CN1723142A - 车辆安全设备以及识别码管理设备 - Google Patents
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Abstract
一种车辆安全设备，用于提高车辆的安全等级。车辆安全设备(11)连接至发动机(16)并与便携式设备通信。智能ECU(13)执行第一编码通信以建立与便携式设备之间的相互验证。识别代码箱(14)连接至智能ECU，具有第一代码和第二代码，并不与便携式设备通信。识别代码箱利用第一代码执行第二相互验证以建立与智能ECU之间的第二相互验证。发动机ECU(15)利用第二代码执行第三相互验证，以建立与识别代码箱之间的第三相互验证。当建立了第一、第二和第三相互验证中的每一种相互验证时，该发动机ECU允许发动机被启动。
Description
技术领域
本发明涉及一种安全设备，更具体地说，涉及一种能够允许和禁止操作诸如发动机之类的车辆装置的车辆安全设备，以及一种使用该车辆安全设备的识别管理设备。
背景技术
专利文献1公开了一种用于防止车辆被盗的麻醉(immobilizer)系统的实例。这种麻醉系统包括安装在车辆中的代码验证设备。该代码验证设备对从点火钥匙发送的识别码和设定在车辆中的识别码进行比较。当两种代码匹配时，代码验证设备允许启动发动机，而当两种代码不匹配时，禁止启动发动机。授权钥匙配备与车辆的识别码相匹配的识别码，这种识别码导致了有可能启动发动机。但是，不拥有授权点火钥匙的第三人不能驱动发动机。因此，麻醉系统防止了车辆被盗。
专利文献2公开了一种设有智能点火功能的发动机启动允许机构的实例。当用户携带与车辆相对应的便携设备进入车辆时，设有智能点火功能的发动机启动允许机构允许发动机启动。这种发动机启动允许机构使用户从诸如把便携设备的机械钥匙插入钥匙圆柱之类的烦琐操作中解脱出来。
图1所示的发动机启动允许机构100包括便携式设备101和安装在车辆中的通信控制器102。通信控制器102设有智能点火电子控制单元(智能ECU)103、麻醉电子控制单元(麻醉ECU)104、以及发动机控制电子控制单元(发动机ECU)105。当用户启动发动机时，在便携式设备101和智能ECU 103之间、和智能ECU 103和麻醉ECU 104之间、以及麻醉ECU 104和发动机ECU 105之间进行代码式通信，以对识别码进行比较。当所有代码式通信中的识别码匹配时，发动机ECU允许发动机启动。因此，确保了车辆的高度安全。
在汽车中安装发动机启动允许机构近年来已成为标准配置。已经提出通过把智能ECU和麻醉ECU集成在单个ECU中而实现发动机启动允许机构的安装。但是，智能ECU和麻醉ECU设有用于与控制单元进行电连接的许多接点。因此，集成式ECU必须配备许多接点，并且由此最终导致较大的尺寸。大尺寸集成式ECU的安装位置受到限制，而且可能难于把集成式ECU安装在难于从车辆拆除的位置(例如狭窄的位置)。当集成式ECU安装在允许轻易从车辆拆除的位置时，就涉及到该ECU可能被第三者拆除。
而且，当智能ECU和麻醉ECU被集成时，就会有较少的代码式通信来启动发动机。这就降低了车辆安全程度。
〔专利文献1〕日本公开专利公报JP10-157571。
〔专利文献2〕日本公开专利公报JP2002-295089。
发明内容
本发明提供一种车辆安全设备和用于该车辆安全设备的识别管理设备，其可改进车辆的安全性。
本发明的第一个方面是连接至车辆装置的车辆安全设备，用于与便携式设备进行通信。该安全设备包括：第一通信装置，用于执行第一编码通信，以建立与便携式设备之间的第一相互验证。识别代码管理装置连接至第一通信装置，具有第一代码和第二代码，并且不与所述便携式设备通信。该识别代码管理装置执行第二编码通信，用于利用第一代码建立与第一通信装置之间的第二相互验证。第二通信装置执行第三编码通信，以利用第二代码建立与识别代码管理装置之间的相互验证。当已经建立了第一、第二和第三相互验证中的每一种相互验证时，该第二通信装置允许车辆装置的操作。
