блок управления системы электроблокировки замков дверей

Формула изобретения

1. Блок управления системы электроблокировки замков дверей, содержащий первую, вторую, третью и четвертую клеммы, первый и второй усилители, включенные соответственно между первой и третьей и первой и четвертой клеммами, причем выходные каскады усилителей выполнены соответственно на первом и втором электромагнитных реле, первые неподвижные контакты которых соединены с первой клеммой, а вторые неподвижные контакты, на которые нормально замкнуты подвижные контакты каждого соответствующего реле, соединены с второй клеммой, времязадающую цепочку, соединенную с первым усилителем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения падения напряжения и упрощения, второй неподвижный контакт первого реле соединен с второй клеммой через диод.

2. Блок по п.1, отличающийся тем, что второй неподвижный контакт второго реле соединен с второй клеммой через диод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области запорных устройств и касается, в частности, блоков управления систем электроблокировки замков дверей, преимущественно автомобилей.

Известен блок управления, описанный в заявке ФРГ N 3205166, класс Е 05 В 65/36 (аналог в Англии N 21146448, класс тот же), включающий в себя два транзисторных усилителя один для блокирования, а второй для разблокирования, два времязадающих элемента (таймера), каждый из которых подключен к одному ("своему") из упомянутых усилителей, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую клеммы, с которыми соединены упомянутые усилители и времязадающие элементы (таймеры), и предназначенные для соединения блока управления с внешними элементами электрической системы блокировки замков дверей автомобиля: аккумулятором, управляющим микропереключателем, моторедукторами исполнительных механизмов. Выходные каскады упомянутых усилителей выполнены на электромагнитных реле, первые неподвижные контакты которых соединены с первой клеммой, вторые неподвижные контакты этих же реле соединены с второй клеммой непосредственно, а подвижные контакты, нормально замкнутые с вторыми неподвижными контактами этого же реле, соединены соответственно с пятой и шестой клеммами, к которым подключены якоря электродвигателей моторедукторов. Этот блок управления, к сожалению, не свободен от недостатка: соединения внутри блока соединяют накоротко выводы якоря электродвигателя управляющего моторедуктора, в результате чего при открывании замка ключом необходимо прикладывать большое усилие, преодолевая при зтом помимо усилий трения в элементах замка еще и сопротивление вращению якоря электродвигателя, работающего в режиме коротко замкнутого генератора постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Известен также блок управления, описанный в книге: Х.Сига, С.Мидзутани "Введение в автомобильную электронику", М. Мир, 1989, стр.173. Этот блок содержит помимо вспомогательных устройств те же соединения, перечисленные при описании предыдущего блока и, соответственно, обладает тем же недостатком.

