СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F02D43/00 F02P5/00 F02P11/04 B60R25/04 

Область техники

Заявляемое изобретение относится к системам управления двигателем внутреннего сгорания инжекторного и карбюраторного типа и предназначено для предотвращения несанкционированного запуска двигателя в целях угона автомобиля или другого транспортного средства.

Характеристика аналога

Известна система управления двигателем внутреннего сгорания (см. А.С. СССР №1665056), включающая метку верхней мертвой точки (ВМТ), выполненную на зубчатом диске, установленном на валу двигателя, воспринимающий датчик, связанный с блоком управления. Причем метка ВМТ выполнена на зубчатом диске таким образом, что она совпадает с геометрической точкой, соответствующей действительному положению поршня двигателя в верхней мертвой точке. Работает аналог следующим образом. При помощи стартера приводят во вращение коленчатый вал двигателя. Вместе с валом вращается зубчатый диск и метка ВМТ, которая взаимодействует с воспринимающим датчиком, который формирует стробирующие импульсы и передает их к блоку управления. После прихода от датчика ВМТ импульса, соответствующего нахождению поршня в ВМТ, в блоке управления запускается программа, управляющая подачей топлива в камеру сгорания.

Недостатком аналога является низкая степень защищенности от несанкционированного запуска двигателя в целях угона транспортного средства.

Характеристика прототипа

Известна также система управления двигателем внутреннего сгорания (см. А.С. СССР, №1746017), принятая авторами за прототип, включающая ВМТ, выполненную на зубчатом диске, установленном на валу двигателя, воспринимающий датчик, связанный с блоком управления.

Причем метка ВМТ выполнена на зубчатом диске таким образом, что она совпадает с геометрической точкой, соответствующей действительному положению поршня двигателя в верхней мертвой точке. Работает прототип следующим образом. При помощи стартера приводят во вращение коленчатый вал двигателя. Вместе с валом вращается зубчатый диск и метка ВМТ, которая взаимодействует с воспринимающим датчиком, который формирует стробирующие импульсы и передает их к блоку управления. После прихода от датчика ВМТ импульса, соответствующего нахождению поршня в ВМТ, в блоке управления запускается программа, управляющая подачей топлива в камеру сгорания.

Недостатком прототипа так же, как и аналога, является низкая степень защищенности от несанкционированного запуска двигателя в целях угона транспортного средства.

Техническая задача

Технической задачей, вытекающей из уровня техники, является повышение степени защищенности системы управления двигателем от несанкционированного запуска двигателя.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что система управления двигателем внутреннего сгорания включает метку ВМТ, выполненную на диске, установленном на валу двигателя, воспринимающий датчик, связанный с блоком управления.

При этом метка ВМТ выполнена на диске с угловым смещением α^{относительно геометрической точки на диске, соответствующей действительному положению поршня двигателя в ВМТ. А в цепи между воспринимающим датчиком и блоком управления последовательно включены формирователь входных импульсов, процессор, формирователь выходных импульсов. Причем процессор снабжен определителем правомочности доступа к системе управления.}

Выполнение метки ВМТ на диске с угловым смещением относительно геометрической точки на диске, соответствующей действительному положению поршня в ВМТ, делает выше указанную метку ВМТ ложной меткой для системы управления, т.к. она вызывает генерацию сигнала в момент времени, когда поршень двигателя не находится в ВМТ, что приводит к рассогласованию в работе двигателя, а именно к рассогласованию момента подачи искры зажигания и момента готовности камеры сгорания к воспламенению топливной смеси.

При санкционированном запуске двигателя процессор осуществляет корректировку момента подачи импульса на величину Δt, соответствующую развороту вала на угол α, и тем самым синхронизирует работу свечей зажигания и поршневой группы двигателя. При этом двигатель запускается и работает нормально. При несанкционированном доступе к системе управления, т.е. при неполучении процессором от определителя правомочности, соответствующей разрешительной санкции, процессор блокирует прохождение через себя каких-либо импульсов и делает невозможным запуск в работу блока управления и, следовательно, запуск двигателя.

Кроме того, запуск двигателя невозможен также при попытке подключить воспринимающий датчик напрямую к блоку управления, т.к. импульс ложной метки ВМТ от датчика поступает к блоку управления с временным сдвигом Δt относительно момента, соответствующего действительному положению поршня в ВМТ, что приводит к рассогласованию в работе двигателя и делает невозможным попытку запустить двигатель.

Таким образом, благодаря введению изменений в конструкцию диска и дополнительных управляющих блоков в информационной цепи между датчиком и блоком управления в заявляемом устройстве достигается поставленная техническая задача - повышение степени защищенности от несанкционированного запуска двигателя.

