SK1032018U1 - Zariadenie na ochranu vozidiel s bezkľúčovým systémom - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týka zariadenia na ochranu vozidiel s bezkľúčovým systémom, ktorého podstata spočíva v tom, že do kľúča (1) na ovládanie vozidla je zabudovaný elektronický čip (3) s pohybovým snímačom na odpojenie elektroniky kľúča (1) od batérie (2). Elektronický čip (3) je vybavený algoritmom vychádzajúcim z detekcie pohybu kľúča (1) na zabránenie zneužitia kľúča (1). Elektronický čip (3) je nedeštruktívne zabudovaný do kľúča (1) na ovládanie vozidla a je možné ho kedykoľvek vybrať a uviesť kľúč (1) do pôvodného stavu.

Description

Technické riešenie sa týka modifikácie elektronického kľúča motorových vozidiel vybavených bezkľúčovým systémom za účelom zvýšenia ochrany vozidla proti neoprávnenému vstupu do vozidla alebo samotnej krádeži vozidla.

Doterajší stav techniky

Motorové vozidlá, hlavne luxusnejšie značky, využívajú veľké množstvo podporných elektronických systémov zjednodušujúcich užívateľovi prevádzku vozidla. Jedným z nich je bezkdúčový systém KESSY (Keyless Entry Start and Exit System), ktorý slúži pre komfortné ovládanie vozidla. Systém bezdrôtovo rozpozná autorizovaného užívateľa, umožní mu odomknutie dverí, naštartovanie vozidla a uzamknutie vozidla bez akejkoľvek potreby ovládať kľúč s diaľkovým ovládaním a jeho vkladaním do spínacej skrinky vozidla. Tento systém však so sebou prináša veľké bezpečnostné riziko, ktoré vývojári objavili, a skonštruovali zariadenie, ktoré slúži na veľmi jednoduché otvorenie a prípadne krádež vozidla. Toto zariadenie, nazvané napríklad Q-Key Keyless Scaner nebo Keyless range extender možno objednať a kúpiť na internete.

Základný princíp bezklúčového systému KESSY vychádza z dvojice rádiových komunikačných kanálov medzi kľúčom a vozidlom. Vozidlo je vybavené niekoľkými anténami pre komunikáciu z vozidla do kľúča. Antény sú umiestnené v exteriéri, napríklad v kľučkách dverí, vonkajších zrkadlách a v interiéri vozidla. Obyčajne sa jedná o prenos na kmitočte 125 kHz z dôvodu jednoduchej realizácie obmedzeného dosahu do niekoľkých metrov od vozidla a prijímača v kľúči s veľmi nízkou spotrebou energie. Prenos z vozidla do kľúča nastáva napríklad na základe podnetu, zvyčajne dotykom kľučky alebo stlačením tlačidla pre štart motora. Povel do kľúča je odoslaný prostredníctvom antény v interiéri a exteriéri vozidla. Na základe podnetu k overovaniu a príjmu povelu z antén interiéru alebo exteriéru vozidla rozpozná systém, či je kľúč vnútri vozidla alebo vonku. Odpoveď z kľúča do vozidla je zvyčajne v pásme 434 nebo 868 MHz. Tento kanál je zároveň využívaný pre ovládanie centrálneho zamykania po stlačení príslušného tlačidla na kľúči. Dosah ovládania je niekoľko desiatok metrov.

Systém pracuje autonómne, bez akéhokoľvek ovládania zo strany užívateľa. Dotykom kľučky vyšle vozidlo povel do kľúča, ktorý je napríklad v taške užívateľa, oprávnený kľúč povel prijme, odpovie vozidlu druhým rádiovým kanálom a vozidlo odomkne dvere. Podobne vo vnútri vozidla, po stlačení tlačidla START, vyšle vozidlo povel kľúču, ten odpovie a aktivuje sa motor.