本发明的第二方面提供一种车辆安全设备，连接至用于与具有便携式设备代码的便携式设备通信的车辆装置。该安全设备包括第一电子控制单元，其具有车辆代码和第一代码，并用于从便携式设备接收便携式设备代码。识别代码箱，其连接至第一电子控制单元并具有第一代码和第二代码，与所述第一电子控制单元交换第一代码。第二电子控制单元，其具有第二代码，与识别代码箱交换所述第二代码。当便携式设备代码与车辆代码相匹配、第一电子控制单元的第一代码和识别代码箱的第一代码相匹配、而且识别代码箱的第二代码和第二电子控制单元的第二代码相匹配时，该第二电子控制单元允许车辆装置操作。
本发明的第二方面提供一种应用于连接至车辆装置的车辆安全设备中的识别代码管理设备。该车辆安全设备包括第一通信装置，用于执行第一编码通信，以建立与便携式设备之间的第一相互验证。第二通信装置在没有建立第一相互验证时禁止车辆装置的操作。该识别代码管理装置管理第一代码和第二代码且不与所述便携式设备通信，利用第一代码执行第二编码通信以建立与第一通信装置之间的第二相互验证，并且利用第二代码执行第三编码通信以建立与所述第二通信装置之间的第三相互验证。当没有建立所述第三相互验证时，所述车辆安全设备禁止车辆装置的操作。
附图说明
图1是传统车辆安全设备的简要方框图；
图2是根据本发明的实施例所述的车辆安全设备的简要方框图；
图3是根据本发明的另一种实施例所述的车辆安全设备的简要方框图。
具体实施方式
现在参照附图2详细说明根据本发明的实施例所述的车辆安全设备11。
如图2所示，车辆防盗系统1包括：便携式设备10，其具有通信功能并由用户携带；以及车辆安全设备11，其安装在车辆内。车辆安全设备11(具体而言，车辆安全设备11的收发单元12)向便携式设备10发送请求信号。
便携式设备10具有便携式设备10才拥有(各便携式设备之间不相同)的便携式设备代码。便携式设备10对包含在便携式设备代码中的代码信号进行编码、并响应于从车辆安全设备11发送的请求信号发送编码后的代码信号。
车辆安全设备11连接至收发单元12、用作第一通信装置的智能ECU103、用作ID代码管理装置的ID代码箱14、以及用作第二通信装置并连接至ID代码箱14的发动机ECU 15。在此结构中，至少是ID代码箱14和发动机ECU 15安装在可以很容易地将其从车辆拆除的位置。通过导线将收发单元12、智能ECU 13、ID代码箱14和发动机ECU 15连接。
智能ECU 13包括多个连接件，这些连接件连接至诸如用于控制方向盘锁定机构或者锁定和解锁车门的车体ECU之类的多个控制单元(未示出)。智能ECU 13设有智能ECU功能和传统车辆安全设备的麻醉功能(发动机启动允许机构)。智能ECU 13提供请求信号，用于请求把便携式设备代码发送至收发单元12。
收发单元12包括天线和车辆收发电路(未示出)。收发单元12接收从便携式设备10发送的信号、对接收的信号进行解调，并把解调后的接收信号提供到智能ECU 13。当收发单元12接收到来自于智能ECU 13的请求信号时，该请求信号被调制，并把调制后的请求信号通过天线进行发送。
智能ECU 13、ID代码箱14和发动机ECU 15包括CPU(未示出)。智能ECU13包括易失性存储器13a(例如RAM)并用作存储装置。存储器13a预先存储用于验证的第一代码。而且，智能ECU 13具有只有车辆安全设备11才拥有的车辆代码(各车辆安全设备之间不相同)。
