WO2017076500A1 - Dispositif de detection bidirectionnelle d'approche d'un equipement portable d'acces main libre a un vehicule et procede de detection associe - Google Patents

Dispositif de detection bidirectionnelle d'approche d'un equipement portable d'acces main libre a un vehicule et procede de detection associe Download PDF

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    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • Bidirectional detection device for approaching portable equipment with free access to a vehicle and associated detection method
  • the invention relates to a bidirectional detection device for approaching a portable equipment with free access to a vehicle and an associated detection method.
  • the invention applies to the approach detection of a portable hands-free access device by an NFC-type communication, an acronym for Near Field Communication, or near-field communication, ie to say a radiofrequency communication at 13.56 Mhz, of short range, of the order of ten centimeters maximum.
  • NFC-type communication an acronym for Near Field Communication, or near-field communication, ie to say a radiofrequency communication at 13.56 Mhz, of short range, of the order of ten centimeters maximum.
  • NFC Near Field Magnetic Coupled Communication Technology
  • This communication technology can be used for many applications such as for example to pay without contact using for example a bank card or a mobile device such as a mobile phone or a digital tablet.
  • This technology can also be implemented to allow a user to access a vehicle and start it using for example a mobile phone.
  • This technology has the advantage of allowing the exchange of identifier between for example a mobile phone and a vehicle, at a secure distance, of the order of ten centimeters, and therefore to allow either unlocking or starting a vehicle safely.
  • the vehicle generally comprises, for unlocking the opening of the vehicle, a first NFC antenna, facing the outside of the vehicle, for example located in a door handle, and a first NFC reader, connected to a microcontroller and for starting the vehicle engine, a second NFC antenna, located inside the vehicle, for example, in the dashboard, and a second NFC reader, connected to a second or the same microcontroller.
  • the vehicle comprises two identical NFC detection systems (NFC antenna, NFC reader and microcontroller) at two different locations on the vehicle, each dedicated to an action: unlocking or starting the vehicle.
  • NFC detection systems NFC antenna, NFC reader and microcontroller
  • the bidirectional NFC detection device D of the prior art is illustrated in FIG.
  • a first NFC antenna A1 is oriented towards the outside of the vehicle EXT and a second antenna NFC A2 is oriented towards the inside of the vehicle INT, said two antennas A1, A2 are located opposite each other, separated by two layers of ferrites F1, F2, themselves spaced apart by a copper layer C located on a printed circuit board 10.
  • NFC antenna is understood here to mean an RFID tag, the acronym for “Radio Frequency Identification” or radio frequency identification tag.
  • the proximity of the two NFC antennas creates interference, and requires the presence of two additional ferrites F1, F2 (as shown in Figure 1), separated by a conductive copper layer C.
  • the copper layer C can dissipate the few electromagnetic currents that pass through the ferrites F1, F2, indeed, they do not provide perfect shielding of electromagnetic waves received by NFC antennas A1 and A2.
  • a small amount of the electromagnetic waves received by the first or the second NFC antenna A1, A2 passes through the first ferrite F1 or the second ferrite F2 and then disturbs the other of said two antennas NFC A1, A2.
  • the copper layer C has the advantage of dissipating these electromagnetic waves, thus preventing them from disturbing the other NFC antenna A1, A2.
  • Each NFC antenna, the first NFC antenna A1 and the second NFC antenna A2 is connected to a dedicated NFC reader, respectively to a first NFC reader 21, and to a second NFC reader 22, both connected to a microcontroller 20.
  • This bidirectional detection device D of the prior art has the disadvantages of being expensive (two ferrites F1, F2, two NFC readers, 21, 22 and a copper layer C), and, because of the proximity between the first antenna and the second antenna NFC A1, A2, degrade significantly their performance, despite the presence of two ferrites F1, F2 and additional copper layer C.
  • the invention proposes a bidirectional detection device that overcomes these disadvantages.
  • the invention proposes a bidirectional detection device for approaching a portable equipment for free-hand access by near-field to a vehicle, said device comprising a communication antenna having a near-field communication frequency, and a quality factor. predetermined bandwidth, in order to communicate with said portable equipment, a reader connected to a microcontroller, and the portable equipment being provided with means of wireless communication in the near field, said device being remarkable in that it further comprises:
  • a first passive inductive sensor oriented towards the outside of the vehicle, having a first resonance frequency, located in a value window around the communication frequency and different from said communication frequency and having a first quality factor greater than the quality factor of the communication antenna,
  • a second passive inductive sensor oriented towards the interior of the vehicle, having a second resonance frequency, situated in a value window around the communication frequency and different from the communication frequency, and different from the first resonance frequency, and having a second quality factor higher than the quality factor of the communication antenna,
  • the first passive inductive sensor and the second passive inductive sensor being located facing each other, separated by a ferrite, and receiving the electromagnetic field emitted by the communication antenna,
  • the device of the invention therefore makes it possible in an ingenious manner to detect the approach of the portable equipment coming from outside or inside the vehicle, in order to communicate with the last and to trigger the actions desired by the user. .
  • the absolute value of a first difference between the first resonance frequency and the communication frequency and the absolute value of a second difference between the second resonance frequency and the communication frequency is greater than the maximum bandwidth of the first resonance frequency. communication antenna.
