Brevet FR2741021A1 — publié le 19970516

L'invention concerne un système antivol pour véhicule automobile. Elle concerne notamment un système de fermeture au moyen duquel un dispositif d'interdiction de démarrage ou d'antidémarrage du véhicule est libéré. Un système antivol connu (DE 44 30 360 Cl) comprend un transpondeur portable qui contient une information codée. Une antenne disposée dans le véhicule automobile fait partie d'un circuit oscillant qui est modulé en amplitude au moyen d'un circuit oscillant situé dans le transpondeur. Si aucune oscillation modulée n'est détectée du côté du véhicule, le circuit oscillant est alors désaccordé de façon à détecter une oscillation modulée lors d'un essai suivant. Cela peut s'obtenir au moyen d'une modification de la fréquence d'excitation ou de la fréquence de résonance du circuit oscillant. L'invention a pour but de fournir un système antivol dans lequel un signal d'émission, modulé en fréquence, qui est fourni par un transpondeur est détecté le mieux possible. Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'un système antivol pour véhicule automobile, comprenant - une unité d'émission/réception qui est disposée de manière fixe dans le véhicule automobile et comprend un circuit oscillant d'antenne dont la fréquence de résonance est déterminée au moyen de ses composants, - un oscillateur qui impose une oscillation au circuit oscillant d'antenne, afin de transmettre des signaux d'énergie à un transpondeur portable, - le transpondeur, qui comprend un accumulateur d'énergie qui est chargé par les signaux d'énergie, afin de retransmettre une information codée à l'unité d'émission/réception au moyen d'une oscillation d'un circuit oscillant de transpondeur qui oscille avec deux fréquences de résonance différentes en fonction de l'information codée et - une unité d'exploitation à laquelle est appliquée l'oscillation produite par le transpondeur et reçue par l'unité d'émission/réception, - dans lequel l'oscillation reçue est détectée par l'unité d'exploitation, à partir de quoi l'information codée est démodulée et comparée à une information codée de consigne dans un comparateur et, en cas de coïncidence, un signal de libération est envoyé à un ensemble de sécurité, et - dans lequel, en fonction de l'émission des signaux d'énergie ou de la réception de l'oscillation et au moyen d'un amplificateur, la fréquence de résonance du circuit oscillant d'antenne est adaptée, par mise en circuit d'une impédance d'une manière pondérée, à une fréquence qui est située entre les deux fréquences de résonance du circuit oscillant de transpondeur. Ainsi, un émetteur situé du côté véhicule comprend un circuit oscillant qui est couplé d'une manière inductive à un circuit oscillant d'un transpondeur portable situé dans une clé. Un champ magnétique ou un signal d'énergie est produit dans l'émetteur, ce champ magnétique ou signal d'énergie étant transmis au transpondeur et chargeant dans ce dernier l'accumulateur d'énergie. La décharge de l'accumulateur d'énergie produit, dans le transpondeur, un signal d'émission modulé en fréquence qui est transmis par couplage transformateur au circuit oscillant côté véhicule. Pour que le signal d'émission ou l'oscillation soit détecté d'une manière sûre, la fréquence de résonance du circuit oscillant côté véhicule est adaptée au moyen d'un circuit amplificateur à la fréquence de résonance du circuit oscillant de transpondeur. D'une manière avantageuse, l'impédance peut être mise en circuit d'une manière pondérée au moyen du gain en tension de l'amplificateur. De préférence, l'amplificateur est disposé en parallèle à l'impédance. D'une manière avantageuse aussi, l'impédance comprend un montage série et/ou un montage parallèle d'un condensateur et/ou d'une bobine de self et/ou d'un résistor. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont exposés ci-après en détail en regard des dessins schématiques. On voit: à la figure 1, un schéma-bloc du système antivol conforme à l'invention, aux figures 2a à 2e, des graphes de signaux d'un transpondeur et d'un récepteur-émetteur du système antivol, à la figure 3, une courbe de résonance d'un circuit oscillant et, à la figure 4, un agencement de circuit (circuit équivalent) servant à modifier la fréquence de résonance fRA d'un circuit oscillant d'antenne. Un système antivol conforme à l'invention comprend un récepteur- émetteur 1 (figure 1) qui est disposé dans le véhicule automobile et qui coopère avec un transpondeur 2 portable au moyen d'un couplage transformateur lorsque le transpondeur 2 se trouve au voisinage du récepteur-émetteur 1. Ce récepteur-émetteur 1 produit un champ magnétique alternatif au moyen duquel de l'énergie est transmise au transpondeur 2, de sorte qu'un accumulateur d'énergie (appelé ci-après condensateur de charge 3) est chargé dans le transpondeur 2. Lorsqu'une énergie suffisante est accumulée dans le condensateur de charge 3, le transpondeur 2 est activé par cette énergie. Le transpondeur produit alors une oscillation qui est modulée en fréquence d'une manière synchronisée avec une information codée. Cette oscillation est retransmise sous forme de signal d'émission au récepteur-émetteur 1. Pour la transmission d'énergie et la retransmission du signal d'émission, le récepteur-émetteur 1 comprend un circuit oscillant (appelé ci-après circuit oscillant d'antenne) qui est excité en vue d'osciller au moyen d'un oscillateur 4 à fréquence d'excitation fE pour produire les signaux d'énergie. A cet effet, le circuit oscillant d'antenne comprend au moins un condensateur d'antenne 5 et une bobine de self (antenne 6). L'antenne 6 peut par exemple être enroulée autour de la serrure de contact. Le circuit oscillant d'antenne 5, 6 est forcé d'osciller à une fréquence d'excitation fE au moyen de l'oscillateur 4 qui possède une grandeur d'excitation. La tension initiale ou le courant initial de l'oscillateur 4 peut être utilisé en tant que grandeur d'excitation. Il peut en outre être prévu, disposé entre l'oscillateur 4 et le circuit oscillant d'antenne 5, 6, un diviseur de fréquence 15 qui divise la fréquence de l'oscillateur de façon à donner la fréquence d'excitation fE voulue. Des signaux d'énergie sont transmis au transpondeur 2 au moyen de l'oscillation. Le transpondeur 2 comprend aussi un circuit oscillant (appelé ci- après circuit oscillant de transpondeur) comportant une bobine de self 7 et un condensateur 8 de transpondeur. Lorsque l'antenne 6 et la bobine de self 7 sont disposées au voisinage l'une de l'autre, il se produit une transmission inductive d'énergie de l'antenne 6 à la bobine de self 7, puis une retransmission inductive de signal d'émission de la bobine de self 7 à l'antenne 6. Cela est par exemple le cas lorsque le transpondeur 2 est disposé sur une clé de contact. Dès qu'on a enfonçé la clé de contact dans la serrure de contact et qu'on a fait tourner la clé de contact, l'antenne 6 et la bobine de self 7 sont couplées électriquement entre elles. L'oscillation du circuit oscillant de transpondeur 7, 8 est modulée en fréquence d'une manière synchronisée à une information codée au moyen d'un condensateur supplémentaire 10. A cet effet, le transpondeur 2 comprend un interrupteur 9 qui, d'une manière synchronisée à l'information codée, met le condensateur supplémentaire 10 en circuit avec le condensateur de transpondeur 8 du circuit oscillant de transpondeur 7, 8. De ce fait, la fréquence de résonance fo du circuit oscillant de transpondeur 7, 8 est modifiée d'une manière synchronisée à la mise en et hors circuit du condensateur supplémentaire 10, étant donné qu'à chaque fois, l'impédance d'ensemble du circuit oscillant de transpondeur 7,8 est modifiée. L'interrupteur 9 est commandé par une unité de commande de transpondeur qui peut être réalisée sous forme d'un circuit intégré (circuit intégré 12 de transpondeur). Dès qu'on fait tourner la clé de contact dans la serrure de contact, le récepteur-émetteur 1 produit le champ magnétique alternatif possédant une intensité de champ élevée (signaux d'énergie, voir à cet effet la figure 2a). Les signaux d'énergie sont produits pendant une durée préfixée (phase de charge), par exemple ici d'une longueur de 50 ms. Ils ont une