CN1158201C - 防止汽车被盗窃的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种防止车辆被盗窃的方法和装置，利用载有ID的应答器的钥匙和钥匙筒，后者适合于接收该钥匙并具有将电力提供给应答器和接收来自应答器返回的ID信号的天线。这一系统允许容易地校正不正确设定的原始ID或者新钥匙或者旧的主钥作为新的主钥简单替换到由于缺陷必须替换锁筒的车辆中。此外，提供一保持电路，允许原动机继续操作，直至已识别钥匙被取出，不管控制器的情况如何。

Description

防止汽车被盗窃的方法和装置

本发明涉及防止汽车被盗窃的方法，尤其涉及锁定动力车的改进方法和装置。

现在许多动力车都采用锁定系统，该系统包括不仅对转鼓进行锁定的而且载有内藏应答器(transponder)的钥匙，应答器与装在车上并作为锁定机构的一部分的接收器一起工作，从而包含特定的ID码。当钥匙插入锁筒中时，应答器给装置发送一信号给并对其ID进行检测。如果未对适当的ID登记，那么，即使钥匙能够在锁筒内转动，用户也不可能启动发动机，因此能够防止盗窃。

尽管有几种锁定机制在防止盗窃中是极有价值的，但是由于它们必须以电学方式连续地识别存在于点火系统中的钥匙，电学系统中的电学故障或噪声会引起触发机构断开连接。即使含有重新设定功能，其中断时间间隔期间，发动机将停止运行，这不仅会造成不舒适而且还具有一定的潜在危险。

因此，本发明的主要目的是提供这样一种锁定系统，只要合适钥匙已经打开开关并保持在点火系统中，发动机将不停止运行除非直至钥匙被正确地取出。

本发明以防止车辆被盗窃的方法和车辆上的钥匙锁定系统实现的，该系统包括装在车上的钥匙筒和控制器以及可插入钥匙筒中以便打开主开关以驱动车辆的原动机(prime mover)的钥匙。钥匙具有内藏应答器，它包含当钥匙插入钥匙筒中时由控制器感测的该钥匙的ID码。只有当应答器所检测的ID码与已经登记在控制器中的ID码相一致时才允许原动机操作。

根据执行本发明的方法，在打开条件下维持使原动机操作的动力，直至所识别的钥匙关断为止，而不管控制器的情况。

根据所描述的这种钥匙锁定系统，在打开条件下维持使原动机操作的动力，直至所识别的钥匙关断为止，而不管控制器的情况。

图1是表明车辆主要部件的部分示意图，车辆含有按照本发明操作和构造的锁定系统。

图2是与图1部分相似的示意图，但是更详细地表明钥匙、钥匙筒和控制器之间的关系。

图3是表明在工厂如何初始设定机构以及如何能够完成钥匙的一次新登记的流程，它与系统中使用的各种钥匙相关。

图4是表明按照通常使用时的操作的流程图。

图5是表明如何按照通常登记实践实现主钥的登记以及主钥的重新设定的流程图。

图6是表明当钥匙筒被替换时装置如何对作为主钥使用的钥匙进行重新登记的过程图。

图7是即使在盗窃威慑系统的中发生电子问题仍维持原动机操作的过程图。

图8和9是表明按照本发明如何遵循各种操作条件及其操作的描述的表。

现在详细地参考附图，先参考图1和2，这两幅图示意性地示出采用本发明的并按照本发明的一个实施例操作的钥匙系统。在图1中，示意性地示出了系统以及车辆，车辆由原动机提供动力，原动机示意性表示为内燃机，由参考标号11一般表示，但是可以包括诸如电动机、燃料电池等的其它原动机。车辆可以是陆上车辆，如汽车和摩托车或任何其它类型的陆上、水上或空中车辆。

原动机11的操作基本上在锁定系统的功能控制之下，锁定系统包括钥匙(由参考标号12表示)和钥匙筒(由参考标号13表示)。钥匙12基本上包括通常钥匙部分14和装在其底座部分的应答器15，应答器15具有内藏ID码。以下的描述将说明诸如主钥(master key)、辅钥(sub-key)和白坯钥匙(all clearkey)的许多钥匙，它们具有特定的功能，当主钥被替换或者钥匙筒被替换时按照本发明允许并简化重新设定主钥或辅钥。

