Llave inteligente

Una llave inteligente es un sistema de entrada pasiva vehicular desarrollado por Siemens en 1995 e introducido por Mercedes-Benz bajo el nombre "Keyless-Go" en 1998 en el Clase S W220 , ^{[ 1 ]} después de que Daimler-Benz presentara la patente de diseño el 17 de mayo de 1997. ^{[ 2 ]}

Posteriormente, numerosos fabricantes desarrollaron sistemas pasivos similares que desbloquean el vehículo al acercarse , mientras que la llave permanece en el bolsillo del usuario.

La llave inteligente permite al conductor guardar el mando a distancia en el bolsillo al abrir, cerrar y arrancar el vehículo. La llave se identifica mediante una de las antenas instaladas en la carrocería y un generador de pulsos de radio de banda ISM en la carcasa. Según el sistema, el vehículo se desbloquea automáticamente al pulsar un botón o sensor en la manija de la puerta o en el mecanismo de apertura del maletero. Los vehículos con sistema de llave inteligente cuentan con una llave de respaldo mecánica, generalmente una llave de repuesto suministrada con el vehículo. Algunos fabricantes ocultan la cerradura de respaldo tras una tapa por motivos estéticos.

Los vehículos con sistema de llave inteligente pueden desactivar el inmovilizador y encender el motor sin necesidad de insertar la llave, siempre que el conductor la tenga dentro del coche. En la mayoría de los vehículos, esto se hace pulsando un botón de arranque o girando el interruptor de encendido .

Al salir de un vehículo equipado con un sistema de llave inteligente, este se bloquea pulsando un botón en la manija de la puerta, tocando un área táctil en la manija o simplemente alejándose del vehículo. El método de bloqueo varía según el modelo.

Algunos vehículos ajustan automáticamente la configuración según la llave inteligente utilizada para desbloquearlos. Las preferencias del usuario, como la posición de los asientos, la posición del volante, la configuración de los espejos retrovisores, la climatización (por ejemplo, la temperatura) y los ajustes preestablecidos del sistema de sonido, son ajustes comunes. Algunos modelos, como el Ford Escape , incluso cuentan con configuraciones para evitar que el vehículo supere una velocidad máxima si se ha arrancado con una llave específica.

En 2005, Thatcham, experto en investigación de seguros de automóviles del Reino Unido  , introdujo un estándar para la entrada sin llave, que exigía que el dispositivo fuera inoperable a una distancia superior a 10 cm del vehículo. En una prueba independiente, se determinó que el sistema del Nissan Micra era el más seguro, mientras que ciertas llaves de BMW y Mercedes fallaron, pudiendo teóricamente permitir que los coches fueran conducidos mientras sus propietarios repostaban. ^{[ 3 ]} A pesar de estas vulnerabilidades de seguridad, las tasas de robo de automóviles disminuyeron un 7 % entre 2009 y 2010, y la Oficina Nacional de Delitos de Seguros atribuye esta disminución a las llaves inteligentes. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Las SmartKeys fueron desarrolladas por Siemens a mediados de la década de 1990 e introducidas por Mercedes-Benz en 1997 para reemplazar el sistema de seguridad infrarrojo introducido en 1989. Daimler-Benz presentó las primeras patentes para SmartKey el 28 de febrero de 1997 en las oficinas de patentes alemanas, y las variantes de llave plegable multifunción le siguieron el 17 de mayo de 1997. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} El dispositivo implicaba una llave de plástico que se utilizaba en lugar de la llave metálica tradicional. La electrónica que controla los sistemas de cierre y encendido hizo posible reemplazar la llave tradicional con una sofisticada "llave" computarizada. Se considera un avance con respecto a la entrada sin llave remota . La SmartKey adopta los botones de control remoto de la entrada sin llave y los incorpora en el llavero SmartKey.

Una vez dentro de un vehículo Mercedes-Benz, el llavero SmartKey, a diferencia de los llaveros de acceso sin llave, se coloca en la ranura de encendido, donde una computadora de arranque verifica el código variable. Tras la verificación en milisegundos, se puede girar como una llave tradicional para arrancar el motor. El dispositivo fue diseñado en colaboración con Siemens Automotive y Huf exclusivamente para Mercedes-Benz, pero muchos fabricantes de lujo han implementado tecnología similar basada en la misma idea. Además del SmartKey, Mercedes-Benz ahora integra como opción el sistema Keyless Go ; esta función permite al conductor guardar el SmartKey en su bolsillo y, al mismo tiempo, abrir las puertas, el maletero y arrancar el coche sin necesidad de sacarlo.

