Brevet FR2753155A1 — publié le 19980313

La présente invention concerne un dispositif de blocage de conduite, pour véhicule automobile, au moyen duquel l'utilisation du véhicule n'est possible qu'en faisant la preuve d'une autorisation. Dans de tels dispositifs de blocage de conduite (DE 44 30 360 Cl, DE 44 38 286 Cl ou DE 195 44 722 Cl, une information codée binaire modulée est transmise d'un émetteur codé portable à un récepteur codé disposé de manière fixe. Dans le récepteur, l'oscillation reçue par une antenne est analysée et est alors démodulée pour récupérer l'information codée. Ensuite, l'information codée récupérée est comparée à une information codée de consigne, attendue, rangée en mémoire. En cas de coïncidence des deux informations codées au moins dans une large mesure, un signal de libération est produit. Si un tel dispositif de blocage de conduite est utilisé dans un véhicule automobile, l'information codée est alors transmise au moyen du couplage inductif de deux bobines situées d'une part dans l'émetteur codé et d'autre part dans le récepteur codé. Etant donné que l'émetteur codé ne dispose d'aucune alimentation de courant, l'énergie nécessaire pour son fonctionnement est prélevée sur la tension induite dans sa bobine. Ainsi, en raison d'un mauvais facteur de couplage magnétique entre les deux bobines qui est dû à la réalisation, le récepteur codé doit former un champ magnétique intense en vue d'alimenter l'émetteur codé. Il en résulte que la bobine du récepteur codé fonctionne avec une tension d'approximativement 150 Vcc (tension crête à crête). Bien que l'information codée binaire quitte l'émetteur codé avec un taux de modulation de 1 (profondeur de modulation 100%), la tension revue par la bobine du récepteur codé ne vaut que quelques centaines de millivolts (mV) crête à crête, étant donné que le facteur de couplage est si mauvais. Ceci signifie que la courbe enveloppe de l'oscillation modulée, courbe enveloppe qui se forme dans la bobine du récepteur codé, présente, dans les différents niveaux logiques, des différences d'amplitude qui ne sont que de quelques centaines de millivolts, c'est-à-dire une amplitude de modulation de quelques 100 mV. Pour que l'oscillation modulée puisse être traitée au moyen de composants numériques classiques, elle doit être abaissée, par division, dans le domaine d'approximativement 5 à 3 V. Ainsi, l'amplitude de modulation est aussi abaissée, par division, de plusieurs fois, de sorte qu'il se présente alors une amplitude de modulation de seulement quelques millivolts. En tout état de cause, de telles différences de tension de faible valeur ne peuvent être captées que d'une manière très difficile et imprécise. Dans d'autres dispositifs de blocage de conduite connus (DE 44 18 069 Cl ou DE 44 22 296 Al), des signaux codés sont transmis d'un émetteur codé portable à un récepteur codé situé dans le véhicule automobile. Là, le signal codé transmis est vérifié en ce qui concerne son autorisation. En cas d'autorisation, un dispositif de blocage de conduite est déclenché. Dans tous les dispositifs de blocage de conduite connus, il est essentiel que le signal codé soit capté correctement, étant donné que, dans le cas contraire, le dispositif de blocage de conduite ne peut pas être déclenché. L'invention a pour but de fournir un dispositif de blocage de conduite dans lequel une information codée binaire puisse être captée d'une manière rapide et sûre dans le récepteur à partir d'une oscillation modulée. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de blocage de conduite, pour véhicule automobile, comprenant - un émetteur codé portable, qui émet une information codée sous forme d'une oscillation modulée, et - un récepteur codé, disposé de manière fixe, qui reçoit l'oscillation modulée au moyen d'une antenne, l'analyse et la démodule, pour récupérer l'information codée, laquelle est ensuite comparée à une information codée de consigne, attendue, caractérisé en ce que le récepteur codé comprend: - un additionneur, au moyen duquel une partie de tension continue est ajoutée à l'oscillation modulée, - un élément de maintien d'analyse, qui analyse l'oscillation modulée et envoie les valeurs analysées, non modifiées, à une