УСТРОЙСТВО ВКЛЮЧЕНИЯ ПРОТИВОУГОННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 1998 года по МПК B60R25/10 

Изобретение относится к противоугонному оборудованию транспортных средств, в частности, предназначено для включения тревожной сигнализации или приведения в действие противоугонных средств при попытке скатывания с места транспортного средства.

Известно устройство противоугонной сигнализации [1], в котором использованы емкостные датчики, размещаемые внутри бескамерной шины. Датчики выполнены в виде двух пластин, одна из которых закрепляется на внутренней поверхности шины, а вторая - на внешней поверхности диска колеса. Последний содержит также щетки, посредством которых через токосъемные кольца, установленные на ступице колеса, все пластины датчиков могут быть подключены к генератору тревожного сигнала. При поднятии или скатывании транспортного средства меняется величина емкости между одной из пар пластин, в результате чего генератор формирует тревожный сигнал. Данное устройство имеет существенные ограничения в применении, поскольку предполагает установку датчиков при изготовлении шин и колеса в целом, а также не приспособлено для использования в шинах с камерами. Кроме того, поскольку принцип работы этого устройства основан на изменении расстояния между пластинами емкостных датчиков вследствие деформации шины, устройство требует достаточно сложной системы регистрации, адаптирующейся к изменению веса транспортного средства, давления в шинах, механических свойств шин.

Наиболее близким к изобретению является устройство включения тревожной сигнализации при попытке угона транспортного средства [2], состоящее из корпуса, внутри которого установлены встречно ориентированные неподвижный и подвижный магниты, а снаружи закреплен магниточувствительный элемент - геркон, при этом корпус имеет средство крепления его на транспортном средстве. При попытке угона или иного воздействия на транспортное средство, когда закрепленный корпус изменяет свое положение в пространстве, подвижный магнит, представляющий собой инерционный маятник, начинает перемещаться, отклоняясь от своего состояния покоя. В результате подвижный магнит приближается к геркону, который срабатывает и замыкает цепь включения тревожной сигнализации. Достоинствами такого датчика является высокая надежность включения, поскольку используются механические контакты геркона, и высокая чувствительность на различные механические воздействия на транспортное средство. В то же время, последнее часто приводит к неоправданно частому включению сигнализации от воздействий на транспортное средство, никак не связанных с попыткой его угона. Это ограничивает использование такого датчика для включения специальных средств блокировки различных систем транспортного средства (замка зажигания, двигателя и др.), поскольку такие средства должны срабатывать уже непосредственно при попытке угона.

Изобретение направлено на создание устройства включения противоугонной сигнализации, срабатывающей непосредственно на попытку угона транспортного средства - при скатывании его с места стоянки.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве включения противоугонной сигнализации, содержащем магнит и магниточувствительный элемент, в частности геркон, средство крепления магнита обеспечивает установку его внутри тормозного барабана колеса, а средство крепления магниточувствительного элемента - установку на опорном щите тормозного механизма колеса таким образом, чтобы срабатывание магниточувствительного элемента под действием магнитного поля магнита происходило при одном из угловых положений колеса. При такой установке пары "магнит - магниточувствительный элемент" срабатывание устройства происходит при вращении колеса, когда магнит, закрепленный на вращающейся части колеса, приближается к закрепленному на неподвижной части колеса магниточувствительному элементу и вызывает срабатывание последнего.

После постановки транспортного средства на стоянку и включения системы сигнализации в дежурный режим устройство, в зависимости от начального углового положения магнита, сработает максимум в пределах одного оборота колеса. Для того, чтобы устройство срабатывало гарантированно при меньшем угле поворота колеса, оно содержит дополнительные один или несколько магнитов со средствами крепления, обеспечивающими их установку внутри тормозного барабана колеса, при которой все магниты располагаются по окружности относительно оси вращения колеса. Чем больше используется магнитов, тем меньший угол поворота колеса требуется, чтобы сработал магниточувствительный элемент.

Если в качестве магниточувствительного элемента использовать геркон, то сигналом для включения сигнализации может служить, например, размыкание геркона после того, как при проворачивании колеса его контакты под действием магнитного поля замкнутся. Аналогичным образом в качестве магниточувствительного элемента может быть использован, например, магнитотранзистор.