智能ECU 13对从收发单元12提供的接收信号进行编码。之后，智能ECU13对包含在接收信号中的便携式设备10的便携式设备代码与其本身的车辆代码进行比较。采用这种方式，通过采用收发单元12利用被编码的信号在便携式设备10和智能ECU 13之间进行通信(第一编码通信)，来执行相互验证。当通过对便携式设备代码和车辆代码进行匹配而在第一编码通信中建立相互验证时，智能ECU 13就确定便携式设备10是可信的。
ID代码箱14不与便携式设备10通信。在本实施例中，ID代码箱14包括通信电路、CPU和非易失性存储器(未示出)。ID代码箱14不包括用于控制车辆装置(例如车门、发动机16和轿车音响设备)的电路。
ID代码箱14的存储器存储一个或多个用于执行与其它设备的相互验证的代码。在本实施例中，ID代码箱14的存储器存储第一代码和第二代码。可供选择地，ID代码箱14的存储器还可存储除第一代码和第二代码之外的车辆代码。
在智能ECU 13和ID代码箱14之间进行第二编码通信，以对智能ECU 13的第一代码和ID代码箱14的第一代码进行比较并执行相互验证。既可以通过智能ECU 13也可以通过ID代码箱14进行相互验证。
发动机ECU 15存储第二代码。在发动机ECU 15和ID代码箱14之间进行第三编码通信，以对ID代码箱14的第二代码和发动机ECU 15的第二代码进行比较并执行相互验证。既可以通过发动机ECU 15也可以通过ID代码箱14进行相互验证。
在智能ECU 13和ID代码箱14之间的第二编码通信过程中，ID代码箱14的通信电路根据CPU的指令发送或者接收智能ECU 13的相互验证过程中使用的第一代码。而且，在发动机ECU 15和ID代码箱14的第三编码通信过程中，该通信电路根据CPU的指令发送或者接收发动机ECU 15的相互验证的第二代码。
发动机ECU 15连接至发动机16(车辆装置)以控制发动机16。当在第一编码通信、第二编码通信和第三编码通信的每一次通信中已建立了相互验证时，发动机ECU 15就允许发动机16启动。也就是说，发动机ECU 15验证在便携式设备10和智能ECU 13之间是否建立了相互验证、在智能ECU 13和ID代码箱14之间是否建立了相互验证、以及在ID代码箱14和发动机ECU15之间是否建立了相互验证，以在已建立了所有相互验证时允许发动机16启动。当通过相互验证都已确定发动机ECU 15为可信时，发动机ECU 15就允许发动机16启动。
智能ECU 13的存储器13a为易失性的。因此，当提供到智能ECU 13的电源瞬时切断时，存储在存储器13a中的第一代码被删除。因此，当提供电源时，智能ECU 13通过具有车辆代码(第三代码)的、只有智能ECU 13才拥有的计算公式(各智能ECU之间不相同)产生第一代码，该车辆代码应用于第一代码通信。由此，即便在意料不到的情况下，例如电池电源瞬时中断，也执行第二代码通信，而且用户可以启动发动机16，以驱动车辆。
当智能ECU 13从车辆拆除时，就不向智能ECU 13供电。在此情况下，当发生瞬时电池电源中断时，采用相同的方式从存储器13a中删除第一代码。因此，通过分析拆除的智能ECU 13不能获得第一代码。这样，就不可能通过未授权的方式获得第一代码。
如上所述，当切断电源并随后恢复电源时，智能ECU 13利用计算公式产生第一代码。此时所使用的计算公式针对每个智能ECU不同。因此，当交换智能ECU 13时，通过交换的智能ECU 13产生的第一代码不同于由原始智能ECU 13产生的第一代码。这样，就不能建立第二编码通信。结果，发动机ECU 15禁止启动发动机16。也就是说，当第三人以未授权的方式交换智能ECU时，第三人不能驾驶车辆。
如上所述，ID代码箱14设有非易失性存储器。因此，当例如由于瞬时电池电源中断而不能向ID代码箱14供电时，存储在ID代码箱14中的第一代码和第二代码不能被删除而是被存储。
下面说明本发明所述的车辆安全设备11所具有的优点。
