Brevet FR2872468A1 — publié le 20060106

Dispositif d'accès à un véhicule utilisant un courant circulant à travers le corps La présente invention concerne un dispositif d'accès à un véhicule mettant en oeuvre un courant traversant le corps. La présente invention trouve application dans le contrôle d'accès à un véhicule, dans lequel un objet électronique incorporant un identifiant est destiné à être porté par un utilisateur autorisé comme le conducteur ou un passager du véhicule, et au moins une portière io sur laquelle un dispositif de verrouillage peut être commandé lors d'un processus de reconnaissance de l'identification de l'objet électronique. La communication entre le dispositif de verrouillage et l'objet électronique d'identification est exécutée à l'aide d'un courant électrique traversant le corps lorsque l'utilisateur portant l'objet électronique d'identification vient toucher une partie conductrice de la portière. Cette partie conductrice est en relation électrique avec un circuit d'identification et permet de réaliser électriquement la communication entre l'objet portatif et un circuit d'identification. Pour réaliser la connexion, lorsque la personne porteuse de l'objet portatif d'identification vient toucher un transmetteur capacitif fixé à une partie convenable de la portière, comme la poignée habituelle d'ouverture de portière, il est possible d'une part, de détecter l'intention de la personne d'accéder au véhicule et, d'autre part de réaliser un dialogue d'identification avec l'objet portatif d'identification. Les systèmes de l'état de la technique qui utilisent des objets portatifs présentent en général l'inconvénient de devoir disposer d'une source d'alimentation électrique pour alimenter des circuits électroniques qui se trouvent à l'intérieur de l'objet portatif. Par ailleurs, l'utilisation d'un transmetteur capacitif pour courants traversant le corps peut entraîner une forte consommation électrique. Si les circuits sont en permanence polarisés, la source d'alimentation électrique peut se décharger et rendre son service de manière incorrecte lorsque la tension électrique est trop basse par exemple. Il y a donc un besoin d'appliquer un mécanisme permettant de réveiller la source d'alimentation de l'objet portatif lorsqu'une communication doit être initiée entre l'objet portatif et un véhicule. i0 Par ailleurs, dans l'état de la technique la disposition d'un capteur capacitif pour servir à la fois à détecter la présence ou l'intention d'accès d'un utilisateur d'une part et pour servir à établir une communication à l'aide d'un courant traversant le corps d'autre part n'est pas possible à cause de la différence d'impédance entre les différents composants qui se trouvent connectés au capteur capacitif. La présente invention apporte remède à ces inconvénients de l'état de la technique d'une part en rendant possible une détection de l'intention d'accès au véhicule et d'autre part en établissant une communication à l'aide d'un courant traversant le corps pour obtenir une autorisation de verrouillage et ou de déverrouillage. Cependant, l'invention ne se limite pas exclusivement à l'opération d'accès au véhicule, mais elle porte aussi sur des opérations de commande de fonctions du véhicule comme le démarrage du groupe moto propulseur ou l'ouverture de la malle arrière. À cette fin, la présente invention concerne un dispositif de commande de véhicule, notamment pour accès au véhicule, mettant en oeuvre un courant traversant le corps du genre comportant au moins un objet portatif d'identification et un contrôleur embarqué à bord d'un véhicule pour contrôler son accès et/ou au moins une fonction du véhicule comme le démarrage de son groupe motopropulseur, sur la base d'un échange de communications à l'aide d'un courant traversant le corps sur la base d'un capteur capacitif. Selon l'invention, le dispositif comporte: - un circuit implémentant un mécanisme de réveil de l'objet portatif d'identification par un courant circulant à travers le corps - un circuit implémentant un mécanisme d'identification de l'objet portatif d'identification; de sorte que un code d'identification enregistré dans l'objet portatif d'identification soit reconnu par un contrôleur embarqué à bord du véhicule. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comporte un circuit implémentant un mécanisme de détection de présence pour activer le circuit de réveil. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comporte un premier capteur capacitif connecté par un amplificateur au circuit de détection de présence et un second capteur capacitif connecté par un amplificateur au circuit de réveil et par un amplificateur au circuit d'identification. