Brevet FR2454503A1 — publié le 19801114

APPAREIL DE VERROUILLAGE ELECTRONIQUE, NOTAMMENT POUR ANTIVOL La présente invention, due à la collaboration de N. Jean-Claude COSTE, est relative à un antivol commandé à distance. Un antivol comprend deux parties : un système de commande souvent appele serrure, un système de verrouillage plus ou moins évolué selon la destination de l'antivol. Dans la construction automobile, ces deux fonctions sont ordinairement regroupees dans un même bloc indémontable sans clef. Cette contrainte, due au mode de transmission mécanique entre la serrure et le système de verrouillage, limite les possibilités d'implantation de l'antivol. La serrure doit etre d'un accès facile, ce qui rend d'autant plus vulnérable le système de blocage-verrouillage de la colonne de direction. La séparation des deux fonctions, grâce à une transmission codée, permet de choisir séparément les implantations de la serrure et du système de verrouillage. La présente invention améliore les techniques connues par l'introduction de divers dispositifs de sécurité. Suivant l'invention, l'appareil de verrouillage électronique, notamment pour antivol, qui est du type comportant : une clef fonctionnant en association avec une serrure à deux positions "stop" et "marche", comportant deux contacts : la présence d'une clef dans la serrure, la position stop de la serrure, correspondant chacune à la fermeture d'un contact différent, un bloc émetteur comportant un dispositif générateur de code destiné à engendrer un premigr signal électronique codé en réponse à la manoeuvre de la clef dans la serrure et un bloc récepteur comportant notamment un vérificateur de code destiné à engendrer un second signal électronique codé, indépendamment du premier, uniquement si le premier signal électronique a été effectivement engendré, est remarquable en ce que ledit bloc récepteur comporte, en outre, une commande de verrouillage et une commande de déverrouillage fonctionnant indépendamment l'une de l'autre, chacune en réponse à une action positive distincte. Par action positive, on entend l'émission d'au moins une impulsion véhiculant une tension positive, par exemple les douze volts de la batterie du véhicule. Suivant une première caractéristique de réalisation, le mode de transmission entre le bloc émetteur et le bloc récepteur est du type série synchrone. Suivant une seconde caractéristique de réalisation, ltémission série dans le bloc émetteur est réalisée par la combinaison d'un multiplexeur associé, d'une part, à un code câblé émetteur, d'autre part, à un compteur d'adresses et à un générateur base de temps et la transformation inverse est effectuée dans le bloc récepteur à l'aide d'un convertisseur série-parallèle. Suivant une troisième caractéristique de réalisation, la commande de verrouillage du bloc récepteur est connectée à l'alimentation générale du véhicule par l'intermédiaire du contact correspondant à la position "stop" de la serrure. Suivant une quatrième caractéristique de réalisation, le bloc récepteur, en plus de la commande de verrouillage, de la commande de déverrouillage et du convertisseur série-parallèle, comprend encore : la connexion en série d'un étage de vérification de code connecté par ses entrées en parallèle sur les sorties du convertisseur série-parallèle et d'un compteur du nombre d'impulsions émises par ledit vérificateur de code, ledit compteur étant,en outre, connecté par des entrées supplémentaires à la position "stop" de la serrure, d'une part,directement, d'autre part, par l'intermédiaire d'un circuit de temporisation. Suivant une cinquième caractéristique de réalisation, le convertisseur série-parallèle est connecté, d'une part, à la sortie du multiplexeur par l'intermédiaire d'un premier filtre et, d'autre part, à la sortie du dispositif d'horloge ou base de temps par l'intermédiaire d'un second filtre afin de se prémunir contre toute effraction électrique par générateur de code. Suivant une sixième caractéristique de réalisation, ledit compteur est prépositionné à un chiffre déterminé si bien qu'il ne transmet un ordre positif d'action à la commande de déverrouillage que dans la mesure où le code précâblé dans l'émetteur a été vérifié un nombre prédéterminé de fois à l'intérieur d'un intervalle de temps déterminé par la temporisation. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet, on se reportera aux dessins joints, illustrant un mode de réalisation non limitatif de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe de l'ensemble de l'appareil de verrouillage électronique suivant l'invention - la figure 2 est une représentation détaillée du bloc émetteur de l'appareil de la figure 1 ; - et la figure 3 est une représentation détaillée du bloc récepteur de l'appareil de la figure 1. Les même références numériques désignent les mêmes éléments sur les différentes figures. Suivant le schéma de principe de la figure 1, l'appareil de verrouillage électronique comprend une serrure 10 reliée à l'alimentation générale 11 du véhicule automobile, un bloc émetteur 20 et un bloc récepteur 30. La serrure 10, qui est à deux positions, respectivement stop et marche, que peut occuper successivement une clef, comporte deux contacts différents matérialisant respectivement la position stop de la serrure, la présence d'une clef dans la serrure, reliés par une première borne à l'alimentation générale il et par sa seconde borne au conducteur 12 de la figure I, correspondant à la présence de la clef dans la serrure pour le premier contact, au conducteur 13 de la figure 1, correspondant à la position "stop" pour le second contact.Autrement dit, la présence de la clef dans la serrure 10 ferme le premier contact et met la tension d'alimentation sur le conducteur 12, tandis que la rotation de la serrure en position "stop" ferme le second contact et met la tension d'alimentation sur le conducteur 13. L'extraction de la clef de la serrure 10 ne peut être effectuée que dans la position stop, correspondant au verrouillage de l'antivol. Le bloc émetteur 20 comprend un multiplexeur 21 connecté, d'une part, par seize conducteurs en parallèle à un émetteur de code précâblé 22, d'autre part, par quatre conducteurs en parallèle à un compteur d'adresses 23, enfin par une sortie unique et un conducteur unique 26 au bloc récepteur 30. Le compteur d'adresses 23 est connecté par une entrée au conducteur 13 relié à la position "stop" de la serrure 10 et,par une seconde entrée,à un générateur de base de temps 24 relié, en outre, par un conducteur 27 au bloc récepteur 30. Un filtre 25, dont le rôle est d'éliminer les signaux transitoires qui risquent de parasiter l'alimentation du dispositif est connecté, d'une part,au conducteur 12 d'alimentation dans le cas de la présence de la clef dans la serrure, d'autre part, au générateur de base de temps 24, au compteur d'adresses 23, au multiplexeur 21 dont il sert d'alimentation, enfin par un conducteur 28 à une commande de verrouillage 31 dont il sert de signal d'entréeXau convertisseur 35 série-parallèle, au bloc 36 vérificateur de code, au compteur 37 dont il sert d'alimentation, situés dans le bloc récepteur 30. Le bloc récepteur 30 comprend par ailleurs essentiellement un convertisseur série-parallèle 35 connecté par une première entrée au conducteur 26 sortant du multiplexeur 21 par l'intermédiaire d'un premier filtre 34, par une seconde entrée du conducteur 27 sortant du générateur base de temps 24 par l'intermédiaire d'un second filtre 33, par une troisième entrée au compteur 37 et enfin par seize sorties en parallèle à un étage 36 de vérification de code dont le rôle consiste à vérifier le code recu de l'émetteur. Si la vérification est satisfaisant, une impulsion est engendrée en sortie du bloc vérification de code 36 pour un compteur 37 qui comptabilise les impulsions de vérification reçues jusqu'à une valeur de prépositionnement,par exemple huit.Le compteur 37 est relié, en outre, d'une part, par un conducteur 29 directement, au conducteur 13 correspondant à la position "stop" de la serrure 10 et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un circuit de temporisation 32 au meme conducteur 29. La sortie du compteur 37 est reliée, d'une part, à un circuit de commande 38 de déverrouillage, d'autre part, au convertisseur 35 série-parallèle. Le même conducteur 29 est relié enfin en entrée