  • the first passive inductive sensor and the second passive inductive sensor respectively comprise a first coil connected to a first capacitor, and a second coil connected to a second capacitor, the first and second coils being of identical dimensions and the first quality factor. being equal to the second quality factor.
  • the communication antenna, the first coil, the second coil and the ferrite are concentric and arranged in parallel planes.
  • first and second coils are each of smaller dimensions than the dimensions of the communication antenna.
  • the ferrite is of substantially equal size to any one of the first or second coil.
  • the invention also relates to a bidirectional approach detection method using the detection device according to one of the features listed above, said detection method being remarkable in that it comprises the following steps:
  • a first voltage is measured at the terminals of the first passive inductive sensor
  • a second voltage is measured at the terminals of the second passive inductive sensor
  • the invention applies to any motor vehicle comprising a bidirectional approach detection device according to any of the characteristics listed above.
  • FIG. 1 (previously explained) schematically illustrates a sectional view of the bidirectional detection device D of the prior art
  • FIG. 2 schematically illustrates a sectional view of the bidirectional detection device D 'according to the invention
  • FIG. 3 schematically represents a view from above of the bidirectional detection device D 'of the invention
  • FIG. 4 schematically represents the quality factors Q S i, Q S 2 of the inductive sensors, with respect to the quality factor Q A of the communication antenna
  • FIG. 5 schematically represents the approach of a portable equipment P of a user located outside the vehicle towards the bidirectional detection device D of the invention
  • FIG. 6 schematically illustrates the voltages at the terminals of the inductive sensors, according to the position of the portable equipment P as represented in FIG.
  • the bidirectional detection device D bidirectional approach of a portable equipment P free access to a vehicle, according to the invention is illustrated in Figure 2.
  • the detection device D ' comprises a communication antenna A in the near field, called NFC, in order to communicate with the portable equipment P (not shown in FIG. 2), as well as an NFC reader 23, connected to said antenna A, itself electrically connected to a microcontroller 20 '.
  • the communication antenna A is characterized by a communication frequency Fc, of the order of 13.56 MHz, a bandwidth Bd, of value between 108 Kbps and 868 Kbits / s and a quality factor Q A predetermined.
  • the communication antenna A transmits, at the request of the microcontroller 20 ', periodically an electromagnetic field in order to communicate with a portable equipment P being in the range of said communication antenna A.
  • the portable equipment P is provided with means of wireless communication in the near field so as to be able to communicate with the detection device D ', in this case in order to be able to exchange an identifier with the latter, and to allow the unlocking or starting of the vehicle.
  • the invention relates to a bi-directional detection device for detecting the approach of a portable device P compatible, that is to say equipped with NFC communication means, to said communication antenna A, that the equipment Portable P is inside INT or outside the vehicle's EXT.
  • the detection device D ' according to the invention makes it possible to distinguish the approach of the portable equipment P located inside the vehicle INT, which means that the user then requests the start of the vehicle, the approach portable equipment located outside the vehicle's EXT, which means that the user then requests the unlocking of his vehicle.
  • the unlocking or starting action of the vehicle will be authorized only after the exchange of identifier between the communication antenna A and the portable equipment P and validation that the equipment portable P is well matched to the vehicle.
  • the bidirectional detection device D 'further comprises: • A first passive inductive sensor S1 facing EXT of the vehicle,
  • a second passive inductive sensor S2 oriented towards the inside INT of the vehicle
  • the first passive sensor and the second passive inductive sensor S1, S2 are located facing each other, separated by a ferrite F, and arranged in such a way that they receive the electromagnetic field coming from the communication antenna A said two inductive sensors S1, S2 therefore each have at their terminal a voltage, a first voltage V1 and a second voltage V2,
  • the first sensor S1 and the second passive inductive sensor S2 each have a resonance frequency, respectively a first resonance frequency F R1 , and a second resonance frequency F R2 , included in a value window around the communication frequency Fc but different from the communication frequency Fc of the communication antenna A.
  • the absolute value of the difference between the first resonance frequency F R1 and the communication frequency Fc and the absolute value of the difference between the second resonance frequency F R2 and the communication frequency Fc is greater than the predetermined maximum bandwidth of the communication antenna A, in other words:
  • F R1 resonance frequency of the first passive inductive sensor S1, Fpt2 resonance frequency of the second passive inductive sensor S2,
  • Fc Communication frequency of the communication antenna A
  • Bdmax maximum bandwidth of the communication antenna A.
  • the first resonance frequency F R1 and the second resonance frequency F R2 are outside the bandwidth Bd of the communication antenna A.
  • the two inductive sensors S1, S2 do not thus disturb the data sent and received by the communication antenna A.
  • the first passive inductive sensor S1 and the second passive inductive sensor S2 each have a quality factor, respectively a first quality factor Q S i and a second quality factor Q S 2 greater than the quality factor Q A of the antenna. communication A and are therefore sensitive to the approach of any portable equipment P having a near-field communication (NFC) frequency.
