ПРОТИВОУГОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК B60R25/00 

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к устройствам для предотвращения недозволенного пользования транспортными средствами, например автомобилями.

Известные противоугонные устройства для транспортных средств основаны на блокировке рулевого вала транспортного средства, тормозной системы, двигателя, цепи питания и подаче звукового сигнала, на перекрытии топливной системы, на использовании кодового замка.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является противоугонное устройство для транспортного средства.

Указанное устройство содержит генератор прерывистых сигналов, электромагнитное реле, ключ зажигания, источник питания, реле с самоблокировкой и микровыключатель. Оно препятствует попытке угона транспортного средства. Однако это противоугонное устройство не снабжено тревожной сигнализацией и позволяет злоумышленнику длительное время заниматься своей преступной деятельностью. При этом угонщик, предприняв неоднократные попытки запустить двигатель, все же имеет реальную возможность обнаружить наличие противоугонного устройства, раскрыть принцип его работы и совершить угон транспортного средства.

Кроме того, для выключения противоугонного устройства необходимо при включенном зажигании нажать в определенном месте на внутреннюю стенку кабины, либо утопить слегка выступающую головку винта без резьбы. При этом за счет деформации стенки кабины либо нажатия на винт срабатывает находящийся за стенкой кабины микровыключатель. Однако микровыключатель может сработать и при случайном нажатии на винт или на стенку кабины, что приводит к выключению противоугонного устройства и осуществлению угона транспортного средства. Кроме того, так как устройство встает на самоблокировку при поданном питании на реле, то дребезг его контактов при движении транспортного средства может привести к срыву блокировки и переходу из режима нормальной эксплуатации в режим охраны. Следовательно, указанное противоугонное устройство имеет сравнительно низкую надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем передачи тревожной информации по радиоканалу на приемный пункт.

Поставленная цель достигается тем, что на транспортном средстве дополнительно введены токоограничивающий резистор, светодиод, дистанционный переключатель с двумя противофазными обмотками, геркон, задающий генератор, фазовый манипулятор и передатчик, связанный с передающей антенной, а на приемном пункте установлены последовательно включенные приемная антенна, приемник, удвоитель частоты, узкополосный фильтр, делитель частоты на два, частотный детектор, триггер, балансный переключатель, фазовый детектор и индикатор. На транспортном средстве с плюсовой шиной источника питания соединены непосредственно одни из выводов токоограничивающего резистора и двух обмоток дистанционного переключателя, а через ключ зажигания - одни из питающих выводов задающего генератора, фазового манипулятора и передатчика, контакты разнонаправленного действия, относящиеся к первой
обмотке дистанционного переключателя, включены между одним из выводов геркона и другими выводами обмоток дистанционного переключателя, а один из контактов однонаправленного действия, относящихся ко второй обмотке дистанционного переключателя, - между анодом светодиода и другим выводом токоограничивающего резистора, с минусовой шиной источника питания соединены непосредственно катод светодиода и другой вывод геркона, а через другой контакт, относящийся к другой обмотке дистанционного переключателя, - другие питающие выводы генератора прерывистых сигналов, задающего генератора, фазового манипулятора и передатчика, на приемном пункте один из входов балансного переключателя соединен с выходом делителя частоты на два, а один из входов фазового детектора - с выходом приемника.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Противоугонное устройство для транспортного средства содержит источник 1 питания, токоограничивающий резистор 2, дистанционный переключатель 3, первую 4 и вторую 5 обмотки дистанционного переключателя, светодиод 6, геркон 7, ключ 8 зажигания, генератор 9 прерывистых сигналов, реле 10, задающий генератор 11, фазовый манипулятор 12, передатчик 13, передающую антенну 15, приемник 16, удвоитель 17 частоты, узкополосный фильтр 18, делитель 19 частоты на два, частотный детектор 20, триггер 21, балансный переключатель 22, фазовый детектор 23 и индикатор 24. Причем к плюсовой шине источника 1 питания последовательно подключены резистор 2, контакты 5.1 обмотки 5 и светодиод 6. К плюсовой шине источника 1 питания последовательно подключены обмотка 4 дистанционного переключателя 3, ее контакты 4.1 и геркон 7, который через последовательно включенные обмотку 5 и контакты 4.2 соединен с плюсовой шиной источника 1 питания. Катушка зажигания через ключ 8 зажигания и контакты 10.1 реле 10 соединена с плюсовой шиной источника 1 питания. К выходу ключа 8 зажигания последовательно подключены генератор 9 прерывистых сигналов и контакты 5.2 обмотки 5. К выходу задающего генератора 11 последовательно подключены фазовый манипулятор 12, передатчик 13 и передающая антенна 14. Напряжение питания на задающий генератор 11, фазовый манипулятор 12 и передатчик 13 подается через ключ 8 зажигания и контакты 5.2 обмотки 5. К выходу приемной антенны 15 последовательно подключены преемник 16, удвоитель 17 частоты, узкополосный фильтр 18, делитель 19 частоты на два, частотный детектор 20, триггер 21, балансный переключатель 22, второй вход которого соединен с выходом делителя 19 частоты на два, фазовый детектор 23, второй вход которого соединен с выходом приемника 16, и индикатор 24.

