FR2486690A1 - Dispositif de verrouillage de surete et son procede de mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE VERROUILLAG DE SURETE PERMETTANT DE COMMANDER LE FONCTIONNEMENT D'UN APPAREIL, AINSI QU'UN PROCEDE DE MISE EN OEUVRE. L'APPAREIL COMPREND UN ELEMENT DE MISE EN SERVICE 20 QUI DOIT ETRE EXCITE PAR UNE SOURCE ELECTRIQUE 16. LE DISPOSITIF DE VERROUILLAGE COMPREND UN MOYEN 26, 28 DE DELIVRANCE D'ENERGIE ELECTRIQUE, UN MOYEN DE COMMUTATION 18 QUI COMMANDE LA DELIVRANCE D'ENERGIE ELECTRIQUE, UNE UNITE RECEPTRICE 12 MONTEE ENTRE LE MOYEN DE COMMUTATION ET L'ELEMENT DE MISE EN SERVICE ET REPONDANT A UN SIGNAL 32 CONSTITUE D'UN CHAMP MAGNETIQUE VARIANT SELON UNE SEQUENCE CODEE DE FACON UNIQUE, ET UNE UNITE EMETTRICE 14 QUI PRODUIT LEDIT CHAMP MAGNETIQUE CODE, LES UNITES EMETTRICE ET RECEPTRICE NE FONCTIONNANT QUE LORSQU'ELLES SONT TRES PROCHES L'UNE DE L'AUTRE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA PROTECTION CONTRE LE VOL DES AUTOMOBILES.

Description

<Desc/Clms Page number 1>

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage de sûreté destiné à commander le fonctionnement d'un appareil comportant au moins un élément de mise en service qui doit être excité par une source électrique pour que ledit appareil fonctionne, le dispositif de verrouillage de sûreté étant du type comprenant un moyen de distribution qui délivre l'énergie de la source à l'élément de mise en service, un moyen de commutation qui commande l'énergie délivrée via le moyen de distribution, une unité de réception connectée entre le moyen de commutation et le moyen de mise en service pour commander en outre l'énergie délivrée via le moyen de distribution en réponse à la présence d'un signal émis à distance, et une unité d'émission qui produit ledit signal.

On utilise largement des dispositifs de verrouillage de sûreté pour empêcher tout accès illicite à un bâtiment, un coffrefort ou une pièce fermée, ou pour empêcher l'utilisation illicite d'un véhicule ou d'un autre appareil. Une forme simple très répandue de dispositif de verrouillage de sûreté consiste en l'utilisation d'une serrure, d'un verrou, d'un interrupteur, d'un commutateur ou d'un contacteur ne pouvant être actionnés que par l'utilisateur d'une clef.

Il s'agit d'une forme particulièrement répandue de dispositif de verrouillage de sûreté pour appareil électrique exigeant de l'énergie électrique pour fonctionner. Ainsi, il est simple et peu coûteux de placer un commutateur, ou contacteur, à clef entre la source d'énergie électrique et l'appareil à protéger. Pour permettre le fonctionnement de l'appareil, il faut faire jouer le commutateur à clef de façon que l'énergie électrique puisse passer de la source d'énergie électrique à l'appareil.

L'utilisation d'un commutateur à clef constitue un moyen presque universel pour garantir les automobiles et les autres véhicules. Ainsi, un commutateur à clef, appelé contacteur d'allumage, est monté entre la batterie et le dispositif d'allumage du moteur.

Avant que l'énergie de la batterie du véhicule ne puisse exciter le système d'allumage (de manière à permettre au moteur de tourner), il faut faire jouer le contacteur d'allumage. Pour faire jouer le contacteur d'allumage, il faut une clef ayant la configuration appropriée.

(On connaît également d'autres dispositifs de sûreté, jouant un rôle d'appoint, qui viennent s'ajoutera l'utilisation du commutateur à clef, comme par exemple les serrures montées sur les portes de l'automobile.)

<Desc/Clms Page number 2>

Un problème qui est associé à l'utilisation quasi universelle d'un commutateur à clef, en particulier lorsque ce dispositif est employé sur une automobile, est la facilité relative avec laquelle on peut contourner la difficulté que constitue la résistance offerte par un tel dispositif. Dans une automobile par exemple, un"voleur" expérimenté peut facilement mettre en dérivation le contacteur d'allumage, c'est-à-dire mettre sous tension le système d'allumage par un moyen quelconque, de manière à permettre l'alimentation électrique de ce dernier.

D'autres dispositifs de verrouillage de sûreté destinés aux automobiles et aux appareils de cette espèce sont généralement constitués de dispositifs de sûreté d'appoint qui s'ajoutent au contacteur d'allumage. Ces dispositifs de sûreté d'appoint comprennent typiquement des dispositifs avertisseurs (avertisseurs sonores, sirènes, etc.) qui se déclenchent lorsqu'on pénètre dans l'automobile par une porte, une fenêtre ou toute autre partie sans désactiver le dispositif de sûreté. Un mécanisme de minuterie est souvent utilisé en relation avec les dispositifs d'avertissement sonore de sorte que ceux-ci n'entrent pas en action avant une durée fixe après l'entrée dans le véhicule. Ce temps permet à l'utilisateur licite, qui sait comment désarmer le dispositif d'avertissement, de procéder à ce désarmement après être entré dans le véhicule. Inversement, un utilisateur illicite qui ne sait pas désarmer le dispositif est effrayé (à juste raison) dès que lesdispositifsd'avertissement font entendre leur bruit. Malheureusement, les dispositif de ce type n'empêchent généralement pas de faire marcher le véhicule. Ce qu'ils font est simplement de produire beaucoup de bruit pour attirer l'attention sur le véhicule et son occupant.

