противоугонное устройство для транспортных средств

Формула изобретения

1. Противоугонное устройство для транспортных средств, содержащее процессорный блок обработки поступающей информации и синтеза команд, первый вход которого подключен к шине питания через выключатель зажигания, а первый выход и второй вход соединены с возможностью запроса и считывания кода разблокировки соответственно с входом и выходом узла задания режима, включающего в себя связанные радиоканалом электронную метку и приемник, второй выход процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд через канал связи соединен с входами узлов блокирования функциональных органов транспортного средства, каждый из которых имеет подключенное контактными группами к функциональному органу транспортного средства реле и последовательно включенные блок согласования с каналом связи и декодер, при этом входы напряжения питания каждого узла блокирования функциональных органов транспортного средства соединены с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд, отличающееся тем, что в по крайней мере один узел блокирования функциональных органов транспортного средства введены элемент

задержки и датчик движения, а в каждый узел блокирования - элемент памяти, причем первый вход элемента памяти подключен к выходу декодера, второй вход соединен с выходом датчика движения, третий вход через элемент задержки соединен с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд, а выход подключен к входу управления реле.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик движения, к выходу которого подключен второй вход элемента памяти, и элемент задержки, через который третий вход элемента памяти соединен с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд, введены в состав каждого узла блокирования функциональных органов транспортного средства.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что элемент памяти состоит из усилителя, элемента И-НЕ и D-триггера, входы D и Т которого соединены соответственно с первым и третьим входами элемента памяти, а инверсный выход подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом элемента памяти, а выход через усилитель подключен к выходу элемента памяти.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике защиты транспортных средств (ТС) от несанкционированного пользования.

В настоящее время в литературе широко описаны автомобильные противоугонные устройства, сигнализирующие о несанкционированном проникновении в охраняемое транспортное средство злоумышленника, но не препятствующие пользованию злоумышленником транспортным средством. К таким устройствам, в частности относится автомобильное противоугонное устройство, содержащее генераторы частоты и селективный частотный фильтр, связанные между собой через кабельную бортовую сеть, датчики несанкционированного пользования автомобилем, выходы которых подключены к пусковым входам генераторов, узел тревожной сигнализации, управляющий вход которого соединен с выходом упомянутого фильтра (US 4777468 А, В 60 R 25/00, 11.10.1988).

Для таких устройств характерна высокая вероятность угона: они рассчитаны только на "отпугивание" случайных угонщиков.

Значительно уменьшена вероятность угона в противоугонных устройствах с запретом запуска двигателя угоняемого ТС. Примером такого устройства является автомобильное противоугонное устройство, содержащее связанные через кабельную бортовую сеть центральный узел управления, датчики несанкционированного пользования автомобилем, узлы тревожной сигнализации и узлы блокирования дверей и функциональных органов автомобиля, узел задания режима, связанный с пусковым входом центрального узла управления, сигнальный вход которого связан с выходами датчиков и узлов блокировки, а выходы - с управляющими входами датчиков, узлов тревожной сигнализации и узлов блокирования (SU 1544613 А1, В 60 R 25/04, 23.02.1990).

Однако такие устройства позволяют злоумышленнику легко идентифицировать узлы блокировки функциональных органов ТС для их замены, и последующего угона ТС. Узлы блокировки, как правило, идентифицируются визуально - по наличию подключенных к ним избыточных проводов. Маскировка избыточных проводов (путем объединения группы проводов в кабель, похожий на одиночный провод) не вызывает у угонщика особых трудностей: кабели, заменяющие несколько проводов, легко определяются по толщине. То есть такие устройства защищают ТС от малоопытных угонщиков. Опытный "профессионал" может угнать ТС через 3 - 4 мин после начала визуального осмотра сети электропитания.

Наиболее близким к предложенному является противоугонное устройство для ТС, содержащее процессорный блок обработки поступающей информации и синтеза команд, первый вход которого подключен к шине питания через выключатель зажигания, а первый выход и второй вход соединены с возможностью запроса и считывания кода разблокировки соответственно c входом и выходом узла задания режима, включающего в себя связанные радиоканалом электронную метку и приемник, второй выход процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд через канал связи соединен со входами узлов блокирования функциональных органов ТС, каждый из которых имеет подключенное контактными группами к функциональному органу ТС реле и последовательно включенные блок согласования с каналом связи и декодер, при этом входы напряжения питания каждого узла блокирования функциональных органов ТС соединены с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд (RU 2090395 С 1, В 60 R 25/00, 20.09.1997).