Известен также подобный описанный выше блок управления 2043011 фирмы BINRON VIDEO, Италия, содержащий первую клемму, соединяемую на автомобиле с плюсом аккумулятора, вторую клемму, соединяемую с минусом аккумулятора, третью и четвертую клеммы, соединяемые на автомобиле через микропереключатель управляющего моторедуктора исполнительного механизма блокировки замка двери (водителя) с минусом аккумулятора (через массу кузов автомобиля), пятую и шестую клеммы, к которым подключены электродвигатели моторедукторов, седьмую и восьмую клеммы, к которым подключены неподвижные контакты двунаправленной кнопки, устанавливаемой обычно на панели приборов автомобиля, соединяемые с минусом аккумулятора через подвижный контакт этой кнопки. Между первой и третьей и первой и четвертой клеммами включены соответственно усилитель блокирования и усилитель разблокирования замков дверей, к входам каждого из которых подключены таймеры RC времязадающие цепочки, емкостной элемент каждой из которых выполнен из двух последовательно встречно-включенных электролитических конденсаторов. Между первой и третьей клеммами и первой и четвертой клеммами включены резисторы, а третья с седьмой и четвертая с восьмой соединены через диоды. Выходные каскады упомянутых усилителей выполнены из на электромагнитных реле, первые вывода обмоток которых соединены с первой клеммой, а вторые вывода обмоток через электролитические конденсаторы соединены соответственно с седьмой и восьмой клеммами, а через силовые цепи соответствующих транзисторов с третьей и четвертой клеммами соответственно. Первые неподвижные контакты упомянутых реле соединены с первой клеммой, вторые неподвижные контакты этих же реле соединены с второй клеммой непосредственно, а подвижные контакты, нормально замкнутые с вторыми неподвижными контактами этого же реле, соединены соответственно с пятой и шестой клеммами. И этот блок управления, к сожалению, обладает тем же недостатком: соединения внутри блока соединяют накоротко выводы якорей электродвигателей, в том числе управляющего моторедуктора, в результате чего при открывании замка ключом необходимо как и описано выше прикладывать большое усилие, преодолевая при этом помимо усилий терния в элементах замка еще и сопротивление вращению якоря электродвигателя, работающего в режиме коротко замкнутого генератора постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Известен еще блок управления, описанный в патенте Испании ЕS 528129, 1983, класс Е 05 B 65/20, который содержит первую клемму, соединяемую на автомобиле с плюсом аккумулятора, вторую клемму, соединяемую с минусом аккумулятора, третью и четвертую клеммы, соединяемые на автомобиле через микропереключатель управляющего моторедуктора исполнительного механизма блокировки замка двери (водителя) с минусом аккумулятора (через массу кузов автомобиля), пятую и шестую клеммы, к которым подключены электродвигатели моторедукторов, седьмую и восьмую клеммы, к которым подключены неподвижные контакты двунаправленной кнопки, устанавливаемой обычно на панели приборов автомобиля, соединяемые с минусом аккумулятора через подвижный контакт этой кнопки. Блок содержит также усилитель блокирования и усилитель разблокирования замков дверей, входные каскады которых выполнены за одно с таймеpами. Выходные каскады упомянутых усилителей выполнены на электромагнитных реле, первые вывода обмоток которых соединены через диод с первой клеммой, а вторые вывода обмоток с выходами усилителей-таймеров. Первые неподвижные контакты упомянутых реле соединены с первой клеммой, вторые неподвижные контакты этих же реле соединены с второй клеммой непосредственно, а подвижные контакты, нормально замкнутые с вторыми неподвижными контактами этого же реле, соединены соответственно: первого реле с пятой клеммой, а второго реле через силовую цепь симметричного тиристора (симистора) с шестой клеммой. С второй клеммой соединены аноды двух диодов, катоды которых соединены соответственно с пятой и шестой клеммами, а между пятой клеммой и подвижным контактом второго реле включен делитель напряжения из двух резисторов, средняя точка которого соединена с управляющими электродом симистора.

Этот блок управления, свободный от недостатка описанных ранее блоков, к сожалению, также обладает недостатком: повышенным падением напряжения внутри блока в цепи нагрузки моторедукторов из-за наличия пяти р-n переходов симистора при токе в 15-20 ампер, что заставляет применять в моторедукторах более металлоемкие электродвигателя.

Техническим результатом изобретения создание блока управления системы электроблокировки замков является дверей с уменьшенным падением напряжения и более простой.

Это достигается отсоединением катодов двух упомянутых последними диодов от пятой и шестой клемм, а анодов от второй клеммы, соединением вторых неподвижных контактов электромагнитных реле с второй клеммой через упомянутые диоды каждого через свой, причем с второй клеммой соединяются катоды диодов, исключением тиристора, соединением подвижного контакта второго реле непосредственно с шестой клеммой (как в первых аналогах), исключением делителя напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема блока управления, включенного в систему электроблокировки замков дверей автомобиля.

Блок управления системы электроблокировки замков дверей согласно изобретению содержит (см. черт.), первую клемму 1, вторую клемму 2, третью клемму 3, четвертую клемму 4, пятую клемму 5, шестую клемму 6, седьмую клемму 7 и восьмую клемму 8. Между клеммами 1 и 3 включен первый усилитель, входной каскад которого выполнен на транзисторе 9, эмиттер которого соединен с клеммой 3, а выходной каскад выполнен на электромагнитном реле 10, содержащем обмотку 11, начало которой соединено с клеммой 1, а конец с коллектором транзистора 9. Первый неподвижный контакт 12 этого реле соединен с клеммой 1, второй неподвижный контакт 13 этого реле 10 соединен с клеммой 2 через диод 14, а подвижный контакт 15 с клеммой 5. База транзистора 9 через резистор 16 соединена с первым выводом конденсатора 17, а через резистор 18 с эмиттером этого же транзистора 9. Первый вывод конденсатора 17 через диод 19 соединен с клеммой 3, а через диод 20 с клеммой 8. Между клеммами 1 и 3 включен резистор 21. Между клеммами 3 и 7 включен стабилитрон 22. Блок электрически выполнен симметрично и его правая половина на чертеже выполнена аналогично левой: второй усилитель включен между клеммами 1 и 4, причем входной каскад его выполнен на транзисторе 23, эмиттер которого соединен с клеммой 4, а выходной каскад выполнен на втором электромагнитном реле 24, содержащем обмотку 25, начало которой соединено с клеммой 1, а конец с коллектором транзистора 23; первый неподвижный контакт 26 второго реле 24 соединен с клеммой 1, вторые неподвижный контакт 27 второго реле 24 соединен с клеммой 2 через диод 28, а подвижный контакт 29 с клеммой 6. База транзистора 23 через резистор 30 соединена со вторым выводом конденсатора 17, а через резистор 31 с эмиттером этого же транзистора 23. Второй вывод конденсатора 17 через диод 32 соединен с клеммой 4, а через диод 33 с клеммой 7. Между клеммами 1 и 4 включен резистор 34, а между клеммами 4 и 8 стабилитрон 35.

