CN114929529A - 用于车辆防盗功能的防篡改致动器 - Google Patents

Abstract

一种防篡改致动器；其包含有效输入，所述有效输入被配置成将输入电流通过电路递送。高通滤波器被置于所述电路内，以降低所述输入电流的在预先定义的电流范围之外的分量。在所述预先定义的电流范围内的分量限定输出电流。当来自所述高通滤波器的所述输出电流被晶体管接收时，所述晶体管开启开关。

Description

用于车辆防盗功能的防篡改致动器

技术领域

本发明大体上涉及车辆致动器，且更具体地说，涉及具有可充当车辆内的防盗功能的防篡改部分的车辆致动器。

背景技术

车辆的篡改和盗窃是车辆制造商和车主一直关注的问题。车辆内并入了防盗功能，从而需要有特定唯一标识符或生物识别指示符才能接入车辆、将车辆移出停车位置或启动车辆。这些功能可以是机械致动器或电路操作的数字功能，它们被设计成防止或至少阻止车辆被篡改和盗窃。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种防篡改致动器包含有效输入，所述有效输入被配置成将输入电流递送通过电路。高通滤波器定位在所述电路内，降低所述输入电流的在预先定义的电流范围之外的分量。在所述预先定义的电流范围内的分量限定输出电流。当来自所述高通滤波器的所述输出电流被晶体管接收时，所述晶体管开启开关。

根据本发明的另一方面，一种防篡改致动器包含有效输入，所述有效输入被配置成将输入电流递送通过电路。晶体管被配置成接收将所述晶体管置于开启状态中的输出电流。高通滤波器位于有效输入与晶体管之间。高通滤波器降低输入电流的至少一部分。输入电流的指示预先定义的电流范围的部分限定输出电流。高通滤波器的电阻器将输出电流引导到晶体管。

根据本发明的另一方面，一种用于致动器的防篡改电路包含有效输入，所述有效输入被配置成提供输入电流。高通滤波器被定位成接收输入电流。高通滤波器的电容器降低输入电流的在预先定义的电流范围之外的分量。输入电流的在预先定义的电流范围内的分量限定输出电流。高通滤波器的电阻器引导输出电流。晶体管接收输出电流。当来自高通滤波器的输出电流被晶体管接收时，晶体管开启开关。开关耦合到致动器组件。

在研究了以下说明书、权利要求书和附图后，所属领域的技术人员将理解和了解本发明的这些和其它方面、对象和功能。

附图说明

在附图中：

图1是展示并入车辆内的防篡改致动器的方面且示出为从输入接收AC信号的示意性电路图；

图2是接收AC信号的防篡改致动器的方面的示例性电流模拟；

图3是展示图1的防篡改致动器且示出为从输入接收DC电流的示意性电路图；

图4是示出当接收DC电流时防篡改致动器的方面的操作的示例性电流模拟；

图5是并入有防篡改致动器的方面的示例性操作机构的横截面图；并且

图6是并入有防篡改致动器的方面的致动组件的示意性且示例性的电路图。

具体实施方式

出于本文描述目的，术语“上”、“下”、“右”“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和其派生词应与本发明在图1中的定向有关。然而，应理解，除了明确地指定为相反情况之外，本发明可采用各种替代的定向。还应理解，附图中展示的以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅是所附权利要求书中限定的本发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另外明确说明，否则与本文中所公开的实施例相关的具体尺寸和其它物理特性不应被视为限制性的。