unité d'évaluation, et - un générateur d'impulsions, qui produit des impulsions au moyen desquelles l'élément de maintien d'analyse est commandé à un rythme tel, en ce qui concerne ses instants d'analyse, que chaque instant d'analyse de l'oscillation modulée, à l'intérieur de chaque période, soit maintenu à une valeur constante. Ainsi, une tension continue est d'abord appliquée sur l'oscillation modulée, de sorte que toutes les amplitudes d'oscillation sont supérieures à 0 V. Ensuite, l'oscillation modulée est analysée et les valeurs analysées sont envoyées à un démodulateur. Un élément de phase d'analyse, qui est synchronisé avec l'oscillation modulée, produit des impulsions présentant la même durée de période que l'oscillation modulée. L'élément de phase d'analyse commande l'élément de maintien d'analyse de façon que l'oscillation modulée soit toujours analysée avec le même angle de phase à l'intérieur d'une période. Le dispositif de blocage de conduite conforme à l'invention peut avantageusement comporter aussi une ou plusieurs des particularités suivantes: - l'additionneur est réalisé sous forme d'un circuit de verrouillage comportant un condensateur de couplage série, qui isole l'antenne de l'élément de maintien d'analyse en ce qui concerne le courant continu, et une diode de verrouillage, connectée à une tension continue, au moyen de laquelle la valeur de la partie de tension continue est fixée; - un élément d'amortissement, au moyen duquel l'oscillation modulée est amortie en ce qui concerne son amplitude, est disposé avant l'additionneur; - un filtre passe-bas, au moyen duquel des parties gênantes de l'oscillation modulée sont filtrées, est disposé entre l'élément d'amortissement et l'additionneur; - l'élément de maintien d'analyse comprend un transistor à effet de champ dont la grille est reliée à un circuit de verrouillage comportant un condensateur de verrouillage et une résistance de décharge et dont la grille est commandée par les impulsions du générateur d'impulsions. Ainsi, l'additionneur peut être réalisé sous forme d'un simple circuit de verrouillage qui comprend un condensateur de couplage qui est chargé et déchargé par une diode de verrouillage. L'oscillation modulée, telle qu'elle est reçue par l'antenne, peut d'abord être amortie au moyen d'un élément d'amortissement présentant un facteur d'amortissement relativement petit. En tout état de cause, l'amortissement ne doit pas être réglé à une valeur trop grande, étant donné que, dans le cas contraire, l'amplitude de modulation est trop faible. Par ailleurs, un filtre passe-bas peut séparer par filtrage des domaines de fréquences gênants de l'oscillation modulée. 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 circuit du système de contrôle d'accès conforme à l'invention, aux figures 2a à 2d: des variations dans le temps de signaux présents dans le circuit de la figure 1 et, à la figure 3: un circuit d'un élément de phase d'analyse du système de contrôle d'accès conforme à l'invention. Dans un système de contrôle d'accès conforme à l'invention, un émetteur codé portable 1 (figure 1) envoie une information codée binaire, sous forme d'oscillation modulée en amplitude, à un récepteur codé 2 disposé de manière fixe. Le récepteur codé 2 reçoit cette oscillation modulée 3 (voir figure 2a), la met en forme au moyen d'un additionneur 4 en vue de la suite du traitement, analyse l'oscillation 3 au moyen d'un élément de maintien d'analyse 5 et démodule ainsi l'information codée à partir de l'oscillation 3. L'élément de maintien d'analyse 5 est alors commandé de manière rythmée à phase constante, c'est-à-dire commandé d'une manière synchronisée avec l'oscillation modulée 3 à un instant d'analyse constant présentant un angle de phase constant. De cette manière, l'information codée est récupérée à partir de l'oscillation modulée 3. L'information codée ainsi récupérée est comparée, dans une unité d'évaluation non représentée, à une information codée de consigne, attendue. Lorsque les deux informations codées coïncident au moins dans une large mesure, l'utilisateur est alors autorisé et un signal de libération est produit, au moyen duquel un ensemble de sécurité, tel que par exemple un dispositif