Pour empêcher l'utilisation illicite d'un véhicule, la technique antérieure propose également des robinetsde commande de carburant. De façon générale, il est prévu un moyen d'actionnement du robinet de carburant, permettant au carburant de passer du réservoir au moteur, via un commutateur dissimulé au voisinage du siège du conducteur. Un utilisateur licite du véhicule doit actionner le robinet avant de passer à la conduite du véhicule. Malheureusement, il reste généralement suffisamment de carburant dans le carburateur

<Desc/Clms Page number 3>

et la canalisation reliant le robinet de commande au moteur pour permettre le démarrage du véhicule et sa conduite sur une brève distance, avant que les effets de la fermeture du robinet de commande de carburant se manifestent. Ceci peut non seulement être dangereux (par exemple lorsque le véhicule s'arrête soudainement au milieu de la rue ou en un autre emplacement susceptible de créer en risque d'accident), mais il peut également être une source d'irritation vis-A-vis de l'utilisateur licite qui oublie de manoeuvrer le robinet de commande.

Plusieurs types de dispositifs de verrouillage de sûreté utilisent une commande radio-électrique. La forme la plus répandue de ces dispositifs est constituée par les éléments électroniques destinés à ouvrir les portes de garage qui répondent à un signal émis à partir d'un émetteur portatif à destination d'un récepteur monté à l'intérieur du garage. Le récepteur ne répond qu'à un signal de commande produit par l'émetteur. Le récepteur est typiquement monté dans l'automobile et doit pouvoir émettre un signal sur une portée d'au moins 30 m environ. Pour émettre un signal de commande de manière appropriée et précise sur une telle distance, il faut utiliser dans le récepteur des techniques de radio-diffusion haute fréquence classiques. Ainsi, il faut utiliser une porteuse de haute fréquence (radio-fréquence) pour transporter le signal de commande de l'émetteur au récepteur. L'utilisation d'un tel signal porteur de haute fréquence augmente le coût et la complexité de l'unité émettrice comme de l'unité réceptrice. De plus, il n'est pas rare qu'un récepteur donné réponde à un signal de commande inapproprié émis par un émetteur autre que l'émetteur voulu. Puisque la réception d'un signal de commande est généralement le seul préalable au désarmement du dispositif de verrouillage de sûreté, il devient donc relativement facile à un utilisateur illicite de mettre en défaut l'inviolabilité du dispositif de sûreté.

Des dispositifs de sûreté à actionnement magnétique sont également connus dans la technique. Ils demandent généralement un dispositif magnétique susceptible de répondre à la présence d'un champ magnétique. Des dispositifs illustratifs de ce type sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 569 928, 3 885 164, 3 962 695,4 170 005, et 4 136 338. Toutefois, tous ces dispositifs

<Desc/Clms Page number 4>

sont susceptibles de répondre à n'importe quel type de champ magnétique. Il est donc très facile de faire appel à un champ magnétique obtenu par contrefaçon ou de manière illicite pour désarmer les dispositifs de sûreté qui sont employés en relation avec ce champ.

Selon un premier aspect, l'invention comprend un dispositif de verrouillage de sûreté destiné à commander le fonctionnement d'un appareil ayant au moins un élément de mise en service qui doit être excité par une source d'énergie électrique afin que ledit appareil fonctionne, le dispositif de verrouillage de sûreté étant du type comprenant un moyen de distribution qui délivre l'énergie électrique de ladite source à l'élément de mise en service, un moyen de commutation qui commande l'énergie électrique délivrée via le moyen de distribution, une unité de réception connectée entre le moyen de commutation et l'élément de mise en service afin de commander en outre l'énergie électrique délivrée via le moyen de distribution en réponse à la présence d'un signal émis à distance, et une unité émettrice qui produit ledit signal, le dispositif de l'invention se distinguant en ce que l'unité réceptrice est destinée à répondre à un signal qui est un champ magnétique qui varie selon une séquence codée de façon unique, en ce que l'unité émettrice est destinée à produire ledit champ magnétique codé de façon unique, et en ce que l'unité émettrice produit et l'unité réceptrice détecte ledit champ magnétique codé de façon unique seulement lorsque lesdites unités sont en étroite proximité mutuelle.

Selon un deuxième aspect, l'invention comprend un procédé de prévention du vol permettant de garantir la. sûreté d'un appareil possédant au moins un élément de mise en service qui doit être excité à partir d'une source d'énergie électrique pour que ledit appareil fonctionne, le procédé de prévention étant du type comprenant les opérations suivantes : délivrer l'énergie de la source d'énergie électrique à l'élément de mise en service via un réseau de distribution d'énergie, connecter en série avec le réseau de distribution un commutateur qui commande de façon commutable l'application d'énergie électrique à l'élément de mise en service, connecter une unité réceptrice entre le commutateur et l'élément de mise en service, ladite unité réceptrice étant destinée à également commander de façon commu-

<Desc/Clms Page number 5>

table l'application d'énergie électrique à l'élément de mise en service en réponse à la détection de la présence d'un signal, et à placer une unité émettrice en relation avec l'unité réceptrice et actionner l'unité émettrice lorsque l'on souhaite exciter l'élément de mise en service, le procédé de l'invention se distinguant en ce qu'il comprend les opérations consistant à concevoir l'unité réceptrice de manière qu'elle réponde à un champ magnétique qui varie selon une séquence codée de façon unique, concevoir l'unité émettrice de façon qu'elle produise ledit champ magnétique variable codé de façon unique lorsqu'elle est actionnée, ladite unité émettrice produisant et ladite unité réceptrice détectant ledit champ magnétique codé de façon unique que lorsqu'elles sont en étroite proximité mutuelle.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est un schéma de principe du dispositif de verrouillage de sûreté tel qu'il pourrait être employé avec les éléments constitutifs d'une automobile ordinaire ; la figure 2 est un schéma de principe détaillé des unités émettrice et réceptrice du dispositif de verrouillage ; la figure 3 est un schéma électrique simplifié de l'émetteur de la figure 2 ; la figure 4 est un schéma électrique simplifié du récepteur de la figure 2 ; et la figure 5 est un schéma électrique simplifié d'un circuit d'alimentation en tension négative qui peut être utilisé pour fournir la tension négative nécessitée par le circuit récepteur de la figure 4.

