БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОБЛОКИРОВКИ ЗАМКОВ ДВЕРЕЙ Российский патент 1996 года по МПК E05B65/36 B60R27/00 

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, кл. 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.

Обладая большим набором исполняемых функций, этот блок управления не свободен от двух недостатков увеличенные габариты, связанные с наличием двух времязадающих элементов (таймеров), и некоторая нестабильность выходных характеристик, которая является следствием изменений температуры окружающей среды и напряжения на аккумуляторе, что приводит к подаче напряжения на моторедукторы в течение слишком большого времени, большую часть которого моторедукторы работают в режиме короткого замыкания, при котором происходит излишнее подгорание щеток и коллектора, старение изоляции проводов и ненужная разрядка аккумулятора.

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 все элементы, перечисленные при описании предыдущего блока и соответственно обладает всеми теми же недостатками.

Известен еще блок управления, описанный в патенте Испании ES 528129, кл. Е 05 в 65/20, 1983 г. который содержит все элементы, перечисленные при описании предыдущих блоков и естественно обладает теми же недостатками.

Известен также подобный описанным выше блок управления 2043011 фирмы BITRON VIDEO, Италия, содержащий первую клемму, соединяемую на автомобиле с плюсом аккумулятора, вторую и третью клеммы, соединяемые на автомобиле через микропереключатель управляющего моторедуктора исполнительного механизма блокировки замка двери (водителя) с минусом аккумулятора (через массу кузов автомобиля), четвертую и пятую клеммы, через неподвижные контакты двунаправленной кнопки, устанавливаемой обычно на панели приборов автомобиля, соединяемые с минусом аккумулятора, шестую клемму, соединяемую с минусом аккумулятора, и седьмую и восьмую клеммы, к которым подключены электродвигатели упомянутых моторедукторов. Между первой и второй и первой и третьей 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 второй клеммами и первой и третьей клеммами включены резисторы, а вторая с пятой и третья с четвертой соединены через диоды. Выходные каскады упомянутых усилителей выполнены на электромагнитных реле, первые вывода обмоток которых соединены с первой клеммой, а вторые вывода обмоток через электролитические конденсаторы соединены соответственно с пятой и четвертой клеммами, а через силовые цепи соответствующих транзисторов с второй и третьей клеммами соответственно. Выводы конденсаторов, соединенные со входами соответствующего усилителя, соединены через соответствующие резисторы соответственно с второй и третьей клеммами.

Как понятно из изложенного, описанному последним блоку присущи недостатки блоков, упомянутых выше: большие габариты из-за использования по отдельному таймеру времязадающей цепочке для каждого усилителя и зависимость продолжительности выходного сигнала блока (времени подачи напряжения на электродвигатели моторедукторов) как от напряжения на аккумуляторе, так и от температуры окружающей среды, что приводит к описанным ранее последствиям, а в итоге преждевременному выходу системы из строя и ненужному разряду аккумулятора.

Техническим результатом изобретения является создание блока управления системы блокировки замков дверей, меньшего по габаритам, по стоимости и с более стабильными характеристиками, обеспечивающего больший срок службы электрической системы блокировки замков дверей в целом.

Это достигается использованием всего одного конденсатора (емкости), включенного между входами транзисторных усилителей, причем первый вывод этого конденсатора соединен с входом первого усилителя, а второй вывод с входом второго усилителя; соединением первого вывода конденсатора через диод с четвертой клеммой, а второго вывода через другой диод с пятой клеммой; соединением второй клеммы с пятой и третьей с четвертой через стабилитроны (вместо диодов); соединением второй клеммы с первым выводом конденсатора и третьей клеммы со вторым выводом через соответствующие диоды (вместо или в параллель с резисторами).

На фиг. 1 показан блок, содержащий минимальное количество деталей, включенный в систему электроблокировки замков дверей автомобиля; на фиг. 2 - блок, обладающий более стабильными характеристиками, также включенный в систему электроблокировки замков дверей автомобиля.

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

При установке блока на автомобиль клемма 1 соединяется с плюсом аккумулятора 34, клемма 6 через кузов автомобиля с минусом этого же аккумулятора, клеммы 4 и 5 с неподвижными контактами соответственно 35 и 36 двунаправленной кнопки 37, устанавливаемой обычно на щитке приборов автомобиля, причем ее подвижный контакт 38 соединен с кузовом автомобиля. К клеммам 7 и 8 подключены электродвигатели моторедукторов 39 и 40, приводящих в действие механизмы блокировки замков дверей. Моторедукторы 39 и 40 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 7 и 8. Управляющий моторедуктор 39 снабжен микропереключателем 41, неподвижные контакты 42 и 43 которого электрически соединены соответственно с клеммами 2 и 3, а подвижный контакт 44, кинематически соединенный с кнопкой привода механизма блокировки замка, размещенной на двери автомобиля около водителя, электрически соединен с кузовом автомобиля, т.е. с минусом аккумулятора 34.

