Brevet FR2746738A1 — publié le 19971003

L'invention concerne un système antivol, pour véhicule automobile, comprenant - un émetteur, portable, qui émet une information codée modulée au moyen d'une fréquence porteuse et - un récepteur, disposé dans le véhicule automobile, qui reçoit l'information codée, la compare à une information codée de consigne et qui délivre un signal de libération lorsque les deux informations codées coïncident. Un système antivol de ce type est connu par DE 43 29 697 C2. Pour qu'un tel système antivol fonctionne encore d'une manière fiable même lorsque se présentent des perturbations, tel que par exemple un émetteur parasite de forte puissance, l'information codée doit encore être transmise d'une autre manière, par exemple à une fréquence modifiée. Une perturbation de la transmission n'est alors relevée que lorsque le signal codé attendu n'a pas initialement été reçu. Dans un tel système antivol, lorsque l'émission de l'information codée est répétée, des modifications doivent être apportées aussi bien dans l'émetteur que dans le récepteur. L'invention a pour but de fournir un système antivol, pour véhicule automobile, dans lequel une information codée d'un émetteur portable soit reçue d'une manière fiable par un récepteur, disposé dans le véhicule automobile, même lorsque se présentent des perturbations de transmission. Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'un système antivol, du type générique considéré, caractérisé - en ce que le récepteur comprend un premier étage d'entrée qui démodule l'information codée à partir de l'oscillation de base du signal codé reçu et le récepteur comprend au moins un second étage d'entrée qui démodule l'information codée à partir d'au moins l'une des oscillations harmoniques du signal codé reçu et - en ce que le récepteur comprend une unité d'exploitation dans laquelle une information codée unique est formée, par combinaison logique, à partir des informations codées démodulées. On utilise ainsi le fait que, lors de la modulation d'une oscillation porteuse à haute fréquence au moyen d'un signal rectangulaire à basse fréquence, une oscillation fondamentale et des oscillations harmoniques qui lui sont associées sont transmises ensemble à un récepteur. Le récepteur est alors agencé de façon à pouvoir exploiter aussi bien l'oscillation fondamentale que les oscillations harmoniques et récupérer à partir de ces oscillations l'information codée. Suivant des développements avantageux de l'invention, il peut être prévu: - que le récepteur comprenne un dispositif de commutation qui permet une commutation du premier étage d'entrée au second ou aux autres étages d'entrée, - que le récepteur comprenne un oscillateur dont la fréquence d'oscillateur est modifiée par le dispositif de commutation de façon à mettre en circuit les différents étages d'entrée, - que le récepteur comprenne une porte OU à laquelle sont envoyées les informations codées démodulées à partir de l'oscillation fondamentale et d'au moins l'une des oscillations harmoniques, de façon qu'à la sortie de la porte OU, il se présente une information codée unique qui est comparée à l'information codée de consigne, - et que le signal de libération soit utilisé pour déclencher un dispositif de blocage de conduite, pour verrouiller ou déverrouiller des serrures de portière, pour mettre en service ou hors service un dispositif d'alarme de vol et/ou pour fermer ou ouvrir des vitres ou le toit ouvrant du véhicule automobile. 