Brevet FR2778464A1 — publié le 19991112

La présente invention concerne un dispositif de contrôle d'une antenne, prévue dans un véhicule automobile, qui est une partie constitutive d'un système de commande travaillant avec une transmission d'information sans fil, notamment d'un système de blocage de conduite. Les systèmes de commande travaillant avec une transmission d'information sans fil disposent en général d'un circuit d'antenne, contenant une antenne, au moyen duquel des signaux peuvent être émis et/ou reçus. Dans le cas d'un système de blocage de conduite, l'antenne peut par exemple être disposée sur la serrure de contact et contrôler la présence d'une clé de contact, engagée dans la serrure, et/ou l'identification de cette clé. Toutefois, le système de commande peut surveiller d'autres paramètres, par exemple la position d'un pêne de serrure dans une serrure de véhicule automobile, tel qu'il est divulgué dans DE 198 03 187 qui ne fait pas l'objet d'une publication antérieure. En tout état de cause, dans de tels systèmes, des problèmes se posent dans de nombreux cas lorsque l'antenne du circuit d'antenne est éloignée de sa position de consigne. Dans ce cas, le risque de fonctionnements défectueux ou de tentatives volontaires d'intervention frauduleuse destinées à maîtriser le système de commande, par exemple le blocage de conduite, est accru. Cet éloignement de l'antenne par rapport à sa position de consigne peut se présenter en raison d'influences accidentelles, mais aussi sous l'effet d'un retrait volontaire de l'antenne effectué dans un but d'intervention frauduleuse. DE 34 40 538 Cl concerne un interrupteur de proximité comportant une bobine qui peut subir l'influence de l'approche de substances électriquement et/ou magnétiquement conductrices et fait partie d'un circuit oscillant qui est mis en oscillation par un train d'impulsions périodique en courant continu. Le processus d'affaiblissement de l'oscillation amortie produite par l'excitation permet d'en déduire le degré de proximité d'un objet s'approchant de la bobine. Le signal de circuit oscillant est appliqué à un comparateur de valeur de seuil qui produit un signal de sortie rectangulaire qui est soumis à une combinaison logique avec des signaux de sortie d'un générateur de signaux à fenêtre. La demande de brevet allemand publiée après examen 37 039 concerne un appareil de contrôle des inductances dans lequel le spécimen est mis en oscillations amorties au moyen d'impulsions rectangulaires, la durée qui s'écoule jusqu'à l'affaiblissement des oscillations constituant une mesure pour l'amortissement existant. Le signal d'oscillations est présenté sur un oscillographe et contrôlé visuellement. US 5 077 528 concerne un agencement de bobine qui comprend deux bobines qui sont connectées en série et le long desquelles se déplace un objet à surveiller en ce qui concerne sa position. La prise de bobine est connectée à un organe logique qui transforme le signal d'entrée en un signal rectangulaire unipolaire qui est appliqué à un séquenceur. Les signaux de sortie du séquenceur servent à commander l'excitation des bobines. L'invention a pour but de fournir un dispositif qui permette un contrôle de l'antenne et offre ainsi une protection accrue vis-à-vis de fonctionnements défectueux et/ou de tentatives d'interventions frauduleuses. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de l'antenne d'un système de commande prévu dans un véhicule automobile, notamment d'un système de commande de blocage de conduite, comprenant un circuit excitateur, servant à appliquer un signal d'étage excitateur à l'antenne, et un circuit d'analyse servant à détecter l'inductance ou une variation d'inductance de l'antenne, qui capte un paramètre de signal prélevé par l'antenne et contrôle des valeurs d'inductance ou variations d'inductance anormales, l'antenne étant agencée en circuit résonant avec une bobine d'antenne servant d'inductance et une capacité, tandis que le circuit d'analyse soit contient un comparateur de phase qui détermine le déphasage entre le signal d'étage excitateur et la tension de résonance d'antenne, soit contient un redresseur, un convertisseur