FR3137224A1 - Dispositif communiquant pour véhicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dispositif communiquant (1) pour véhicule automobile, comprenant un circuit imprimé de commande (10), une première antenne (30) dite « externe » comprenant deux groupes (310) d’enroulements (311) disposés chacun autour de l’une des extrémités du circuit imprimé de commande (10), symétriquement par rapport à un plan orthogonal (PM), une deuxième antenne (40) dite « interne » comprenant deux groupes (410) d’enroulements (411) disposés chacun autour du circuit imprimé de commande (10) entre les enroulements (311) de la première antenne (30) et symétriquement par rapport au plan orthogonal médian (PM). Figure pour l’abrégé : Figure 7A

Description

Dispositif communiquant pour véhicule automobile
La présente invention se rapporte au domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement un dispositif communiquant pour véhicule automobile.
Dans un véhicule automobile, il est connu d’utiliser un chargeur par induction pour charger la batterie d’un smartphone, appelé WPC (Wireless Power Charging). Ce chargeur est monté sous un support, installé par exemple entre les sièges avant du véhicule, sur lequel on vient poser le smartphone pour le recharger.
Dans certaines solutions récentes, avec l’implémentation de nouvelles fonctionnalités, le chargeur permet, outre la charge par induction, une communication sans fil, par exemple en champ proche (NFC ou Near Field Communication) ou par couplage GSM (Global System for Mobile).
Une solution connue, dont un exemple est illustré sur la , d’un tel chargeur communiquant 1AA comporte trois éléments principaux : un circuit imprimé de commande 10AA, sur lequel sont montés les composants électroniques radio (non visibles), une couche de charge 20AA, placée au-dessus du circuit imprimé de commande et sur laquelle sont installées les bobines de charge par induction et un circuit imprimé de communication 30AA, monté au-dessus de la couche de charge et sur lequel est montée une antenne de communication planaire 31AA rectangulaire. Les dimensions des circuit imprimés 10AA, 30AA sont limitées dans le but de réduire les coûts et le volume nécessaire pour installer le chargeur 1AA. Ainsi, l’antenne de communication planaire 31AA rayonne sensiblement au centre du support de charge (non représenté par souci de clarté) dans un plan horizontal et permet la communication avec l’antenne d’un smartphone placé sur le support lorsque ladite antenne est montée sensiblement au centre du smartphone et qu’elle rayonne également dans un plan horizontal.
Plusieurs problèmes se sont toutefois posés récemment dans la mesure où la taille des smartphones et donc des surfaces de support augmentent et où certains smartphones possèdent désormais une antenne supplémentaire à chacune de leurs extrémités afin d’augmenter la couverture du champ magnétique émis par de telles antennes rayonnant en outre dans un plan vertical, orthogonal au support. Dans ce dernier cas, la couverture de l’antenne de communication du chargeur peut ne pas être suffisante pour communiquer avec le smartphone étant donné que les antennes d’extrémités du smartphone ne seront pas dans ladite couverture. Plus généralement, plus la surface du support est importante et plus la couverture doit l’être également. Cependant, les constructeurs de véhicules automobiles ne souhaitent pas voir augmenter les dimensions ni les coûts des chargeurs existants.
Une solution existante, en référence à la , permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients consiste à utiliser trois antennes : une antenne centrale planaire 31AA horizontale montée sur le circuit imprimé de communication et deux antennes d’extrémités verticales 32AA, 33AA placées chacune au niveau d’une extrémité de l’ensemble formé par le circuit imprimé de commande 10AA, la couche de charge 20AA et le circuit imprimé de communication 30AA.
Cette solution s’avère toutefois complexe et coûteuse car elle nécessite trois circuits d’adaptation et trois circuits de commutation. En effet, chaque antenne 31AA, 32AA, 33AA est alimentée électriquement à tour de rôle et il est donc nécessaire d’avoir un circuit de commutation par antenne 31AA, 32AA, 33AA et un circuit d’adaptation par antenne 31AA, 32AA, 33AA. En outre, l’utilisation d’un tel agencement d’antennes 31AA, 32AA, 33AA nécessite un espace important qui l’est difficile de réduire.