Устройство работает следующим образом.

Транспортное средство может находиться в двух режимах: в режиме нормальной эксплуатации, когда противоугонное устройство выключено, и в режиме охраны, когда противоугонное устройство включено. В первый режим транспортное средство переводится путем поднесения постоянного магнита, выполненного, например, в виде брелка, к геркону 7, установленному за обшивкой транспортного средства в месте, известном только владельцу. При этом обмотка 4 дистанционного переключателя 3 через замкнутые контакты 4.1 и геркон 7 оказывается подключенной к источнику 1 питания. Дистанционный переключатель 3 переводится в свое первое устойчивое состояние, при котором контакты 4.2 замыкаются, а контакты 4.1 размыкаются. Контакты 5.1 и 5.2 находятся в разомкнутом состоянии. При включении зажигания питание подается к катушке зажигания и двигатель работает в нормальном режиме, неисправность в цепи зажигания отсутствует.

Для перевода транспортного средства в режим охраны, т. е. включения противоугонного устройства, владелец опять подносит постоянный магнит к геркону 7. В этом случае срабатывает обмотка 5 и дистанционный переключатель 3 переводится во второе устойчивое состояние, при котором контакты 4.1, 5.1 и 5.2 замыкаются, а контакты 4.2 размыкаются. При этом питание через токоограничивающий резистор 2 и замкнутые контакты 5.1 поступает на светодиод 6, который срабатывает и сигнализирует о том, что противоугонное устройство включено. При включении зажигания через замкнутые контакты 5.2 корпус автомобиля подключается ко вторым входам генератора 9 прерывистых сигналов, задающего генератора 11, фазового манипулятора 12 и передатчика 13. Генератор 9 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы (фиг. 2б), периодически размыкая и замыкая контакты 10.1 реле 10. При этом запуск двигателя осуществляется в период замкнутого состояния контактов 10.1, но угон не возможен, так как через некоторое время генератор 9 подает импульс, контакты 10,1 размыкаются, система зажигания и двигатель отключаются.

Лицо, пытающееся совершить угон, начинает последовательно искать причину отказа в работе двигателя. При этом исходит из того, что большинство неисправностей приходится на систему зажигания. Обычно начинают проверку системы зажигания, так как убедиться в ее исправности наиболее просто (по наличию искры на проводах высокого напряжения, подходящих к свечам). Допустим, лицо, питающееся совершить угон, поднесло провод высокого напряжения к массе и прокручивает двигатель. Если при этом искра есть (период, когда генератор 9 импульс не подает), то угонщик переключается на поиск неисправности в системе питания и начинает последовательно проверять участки питания, т. е. уходит в сторону от правильного пути поиска.

Если при проверке искра отсутствует (период подачи генератором 9 импульса), то угонщик исследует цепь электрооборудования и ищет поврежденный участок до перерыва в подаче импульса и исчезновения неисправности. Это служит указанием для замены якобы неисправного участка цепи, т. е. опять вводит в заблуждение. Поиск неисправности усложняется.

Следовательно, отсутствие звуковой сигнализации не вызывает беспокойства и позволяет злоумышленнику длительное время заниматься своей преступной деятельностью. При этом угонщик, предприняв неоднократные попытки запустить двигатель, все же имеет реальную возможность обнаружить наличие противоугонного устройства, раскрыть принцип его работы и совершить угон транспортного средства.

Для предотвращения угона транспортного средства используется радиоканал, по которому передается тревожная информация на приемный пункт, где принимаются меры по задержанию угонщика.

При замыкании контактов 5.2 питание подается на задающий генератор 11, фазовый манипулятор 12 и передатчик 13 через замкнутый ключ 8 зажигания.

