Brevet FR2853117A1 — publié le 20041001

DISPOSITIF D'EMISSION ETIOU DE RECEPTION POUR UN SYSTEME DE SECURISATION MAINS-LIBRES D'UN ESPACE CLOS ET POIGNEE INTEGRANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif d'émission et/ou de réception pour un système de sécurisation mains-libres d'un espace clos, notamment un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'émission et/ou de réception pour un système de sécurisation mains-libres d'un véhicule automobile, permettant d'une part, une détection de présence d'un utilisateur, 5 portant un dispositif d'identification portatif, à proximité du véhicule automobile et d'autre part, une interrogation mainslibres, par émission d'un signal radiofréquence, en vue d'authentifier le dispositif d'identification portatif porté par l'utilisateur. L'invention est également relative à une poignée de véhicule automobile 10 comprenant un tel dispositif. Dans le domaine des véhicules automobiles, un but des systèmes de sécurisation mains-libres est de permettre le verrouillage/déverrouillage ainsi que le démarrage d'un véhicule automobile sans clé mécanique ni télécommande. Pour ce faire, une authentification de l'utilisateur, souhaitant accéder ou 15 démarrer son véhicule, est effectuée par échange de signaux radiofréquences entre un système de gestion embarqué sur le véhicule et un dispositif d'identification portatif (réalisé par exemple sous la forme d'un badge) porté par l'utilisateur. Pour éviter une interrogation cyclique prolongée, par le système de 20 gestion embarqué, d'un éventuel dispositif d'identification portatif présent dans l'entourage du véhicule, on prévoit généralement de ne déclencher l'interrogation mains-libres que lorsque la présence d'un utilisateur a été détectée à proximité du véhicule. Des moyens déclenchant utilisés dans les systèmes d'accès mains 25 libres sont, par exemple, des capteurs utilisant des technologies optiques ou capacitives, ou des interrupteurs. Ces différents moyens déclenchant sont, par exemple, disposés à proximité ou au niveau d'une poignée du véhicule, formant interface entre l'utilisateur et le véhicule, et permettent la détection de présence d'un utilisateur approchant sa main de la poignée pour accéder à son véhicule. Cette détection de présence de l'utilisateur permet ensuite d'initier, grâce à un dispositif d'interrogation mains-libres, l'authentification de l'utilisateur en vue d'autoriser son accès au véhicule. De manière générale, les moyens déclenchant, d'une part, avec leur circuit électronique associé, et le dispositif d'interrogation mains- libres pour authentifier le dispositif d'identification portatif, d'autre part, sont ré alisés de manière indépendante. Les moyens déclenchant et le dispositif d'interrogation mains-libres, ou 10 au moins un partie de celui-ci, sont habituellement intégrés au niveau d'un logement de dimensions réduites situé, par exemple, au niveau d'une poignée du véhicule. Ceci génère régulièrement des difficultés d'intégration dues à l'encombrement des moyens déclenchant et/ou du dispositif d'interrogation mains15 libres et il peut en résulter des dysfonctionnements dus à un mauvais assemblage de ces éléments dans le logement les accueillant. En conséquence, il existe un risque de dysfonctionnement du système de sécurisation mains-libres provenant de l'intégration d'une pluralité de circuits électroniques dans un logement de dimensions réduites, tel que, par exemple, une 20 poignée de véhicule. Pour les raisons évoquées précédemment, un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'émission et/ou de réception unique permettant la réalisation des fonctions de détection de présence d'un utilisateur portant un dispositif d'identification portatif à proximité du véhicule automobile et 25 d'interrogation mains-libres en vue d'authentifier le dispositif d'identification portatif porté par l'utilisateur et présentant un encombrement réduit. Ce but est atteint selon la présente invention dont un premier objet est un dispositif d'émission et/ou de réception pour un système de sécurisation mainslibres d'un espace clos, notamment un véhicule automobile, fonctionnant d'une 30 part, dans un mode de détection de présence