FR3013069A1 - VEHICLE DOOR HANDLE COMPRISING NEAR FIELD COMMUNICATION ANTENNA - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet une poignée de portière (P) de véhicule (V) ayant une première surface orientée vers un utilisateur (U) et une deuxième surface orientée vers le véhicule (V), et comprenant : • une première antenne de communication en champ proche (40), située dans un premier plan (P1), à une première distance de la première surface, • un circuit imprimé (20), • des composants électroniques (30a, 30b, 10), ladite poignée comprend en outre : • une deuxième antenne de communication en champ proche (50), - de dimensions supérieures aux dimensions de la première antenne de communication en champ proche, - solidaire d'une surface flexible, - située dans un deuxième plan (P2), parallèle au premier plan, à une deuxième distance de la première surface plus petite que la première distance, - comportant une pluralité de boucles, la première de ces boucles (A1) étant de mêmes dimensions que la première antenne de communication en champ proche et située en regard de celle-ci.The present invention relates to a vehicle door handle (P) having a first user-facing surface (U) and a second vehicle-facing surface (V), and comprising: • a first communication antenna in a near field (40), located in a first plane (P1), at a first distance from the first surface, • a printed circuit (20), • electronic components (30a, 30b, 10), said handle further comprises : A second near-field communication antenna (50), of dimensions greater than the dimensions of the first near-field communication antenna, integral with a flexible surface, situated in a second plane (P2), parallel to the foreground, at a second distance from the first surface smaller than the first distance, - comprising a plurality of loops, the first of these loops (A1) being of the same dimensions as the first pro field communication antenna che and located next to it.
Description
L'invention concerne une poignée de portière de véhicule comprenant une antenne de communication en champ proche. On entend par communication en champ proche, une communication du type NFC : « Near Field communication » en langue anglaise, de fréquence sensiblement 5 égale à 13,56 MHz. De plus en plus de téléphones portables sont équipés de la technologie NFC. Pour cela, ils sont équipés d'une antenne NFC à 13.56 MHz. Cette communication en champ proche permet d'échanger des données par ondes radio fréquence à une distance réduite, c'est-à-dire une distance de communication, encore appelée portée de 10 communication variant de 0 cm (c'est-à-dire que les deux objets communiquant entre eux sont en contact) jusqu'à 10 cm environ. Ce type de communication est utilisé pour payer, à l'aide de son téléphone portable un péage, une place de parking, etc. Elle peut aussi, être utilisée afin d'accéder à un véhicule, lorsque ce dernier est équipé d'un système d'accès « main libre ». 15 Un système d'accès dits « main libre » à un véhicule automobile permet à un utilisateur autorisé de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants de son véhicule sans utiliser une clé. Pour cela, le véhicule procède à l'identification d'un badge ou d'une télécommande porté(e) par l'utilisateur et si le badge ou la télécommande est identifié(e) comme appartenant au véhicule, alors le véhicule verrouille ou déverrouille ses ouvrants. 20 Ce système d'accès « main libre » est connu de l'homme du métier. Il se compose généralement d'une unité électronique de commande embarquée dans le véhicule, d'une ou plusieurs antenne(s) radio fréquence (RF) située(s) sur le véhicule et d'un badge ou d'une télécommande d'identification comprenant une antenne RF porté par l'utilisateur. 25 Un échange d'identifiant entre le badge et le véhicule par l'intermédiaire des antennes RF permet l'identification du badge par le véhicule et le déclenchement du verrouillage ou déverrouillage des ouvrants par ce dernier. L'identifiant peut être contenu dans un dispositif portable autre qu'un badge ou une télécommande, par exemple il peut être contenu dans un téléphone portable, porté 30 par l'utilisateur. Dans ce dernier cas, les systèmes d'accès « main libre » compatibles avec la communication en champ proche de type NFC comprennent, sur le véhicule, généralement intégrée dans la portière du conducteur, une antenne de communication NFC à 13.56 MHz reliée à un lecteur NFC intégré dans un circuit imprimé. On appellera 35 cette antenne, première antenne NFC. L'utilisateur peut ainsi, en présentant devant cette première antenne NFC son téléphone portable, qui comprend aussi une antenne NFC, déclencher le verrouillage ou déverrouillage de son véhicule. L'utilisation du téléphone portable à la place d'un badge (ou d'une télécommande) offre des possibilités de fonctions et/ou d'applications que le badge ou la télécommande ne peuvent pas offrir.The invention relates to a vehicle door handle comprising a near-field communication antenna. Near-field communication is understood to mean a communication of the NFC type: "Near Field Communication" in the English language, with a frequency substantially equal to 13.56 MHz. More and more mobile phones are equipped with NFC technology. For this, they are equipped with a 13.56 MHz NFC antenna. This near-field communication makes it possible to exchange data by radio frequency waves at a reduced distance, that is to say a communication distance, also called a communication range of 0 cm (that is to say that the two objects communicating with each other are in contact) up to about 10 cm. This type of communication is used to pay, with the help of a mobile phone, a toll, a parking space, etc. It can also be used to access a vehicle, when the latter is equipped with a "free hand" access system. A so-called "free hand" access system to a motor vehicle allows an authorized user to lock and / or unlock the doors of his vehicle without using a key. For this, the vehicle proceeds to the identification of a badge or a remote control worn by the user and if the badge or the remote control is identified as belonging to the vehicle, then the vehicle locks or unlocks its opening. This "free hand" access system is known to those skilled in the art. It usually consists of an electronic control unit embedded in the vehicle, one or more radio frequency (RF) antenna (s) located on the vehicle and a badge or identification remote control comprising an RF antenna carried by the user. An exchange of identifier between the badge and the vehicle via the RF antennas allows identification of the badge by the vehicle and the triggering of the locking or unlocking of the doors by the latter. The identifier may be contained in a portable device other than a badge or remote control, for example it may be contained in a mobile phone worn by the user. In the latter case, the "free hand" access systems compatible with the NFC-type near-field communication include, on the vehicle, generally integrated in the driver's door, a 13.56 MHz NFC communication antenna connected to a reader NFC integrated into a printed circuit board. This antenna will be called the first NFC antenna. The user can thus, by presenting in front of this first NFC antenna his mobile phone, which also includes an NFC antenna, trigger the locking or unlocking of his vehicle. The use of the mobile phone instead of a badge (or a remote control) offers possibilities of functions and / or applications that the badge or the remote control can not offer.