  • NFC near-field communication
  • the first passive inductive sensor S1 and the second passive inductive sensor S2 are respectively in the form of a first copper coil B1, not supplied with voltage, connected to a first capacitor C1 and in the form of a second coil B2 copper, not supplied with voltage, connected to a second capacitor C2 (see Figure 3), and the two coils B1, B2 are of identical dimensions.
  • the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are matching capacitors for adjusting the first resonance frequency F R and the second resonance frequency F R2 to the desired values, in our example at values close to the communication frequency. F c , but not included in the bandwidth Bd of the communication antenna A.
  • the communication antenna A, the first coil B1, the second coil B2, and the ferrite F are concentric (see center O in Figure 3) and arranged in parallel planes P1, P2, P3 (see FIG. 2).
  • first coil B1 and the second coil B2 are smaller than the dimensions of the communication antenna A (see Figure 3).
  • the ferrite F is of dimensions substantially equal to the dimensions of the coils B1, B2 (see FIG.
  • the communication antenna A emits, on command of the microcontroller 20 ', an electromagnetic field in a near-field cyclically around it.
  • Said communication antenna A is disposed in the vehicle such that a part of the electromagnetic field is directed towards the inside of the vehicle INT and another part is directed towards the outside of the vehicle EXT.
  • the communication antenna A is for example integrated in the glass of a vehicle door or in the metal upright of this window.
  • Any portable equipment P equipped with NFC communication means located for example outside the vehicle EXT, and approaching the first passive inductive sensor S1 (see FIG. 5), modifies the electromagnetic field emitted by the antenna of FIG. A communication and creates a mismatch of the first resonance frequency F R i of the first coil B1, causing a decrease of the first voltage V1 across said first coil B1 (see Figure 6).
  • the second coil B2 meanwhile, being separated and electromagnetically isolated from the first coil B1 by the ferrite F, and facing the inside of the vehicle V, it does not undergo electromagnetic disturbances due to the presence of the Portable equipment P.
  • the second voltage V2 across the second coil B2 remains substantially constant, despite the approach of the portable equipment P (see Figure 6).
  • the decrease of the first voltage V1 is proportional to the distance d separating the portable equipment P from the first passive inductive sensor S1.
  • the value of the first voltage V1d of the first passive inductive sensor S1 is smaller than the value of the second voltage V2d of the second passive inductive sensor S2.
  • the portable equipment P when the portable equipment P is inside the vehicle INT, and approaches the second passive inductive sensor S2 (not shown in FIG. 5), it modifies the electromagnetic field emitted by the communication antenna. A and creates a mismatch of the second resonance frequency F R2 of the second coil B2, causing a decrease of the second voltage V2 across said second coil B2 (not shown in Figure 6).
  • the first coil B1 for its part, for similar reasons, previously mentioned (presence of the ferrite F), does not undergo electromagnetic disturbances due to the presence of the portable equipment P. And when the portable equipment P is at inside the vehicle INT at a distance from the detection device D ', the value of the second voltage V2d' is less than the value of the first voltage V1d '.
  • the detection method of the invention thus makes it possible to distinguish the approach of the portable equipment P towards the detection device D 'when it is at the outside of the vehicle EXT, from the approach of the portable equipment P towards the detection device D 'when it is inside the vehicle INT.
  • the detection method of the invention thus comprises the following steps:
  • a first voltage V1 is measured at the terminals of the first passive inductive sensor S1, and
  • a second voltage V2 is measured at the terminals of the second passive inductive sensor S2, and
  • the first voltage V1 is compared with the second voltage V2 in order to distinguish the approach of the portable equipment P coming from outside the vehicle EXT, from the approach of the portable equipment P coming from the inside.
  • INT vehicle
  • the portable equipment is located outside the vehicle EXT, otherwise it is located inside the vehicle INT.
  • the exchange of identifier between the communication antenna A and the portable equipment P follows, and if the identifier is validated, the corresponding actions can then be implemented, that is to say either unlocking the opening of the vehicle or starting the engine of the vehicle.
  • the invention thus makes it possible inexpensively (two coils, and two capacitors) to distinguish the approach of a portable equipment from the outside of the vehicle towards the NFC communication antenna, representative of the user's will. to unlock his vehicle from the approach of the portable equipment from the vehicle interior to the NFC communication antenna, representative of the user's desire to start his vehicle.
  • the detection device D 'of the invention is particularly advantageous with respect to the detection device D of the prior art, since it comprises fewer components (a single ferrite, no copper layer, and a single NFC reader, instead of two ferrites, a copper layer and two NFC readers), in particular the absence of a second NFC antenna eradicates the problem of potential interference between the two antennas NFC of the detection device D of the prior art.

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Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche d'un équipement portable (P) d'accès main libre par champ proche à un véhicule, ledit dispositif (D') comprenant une antenne de communication (A) ayant une fréquence de communication (Fc) en champ proche, le dispositif comprenant : • Un premier capteur inductif passif (S1) orienté vers l'extérieur du véhicule (EXT), un deuxième capteur inductif passif (S2) orienté vers l'intérieur du véhicule (INT), les deux capteurs étant situés en vis-à-vis, séparés par une ferrite (F), et recevant le champ électromagnétique émis par l'antenne de communication, et étant aptes à détecter l'approche de l'équipement portable, • des moyens de mesure (M1) d'une première tension (V1) aux bornes du premier capteur et des moyens de mesure (M2) d'une deuxième tension (V2) aux bornes du deuxième capteur, • des moyens de comparaison (M3) entre la première tension et la deuxième tension afin de détecter l'approche de l'équipement portable en provenance de l'extérieur ou en provenance de l'intérieur du véhicule.

