实施方式的点火锁控制设备组成结构示意图。如图1所示的本发明实施方式提供的一种点火锁控制设备100，包括：被动启动控制器102，可以被配置成将包括其身份（ID）信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器104；以及所述点火锁电磁阀控制器104，可以被配置成解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器ID信息进行认证，以及将认证结果返回到所述被动启动控制器102；其中，所述被动启动控制器102还可以被配置成，在所述认证结果为认证通过的情况下，向所述点火锁电磁阀控制器104发送电磁阀控制命令；以及所述点火锁电磁阀控制器104还可以被配置成，执行所接收的电磁阀控制命令以控制所述点火锁200解锁或闭锁。

通过上述技术方案，将包括被动启动控制器ID信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器104，进行被动启动控制器102与点火锁电磁阀控制器104之间的配对认证，利用加密数据，保证了ID信息安全可靠地传递，提升了车辆防盗水平。上述技术方案中，点火锁电磁阀控制器104进行认证可以是将解密出的被动启动控制器ID信息与其预先存储或配对学习的被动启动控制器ID信息进行对比认证。认证结果可以是认证通过或认证失败。当被动启动控制器102接收到认证失败的认证结果时，可以不向点火锁电磁阀控制器104发送电磁阀控制命令。在一个实施方式中，在点火锁电磁阀控制器104返回认证结果之前，还可以对认证结果加密，然后被动启动控制器102接收到加密的认证结果后可以相应地执行解密以读取认证结果。

图2是根据本发明实施方式的点火锁控制设备的原理示意图。如图2所示，在一个实施方式中，被动启动控制器102与点火锁电磁阀控制器104之间可以通过车辆内部总线（例如，速率为19.2kbps的LIN总线）进行通信。被动启动控制器102可以向点火锁电磁阀控制器104提供12V电源和地（GND）。作为举例，如图2所示的点火锁电磁阀控制器104可以包括MCU（微处理器）201、电源202及开关203。其中MCU201可以是通用处理器、单片机等可以执行认证并发送控制指令的元件，并可以包括外围电路以例如执行LIN总线通信。电源202可以是由被动启动控制器102提供的电源，或者独立的电源（例如，电池），用来通过开关203向点火锁电磁阀204供电。MCU201可以通过控制开关203来导通或切断电源202与点火锁电磁阀204之间的电路。在一个实施方式中，点火锁电磁阀控制器104与点火锁200是分离的元件，可以通过导线将点火锁电磁阀控制器104与设置在点火锁200中的点火锁电磁阀204相连。在另一个实施方式中，点火锁电磁阀控制器104可以被设置在点火锁200内部，例如，将点火锁电磁阀控制器104集成在点火锁200中。这样可以防止以断开点火锁电磁阀控制器104与点火锁电磁阀204之间的导线的方式控制点火锁200的行为。

在一个实施方式中，点火锁电磁阀控制器104所接收的电磁阀控制命令可以是，例如解锁或闭锁。这样，点火锁电磁阀控制器104可以根据接收到的解锁或闭锁命令，控制点火锁电磁阀204线圈的通电状态，以控制点火锁200解锁或闭锁。在一个实施方式中，点火锁电磁阀204在不通电时为释放状态，此时点火锁200闭锁。在此实施方式中，当点火锁电磁阀204线圈通电时，点火锁电磁阀204吸合，使点火锁200解锁。

在一个实施方式中，所述被动启动控制器102还可以被配置成，根据点火锁200的开关档位变化向点火锁电磁阀控制器104发送认证开始请求；点火锁电磁阀控制器104还可以被配置成，响应于所接收的认证开始请求，发送随机数到被动启动控制器102；以及被动启动控制器102可以被配置成，将其ID信息和所接收的随机数加密成加密数据。

点火锁可以有多个开关档位，例如，包括但不限于LOCK档、ACC档、ON档以及START档。所述开关档位变化可以是在上述档位之间变化。例如，当开关档位从ACC档变化到LOCK档时，被动启动控制器102可以向点火锁电磁阀控制器104发送认证开始请求以开始认证过程。

上述的点火锁电磁阀控制器104发送的随机数（或称为种子）可以是，例如小于或等于8字节的任意数。被动启动控制器102可以将其ID信息和所接收的随机数加密成加密数据（例如，16字节加密数据，其中加密后的ID信息和随机数各占8字节），然后发送加密数据到点火锁电磁阀控制器104。在解密数据后，这时，点火锁电子阀控制器104可以对比其之前发送的随机数和解密出的数据中包含的随机数来确定加密数据是安全的。这里的安全可以指数据具有完整性，以保证数据传输过程中没有被篡改。

