Brevet FR2755460A1 — publié le 19980507

VEHICULE AUTOMOBILE AVEC UN SYSTEME DE VERROUILLAGE CENTRALISE AINSI QU'UN DISPOSITIF DE COMMANDE A DISTANCE L'invention concerne un véhicule automobile avec un système de verrouillage centralisé comprenant une pluralité de serrures de véhicule automobile, ainsi qu'avec un dispositif de commande à distance comprenant au moins un émetteur fonctionnant comme clé, avec un dispositif de codage, ainsi qu'un récepteur agissant sur au moins une serrure de portière de véhicule i0 automobile, qui est équipé d'un dispositif de décodage complémentaire et fonctionne en modulation de fréquence à haute fréquence, I'actionnement du système de verrouillage centralisé étant assuré par l'émission et respectivement la réception d'instructions de commande sous la forme de protocoles de transmission. L'émetteur et le récepteur fonctionnent dans une bande de fréquences prédéterminée. Le protocole de transmission comprend entre autres un bit de départ, une partie de code fixe qui associe l'un à l'autre l'émetteur de la clé et le récepteur du véhicule, ainsi qu'une partie de code variable. Le protocole de transmission est constitué de bits (souvent également appelés " uns " et " zéros " ou " oui/non "), dans le cadre de la modulation de fréquence, les bits étant formés à partir de la fréquence porteuse plus Af et respectivement de la fréquence porteuse moins Af, par exemple Af 2,5 kHz. Pour être certain qu'aucune information ne sera perdue, on travaille dans la bande Industrial, Scientific, Medical (bande ISM), les fréquences étant comprises entre 433 et 435 MHz. Des systèmes de verrouillage centralisé et respectivement des dispositifs de commande à distance du genre précité et prévus pour les applications décrites sont connus en diverses variantes (voir aussi DE 42 27 887 Cl, DE 42 38 858 Cl). Ils ont fait leurs preuves. Si une multiplicité de véhicules automobiles sont équipés en conséquence et si ceux-ci sont garés près les uns des autres, il ne peut être exclu que des dispositifs de commande à distance soient actionnés simultanément par les usagers des véhicules automobiles. Si les dispositifs de commande à distance fonctionnent avec des 2 2755460 fréquences proches les unes des autres, il n'est pas exclu de voir surgir des perturbations dites perturbations de voisinage dues aux hautes fréquences et provoquées par des interférences. A cela s'ajoute le fait que les véhicules automobiles équipés de la manière décrite ne sont pas les seuls participants au trafic de communication dans la bande de fréquences considérée, ce qui augmente les perturbations de voisinage. Dans d'autres domaines de la technique, par exemple dans le secteur militaire, on pratique, essentiellement pour des raisons de conservation du secret, une communication avec la technique de l'étalement de la bande (voir " electronik industrie 2 - 1996 ", io pages 33 à 38). La bande de fréquences alors utilisable est divisée en un nombre de N plages de bande de fréquences qualifiées de trames de canal. Une trame de canal comprend la fréquence porteuse et la modulation de fréquence avec la fréquence porteuse + Af. L'émetteur et le récepteur sont synchronisés sur la même fréquence porteuse pour que la transmission des informations puisse avoir lieu. Le schéma de temps pour la commutation sur des trames de canal différents se déroule également de manière synchrone. Cette technique d'étalement n'est pas seulement mise en oeuvre pour des raisons de conservation du secret, mais elle est également avantageuse pour l'étalement de signaux à plusieurs voies et pour la transition de la zone de proximité à la zone lointaine. Les marchés commerciaux de la communication sans fil qui font également appel à la technique de l'étalement de la bande, comprennent la radiotéléphonie mobile cellulaire, les téléphones sans fil, les systèmes de positionnement global et les systèmes dits Personal Communication Service. Les inconvénients décrits ci-dessus pour la commande à distance des systèmes de verrouillage centralisé de véhicules automobiles n'ont jusqu'ici pu être éliminés sans problème avec la technique d'étalement de bande bien connue, et en tout cas pas sans compromettre la fiabilité de la commande. L'invention a pour objet le problème technique qui consiste à supprimer dans un véhicule automobile équipé d'un système de verrouillage centralisé et d'un dispositif de commande à distance avec émetteur et récepteur, les 3 2755460 perturbations