KESSY extender je zariadenie, ktoré výrazne predĺži dosah komunikácie medzi vozidlom a kľúčom, hlavne kanála z vozidla do kľúča, zvyčajne na kmitočte 125 kHz, zo vzdialenosti jednotiek metrov na desiatky metrov. Krádeže vozidiel s použitím KESSY extenderu sú zdokumentované zábermi z priemyslových kamier na internete. Jedná sa zvyčajne o veľmi drahé vozidlá renomovaných značiek. KESSY extender sa skladá z 2 jednotiek, prvá je umiestnená pri vozidle, druhá čo najbližšie kľúču vozidla, u majiteľa, vo vzdialenosti zvyčajne do 500 m od vozidla. Po dotyku kľučky vyšle vozidlo signál do kľúča, ktorý je mimo štandardného dosahu vozidla, tento signál prijme jednotka extenderu pri vozidle, premení ho na inv signál a prenesie na veľkú vzdialenosť k druhej jednotke extenderu. Druhá jednotka extenderu umiestnená do niekoľkých metrov od kľúča, vo vzdialenosti napríklad 200 metrov od vozidla, prijme signál z prvej jednotky extenderu a premení ho naspäť na rovnaký signál, ktorý vysiela vozidlo. Kľúč rozpozná správny signál vozidla a odpovie druhým rádiovým kanálom, zvyčajne 434 nebo 868 MHIz. Druhá jednotka extenderu signál zachy tí, znovu premení na iný signál, prenesie naspäť do prvej jednotky extenderu pri vozidle a ten ho premení na pôvodný signál kľúča, zvyčajne 434 alebo 868 MHz. Týmto je úspešne dokončený proces autorizácie a vozidlo sa odomkne, stlačením tlačidla START sa všetko opakuje, naštartuje motor a behom niekoľkých sekúnd je možné uviesť vozidlo do pohybu. Niektoré vozidlá po naštartovaní motora kontrolujú za určitých podmienok prítomnosť kľúča v kabíne. Ak vozidlo zistí, že kľúč chýba, zobrazí hlásenie na displeji vozidla, nikdy však nedôjde k zastaveniu motora z dôvodu bezpečnosti. Odcudzené vozidlo odíde do miesta kde je mu elektronicky preprogramovaná riadiaca jednotka, nahrané nové kľúče a ďalej je štandardne využívané.

V/hodou extenderu je možnosť výrazného zvýšenia dosahu prvého kanálu medzi extenderom a kľúčom, zvyčajne 125 kHz, zo vzdialenosti niekoľkých metrov na niekoľko desiatok metrov. To umožní zneužiť kľúče umiestnené i vnútri objektu extenderom umiestneným mimo objekt.

ENender môže prenášať a zosilňovať iba prvý kanál, zvyčajne 125 kHz Druhý, spätný kanál, zvyčajne 434 nebo 868 MHz, nemusí byť použitý, kľúč do vzdialenosti niekoľkých desiatok metrov priamo ovláda odomknutie a naštartovanie vozidla.

V/hodou obojsmerného extenderu je dosah zvyčajne do 500 m, v závislosti od konštrukcie a podmienok šírenia. Dosah jednosmerného extenderu je obmedzený dosahom diaľkového ovládača vozidla do vzdialenosti cca 100 m, podľa podmienok.

SK 103-2018 U1

Automobilky pn vývoji systémov diaľkového ovládania vozidiel využívajú najmodernejšie šifrovacie algoritmy pre zabezpečenie rádiových prenosov ako je napríklad plávajúce kódovanie. ENender však signály nijako nekóduje, nedekóduje, iba zosilňuje. Princíp extenderu bol pravdepodobne zo strany automo biliek pri vývoji rádiových autonzačných systémov úplne opomenutý.

