WO1994026564A1 - Elektronische diebstahlsicherung für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO1994026564A1
WO1994026564A1 PCT/EP1994/001480 EP9401480W WO9426564A1 WO 1994026564 A1 WO1994026564 A1 WO 1994026564A1 EP 9401480 W EP9401480 W EP 9401480W WO 9426564 A1 WO9426564 A1 WO 9426564A1
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WO
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chip carrier
board computer
output data
reading
motor vehicle
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Application number
PCT/EP1994/001480
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Kohne
Thomas P. Daue
Original Assignee
Michael Kohne
Daue Thomas P
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Priority claimed from DE19934333586 external-priority patent/DE4333586A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/25—Means to switch the anti-theft system on or off using biometry
    • B60R25/252—Fingerprint recognition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device for protection against unauthorized use of a motor vehicle, which has a drive system controlled by an on-board computer.
  • EP-A-0 456 916 describes an electronic theft protection for motor vehicles in which the central processor unit of a motor vehicle can be activated with the aid of a chip card.
  • the chip card has a memory which contains part of the work program of the central processor unit, which has to be transferred from the chip card into the memory of the central processor unit each time for starting the motor vehicle.
  • the chip card is inserted into a write-reading device, a personal identification number is entered on an input keyboard, and after checking the entered the codes from the chip card, if necessary, to the central processor unit in encrypted form.
  • the chip card is removed, the transmitted program component in the memory of the central processor unit is deleted and the vehicle cannot be used.
  • the program part which is stored on the chip card is transmitted in encrypted form to the reading and writing device, a certain starting sequence of the signal on the chip card and the reading and writing device having to match, otherwise decoding of the signal in the writing / reading device is not possible .
  • the data connections between the read / write device and the central processor unit also take place in encrypted form.
  • the invention has for its object to provide an improved electronic anti-theft device for a motor vehicle, which ensures increased security against unauthorized use of the motor vehicle.
  • the invention is based on the following basic ideas.
  • a chip card which contains a microprocessor and a memory device, for example a ROM, as the active element.
  • a chip card reader and writer in the passenger compartment, which is connected to the on-board computer via a data connection, for example a data bus, and into which the chip card is inserted before the vehicle is started.
  • the chip card is placed over the chip card reader and writer supplied with coded information for the operation of the motor vehicle.
  • the microprocessor of the chip card decodes and processes this information and delivers necessary operating data, for example mixture composition, ignition sequence, etc., to the central processor unit of the on-board computer, generally an injection computer, via the chip card reader and writer, so that the motor vehicle can start .
  • the invention has the advantage that the operating data necessary for the operation of the motor vehicle are generated from first and second output data only on the basis of a computing operation using a processing program.
  • the first output data are stored in the memory devices on the chip card and the second output data in the memory devices in the security device. Only when the first data connection is established, i.e. when the chip carrier is inserted into the reading and writing device, the second output data are transmitted to the chip card and linked in the chip card with the first output data, and the operating data thus obtained are forwarded to the safety device and from there to the on-board computer.
  • the data transmission preferably takes place in encrypted form via the various data connections.
  • the first and second output data are changed after each generation of operating data.
  • the output data are preferably stored in coded form in a table in the first storage devices on the chip card.
  • the second output data have a code which is preferably also used for coding the first output data.
  • the code can be changed.
  • the code is preferably changed in the manner described above after each generation of operating data.
  • a counter is provided in the safety device, which preferably runs continuously, even after switching off the ignition, the counter reading of which is used as address at a certain point in time, with that stored in the second memory device A table at this address is called up. For example, since the counter runs at a rate of 100 steps per second, it is not possible for a user to produce a particular result.
  • the security device is arranged on the cable that connects the on-board computer to the peripheral devices.
  • the safety device is preferably integrated in the multiple plug at the end of this cable or combined with it to form a structural unit.
  • the safety device can be cast with the plug in a housing.
  • Aus ⁇ 's leadership form the safety device in the It is possible to change signals on the signal lines in such a way that the on-board computer is simulated to be in an operating state that is actually not present, by modifying or completely blocking the signals coming from the detector devices and generating other signals.
  • This embodiment of the invention does not require an intervention in the on-board computer, in particular the programs used therein.
  • a fingerprint reader and an associated evaluation device are provided, with which the authorization of a person to drive the motor vehicle can be checked and the security device is only triggered when an authorized person is identified, the operation to release the motor vehicle.
  • the chip card reader and writer is integrated in the ignition lock and / or the active element of the chip card is integrated in the ignition key. This has the advantage that the same functionality offers greater ease of use and greater security.
  • the advantage of the invention is that an unauthorized person cannot start the motor vehicle simply by overcoming a lock, since for the starting process a data exchange and processing of information in operating data for the motor vehicle drive, preferably for an injection device for the fuel , required are.
  • the chip card receives the information in coded form, for example an individual code for the respective vehicle, and decodes it before processing. After successful start-up, the chip card is no longer required until the next engine start and can be removed from the chip card reader and writer again. Both the chip card and the chip card reader and writer can be produced in a very small version.
  • the smart card reader and -Record can be retrofitted into the motor vehicle and can be attached, for example, in the glove compartment or on the center console.
  • the chip card reader and writer is preferably installed in the ignition lock present in a motor vehicle. In this case, the active element of the chip card is integrated in the ignition key.
  • the ignition key forms the carrier for the chip, which is arranged, for example, on the key handle and can be connected to corresponding contact pins in the ignition lock via corresponding contact surfaces, preferably in the beard area. This creates a simple connection between the chip and the chip card reader and writer.
