FR2915331A1

FR2915331A1 - Dispositif de filtrage de perturbations adapte a un capteur sensible aux ondes electromagnetiques et procede de filtrage associe

Info

Publication number: FR2915331A1
Application number: FR0702877A
Authority: FR
Inventors: Frederic Cantie; Bertrand Vaysse; Benoit Depont; Dhia Karim Ben; Xavier Hourne
Original assignee: Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-10-24
Anticipated expiration: 2027-04-20
Also published as: FR2915331B1; US20100117760A1; CN101663827B; WO2008141698A1; CN101663827A; US8213869B2

Abstract

Dispositif de filtrage des perturbations électromagnétiques générées par l'antenne (20) d'un émetteur sur un capteur (30) sensible aux ondes électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend notamment :vi. des moyens adaptés pour échantillonner le signal reçu (SNIN) par le capteur (30),vii. des moyens permettant le décompte du temps écoulé, dit temps de détection, suite au franchissement par le signal échantillonné d'une valeur seuil (S), ledit signal étant avant le franchissement de la valeur seuil (S) dans une plage de valeurs standards,viii. des moyens permettant de comparer en temps réel le temps de détection avec une valeur temporelle seuil (TMAX),ix. des moyens adaptés pour fournir un diagnostic de perturbations électromagnétiques à filtrer si le signal échantillonné reprend une valeur standard après un temps de détection inférieur à la valeur temporelle seuil (TMAX), et un diagnostic de signal échantillonné non perturbé dans le cas contraire,x. des moyens de génération d'un signal de sortie (SNOUT) du capteur éliminant les perturbations électromagnétiques diagnostiquées.L'invention couvre également le procédé associé.

Description

La présente invention est relative à un dispositif de filtrage de

perturbations électromagnétiques. Plus précisément, elle s'applique aux capteurs sensibles aux perturbations électromagnétiques (capteur à effet Hall ou capteur capacitif de proximité par exemple) placés dans un environnement où des perturbations connues sont présentes. A titre illustratif, nullement limitatif en soi, la présente invention sera exposée dans le domaine automobile et plus spécifiquement dans le contrôle d'accès à un véhicule automobile de type "main libre". Actuellement, le principe générique de fonctionnement d'un accès à un véhicule de 10 type "main libre" est le suivant : • le véhicule est équipé de moyens d'identification (un calculateur dédié totalement ou partiellement à cette fonction) de l'approche de personnes habilitées (généralement porteuses d'un badge électronique capable de dialoguer de manière sécurisée avec les moyens d'identification par le biais 15 d'une onde basse fréquence, par exemple de l'ordre de 125 kHz). Il est procédé à une scrutation régulière et fréquente (à titre d'exemple, toutes les 250 ms) en vue de déterminer si le badge d'une personne habilitée est dans le voisinage immédiat du véhicule. • Lorsqu'une personne habilitée s'approche, les moyens d'identification 20 attendent néanmoins que ladite personne manifeste réellement l'intention d'entrer (d'où la présence d'un capteur de proximité dans le dispositif), avant de déverrouiller le ou les ouvrants du véhicule. Cette double vérification à pour but de permettre ù par exemple ù à une personne habilitée de passer près de son véhicule sans pour autant systématiquement en déverrouiller 25 l'accès ou bien de ne déverrouiller qu'un seul ouvrant... Dans ce dispositif, un des moyens utilisables pour déterminer l'intention réelle de la personne habilitée de rentrer dans le véhicule consiste à placer dans la poignée des ouvrants un capteur de proximité qui va permettre aux moyens d'identification d'être informés (lorsque la personne habilitée tend la main vers la poignée de l'ouvrant). Un tel 30 type de capteur est par exemple du type capacitif et envoie alors un signal de détection de proximité aux moyens d'identification. Si la double condition énoncée préalablement est remplie (détection de l'habilitation sous la forme d"un badge et détection d'une partie du corps ù généralement une main ù près de la poignée de l'ouvrant), alors le déverrouillage a lieu et l'accès est autorisé, accompagné très souvent d'un "signal de 3:5 bienvenue" tel que l'allumage de l'éclairage intérieur du véhicule par exemple.