sur la commande de verrouillage 31. La figure 2 illustre un schéma synoptique de l'émetteur 20 aidant à la compréhension du fonctionnement de ce dernier. La cellule de filtrage 25 de la figure 1 comprend un condensateur 40 et une diode Zener 41. Le condensateur 40 a un rôle de filtre passe-bas en vue de l'élimination de la haute fréquence et de découplage de l'alimentation. La diode Zener 41 élimine les parasites à haute énergie. Sa protection, c'est-àdire limitation en courant, est assurée par une résistance 42. Le signal délivré à la sortie du filtre 25 est destiné à l'alimentation du dispositif émetteur 20 et de la partie déverrouillage 35, 36, 37, 38 du récepteur. La base de temps 24 est délivrée par un oscillateur à inverseurs comportant les inverseurs 46, 47 et 48. Quand la tension à la sortie de l'inverseur 48 est nulle, une capacité 45 se charge, à travers une résistance 44,jusqu'à ce que son armature inférieure1tatteint un potentiel suffisant pour provoquer un changement d'état en sortie de l'inverseur 46. L'inverseur 47 provoque alors le basculement d'état de la tension de sortie. La durée de l'état bas du signal de sortie est fixée par le temps de charge du condensateur 45. Par un processus identique, la durée de l'état haut est fixée par le temps de décharge du condensateur 45. La résistance 43 rend le générateur plus fiable. Le signal fourni par l'inverseur 47 est mis en forme par l'inverseur 48. Le circuit intégré 24 est, par exemple, du type 74 C04 dans le catalogue de NATIONAL SENICONDUCTOR. Le compteur d'adresses 23, qui est par exemple du type 74 C193 au catalogue de NATIONAL SEMICONDUCTOR, est un compteur synchrone cyclique de zéro à quinze. Quatre variables sur les sorties QA, QB, QC et QD codent en binaire l'état du compteur. Deux informations, base de temps et position stop en constituent les variables d'entrées par les conducteurs respectifs 50 et 13. Le compteur 23 progresse d'un pas à chaque front montant du signal base de temps, sauf si le signal position stop, relié à la broche (C1) de mise à zéro asynchrone du compteur, est à l'état haut, auquel cas l'état de sortie (QA Qg QC QD) est alors forcé à zéro, la mise à zéro étant prioritaire sur le comptage.Le signal position stop,fourni par la serrure 10 sur le conducteur 13, a deux états : état haut et en l'air ; l'état en l'air est amené à l'état bas par une résistance 51 et par un condensateur 52 qui éliminent les parasites sur le niveau bas. La résistance 49 limite le courant dans le circuit 23 quand celui-ci n'est plus sous tension. Cette protection n'est toutefois utile que dans une version G.M.O.S. de l'invention. Le multiplexeur 21, qui peut être du type 74 C150 dans le catalogue de NATIONAL SEMICONDUCTOR, est un circuit intégré de type M.S.I. ayant plusieurs entrées et une sortie par le conducteur 26. Il permet la transformation parallèle-série du code précablé 22. La sélection du chiffre binaire de code utilisé comme entrée à un instant donné est réalisée par les quatre variables de sortie du compteur d'adresses 23 (QA QB QC QD). La sortie représente alors l'inverse du chiffre binaire sélectionné dans le cas du multiplexeur utilisé.De façon à avoir le même code précâblé dans l'émetteur et le récepteur, facilité de réception, et non le symétrique, le signal série fourni par le multiplexeur 21 sur le conducteur de sortie 26 est inverse au moyen de l'inverseur 39 de façon à corriger l'inversion naturelle du multiplexeu-r utilisé. Le blocage de la transmission s'effectue par le blocage du compteur d'adresses 23, c'est-à-dire par la mise en position stop de la serrure 10. La figure 3 illustre un schéma synoptique du récepteur 30 aidant à la compréhension du fonctionnement de ce dernier. Le rôle des filtres 33 et 34 est de limiter en fréquence les signaux traités par la partie déverrouillage 35, 36, 37, 38 du récepteur. Les filtres utilisés sont des filtres passe-bas. La fréquence de coupure est déterminée par les constantes RC des ensembles résistance 53, capacité 54,d'une part, résistance 55, capacité 56, d'autre part. Seuls les signaux base de temps sur le conducteur 27 et code série sur le conducteur 26 sont filtrés à l'entrée du