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-blocs d'un système antivol conforme à l'invention, à la figure 2, la variation dans le temps d'une tension rectangulaire, à la figure 3, un spectre de fréquences de la tension rectangulaire de la figure 2, à la figure 4, un schéma-blocs d'un récepteur du système antivol de la figure 1 et, à la figure 5, un schéma-blocs d'un second exemple de réalisation d'un récepteur du système antivol. Dans la technique des communications, une fréquence porteuse à haute fréquence est modulée au moyen d'informations codées numériques à basse fréquence et ces informations codées sont ainsi transmises. Presque partout dans le monde, la bande de fréquences autorisée pour de telles transmissions pour des applications dans les véhicules automobiles est comprise, entre autres, entre 433,05 et 434,79 MHz. Etant donné que cette bande de fréquence doit aussi être utilisée par des radioamateurs, dont la bande de fréquences autorisée est comprise entre 430 et 440 MHz, et étant donné que de plus en plus de nouvelles applications couvrent aussi cette bande de fréquences, le risque s'accroît que la transmission de l'information codée de l'émetteur manuel au véhicule automobile soit perturbée par d'autres émetteurs. Dans un système antivol pour véhicule automobile, une information codée, rangée en mémoire ou produite dans un émetteur 1 (figure 1), est transmise à un récepteur 2 situé dans le véhicule automobile. L'information codée permet de communiquer au véhicule automobile l'habilitation de l'émetteur 1 et éventuellement l'action souhaitée, comme par exemple "déverrouiller le véhicule". L'émetteur 1 peut par exemple être intégré sur une clef de portière ou clef de contact classique. L'émetteur 1 peut aussi être disposé sur une carte de la taille d'une carte de crédit. L'information codée est un signal binaire numérique qui prend les valeurs 0 et 1 correspondant aux niveaux L (pour "low" = bas) et H (pour "high" = haut). Pour transmettre l'information codée, une oscillation porteuse à haute fréquence est par exemple modulée en amplitude au moyen de cette information codée. Ainsi, l'oscillation porteuse passe et est coupée au rythme de l'information codée. Pour qu'un système antivol pour véhicule automobile fonctionne d'une manière fiable même en cas de perturbations, une oscillation porteuse à la fréquence porteuse fT est modulée dans l'émetteur portable 1 par une information codée, au moyen d'un microprocesseur 3 et d'un modulateur 4. L'information codée est émise, sous forme d'un signal codé, au moyen d'une antenne émettrice 5. Le récepteur 2 situé dans le véhicule automobile reçoit le signal codé au moyen d'une antenne réceptrice 6 et le transmet à un étage d'entrée 7. Après l'étage d'entrée 7, le signal codé reçu est envoyé à un démodulateur 8 qui démodule l'information codée à partir du signal codé. Dans un microprocesseur 9, l'information codée est comparée à une information codée de consigne attendue. Lorsque les deux informations codées coïncident, un signal de libération est produit, au moyen duquel des portières du véhicule sont verrouillées ou déverrouillées ou un dispositif de blocage de conduite est déclenché. L'étage d'entrée 7 peut alors faire l'objet d'une commutation en fonction de la fréquence, de sorte que le signal codé est exploité à des fréquences différentes. Il se présente donc plusieurs "branches d'entrée" qui diffèrent par leur comportement en fréquence. L'étage d'entrée 7 fait l'objet d'une commutation lorsque le signal codé n'est pas reçu initialement d'une manière correcte. Le signal codé est alors encore exploité à une autre fréquence. En tout état de cause, l'information codée doit alors être contenue plusieurs fois successives dans le signal codé ou être émise plusieurs fois par l'émetteur 1. L'étage d'entrée 7 peut comporter aussi plusieurs étages d'entrée parallèles 10 et 11 (voir figure 5) qui exploitent chacun le signal codé reçu respectivement à des fréquences différentes. L'information codée est un signal codé binaire à basse fréquence (ici à une fréquence d'oscillation de 1 kHz environ) qui module sur une oscillation porteuse à haute fréquence (à une fréquence porteuse fT située à 433 MHz environ). Pour une meilleure représentation, on suppose que l'information codée est un signal rectangulaire (tension rectangulaire) périodique, comme cela est représenté à la figure 2. D'une manière connue, cette tension rectangulaire se décompose par l'analyse de Fourier en ses composantes fréquentielles (oscillations partielles). D'après Fourier, une fonction du temps u(t) (fonction de tension) peut être donnée, pour chaque oscillation périodique non sinusoïdale, sous