Dans ce cas de figure, le capteur capacitif est intégré à la poignée, tout comme l'antenne basse fréquence destinée à émettre en direction du badge de la personne habilitée. Ces deux entités (capteur de proximité et antenne émettrice) cohabitent donc dans un voisinage immédiat sans être liées entre elles, le seul point commun étant que tant le capteur de proximité que l'antenne sont reliés aux moyens d'identification. Les capteurs de proximité de type capacitifs présentent cependant le désavantage notoire d'être perturbés lors des phases d'émission des antennes basse fréquence. Ceci est d'ailleurs généralisable à d'autres types de capteurs sensibles aux signaux électromagnétiques, tel que les capteurs à effet Hall par exemple. Ces perturbations, si elles ne sont pas éliminées, peuvent conduire à des erreurs sur la détection et générer, par exemple, le déverrouillage intempestif des ouvrants du véhicule alors que la personne habilitée n'avait pas l'intension d'entrer. En outre, ces perturbations peuvent se produire à l'instant même où la personne habilitée souhaite entrer dans le véhicule (main au contact de la poignée) et empêcher le bon fonctionnement du déverrouillage de l'ouvrant, donnant l'impression à l'utilisateur d'un système défectueux. Une première solution envisageable consiste à fournir au capteur de proximité l'information selon laquelle l'antenne est en mode d'émission et que des perturbations sont susceptibles de se produire. Ceci peut être réalisé par les moyens d'identification. Le capteur peut alors filtrer de lui-même les perturbations attendues. Ceci a comme principal inconvénient de nécessiter une communication bidirectionnelle entre le capteur et les moyens d'identification et de générer des surcoûts en termes de connectique (ajout d'un fil supplémentaire û et les risques de pannes associés à cet ajout û ou configuration spécifique bidirectionnelle du protocole d'échanges entre le capteur et les moyens d'identification).

Une solution alternative consiste à ne pas alimenter le capteur durant les phases d'émission. Cette solution, pragmatique au prime abord û puisque les moyens d'identification peuvent très bien piloter l'alimentation du capteur sans avoir recours à une connectique ajoutée ou bien à un protocole d'échanges bidirectionnels û présente un handicap certain. En effet, lorsque le capteur est de nouveau alimenté, il n'est pas opérationnel immédiatement (nombre de capteurs passent par une phase d'initialisation et/ou de calibration au démarrage) et le délai d'attente devient incompatible avec la rapidité de détection recherchée. Le temps durant lequel le capteur est inactif (temps d'arrêt plus temps de démarrage) rend fréquent la non détection d'une main saisissant alors la poignée de l'ouvrant. L'utilisateur se trouve alors face à ce qui est appelé un "effet de mur" (la main sollicite l'ouvrant mais rien ne se produit) et il lui faut solliciter la poignée plusieurs fois avant que les moyens de détection soient informés de son intention. Ceci n'est donc pas une solution acceptable. 3 Une troisième voie consiste à ce que le capteur pilote lui même les émissions de l'antenne. Il est alors obligatoirement informé des perturbations à venir. Cette solution n'est pas acceptable non plus, en ce qu'elle lie des cornposants indépendants et qu'elle ajoute aux perturbations rayonnées lors de l'émission les perturbations électromagnétiques conduites par la connectique électrique ajoutée. La présente invention vise à remédier aux problèmes précédents, et ce à coût contenu. A cet effet, l'invention vise, en premier lieu, un dispositif de filtrage des perturbations électromagnétiques générées par l'antenne d'un émetteur sur un capteur sensible aux ondes électromagnétiques, le dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend notamment : i. des moyens adaptés pour échantillonner le signal reçu par le capteur, ii. des moyens permettant le décompte du temps écoulé, dit temps de détection, suite au franchissement par le signal échantillonné d'une valeur seuil, ledit signal étant avant le franchissement de la valeur seuil dans une plage de valeurs standards, iii. des moyens permettant de comparer en temps réel le temps de détection avec une valeur temporelle seuil, iv. des moyens adaptés pour fournir un diagnostic de perturbations électromagnétiques à filtrer si le signal échantillonné reprend une valeur standard après un temps de détection inférieur à la valeur temporelle seuil, et un diagnostic de signal échantillonné non perturbé dans le cas contraire, v. des moyens de génération d'un signal de sortie du capteur éliminant les perturbations électromagnétiques diagnostiquées.