récepteur. Ces filtres permettent à la logique d'analyser tous les signaux entrants précaution nécessaire pour éliminer le déverrouillage par des générateurs de codes ou de parasites. Le signal série transmis sur le conducteur 26 est converti en signaux parallèles afin de récupérer le code précâblé dans l'émetteur 20. La transformation série-parallèle est réalisée par des registres à décalage 57, 58, 59, 60 qui peuvent être du type 74 C95 dans le catalogue de NATIONAL SEMICONDUCTOR. Ces registres à décalage 57, 58, 59, 60 ont deux types d'entrées différentes notamment une entrée série et quatre entrées parallèles. Le type d'entrée utilisé est sélectionné par la broche de mode contrôle : un zéro sur le conducteur 61 sélectionne le mode série ; un niveau haut sélectionne le mode parallèle. Les registres à décalage 57 à 60 sont des registres synchrones qui fonctionnent au rythme de l'horloge base de temps 24. Les sorties au nombre de quatre (QA,QB,Qc,QD) dépendent de l'entrée série pour le mode série et des entrées parallèles (A, B, C, D) pour le mode parallèle. Pour réaliser la transformation série-parallèle, on utilise entrée série de 57 sur laquelle aboutit le conducteur 62 ; les sorties représentent cette entrée à des instants différents ; à chaque coup d'horloge, les sorties se décalent : la sortie de poids quatre est transmise au registre suivant 58 dont elle représente l'entrée série, la sortie de poids trois devient la sortie de poids quatre et ainsi de suite, l'entrée série est mémorisée comme sortie de poids un. Au rythme d'échantillonnage de l'horloge 24, l'entrée série est transformée en informations parallèles mémorisées. Le mode série est utilisé pour analyser le code série reçu par le conducteur 26-62 et en effectuer la mise en parallèle. Cette analyse est nécessaire tant que le bon code n'a pas été reçu le nombre de fois désiré et fixé a priori, cette dernière -information étant fournie par une des sorties du compteur 37. Le mode parallèle est utilisé pour bloquer la réception du code série et rester dans un état stable qui autorise le déverrouillage par le circuit 38 sitôt que le bon code a été reçu le nombre de fois prédéterminé. Pour cela, les sorties QB QCÇ QD) des registres à décalage 57 à 60 sont directement rebouclées sur les entrées parallèles (A, B, C, D) et le mode parallèle est sélectionné.Le changement de mode est commandé par le conducteur 61 à partir d'une des sorties du compteur 37 qui indique que le bon code a été reçu le nombre de fois désiré. Le code précâblé dans l'émetteur ayant été récupéré et transformé dans l'étage 35 en signaux parallèles disponibles sur les sorties des registres à décalage, est comparé dans l'étage vérification de code 36 à un code précablé dans le récepteur. A cet effet, on utilise des comparateurs cascadables de mots de quatre chiffres binaires 63, 64, 65 et 66. Le résultat de la comparaison est délivré surttois broches: égalité, supériorité, infériorité.Ces comparateurs sont, par exemple, du type 74 C85 dans le catalogue de NATIONAL SEMICONDUCTOR. Les signaux à la sortie ne dépendent pas que du résultat de la comparaison entre deux mots de quatre chiffres binaires, mais aussi de l'état de variables d'entrée, au nombre de trois, qui représentent le résultat de la comparaison effectuée par un autre étage de comparaison. Pour cascader les comparateurs 63 à 66 on relie les sorties d'un comparateur aux entrées d'un comparateur suivant, comme c'est représenté à la figure 3 entre les comparateurs 63 et 64. Pour réaliser un test d'égalité, il suffit de cascader la broche égalité. Par sécurité, on peut également cascader les deux autres broches et c'est cette dernière solution qui a été retenue dans la présente invention. Suivant le présent mode de réalisation illustré et décrit, on désire effectuer la comparaison entre deux codes de seize chiffres binaires. Il est donc nécessaire d'utiliser quatre bottiers comparateurs 63, 64, 65, 66. Le résultat de la comparaison apparaît sur le conducteur 67 connecté à la broche égalité du dernier comparateur 66. Un niveau haut sur le conducteur 67 est significatif de l'égalité. Les entrées du premier étage 63 sont prépositionnées