Description

Dispositif de détection bidirectionnelle d'approche d'un équipement portable d'accès main libre à un véhicule et procédé de détection associé
L'invention concerne un dispositif de détection bidirectionnelle d'approche d'un équipement portable d'accès main libre à un véhicule et un procédé de détection associé.
Plus particulièrement l'invention s'applique à la détection d'approche d'un équipement portable d'accès main libre par une communication de type NFC, acronyme pour « Near Field communication », ou communication en champ proche, c'est-à-dire une communication radiofréquence à 13,56 Mhz, de faible portée, de l'ordre d'une dizaine de centimètres maximum.
De nos jours, il est courant d'employer une technologie de communication par couplage magnétique en champ proche, comme la technologie NFC. Cette technologie de communication peut être utilisée pour de nombreuses applications comme par exemple pour payer sans contact en utilisant par exemple une carte bancaire ou un appareil mobile comme un téléphone portable ou une tablette numérique. Cette technologie peut également être mise en œuvre pour permettre à un utilisateur d'accéder à un véhicule et de le démarrer à l'aide par exemple d'un téléphone portable.
Cette technologie présente l'avantage de permettre l'échange d'identifiant entre par exemple un téléphone portable et un véhicule, à une distance sécurisée, de l'ordre d'une dizaine de centimètres, et donc de permettre soit le déverrouillage, soit le démarrage d'un véhicule en toute sécurité.
II est donc connu d'équiper un véhicule de moyens d'accès main libre par NFC, soit pour le déverrouillage, soit pour le démarrage dudit véhicule.
Dans ce but, le véhicule comprend généralement, pour le déverrouillage des ouvrants du véhicule, une première antenne NFC, orientée vers l'extérieur du véhicule, par exemple située dans une poignée de portière, et un premier lecteur NFC, relié à un microcontrôleur et pour le démarrage du moteur du véhicule, une deuxième antenne NFC, située à l'intérieur du véhicule, par exemple, dans le tableau de bord, et un deuxième lecteur NFC, relié à un deuxième ou au même microcontrôleur.
En d'autres termes, le véhicule comprend deux systèmes de détection NFC identiques (antenne NFC, lecteur NFC et microcontrôleur) à deux endroits distincts sur le véhicule, chacun dédié à une action : déverrouillage ou démarrage du véhicule.
On comprendra, que pour des raisons de coût et d'ergonomie, il serait souhaitable de regrouper ces deux systèmes de détection NFC en un seul, situé dans une position unique sur le véhicule, accessible de l'extérieur et de l'intérieur, par exemple soit dans la portière du conducteur du véhicule, soit dans une lunette de vitre de ladite portière afin de détecter l'approche de l'équipement de l'utilisateur, qu'il soit situé à l'extérieur ou à l'intérieur du véhicule afin de déclencher l'action correspondante, le déverrouillage ou le démarrage.
Le dispositif de détection D bidirectionnelle par NFC de l'art antérieur est illustré à la figure 1.
Une première antenne NFC A1 est orientée vers l'extérieur du véhicule EXT et une deuxième antenne NFC A2 est orientée vers l'intérieur du véhicule INT, lesdites deux antennes A1 , A2 sont situées en vis-à-vis, séparées par deux couches de ferrites F1 , F2, elles-mêmes espacées par une couche de cuivre C situé sur un circuit imprimé 10.
On entend ici par antenne NFC, une étiquette RFID, acronyme anglais pour « Radio Frequency Identification » ou étiquette d'identification par radiofréquence.
La proximité des deux antennes NFC crée des interférences, et nécessite la présence de deux ferrites supplémentaires F1 , F2 (comme illustré à la figure 1 ), séparées par une couche de cuivre conductrice C.
La couche de cuivre C permet de dissiper les quelques courants électromagnétiques qui arrivent à passer à travers les ferrites F1 , F2, en effet, celles-ci n'assurent pas un blindage parfait des ondes électromagnétiques reçues par les antennes NFC A1 et A2. Une quantité faible des ondes électromagnétiques reçues par la première ou par la deuxième antenne NFC A1 , A2 traverse la première ferrite F1 ou la deuxième ferrite F2 et vient alors de perturber l'autre des dites deux antennes NFC A1 , A2. La couche de cuivre C présente l'avantage de dissiper ces ondes électromagnétiques, évitant ainsi qu'elles perturbent l'autre antenne NFC A1 , A2.
Chaque antenne NFC, la première antenne NFC A1 et la deuxième antenne NFC A2, est reliée à un lecteur NFC dédié, respectivement à un premier lecteur NFC 21 , et à un deuxième lecteur NFC 22, tous deux connectés à un microcontrôleur 20.
