Противоугонное устройство для транспортных средств

Противоугонное устройство для транспортных средств

Реферат

 

Использование: в автомобилях для защиты от угона. Сущность: устройство, имеющее кодовый замок, кодовый ключ, а в качестве исполнительного устройства электромагнит, встраиваемый в разрыв троса привода замка капота. Осуществляется блокировка дверей, двигательного отсека, узлов электрооборудования автомобиля. Деблокирование производится в результате сравнения кодов в замке и ключе, причем вырабатываемый сигнал управления запоминается, а само устройство после рабочего цикла отключается, что позволяет повысить надежность снизить потребление энергии и расширить функциональные возможности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к транспортным противоугонным средствам и может быть использовано для защиты передне- и заднеприводных автомобилей от угона.

Известное устройство, содержащее кодовый замок и кодовый ключ, которое для повышения надежности использует совместно механический и магнитный коды для деблокирования противоугонного устройства, предусматривает дополнительный уровень защиты при работающем двигателе автомобиля путем контроля частоты вращения коленчатого вала и сравнения ее с заданной пороговой частотой [1] Другое устройство, принятое за прототип, для повышения надежности использует в кодовом замке блок набора кода, что позволяет при необходимости оперативно изменить код [2] Для предотвращения доступа к кодовому замку используется дополнительный шифратор, а в качестве исполнительного устройства, блокирующего доступ в кодовый замок, применен электромагнит.

Для описанных, а также других подобных устройств характерны следующие недостатки. Проникновение злоумышленника через боковую дверь водителя сопровождается включением звукового сигнала через небольшой промежуток времени, достаточный, чтобы успеть открыть капот двигательного отсека и отключить аккумулятор, обесточить противоугонное устройство, либо отключить звуковой сигнал. Наличие автономных источников питания и звукового сигнала принципиального вопроса не решают.

Изготовление кодового ключа в виде пластинки с нанесенным магнитным покрытием, как это предложено в конструкции [1] достаточно сложно при массовом производстве, а получаемое число кодовых комбинаций сопоставимо с механическими ключами. Использование клавиатуры [2] оказывается более предпочтительным, так как делает возможным увеличение числа кодовых комбинаций, однако при этом нарушается секретность, что влечет за собой необходимость периодического изменения кода. Кроме того, при большом числе разрядов соединение клавиатуры с аппаратной частью устройство должно осуществляться с помощью многоразрядной шины, что влечет за собой усложнение устройства в целом и необходимость изготовления специального ввода в кузове автомобиля.

Все описанные устройства в режиме охраны потребляют энергию, что с одной стороны вызывает разряд аккумуляторной батареи, а с другой опасность электрического замыкания. При кратковременном режиме хранения (несколько часов) разрядом аккумуляторной батареи можно пренебречь, а вероятность замыкания будет достаточно мала. Однако при длительном хранении (в гараже, на автостоянке) указанные недостатки делают использование противоугонного средства невозможным.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, упрощение устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее кодовый замок, кодовый ключ, датчики защиты, один из выходов которых соединен с входом реле времени, электромагнит, блок управления, содержащий исполнительное реле, звуковой сигнал, трос привода замка капота, причем кодовый замок содержит блок набора кода и блок сравнения кодов, введены управляемый стабилизатор напряжения, один из входов которого соединен с кнопкой управления, два счетчика, делитель частоты, коммутатор, генератор тактовых импульсов, одновибратор, триггер, два элемента ИЛИ, три элемента И.

Кодовый ключ содержит счетчик, два одновибратора, коммутатор, блок набора кода и ключевой элемент.

Часть троса привода капота соединена с корпусом электромагнита, а другая с его сердечником.

В кодовом замке выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом первого счетчика. Вход разрешения счета первого счетчика соединен с другим входом управляемого стабилизатора напряжения, с третьим выходом делителя частоты и вторым входом третьего элемента И. Выход одновибратора подключен к входам сброса первого и второго счетчиков, входу сброса делителя частоты и второму входу триггера. Первый выходной разряд первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика. Выходные разряды второго счетчика через коммутатор подключены к входу блока набора кода. Выход переноса второго счетчика соединен с другим входом делителя частоты. Первый выход делителя частоты подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, а второй выход соединен с вторыми входами первого и второго элементов И. Второй разряд первого счетчика подключен к информационному входу коммутатора, первому входу блока сравнения кодов и выходу кодового замка. Третий выходной разряд первого счетчика подключен к второму входу первого элемента ИЛИ. Выход блока набора кода подключен к второму входу блока сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ. Выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом триггера, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И. Второй выход триггера соединен с первыми входами второго и третьего элементов И. Выходы первого и второго элементов И подключены к первому и второму входам второго элемента ИЛИ соответственно. Третий вход второго элемента ИЛИ подключен к датчикам защиты, а выход через блок управления подключен к звуковому сигналу и узлам электрооборудования автомобиля. Выход третьего элемента И соединен с одним концом обмотки электромагнита, а другой подключен к шине нулевого потенциала. Четвертый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом реле времени.