在一个实施方式中，当所述点火锁200的开关档位从非锁定档（例如，ACC档或ON档）变化到锁定档（即LOCK档）时，所述被动启动控制器102还被配置成，不需要进行认证而直接向所述点火锁电磁阀控制器104发送电磁阀控制命令。

由于在开关档位被置于非锁定档之前会（例如，在从锁定档变化到非锁定档时）执行上述被动启动控制器102和点火锁电磁阀控制器104之间的认证过程，故当使开关档位从非锁定档回到锁定档时可以默认已经经过了认证。因此，在一个实施方式中，如果将点火锁开关档位从锁定档到非锁定档再回到锁定档视为一个循环，则每个循环可以仅在从锁定档到非锁定档（即循环开始）时执行上述认证过程。这样可以实现点火锁200对电磁阀控制命令的快速响应，以适应可能的对点火锁电磁阀204频繁的解锁、闭锁需求。

在一个实施方式中，被动启动控制器102可以被配置成通过AES128加密运算生成16字节加密数据；以及相对应地，点火锁电磁阀控制器104可以被配置成，通过AES128解密运算解密所接收的（例如，16字节）加密数据。

在上述的实施方式中，电磁阀控制命令可以为1字节，该字节的前4位为命令编码，该字节的后4位可以为所述命令编码的反码。其中，前4位和后4为可以是无符号数。可以利用该字节的前4位和后4位之间的按位取反关系进行命令编码校验，以保证电磁阀控制命令被正确送达。

图3是根据本发明实施方式的点火锁控制方法示例流程图。如图3所示，本发明的实施方式提供了一种点火锁控制方法，可以用于通过图1或图2中示出的被动启动控制器102和点火锁电磁阀控制器104来控制点火锁200解锁或闭锁。点火锁控制方法可以包括：S302，被动启动控制器102将包括其身份（ID）信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器104；S304，点火锁电磁阀控制器104解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器ID信息进行认证，以及将认证结果返回到被动启动控制器102；S306，被动启动控制器102在所述认证结果为认证通过的情况下，向点火锁电磁阀控制器104发送电磁阀控制命令；以及S308，点火锁电磁阀控制器104执行所接收的电磁阀控制命令。通过上述技术方案，将包括被动启动控制器ID信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器104，进行被动启动控制器102与点火锁电磁阀控制器104之间的配对认证，利用加密数据，保证了ID信息安全可靠地传递，提升了车辆防盗水平。

图4是根据本发明优选实施方式的点火锁控制方法示例流程图。在一个优选的实施方式中，上述方法还可以包括：S300，被动启动控制器102根据点火锁200的开关档位变化向点火锁电磁阀控制器104发送认证开始请求；S301，点火锁电磁阀控制器104响应于所接收的认证开始请求，发送随机数到被动启动控制器102；以及S402，被动启动控制器102将其ID信息和所接收的随机数加密成加密数据（例如，利用AES128加密运算生成的16位加密数据）并将加密数据发送到点火锁电磁阀控制器104。此外，在S308，点火锁电磁阀控制器104执行所接收的电磁阀控制命令之后，该方法还可以包括S310，点火锁电磁阀控制器104将命令执行结果返回到被动启动控制器102，以向后者进行反馈。

在一个实施方式中，上述方法还可以包括：当点火锁200的开关档位从非锁定档变化到锁定档时，被动启动控制器102不需要进行认证而直接向点火锁电磁阀控制器104发送电磁阀控制命令。

图5是根据本发明实施方式的点火锁控制设备实现的信号流示意图，其中示出了根据本发明实施方式的点火锁控制设备可以实现的示例的加密认证过程。如图5所示，被动启动控制器102和点火锁电磁阀控制器104之间可以实现以下过程：

1.当点火锁在锁定档时被按下旋钮开关，被动启动控制器102及点火锁电磁阀控制器104从休眠状态中被唤醒；

2.被动启动控制器102通过LIN总线发送认证请求消息；

3.点火锁电磁阀控制器104在接收到认证请求消息后，通过LIN总线发送加密认证所需的随机数；

4.如果被动启动控制器102收到点火锁电磁阀控制器104发出的随机数，并且此时被动启动控制器102和智能钥匙的无线认证已经通过，被动启动控制器102将对收到的随机数连同其ID、密钥码（ESK）进行AES128加密运算；

5.被动启动控制器102将加密后的包括其ID和随机数的加密数据通过LIN总线发送给点火锁电磁阀控制器104；

6.点火锁电磁阀控制器104接收到加密数据后，以同样的加密算法（即AES128）对数据进行解密，并对数据进行对比，若对比成功则认证成功，若对比失败则认证失败；以及