électronique de blocage de conduite ou un dispositif de fermeture, est commandé. Le générateur codé 1 produit une oscillation porteuse à haute fréquence qui est modifiée en ce qui concerne son amplitude au moyen de l'information codée binaire. Il se présente ainsi une oscillation modulée en amplitude qui comporte un niveau bas et un niveau haut. Au moyen d'une bobine non représentée située dans le générateur codé 1, l'oscillation modulée est transmise d'une manière inductive (au moyen d'un champ magnétique) au récepteur codé 2. Le récepteur codé 2 comprend une antenne de réception (appelée ci-après antenne 7) se présentant sous forme d'une bobine. L'antenne 7 forme avec un condensateur d'oscillation 8 un circuit oscillant qui est mis en oscillation au moyen du champ magnétique produit par l'émetteur codé 1 et comportant l'oscillation modulée 3. Il en résulte qu'il se présente dans le récepteur codé 2 la même oscillation modulée 3 (figure 2a). L'information codée binaire est alors contenue dans la courbe enveloppe de l'oscillation modulée 3. Dans le cas d'une transmission de données de type inductif, il est produit dans l'antenne 7 des valeurs de crête de l'oscillation modulée 3 d'un ordre de grandeur qui est en partie beaucoup plus grand que 50 Vcc. L'amplitude de modulation, c'est-à-dire la différence des amplitudes au niveau haut et au niveau bas est relativement petite. Dans les présents exemples de mise en oeuvre, l'amplitude de modulation est située dans le domaine inférieur à 150 mV. Le récepteur codé 2 doit capter et exploiter cette amplitude de modulation d'une manière dépourvue de toute ambiguïté. Une fois l'oscillation modulée 3 reçue par l'antenne 7, elle est d'abord abaissée, par division, d'un facteur 2 en ce qui concerne sa valeur de crête, d'environ 60 Vcc à environ 30 Vcc, au moyen d'un élément d'amortissement 9 se présentant sous la forme d'une résistance ohmique. Il en résulte que l'amplitude de modulation est aussi divisée par ce facteur. Bien que cet amortissement de l'oscillation modulée 3 soit avantageux pour la suite du traitement, il ne doit toutefois pas avoir lieu d'une manière inconditionnelle. En effet, si un élément d'amortissement 9 est présent, l'amplitude de modulation ne doit pas devenir trop petite, étant donné que, dans le cas contraire, il se présente de nouveau le risque que l'information codée binaire ne soit pas captée une manière exacte. Un filtre passe-bas 10, connecté à la suite et se présentant sous forme d'un condensateur de filtrage mis à la masse, élimine de l'oscillation modulée 3, par filtrage, des domaines de fréquences gênants. L'additionneur 4 connecté à la suite ajoute une partie de tension continue à l'oscillation modulée 3, de sorte que - indépendamment de la partie de tension continue transmise par l'émetteur codé 1 - l'oscillation modulée 3 peut mieux être soumise à la suite du traitement. A cet effet, l'additionneur 4 est avantageusement réalisé sous forme d'un circuit de verrouillage, tel qu'il est par exemple connu par la technique de télévision. Le circuit de verrouillage est constitué d'un condensateur de couplage 12 qui isole l'antenne 7, en ce qui concerne le courant continu, du circuit de maintien d'analyse 5 disposé à la suite. Il est prévu, disposées à la suite, entre la voie de signal et la masse, une diode de verrouillage 13 et, en parallèle à celle-ci, une résistance de verrouillage 14. Ce circuit de verrouillage permet de relever la partie de tension continue de l'oscillation modulée 3 d'environ son amplitude maximale, ce qui signifie qu'elle est "verrouillée" (fixée), par sa valeur la plus basse, à environ O V. Ainsi, l'oscillation modulée 3 est située au-dessus de la ligne O V, ainsi que cela est représenté à la figure 2b (à cet égard, pour des raisons de clarté, il n'est pas tenu compte de la tension à l'état passant, d'environ 0,7 V, de la diode de verrouillage 13). Si la diode de verrouillage 13 est connectée, par son anode, non pas à la masse (ce qui équivaut à O V), mais à une tension de polarisation supérieure ou inférieure à 0 V, la partie de tension continue de l'oscillation modulée 3 peut être modifiée en fonction de cette tension de polarisation. La valeur crête à crête de l'oscillation