On a représenté sur la la zone de déplacement ZD du centre CTR d’un badge TAG de type NFC conforme à la norme PICC class3 lorsque le badge TAG s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal du chargeur 1AA. La illustre la couverture NFC du chargeur 1AA à trois antennes 31AA, 32AA, 33AA dans ce cas. Le champ magnétique minimal requis selon la norme ISO 14443 est de 1,5 A/m. On constate que deux zones ne sont pas conformes (x=0 ; y=35) et (x=0 ; y=-33).
On a représenté sur la la zone de déplacement ZD du centre CTR d’un badge TAG de type NFC conforme à la norme PICC class3 lorsque le badge TAG s’étend parallèlement à l’axe longitudinal du chargeur 1AA. La illustre la couverture NFC du chargeur 1AA à trois antennes 31AA, 32AA, 33AA dans ce cas. Le champ magnétique minimal requis selon la norme ISO 14443 est de 1,5 A/m. On constate que deux zones triangulaires ne sont pas conformes (x=-20 à 20 ; y=25 à 35) et (x==-20 à 20 ; y=-25 à -35).
Il existe donc le besoin d’une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients.
L’un des buts de l’invention est donc de fournir une solution simple de dispositif pour communiquer avec un smartphone dans un véhicule, notamment avec un smartphone comportant une ou plusieurs antennes d’extrémité. Un autre but de l’invention est de fournir une solution fiable et efficace permettant à toutes les antennes d’un smartphone d’être dans la couverture du dispositif pour pouvoir communiquer. Un autre but de l’invention est de fournir un dispositif avec une couverture étendue sans augmenter ses dimensions par rapport aux dispositifs de l’art antérieur.
A cette fin, l’invention a pour objet un dispositif communiquant pour véhicule automobile, ledit dispositif communiquant comprenant :
- un circuit imprimé de commande s’étendant selon un premier plan et comprenant des composants électroniques de commande,
- une première antenne dite « externe » comprenant deux groupes d’enroulements disposés chacun autour de l’une des extrémités du circuit imprimé de commande, symétriquement par rapport à un plan orthogonal médian,
- une deuxième antenne dite « interne » comprenant deux groupes d’enroulements disposés chacun autour du circuit imprimé de commande, entre les enroulements de la première antenne et symétriquement par rapport au plan orthogonal médian.
Le dispositif communiquant selon l’invention est ainsi dépourvu de circuit imprimé de communication, ce qui le rend moins complexe et moins coûteux que les solutions antérieures. En outre, le dispositif communicant selon l’invention ne nécessite que deux circuits d’adaptation, contre trois pour la solution de l’art antérieure, et deux circuits de commutation, contre trois pour la solution de l’art antérieure. De plus, le dispositif communiquant selon l’invention ne présente pas de faiblesse dans les zones inter-antennes.
Selon un aspect de l’invention, les groupes d’enroulements de la première antenne sont connectés en série et sont en opposition de phase et reliés électriquement au circuit imprimé de commande.
Selon un autre aspect de l’invention, les groupes d’enroulements de la deuxième antenne sont connectés en série et sont en opposition de phase et reliés électriquement au circuit imprimé de commande.
Selon un autre aspect de l’invention, chaque groupe d’enroulements de la première antenne comprend au minimum un enroulement.
Dans une forme de réalisation, chaque groupe d’enroulements de la première antenne comprend trois ou quatre enroulements.
Selon un autre aspect de l’invention, chaque groupe d’enroulements de la deuxième antenne comprend au minimum un enroulement.
Dans une forme de réalisation, chaque groupe d’enroulements de la deuxième antenne comprend trois ou quatre enroulements.
Selon un autre aspect de l’invention, chaque groupe d’enroulements de la première antenne est disposé en V.
De préférence, l’angle des enroulements de la première antenne par rapport au plan orthogonal médian est de l’ordre de 30°.
Selon un aspect de l’invention, chaque groupe d’enroulements de la deuxième antenne est disposé en V.
De préférence, l’angle des enroulements de la deuxième antenne par rapport au plan orthogonal médian est supérieur à 0° et inférieur à 90°.
De préférence, une partie des enroulements de la première antenne et une partie des enroulements de la deuxième antenne sont disposées dans un deuxième plan, parallèle au premier plan en étant espacé d’une hauteur prédéterminée. Autrement dit, la section des enroulements est sensiblement rectangulaire.