Блок управления, представленный на фиг. 2, отличается от блока управления, изображенного на фиг. 1 тем, что вместо резисторов 18 и 30 включены диоды 18 и 30, причем их аноды соединены с эмиттерами транзисторов соответственно 9 и 22, а катоды соответственно с первым и вторым выводами конденсатора 16, а вместо диодов 21 и 33 включены стабилитроны соответственно 21 и 33, причем напряжение стабилизации выбрано равным (0,7 0,8) от номинального напряжения на аккумуляторе 34, т.е. 9 10 В.

Работает блок управления, изображенный на фиг. 1, следующим образом.

В исходном состоянии, соответствующем заблокированному состоянию замка, т. е. когда кнопка на двери около водителя утоплена, подвижный контакт 44 микропереключателя 41 замкнут с неподвижным контактом 42 и, таким образом, клемма 2 соединена с минусом аккумулятора 34. Конденсатор 16 через резисторы 32, 29, 28, 30 с одной стороны и через резисторы 15, 17, 18 с другой стороны заряжен до напряжения на аккумуляторе 34: на первом его выводе, соединенном с резисторами 15 и 18, минус, на втором его выводе, соединенном с резисторами 28, 30, плюс. Ток в описанной цепи определяется в основном током утечки конденсатора 16, который относительно невелик и поэтому напряжение на базе транзистора 9 недостаточно для его открывания. Соответственно обмотка 11 реле 10 обесточена, а подвижный контакт 14 реле 10 замкнут на неподвижный контакт 13, т. е. на минус аккумулятора 34. Существенный ток величиной до нескольких миллиампер, протекает через резистор 20. Поскольку клемма 3 не соединена с минусом аккумулятора 34, то на транзистор 22 подано запирающее напряжение, соответственно обмотка 24 реле 23 обесточена и его подвижный контакт 27 замкнут на неподвижный контакт 26, т.е. на минус аккумулятора 34. Таким образом на клеммах 7 и 8 одинаковый потенциал и электродвигатели моторедукторов 39, 40, подключенные к этим клеммам, обесточены и их якоря не вращаются.

При необходимости разблокировки замков водитель выдергивает кнопку рукой непосредственно или через ключ замка, при этом подвижный контакт 44 микропереключателя 41 размыкается с неподвижным контактом 42 и замыкается с неподвижным контактом 43. Напряжение на конденсаторе 16 суммируется через резисторы 20, 17, 15, 18 с напряжением на аккумуляторе 34 и на его (конденсатора) втором выводе, соединенном с резисторами 28, 30 появится удвоенное напряжение. Поскольку эмиттер транзистора 22 соединен с минусом аккумулятора 34, а на его базу через резистор 28 подано удвоенное напряжение, то транзистор 22 открывается, пропускают ток через обмотку 24 второго реле 23, подвижный контакт 27 этого второго реле размыкается с неподвижным контактом 26 и замыкается с неподвижным контактом 25, т.е. соединяет клемму 8 с плюсом аккумулятора 34. При этом на электродвигатели моторедукторов 39, 40 подается плюс и минус с аккумулятора 34, из якоря начинают вращаться и приводят в действие механизм, разблокируя замки всех дверей автомобиля. Это состояние будет сохраняться до тех пор, пока конденсатор 16 не перезарядится, т.е. напряжение на первом его выводе не достигнет величины напряжения на аккумуляторе 34, после чего ток через него уменьшится до величины тока утечки, при этом транзистор 22 закроется, обмотка 24 второго реле 23 обесточится и подвижный контакт 27 вернется в исходное положение, т.е. электродвигатели моторедукторов 39, 40 окажутся выключенными. Время включенного состояния электродвигателей определяется, в основном, величинами емкости конденсатора 16, сопротивлением резисторов 20, 17, 15, 18, 30, 28, 29, напряжением на аккумуляторе 34 и порогом открывания и коэффициентом усиления транзистора 9 и составляет обычно 0,4 1,5 с.

Для заблокирования замков теперь достаточно нажать на кнопку привода механизма блокировки замков, т. е. разомкнуть контакт 44 с контактом 43 и замкнуть его с контактом 42. При этом откроется транзистор 9, сработает реле 10 и плюс аккумулятора 34 будет подан на клемму 7, т.е. напряжение на электродвигатели моторедукторов 39 и 40 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 37 двунаправленного действия, т.е. замкнуть подвижный контакт 37 с неподвижным контактом 35. За время замыкания конденсатор 16 разрядится через диод 31 и резисторы 17, 15, 18 и после отпускания кнопки 37 начнется его зарядка через резисторы 32, 31, 29, 28, 15, 17, 18 и т.д. на базу транзистора 9 поступит открывающее напряжение, транзистор 9 пропустит ток через обмотку первого реле 10 и на электродвигатели моторедукторов 39, 40 через клемму 7 будет подан плюс с аккумулятора 34. 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 37 на щитке приборов необходимо замкнуть подвижный контакт 38 с неподвижным контактом 36, при этом эмиттер транзистора 22 через диод 33 и клемму 4 будет соединен с минусом аккумулятора 34, а плюс со второго вывода заряженного конденсатора 16 через резистор 28 поступит на базу транзистора 22 и откроет его. Далее процесс пойдет как в описанном ранее случае разблокирования замков с отличием в том, что транзистор 22 будет открыт пока не разрядится конденсатор 16, при этом подвижный контакт 44 микропереключателя 41 разомкнется с неподвижным контактом 42 и замкнется с неподвижным контактом 43, а (автоматическое) повторное открывание транзистора 22 произойдет после отпускания кнопки 37, т.е. конденсатор 16 начнет заряжаться в другом направлении, пропуская опять ток на базу транзистора 22 от плюса аккумулятора 34 через резисторы 20, 17, 15, 18, 28.