(1)在智能ECU 13和ID代码箱14之间执行第二编码通信，并且使用智能ECU 13的第一代码和ID代码箱14实现相互验证。因此，当可信的智能ECU 13与另一智能ECU交换时，由于被交换的智能ECU的第一代码与ID代码箱14第一代码不同，因此不能建立相互验证。当智能ECU 13和ID代码箱14不能建立相互验证时，即便例如通过第三编码通信利用ID代码箱14建立了相互验证，发动机ECU 15也禁止启动发动机16。而且，由于ID代码箱14不与便携式设备10进行通信，就不能请求通信功能，而且其尺寸相对较小。因此，ID代码箱14可自由设置，并且不受导线的限制，可轻易地安装在难于从车辆拆除的某一位置。因此，通过把ID代码箱14安装在难于从车辆拆除的某一位置二提高了车辆的安全性。
(2)智能ECU 13包括用于存储应用于第二编码通信中的第一代码的易失性存储器13a。因此，当智能ECU 13从车辆拆除时，第一代码被从存储器13a删除。因此，第三人不能通过从车辆拆除智能ECU 13并对其进行分析而获得第一代码。也就是说，车辆安全设备11防止了第一代码被以未授权的方式获得，例如当智能ECU 13从车辆拆除而且分析存储器13a的内容时。于是，该车辆安全设备11防止了通过未授权的方式在智能ECU 13和ID代码箱14之间建立相互验证，而且显著地提高了车辆的安全等级。即便从车辆拆除智能ECU 13并对其进行分析，第三人也不能启动发动机。而且，智能ECU 13可以安装在可以轻易地从车辆拆除的某一位置。这就允许在安装智能ECU 13具有相对较大的自由度。
(3)智能ECU 13利用计算公式产生第一代码、以及应用于第一编码通信的车辆代码，该计算公式只有特定的智能ECU 13才有。这样，即便第三人从车辆拆除智能ECU 13并对其进行分析，也不可能通过第二编码通信建立相互验证，除非获得了用于产生第一代码的计算公式。一般来说，非常难于从车辆拆除智能ECU 13并分析用于产生第一代码的计算公式。因此，该车辆安全设备11显著地提高了车辆的安全等级。
用于产生第一代码并存储在智能ECU 13中的计算公式不同于应用于其它的智能ECU的计算公式。这样，利用其它ECU产生的第一代码就不同于由智能ECU 13产生的第一代码。因此，当现有的智能ECU 13被其它智能ECU代替时，不能建立第二编码通信。也就是说，如果没有办法知道第一代码的第三人替换了智能ECU 13，但不能建立第二编码通信，而且发动机ECU 15禁止启动发动机16。因此，该车辆安全设备11显著地提高了车辆的安全等级。
(4)当由于瞬时电池电源中断而从存储器13a删除第一代码时，智能ECU 13通过利用其所包含的车辆代码进行计算而产生第一代码。因此，即便在意料不到的情况下，例如瞬时电池电源中断时，可执行第二编码通信，而且用户可启动发动机16，以驾驶车辆。即便由于瞬时电池电源中断而从智能ECU 13的存储器13a删除第一代码时，也不必要进行恢复存储器13a的第一代码的复杂操作。这样提高了车辆安全设备11的方便性。
(5)智能ECU 13可以独立于ID代码箱14和发动机ECU 15安装在允许相对容易地从车辆拆除的某一位置，例如驾驶员座位下面。把智能ECU 13安装在这种位置允许容易地拆除并便于维修。这样就提高了车辆安全设备11的方便性。
(6)当包括第一编码通信、第二编码通信和第三编码通信在内的所有编码通信中都已建立了相互验证时，发动机ECU 15就允许发动机16启动。也就是说，必须建立三种相互验证，才能允许启动发动机16。当传统车辆安全设备中的集成麻醉ECU的功能和智能ECU功能时，智能ECU和麻醉ECU之间的编码通信就不必要了。也就是说，仅执行两次编码通信就允许启动发动机16。在本实施例中，由于在智能ECU和ID代码箱14之间执行第二编码通信，因此要执行三次编码通信。因此，本实施例所述的车辆安全设备11提高了车辆的安全等级。
