Устройство противоугонной сигнализации для транспортного средства

 

Использование: для предотвращения угона и снятия деталей автомобиля. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно включенные датчик сотрясений, усилитель, таймер, исполнительный блок и сигнальный элемент, узел переключения режима, соединенный с соответствующими входами таймера, блок контактных датчиков, триггер. Схема обеспечивает работу устройства в дополнительном режиме, применяемом предпочтительно в дневное время, что исключает ложные срабатывания от датчика сотрясений и гарантирует срабатывание устройства только при реальной угрозе угона автомобиля. Конструктивная реализация таймера позволяет задержать подключение датчика на 1 - 2 с после окончания сигнала тревоги, что исключает ложные срабатывания от вибрации автомобиля, возникающей при звучании сигнального элемента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и может быть использовано в качестве охранного устройства для предотвращения его угона, вскрытия багажника, капота, а также снятия колес и других частей.

Известно устройство [1] тревожной сигнализации, которое основано на использовании контактных элементов, срабатывающих при открывании дверей, капота или багажника.

Недостаток известного устройства - отсутствие защиты от снятия колес, стекол и других частей автомобиля. Кроме этого, если автомобиль был открыт с целью угона, вор был напуган сигнальным устройством и убежал, а хозяина автомобиля не оказалось поблизости, то система тревожной сигнализации будет включаться в повторно-кратковременном режиме.

Известна система [2] выявления вибраций и ударов, предназначенная для оснащения автомобиля, содержащая вибродатчик, генерирующий сигналы, пропорциональные амплитуде и частоте вибрации, устройство программного ввода, запоминающее устройство, заключающее в себе предельно допустимые параметры вибраций различных видов; контроллер, сравнивающий предельно допустимые параметры вибрации с расчетными значениями, вычисленными с использованием программного обеспечения на основе сигналов вибродатчика. В случае необходимости по результатам этого сравнения контроллер включает систему сигнализации, что свидетельствует о превышении допустимых предельных параметров вибрации.

Эта система имеет преимущества в том, что она, кроме дверей, багажника и капота защищает колеса, стекла и другие детали автомобиля. Однако известная система сигнализации достаточно сложна, т.к. требует тщательной настройки с использованием программного обеспечения и имеет свои специфические недостатки. При очень тонкой настройке при любом ударе, качке или сдвиге машины с места будет срабатывать тревожная сигнализация. Срабатывание сигнала тревоги возможно даже при порывах ветра или ударах грома. При более грубой настройке можно избежать неприятностей от срабатывания при порывах ветра и других факторах, но при этом угонщик может очень осторожно открыть дверь, капот или багажник и снять некоторые детали автомобиля. Поэтому получили распространение системы противоугонной сигнализации, сочетающие применение контактных датчиков и вибродатчиков.

Известно устройство [3] противоугонной сигнализации для транспортного средства, принятое в качестве прототипа, содержащее последовательно включенные датчик сотрясения, усилитель сигналов, электронный таймер, исполнительный блок и сигнальный элемент, также систему контактных датчиков (двери или освещение салона, багажник, капот), которые также подключены на вход электронного таймера, на второй вход которого подключен переключатель режимов, а второй выход электронного таймера соединен с разрешающим работу входом иcполнительного блока.

Известное устройство работает следующим образом. После включения устройства в режим охраны и выхода водителя из салона при закрывании двери сигналом от дверного выключателя или от датчика сотрясений в известном устройстве электронным таймером отрабатывается временная задержка 32 с, после которой устройство переходит в дежурный режим. После поступления сигнала тревоги с дверного выключателя или датчика сотрясений с задержкой 8 с, которую отрабатывает электронный таймер, включается исполнительный блок и подключает сигнальный элемент (клаксон) на 24 с, т.к. через 32 c с момента поступления сигнала тревоги электронный таймер отключает исполнительный блок. Если за это время дверные выключатели не будут переведены в дежурный режим или вновь поступит сигнал с датчика сотрясений, устройство будет срабатывать многократно. При срабатывании устройства от датчика капота или багажника сигнал тревоги включается немедленно, причем продолжительность его будет 32 с. Устройство не позволяет угонщику или вору даже при очень бережном обращении войти в салон автомобиля. Однако в дневное время оно может стать игрушкой для детей и раздражителем для окружающих.

