Brevet FR3040551A1 — publié le 20170303

L'invention concerne un procédé de localisation ultra haute fréquence d'un dispositif portable d'accès « main libre » à un véhicule automobile et un dispositif de localisation associé, embarqué sur le véhicule. L'invention s'applique plus particulièrement aux systèmes d'accès « main 5 libre » aux véhicules automobiles. Un système d'accès dits « main libre » à un véhicule automobile permet à un utilisateur autorisé de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants de son véhicule sans utiliser une clé. Pour cela, le véhicule procède à l'identification d'un badge ou d'une télécommande porté(e) par l'utilisateur et si le badge ou la télécommande est identifié(e) comme appartenant au véhicule, alors le véhicule 10 verrouille ou déverrouille ses ouvrants. Ce système d'accès « main libre » est connu de l'homme du métier. Il se compose généralement d'une unité électronique de commande embarquée dans le véhicule, d'une ou plusieurs antenne(s) radio fréquence (RF) située(s) sur le véhicule et d'un badge ou d'une télécommande d'identification comprenant une antenne RF portée 15 par l'utilisateur. Un échange d'identifiant entre le badge et le véhicule par l'intermédiaire des antennes RF permet l'identification du badge par le véhicule et le déclenchement du verrouillage ou déverrouillage des ouvrants par ce dernier. L'identifiant peut être contenu dans un dispositif portable autre qu'un badge ou 20 qu'une télécommande, par exemple il peut être contenu dans un téléphone portable, ou une montre porté(e) par l'utilisateur. L'échange d'identifiant est généralement réalisé par ondes Radio Fréquence (RF) et par ondes Basse Fréquence (ou LF « Low frequency » en anglais). Le véhicule émet, par l'intermédiaire des antennes LF tout d'abord un signal d'interrogation 25 en LF et le badge, s'il est situé dans la zone de réception dudit signal, renvoie au véhicule un message de présence en RF contenant son identifiant. La localisation précise du badge autour du véhicule est réalisée par une mesure de l'intensité du signal LF reçu par le badge (via les antennes et l'unité électronique de commande) en provenance du véhicule, appelées plus communément 30 mesures RSSI (« Received Signal Strength Indication » en anglais, ou mesure de la puissance en réception d'un signal reçu par une antenne). La mesure de la puissance du signal reçu par le badge en provenance de chaque antenne LF, est analysée par un dispositif de localisation embarqué dans le véhicule, qui détermine ainsi la position du badge par rapport auxdites antennes LF, c'est-à-dire par rapport au véhicule. 3040551 2 Dans ce but, le dispositif de localisation D de l'art antérieur comprend, comme illustré à la figure 1, une source d'alimentation électrique Vcc alimentant un émetteur récepteur 10 relié électriquement à au moins une antenne A, par une ligne électrique 20. Le dispositif de localisation D comprend généralement trois à quatre antennes A. Cette mesure RSSI permet de localiser précisément le badge autour et à l'intérieur du véhicule afin de permettre le verrouillage/déverrouillage des ouvrants et également le démarrage du véhicule, lorsque le badge est détecté à l'intérieur du véhicule. De plus en plus de dispositifs portables, par exemple les téléphones portables disposent dorénavant du standard de communication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », c'est-à-dire de communication à Ultra Haute Fréquence (UHF) de 2400 MHz à 2480 MHz. Ce standard de communication présente l'avantage d'être universel et donc ne nécessite pas d'homologation spécifique à chaque pays (seulement une certification internationale Bluetooth Low Energy), comme c'est le cas avec les standards de communications RF/LF actuels dont la fréquence de fonctionnement diffère selon les pays. Il devient donc nécessaire d'adapter le système d'accès main libre afin qu'il puisse fonctionner également avec le standard de communication Bluetooth 0 et non plus 20 uniquement par l'intermédiaire des ondes radio et basses fréquences (RF/LF). L'avantage du standard de communication Bluetooth® c'est qu'il permet une grande portée de communication d'environ 250 m autour du véhicule. Cependant, il ne permet pas de détecter la présence du dispositif portable à de plus courtes distances. Par exemple, lorsque le dispositif portable se trouve à une dizaine de centimètres du véhicule 25 et que l'utilisateur souhaite déverrouiller son véhicule, ce qui était possible avec le dispositif de communication de l'art antérieur, fonctionnant sur un échange par ondes RF et LF. En effet, la mesure RSSI d'un signal Bluetooth est très imprécise et varie énormément en fonction de l'environnement (bruit, perturbations) et il n'est pas possible de savoir si le dispositif portable est à 5 m, ou 10 m ou 40 m ou plus. 30 Il n'est donc pas non plus possible de démarrer le véhicule en utilisant la communication Bluetooth®, puisque le démarrage n'est autorisé que lorsque le dispositif portable, se trouve à l'intérieur du véhicule, et à quelques centimètres des antennes UHF du véhicule. Or, étant donnée la grande portée du Bluetooth®, la détection dudit dispositif portable à quelques centimètres des antennes UHF n'est pas possible. 