L'application préférée du dispositif de verrouillage de sûreté présentement décrit est destinée à être utilisée sur une automobile ou un véhicule analogue. Ainsi, la description suivante du mode de réalisation préféré se rapporte principalement au cas où l'on utilise le dispositif de verrouillage de sûreté pour empêcher la mise en marche illicite d'une automobile. Toutefois, on comprendra qu'un dispositif de verrouillage de sûreté du type présentement décrit

<Desc/Clms Page number 6>

peut être employé avec n'importe quel type de dispositif dont on veut garantir l'emploi licite et qui peut être commandé via l'utilisation d'une énergie électrique commutable ou l'utilisation de dispositifs électromécaniques pouvant être commandés par une énergie électrique commutable. Des exemples de dispositifs de ce type dont l'utilisation licite peut être garantie par un dispositif de verrouillage de sûreté du type décrit comprennent, non inclusivement, des portes de logements d'habitation ou de bâtiments analogues, des coffres-forts, des appareils électriques, des machines industrielles, etc.

Sur la figure 1, on peut voir un schéma de principe du dispositif de verrouillage de sûreté, tel qu'il peut être utilisé avec les éléments constitutifs d'une automobile ordinaire. Le dispositif de verrouillage de sûreté comporte une unité réceptrice 12 et une unité émettrice 14. Les éléments constitutifs classiques d'une automobile qui sont utilisés en relation avec le dispositif de verrouillage de sûreté comportent la batterie 16, le contacteur d'allumage 18, et le système d'allumage 20. Une soupape à solenoide 22 peut également être utilisée en relation avec le dispositif de verrouillage de sûreté pour commander l'alimentation en carburant via une conduite 24. La canalisation de carburant 24 assure la délivrance du carburant entre un réservoir de carburant du véhicule (non représenté) et le moteur (également non représenté).

Dans un système d'allumage par étincelles classique pour automobile, l'énergie électrique de la batterie 16 est envoyée au système d'allumage 20 par des câbles ou des fils 26 et 28. Le contacteur d'allumage 18 est disposé de manière appropriée entre la batterie 16 et le système d'allumage 20 afin de commander, de manière sûre, l'excitation du système d'allumage 20. Un fusible 30 est également typiquement utilisé à titre de sécurité. Ce fusible 30 peut être placé entre le contacteur d'allumage 18 et la batterie 16. Le dispositif de verrouillage de sûreté modifie le processus classique décrit ci-dessus en ce qu'on dispose une unité réceptrice 12 entre le contacteur d'allumage 18 et le système d'allumage 20. Ainsi, le système d'allumage 20 ne peut être excité que lorsque l'unité réceptrice 12 est actionnée et que le contacteur d'allumage 18 a joué.

<Desc/Clms Page number 7>

L'actionnement de l'unité réceptrice 12 est illustré symboliquement sur la figure 1 par le fait que le commutateur 19 passe de sa position"B"à sa position"A". Un signal codé magnétiquement, représenté symboliquement sous forme de la flèche ondulée 32 sur la figure 1, est transmis de l'unité émettrice 14 à l'unité réceptrice 12 à chaque fois que l'on désire actionner l'unité réceptrice. Une soupape à solenoide 22 disposée dans la canalisation de carburant 24 de l'automobile peut également être connectée par un fil ou un câble 34 à la borne active ("A"du commutateur 19) de l'unité réceptrice 12. Ainsi, lorsque l'unité réceptrice 12 est actionnée par le signal codé magnétiquement 32 et lorsque le contacteur d'allumage 18 a joué de manière appropriée, l'énergie de la batterie 16 peut être délivrée à la fois au système d'allumage 20 et à la soupape à solenoïde 22 de manière à permettre au véhicule de marcher.

Sur la figure 2, un schéma de principe de l'unité émettrice 14 et de l'unité réceptrice 12 est présenté. L'unité émettrice 14 comporte un codeur 40, un préamplificateur 42, et une bobine émettrice Al. Le codeur 40 est excité par une tension provenant d'une pile B via un interrupteur à bouton-poussoir PB. La pile B sert également à exciter le préamplificateur 42. Lorsque l'interrupteur PB est enclenché, le codeur 40 produit un signal codé de façon unique qui est transmis au préamplificateur 42 via une ligne de signal 44. Le préamplificateur 42 amplifie le signal codé et le transmet à la bobine émettrice Al via une ligne 46 de signaux.

Le signal codé produit par le codeur 40 est de préférence un signal codé numériquement comprenant une série de zéros et de uns logiques et de bits de synchronisation. Un signal codé complet peut par exemple consister en une figure de données comprenant 16 bits de données. Un déplacement de fréquence peut également servir par exemple à coder le bit de donnée de manière appropriée. A savoir, chaque bit de donnée peut être représenté par une combinaison unique d'une première et d'une deuxième fréquence. Par exemple, si la première fréquence est représentée par"H" (pour haute fréquence) et la deuxième fréquence est représentée par"L" (pour basse fréquence), le un logique peut être représenté à titre d'exemple sous la forme codée de"HH", le zéro logique par"HL", et le bit de synchronisation par"LL". Typique-

<Desc/Clms Page number 8>

ment, la fréquence correspondant à"H"sera le double de celle de"L".