analogique/numérique, qui est connecté en aval de celui- ci et qui transforme la tension de résonance d'antenne, le courant de résonance d'antenne ou une partie de ceux- ci en une valeur numérique, et un étage d'analyse relié à la sortie du convertisseur analogique/numérique. Le dispositif conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - le circuit excitateur produit un signal rectangulaire, - le circuit de résonance est agencé sous forme d'un circuit résonant série, - il est prévu, relié à l'antenne, un diviseur de tension dont la borne de prélèvement est raccordée à une entrée du comparateur de phase, - l'étage d'analyse est réalisé sous forme d'un microprocesseur, - une résistance est contenue dans le circuit d'antenne et le circuit d'analyse détermine la tension entre les bornes de cette résistance qui sert à la mesure du courant de résonance d'antenne, - une serrure de contact autour de laquelle une bobine d'antenne de l'antenne est enroulée. Dans le dispositif conforme à l'invention, un signal d'étage excitateur est appliqué au circuit d'antenne et le signal produit par ce circuit d'antenne en réaction au signal d'étage excitateur est analysé en ce qui concerne un comportement anormal de phase et/ou d'amplitude. Le signal produit par le circuit d'antenne en réaction au signal d'étage excitateur comprend normalement, c'est-à-dire pour un positionnement correct de l'antenne, une variation de phase et/ou variation d'amplitude dans le temps qui est située dans un domaine défini et qui, sous l'effet de la présence ou l'absence de l'objet à surveiller, par exemple de la clé de contact, peut varier d'une manière définie. Si, en revanche, l'antenne émettrice/réceptrice reliée au circuit d'antenne devait être éloignée de sa position de consigne d'une manière inattendue ou en raison d'une intervention frauduleuse, le circuit d'antenne et l'antenne seraient nettement soumis à d'autres influences de l'environnement, de sorte qu'également le signal de sortie de l'antenne obtenu en réaction au signal d'étage excitateur serait fortement faussé. Cet écart par rapport au domaine de signal attendu dans le cas normal peut se détecter d'une manière fiable au moyen du circuit d'analyse. Ce circuit d'analyse revoit non seulement le signal de sortie du circuit d'antenne, mais aussi le signal d'étage excitateur appliqué à ce circuit d'antenne et, à partir de là, peut créer des limites pour les domaines de position de phase et/ou d'amplitude, attendus dans le cas normal, du signal de réponse lui-même attendu. Si le signal de réponse devait se trouver en dehors de ces domaines, il pourrait être conclu à une perturbation de la position ou de la capacité de fonctionnement de l'antenne et un avertissement d'erreur correspondant pourrait être produit. De préférence, dans le cas de l'invention, le signal d'étage excitateur appliqué au circuit d'antenne, y compris l'antenne, est comparé au signal se présentant sur l'antenne, afin de déterminer à partir de là des perturbations, comme par exemple des décalages de position ou des tentatives volontaires d'intervention frauduleuse ou analogues. Ainsi, le système de commande de véhicule automobile agencé conformément à l'invention peut reconnaître d'une manière fiable si l'antenne émettrice/réceptrice associée est positionnée de la manière prévue, par exemple est enfilée convenablement par- dessus la serrure de contact, ou au contraire a par exemple été éloignée volontairement. De préférence, le signal d'étage excitateur est produit sous forme d'un signal rectangulaire qui peut être formé d'une manière simple au moyen d'une mise en circuit et hors circuit cyclique d'un élément interrupteur soumis à une tension déterminée, par exemple d'un élément interrupteur à semi-conducteurs. Ce signal d'étage excitateur rectangulaire est transformé, par l'antenne réalisée de la manière prévue sous forme d'un circuit oscillant résonant, en un signal d'émission correspondant, normalement sinusoïdal. L'inductance et/ou la variation d'inductance du circuit oscillant résonant peuvent se déterminer d'une manière différente, à savoir au moyen de la mesure du déphasage entre le signal d'étage