Гармоническое напряжение (фиг. 2а)
U_o(t) = U_o^. cos (ω_o t+ϕ_o), где U_o, ω_o, ϕ_o - амплитуда, несущая частота и начальная фаза напряжения, с выхода задающего генератора 11 поступает на первый вход фазового манипулятора 12, на второй вход которого подаются прямоугольные импульсы (модулирующий код) М (t) (фиг. 2б). На выходе фазового манипулятора 12 образуется фазоманипулированный (ФМН) сигнал, который п осле усиления в передатчике 13 излучается антенной 14.
Необходимым условием когерентного приема и синхронного детектирования ФМН сигнала является наличие в точке приема опорного напряжения, имеющего начальную постоянную фазу и частоту, равную частоте принимаемого сигнала. В предлагаемом устройстве опорное напряжение выделяется непосредственно из принимаемого ФМН сигнала.

Принимаемый ФМН сигнал (фиг. 2в)
U_с(t) = U_c· cos [ω_ot+ϕ_k(t)+ϕ_o] =
= U_c^. M(t) cos (ω_ot+ϕ_o) 0 ≅t≅ Т_с, где U_c, Т_с - амплитуда и длительность сигнала;
ϕ_к(t) - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом М(t) (фиг. 2б), причем ϕ_к(t) = const при K τ_n < t < (k+1) τ_n и может изменяться скачком при t = K τ_n т. е. на границах между элементарными посылками (K = 1,2, . . . , N-1);
τ_n - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т_с(Т_к = N ^. τ_n); с выхода антенны 15 через приемник 16 поступает на первый вход фазового детектора 23 и на вход удвоителя 17 частоты. Так как 2 ϕ_K(t) = 0, 2 π то в выходном напряжении удвоителя 17 частоты (фиг. 2г)
U₁(t) = U_c^. cos 2 [ω_ot+ϕ_k(t)+ϕ_o] =
= U_c^. cos 2 (ω_ot+ϕ_o), 0 ≅t≅ Т_o, манипуляция фазы уже отсутствует. Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 18, а затем делится по частоте на два в делителе 19 частоты (фиг. 2д).

U_2(t) = U_c^. cos (ω_ot+ ϕ_o), 0 ≅t≅Т_с.

Фаза полученного напряжения может иметь два устойчивых значения. Это легко показать аналитически. Если произвести деление, аналогичное предыдущему, но предварительно добавив к аргументу угол 2π , что не изменяет исходного напряжения, то после деления на два получится напряжение, сдвинутое по фазе на π :
U₂(t)= V_с×Cos[(2ω_0t+2φ₀+2Π)/2] = V_с×Cos(ω_0t+φ₀+Π) Cледовательно, двузначность фазы полученного напряжения вытекает из самого процесса деления. Физически указанная двузначность фазы объясняется неустойчивой работой делителя 19 частоты на два. Полученное таким образом гармоническое напряжение U_2(t) используется в качестве опорного и подается на опорный вход фазового детектора 23, на информационный вход которого поступает принимаемый ФМН сигнал. На выходе фазового детектора 23 выделяется аналог модулирующего кода М(t) (фиг. 2к).

Однако указанному устройству присуще явление обратной работы, которое обусловлено скачкообразными переходами фазы опорного напряжения из одного состояния ϕ_o в другое ϕ_o+π под действием помех, кратковременного прекращения приема и других факторов. Эти переходы за время приема ФМН сигнала происходят в случайные моменты времени (например, t₁, t₂). При этом на выходе фазового детектора 23 выделяется искаженный аналог модулирующего кода (фиг. 2е).

Для устранения явления обратной работы используются частотный детектор 20, триггер 21 и балансный переключатель 22. При скачкообразном изменении опорного напряжения на 180o в момент времени t₁ (фиг. 2е) на выходе частотного детектора 20 появляется положительный импульс, а при скачке фазы на 180^o в момент времени t₂ (возвращение фазы опорного напряжения в первоначальное состояние) - отрицательный импульс (фиг. 2ж). Знакочередующие импульсы с выхода частотного детектора 20 управляют работой триггера 21, выходное напряжение которого, в свою очередь, управляет работой балансного переключателя 22.

В устойчивом состоянии, когда фаза опорного напряжения совпадает, например, с нулевой фазой принимаемого ФМН сигнала, на выходе триггера 21 образуется отрицательное напряжение и балансный переключатель 22 находится в своем первоначальном положении, при котором опорное напряжение поступает с выхода делителя 19 частоты на два на опорный вход фазового детектора 23 без изменения.

При скачкообразном изменении фазы опорного напряжения на +180o, обусловленным, например, неустойчивой работой делителя 19 частоты на два под действием помех, триггер 21 положительным импульсом с выхода частотного детектора 20 переводится в другое устойчивое состояние. При этом выходное напряжение триггера 21 в момент времени t₁ cтановится и остается положительным до очередного скачка фазы в момент времени t₂, который возвращает фазу опорного напряжения в первоначальное состояние.