Ceci est dû au fait que le téléphone portable en lui-même comprend beaucoup plus d'applications et de fonctionnalités qu'un simple badge d'accès « main libre » à un véhicule. Ces fonctions et/ou applications comprennent la lecture de fichiers audio, le stockage et transfert par communication sans fil, de type NFC vers un dispositif compatible de répertoires téléphoniques ou de toutes autres données, etc.This is because the mobile phone itself has many more applications and features than a simple "free hand" access badge to a vehicle. These functions and / or applications include playback of audio files, storage and wireless communication transfer, NFC type to a compatible device of phone books or other data, etc.
Par exemple, une fois le téléphone portable identifié par le véhicule, il transmet vers le véhicule un profil d'utilisateur par communication NFC. Ce profil d'utilisateur est ensuite utilisé par le véhicule (plus précisément par le système électronique embarqué dans le véhicule) pour personnaliser le véhicule selon ce profil d'utilisateur. Il est possible ainsi, de prérégler des sièges du véhicule, ou des stations de radio, ou encore de mettre en marche la climatisation, etc., avant même, par exemple que l'utilisateur ne pénètre dans son véhicule. Les principaux critères de performance de l'accès « main libre » par la communication en champ proche sont : - la portée de communication NFC entre le téléphone portable et la première antenne NFC qui doit être la plus grande possible (jusqu'à un maximum de 10 cm), afin d'éviter que l'utilisateur n'ait à trop rapprocher son téléphone de la portière pour communiquer avec le véhicule, - la couverture axiale de communication NFC, c'est-à-dire zone possible de communication le long de la poignée de portière, entre le téléphone portable et la première antenne NFC qui doit s'étendre, si possible sur une grande portion de la poignée de portière, et ne pas se limiter à un espace restreint, pour le confort de l'utilisateur, - une communication NFC efficace entre le téléphone portable et la première antenne NFC, c'est-à-dire rapide, et sans pertes quelle que soit la dimension de l'antenne NFC située dans le téléphone portable. Or, l'intégration d'une antenne NFC dans une poignée de portière de véhicule n'est pas aisée. A la figure 1 est représentée une poignée de portière P de l'art antérieur. La poignée de portière P, possède une première surface S1 orientée vers l'utilisateur U et 35 une deuxième surface S2 orientée vers le véhicule V, comprend déjà en général pour autoriser l'accès de l'utilisateur U à son véhicule V grâce à son badge (non représenté): - deux électrodes, une pour le verrouillage (référence 30a), située près de la première surface S1, une pour le déverrouillage (référence 30b), située près de la deuxième surface S2, ou - un interrupteur mécanique de verrouillage (non représenté) à la place de l'électrode de verrouillage 30a, situé prés de la première surface S1 et une électrode de déverrouillage (électrode 30b), située près de la deuxième surface S2, et - une antenne de communication radiofréquence 10 (généralement basse fréquence), située près de la première surface S1, afin d'identifier un badge d'accès « main libre » dans un périmètre d'environ 2 m autour du véhicule V, et - un circuit imprimé 20, situé prés des électrodes de verrouillage 30a et de déverrouillage 30b et de l'antenne radiofréquence 10 afin de contrôler leur fonctionnement, comprenant en outre des capteurs capacitifs reliés aux deux électrodes. Par conséquent, lorsqu'on désire intégrer en plus une antenne NFC, l'espace alloué à cette première antenne NFC 40 est restreint. Celle-ci est généralement de petite dimension, par exemple 2 cm x 3 cm, et située le plus près possible du circuit imprimé 20, auquel elle est connectée, et dans lequel se trouve le lecteur NFC. La première antenne NFC 40 se trouve généralement à proximité de la première surface S1, orientée vers l'utilisateur U, c'est-à-dire du côté de la poignée de portière P, par lequel l'utilisateur U approche son téléphone portable. Pour des raisons d'ergonomie, la première antenne NFC 40 est située au niveau d'une zone de la poignée de portière P correspondante à la zone de verrouillage, c'est-à-dire au niveau de la zone de détection d'approche et/ou de contact par l'électrode de verrouillage 30a. Ainsi, l'approche de l'utilisateur U est détectée par la première antenne NFC 40 (à peu près au même endroit que lorsqu'il verrouille son véhicule en approchant son badge), et simultanément son téléphone portable est identifié grâce au lecteur NFC, ce qui permet un déverrouillage/verrouillage rapide de la portière.For example, once the mobile phone identified by the vehicle, it transmits to the vehicle a user profile by NFC communication. This user profile is then used by the vehicle (more precisely by the electronic system embedded in the vehicle) to customize the vehicle according to this user profile. It is thus possible to preset vehicle seats, or radio stations, or to turn on the air conditioning, etc., even before, for example that the user enters his vehicle. The main criteria for the performance of free-hand access via near-field communication are: - the range of NFC communication between the mobile phone and the first NFC antenna which must be as large as possible (up to a maximum of 10 cm), in order to avoid that the user has to move his phone too close to the door to communicate with the vehicle, - the axial communication cover NFC, that is to say possible area of communication along the door handle, between the mobile phone and the first NFC antenna which should extend, if possible over a large portion of the door handle, and not be limited to a small space, for the convenience of the user - An effective NFC communication between the mobile phone and the first NFC antenna, that is to say fast, and without losses regardless of the size of the NFC antenna located in the mobile phone. However, the integration of an NFC antenna in a vehicle door handle is not easy. In Figure 1 is shown a door handle P of the prior art. The door handle P has a first surface S1 facing the user U and a second surface S2 facing the vehicle V already generally comprises to allow the access of the user U to his vehicle V thanks to his badge (not shown): - two electrodes, one for locking (reference 30a), located near the first surface S1, one for unlocking (reference 30b), located near the second surface S2, or - a mechanical switch of locking (not shown) in place of the locking electrode 30a, located near the first surface S1 and an unlocking electrode (electrode 30b), located near the second surface S2, and - a radio frequency communication antenna 10 ( generally low frequency), located near the first surface S1, to identify a "free hand" access badge in a perimeter of about 2 m around the vehicle V, and - a printed circuit 2 0, located near the locking electrodes 30a and unlocking 30b and the radiofrequency antenna 10 to control their operation, further comprising capacitive sensors connected to the two electrodes. Consequently, when it is desired to additionally integrate an NFC antenna, the space allocated to this first NFC antenna 40 is restricted. This is generally small, for example 2 cm x 3 cm, and located as close as possible to the printed circuit 20, to which it is connected, and in which the NFC reader is located. The first NFC antenna 40 is generally located near the first surface S1, facing the user U, that is to say the side of the door handle P, through which the user U approaches his mobile phone. For reasons of ergonomics, the first NFC antenna 40 is located at a region of the door handle P corresponding to the locking zone, that is to say at the level of the approach detection zone. and / or contact by the locking electrode 30a. Thus, the approach of the user U is detected by the first antenna NFC 40 (at about the same place as when he locks his vehicle by approaching his badge), and simultaneously his mobile phone is identified by the NFC reader, which allows a quick unlocking / locking of the door.