excitateur et le signal de fréquence de résonance, au moyen d'une mesure de l'amplitude de la tension de fréquence de résonance et/ou au moyen d'une mesure du courant passant dans le circuit oscillant ou des partis de celui-ci. Si le déphasage entre le signal d'étage excitateur d'antenne et la tension de résonance d'antenne qui en résulte est surveillé, le fait que l'antenne du système de commande, par exemple du blocage de conduite, a été éloignée de la position préfixée, par exemple la serrure de contact, peut se détecter à l'aide de la forte variation d'inductance qui en résulte alors. Dans le cas le plus simple, la mesure d'inductance peut s'effectuer uniquement lorsque effectivement en raison du fonctionnement, une activation du circuit d'antenne est envisagée en vue de l'émission d'un signal correspondant. Toutefois, suivant un développement avantageux de l'invention, la mesure d'inductance peut aussi être effectuée cycliquement, à une cadence fixe, même lorsque le contact est coupé. Cela permet de détecter également des interventions frauduleuses éventuelles sur l'antenne du système de commande, étant donné que les variations de ce fait provoquées manifestent normalement une évolution dans le temps qui ne se présente pas en l'absence d'intervention frauduleuse. Ainsi, un positionnement incorrect de l'antenne et/ou des interventions frauduleuses sur cette antenne peuvent se constater automatiquement. Cela permet en même temps une protection vis-à-vis du démontage des systèmes de commande de véhicule automobile, notamment des systèmes de commande de blocage de conduite. Le dispositif conforme à l'invention s'utilise notamment dans le cas d'un système de commande à blocage de conduite pour véhicule automobile, étant donné que les conditions de sécurité alors imposées sont particulièrement élevées. Toutefois, l'invention est utilisable également dans le cas de tous les autres systèmes de commande de véhicule automobile comportant un circuit d'antenne et une antenne, en vue de contrôler le fonctionnement de l'antenne/du circuit d'antenne. L'invention est décrite ci-après en détail à l'aide des exemples de réalisation et en regard des dessins. On voit: à la figure 1, un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention et, à la figure 2, des variations dans le temps de signaux qui se présentent dans le cas de l'exemple de réalisation représenté à la figure 1. L'exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention qui est représenté à la figure 1 contient un dispositif de commande 1 qui est constitué d'un microprocesseur et qui assure la commande d'antenne et l'analyse de signaux. Le dispositif de commande 1 est raccordé à un étage excitateur d'antenne 2 au moyen d'une ligne de cadencement 5 et fournit à cet étage excitateur d'antenne 2 un signal de cadencement cyclique pendant un fonctionnement d'émission normal voulu et également pendant des intervalles de contrôle pendant lesquels le circuit d'antenne, y compris l'antenne, doit être contrôlé. A partir du signal de cadencement fourni sur la ligne 5, l'étage excitateur d'antenne 2 produit un signal rectangulaire ayant une fréquence d'étage excitateur d'antenne f0. Le signal d'étage excitateur fourni entre les bornes 7 et 8 de l'étage excitateur d'antenne 2 peut être un signal bipolaire comportant des demi-ondes rectangulaires symétriques de polarités différentes, mais il peut aussi se présenter sous forme d'un signal unipolaire ayant un rapport cyclique de 50% comme cela est par exemple représenté à la figure 2a). La figure 2a) représente la variation dans le temps du potentiel présent à la sortie 8 de l'étage excitateur d'antenne 2. Le signal d'étage excitateur est appliqué, par l'intermédiaire d'une résistance série d'antenne RA et deux lignes 9 et 10, à une bobine d'antenne LA qui est disposée sur une serrure de contact 4 (noyau de fer associé à l'antenne), par exemple enfilée par-dessus la serrure de contact. Le circuit oscillant d'antenne contient la bobine d'antenne LA et une capacité CA connectée en série avec celle-ci, de sorte qu'est formé un circuit oscillant série d'antenne. Par son autre borne, la capacité CA est reliée à la