В некоторых случаях при особо благоприятных условиях (влажность воздуха, техническое состояние автомобиля, демпфирующие свойства грунта) после однократного срабатывания устройства тревожной сигнализации корпус автомобиля может быть настолько перевозбужден, что эти остаточные колебания могут явиться причиной срабатывания датчика сотрясений повторно даже тогда, когда опасность миновала, вор покинул автомобиль и закрыл дверь. Возможно нежелательное многократное срабатывание устройства в тех случаях, когда угонщик был напуган автосторожем и оставил салон, но не закрыл за собой дверь, а хозяин автомобиля не смог быстро прийти на помощь.

Цель изобретения - повышение комфортности устройства противоугонной сигнализации для владельцев автомобиля и окружающих путем исключения ложных срабатываний.

Эта цель достигается благодаря тому, что в устройстве противоугонной сигнализации для транспортного средства, содержащем последовательно включенные датчик сотрясений, усилитель, таймер, исполнительный блок, разрешающий вход которого соединен со вторым входом таймера, и сигнальный элемент, узел переключения режима, выход которого подключен ко второму входу таймера, блок контактных датчиков, узел переключений режима выполнен с дополнительным выходом, усилитель - с дополнительным входом, а таймер - с двумя дополнительными входами и двумя дополнительными выходами. Устройство снабжено триггером, входы которого соединены со вторым и первым дополнительными выходами таймера, а выход - с первым дополнительным входом последнего, связанным с дополнительным выходом узла переключения режима, второй дополнительный выход таймера соединен с дополнительным входом усилителя, а второй дополнительный вход - с выходом блока контактных датчиков. Таймер включает в себя формирователь выдержки времени сигнала тревоги и формирователь задержки подачи сигнала тревоги, соединенные последовательно, формирователь задержки включения усилителя, подключенный входом к выходу формирователя выдержки времени сигнала тревоги и формирователь задержки перевода в дежурный режим. Первый вход формирователя выдержки времени сигнала тревоги и вход формирователя задержки перевода в дежурный режим являются соответственно первым и вторым входами таймера, второй вход формирователя выдержки времени сигнала тревоги - первым дополнительным входом, объединенные третий вход формирователя выдержки времени сигнала тревоги и второй вход формирователя задержки подачи сигнала тревоги - вторым дополнительным входом, выход формирователя задержки подачи сигнала тревоги и выход формирователя задержки перевода в дежурный режим - соответственно первым и вторым выходами, выход формирователя выдержки времени сигнала тревоги и выход формирователя задержки включения усилителя - соответственно первым и вторым дополнительными выходами таймера.

Снабжение таймера двумя дополнительными входами и двумя дополнительными выходами, а также снабжение узла переключателя режима дополнительным выходом дает возможность улучшить алгоритм работы устройства и устранить недостатки, присущие прототипу.

Снабжение устройства триггером, входы которого соединены со вторым и первым дополнительным выходами таймера, а выход с первым дополнительным входом последнего, связанным с дополнительным выходом узла переключения режима, а также подключение блока контактных датчиков ко второму дополнительному входу таймера позволяет построить двухрежимную работу устройства в режиме II, который применяется предпочтительно в дневное время и исключает срабатывания устройства от датчика сотрясений до тех пор, пока устройство не срабатывает от блока контактных датчиков. В режиме II обеспечивается автоматический переход работы устройства в режим I. Срабатывание блока контактных датчиков происходит только при открывании любой двери автомобиля.

Применение режима II в дневное время исключает ложное срабатывание от случайных ударов и сдвигов автомобиля и повышает комфортабельность устройства для владельца и окружающих.

Подключение блока контактных датчиков к самостоятельному входу таймера позволяет обеспечить работу устройства с различными временными задержками на включение сигнала тревоги от разных датчиков, что также делает устройство более комфортным в обращении и позволяет построить алгоритм работы устройства так, что исключается повторное звучание тревожной сигнализации, если угонщик был ею напуган и покинул автомобиль, но не закрыл двери.

Снабжение таймера вторым дополнительным выходом, снижающим загрубление усилителя сигналов с выдержкой во времени после окончания звучания сигнала тревоги, дает возможность исключить ложные срабатывания датчика сотрясений от вибрации корпуса автомобиля, возникающей при звучании клаксона.

Снабжение формирователя выдержки сигнала тревоги первым и двумя дополнительными входами дает возможность сформировать сигнал тревоги при подаче сигнала либо с усилителя, либо с блока контактных датчиков. Если формирователь выдержки сигнала включается от усилителя, то на первом выходе сигнал появляется с задержкой ₁ = 0,4 с, а при включении формирователя выдержки времени сигнал тревоги со второго дополнительного входа от блока контактных датчиков сигнал с первого выхода появляется через время = ₁+₂₁ = =0,4 с - это задержка, необходимая для приоткрытия двери автомобиля до срабатывания блока контактных датчиков, после чего формирователь задержки подачи сигнала включается на время ₂= (5-7) с.