Lorsque ces différentes fréquences sont présentées à la bobine d'émis- sion Al, les courants variables qui leur sont associés produisent un champ magnétique autour de la bobine Al selon les principes bien connus de la création des champs magnétiques. Ainsi, un champ magnétique codé (représenté symboliquement par la flèche ondulée 32) est présent autour de la bobine Al à chaque fois que l'on enclenche l'iaterrnp- teur à bouton-poussoir PB de l'unité d'émission 14.

L'unité réceptrice 12 comporte, comme le montre le schéma de principe de la figure 2, une bobine réceptrice A2, un ampli- ficateur 48, un décodeur 50, un circuit de blocage temporisé 52, et un relais 54. La bobine réceptrice A2 sera avantageusement disposée à l'intérieur de l'unité réceptrice 12 de façon à se trouver à proxi- mité immédiate d'un de ses bords. Ainsi, lorsqu'un champ magnétique codé 32 est présent, ce champ magnétique variable induit une tension dans la bobine réceptrice A2 selon les principes bien connus de l'induc- tion électromagnétique. Cette tension induite est présentée via une ligne de signaux 56 à l'amplificateur 48, où elle est amplifiée et traitée pour être présentée au décodeur 50 via la ligne de signaux 58.

Le décodeur 50 compare le signal reçu avec un signal de référence pré- programmé, ou unique. Si le signal reçu est le même que le signal de référence préprogrammé, c'est-à-dire si chaque bit du signal reçu cor- respond à un bit du signal préprogrammé, alors le décodeur 50 produit un signal de sortie via une ligne de signaux 60. La présence de ce signal de sortie sur la ligne de signaux 60 déclenche le circuit de blocage temporisé 52. Ce dernier est lui-même destiné à permettre l'excitation de la bobine L du relais 54.

Les contacts du relais 54 sont connectés de manière à permettre à une tension V de la batterie du véhicule d'être sélectiB vement délivrée au système d'allumage 20 et à la soupape à solenode22.

Plus spécialement, lorsque le contacteur d'allumage 18 est enclenche,

la tension VB de la batterie 16 du véhicule est délivrée via une ligne B de signaux 28 aux commutateurs. de relais SWI et SW2. Cette tension V B est également délivrée à la bobine L du relais 54, bien que la bobine L ne soit reliée A la terre via le circuit de blocage temporisé 52 que lorsqu'elle est excitée par le signal de sortie du décodeur 50. Les

<Desc/Clms Page number 9>

commutateurs de relais SW1 et SW2 sont destinés à rester dans leur position supérieure, ou position de coupure, que montre la figure 2, lorsque la bobine de relais L n'est pas excitée. Toutefois, lorsque la bobine L est excitée, ils sont tous deux attirés à leur position basse, ou position de fermeture. Ainsi, le commutateur de relais SW1 étant dans sa position de coupure, on voit que, pour la configuration de la figure 2, le système d'allumage 20 est mis à la terre via la ligne de signaux 29, le commutateur SW1 et la ligne de signaux 62.

Cette mise à la terre du système d'allumage 20 est naturellement une particularité facultative qui pourrait être facilement éliminée par une suppression éventuelle de la ligne de signaux de mise à la terre.

De plus, le commutateur SW2 étant dans sa position de coupure, on voit que la soupape à solenotde 22, qui reçoit l'énergie électrique via la ligne de signaux 34, n'est pas excitée. Lorsque les commutateurs de relais SW1 et SW2 sont attirés à leur position inférieure ou de fer-

meture, on voit qu'alors la tension VB de la batterie est acheminée B au système d'allumage 20 via le commutateur SW1 et à la soupape à solenotde 22 via le commutateur de relais SW2. De plus, cette même tension peut être acheminée via le commutateur de relais SWI au circuit de blocage temporisé 52 via la ligne de signaux 64. Cette tension sert à maintenir le circuit de blocage temporisé 52 dans sa position de fermeture de contact afin de maintenir excitée la bobine L du relais 54 aussi longtemps que le contacteur d'allumage 18 est enclenché.

Sur la figure 3, est représenté un schéma détaillé simplifié de l'unité émettrice 14. Le codeur 40 peut avantageusement être réalisé au moyen d'un circuit intégré disponible dans le commerce, tel que le codeur de données en série"S2742"fabriqué par la société American Microsystems, Inc., et quelques composants passifs discrets.

Un tel codeur de données en série, désigné par la référence Ul sur la figure 3, effectue le codage par le moyen d'une figure de données trinaire à déplacement de fréquence qui est constituée de 16 bits de données. Chaque bit de donnée a une longueur équivalente à 32. cycles d'une horloge de haute fréquence. La fréquence de cette horloge est déterminée par des résistances externes RI et R2 et un condensateur Cl qui sont connectés de la manière représentée. De façon typique, il est fait appel à une horloge de haute fréquence de 20 kHz. Une pile normale

<Desc/Clms Page number 10>

de 9 V, représentée par la référence B sur la figure 3, peut être utilisée pour alimenter le codeur Ul. L'interrupteur à bouton-poussoir PB peut être connecté entre la pile B et le codeur Ul de manière qu'une unique poussée momentanée du bouton PB mette l'unité de codage en service.

Les caractéristiques fonctionnelles et opérationnelles détaillées du circuit intégré Ul constituant le codeur de données en série précité sont bien connues dans la technique et ne seront pas discutées dans cette description. Il suffit de noter que la fonction du circuit intégré Ul est de fournir des données en série comme signal de sortie pouvant être transmis à destination d'une unité réceptrice.

Lorsqu'on utilise pour réaliser le codeur Ul le circuit intégré constitué du codeur de données en série"S2743"de la société American Microsystems, Inc., le signal de sortie constitué de données en série apparaît sur la broche 15. Ainsi que cela a été mentionné ci-dessus, ce signal est constitué de seize bits de données, dont neuf peuvent être choisis par l'utilisateur par mise sélective à la terre ou en circuit ouvert des broches 1 à 9. Les 7 bits restants sont fixes pour une unité donnée, et servent à définir le début et la fin d'un signal codé donné, ces sept bits servant également à la synchronisation.