permettant de détecter la présence d'un utilisateur, portant un dispositif d'identification portatif, à proximité de l'espace clos, et d'autre part, dans un mode d'interrogation mains-libres permettant l'émission d'un signal d'interrogation radiofréquence, en vue d'authentifier le dispositif d'identification portatif, caractérisé en ce qu'il comprend, - une unité d'analyse et de commande, - une unité d'émission reliée à l'unité d'analyse et de commande, - une antenne unique reliée à l'unité d'analyse et de commande et à l'unité d'émission de manière à permettre d'une part, la détection d'une perturbation d'au moins une caractéristique de fonctionnement de l'antenne dans le mode de détection de présence et d'autre part, l'émission dudit signal radiofréquence dans le mode d'interrogation 10 mains-libres. L'invention propose donc une dispositif d'émission et/ou de réception comprenant une antenne unique utilisée dans le mode de détection de présence et dans le mode d'interrogation mains-libres. Cet arrangement permet un assemblage plus simple des circuits électroniques des moyens déclenchant et du 15 dispositif d'interrogation mains-libres en un dispositif d'émission et/ou de réception unique ce qui a pour effet de diminuer les risques de dysfonctionnement dus à un mauvais assemblage des circuits nécessaires à la réalisation des fonctions de détection de présence et d'interrogation mains-libres. En sus d'une diminution du risque de dysfonctionnement, il est 20 également possible, par l'utilisation d'une antenne unique, de réduire l'encombrement du dispositif d'émission et/ou de réception et de faciliter son intégration dans un logement. Ceci est particulièrement avantageux quand le dispositif d'émission et/ou de réception est placé dans un logement de dimensions réduites tel qu'une poignée de véhicule automobile. L'utilisation d'une antenne unique permet également, de manière appréciable, une réduction des coûts de construction du dispositif d'émission et/ou de réception du système de sécurisation mains-libres. Un second objet de la présente invention est relatif à une poignée de véhicule automobile, comprenant un dispositif d'émission et/ou de réception selon 30 la présente invention. L'invention sera mieux comprise au cours de la description explicative détaillée d'un exemple non limitatif faisant référence aux figures annexées qui représentent: - Figure 1, une représentation schématique d'un dispositif d'émission et/ou de réception selon un premier mode de réalisation de l'invention, - Figure 2, une représentation schématique d'un dispositif d'émission 5 et/ou de réception selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 présente de manière schématique un dispositif d'émission et/ou de réception pour un système de sécurisation mains-libres de véhicule 10 automobile selon un premier mode de réalisation possible de l'invention. Le dispositif d'émission et/ou de réception 1 comporte une unité d'alimentation 2 reliée à une unité d'analyse et de commande 3. L'unité d'alimentation 2 et l'unité d'analyse et de commande 3 sont reliées, l'une à l'autre, par deux lignes de commande 9a et 9b, l'une, 9a, allant de l'unité d'alimentation 2 15 à l'unité d'analyse et de commande 3 et l'autre, 9b, allant de l'unité d'analyse et de commande 3 à l'unité d'alimentation 2. L'unité d'analyse et de commande 3 est également reliée par une ligne de commande 9c à une unité d'émission 4. L'unité d'émission 4 et l'unité d'analyse et de commande 3 sont 20 alimentées électriquement par l'unité d'alimentation 2 Ainsi que présenté, le dispositif d'émission et/ou de réception 1 est destiné à être utilisé dans le contexte d'un système de sécurisation mains-libres d'un véhicule et peut fonctionner d'une part, dans un mode de détection de présence d'un utilisateur et d'autre part, dans un mode d'interrogation mains25 libres. Selon l'invention, le dispositif d'émission et/ou de réception 1 présente une unique antenne 5. L'antenne 5 est, par exemple, réalisée sous la forme d'un élément support 6 sur lequel est agencé un enroulement métallique 7. L'élément support 6 est formé, dans le cas présent, par un noyau ferrite. L'antenne 5 est, par 30 exemple, conçue pour émettre