В данном устройстве угонщик не имеет возможности для визуального определения узлов блокирования функциональных органов ТС (с целью их замены и последующего угона ТС). Однако простая прозвонка контактов при включенном и отключенном зажигании позволяет угонщику отделить узлы блокирования функциональных органов ТС от узлов управления функциональными органами. Безусловно, времени на проверку замыкания или размыкания контактов реле при включении и отключении зажигания необходимо существенно больше, чем при визуальной идентификации. Но на эту операцию не может потребоваться более двух часов. Значит угон (без использования буксировки) все-таки остается возможным.

Задачей изобретения является снижение вероятности угона ТС путем полного исключения возможности как электрической, так и визуальной идентификации узлов блокировки функциональных органов ТС в охраняемом ТС.

Поставленная задача решается тем, что в противоугонном устройстве для ТС, содержащем процессорный блок обработки поступающей информации и синтеза команд, первый вход которого подключен к шине питания через выключатель зажигания, а первый выход и второй вход соединены с возможностью запроса и считывания кода разблокировки соответственно со входом и выходом узла задания режима, включающего в себя связанные радиоканалом электронную метку и приемник, второй выход процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд через канал связи соединен со входами узлов блокирования функциональных органов ТС, каждый из которых имеет подключенное контактными группами к функциональному органу ТС реле и последовательно включенные блок согласования с каналом связи и декодер, при этом входы напряжения питания каждого узла блокирования функциональных органов ТС соединены с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд, в по крайней мере, один узел блокирования функциональных органов транспортного средства введены элемент задержки и датчик движения, а в каждый узел блокирования - элемент памяти, причем первый вход элемента памяти подключен к выходу декодера, второй вход соединен с выходом датчика движения, третий вход через элемент задержки соединен с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд, а выход подключен ко входу управления реле.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.

Датчик движения, к выходу которого подключен второй вход элемента памяти, и элемент задержки, через который третий вход элемента памяти соединен с первым входом процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд, введены в состав каждого узла блокирования функциональных органов транспортного средства.

Элемент памяти состоит из усилителя, элемента И-НЕ и D-триггера, входы D и Т которого соединены соответственно с первым и третьим входами элемента памяти, а инверсный выход подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого соединен со вторым входом элемента памяти, а выход через усилитель подключен к выходу элемента памяти.

На фиг. 1 представлена общая блок-схема предложенного противоугонного устройства для ТС, а на фиг. 2 - простейший вариант построения электрической принципиальной схемы элемента памяти. Цифры вне рамки элемента памяти, изображенного на фиг. 2, показывают номера блоков, к которым подключаются соответствующие выводы элемента памяти.

Необходимо отметить, что блок-схема, изображенная на фиг. 1, содержит только элементы, необходимые для пояснения сути предлагаемого технического решения. Реальное противоугонное устройство для ТС должно иметь ряд устройств, не показанных на чертеже фиг. 1: элементы, необходимые для звуковой и световой сигнализации, блокираторы дверей, узлы оповещения об угоне владельца или органов охраны и еще ряд других. Однако все эти элементы не относятся к предмету рассматриваемого изобретения, их конструктивные признаки и алгоритмы работы могут быть любыми - и все это не рассматривается в рамках данного изобретения.

На приведенных схемах использованы следующие обозначения:

1 - процессорный блок обработки поступающей информации и синтеза команд;

2 - электронная метка, входящая в состав узла 3 задания режима и соединенная радиоканалом с приемником 4, также входящим в состав узла 3 задания режима;

5 - канал связи, подключающий выход процессорного блока 1 обработки поступающей информации и синтеза команд ко входу каждого узла 6 блокирования функциональных органов ТС;

7 - шина питания, соединенная через выключатель 8 зажигания с первым входом процессорного блока 1 обработки поступающей информации и синтеза команд и со входами питания каждого узла 6 блокирования функциональных органов ТС;

9 - элемент задержки, вход которого подключен ко входу питания узла 6 блокирования функциональных органов ТС;

10 - блок согласования с каналом связи, входящий в состав узла 6 блокирования функциональных органов ТС и подключенный к каналу связи 5;

11 - декодер, входящий в состав узла 6 блокирования функциональных органов ТС и имеющий вход, соединенный с выходом блока 10 согласования с каналом связи;

12 - элемент памяти, входящий в состав узла 6 блокирования функциональных органов ТС и имеющий три входа, соединенных соответственно с выходами декодера 11, датчика движения 13 и элемента задержки 9;

14 - реле, входящее в состав узла 6 блокирования функциональных органов ТС и имеющее вход управления, подключенный к выходу элемента памяти 12.