Подключение формирователя задержки включения усилителя к первому дополнительному выходу таймера дает возможность загрубить усилитель сигналом со второго дополнительного выхода таймера на 1-2 c после снятия сигнала с первого выхода таймера.

При поступлении сигнала с узла переключения режима на второй вход таймера включается формирователь задержки перевода в дежурный режим и через 50-60 с на втором выходе таймера появляется разрешающий сигнал для работы исполнительного блока, который может включаться с первого выхода таймера, а также переключается триггер в режим II. Но этот режим на первом дополнительном входе таймера может корректироваться узлом переключателя режимов. Приоритет в работе таймера имеет режим I.

Соответствие изобретения критерию "промышленная применимость" может быть подтверждено примером конкретного выполнения устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства противоугонной сигнализации для транспортного средства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит последовательно включенные датчик 1 сотрясений, операционный усилитель 2 сигналов, электронный таймер 3, исполнительный блок 4, разрешающий вход которого соединен со вторым выходом электронного таймера 3, и сигнальный элемент 5. В состав электронного таймера 3 входят схемы формирования временных выдержек. Схема 6 соединена своим первым входом с выходом усилителя 2 и предназначена для формирования ограничения звукового сигнала тревоги (_т15 с). Схема 6 последовательно соединена со схемой 7 формирования задержек на включение сигнала тревоги ₁ = 0,4 c и ₂ = 5-7 с соответственно при поступлении сигнала тревоги с датчика 1 сотрясений или с блока контактных датчиков 8. Сигнал с датчиков 8 поступает на второй дополнительный вход таймера 3, являющийся вторыми входами схем 6 и 7. Выход схемы 6 соединен со входом схемы 9, формирующей дополнительный сигнал задержки на включение усилителя 2 в нормальный режим на 1-2 с после отключения сигнала тревоги. Выход схемы 9 является дополнительным вторым выходом электронного таймера 3. Схема 10 формирует сигнал задержки на включение устройства в дежурный режим (50-60 с). Ее вход является вторым входом электронного таймера 3 и соединен с выходом узла 11 переключения режима, состоящего из двух тумблеров 12 и 13, одним концом подключенных к питанию. Дополнительный выход узла переключения режима соединен с первым дополнительным входом таймера. Выход таймера 10 подключен к разрешающему входу исполнительного блока 4, являющимся одним из входов мультивибратора 14. Исполнительный блок 4 состоит из последовательно соединенных мультивибратора 14, усилителя мощности 15 и реле 16. Устройство содержит триггер 17, соединенный своими входами со вторым и первым дополнительными выходами электронного таймера 3. Выход триггера соединен с первым дополнительным входом электронного таймера 3, являющимся третьим входом схемы 6. Датчик сотрясений 1 состоит из сейсмоприемника 18, избирательного фильтра, собранного на элементах 19-22, вырезающего спектр частот от колебаний автомобиля, вызванных действиями при снятии колес, стекол и др. приборов. Резисторы 23 и 26 задают такой режим работы операционного усилителя, при котором он надежно заперт обратным напряжением, установленным на сейсмоприемнике 18 за счет распределения напряжения на делителе из сопротивления резистора 23 (М22), сейсмодатчика (R = 300 Ом) 18, резистора (М22) 19. При малейшем раздражении датчика 18 спектром частот от колебаний автомобиля выходное напряжение на выходе усилителя меняется на обратное.

Диоды 24 и 25 (КД 521) являются защитным элементом от больших всплесков напряжения с сейсмоприемника. В усилителе 2 использована м/сх К 140УД17 в выходную цепь усилителя включен резистор 27, диод 28, логический элемент 29.

Запирающая цепь 9 собрана на резисторе 63 и диоде 64 и предназначена для перевода усилителя в запертое состояние и удержание в этом состоянии на 1-2 с за счет перезаряда конденсатора 22 во входном фильтре.

Схема 6 собрана на элементах 29, 30 (м/с К 561ЛА7), резисторе 31 (33КОМ) и имеет времязадающую цепь на конденсаторе 32 (47МКФ) и резисторе 33 (М47) _т = 15-20 с, конденсаторе 34 (33НФ) и резисторе 35 (К47).

При разрешающем напряжении на входе схемы 6 и воздействии на любой из остальных двух входов импульсов самой короткой длительности схема выдает на выходе элемента 30 импульс положительного напряжения длительностью 20 с.