dans le domaine des basses fréquences, noté BF (fréquence inférieure à 150 kHz). L'antenne 5 est alimentée électriquement selon deux premières lignes d'alimentation 8a et 8b qui la relient à l'unité d'alimentation 2. Deux autres lignes d'alimentation 10a et 10b, dites deuxièmes lignes d'alimentation, relient chacune des premières lignes d'alimentation 8a et 8b à l'unité d'analyse et de commande 3. L'unité d'émission 4 est également reliée à l'antenne 5 par une ligne de commande 11 munie d'un commutateur 12. Le dispositif d'émission et/ou de réception 1 est destiné à être positionné, au moins en partie, au niveau d'un véhicule automobile, par exemple, au niveau d'une poignée d'ouvrant du véhicule ou encore au niveau d'un équipement d'interface véhicule/utilisateur dans le véhicule, comme, par exemple, un dispositif de lecture d'un dispositif d'identification portatif. Le fonctionnement du dispositif dans chacun des modes va maintenant être détaillé. Dans le mode détection de présence, on utilise un mode de détection, dit par influence mutuelle, dans lequel l'antenne 5 est utilisée comme un circuit résonant, du type RLC, dont on vient faire varier les caractéristiques de 15 fonctionnement par l'approche d'une main. Comme mentionné précédemment, l'antenne 5 est conçue comme une antenne BF et possède à ce titre une fréquence de résonance dans les basses fréquences (inférieures à 150kHz) lorsqu'elle est alimentée par un signal basse fréquence. Par ailleurs, l'antenne 5, lorsqu'elle est alimentée par un signal haute fréquence, par exemple de l'ordre des MHz, présente, de part sa structure, également une seconde fréquence de résonance dans le domaine des hautes fréquences (plusieurs MHz). En effet, l'enroulement métallique 7 de l'antenne 5 possède des capacités parasites entre chacune des spires qui, lorsque l'antenne 25 est alimentée à quelques MHz, deviennent non négligeables, expliquant ainsi cette nouvelle fréquence de résonance (vers 2,5 MHz environ). Dans le mode de détection de présence, l'antenne 5 est donc alimentée à une fréquence élevée proche de cette nouvelle fréquence de résonance. Les fréquences de résonance de l'antenne 5 dépendent de sa 30 conception et notamment de sa géométrie ou des caractéristiques de l'enroulement métallique 7 qu'elle présente (nombre de spires, écartement des spires... ). L'approche de la main d'un utilisateur à proximité de l'antenne 5 vient perturber le fonctionnement de celle-ci. Cette perturbation est due aux couplages capacitifs qui s'établissent entre les capacités parasites inter-spires de l'antenne 5 et la main de l'utilisateur, changeant ainsi les paramètres physiques de l'antenne 5, notamment sa fréquence de fonctionnement. Ce mode de détection de présence d'un utilisateur utilisant une antenne dont on vient faire varier la fréquence de résonance, par modification de la valeur de la capacité inter-spires établie, peut fonctionner selon un mode accordé ou selon un mode désaccordé. Le mode accordé consiste à utiliser l'antenne 5 accordée à sa fréquence de résonance, par exemple de l'ordre de quelques MHz. En approchant sa main, l'utilisateur désaccorde l'antenne 5 et modifie en conséquence sa fréquence de fonctionnement. Le mode désaccordé consiste quant à lui à utiliser l'antenne 5 à une 15 fréquence proche de sa fréquence de résonance, l'approche d'une main permettant d'accorder l'antenne 5 à sa fréquence de résonance en modifiant sa fréquence de fonctionnement. Pour des raisons pratiques, on privilégiera l'utilisation de l'antenne dans le mode accordé, la main de l'utilisateur venant la désaccorder. La mise en évidence de la variation de la fréquence de résonance, au niveau de l'antenne 5, est alors détectée, par exemple, par mesure de la fréquence ou de l'amplitude du signal de rayonnement de l'antenne 5 au niveau de l'unité d'analyse et de commande 3 La détection de présence d'un utilisateur, dans le domaine des hautes 25 fréquences (1 à 10 MHz) est particulièrement avantageuse car elle permet de distinguer une variation lente d'une variation rapide et une variation linéaire d'une variation non-linéaire. Cette différenciation de la vitesse et/ou de la linéarité de la variation de la fréquence, par