  • a time interval (e.g. 10 to 30 minutes) that can be set by the vehicle driver is stored on the chip card, and a concealed switch is attached to the vehicle and is connected to the on-board computer. If the driver is forced to leave the vehicle in the event of a robbery while the engine is running and the chip card is inserted, he can actuate the switch to have the chip card reader and writer read out the set time period and send it to the on-board computer, which then runs out of the Zeitab ⁇ section turns off the engine, the chip card can not start the engine again.
  • a time interval e.g. 10 to 30 minutes
  • This embodiment has the advantage that the motor vehicle is stopped safely for the driver only after he has moved away from him.
  • the chip card contains information which, after the chip card has been inserted into the chip card reader and writer, releases a lock for the engine and trunk hood.
  • an electronic device can also be installed that controls the locking. Parallel to the parking len of the motor after operating the hidden switch, the lock is actuated.
  • a small emergency voltage battery can be arranged in the vehicle, which actuates the lock when the vehicle battery is empty.
  • Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of the
  • FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the invention.
  • the embodiment of the invention shown in FIG. 1 comprises a chip card 10 with a first microprocessor 12, a first program memory 14 and a first data memory 16.
  • the chip card 10 is connected to a reading and writing device 20 via a first data connection 18.
  • the reading and writing device is connected to a security device 30 via a second data connection 28, a bidirectional data connection, preferably for serial data transmission.
  • the safety device 30 comprises a second microprocessor 32, a second program memory 34 and a second data memory 36.
  • the safety device is connected to an on-board computer 40 of a motor vehicle via a third data connection 38.
  • First output data are stored in the first data memory 16 and second output data are stored in the second data memory 38.
  • a first processing program is also stored in the first program memory.
  • the security device 30 receives a signal, whereby the second microprocessor 32 delivers the second output data stored in the second data memory 36 to the first microprocessor.
  • Processing takes place in the first microprocessor 12 on the chip card 10 by means of the processing program in FIG the first data memory 16 existing first output data and the transmitted second output data.
  • the operating data necessary for the operation of the motor vehicle are generated and supplied from the chip card to the safety device 30 via the reading and writing device 20.
  • the operating data are sent from the safety device 30 to the on-board computer 40, which can only start the electronics for the engine management, for example, after receiving this operating data.
  • the security device sends a code that corresponds to a product of two prime numbers to the processor of the chip card. This breaks down the code into the two prime numbers and calculates using the formula
  • Y X to the power 3 mod N the data for the motor electronics from a table in the memory of the chip card.
  • X is the data from the table
  • N is the product of the prime number
  • Y is the data that is then transmitted from the chip card to the security device. This then transmits the data to the engine electronics.
  • the code is preferably changed after each use of the chip card.
  • the random status of a constantly running counter (not shown) and as a pointer to a table is used for this.
  • the element that the pointer points to is the new code.
  • the counter runs " continuously (even after the ignition is switched off) at a speed of 100 steps per second. As a result, it is not possible for a user to provoke a specific result.
  • the embodiment shown in FIG. 2 is a further development of the invention.
  • the safety device is connected to the cable to be connected to the on-board computer.
  • the safety device device integrated with the connector to be connected to the motor electronics in one unit, for example by gluing or casting.
  • the on-board computer itself is unchanged.
  • the safety device 30 By arranging the safety device 30 in the signal path between the on-board computer and peripheral units, some of the lines can be cut and connected to the safety device. Operational signals for the engine electronics and signals from the engine electronics to individual components are blocked or changed by the electronics of the safety device.
  • the signal transmitter A and signal transmitter B 50 1 and 50 2 serve, for example, the brand transmitter for top dead center, the angle transmitter for determining the working position of the engine or the control "ignition on" from the ignition key.
  • the ignition amplifier 60 1 for emitting ignition pulses, the injector 60 2 for emitting injection pulses or other components 60 n , such as the gasoline pump and the throttle valve, can be used as actuating devices.
  • operationally relevant signals for the engine electronics and signals from the engine electronics to individual components, such as the injection valve, can be blocked or changed by the electronics on the safety device.
  • the security device is connected to the reading and writing device for a microprocessor chip card. By inserting a valid card, the original signals are then routed into or out of the motor electronics.
  • control signals can be interrupted or changed for the external control device.
  • Measurement signals from detectors are supplied in digital and analog form as input variables.
  • the signals "top dead center” and “position of the crankshaft” are digital values.
  • Motronik counts the impulses of the crankshaft position from the impulse top dead center and thus determines the actual position of the crankshaft / camshaft and the speed.
  • the sensor for the crankshaft position is usually just an encoder that reproduces the teeth on the starter ring gear on the crankshaft in the form of rectangular pulses, i.e. there is no angle indication, the Motronik calculates these from the two values dead center and number of teeth from dead center.
  • sensors that measure the amount of air sucked in (always indirectly via dynamic pressure, suction pipe vacuum or speed of the air sucked in). These are analog values, usually variable resistances which are measured in voltage (0 to 7V, impressed current) or current (a few mA, impressed voltage).
  • the throttle valve position is partly supplied as a digital value (idle position, full throttle position) and as a variable angle value, i.e. a resistance of a few kOhm depending on the throttle position 0-90 degrees.
  • the triple speed, intake air quantity and throttle valve position mainly determine the metered injection quantity per cylinder and the ignition timing.
  • the air temperature, the air pressure, the engine temperature and some other influencing variables are measured. However, only a small percentage of these are included in the calculation. An interruption or change of these signals affects the vehicle's readiness to drive.
