FR2796907A1 - Electronic device preventing use of internal combustion engined vehicle, e.g. moped, operating outside set noise levels by measuring the noise level, comparing it to the normal range and interrupting the ignition if necessary - Google Patents

Electronic device preventing use of internal combustion engined vehicle, e.g. moped, operating outside set noise levels by measuring the noise level, comparing it to the normal range and interrupting the ignition if necessary Download PDF

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Abstract

The device is embedded in the ignition unit and has a micro-controller (1) that measures (2) the noise produced by the engine. This is divided into a number of frequency bands and the resulting spectrum is compared with a normal range of sounds pre-recorded by the manufacturer of the vehicle. If the measured sound is beyond the normal range, the ignition (3,4) is partly or fully interrupted.

Description

La présente invention concerne un dispositif électronique permettant d'empêcher l'utilisation de véhicules à moteurs à explosions ne respectant pas les normes de bruit. The present invention relates to an electronic device making it possible to prevent the use of vehicles with internal combustion engines which do not comply with noise standards.

La pollution sonore est aujourd'hui un problème très présent surtout dans les villes ou elle est une source très importante de stress. Les cyclomoteurs en particulier avec leurs moteurs 2 temps sont une source de bruit très important lorsque leurs pots d'échappement sont trafiqués ou inexistants. Noise pollution is a very present problem today especially in cities where it is a very important source of stress. Mopeds in particular with their 2-stroke engines are a very significant source of noise when their exhaust pipes are tampered with or nonexistent.

Le dispositif selon l'invention permet de résoudre ce problème grâce à une mesure du bruit produit par le véhicule porteur du dispositif. Si le bruit produit par le véhicule porteur sort des limites prédéfinies par le constructeur l'allumage est perturbé voir tout simplement coupé. The device according to the invention makes it possible to solve this problem by measuring the noise produced by the vehicle carrying the device. If the noise produced by the carrier vehicle exceeds the limits predefined by the manufacturer, the ignition is disturbed or even simply cut off.

La mesure du bruit produit ne pose pas de problème technique, elle est réalisée par un petit dispositif électronique équipé d'un microphone miniature placé judicieusement afin de capter le minimum de bruit ambiant, d'un circuit électronique d'amplification et de sélection commutable des fréquences sonores produites par le véhicule porteur et d'un dispositif à seuil réglable indiquant les dépassements. Le spectre audible est découpé en bandes de fréquence plus ou moins étroites pouvant être commutées par le système de contrôle. Ce dernier possède en plus la faculté de pouvoir faire varier le gain de l'ampli du micro afin de connaître le niveau émis dans les différentes bandes couvrant une grande partie du spectre audible. The measurement of the noise produced does not pose any technical problem, it is carried out by a small electronic device equipped with a miniature microphone placed judiciously in order to capture the minimum of ambient noise, with an electronic amplification circuit and switchable selection of sound frequencies produced by the carrier vehicle and an adjustable threshold device indicating exceedances. The audible spectrum is divided into more or less narrow frequency bands which can be switched by the control system. The latter has the additional ability to be able to vary the gain of the microphone amplifier in order to know the level emitted in the different bands covering a large part of the audible spectrum.

La difficulté réside dans la reconnaissance de la source de bruit. On peut en effet avoir à côté du véhicule une source sonore très importante qui ne doit bien sur pas stopper l'allumage du véhicule porteur. The difficulty lies in recognizing the noise source. We can indeed have next to the vehicle a very important sound source which must of course not stop the ignition of the carrier vehicle.

Heureusement pour surmonter cette difficulté, on a les informations de l'allumage. En effet, à chaque impulsions de I `allumage correspond une explosion et ainsi la fréquence et la phase du signal d'allumage indiquent l'instant ou le moteur va produire le bruit. Un autre véhicule peut éventuellement produire la même fréquence sonore mais les explosions ne peuvent êtres en phase sur une durée donnée avec l'allumage du véhicule porteur. Fortunately to overcome this difficulty, we have the ignition information. In fact, each ignition pulse corresponds to an explosion and thus the frequency and phase of the ignition signal indicate the moment when the engine will produce the noise. Another vehicle may possibly produce the same sound frequency but the explosions cannot be in phase over a given period with the ignition of the carrier vehicle.