В кодовом ключе выход первого одновибратора подключен к счетному входу счетчика и к информационному входу коммутатора. Выход второго одновибратора соединен с входом сброса счетчика, выходные разряды которого через коммутатор соединены с входом блока набора кода соответственно. Выход блока набора кода через ключевой элемент подключен к выходу кодового ключа и к входу первого одновибратора.

Выходы кодового замка и кодового ключа связаны двухпроводной линией, один из проводов которой является шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена блок-схема противоугонного устройства.

Устройство содержит кодовый замок 1, кодовый ключ 2, датчики защиты 3, один из выходов которых соединен с входом реле времени 4, электромагнит 5, блок 6 управления, содержащий исполнительное реле, звуковой сигнал 7, трос 8 привода замка капота. Кодовый замок 1 содержит блок набора кода 9, блок 10 сравнения кодов, управляемый стабилизатор напряжения 11, один из входов которого соединен с кнопкой управления 12, два счетчика 13 и 14, делитель частоты 15, коммутатор 16, генератор тактовых импульсов 17, одновибратор 18, триггер 19, два элемента ИЛИ 20 и 21, три элемента И 22, 23 и 24.

Кодовый ключ 2 содержит счетчик 25, два одновибратора 26 и 27, коммутатор 28, блок 29 набора кода и ключевой элемент 30.

Часть троса 8 привода капота соединена с корпусом электромагнита 5, а другая с его сердечником.

В кодовом замке 1 выход генератора тактовых импульсов 17 соединен со счетным входом счетчика 13. Вход разрешения счета счетчика 13 соединен с другим входом управляемого стабилизатора напряжения 11, с третьим выходом делителя частоты 15 и вторым входом элемента 24 И. Выход одновибратора 18 подключен к входам сброса счетчиков 13 и 14, входу сброса делителя 15 и второму входу триггера 19. Первый выходной разряд счетчика 13 подключен к счетному входу счетчика 14. Выходные разряды счетчика 14 через коммутатор 16 подключены ко входу блока набора кода 9. Выход переноса счетчика 14 соединен с другим входом делителя частоты 15. Первый выход делителя частоты 15 подключен к третьему входу элемента 20 ИЛИ, а второй выход соединен с вторыми входами элементов 22 и 23 И. Второй разряд счетчика 13 подключен к информационному входу коммутатора 16, первому входу блока 10 сравнения кодов и выходу кодового замка 1. Третий выходной разряд счетчика 13 подключен к второму входу элемента 20 ИЛИ. Выход блока 9 набора кода подключен к второму входу блока сравнения кодов 10, выход которого соединен с первым входом элемента 20 ИЛИ.

Выход элемента 20 ИЛИ соединен с первым входом триггера 19, первый выход которого подключен к первому входу элемента 22 И. Второй выход триггера 19 соединен с первыми входами элементов 23 и 24 И. Выходы элементов 22 и 23 И подключены к первому и второму входам элемента 21 ИЛИ соответственно. Третий вход элемента 21 ИЛИ подключен к датчикам защиты 3, а выход через блок 6 управления подключен к звуковому сигналу 7 и узлам электрооборудования автомобиля (на чертеже не обозначены). Под узлами электрооборудования подразумеваются такие, прерывание электрических цепей которых препятствует пуску и нормальной работе двигателя автомобиля: катушка зажигания, блок электронного зажигания, стартер и др.

Выход элемента 24 И соединен с одним концом обмотки электромагнита 5, а другой подключен к шине нулевого потенциала. Четвертый вход элемента 21 ИЛИ соединен с выходом реле времени 4.