à un pour l'entrée égalité et à zéro pour les deux autres. L'information "bon code" est fournie par une impulsion sur le conducteur 67. Le rôle principal du compteur 37, qui peut être par exemple du type 74 C193 dans le catalogue de NATIONAL SEMICONDUCTOR, est de comptabiliser le nombre d'impulsions reçues par le conducteur 67 en provenance de l'étage vérificateur de code 36 et de délivrer un signal de commande à la partie puissance du circuit de déverrouillage 38 quand le nombre d'impulsions désirées a été reçu. Le comptage du compteur 37 peut être bloqué par deux actions : un signal à l'état haut sur la broche "clear" (C1) qui force les sorties QA, Q QC' QD à zéro et un signal à l'état bas sur la broche "load" (Ld) qui positionne le compteur à l'état fixé par les entrées A, B, C, D. L'action sur la broche "clear" est exécutée par le signal "position stop" parvenant par le conducteur 29 et qui vient autoriser le comptage des impulsions quand la clef dans la serrure 10 a quitté la position stop. Une résistance 68 protège le circuit quand celui-ci n'est pas sous tension, par limitation du courant. Les sorties sont rebouclées sur les entrées pour qu'une action sur la broche "load" effectuée par le circuit de temporisation 32 bloque le compteur 37 dans un état stable et n'autorise plus le comptage. Pour que la comptabilisation des impulsions,à partir de la broche d'entrée connecte au conducteur 67, s'effectue dans de bonnes conditions, il est nécessaire de mettre la broche de décomptage à un potentiel haut. Le circuit de temporisation 32 par la constante de temps RC,correspondant à la résistance 69 et au condensateur 70, introduit un simple retard sur la mise à l'état bas résultant du signal position stop. Une diode 71 isole les broches "clear" et "load", l'une de l'autre pendant la charge du condensateur 70. Le signal autorisation de déverrouillage fourni par le compteur 37 sur son conducteur de sortie 72 est utilisé pour commander la bobine 73 d'un relais. Un transistor 76 monté en émetteur commun amplifie le courant de commande délivré par le compteur 37. Une résistance 75 en série dans le conducteur 72 fixe le courant dans la base du transistor 76. Ce dernier est à l'état bloqué tant que le signal de commande est à l'état bas. Aucun courant ne circule alors dans le collecteur et le relais 73 n'est pas commandé. Quand le signal de commande sur le conducteur 72 passe à l'état haut, le transistor 76 devient passant, un courant circule dans son collecteur et le relais 73 est commandé. Une diode de protection 74 est montée en parallèle sur la bobine 73 pour éviter les surtensions dans le collecteur du transistor 76. La commande de verrouillage 31 est un circuit indépendant, suivant la présente invention du circuit de commande de déverrouillage 38 dont on vient de présenter une réalisation détaillée. L'alimentation du circuit de commande de verrouillage 31 est réalisée par le signal position stop transmis sur le conducteur 29. Le signal à détecter est l'absence de présence clef, c'est-à-dire signal présence clef à l'état bas. L'état bas du signal présence clef sur le conducteur 28 ntest pas à un potentiel suffisamment faible, car le signal position stop élève ce potentiel au travers des circuits C.M.O.S.,åussi prévoit-on un pont diviseur 80, 81 et une diode 82 pour fixer ce potentiel à un niveau convenable. Les résistances 80, 81 et la diode 82 ne sbnt pas nécessaires en version TTL. Le relais 86 n'est pas commandé quand le transistor 85 est bloqué, c'est-à-dire quand le transistor 83 est passant, donc quand le signal présence clef est à l'état haut. Quand le signal présence clef passe à l'état bas, le transistor 83 est bloqué, le transistor 85 est passant, le relais 86 est commandé. La résistance 84 limite le courant dans la base du transistor 85 quand celui-ci est passant. Une diode de protection 87 est montée en parallèle sur la bobine 86 pour éviter les surtensions dans le collecteur du transistor 85. Le récepteur 30 n'accepte donc que des informations qu'il est capable de traiter par une limitation en fréquence due à la présence des filtres 33 et 34. Par ailleurs, le récepteur 30 n'accepte de traiter les informations