FR3107963A1 - Procède de communication et de localisation en continu ultra haute fréquence d’un dispositif portable d’accès « mains libres » à un véhicule automobile - Google Patents

Procède de communication et de localisation en continu ultra haute fréquence d’un dispositif portable d’accès « mains libres » à un véhicule automobile Download PDF

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Abstract

Le système (S) selon l’invention propose d’ajouter une fonctionnalité de communication à grande portée au dispositif de localisation (D) du document FR3040551B1. De cette manière, un dispositif portable (T) et un véhicule automobile (V) peuvent communiquer ensemble pour réaliser un contrôle à distance du véhicule automobile, tout en permettant au véhicule automobile de localiser avec précision le dispositif portable dans et autour du véhicule automobile. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

PROCÈDE DE COMMUNICATION ET DE LOCALISATION EN CONTINU ULTRA HAUTE FRÉQUENCE D’UN DISPOSITIF PORTABLE D’ACCÈS « MAINS LIBRES » À UN VÉHICULE AUTOMOBILE
L’invention concerne un système de communication et de localisation par ultra haute fréquence d’un dispositif portable d’accès « mains libres » à un véhicule automobile. Elle a également pour objet un procédé de mise en œuvre du système selon l’invention.
L’invention s’applique plus particulièrement aux systèmes d’accès « mains libres » aux véhicules automobiles. Un système d’accès dits « mains libres » à un véhicule automobile permet à un utilisateur autorisé de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants de son véhicule automobile sans utiliser une clé. Pour cela, le véhicule automobile procède à l’identification et la localisation d’un badge ou d’une télécommande portée par l’utilisateur et lorsque le véhicule automobile identifie le badge ou la télécommande comme associé au véhicule automobile et localisé dans la zone d’accès, alors ce dernier verrouille ou déverrouille ses ouvrants.
L’homme du métier connait ce système d’accès « mains libres ». Il se compose généralement d’une unité électronique de commande embarquée dans le véhicule automobile, d’au moins une antenne radio fréquence (RF) située sur le véhicule automobile et d’un badge ou d’une télécommande d’identification qui comprend une antenne RF portée par l’utilisateur.
Un échange d’identifiant entre le badge et le véhicule automobile par l’intermédiaire des antennes RF permet l’identification du badge par le véhicule automobile et le déclenchement du verrouillage ou déverrouillage des ouvrants par ce dernier.
On peut inclure l’identifiant dans un dispositif portable autre qu’un badge ou qu’une télécommande, par exemple dans un téléphone portable, ou une montre.
On réalise généralement l’échange d’identifiant par ondes Radio Fréquence (RF) et par ondes Basse Fréquence (ou LF « Low frequency » en anglais). Le véhicule automobile émet, par l’intermédiaire des antennes LF tout d’abord un signal d’interrogation en LF et le badge, s’il est situé dans la zone de réception dudit signal, renvoie au véhicule automobile un message de présence en RF qui contient son identifiant.
On réalise la localisation précise du badge autour du véhicule automobile par une mesure de l’intensité du signal LF reçu par le badge (via les antennes et l’unité électronique de commande) en provenance du véhicule automobile, appelées plus communément mesures RSSI (« Received Signal Strength Indication » en anglais, ou mesure de la puissance en réception d’un signal reçut par une antenne). Un dispositif de localisation embarqué dans le véhicule automobile analyse la mesure de la puissance du signal reçu par le badge en provenance de chaque antenne LF véhicule automobile, et détermine ainsi la position du badge par rapport auxdites antennes LF, c’est-à-dire par rapport au véhicule automobile.
Cette mesure RSSI permet de localiser précisément le badge autour et à l’intérieur du véhicule automobile afin de permettre le verrouillage/déverrouillage des ouvrants et également le démarrage du véhicule automobile, lorsque l’on détecte le badge à l’intérieur du véhicule automobile.
De plus en plus de dispositifs portables, par exemple les téléphones portables disposent dorénavant du standard de communication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », c’est-à-dire de communication à Ultra Haute Fréquence (UHF) de 2400 MHz à 2480 MHz. Ce standard de communication présente l’avantage d’être universel et donc ne nécessite pas d’homologation spécifique à chaque pays (seulement une certification internationale Bluetooth Low Energy), comme c’est le cas avec les standards de communications RF/LF actuels dont la fréquence de fonctionnement diffère selon les pays.
Il devenait donc nécessaire d’adapter le système d’accès mains libres afin qu’il puisse fonctionner également avec le standard de communication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE » et non plus uniquement par l’intermédiaire des ondes radio et basses fréquences (RF/LF).
L’avantage du standard de communication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE » est qu’il permet une grande portée de communication d’environ 250 m autour du véhicule automobile. Cependant, il ne permettait pas de détecter la présence du dispositif portable à de plus courtes distances. C’est le cas, par exemple, lorsque le dispositif portable se trouve à une dizaine de centimètres du véhicule automobile et que l’utilisateur souhaite déverrouiller son véhicule automobile. Or, cet usage était possible avec le dispositif de communication de l’art antérieur, qui fonctionne sur un échange par ondes RF et LF. En effet, la mesure RSSI d’un signal Bluetooth est très imprécise et varie énormément en fonction de l’environnement (bruit, perturbations) et il était difficile de savoir si le dispositif portable est à 5 m, ou 10 m ou 40 m ou plus. Pour cela, il était nécessaire de réaliser un calibrage spécifique répondant aux caractéristiques particulières de chaque dispositif portable.