  • Essentially digital control signals with a variable pulse width are output. These control the opening times of the petrol injection nozzles and ignition timing Point. Valve control is also influenced in luxury vehicles.
  • the blocking and changing of signals should preferably be on the input side.
  • the control pulses for the injection nozzles are of low impedance with a high inductive component (coils) and require very complex circuits. Only the control signals for the ignition are passed on to an amplifier, which generates the actual high voltage.
  • the input signals can be easily blocked or influenced using conventional electronic means.
  • the variables top dead center, crankshaft position, air quantity, throttle valve position and ignition pulses are therefore preferably influenced by the invention.
  • the digital signals are blocked by an electronic switch (CMOS transistor), or the digital signal goes to an electronic gate and is e.g. AND linked.
  • CMOS transistor complementary metal-oxide-semiconductor
  • the analog signals are blocked by an analog semiconductor switch (the signals are unipolar, so that standard ICs are sufficient).
  • a further form of the invention is a change in the signals which are sent to the motronics or passed on by them.
  • the pulses from the top dead center sensor can be delayed by a certain time (switchable delay line), the pulses from the crankshaft position are divided by a digital counter by 2,4,8, leaving the same apply to the output pulses for the ignition amplifier.
  • a permanent idle position of the throttle valve is signaled by connecting an open collector gate to the relevant signal line.
  • the analog signals are generated by means of a D / A converter and supplied to the Motronik instead of the original data and thus signal a e.g. very small amount of air sucked in.
  • a reader for fingerprints can be provided. By hanging up a fin The reader then releases the motor electronics. Furthermore, it is possible to use the chip card as a tachograph, with corresponding data being supplied to the chip card during operation of the vehicle and being stored in the first data memory for later analysis or diagnosis.

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Schutz gegen das unbefugte Benutzen eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt, das ein durch einen Bordcomputer (40) gesteuertes Antriebsystem aufweist. Die Vorrichtung besteht aus einer Chipkarte (10) mit Mikroprozessor (12) und einem Chipkartenleser und -schreiber (20), der mit dem Bordcomputer verbunden ist. Der Mikroprozessor verarbeitet von Chipkartenleser und -schreiber erhaltene Informationen zu Betriebsdaten für das Starten des Kraftfahrzeugs und liefert sie über den Chipkartenleser und -schreiber zum Bordcomputer, so daß das Kraftfahrzeug gestartet werden kann. Die Vorteile der Erfindung liegen in einer erhöhten Sicherheit gegen ein Entwenden des Kraftfahrzeuges.

Description

Elektronische Diebstahlsicherung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz gegen das unbefugte Benutzen eines Kraftfahrzeuges, das ein durch einen Bordcomputer gesteuertes Antriebssystem aufweist.
Mit zunehmender technischer Entwicklung erhöhen sich auch die Ansprüche an eine wirkungsvolle Diebstahlsicherung von Kraftfahrzeugen, zumal einer modernen elektronischen Sicher¬ heitstechnik eine moderne elektronische Diagnostik zur Über¬ windung der Diebstahlsicherung gegenübersteht.
Aus der DE-Al-3 613 605, der DE-C2-3 137 260, der DE-Al- 3 940 459, der DE-Cl-3 835 142, der DE-Al-3 733 724, der DE- C2-3 610 954 und der EP-B1-0 309 459 sind bereits elektroni¬ sche Systeme für die Diebstahlsicherung bei Kraftfahrzeugen bekannt. Im wesentlichen betreffen die elektronischen Dieb¬ stahlsicherungen im Stand der Technik jedoch eine codierte Einschaltung des Fahrzeugantriebes, wobei ein elektronischer Schlüssel verwendet wird. Für eine Person, die das Kraft¬ fahrzeug stehlen will, besteht die Aufgabe somit lediglich darin, die Verriegelung der Einschaltung zu überwinden.
In der EP-A-0 456 916 wird eine elektronische Diebstahlsi¬ cherung für Kraft:fahrzeuge beschrieben, bei der die zentrale Prozessoreinheit eines Kraftfahrzeuges mit Hilfe einer Chip¬ karte aktivierbar ist. Dazu weist die Chipkarte einen Spei¬ cher auf, der einen Teil des Arbeitsprogramms der zentralen Prozessoreinheit enthält, der für das Starten des Kraftfahr¬ zeuges jedesmal neu von der Chipkarte in den Speicher der zentralen Prozessoreinheit übertragen werden muß. Hierzu wird die Chipkarte in eine Schreibleseeinrichtung einge¬ führt, auf einer Eingabetastatur eine persönliche Identifi¬ kationsnummer eingegeben und nach einer Prüfung des eingege- benen Codes das Programm von der Chipkarte gegebenenfalls verschlüsselt zur zentralen Prozessoreinheit übertragen. Beim Herausnehmen der Chipkarte wird der übertragene Pro¬ grammbestandteil im Speicher der zentralen Prozessoreinheit gelöscht und das Fahrzeug kann nicht in Benutzung genommen werden. Der Programmteil der auf der Chipkarte gespeichert ist, wird verschlüsselt zu der Lese- und Schreibeinrichtung übertragen, wobei eine bestimmte Startsequenz des Signals auf der Chipkarte und der Lese- und Schreibeinrichtung über¬ einstimmen müssen, anderenfalls eine Entschlüsselung des Signals in der Schreibleseeinrichtung nicht möglich ist. Auch die Datenverbindungen zwischen der Schreibleseeinrich¬ tung und der zentralen Prozessoreinheit erfolgt in ver¬ schlüsselter Form. Dieses System hat den Nachteil, daß eine Kopie der Chipkarte durch einfaches Kopieren des Speicherin¬ halts der Chipkarte erzeugt werden kann und diese in der gleichen Weise wie die Originalkarte verwendbar ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektronische Diebstahlsicherung für ein Kraft¬ fahrzeug zur Verfügung zu stellen, die eine erhöhte Sicher¬ heit gegen ein unbefugtes Benutzen des Kraftfahrzeuges ge¬ währleistet.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge¬ löst.