forme d'une suite sans fin: u(t) = a0 + (an cos net + bn sin not) = ao + a1 cos Et + a2 cos 2ot +... + b1 sin Et + b2 sin 2ot +... avec a0, an, bn = coefficients de Fourier, n = nombre entier, O = pulsation, t = temps et T = durée de période. Pour chaque analyse de Fourier, les coefficients de Fourier a0, an et bn doivent être calculés. Pour des signaux périodiques, comme dans le cas de la tension rectangulaire représentée à la figure 2, la moyenne arithmétique est nulle, ce qui signifie que le coefficient de Fourier a0= 0 (= grandeur continue). Si la tension rectangulaire est aussi symétrique par rapport à l'origine (fonction impaire), le coefficient de Fourier an est alors aussi an = 0. Le résultat mathématique de l'analyse de Fourier peut être représenté par le spectre de fréquences (spectre d'amplitudes) (figure 3). Si la tension rectangulaire de la figure 2 est décomposée au moyen de l'analyse de Fourier sous forme des différentes oscillations partielles, la tension u(t) devient pour une durée de période T = 2x et une amplitude de +/- û: u(t) = (4û/7c).(sin at + 1/3 sin 3ot + 1/5... Il se présente donc une oscillation fondamentale à la fréquence fT (fréquence de porteuse) ayant l'amplitude 4û/r et plusieurs oscillations harmoniques aux fréquences 3 fT (ayant 1/3 de l'amplitude de l'oscillation fondamentale), 5 fT (ayant 1/5 de l'amplitude de l'oscillation fondamentale), etc.. Les amplitudes des oscillations harmoniques sont ainsi beaucoup plus faibles que l'amplitude de l'oscillation fondamentale et diminuent d'une manière approximativement exponentielle lorsque la fréquence croît. Cependant, l'information codée utilisée dans la pratique et transmise s'écarte d'une tension rectangulaire symétrique, étant donné que, suivant le codage, elle comporte des intervalles entre impulsions et des durées d'impulsion qui ont des longueurs différentes. Il en résulte que l'information codée ne peut pas être reproduite si facilement d'une manière non autorisée. Si une telle information codée, qui, par nature, est une oscillation rectangulaire non symétrique, est décomposée d'après Fourier, il se présente une décomposition et un calcul de ses composantes de fréquence qui sont extrêmement compliqués et au sujet desquels on doit renoncer ici à un exposé détaillé. De telles informations codées comportent en général des oscillations harmoniques aux fréquences 2fT, 3fT, 4fT, etc., l'amplitude de la première oscillation harmonique étant située approximativement au 1/7 de l'amplitude de l'oscillation fondamentale. Etant donné que les informations codées de chaque émetteur 1 sont différentes pour des raisons de sécurité, les spectres de fréquences associés diffèrent aussi entre eux, plus précisément par les amplitudes respectives pour les multiples entiers de la fréquence porteuse fT- Chaque information codée est contenue aussi bien dans les amplitudes de l'oscillation fondamentale que dans les amplitudes des oscillations harmoniques. L'information codée émise peut se déterminer à partir des amplitudes mesurées et des fréquences associées. Le récepteur 2 est habituellement réalisé sous forme d'un récepteur à changement de fréquence (récepteur superhétérodyne). Dans le cas de ce principe de récepteur, la fréquence porteuse fT est d'abord changée dans un mélangeur 12 en une autre haute fréquence, plus précisément la fréquence intermédiaire fz (figure 4). Le changement de fréquence est appelé aussi mélange. La fréquence porteuse fT est mélangée à une fréquence d'oscillateur fo qui est produite dans le récepteur 2 par un oscillateur 13 (appelé aussi oscillateur local). La fréquence intermédiaire fz, qui est la différence entre la fréquence d'oscillateur f et la fréquence porteuse fT, est amplifiée dans un amplificateur 14 et envoyée à un filtre 15 qui sépare par filtration toutes les autres fréquences composantes à l'exception de la fréquence intermédiaire fz. Les bandes latérales (+/- 1 kHz de l'oscillation de l'information codée) qui se présentent à côté de la fréquence porteuse fT en raison de la modulation font aussi l'objet d'un