FR3126276A1 - Dispositif de détection d’approche - Google Patents

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Joao Carlos VASCONCELOS DE ALMEIDA
Saïd BOUGUERN
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Continental Automotive France SAS
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Abstract

L’invention propose un dispositif de détection (D) d’approche d’un membre du corps d’un utilisateur ou d’un équipement portable d’utilisateur (200), destiné à être embarqué dans un véhicule automobile (V) comprenant: une antenne de communication (A1) en champ proche configurée pour émettre des signaux à une haute fréquence sélectionnée entre 3 à 30 MHz, ladite antenne (A1) étant apte à détecter l’approche d’un équipement portable d’utilisateur (200) et à communiquer en champ proche avec ledit équipement portable d’utilisateur (200) ,ladite antenne (A1) comprenant au moins un enroulement (E1, E2, E3) qui se prolonge de manière continue sous la forme d’un ensemble de tiges (O1, O2..Oi, N1 ,N2…Ni) en forme de peigne de telle sorte que ladite antenne (A1) est apte à générer une variation de capacité à l’approche d’un membre du corps d’un utilisateur,des moyens de contrôle (10) de ladite antenne (A1)des moyens de mesure (M2) d’une variation d’impédance de ladite antenne (A1) générée par la variation de capacité. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de détection d’approche
L’invention concerne un dispositif de détection d’approche. L’invention s’applique plus particulièrement à la détection d’approche d’une main et/ou d’un téléphone portable intelligent (dit : « smartphone » en anglais) vers un élément de carrosserie d’un véhicule automobile comme par exemple une poignée d’un ouvrant ou un montant d’ouvrant (portière ou coffre) afin de déverrouiller l’ouvrant ou vers un chargeur inductif de téléphone portable, de type chargeur WPC que l’on trouve embarqué dans les véhicules automobiles afin de charger le téléphone portable.
De nos jours, les poignées de portières de véhicule sont équipées de dispositifs de détection d’approche d’une main d’un utilisateur ou d’un téléphone portable intelligent. La détection d’approche et/ou de contact d’un membre de l’utilisateur, par exemple la main d’un utilisateur sur la poignée couplée à la reconnaissance d’un équipement portable d’utilisateur, par exemple un badge électronique « main libre » de commande d’accès à distance, porté par cet utilisateur, permet le verrouillage et le déverrouillage des ouvrants du véhicule. Ainsi lorsque l’utilisateur, portant le badge électronique correspondant et identifié par le véhicule souhaite déverrouiller le véhicule, il touche la poignée de portière du véhicule et ce dernier actionne alors une gâche électrique au niveau de la serrure de l’ouvrant ou des ouvrants du véhicule qui est/sont alors automatiquement déverrouillé(s). En s’approchant ou en appuyant sur un endroit précis de la poignée de portière du véhicule, appelé « zone de déverrouillage », la portière (ou alternativement tous les ouvrants) est (sont) déverrouillée (déverrouillés) sans autre action de l’utilisateur. Inversement, lorsque l’utilisateur, portant toujours le badge nécessaire et identifié par le véhicule, souhaite verrouiller son véhicule, il ferme la portière de son véhicule et il appuie momentanément sur un autre endroit précis de la poignée, appelé « zone de verrouillage ». Ce geste permet de verrouiller automatiquement les ouvrants du véhicule.
Ces dispositifs de détection d’approche d’une main pour le déverrouillage/verrouillage comprennent généralement deux capteurs capacitifs, sous la forme de deux électrodes reliées électriquement à un circuit imprimé, intégrées dans la poignée de portière chacune dans une zone précise de verrouillage ou de déverrouillage. Généralement, une électrode est dédiée à chaque zone, c'est-à-dire une électrode est dédiée à la détection de l’approche et/ou du contact de la main de l’utilisateur dans la zone de verrouillage et une électrode est dédiée à la détection de l’approche et/ou du contact de la main de l’utilisateur dans la zone de déverrouillage.