Le dispositif est équipé d'un micro-contrôleur chargé de mesurer la corrélation des signaux qu'il reçoit de l'allumage et du dispositif de mesure de bruit puis de comparer cette corrélation avec des courbes bruit/accélération préalablement placées en mémoire par le constructeur du véhicule. Un écart trop important avec les courbes préprogrammées provoque la réaction du micro-contrôleur qui perturbe l'allumage voir le stoppe totalement. The device is equipped with a microcontroller responsible for measuring the correlation of the signals it receives from the ignition and for the noise measurement device, then for comparing this correlation with noise / acceleration curves previously placed in memory by the manufacturer. of the vehicle. Too large a deviation from the preprogrammed curves causes the reaction of the microcontroller which disturbs the ignition or even stops it completely.

Le micro-contrôleur peut également agir sur le dispositif de mesure de bruit afin de connaître le bruit produit par le moteur en temps normal. Si ce bruit ne correspond pas aux données prédéfinies l'allumage est également perturbé. Cette fonction est destinée à s `assurer que le microphone reçoit bien le bruit réel du véhicule sans obstruction. The microcontroller can also act on the noise measurement device in order to know the noise produced by the engine in normal times. If this noise does not correspond to the predefined data, the ignition is also disturbed. This function is intended to ensure that the microphone receives the actual vehicle noise without obstruction.

Les dessins annexés illustrent l'invention. The accompanying drawings illustrate the invention.

La figure 1 représente un exemple de synoptique du dispositif selon l'invention. Le micro-contrôleur (1) reçoit les informations du dispositif de mesure du bruit (2) et de l'allumage du véhicule porteur (3) sur lequel il peut agir par une ligne de commande (4). Il peut également agir sur le dispositif de mesure du bruit (2) par un bus de commande (5). FIG. 1 represents an example of a block diagram of the device according to the invention. The microcontroller (1) receives information from the noise measurement device (2) and from the ignition of the carrier vehicle (3) on which it can act by a command line (4). It can also act on the noise measurement device (2) by a control bus (5).

La figure 2 présente un mode possible, parmis d'autres, de réalisation de l'invention. Elle présente sous forme spectrale deux exemples d'analyses effectuées par le micro- contrôleur. Ceci n'est qu'un exemple pour faciliter la compréhension. En fonctionnement réel, il faut établir pour chaque modèle de cyclomoteur les courbes de bruit précises et adapter le montage électronique aux bandes de fréquence à mesurer. Figure 2 shows a possible mode, among others, of the invention. It presents in spectral form two examples of analyzes carried out by the microcontroller. This is only an example to facilitate understanding. In real operation, it is necessary to establish for each model of moped the precise noise curves and to adapt the electronic assembly to the frequency bands to be measured.

La figure 2a présente le spectre de bruit émis par un moteur au ralenti avec un pot d'échappement normal. Pour l'exemple, la fréquence centrale est située à 200 Hertz, elle atteint le niveau a avec des harmoniques s'étalants de 20 à 2000 Hertz. Le micro- contrôleur va donc commuter chaque bande de fréquences, pour l'exemple il y en a 64 par pas de 50 Hertz ce qui donne une fréquence maximale de 3200 Hertz et connaître, grâce à l'ampli à gain variable et le détecteur de seuil, le niveau émis dans chaque bande. Une fois le spectre établi, il détermine si le bruit vient bien du moteur à mesurer grâce au signaux d'allumage et il le compare à celui qu'il a en mémoire. Dans l'exemple le spectre est parfaitement normal, la comparaison indique que le micro reçoit bien le bruit réel et donc aucune action n'est entreprise. La figure 2b présente un exemple de spectre émis par un moteur dont le pot d'échappement est percé. Le bruit étant plus abrupte, on peut imaginer qu'il couvre une partie plus importante du spectre mesuré. Le spectre est donc très étalé de 20 à 3000 Hertz et les harmoniques qui étaient faibles dans l'exemple précédent sont à un niveau beaucoup plus important. L'harmonique principale s'est légèrement décalée vers le haut à 300 Hertz et atteint maintenant le niveau b . Le micro-contrôleur constate une augmentation de niveau significative sur de nombreuses bandes, il détermine à nouveau si le bruit vient bien du moteur à mesurer toujours grâce aux signaux d'allumage. Avant de stopper l'allumage, il le perturbe, par exemple en le coupant une fois sur trois ou quatre, s'assurant ainsi sans aucun doute que c'est bien le moteur à mesurer qui émet un bruit trop important et, dans l'affirmative, il coupe l'allumage jusque l'extinction du moteur. Figure 2a shows the noise spectrum emitted by an engine at idle with a normal exhaust. For the example, the central frequency is located at 200 Hertz, it reaches level a with harmonics ranging from 20 to 2000 Hertz. The microcontroller will therefore switch each frequency band, for example there are 64 in steps of 50 Hertz which gives a maximum frequency of 3200 Hertz and know, thanks to the variable gain amplifier and the detector threshold, the level emitted in each band. Once the spectrum has been established, it determines whether the noise comes from the engine to be measured using the ignition signals and compares it to the one it has in memory. In the example the spectrum is perfectly normal, the comparison indicates that the microphone receives the real noise well and therefore no action is taken. FIG. 2b shows an example of a spectrum emitted by an engine whose exhaust pipe is pierced. As the noise is more abrupt, we can imagine that it covers a larger part of the measured spectrum. The spectrum is therefore very spread out from 20 to 3000 Hertz and the harmonics which were weak in the previous example are at a much higher level. The main harmonic has shifted slightly upwards to 300 Hertz and now reaches level b. The microcontroller observes a significant increase in level on many bands, it again determines whether the noise comes from the engine to be measured always thanks to the ignition signals. Before stopping the ignition, it disturbs it, for example by cutting it once in three or four times, thus ensuring without any doubt that it is the engine to be measured which is emitting too much noise and, in the yes, it cuts the ignition until the engine goes out.