changement commun, de sorte que la modulation et donc l'information codée restent inchangées. Le filtre 15 doit donc posséder une largeur de bande suffisante pour que l'information codée puisse être démodulée dans le démodulateur 8. En fonction de sa fréquence de passage, le filtre peut laisser passer différentes fréquences intermédiaires fz. A une fréquence d'oscillateur fo déterminée, une seule oscillation, dont la fréquence est égale à la différence entre la fréquence d'oscillateur fo et la fréquence intermédiaire fz, peut être reçue; si d'autres oscillations doivent aussi être reçues, la fréquence d'oscillateur fo doit être modifiée, c'est-à- dire faire l'objet d'une commutation. De même, le filtre 15 doit faire l'objet d'une commutation en ce qui concerne sa caractéristique de passage. La commutation s'effectue au moyen d'un dispositif de commutation 16 qui est commandé par le microprocesseur 9. Le microprocesseur 9 reçoit alors du démodulateur 8 l'information concernant la question de savoir si une information codée valable a ou non été reçue. Si aucune information codée valable n'a été reçue, l'oscillateur 13 et le filtre 15 font alors l'objet d'une commutation de la part du dispositif de commutation 16 sous la commande du microprocesseur 9. Si l'oscillation fondamentale a initialement été exploitée à la fréquence fT, la première oscillation harmonique peut, après la commutation, être exploitée à la fréquence 2fT. De cette manière, l'information codée peut initialement être reçue et exploitée à partir de l'oscillation fondamentale et, dans le cas o aucune valeur acceptable pour l'information codée n'a été obtenue, la première ou la deuxième oscillation harmonique peut être exploitée. En tout état de cause, il n'est pas possible qu'un nombre important quelconque d'oscillations harmoniques soient exploitées, étant donné que les amplitudes diminuent de plus en plus pour des oscillations harmoniques supérieures. L'exploitation dépend alors de la sensibilité de la mesure d'amplitude. Habituellement, les amplitudes des deux premières oscillations harmoniques peuvent encore être mesurées et exploitées d'une manière acceptable. A la place d'une antenne réceptrice 6 unique, il peut aussi être prévu plusieurs antennes réceptrices 17 et 18 (figure 5) comportant des étages d'entrée respectivement 10 et 11 associés qui comprennent chacun des amplificateurs, oscillateurs locaux, filtres et démodulateurs. Les étages d'entrée 10 et 11 sont disposés en parallèle l'un vis-à-vis de l'autre et reçoivent en parallèle respectivement l'oscillation fondamentale et les oscillations harmoniques supérieures du signal codé et, à partir de ces oscillations, ils démodulent chacun l'information codée. Les étages d'entrée 10 et 11 sont alors agencés de façon que le premier étage d'entrée 10 exploite l'oscillation fondamentale, tandis que les étages d'entrée 11 suivants exploitent les oscillations harmoniques supérieures. A cet effet, les étages d'entrée et 11 comprennent chacun leurs propres oscillateurs locaux qui sont accordés respectivement à la fréquence fondamentale (fréquence porteuse fT) ou à l'une, respective, des fréquences harmoniques (multiples entiers de la fréquence porteuse fT)- Le dispositif de commutation 16 n'est alors pas nécessaire ou peut activer chacun des étages d'entrée 10 et 11. Les informations codées de chacun des étages d'entrée 10 et 11 peuvent être envoyées à une porte OU 19 (ou à un élément mélangeur-inverseur) qui forme à partir de ces informations une information codée unique, étant donné qu'en principe, l'information codée est transmise d'une manière redondante. Ainsi, il est par exemple aussi possible qu'une oscillation parasite - non souhaitée - d'un émetteur parasite soit superposée à l'oscillation fondamentale. L'oscillation fondamentale contiendrait alors une information codée défectueuse ou pas d'information codée. Toutefois, tant que l'information codée peut encore être obtenue à partir de l'une des oscillations harmoniques, on a l'assurance que l'information codée complète de l'émetteur 1 parvient d'une manière