de voisinage précitées sans compromettre la fiabilité de la commande. Pour résoudre ce problème technique, I'invention a pour objet un véhicule automobile avec un système de verrouillage centralisé équipé d'une pluralité de serrures de véhicule automobile, ainsi qu'avec un dispositif de commande à distance lequel comprend au moins un émetteur fonctionnant comme clé, avec un dispositif de codage, ainsi qu'un récepteur avec un dispositif de décodage complémentaire, qui agit sur au moins une serrure de véhicule automobile et fonctionne en modulation de fréquence à haute fréquence, I'actionnement du système de verrouillage centralisé étant assuré par l'émission et respectivement la réception d'instructions de commande sous la forme de protocoles de transmission, ledit véhicule automobile étant caractérisé en ce que le dispositif de commande à distance est conçu comme dispositif de commande à distance avec étalement de bande, avec une pluralité M de trames de canal dans une bande de fréquences prédéterminée avec le nombre de N trames de canal (M canal (M = N). Les intervalles de temps du schéma de temps peuvent être petits ou grands aussi longtemps que la condition selon laquelle les intervalles de temps du schéma de temps sont plus grands que l'espace de temps At des protocoles de transmission. Le passage à la trame de canal suivante peut se faire à une cadence de secondes, minutes ou heures. L'invention part de la découverte que les perturbations de voisinage décrites au début peuvent être évitées en appliquant dans un véhicule 4 2755460 automobile équipé d'un dispositif de commande à distance du genre précité, la technique de l'étalement de bande avec saut de fréquence. Cela est possible sans qu'il soit nécessaire pour autant d'accepter un préjudice pour la fiabilité, à condition que les intervalles de temps Izs du schéma de temps soient suffisamment plus grands que l'espace de temps At des protocoles de transmission. On évite ainsi des commandes à vide gênantes, par exemple par l'actionnement du bouton poussoir de l'émetteur. Pour augmenter le confort de commande, un mode de réalisation de l'invention auquel la préférence a été accordée est caractérisé en ce que le dispositif de commande à distance à étalement de bande effectue les sauts de fréquence avant l'émission et/ou après l'émission d'un protocole de transmission. Sur ce point, il faut réaliser une corrélation ou adaptation correspondante du schéma de temps avec l'actionnement de l'émetteur. Dans un mode de réalisation de l'invention auquel la préférence a été accordée, les intervalles Izs ne sont pas inférieurs à 1 seconde. Si cette caractéristique est réalisée, les tolérances qui doivent être admises dans le cadre du dispositif de commande à distance avec étalement de bande sont telles que la dépense électronique reste faible pour un environnement de fonctionnement normal du véhicule automobile. En particulier, la bande de fréquences peut correspondre à la bande de fréquence Industrial, Scientific, Medical officielle. Ci-après, les caractéristiques décrites et autres de l'invention sont exposées plus en détail en regard d'un dessin ne représentant qu'un seul exemple de réalisation. La figure 1 représente le schéma d'un émetteur du dispositif de commande à distance d'un véhicule automobile selon l'invention; la figure 2 représente le schéma du récepteur qui est associé à l'émetteur suivant la fig. 1; la figure 3 avec les figures partielles a et b représente un schéma pour l'illustration de la technique d'étalement de bande; la figure 4 représente un schéma-bloc de l'émetteur selon l'invention, avec les composants nécessaires pour la technique du saut de fréquence, et 2755460 la figure 5 représente un schéma-bloc du récepteur selon l'invention, avec les composants nécessaires pour la technique du saut de fréquence. Dans les figures, le véhicule automobile et le système de verrouillage centralisé n'ont pas été indiqués. Il comprend une pluralité de serrures de véhicule automobile et est équipé d'un dispositif de commande à distance. Dans l'exemple de réalisation, le dispositif de commande à distance comprend un émetteur 1 fonctionnant comme clé, avec un dispositif de codage, ainsi qu'un récepteur 2 avec un dispositif de décodage complémentaire, qui agit sur au moins une serrure de véhicule automobile. Le dispositif de commande à distance fonctionne en modulation de fréquence des ondes électromagnétiques à haute fréquence. Pour l'actionnement