Одной из задач, которая возникает при практической реализации предлагаемого устройства, является защита самого устройства от отключения путем разборки колеса. Если положение колеса на стоянке транспортного средства таково, что магниты и магниточувствительный элемент не взаимодействуют, то можно размонтировать колесо, сняв также тормозной барабан, и отключить устройство, например, сняв магниты. Чтобы защититься от этого, устройство также содержит дополнительные магниточувствительные элементы со средствами крепления, обеспечивающими их установку на опорном щите тормозного механизма колеса, при которой все магниточувствительные элементы располагаются по окружности относительно оси вращения колеса и в пределах сектора, угловой размер которого определяется соотношением:
S ≥ (Q-q),
где S - угловой размер сектора установки магниточувствительных элементов;
Q - максимальный угловой размер сектора между двумя соседними магнитами;
q - угловой размер сектора эффективного воздействия магнитного поля магнита на магниточувствительный элемент,
при этом общее число магниточувствительных элементов выбирается из условия, чтобы угловое расстояние между ними не превышало q. В этом случае при любом угловом положении колеса хотя бы один из магниточувствительных элементов окажется под воздействием магнитного поля одного из магнитов. Действительно, если группа магниточувствительных элементов расположена напротив сектора между двумя магнитами (берем предельный случай: S=Q-q), то по крайней мере один из крайних элементов будет в зоне действия одного из этих магнитов, и если магниточувствительные элементы разместить друг от друга на угловом расстоянии, не превышающем угловой размер сектора эффективного воздействия магнита - q (в пределах которого элементы срабатывают), то по крайней мере один из них всегда будет в зоне действия магнита. Теперь при остановке транспортного средства, независимо от углового положения колеса, по крайней мере один из магниточувствительных элементов будет включен. В качестве магниточувствительных элементов могут быть также использованы герконы. Правило включения тревожной сигнализации в этом случае будет следующим. Сигналом попытки скатывания транспортного средства будет размыкание контактов любого геркона, а сигналом снятия тормозного барабана - разомкнутое состояние всех герконов.

Использование герконов в качестве магниточувствительных элементов позволяет применять простейшие схемы управления системой сигнализации и обеспечивает надежность срабатывания системы в целом. Однако, существенным недостатком герконов является ограниченное число срабатываний. Поскольку во время движения транспортного средства, несмотря на отключенную систему сигнализации, герконы непрерывно срабатывают под воздействием магнитного поля вращающихся магнитов, то их ресурс довольно быстро вырабатывается. Чтобы повысить рабочий ресурс устройства, средство крепления магнитов может быть выполнено с возможностью радиального перемещения последних под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса во время движения транспортного средства, и возврата в исходное положение во время стоянки, при этом величина такого перемещения магнитов должна быть достаточна для исключения упомянутого срабатывания герконов. Независимо от типа используемых магниточувствительных элементов такое выполнение повышает надежность устройства в целом, поскольку уменьшает вероятность самопроизвольного включения сигнализации во время движения транспортного средства.

Установленный подвижно магнит может подвергаться при эксплуатации транспортного средства значительным нагрузкам. С учетом того, что материал, из которого изготавливаются магниты, достаточно хрупкий, это может повлечь его механическое разрушение. Для того, чтобы предохранить магнит от разрушения, его целесообразно поместить в оправку.