modulée 3 n'est pas modifiée par le circuit de verrouillage et vaut environ 30 Vcc. Suivant la position de phase des instants d'analyse, il est possible d'analyser aussi bien de petites valeurs d'analyse que de grandes valeurs d'analyse. Si une telle oscillation est analysée avec un élément d'analyse présentant un point de travail fixe, les valeurs d'analyse peuvent alors être déformées d'une façon inadmissible, étant donné qu'un tel élément d'analyse ne comporte qu'un domaine de travail limité. C'est pourquoi, ce qu'il est convenu d'appeler un élément d'analyse "flottant" est utilisé conformément à l'invention. Comme élément d'analyse, on utilise, dans l'exemple de mise en oeuvre de la figure 1, un JFET 15 (JFET = Junction Field Effect Transistor = transistor à effet de champ à jonction ou à grille isolée) qui est relié par son entrée (drain ou source) à l'additionneur 4 et par sa sortie (respectivement source ou drain) à un élément de maintien 16. Un circuit de verrouillage est également connecté à son entrée de commande (grille), ce circuit de verrouillage comprenant un condensateur de verrouillage 17 série et, en parallèle à celui-ci, une résistance de décharge 18. Le condensateur de verrouillage 17 forme alors le circuit de verrouillage avec la diode de grille du JFET 15, qui existe de toute façon et qui sert de diode de verrouillage. Au moyen du circuit de verrouillage, le domaine de travail du JFET est automatiquement adapté aux valeurs d'analyse. L'élément de phase d'analyse 6 produit, au rythme de l'oscillation porteuse, des impulsions d'analyse 21 intermittentes, telles qu'elles sont représentées à la figure 2c. A cet effet, l'élément de phase d'analyse 6 comprend un circuit oscillant 22 qui est commandé par un signal rectangulaire, tel qu'il est représenté à la figure 2d. Du fait de la mise en circuit et hors circuit permanente du circuit oscillant 22, il se présente une oscillation de grande amplitude, par exemple ici 30 V. La demi-onde négative de l'oscillation est éliminée au moyen d'une diode 24 qui est connectée au circuit oscillant 22. Il en résulte qu'il se présente des impulsions d'analyse 21 d'une amplitude de 30 V et d'une fréquence de répétition égale à la fréquence porteuse de l'oscillation modulée 3. Ces impulsions d'analyse 21 sont appliquées à la grille du JFET 15, ce qui oblige le JFET 15 à transmettre, en tant que valeur d'analyse à sa sortie, l'amplitude de l'oscillation modulée 3 qui se présente à son entrée à l'instant d'analyse. Le circuit de verrouillage 17, 18 prévu sur la grille donne l'assurance que le point de travail est adapté à la valeur d'analyse et il en résulte que la valeur d'analyse est transmise sans perte à la sortie. Grâce au circuit de verrouillage disposé sur la grille, le JFET 15 s'adapte automatiquement ou "d'une manière flottante" à la valeur d'analyse du moment. La différence de tension entre la valeur d'analyse à l'entrée et l'amplitude de l'impulsion d'analyse 21 est utilisée pour charger le condensateur de verrouillage 17. Lorsqu'une valeur d'analyse plus petite est analysée, la différence est alors plus grande et le condensateur de verrouillage 17 est plus fortement chargé. Si, en revanche, la valeur d'analyse est grande, la différence est alors petite et le condensateur de verrouillage 17 n'est que faiblement chargé. Il en résulte qu'aucun courant ne passe par la grille dans la sortie du JFET 15. Après chaque analyse à un instant d'analyse déterminé, le condensateur de verrouillage 17 se décharge par la résistance de décharge 18 à valeur ohmique élevée. La constante de temps T = R * C du condensateur de verrouillage 17 et de la résistance de décharge 18 doit être choisie de façon à être située dans le domaine de la durée d'oscillation de l'oscillation porteuse. Le condensateur de verrouillage 17 doit donc être de nouveau déchargé dans une certaine mesure à l'instant d'analyse suivant pour que, lors de l'opération d'analyse suivante - avec une tension d'entrée éventuellement modifiée, le JFET 15 puisse être mis en circuit d'une manière sûre afin de pouvoir transmettre la valeur d'analyse à sa sortie. Les valeurs d'analyse sont appliquées à l'élément de maintien 16 à travers une résistance 25. L'élément