Bei der Lösung geht -die -Erfindung von folgenden Grundgedan¬ ken aus.
Es ist eine Chipkarte vorgesehen, die als aktives Element einen Mikroprozessor und eine Speichereinrichtung, z.B. ein ROM enthält. Weiterhin befindet sich im Fahrgaεtrau ein Chipkartenleser und -Schreiber, der mit dem Bordcomputer über eine Datenverbindung, z.B. einen Datenbus verbunden ist und in den die Chipkarte vor dem Starten des Fahrzeuges ein¬ geführt wird. Die Chipkarte wird über den Chipkartenleser und -Schreiber mit codierten Informationen für den Betrieb des Kraftfahrzeuges versorgt. Der Mikroprozessor der Chip¬ karte decodiert und verarbeitet diese Information und lie¬ fert über den Chipkartenleser und -Schreiber notwendige Be¬ triebsdaten z.B. Gemischzusammensetzung, Zündfolge u.a. an die zentrale Prozessoreinheit des Bordcomputers, im allge¬ meinen eines EinspritzComputers, so daß das Kraftfahrzeug starten kann.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die für den Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendigen Betriebsdaten erst aufgrund einer Rechenoperation mittels eines Verarbeitungsprogramms aus ersten und zweiten Ausgangsdaten erzeugt werden. Dabei sind die ersten Ausgangsdaten in den Speichereinrichtungen auf der Chipkarte und die zweiten Ausgangsdaten in den Speicher¬ einrichtungen in der Sicherheitseinrichtung gespeichert. Erst mit dem Herstellen der ersten Datenverbindung, d.h. mit dem Einsetzen des Chipträgers in die Lese- und Schreibein¬ richtung werden die zweiten Ausgangsdaten zur Chipkarte übertragen und in der Chipkarte mit den ersten Ausgangsdaten rechnerisch verknüpft und die dadurch gewonnenen Betriebsda¬ ten an die Sicherheitseinrichtung und von dieser an den Bordcomputer weitergeleitet. Vorzugsweise erfolgt die Daten¬ übertragung über die verschiedenen Datenverbindungen in ver¬ schlüsselter Form.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden nach jeder Erzeugung von Betriebsdaten die ersten und zwei¬ ten Ausgangsdaten geändert. Dies hat den Vorteil, daß auf¬ grund der geänderten ersten Ausgangsdaten, die in den Spei¬ chereinrichtungen der Chipkarte enthalten sind, sich die Chipkarte als solches bzw. ihr Verhalten ändert. Eine zwi¬ schenzeitlich von einer Chipkarte hergestellte Kopie wäre damit unbrauchbar, weil die ursprünglichen ersten Ausgangs¬ daten mit den geänderten zweiten Ausgangsdaten bei einer Verarbeitung mittels des Verarbeitungsprogramms nicht zur Erzeugung der Betriebsdaten führen würde. Vorzugsweise werden die Ausgangsdaten in codierter Form in einer Tabelle in den ersten Speichereinrichtungen auf der Chipkarte gespeichert. Außerdem weisen die zweiten Ausgangs¬ daten einen Code auf, der vorzugsweise auch für die Codie¬ rung der ersten Ausgangsdaten verwendet wird. Dabei ist der Code veränderbar. Vorzugsweise wird der Code in der vorste¬ hend beschriebenen Weise nach jeder Erzeugung von Betriebs¬ daten geändert. Hierzu ist gemäß einer Weiterbildung der Er¬ findung in der Sicherheitseinrichtung ein Zähler vorgesehen, der vorzugsweise ständig durchläuft, auch nach dem Abschal¬ ten der Zündung, dessen Zählerstand zu einem bestimmten Zeitpunkt als Adresse verwendet wird, mit der in einer in den zweiten Speichereinrichtungen gespeicherten Codetabelle ein unter dieser Adresse stehender Code abgerufen wird. Da der Zähler beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 100 Schritten pro Sekunde durchläuft, ist es für einen Benutzer nicht möglich, ein bestimmtes Ergebnis zu produzieren.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Si¬ cherheitseinrichtung an dem Kabel angeordnet, das den Bord¬ computer mit den Peripheriegeräten verbindet. Vorzugsweise ist die Sicherheitseinrichtung in den Vielfachstecker am Ende dieses Kabels integriert bzw. mit diesem zu einer Bau¬ einheit vereinigt. Beispielsweise kann die Sicherheitsein¬ richtung mit dem Stecker in einem Gehäuse vergossen sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die bereits vor¬ handenen Signalverbindungen" des Bordcomputers zu den Peri¬ pheriegeräten wie Detektoreinrichtungen und Steuereinrich¬ tungen von der Sicherheitseinrichtung unterbrochen oder ver¬ ändert werden können. Gemäß einer besonders bevorzugten Aus¬ führungsform ist die Sicherheitseinrichtung in der Lage, Signale auf den Signalleitungen so zu verändern, daß dem Bordcomputer ein Betriebszustand vorgetäuscht wird, der tatsächlich nicht vorhanden ist. Hierzu werden die von den Detektoreinrichtungen kommenden Signale modifiziert oder vollständig abgeblockt und andere Signale erzeugt. Bei die- ser Ausführungsform der Erfindung ist ein Eingriff in den Bordcomputer, insbesondere die darin verwendeten Programme nicht erforderlich.