本发明的实施例可进行如下所述的改进。
在本实施例中，智能ECU 13和发动机ECU 15连接至ID代码箱14。但是，车辆安全设备11中的每个部件的连接结构并不局限于图2所示的连接结构。例如，在车辆防盗系统30的车辆安全设备31中，如图3所示，发动机ECU 15连接至智能ECU 32。在此情况下，智能ECU 32设有用于利用第一编码通信执行相互验证和利用第二编码通信执行相互验证的功能。智能ECU32还利用发动机ECU 15和ID代码箱14之间的第三编码通信调整(mediates)相互验证。
具体地说，智能ECU 32设有用作存储装置的易失性存储器32a。智能ECU 32通过存储器32a把接收信号从发动机ECU 15提供到ID代码箱14。在此方式中，智能ECU 32调整用于第三编码通信的相互验证。也就是说，智能ECU 32把存储器32a用作缓冲器，来通过第三编码通信调整相互验证。
在此结构中，当从车辆拆除智能ECU 32时，存储器32a的内容被删除。因此，即便对智能ECU 32进行分析，第三人也不能获得第二代码。这样，防止以非授权的方式获得第二代码。于是，车辆安全设备31防止了在ID代码箱14和发动机ECU 15之间未授权地建立相互验证，并保持了车辆的安全等级。而且，在保持车辆的安全等级的同时，对于车辆安全设备中的结构性部件的连接结构还有更多的选择。
由于ID代码箱14只连接至智能ECU 32，因此ID代码箱14具有较少的连接件。ID代码箱14由此具有相对较简单的结构。于是，ID代码箱14可制造得更紧凑。这样便于把ID代码箱14安装在难于从车辆拆除的某一位置。
本实施例的智能ECU 13通过利用车辆代码进行计算而产生第一代码，以建立第二编码通信，并把所产生的第一代码存储在易失性存储器13a中。但是，智能ECU 13不必要把所产生的第一代码存储在存储器13a中。在此情况下，智能ECU 13通过在每次执行第二编码通信时进行计算而产生第一代码。
在此实施例中，在ID代码箱14和发动机ECU 15之间执行第三编码通信。但是，利用ID代码箱14执行第三编码通信的ECU并不局限于发动机ECU 15。例如，车辆安全设备可包括连接至ID代码箱14的方向盘锁定ECU，而且可在ID代码箱14和方向盘锁定ECU之间执行第三编码通信。当包括第一编码通信、第二编码通信和第三编码通信在内的所有编码通信中都建立了相互验证时，方向盘锁定ECU对方向盘解锁。这种车辆安全设备通过防止对方向盘的未经授权的解锁而提高了车辆的安全等级。也就是说，连接至ID代码箱14的第二通信装置可以是具有限制驾驶车辆的功能的任何ECU。
在此实施例中，把智能ECU的功能和麻醉ECU的功能集成在智能ECU中。但是，可以象在传统车辆安全设备中那样，将智能ECU和麻醉ECU独立设置。在此情况下，在ID代码箱14和智能ECU 32之间和ID代码箱14和麻醉ECU之间执行第二编码通信。与传统的设备相比较，这样增加了允许启动发动机16所需的编码通信的次数。因此，提高了车辆的安全等级。
第二通信装置并不局限于发动机ECU 15。例如，第二通信装置可以是用于控制车窗玻璃升降的车门ECU。在此情况下，当包括第一编码通信、第二编码通信和第三编码通信在内的所有相互验证中都建立了相互验证时，车门ECU允许车窗玻璃的升降。第二通信装置也可以是用于控制轿车音响设备操作的CPU(ECU)。在此情况下，当对于包括第一至第三编码通信在内的所有相互验证都建立了相互验证时，CPU允许车窗电源操作或者允许轿车音响设备操作。这样就防止了第三人未经授权地使用这些车辆装置。