Схема 7 имеет две линии задержки: конденсатор 36 (2,2МКФ), резистор 37 (М15) - ₁= 0,4 с, конденсатор 38 (47МКФ), резистор 37 - ₂= 6 с, разделительный диод 39 (КД521) и разряжающий резистор 40 (2,0 МОМ).

Схема 10 собрана на элементе 41 (м/сх К561ЛА7), резисторе 42 (3КОМ) с времязадающей цепочкой на резисторе 43 (М75) и конденсаторе 44 (47МКФ) - _д = 50 с. Задержка предназначена для включения устройства в дежурный режим.

Триггер 17 собран на элементах 45, 46, 47 (м/сх К561ЛА7) и резисторе 48 (М15). Триггер 17 предназначен для перевода устройства из режима работы от блока контактных датчиков 8 в совмещенный режим работы с датчиком 1 сотрясений.

Мультивибратор 14 собран на элементах 49, 50 (м/сх К561ЛА7), содержит времязадающую цепь на резисторе 51 (М24) и конденсаторе 52 (1,0МКФ), а также запирающем диоде 53 (КД521).

Схема 15 собрана на транзисторах 54 (КТ315), 55 (КТ814), резисторах 56 (10КОМ), 57 (1КОМ), 58 (5,6КОМ), 59 (К47), диоде 60 (КД521), стабилитроне 61 (КС515А) и своим выходом нагружена на промежуточное реле автомобиля, включающее звуковой сигнал.

В устройстве используется реле 16 (РЭС8-РС4.590.052), контакт которого 65 включен в цепь исполнительного элемента 5 - клаксона автомобиля.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства в режиме I, используемом предпочтительно в ночное время.

Замыкают тумблер 12 и размыкают тумблер 13. Разрешающий сигнал высокого уровня подается на один из входов элемента 29, являющийся первым дополнительным входом электронного таймера 3. Схема 6 таймера 3 готова к приему сигнала тревоги от датчика сотрясений 1. Размыканием тумблера 13 снимается высокий уровень со второго входа таймера 3, являющегося входом схемы 10. При этом разрывается цепь резистора 42 и начинается разряд емкости 44 на резистор 43 по истечении 50-60 с (время, отпущенное водителю для выхода из машины и проверки закрытых дверей, багажника и капота) на выходе элемента 41 схемы 10, появляется логическая "1", разрешающая работу мультивибратора 14 исполнительного блока 4. Кроме того, этот сигнал поступает на один из входов элемента 45 и на один из входов элемента 47 триггера 17. Устройство готово для работы в сторожевом режиме I.

В момент срабатывания датчика 1 сотрясений, т.е. при возникновении каких-либо колебаний, возникающих при попытке снять колеса, стекла, открыть двери автомобиля отмычкой и т.д., сигнал от сейсмодатчика 18 отфильтровывают при помощи цепочки элементов 19, 20 и усиливают в операционном усилителе 2. Далее сигнал поступает на вход таймера 3, являющийся вторым входом элемента 29 схемы 6. Схема 6 включается и начинается отсчет рабочего цикла подачи тревожного сигнала. Схема 6 сразу подключает схему 10 формирования временных задержек на включение сигнала тревоги. При поступлении сигнала от датчика 1 задержка 0,4 с формируется посредством разряда конденсатора 36 на резистор 37. После истечения ₁ = 0,4 сек. запускается несимметричный мультивибратор 14 исполнительного блока 4, импульсы которого поступают на клаксон 5 через усилитель 15 мощности. Сигнал тревоги звучит в соответствии с временной уставкой, заложенной в схеме 6. После отключения сигнала тревоги, как и во время звучания сигнала, усилитель 2 еще 1-2 с загрублен положительным смещением через схему 9. Это дает возможность исключить срабатывание датчика 1 сотрясений от вибрации корпуса автомобиля, возникающей при звучании клаксона. Через 1-2 с после окончания звучания конденсатор 22 схемы датчика 1 полностью разряжается на резистор 21, и рабочий режим усилителя восстанавливается. Автосторож готов отследить новый раздражающий фактор.

При замыкании одного из датчиков 8 (открытии дверей, багажника или капота автомобиля) устройство работает по вышеописанному принципу, но с задержкой ₂ = 5-7 с (на элементах 37, 38), но схема 6 в этом случае включается через цепь конденсатор 34, резистор 36, запуская мультивибратор на 13-15 с.