На фиг. 1 изображен пример выполнения предлагаемого устройства и схемы его установки на колесе автомобиля; на фиг. 2 - схема пространственного расположения магнитов и магниточувствительных элементов, обеспечивающая замкнутое состояние хотя бы одного из элементов при любом угловом положении колеса; на фиг. 3 - электрическая схема согласующего ключа для включения противоугонной сигнализации.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит магниты 1, средство крепления которых выполнено в виде кольца 2, имеющего расположенные по окружности выемки 3 для установки в них магнитов 1, каждый из которых помещен в оправку 4 и подпружинен в направлении центра кольца 2 пружиной 5. Магниты 1 установлены по схеме фиг.2: по окружности радиусом r с угловым расстоянием Q друг от друга. Также на фиг.2 показан угловой размер q сектора эффективного воздействия магнитного поля магнита 1, достаточного для срабатывания используемого типа магниточувствительного элемента. Для удержания магнитов 1 (см. фиг.1) в выемках 3 диск 2 со стороны магнитов 1 закрывается тонкой пластиной 6 в форме кольца чуть меньшего внешнего диаметра, чем кольцо 2, и которая центрируется на диске 2 кольцевым выступом 7. В собранном виде вся эта конструкция закрепляется болтами ( не показаны) внутри тормозного барабана 8 - на его торцевой стенке 9. Также предлагаемое устройство содержит магниточувствительные элементы, в качестве которых используются герконы 10, средство крепления которых выполнено в виде стойки 11. Стойка 11 закрепляется на опорном щите 12 колеса в свободном пространстве между элементами тормозной системы, некоторые из которых показаны на фиг.1, например, тормозной цилиндр 13 и тормозные колодки 14. Герконы 10 размещены на стойке 11 по дуге радиусом г в пределах сектора, угловой размер которого S ≥ Q-q. Стойка 11 устанавливается на опорном щите 12 таким образом, чтобы герконы 10 расположились на окружности радиусом г относительно оси колеса. В этом случае герконы 10 будут расположены относительно магнитов 1 так, как это показано на фиг.2. Высота стойки 11 с учетом конкретной конструкции колеса и толщины диска 2 выбирается такой, чтобы в собранном виде герконы 10 были на достаточном для их срабатывания расстоянии (в осевом направлении) от магнитов 1. Количество герконов 10 выбирается таким, чтобы угловое расстояние между ними не превышало q. В этом случае независимо от углового положения колеса по крайней мере один из герконов 10 всегда окажется в зоне действия одного из магнитов 1 и его контакты будут замкнуты.

Для фиксации размыкания герконов 10, что в нашем случае сигнализирует о проворачивании колеса или снятии тормозного барабана 8, служит электронный ключ, схема которого представлена на фиг.3. Он состоит из элемента 15 НЕ, триггера 16 и резисторов 17 и 18. К входу элемента 15 подсоединяется один из контактов геркона 10, второй контакт которого подсоединяется к нулевой шине питания. Один из установочных входов триггера 16 является входом установки устройства в дежурный режим, на который подается электрический сигнал "Установ", что в простейшем случае может быть выполнено как показано на фиг. 3 - путем замыкания кнопки 19, один из контактов которой подсоединяется к упомянутому входу триггера 16, а другой - к нулевой шине питания. Резисторы 17 и 18 служат для подачи потенциала "1" на вход элемента 15 при разомкнутых контактах геркона 10 и на установочный вход триггера 16 в дежурном режиме соответственно. Триггер 16 срабатывает на перепад входного напряжения из "1" в "0". При кратковременном замыкании кнопки 19 триггер 16 устанавливается в состояние "1", что свидетельствует о включении дежурного режима. В случае размыкания контактов геркона 10, что происходит при проворачивании колеса или снятии тормозного барабана, на выходе элемента НЕ формируется перепад напряжения из "1" в "0", который переключает триггер 16. Это является сигналом для включения системы противоугонной сигнализации. В зависимости от количества используемых в устройстве герконов 10 необходимо включить соответствующее количество таких ключей.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) работает следующим образом. При включении на стоянке автомобиля устройства противоугонной сигнализации независимо от состояния герконов 10 все триггеры 16 (фиг.3) установятся в дежурное состояние "1". В это время по крайней мере один из герконов 10 находится в замкнутом состоянии. Если будет предпринята попытка скатить автомобиль, то при вращении колеса ранее замкнутый геркон разомкнется и произойдет переключение соответствующего триггера. Аналогичное переключение триггера произойдет и при снятии тормозного барабана. В дальнейшем переключение любого из триггеров 16 включает противоугонную сигнализацию или приводит в действие противоугонные средства.