Положительное выходное напряжение триггера 21 (фиг. 2з) переводит балансный переключатель 22 в другое устойчивое состояние, при котором опорное напряжение с выхода делителя 19 частоты на два поступает на опорный вход фазового детектора 23 с изменением фазы на 180^o. Это позволяет устранить нестабильность фазы опорного напряжения, вызванную скачкообразным ее изменением под действием помех и связанную с ней обратную работу (фиг. 2и). Следовательно, частотный детектор 20 обеспечивает обнаружение момента возникновения обратной работы, а триггер 21 и балансный переключатель 22 устраняют ее. При этом на выходе фазового детектора 23 образуется низкочастотное напряжение (фиг. 2к)
U_t(t) = U_н^. cos ϕ_к(t), где U_H= (1/2)·КV2с

При этом каждое транспортное средство имеет свой модулирующий код, который состоит из адресной и информационной частей. Адресная часть состоит из n элементарных посылок и используется для передачи сведений, например, о номере стоянки, гаража, района и т. д. Информационная часть состоит из m элементарных посылок (m = N-n) и используется для передачи сведений о номерном знаке транспортного средства и его владельце. Получив указанную информацию на приемном пункте, сотрудниками ГАИ принимают соответствующие меры по задержанию угонщика.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими аналогичными устройствами обеспечивает передачу тревожной информации по радиоканалу на приемный пункт. Причем для передачи указанной информации используется сигнал с фазовой манипуляцией, обладающий повышенной устойчивостью к помехам, структурной и энергетической скрытностью. Для повышения достоверности приема тревожной информации используется стабилизация фазы опорного напряжения и устранения явления обратной работы. Кроме того, исключаются случайные выключения противоугонного устройства. Тем самым надежность противоугонного устройства повышается и расширяется его функциональные возможности. (56) Авторское свидетельство СССР N 600010, кл. В 60 R 25/04, 1976.

Использование: в транспортной технике, аппаратуре предотвращения недозволенного пользования транспортными средствами, например автомобилями. Сущность изобретения: устройство содержит источник 1 питания, токоограничивающий резистор 2, дистанционный переключатель 3 с обмотками 4 и 5, светодиод 6, геркон 7, ключ 8 зажигания, генератор 9 прерывистых сигналов, реле 10, задающий генератор 11, фазовый манипулятор 12, передатчик 13, передающую антенну 14, приемную антенну 15, приемник 16, удвоитель 17 частоты, узкополосный фильтр 18, делитель 19 частоты на два, частотный детектор 20, триггер 21, балансный переключатель 22, фазовый детектор 23 и индикатор 24. Устройство не только блокирует нормальную работу двигателя при несанкционированном пользовании, но и обеспечивает передачу тревожной информации по радиоканалу на приемный пункт. При этом для передачи указанной информации служит сигнал с фазовой манипуляцией, обладающий повышенной устойчивостью к помехам, структурной и энергетической скрытностью. 2 ил.

ПРОТИВОУГОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее расположенные на транспортном средстве генератор прерывистых сигналов, один из питающих выводов которого через ключ зажигания соединен с плюсовой шиной источника питания, и электромагнитное реле, обмотка которого подключена к выходу генератора прерывистых сигналов, а размыкающий контакт включен в цепь катушки зажигания, отличающееся тем, что на транспортном средстве дополнительно введены токоограничивающий резистор, светодиод, дистанционный переключатель с двумя противофазными обмотками, геркон, задающий генератор, фазовый манипулятор и передатчик, связанный с передающей антенной, а на приемном пункте установлены последовательно включенные приемная антенна, приемник, удвоитель частоты узкополосный фильтр, делитель частоты на два, частотный детектор, триггер, балансный переключатель, фазовый детектор и индикатор, при этом на транспортном средстве с плюсовой шиной источника питания соединены непосредственно одни из выводов токоограничивающего резистора и двух обмоток дистанционного переключателя, а через ключ зажигания - одни из питающих выводов задающего генератора, фазового манипулятора и передатчика, контакты разнонаправленного действия, относящиеся к первой обмотке дистанционного переключателя, включены между одним из выводов геркона и другими выводами обмоток дистанционного переключателя, а один из контактов однонаправленного действия, относящихся к второй обмотке дистанционного переключателя, - между анодом светодиода и другим выводом токоограничивающего резистора, с минусовой шиной источника питания соединены непосредственно катод светодиода и другой вывод геркона, а через другой контакт, относящийся к второй обмотке дистанционного переключателя, - другие питающие выводы генератора прерывистых сигналов, задающего генератора, фазового манипулятора и передатчика, на приемном пункте один из входов балансного переключателя соединен с выходом делителя частоты на два, а один из входов фазового детектора - с выходом приемника.