sortie 8 de l'étage excitateur d'antenne 3. Un diviseur de tension à résistances, comportant des résistances R1 et R2, est relié à la ligne 10 reliant la bobine d'antenne LA et la capacité CA, de sorte que la tension d'antenne est présente, sous une forme divisée d'une manière proportionnelle, sur une ligne 11 reliée à la prise de prélèvement située entre les résistances R1 et R2. Ces résistances R1 et R2 peuvent posséder des valeurs ohmiques identiques, de sorte que c'est la moitié de la tension d'antenne qui est présente sur la ligne 11. Toutefois, les résistances R1 et R2 peuvent aussi posséder des valeurs différentes qui sont choisies de façon que le niveau d'amplitude présent sur la ligne 11 soit abaissé, par division, à une valeur souhaitée qui peut être traitée sans difficulté par les circuits de traitement situés en aval. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, il est prévu un comparateur de phase 3 dont les deux entrées sont reliées à la sortie 8 de l'étage excitateur d'antenne (circuit d'étage excitateur) 2 et à la ligne 11. Ce comparateur de phase 3 peut de préférence être constitué d'un circuit de mesure électronique qui est par exemple contenu dans un circuit imprimé de poste de base. Ainsi, ce sont les signaux d'entrée représentés aux figures 2a) et 2b) qui sont appliqués sur les deux entrées du comparateur de phase 3, à savoir le signal d'étage excitateur, rectangulaire et symétrique, présent sur la borne 8 et le signal de tension d'antenne abaissé par division qui est présent sur la ligne 11. Le comparateur de phase 3 est relié, au moyen d'une ligne de cadencement 12, au dispositif de commande 1 et reçoit de ce dernier des signaux de cadencement sur lesquels il mesure le déphasage qui existe entre les passages par zéro, qui chaque fois se suivent, des signaux appliqués à ses deux entrées (signal d'étage excitateur et signal de tension de résonance). A la figure 2, le déphasage entre le passage par zéro du signal d'étage excitateur et le passage par zéro de la tension de résonance d'antenne est désigné par ANT. D'une manière générale, le déphasage ANT = - 90 - arctg(2Qd). Ici, d = (f - fo)/fo, tandis que Q désigne le facteur de qualité d'antenne, f la fréquence de résonance d'antenne (f = 1/(2pÈLA x CA)) et fo la fréquence d'étage excitateur d'antenne. Ainsi, le déphasage OANT dépend du facteur de qualité d'antenne qui est lui-même soumis à l'influence des composants se trouvant dans la zone de la bobine d'antenne LA et est situé, pendant le fonctionnement normal, dans un domaine d'attente déterminé. Une clé de contact enfoncée peut par exemple se détecter au moyen de la variation de facteur de qualité qui en résulte. Si toutefois la bobine d'antenne devait par exemple être retirée de la serrure de contact 4 et/ou si des tentatives d'intervention frauduleuse devaient être exécutées sur l'antenne, on obtiendrait en général des variations très fortes du facteur de qualité qui entraîneraient des déphasages 4T d'autant plus grands. En effet, la serrure de contact 4 joue le rôle de noyau de fer pour la bobine d'antenne LA enroulée autour d'elle et elle influe fortement sur l'inductance. Si la bobine d'antenne LA devait être éloignée de la serrure de contact 4 d'une manière imprévue ou en raison de tentatives d'intervention frauduleuse, il se produirait une forte variation de l'inductance et donc du facteur de qualité d'antenne Q avec un déphasage DAT d'autant plus fort. Ainsi, ces grands déphasages DAT signalent au dispositif de commande 11 le fait que, dans le circuit d'antenne, y compris l'antenne, il se présente des perturbations (provoquées d'une manière imprévue ou volontaire) qui doivent être classées comme fonctionnements défectueux. Par la ligne 6, le dispositif de commande 1 reçoit du comparateur de phase 3 les informations concernant le déphasage mesuré actuel ANT et il analyse celui-ci, en ce qui concerne sa grandeur et/ou sa variation dans le temps, en vue de la détection de perturbations. Dans le cas le plus simple, il est préfixé, dans le dispositif de commande 1, une il valeur limite inférieure et/ou une valeur limite supérieure du domaine de déphasage admissible