sûre au récepteur 2, ce qui signifie que l'émetteur 1 peut exécuter une authentification d'une manière sûre. Si la fréquence porteuse fT est par exemple égale à 433 MHz environ, les fréquences des oscillations harmoniques se trouvent alors à des multiples entiers de cette fréquence. La première oscillation harmonique se trouve alors dans ce cas à une fréquence de 833 MHz environ. Si la fréquence intermédiaire fz se trouve par exemple à 500 kHz, la fréquence d'oscillateur fo du côté récepteur doit alors se trouver à 433,5 MHz. Pour exploiter la première oscillation harmonique, la fréquence d'oscillateur fo doit être modifiée par le dispositif de commutation 16 à 833,5 MHz ou il doit être prévu un oscillateur supplémentaire à 833,5 MHz. L'information codée qui a été démodulée et se présente à la sortie de la porte OU 19 est comparée au moyen du microprocesseur 9 à une information codée de consigne attendue rangée en mémoire (ou produite) dans le récepteur 2. Si les deux informations codées coïncident, le microprocesseur 9 produit alors un signal de libération codé qui est envoyé à une unité à commander, non représentée, située dans le véhicule automobile. Le signal de libération peut être utilisé pour déclencher un dispositif de blocage de conduite, pour verrouiller ou déverrouiller des serrures de portière, pour mettre en service ou hors service un dispositif d'alarme de vol, pour fermer ou ouvrir des vitres ou pour commander des utilisateurs électriques supplémentaires. Dans l'émetteur 1 et dans le récepteur 2, il est possible d'utiliser, pour chacun d'eux, des microprocesseurs 3 et 9 ou des éléments fonctionnellement identiques respectifs, pour produire les signaux codés et démoduler à partir de ces signaux l'information codée. En il tant qu'oscillateurs 13, il est possible d'utiliser des oscillateurs à ondes acoustiques de surface. REVENDICATIONS 1. Système antivol, pour véhicule automobile, comprenant - un émetteur (1), portable, qui émet une information codée modulée au moyen d'une fréquence porteuse (fT) et - un récepteur (2), disposé dans le véhicule automobile, qui reçoit l'information codée et la compare à une information codée de consigne et qui délivre un signal de libération lorsque les deux informations codées coincident, caractérisé - en ce que le récepteur (2) comprend un premier étage d'entrée (7, 10) qui démodule l'information codée à partir de l'oscillation de base du signal codé reçu et le récepteur (2) comprend au moins un second étage d'entrée (11) qui démodule l'information codée à partir d'au moins l'une des oscillations harmoniques du signal codé reçu et - en ce que le récepteur (2) comprend une unité d'exploitation (9, 19) dans laquelle une information codée unique est formée, par combinaison logique, à partir des informations codées démodulées. 2. Système antivol selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur (2) comprend un dispositif de commutation (16) qui permet une commutation du premier étage d'entrée (7, 10) au second ou aux autres étages d'entrée (7, 11). 3. Système antivol selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur (2) comprend un oscillateur (13) dont la fréquence d'oscillateur (fo) est modifiée par le dispositif de commutation (16) de façon à mettre en circuit les différents étages d'entrée (7, 10; 7, 11). 4. Système antivol selon la revendication 3, caractérisé en ce que le récepteur (2) comprend une porte OU (19) à laquelle sont envoyées les informations codées démodulées à partir de l'oscillation fondamentale et d'au moins l'une des oscillations harmoniques, de façon qu'à la sortie de la porte OU (19), il se présente une information codée unique qui est comparée à l'information codée de consigne. 5. Système antivol selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de libération est utilisé pour déclencher un dispositif de blocage de conduite, pour verrouiller ou déverrouiller des serrures de portière, pour mettre en service ou hors service un dispositif d'alarme de vol et/ou pour fermer ou ouvrir des vitres ou le toit ouvrant du véhicule automobile.