Il n’était donc pas non plus aisé de démarrer le véhicule automobile en utilisant la communication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », puisque le démarrage n’était autorisé que lorsque le dispositif portable se trouve à l’intérieur du véhicule automobile, et à quelques centimètres des antennes UHF du véhicule automobile. Or, au vu de la grande variabilité des caractéristiques des dispositifs portables, la détection dudit dispositif portable à quelques centimètres des antennes UHF n’était pas possible.
Le document FR3040551b1 propose un dispositif de localisation ultra haute fréquence du dispositif portable qui permet de pallier ces inconvénients. On entend par ultra haute fréquence, la bande du spectre radioélectrique comprise entre 300 MHz et 3 000 MHz 1, soit les longueurs d'onde de 1 m à 0,1 m.
Plus précisément, le dispositif de localisation ultra haute fréquence, de l’art antérieur permet de détecter la présence du dispositif portable à plusieurs distances autour du véhicule automobile, de quelques centimètres à plusieurs mètres, ainsi qu’à quelques centimètres des antennes UHF embarquées sur le véhicule automobile, ce qui rend le démarrage « mains libres » possible avec le standard de communication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », ce qui n’était pas possible dans l’art antérieur avec le standard de communication.
Dans ce but, le dispositif de localisation D de l’art antérieur comprend, comme illustré à la figure 1a, une source d’alimentation électrique Vcc alimentant un émetteur-récepteur 10 relié électriquement à au moins une antenne A, par une ligne électrique 20A. En outre, le dispositif de localisation D de l’art antérieur comprend entre l’émetteur-récepteur 10 et l’antenne A, c’est-à-dire sur la ligne électrique de communication 20 (émission/réception) entre l’émetteur-récepteur 10 et l’antenne A, au moins un module d’atténuation M1. Enfin, le dispositif de localisation D de l’art antérieur comprend également des moyens de contrôle 30 du module d’atténuation M1 et des moyens de détermination de la localisation du dispositif portable 40.
Ainsi, le dispositif de localisation D de l’art antérieur permet de « dégrader » la portée des ondes Ultra Haute Fréquence d’une portée maximale de l’art antérieur de 250 m à peu près à quelques centimètres, afin de définir avec précision des zones de localisation d’un dispositif portable dans et autour d’un véhicule automobile.
Toutefois, cette dégradation a pour effet de rendre impossible la communication à grande portée entre le dispositif portable et le véhicule automobile, c’est-à-dire lorsque le dispositif portable se trouve en dehors des zones de localisation.
Or, certains usages nécessitent de déclencher une fonction du véhicule automobile bien avant que l’utilisateur ne s’en approche. Il s’agit par exemple, des fonctions de contrôle à distance du véhicule automobile comme le verrouillage/déverrouillage des ouvrants, le chauffage, le désembuage, le dégivrage ou encore le démarrage.
L’invention propose un système de communication par ultra haute fréquence qui permet de pallier cet inconvénient.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels:
: La figure 1a, expliquée précédemment, représente schématiquement le dispositif de localisation D de l’art antérieur.
: La figure 1b représente schématiquement une première mise en œuvre du dispositif de localisation selon l’invention.
: La figure 1c représente schématiquement une deuxième mise en œuvre du dispositif de localisation selon l’invention.
: La figure 2, représente schématiquement le système S selon l’invention.
: La figure 3a, représente schématiquement une première configuration du dispositif de localisation D de l’art antérieur.
: La figure 3b, représente schématiquement une deuxième configuration du dispositif de localisation D de l’art antérieur.
: La figure 3c, représente schématiquement une troisième configuration du dispositif de localisation D de l’art antérieur.
: La figure 4, représente schématiquement, les zones de localisation du dispositif portable dans et autour du véhicule automobile, selon le dispositif de localisation D de l’art antérieur.
: La figure 5, représente graphiquement l’atténuation des ondes UHF en décibels en fonction d’une distance prédéterminée.
: La figure 6, représente schématiquement, un procédé de mise en œuvre de l’invention.
Les figures ne respectent pas nécessairement les échelles, notamment en épaisseur, et ce à des fins d’illustration.
Le système selon l’invention propose d’ajouter une fonctionnalité de communication à grande portée au dispositif de localisation de l’art antérieur. De cette manière, un dispositif portable et un véhicule automobile peuvent communiquer ensemble pour réaliser un contrôle à distance du véhicule automobile, tout en permettant au véhicule automobile de localiser avec précision le dispositif portable dans et autour du véhicule automobile.
Pour cela, dans la figure 2, le système S selon l’invention comprend le dispositif D de l’art antérieur, un calculateur 50 de type microcontrôleur et un dispositif portable T.
Le dispositif de localisation D est illustré à la figure 1a. Le dispositif de localisation D comprend :
- une source électrique Vcc,
- un émetteur-récepteur Ultra Haute Fréquence, plus précisément un émetteur-récepteur 10 Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », qui comprend un circuit imprimé,
- au moins une antenne A.
Dans la figure 1a, le dispositif de localisation D comprend en outre entre l’émetteur-récepteur 10 et l’antenne A, c’est-à-dire sur la ligne électrique de communication 20 (émission/réception) entre l’émetteur-récepteur 10 et l’antenne A, au moins un module d’atténuation M1. Ledit dispositif de localisation D comprend également des moyens de contrôle 30 du module d’atténuation M1 et des moyens de détermination de la localisation du dispositif portable 40.