ANT qui sont déterminées en fonction des déphasages se présentant d'une manière minimale et/ou d'une manière maximale en fonctionnement normal. Si le dispositif de commande 1 détecte un déphasage ANT se trouvant en dehors de ce domaine admissible, il analyse cette situation comme étant une perturbation et produit un signal d'avertissement d'erreur correspondant qui est indiqué par la voie acoustique ou optique et/ou est rangé en mémoire à l'usage du service d'entretien. Il est possible aussi de procéder même pendant l'arrêt du véhicule à la mesure d'inductance, qui, dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, est réalisée au moyen de la mesure de déphasage, dans une base de temps préfixée de manière fixe ou variable, de par exemple 10 secondes, et de surveiller de ce fait la variation dans le temps de l'inductance mesurée (variation dans le temps du déphasage). Normalement, en tout état de cause, la variation dans le temps de l'inductance devrait comporter de petits sauts qui sont dus à l'introduction d'une clé de contact dans la serrure ou au retrait de cette clé hors de la serrure. S'il est toutefois établi que la variation dans le temps de la d'inductance présente des fluctuations plus longues, par exemple qui durent plus longtemps, il peut en être déduit l'existence de tentatives d'intervention frauduleuse et, dans ce cas, une alarme peut par exemple être produite. Dans ce cas, la fréquence de surveillance suivant laquelle la mesure d'inductance est effectuée peut aussi être augmentée, afin de pouvoir analyser encore mieux les fluctuations d'inductance et, à partir de là, pouvoir constater encore plus nettement d'éventuelles tentatives d'intervention frauduleuse. Lors de la constatation d'une intervention frauduleuse, l'appareil de commande à blocage de conduite peut aussi être conçu de façon à devoir n'être de nouveau initialisé que par le service d'entretien, avant qu'un fonctionnement normal du véhicule soit de nouveau autorisé. A la place de la mesure, exposée précédemment, du déphasage entre le signal d'étage excitateur rectangulaire et le signal de résonance d'antenne sinusoïdal, la mesure de l'inductance ou des variations d'inductance peut aussi être assurée au moyen d'une détermination de l'amplitude de la tension de résonance se présentant sur l'antenne. Dans ce cas, à la place du comparateur de phase 3, il est prévu, raccordé à la ligne 11, un redresseur en aval duquel est connecté un convertisseur analogique/numérique. Sur la ligne 6, le signal de sortie du convertisseur analogique/numérique est fourni au dispositif de commande 1 en tant qu'information d'amplitude. Le dispositif de commande 1 analyse dans ce cas l'information d'amplitude, fournie sur la ligne 6, qui sert à mesurer l'amplitude de la tension de résonance et sert donc à déterminer l'inductance du circuit d'antenne. L'amplitude de tension de résonance s'obtient alors de la manière suivante: la tension d'étage excitateur UTW qui s'exerce sur le circuit oscillant d'antenne a pour valeur UTw = UT x 4/p, "UT" désignant l'amplitude de tension du signal rectangulaire symétrique qui est fourni à la sortie de l'étage excitateur d'antenne 2. Le courant iA passant dans la résistance RA s'obtient comme suit: IA = UTW / È ZAÈ, dans laquelle ÈZAÈ = RA2 + WO (LA - 1/WCA) Pour wo, il vient: wo = 2pfo. La tension de résonance présente par exemple sur la capacité CA a pour grandeur: UCA = (UTW/ÈZAÈ) X (1/w0CA) Pour déterminer UCA, il peut par exemple être prévu un amplificateur différentiel qui est relié aux deux bornes de la capacité CA OU est aussi prévu à la place du comparateur de phase et reçoit ses deux signaux d'entrée conformément à la figure 1. Dans ce cas, le signal de sortie de l'amplificateur différentiel est appliqué au redresseur et au convertisseur analogique/numérique qui ont déjà été précédemment décrits. Etant donné que la tension UT et donc la tension d'étage excitateur efficace UTw sont toutefois en général fixées d'une manière définie et connues, il est également possible, pour la mesure d'inductance, de déterminer, c'est-à-dire d'appliquer sur le dispositif de commande 1 par l'intermédiaire du redresseur et du