В состав процессорного блока 1 обработки поступающей информации и синтеза команд могут, например, входить формирователь сигналов запроса для узла 3 задания режима, демодулятор сигналов узла 3 задания режима, узел проверки и контроля соответствия идентификационного кода, узел согласования с каналом связи 5. В состав этого блока должен входить еще ряд элементов, обеспечивающих, например, функции блокировки дверей или функции оповещения владельца или органа охраны о несанкционированном проникновении в охраняемое ТС, однако работа этих элементов выходит за рамки данного патента.

Схема узла 3 задания режима определяется конкретным видом используемой в его составе электронной метки 2.

При выполнении электронной метки 2 в виде активного радиобрелока, снабженного источником питания, приемник 4 должен включать формирователь радиосигналов запроса. Электронная метка 2 должна быть снабжена узлом формирования идентификационного кода предназначенного для его передачи по радиоканалу в приемник 4.

При выполнении электронной метки 2 в виде пассивного радиобрелока, снабженного антенной для приема сигналов накачивающей частоты, а также узлом формирования идентификационного кода, предназначенного для выдачи по радиоканалу в приемник 4, этот приемник 4, в свою очередь, помимо схем приема идентификационного кода, должен включать в свой состав генератор накачки.

При выполнении электронной метки 2 в виде пассивной транспондерной карточки с цифровой памятью, в которой зафиксирован идентификационный код, приемник 4 должен быть снабжен генератором сигналов с контуром, находящимся в индуктивной связи с индуктивным контуром транспондерной карточки. В этом случае транспондерная карточка создает для генератора приемника 4 переменную нагрузку, меняющуюся в соответствии с кодом, зафиксированным в цифровой памяти транспондерной карточки. Демодулятор приемника 4 фиксирует изменение нагрузки генератора, и таким образом в приемнике 4 фиксируется код из цифровой памяти электронной метки 2.

Канал связи 5 может быть либо радиоканалом, либо каналом передачи частотно-модулированных сигналов по проводам питания. Типом канала связи однозначно определяется тип узлов согласования с каналом связи, входящих в состав процессорного блока 1 обработки поступающей информации и синтеза команд и в состав узлов 6 блокирования функциональных органов транспортного средства. И радиоканал, и канал передачи по проводам питания широко описаны в технической литературе. Например, особенности и работа канала связи по проводам питания подробно рассмотрены в патенте РФ N 2090395 B 60 R 25/00 от 17.06.96.

Примерами функциональных органов, к которым подключены контакты реле 14, входящих в состав каждого узла 6 блокирования функциональных органов ТС, могут быть бензонасос, датчик положения коленвала и т.п.

Датчик движения 13 является стандартным узлом электрооборудования ТС. Он определяет наличие движения ТС и формирует на своем выходе разрешающий сигнал только при движении ТС. При технической реализации заявляемого противоугонного устройства для ТС в качестве датчика движения 13 была использована стандартная микросхема ADXL202 производства фирмы Analog Devices, Inc. (США).

Схема электрическая принципиальная элемента 12 памяти может быть в простейшем случае выполнена в соответствии с чертежом на фиг. 2. Для этого случая в состав элемента 12 памяти должны входить D-триггер 12.1 со срабатыванием по переднему фронту тактового импульса, элемент И-НЕ 12.2 и усилитель 12.3.

Остальные элементы, входящие в состав заявляемого противоугонного устройства для ТС, являются стандартными, широко описанными в технической литературе и в особых пояснениях не нуждаются.

Конструкция узла 3 блокирования функциональных органов ТС должна совпадать с конструкцией стандартных узлов управления функциональными органами ТС (например, штатных автомобильных реле). При этом элемент задержки 9 и датчик движения 13, не требующие для своего исполнения конструктивов с большими габаритами и массой, вполне могут быть включены в состав каждого узла 6 блокирования функциональных органов ТС. Хотя функционирование заявляемого противоугонного устройства для ТС и не требует этого, но такое построение узла 6 блокирования функциональных органов ТС позволяет не подключать к узлу 6 никаких "лишних" проводов (кроме проводов питания и проводов контактных групп), и поэтому визуальное определение узла 3 блокирования функциональных органов ТС по наличию "лишних" проводов (по сравнению с соответствующим узлом управления функциональными органами ТС) становится невозможным.

Работу противоугонного устройства для ТС рассмотрим для случая использования элементов задержки и датчиков движения в составе узлов блокирования функциональных органов автомобиля. В данном случае предлагаемое противоугонное устройство работает следующим образом.