Cependant l'électrode de verrouillage 30a ayant une zone de détection d'approche et/ou de contact assez réduite (technologie de détection capacitive), ladite électrode est placée le plus près possible de la première surface S1. La première antenne NFC 40 , de plus grande portée de communication D1, est quant à elle située entre l'électrode de verrouillage 30a et la deuxième surface S2, c'est-à-dire éloignée de la première surface S1 et implantée plus profondément au coeur de la poignée de portière P. Dans l'exemple illustré à la figure 1, la première antenne NFC 40 est située dans la poignée de portière P à environ 1 cm de la première surface S1 et l'électrode de verrouillage 30a est intercalée entre cette surface S1 et la première antenne NFC 40. Avec un tel agencement, la portée de communication D1 de la première antenne NFC 40 n'est de l'ordre que de 3 cm (alors que la technologie NFC permet une portée de 10 cm) et la couverture axiale Z1 (zone de communication possible le long de la poignée de portière P) est sensiblement égale à la longueur de la première antenne NFC 40, soit à peu près également 3 cm. De plus, la première antenne NFC 40 étant relativement de petite dimension, toute antenne NFC de téléphone portable plus grande ne communique pas efficacement avec la première antenne NFC 40 implantée dans la poignée de portière P, car le couplage entre les deux antennes (celle de la poignée et celle du téléphone) n'est pas optimal. En effet, un couplage optimal est obtenu lorsque les deux antennes (première antenne NFC 40 et antenne NFC du téléphone portable) sont sensiblement de même dimensions.However, since the locking electrode 30a has a relatively small approach and / or contact detection area (capacitive detection technology), said electrode is placed as close as possible to the first surface S1. The first NFC antenna 40, with a larger communication range D1, is situated between the locking electrode 30a and the second surface S2, that is to say remote from the first surface S1 and implanted more deeply at In the example illustrated in FIG. 1, the first NFC antenna 40 is located in the door handle P about 1 cm from the first surface S1 and the locking electrode 30a is interposed between this surface S1 and the first antenna NFC 40. With such an arrangement, the communication range D1 of the first antenna NFC 40 is of the order of only 3 cm (while the NFC technology allows a range of 10 cm) and the axial coverage Z1 (possible communication area along the door handle P) is substantially equal to the length of the first antenna NFC 40, or about 3 cm. In addition, since the first NFC antenna 40 is relatively small, any larger mobile phone antenna NFC does not communicate effectively with the first antenna NFC 40 implanted in the door handle P, because the coupling between the two antennas (that of the handle and that of the phone) is not optimal. Indeed, an optimal coupling is obtained when the two antennas (first antenna NFC 40 and NFC antenna of the mobile phone) are substantially of the same dimensions.