Avantageusement, l'antenne est placée dans le voisinage immédiat du capteur, afin de réduire l'encombrement général de l'ensemble. Selon un mode de réalisation, le dispositif de filtrage est intégré au capteur, ceci permettant de décharger tout autre calculateur électronique de cette charge de travail. Dans un mode de réalisation particulier, l'antenne et le capteur sont intégrés à une 30 poignée d'un ouvrant de véhicule automobile. Subsidiairement, le capteur utilisé peut-être de type capacitif ou à effet Hall. L'invention se rapporte également à un dispositif de contrôle d'accès à bord d'un véhicule automobile intégrant un dispositif de filtrage des perturbations électromagnétiques décrit dans le présent document. 35 Enfin, l'invention couvre aussi un procédé de filtrage des perturbations électromagnétiques générées par l'antenne d'un émetteur sur un capteur sensible aux ondes électromagnétiques, comprenant notamment les étapes suivantes : i. échantillonnage du signal reçu par le capteur, ii. mesure du temps écoulé, dit temps de détection, suite au franchissement par le signal échantillonné d'une valeur seuil, ledit signal étant avant le franchissement de la valeur seuil dans une plage de valeurs standards, iii. comparaison, en temps réel, du temps écoulé à une valeur temporelle seuil, iv. établissement d'un diagnostic de perturbations électromagnétiques à filtrer si le signal échantillonné reprend une valeur standard après un temps de détection inférieur à la valeur temporelle seuil, diagnostic de signal échantillonné non perturbé dans le cas contraire, v. émission d'un signal de sortie du capteur éliminant les perturbations électromagnétiques diagnostiquées. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple un mode de réalisation préférentiel. Sur ces clessins : • la figure 1 a est une vue en perspective d'un boîtier (partiellement assemblé) intégrant un capteur de proximité et une antenne associés à un dispositif conforme à l'invention, • la figure 1 b est une vue en perspective du même boîtier assemblé, • la figure 2 est un schéma mettant en évidence le principe de fonctionnement de l'invention. Le boîtier 10 représenté aux figures 1 a et 1 b est constitué d'une enveloppe inférieure 40 et d'une enveloppe supérieure 50 dans le mode de réalisation présenté. Ce boîtier renferme l'antenne 20 et l'électronique du capteur de proximité 30 positionnés l'un à côté de l'autre. Afin d'alimenter les deux éléments précédents et d'assurer leur communication avec les moyens d'identification (non représentés), des fils électriques 60 sortent du boîtier 10. La figure 2 illustre le principe de fonctionnement d'un dispositif conforme à l'invention. Sur la courbe supérieure sont représentées les phases d'émission LF de l'antenne 20 au cours du temps t. Afin de donner un ordre de grandeur, l'antenne 20 est en émission durant environ 30 ms toutes les 250 ms. Ces valeurs sont en général déterminées pour chaque type de configuration et ainsi la valeur TmAX de la durée d'émission de l'antenne 20 est connue et immuable pour un type de véhicule donné. Les perturbations induites sur le capteur de proximité 30 sont visibles sur la courbe médiane représentant le signal SN1N détecté et échantillonné en entrée du capteur de proximité au cours du temps t. Dans le mode de réalisation présenté à la figure 2, les valeurs supérieures au seuil S sont représentatives de l'absence d'une personne dans le voisinage du capteur 30. Ces valeurs sont appelées "valeurs standard" par opposition avec les valeurs inférieures au seuil S qui sont elles représentatives de la présence d'une personne. Il apparait que durant les phases d'émission de l'antenne 20, des perturbations aléatoires et importantes surviennent. Ces perturbations peuvent amener le signal SNIN à franchir le seuil S (cf. entre t, et t2 ou entre t', et t'2). Dans la pratique, entre les instants t, et t2 ou entre t', et t'2 il est impossible d'envisager détecter quoi que ce soit. Si le signal SN1N n'est pas filtré entre t, et t2 ou entre t', et t'2 , le capteur de proximité 30 risque de signaler la présence û et ce de manière erronée û d'une personne au voisinage dudit capteur 30.