如图1-6中所例示的，参考标号10通常是指并入车辆的一个或多个部分内以用于防止未授权地接入或未授权地篡改车辆的各种部件的防篡改致动器。利用防篡改致动器10，可以通过要求可由防篡改致动器10滤波和验证的特定AC信号12来制止且至少部分地防止篡改和盗窃。根据所述装置的各种方面，用于车辆的防篡改致动器10包含有效输入14，所述有效输入通常包含被配置成将输入电流18递送通过电路20的电源16。高通滤波器22定位在电路20内。高通滤波器22被配置成降低或消除输入电流18的在预定电流范围之外的某些不合规分量24。此预定电流范围可通过特定信号频率、特定信号振幅、各种电压和其它类似信号分量和特性测量。输入电流18的在预先定义的电流范围内的通常呈特定AC信号12的形式的合规分量26由高通滤波器22未滤波或基本上未滤波，且作为输出电流28移动通过电路20到达晶体管32或其它类似开关30。晶体管32定位在防篡改致动器10内，其中晶体管32实现将致动电流50从致动电源52递送到相应致动器34并开启相应致动器34。使用高通滤波器22，仅当来自高通滤波器22的输出电流28被晶体管32接收时，可以操作相应致动器34。输出电流28与特定AC信号12或其合规分量26匹配或基本上匹配。用于防篡改致动器10的高通滤波器22包含调节到开关30的输出电流28的电容器36和电阻器38，所述开关通常呈晶体管32或晶体管32的一部分的形式。电容器36和电阻器38以串联配置定位，使得未滤波的输出电流28沿着较小电阻的路径40被引导远离电阻器38，且朝向开关30。在所述装置的某些方面中，高通滤波器22还可包含二极管66以实现输出电流28和/或致动电流50在期望方向上穿过，同时还防止这些电流中的一个或两个在相反方向上流动。

再次参考图1-4，高通滤波器22的电流滤波功能允许输出电流28移动通过晶体管32，例如MOSFET晶体管。晶体管32在接收到输出电流28后开启。在晶体管32开启后，晶体管32允许从致动电源52递送致动电流50以用于操作相应致动器34。相应致动器34可呈车辆内的附接到该车辆内的操作部件的各种致动机构中的任一个致动机构的形式。此类致动机构可包含在用于传动装置的线控换挡机构、用于传动装置的停车锁定机构、点火起动机、门锁或并入车辆的待用于防止篡改和/或盗窃车辆的方面内的任何其它类似相应致动器34内。

再次参考图1-4，防篡改致动器10的高通滤波器22被配置成滤除输入电流18的不合规分量24，例如由DC电流60构成的分量，以及由在预先定义的电流范围之外的AC信号12构成的分量。当输入电流18到达高通滤波器22的电容器36时，电容器36降低、拒绝或以其它方式消除不合规分量24，且防止这些不合规分量24到达用于防篡改致动器10的开关30或对所述开关具有明显的影响。因此，如图3和4中所例示，在DC电流60被施加到用于防篡改致动器10的电路20的情况下，电容器36显著或完全降低作为不合规分量24的此DC电流60，使得没有明显的输出电流28被提供到开关30或电路20的任何其它下游部件。所得效果为不准许DC电流60操作相应致动器34。继而，与相应致动器34相关联的机构未被开启。应理解，并入图1-4内的电读数和值本质上为示例性的。实际读数和值可取决于高通滤波器22的设计而不同。

相反地，如图1和2中所例示，输入电流18可包含特定AC信号12，所述特定AC信号为合规分量26或包含合规分量26。准许AC信号12的在预先定义的电流范围内的合规分量26穿过高通滤波器22的电容器36。高通滤波器22的电阻器38提供在晶体管32的方向上的较小电阻的路径40。因此，电阻器38防止输入电流18的AC合规分量26(也被称为输出电流28)前进到接地连接70。确切地说，引导输出电流28朝向晶体管32。在晶体管32开启后，输出电流28开启晶体管32。晶体管32继而实现从致动电源52递送致动电流50，这是操作用于车辆的机械或电气部件的相应致动器34所需要的。仅使用具有输入电流18的合规分量26的适当AC信号12将允许开启并操作相应的晶体管32、致动器34和车辆的相关部件。

再次参考图1和3，高通滤波器22包含以串联配置放置在用于防篡改致动器10的电路20内的电容器36和电阻器38。电路20还包含定位在电容器36与致动器34之间的晶体管32。利用高通滤波器22，输入电流18的预先定义的电流范围可产生包含AC信号12的输出电流28，所述AC信号为或包含合规分量26。这种一个或多个合规分量26具有特定特性，例如频率、振幅和其它特性，以用于在输入电流18移动通过电容器36时限制或防止降低。