Угловое смещение α находится в следующем диапазоне:

50°<α<310°. Указанный диапазон угловых смещений для ложной метки ВМТ на диске обеспечивает надежную защиту двигателя от несанкционированного запуска двигателя, т.к. при выходе за указанный диапазон двигатель может быть запущен.

Процессор связан по крайней мере одной мультиплексной шиной с мультиплексором, снабженным входами для сервисных устройств, что позволяет использовать свободные операционные мощности процессора для обеспечения их функционирования, когда двигатель не работает.

Процессор снабжен интерфейсом ввода-вывода информации, позволяющим подключать напрямую к процессору дополнительные сервисные устройства, например персональный компьютер с соответствующей диагностической программой, обеспечивающей диагностирование состояния двигателя и вывод результатов на дисплей компьютера для принятия водителем решений.

Определитель правомочности доступа к системе управления двигателем выполнен в виде электронного замка с динамическим криптокодом, что дополнительно повышает степень защищенности от несанкционированного запуска двигателя за счет того, что многоразрядный код замка и соответственно код ключа меняются в соответствии с индивидуальной программой при каждом обращении к системе управления для запуска двигателя.

Изобретение является новым, т.к. оно не известно из уровня техники.

Изобретение имеет изобретательский уровень, т.к. оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

На чертеже схематично изображена функциональная блок-схема заявляемого устройства.

Пример конкретного выполнения

Заявляемая система управления двигателем внутреннего сгорания включает метку 1 ВМТ, выполненную на зубчатом диске 2, установленном на валу двигателя, воспринимающий датчик 3 (индукционный оптоэлектрический и др.), связанный с блоком управления 4.

При этом метка 1 выполнена на диске 2 с угловым смещением α относительно геометрической точки 5 на диске 2, соответствующей действительному положению поршня двигателя в ВМТ. А в цепи между датчиком 3 и блоком управления 4 последовательно включены формирователь входных импульсов 6, процессор 7, формирователь выходных импульсов 8. Причем процессор 7 снабжен определителем правомочности доступа 9 к системе управления. Процессор 7 снабжен мультиплексной шиной 10 с мультиплексором 11 для подключения сервисных устройств 12 (например, датчика удара, датчика сканирования салона, микроволнового датчика движения и др.). Процессор 7 также снабжен интерфейсом ввода-вывода информации, позволяющим подключить напрямую к процессору 7 дополнительные сервисные устройства. Например, персональный компьютер 13, снабженный соответствующей программой для проведения диагностики состояния двигателя, не выходя из кабины автомобиля. Определитель правомочности доступа 9 выполнен в виде электронного замка с динамическим криптокодом.

Работает заявляемая система управления следующим образом. При помощи стартера приводят во вращение коленчатый вал двигателя. Вместе с валом вращается зубчатый диск 2 и метка 1, которая взаимодействует с датчиком 3. Индукционный датчик 3 взаимодействует с зубьями диска 2 и на выходе вырабатывает двухполярные непрерывные синусоидальные электрические импульсы. При взаимодействии с выступом зуба датчик 3 формирует вершину синусоиды. При взаимодействии со впадиной зуба он формирует впадину синусоиды. При взаимодействии датчика 3 с меткой 1, которая представляет собой протяженную впадину, датчик 3 формирует соответствующий ей по форме удлиненный импульс. Далее импульс от датчика 3 попадает на вход формирователя 6, который преобразует непрерывные двухполярные импульсы датчика 3 в дискретные однополярные электрические импульсы прямоугольной формы, которые способен воспринять и переработать процессор 7.

Процессор 7 работает следующим образом. В случае если происходит санкционированный доступ к системе управления двигателем, процессор 7 осуществляет корректировку момента передачи импульса от метки 1 к блоку управления 4 на величину Δt, соответствующую развороту вала двигателя на угол α, и тем самым синхронизирует работу свечей зажигания и поршневой группы двигателя.

При несанкционированном доступе к системе управления, т.е. при неполучении процессором 7 от определителя правомочности 9 соответствующей разрешительной санкции, процессор 7 блокирует прохождение через себя каких-либо импульсов и делает невозможным запуск в работу блока управления 4 и, следовательно, запуск двигателя.

Кроме того, запуск двигателя невозможен также при попытке подключить воспринимающий датчик 3 напрямую к блоку управления 4, т.к. импульс ложной метки 1 от датчика 3 поступает к блоку управления 4 с временным сдвигом Δt относительно момента, соответствующего действительному положению поршня в ВМТ, что приводит к рассогласованию в работе двигателя и делает невозможным попытку запустить двигатель.