Le préamplificateur 42 peut être réalisé au moyen d'un unique transistor QI (figure 3). Ce transistor QI peut être un transistor NPN, par exemple celui désigné par le numéro"2N3904", dont on connecte directement la base à la broche 15 du codeur Ul. On relie l'émetteur du transistor Ql à la bobine émettrice Al. Le courant circule donc à travers la bobine Al sous commande du signal codé apparaissant à la base du transistor QI. Une diode électroluminescente CRI est connectée au collecteur de transistor Ql. Ainsi, la totalité (ou presque) du courant circulant dans la bobine Al passe également dans la diode électroluminescente CRI. Avec cette configuration, la diode CRI fournit une indication visuelle du fait qu'un signal codé est présenté à la bobine émettrice Al. La bobine émettrice Al, ainsi que cela a été expliqué ci-dessus, produit un champ magnétique alternatif dont les fréquences sont déterminées par le codeur Ul. Dans le mode de réaJjsation préférée ces fréquences sont comprises entre 5 et 10 kHz, bien que n'importe quelle fréquence convenable puisse être utilisée.

<Desc/Clms Page number 11>

Selon une variante, le préamplificateur 42 peut être réalisé au moyen de deux transistors montés en configuration dite de "push-pull". Selon cette configuration, un transistor est du type NPN, et l'autre du type PNP. Les émetteurs et les bases des deux transistors sont reliés ensemble, le point des bases communes étant relié directement à la sortie du codeur Ul, et le point des émetteurs communs étant relié, typiquement via un condensateur de couplage, à la bobine émettrice Al. Dans ce cas, le transistor NPN pourrait être à

titre d'exemple un transistor"2N3904"et le transistor PNP pourrait être un transistor"2N3906". L'avantage principal de ce montage "push-pull", ou de tout autre montage utilisant un condensateur de couplage entre le préamplificateur et la bobine Al, est qu'il élimine le courant continu qui pourrait passer dans la bobine d'émission, lequel courant continu représente une perte d'énergie.

On passe maintenant à la figure 4, sur laquelle est présenté un schéma électrique détaillé de l'unité réceptrice 12. Le champ magnétique alternatif produit par l'unité émettrice 14 induit un signal dans la bobine réceptrice A2. Ce signal est amplifié par un amplificateur opérationnel U2. Le signal de sortie de l'amplificateur U2 est ensuite encore amplifié par un étage suiveur en tension constitué d'un autre amplificateur opérationnel U3. L'amplificateur opérationnel U2 peut être réalisé sous forme d'un circuit intégré disponible dans le commerce, par exemple le modèle "CA3130", tandis que l'amplificateur opérationnel U3 constituant l'étage suiveur en tension peut être réalisé sous forme de l'amplificateur opérationnel leA3l40" disponible dans le commerce, ces deux amplificateurs étant fabriqués par la société RCA.

Le signal de sortie de l'étage suiveur en tension U3 est délivré via un condensateur de couplage CIO à un circuit intégré U4, faisant fonction de décodeur de données en série. Ce décodeur U4 est équivalent au décodeur 50 de la figure 2. Un décodeur de données en série disponible dans le commerce, tel que le modèle "82742" fabriqué par la société American Microsystems, Inc., peut être utilisé pour réaliser le décodeur U4 dans le mode de réalisation préféré. Un tel décodeur décode le signal codé à 16 bits émis au moyen de techniques de boucles de verrouillage de phase sur puce. Des techniques de compa-

<Desc/Clms Page number 12>

raison classiques sont également employées pour comparer le signal décodé avec un code choisi extérieurement. Les broches numérotées de 1 à 9 du décodeur U4 présenté sur la figure 4 peuvent être programmées par un utilisateur de façon à réaliser la correspondance avec le code qu'il a lui-même établi en relation avec le circuit intégré de codage Ul de la figure 3. Ainsi, un utilisateur peut fixer neuf des bits du mot codé à seize bits suivant n'importe quelle séquence voulue connue de lui seul, de manière à maintenir l'inviolabilité et le secret de l'appareil.

La description fonctionnelle et opérationnelle du circuit intégré de décodage U4 est bien connue dans la technique et ne sera donc pas présentée dans cette description. Il suffit de noter que lorsqu'un signal codé reçu par le circuit intégré U4 concorde avec la séquence préprogrammée qu'a déterminé la définition sélective des neuf bits sélectionnables, un signal de sortie apparaît sur la broche 17 du dispositif. Le signal de sortie du décodeur de données en série "S2742" fabriqué par la société American Microsystems, Inc., est un niveau haut de tension. Lorsqu'il est présent, ce niveau haut de tension autorise le passage d'un courant en provenance du décodeur U4 à destination du condensateur C15 via la diode CR2 et la résistance R14.

La tension présente sur le côté positif de ce condensateur s'élève donc avec une constante de temps qui est principalement déterminée par la valeur du condensateur C15 et la valeur de la résistance R14. Lorsque cette tension s'est élevée jusqu'à un certain niveau de seuil, le circuit de temporisation U5 se déclenche. La tension de ce seuil de commutation est fixé par le réseau diviseur de tension que constituent les résistances R17 et R18. Un condensateur C16 est utilisé comme condensateur de dérivation pour éliminer par filtrage le bruit de ce niveau de seuil.

Le circuit de temporisation U5 peut être réalisé au moyen d'un circuit de temporisation génériquement numéroté sous la désignation commerciale 555, qui est maintenant fabriqué par de nombreux fabricants de semi-conducteurs tels que les sociétés Signetics, Fairchild, National, et RCA. Aussi longtemps que la tension présente sur les broches 2 et 6 du circuit U5 dépasse le niveau de seuil spécifié, du courant peut passer dans la broche 3 pour aller à la terre,

<Desc/Clms Page number 13>

en excitant la bobine L du relais 54. Toutefois, si la tension présente sur les broches 2 et 6 tombe en dessous du niveau de seuil de déclenchement, la bobine L du relais 54 se désexcite.