Ce dispositif de détection d’approche d’une main comprend en outre une antenne radio fréquence, en général LF (abréviation anglaise pour « Low Frequency », Basse Fréquence) mais cette antenne peut être également une antenne haute ou ultra haute fréquence, du type, UWB, BLE, Wifi, 4G, 5G...ou du type NFC « Near field communication » en anglais ou communication en champ proche, c’est-à-dire toute antenne ou dispositif de communication permettant d’échanger un identifiant avec le téléphone portable afin de l’authentifier.
Le dispositif de détection comprend également un calculateur électronique du véhicule (ECU : abréviation anglaise pour « Electronic Control Unit ») qui reçoit un signal de détection de présence en provenance des capteurs capacitifs. Le calculateur électronique du véhicule a, au préalable, identifié l’utilisateur comme étant autorisé à accéder à ce véhicule, ou alternativement, suite à la réception de ce signal de détection de présence, il procède à cette identification. Pour cela, il envoie par l'intermédiaire de l’antenne radiofréquence, une demande d’identification au badge (ou à la télécommande) porté(e) par l’utilisateur. Ce badge envoie en réponse, par ondes RF (radio fréquence) ou NFC, ou UWB, ou Wifi, ou BLE…son code d'identification vers le calculateur électronique du véhicule. Si le calculateur électronique reconnait le code d'identification comme celui autorisant l’accès au véhicule, il déclenche le verrouillage/déverrouillage de la portière (ou de tous les ouvrants). Si, en revanche, le calculateur électronique n'a pas reçu de code d’identification ou si le code d’identification reçu est erroné, le verrouillage ou déverrouillage ne se fait pas.
Lorsqu’il s’agit de détecter l’approche d’un téléphone intelligent, le dispositif de détection comprend plutôt un lecteur NFC (« Near Field communication », ou communication en champ proche), connu en soi, afin de détecter par échange radiofréquence à 23,6 MHz, la présence d’un téléphone portable intelligent à proximité, équipé lui aussi de moyens de communication en champ proche et de pouvoir recevoir l’identifiant dudit téléphone afin de s’assurer qu’il est bien reconnu comme étant appairé au véhicule et procéder ainsi au verrouillage/déverrouillage. Ce lecteur NFC est relié à un microcontrôleur dédié.
De tels véhicules, sont donc équipés de poignées de portière comprenant un dispositif de détection équipé d’une antenne radiofréquence, de deux électrodes reliées à un premier microcontrôleur de détection capacitive dédié à la détection d’approche d’une main et d’un lecteur NFC, relié lui-même à un deuxième microcontrôleur dédié à la détection par NFC d’un téléphone portable intelligent, le tout étant intégré dans un circuit imprimé.
Cependant, l’intégration de tous ces composants électroniques pose un problème d’encombrement dans la poignée de portière ainsi qu’un surcoût non négligeable. De plus, la détection par NFC n’est pas fiable lorsque les téléphones portables comprennent très peu de métal, par exemple des coques plastiques ou lorsque le dispositif d’accès portable est un « tag » en anglais c’est-à-dire un badge constitué presque entièrement de plastique.
L’invention propose donc un procédé de détection ainsi qu’un dispositif associé permettant de pallier les inconvénients de l’art antérieur. Plus particulièrement, l’invention propose un dispositif simple et peu coûteux permettant à la fois de détecter l’approche d’un main et l’approche d’un téléphone intelligent en utilisant uniquement la technologie NFC, c’est-à-dire la communication en champ proche.
L’invention concerne un dispositif de détection d’approche d’un membre du corps d’un utilisateur ou d’un équipement portable d’utilisateur, destiné à être embarqué dans un véhicule automobile, le dispositif étant remarquable en ce qu’il comprend :
  1. une antenne de communication en champ proche configurée pour émettre des signaux à une haute fréquence sélectionnée entre 3 à 30 MHz, ladite antenne étant apte à détecter l’approche d’un équipement portable d’utilisateur et à communiquer en champ proche avec ledit équipement portable d’utilisateur ,ladite antenne comprenant au moins un enroulement qui se prolonge de manière continue sous la forme d’un ensemble de tiges en forme de peigne de telle sorte que ladite antenne est apte à générer une variation de capacité à l’approche d’un membre du corps d’un utilisateur,
  2. Des moyens de contrôle de ladite antenne,
  3. Des moyens de mesure d’une variation d’impédance de ladite antenne générée par la variation de capacité.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l’invention, l’enroulement délimite un périmètre à l’intérieur duquel ladite antenne se prolonge de manière continue sous la forme d’un ensemble de tiges en forme de peigne.