À la figure 1a, est représentée une pluralité de modules d’atténuation situés en série sur la ligne de communication 20 : un premier module d’atténuation M1, un deuxième module d’atténuation M2, un troisième module d’atténuation M3. Comme représenté à la figure 2, le dispositif de localisation D comprend également :
- des moyens de contrôle 30 de la pluralité des modules d’atténuation M1, M2, M3, intégrés par exemple dans l’émetteur-récepteur 10, ainsi que
- des moyens de détermination de la localisation du dispositif portable 40, reliés électriquement à l’émetteur-récepteur 10 et aux moyens de contrôle 30 du module d’atténuation.
Chaque module d’atténuation, le premier module d’atténuation M1, le deuxième module d’atténuation M2, ou le troisième module d’atténuation M3 est situé à une distance prédéterminée de l’émetteur-récepteur 10, en l’occurrence, respectivement à une première distance L1, à une deuxième distance L2, à une troisième distance L3.
Chaque module d’atténuation, le premier module d’atténuation M1, le deuxième module d’atténuation M2, ou le troisième module d’atténuation M3 comprend également :
- un moyen de commutation, par exemple un interrupteur, respectivement un premier interrupteur S1, un deuxième interrupteur S2 et un troisième interrupteur S3 et
- une impédance, respectivement une première impédance Z1, une deuxième impédance Z2, et une troisième impédance Z3, chaque impédance, la première impédance Z1, la deuxième impédance Z2, et la troisième impédance Z3 étant de valeur prédéterminée et reliée électriquement à la masse.
Les valeurs prédéterminées de la première impédance Z1, de la deuxième impédance Z2 et de la troisième impédance sont toutes égales entre elles et sont comprises entre 0 et 100 kΩ, par exemple, lesdites impédances ont chacune pour valeur 50 Ω.
Les moyens de contrôle 30 sont configurés pour actionner chaque module d’atténuation M1, M2, M3 c’est-à-dire, chaque moyen de commutation S1, S2, S3 pour sélectionner l’une des deux positions suivantes :
- une première position dans laquelle l’émetteur-récepteur 10 ou le module d’atténuation précédent M1, M2 est déconnecté de l’antenne A ou du module d’atténuation suivant M2, M3 et dans laquelle l’émetteur-récepteur 10 ou le module d’atténuation précédent est relié électriquement à l’impédance Z1, Z2, Z3 associée audit moyen de commutation,
- une deuxième position dans laquelle le moyen de commutation S1, S2, S3 relie électriquement, l’émetteur-récepteur 10 ou le module d’atténuation précédent M1, M2 à l’antenne A ou au module d’atténuation suivant M2, M3.
Chaque moyen de commutation (le premier interrupteur S1, le deuxième interrupteur S2 et le troisième interrupteur S3) permet donc de déconnecter l’émetteur-récepteur 10 de l’antenne A et de connecter l’émetteur-récepteur 10 à un module d’atténuation associé (au premier module d’atténuation M1, ou au deuxième module d’atténuation M2, ou au troisième module d’atténuation M3), c’est-à-dire de connecter l’émetteur-récepteur 10 à une impédance (à la première impédance Z1, ou à la deuxième impédance Z2, ou à la troisième impédance Z3), reliée électriquement à la masse, de valeur prédéterminée et située à une distance prédéterminée (respectivement à une première distance L1, à une deuxième distance L2, à une troisième distance L3) dudit émetteur-récepteur 10.
Par exemple, à la figure 3a, le premier interrupteur S1 est dans la première position, il relie électriquement l’émetteur-récepteur 10 à la première impédance Z1 du premier module d’atténuation M1, située à une première distance L1 de l’émetteur-récepteur 10. Dans cette première configuration, l’émetteur-récepteur 10 émet un signal en ultra haute fréquence, ce signal se propage dans le circuit imprimé dudit émetteur-récepteur 10 et rend le circuit imprimé résonant à ladite fréquence. Le signal UHF se propage également dans la ligne de communication 20 jusqu’à la première impédance Z1 puis à la masse. La portée maximale des ondes UHF ainsi générées par le dispositif de localisation D dépend de la première distance prédéterminée L1 entre le premier module d’atténuation M1 et l’émetteur-récepteur 10 ainsi que de la valeur prédéterminée de la première impédance Z1. Dans cette première configuration, la première distance L1 et la valeur de la première impédance Z1 sont choisies de telle façon que la portée des ondes UHF ainsi émises est limitée à une première zone de localisation A1 située dans le véhicule automobile V (cf. figure 4).
À la figure 3b, le premier interrupteur S1 est dans la deuxième position, il relie électriquement l’émetteur-récepteur 10 au deuxième module d’atténuation M2. Le deuxième interrupteur S2 quant à lui est dans la première position, il relie électriquement le premier module d’atténuation M1, lui-même connecté à l’émetteur-récepteur 10 à la deuxième impédance Z2, situé à une deuxième distance L2 de l’émetteur-récepteur 10.
Dans cet exemple, la deuxième impédance Z2 est de valeur égale à la première impédance Z1, et la deuxième distance L2 est plus grande que la première distance L1.
Dans cette deuxième configuration du dispositif de localisation D, la portée des ondes UHF ainsi émises est plus grande que celle de la première configuration et définit une zone extérieure proche du véhicule automobile V, que l’on appellera deuxième zone de localisation A2, ladite deuxième zone de localisation A2 est centrée sur le véhicule automobile V, plus grande que la première zone de localisation A1, et couvre la première zone de localisation A1 (cf. figure 4).