Устройство настроено так, что в режиме 1 хозяин автомашины может при необходимости ключом быстро, осторожно и уверенно открыть дверь салона. Если для открытия дверей используется "родной ключ", то задержки на включении сигнализации ₁= 0,4 сек. вполне хватает. Как только замкнется датчик 8, автосторож переходит на другой режим задержки ₂ = 5-7 с, которой достаточно для входа в салон и отключения тумблера 13 узла переключения режима II, находящегося в потайном месте. Эту особенность работы схемы устройства можно назвать узнаванием родного ключа в режиме I, что позволяет оградить окружающих от лишнего беспокойства.

Таким образом, в режиме I устройство реагирует на любой раздражающий фактор (злоумышленное открывание дверей, капота или багажника, любое встряхивание), но если злоумышленник был напуган сигналом от первого срабатывания и убежал, то автосторож больше не издаст ни звука до появления следующего раздражающего фактора. Устройство не доставит беспричинных неприятностей окружающим.

Рассмотрим работу устройства в режиме II, используемом предпочтительно в дневное время.

Если автомашина в дневное время оставлена во дворе или на улице, где многолюдно, много детей и нет опасности стать жертвой злоумышленника, то водитель может применить щадящий слух окружающих режим II.

В этом режиме устройство работает при включенных тумблерах 12, 13 узла переключения режима II. Как и в режиме I, после разрядки конденсаторе 44 на резистор 43 схемы 10 через время задержки _д= 50-60 с отключается запирающий диод 53 и мультивибратор 14 переходит в дежурный режим работы. На входе элемента 29 схемы 6 появляется логический "0", и схема 6 не реагирует на сигналы от датчика 1 сотрясений. Таким образом, автомобиль со своим автосторожем не может стать объектом для шалостей детей.

Если же злоумышленник появился и открыл двери, багажник или капот, то срабатывают датчики 8, на вход элемента 30 схемы 6 поступит сигнал через цепь элементов 34, 35 и элемент 30 замыкается на массу и этот короткий импульс включает схему 6 и переключает триггер 17 в состояние, когда на его выходе появляется логическая "1", разрешающая работу схемы 6 от датчика 1 сотрясений и устройство автоматически переходит в очень чувствительный режим I. Достоинством заявляемого устройства является то, что в дневное время переход в режим I происходит только при действительной опасности угона автомашины.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет исключить ложные срабатывания устройств: после отключения тревожного звучания клаксона от остаточной вибрации корпуса автомобиля; если злоумышленник напуган и оставил автомобиль, причем двери автомобиля могут быть как закрытыми, так и открытыми; если в дневное время автомобиль оставлен в людном месте и возможны случайные удары и сотрясения корпуса.

Исключение ложных срабатываний устройства значительно повышает его комфортабельность для владельца автомобиля и окружающих.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ПРОТИВОУГОННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее последовательно включенные датчик сотрясений, усилитель, таймер, исполнительный блок, разрешающий вход которого соединен с вторым выходом таймера, и сигнальный элемент, узел переключения режима, выход которого подключен к второму входу таймера, блок контактных датчиков, отличающееся тем, что узел переключения режима выполнен с дополнительным выходом, усилитель - с дополнительным входом, а таймер - с двумя дополнительными входами и двумя дополнительными выходами, причем устройство снабжено триггером, входы которого соединены с вторым и первым дополнительным выходами таймера, а выход - с первым дополнительным входом последнего, связанным с дополнительным выходом узла переключения режима, второй дополнительный выход таймера соединен с дополнительным входом усилителя, а второй дополнительный вход - с выходом блока контактных датчиков.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что таймер включает в себя формирователь выдержки времени сигнала тревоги и формирователь задержки подачи сигнала тревоги, соединенные последовательно, формирователь задержки включения усилителя, подключенный входом к выходу формирователя выдержки времени сигнала тревоги, и формирователь задержки перевода в дежурный режим, при этом первый вход формирователя выдержки времени сигнала тревоги и вход формирователя задержки перевода в дежурный режим являются соответственно первым и вторым входами таймера, второй вход формирователя выдержки времени сигнала тревоги - первым дополнительным входом, объединенные третий вход формирователя выдержки времени сигнала тревоги и второй вход формирователя задержки подачи сигнала тревоги - вторым дополнительным входом, выход формирователя задержки подачи сигнала тревоги и выход формирователя задержки перевода в дежурный режим - соответственно первым и вторым выходами, выход формирователя выдержки времени сигнала тревоги и выход формирователя задержки включения усилителя - соответственно первым и вторым дополнительными выходами таймера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2