Ce dispositif de détection D bidirectionnelle de l'art antérieur présente les inconvénients d'être coûteux (deux ferrites F1 , F2, deux lecteurs NFC, 21 , 22 et une couche de cuivre C), et, du fait de la proximité entre la première antenne et la deuxième antenne NFC A1 , A2, de dégrader sensiblement leurs performances, ceci malgré la présence des deux ferrites F1 , F2 et de la couche de cuivre C additionnelle.
L'invention propose un dispositif de détection bidirectionnelle qui pallie ces inconvénients.
L'invention propose un dispositif de détection bidirectionnelle d'approche d'un équipement portable d'accès main libre par champ proche à un véhicule, ledit dispositif comprenant une antenne de communication ayant une fréquence de communication en champ proche, et de facteur de qualité et de bande passante maximale prédéterminés, afin de communiquer avec ledit équipement portable, un lecteur, relié à un microcontrôleur, et l'équipement portable étant doté de moyens de communication sans fil en champ proche, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend en outre :
• Un premier capteur inductif passif orienté vers l'extérieur du véhicule, ayant une première fréquence de résonance, située dans une fenêtre de valeur autour de la fréquence de communication et différente de ladite fréquence de communication et, ayant un premier facteur de qualité supérieur au facteur de qualité de l'antenne de communication,
• un deuxième capteur inductif passif orienté vers l'intérieur du véhicule, ayant une deuxième fréquence de résonance, située dans une fenêtre de valeur autour de la fréquence de communication et différente de la fréquence de communication, et différente de la première fréquence de résonance, et ayant un deuxième facteur de qualité supérieure au facteur de qualité de l'antenne de communication,
• le premier capteur inductif passif et le deuxième capteur inductif passif étant situés en vis-à-vis, séparés par une ferrite, et recevant le champ électromagnétique émis par l'antenne de communication,
• des moyens de mesure d'une première tension aux bornes du premier capteur inductif passif et des moyens de mesure d'une deuxième tension aux bornes du deuxième capteur inductif passif,
· des moyens de comparaison entre la première tension et la deuxième tension afin de détecter l'approche de l'équipement portable en provenance de l'extérieur ou en provenance de l'intérieur du véhicule.
Le dispositif de l'invention permet donc de manière ingénieuse de détecter l'approche de l'équipement portable provenant de l'extérieur ou de l'intérieur du véhicule, afin de communiquer avec de dernier et de déclencher les actions souhaitées par l'utilisateur.
Préférentiellement, la valeur absolue d'un premier écart entre la première fréquence de résonance et la fréquence de communication et la valeur absolue d'un deuxième écart entre la deuxième fréquence de résonance et la fréquence de communication est supérieure à la bande passante maximale de l'antenne de communication.
Avantageusement, le premier capteur inductif passif et le deuxième capteur inductif passif comprennent respectivement une première bobine reliée à une première capacité, et une deuxième bobine reliée à une deuxième capacité, la première et la deuxième bobines étant de dimensions identiques et le premier facteur de qualité étant égal au deuxième facteur de qualité. Dans un mode de réalisation préférentiel, l'antenne de communication, la première bobine, la deuxième bobine et la ferrite sont concentriques et disposées dans des plans parallèles.
Et la première et la deuxième bobines sont chacune de dimensions inférieures aux dimensions de l'antenne de communication.
Judicieusement, la ferrite est de dimensions sensiblement égales à l'une quelconque de la première ou deuxième bobine.
L'invention concerne également un procédé de détection bidirectionnelle d'approche utilisant le dispositif de détection selon l'une des caractéristiques énumérées ci-dessus, ledit procédé de détection étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
• On mesure une première tension aux bornes du premier capteur inductif passif, et
• on mesure une deuxième tension aux bornes du deuxième capteur inductif passif, et
• on compare la première tension avec la deuxième tension afin de distinguer l'approche de l'équipement portable en provenance de l'extérieur du véhicule, de l'approche de l'équipement portable en provenance de l'intérieur du véhicule,
• si la première tension est inférieure à la deuxième tension, alors l'équipement portable est situé à l'extérieur du véhicule, sinon l'équipement portable est situé à l'intérieur du véhicule.
Enfin, l'invention s'applique, à tout véhicule automobile comprenant un dispositif de détection bidirectionnelle d'approche selon l'une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit (à titre d'exemple non limitatif) en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 (expliquée précédemment) illustre schématiquement une vue en coupe du dispositif de détection D bidirectionnelle de l'art antérieur,
- la figure 2 illustre schématiquement une vue en coupe du dispositif de détection D' bidirectionnelle selon l'invention,
- la figure 3 représente schématiquement une vue de dessus du dispositif de détection D' bidirectionnelle de l'invention,
- la figure 4 représente schématiquement les facteurs de qualité QSi , QS2 des capteurs inductifs, par rapport au facteur de qualité QA de l'antenne de communication, - la figure 5 représente schématiquement, l'approche d'un équipement portable P d'un utilisateur, situé à l'extérieur du véhicule, vers le dispositif de détection D' bidirectionnelle de l'invention,
- la figure 6 illustre schématiquement les tensions aux bornes des capteurs inductifs, selon la position de l'équipement portable P telle que représentée à la figure 5.
Le dispositif de détection D' bidirectionnelle d'approche d'un équipement portable P d'accès main libre à un véhicule, selon l'invention est illustré à la figure 2.