amplitude de 100 V environ. En fonction du degré de couplage entre le transpondeur 2 et le récepteur- émetteur 1, c'est-à-dire en fonction de l'intensité de champ reçue par le transpondeur, ces signaux d'énergie chargent le condensateur de charge 3 plus ou moins rapidement (figure 2b). Dans le cas d'un circuit oscillant de qualité élevée, le condensateur de charge 3 est chargé rapidement (ligne en trait interrompu à la figure 2b). Lorsque l'émission des signaux d'énergie est terminée, le sens des signaux s'inverse. Le transpondeur 2 produit alors un champ alternatif modulé en fréquence (figure 2c), c'est-à-dire le signal d'émission, présentant seulement une faible intensité de champ et il induit dans l'antenne 6 une tension correspondante de l'ordre de grandeur de quelques mV (figure 2d) analogue à l'information codée du transpondeur 2 (phase de lecture). Le signal d'émission (appelé aussi signal codé) est un signal possédant une faible amplitude, par exemple de 1 mV environ, et il est présent pendant 20 ms environ. L'amplitude du signal codé diminue de manière constante, étant donné que le condensateur de charge 3 fournit l'énergie nécessaire au circuit oscillant de transpondeur, ainsi qu'à la commutation de l'interrupteur 9, et est par conséquent déchargé d'une manière constante. Le circuit oscillant d'antenne 5, 6 est accordé de façon que sa fréquence de résonance f. soit d'abord égale à 134 kHz environ. Les signaux d'énergie sont transmis au transpondeur 2 avec cette fréquence. Par suite de la modulation de fréquence, l'oscillation du circuit oscillant de transpondeur 7, 8, 10 oscille avec deux fréquences de résonance fRT différentes, à savoir à 134 kHz environ et à 123 kHz environ, en fonction du condensateur supplémentaire susceptible d'être mis en circuit. La tension induite dans le circuit oscillant d'antenne 5, 6 pendant la phase de lecture est démodulée par un démodulateur 13 et exploitée dans une unité de commande et d'exploitation 14. A cet effet, les périodes ou les fréquences de l'oscillation modulée sont mesurées. Si la fréquence de l'oscillation modulée est inférieure à une valeur de seuil de par exemple 129 kHz, un état logique haut ou un "1" du signal modulé est reconnu et, si la fréquence est supérieure à 129 kHz, un état logique bas ou un "0" est reconnu (figure 2e). De cette manière, l'information codée du transpondeur 2 est démodulée à partir de l'oscillation modulée en fréquence, c'est-à-dire à partir du signal d'émission. L'information codée est comparée à une information codée de consigne, préfixée, dans l'unité de commande ou d'exploitation 14. Lorsque les deux coïncident, un signal de libération est envoyé à un ensemble de sécurité situé dans le véhicule automobile. Un tel ensemble de sécurité peut par exemple être une serrure de portière ou un dispositif d'antidémarrage. Lorsque le signal codé est autorisé et correct, la serrure de portière est déverrouillée ou le dispositif d'antidémarrage désactivé, de sorte qu'une mise en marche du moteur est possible. Chaque circuit oscillant possède une fréquences propre, appelée aussi fréquence de résonance fR, qui est déterminée par l'impédance totale des composants utilisés faisant partie du circuit oscillant, c'est-à- dire, dans le cas du circuit oscillant d'antenne, essentiellement par l'inductance de l'antenne 6 et par la capacité du condensateur d'antenne 5 et, dans le cas du circuit oscillant de transpondeur, par l'inductance de la bobine de self 7 et par la capacité du condensateur 8, ainsi qu'éventuellement par la capacité du condensateur supplémentaire 10. L'intensité d'oscillation I (amplitude) du signal d'émission reçu par le récepteur-émetteur 1 qui est produite est maximale lorsque le circuit oscillant d'antenne est excité à une fréquence d'excitation fE qui est égale à sa fréquence de résonance f,. L'intensité du signal est représentée au moyen d'une courbe de résonance (figure 3) pour laquelle la fréquence f est portée en abscisses (axe des x) et l'intensité d'oscillation I résultant de la grandeur d'excitation, c'est-à- dire résultant de l'oscillation du transpondeur transmise