Zusätzlich oder alternativ zur Verwendung eines Chipträgers wird ein Lesegerät für Fingerabdrücke und eine zugehörige Auswerteeinrichtung vorgesehen, mit der die Berechtigung einer Person zur Führung des Kraftfahrzeuges überprüft wer¬ den kann und erst bei einer Identifizierung einer berechtig¬ ten Person die Sicherheitseinrichtung veranlaßt wird, den Betrieb des Kraftfahrzeuges freizugeben. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Schutz gegen das unbefugte Benutzen eines Kraftfahrzeuges weiter erhöht wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin¬ dung ist der Chipkartenleser und -Schreiber in das Zünd¬ schloß integriert und/oder das aktive Element der Chipkarte in den Zündschlüssel integriert. Dies hat den Vorteil, daß bei gleicher Funktionalität ein höherer Bedienungskomfort und eine höhere Sicherheit geboten wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine unbefugte Person nicht einfach durch Überwinden einer Verriegelung das Kraftfahrzeug starten kann, da für den Startvorgang ein Da¬ tenaustausch und eine Verarbeitung von Informationen in Be¬ triebsdaten für den Kraftfahrzeugantrieb, vorzugsweise für eine Einspritzeinrichtung für den Kraftstoff, erforderlich sind.
Die Chipkarte erhält die Information in codierter Form, z.B. einen für das jeweilige Fahrzeug individuellen Code, und de¬ codiert sie vor der Verarbeitung. Nach dem erfolgreichen An¬ lassen wird die Chipkarte bis zum nächsten Motorstart nicht mehr benötigt und kann wieder aus dem Chipkartenleser und -Schreiber entnommen werden. Sowohl die Chipkarte als auch der Chipkartenleser und -Schreiber können in sehr kleiner Ausführung hergestellt werden. Der Chipkartenleser und -schreiber läßt sich nachträglich in das Kraftfahrzeug ein¬ bauen und kann z.B. im Handschuhfach oder an der Mittelkon¬ sole angebracht werden. Wie oben bereits ausgeführt, wird der Chipkartenleser und -schreiber vorzugsweise in das bei einem Kraftfahrzeug vorhandene Zündschloß eingebaut. In die¬ sem Fall ist das aktive Element der Chipkarte in den Zünd¬ schlüssel integriert. In diesem Fall bildet der Zündschlüs¬ sel den Träger für den Chip, wobei dieser beispielsweise am Schlüsselgriff angeordnet ist und über entsprechende Kon¬ taktflächen vorzugsweise im Bartbereich mit zugehörigen Kon¬ taktstiften im Zündschloß in Verbindung gebracht werden kann. Dadurch wird eine einfache Verbindung zwischen dem Chip und dem Chipkartenleser und -schreiber realisiert.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist auf der Chip¬ karte ein durch den Fahrzeugführer einstellbarer Zeitab¬ schnitt (z.B. 10 bis 30 Minuten) gespeichert, und am Fahr¬ zeug ist ein verdeckter Schalter angebracht, der mit dem Bordcomputer in Verbindung steht. Wird der Fahrer im Fall eines Raubes bei laufendem Motor und eingesteckter Chipkarte zum Verlassen des Fahrzeugs gezwungen, so kann er durch Be¬ tätigen des Schalters veranlassen, daß der Chipkartenleser und -schreiber den eingestellten Zeitabschnitt ausliest und an den Bordcomputer gibt, der dann nach Ablauf des Zeitab¬ schnitts den Motor abstellt, wobei die Chipkarte den Motor nicht wieder starten kann.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Kraftfahrzeug für den Wagenführer gefahrlos gestoppt wird, erst nachdem er sich von diesem entfernt hat.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsfor enthält die Chipkarte eine Information, die nach dem Einführen der Chipkarte in den Chipkartenleser und -schreiber eine Verrie¬ gelung für die Motor- und Kofferraumhaube freigibt. Dazu kann zusätzlich eine elektronische Einrichtung eingebaut werden, die die Verriegelung ansteuert. Parallel zum Abstel- len des Motors nach Betätigen des verdeckten Schalters wird dabei die Verriegelung betätigt. Im Fahrzeug kann eine kleine Notspannungsbatterie angeordnet sein, die die Verrie¬ gelung betätigt, wenn die Fahrzeugbatterie entleert ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der
Erfindung und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Chipkarte 10 mit einem ersten Mikroprozessor 12, einen ersten Programmspeicher 14 und einem ersten Datenspeicher 16. Über eine erste Datenverbindung 18 ist die Chipkarte 10 mit einer Lese- und Schreibeinrichtung 20 verbunden. Über eine zweite Datenverbindung 28, eine bidirektionale Daten¬ verbindung, vorzugsweise zur seriellen Datenübertragung, ist die Lese- und Schreibeinrichtung mit einer Sicherheitsein¬ richtung 30 verbunden. Die Sicherheitseinrichtung 30 umfaßt einen zweiten Mikroprozessor 32, einen zweiten Programmspei¬ cher 34 und einen zweiten Datenspeicher 36. Über eine dritte Datenverbindung 38 ist die Sicherheitseinrichtung mit einem Bordcomputer 40 eines Kraftfahrzeuges verbunden.