В кодовом ключе 2 выход одновибратора 26 подключен к счетному входу счетчика 25 и к информационному входу коммутатора 28. Выход одновибратора 27 соединен со входом сброса счетчика 25, выходные разряды которого через коммутатор 28 соединены со входом блока 29 набора кода соответственно. Выход блока 29 набора кода через ключевой элемент 30 подключен к выходу кодового ключа 2 и к входу одновибратора 26. Выходы кодового замка 1 и кодового ключа 2 соединены двухпроводной линией 31, один из проводов которой соединен с шиной нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом. Предположим, что устройство находилось в режиме охраны. Для снятия имеющихся блокировок кодовый ключ 2, находящийся у владельца автомобиля, вставляется в двухконтактный приемный разъем (на чертеже не показан) и через двухпроводную линию 31 соединяется с входом кодового замка 1. После этого на короткое время (0,5- 1 с) нажимается кнопа управления 12. При этом происходит включение управляемого стабилизатора напряжения 11, который подает питание во все узлы кодового замка 1 и кодового ключа 2. Одновибратор 18 вырабатывает импульс сброса длительностью 0,02 с, обеспечивая переход кодового замка 1 в исходное состояние. В течение действия импульса сброса на выходах 2 и 3 счетчика 13 устанавливаются высокие уровни сигнала, а на выходе 1 счетчика 13 и на всех выходах счетчика 14 и делителя частоты 15 низкие уровни. Импульс сброса устанавливает триггер 19 в положение, когда на его первом выходе сказывается низкий уровень, а на втором высокий уровень сигнала. Указанные сигналы поступают соответственно на первый выход элемента 22 И и на первые входы элементов 23 и 24 И.

Одновременно второй одновибратор 27 кодового ключа 2 вырабатывает импульс сброса длительностью 0,5 с, обеспечивая тем самым переход кодового ключа 2 в исходное состояние. На всех выходах счетчика 25 устанавливаются низкие уровни сигнала.

В дальнейшем последовательность работы устройства задается счетчиками 13 и 14. На вход счетчика 13 с генератора тактовых импульсов 17 подаются импульсы частотой f_р 700 Гц. По окончании действия импульса сброса t_c счетчики 13 и 14 начинают работать. Выходные разряды счетчика 13 по очереди переводятся тактовыми импульсами генератора 17 в противоположное состояние на один период тактовой частоты f_r.

Выходные разряды счетчика 14 по очереди переводятся в состояние единицы тактовыми импульсами, поступающими с первого выхода счетчика 13, обеспечивая поочередную коммутацию импульсов кодовой последовательности на соответствующие выходные разряды коммутатора 16. Со второго выхода счетчика 13 через двухпроводную линию 31 в кодовый ключ 2 поступают синхронизирующие импульсы.

Одновибратор 26 увеличивает длительность синхронизирующих импульсов до четырех периодов тактовой частоты. Указанные импульсы длительностью t_ф= 4f^-_r¹ поступают на вход счетчика 25 и на информационный вход коммутатора 28. Коммутатор 28 осуществляет поочередно коммутацию импульсов t_ф на соответствующие разряды блока набора кода 29. На ключевой элемент 30 поступают импульсы длительностью t_ф только с тех выходных разрядов коммутатора, в которых присутствуют замкнутые контакты блока набора кода 29. Ключевой элемент 30, открываясь высоким уровнем сигнала t_ф соответствующего разряда шунтируют двухпроводную линию 31 на время действия импульса, то есть на время t_ф. Для разомкнутых разрядов коммутатора 28 шунтирование двухпроводной линии 31 не происходит, и длительность синхронизирующих импульсов не изменится, то есть останется равной одному периоду тактовой частоты генератора 17.

Заданная блоком набора кода 29 комбинация хода образует в двухпроводной линии 31 кодовую последовательность кодового ключа 2, которая поступает на информационный вход коммутатора 16. Коммутатор 16 распределяет кодовую последовательность на соответствующие выходные разряды, к которым подключен блок набора кода 9. Длительность импульсов выбирается из условия надежного перекрытия ими при совпадении кодовых разрядов ключа 2 и замка 1 разрешающих импульсов длительностью низкого уровня, которые поступают с третьего выхода счетчика 13 через элемент 20 ИЛИ на вход сброса триггера 19.

Сравнение кодов ключа 2 и замка 1 происходит в блоке 10 сравнения кодов. Для одноименных замкнутых или разомкнутых контактов, например, j того разряда блоков 9 набора кода и 29 блок 10 сравнения кодов формирует положительный импульс длительностью t_ф, который поступает в элемент 20 ИЛИ.

Для одноименных, но не совпадающих разрядов, например, j-того разряда блоков набора кода 9 и 29 блок сравнения кодов 10 сформирует отрицательный импульс длительностью t_ф, поступающий на вход элемента 20 ИЛИ. В этом случае разрешающий импульс низкого уровня, также поступающий на вход элемента 20 ИЛИ, проходит на вход сброса триггера 19.