de manière inductive au récepteur-émetteur 1, est portée en ordonnées (axe des y). Lorsque la fréquence de l'oscillation du transpondeur 2 qui est reçue ( = fréquence de résonance fRT) est égale à la fréquence de résonance fRA du circuit oscillant d'antenne 5, 6, le point de travail Pi est situé au point de résonance Po (courbe de résonance en ligne en trait plein). L'amplitude de la tension qui est induite dans le circuit oscillant d'antenne 5, 6 est donc maximale lorsque la fréquence de résonance f. du circuit oscillant d'antenne 5, 6 coincide avec la fréquence de résonance fRT du circuit oscillant de transpondeur 7, 8, 10. Si la fréquence de l'oscillation du transpondeur 2 qui est reçue s'écarte de la fréquence de résonance fRA du circuit oscillant d'antenne 5, 6, le point de travail Pi est alors situé au-dessous du point de résonance PO, plus précisément au point de travail P,. L'intensité Il de l'oscillation qui est reçue est alors considérablement plus petite que l'intensité Io reçue au point de résonance Po. Étant donné que, du fait de la mise en circuit du condensateur supplémentaire 10, la fréquence de résonance fRT du circuit oscillant de transpondeur 7, 8, 10 alterne entre deux valeurs, il est vrai que, pour une première valeur (134 kHz = état logique bas), c'est l'amplitude maximale Io de la tension qui est induite, mais en revanche, pour l'aure valeur (123 kHz = état logique haut), ce n'est qu'une faible amplitude Il de la tension qui est produite (point de travail Pl). Conformément à l'invention, pour que, dans les deux états logiques, ce soit une amplitude de la tension la plus élevée possible (points de travail P2 et P3 correspondant respectivement 12 et 13 aux amplitudes) qui soit induite, la fréquence de résonance f, du circuit oscillant d'antenne 5, 6 est décalée (cela correspond à un décalage de la courbe de résonance = courbe de résonance représentée en ligne en trait mixte), ceci plus précisément de façon que la fréquence de résonance fA soit située approximativement à mi-distance entre les deux valeurs de la fréquence de résonance fRT du circuit oscillant de transpondeur 7, 8, 10, par exemple ici la fréquence de résonance fRT = 129 kHz. Ainsi, le circuit oscillant d'antenne 5, 6 offre une sensibilité approximativement égale pour les deux états logiques. Cela a en outre l'avantage que le rapport signal-bruit est plus grand, de sorte que le signal d'émission du transpondeur 2 est démodulé d'une manière sûre. Conformément à l'invention, pour modifier la fréquence de résonance fRA, il est prévu une intervention pondérée sur les composants du circuit oscillant d'antenne 5, 6. A cet effet, il est prévu une impédance Zr (figure 4) qui est disposée entre la sortie d'un amplificateur inverseur 19 et le condensateur d'antenne 5. L'amplificateur 19 et l'impédance Z sont disposés entre l'antenne 6 et le condensateur 5 ( = condensateur CA) d'une part et le démodulateur 13 d'autre part. Dans la phase de charge, le circuit oscillant comportant l'antenne 6 est excité au moyen de l'oscillateur 4 et éventuellement du diviseur de fréquence 15. Dans la phase de lecture, l'oscillateur 4 est inactif et est mis à la masse, de sorte que l'antenne 6 et le condensateur 5 (= condensateur CA à la figure 4) agissent parallèlement l'un à l'autre. L'amplificateur 19 est réalisé sous forme d'un amplificateur opérationnel dont le gain en tension V est déterminé au moyen des valeurs de résistances R1 et R2: V = R2/R1. En fonction du gain en tension V qui est réglé, c'est un autre niveau de tension qui est appliqué à la sortie de l'amplificateur 19 (tension de sortie U) et donc à l'impédance Zr. Il en résulte qu'en fonction du gain en tension V, l'impédance Z crée une réaction sur le circuit oscillant d'antenne 5, 6 dont l'intensité est variable et qu'elle agit donc sur la fréquence de résonance fa, étant donné que l'impédance Zr agit comme un montage parallèle vis-à-vis du condensateur CA qui fait partie du circuit oscillant d'antenne 5, 6 dans le récepteur-émetteur 1. Grâce à l'amplificateur 19, la tension U sur le condensateur d'antenne 5 est amplifiée du