钥匙筒13除了具有由钥匙12的钥匙部分14操纵的通常转鼓部分外，还包括天线形式的ID信号接受装置，天线发送和接收来自插入钥匙12的应答器15的信号。然后天线将其读出的钥匙ID码的信号输出给控制器(由参考标号16一般表示)，它具有许多相关部件，其中一个部件与主开关17相关，钥匙筒13在有合适钥匙转动时用以下将描述的方式操纵主开关17。

ID码从钥匙筒13的天线线圈发送到ID读出电路(由参考标号18表示)，它将其信号输出给CPU单元19。CPU单元19确定插入钥匙的ID码与已经存储的特定码的比较结果以及以下设定的其它功能。

CPU单元19还接收来自电学可擦程序只读存储器(EEPROM)(由参考标号21表示)的信息，它以以下将描述的方式存储了特定的ID码。基于钥匙12在钥匙筒13中旋转的功能，动力源电路22被打开，允许主开关17开启并将电力源从电池23发送到控制器16。

如果使用了合适钥匙，还允许将信号从CPU单元19发送到点火电路24，从而允许发动机11的火花塞25的激励。如果采用电动机作为原动机，点火电路24将包括例如通过脉宽调制器件的方法将电力发送到电动机使其工作的开关。

另外，装置可以包括安装在车辆的适当部位中的显示部分26，供操作者观看，以及显示特定的信息，将在下面描述。消息可以包括诸如速度的车辆操作条件诸如速度和/或安全性条件。

现在参考图2，该图更详细地示出了与控制原动机11的操作的CPU单元19和控制器相关的单元。钥匙筒13的天线出现在这幅图中，被由参考标号27表示，正如以上所述，它将其信号输出给控制器16的ID读出电路18。然后将这一输出发送给CPU单元19，它包括对从应答器15到天线27的ID码进行解码的ID确定电路28、具有从CPU 19的易失性存储器删除所有ID的功能的ID删除部分29、建立新的ID登记作为已识别和已批准ID的ID登记部分31和定时器部分32，用途将要描述。

电源电路22包括自保持部分33，在钥匙操纵的主开关17被关闭后它维持电源接通CPU，经过预定时间间隔后重新打开。正如从图中看出的，主开关17可以被实际装入到钥匙筒13中。控制器16还包括保持电路34，其功能是使点火电路24在一段时间周期内保持在工作模式中直至切断已识别钥匙后打开主开关17。这防止万一在电噪声或者如果电流源波动中会出现的不稳定运行。

在这幅图中EEPROM 21表示在存储器中。

应当注意，点火电路24不仅包括假设插入正确钥匙并打开则允许开始原动机11的操作的装置，而且具有如果未插入合适钥匙并转动则禁止开始原动机11的操作的功能。

现在参考图3，这幅图示出采用的不同类型的钥匙和它们在主钥的初始登记期间和辅钥的用户登记以及万一在钥匙丢失或钥匙筒13被替换或由于任何原因必须使用新的主钥时重新登记期间的功能。

前面已经说到，有白坯钥匙、主钥和辅钥，图中示出每种钥匙，白坯钥匙由参考标号12-1表示。主钥有一个应答器，它不是钥匙，所以不能在钥匙筒13中转动。在这个实施例中还提供一个在线登记主钥12-2，其作用既能够作为主钥登记又能够用作对辅钥进行删除或登记。此外，在换锁时，可以使用这个钥匙删除所有的ID，将在下面描述。这一钥匙在14处作为钥匙，所以它能够以下面将描述的方式在钥匙筒13中旋转。

用户登记钥匙包括如上所述的主钥12-2和以12-3和12-4表示的两个辅钥(1和2)。这些钥匙12-2、12-3和12-4都具有相同的钥匙部分14，但是在其各自的应答器中具有不同的ID。此外，辅钥12-3和12-4并不具有删除数据的能力。