Afin de remédier à ces problèmes, il est connu de l'art antérieur : - soit d'augmenter la dimension de la première antenne NFC 40, dans la limite de l'espace disponible dans la poignée de portière P, ceci n'est pas toujours possible, - soit d'augmenter la puissance d'émission de la première antenne NFC 40, or ceci consomme de l'énergie provenant de la batterie du véhicule V lorsque celui-ci est à l'arrêt, ce qui n'est pas souhaitable, - soit d'ajouter un matériau ferromagnétique entre la première antenne NFC 40 et la deuxième surface S2 (c'est-à-dire en-dessous, dans l'exemple représenté à la figure 1, de la première antenne NFC 40, du côté du véhicule V) afin de rediriger et amplifier le champ de détection de la première antenne NFC 40 du côté de l'utilisateur U, mais le coût d'un tel matériau ferromagnétique est non négligeable. L'invention propose une poignée de portière P de véhicule V intégrant une première antenne NFC 40 ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur énumérés ci-dessus. Le but de l'invention est une poignée de portière P dont la portée de communication D1 est optimisée, dont la couverture de communication axiale Z1 peut s'étendre tout le long de la poignée de portière P, assurant une communication efficace quelque soit la dimension de l'antenne NFC située dans le téléphone portable. L'invention propose une poignée de portière de véhicule ayant une première 35 surface orientée vers un utilisateur et une deuxième surface orientée vers le véhicule, ladite poignée de portière comprenant : - une première antenne de communication en champ proche, ayant des premières dimensions, comportant un nombre d'enroulements, située dans un premier plan, à une première distance D de la première surface, - un circuit imprimé connecté à ladite première antenne de communication en champ proche, - des composants électroniques, ladite poignée de portière, selon l'invention, comprend en outre : - une deuxième antenne de communication en champ proche, de dimensions supérieures aux premières dimensions de la première antenne de communication en champ proche, solidaire d'une surface flexible, située dans un deuxième plan, sensiblement parallèle au premier plan, situé entre la première antenne de communication en champ proche et la première surface, à une deuxième d distance de la première surface, telle que d«D, avec D : première distance et, d : deuxième distance comportant une pluralité de boucles, constituée d'une première boucle et de boucles suivantes, la première boucle étant de mêmes dimensions que les premières dimensions de la première antenne de communication en champ proche et située en regard de ladite première antenne de communication en champ proche.In order to remedy these problems, it is known from the prior art: either to increase the size of the first antenna NFC 40, within the limit of the space available in the door handle P, this is not always possible - either to increase the transmission power of the first antenna NFC 40, or this consumes energy from the battery of vehicle V when it is stopped, which is not it is desirable either to add a ferromagnetic material between the first NFC antenna 40 and the second surface S2 (i.e. below, in the example shown in FIG. 1, of the first NFC antenna 40, on the vehicle side V) to redirect and amplify the detection field of the first NFC antenna 40 on the side of the user U, but the cost of such a ferromagnetic material is not negligible. The invention proposes a door handle P of vehicle V incorporating a first antenna NFC 40 does not have the disadvantages of the prior art listed above. The object of the invention is a door handle P whose communication range D1 is optimized, whose axial communication cover Z1 can extend all along the door handle P, ensuring effective communication regardless of the size of the NFC antenna located in the mobile phone. The invention provides a vehicle door handle having a first user facing surface and a second vehicle facing surface, said door handle comprising: - a first near field communication antenna having first dimensions having a number of windings, located in a first plane, at a first distance D from the first surface, - a printed circuit connected to said first near-field communication antenna, - electronic components, said door handle, according to the invention further comprises: - a second near-field communication antenna of dimensions greater than the first dimensions of the first near-field communication antenna, integral with a flexible surface, located in a second plane, substantially parallel to the foreground; located between the first near-field communication antenna and the first surface, at one of one-tenth of a distance from the first surface, such as d, D, with D: first distance, and d: second distance comprising a plurality of loops, consisting of a first loop and subsequent loops, the first loop being of the same dimensions as the first dimensions of the first near field communication antenna and located opposite said first near field communication antenna.
Ainsi la deuxième antenne de communication en champ proche est couplée électro magnétiquement à la première antenne de communication en champ proche, elle fonctionne comme une antenne relais vis-à-vis de ladite première antenne et propage le champ magnétique qu'elle reçoit de cette dernière. Etant de plus grandes dimensions et située plus près de la première surface, elle permet d'élargir la portée ainsi que la couverture axiale de communication NFC. Etant non connectée au circuit imprimé et solidaire d'une surface flexible, par exemple intégrée sur ladite surface, son intégration dans la poignée de portière grâce à la surface flexible, est aisée.Thus the second near field communication antenna is electromagnetically coupled to the first near field communication antenna, it functions as a relay antenna with respect to said first antenna and propagates the magnetic field that it receives from the first antenna . Being larger and located closer to the first surface, it extends the range as well as the axial coverage of NFC communication. Being not connected to the printed circuit and secured to a flexible surface, for example integrated on said surface, its integration into the door handle thanks to the flexible surface, is easy.
Judicieusement, la deuxième antenne NFC est une impression de matériau conducteur sur la surface flexible. Dans un mode préférentiel de réalisation de l'invention, la première boucle possède un premier nombre d'enroulements sensiblement égal au nombre d'enroulements de la première antenne de communication en champ proche afin d'optimiser le couplage électromagnétique entre lesdites deux antennes de communication en champ proche. Un axe longitudinal X est défini le long de la poignée de portière P et le premier plan est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal.Judiciously, the second NFC antenna is an impression of conductive material on the flexible surface. In a preferred embodiment of the invention, the first loop has a first number of windings substantially equal to the number of windings of the first near-field communication antenna in order to optimize the electromagnetic coupling between said two communication antennas. in the near field. A longitudinal axis X is defined along the door handle P and the first plane is substantially parallel to the longitudinal axis.