du système de verrouillage centralisé, des instructions de commande sont émises par l'émetteur 1 sous la forme de protocoles de transmission et reçues par le récepteur 2. L'émetteur 1 est actionné manuellement, par exemple par pression sur un bouton. Il ressort de la fig. 1 que l'information est transmise par l'intermédiaire du tampon 3 au mélangeur 4 dans lequel est également injectée la fréquence porteuse fixe provenant de l'oscillateur 5. En 6 est connecté un contrôleur de largeur de bande. L'information modulée en fréquence est envoyée dans l'amplificateur 7 et émise par l'intermédiaire de 8. Un contrôleur o de puissance est connecté en 9. Le récepteur 2 représenté dans la fig. 2 reçoit en 10 l'information émise en 8 de l'émetteur. Ici aussi, on prévoit à nouveau et de manière habituelle un mélangeur 11, un oscillateur 12 à fréquence porteuse fixe, les amplificateurs habituels 13, 14, 15, les filtres 16, 17 et un démodulateur 18. L'information quitte le récepteur 2 de telle façon que la serrure de véhicule automobile associée est actionnée en fonction de l'information, par exemple dans les positions de fonctionnement " verrouillage ", " antivol activé " et respectivement " déverrouillage ", " antivol désactivé ". Dans le schéma des fig. 1 et 2, l'oscillateur 5, 12 produit une fréquence porteuse fixe, I'installation représentée fonctionne avec une largeur de bande prédéterminée dans l'une des trame de canal, par exemple de la bande Industrial, Scientific, Medical. Sur ce point, il est également fait référence à la fig. 3a qui représente la bande 20 6 2755460 et, à l'intérieur de celle-ci, la trame de canal 21 avec la fréquence porteuse plus Af et la fréquence porteuse moins Af, dans laquelle on travaille. En revanche, selon l'invention, le circuit représenté dans les fig. 1 et 2 est perfectionné de la manière bien connue, à savoir de façon à permettre l'exploitation de toutes les trames de canal dans l'exemple de réalisation comme bande Industrial, Scientific, Medical. Ce n'est qu'à titre d'exemple que sept bandes de trame ont été indiquées dans la figure partielle b de la fig. 3. Les autres détails de la réalisation de l'émetteur et respectivement du récepteur selon l'enseignement de l'invention sont précisés plus bas en regard desfig. 4 et5. Selon l'invention, la gamme des fréquences comprenant le nombre N de trames de canal est divisée en ces M trames de canal. Selon l'invention, on utilise au moins une pluralité M de ces trames de canal. Selon l'invention, on exploite de préférence la totalité des N trames de canal. Cela signifie que les trames de canal 1, 2, 3... N sont réglées successivement, ou bien que l'on travaille avec un algorithme différent qui ne suit pas la série des entiers naturels mais réalise une succession plus ou moins variable des trames de canal, bien entendu de manière synchrone en ce qui concerne l'émetteur et le récepteur. Le schéma de temps peut provoquer le passage à la trame de canal suivante à une cadence de seconde, minute ou heure. Techniquement, il est également possible d'effectuer le changement en millisecondes, il suffit d'assurer la transmission d'un protocole de transmission complet. Plus l'intervalle de temps du schéma de temps est court, plus les exigences formulées à l'égard des tolérances sont grandes. Contre des dérives du schéma de temps dans l'émetteur et dans le récepteur, la position du compteur de l'émetteur peut être transférée au récepteur après chaque actionnement du verrouillage centralisé. - Pour éviter des dérives des trames de canal, il est possible d'effectuer, en cas de besoin, un décalage des fréquences associées. Les fig. 4 et 5 montrent en détail les composants nécessaires pour la technique du saut de fréquence dans l'émetteur et le récepteur. 7 2755460 Le concept d'émetteur/récepteur est basé sur un concept de bande étroite FSK (modulation par déplacement de fréquence). A cet effet, la bande ISM utile est subdivisée en un nombre N de trames de canal d'égales largeurs. Une trame comprend la fréquence porteuse et la fréquence f + Af pour la modulation de fréquence. L'émetteur 1 et le récepteur 2 doivent être synchronisés sur la même fréquence porteuse pour qu'une transmission d'informations puisse avoir lieu, c'est-à-dire que le schéma de temps doit fonctionner de manière synchrone. La fréquence porteuse est générée par une horloge de référence 22 qui doit être très précise et compensée en l0 température. On remarque dans les fig. 3 et 4 