从左到右时，在这幅图的上部的最后部分表明一种已经丢失的钥匙的重新登记的情况，这个丢失钥匙是辅钥12-4，被新的辅钥12-5替代。辅钥12-5在其功能上与所有其它辅钥相同，正如以上所描述。

现在参考该图的下部，图中示出点火单元存储器，正如图2所示，它包括主点火单元24和存储器部分21，后者包括具有可重写部分和固定非可擦部分的EEPROM。白坯钥匙的功能是清除维持的所有的主和辅ID，这是通过仅将白坯钥匙12-1插入到点火钥匙筒13中而操作的。当这么做时，所有的可擦存储器被清除，而所有的空白固定数据被保持在原位。

希望主钥12-2是主人掌握的主钥，以下面将描述的方式将其插入钥匙筒13中，使主钥代码存储在可重写存储器中。

在插入了该钥匙后，然后以将要描述的方式将辅钥1和2(12-3和12-4)插入到钥匙筒13中，这些钥匙被登记在可重写存储器中。

在钥匙丢失后可以进行的钥匙重新登记中，首先将主钥插入，从而清除以前已登记辅钥的存储器，然后可以对有待使用的所有辅钥进行登记。这和包括辅钥1(12-3)的重新登记和新的辅钥2(12-5)的登记。

从图4开始现在将描述各种控制过程，图4示出通常使用中的操作。假设操作者或者车辆的主人分开掌握主钥以及在通常操作中将使用辅钥中的一把。因此将按照如下步骤进行操作，在步骤S1，用诸如12-2或12-3的辅钥打开主开关。当这么做时，在步骤S2激励动力源电路22，将电能量输出到ID读出电路18和钥匙筒13的天线。然后激励应答器并输出其ID码，在步骤S3将其与CPU19中的已登记ID码进行比较。然后，在步骤S4作出比较，如果插入钥匙为登记钥匙，那么在步骤S5点火电路24允许点火，在步骤S6启动发动机，从而行驶。这时显示器26的固定不动部分35(图1)不驱动或照明。

然而，如果在步骤S4确定插入钥匙号码不等于已登记钥匙号码或者不可能读出插入钥匙的ID，在开关被打开后的5秒钟内，步骤S7的程序确定这一时限是否已期满。如果不是，程序重复进行，显示器26的固定不动部分35被恒定照明。

然而，如果5秒的时间已经消逝，以及这一时间的重要性以后将变得明显，那么，程序进行到步骤S8，这里禁止点火。在步骤S9，发动机启动失能，固定不动显示短时间闪烁，例如1秒。因此，在通常操作中，系统作出比较，确认插入和切换钥匙是已登记钥匙，如果是，启动点火和原动机操作。如果不是在预定时间周期，如给出的5秒内，不可能启动原动机11操作者被警告。

图5示出正如图3第二视图所表示的在工厂对新的主钥编程时或者在发生该图右侧所示的重新登记时控制过程。

该过程的第一部分是新车辆的在线登记，它从步骤S11开始，在步骤S11用主钥打开主开关。这是在白坯钥匙已经被插入和取出后进行的，正如在讨论图3过程中所表示的。当在步骤S12将这一主钥12-2放入钥匙筒13中并打开主开关时，由ID读出电路读出新钥匙的ID。这时显示器35不照明。

此时，在步骤S13主数据将这一新钥匙登记在EEPROM 21中，具体是在固定存储器中。然后，在步骤S14能够进行原动机的点火或启动。点火不可能立即进行，可以作几次重新登记。这部分是由于必须开始对主钥的应答器15充电所致。因此，显示器35缓慢闪烁，直至完成登记，然后显示器35被关闭。

然后，在步骤S16，关闭主开关，这通常完成原始登记。然而，当保持电路33(图2)维持电力时，存在一短暂时间延迟。在主开关被关闭后这么做诸如10秒的时间周期。因此，装置电源保持在维持状态。然而，这一时间通常在初始登记下用光，没有任何进一步登记。