un circuit de filtrage approprié disposé dans l'unité d'analyse et de commande 3, permet d'établir si la détection opérée correspond à 30 la détection d'un "vrai" utilisateur (variation rapide quasi linéaire) ou à la détection d'un autre élément perturbateur (variation lente ou non linéaire) tel que, par exemple, la pluie tombant ou des branchages situés, sur ou à proximité de l'antenne 5. De même, l'utilisation d'une fréquence de résonance dans le domaine des hautes fréquences permet de travailler à une vitesse de fonctionnement élevée et d'effectuer une pluralité de mesures pour confirmer l'information de détection de présence et la valider. De manière supplémentaire, l'antenne 5 est pourvue, à ses bornes, d'un condensateur (non représenté) permettant d'ajuster plus précisément la fréquence de résonance de l'antenne 5 à la valeur souhaitée. Dans le mode d'interrogation mains-libres, l'antenne 5 est utilisée comme antenne d'émission dans le domaine BF. Le dispositif d'émission et/ou de 10 réception 1 émet, par l'intermédiaire de l'unité d'émission 4 et de l'antenne 5, un signal radiofréquence d'interrogation, à destination d'un dispositif d'identification portatif, en vue de réaliser l'authentification du dispositif d'identification portatif. Ce fonctionnement du dispositif d'émission et/ou de réception dans les deux modes présentés ci-dessus est réalisé, par exemple, de manière 15 séquentielle, notamment dans un but d'économie d'énergie, mais également pour éviter d'éventuelles interactions de fonctionnement entre les deux modes. Dans le cadre du système de sécurisation mains-libres, le dispositif d'émission et/ou de réception 1 selon l'invention est tout d'abord commandé pour fonctionner dans le mode de détection de présence d'un utilisateur, à proximité du 20 dispositif, et lorsqu'une détection de présence a été opérée, il est ensuite commandé pour fonctionner dans le mode d'interrogation mains-libres, pour authentifier l'utilisateur (par authentification du dispositif d'identification portatif qu'il porte) et l'autoriser par exemple, à accéder ou à démarrer son véhicule. Pour le fonctionnement en mode détection de présence, sur instructions 25 de l'unité d'analyse et de commande 3, l'antenne 5 est alimentée électriquement par l'unité d'alimentation 2 et accordée à sa fréquence de résonance dans le domaine des hautes fréquences en vue de détecter la présence d'un utilisateur. Cette alimentation de l'antenne 5 peut être faite en continue mais on préférera, dans un but d'économie d'énergie, qu'elle soit réalisée de manière pulsée, par 30 exemple toutes les gs selon la structure de l'antenne 5. Lorsqu'une détection de présence a été opérée, l'alimentation de l'antenne 5 en vue d'une détection de présence est, de manière préférentielle, stoppée et le fonctionnement en mode interrogation mains- libres est initié. L'unité d'analyse et de commande 3 commande, à l'unité d'émission 4, d'émettre, par l'intermédiaire de l'antenne 5, un signal radiofréquence d'interrogation mains-libres à destination d'un éventuel dispositif d'identification portatif présent à proximité du dispositif d'émission et/ou de réception. Après l'émission dans le mode d'interrogation mains-libres, l'antenne 5 est de nouveau alimentée pour fonctionner comme détecteur de présence selon le mode de détection du dispositif d'émission et/ou de réception 1. Il faut noter que, pendant que le dispositif d'émission et/ou de réception 1 fonctionne en mode de détection de présence, le commutateur 12 bloque toute 10 transmission d'informations depuis l'unité d'émission 4 vers l'antenne par la ligne de commande 11. Selon une alternative de l'invention, après l'émission dans le mode d'interrogation mains-libres, le dispositif d'émission et/ou de réception 1 est mis au repos pendant tout le temps que le véhicule est en roulage puisqu'il n'y a 15 nécessité ni de détecter la présence d'un utilisateur, ni de faire une interrogation mains-libre de son dispositif d'identification portatif, lorsque le moteur du véhicule tourne. L'invention présente donc une unité d'analyse et de commande 3 qui permet de piloter une unité d'alimentation 2 pouvant générer des signaux à basse 20 et haute