A partir de l'instant t3 la présence d'une personne réelle (habilitée ou non) est détectée. Le signal SN1N franchi la valeur seuil S et le capteur de proximité se doit alors d'informer les moyens de détection, car il s'agit réellement ici d'une détection. L'invention propose donc de procéder comme suit. Pour un binôme "antenne/capteur" donné, la durée TMAx de la perturbation (et éventuellement sa périodicité) de survenue dans le temps sont connues (30 ms d'émission toutes les 250 ms dans l'exemple cité précédemment). Il est alors possible au capteur 30 de ne tenir compte d'un signal d'entrée en dessous de la valeur seuil S que s'il dure plus que la valeur temporelle seuil TMAx. Pour ce faire, le capteur mesure le temps écoulé, dit temps de détection, suite au franchissement du seuil S. Si le temps de détection est inférieur à la valeur temporelle seuil T1 (cas de figure des perturbations entre t, et t2 ou entre t', et t'2 par exemple), alors une perturbation électromagnétique est diagnostiquée. Si le temps de détection est supérieur à la valeur temporelle seuil T,yu,x, alors une détection de proximité peut être diagnostiquée. Ainsi, le signal de sortie SNouT du capteur de proximité peut être filtré de manière à obtenir la courbe inférieure de la figure 2, débarrassée des perturbations et représentant le signal délivré par le capteur 30 au cours du temps t. II apparait qu'entre t, et t2 ou entre t', et t'2 les perturbations sont supprimées. La proximité d'une personne n'est pas signalée immédiatement (cas de figure en t3), mais avec un certain temps de retard systématique, inhérent au principe de l'invention équivalent à la valeur temporelle seuil TM,Ax. Ici, t4 û instant auquel la détection de proximité est diagnostiquée - est telle que t4 = t3 + TMAX. Ceci a pour conséquence de ralentir légèrement la détection réelle, sans que ceci ne devienne rédhibitoire néanmoins. A titre illustratif, le délai acceptable entre l'instant où la poignée est touchée et celui auquel le lancement des moteurs électriques commandent le déverrouillage de la serrure de l'ouvrant doit être inférieur à 150 ms afin que la personne habilitée désirant entrer dans le véhicule ne perçoive pas de retard à l'ouverture. Le délai induit par la valeur temporelle 6 seuil TmAx (30 ms dans notre exemple) est donc tout à fait acceptable et permet de réagir en moins de 140 ms. Comme on le comprend à la lecture du descriptif de l'invention, les temps retard systématique est très inférieur au temps durant lequel la main est en contact avec la poignée (qui peut durer plusieurs secondes au regard des 30 ms de l'exemple). Il y a donc impossibilité de ne pas détecter une proximité réelle. Le cas illustré à partir de t5 est illustratif de ce cas de figure; les perturbations générées par l'antenne 20 débutent légèrement avant que la main ne vienne en contact avec la poignée et n'active le capteur de proximité 30. Il s'ensuit qu'entre t5 et te - bien que le signal SNIN soit inférieur à la valeur seuil S - la détection est rendue impossible compte tenu du filtrage opéré par le capteur 30. La détection réelle de la proximité n'est possible qu'à partir de t6. Comme expliqué précédemment, la détection de proximité est différée dans les faits, sans pour autant jamais excéder la valeur de la valeur temporelle seuil TmAx.