À la figure 3c, le premier interrupteur S1 et le deuxième interrupteur S2 sont dans la deuxième position. Le deuxième interrupteur S2 relie électriquement le deuxième module d’atténuation M2, lui-même relié électriquement à l’émetteur-récepteur 10 par le premier interrupteur, à la troisième impédance Z3. Le troisième interrupteur S3 est dans la première position, il relie électriquement, le deuxième module d’atténuation M2 (c’est-à-dire l’émetteur-récepteur 10) à la troisième impédance Z3, située à une troisième distance L3 de l’émetteur-récepteur 10.
Dans cet exemple, la troisième impédance Z3 est de valeur égale à la deuxième impédance Z2 et la troisième distance L3 est plus grande que la deuxième distance L2.
Dans cette troisième configuration du dispositif de localisation D, la portée des ondes UHF ainsi émises est plus grande que celle de la deuxième configuration et définit une troisième zone de localisation A3, c’est-à-dire une zone centrée sur le véhicule automobile V, plus grande que la deuxième zone de localisation A2 et couvrant la première et deuxième zones de localisation A1 et A2 (cf. figure 4).
Enfin, une quatrième configuration consiste à basculer tous les interrupteurs S1, S2, S3 dans la deuxième position, dans ce cas-là, l’émetteur-récepteur 10 est relié à l’antenne A, et la portée d’émission du dispositif de localisation D est maximale, égale à la portée du Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE ».
Bien sûr, les valeurs de la première, deuxième et troisième impédance Z1, Z2, Z3 peuvent être différentes entre elles selon les dimensions des zones de localisation souhaitées.
À la figure 4, à titre d’exemple uniquement, un dispositif portable T par exemple un téléphone portable est situé dans la troisième zone de localisation A3.
Lorsque le dispositif de localisation D est dans la troisième configuration et émet une demande d’identification par ondes UHF, le dispositif portable T situé dans la troisième zone de localisation A3 reçoit la demande d’identification en provenance de l’émetteur-récepteur 10 et renvoie à son tour son identifiant audit émetteur-récepteur 10.
L’identifiant reçut par l’émetteur-récepteur est transmis aux moyens de détermination de la localisation 40 du dispositif portable T. Comme lesdits moyens de détermination 40 sont connectés aux moyens de contrôle 30, les moyens de détermination reçoivent une information concernant la configuration du dispositif de localisation D, plus particulièrement la position des moyens de commutation et par conséquent la zone de localisation ciblée, ici la troisième zone de localisation A3. Si l’identifiant reçu correspond à un identifiant d’un dispositif portable T appairé au véhicule automobile V, on le considère validé et les moyens de localisation 40 déduisent la présence du dispositif portable T dans la troisième zone de localisation A3.
Les moyens de contrôle 30, l’émetteur-récepteur 10 et les moyens de détermination 40 peuvent être des moyens logiciels intégrés dans une unité de commande (non représentée), de type BCM (« Body control Module », en anglais, ou module électronique de contrôle de l’habitacle).
La figure 5 représente graphiquement l’atténuation des ondes UHF en décibels (dBi) en fonction de chaque distance (Li), de la première distance L1, de la deuxième distance L2, de la troisième distance L3 (entre l’émetteur-récepteur 10 et le premier module d’atténuation M1, le deuxième module d’atténuation M2, le troisième module d’atténuation M3). À chaque distance L1, L2, L3 correspond une atténuation des ondes UHF dB1, dB2, dB3 et une zone de localisation A1, A2, A3 du dispositif portable T.
La formule suivante donne l’atténuation dBi des ondes UHF en fonction de la distance Li : Ou également : Avec : Li : distance prédéterminée
DBi : atténuation en décibels
A : coefficient supérieur à zéro
f : fréquence d’émission : la permittivité relative du circuit imprimé du dispositif de localisation D : la permittivité de l’air
C : célérité
Ainsi, la détermination de la portée du dispositif portable T dépendra de la sensibilité du dispositif portable T et de la courbe d’atténuation de la figure 5. En pratique, lorsque la puissance du signal reçu par le dispositif portable T devient inférieure à la sensibilité du dispositif portable T, alors ce dernier n’est plus à portée de l’émetteur-récepteur 10.
À la première distance L1 correspond une première atténuation forte dB1 de la portée des ondes UHF émises qui définit donc une première zone de localisation A1.
À la deuxième distance L2 correspond une deuxième atténuation dB2, plus faible que la première atténuation, qui définit une deuxième zone de localisation A2 plus grande que la première zone de localisation A1.
À la troisième distance L3 correspond une atténuation faible dB3 de la portée des ondes, qui définit donc une troisième zone de localisation A3 plus grande que la deuxième zone de localisation A2.
Nous avons donc : A1 < A2 < A3 et L1 < L2 < L3, avec Z1 = Z2 = Z3
Par exemple si Z1 = Z2 = Z3 = 50 Ω, et en fixant L1 = 2 mm, L2 = 10 mm, L3 = 30 mm, alors la portée maximale des ondes UHF pour chaque zone de localisation est égale environ à :
- 1 mètre pour la zone de localisation A1.
- 5 mètres pour la zone de localisation A2.
- 10 mètres pour la zone de localisation A3.