fréquence, d'analyser la modification du signal d'alimentation de l'antenne en haute fréquence provoquée par l'approche d'un utilisateur et de commander l'émission d'un signal d'interrogation mains-libres à destination d'un dispositif d'identification portatif. La réception d'informations provenant du dispositif d'identification 25 portatif, en retour à l'interrogation mains-libres, est réalisée par un dispositif de réception supplémentaire non décrit dans le cadre de la fig ure 1. La figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif d'émission et/ou de réception, selon un deuxième mode de réalisation de 30 l'invention, dans lequel le dispositif d'émission et/ou de réception comprend également une unité de réception et fonctionne de plus dans un mode de réception mains-libres. Selon l'invention, le dispositif d'émission et/ou de réception 1, en plus des éléments décrits dans le cadre de la figure 1, comprend également une unité de réception 13 en liaison avec l'unité d'analyse et de commande 3 par une ligne de commande 9d. L'unité de réception 13 est également reliée à l'antenne 5 par une ligne de commande 14 munie d'un commutateur 15. Egalement selon l'invention, le dispositif d'émission et/ou de réception 1 fonctionne selon un troisième mode de fonctionnement à savoir un mode de réception mains-libres, en utilisant toujours la même antenne unique. Ainsi, suite à la détection de présence d'un utilisateur et une fois que le 10 dispositif a fonctionné dans le mode d'interrogation mains-libres en émettant un signal radiofréquence d'interrogation en direction d'un éventuel dispositif d'identification portatif présent à proximité, l'unité d'analyse et de commande 3 commande, par l'intermédiaire de la ligne de commande 9d, l'unité de réception 13. L'unité de réception 13 adapte les paramètres de l'antenne 5, à travers la ligne 15 de commande 14 et le commutateur 15, pour que celle-ci puisse recevoir un signal radiofréquence de réponse provenant du dispositif d'identification portatif ayant reçu le signal d'interrogation mains-libres. Le signal radiofréquence de réponse provenant du dispositif d'identification portatif comporte un code d'identification du dispositif 20 d'identification portatif. Ce code d'identification est analysé et comparé à un code donné présent dans l'unité d'analyse et de commande 3. S'il y a concordance des codes, l'utilisateur sera alors autorisé à accéder à son véhicule ou à le démarrer selon la localisation du dispositif d'émission et/ou de réception selon l'invention. L'antenne 5 étant conçue pour fonctionner dans le domaine BF, la réception mains-libres s'effectue également dans le domaine BF. Un fonctionnement séquentiel de l'ensemble des modes de fonctionnement (mode de détection de présence, mode d'interrogation mainslibres et mode de réception mains-libres) est prévu et est régi par l'unité d'analyse 30 et de commande 3. Par détection de présence d'un utilisateur, on entend - Soit une détection dite d'approche, l'utilisateur étant détecté lorsqu'il s'approche de l'antenne en deçà d'un distance d'environ 10 cm, - Soit une détection dite tactile, l'utilisateur étant détecté lorsqu'il touche l'antenne. On a décrit le mode de détection de présence en vue d'autoriser l'utilisateur à accéder à son véhicule mais il est également possible d'utiliser la 5 détection de présence de l'utilisateur, par exemple au niveau d'une poignée, pour réaliser le verrouillage volontaire d'un ouvrant ou de tous les ouvrants du véhicule. Dans le cas du déverrouillage du véhicule, le dispositif d'émission et/ou de réception réalise une détection d'approche de l'utilisateur alors que, dans le cas du verrouillage du véhicule, le dispositif d'émission et/ou de réception réalise, de 10 préférence, une détection tactile de l'utilisateur. Cette détection tactile permet ainsi de confirmer l'intention volontaire de l'utilisateur de verrouiller son véhicule. Ainsi, grâce à l'invention, on réalise une détection d'intention du verrouillage et/ou du déverrouillage par détection d'approche ou détection tactile 15 d'une action de l'utilisateur au niveau du dispositif d'émission et/ou de réception. Par ailleurs, une adaptation de la zone de détection est