Une diode supplémentaire CR3 est connectée entre le curseur du commutateur de relais SW1 et la cathode de la diode CR2.

Cette diode CR3 permet l'application de la tension VB de la batterie S au condensateur C15 dès que le relais 54 a été initialement excité.

La présence d'une haute tension sur la broche 17 du décodeur U4, même si cela n'est que momentané (par exemple sous forme d'une impulsion), est initialement nécessaire pour l'excitation du relais 54. Ainsi que cela a été expliqué ci-dessus, cette haute tension charge le condensateur C15 jusqu'au-dessus d'un niveau de seuil de manière à déclencher le relais de temporisation U5. Une fois déclenché, le circuit U5 répond en mettant à la terre la bobine L du relais 54 via la diode CR5. Pendant ce temps, du courant a été autorisé à traverser la bobine L, de manière à exciter la bobine du relais et à placer les commutateur de relais SW1 et SW2 sur leur position basse, ou position de fermeture de contact. Le commutateur de relais SW1 étant dans sa position de ferme-

ture, on voit que la tension VB de la batterie est appliquée via la D diode CR3 au condensateur C15. Ainsi le condensateur C15 reste chargé au-dessus du niveau de seuil, maintenant ainsi le relais 54 dans son état excité. De cette façon, le relais 54 reste verrouillé jusqu'au moment où on utilise le contacteur d'allumage 18 pour couper la tension

VB de la batterie. H
Il est également possible de configurer le circuit de blocage temporisé 52 (figure 2) de telle manière que si la tension présente sur la ligne 60 tombe au-dessous d'un niveau de déclenchement de seuil du circuit de blocage temporisé 52, le relais 54 reste néanmoins excité pendant une durée prescrite. On peut choisir cette durée de façon qu'elle soit suffisamment longue pour autoriser un utilisateur du dispositif de verrouillage de sûreté (1) à transmettre un signal magnétique codé de l'unité émettrice 14 à l'unité réceptrice 12, et (2) à enclencher le contacteur d'allumage 18 au moyen d'une clef de contact. Avec cette configuration, l'ordre dans lequel on effectue les opérations d'actionnement de l'unité réceptrice 12 et d'enclenchement du contacteur d'allumage 18 peut être inversé.

<Desc/Clms Page number 14>

Si l'on coupe le contacteur d'allumage 18, le condensateur C15 (figure 4) maintient une tension supérieure au niveau de déclenchement de seuil pendant une durée qui est principalement determinée par la valeur de la résistance R15 et celle du condensateur C15.

Ainsi, l'utilisateur peut momentanément couper le commutateur à clef 18 sans devoir retransmettre un autre signal codé magnétiquement au moyen de l'unité émettrice 14.

Comme on le voit sur la figure 4, une diode Zener VRZ peut être utilisée pour réguler sur une valeur plus précise la tension VB de la batterie. Lorsque la tension VB de la batterie est de 12 V, B B comme c'est le cas pour la plupart des automobiles, la diode Zener VRZ peut être à titre d'exemple une diode "lN4740", ou une diode Zener de 10 V. Cette tension Zener régulée est donc utilisée pour alimenter le circuit intégré U2,. U3, U4 et U5. L'utilisation de la diode Zener VRZ est facultative dans la mesure où tous les circuits intégrés fonctionnent à partir d'une source de tension non régulée. Toutefois, l'utilisation de la diode Zener VRZ constitue d'une certaine façon une mesure de protection de ces dispositifs contre des surtensions. La diode sert également à définir plus précisément le niveau de commutation de seuil et la constante de temps qui sont associés au fonctionnement du circuit de temporisation U5.

Le circuit décodeur U4 demande une tension négative, - V, aussi bien qu'une tension positive, pour fonctionner. Une telle tension négative n'est pas typiquement disponible dans le système électrique d'une automobile ordinaire. Par conséquent, une alimentation en tension négative, telle que celle présentée sur le schéma simplifié de la figure 5, peut être utilisée pour produire la tension négative voulue à partir de la tension Zener positive V. Le circuit présenté sur la figure 5 comporte un oscillateur ayant une fréquence d'environ 100 kHz. Cet oscillateur est réalisé au moyen de portes logiques d'inversion 70 et 72 connectées en série suivant une configuration de circuit oscillateur courante. Le condensateur C19 se charge et se décharge alternativement à travers la résistance R20 lorsque les états des portes logiques 70 et 72 changent. La résistance R19 empêche le condensateur C19 de se décharger dans les circuits de protection d'entrée de la porte 70, ce qui stabilise la fréquence

<Desc/Clms Page number 15>

d'oscillation. Des portes logiques 74,76, 78 et 80 sont connectées en parallèle et constituent un amplificateur tampon qui traite et emmagasine provisoirement le signal de sortie de l'oscillateur. Une fois emmagasiné, le signal de sortie de l'amplificateur est présenté à un doubleur de tension demi-onde constitué de condensateurs C20 et C21, de diodes CR6 et CR7, et d'une résistance R21. Une valeur typique pour la tension négative ainsi créée, si l'on suppose une tension d'entrée positive de + 10 V, est de l'ordre de-7 V ou-8V. Les portes logiques d'inversion peuvent avantageusement être réalisées sous forme d'un unique circuit intégré d'inversion sextuple CMOS, comme le circuit"CD4049"fabriqué par de nombreux constructeurs.