再次参考图1-4，在所述装置的示例性方面中，预先定义的电流范围可呈具有AC信号12的形式，所述AC信号的电压在预定电压范围内或具有高于预定最小电压的电压。另外，在所述装置的某些方面中，高通滤波器22在对输入电流18进行滤波时可允许高于某一截止频率的频率的输出电流28穿过电容器36且朝向晶体管32移动。替代地，降低、拒绝或基本上消除具有低于截止频率的频率的电流，例如DC电流60。这些不合规分量24和降低的电流被电容器36拒绝或阻挡，且不被传递到晶体管32。因此，高通滤波器22可对输入电流18的不合规分量24进行滤波，以仅允许具有预先定义的电流范围内的电压、频率和/或振幅的那些合规分量26穿过电路20以用于操作相应致动器34。如上文所论述，降低、拒绝且基本上消除在此预先定义的电流范围之外的分量，使得相应致动器34不发生操作。

利用此防篡改致动器10，试图篡改特定车辆的个体可尝试利用外部电源16来操作与防篡改致动器10相关联的相应致动器34。已知此类篡改通过使用电池或其它类似外部DC电源16来实现。使用高通滤波器22，可以对此DC电流60进行滤波、降低或拒绝，且防止该DC电流操作相应致动器34。仅使用作为在预先定义的电流范围内的合规分量26的AC信号12可用于移动通过高通滤波器22以用于操作相应致动器34。此AC信号12被配置成仅由车辆自身的部件提供而不从车辆外部的外部源提供。通常，AC信号12和在预先定义的电流范围内的其它类似电流更难以再生。设置有防篡改致动器10的自通信致动器包含开关30(通常为晶体管32)和高通滤波器22，所述高通滤波器仅在具有在预先定义的电流范围内的特定AC信号12的情况下允许相应致动器34的操作或马达84在特定方向上的旋转。如上文所论述，高通滤波器22降低或以其它方式拒绝将在不存在高通滤波器22的情况下以其它方式操作开关30的DC电流60和DC电压。

再次参考图1-4，利用高通滤波器22，致动器34仅在提供输出电流28时被操作到致动位置。如上文所论述，输出电流28由具有在预先定义的电流范围内的合规分量26的AC信号12限定。同样，此预先定义的电流范围由电容器36的配置设置，所述电容器允许某些频率或振幅的电流从中穿过以行进到晶体管32。并入防篡改致动器10内的高通滤波器22防止利用例如DC电流60和低频AC信号12之类的较低频率电流操纵晶体管32，所述较低频率电流可能被车辆的未授权用户利用。

并入有晶体管32和高通滤波器22的防篡改致动器10提供用于防止车辆的外部可用端子被供电的紧凑机构。此类端子可与马达84、门锁、传动装置、线控换挡机构、停车锁或其它类似的可外部接入的致动器相关联。

现在参考图5和6，展示示例性操作机构80和电路20，且它们并入有防篡改致动器10的方面。防篡改致动器10通常并入用于操作机构80的印刷电路板(PCB)82内。图6中所例示的装置包含仅在来自高通滤波器22的输出电流28被晶体管32接收时被开启的马达84，所述晶体管用于开启开关30，所述开关开启和撤销开启马达84。马达84的开启用以操作各种齿轮机构86，所述齿轮机构又操作用于各种装置中的任一种装置的机械接口88。如上文所论述，这些装置可包含但不限于锁定机构、关闭机构和可用于防止接入或使用车辆的其它类似机构，以及其它电气和机械固定件和装置。图6中所展示的示例性电路20包含用于防篡改致动器10的高通滤波器22，所述高通滤波器接收输入电流18。如上文所论述，通常位于有效输入14与晶体管32之间的高通滤波器22降低输入电流18的至少一部分。输入电流18的指示预先定义的电流范围的部分穿过高通滤波器22以限定递送到晶体管32的输出电流28。晶体管32接收输出电流28以将晶体管32置于开启状态中。此开启状态允许晶体管32操作通常定位在高通滤波器22与晶体管32之间的开关30。一旦开关30被开启，致动电流50就被递送到致动组件。在图6中展示的示例性电路20的情况下，致动组件是用于图5中例示的操作机构80的马达84。在所述装置的各种方面中，有效输入14可呈由授权用户提供以引发通过电路20的输入电流18的一些用户输入的形式。有效输入14还可呈由车辆的机构的系统提供的引发通过电路20的输入电流18的输入的形式。提供一个或多个有效输入14的车辆的系统或机构可自动地操作或在一些用户交互的方向上操作，或其组合。