Во время движения автомобиля под действием центробежных сил магниты 1 смещаются в радиальном направлении от оси вращения колеса. Размер выемки 3 выбирается достаточным для того, чтобы магниты 1 сместились на расстояние, при котором их магнитное поле будет недостаточным для замыкания герконов 10. Таким образом, во время движения автомобиля герконы 10 не работают, что обеспечивает сохранение их ресурса. При остановке автомобиля пружины 5 возвращают магниты 1 в исходное состояние и устройство вновь готово к работе.

Предлагаемое изобретение реализовано в виде устройства, представленного на фиг. 1, для автомобиля ВАЗ-2106. Использовано шесть магнитов из ниодим-железо-бора НмЗОД8Р, установленных равномерно по окружности, т.е. Q = 60^o, геометрические размеры и величина магнитной индукции которых обеспечивают на расстоянии около 10 мм надежное замыкание герконов. При этом сектор q, в пределах которого срабатывали герконы, оказался не менее 15^o. Руководствуясь указанным выше условием выбора углового расстояния между герконами, оно принято равным 15^o, что в итоге определило число используемых в устройстве герконов - четыре, которые были установлены в пределах сектора S=45^o. Элементы конструкции выполнены из немагнитного материала - алюминиево-магниевого сплава АМГ6. Испытания устройства подтвердили достижение указанного технического результата.

Источники информации
1. А.с. СССР N 1386503, кл. B 60 R 25/10, БИ, 1988, NI3.

2. А.с. СССР N 1799757, кл. B 60 R 25/10, БИ, 1993, N9 - прототип.

Использование: аппаратура для предотвращения несанкционированного пользования транспортным средством. Сущность изобретения: один или несколько магнитов устанавливаются по окружности внутри тормозного барабана колеса, а магниточувствительный элемент - геркон располагается на опорном диске колеса. Срабатывание устройства происходит при вращении колеса, когда магнит, закрепленный на вращающейся части колеса, приближается к закрепленному на неподвижной части колеса геркону. Для реализации защиты в случае снятия барабана в устройство введены дополнительные герконы, расположенные в пределах сектора, угловой размер которого s≥(Q-q), где Q - максимальный угловой размер сектора между двумя соседними магнитами; q - угловой размер сектора эффективного воздействия магнитного поля магнита на геркон. Общее число герконов выбирается из условия, чтобы угловое расстояние между ними не превышало q. Для повышения рабочего ресурса геркона средство крепления магнитов выполнено с возможностью радиального перемещения последних под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса во время движения транспортного средства, и возврата в исходное положение во время стоянки. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство включения противоугонной сигнализации, содержащее магнит и магниточувствительный элемент, в частности геркон, со средствами крепления на транспортном средстве, отличающееся тем, что средство крепления магнита обеспечивает установку его внутри тормозного барабана колеса, а средство крепления магниточувствительного элемента установку на опорном щите тормозного механизма колеса таким образом, чтобы срабатывание магниточувствительного элемента под действием магнитного поля магнита происходило при одном из угловых положений колеса. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительные один или несколько магнитов со средствами крепления, обеспечивающими их установку внутри тормозного барабана колеса, при которой все магниты располагаются по окружности относительно оси вращения колеа. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит дополнительные магниточувствительные элементы со средствами крепления, обеспечивающими их установку на опорном щите тормозного механизма колеса, при которой все магниточувствительные элементы располагаются по окружности относительно оси вращения колеса и в пределах сектора, угловой размер которого определяется соотношением
S ≥ (Q q),
где S угловой размер сектора установки магниточувствительных элементов;
Q максимальный угловой размер сектора между двумя соседними магнитами;
q угловой размер сектора эффективного воздействия магнитного поля магнита на магниточувствительный элемент,
при этом общее число магниточувствительных элементов выбирается из условия, чтобы угловое расстояние между ними не превышало q. 4. Устройство по любому из пп.1 3, отличающееся тем, что средство крепления магнитов выполнено с возможностью радиального перемещения последних под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса во время движения транспортного средства, и возврата в исходное положение во время стоянки, при этом величина такого перемещения магнитов достаточна для исключения упомянутого срабатывания магниточувствительных элементов. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что каждый из магнитов имеет внешнюю оправку.