réalisée par l'utilisation d'écrans judicieusement positionnés au niveau de l'équipement d'interface qui accueille le dispositif d'émission et/ou de réception de manière à concentrer la zone de détection dans une zone choisie et à éviter un pollution 20 électromagnétique trop importante. Comme nous l'avons décrit, le dispositif selon l'invention peut-être intégré au niveau d'une poignée de véhicule, mais il peut également être positionné au niveau d'un ouvrant tel qu'un coffre ou même dans un parechoc de véhicule automobile. Le dispositif selon l'invention peut également fonctionner de manière équivalente dans le cas d'une antenne conçue pour émettre dans le domaine des ondes radio (RF). Grâce à l'invention, on a réalisé un dispositif d'émission et/ou de détection pour un système de sécurisation mains-libres pouvant fonctionner dans 30 au moins deux modes distincts à savoir, un mode de détection de présence et un mode d'interrogation mains-libres, et présentant une construction simplifié et plus compacte. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'émission et/ou de réception pour un système de sécurisation mains-libres d'un espace clos, notamment un véhicule automobile, 5 fonctionnant d'une part, dans un mode de détection de présence permettant de détecter la présence d'un utilisateur, portant un dispositif d'identification portatif, à proximité de l'espace clos, et d'autre part, dans un mode d'interrogation mainslibres permettant l'émission d'un signal d'interrogation radiofréquence, en vue d'authentifier le dispositif d'identification portatif, caractérisé en ce qu'il comprend, 10 - une unité d'analyse et de commande (3), - une unité d'émission (4) reliée à l'unité d'analyse et de commande (3), - une antenne unique (5) reliée à l'unité d'analyse et de commande (3) et à l'unité d'émission (4) de manière à permettre d'une part, la détection d'une perturbation d'au moins une caractéristique de fonctionnement de 15 l'antenne dans le mode de détection de présence et d'autre part, l'émission dudit signal radiofréquence dans le mode d'interrogation mainslibres. 2. Dispositif d'émission et/ou de réception selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la détection de la perturbation d'au moins une caractéristique de fonctionnement de l'antenne (5) consiste à mesurer une variation de la fréquence et/ou de l'amplitude du signal de rayonnement de l'antenne (5). 3. Dispositif d'émission et/ou de réception selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le mode de détection de présence, l'antenne (5) est alimentée de façon à fonctionner à sa fréquence de résonance, l'approche d'un utilisateur ayant pour effet de désaccorder l'antenne (5) de sa fréquence de résonance. 4. Dispositif d'émission et/ou de réception selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le mode de détection de présence, l'antenne (5) est alimentée de façon à fonctionner à une fréquence proche de sa fréquence de il résonance, l'approche d'un utilisateur ayant pour effet de d'accorder l'antenne (5) à sa fréquence de résonance. 5. Dispositif d'émission et/ou de réception selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne (5) comprend un élément support (6) autour duquel est agencé un enroulement métallique (7). 6. Dispositif d'émission et/ou de réception selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de filtrage 10 permettant de différencier la présence d'un utilisateur et la présence d'un autre élément perturbateur. 7. Dispositif d'émission et/ou de réception selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une unité 15 de réception (13) reliée, d'une part, à l'unité d'analyse et de commande (3) et, d'autre part, à l'antenne (5) permettant un fonctionnement du dispositif d'émission et/ou de réception dans un mode de réception mains-libres. 8. Dispositif d'émission et/ou de réception selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il fonctionne de manière séquentielle entre au moins le mode de détection de présence et le mode d'interrogation mains-libres. 9. Poignée d'ouvrant, notamment de véhicule automobile, comprenant 25 un dispositif d'émission et/ou de réception (1) tel que revendiqué dans les revendications 1 à 8.