La séquence de perturbation peut être compliquée à l'infini par exemple en fonction de la vitesse de rotation du moteur au moment de la détection de l'excès de bruit ceci afin de limiter les risques que pourrait provoquer l'arrêt du moteur lorsque le véhicule roule. The disturbance sequence can be infinitely complicated, for example depending on the engine speed when excess noise is detected, in order to limit the risks that the engine could cause when the vehicle is stopped. rolled.

Dans tous les cas, en particulier si le bruit ambiant est trop important, si le micro- contrôleur ne parvient pas à établir avec certitude que la source de bruit est bien le moteur du véhicule porteur l'inhibition de l'allumage est impossible. In all cases, in particular if the ambient noise is too high, if the microcontroller fails to establish with certainty that the source of noise is indeed the engine of the carrier vehicle, ignition inhibition is impossible.

Si malgré un disposition judicieuse du microphone, le bruit ambiant était trop perturbateur, le programme du dispositif selon l'invention peut être modifié de façon à établir un spectre du bruit ambiant pendant les silences du moteur (entre les explosions). Ce spectre une fois établi pourra, grâce aux possibilités mathématiques du micro-contrôleur, être retiré du spectre pendant l'explosion pour obtenir en final le bruit réel du moteur. If, despite a judicious arrangement of the microphone, the ambient noise was too disturbing, the program of the device according to the invention can be modified so as to establish a spectrum of the ambient noise during the engine silences (between explosions). This spectrum once established can, thanks to the mathematical possibilities of the microcontroller, be removed from the spectrum during the explosion to ultimately obtain the real noise of the engine.

Dans l'exemple donné ci-dessus, la sélection et la commutation de fréquence pour l'analyse du spectre et la détection de seuil sont analogiques pour faciliter la compréhension du principe. Selon un autre mode de réalisation, la numérisation du son dès sa sortie de l'amplificateur à gain variable peut être une solution moins onéreuse et plus fiable de réaliser ces fonctions en particulier grâce à la possibilité d'enregistrer directement dans une mémoire le spectre reçu et aux possibilités du filtrage numérique. Le dispositif selon l'invention est principalement destiner à être intégré dans le bloc d'allumage des cyclomoteurs et à les empêcher de fonctionner s'ils émettent un bruit hors normes. In the example given above, frequency selection and switching for spectrum analysis and threshold detection are analog to facilitate understanding of the principle. According to another embodiment, the digitization of the sound as soon as it leaves the variable gain amplifier can be a less expensive and more reliable solution to perform these functions in particular thanks to the possibility of directly recording in a memory the spectrum received and the possibilities of digital filtering. The device according to the invention is mainly intended to be integrated in the ignition block of mopeds and to prevent them from operating if they emit an unusual noise.

Le dispositif selon l'invention peut être modifié de façon à remplir en plus de la fonction décrite ci-dessus celle d'anti-démarrage électronique. The device according to the invention can be modified so as to fulfill, in addition to the function described above, that of electronic immobilizer.