Afin d'obtenir une distance de communication et une couverture axiale, le long de l'axe longitudinal optimisées, et homogènes, les caractéristiques suivantes prises isolément ou en combinaison peuvent être réalisées : - les boucles suivantes de la pluralité de boucles ont chacune des dimensions identiques à celles de la première boucle, - les boucles suivantes comportent au moins un enroulement, - la pluralité de boucles comprend deux parties, une première partie comprend la première boucle et des boucles suivantes et la deuxième partie comprend une des boucles suivantes entourant toutes les boucles la première partie, - le nombre de boucles de la première partie est pair et ce que lesdites boucles génèrent chacune un champ magnétique orienté dans le même sens, - la deuxième antenne de communication présente un centre et toutes les boucles de la pluralité de boucles sont symétriques par rapport à deux axes, un axe longitudinal et un axe transversal traversant la deuxième antenne de communication en champ proche en son centre, - la première antenne de communication en champ proche génère une portée de communication et en ce que la deuxième antenne de communication en champ proche est située à une troisième distance de la première antenne de communication en champ proche telle que : D' = F x Dl avec F compris entre [0,33 ; 0,66] D1 : portée de communication de la première antenne de communication en champ proche et, D' : troisième distance - la deuxième antenne de communication en champ proche comprend une capacité d'adaptation, - la deuxième antenne de communication en champ proche est collée sur une face intérieure de la première surface. L'invention s'étend à tout véhicule automobile comprenant une poignée de portière telle que décrite ci-dessus.In order to obtain a communication distance and an axial coverage, along the optimized and homogeneous longitudinal axis, the following characteristics taken separately or in combination can be realized: the following loops of the plurality of loops each have dimensions identical to those of the first loop, the following loops comprise at least one winding, the plurality of loops comprises two parts, a first part comprises the first loop and subsequent loops and the second part comprises one of the following loops surrounding all the loops. loops the first part, - the number of loops of the first part is even and what said loops each generate a magnetic field oriented in the same direction, - the second communication antenna has a center and all the loops of the plurality of loops are symmetrical about two axes, a longitudinal axis and a transverse axis crossing the second near-field communication antenna at its center, the first near-field communication antenna generates a communication range, and the second near-field communication antenna is located at a third distance from the first communication antenna in the near field such that: D '= F × D1 with F between [0.33; 0.66] D1: communication range of the first near-field communication antenna and, D ': third distance - the second near-field communication antenna includes adaptive capacity, - the second near-field communication antenna is glued on an inner face of the first surface. The invention extends to any motor vehicle comprising a door handle as described above.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 expliquée précédemment, est une vue schématique représentant selon l'art antérieur, une poignée de portière de véhicule comprenant une antenne de communication en champ proche, La figure 2 est une vue en coupe représentant, une poignée de portière de véhicule comprenant une antenne de communication en champ proche, selon l'invention La figure 3 est une vue en coupe représentant une deuxième antenne de communication en champ proche selon l'invention, La figure 4 représente selon les axes longitudinal et transversal de la poignée de portière, la portée de communication et la couverture axiale selon l'art antérieur (courbe 040) et selon l'invention (courbe 040,50) , Les figures 5, 6, 7 sont des vues schématiques de dessus, illustrant des variantes de réalisation de la deuxième antenne de communication en champ proche, selon l'invention. La poignée de portière P selon l'invention, telle que représentée à la figure 2, a comme dans l'art antérieur, une première surface S1 orientée vers l'utilisateur U, et une deuxième surface S2, orientée vers le véhicule V. La poignée de portière P comprend une première antenne de communication en champ proche, encore appelée première antenne NFC 40, des composants électroniques, tels que par exemple une antenne radiofréquence 10, une électrode de verrouillage 30a, orientée vers l'utilisateur U, près de la première surface S1 et une électrode de déverrouillage 30b, orientée vers le véhicule V, près de la deuxième surface S2.Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description given by way of nonlimiting example and on examining the appended drawings in which: FIG. 1 explained previously, is a diagrammatic view Representative according to the prior art, a vehicle door handle comprising a near-field communication antenna. Fig. 2 is a sectional view showing a vehicle door handle including a near-field communication antenna, according to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a second near-field communication antenna according to the invention; FIG. 4 represents along the longitudinal and transverse axes of the door handle, the communication range and the axial coverage according to FIG. prior art (curve 040) and according to the invention (curve 040,50), FIGS. 5, 6, 7 are diagrammatic views from above, illustrating variations of r of the second near-field communication antenna according to the invention. The door handle P according to the invention, as shown in FIG. 2, has, as in the prior art, a first surface S1 oriented towards the user U, and a second surface S2, oriented towards the vehicle V. door handle P comprises a first near-field communication antenna, also called the first NFC antenna 40, electronic components, such as for example a radiofrequency antenna 10, a locking electrode 30a, oriented towards the user U, close to the first surface S1 and an unlocking electrode 30b, facing the vehicle V, near the second surface S2.
Les première et deuxième surfaces S1 et S2 de la poignée P s'étendent selon un plan défini par deux axes : un axe longitudinal X et un premier axe transversal Z. Elles sont perpendiculaires à un deuxième axe transversal Y. Les trois axes (X, Y, Z), perpendiculaires entres eux forment un repère (X, Y, Z).The first and second surfaces S1 and S2 of the handle P extend along a plane defined by two axes: a longitudinal axis X and a first transverse axis Z. They are perpendicular to a second transverse axis Y. The three axes (X, Y, Z) perpendicular to each other form a reference (X, Y, Z).