При установке блока на автомобиль клемма 1 соединяется с плюсом аккумулятора 36, клемма 2 через кузов автомобиля с минусом этого же аккумулятора, клеммы 7 и 8 с неподвижными контактами соответственно 37 и 38 двунаправленной кнопки 39, устанавливаемой обычно на щитке приборов автомобиля, причем ее подвижный контакт 40 соединен с кузовом автомобиля. К клеммам 5 и 6 подключены электродвигатели моторедукторов 41 и 42, приводящих в действие механизмы блокировки замков дверей. Моторедукторы 41 и 42 выполнены в виде электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и направление вращения их якорей зависит от полярности питающего напряжения - т. е. на клеммах 5 и 6. Управляющий моторедуктор 41 снабжен микропереключателем 43, неподвижные контакты 44 и 45 которого электрически соединены соответственно с клеммами 3 и 4, а подвижный контакт 46, кинематически соединенный с кнопкой привода механизма блокировки замка, размещенной на двери автомобиля около водителя, электрически соединен с кузовом автомобиля, т.е. с минусом аккумулятора 36. Ключ 47 вставляется в замок двери автомобиля.

Работает блок управления, изображенный на чертеже, следующим образом:

В исходном состоянии, соответствующем закрытому и заблокированному состоянию замка, т.е. когда кнопка на двери около водителя утоплена, подвижный контакт 46 микропереключателя 43 замкнут с неподвижным контактом 44 и, таким образом, клемма 3 соединена с минусом аккумулятора 36. Конденсатор 17 через резисторы 34, 31, 30, диод 32 с одной стороны и через резисторы 16, 18, диод 19 с другой стороны заряжен до напряжения на аноде диода 33, которое отличается приблизительно на 0,3-0,5 вольта от напряжения стабилизации стабилитрона 22, причем на первом выводе конденсатора 17, соединенном с резистором 16 и диодом 19 минус, а на втором его выводе, соединенном с резистором 30 и диодом 32 плюс. Ток в цепи конденсатора 17 определяется, в основном, током его утечки, который относительно невелик и, поэтому, напряжение на базе транзистора 9 недостаточно для его открывания. Соответственно обмотка 11 реле 10 замкнут на неподвижный контакт 13, т.е. через диод 14 на минус аккумулятора 36. Существенный ток, величиной до нескольких миллиампер, протекает через резисторы 21 и 34, диоды 32, 33 и стабилитрон 22. Поскольку клемма 4 не соединен с минусом аккумулятора 36, то на транзистор 23 подано запирающее напряжение, соответственно обмотка 25 реле 24 обесточена и его подвижный контакт 29 замкнут на неподвижный контакт 27, т.е. через диод 28 на минус аккумулятора 36. Таким образом на клеммах 5 и 6 одинаковый потенциал и электродвигателя моторедукторов 41, 42, подключенные к этим клеммам, обесточены и их якоря не вращаются.