convertisseur analogique/numérique, uniquement la tension présente sur la ligne 11, et éventuellement également en supprimant les résistances R1 et R2, la tension présente sur la ligne 10. Il apparaît, d'après les équations qui précèdent, que la résistance complexe du circuit d'antenne dépend de l'inductance LA, de sorte qu'à partir de l'amplitude de la tension de résonance, il est possible d'en déduire la valeur d'inductance respective. A la place ou en sus du déphasage et/ou de la mesure d'amplitude de tension de résonance, il est également possible d'analyser le courant d'antenne pour la mesure d'inductance. Dans ce cas, les résistances R1 et R2 peuvent disparaître et il est possible de raccorder un transformateur de courant directement à la ligne 9 ou 10. Il est possible aussi de mesurer au moyen d'un détecteur de tension la chute de tension entre les bornes de la résistance RA et, à partir de celle-ci, de déterminer le courant de circuit oscillant iA qui varie dans le temps proportionnellement à celle-ci. Le signal de sortie du transformateur de courant ou du détecteur de tension qui relève la tension sur la résistance RA est également appliqué dans ce cas à un redresseur qui sert au redressement du courant et en aval duquel est connecté un convertisseur analogique/numérique. Le signal de sortie de ce convertisseur analogique/numérique est appliqué au dispositif de commande en vue de l'analyse de signaux, ainsi que cela est également le cas pour la variante précédemment décrite de la tension de résonance. A la place de la mesure directe du courant du circuit oscillant, il est possible aussi de mesurer un courant en relation directe avec celui- ci, ou courant partiel, qui passe par exemple dans l'étage excitateur d'antenne 2. En variante ou en sus, il est possible aussi, pour la détermination de l'inductance, de mesurer l'impédance du circuit oscillant ou d'une partie de celui-ci. Cela peut par exemple être réalisé au moyen d'une combinaison de la mesure de courant et de la mesure d'amplitude précédemment décrites. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de l'antenne (2, LA, CA, RA) d'un système de commande prévu dans un véhicule automobile, notamment d'un système de commande de blocage de conduite, comprenant un circuit excitateur (1, 2), servant à appliquer un signal d'étage excitateur à l'antenne (2, LA, CA, RA), et un circuit d'analyse (1, 3) servant à détecter l'inductance ou une variation d'inductance de l'antenne (LA), qui capte un paramètre de signal prélevé par l'antenne et contrôle des valeurs d'inductance ou variations d'inductance anormales, l'antenne étant agencée en circuit résonant avec une bobine d'antenne (LA) servant d'inductance et une capacité (CA), tandis que le circuit d'analyse (1, 3) soit contient un comparateur de phase (3) qui détermine le déphasage entre le signal d'étage excitateur et la tension de résonance d'antenne, soit contient un redresseur, un convertisseur analogique/numérique, qui est connecté en aval de celui- ci et qui transforme la tension de résonance d'antenne, le courant de résonance d'antenne ou une partie de ceux- ci en une valeur numérique, et un étage d'analyse relié à la sortie du convertisseur analogique/numérique. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit excitateur (1, 2) produit un signal rectangulaire. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de résonance est agencé sous forme d'un circuit résonant série. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu, relié à l'antenne, un diviseur de tension (R1, R2) dont la borne de prélèvement est raccordée à une entrée du comparateur de phase (3). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étage d'analyse est réalisé sous forme d'un microprocesseur (1). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une résistance (RA) est contenue dans le circuit d'antenne et en ce que le circuit d'analyse (1) détermine la tension entre les bornes de cette résistance qui sert à la mesure du courant de résonance d'antenne. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une serrure de contact (4) autour de laquelle une bobine d'antenne (LA) de l'antenne est enroulée.