un compensateur de température 23 qui est relié à l'horloge de référence 22. La cadence de référence est par exemple de 4 MHz, soit environ 1/100 de la fréquence utile. Un diviseur de référence 24 augmente la fréquence de référence du facteur M, de sorte que la fréquence théorique est prédéterminée. Le facteur M est variable, il dépend de la position du compteur du registre et est modifié par celui-ci. L'oscillateur 5, 12 est réalisé sous la forme d'un VCO (Oscillateur commandé par tension) et dépend de la tension. Le détecteur de phase 25 compare la fréquence théorique et la fréquence réelle et fournit comme signal de sortie une tension continue pour l'oscillateur 5, 12. La fréquence réelle est transmise au détecteur de phase 25 par l'intermédiaire d'un diviseur 26 (diviseur- synthétiseur) lequel présente un facteur N fixé une fois pour toutes. Il existe en outre un diviseur programmable 27 (diviseur-horloge) qui divise la cadence de référence jusque dans la plage pour le schéma de temps, par exemple jusqu'à 1/heure ou 1/jour. Le signal de sortie du diviseur 27 est ramené directement au schéma de temps ou bien transmis, par l'intermédiaire d'une interface 28 et du connecteur " Sync " 29, au microprocesseur d'o il est à nouveau envoyé au schéma de temps. Le facteur L est, lui aussi, fixé une fois pour toutes. Le bloc fonctionnel référence canal 30 contient un registre 31 dont le contenu reproduit le canal réglé dans la bande ISM. Le contenu du registre peut être lu par le microprocesseur par l'intermédiaire de l'interface 28 pour éviter son stockage dans le microprocesseur, et écrasé (au cas o cela n'est 8 2755460 pas effectué directement par le diviseur 27). De plus, il y a la possibilité d'une liaison interne entre la sortie du diviseur 27 et la référence canal 30, de sorte que le registre 31 est incrémenté automatiquement par le diviseur 27. La fréquence de l'oscillateur réalisé sous la forme d'un VCO (oscillateur commandé par tension) peut être réglée dans la trame de canal. A cet effet, on applique le principe du synthétiseur décrit plus haut, avec une PLL (boucle à verrouillage de phase). Le diviseur de référence 24 représente un diviseur programmable qui est alimenté avec la fréquence de référence (fref) et fournit la grandeur o10 théorique pour le circuit de réglage PLL. Le Synthesizer Divider 26 est, lui aussi, un diviseur programmable qui forme à partir de la fréquence VCO, la grandeur réelle pour le détecteur de phase 25. Le détecteur de phase 25 compare les grandeurs théorique et réelle et produit une tension de réglage qui agit sur le VCO. Le diviseur 26 présente la particularité que la position du compteur de la référence canal 30 est utilisée pour déterminer le numéro du canal dans la gamme des fréquences. Le traitement des signaux HF dans le récepteur 2 se fait d'après le principe superhétérodyne. Le principe superhétérodyne est bien connu en soi. Dans le cadre de l'invention, le signal d'entrée et le signal de l'oscillateur sont réunis dans un mélangeur 11 de façon à obtenir un nouveau spectre de fréquences dont la fréquence médiane se situe à des fréquences nettement plus basses (IF = fréquence intermédiaire). Le signal HF (RF (Radio Frequence) IN) parvient par l'intermédiaire d'un premier filtre 16 (filtre RF) et d'un amplificateur 13 (amplificateur RF), au mélangeur 11. Le gain de l'amplificateur 13 est réglable, de manière qu'il est possible d'effectuer ici une adaptation de la sensibilité du récepteur 2. La grandeur de sortie du mélangeur 11 est le signal 1 F qui parcourt les blocs amplificateur 14 (Amplificateur IF), filtre 17 (filtre IF) et amplificateur 15 (amplificateur-limiteur).La largeur de bande du filtre 17 peut être adaptée à l'écartement des trames de canal. L'amplificateur 15 amplifie le signal 1F jusque dans la zone de limitation. Dans le démodulateur 18 (démodulateur 9 2755460 FSK), le signal de données est récupéré. Un comparateur 32 traite le niveau du signal de données. En option, le récepteur 2 peut produire l'information suivante: - On dispose d'un signal RSSI qui représente une reproduction analogique de l'intensité du champ de réception. Celle-ci permet de dériver la distance de l'émetteur 1. - Un comparateur supplémentaire 33 auquel est transmise une tension RSSI et une tension- de référence (VREF) permet la génération d'un signal de déclenchement à partir d'une intensité du champ d'entrée déterminée. L'émetteur 1 (émetteur FSK) correspond quant aux composants