L'invention répond bien aux exigences techniques requises, et ce à coût contenu puisqu'il n'y a aucun ajout de connectique ou de dialogue entre les constituants. L'invention permet de ne pas envoyer de message de détection erroné aux moyens de détection et garantit ainsi la sécurisation de l'accès via le filtrage des perturbations. La présente invention ne saurait se limiter au seul mode de réalisation décrit, mais couvre toute adaptation à la portée de l'homme du métier. Il est par exemple tout à fait envisageable que le signal SNouT émis par le capteur à destination des moyens d'identification ne soit pas lié à la durée de détection mais simplement constitué d'impulsions de durée fixe. En outre, le capteur peut anticiper les perturbations, pour peu qu'il connaisse la 25 périodicité d'émission de l'antenne 20. Enfin, la présente invention est décrite avec un émetteur d'ondes basses fréquences, mais toute plage de fréquence autre générant les mêmes interférences sur un capteur pourrait être utilisée et trouver une solution par le biais de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1l Dispositif de filtrage des perturbations électromagnétiques générées par l'antenne (20) d'un émetteur sur un capteur (30) sensible aux ondes électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend notamment : i. des moyens adaptés pour échantillonner le signal reçu (SNIN)par le capteur (30), ii. des moyens permettant le décompte du temps écoulé, dit temps de détection, suite au franchissement par le signal échantillonné d'une valeur seuil (S), ledit signal étant avant le franchissement de la valeur seuil (S) dans une plage de valeurs standards, iii. des moyens permettant de comparer en temps réel le temps de détection avec une valeur temporelle seuil (TmAx), iv. des moyens adaptés pour fournir un diagnostic de perturbations électromagnétiques à filtrer si le signal échantillonné reprend une valeur standard après un temps de détection inférieur à la valeur temporelle seuil (TMAx), et un diagnostic de signal échantillonné non perturbé dans le cas contraire, v. des moyens de génération d'un signal de sortie (SNouT) du capteur éliminant les perturbations électromagnétiques diagnostiquées. Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 l'antenne (20) est placée dans le voisinage immédiat du capteur (30). 31 Dispositif de filtrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage est intégré au capteur (30). 41 Dispositif de filtrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'antenne (20) et le capteur (30) sont intégrés à une poignée d'un ouvrant de 25 véhicule automobile. 51 Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (20) est du type capacitif. 61 Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (20) est du type à effet Hall. 30 71 Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émetteur fonctionne en basses fréquences. 81 Dispositif de contrôle d'accès à bord d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il intègre un dispositif de filtrage des perturbations électromagnétiques selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 15 8 9/ Procédé de filtrage des perturbations électromagnétiques générées par l'antenne (20) d'un émetteur sur un capteur (30) sensible aux ondes électromagnétiques, comprenant notamment les étapes suivantes : i. échantillonnage du signal (SNIN) reçu par le capteur (30), ii. mesure du temps écoulé, dit temps de détection, suite au franchissement par le signal échantillonné d'une valeur seuil (S), ledit signal étant avant le franchissement de la valeur seuil (S) dans une plage de valeurs standards, iii. comparaison, en temps réel, du temps écoulé à une valeur temporelle seuil (Tm,X), iv. établissement d'un diagnostic de perturbations électromagnétiques à filtrer si le signal échantillonné reprend une valeur standard après un temps de détection inférieur à la valeur temporelle seuil (T,,,,p,x), diagnostic de signal échantillonné non perturbé dans le cas contraire, v. émission d'un signal de sortie (SNouT) du capteur (30) éliminant les perturbations électromagnétiques diagnostiquées.