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comporte un unique capteur capacitif connecté par des amplificateurs respectivement à un circuit de détection de variations de tension pour détecter une présence et à un circuit d'identification, d'une part 3o et à un circuit de réveil. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comporte un oscillateur maître pour produire une onde de détection de présence par détection des transitions de tension de l'onde détecté. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comporte aussi un circuit pour appliquer une modification en tension, fréquence et/ou phase, comme une modulation de largeur d'impulsion, en fonction d'un message de réveil et/ou d'identification échangé entre au moins un objet portatif d'identification et le contrôleur embarqué à bord du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures annexées parmi lesquelles: -- la figure 1 représente une vue schématique de dessus d'un véhicule équipé d'un dispositif de l'invention lors d'une utilisation en accès au véhicule; -- la figure 2 représente une vue schématique d'un objet portatif d'identification destiné à échanger un courant traversant le corps; -- la figure 3 représente une vue schématique d'un contrôleur équipant un véhicule et permettant d'échanger un courant traversant le corps avec au moins un objet portatif d'identification tel que représenté à la figure 2; -- la figure 4 représente une vue schématique d'un autre mode de 25 réalisation d'un contrôleur équipant un véhicule; - - la figure 5 représente trois diagrammes de signaux échangées ou générées dans le cadre de l'invention; - - la figure 6 représente une vue schématique d'un autre mode de réalisation d'un objet portatif d'identification. À la figure 1, on a représenté schématiquement un véhicule 1, vu de dessus, son avant dirigé vers la gauche. Le coffre arrière se trouve à droite du dessin. Le conducteur portant un objet portatif électronique 12 s'approche de la portière conducteur et applique sa main sur la poignée 8 de la portière conducteur 6. Un contrôleur embarqué 14 est connecté par des liaisons électriques convenables à chacune des poignées des deux autres portières, respectivement 2 -- 5, de sorte que des manoeuvres de même genre que celle réalisée sur la poignée 8 puissent être détectées par le contrôleur embarqué 14. io À la figure 2, on a représenté schématiquement un objet portatif d'identification destiné à échanger un courant traversant le corps pour exécuter un dialogue d'identification du porteur de l'objet portatif d'identification. Ainsi qu'il a déjà été décrit dans l'état de la technique, un objet portatif d'identification destiné à échanger un courant traversant le corps comporte une partie 28, en forme de plaque dans laquelle sont disposés un ou plusieurs circuits électroniques. La partie 28 en forme de plaque comporte aussi au moins une électrode conductrice 20 qui est connectée à un circuit d'amplification et d'adaptation d'impédance 26 en communication avec un port d'entrée - sortie d'un micro contrôleur 24. Le micro contrôleur 24 coopère avec une section de mémoire 22 qui peut être intégrée sur le micro contrôleur ou partiellement extérieure à celui- ci, et dans laquelle des programmes de contrôle et des données, notamment d'identification, sont enregistrés. L'ensemble des circuits électroniques contenus dans la plaque 28 est polarisé à l'aide d'une source d'énergie Energie , par exemple constituée par une pile électrique. Dans certaines conditions prédéterminées, lorsque le porteur de l'objet portatif d'identification vient en contact avec un objet conducteur, il s'établit un chemin que la circulation d'un courant électrique traversant le corps dont un circuit équivalent 30 a été représenté entre une électrode 20 de l'objet portatif et l'objet conducteur 32. Particulièrement, dans l'application au véhicule, l'objet portatif d'identification peut se trouver porté par le conducteur directement dans une poche et le contact 32 est réalisé lorsque le conducteur vient à manipuler la poignée 8 de la portière avant gauche 6 de son véhicule (voir figure 1). io À la figure 3, on a représenté schématiquement un contrôleur embarqué destiné à échanger un courant traversant le corps pour exécuter un dialogue d'identification du porteur d'un objet portatif d'identification du genre de celui de la figure 2. Lorsque le porteur de l'objet portatif d'identification vient porter sa main M sur un couple de capteurs capacitifs 40,42 le premier