Le dispositif de détection D' comprend une antenne de communication A en champ proche, dit NFC afin de communiquer avec l'équipement portable P (non représenté à la figure 2), ainsi qu'un lecteur NFC 23, relié à ladite antenne A, lui-même connecté électriquement à un microcontrôleur 20'.
L'antenne de communication A est caractérisée par une fréquence de communication Fc, de l'ordre de 13,56 MHz, une bande passante Bd, de valeur située entre 108 Kbits/s et 868 Kbits/s et un facteur de qualité QA prédéterminés. L'antenne de communication A émet, sur requête du microcontrôleur 20', périodiquement un champ électromagnétique afin de communiquer avec un équipement portable P se trouvant dans la portée de ladite antenne de communication A.
L'équipement portable P est doté de moyens de communication sans fil en champ proche afin de pouvoir communiquer avec le dispositif de détection D', en l'occurrence afin de pouvoir échanger un identifiant avec ce dernier, et permettre le déverrouillage ou le démarrage du véhicule.
L'invention concerne un dispositif de détection D' bidirectionnelle afin de détecter l'approche d'un équipement portable P compatible c'est-à-dire équipé de moyens de communication NFC, vers la dite antenne de communication A, que l'équipement portable P se trouve à l'intérieur INT ou à l'extérieur EXT du véhicule.
Le dispositif de détection D' selon l'invention permet de distinguer l'approche de l'équipement portable P se trouvant à l'intérieur INT du véhicule, ce qui signifie que l'utilisateur sollicite alors le démarrage du véhicule, de l'approche de l'équipement portable se trouvant à l'extérieur EXT du véhicule, ce qui signifie que l'utilisateur sollicite alors le déverrouillage de son véhicule.
Bien sûr, une fois la détection réalisée, l'action de déverrouillage ou de démarrage du véhicule ne sera autorisée qu'après l'échange d'identifiant entre l'antenne de communication A et l'équipement portable P et validation que l'équipement portable P est bien apparié au véhicule.
Selon l'invention, le dispositif de détection D', bidirectionnelle comprend en outre : • Un premier capteur inductif passif S1 orienté vers l'extérieur EXT du véhicule,
• un deuxième capteur inductif passif S2 orienté vers l'intérieur INT du véhicule,
• le premier capteur et le deuxième capteur inductif passif S1 , S2 passifs sont situés en vis-à-vis, séparés par une ferrite F, et disposés de telle manière qu'ils reçoivent le champ électromagnétique en provenance de l'antenne de communication A, lesdits deux capteurs inductifs S1 , S2 présentent donc chacun à leur borne une tension, une première tension V1 et une deuxième tension V2,
• des moyens de mesure M1 d'une première tension V1 aux bornes du premier capteur S1 et des moyens de mesure M2 d'une deuxième tension V2 aux bornes du deuxième capteur inductif passif S2,
• des moyens de comparaison M3 entre la première tension V1 et la deuxième tension V2.
Le premier capteur S1 et le deuxième capteur inductif passif S2 ont chacun une fréquence de résonance, respectivement une première fréquence de résonance FR1, et une deuxième fréquence de résonance FR2, comprise dans une fenêtre de valeurs autour de la fréquence de communication Fc mais différente de la fréquence de communication Fc de l'antenne de communication A.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la valeur absolue de l'écart entre la première fréquence de résonance FR1 et la fréquence de communication Fc et la valeur absolue de l'écart entre la deuxième fréquence de résonance FR2 et la fréquence de communication Fc est supérieure à la bande passante maximale prédéterminée de l'antenne de communication A, en d'autres termes :
— Fc\ > Bdmax
Et
\FR2 - Fc\ > Bdmax
Avec :
FR1 : Fréquence de résonance du premier capteur inductif passif S1 , Fpt2 fréquence de résonance du deuxième capteur inductif passif S2,
Fc : Fréquence de communication de l'antenne de communication A, Bdmax : bande passante maximale de l'antenne de communication A.
En d'autres termes, la première fréquence de résonance FR1 et la deuxième fréquence de résonance FR2 se trouvent en dehors de la bande passante Bd de l'antenne de communication A. Les deux capteurs inductifs S1 , S2 ne perturbent pas ainsi les données envoyées et reçues par l'antenne de communication A.
Par exemple :
Fc = 13,56 Mhz,
Et FR1 = 12,56 Mhz, FR2 = 14,56 Mhz,
Avec Bdmax = 868 Kbits/s.
Le premier capteur inductif passif S1 et le deuxième capteur inductif passif S2 ont chacun un facteur de qualité, respectivement un premier facteur de qualité QSi et un deuxième facteur de qualité QS2 supérieur au facteur de qualité QA de l'antenne de communication A et sont donc sensibles à l'approche de tout équipement portable P ayant une fréquence de communication en champ proche (NFC).
Par exemple :
QA < 35,
Et Qsi > 80,
QS2 > 80.
Préférentiellement, le premier capteur inductif passif S1 et le deuxième capteur inductif passif S2 se présentent respectivement sous la forme d'une première bobine de cuivre B1 , non alimentée en tension, reliée à une première capacité C1 et sous la forme d'une deuxième bobine de cuivre B2, non alimentée en tension, reliée à une deuxième capacité C2 (cf. figure 3), et les deux bobines B1 , B2 sont de dimensions identiques.