然而，如果需要对新的钥匙登记，那么在步骤S16关闭主开关后程序进行到步骤S17，使定时器运行并确定10秒时间延迟是否已经消逝。如果是，程序在步骤S18被切断，能够作新的登记。

然而，如果在步骤S17确定主开关仍然打开，10秒时间还没有用完，那么程序继续到步骤S19，以促使重新登记的可能性，校正错误主钥的错误登记。这只是能够对付错误登记的一个例子。

然后，在步骤S19，如果在10秒时间用完前插入诸如钥匙12-2的白坯钥匙，程序继续到步骤S20，从而读出插入钥匙的ID。如果插入钥匙的ID是预先编程到固定数据中的一个ID，那么，在步骤S21删除所有已登记ID。然后，程序继续到步骤S22，这里取出该白坯钥匙，程序返回到步骤S11，从而允许设定新的主钥。因此，当在原始在线登记中存在主钥的错误登记时可利用这一过程。

现在通过具体参考图6描述在替换钥匙筒13时重新设定主钥的例行程序。程序从步骤S31开始，当用未登记过的新钥匙打开主开关时便开始步骤S31。然后，在步骤S32，通过接收来自应答器15的发送信号将插入钥匙的ID读到通信电路和ID读出电路18。

然后，在步骤S33，将插入钥匙的ID与已登记钥匙的ID进行比较。然后程序继续到保持模式，这里在步骤S34定时器设定主开关被打开后的5秒的时间间隔，给出显示器26上的指示，表示操作显示部分连续照明。

如果5秒间隔没有消逝，程序重复返回到步骤S32，然而，如果步骤S34确定5秒延迟已经用完，那么程序继续到步骤S35，阻止原动机的操作，以相对缓慢的间隔，例如2秒，打开闪烁灯。

然而，如果在步骤S36主开关关闭并且已经取出新钥匙，程序继续到步骤S37，确定主开关17已经关闭后10秒时间间隔是否已经过去。如果已经过去，程序继续到步骤S38，关闭电源电路22。

然而，如果在步骤S3710秒的时间限制未用完，程序继续到步骤S39，确定是否插入白坯钥匙或旧钥匙。如果没有，程序重复返回到步骤S37，直至时限已经用完，然后在步骤S38切断电力或者在步骤S39再次检查插入的新钥匙为止。

然后程序继续到步骤S49，是否已经插入白坯钥匙或者过去登记的主钥，这里读入插入钥匙的ID。然后，程序继续到步骤S41，从EEPROM 21删除所有已登记ID的ID码。

然后，在步骤S42，取出已经插入的白坯钥匙或者旧主钥。然后，程序继续到步骤S43，这里插入待登记的新钥匙。这可以是辅钥中的一把。当插入这个新钥匙时，程序继续到步骤S44，这里读出新钥匙的ID。然后，程序继续到步骤S45，将该新钥匙登记为主钥。然后程序继续到步骤S46，这里允许点火，接着在步骤S47，将关闭主开关，程序终止。

正如以上所述，可能会发生一种情况，即在车辆行驶期间产生的电学噪声会引起计算机19重新设定和重新启动从起点开始的操作。此外，这一情况的发生可能是由于电源电压的暂时中断或偏差而造成的。换句话说，如果这些情况发生，计算机必须再次确定或验证钥匙12的ID码。这会导致发动机在短时间周期内的错误点火和/或发动机速度的减低。无论如何，这将产生车辆及其乘客的不舒适感。

因此，提供保持电路34，它使点火电路24维持在使能条件下直至插入钥匙在锁筒中旋转而关闭为止。这一例行程序可以在图7中看出，这是表明操作的另一个流程图。这一程序从步骤S51开始，这时通过打开主电源电路22而打开初始电源。然后，如果ID读出电路18表明读出ID是已经登记的ID，那么程序在步骤S52作这一比较，假设钥匙是正确钥匙，在步骤S53使点火电路点火。然后在步骤S54由保持电路34保持这一信号。然后在步骤S55程序继续到通常发动机控制。