De préférence, la hauteur prédéterminée est supérieure ou égale à 5mm.
Dans une forme de réalisation, la hauteur prédéterminée est comprise entre 10 et 25 mm.
Dans une forme de réalisation, le dispositif comprend en outre une couche de charge comprenant une plaque entourée par la première antenne et la deuxième antenne en s’étendant selon un deuxième plan, parallèle au premier plan, et sur laquelle est disposée au moins une bobine de charge par induction s’étendant selon ledit deuxième plan.
De préférence, la plaque est en ferrite.
Dans une forme de réalisation, la longueur de la couche de charge est supérieure à 90 mm.
Les enroulements d’un groupe de la première antenne sont disposés contre la couche de charge au niveau de deux zones de liaison. La distance entre une zone de liaison et le plan orthogonal médian de la couche de charge est appelée première distance d’agencement. Avantageusement, la première distance d’agencement est de préférence supérieure à 20 mm pour une répartition efficace du champ magnétique.
Les enroulements d’un groupe de la deuxième antenne sont disposés contre la couche de charge au niveau de deux zones de liaison. La distance entre une zone de liaison et le plan orthogonal médian de la couche de charge est appelée deuxième distance d’agencement. Avantageusement, la distance d’agencement des groupes d’enroulements est de préférence est supérieure à 5 mm pour une répartition efficace du champ magnétique.
L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un dispositif communiquant tel que présenté précédemment, et un support de charge adapté pour recevoir un dispositif communiquant, par exemple un smartphone, ledit dispositif communiquant étant monté sous le support de charge. Le support de charge, ou tapis, présente de préférence une épaisseur inférieure à 6 mm. Les dimensions du support de charge sont de préférence inférieures à 180 x 90 mm2.
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 illustre schématiquement une forme de réalisation d’un dispositif communiquant selon l’art antérieur.
  • : La illustre schématiquement la zone de déplacement du centre d’un badge lorsque ledit badge s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif.
  • : La illustre un exemple de diagramme de champ magnétique lors du déplacement du centre du badge de la sur la surface de la zone de déplacement.
  • : La illustre schématiquement la zone de déplacement du centre d’un badge lorsque ledit badge s’étend parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif.
  • : La illustre un exemple de diagramme de champ magnétique lors du déplacement du centre du badge de la sur la surface de la zone de déplacement.
  • : La illustre schématiquement une première forme de réalisation d’un dispositif communiquant selon l’invention, en vue en perspective.
  • : La illustre schématiquement le dispositif communiquant de la en vue de dessus.
  • : La illustre schématiquement une deuxième forme de réalisation d’un dispositif communiquant selon l’invention, en vue en perspective.
  • : La illustre schématiquement le dispositif communiquant de la en vue de dessus.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour plusieurs valeurs d’angle α (angle de déviation de l’antenne externe) lorsqu’un badge est déplacé parallèlement à la direction longitudinale du dispositif, pour un angle de déviation de l’antenne interne de 0°.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour plusieurs valeurs d’angle α (angle de déviation de l’antenne externe) lorsqu’un badge est déplacé perpendiculairement à la direction longitudinale du dispositif, pour un angle de déviation de l’antenne interne de 0°.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour plusieurs valeurs d’angle β (angle de déviation de l’antenne interne), l’angle α étant fixé à 30°, lorsqu’un badge est déplacé parallèlement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : la représente des fonctions de distribution cumulative pour plusieurs valeurs d’angle β (angle de déviation de l’antenne interne), l’angle α étant fixé à 30°, lorsqu’un badge est déplacé perpendiculairement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : la représente des fonctions de distribution cumulative pour deux couples de valeurs de la première distance d’agencement et de la deuxième distance d’agencement, l’angle α étant fixé à 30° et l’angle β étant fixé à 30°, lorsqu’un badge est déplacé parallèlement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour deux couples de valeurs de la première distance d’agencement et de la deuxième distance d’agencement, l’angle α étant fixé à 30° et l’angle β étant fixé à 30°, lorsqu’un badge est déplacé perpendiculairement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente la contribution de la première antenne au champ magnétique du dispositif communiquant pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant.
  • : La représente la contribution de la deuxième antenne au champ magnétique du dispositif communiquant pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant.