La electrónica de la SmartKey está integrada en una pieza triangular hueca de plástico, ancha en la parte superior, estrecha en la inferior y cuadrada en la punta con una pieza insertada de media pulgada de largo. En el lateral de la SmartKey también se oculta una llave tradicional de Mercedes-Benz que se puede extraer mediante un mecanismo en la parte superior. La llave metálica se utiliza para funciones de valet, como bloquear la guantera o el maletero antes de entregar la SmartKey al encargado del estacionamiento. Una vez bloqueada manualmente, el maletero no se puede abrir con la SmartKey ni con los botones interiores. El mando a distancia utiliza un transpondedor de radiofrecuencia para comunicarse con los cierres de las puertas, pero utiliza infrarrojos para comunicarse con el sistema inmovilizador del motor. Las SmartKeys originales tenían una frecuencia limitada y solo podían utilizarse a la vista por motivos de seguridad. El conductor también puede apuntar la SmartKey hacia la puerta del conductor mientras mantiene pulsado el botón de desbloqueo de la SmartKey para que las ventanillas y el techo solar se abran y ventilen el habitáculo. De igual modo, si se completa el mismo procedimiento manteniendo pulsado el botón de bloqueo, las ventanillas y el techo solar se cerrarán. En los vehículos equipados con asientos ventilados activos, la función de apertura de verano activará la ventilación de los asientos, además de abrir las ventanillas y el techo solar.

La llave con pantalla es un tipo de llave inteligente desarrollada por BMW que incluye una pequeña pantalla táctil LCD a color. Realiza las funciones estándar de un mando a distancia, como bloquear, desbloquear y arrancar el coche sin llave, pero gracias a la pantalla, el usuario también puede acceder a varias funciones de la aplicación de BMW, como aparcar el coche automáticamente si el vehículo dispone de esta función. Actualmente, la llave está disponible para los modelos Serie 3 , Serie 4 , Serie 5 , Serie 6 , Serie 7 , Serie 8 , X3 , X4 , X5 , X6 y X7 . Es recargable y tiene una autonomía de aproximadamente 3 semanas. Se puede cargar mediante un puerto micro USB lateral o de forma inalámbrica en la consola central.

Keyless Go (también: Entrada/Apertura sin llave; Entrada/Apertura pasiva) es el término que Mercedes utiliza para referirse a una tecnología automotriz que permite al conductor bloquear y desbloquear un vehículo sin usar los botones correspondientes de la SmartKey. ^{[ 10 ]} Una vez que el conductor ingresa a un vehículo con una SmartKey Keyless Go o una tarjeta Keyless Go del tamaño de una cartera, puede arrancar y detener el motor sin insertar la SmartKey. Un transpondedor integrado en la SmartKey permite que el vehículo identifique al conductor. El vehículo incorpora una función de seguridad adicional que impide bloquear una SmartKey con Keyless Go dentro del vehículo.

El sistema funciona mediante una serie de antenas transmisoras de baja frecuencia (LF, 125  kHz) ubicadas tanto dentro como fuera del vehículo. Las antenas externas se encuentran en las manijas de las puertas. Al activarse el vehículo, ya sea tirando o tocando la manija, las antenas transmiten una señal LF a la llave. La llave se activa si está lo suficientemente cerca y transmite su ID al vehículo mediante radiofrecuencia (RF, > 300  MHz) a un receptor ubicado en el vehículo. Si la llave tiene la ID correcta, el módulo PASE desbloquea el vehículo.

Los bloques de hardware de una unidad de control electrónico (ECU) de entrada/arranque sin llave se basan en su funcionalidad:

• transmisión de señales de baja frecuencia (LF) a través del bloque amplificador de potencia  de 125 kHz
• recepción de señales de radiofrecuencia (RF) (> 300 MHz) desde el bloque receptor ISM  incorporado
• encriptación y descifrado de todas las señales de datos relevantes (seguridad)
• comunicar señales de interfaz relevantes con otras unidades de control electrónico
• microcontrolador

La llave inteligente determina si se encuentra dentro o fuera del vehículo midiendo la intensidad de los campos de baja frecuencia. Para arrancar el vehículo, la llave inteligente debe estar dentro del mismo.