de maintien 16 est réalisé sous forme d'un condensateur de maintien. La valeur d'analyse est maintenue pour une durée préfixée et peut alors être soumise à la suite du traitement. L'élément de phase d'analyse 6 et l'élément de maintien d'analyse 5 servent à ce que l'oscillation modulée 3 soit toujours analysée au même instant d'analyse à l'intérieur de la durée d'une période. De ce fait, chaque instant d'analyse dépend de la tension, et cela dès que l'impulsion d'analyse 21 a franchi une valeur de seuil préfixée. Etant donné toutefois que l'oscillation modulée 3 à un instant d'analyse constant dans le temps n'est pas constante en ce qui concerne son amplitude et sa phase, elle doit être démodulée. Le condensateur de verrouillage 17 et la résistance de décharge 18 forment, avec la diode de grille du JFET , un circuit de verrouillage qui se règle d'une manière flottante sur l'oscillation modulée 3. L'élément de phase d'analyse 6 sert à ce que l'oscillation modulée 3 soit toujours analysée à la même phase. Le circuit de verrouillage 17, 18 impose une transmission des valeurs d'analyse pratiquement une à une de l'entrée à la sortie. Les amplitudes dans les deux états logiques bas et haut de l'oscillation modulée 3 ne diffèrent que d'environ 100 mVcc. L'élément de maintien d'analyse 5 n'a pas une influence défavorable sur cette différence de tension. Un amplificateur final, non représenté, reçoit, par l'intermédiaire de l'élément de maintien d'analyse , des valeurs d'analyse qui diffèrent d'environ 50 mV en fonction de l'information codée et il les transfère à l'unité d'évaluation. Avec une telle différence de tension, l'unité d'évaluation peut clairement faire la distinction entre le niveau bas et le niveau haut. Ainsi, l'information codée binaire peut être récupérée d'une manière rapide et sûre à partir de l'oscillation modulée 3. A la place du JFET 15, on peut utiliser aussi un FET à grille isolée (MOSFET 26) (voir figure 3). Toutefois, lorsqu'on utilise un MOSFET 26, deux diodes 29 doivent être disposées, à savoir l'une en parallèle au trajet drain-grille du MOSFET 26 et une en parallèle au trajet sourcegrille. Avec le condensateur de verrouillage 17 et la résistance de décharge 18, ces deux diodes forment le circuit de verrouillage au moyen duquel le point de travail du MOSFET 26 se règle d'une manière flottante aux valeurs d'analyse. Une impulsion d'analyse 21 à pente et amplitude suffisamment grandes est nécessaire pour la commande et le blocage d'un transistor à effet de champ. Chaque impulsion d'analyse 21 est constituée - comme déjà indiqué ci-dessus - d'une demi-onde qui est produite par le circuit oscillant 22. Etant donné que la grille du transistor à effet de champ est commandée d'une manière sinusoïdale, il peut en résulter, dans le cas de transistors à tension de blocage assez grande, une durée de mise en circuit d'une longueur non souhaitée. La montée de l'impulsion d'analyse 21 peut devenir plus raide si une diode à capacité variable 27 est connectée au circuit oscillant 22 en parallèle à la diode 24. Avec le récepteur codé 2, il est non seulement possible de recevoir des données provenant de l'émetteur codé 1, mais aussi d'envoyer à celui- ci des données codées ou de l'énergie. A cet effet, en tant qu'étage émetteur, un générateur ou modulateur approprié peut être connecté à l'antenne 7 par l'intermédiaire d'un amplificateur symétrique 28 (push-pull) (voir figure 1). Des données ou de l'énergie peuvent alors être envoyées par l'intermédiaire de l'antenne 7 au générateur codé 1 qui répond ensuite par son information codée. Toutefois, un tel étage émetteur n'a pas d'incidence sur l'analyse de l'oscillation reçue, mais il en a par contre une sur les amplitudes, étant donné que celles-ci sont accrues en comparaison du simple fonctionnement d'émission de l'émetteur codé. L'oscillation modulée 3 est transmise au moyen d'une oscillation porteuse qui oscille à une fréquence d'environ 125 kHz. D'une manière correspondant à cette fréquence, l'élément de phase d'analyse 6 est commandé par un signal rectangulaire 23 présentant une durée de période T1 d'environ 8 bs. La durée d'impulsion t1 du signal rectangulaire 23 vaut environ 3 gs. Il en résulte