La première capacité C1 et la deuxième capacité C2 sont des capacités d'adaptation permettant d'ajuster la première fréquence de résonance FR et la deuxième fréquence de résonance FR2 aux valeurs souhaitées, dans notre exemple à des valeurs proches de la fréquence de communication Fc, mais non comprises dans la bande passante Bd de l'antenne de communication A.
Préférentiellement, l'antenne de communication A, la première bobine B1 , la deuxième bobine B2, et la ferrite F sont concentriques (cf. centre O à la figure 3) et disposées dans des plans parallèles P1 , P2, P3 (cf. figure 2).
Et la première bobine B1 et lâ deuxième bobine B2 sont de dimensions inférieures aux dimensions de l'antenne de communication A (cf. figure 3).
La ferrite F est de dimensions sensiblement égales aux dimensions des bobines B1 , B2 (cf. figure 2).
Le fonctionnement du dispositif de détection D' bidirectionnelle selon l'invention va maintenant être décrit ci-dessous.
L'antenne de communication A émet, sur commande du microcontrôleur 20', un champ électromagnétique en champ proche de façon cyclique autour d'elle. Ladite antenne de communication A est disposée dans le véhicule de telle manière qu'une partie du champ électromagnétique se trouve dirigé vers l'intérieur du véhicule INT et une autre partie se trouve dirigée vers l'extérieur du véhicule EXT. L'antenne de communication A est par exemple intégrée dans la vitre d'une portière de véhicule ou dans le montant métallique de cette vitre.
Tout équipement portable P, doté de moyens de communication NFC se trouvant par exemple à l'extérieur du véhicule EXT, et s'approchant du premier capteur inductif passif S1 (cf. figure 5), modifie le champ électromagnétique émis par l'antenne de communication A et crée une désadaptation de la première fréquence de résonance FRi de la première bobine B1 , engendrant une baisse de la première tension V1 aux bornes de la dite première bobine B1 (cf. figure 6).
La deuxième bobine B2, quant à elle, se trouvant séparée et isolée électro- magnétiquement de la première bobine B1 par la ferrite F, et orientée vers l'intérieur du véhicule V, elle ne subit pas de perturbations électromagnétiques dues à la présence de l'équipement portable P. La deuxième tension V2 aux bornes de la deuxième bobine B2 reste sensiblement de valeur constante, malgré l'approche de l'équipement portable P (cf. figure 6).
La baisse de la première tension V1 est proportionnelle à la distance d séparant l'équipement portable P du premier capteur inductif passif S1.
Lorsque l'équipement portable P se trouve à l'extérieur du véhicule EXT à une distance d du dispositif de détection D', comme illustré à la figure 6, la valeur de la première tension V1d du premier capteur inductif passif S1 est inférieure à la valeur de la deuxième tension V2d du deuxième capteur inductif passif S2.
Inversement, lorsque l'équipement portable P se trouve à l'intérieur du véhicule INT, et s'approche du deuxième capteur inductif passif S2 (cas non illustré à la figure 5), il modifie le champ électromagnétique émis par l'antenne de communication A et crée une désadaptation de la deuxième fréquence de résonance FR2 de la deuxième bobine B2, engendrant une baisse de la deuxième tension V2 aux bornes de la dite deuxième bobine B2 (cas non illustré à la figure 6).
La première bobine B1 quant à elle, pour les raisons similaires, précédemment citées (présence de la ferrite F), ne subit pas de perturbations électromagnétiques dues à la présence de l'équipement portable P. Et lorsque l'équipement portable P se trouve à l'intérieur du véhicule INT à une distance d' du dispositif de détection D', la valeur de la deuxième tension V2d' est inférieure à la valeur de la première tension V1d'.
En mesurant, puis en comparant la première tension V1 avec la deuxième tension V2, le procédé de détection de l'invention permet donc de distinguer l'approche de l'équipement portable P vers le dispositif de détection D' lorsqu'il se trouve à l'extérieur du véhicule EXT, de l'approche de l'équipement portable P vers le dispositif de détection D' lorsqu'il se trouve à l'intérieur du véhicule INT. Le procédé de détection de l'invention comprend donc les étapes suivantes :
• On mesure une première tension V1 aux bornes du premier capteur inductif passif S1 , et
• on mesure une deuxième tension V2 aux bornes du deuxième capteur inductif passif S2, et
• on compare la première tension V1 avec la deuxième tension V2 afin de distinguer l'approche de l'équipement portable P en provenance de l'extérieur du véhicule EXT, de l'approche de l'équipement portable P en provenance de l'intérieur du véhicule INT,
· si la première tension V1 est inférieure à la deuxième tension V2, alors l'équipement portable est situé à l'extérieur du véhicule EXT, sinon il est situé à l'intérieur du véhicule INT.
Une fois la détection réalisée, par le procédé de détection de l'invention, s'ensuit l'échange d'identifiant entre l'antenne de communication A et l'équipement portable P, et si l'identifiant est validé, les actions correspondantes peuvent alors être mises en œuvre, c'est-à-dire soit le déverrouillage des ouvrants du véhicule, soit le démarrage du moteur du véhicule.