  • : La représente la contribution combinée de la première antenne et de la deuxième antenne au champ magnétique du dispositif communiquant pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant.
  • : La représente la contribution de la première antenne au champ magnétique du dispositif communiquant pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant.
  • : La représente la contribution de la deuxième antenne au champ magnétique du dispositif communiquant pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant.
  • : La représente la contribution combinée de la première antenne et de la deuxième antenne au champ magnétique du dispositif communiquant pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour deux couples de valeurs de la première distance d’agencement et de la deuxième distance d’agencement, l’angle α étant fixé à 30° et l’angle β étant fixé à 15°, lorsqu’un badge est déplacé parallèlement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour deux couples de valeurs de la première distance d’agencement et de la deuxième distance d’agencement, l’angle α étant fixé à 30° et l’angle β étant fixé à 15°, lorsqu’un badge est déplacé perpendiculairement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour des valeurs de la deuxième distance d’agencement, l’angle α étant fixé à 30° et l’angle β étant fixé à 30° et à 15° pour une hauteur entre le circuit imprimé de commande et la couche de charge de 20 mm, lorsqu’un badge est déplacé parallèlement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente des fonctions de distribution cumulative pour des valeurs de la deuxième distance d’agencement, l’angle α étant fixé à 30° et l’angle β étant fixé à 30° et à 15° pour une hauteur entre le circuit imprimé de commande et la couche de charge de 20 mm, lorsqu’un badge est déplacé perpendiculairement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente trois fonctions de distribution cumulative pour des valeurs de la deuxième distance d’agencement, d’angle α et d’angle β différents et pour une longueur de la plaque en ferrite de la couche de charge de 90 à 100 mm, lorsqu’un badge est déplacé parallèlement à la direction longitudinale du dispositif.
  • : La représente trois fonctions de distribution cumulative pour des valeurs la deuxième distance d’agencement, d’angle α et d’angle β différents et pour une longueur de la plaque en ferrite de la couche de charge de 90 à 100 mm, lorsqu’un badge est déplacé perpendiculairement à la direction longitudinale du dispositif.
Le dispositif communiquant 1 est destiné à être monté sous un support (appelé « tapis »), par exemple réalisé en un matériau plastique, dans un véhicule automobile (non représenté), de manière connue en soi.
On a représenté sur les figures 6A à 7B deux formes de réalisations du dispositif communiquant 1 selon l’invention. Seule la deuxième forme de réalisation est décrite ci-après par souci de clarté. La seule différence entre ces deux formes de réalisations réside dans le fait que la deuxième forme de réalisation possède en plus une couche de charge comportant des bobines de charge par induction. La description de la première forme de réalisation est donc incluse de facto ci-après en reprenant la description de la deuxième forme de réalisation tout en omettant la présence de la couche de charge.
Le dispositif communiquant 1 comprend un circuit imprimé de commande 10, une couche de charge 20 (dans la deuxième forme de réalisation), une première antenne 30 et une deuxième antenne 40.
La première antenne 30 et la deuxième antenne 40 sont dans cet exemple de type NFC (Near Field Communication) fonctionnant à une fréquence centrale de 13,56 MHz à une distance maximale, par exemple de l’ordre de 10 cm.
La première antenne 30 et la deuxième antenne 40 permettent par exemple de détecter des cartes NFC ou autres objets NFC présents sur le support du dispositif communiquant 1 afin de prévenir la charge électrique de ces objets et les protéger ainsi d’un endommagement dû au champ magnétique de la charge sans fil.
La première antenne 30 et la deuxième antenne 40 permettent par exemple l’appairage (association) entre un smartphone et le véhicule afin d’exécuter plusieurs fonctions programmables par un utilisateur du véhicule comme par exemple le démarrage du moteur, l’ajustement automatique des sièges, l’ouverture du coffre à distance, etc.
Circuit imprimé de commande 10
Le circuit imprimé de commande 10, de type PCB (Printed Circuit Board), s’étend selon un premier plan P1 et comprend des composants électroniques (non visibles sur les figures) de commande de la couche de charge 20, de la première antenne 30 et de la deuxième antenne 40.