capteur capacitif 40 est réservé à la détection de présence. Le premier capteur capacitif 40 comporte une électrode connectée à la borne d'entrée d'un circuit d'amplification et d'adaptation d'impédance 44 dont la sortie est connectée à la borne d'entrée d'un circuit électronique dans lequel est implémenté un mécanisme de détection de présence 46. Lorsque le signal lu sur la sortie du circuit d'amplification 44 correspond à un signal de détection de présence d'un utilisateur, le circuit électronique 46 de détection de présence comporte une sortie sur laquelle est produit un signal de sortie de détection de présence qui passe à l'état actif et qui est transmis à l'entrée d'activation d'un circuit 48 dans lequel est exécuté un mécanisme de réveil des circuits électroniques contenus dans l'objet portatif d'identification. Le circuit 48 de réveil produit un signal série portant un message de réveil qui est fourni à l'entrée d'un circuit 50 d'amplification et d'adaptation d'impédance dont la sortie est connectée à une électrode d'un second capteur capacitif 42 se trouvant au moment de la détection de présence en contact avec la main M de l'utilisateur. Une fois le circuit électronique de l'objet portatif d'identification réveillé, le circuit électronique de l'objet portatif d'identification produit alors un signal d'identification qui, à l'aide d'un signal traversant le corps, parvient à nouveau sur le second capteur capacitif 42, dont l'électrode est aussi connectée à l'entrée d'un circuit 52 d'amplification et d'adaptation d'impédance. La sortie du circuit 52 est connectée alors à l'entrée d'un circuit 54 dans lequel est implémenté un mécanisme d'identification. L'ensemble des circuits connectés au premier 40 et au second 42 capteurs capacitifs constitue l'étage d'entrée du contrôleur 14 (figure 1) embarqué à bord du véhicule. Particulièrement, à l'issue de l'exécution du mécanisme d'identification exécuté sur le circuit 54, un déverrouillage ou un verrouillage selon le cas des ouvrants du véhicule peut alors être exécuté sous contrôle de la détection de l'objet portatif. On remarque la séquence de signaux caractéristiques de l'invention: -- un signal A produit la détection de présence sur le circuit 46; -- un signal B produit par le contrôleur 56 est reçu par l'objet portatif d'identification pour le réveiller; -- un signal C produit par l'objet portatif d'identification qui permet l'identification du porteur sur le véhicule. À la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation d'un contrôleur embarqué à bord du véhicule. Dans ce mode de réalisation, la main M de l'utilisateur portant un objet portatif d'identification à l'aide duquel une communication avec un courant traversant le corps a été modéliser avec un circuit en T 30, ne peut toucher qu'un seul capteur capacitif 60 auquel est dévolu à la fois le rôle de détection de présence lorsque la main M appuie sur ou manoeuvre la poignée de la portière, et le rôle de communication par un courant traversant le corps. À cette fin, le capteur capacitif 60 est connecté directement à une paire d'amplificateurs 62, 62' qui peuvent aussi coopérer avec des circuits d'adaptation d'impédance non représentés. Lorsque le porteur de l'objet portatif d'identification place sa main M sur le capteur capacitif, le signal de détection détecté sur le capteur 60 est fourni à l'entrée de l'amplificateur 62 et est fournie d'une part à l'entrée du circuit 54 d'identification ainsi qu'à l'entrée d'un circuit 66 détectant une variation de tension dV/dt. Lorsque la variation de tension répond à un certain schéma prédéterminé de variation de tensions, enregistré dans le circuit 66, une sortie du circuit 66 bascule à l'état actif et est connectée à une entrée d'activation du circuit 46 dans lequel est implémenté le mécanisme de détection de présence précité. Comme précédemment revu à la figure 3, une sortie du circuit 46 est alors placée à l'état actif et est connectée à l'entrée d'activation du circuit 48 dans lequel est implémenté un mécanisme de réveil. Le circuit 48 produit alors un signal de réveil de l'objet portatif par transmission d'un courant traversant le corps 30. Le circuit de réveil (non représenté) contenu dans l'objet portatif permet alors d'activer le circuit de polarisation et de produire l'édition d'un signal d'identification qui est alors transmis par un courant traversant le corps, la main M et l'unique capteur capacitif 60 à l'entrée de l'amplificateur 62. Le courant de détection est alors transmis au circuit 54 dans lequel est implémenté le mécanisme d'identification. On va maintenant