Krádeže vozidiel týmto spôsobom sú známe už niekoľko rokov, napriek tomu nie sú niektoré luxusné vozidlá dodnes chránené a niektoré boli pomocou extenderov odcudzené. Pre automobilky bude veľmi zložité upraviť systém tak, aby bol odolný proti podobným typom napadnutia.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky odstraňuje zariadenie na ochranu vozidiel s bezkľúčovým systémom, podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že do elektronického kľúča vozidla je zabudovaný elektronický čip s pohybovým snímačom Čip, podľa naprogramovaného algoritmu vychádzajúceho z detekcie pohybu, odpojí elektroniku kľúča od energie - batérie. V režime, kedy je elektronika kľúča odpojená od batérie, s ním nie je možné uskutočňovať akúkoľvek autorizáciu a teda ho nie je možné zneužiť k odcudzeniu vozidla pomocou extendera. V štandardnom režime používania, príchod k vozidlu, odomknutie, naštartovanie motora, je kľúč v pohybe a elektronika kľúča je čipom pripojená k batérii. Čip zaistí ochranu kľúča proti zneužitiu iba v prípade, kedy kľúč nebude v pohybe, čo je najobvyklejší prípad zneužitia. Vozidlo býva odcudzené v noci kedy je zaparkované pred domom, kľúč je vnútri domu, napríklad v schránke na kľúče. Menej obvyklé krádeže pomocou extendera prebiehajú v okamihu odchodu oprávneného užívateľa od vozidla. V tomto prípade je batéria čipu ku kľúču pripojená a môže dôjsť ku krádeži s použitím extenderu. Toto je nevýhoda navrhovaného riešenia, každopádne páchatelia sa snažia byť nenápadní, nepohybovať sa v blízkosti majiteľa vozidla, prevládajú teda krádeže v nočných hodinách bez svedkov.

Čip je napájaný z batérie kľúča. Ďalšou výhodou navrhovaného riešenia je úspora energie batérie a teda predĺženie jej životnosti. Kľudová spotreba energie kľúča je vyššia než spotreba energie zabudovaného čipu. V režime bez pohybu je teda spotreba energie nižšia, čo vedie k predĺženiu životnosti batérie kľúča.

Väčšina kľúčov pre motorové vozidlá od rôznych výrobcov má odlišný tvar. Kľúče majú rôzne batérie, celosvetovo sa používajú najviac lítiové gombíkové články. Mechanická konštrukcia kľúča je navrhnutá ako miniatúrne, mechanicky a klimaticky odolné puzdro s požiadavkou na užívateľskú výmenu batérie. Elektronika v kľúči je zvyčajne vlepená, okrem časti pre výmenu batérie nie je možné kľúč nedeštruktívne rozobrať. Jedna z možností, ako čip do kľúča zabudovať, je jeho rozohranie a pripojenie k originálnej elektronike kľúča, čo nie je, pozri predchádzajúci popis, výhodné. Zároveň by pri deštruktívnom rozobraní a zložení kľúča mohlo dôjsť k porušeniu klimatickej odolnosti a strate záruky na samotný kľúč, v niektorom prípade i na automobil. Navrhované riešenie vychádza z požiadavky na minimálny, nedeštruktívny a vratný zásah do kľúča.

Na trhu je k dispozícii iné, nekomfortné riešenie. Užívateľ používa vodivý obal na kľúč, ktorý vytvorí tienenie znemožňujúce prechod rádiového signálu. Pred každým použitím kľúča je nutné z obalu ho vybrať, prípadne obal otvoriť. Po jeho použití opätovne kľúč do obalu uzavrieť. Iným variantom opisovaného riešenia je kovová krabička, zvyčajne umiestnená v objekte majiteľa, po príchode do domu vloží kľúč do krabice a zatvorí. Avšak toto riešenie je taktiež nekomfortné.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Technické riešenie bude bližšie objasnené pomocou výkresu, kde obr. 1 predstavuje umiestnenie jednotlivých prvkov zariadenia.