A cette fin, le circuit imprimé de commande 10 est relié électriquement à la couche de charge 20, à la première antenne 30 et à la deuxième antenne 40
Couche de charge 20
La couche de charge 20 est une plaque de ferrite s’étendant selon un deuxième plan P2, parallèle au premier plan P1.
La couche de charge 20 comprend dans cet exemple trois bobines planaires 210 de charge par induction s’étendant sur la plaque de ferrite dans ledit deuxième plan P2.
La couche de charge 20 et le circuit imprimé de commande 10 sont espacés d’une hauteur H prédéterminée. La hauteur H est avantageusement supérieure à 5mm, de préférence comprise entre 10 et 25 mm, sans que cela ne soit limitatif. Dans l’exemple décrit, la hauteur H est de l’ordre de 17 mm. En variante, la hauteur H pourrait être comprise entre 9 et 15 mm afin de réduire les dimensions du dispositif communiquant 1.
Première antenne 30
La première antenne 30, dite « externe », comprend deux groupes 310 d’enroulements 311 disposés chacun autour de l’une des extrémités de l’ensemble formé par le circuit imprimé de commande 10 et la couche de charge 20, symétriquement par rapport au plan orthogonal médian PM de la couche de charge 20.
Les groupes 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 sont connectés en série et sont en opposition de phase et reliés électriquement au circuit imprimé de commande 10.
Dans l’exemple des figures, chaque groupe 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 comporte trois enroulements 311. Plus il y a d’enroulements 311, plus l’inductance augmente, moins de courant circule (à iso-tension d’entrée) dans les enroulements 311 et moins de champ magnétique est émis par la première antenne 30. Le nombre de quatre enroulements 311 constitue donc une limite au-delà de laquelle la première antenne 30 émet un champ magnétique trop faible pour les applications visées.
Chaque groupe 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 est disposé en V au-dessus de la couche de charge 20, la V pointant vers l’extérieur du dispositif communiquant 1. De préférence, l’angle α des enroulements 311 par rapport au plan orthogonal médian de la couche de charge est de l’ordre de 30°.
Les enroulements 311 d’un groupe 310 sont disposés contre la couche de charge au niveau de deux zones de liaison 312. La distance entre une zone de liaison 312 et le plan orthogonal médian PM de la couche de charge 20 est appelée première distance d’agencement D1 ( ) La première distance d’agencement D1 des groupes 310 d’enroulements 311 est de préférence supérieure à 20mm.
Deuxième antenne 40
La deuxième antenne 40, dite « interne », comprend deux groupes 410 d’enroulements 411 disposés chacun autour de l’ensemble formé par le circuit imprimé de commande 10 et la couche de charge 20, entre les enroulements 311 de la première antenne 30 et symétriquement par rapport au plan orthogonal médian PM de la couche de charge 20.
Les groupes 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40 sont connectés en série et sont en opposition de phase et reliés électriquement au circuit imprimé de commande 10.
Dans l’exemple des figures, chaque groupe 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40 comprend trois enroulements 411. De préférence, le nombre d’enroulements 411 est supérieur ou égal à un. Plus il y a d’enroulements 411, plus l’inductance augmente, moins de courant circule dans les enroulements 411 et moins de champ magnétique est émis par la deuxième antenne 40. Le nombre de quatre enroulements 411 constitue donc une limite au-delà de laquelle la deuxième antenne 40 émet un champ magnétique trop faible pour les applications visées.
Chaque groupe 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40 est disposé en V et l’angle β des enroulements 411 par rapport au plan orthogonal médian PM de la couche de charge 20 supérieur à 0° et inférieur à 90°.
Les enroulements 411 d’un groupe 410 sont disposés contre la couche de charge au niveau de deux zones de liaison 412. La distance entre une zone de liaison 412 et le plan orthogonal médian PM de la couche de charge 20 est appelée deuxième distance d’agencement D2 ( ). La deuxième distance d’agencement D2 des groupes 410 d’enroulements 411 est de préférence supérieure à 5mm, par exemple comprise entre 5 et 15 mm.
Mise en œuvre
On a représenté aux figures 8 à 13 et 20 à 25 différentes fonctions représentant la distribution cumulative de champ magnétique mesuré à la surface d’un support, c’est-à-dire où un smartphone est posé, de surface maximale (180 x 90) mm2, pour une épaisseur de support (tapis) de 6 mm, pour une hauteur de 17 mm entre le circuit imprimé de commande 10 et la couche de charge 20, pour toutes les positions d’un badge sur le support. Les abscisses indiquent la valeur du champ magnétique en Ampère par mètre (A/m). Les ordonnées indiquent la distribution cumulative en pourcentage.