Триггер 19 переходит в противоположное состояние, на его первом выходе появляется сигнал высокого уровня, который через элементы 22 И и 21 ИЛИ поступает на вход блока 6 управления, в составе которого имеется исполнительное реле, осуществляющее включение звукового сигнала 7 и включение блокировки узлов электрооборудования.

Таким образом, при последовательном считывании коммутатором 16 кодовой последовательности происходит сравнение кодовых комбинаций замка 1 и ключа 2 в блоке 10 сравнения кодов, начиная с первого и кончая последним разрядом кодовых комбинаций. При совпадении кодовых разрядов состояние триггера 19 остается неизменным, а при первом же несовпадении происходит срабатывание триггера 19 и включение сигнала тревоги и цепей блокировки узлов электрооборудования.

После окончания коммутации кодовой последовательности, соответствующей первому циклу работы счетчиков 13 и 14, на выходе переноса P счетчика 14 вырабатывается первый импульс переноса P₁, который переводит первый выход делителя частоты 15 в состояние единицы (высокий уровень сигнала), тем самым элемент 20 ИЛИ прекращает передачу сигналов поступающих на его входы.

После второго полного цикла работы счетчиков 13 и 14 на выходе переноса P счетчика 14 вырабатывается второй импульс переноса Р₂, который переводит в состояние единицы второй выход делителя частоты 15, который связан с входами элементов 22 и 23 И. Указанные элементы передают состояние триггера 19 на элемент 21 ИЛИ. Если состояние триггера 19 после начальной установки импульсом t_с не изменилось (если коды ключа 2 и замка 1 совпали), то с выхода элемента 23 И снимается высокий уровень сигнала, который блоком 6 управления воспринимается как сигнал разрешения для нормальной работы, то есть снимаются блокировки узлов электрооборудования. Одновременно на выходе элемента 22 И формируется низкий уровень сигнала, который блоком 6 управления воспринимается как сигнал запрещения (например, подачи звукового сигнала).

Если коды ключа " и замка 1 не совпали, то триггер 19 изменит состояние начальной установки на противоположное, что вызовет появление на выходе элементов 22 и 23 И сигналов, которые будут восприняты блоком 6 управления как сигналы запрещения и разрешения соответственно.

После третьего цикла работы счетчиков 13 и 14 на выходе переноса P счетчика 14 вырабатывается третий импульс P₃, который переводит второй выход делителя частоты 15 в нулевое состояние (низкий уровень сигнала). Элементы 22 и 23 И прекращают передавать состояние триггера 19 через элемент 21 ИЛИ в блок 6 управления. Одновременно импульс переноса P₃ переводит третий выход делителя частоты 15 в состояние единицы (высокий уровень сигнала), который поступает на вход разрешения счета счетчика 13 и на второй вход управляемого стабилизатора напряжения 11. По этому сигналу счетчики 13 и 14 прекращают работу.

Если кнопка управления 12 будет удерживаться некоторое время (3-4с), то выключение управляемого стабилизатора 11 и кодового замка 1 в течение этого времени не происходит. В этом случае сигнал с третьего выхода делителя частоты 15 поступает в элемент 24 И, на другой вход которого подается сигнал с выхода триггера 19. На выходе элемента 24 И формируется сигнал включения электромагнита 5. Электромагнит срабатывает, тем самым делает возможным использовать трос 8 привода замка капота для открывания последнего. Таким образом, капот двигателя автомобиля можно открывать только тогда, когда коды замка 1 и ключа 2 совпали.

Практическая реализация устройства выполнена на интегральных элементах 561 серии. Конструктивно устройство оформлено в виде четырех субблоков: электромагнит, кодовый замок, кодовый ключ и приемное устройство для кодового ключа.

Электромагнит, встраиваемый в разрыв троса привода насоса, помещен в металлический кожух, который закрепляется вблизи замка капота.

Кодовый замок выполнен на двух электронных платах, которые размещены в герметичном корпусе из алюминиевого сплава. В этом же корпусе находятся исполнительные реле блока управления.

Кодовый замок размещается в подкапотном пространстве, причем конкретное место выбирается из условия хорошего охлаждения, защищенности от грязи и воды, а также с учетом длины проводников, связывающих кодовый замок с другими блоками противоугонного устройства автомобиля.

Приемное устройство для кодового ключа выполнено из пластмассы и размещено в кабине водителя на передней панели автомобиля.

В приемном устройстве располагается также кнопка управления и светодиод, сигнализирующий о работе устройства в различных режимах. Кодовый ключ выполнен в пластмассовом малогабаритном герметическом корпусе в виде брелка к ключам с двумя электрическими контактами в боковых сторонах. Питание кодового ключа осуществляется только в момент помещения его в приемное устройство при нажатии кнопки управления.