In dem ersten Datenspeicher 16 sind erste Ausgangsdaten und in dem zweiten Datenspeicher 38 sind zweite Ausgangsdaten gespeichert. Außerdem ist in dem ersten Programmspeicher ein erstes Verarbeitungsprogramm gespeichert. Sobald eine Chip¬ karte in die Lese- und Schreibeinrichtung eingelegt wird, erhält die Sicherheitseinrichtung 30 ein Signal, wodurch der zweite Mikroprozessor 32 die im zweiten Datenspeicher 36 ge¬ speicherten zweiten Ausgangsdaten an den ersten Mikroprozes¬ sor liefert. In dem ersten Mikroprozessor 12 auf der Chip¬ karte 10 erfolgt eine Verarbeitung mittels des in dem Pro¬ grammspeicher 14 vorhandenen Verarbeitungsprogramms der in den ersten Datenspeicher 16 vorhandenen ersten Ausgangsdaten und der übermittelten zweiten Ausgangsdaten. Bei dieser Ver¬ arbeitung werden die für den Betrieb des Kraftfahrzeugs not¬ wendigen Betriebsdaten erzeugt und von der Chipkarte über die Lese- und Schreibeinrichtung 20 an die Sicherheitsein¬ richtung 30 geliefert. Bei diesem Beispiel werden die Be¬ triebsdaten von der Sicherheitseinrichtung 30 weiter an den Bordcomputer 40 gesendet, der erst nach Erhalt dieser Be¬ triebsdaten z.B. die Elektronik für das Motormanagement in Gang setzen kann.
Beispielsweise schickt die Sicherheitseinrichtung einen Code, der einem Produkt aus zwei Primzahlen entspricht, an den Prozessor der Chipkarte. Dieser zerlegt den Code in die beiden Primzahlen und berechnet anhand der Formel
Y = X hoch 3 mod N aus einer im Speicher der Chipkarte liegenden Tabelle die Daten für die Motorelektronik. X sind hierbei die Daten aus der Tabelle, N ist das Produkt der Primzahl und Y sind die Daten, die dann von der Chipkarte zur Sicherheitseinrichtung übertragen werden. Diese überträgt dann die Daten an die Mo¬ torelektronik.
Vorzugsweise wird nach jedem Benutzen der Chipkarte der Code geändert. Es wird hierzu der zufällige Stand eines ständig laufenden Zählers (nicht dargestellt) und als Zeiger auf eine Tabelle verwendet. Das Element, auf das der Zeiger zeigt, ist der neue Code. Der Zähler läuft" ständig (auch nach dem Abschalten der Zündung) etwa mit einer Geschwindig¬ keit von 100 Schritten pro Sekunde. Dadurch ist es für einen Benutzer nicht möglich, ein bestimmtes Ergebnis zu provozie¬ ren.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist eine Weiter¬ bildung der Erfindung. Dabei wird die Sicherheitseinrichtung mit dem an den Bordcomputer anzuschließenden Kabel verbun¬ den. In dem gezeigten Beispiel ist die Sicherheitseinrich- tung mit dem an die Motorelektronik anzuschließenden Stecker in einer Baueinheit, beispielsweise durch Verkleben oder Vergießen integriert. Der Bordcomputer selbst ist unverän¬ dert. Durch die Anordnung der Sicherheitseinrichtung 30 in dem Signalweg zwischen dem Bordcomputer und Peripherieein¬ heiten können einige der Leitungen durchtrennt und mit der Sicherheitseinrichtung verbunden werden. Betriebsrelevante Signale für die Motorelektronik und Signale von der Motor¬ elektronik zu einzelnen Komponenten werden durch die Elek¬ tronik der Sicherheitseinrichtung blockiert bzw. verändert. Als Signalgeber A und Signalgeber B 501 und 502 dient bei¬ spielsweise der Markengeber für den oberen Totpunkt, der Winkelgeber zur Bestimmung der Arbeitsstellung des Motors oder die Kontrolle "Zündung an" vom Zündschlüssel. Als Stelleinrichtungen kann der Zündverstärker 601 zum Abgeben von Zündimpulsen, die Einspritzdüse 602 zum Abgeben von Ein¬ spritzimpulsen oder weitere Komponenten 60n, wie die Benzin¬ pumpe und die Drosselklappe eingesetzt werden.
Bei dieser Ausführungsform können betriebsrelevante Signale für die Motorelektronik und Signale von der Motorelektronik zu einzelnen Komponenten, wie das Einspritzventil durch die Elektronik auf der Sicherheitseinrichtung blockiert bzw. verändert werden. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Sicherheitseinrichtung mit der Lese- und Schreibeinrichtung für eine Mikroprozessorchipkarte verbunden. Durch das Ein¬ schieben einer gültigen Karte wird dann bewirkt, daß die Signale in der ursprünglichen Form in bzw. aus der Motor¬ elektronik geleitet werden.
Nachstehend werden einige Beispiele dafür angeben, welche Steuersignale für die externe Steuervorrichtung unterbrochen oder verändert werden können.
Als Eingangsgrößen werden Meßsignale von Detektoren in digi¬ taler und analoger Form geliefert. Die Signale "oberer Tot¬ punkt" und "Stellung der Kurbelwelle" sind digitale Werte. Die Motronik zählt die Impulse der Kurbelwellenstellung ab dem Impuls oberer Totpunkt und bestimmt so die tatsächliche Stellung der Kurbelwelle/Nockenwelle und die Drehzahl. Der Meßfühler für die Kurbelwellenstellung ist i.d.R. lediglich ein Geber der die Zähne auf dem Starterzahnkranz auf der Kurbelwelle in Form von Rechteckimpulsen wiedergibt, d.h. es erfolgt keine Winkelangabe, die Motronik kalkuliert diese aus den beiden Größen Totpunkt und Anzahl Zähne ab Totpunkt.