décrire un mode particulier de réalisation de l'invention dans lequel les signaux échangés sont produits à l'aide d'un circuit générateur exécutant une modulation en largeur d'impulsion d'un signal produit par un oscillateur de base. Préférentiellement, le circuit générateur produit un signal de forme carrée ou rectangulaire. i0 Pour permettre de distinguer à l'aide d'un circuit de dérivation 66 entre un signal de détection de présence et un signal de communication par courant traversant le corps, l'invention consiste à détecter la présence par une transition dans le signal et à coder le message transmis par courant à travers le corps d'après un taux de modulation en largeur d'impulsion. Plus précisément, à la figure 5 on a représenté au diagramme (a) le signal produit par le signal de base avec un taux de modulation de, par exemple, 50 %. Les transitions de l'état "haut" à la tension VO vers l'état "bas" au niveau zéro Volts sont représentées par des flèches pointées vers le bas. Ce sont lors de ces transitions que le circuit 66 est actif. Lorsque aucun signal n'apparaît sur l'électrode du capteur capacitif (60 à la figure 4) parce que l'utilisateur porteur de l'objet portatif n'est pas en contact avec le capteur capacitif 60, le circuit de dérivation 66 ne produit aucun signal. Par contre quand l'oscillateur embarqué à bord de l'objet portatif porté par l'utilisateur autorisé produit un courant traversant le corps sous cette modulation particulière, le circuit de modulation 66 détecte les transitions haut -- bas et produit un signal d'activation de présence. io Le signal d'activation de présence comporte alors une détection de phase qui permet de détecter à la fois la fréquence de l'oscillateur embarqué à bord de l'objet portatif et la phase de ce signal, de sorte qu'il est possible de reconstituer, sur le contrôleur embarqué à bord du véhicule, un signal en modulation de largeur d'amplitude ayant des transitions haut -- bas synchrones des transitions équivalentes du signal produit par l'objet portatif. Pour produire une succession de valences de caractères représentative d'un message, par exemple des valences binaires 0 et 1 , le io circuit générateur inclus dans le circuit 48 produisant un message de réveil ou dans le circuit (non représenté) intégré à l'objet portatif d'identification produit alors une modulation en largeur d'impulsion de 75 % pour une valence 1 ou de 25 % pour une valence 0 . Cette situation est représentée au diagramme (b). Le message représenté au diagramme (c) est constitué par une séquence de bits, ici 010 . Elle est séparée temporellement par les transitions 0 -- 1 et est déroulée sous une fréquence constante déterminée par le signal de l'oscillateur de base qui sert aussi à la détection de présence. À la figure 6, on a représenté un mode particulier de réalisation d'un objet portatif d'identification permettant d'exploiter le mode de réalisation représenté à l'aide des figures 4 et 5 précédentes. L'objet portatif d'identification comporte tout d'abord un oscillateur maître 70 produisant un signal carré de fréquence déterminée par exemple 135 kHz avec un rapport cyclique de 50 %. Le signal de sortie est transmis un circuit de mise en forme permettant de produire à travers un amplificateur 74 et une électrode 76 de contact avec le corps du porteur de l'objet portatif d'identification un courant traversant le corps présentant la 2872468 Il modulation 0 -- 1 produit par l'oscillateur. Le signal produit traverse alors le corps du porteur de l'objet portatif d'identification et lorsque celui-ci touche la portière au niveau du capteur capacitif 60 (figure 4) établit la communication TTS par courant traversant le corps. Si le signal est correctement décodé pour activer le mécanisme de détection de présence, un signal de réveil est alors émis en réponse vers l'objet portatif en traversant à nouveau le corps du porteur de l'objet portatif io d'identification. L'électrode 76 produit alors un signal de détection qui est transmis à l'entrée d'un amplificateur 78 d'adaptation d'impédance, puis à l'entrée d'un circuit 80 de détection de phase et de fréquence qui produit alors le signal adapté à un circuit de codage décodage 82, qui est connecté par l'une convenable de ses sorties à une borne d'entrée-sortie d'un micro contrôleur 86 qui équipe l'objet portatif identification. Le décodage par le circuit 82 produit alors un signal de réveil qui est interprété par le micro contrôleur 86 de façon à produire un réveil des fonctions principales de l'objet portatif. Particulièrement un signal est émis par le micro contrôleur 