Príklady uskutočnenia

Elektronický čip 3 je vyrobený tak, aby tvoril veľmi tenké puzdro, obal, batérie 2 kľúča J Požiadavkou konštrukcie a inštalácie elektronického čipu 2 je zachovanie kľúča 1 pre ovládanie vozidla, bez akýchkoľvek mechanických a elektronických uprav. Možnosť výmeny batérie 2 bez poškodenia elektronického čipu 3. Elektronické súčiastky 5 čipu, pohybový senzor, mikroprocesor a drobné pasívne súčiastky sú umiestnené na hornej alebo spodnej časti batérie 2 kľúča 1 alebo vyvedené na plošnom spoji 4 mimo batériu 2 kľúča 1, podľa konkrétnej konštrukcie kľúča J pre ovládanie vozidla. Elektronické súčiastky 5 sú na plošnom spoji čipu 4 chránené a mechanicky fixované vhodným lepidlom Plošný spoj 4 je navrhnutý tak, aby prerušil vodivú cestu medzi batériou 2 kľúča J a elektronikou 6 kľúča. K prepojeniu batérie 2 kľúča J a elektroniky 6 kľúča j. dôjde na základe algoritmu elektronického čipu 3, podľa detekcie pohybu kľúča J pre ovládanie vo

SK 103-2018 U1 zídla 1. Elektronický čip 3 je vyrobený individuálne pre konkrétny typ kľúča 1 pre ovládanie vozidla, alebo univerzálne, ako súčasť batérie 2. Konštrukcia elektronického čipu 3 ako súčasť batérie 2 vyžaduje, pri zachovaní rozmerov pôvodnej batérie 2, použiť iný typ batérie 2, menších rozmerov s nižšou kapacitou a do získaného priestoru zabudovať elektroniku čipu 3. Nižšia kapacita batérie 2 kľúča 1 vedie k zníženiu jej životnosti. Ďalším variantom môže byť úplne kompaktná batéria 2 so zabudovaným elektronickým čipom 2. Výhodou riešenia je úplne univerzálne použitie, nevýhodou je kompletná výmena celku pri vybití batérie 2.

Elektronický čip 2 sa skladá z veľmi tenkého a ohybného plošného spoja 4 a elektronických súčiastok 5. Elektronický čip 2 je súčasťou kľúča 1 pre ovládanie vozidla. Elektronický čip 2, jeho elektronické súčiastky 5, sú umiestnené na batérii 2 kľúča 1 tak, ako to umožní konkrétne mechanické vyhotovenie daného kľúča 1 pre ovládanie vozidla. Elektronické súčiastky 5 sú na hornej alebo spodnej časti batérie 2 kľúča 1, môžu byť i mimo batérie 2 kľúča 1. Pokiaľ nie je v kľúči 1 pre ovládanie vozidla dostatok priestoru, je použitá nižšia batéria kľúča 1 a elektronický čip 2 zabudovaný do uvoľneného priestoru. Elektronický čip 2 odpojuje napájanie elektroniky 6 kľúča 1.

Priemyselná využiteľnosť

Technické riešenie ochrany vozidiel s keyless systémom proti napadnutiu podľa predloženého riešenia možno využiť v automobilovom priemysle na ochranu vozidla proti napadnutiu, neoprávnenému vstupu do vozidla alebo samotnej krádeži vozidla.

S K103-2018 Ul

Zoznam vzťahových značiek kľúč pre ovládanie vozidla baténa kľúča

3 elektronický čip plošný spoj čipu elektronické súčiastky čipu elektronika kľúča

SK 103-2018 U1

Claims (4)

1. Zariadenie na ochranu vozidiel s bezklučovým systémom, vyznačujúce sa tým, že do kľúča (1) pre ovládanie vozidla je zabudovaný elektronický čip (3) s pohybovým snímačom pre odpojenie

5 elektroniky kľúča (1) od batérie (2).

2. Zariadenie na ochranu vozidiel s bezklučovým systémom podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že elektronický čip (3), zabudovaný v kľúči (1) pre ovládanie vozidla, je opatrený algoritmom vychádzajúcim z detekcie pohybu kľúča (1), pre zabránenie zneužitia kľúča (1).

3. Zariadenie na ochranu vozidiel s bezklučovým systémom podľa nároku 1, vyznačujúce sa 10 tým, že elektronický čip (3) je nedeštruktívne zabudovaný do kľúča (1) pre ovládanie vozidla.

4. Zariadenie na ochranu vozidiel s bezklučovým systémom podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že elektronický čip (3) je konštruovaný ako súčasť batérie (2).