Es fundamental que el vehículo no pueda arrancar cuando el usuario, y por lo tanto la llave inteligente, se encuentre fuera del vehículo. Esto es especialmente importante en las estaciones de servicio, donde el usuario está muy cerca del vehículo. El campo LF interno puede sobrepasar el límite máximo en 10  cm para minimizar este riesgo. El sobrepaso máximo suele producirse en las ventanillas laterales, donde la atenuación de la señal es mínima.

Existe un segundo escenario denominado "ataque a la estación repetidora" (RSA). El RSA se basa en la idea de reducir la gran distancia física entre el coche y la llave inteligente del propietario. Para ello, se necesitan dos estaciones repetidoras: la primera cerca del coche y la segunda cerca de la llave inteligente. A primera vista, la unidad de control del sistema de entrada/arranque sin llave y la llave inteligente podrían comunicarse. Una tercera persona en el coche podría tirar de la manilla y la puerta se abriría. Sin embargo, todos los sistemas de entrada/arranque sin llave incluyen mecanismos para evitar una comunicación bidireccional exitosa mediante RSA. Algunos de los más conocidos son:

• medir el tiempo de retardo del grupo para detectar valores altos ilegales
• Medición del punto de intercepción de tercer orden para detectar productos de intermodulación ilegales.
• medir la intensidad del campo eléctrico
• Medición del tiempo de respuesta de un circuito LC  de 125 kHz
• utilizando una modulación más compleja (es decir, modulación de amplitud en cuadratura ) que no puede ser demodulada y modulada por una estación repetidora simple.

Además, el sistema de entrada/arranque sin llave se comunica con otras unidades de control dentro del mismo vehículo. Dependiendo de la arquitectura del coche eléctrico, los siguientes son algunos sistemas de control que se pueden activar o desactivar:

• Bloqueo eléctrico de la columna de dirección ESCL
• Interruptor de encendido electrónico EIS
• Sistema de cierre centralizado de puertas
• Inmovilizador
• Unidad de control del motor (sistema de gestión del motor)
• Unidad de control de la carrocería (BCU)

Otra posibilidad es utilizar un sensor de movimiento dentro del llavero. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Las zonas muertas son consecuencia del requisito de sobreimpulso máximo mencionado anteriormente. La potencia suministrada a las antenas LF internas debe ajustarse para lograr el mejor rendimiento, es decir, minimizar las zonas muertas y maximizar el sobreimpulso promedio. Las zonas muertas suelen ubicarse cerca de los extremos del vehículo, por ejemplo, en la bandeja trasera.

Si la batería de la llave inteligente se agota, es necesario contar con un método alternativo para abrir y arrancar el vehículo. La apertura se realiza mediante una llave de emergencia (totalmente mecánica) que suele estar oculta en la llave inteligente. En muchos coches, el arranque de emergencia se realiza mediante acoplamiento inductivo . El usuario debe insertar la llave en una ranura o acercarla a una zona especial del salpicadero, donde se encuentra una bobina inductiva oculta que transfiere energía a una bobina equivalente en el mando a distancia descargado mediante carga inductiva .

Las ranuras han demostrado ser problemáticas, ya que pueden fallar y la llave queda atascada, sin posibilidad de extraerla. Otro problema es que la batería del mando a distancia no puede compensar una carga inferior a cierto umbral de funcionamiento. La mayoría de las baterías de las llaves inteligentes son sensibles a la temperatura, lo que provoca que el mando funcione de forma intermitente, completamente o completamente inoperativo, todo en un mismo día.

Un sistema de entrada/arranque sin llave debería ser capaz de detectar y gestionar la mayoría de los siguientes casos:

• El transpondedor SmartKey se olvidó en el maletero trasero.
• Dentro del coche hay más de una llave inteligente.
• La llave inteligente se pierde durante el trayecto.
• Batería de Smartkey baja (modo de emergencia)

Una prueba realizada por ADAC reveló que 20 modelos de automóviles con Keyless Go podían ser accedidos y conducidos sin la llave. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} En 2014, 6000 automóviles (aproximadamente 17 por día) fueron robados utilizando la entrada sin llave en Londres . ^{[ 17 ]}

• Sistema de acceso sin llave a distancia
• Llave de coche con transpondedor

• Ataques de retransmisión contra sistemas de entrada y arranque sin llave pasivos en automóviles modernos
• Fallos de seguridad de los sistemas remotos