Des circuits présentés sur les figures 3,4 et 5 peuvent être aisément réalisés par l'homme de l'art utilisant les composants disponibles dans le commerce sur la base de la description donnée ci-dessus. La plus grande partie des condensateurs et des résistances présentés sur ces figures sont destinés à la polarisation et à la stabilisation, et l'homme de l'art saura aisément trouver les valeurs et le réseau de montage particulier qui doivent être utilisés avec ces composants pour faire fonctionner les divers circuits intégrés et autres dispositifs actifs. La bobine émettrice, Al (figures 2 et 3) peut être réalisée par bobinage d'environ 350 spires de fil n 40 sur un noyau de ferrite, tel que le noyau du commerce désigné par la référence"R33-050-400"fabrique par la société Amidom. De même, la bobine réceptrice A2 (figures 2 et 3) peut également être réalisée à l'aide d'un noyau de ferrite de la société Amidom portant la référence"R33-050-750"sur laquelle on bobine environ 350 spires de fil n 40.

La simplicité de l'unité émettrice 14 permet sa réalisation sous un volume relativement petit pouvant être tenu à la main.

Ainsi réalisée, l'unité peut commodément être placée dans une poche de chemise ou un porte-monnaie, où elle se trouvera à portée de main de son utilisateur licite, comme c'est le cas pour une clef classique.

La pile B, utilisée en relation avec l'unité émettrice 14 peut également être une pile du commerce de dimension réduite et de faible coût, telle que la pile de 9 V modèle"246"que fabrique la société Burgess, ou modèle"216"que fabrique la société Eveready.

<Desc/Clms Page number 16>

L'unité réceptrice 12 peut également être réalisée sous forme relativement compacte et ainsi être montée dans une automobile ou une unité d'habitation en un endroit caché qui est proche du point d'entrée ou d'emplacement de fonctionnement. Par exemple, lorsqu'il s'agit d'une automobile, le récepteur peut être monté sous le tableau de bord au voisinage du siège du conducteur. Une fois monté, il est relativement simple de le connecter au contacteur d'allumage 18, au sys-

tème d'allumage 20, et à la soupape à solenotde 22, aussi bien qu'à la terre, ainsi que cela est indiqué sur la figure 1. Un ensemble d'instructions typique de montage de l'unité réceptrice 12 à l'intérieur d'une automobile est le suivant :
1. Monter l'unité réceptrice 12 à l'intérieur du véhicule au voisinage de la place du conducteur, de préférence en un emplacement où il n'est pas visible.

2. Localiser le fil allant du contacteur d'allumage 18 à l'allu- mage 20. (Il s'agit de la ligne de signaux 28 de la figure 1. ) Cette ligne de signaux 28 est le fil allant à la bobine d'un système d'allumage classique ou au module de commande d'un allumage électronique.

Cette ligne de signaux présente typiquement une tension comprise entre + 11 et + 14 V lorsque le contacteur d'allumage est enclenché, et zéro volt lorsque le contacteur d'allumage est coupé. Aucune connexion ne doit être faite à la partie du secondaire (haute tension) du système d'allumage. Aucune autre connexion ne doit être faite à n'importe lequel des fils associés au système d'allumage, y compris le fil allant de la bobine au distributeur.

3. Couper le fil localisé au cours de l'étape 2. (ligne de signaux 28 de la figure 1).

4. Déterminer quelle extrémité du fil coupé au cours de l'étape 3 se raccorde à la batterie via le commutateur d'allumage 18. Il s'agit de l'extrémité qui porte 12 V lorsque le contacteur d'allumage est enclenché. Connecter le fil 27 partant de l'unité réceptrice 12 à cette extrémité du fil 28 qui est du c6té de la batterie.

5. Connecter le fil 29, qui vient également de l'unité réceptrice 12, à l'autre extrémité du fil coupé. au cours de l'étape 3. Il s'agit de l'extrémité du fil 28 qui se raccorde au système d'allumage 20.

<Desc/Clms Page number 17>

6. Connecter le fil 62 venant de l'unité réceptrice à une"bonne terre", par exemple le châssis du véhicule.

7. Connecter le fil 34 venant de l'unité réceptrice 12 à l'un des fils de la soupape à solenotde 22.

8. Connecter l'autre fil menant à la soupape à solenoide 22 à une "bonne terre", par exemple le châssis du véhicule.

Une fois le dispositif soigneusement connecté selon l'ensemble d'instructions présenté ci-dessus, on peut utiliser l'unité émettrice 14 pour armer l'unité réceptrice 12 au moyen d'un signal codé de façon appropriée. Une fois armée de façon appropriée, l'unité réceptrice 12 permet la mise en marche du véhicule de manière classique, y compris en ce qui concerne l'allumage électrique et l'alimentation en carburant. Toutefois, si l'unité réceptrice 12 n'est pas armée de façon appropriée, alors le véhicule ne démarre pas. De plus, même s'il peut démarrer d'une certaine façon, il ne fonctionnera pas très longtemps dans la mesure où l'alimentation en carburant est bloquée.