La première antenne NFC 40 ainsi que les électrodes (30a, 30b) sont connectées à un circuit imprimé 20, comprenant un microcontrôleur (non représenté) qui gère leur fonctionnement. En l'occurrence, la première antenne NFC 40 est une impression de matériau conducteur (par exemple du cuivre) sur le circuit imprimé 20. La première antenne NFC 40 est située dans un premier plan P1, à une première distance D de la première surface S1 entre l'électrode de verrouillage 30a et la deuxième surface S2 (cf. figure 2). Dans l'exemple illustré à la figure 2, le premier plan P1 est sensiblement parallèle à la deuxième surface S2. Comme expliqué précédemment, avec un tel agencement de la première antenne NFC 40 dans la poignée de portière P du véhicule, la portée de communication D1 et la 15 couverture axiale Z1 pour la communication NFC ne sont pas de dimensions satisfaisantes. L'invention propose que la poignée de portière P comprenne en outre une deuxième antenne de communication en champ proche, encore appelée deuxième antenne NFC 50. Cette deuxième antenne NFC 50 se différencie de la première antenne 20 NFC 40 en ce qu'elle n'est pas connectée au circuit imprimé 20, c'est une antenne passive, qui n'est pas alimentée en courant. De plus, la deuxième antenne NFC 50 est de dimensions supérieures à celles la première antenne NFC 40. On entend par dimensions, la longueur et la largeur des antennes NFC (40, 50). Elle est située dans un deuxième plan P2, sensiblement parallèle 25 au premier plan Pl, situé entre la première antenne NFC 40 et la première surface Si. La deuxième antenne NFC 50 est située à une deuxième distance d de la première surface Si, telle que d « D, par exemple la deuxième distance d est dix fois plus petite due la première distance D. Dans notre exemple (cf. figure 2), la deuxième antenne NFC 50 est située entre l'électrode de verrouillage 30a et la première surface S1. Dans un mode 30 préférentiel de réalisation, détaillé plus bas, la deuxième distance d est nulle et donc la deuxième antenne NFC 50 est disposée sur la face interne de la première surface Si. La deuxième antenne NFC 50 est constituée d'une pluralité de boucles, situées dans le deuxième plan P2 : Une première boucle A1, et une pluralité de boucles suivantes A2, A3, A4, AT (cf. figure 3). On entend par boucle, un enroulement de fil 35 conducteur (par exemple du cuivre) comprenant de un à un nombre maximum Nmax d'enroulements présentant à sa base un croisement C ou pas (cf. figure 3 et figure 5). La deuxième antenne NFC 50 est solidaire d'une surface flexible SF. Dans notre exemple, les boucles A1, A2, A3, A4, AT sont imprimées sur une surface flexible SF, de faible épaisseur, par exemple sur du plastique. On entend par solidaire, le fait que la deuxième antenne NFC 50 est liée ou attachée à la surface flexible SF de telle sorte qu'elle peut se déformer selon les déformations de la surface flexible SF.The first NFC antenna 40 as well as the electrodes (30a, 30b) are connected to a printed circuit 20, comprising a microcontroller (not shown) which manages their operation. In this case, the first NFC antenna 40 is an impression of conductive material (for example copper) on the printed circuit 20. The first NFC antenna 40 is located in a first plane P1, at a first distance D of the first surface S1 between the locking electrode 30a and the second surface S2 (see Figure 2). In the example illustrated in FIG. 2, the first plane P1 is substantially parallel to the second surface S2. As previously explained, with such an arrangement of the first NFC antenna 40 in the vehicle door handle P, the communication range D1 and the axial coverage Z1 for the NFC communication are not of satisfactory size. The invention proposes that the door handle P further comprises a second near-field communication antenna, also called the second NFC antenna 50. This second NFC antenna 50 differs from the first NFC antenna 40 in that it is not connected to the printed circuit 20, it is a passive antenna, which is not supplied with current. In addition, the second NFC antenna 50 is larger in size than the first NFC antenna 40. The term "dimensions" refers to the length and width of the NFC antennas (40, 50). It is located in a second plane P2, substantially parallel to the first plane Pl, located between the first NFC antenna 40 and the first surface Si. The second NFC antenna 50 is located at a second distance d from the first surface Si, such that d D, for example the second distance d is ten times smaller due to the first distance D. In our example (see FIG. 2), the second NFC antenna 50 is located between the locking electrode 30a and the first surface S1 . In a preferred embodiment, detailed below, the second distance d is zero and therefore the second antenna NFC 50 is disposed on the inner face of the first surface Si. The second antenna NFC 50 consists of a plurality of loops. , located in the second plane P2: A first loop A1, and a plurality of following loops A2, A3, A4, AT (see Figure 3). Loop means a winding of conductive wire (for example copper) comprising from one to a maximum number Nmax of windings having at its base a crossing C or not (see Figure 3 and Figure 5). The second NFC antenna 50 is secured to a flexible surface SF. In our example, the loops A1, A2, A3, A4, AT are printed on a flexible surface SF, of small thickness, for example on plastic. Solidarity means that the second NFC antenna 50 is bonded or attached to the flexible surface SF so that it can be deformed according to the deformations of the flexible surface SF.
Cette deuxième antenne NFC 50 est passive, de petite épaisseur et imprimée sur un support plastique déformable. Etant passive, elle peut se situer loin du circuit imprimé 20, puisqu'elle n'a pas besoin d'être connectée au circuit imprimé 20 (ou être imprimée sur le circuit imprimé 20) afin d'être alimentée en courant. Etant déformable, la deuxième antenne NFC 50 peut, par exemple, épouser la forme de la surface intérieure de la première surface Si. Selon l'invention, la première boucle Al est de mêmes dimensions que la première antenne NFC 40 et est située en regard de celle-ci. En d'autres termes, la première boucle Al de la deuxième antenne NFC 50 est alignée selon l'axe transversal Y avec la première antenne NFC 40 (cf. figure 2).This second antenna NFC 50 is passive, of small thickness and printed on a deformable plastic support. Being passive, it may be far from the printed circuit 20, since it does not need to be connected to the printed circuit 20 (or printed on the printed circuit 20) in order to be supplied with current. Being deformable, the second antenna NFC 50 may, for example, conform to the shape of the inner surface of the first surface Si. According to the invention, the first loop Al is of the same dimensions as the first antenna NFC 40 and is located opposite of it. In other words, the first loop A1 of the second NFC antenna 50 is aligned along the transverse axis Y with the first NFC antenna 40 (see FIG.
La deuxième antenne NFC 50 ainsi positionnée et dimensionnée fonctionne alors comme une antenne relais vis-à-vis de la première antenne NFC 40. Plus précisément la deuxième antenne NFC 50 reçoit par l'intermédiaire de la première boucle Al située en face de la première antenne NFC 40, de mêmes dimensions et donc couplée électro magnétiquement à celle-ci, le champ électromagnétique émis par la première antenne NFC 40. Le courant induit par le champ électromagnétique reçu dans la première boucle Al se propage alors dans les boucles suivantes A2, A3, A4, AT qui émettent à leur tour un champ électromagnétique. La deuxième antenne NFC 50 propage alors le champ magnétique qu'elle reçoit de la première antenne NFC 40.The second NFC antenna 50, thus positioned and sized, then functions as a relay antenna with respect to the first NFC antenna 40. More precisely, the second NFC antenna 50 receives via the first Al loop located opposite the first NFC antenna 50. NFC antenna 40, of the same dimensions and thus electromagnetically coupled thereto, the electromagnetic field emitted by the first antenna NFC 40. The current induced by the electromagnetic field received in the first loop Al then propagates in the following loops A2, A3, A4, AT which in turn emit an electromagnetic field. The second NFC antenna 50 then propagates the magnetic field it receives from the first NFC antenna 40.