再次参考图6，防篡改致动器10可包含与高通滤波器22分离的各种补充电容器110和补充电阻器112，所述补充电容器和补充电阻器包含在电路20中以提供电磁兼容性(EMC)。另外，可并入有瞬态电压抑制(TVS)二极管114以提供可移动通过具有防篡改致动器10的电路20的电流的尖峰。在所述装置的某些方面中，高通滤波器22可包含与高通滤波器22的电容器36和电阻器38以串联关系定位的二极管66。此二极管66可用于允许电流(例如，输出电流28)在一个方向上穿过二极管66以用于开启致动器组件。

再次参考图1-6，防篡改致动器10可包含用于操作相应致动器34的防篡改电路120。防篡改电路120可包含被配置成提供输入电流18的有效输入14。高通滤波器22被定位成接收输入电流18。高通滤波器22的电容器36用于降低输入电流18的在预定电流范围之外的不合规分量24。输入电流18的在预先定义的电流范围内的合规分量26穿过高通滤波器22的电容器36且限定输出电流28。高通滤波器22的电阻器38通常在晶体管32的方向上沿着较小电阻的路径40引导输出电流。晶体管32接收输出电流28并开启开关30。此开关30通常在来自高通滤波器22的输出电流28被晶体管32接收时被开启。开关30与致动器组件(例如，马达84)电连通。

利用常规的防盗技术，已知车辆的未授权用户通过使用提供DC电流60的电池或其它外部电源16来解锁某些致动器并为那些致动器供电。利用上文所描述的防篡改致动器10，此类DC电流60将被高通滤波器22拒绝且被阻止到达开关30和防篡改致动器10的其它部件。

利用防篡改致动器10，实现用于防止车辆被篡改和盗窃的电路操作的解决方案。此防篡改致动器10还提供可并入车辆的众多部件中的低成本解决方案。这些部件可以以组合方式协作以提供对车辆的多个等级的防篡改和防盗窃。

根据所述装置的各种方面，本文中所描述的防篡改致动器10可在各种车辆内以及非车辆应用内使用。此些应用程序可包含但不限于个人车辆、车队车辆、运输车辆、公共交通车辆、飞机、船舶、用于住宅的安全性装置、商业和工业结构、电气设备、计算机和也具有机械操作系统的其它类似电操作的装置。

应理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可以对上述结构作出变化和修改，且另外应理解，此类概念希望由所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的措辞明确说明并非如此。

Claims (38)

1.一种防篡改致动器，其包括：

有效输入，其被配置成将输入电流通过电路递送；

高通滤波器，其被置于所述电路内，所述高通滤波器降低所述输入电流超出预先定义的电流范围之外的分量，其中在所述预先定义的电流范围内的分量限定输出电流；以及

晶体管，其在接收来自所述高通滤波器输出的电流时开启开关。

2.根据权利要求1所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器包含电容器和电阻器，其等调节所述输出电流到所述开关。

3.根据权利要求1至2中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器并入用于车辆的致动器组件内。

4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围部分地被定义为AC信号。

5.根据权利要求2至4中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器包含所述电容器和所述电阻器，其等被设成串联的配置。

6.根据权利要求2至5中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述开关位被置于所述电容器与所述晶体管之间。

7.根据权利要求6所述的防篡改致动器，其中只有所述输出电流是在所述预先定义的电流范围内的AC信号时，所述开关才会被操作到致动位置。

8.根据权利要求1至2中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述晶体管是MOSFET晶体管。

9.根据权利要求4至8中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围为所述AC信号的特定频率。

10.根据权利要求3至9中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中致动组件与车辆的锁定机构耦合。