Таким образом, благодаря введению изменений в конструкцию диска 2 и дополнительных управляющих блоков 6, 7, 8 в информационной цепи между датчиком 3 и блоком управления 4 в заявляемом устройстве достигается поставленная техническая задача - повышение степени защищенности от несанкционированного запуска двигателя.

Указанный диапазон угловых смещений α, где 50°<α<310°, для ложной метки 1 на диске 2 обеспечивает надежную защиту двигателя от несанкционированного запуска двигателя, т.к. при выходе за указанный диапазон двигатель может быть запущен.

Связь процессора 7 по крайней мере одной мультиплексной шиной 10 с мультиплексором 11, снабженным входами для сервисных устройств 12, позволяет использовать свободные операционные мощности процессора 7, когда двигатель не работает.

Интерфейс ввода-вывода информации позволяет подключать напрямую к процессору 7 дополнительные сервисные устройства, например персональный компьютер 13 с соответствующей диагностической программой, обеспечивающей диагностирование состояния двигателя и вывод результатов на дисплей компьютера 13 для принятия водителем решений.

Определитель правомочности 9, выполненный в виде электронного замка с динамическим криптокодом, дополнительно повышает степень защищенности от несанкционированного запуска двигателя за счет того, что многоразрядный код замка и соответственно код ключа меняются в соответствии с индивидуальной программой при каждом обращении к системе управления для запуска двигателя.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. техническая задача, вытекающая из уровня техники, решается полностью.

Кроме того, когда автомобиль находится на стоянке и двигатель не работает, процессор 7 может обслуживать дополнительные охранные системы автомобиля: датчик удара, датчик сканирования салона, микроволновый датчик движения и другие - поз.12. Обмен данными между устройствами 12 и процессором 7 осуществляется через мультиплексную шину 10 и мультиплексор 11. Благодаря этому полнее используются информационные мощности процессора 7 и расширяются возможности заявляемой системы управления.

Кроме того, возможность напрямую подключать к процессору 7 персональный компьютер 13 позволяет водителю, не выходя из кабины своего автомобиля, проводить полную диагностику двигателя, не обращаясь при этом к услугам автосервиса, что также расширяет возможности заявляемой системы управления двигателем.

Кроме того, к настоящему времени изготовлен опытный образец заявляемого устройства. Проведены его успешные испытания. Планируется серийное производство заявляемого устройства.

Изобретение относится к системам управления двигателем внутреннего сгорания. Заявляемая система управления двигателем внутреннего сгорания включает метку 1 ВМТ, выполненную на зубчатом диске 2, установленном на валу двигателя, воспринимающий датчик 3, связанный с блоком управления 4. При этом метка 1 выполнена на диске 2 с угловым смещением относительно геометрической точки 5 на диске 2, соответствующей действительному положению поршня двигателя в ВМТ. В цепи между датчиком 3 и блоком управления 4 последовательно включены формирователь входных импульсов 6, процессор 7, формирователь выходных импульсов 8. Причем процессор 7 снабжен определителем правомочности доступа 9 к системе управления. Процессор 7 снабжен мультиплексной шиной 10 с мультиплексором 11 для подключения сервисных устройств 12 (например, датчика удара, датчика сканирования салона, микроволнового датчика движения и др.). Процессор 7 также снабжен интерфейсом ввода-вывода информации, позволяющим подключить напрямую к процессору 7 дополнительные сервисные устройства. Например, персональный компьютер 13, снабженный соответствующей программой для проведения диагностики состояния двигателя, не выходя из кабины автомобиля. Определитель правомочности доступа к системе управления двигателем 9 выполнен в виде электронного замка с динамическим криптокодом. Изобретение обеспечивает повышение степени защищенности системы управления от несанкционированного запуска двигателя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система управления двигателем внутреннего сгорания, включающая метку верхней мертвой точки, выполненную на диске, установленном на валу двигателя, воспринимающий датчик, связанный с блоком управления, отличающаяся тем, что метка верхней мертвой точки выполнена на диске с угловым смещением α относительно геометрической точки, соответствующей действительному положению поршня двигателя в верхней мертвой точке, в цепи между воспринимающим датчиком и блоком управления последовательно включены формирователь входных импульсов, процессор, формирователь выходных импульсов, процессор снабжен определителем правомочности доступа к системе управления.2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что угловое смещение α находится в следующем диапазоне: 50°<α<310°.3. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что процессор связан, по крайней мере, одной мультиплексной шиной с мультиплексором, снабженным входами для сервисных устройств.4. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что процессор снабжен интерфейсом ввода-вывода информации.5. Система управления по п.4, отличающаяся тем, что к процессору через интерфейс ввода-вывода подключен персональный компьютер с соответствующей диагностической программой.6. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что определитель правомочности доступа к системе управления двигателем выполнен в виде электронного замка с динамическим криптокодом.