que l'élément de phase d'analyse 6 permet la production d'impulsions d'analyse 21 présentant une durée d'impulsion t2 d'environ 1,9 Us et une durée de période T2 = T1 d'également environ 8 gs. L'information codée binaire contient des données propres à l'utilisateur qui sont comparées dans l'unité d'exploitation à des informations rangées en mémoire. Lorsqu'il y a coincidence, un signal de libération est produit. Si un tel système de contrôle d'accès est utilisé dans le cas d'un véhicule automobile, le récepteur codé 2 est alors disposé dans le véhicule. Le signal de libération permet alors de mettre en service la commande de moteur, l'alimentation en carburant ou le courant d'allumage, ainsi que de verrouiller ou déverrouiller des serrures de portière. De même, d'autres applications en dehors d'un véhicule automobile, dans lesquelles un signal codé est transmis d'un générateur codé portable 1 à un récepteur codé 2, sont aussi possibles. Le récepteur codé 2 est disposé de manière fixe dans un objet auquel un utilisateur souhaite avoir accès. L'utilisateur prouve son habilitation au moyen de l'information codée transmise. L'information codée est exploitée dans le récepteur codé 2. D'une manière correspondante, le système de contrôle d'accès peut être utilisé pour l'accès et l'habilitation à un ordinateur, l'accès à des pièces ou zones fermées, etc.. Dans la présente invention, on qualifie de valeur de crête la valeur de tension de l'oscillation entre l'amplitude positive maximale et l'amplitude négative maximale si la partie de tension continue est nulle. Comme unité à cet égard, on utilise le VCC (voltcrête à crête) La différence des amplitudes au niveau bas et au niveau haut de l'oscillation 3 modulée en amplitude est qualifiée d'amplitude de modulation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage de conduite, pour véhicule automobile, comprenant - un émetteur codé portable (1), qui émet une information codée sous forme d'une oscillation modulée (3), et - un récepteur codé (2), disposé de manière fixe, qui reçoit l'oscillation modulée au moyen d'une antenne (7), l'analyse et la démodule, pour récupérer l'information codée, laquelle est ensuite comparée à une information codée de consigne, attendue, caractérisé en ce que le récepteur codé (2) comprend: - un additionneur (4), au moyen duquel une partie de tension continue est ajoutée à l'oscillation modulée (3), - un élément de maintien d'analyse (5), qui analyse l'oscillation modulée (3) et envoie les valeurs analysées, non modifiées, à une unité d'évaluation, et - un générateur d'impulsions (22), qui produit des impulsions au moyen desquelles l'élément de maintien d'analyse (5) est commandé à un rythme tel, en ce qui concerne ses instants d'analyse, que chaque instant d'analyse de l'oscillation modulée, à l'intérieur de chaque période, soit maintenu à une valeur constante. 2. Dispositif de blocage de conduite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'additionneur (4) est réalisé sous forme d'un circuit de verrouillage comportant un condensateur de couplage (12) série, qui isole l'antenne (7) de l'élément de maintien d'analyse (5) en ce qui concerne le courant continu, et une diode de verrouillage (13), connectée à une tension continue, au moyen de laquelle la valeur de la partie de tension continue est fixée. 3. Dispositif de blocage de conduite suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément d'amortissement (9), au moyen duquel l'oscillation modulée (3) est amortie en ce qui concerne son amplitude, est disposé avant l'additionneur (4). 4. Dispositif de blocage de conduite suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un filtre passe- bas (10), au moyen duquel des parties gênantes de l'oscillation modulée sont filtrées, est disposé entre l'élément d'amortissement (9) et l'additionneur (4). 5. Dispositif de blocage de conduite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de maintien d'analyse (5) comprend un transistor à effet de champ (15, 26) dont la grille est reliée à un circuit de verrouillage comportant un condensateur de verrouillage (17) et une résistance de décharge (18) et dont la grille est commandée par les impulsions du générateur d'impulsions (22).