gain en tension - V (étant donné qu'il s'agit d'un amplificateur inverseur) de façon à donner sa tension de sortie U. Grâce à une réaction par l'intermédiaire de l'impédance Zr, un courant supplémentaires Ir est introduit à un noeud K. Le courant supplémentaire I est dans ce cas proportionnel à U. Il en résulte que l'impédance Zr agit d'une matière pondérée sur le condensateur CA et donc sur le circuit oscillant d'antenne 5, 6. L'impédance d'ensemble du circuit oscillant d'antenne 5, 6 varie et de ce fait aussi sa fréquence de résonance fRA. Par ailleurs, le circuit oscillant d'antenne 5, 6 peut de ce fait être l'objet d'un amortissement supplémentaire. Le décalage de la fréquence de résonance fRA n'existe que dans la phase de lecture, lorsque l'amplificateur 19 fonctionne dans son domaine de fonctionnement linéaire, c'est-à-dire lorsque des signaux de petite amplitude (dans la gamme de quelques mV) sont appliqués à son entree. L'amplificateur 19 agit alors, avec son gain en tension V, sur le condensateur d'antenne CA en parallèle à l'impédance Z. Dans la phase de charge, l'amplificateur est très fortement saturé, étant donné que les signaux d'énergie ont une valeur de tension de 100 V environ. Le gain en tension est alors V = 0 et la tension de sortie de l'amplificateur 19 est de +/- 5 V environ à ses limites. Ainsi, l'impédance Zr agit encore sur le circuit oscillant d'antenne 5, 6 en parallèle au condensateur CA. Conformément à l'invention, la fréquence de résonance fRA est décalée de façon à être située approximativement à mi-distance entre les fréquences à l'état bas et à l'état haut qui sont produites par le transpondeur 2 du fait de la modulation de fréquence. Ainsi, ce sont des amplitudes approximativement égales de la tension induite qui sont détectées aussi bien à l'état bas qu'à l'état haut. La variation de la fréquence de résonance fRA par variation de l'impédance d'ensemble du circuit oscillant d'antenne 5, 6 est exposée ci-après en détail à l'aide du circuit équivalent de la figure 4 et en utilisant les lois de Kirchhoff. L'équation aux noeuds des courants entrant au noeud K situé entre l'antenne 6 et le condensateur CA et ceux sortant du noeud K s'exprime comme suit: I = L + Ir + I (1) Grâce à une analyse de maille, les courants partiels Il, Ir et I s'obtiennent de la manière suivante: Il = U/(R1) (2) en supposant que, sur l'amplificateur 19, la tension d'entrée est U 0; ( =u -) / r l'impédance Zr pouvant être composée à volonté de condensateurs et/ou de bobines de self, ainsi que de résistors, au moyen de montages parallèle ou série. A titre d'exemple, l'impédance d'ensemble du circuit oscillant d'antenne 5, 6, qui comporte une impédance Z_ pouvant être mise en circuit et constituée d'un montage série d'un résistor Rr et d'un condensateur C= et qui détermine la fréquence de résonance fa devient: l'inverse de l'impédance d'ensemble = admittance = /Zr = Xr = 1/(Rr + 1/jWCr) et avec U_ = -V*UU, on obtient le courant r: Ir = U_*(1 + V)* 1/(Rr + 1/jWCr) (3) I = U*jWCA (4) CA étant le condensateur d'antenne 5 et w la fréquence du circuit. Si on porte les relations (2) à (4) dans l'équation (1), le courant I devient: I = U_* [1/(R1) + (l+V) * 1/(Rr + 1/jWCr) + jWCA] (5) A partir de l'équation (5), il est possible de déterminer l'impédance d'ensemble Z ou sa valeur inverse, c'est-à-dire l'admittance Y du circuit oscillant: Y = I/Uc = 1/(Rl) + (l+V)*1/ (Rr + l/jWCr) + jWCA (6) Une décomposition de l'admittance Y de l'équation (6) entre sa partie réelle (Re{Y}) et sa partie imaginaire (Im{Y}) fait apparaître les éléments déterminant le circuit oscillant: La partie réelle Re{Y} représente l'amortissement du circuit oscillant et la partie imaginaire Im{Y}*1/w est la capacité d'ensemble qu'on obtient et qui détermine la fréquence de résonance f en combinaison avec l'inductance de l'antenne 6. Ainsi, l'impédance d'ensemble du circuit oscillant d'antenne 5, 6 dépend du gain en tension V, qui peut être réglé au moyen des résistances R1 et R2, et de l'impédance Zr. Il est important pour l'invention que les propriétés d'oscillation, plus précisément la