oscillateur (fref), VCO, PLL et interface, à ceux du récepteur 2. Dans le mélangeur 4, le signal de l'oscillateur 5 est modulé en fréquence par le signal de données. On applique alors une FSK (modulation par déplacement de fréquence), la porteuse HF sautant en principe alternativement entre deux fréquences discrètes qui correspondent aux niveaux logiques " bas " et " haut ". Le signal de sortie du mélangeur 4 parcourt un filtre 34 et parvient à l'amplificateur 7 (amplificateur RF). La puissance de sortie de l'amplificateur 7 est réglable. De plus, il est prévu une possibilité d'adaptation du décalage de fréquence (contrôleur de largeur de bande 6) qui permet d'adapter le décalage aux trames de canal. En résumé, on constate que le dispositif de commande à distance est réalisé sous la forme d'un dispositif de commande à distance à étalement de bande, à savoir avec une pluralité M de trames de canal dans une bande de fréquences prédéterminée avec le nombre de N trames de canal. La technique du saut de fréquence est réalisée en ce sens que la commutation d'une trame de canal à une autre trame de canal des N trames de canal s'effectue conformément à un schéma de temps avec algorithme de temps et intervalles de temps Izs, à savoir de telle façon que les intervalles de temps Izs du schéma de temps sont plus grands que les espaces de temps At des protocoles de transmission. Dans l'exemple de réalisation et selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la pluralité M des trames de canal concorde avec le 2755460 nombre des trames de canal dans la bande sélectionnée. Le décalage des trames de canal dans la fig. 3, figure partielle b, indique que l'on travaille suivant un schéma de temps. Dans la fig. 3b, le temps t est porté en abscisse. La longueur des lignes 35 correspond à un intervalle de temps Izs qui est plus grand que l'espace de temps nécessaire pour la transmission de l'information, c'est-à-dire plus grand que l'espace de temps du protocole de transmission. Comme il a déjà été dit, les intervalles de temps du schéma de temps peuvent être petits ou grands. D'un point de vue purement technique, des intervalles de temps compris entre 1 ms et par exemple 15 h sont possibles. Une l0 transmission fiable est obtenue en choisissant pour l'intervalle de temps 5 fois la valeur de la durée du protocole qui est d'environ 200 ms, soit 1 seconde. Une valeur typique pour l'énergie de l'émetteur est P = -15dBm t 30 pW, o P signifie effective radio power. La portée en champ libre est d'environ 50 m, ce qui signifie pour le montage dans un véhicule, environ 10 à 30 m. La bande utile peut être divisée en un nombre de trames de canal quelconque. Le nombre des bandes de trames et leur largeur dépendent de la largeur de la bande. Une valeur typique pour la bande de trames est 12,5 kHz. il 2755460 REVENDICATIONS 1. - Véhicule automobile avec un système de verrouillage centralisé comprenant une pluralité de serrures de véhicule automobile, ainsi qu'avec un dispositif de commande à distance comprenant au moins un émetteur (1) fonctionnant comme clé, avec un dispositif de codage, ainsi qu'un récepteur (2) agissant sur au moins une serrure de véhicule automobile, qui est équipé d'un dispositif de décodage complémentaire et fonctionne en modulation de fréquence à haute fréquence, I'actionnement du système de verrouillage centralisé étant assuré par l'émission et respectivement la réception d'instructions de commande sous la forme de protocoles de transmission, c a - r a c t é r i s é e n c e que le dispositif de commande à distance est conçu comme dispositif de commande à distance avec étalement de bande, avec une pluralité M de trames de canal dans une bande de fréquences prédéterminée avec le nombre N de trames de canal (M 2 0 grands que l'espace de temps At des protocoles de transmission. 2. - Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité M des trames de canal concorde avec le nombre des trames de canal N de la bande de fréquences (M=N). 3. - Véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande à distance à étalement de bande effectue les sauts de fréquence avant l'émission et/ou après l'émission d'un protocole de transmission. 4. - Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les intervalles Izs ne sont pas inférieurs à 1 seconde. 5. - Véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande de fréquences correspond à la bande de fréquences Industrial, Scientific, Medical officielle.