При необходимости разблокирования замков водитель выдергивает кнопку рукой непосредственно или поворачивает ключ 47 в замке, вращая при этом якорь электродвигателя моторедуктора 41. Наводимая при вращении в якоре э.д.с. вызывает ток, ограничиваемый сопротивлениями включенных последовательно в этой ситуации моторедукторов 41 и 42 и соединительных проводов, а ток через клеммы 6 и 5, соединенные по цепи: контакты 29, 27, диод 28, диод 14, контакты 13, 15 пренебрежимо мал, т.к. в этой цепи диоды 28 и 14 включены встречно-последовательно и пропускают только обратный ток диодов, величина которого в сотни раз меньше тока через моторедуктор 42. Таким образом электродвигатель моторедуктора 41 работает в режиме генератора, нагрузкой для которого является только моторедуктор 42. При дальнейшем поворачивании ключа 47 подвижный контакт 46 микропереключателя 43 размыкается с неподвижным контактом 45. Напряжение на конденсаторе 17 суммируется через резисторы 21, 18, 16, диод 19 со стабилизированным напряжением на аноде диода 20 и на его (конденсатора) втором выводе, соединенном с резистором 30 и диодом 32 появится удвоенное напряжение. Поскольку эмиттер транзистора 23 соединен с минусом аккумулятора 36, а на его базу через резистор 30 подано удвоенное напряжение, то транзистор 23 открывается, пропускает ток через обмотку 25 второго реле 24, подвижный контакт 29 этого второго реле размыкается с неподвижным контактом 27 и замыкается с неподвижным контактом 26, т.е. соединяет клемму 6 с плюсом аккумулятора 36. При этом на электродвигатели моторедукторов 41, 42 подается плюс и минус (через диод 14) с аккумулятора 36, их якоря начинают вращаться и приводят в действие механизм, разблокируя замки всех дверей автомобиля. Это состояние будет сохраняться до тех пор, пока конденсатор 17 не перезарядится, т. е. напряжение на первом его выводе не достигнет величины напряжения на аноде диода 33, после чего ток через него уменьшится до величины тока утечки, при этом транзистор 23 закроется, обмотка 25 второго реле 24 обесточится и подвижный контакт 29 вернется в исходное положение, т.е. электродвигатели моторедукторов 41, 42 окажутся выключенными. Время включенного состояния электродвигателей определяется, в основном, величинами емкости конденсатора 17, сопротивлением резисторов 30, 31, диода 32, напряжением на клемме 3, стабилизированном диодом 20 и стабилитроном 35, и порогом открывания и коэффициентом усилителя транзистора 9 и составляет обычно 0,4.0,8 сек.

Особо следует обратить внимание, что поскольку в цепи тока моторедукторов при их питании от аккумулятора имеется только один р-n переход одного из диодов 14 или 28, то падение напряжения значительно меньше, чем в схеме с тиристором в этой цепи и при правильном выборе диода составляет 0,7-1 вольт.

Для заблокирования замков теперь достаточно нажать на кнопку привода механизма блокировки замков, т.е. разомкнуть контакт 46 с контактом 45 и замкнуть его с контактом 44. При этом откроется транзистор 9, сработает реле 10 и плюс аккумулятора 36 будет подан на клемму 5, т.е. напряжение на электродвигатели моторедукторов 41 и 42 будет подано уже другой полярности и их якоря будут вращаться в другую сторону, блокируя замки, т.е. вся система полностью вернется в исходное состояние.

Для повторного включения электродвигателей моторедукторов в сторону блокирования замков достаточно нажать и отпустить кнопку 39 двунаправленного действия, т.е. замкнуть подвижный контакт 40 с неподвижным контактом 37. За время замыкания конденсатор 17 разрядится через диоды 33, 18 и резисторы 16, 18 и после отпускания кнопки 39 начнется его зарядка через резисторы 34, 31, 30, диоды 32, 19, резисторы 16, 18 и т.д. на базу транзистора 9 поступит открывающее напряжение, транзистор 9 пропустит ток через обмотку 11 первого реле 10 и на электродвигатели моторедукторов 41, 42 через клемму 5 будет подан плюс с аккумулятора 36. Однако время работы моторедукторов будет существенно меньше, что имеет положительное значение, т.к. это повторное включение в том же направлении.

Для разблокирования замков дверей с помощью кнопки 39 на щитке приборов необходимо замкнуть подвижный контакт 40 с неподвижным контактом 38, при этом эмиттер транзистора 23 через стабилитрон 33 и клемму 8 будет соединен с минусом аккумулятора 36, а плюс со второго вывода заряженного конденсатора 17 через резистор 30 поступит на базу транзистора 23 и откроет его. Далее процесс пойдет как в описанном ранее случае разблокирования замков с отличием в том, что транзистор 23 будет открыт пока не разрядится конденсатор 17, при этом подвижный контакт 46 микропереключателя 43 разомкнется с неподвижным контактом 44 и замкнется с неподвижным контактом 45, а (автоматическое) повторное открывание транзистора 23 произойдет после отпускание кнопки 39, т.е. конденсатор 17 начнет заряжаться в другом направлении, пропуская опять ток на базу транзистора 23 от плюса аккумулятора 36 через резисторы 21, 16, 18, 30, диоды 19, 33, стабилитрон 35.

Хотя здесь был описан только один вариант с наименьшим количеством элементов, понятно, что возможно использование раскрытого здесь технического решения и в других блоках, например, с двумя таймерами или другим принципом включения от двунаправленной кнопки.

Понятно, что входной каскад может быть выполнен на полевых транзисторах.

Следует также иметь в виду, что конденсатор 17 может быть составлен из двух полярных последовательно встречно включенных электролитических конденсаторов как это часть практикуется.

Особо следует отметить, что количество используемых двунаправленных кнопок 39 не ограничено. Увеличение количества моторедукторов 41 или 42 ведет к увеличению сопротивления поворота ключа 47 в замке также, как и в прототипе.