Dans un cas particulier, le périmètre étant rectangulaire, les tiges se présentent sous forme de pistes de cuivre perpendiculaires à une longueur ou à une largeur du périmètre.
Les tiges peuvent être identiques entre elles.
Ladite antenne peut comprendre des tiges sur deux côtés opposés du périmètre.
Les moyens de mesure d’une variation d’impédance peuvent se présenter sous forme logicielle et mesurent toute variation de phase, de courant ou de tension en provenance de l’antenne.
L’invention concerne également toute poignée de portière de véhicule remarquable en ce qu’elle comprend un dispositif de détection selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment.
L’invention concerne également tout chargeur inductif d’équipement portable d’utilisateur remarquable en ce qu’il comprend un dispositif de détection selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment.
Finalement l’invention s’applique aussi à tout véhicule automobile remarquable en ce qu’il comprend un dispositif de détection selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment.
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 , est une représentation schématique du dispositif de détection d’approche selon l’invention,
: la est un schéma électronique de l’antenne de communication en champ proche modifiée selon l’invention,
: la est une représentation schématique d’une poignée de portière de véhicule comprenant le dispositif de détection selon l’invention ;
: la est une représentation schématique d’un chargeur inductif d’équipement portable d’utilisateur comprenant le dispositif de détection selon l’invention,
: la est une représentation schématique d’un mode de réalisation préférentiel du dispositif de détection selon l’invention,
: la est une représentation schématique d’un troisième mode de réalisation du dispositif de détection selon l’invention,
: la est une représentation schématique des moyens de contrôle de l’antenne du dispositif de détection selon l’invention

Claims (9)

  1. Dispositif de détection (D) d’approche d’un membre du corps d’un utilisateur ou d’un équipement portable d’utilisateur (200), destiné à être embarqué dans un véhicule automobile (V), caractérisé en ce qu’il comprend :
    1. une antenne de communication (A1) en champ proche configurée pour émettre des signaux à une haute fréquence sélectionnée entre 3 à 30 MHz, ladite antenne (A1) étant apte à détecter l’approche d’un équipement portable d’utilisateur (200) et à communiquer en champ proche avec ledit équipement portable d’utilisateur (200) ,ladite antenne (A1) comprenant au moins un enroulement (E1, E2, E3) qui se prolonge de manière continue sous la forme d’un ensemble de tiges (O1, O2..Oi, N1 ,N2…Ni) en forme de peigne de telle sorte que ladite antenne (A1) est apte à générer une variation de capacité à l’approche d’un membre du corps d’un utilisateur,
    2. des moyens de contrôle (10) de ladite antenne (A1)
    3. des moyens de mesure (M2) d’une variation d’impédance de ladite antenne (A1) générée par la variation de capacité.
  2. Dispositif de détection (D) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’enroulement (E1, E2, E3) délimite un périmètre à l’intérieur duquel ladite antenne (A1) se prolonge de manière continue sous la forme d’un ensemble de tiges (O1, O2…Oi, N1, N2…Ni) en forme de peigne.
  3. Dispositif de détection (D) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le périmètre étant rectangulaire, les tiges (O1, O2…Oi, N1, N2…Ni) se présentent sous forme de pistes de cuivre perpendiculaires à une longueur ou à une largeur du périmètre.
  4. Dispositif de détection (D) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tiges (O1, O2...Oi, N1, N2…Ni) sont identiques entre elles.
  5. Dispositif de détection (D), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite antenne (A1) comprend des tiges (O1, O2...Oi, N1, N2…Ni) sur deux côtés opposés du périmètre.
  6. Dispositif de détection (D) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure (M2) d’une variation d’impédance se présentent sous forme logicielle et mesurent toute variation de phase, de courant ou de tension en provenance de l’antenne (A1).
  7. Poignée (P) de portière de véhicule (V) caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de détection(D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  8. Chargeur inductif (C) d’équipement portable d’utilisateur (200), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de détection (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  9. Véhicule automobile (V), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de détection (D) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
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