11.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器的电容器降低所述输入电流的所述分量。

12.根据权利要求1至11中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围为AC信号，其具有在预定电流范围内的电压或预定最小的电压。

13.根据权利要求1至12中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围为AC信号，其具有的电压至少具有预定最小的电压。

14.一种防篡改致动器，其包括：

有效输入，其被配置成将输入电流通过电路递送；

晶体管，其被配置成接收将所述晶体管置于开启状态中的输出电流；

高通滤波器，其位于所述有效输入与所述晶体管之间，其中所述高通滤波器降低所述输入电流的至少一部分，并且其中部分所述输入电流表示预先定义的电流范围限定所述输出电流；以及

所述高通滤波器的电阻器，其将所述输出电流引导到所述晶体管。

15.根据权利要求14所述的防篡改致动器，其中开关被置于所述高通滤波器与所述晶体管之间，并且其中所述晶体管在开启状态中开启所述开关以将致动电流递送到致动组件。

16.根据权利要求15所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器包含电容器和电阻器，其等将所述输出电流调节到所述开关。

17.根据权利要求15至16中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器并入用于车辆的所述致动组件内。

18.根据权利要求14至17中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围部分地被定义为AC信号。

19.根据权利要求14至15中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器包含所述电容器和所述电阻器，其等被设成串联的配置。

20.根据权利要求15至19中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中只有所述输出电流为在所述预先定义的电流范围内的AC信号时，所述开关才会被操作到致动位置。

21.根据权利要求14至20中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述晶体管是MOSFET晶体管。

22.根据权利要求18至21中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围为所述AC信号的特定频率。

23.根据权利要求17至22中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述致动器组件与车辆的锁定机构耦合。

24.根据权利要求16至23中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述高通滤波器的电容器执行降低所述输入电流的分量。

25.根据权利要求14至24中任一项或多项所述的防篡改致动器，其中所述预先定义的电流范围为AC信号，其具有在预定范围内的电压或最小的电压。

26.一种用于致动器的防篡改电路，所述防篡改电路包括：

有效输入，其被配置成提供输入电流；

高通滤波器，其被置成接收所述输入电流，其中所述高通滤波器的电容器降低所述输入电流超出预先定义的电流范围之外的分量，其中所述输入电流的在所述预先定义的电流范围内的分量限定输出电流；

所述高通滤波器的电阻器，其引导所述输出电流；

晶体管，其接收所述输出电流；

开关，其中当所述晶体管接收来自所述高通滤波器的所述输出电流时，所述晶体管开启所述开关，所述开关耦合到致动器组件。

27.根据权利要求26所述的防篡改电路，其中所述电容器和所述电阻器将所述输出电流调节到所述开关。

28.根据权利要求26至27中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述高通滤波器并入用于车辆的致动组件内。

29.根据权利要求26至28中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述预先定义的电流范围部分地被定义为AC信号。

30.根据权利要求26至29中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述高通滤波器包含所述电容器和所述电阻器，其等被设成串联的配置。

31.根据权利要求27至30中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述开关被置于所述电容器与所述晶体管之间。

32.根据权利要求31所述的防篡改电路，其中所述开关仅在所述输出电流是在所述预先定义的电流范围内的AC信号时才会被操作到致动位置。

33.根据权利要求26至32中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述晶体管是MOSFET晶体管。

34.根据权利要求29至33中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述预先定义的电流范围为所述AC信号的特定频率。

35.根据权利要求28至34中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述致动器组件与车辆的锁定机构耦合。

36.根据权利要求26至35中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述高通滤波器的电容器执行降低所述输入电流的分量。

37.根据权利要求26至36中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述预先定义的电流范围为AC信号，其具有在预定范围内的电压或最小的电压。

38.根据权利要求26至37中任一项或多项所述的防篡改电路，其中所述预先定义的电流范围为AC信号，其具有的电压至少具有预定最小的电压。

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