Dans l’exemple de la , plusieurs valeurs de l’angle α des groupes 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 sont testés pour une valeur fixe de 0° de l’angle β des groupes 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40, pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que pour des valeurs α=0°, α=15°, α=30°, α=40°, de 8 % à 28 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m de la norme ISO 14443.
Dans l’exemple de la , les mêmes valeurs de l’angle α des groupes 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 sont testés pour la même valeur fixe de 0° de l’angle β des groupes 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40, pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que pour des valeurs α=0°, α=15°, α=30°, α=40°, de 4 % à 17 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m de la norme ISO 14443.
Il ressort toutefois des exemples des figures 8 et 9, que la valeur α=30° apparaît comme le meilleur compromis.
Dans l’exemple de la , la valeur fixe 30° de l’angle α des groupes 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 est utilisée pour plusieurs valeurs de l’angle β des groupes 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40, pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que pour des valeurs β =0°, 25 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m, pour β =15°, 14 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m et pour β=30°, 12 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans l’exemple de la , la valeur fixe 30° de l’angle α des groupes 310 d’enroulements 311 de la première antenne 30 est utilisée pour plusieurs valeurs de l’angle β des groupes 410 d’enroulements 411 de la deuxième antenne 40, pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que pour des valeurs β =0°, 9 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m, pour β =15° et pour β=30°, toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Il ressort ainsi des exemples des figures 10 et 11, que les valeurs de β comprises entre 15° et 30° apparaissent comme le meilleur compromis.
Dans l’exemple de la , les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. Dans un premier cas, la première distance d’agencement D1 est de 24 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 5 mm. On constate alors que 12 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans l’exemple de la , les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. Dans un premier cas, la première distance d’agencement D1 est de 24 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 5 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans les exemples des figures 14 à 19, les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge.
La représente la contribution de la première antenne 30 au champ magnétique du dispositif communiquant 1 pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que deux zones présentent des valeurs inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
La représente la contribution de la deuxième antenne 40 au champ magnétique du dispositif communiquant 1 pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que deux zones présentent des valeurs inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
La représente la contribution combinée de la première antenne 30 et de la deuxième antenne 40 au champ magnétique du dispositif communiquant 1 pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que toutes les valeurs de champ magnétique dont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
La représente la contribution de la première antenne 30 au champ magnétique du dispositif communiquant 1 pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que la zone centrale et les quatre coins de la zone de déplacement ZD présentent des valeurs inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
La représente la contribution de la deuxième antenne 40 au champ magnétique du dispositif communiquant 1 pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que deux zones dans la partie supérieure et deux zones dans la partie inférieure présentent des valeurs inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
La représente la contribution combinée de la première antenne 30 et de la deuxième antenne 40 au champ magnétique du dispositif communiquant 1 pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. On constate que toutes les valeurs de champ magnétique sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans l’exemple de la , les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. Dans un premier cas, la première distance d’agencement D1 est de 24 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 7,5 mm. On constate alors que 14 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, la première distance d’agencement D1 est de 28 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 11,5 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans l’exemple de la , les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1. Dans un premier cas, la première distance d’agencement D1 est de 24 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 7,5 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, la première distance d’agencement D1 est de 28 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 11,5 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans les exemples des figures 22 et 23, la hauteur entre le circuit imprimé de commande 10 et la couche de charge 20 est modifiée pour passer de 17 mm à 20 mm.
Dans l’exemple de la , dans un premier cas, les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 28 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 11,5 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans l’exemple de la , dans un premier cas, les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 9mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 28 mm et la deuxième distance d’agencement D2 est de 11,5 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans les exemples des figures 24 et 25, la hauteur entre le circuit imprimé de commande 10 et la couche de charge 20 est de 17 mm et différentes longueurs de la couche de charge 20 en ferrite sont testées.