La modification ne porte que sur la programmation du micro-contrôleur qui est, cette fois, en fonction même lorsque le véhicule est à l'arrêt. The modification only relates to the programming of the microcontroller which is, this time, in operation even when the vehicle is stationary.

Le micro-contrôleur lorsque le véhicule est arrêté est à l'écoute d'une séquence sonore émise par un petit émetteur portable du même type que les télécommandes d'ouverture des véhicules automobiles. L'émetteur produit d'abord une séquence, par exemple de 4 sons parmis 64, de reconnaissance pour valider le récepteur et ensuite une autre séquence également de 4 sons parmis 64 connue seulement du récepteur pour identifier le propriétaire. Après reconnaissance, le micro-contrôleur valide l'allumage et fonctionne comme décrit au début du document. The microcontroller when the vehicle is stopped listens to a sound sequence emitted by a small portable transmitter of the same type as the remote controls for opening motor vehicles. The transmitter first produces a sequence, for example of 4 sounds among 64, of recognition to validate the receiver and then another sequence also of 4 sounds among 64 known only to the receiver to identify the owner. After recognition, the microcontroller validates the ignition and operates as described at the beginning of the document.

Afin de rendre le piratage impossible, la seconde séquence de quatre sons change à chaque utilisation. Elle se trouve dans un table de code connue seulement de l'émetteur et du récepteur. Cette table s'incrémente à chaque utilisation. In order to make pirating impossible, the second sequence of four sounds changes with each use. It is found in a code table known only to the transmitter and the receiver. This table is incremented with each use.

Si l'utilisateur use de son émetteur hors d'atteinte du récepteur, la table de l'émetteur s'incrémente mais pas celle du récepteur. Il faut donc que le récepteur écoute la première séquence et si elle n'est pas bonne qu'il recherche dans la table la séquence qui suit immédiatement celle que vient de produire l'émetteur. Ainsi au second essai le système est calé et doit fonctionner. On peut prévoir un blocage du système pendant un certain temps après par exemple six essais infructueux. If the user uses his transmitter outside the reach of the receiver, the table of the transmitter increments but not that of the receiver. It is therefore necessary that the receiver listens to the first sequence and if it is not good that it searches the table for the sequence which immediately follows that which the transmitter has just produced. So on the second try the system is stalled and must work. The system can be blocked for a certain time after, for example, six unsuccessful attempts.

Ce système peut se révéler fort dissuasif puisqu'il nécessite en cas de vol le remplacement du bloc d'allumage qu'il n'est pas aisé de se procurer dans ce cas et qui de toutes façons se révèle très coûteux. This system can be very dissuasive since it requires in the event of theft the replacement of the ignition block which is not easy to obtain in this case and which in any case proves to be very expensive.

Le dispositif selon l'invention ainsi modifié est principalement destiner à être intégré dans le bloc d'allumage des cyclomoteurs et à les empêcher de fonctionner s'ils émettent un bruit hors normes ou si l'utilisateur ne possède pas l'émetteur codé vendu avec.The device according to the invention thus modified is mainly intended to be integrated in the ignition block of mopeds and to prevent them from operating if they emit an unusual noise or if the user does not have the coded transmitter sold with .

Claims (2)

REVENDICATIONCLAIM 1) Dispositif électronique permettant de mesurer le bruit émis par un moteur à explosion et de stopper le fonctionnement de ce même moteur s'il produit un bruit excessif caractérisé en ce qu'il comporte un micro-contrôleur (1), un dispositif de mesure du bruit équipé d'un microphone (2), une entrée pour le signal d'allumage du moteur (3), une sortie pour le contrôle de cet allumage (4).1) Electronic device making it possible to measure the noise emitted by an internal combustion engine and to stop the operation of this same engine if it produces an excessive noise characterized in that it comprises a microcontroller (1), a measuring device noise equipped with a microphone (2), an input for the engine ignition signal (3), an output for controlling this ignition (4). 2) Dispositif selon la revendication 1 dont le programme est modifié de sorte à pouvoir servir, accompagné d'un émetteur sonore spécifique, d'anti-démarrage pour le véhicule porteur.2) Device according to claim 1, the program of which is modified so as to be able to serve, accompanied by a specific sound transmitter, as an immobilizer for the carrier vehicle.
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