在通常发动机控制期间，装置继续监测主开关17的条件，只要钥匙12离开其在步骤S56确定的打开状态，程序继续重复。然而，如果在步骤S56发现钥匙已经被关闭，在步骤S57开始保持电路34的关闭。然而，在完成这一停止操作前，程序继续到58，确定开关被关闭后是否已经经过预定时间。这一时间可以设定在任何所需值上。在这一时间期间，如果需要重新设定ID，以以前在步骤S59所描述的方式能够进行这。然后在步骤S60关闭电源，发动机在这时基本上被停止。

图8和9的表表明了各种不同的操作情况，综合了以前已经陈述的情况。由于这两张图是自示例性的，相信不必重复对其描述，本领域专业技术人员将会理解如何实现这些过程以及在这些过程期间做了什么。

因此，从以上描述显然可知，对系统已经作了揭示和描述，它允许如果最初没有对所有钥匙进行登记，可设定新钥匙和登记，或者在替换主开关的地方可对系统更新，避免需要产生新钥匙，或者对现有钥匙的改动从而于新开关的ID相匹配。此外，无需用复杂过程，允许对错误登记进行校正。再有，系统避免由于电学噪声或供应电力中偏差造成的原动机操作不均匀的可能性。当然，以上的描述只是本发明的较佳实施例，可以作出各种变化和改进，而不背离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防止车辆被盗窃的方法，包括提供装在车体上的钥匙筒和控制器，可插入所述钥匙筒中的钥匙，用以打开主开关，以及所述钥匙内的内藏应答器，用于当所述钥匙插入到所述钥匙筒中时识别所述钥匙的ID码，当所述应答器所识别的ID码与所述控制器中已登记的ID码一致时允许发动机启动，所述方法包括以下步骤：

读出访问所述钥匙筒的钥匙的ID码；

确定读出的ID码是否已登记在存储器中并且当该ID码已经被登记时输出一点火准许信号；

将所述点火准许信号保持在保持电路中直至所述主开关被关闭为止；

按照所述保持电路中所保持的点火准许信号由发动机控制装置控制所述发动机，所述发动机控制装置包括一点火电路，

其特征在于所述点火准许信号从所述保持电路被直接输入到所述点火电路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将一个以上钥匙的ID码登记在所述存储器中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的已登记的ID码中至少有一个是辅钥的ID码。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述的已登记的ID码中的一个是主钥的ID码，所述主钥可用于擦除已登记的辅钥的ID码。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的已登记的ID码中的一个是白坯钥匙的ID码，所述白坯钥匙可用于擦除除所述白坯钥匙ID码以外的其他已登记ID码。

6.一种防止车辆被盗窃的装置，包括提供装在车体上的钥匙筒和控制器，可插入所述钥匙筒中的钥匙，用以打开主开关，以及所述钥匙内的内藏应答器，用于当所述钥匙插入到所述钥匙筒中时识别所述钥匙的ID码，当所述应答器所识别的ID码与所述控制器中已登记的ID码一致时允许发动机启动，所述装置包括：

存储器，所述钥匙的ID码被登记在该存储器中；

ID读出电路，用于读出访问所述钥匙筒的钥匙的ID码；

ID确定部分，用于确定由所述ID读出电路读出的ID码是否已登记在存储器中并且当该ID码已经被登记时输出一点火准许信号；

保持电路，用于保持所述点火准许信号直至所述主开关被关闭为止；以及

发动机控制装置，用于按照所述保持电路中所保持的点火准许信号控制所述发动机，所述发动机控制装置包括一点火电路，

其特征在于所述点火准许信号从所述保持电路被直接输入到所述点火电路。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：一个以上钥匙的ID码被登记在所述存储器中。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的已登记的ID码中至少有一个是辅钥的ID码。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于：所述的已登记的ID码中的一个是主钥的ID码，所述主钥可用于擦除已登记的辅钥的ID码。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述的已登记的ID码中的一个是白坯钥匙的ID码，所述白坯钥匙可用于擦除除所述白坯钥匙ID码以外的其他已登记ID码。

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