Il est important de noter que le signal codé qui est couplé entre les unités émettrice et réceptrice est simplement une séquence particulière d'un champ magnétique variable. Ainsi, on n'utilise aucun signal à porteuse de haute fréquence pour transporter le signal codé de l'unité émettrice à l'unité réceptrice.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif et du procédé dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de verrouillage de sûreté permettant de commander le fonctionnement d'un appareil possédant au moins un élément de mise en service qui doit être excité par une source d'énergie électrique pour que ledit appareil fonctionne, le dispositif de verrouillage de sûreté étant du type comprenant un moyen de distribution qui délivre l'énergie électrique de la source d'énergie électrique à l'élément de mise en service, un moyen de commutation qui commande la puissance délivrée via le moyen de distribution, une unité réceptrice connectée entre le moyen de commutation et l'élément de mise en service afin de commander en outre l'énergie électrique délivrée via le moyen de distribution en réponse à la présence d'un signal émis à distance, et une unité émettrice qui produit ledit signal, le dispositif étant caractérisé en ce que l'unité réceptrice (12) est destinée à répondre à un signal (32) qui est un champ magnétique variant en fonction d'une séquence codée de façon unique, en ce que l'unité émettrice (14) est destinée à produire ledit champ magnétique codé de façon unique, et en ce que l'unité émettrice produit et l'unité réceptrice détecte ledit champ magnétique codé de façon unique seulement lorsque lesdites unités se trouvent en étroite proximité mutuelle.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit champ magnétique codé consiste en un champ magnétique oscillant qui oscille à une première et à une deuxième fréquence, la première et la deuxième fréquence apparaissant séquentiellement à l'intérieur dudit champ magnétique codé selon une figure de répétition unique.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite figure de répétition unique consiste en une séquence logique trinaire comportant une série unique de uns et de zéros logiques et de bits de synchronisation, les uns et les zéros logiques et les bits de synchronisation étant chacun définis par une combinaison unique de la première et de la deuxième séquence.

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'appareil à commander est un véhicule, la source d'énergie électrique est la batterie (16) du véhicule, l'élément de mise en service est le système d'allumage (20) du véhicule et ledit

<Desc/Clms Page number 19>

moyen de commutation est un contacteur d'allumage (18) ayant une position de fermeture de contact et une position d'ouverture de contact, et en ce qu'il est prévu un élément de mise en service supplémentaire comprenant une soupape (22) disposée dans une canalisation de carburant (24) du véhicule de manière à commander le passage du carburant dans ladite canalisation, la soupape étant commandée par l'unité réceptrice (12) en réponse à la détection de la présence dudit champ magnétique codé de façon unique.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité réceptrice comporte un moyen de détection (A2) qui détecte la présence d'un champ magnétique variable et produit un signal variable en réponse à celui-ci, ledit signal variable comportant des variations qui suivent les variations dudit champ magnétique détecté, un moyen amplificateur (48) qui amplifie et traite ledit signal variable, un moyen décodeur (50) qui détermine si les variations dudit signal variable amplifié et traité se produisent suivant une figure et une séquence qui correspondent à un code préprogrammé, et qui produit un signal de validation lorsque le code préprogrammé est déterminé être présent dans les variations dudit signal variable, et un moyen commutateur de relais (54) qui répond audit signal de validation en autorisant l'excitation de l'élément de mise en service par ladite source d'énergie électrique via le moyen de distribution lorsque le moyen commutateur de relais se trouve dans une première position, et qui n'autorise pas l'excitation de l'élément de mise en service lorsque le moyen commutateur de relais est dans une deuxième position.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen commutateur de relais comporte en outre un moyen (SW1, 62) de mise à la terre qui met électriquement à la terre l'élément de mise en service lorsque le moyen commutateur de relais se trouve dans ladite deuxième position.

7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'unité réceptrice comprend en outre un circuit de temporisation (U5, figure 4) conçu pour placer ledit moyen commutateur de relais dans ladite première position pendant une durée prescrite après que ledit signal de validation a été produit et un moyen de

<Desc/Clms Page number 20>

maintien (C15, figure 4) qui maintient ledit moyen commutateur de relais dans ladite première position pendant une certaine durée après que le moyen de commutation a été ramené à sa position d'ouverture de contact.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité réceptrice comporte en outre un moyen de blocage (52) qui répond audit signal de validation en'bloquant ledit moyen commutateur de relais dans ladite première position pendant aussi longtemps que ledit moyen commutateur est placé dans sa position de fermeture de contact.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité émettrice (14) comprend un moyen de codage (40) qui produit un signal codé de façon unique variant selon une séquence sélectivement codée, un moyen préamplificateur (42) qui amplifie et traite ledit signal codé de façon unique, un moyen (Al) générateur magnétique qui produit un champ magnétique variable variant selon ledit signal codé de façon unique, une deuxième batterie (ou une pile) (B), et un interrupteur d'émission (PB) électriquement connecté entre la deuxième batterie et lesdits moyens de codage, préamplificateur et générateur magnétique afin d'autoriser l'excitation de ces moyens par la deuxième batterie lorsque l'interrupteur d'émission est placé dans une position d'émission, et de ne pas autoriser l'excitation de ces moyens lorsque l'interrupteur d'émission est placé dans une position de non-émission.

10. Procédé de prévention du vol permettant de garantir l'inviolabilité d'un appareil possédant au moins un élément de mise en service qui doit être excité à partir d'une source d'énergie électrique pour pouvoir fonctionner, ledit procédé étant du type comprenant les opérations qui consistent à délivrer de l'énergie électrique à partir de ladite source d'énergie électrique à destination de l'élément de mise en service via un réseau de distribution d'énergie électrique, à connecter en série avec le réseau de distribution un commutateur qui commande de façon commutable l'application d'énergie électrique à l'élément de mise en service, à connecter une unité réceptrice entre ledit commutateur et l'élément de mise en service, l'unité réceptrice étant conçue pour commander également de façon commutable

<Desc/Clms Page number 21>

l'application d'énergie électrique à l'élément de mise en service en réponse à la détection de la présence d'un signal, et à placer une unité émettrice en relation avec l'unité réceptrice et actionner l'unité émettrice lorsque l'on souhaite exciter l'élément de mise en service, le procédé étant caractérisé par les opérations consistant à concevoir l'unité réceptrice de façon qu'elle réponde à un champ magnétique variant selon une séquence codée de façon unique, à concevoir l'unité émettrice de façon qu'elle produise ledit champ magnétique variable codé de façon unique lorsqu'il est actionné, l'unité émettrice produisant et l'unité réceptrice détectant ledit champ magnétique codé de façon unique seulement lorsque ces unités se trouvent en étroite proximité mutuelle.