L'invention permet donc, de manière peu coûteuse (deux bobines, et deux capacités) de distinguer l'approche d'un équipement portable de l'extérieur du véhicule vers l'antenne de communication NFC, représentative de la volonté de l'utilisateur de déverrouiller son véhicule, de l'approche de l'équipement portable de l'intérieur du véhicule vers l'antenne de communication NFC, représentative de la volonté de l'utilisateur de démarrer son véhicule.
Le dispositif de détection D' de l'invention est particulièrement avantageux par rapport au dispositif de détection D de l'art antérieur, car il comprend moins de composants (une seul ferrite, pas de couche de cuivre, et un seul lecteur NFC, à la place de deux ferrites, une couche de cuivre et deux lecteurs NFC), en particulier l'absence d'une deuxième antenne NFC éradique le problème d'interférences potentielles entre les deux antennes NFC du dispositif de détection D de l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche d'un équipement portable (P) d'accès main libre par champ proche à un véhicule, ledit dispositif (D') comprenant une antenne de communication (A) ayant une fréquence de communication (Fc) en champ proche, et de facteur de qualité (QA) et de bande passante maximale (Bdmax) prédéterminés, afin de communiquer avec ledit équipement portable (P), un lecteur (23), relié à un microcontrôleur (20'), et l'équipement portable (P) étant doté de moyens de communication sans fil en champ proche, ledit dispositif (D') étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
• Un premier capteur inductif passif (S1 ) orienté vers l'extérieur du véhicule (EXT), ayant une première fréquence de résonance (FR1), située dans un fenêtre de valeur autour de la fréquence de communication (Fc) et différente de ladite fréquence de communication (Fc) et, ayant un premier facteur de qualité (Qsi) supérieur au facteur de qualité (QA) de l'antenne de communication (A),
• un deuxième capteur inductif passif (S2) orienté vers l'intérieur du véhicule (INT), ayant une deuxième fréquence de résonance (Qs2). située dans un fenêtre de valeur autour de la fréquence de communication (Fc) et différente de la fréquence de communication (Fc), et différente de la première fréquence de résonance (F 1), et ayant un deuxième facteur de qualité (QS2) supérieure au facteur de qualité (QA) de l'antenne de communication (A),
· le premier capteur inductif passif (S1 ) et le deuxième capteur inductif passif (S2) étant situés en vis-à-vis, séparés par une ferrite (F), et recevant le champ électromagnétique émis par l'antenne de communication (A),
• des moyens de mesure (M1 ) d'une première tension (V1 ) aux bornes du premier capteur inductif passif (S1 ) et des moyens de mesure (M2) d'une deuxième tension (V2) aux bornes du deuxième capteur inductif passif (S2),
• des moyens de comparaison (M3) entre la première tension (V1 ) et la deuxième tension (V2) afin de détecter l'approche de l'équipement portable (P) en provenance de l'extérieur (EXT) ou en provenance de l'intérieur (INT) du véhicule.
2. Dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche, selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur absolue d'un premier écart entre la première fréquence de résonance (FR1) et la fréquence de communication (Fc) et la valeur absolue d'un deuxième écart entre la deuxième fréquence (FR2) de résonance et la fréquence de communication (Fc) est supérieure à la bande passante maximale (Bdmax) de l'antenne de communication (A).
3. Dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur inductif passif (S1 ) et le deuxième capteur inductif passif (S2) comprennent respectivement une première bobine (B1 ) reliée à une première capacité (C1 ), et une deuxième bobine (B2) reliée à une deuxième capacité (C2), la première et la deuxième bobines (B1 , B2) étant de dimensions identiques et le premier facteur de qualité (Qsi) étant égal au deuxième facteur de qualité (Qs2)-
4. Dispositif de détection (D1) bidirectionnelle d'approche, selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, l'antenne de communication (A), la première bobine (B1 ), la deuxième bobine (B2) et la ferrite (F) sont concentriques et disposées dans des plans parallèles (P1 , P2, P3).
5. Dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche, selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la première et la deuxième bobines
(B1. B2) sont chacune de dimensions inférieures aux dimensions de l'antenne de communication (A).
6. Dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche, selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la ferrite (F) est de dimensions sensiblement égales à l'une quelconque de la première ou deuxième bobine (B1 , B2).
7. Procédé de détection bidirectionnelle d'approche utilisant le dispositif de détection (D') selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé de détection étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
• On mesure une première tension (V1 ) aux bornes du premier capteur inductif passif (S1 ), et
• on mesure une deuxième tension (S2) aux bornes du deuxième capteur inductif passif (S2), et
• on compare la première tension (V1 ) avec la deuxième tension (V2) afin de distinguer l'approche de l'équipement portable (P) en provenance de l'extérieur du véhicule (EXT), de l'approche de l'équipement portable (P) en provenance de l'intérieur du véhicule (INT),
• si la première tension (V1 ) est inférieure à la deuxième tension (V2), alors l'équipement portable (P) est situé à l'extérieur du véhicule (EXT), sinon l'équipement portable (P) est situé à l'intérieur du véhicule (INT).
8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection (D') bidirectionnelle d'approche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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