Работа блока управления, изображенного на фиг.2, отличается от описанной выше тем, что зарядка конденсатора 16 происходит не до напряжения на аккумуляторе 34, а до величины, определяемой в основном стабилитронами 21 и 33; тем, что при повторном включении в одном и том же направлении разрядка конденсатора 16 происходит через диоды 18 и 30 мгновенно, а не постепенно через резисторы 18 и 30 на Фиг. 1. Кроме того, диоды 18 и 30, сопротивление которых уменьшается с увеличением температуры, компенсируют увеличение емкости и тока утечки электролитического конденсатора 16 при увеличении температуры, стабилизируя время подачи блоком напряжения на электродвигатели моторедукторов, увеличивая тем самым их срок службы и надежность системы в целом.

Хотя здесь были описаны только два варианта с наименьшим количеством элементов, понятно, что возможна их комбинация. Понятно, что выходной каскад может быть выполнен на полевых или биполярных транзисторах, а входной каскад
на полевых. Следует также иметь в виду, что конденсатор 16 может быть составлен из двух полярных встречно-включенных электролитических конденсаторов как это часто практикуется.

Особо следует отметить, что количество используемых двунаправленных кнопок 37 не ограничено так же, как и количество моторедукторов 39 или 40.

Сущность изобретения: блок управления системы электроблокировки замков дверей содержит первую клемму, соединяемую на автомобиле с плюсом аккумулятора, вторую и третью клеммы, соединяемые с неподвижными контактами микропереключателя управляющего моторедуктора, подвижный контакт которого соединен с минусом аккумулятора, четвертую и пятую клеммы, соединяемые с неподвижными контактами двунаправленной кнопки на щитке приборов автомобиля, шестую клемму, соединенную с минусом аккумулятора, седьмую и восьмую клеммы, к которым подключаются электродвигатели моторедукторов, приводящих в действие механизмы блокирования замков, первый и второй транзисторные усилители, включенные соответственно между первой и второй и первой и третьей клеммами, RC- времязадающую цепочку, конденсатор которой первым выводом соединен с входом первого усилителя, а вторым - с входом второго усилителя, два резистора, включенных соответственно между первой и второй и первой и третьей клеммами; четвертая клемма через стабилитрон, напряжение стабилизации которого 0,7 ... 0,8 от напряжения аккумулятора, соединена с третьей, а через диод - с первым выводом конденсатора, пятая клемма через другой такой же стабилитрон соединена с второй, а через другой диод - с вторым выводом конденсатора. Вторая и третья клеммы через свои диоды соединены соответственно с первым и вторым выводами конденсатора. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Блок управления системы электроблокировки замков дверей, содержащий включенные соответственно между первой и второй и первой и третьей клеммами первый и второй транзисторные усилители, времязадающую цепочку, конденсатор которой одним выводом соединен с входом первого транзисторного усилителя, резисторы, подключенные соответственно между входом первого транзисторного усилителя и второй клеммой и между входом второго транзисторного усилителя и третьей клеммой, отличающийся тем, что конденсатор RC-времязадающей цепочки вторым выводом соединен с входом второго транзисторного усилителя, а резисторы подключены соответственно между первой и второй и первой и третьей клеммами. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в него введены диоды, при этом третья клемма через первый диод соединена с четвертой клеммой, а первый вывод конденсатора через второй диод соединена с четвертой клеммой. 3. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в него введены диоды, причем вторая клемма через третий диод соединена с пятой клеммой, а второй вывод конденсатора через четвертый диод соединен с пятой клеммой. 4. Блок по п.1, отличающийся тем, что в него введен пятый диод, включенный в обратном направлении между входом первого транзисторного усилителя и второй клеммой. 5. Блок по п.1, отличающийся тем, что в него введен шестой диод, включенный в обратном направлении между входом второго транзисторного усилителя и третьей клеммой. 6. Блок по п.2, отличающийся тем, что первый диод выполнен в виде стабилитрона. 7. Блок по п.3, отличающийся тем, что третий диод выполнен в виде стабилитрона. 8. Блок по пп.6 и 7, отличающийся тем, что напряжение стабилизации стабилитрона составляет 0,7-0,8 от напряжения питания блока управления.