Afin d'améliorer le couplage entre la première boucle Al et la première antenne NFC 40, l'invention propose, dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, que le premier nombre d'enroulements de la première boucle NA, soit sensiblement égal au nombre d'enroulements de la première antenne N40. La deuxième antenne NFC 50 étant plus près de la première surface S1 et de plus grande dimension que la première antenne NFC 40, la nouvelle portée de communication D2 ainsi que la nouvelle couverture axiale Z2 du champ électromagnétique émis par ladite deuxième antenne NFC 50 sont plus grandes que celles (D1, Z1) du champ électromagnétique émis par la première antenne NFC 40. Dans un mode de réalisation préférentiel, afin d'obtenir une nouvelle portée de 35 communication D2 ainsi qu'une nouvelle couverture axiale Z2 homogènes dans les trois directions définies par le repère orthogonal (X, Y, Z) l'invention propose que les boucles suivantes A2, A3, A4, AT soient de mêmes dimensions que la première boucle A1.In order to improve the coupling between the first loop A1 and the first NFC antenna 40, the invention proposes, in a preferred embodiment of the invention, that the first number of windings of the first loop NA be substantially equal. to the number of windings of the first antenna N40. The second NFC antenna 50 being closer to the first surface S1 and larger in size than the first NFC antenna 40, the new communication range D2 as well as the new axial coverage Z2 of the electromagnetic field emitted by said second NFC antenna 50 are more larger than those (D1, Z1) of the electromagnetic field emitted by the first NFC antenna 40. In a preferred embodiment, to obtain a new communication range D2 and a new axial coverage Z2 homogeneous in the three directions defined by the orthogonal reference (X, Y, Z) the invention proposes that the following loops A2, A3, A4, AT are of the same dimensions as the first loop A1.
Les boucles suivantes A2, A3, A4, AT peuvent cependant ne posséder qu'un seul enroulement de fil de cuivre (cf. figure 3), c'est-à-dire que le nombre d'enroulement de chacune des boucles suivantes : NA2, 1\1,5,3, NA4, NT est égal à un. En effet, un enroulement de fil de cuivre est suffisant pour que le courant induit se propage à travers lesdites boucles. Selon un mode de réalisation préférentiel, la pluralité de boucles comprend deux parties, une première partie comprenant la première boucle Al et les boucles suivantes A2, A3, A4, et une deuxième partie comprenant la boucle suivante AT, cette boucle AT entoure toutes les boucles A1, A2, A3, A4 de la première partie. Le nombre de boucles de la première partie est pair et le champ électromagnétique B+ émis par chacune desdites boucles (A1, A2, A3, A4, AT) est orienté dans le même sens (dans notre exemple selon la direction de l'axe transversal Y). Dans un autre mode de réalisation, l'ensemble constitué de la pluralité de boucles A1, A2, A3, A4, AT (c'est-à-dire la deuxième antenne NFC 50) est symétrique par rapport à un axe longitudinal X1 et à un axe transversal Z1 traversant la deuxième antenne de communication 50 en son centre 0. Une telle configuration de la pluralité de boucles rend l'intensité du champ électromagnétique B+ émis par la deuxième antenne NFC 50 homogène dans les trois directions définies par le repère orthogonal (X, Y, Z).The following loops A2, A3, A4, AT may, however, have only one winding of copper wire (see FIG. 3), that is to say that the winding number of each of the following loops: NA2 , 1 \ 1,5,3, NA4, NT is equal to one. Indeed, a winding of copper wire is sufficient for the induced current to propagate through said loops. According to a preferred embodiment, the plurality of loops comprises two parts, a first part comprising the first loop A1 and the following loops A2, A3, A4, and a second part comprising the following loop AT, this loop AT surrounds all the loops. A1, A2, A3, A4 of the first part. The number of loops of the first part is even and the electromagnetic field B + emitted by each of said loops (A1, A2, A3, A4, AT) is oriented in the same direction (in our example along the direction of the transverse axis Y ). In another embodiment, the set consisting of the plurality of loops A1, A2, A3, A4, AT (i.e. the second NFC antenna 50) is symmetrical with respect to a longitudinal axis X1 and a transverse axis Z1 passing through the second communication antenna 50 at its center 0. Such a configuration of the plurality of loops makes the intensity of the electromagnetic field B + emitted by the second homogeneous NFC antenna 50 in the three directions defined by the orthogonal reference ( X Y Z).
Le cas échéant, la deuxième antenne NFC 50 peut être reliée électriquement à une capacité d'adaptation 60 (cf. figure 3) afin d'adapter sa fréquence de réception et d'émission à celle de la première antenne NFC 40, sensiblement à 13, 56 MHz. Judicieusement, cette adaptation est faite à 13,56 +/- Fd (MHz), Fd correspondant à une fréquence de débit de données de l'ordre de +/-6% de la fréquence NFC, ce qui équivaut à une fenêtre de fréquence de communication NFC allant de 12.74 MHz à 14.37Mhz. Aux figures 5, 6 et 7 sont illustrées des variantes de réalisation de la deuxième antenne de communication NFC 50 selon l'invention. A la figure 5, les boucles de la première partie Al ', A2', A3', A4' sont reliées entres elles, par un fil conducteur J sans croisement. La première boucle A1' ne présente qu'un 30 enroulement de fil conducteur. Lesdites boucles Al ', A2', A3', A4' émettent chacune un champ magnétique B+ orienté dans la même direction. A la figure 6, les boucles de la première partie Al ", A2", A3", A4" sont de forme ronde et la première boucle Al " ne présente qu'un enroulement de fil conducteur. Lesdites boucles Al ", A2", A3", A4" émettent chacune un champ magnétique B+ orienté 35 dans la même direction.Where appropriate, the second NFC antenna 50 may be electrically connected to an adaptation capacitor 60 (see FIG. 3) in order to adapt its reception and emission frequency to that of the first NFC antenna 40, substantially at 13. , 56 MHz. Judiciously, this adaptation is done at 13.56 +/- Fd (MHz), Fd corresponding to a data rate frequency of about +/- 6% of the NFC frequency, which is equivalent to a frequency window. NFC communication range from 12.74 MHz to 14.37 MHz. FIGS. 5, 6 and 7 show alternative embodiments of the second NFC communication antenna 50 according to the invention. In FIG. 5, the loops of the first part A1 ', A2', A3 ', A4' are connected to each other by a conducting wire J without crossing. The first loop A1 'has only one winding of conductive wire. Said loops Al ', A2', A3 ', A4' each emit a magnetic field B + oriented in the same direction. In FIG. 6, the loops of the first portion A1 ", A2", A3 ", A4" are of round shape and the first loop A1 "has only one winding of conductive wire. A3 ", A4" each emit a magnetic field B + oriented 35 in the same direction.