进一步地，第二通信装置还可以是用于控制处于非驾驶位置(停车位置或者中间位置)变速杆的锁定的变速锁定CPU(ECU)、或者是用于控制轮胎锁定的轮胎锁定CPU(ECU)。在此情况下，当包括第一至第三编码通信在内的所有编码通信中都建立了相互验证时，变速锁定CPU释放对变速杆的锁定并允许车辆被驾驶。当包括第一至第三编码通信在内的所有编码通信中都建立了相互验证时，轮胎锁定CPU释放对轮胎的锁定并允许车辆被驾驶。在此情况下，当第一至第三编码通信的每一个中没有建立相互验证时，就禁止驾驶车辆。因此，防止了被盗，而且进一步提高了车辆的安全等级。
Claims (11)
1、一种车辆安全设备，连接至用于与便携式设备通信的车辆装置，该安全设备的特征在于：
第一通信装置，用于执行第一编码通信，以建立与便携式设备之间的第一相互验证；
连接至第一通信装置的识别代码管理装置，具有第一代码和第二代码，并且不与所述便携式设备通信，该识别代码管理装置执行第二编码通信，用于利用第一代码建立与第一通信装置之间的第二相互验证；以及
第二通信装置，该第二通信装置用于执行第三编码通信，以利用第二代码建立与识别代码管理装置之间的相互验证，当已经建立了第一、第二和第三相互验证中的每一种相互验证时，该第二通信装置允许车辆装置的操作。
2、如权利要求1所述的车辆安全设备，其特征在于当已经建立了第一、第二和第三相互验证中的所有相互验证时，所述第二通信装置允许车辆被驾驶。
3、如权利要求1或2所述的车辆安全设备，其特征在于所述第一通信装置包括用于存储第一代码的易失性存储装置。
4、如权利要求1至3中的任一项所述的车辆安全设备，其特征在于所述第二通信装置包括用于存储第一代码和第二代码的非易失性存储装置。
5、如权利要求1至4中的任一项所述的车辆安全设备，其特征在于所述第一通信装置利用计算公式产生针对第一通信装置特有的第一代码、和第三代码。
6、如权利要求1至5中的任一项所述的车辆安全设备，其特征在于：
所述车辆装置包括发动机；以及
当已经建立了第一、第二和第三相互验证中的所有相互验证时，该第二通信装置允许发动机被启动。
7、如权利要求1至6中的任一项所述的车辆安全设备，其特征在于：
所述第一通信装置包括用于存储信号的易失性存储装置；以及
所述第二通信装置和识别代码管理装置通过存储装置发送和接收信号。
8、如权利要求1至7中的任一项所述的车辆安全设备，其特征在于所述第一通信装置包括用于智能点火的电子控制单元。
9、如权利要求1至8中的任一项所述的车辆安全设备，其特征在于所述第二通信装置包括用于发动机控制的电子控制单元。
10、一种车辆安全设备，连接至用于与具有便携式设备代码的便携式设备通信的车辆装置，该安全设备的特征在于：
第一电子控制单元，其具有车辆代码和第一代码，并用于从便携式设备接收便携式设备代码；
识别代码箱，其连接至第一电子控制单元并具有第一代码和第二代码，用于与所述第一电子控制单元交换第一代码；以及
第二电子控制单元，其具有第二代码，用于与识别代码箱交换所述第二代码，当便携式设备代码与车辆代码相匹配、第一电子控制单元的第一代码和识别代码箱的第一代码相匹配、而且识别代码箱的第二代码和第二电子控制单元的第二代码相匹配时，该第二电子控制单元允许车辆装置操作。
11、一种应用于连接至车辆装置的车辆安全设备中的识别代码管理设备，该车辆安全设备的特征在于：
第一通信装置，用于执行第一编码通信，以建立与便携式设备之间的第一相互验证；
第二通信装置，该第二通信装置用于在没有建立第一相互验证时禁止车辆装置的操作；
识别代码管理装置，该识别代码管理装置管理第一代码和第二代码且不与所述便携式设备通信，利用第一代码执行第二编码通信以建立与第一通信装置之间的第二相互验证，并且利用第二代码执行第三编码通信以建立与所述第二通信装置之间的第三相互验证；以及
当没有建立所述第三相互验证时，所述车辆安全设备禁止车辆装置的操作。
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