Dans l’exemple de la , dans un premier cas, les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 de la première antenne 30 est de 32 mm, la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm et la longueur de la couche de charge 20 est de 100 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm, la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm et la longueur de la couche de charge 20 est de 90 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un troisième cas, les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge parallèlement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 28 mm, la deuxième distance d’agencement D2 est de 11,5 mm et la longueur de la couche de charge 20 est de 90 mm. On constate alors que 5 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
Dans l’exemple de la , dans un premier cas, les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm, la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm et la longueur de la couche de charge 20 est de 100 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un deuxième cas, les valeurs fixes α=30° et β=30° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 32 mm, la deuxième distance d’agencement D2 est de 9 mm et la longueur de la couche de charge 20 est de 90 mm. On constate alors que 4 % des valeurs sont inférieures au seuil minimal de 1,5 A/m. Dans un troisième cas, les valeurs fixes α=30° et β=15° sont utilisées pour tous les déplacements du badge perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif communiquant 1, la première distance d’agencement D1 est de 28 mm, la deuxième distance d’agencement D2 est de 11,5 mm et la longueur de la couche de charge 20 est de 90 mm. On constate alors que toutes les valeurs sont supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m.
L’agencement selon l’invention permet donc d’atteindre des valeurs de champ magnétique supérieures au seuil minimal de 1,5 A/m pour certaines valeurs déterminées des angles α et β, de la première distance d’agencement D1, de la deuxième distance d’agencement D2 et de la longueur de la couche de charge 20, ce qui permet notamment d’augmenter la surface du support de smartphone, par exemple de 170x85 mm2à 180x90 mm2. Ainsi, pour une valeur de α de 30°, une valeur de β comprise entre 15° et 30°, une valeur de la première distance d’agencement D1 comprise entre 28 et 32 mm, une valeur de la deuxième distance d’agencement D2 comprise entre 7 et 12 mm et une longueur de la couche de charge 20 en ferrite comprise entre 90 et 100 mm, on s’assure d’une couverture conforme à la norme ISO 14443 sur une surface de support de 180x90 mm2.

Claims (10)

  1. Dispositif communiquant (1) pour véhicule automobile, ledit dispositif communiquant (1) comprenant :
    - un circuit imprimé de commande (10) s’étendant selon un premier plan (P1) et comprenant des composants électroniques de commande,
    - une première antenne (30) dite « externe » comprenant deux groupes (310) d’enroulements (311) disposés chacun autour de l’une des extrémités du circuit imprimé de commande (10), symétriquement par rapport à un plan orthogonal médian (PM),
    - une deuxième antenne (40) dite « interne » comprenant deux groupes (410) d’enroulements (411) disposés chacun autour du circuit imprimé de commande (10), entre les enroulements (311) de la première antenne (30) et symétriquement par rapport au plan orthogonal médian (PM).
  2. Dispositif communiquant (1) selon la revendication 1, dans lequel les groupes (310) d’enroulements (311) de la première antenne (30) sont connectés en série et sont en opposition de phase et reliés électriquement au circuit imprimé de commande (10).
  3. Dispositif communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les groupes (410) d’enroulement (411) de la deuxième antenne (40) sont connectés en série et sont en opposition de phase et reliés électriquement au circuit imprimé de commande (10).
  4. Dispositif communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque groupe (310) d’enroulements (311) de la première antenne (30) comprend au minimum un enroulement (311).
  5. Dispositif communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque groupe (410) d’enroulements (411) de la deuxième antenne (40) comprend au minimum un enroulement (411).
  6. Dispositif communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque groupe (310) d’enroulements (311) de la première antenne (30) est disposé en V.
  7. Dispositif communiquant (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’angle (α) des enroulements (311) par rapport à un plan orthogonal médian (PM) est supérieur à 0° et inférieur à 40°.
  8. Dispositif communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque groupe (410) d’enroulements (411) de la deuxième antenne (40) est disposé en V.
  9. Dispositif communiquant (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’angle (β) des enroulements par rapport au plan orthogonal médian (PM) est supérieur à 0° et inférieur à 90°.
  10. Véhicule automobile comprenant un dispositif communiquant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, et un support de charge adapté pour recevoir un dispositif communiquant (1), ledit dispositif communiquant (1) étant monté sous le support de charge.
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KR20150072138A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 주식회사 대동 차량의 무선충전 송신 모듈
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