Le dispositif de localisation D permet donc de localiser par ondes Ultra Haute Fréquence, c’est-à-dire par Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », dans au moins une zone de localisation A1 le dispositif portable T en déconnectant l’émetteur-récepteur 10 de l’antenne A et en connectant l’émetteur-récepteur 10 à un module d’atténuation M1 ou M2, ou M3 situé à une distance prédéterminée L1, ou L2, ou L3 de l’émetteur-récepteur 10 et comprenant une impédance Z1, Z2, Z3 de valeur prédéterminée connectée à la masse. La distance prédéterminée L1, L2, L3 entre l’émetteur-récepteur 10 et le module d’atténuation M1 ou M2 ou M3 ainsi que la valeur prédéterminée de l’impédance Z1, Z2, Z3 définissent une zone de localisation A1, A2, A3 du dispositif portable T dans et autour du véhicule automobile V.
Dans un exemple, le dispositif de localisation D comprend une pluralité de module d’atténuation M1, M2, M3.
Dans cet exemple, la pluralité de modules d’atténuations M1, M2, M3 permet de faire varier la distance prédéterminée entre l’émetteur-récepteur 10 et le module d’atténuation M1, M2, M3 et/ou la valeur prédéterminée de l’impédance Z1, Z2, Z3 afin de définir plusieurs zones de localisation A1, A2, A3 du dispositif portable T dans et autour du véhicule automobile V, c’est-à-dire plusieurs zones d’émissions d’ondes UHF de dimensions différentes afin de localiser précisément le dispositif portable T dans et autour du véhicule automobile V.
La figure 1b illustre une mise en œuvre de l’invention dans laquelle le dispositif de localisation D comprend deux lignes de communication 20, 20’. En pratique, une première ligne de communication 20 relie électriquement l’émetteur-récepteur 10 à l’antenne A, tandis qu’une deuxième ligne de communication 20’ relie l’émetteur-récepteur 10 au moins un module d’atténuation M1. Dans cet agencement, le moyen de commutation S1 est fixé dans sa première position et les moyens de contrôle 30 sont configurés pour alterner la connexion électrique de l’émetteur-récepteur 10 avec la première ligne de communication 20 et la deuxième ligne de communication 20’. Cet agencement a pour effet de séparer les chaines de transmission des communications à courte portée et à longue portée. Pour cela, on dédie la première ligne de communication 20 aux communications de longues portées et la deuxième ligne de communication 20’ aux communications de courtes portées.
Dans un exemple de cette mise en œuvre, tel qu’illustré par la figure 1c, le dispositif de localisation D comprend deux antennes A, A’. Une première antenne A est adaptée pour générer une polarisation verticale ou horizontale, tandis qu’une deuxième antenne A’ est adaptée pour générer une polarisation orthogonale à la polarisation générée par la première antenne A. En pratique, la première ligne de communication 20 relie électriquement l’émetteur-récepteur 10 à l’antenne A et à l’antenne A’. L’utilisation de polarisations orthogonales sur les antennes A et A’ permet d’améliorer la réception des signaux au niveau du dispositif portable T.
Dans une variante de l’exemple de cette mise en œuvre (non représentée), le dispositif de localisation D comprend une troisième ligne de communication 20’’. En pratique, la troisième ligne de communication 20’’ relie électriquement l’émetteur-récepteur 10 à l’antenne A’.
Le dispositif de localisation D de l’art antérieur permet donc, de manière ingénieuse, de « dégrader » la portée des ondes Ultra Haute Fréquence (Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE ») d’une portée maximale de l’art antérieur de 250 m à peu près à quelques centimètres, afin de définir avec précision des zones de localisation d’un dispositif portable T dans et autour d’un véhicule automobile V. Avec le procédé de localisation, la localisation d’un dispositif portable T par Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE » à l’intérieur d’un véhicule automobile V afin d’autoriser le démarrage « mains libres » est dorénavant possible.
Toutefois, cette dégradation a pour effet de rendre impossible la communication à grande portée entre le dispositif portable T et le véhicule automobile V, c’est-à-dire lorsque le dispositif portable T se trouve en dehors des zones de localisation.
Or, certains usages nécessitent de déclencher une fonction du véhicule automobile V bien avant que l’utilisateur ne s’en approche. Il s’agit par exemple, des fonctions de contrôle à distance du véhicule automobile V comme le verrouillage/déverrouillage des ouvrants, le chauffage, le désembuage, le dégivrage ou encore le démarrage.
Ainsi, dans l’invention, le calculateur 50 est configuré pour alterner le moyen de commutation S1, S2, S3 entre la première position et la deuxième position selon un ratio prédéterminé entre une durée d’activation de la première position et une durée d’activation de la deuxième position.
De cette manière, le dispositif portable T et le véhicule automobile V peuvent communiquer ensemble pour réaliser un contrôle à distance du véhicule automobile V, tout en permettant au véhicule automobile V de localiser avec précision le dispositif portable T dans et autour du véhicule automobile V.
Dans un exemple, la durée d’activation de la première position et la durée d’activation de la deuxième position représentent respectivement « 1/3 » et « 2/3 » de la durée totale d’activation de la première position et de la deuxième position.
Dans un autre exemple, la durée d’activation de la première position et la durée d’activation de la deuxième position représentent respectivement « 1/2 » et « 1/2 » de la durée totale d’activation de la première position et de la deuxième position.
Bien entendu, on peut envisager d’autres valeurs de durée d’activation de la première position et de durée d’activation de la deuxième position sans nécessiter de modifications substantielles de l’invention.