86 pour réduire le contenu d'une cellule mémoire 88 dans laquelle se trouve un code d'identification qui est alors transmise au micro contrôleur 86. Le code d'identification est alors transmis à une entrée du circuit de codage 82 dont une autre borne d'entrée reçoit un signal de sortie du circuit de modulation en largeur d'impulsion 72. En fonction de la valence 0 ou 1 de chaque bit que code le signal d'identification, un signal en modulation de largeur d'impulsion est produit ainsi qu'il est expliqué en relation avec le diagramme (b) de la figure 5 et le signal de sortie du circuit de codage 82 est alors transmis à l'entrée d'un circuit amplificateur 84 et est ensuite transmis par l'électrode 76 en contact avec le corps du porteur de l'objet portatif d'identification de façon à produire un courant traversant le corps qui peut être à nouveau détecté ainsi qu'il a été décrit à l'aide de la figure 4. La présente invention a été décrite dans le cadre d'une application dans laquelle l'objet portatif d'identification ne contient qu'un seul code d'identification. Mais, il est clair que l'invention peut s'appliquer à des applications dans lesquelles l'objet portatif d'identification contient une pluralité de codes d'informations diverses permettant notamment la configuration du poste de pilotage. Dans ce but, le contrôleur embarqué 14 (figure 1) est rendu plus complexe. De même, le micro contrôleur 86 peut comporter des ressources de cryptage permettant de rendre illisible ou au contraire d'appairer l'objet portatif d'identification et le contrôleur embarqué du véhicule lors d'une phase d'initialisation. De même, l'objet portatif d'identification peut aussi comporter des ressources de communication radio fréquence, comme une ressource haute fréquence qui peut être réveillée notamment à l'aide du mécanisme de réveil qui a été décrit à l'aide des figures précédentes. De même, l'objet portatif d'identification peut aussi comporter des ressources de communication infrarouge qui permettent de réaliser une télécommande à distance de diverses fonctions du véhicule lorsque l'objet portatif d'identification aura été appairé avec le véhicule. La description a été établie sur la base de capteurs capacitifs. Elle est inchangée si plus généralement le capteur est un transmetteur adapté aux communications TTS par courant traversant le corps. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accès à un véhicule mettant en oeuvre un courant traversant le corps, dispositif du genre comportant au moins un objet portatif d'identification et un contrôleur embarqué à bord d'un véhicule pour contrôler son accès et/ou au moins une fonction du véhicule comme le démarrage de son groupe motopropulseur, sur la base d'un échange de communications à l'aide d'un courant traversant le corps sur la base d'un capteur capacitif, caractérisé en ce qu'il comporte; - un circuit (48) implémentant un mécanisme de réveil de l'objet portatif d'identification (12) par un courant circulant à travers le corps; - un circuit (54) implémentant un mécanisme d'identification de l'objet portatif d'identification; de sorte que un code d'identification enregistré dans l'objet portatif d'identification soit reconnu par un contrôleur embarqué (14) à bord du véhicule. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 20 comporte un circuit (46) implémentant un mécanisme de détection de présence pour activer le circuit de réveil (48). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un premier capteur capacitif (40) connecté par un amplificateur (44) au circuit de détection de présence (46) et un second capteur capacitif (42) connecté par un amplificateur (50) au circuit de réveil et par un amplificateur (52) au circuit d'identification (54). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un unique capteur capacitif (60) connecté par des amplificateurs (62, 62') respectivement à un circuit de détection de variations de tension (66) pour détecter une présence et à un circuit d'identification (54), d'une part et à un circuit de réveil (48), d'autre part. s 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un oscillateur maître pour produit une onde de détection de présence par détection des transitions de tension de l'onde détectée. io 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un circuit pour appliquer une modification en tension, fréquence et/ou phase, comme une modulation de largeur d'impulsion, en fonction d'un message de réveil et/ou d'identification échangé entre au moins un objet portatif d'identification (12) et le contrôleur embarqué (14) à bord du véhicule.