К достоинствам предлагаемого устройства следует отнести то обстоятельство, что управление устройством осуществляется с помощью одной указанной кнопки управления для различных режимов работы.

Предусматривается три режима работы.

Первый режим режим кратковременной остановки и охраны автомобиля (5-10 мин). При этом режиме датчики защиты не используются, звуковой сигнал при проникновении злоумы шленника в салон автомобиля не подается. Охрана автомобиля осуществляется за счет блокировки узлов электрооборудования и блокировки привода замка капота. Установка противоугонной системы в первый режим работы производится путем однократного нажатия кнопки управления. При этом кодовый ключ не вставляется в приемное устройство.

Второй режим режим длительной остановки и охраны автомобиля (до нескольких часов). В этом режиме используются все датчики защиты и осуществляется блокировка узлов электрооборудования и привода замка капота. Переход устройства в данный режим обеспечивается двухкратным нажатием кнопки управления на короткое время.

Третий режим режим стоянки, длительного хранения автомобиля (до нескольких месяцев). При работе в этом режиме осуществляется только блокировка замка капота, а аккумуляторная батарея отключается от электрических цепей автомобиля с помощью разъединителя массы. Однако кодовый замок остается подключенным к аккумуляторной батарее с помощью отдельной электрической цепи. Перевод системы в указанный режим осуществляется, как и в первом режиме - однократным нажатием кнопки управления.

Из рассмотренных режимов работы наибольшее энергопотребление (до 25 мА) характерно для второго режима. В третьем режиме энергопотребление отсутствует, так как электромагнит, являющийся единственным блокировочным средством в данном варианте охраны автомобиля, не запитывается, а питание кодового замка, как было показано выше, отключается автоматически.

Предлагаемое устройство прошло длительные лабораторные и производственные испытания на передне- и заднеприводных автомобилях. Разработан полный комплект технической документации, по которому в настоящее время заканчивается изготовление опытно-промышленной партии с последующим выходом на серийное производство.

Формула изобретения

1. Противоугонное устройство для транспортных средств, содержащее кодовый замок, кодовый ключ, датчики защиты, один из выходов которых соединен с входом реле времени, электромагнит, блок управления, содержащий исполнительное реле, звуковой сигнал, трос привода замка, капота, причем кодовый замок содержит блок набора кода и блок сравнения кодов, отличающееся тем, что оно снабжено электромагнитом, кодовый замок снабжен управляемым стабилизатором напряжения, один из входов которого соединен с кнопкой управления, двумя счетчиками, делителем частоты, коммутатором, генератором тактовых импульсов, одновибратором, триггером, двумя элементами ИЛИ, тремя элементами И, а кодовый ключ снабжен счетчиком, двумя одновибраторами, коммутатором, блоком набора кода и ключевым элементом, при этом часть троса привода капота соединена с корпусом электромагнита, а другая с его сердечником, в кодовом замке выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, вход разрешения счета которого соединен с другим входом управляемого стабилизатора напряжения, с третьим выходом делителя частоты и вторым входом третьего элемента И, выход одновибратора подключен к входам сброса первого и второго счетчиков, входу сброса делителя частоты и второму входу триггера, первый выходной разряд первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика, выходные разряды которого через коммутатор подключен к входу блока набора кода, а выход переноса соединен с другим входом делителя частоты, первый выход которого подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, а второй выход соединен с вторыми входами первого и второго элемента И, второй разряд первого счетчика подключен к информационному входу коммутатора, первому входу блока сравнения кодов и выходу кодового замка, третий выходной разряд первого счетчика подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход блока набора кода подключен к второму входу блока сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, а второй выход соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы первого и второго элементов И подключены к первому и второму входам второго элемента ИЛИ соответственно, третий вход которого подключен к датчикам защиты, а выход через блок управления подключен к звуковому сигналу и узлам электрооборудования автомобиля, выход третьего элемента И соединен с одним концом обмотки электромагнита, а другой подключен в шине нулевого потенциала, четвертый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом реле времени, в кодовом ключе выход первого одновибратора подключен к счетному входу счетчика и к информационному входу коммутатора, а выход второго одновибратора соединен с входом сброса счетчика, выходные разряды которого через коммутатор соединены с входом блока набора кода соответственно, выход которого через ключевой элемент подключен к выходу кодового ключа и к входу первого одновибратора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходы кодового замка и кодового ключа связаны двухпроводной линией, один из проводов которой является шиной нулевого потенциала.

РИСУНКИ

Рисунок 1