Par ailleurs, dans l’invention, comme illustrée dans la figure 2, après un établissement d’au moins un canal dédié de données entre le véhicule automobile V et le dispositif portable T (« mode connecté » ou « connected mode » en anglais), le système S est en outre configuré pour :
- envoyer, par le véhicule automobile V, à au moins une fréquence prédéterminée, au moins un message de demande de statut Mds au dispositif portable T et recevoir, par le véhicule automobile V, au moins un message de confirmation de statut Mcs du dispositif portable T, et
- recevoir, par le dispositif portable T, le message de demande de statut Mds et envoyer, par le dispositif portable T, le message de confirmation de statut Mcs au véhicule automobile V en réponse à la réception du message de demande de statut Mds.
Dans une mise en œuvre particulière, la fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation de la première position et/ou de la durée d’activation de la deuxième position.
Dans un premier exemple, la fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation de la première position. Pour cela, on peut prévoir une fonction prédéterminée qui lie la fréquence prédéterminée à la durée d’activation de la première position, de sorte qu’une fréquence prédéterminée correspond à une durée d’activation donnée de la première position.
Dans un deuxième exemple, la fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation de la deuxième position. Pour cela, on peut prévoir une fonction prédéterminée qui lie la fréquence prédéterminée à la durée d’activation de la deuxième position, de sorte qu’une fréquence prédéterminée correspond à une durée d’activation donnée de la deuxième position.
Dans un troisième exemple, une première fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation de la première position et une deuxième fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation de la deuxième.
Ainsi, dans ce troisième exemple, lorsque la durée d’activation de la première position et la durée d’activation de la deuxième position, représentent respectivement « 1/3 » et « 2/3 » de la durée totale d’activation de la première position et de la deuxième position, la première fréquence prédéterminée permet d’envoyer deux fois plus de messages de demande de statut Mds au dispositif portable T que la deuxième fréquence prédéterminée.
Aussi, dans ce troisième exemple, lorsque la durée d’activation de la première position et la durée d’activation de la deuxième position représentent respectivement « 1/2 » et « 1/2 » de la durée totale d’activation de la première position et de la deuxième position, la première fréquence prédéterminée et la deuxième fréquence prédéterminée permettent d’envoyer le même nombre de messages de demande de statut Mds au dispositif portable T.
Bien entendu, on peut envisager d’autres valeurs de la première fréquence prédéterminée et de la deuxième fréquence prédéterminée sans nécessiter de modifications substantielles de l’invention
Dans une mise en œuvre particulière dans laquelle l’émetteur-récepteur 10 comporte une interface de communication selon le protocole Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », le véhicule automobile V est en outre configuré pour envoyer le message de demande de statut Mds dans une trame choisie entre une trame de signalement, dite d’annonce (« advertising frame » en anglais) et une trame de données (« data frame » en anglais).
Pour rappel, dans les systèmes de communication par ultra haute fréquence, on prévoit généralement de transmettre des trames de donnée après un établissement d’au moins un canal dédié entre deux appareils. Ainsi, en utilisant des trames de données, l’invention ne nécessite pas de modification du protocole Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE » pour permettre la transmission de trames de données après l’établissement d’un canal dédié de données entre le véhicule automobile V et le dispositif portable T.
Par ailleurs, l’homme du métier sait que les trames d’annonce sont destinées à signifier à d’autres appareils que l’on est disponible pour un échange de données. Dans le protocole Bluetooth Low Energy « BLE », les trames d’annonce ne sont pas transmises après l’établissement d’un canal dédié de données entre deux appareils. Ainsi, l’invention nécessite une légère modification du protocole Bluetooth Low Energy « BLE » pour permettre la transmission de trames d’annonce après l’établissement d’un canal dédié de données entre le véhicule automobile V et le dispositif portable T.
Le mécanisme d’échanges de messages avec acquittement, comme proposé par l’invention a pour effet de maintenir active la connexion sur le canal dédié.
En effet, dans les systèmes de communication par ultra haute fréquence, le système déconnecte un canal dédié lorsqu’aucun message n’est échangé entre deux appareils pendant une période prédéterminée. Par exemple, dans certains systèmes de communication par ultra haute fréquence, la période prédéterminée est fixée aux alentours de 30s.
Ainsi, dans l’art antérieur, lorsque dispositif de localisation D localise le dispositif portable T dans ou autour du véhicule mobile V, plus aucun échange n’est réalisé entre le dispositif portable T et le véhicule automobile V sur le canal établit entre ces deux appareils. Par conséquent, ce canal de connexion est déconnecté à l’expiration de la période prédéterminée et la procédure de localisation doit recommencer. En d’autres termes, dans l’art antérieur, on réalise une localisation en discontinu du dispositif portable T. Ceci a pour inconvénient qu’après la localisation du dispositif portable T, il n’est pas possible de savoir si ce dernier est toujours dans une zone de localisation. En d’autres termes, si le dispositif portable T se déplace après avoir été localisé, il ne sera pas possible de le savoir à moins de réactiver le dispositif de localisation D pour réaliser une nouvelle procédure de localisation qui nécessite l’envoi de nombreux messages de synchronisation.
Le système S selon l’invention permet d’éviter avantageusement cette déconnexion pour permettre une localisation en continu du dispositif portable T, grâce au mécanisme d’échanges de messages avec acquittement qui est mis en œuvre après l’établissement d’un canal dédié de données entre le véhicule automobile V et le dispositif portable T.
En effet, dans l’invention, on n’interrompt pas la procédure de localisation, car le système S met en place un mécanisme d’échanges de messages avec acquittement lorsque le dispositif portable T se trouve dans le véhicule automobile V ou autour de ce dernier dans la portée maximale des ondes Ultra Haute Fréquence.