7.点火锁电磁阀控制器104在认证后发出认证结果消息以通知被动启动控制器102认证是否成功。

上述过程中，由被动启动控制器102发送的由加密后的其ID和随机数组成的数据可以为16字节，其中，这16字节可以是例如：前8字节为加密后的ID，后8字节为加密后的随机数。由于通过LIN总线可以每次发送8字节的消息，因此上述16字节数据可以分两帧发送，两帧可以由LIN的消息ID区分。AES128加密运算所使用的ESK可以是被动启动控制器102和点火锁电磁阀控制器104在下线时通过学习的方式被预先存储或匹配写入的一对16字节的ESK。

图6是根据本发明实施方式的点火锁控制设备实现的信号流示意图，其中示出了根据本发明实施方式的点火锁控制设备可以实现的示例的点火锁电磁阀控制命令传送过程。如图6所示，被动启动控制器102和点火锁电磁阀控制器104之间可以实现以下过程：

1.在加密认证已经通过的情况下，被动启动控制器102可以对点火锁电磁阀控制器104发出解锁和/或闭锁的命令；

2.点火锁电磁阀控制器104执行解锁和/或闭锁的命令；以及

3.点火锁电磁阀控制器104向被动启动控制器102返回命令执行结果。

上述过程中传送的电磁阀控制命令为1字节。其中，前4位表示解锁、闭锁的命令编码（CMD），例如，可以用0010表示解锁，用0001表示闭锁。后4位是命令编码的反码即，对表示解锁的0010取反为1101，对表示闭锁的0001取反为1110。

如上所描述的，通过本发明提供的设备和方法，采用16字节加密数据来认证被动启动控制器和电磁阀控制器，能够使身份认证与信息传递更可靠，能够实现对电磁阀频繁解锁、闭锁需求的更迅速响应，以及从本质上提高了车辆的防盗安全性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将在点火锁电磁阀控制器104中进行认证改变为在被动启动控制器102。这样，在点火锁电磁阀控制器104中可以将接收到的加密数据解密后把解密出的被动启动控制器ID发送回被动启动控制器102，然后由后者对接收到的ID与其自己的ID进行比对认证。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种点火锁控制设备，该设备包括：

被动启动控制器，被配置成将包括其身份(ID)信息的加密数据发送到点火锁电磁阀控制器；以及

所述点火锁电磁阀控制器，被配置成解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器身份(ID)信息进行认证，以及将认证结果返回到所述被动启动控制器；其中，

所述被动启动控制器还被配置成，根据所述点火锁的开关档位变化向所述点火锁电磁阀控制器发送认证开始请求；

所述点火锁电磁阀控制器还被配置成，响应于所接收的认证开始请求，发送随机数到所述被动启动控制器；

所述被动启动控制器被配置成，将其身份(ID)信息和所接收的随机数加密成加密数据；

所述被动启动控制器还被配置成，在所述认证结果为认证通过的情况下，向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令；以及

所述点火锁电磁阀控制器还被配置成，执行所接收的电磁阀控制命令以控制所述点火锁解锁或闭锁。

2.根据权利要求1所述的设备，其中当所述点火锁的开关档位从非锁定档变化到锁定档时，所述被动启动控制器还被配置成，不需要进行认证而直接向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述被动启动控制器还被配置成通过AES 128加密运算生成16字节加密数据；以及

所述点火锁电磁阀控制器还被配置成，通过AES 128解密运算解密所接收的加密数据。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述电磁阀控制命令为1字节，该字节的前4位为命令编码，该字节的后4位为所述命令编码的反码。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述点火锁电磁阀控制器被集成在所述点火锁中。

6.一种点火锁控制方法，用于通过被动启动控制器和点火锁电磁阀控制器来控制所述点火锁解锁或闭锁，所述方法包括：

所述被动启动控制器根据所述点火锁的开关档位变化向所述点火锁电磁阀控制器发送认证开始请求；

所述点火锁电磁阀控制器响应于所接收的认证开始请求，发送随机数到所述被动启动控制器；

所述被动启动控制器将其身份(ID)信息和所接收的随机数加密成加密数据发送到所述点火锁电磁阀控制器；

所述点火锁电磁阀控制器解密所接收的加密数据，根据预先存储的信息对所解密出的被动启动控制器身份(ID)信息进行认证，以及将认证结果返回到所述被动启动控制器；

所述被动启动控制器在所述认证结果为认证通过的情况下，向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令；以及

所述点火锁电磁阀控制器执行所接收的电磁阀控制命令。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，方法还包括：当所述点火锁的开关档位从非锁定档变化到锁定档时，所述被动启动控制器不需要进行认证而直接向所述点火锁电磁阀控制器发送电磁阀控制命令。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：

所述被动启动控制器通过AES 128加密运算生成16字节加密数据；以及

所述点火锁电磁阀控制器通过AES 128解密运算解密所接收的加密数据。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述电磁阀控制命令为1字节，该字节的前4位为命令编码，该字节的后4位为所述命令编码的反码。