qu'il reçoit que pendant une tranche de temps dont le début est fixé par l'utilisateur. Au bout de ce laps de temps, le récepteur reste dans un état stable : commande de déverrouillage si le bon code a été reçu, sinon en position de non-déverrouillage jusqu'à ce que l'utilisateur réinitialise le processus par un retour de la clef en position stop dans la serrure 10. Le verrouillage ne peut être obtenu que dans la position stop de la serrure, même en cas de défaillance des systèmes électroniques. REVENDICATIONS 1 - Appareil de verrouillage électronique, notamment pour antivol du type comportant : une clef fonctionnant en association avec une serrure à deux positions : "stop" et "marche" comportant deux contacts : la présence d'une clef dans la serrure, la position stop de la serrure, correspondant chacune à la fermeture d'un contact différent ; un bloc émetteur comportant un dispositif géné rateur de code destiné à engendrer un premier signal électronique codé en réponse à la manoeuvre de la clef dans la serrure et un bloc récepteur comportant notamment un vérificateur de code destiné à engendrer un second signal électronique codé indépendant du premier, uniquement si le premier signal électronique codé a été effectivement engendré, caractérisé en ce que ledit bloc récepteur (30) comporte en outre une commande de verrouillage (31) et une commande de déverrouillage (38) fonctionnant indépendamment l'une de l'autre, chacune en réponse à une action positive distincte. 2 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de transmission entre le bloc émetteur (20) et le bloc récepteur (30) est du type série-synchrone. 3 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'émission série dans le bloc émetteur (20) est réalisée par la combinaison d'un multiplexeur (21) associé, d'une part, à un code câblé émetteur (22) et, d'autre part, à un compteur d'adresses (23) et à un générateur base de temps (24) et en ce que la transformation inverse est effectuée dans le bloc récepteur (30) à l'aide d'un convertisseur série-parallèle (35). 4 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de verrouillage (31) du bloc récepteur (30) est connectée à l'alimentation générale (11) par l'intermédiaire du contact correspondant à la position "stop" de la serrure (10). 5 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc récepteur (30),en plus de la commande de verrouillage, de la commande de déverrouillage et du convertis seur série-parallèle,comprend la connexion en série de : un étage de vérification de code (36) connecté par ses entrées en parallèle sur les sorties du convertisseur série-parallèle (35) et d'un compteur du nombre d'impulsions (37) émises par ledit vérificateur de code, ledit compteur (37) étant en outre connecté par des entrées supplémentaires à la position "stop" de la serrure (10), d'une part, directement (29) et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un circuit de temporisation (32). 6 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le convertisseur série-parallèle (35) est connecté, d'une part, à la sortie du multiplexeur (21) par l'inter- médiaire d'un premier filtre (34) et, d'autre part, à la sortie du dispositif d'horloge ou base de temps (24) par l'intermédiaire d'un second filtre (33). 7 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le compteur (37) est prépositionné à une valeur de comptage déterminée si bien qu'il ne transmet un ordre positif d'action à la commande de déverrouillage (38) que dans la mesure où le code précâblé (22) dans l'émetteur (20) a été vérifié un nombre prédéterminé de fois à l'intérieur d'un intervalle de temps déterminé par la temporisation (32). 8 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le convertisseur série-parallèle (35) comprend des registres à décalage (57, 58, 59, 60) ayant chacun deux types d'entrées : une série et quatre parallèles, l'entrée utilisée étant sélectionnée par une broche de mode contrôle (61). 9 - Appareil de verrouillage électronique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit bloc vérificateur de code (36) comprend des comparateurs cascadables de mots de quatre chiffres binaires (63, 64, 65, 66).