Par ailleurs, le système S est configuré pour mesurer un taux de succès de réception du message de demande de statut Mds sur une période de mesure prédéterminée et pour déclencher la procédure de localisation par le dispositif de localisation D si le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds est significatif.
En pratique, dans l’invention, le calculateur 50 est configuré pour :
- calculer un taux de succès de réception du message de demande de statut Mds par le dispositif portable T, et
- comparer le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds avec un taux de succès prédéterminé, pour commander le dispositif de localisation D afin qu’il localise le dispositif portable T.
Dans un premier exemple, le calculateur 50 :
- compte, au niveau du véhicule automobile V, le nombre de messages de confirmation reçus, et
- calcule le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds à partir du nombre de messages de confirmation reçus.
Ainsi, si pendant la période de mesure prédéterminée, le véhicule automobile V a envoyé six messages de demande de statut Mds au dispositif portable T et a reçu quatre messages de confirmation de statut Mcs du dispositif portable T, alors le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds sera égale à « 4/6 » soit environ 66.66 %.
Dans un deuxième exemple :
- le dispositif portable T compte le nombre de messages de demande de statut reçus,
- le dispositif portable T ajoute le nombre de messages de demande de statut reçus au message de confirmation de statut Mcs, et
- le calculateur 50 calcule le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds à partir du nombre de messages de demande de statut reçus.
Ainsi, si pendant la période de mesure prédéterminée, le véhicule automobile V a envoyé six messages de demande de statut Mds au dispositif portable T et que le dispositif portable T a reçu seulement deux des messages de demande de statut Mds, alors le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds sera égale à « 2/6 » soit environ 33.33 %.
L’invention couvre également un procédé de mise en œuvre du système S, tel que décrit dans la figure 6.
Dans le procédé 100, on considère deux arrangements du véhicule automobile V.
Dans le premier arrangement, on connecte l’émetteur-récepteur 10 à l’antenne A, comme expliqué plus haut.
Dans le deuxième arrangement, on déconnecte l’émetteur-récepteur 10 de l’antenne A puis on connecte l’émetteur-récepteur 10 au module d’atténuation M1, M2, M3 situé à une distance prédéterminée L1, L2, L3 de l’émetteur-récepteur 10, comme expliqué plus haut.
Ensuite, à l’étape 110, on alterne entre le premier arrangement et le deuxième arrangement selon un ratio prédéterminé entre une durée d’activation du premier arrangement et une durée d’activation du deuxième arrangement, comme expliqué plus haut.
Puis, à l’étape 120, après un établissement d’au moins un canal dédié de données entre le véhicule automobile V et le dispositif portable T, on configure
- le véhicule automobile V pour envoyer à au moins une fréquence prédéterminée, au moins un message de demande de statut Mds au dispositif portable T et recevoir au moins un message de confirmation de statut Mcs de celui-ci, et
- le dispositif portable T pour recevoir le message de demande de statut Mds et envoyer le message de confirmation de statut Mcs au véhicule automobile V en réponse à la réception du message de demande de statut Mds.
Dans un exemple, la fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation du premier arrangement et/ou de la durée d’activation du deuxième arrangement, comme expliqué plus haut.
Dans une mise en œuvre particulière, au niveau du véhicule automobile V,
- à l’étape 130, on calcule un taux de succès de réception du message de demande de statut Mds par le dispositif portable T, et
- à l’étape 140, on compare le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds avec un taux de succès prédéterminé, pour commander le dispositif de localisation D afin qu’il localise le dispositif portable T.
Dans un premier exemple de la mise en œuvre particulière, comme indiqué plus haut,
- on compte, au niveau du véhicule automobile V, le nombre de messages de confirmation reçus, et
- on calcule le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds à partir du nombre de messages de confirmation reçus.
Dans un deuxième exemple de la mise en œuvre particulière, comme indiqué plus haut,
- on compte, au niveau du dispositif portable T, le nombre de messages de demande de statut reçus,
- on ajoute le nombre de messages de demande de statut reçus au message de confirmation de statut Mcs, et
- on calcule le taux de succès de réception du message de demande de statut Mds à partir du nombre de messages de demande de statut reçus.

Claims (12)

  1. Procédé (100) de communication et de localisation par ultra haute fréquence d’un dispositif portable (T) d’accès « mains libres » et un véhicule automobile (V), le véhicule automobile (V) embarquant un dispositif de communication (D) comprenant un émetteur-récepteur (10) ultra haute fréquence, une source d’alimentation électrique (Vcc) et au moins une antenne (A), le véhicule automobile (V) comprenant un premier arrangement dans lequel on connecte l’émetteur-récepteur (10) à l’antenne (A), et un deuxième arrangement dans lequel on déconnecte l’émetteur-récepteur (10) de l’antenne (A) puis on connecte l’émetteur-récepteur (10) à un module d’atténuation (M1, M2, M3) situé à une distance prédéterminée (L1, L2, L3) de l’émetteur-récepteur (10), le module d’atténuation (M1, M2, M3) comprenant une impédance (Z1, Z2, Z3) de valeur prédéterminée connectée à la masse, la distance prédéterminée (L1, L2, L3) entre l’émetteur-récepteur (10) et le module d’atténuation (M1, M2, M3) ainsi que la valeur prédéterminée de l’impédance (Z1, Z2, Z3) définissant une zone de localisation (A1, A2, A3) du dispositif portable (T) dans et autour du véhicule automobile (V), le procédé étant caractérisé en ce qu’on alterne (110) entre le premier arrangement et le deuxième arrangement selon un ratio prédéterminé entre une durée d’activation du premier arrangement et une durée d’activation du deuxième arrangement.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, après un établissement d’au moins un canal dédié de données entre le véhicule automobile (V) et le dispositif portable (T), on maintien active la connexion sur le canal dédié et on configure (120)
    - le véhicule automobile (V) pour envoyer à au moins une fréquence prédéterminée, au moins un message de demande de statut (Mds) au dispositif portable (T) et recevoir au moins un message de confirmation de statut (Mcs), et
    - le dispositif portable (T) pour recevoir le message de demande de statut (Mds) et envoyer le message de confirmation de statut (Mcs) au véhicule automobile (V) en réponse à la réception du message de demande de statut (Mds).