Основным режимом работы противоугонного устройства для ТС является режим охраны. Временное отключение режима охраны, например, с целью ремонта ТС или техобслуживания, зависит от конкретных алгоритмов, заложенных в процессорный блок 1 обработки поступающей информации и синтеза команд, и не является предметом, рассматриваемым в данном патенте.

Функция охраны, обеспечиваемая рассматриваемым противоугонным устройством для ТС, состоит в том, что охраняемое ТС может быть использовано по прямому назначению - для передвижения (без буксировки) - только владельцем ТС (или его уполномоченным лицом, например, шофером). Как правило, это не единственная функция охраны, обеспечиваемая противоугонными устройствами, однако другие функции охраны не являются предметами, рассматриваемыми в данном патенте.

Для того чтобы иметь возможность пользоваться ТС, владелец должен иметь специальную электронную метку 2, которая для рассматриваемого противоугонного устройства для ТС является частью узла 3 задания режима. Электронная метка 2 по сигналам приемника 4 (также входящего в состав узла 3 задания режима) выдает в приемник 4 специальный код разблокировки. Этот код демодулируется в приемнике 4 и передается в процессорный блок 1 обработки поступающей информации и синтеза команд. Сигналы приемника 4, вызывающие выдачу электронной меткой 2 специального кода разблокировки, формируются по запросам процессорного блока 1 обработки поступающей информации и синтеза команд. После того, как специальный код разблокировки поступает в процессорный блок 1 обработки поступающей информации и синтеза команд, в процессорном блоке 1 обработки поступающей информации и синтеза команд происходит сравнение поступившего специального кода разблокировки с допустимыми кодами (в общем случае может существовать целый набор допустимых кодов, соответствующий владельцу и нескольким уполномоченным лицам, каждый из которых имеет собственную электронную метку 2 с уникальным специальным кодом разблокировки). При совпадении поступившего специального кода разблокировки с одним из допустимых кодов процессорный блок 1 обработки поступающей информации и синтеза команд выдает в канал связи 5, объединяющий входы всех узлов 6 блокирования функциональных органов ТС, локальный код разблокировки (в общем случае, отличный от специального кода разблокировки электронной метки 2).

В качестве канала связи 5 может быть использован либо радиоканал, либо частотный канал передачи информации по проводам питания. И в том, и в другом случае нет специальных проводов канала связи и обнаружить узлы 6 блокирования функциональных органов ТС по наличию "лишних" проводов невозможно.

Общим для всех узлов 6 блокирования функциональных органов ТС является то, что питание на них поступает от аккумулятора по шине 7 питания после включения зажигания, т.е. при замыкании выключателя 8 зажигания.

Кроме того, замыкание выключателя 8 зажигания вызывает в процессорном блоке 1 обработки поступающей информации и синтеза команд формирование запроса выдачи кода электронной метки 2. Это означает, что спустя короткую паузу после замыкания выключателя 8 зажигания в канал связи 5 поступает локальный код разблокировки (если, конечно, замыкание выключателя 8 зажигания было проведено владельцем ТС, имеющим при себе электронную метку 2).

Рассмотрим работу узла 6 блокирования функциональных органов ТС после замыкания выключателя 8 зажигания и подачи питания на каждый узел 6 блокирования функциональных органов ТС.

При подключении питания к узлу 6 блокирования функциональных органов ТС в этом узле запитывается каждый входящий в него элемент. Питание поступает, кроме того, на вход элемента задержки 9. Длительность задержки сигнала элементом задержки 9 (для данного случая - продолжительность сохранения неизменного нулевого сигнала на выходе элемента задержки 9 после включения зажигания) достаточна для поступления в канал связи 5 локального кода разблокировки, демодулирования, передачи этого кода - через блок 10 согласования с каналом связи - в декодер 11, и срабатывания декодера 11 в том случае, если локальный код разблокировки совпадает с запомненным декодером 11 эталонным локальным кодом разблокировки. То есть, если выключатель 8 зажигания замыкает владелец, то за время задержки сигнала элементом задержки 9 владелец ТС опознается (по наличию у него электронной метки 2) и декодер 11 формирует на своем выходе разрешающий сигнал.

По окончании времени задержки элемента задержки 9 в элементе памяти 12 фиксируется, кто включил зажигание - владелец (в момент окончания времени задержки на выходе декодера 11 присутствует разрешающий сигнал) или угонщик (в момент окончания времени задержки нет разрешающего сигнала на выходе декодера 11).