Für die Gemischaufbereitung sind Meßgeber vorhanden, die die angesaugte Luftmenge messen (immer indirekt über Staudruck, Ausaugrohrunterdruck oder Geschwindigkeit der angesaugten Luft) . Hierbei handelt es sich um analoge Werte, i.d.R. va¬ riable Widerstände, die in Spannung (0 bis 7V, eingeprägter Strom) oder Strom (wenige mA, eingeprägte Spannung) gemessen werden.
Die Drosselklappenstellung wird teilweise als digitaler Wert geliefert (LeerlaufStellung, Vollgasstellung) und als va¬ riabler Winkelwert, d.h. ein Widerstand von einigen kOhm in Abhängigkeit der Drosselklappenstellung 0-90Grad.
Das Tripel Drehzahl, angesaugte Luftmenge und Drosselklap¬ penstellung bestimmt hauptsächlich die zugemessene Ein¬ spritzmenge pro Zylinder und den Zündzeitpunkt.
Zusätzlich wird die Lufttemperatur, der Luftdruck, die Mo¬ tortemperatur und -einige weitere Einflußggrößen gemessen. Diese gehen aber nur zu einem geringen Prozentsatz in die Berechnung ein. Eine Unterbrechung oder Veränderung dieser Signale bewirkt eine Beeinträchtigung der Fahrbereitschaft des Fahrzeuges.
Als Ausgangsgrößen werden im wesentlichen digitale Steuer¬ signale mit variabler Pulsbreite ausgegeben. Diese steuern die Öffnungszeiten der Benzineinspritzdüsen und Zündzeit- punkt. In Fahrzeugen der Oberklasse kommt noch Beeinflussung der Ventilsteuerung hinzu.
Werden die Zündimpulse oder die Benzineinspritzimpulse blockiert, so ist der Motor nicht lauffähig.
Das Blockieren und Verändern von Signalen sollte bevorzugt auf der Eingangsseite liegen. Die Steuerimpulse für die Ein¬ spritzdüsen sind von geringer Impedanz mit einem hohen in¬ duktiven Anteil (Spulen) und erfordern recht aufwendige Schaltungen. Lediglich die Steuersignale für die Zündung werden an einen Verstärker weitergeleitet, der die eigentli¬ che Hochspannung erzeugt.
Die Eingangssignale sind mit üblichen elektronischen Mitteln einfach zu blockieren oder zu beeinflussen. Bevorzugt werden durch die Erfindung daher die Größen oberer Totpunkt, Kur¬ belwellenstellung, Luftmenge, Drosselklappenstellung und Zündimpulse beeinflußt.
Die digitalen Signale werden im einfachsten Fall durch einen elektronischen Schalter (CMOS-Transistor) blockiert, oder das digitale Signal geht an ein elektronisches Gatter und wird z.B. UND verknüpft.
Die analogen Signale werden über einen analogen Halbleiter¬ schalter gesperrt (die Signale sind unipolar, so daß Standard-ICs ausreichen) .
Eine weitere Ausprägung der Erfindung ist eine Veränderung der Signale die an die Motronik gesendet bzw. von dieser weitergegeben werden.
Z.B. können die Impulse von dem Geber oberer Totpunkt um eine bestimmte Zeit verzögert werden (schaltbare Delay- line) , die Impulse von der Kurbelwellenstellung werden durch einen digitalen Zähler durch 2,4,8 geteilt, gleiches läßt sich auf die Ausgangsimpulse für den Zündverstärker anwen¬ den. Oder eine permanente LeerlaufStellung der Drosselklappe wird durch das Aufschalten eines open-Collector Gatters auf die betreffende Signalleitung signalisiert.
Die analogen Signale werden mittels eines D/A Wandlers gene¬ riert und anstatt der Originaldaten an die Motronik gelie¬ fert und signalisieren so eine z.B. ganz geringe angesaugte Luftmenge.
Die notwendigen Daten für Veränderungen und das Blockieren von Signalen sind auf der Chipkarte gespeichert. Dies alles führt zu einer falschen Zumessung der Benzinmenge und einem falschen Zündzeitpunkt.
Alle diese Beeinflussungen haben zur Folge, daß der Motor bei Überbrückung des Zündschlosses zwar anspringt, jedoch durch Zündaussetzer, Fehlzündungen permantes Ausgehen usw. auf keinen Fall das Fahrzeug in Gang bringt und einen Defekt signalisiert. Dies hat den Vorteil, daß der Dieb keine zu¬ sätzliche Sperre vermutet (der Motor springt ja an) , sondern einen größeren Schaden am Motor vermutet und auf Grund der so vermutet notwendigen Reparatur vom Diebstahl abläßt. Dies vermeidet weitere Zerstörungen im Fahrgastraum beim Suchen nach elektronischen Sperren. Darüber hinaus entwickeln die permanenten Startversuche (der Motor geht immer wieder aus) und die mit lauten Knallen verbundenen Fehlzündungen eine Geräuschkulisse, die wesentlich eher die Aufmerksamkeit von Dritten anzieht als eine Alarmanlage.
Mit Hilfe einer Vergußmasse, wird nach der Montage der Pla¬ tine der Sicherheitseinrichtung diese direkt am Stecker und den angeschlossenen Kabeln verklebt. Hierdurch wird die Ma¬ nipulationssicherheit gewährleistet.