  3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la fréquence prédéterminée dépend de la durée d’activation du premier arrangement et/ou de la durée d’activation du deuxième arrangement.
  4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, le véhicule automobile (V),
    - calcule (130) un taux de succès de réception du message de demande de statut (Mds) par le dispositif portable (T), et
    - compare (140) le taux de succès de réception du message de demande de statut (Mds) avec un taux de succès prédéterminé, pour localiser le dispositif portable (T) en fonction du résultat de la comparaison.
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le véhicule automobile (V)
    - compte un nombre de messages de confirmation reçus, et
    - calcule un taux de succès de réception du message de demande de statut (Mds) à partir du nombre de messages de confirmation reçus.
  6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le dispositif portable (T)
    - compte un nombre de messages de demande de statut reçus,
    - ajoute le nombre de messages de demande de statut reçus au message de confirmation de statut (Mcs), et
    - calcule un taux de succès de réception du message de demande de statut (Mds) à partir du nombre de messages de demande de statut reçus.
  7. Système de communication et de localisation par ultra haute fréquence d’un dispositif portable (T) d’accès « mains libres », le système comprenant un dispositif de localisation (D) embarqué dans un véhicule automobile (V) et comprenant :
    - une source d’alimentation électrique (Vcc),
    - un émetteur-récepteur (10) à ultra haute fréquence, comprenant un circuit imprimé connecté à,
    - une antenne (A) par une ligne électrique de communication (20),
    - un calculateur,
    le dispositif de localisation (D) ultra haute fréquence comprenant en outre :
    - sur la ligne électrique de communication (20), au moins un module d’atténuation (M1), situé à une distance prédéterminée (L1) de l’émetteur-récepteur (10), comprenant un moyen de commutation (S1), et une impédance (Z1) de valeur prédéterminée, reliée à la masse,
    - des moyens de contrôle (30) du module d’atténuation,
    - des moyens de détermination (40) de la localisation du dispositif portable (T), reliés électriquement à l’émetteur-récepteur (10) et aux moyens de contrôle (30) du module d’atténuation,
    le moyen de commutation (S1) ayant :
    - une première position dans laquelle l’émetteur-récepteur (10) est déconnecté de l’antenne (A) et est relié électriquement à l’impédance (Z1) associée audit moyen de commutation (S1),
    - une deuxième position dans laquelle le moyen de commutation (S1) relie électriquement, l’émetteur-récepteur (10) à l’antenne (A),
    le système étant caractérisé en ce que le calculateur est configuré pour alterner le moyen de commutation entre la première position et la deuxième position selon un ratio prédéterminé entre une durée d’activation de la première position et une durée d’activation de la deuxième position.
  8. Système selon la revendication 7, dans lequel, après un établissement d'au moins un canal dédié de données entre le véhicule automobile (V) et le dispositif portable (T), et le maintien actif de la connexion sur le canal dédié, le système est en outre configuré pour :
    - envoyer, par le véhicule automobile (V), à au moins une fréquence prédéterminée, au moins un message de demande de statut (Mds) au dispositif portable (T) et recevoir, par le véhicule automobile (V), au moins un message de confirmation de statut (Mcs) du dispositif portable (T), et
    - recevoir, par le dispositif portable (T), le message de demande de statut (Mds) et envoyer, par le dispositif portable (T), le message de confirmation de statut (Mcs) au véhicule automobile (V) en réponse à la réception du message de demande de statut (Mds).
  9. Système selon l’une des revendications 7 à 8 dans lequel l’émetteur-récepteur (10) ultra haute fréquence comporte une interface de communication selon le protocole Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy, BLE.
  10. Système selon la revendication 9, dans lequel le véhicule automobile (V) est en outre configuré pour envoyer le message de demande de statut (Mds) dans une trame choisie entre une trame de signalement et une trame de données.
  11. Système selon l’une des revendications 7 à 10 dans lequel le dispositif de localisation (D) comprend en outre une deuxième ligne de communication (20’) qui relie électriquement l’émetteur-récepteur (10) au module d’atténuation (M1) tandis que la ligne de communication 20 relie électriquement l’émetteur-récepteur (10) à l’antenne (A) et que les moyens de contrôle (30) sont configurés pour alterner la connexion électrique de l’émetteur-récepteur (10) avec la ligne de communication (20) et la deuxième ligne de communication( 20’).
  12. Système selon la revendication 11, dans lequel le dispositif de localisation (D) comprend en outre une deuxième antenne (A’), l’antenne (A) étant adaptée pour générer une polarisation verticale ou horizontale, tandis que la deuxième antenne (A’) est adaptée pour générer une polarisation orthogonale à la polarisation générée par l’antenne (A).
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