Особенности функционирования элемента 12 памяти рассмотрим на примере простейшей его схемы, приведенной на чертеже фиг. 2. Эта простейшая схема содержит D-триггер 12.1, информационный вход (D) которого подключен к выходу декодера 11, а тактовый вход (Т) - к выходу элемента задержки 9. Инверсный выход D-триггера 12.1 соединен с первым входом элемента И-НЕ 12.2, второй вход которого подключен к выходу датчика 13 движения. Выход элемента И-НЕ 12.2 соединен через усилитель 12.3 с обмоткой реле 14.

Для схемы элемента памяти 12, изображенной на фиг. 2, по окончании времени срабатывания элемента задержки 9 на тактовом входе (Т) D-триггера 12.1 проходит изменение сигнала: из логического нуля в логическую единицу. При этом в D-триггере 12.1 запоминается сигнал, подключенный к его входу D (так как D-триггер 12.1 построен по схеме со срабатыванием по переднему фронту тактового импульса).

Если зажигание включено угонщиком, то в D-триггере 12.1 запоминается логический ноль, а если зажигание включено владельцем ТС, то в D-триггере 12.1 запоминается логическая единица.

При логической единице в D-триггере 12.1 на его инверсном выходе формируется сигнал логического нуля, поддерживающий неизменно высокий уровень сигнала на выходе элемента И-НЕ 12.1, подключенном ко входу усилителя 12.3. Таким образом, на выходе усилителя 12.3 появляется сигнал переключения реле 14.

Если же в D-триггере 12.1 запомнен логический ноль (зажигание включено угонщиком), то на одном из входов элемента И-НЕ 12.2 оказывается неизменный единичный сигнал с инверсного выхода D-триггера 12.1, и выходной сигнал элемента И-НЕ 12.2 (являющийся входным сигналом для усилителя 12.3) определяется выходными сигналами датчика 13 движения. Если ТС не движется, то на выходе элемента памяти 12 присутствует сигнал переключения реле 14. Однако, как только ТС приходит в движение, на обоих входах элемента И-НЕ 12.2 оказываются единичные сигналы, на вход усилителя 12.3 поступает логический ноль, что приводит к отсутствию на выходе усилителя 12.3 сигнала переключения реле 14. Нормально разомкнутые контакты реле 14 размыкаются, а нормально замкнутые - замыкаются. Это означает, что происходит срабатывание блокировки. Дальнейшее движение угнанного ТС делается невозможным.

Узлы 6 блокирования функциональных органов ТС по внешнему виду совпадают с соответствующими узлами управления функциональными органами. Однако стандартные узлы управления функциональными органами ТС при включении зажигания всегда замыкают нормально разомкнутые контакты реле и всегда размыкают нормально замкнутые контакты реле. Угонщик - если у него имеется время - обязательно проверит, выполняется ли данное условие работы узлов управления функциональными органами ТС. При невыполнении данного обязательного условия угонщик сделает вывод, что узел управления функциональным органом ТС заменен на какой-либо узел блокирования функционального органа ТС. Далее угонщик заменит соответствующий узел управления функциональным органом ТС - и угон ТС станет возможным. Однако рассматриваемое противоугонное устройство для ТС не дает угонщику такой возможности идентификации узла 6 блокирования функционального органа ТС.

Рассмотрим этот момент более подробно. Если к узлу 6 блокирования функционального органа ТС не подключено питание (разомкнут выключатель 8 зажигания), то питание не заведено и на усилитель 12.3, входящий в состав элемента памяти 12 (фиг. 2). Таким образом, на выходе усилителя 12.3 не может сформироваться сигнал, воздействующий на обмотку реле 14 для переключения контактов реле 14. То есть при разомкнутом выключателе 8 зажигания нормально замкнутые контакты реле 14 остаются замкнутыми, а нормально разомкнутые - разомкнутыми. После замыкания выключателя 8 зажигания при отсутствии движения ТС на выходе датчика 13 движения сохраняется устойчивый нулевой сигнал. Он приводит к устойчивой логической единице на выходе элемента И-НЕ 12.2. Этот сигнал усиливается усилителем 12.3 - и происходит срабатывание реле 14. Таким образом, если нет движения ТС, то при включении зажигания в узле 6 блокирования функциональных органов ТС происходят замыкание нормально разомкнутых контактов реле 14 или размыкание нормально замкнутых контактов. Это означает, что угонщик не сможет найти и заменить узлы 6 блокирования функциональных органов ТС.

Таким образом, предложенное техническое решение существенно снижает возможность угона. При этом обеспечивается удобство монтажа узлов блокирования функциональных органов ТС в охраняемом ТС.