Alternativ zur Kartenieseeinheit kann ein Lesegerät für Fin¬ gerabdrücke vorgesehen werden. Durch das Auflegen eines Fin- gers auf das Lesegerät wird dann die Freigabe der Motorelek¬ tronik bewirkt. Weiterhin ist es möglich, die Chipkarte als Fahrtenschreiber einzusetzen, wobei während des Betriebs des Fahrzeugs entsprechende Daten an die Chipkarte geliefert und in dem ersten Datenspeicher für eine spätere Analyse oder Diagnose abgelegt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Schutz gegen das unbefugte Benutzen ei¬ nes Kraftfahrzeuges, das einen Bordcomputer (40) auf¬ weist, mit: a) einem Chipträger (10) , der einen ersten Mikroprozes¬ sor (12) und zweite Speichereinrichtungen (14, 16) aufweist, b) einer Lese- und Schreibeinrichtung (20) , die mit dem Chipträger (10) über eine erste Datenverbindung (18) verbunden ist, und c) einer Sicherheitseinrichtung (30) , die einen zweiten Mikroprozessor (32) und zweite Speichereinrichtungen (34, 36) aufweist, die über eine zweite Datenverbin¬ dung (28) mit der Lese- und Schreibeinrichtung (20) und über eine dritte Datenverbindung (38) mit dem Bordcomputer (40) , verbunden ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die ersten Speichereinrichtungen (14, 16) erste Ausgangsdaten und ein Verarbeitungspro¬ gramm enthalten, die zweiten Speichereinrichtungen (34, 36) zweite Ausgangsdaten enthalten, wobei nach dem Herstellen der ersten Datenverbindung (18) die zweiten Ausgangsdaten von der zweiten Speicherein¬ richtung (34, 36) an den ersten Mikroprozessor (12) geliefert werden, der erste Mikroprozessor (12) mit¬ tels des Verarbeitungsprogramms die ersten Ausgangs- daten mit den zweiten Ausgangsdaten verarbeitet und dadurch Betriebsdaten erzeugt, die an die Sicher¬ heitseinrichtung (30) geliefert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Erzeugung von Betriebsdaten vorzugsweise der zweite Mikroprozessor (32) geänderte erste und zweite Ausgangsdaten erzeugt, die geänderten zweiten Ausgangs¬ daten in den zweiten Speichereinrichtungen (34, 36) ge¬ speichert werden und die geänderten ersten Ausgangsdaten in den ersten Speichereinrichtungen (14, 16) gespeichert werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die ersten Ausgangsdaten in codierter Form in einer Tabelle in den ersten Speichereinrichtungen (14, 16) gespeichert werden, die zweiten Ausgangsdaten einen Code aufweisen, wobei der Code veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Speichereinrichtungen (34, 36) eine Codeta¬ belle aufweisen, die Sicherheitseinrichtung einen vor¬ zugsweise ständig durchlaufenden Zähler aufweist, wobei der Zählerstand zu einem bestimmten Zeitpunkt als Adresse verwendet wird und der unter dieser Adresse in der Codetabelle stehende Code den zweiten Ausgangsdaten zugeordnet wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (30) an einem an den Bordcomputer anzuschließendes Kabel ange¬ ordnet ist, wobei die SignalVerbindungen von dem Bord¬ computer (40) zu Peripherieeinheiten (50, 60) von der Sicherheitseinrichtung (30) unterbrochen oder verändert werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (30) die Signalverbindungen derart verändert, daß dem Bordcomputer (40) ein nicht vorhandener Betriebszustand des Kraftfahrzeuges vorge¬ täuscht wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Sicherheitseinrichtung mit einem Vielpol- stecker des an den Bordcomputer (40) anzuschließenden Kabels zu einer Baueinheit integriert ist.
8. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Lesegerät für Fingerabdrücke und eine Auswerteeinrichtung, die nach einer Berechti¬ gungsprüfung die Sicherheitseinrichtung (30) veranlaßt, den Betrieb des Kraftfahrzeuges freizugeben.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipträger eine Chipkarte (10) ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipträger ein Schlüssel, vor¬ zugsweise Zündschlüssel eines Kraftfahrzeugs ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese- und Schreibeinrichtung (20) für den Chipträger in ein Schloß, vorzugsweise Zündschloß integriert ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bordcomputer (40) ein Computer für die Motorelektronik ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeug ein verdeckter Schalter angebracht ist, der beim Betätigen den Bordcomputer ver¬ anlaßt, nach Ablauf eines wählbaren Zeitabschnitts den Motor auszuschalten, wobei mittels des Chipträgers der Motor nicht wiedergestartet werden kann.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der wählbare Zeitabschnitt auf dem Chipträger ge¬ speichert ist und von der Lese- und Schreibeinrichtung (20) für den Chipträger (10) lesbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipträger (10) eine Information enthält, die nach dem Einführen des Chipträgers in die Lese- und Schreibeinrichtung (20) für den Chipträger die Verriegelung der Motor- und Kofferraumhaube freigibt.
16. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß a) der Chipträger über die Lese- und Schreibeinrichtung von dem Bordcomputer codierte Informationen für den Betrieb des Kraftfahrzeuges erhält, b) der Chipträger die Informationen decodiert und ver¬ arbeitet, und c) der Chipträger über die Lese- und Schreibeinrichtung Betriebsdaten an die zentrale Prozessoreinheit des Bordcomputers liefert, die ein Starten des Kraft¬ fahrzeuges ermöglichen.
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