A la figure 7, la première partie ne comporte que la première boucle A1"', celle-ci présente le même nombre d'enroulements de fil conducteur que la première antenne de communication NFC 40. Afin d'optimiser le couplage électromagnétique entre la première antenne NFC 40 5 et la deuxième antenne NFC 50, on positionne préférentiellement la deuxième antenne NFC 50 en fonction de la portée de communication D1 de la première antenne NFC 40, plus précisément, à une troisième distance D' de la première antenne NFC 40 (cf. figure 2), telle que : D' = F x D1 10 Avec : F : une constante comprise entre 0,33 et 0,66 et, D1 : portée de communication de la première antenne NFC 40 (m). De manière avantageuse, la surface flexible SF est adhésive ou peut être collée à l'intérieur de la première surface S1 de la poignée de portière P, dans ce cas là, la 15 deuxième distance est nulle (d = 0). La deuxième antenne NFC 50 épouse alors la forme intérieure de la première surface S1 et ne nécessite alors pas d'espace supplémentaire à l'intérieur de la poignée de portière P du véhicule V. La deuxième antenne NFC 50 peut le cas échéant être solidaire, par exemple imprimée sur la face interne de la première surface S1, ladite première surface S1 étant 20 généralement une surface flexible SF, du type plastique. Avec la poignée de portière P selon l'invention, la nouvelle portée de communication D2 est de 7,5 cm (soit 2,5 fois plus grande que la portée de communication D1 de l'art antérieur) La nouvelle couverture axiale Z2 peut s'étendre tout le long de la poignée de 25 portière P dans le cas où la deuxième antenne NFC 50 s'étend tout le long à l'intérieur de la première surface S1 (soit beaucoup plus longue à peu prés que la couverture axiale Z1 de l'art antérieur, qui ne s'étendait que sur 3 cm, c'est-à-dire la longueur de la première antenne NFC 40). Ceci est illustré à la figure 4. 30 A la figure 4, la courbe C40 représente la portée de communication D1 ainsi que la couverture axiale Z1 de la poignée de portière P, sur selon l'art antérieur, et la courbe C40,50 représente la nouvelle portée de communication D2 ainsi que la nouvelle couverture axiale Z2 de la poignée de portière P selon l'invention. Les courbes (D1, D2, Z1, Z2) sont représentées selon les axes X1, Y1 traversant la poignée de portière P en son centre 0, et 35 donc ne sont représentées que sur une demi-longueur de la poignée de portière P Il ressort clairement que l'invention permet d'élargir de manière considérable la couverture axiale et d'agrandir la portée de communication.In FIG. 7, the first part comprises only the first loop A1 "', which has the same number of conductive wire coils as the first communication antenna NFC 40. In order to optimize the electromagnetic coupling between the first NFC antenna 40 5 and the second NFC antenna 50, the second NFC antenna 50 is preferably positioned according to the communication range D1 of the first NFC antenna 40, more precisely, at a third distance D 'of the first NFC antenna 40 ( see FIG. 2), such that: D '= F × D1 With: F: a constant between 0.33 and 0.66 and, D1: communication range of the first antenna NFC 40 (m). Advantageously, the flexible surface SF is adhesive or can be glued inside the first surface S1 of the door handle P, in which case the second distance is zero (d = 0) .The second antenna NFC 50 then marries the inner form of the first su S1 interface and then does not require additional space inside the door handle P of the vehicle V. The second antenna NFC 50 may optionally be secured, for example printed on the inner face of the first surface S1, said first surface S1 being generally a flexible surface SF, of the plastic type. With the door handle P according to the invention, the new communication range D2 is 7.5 cm (2.5 times larger than the communication range D1 of the prior art) The new axial cover Z2 can be extend all the way along the door handle P in the case where the second NFC antenna 50 extends all the way inside the first surface S1 (much longer than the Z1 axial cover of the prior art, which extended only 3 cm, that is to say the length of the first antenna NFC 40). This is illustrated in FIG. 4. In FIG. 4, the curve C40 represents the communication range D1 as well as the axial coverage Z1 of the door handle P, according to the prior art, and the curve C40, 50 represents the new communication range D2 and the new axial cover Z2 of the door handle P according to the invention. The curves (D1, D2, Z1, Z2) are represented along the axes X1, Y1 passing through the door handle P at its center 0, and therefore are only represented on a half-length of the door handle P clearly that the invention makes it possible to considerably widen the axial coverage and to enlarge the communication range.
L'invention permet donc par l'ajout d'une deuxième antenne NFC solidaire d'une surface flexible (par exemple imprimée sur du plastique), peu coûteuse, et facilement intégrable dans la poignée de portière d'élargir considérablement la zone de communication NFC entre le téléphone portable et la poignée de portière. L'utilisateur dispose alors d'une plus grande zone de communication et n'est plus obligé de rapprocher son téléphone portable dans une zone très proche et très précise de la poignée et à un endroit précis de celle-ci afin de verrouiller/déverrouiller la portière de son véhicule.The invention therefore allows the addition of a second antenna NFC integral with a flexible surface (for example printed on plastic), inexpensive, and easily integrable in the door handle to significantly expand the NFC communication area between the mobile phone and the door handle. The user then has a larger area of communication and is no longer obliged to bring his mobile phone in a very close and very precise area of the handle and at a specific location thereof in order to lock / unlock the door of his vehicle.
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