fréquence de résonance fRA du circuit oscillant d'antenne, soient modifiées au moyen de cette impédance Zr en fonction du gain en tension V. Dans la phase de charge, la fréquence de résonance fRA n'est que peu décalée, étant donné que le gain de tension est V.0. Dans la phase de lecture, il se produit un fort décalage de la fréquence de résonance fRA, étant donné que le gain en tension est V > 0, par exemple V = 5. Le gain en tension V peut aussi être modifié par pas préfixés ou d'une manière continue dans les limites d'un domaine préfixé de gain. Cela s'obtient au moyen de résistors réglables qui remplacent les résistors R1 et R2. L'unité de commande ou d'exploitation 14 peut être réalisée au moyen d'un microprocesseur ou au moyen d'un agencement de circuit fonctionnellement équivalent. Par conséquent, la fonction du démodulateur 13 peut donc aussi être prise en charge par le microprocesseur. L'information codée de consigne, à laquelle l'information codée fournie par le transpondeur 2 est comparée, est rangée dans une mémoire (ROM, EEPROM) non représentée. L'information codée peut aussi être rangée dans le transpondeur 2 dans de telles mémoires. L'interrupteur 9 peut aussi être réalisé au moyen d'un circuit intégré dans lequel le condensateur supplémentaire est aussi contenu. L'interrupteur 9 et le condensateur supplémentaire 10 peuvent aussi être contenus dans le circuit intégré de transpondeur 12. Une bobine de self peut aussi être montée à la place du condensateur supplémentaire 10. La gamme de fréquences dans laquelle les fréquences de résonance fRT et fR sont situées n'est pas importante pour l'invention. Il importe seulement que, dans la phase de lecture, la fréquence de résonance fA du circuit oscillant d'antenne 5, 6 soit adaptée d'une manière pondérée à une fréquence comprise entre les deux fréquences de résonance fRT du circuit oscillant transpondeur 7, 8, 10. REVENDICATIONS 1. Système antivol pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend: - une unité d'émission/réception (1) qui est disposée de manière fixe dans le véhicule automobile et comprend un circuit oscillant d'antenne (5, 6) dont la fréquence de résonance (f.) est déterminée au moyen de ses composants, - un oscillateur (4) qui impose une oscillation au circuit oscillant d'antenne, afin de transmettre des signaux d'énergie à un transpondeur (2) portable, - le transpondeur (2) qui comprend un accumulateur d'énergie (3) qui est chargé par les signaux d'énergie, afin de retransmettre une information codée à l'unité d'émission/réception (1) au moyen d'une oscillation d'un circuit oscillant de transpondeur (7, 8, 10) qui oscille avec deux fréquences de résonance (fRT) différentes en fonction de l'information codée et - une unité d'exploitation (13) à laquelle est appliquée l'oscillation produite par le transpondeur (2) et reçue par l'unité d'émission/réception (1), - dans lequel l'oscillation reçue est détectée par l'unité d'exploitation (13), à partir de quoi l'information codée est démodulée et comparée à une information codée de consigne dans un comparateur (14) et, en cas de coincidence, un signal de libération est envoyé à un ensemble de sécurité, et - dans lequel, en fonction de l'émission des signaux d'énergie ou de la réception de l'oscillation et au moyen d'un amplificateur, la fréquence de résonance (fR) du circuit oscillant d'antenne (5, 6) est adaptée, par mise en circuit d'une impédance (Zr) d'une manière pondérée, à une fréquence qui est située entre les deux fréquences de résonance (fRT) du circuit oscillant de transpondeur (7, 8, ). 2. Système antivol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'impédance (Zr) est mise en circuit d'une manière pondérée au moyen du gain en tension (V) de l'amplificateur (19). 3. Système antivol selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplificateur (19) est disposé en parallèle avec l'impédance (Zr). 4. Système antivol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'impédance (Zr) comprend un montage série et/ou un montage parallèle d'un condensateur (Cr) et/ou d'une bobine de self et/ou d'un résistor (Rr)