35 L'invention propose un dispositif de localisation ultra haute fréquence du dispositif portable permettant de pallier ces inconvénients. 3040551 3 Plus précisément, le dispositif de localisation ultra haute fréquence, selon l'invention permet de détecter la présence du dispositif portable à plusieurs distances autour du véhicule, de quelques centimètres à plusieurs mètres, ainsi qu'à quelques centimètres des antennes UHF embarquées sur le véhicule, ce qui rend le démarrage 5 « main libre » possible avec le standard de communication Bluetooth®, ce qui n'était pas possible dans l'art antérieur avec ledit standard de communication. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : la figure 1, expliquée précédemment, représente schématiquement le 10 dispositif de localisation D selon l'art antérieur, la figure 2, représente schématiquement le dispositif de localisation D' selon l'invention, la figure 3, représente schématiquement, les zones de localisation du dispositif portable autour du véhicule, selon l'invention. 15 Le dispositif de localisation D' selon l'invention est illustré à la figure 2. Le dispositif de localisation D' comprend : - une source électrique Vcc, - un émetteur récepteur Ultra Haute Fréquence, plus précisément un émetteur récepteur 10' Bluetooth®, comprenant un circuit imprimé, - une antenne A'. Selon l'invention, ledit dispositif de localisation D' comprend en outre entre l'émetteur récepteur 10' et l'antenne A', c'est-à-dire sur la ligne électrique de communication 20' (émission/réception) entre l'émetteur récepteur 10' et l'antenne A', au moins un module d'atténuation Ml. Ledit dispositif de localisation D' comprend également des moyens de contrôle 30 du module d'atténuation M1 et des moyens de détermination de la localisation du dispositif portable 40. A la figure 2, sont représentés une pluralité de modules d'atténuation situés en série sur la ligne de communication 20' : un premier module d'atténuation M1, un deuxième module d'atténuation M2, un troisième module d'atténuation M3. Comme 30 représenté à la figure 2, le dispositif de localisation D' comprend également : - des moyens de contrôle 30 de la pluralité des modules d'atténuation Ml, M2, M3, intégrés par exemple dans l'émetteur récepteur 10' ainsi que, - des moyens de détermination de la localisation du dispositif portable 40, reliés électriquement à l'émetteur récepteur 10' et aux moyens de 35 contrôle 30 du module d'atténuation. Chaque module d'atténuation, le premier module d'atténuation M1, le deuxième module d'atténuation M2, ou le troisième module d'atténuation M3 est situé à 3040551 4 une distance prédéterminée de l'émetteur récepteur 10', en l'occurrence , respectivement à une première distance L1, à une deuxième distance L2, à une troisième distance L3. Chaque module d'atténuation, le premier module d'atténuation M1, le deuxième module d'atténuation M2, ou le troisième module d'atténuation M3 comprend 5 également : - un moyen de commutation, par exemple un interrupteur, respectivement un premier interrupteur S1, un deuxième interrupteur S2 et un troisième interrupteur S3 et - une impédance, respectivement une première impédance Z1, une 10 deuxième impédance Z2, et une troisième impédance Z3, chaque impédance, la première impédance Z1, la deuxième impédance Z2, et la troisième impédance Z3 étant de valeur prédéterminée et reliée électriquement à la masse. Dans un mode préférentiel de réalisation de l'invention, les valeurs 15 prédéterminées de la première impédance Z1, de la deuxième impédance Z2 et de la troisième impédance sont toutes égales entre elles et sont comprises entre 0 et 100 kç), par exemples, lesdites impédances ont chacune pour valeur 50 O. Pour chaque module d'atténuation, pour le premier module d'atténuation M1, pour le deuxième module d'atténuation M2, pour le troisième module d'atténuation M3, 20 chaque moyen de commutation, c'est-à-dire : le premier interrupteur S1, le deuxième interrupteur S2 et le troisième interrupteur S3 peut être actionné par les moyens de contrôle 30 pour sélectionner l'une des deux positions suivantes : - une première position dans laquelle l'émetteur récepteur 10' ou le module d'atténuation précédent (M1, M2) est déconnecté de 25 l'antenne A' ou du module d'atténuation suivant (M2, M3) et dans laquelle l'émetteur récepteur 10' ou le module d'atténuation précédent est relié électriquement à l'impédance (Z1, Z2, Z3) associée audit moyen de commutation, - une deuxième position dans laquelle le moyen de commutation S1, S2, S3 relie électriquement, l'émetteur récepteur 10' ou le module d'atténuation précédent M1, M2 à l'antenne A' ou au module d'atténuation suivant M2, M3. Chaque moyen de commutation (le premier interrupteur S1, le deuxième interrupteur S2 et le troisième interrupteur S3) permet donc de déconnecter l'émetteur récepteur 10' de l'antenne A' et de connecter l'émetteur récepteur 10' à un module d'atténuation associé (au premier module d'atténuation M1, ou au deuxième module d'atténuation M2, ou au troisième module d'atténuation M3), c'est-à-dire de connecter 3040551 5 l'émetteur récepteur 10' à une impédance (à la première impédance Z1, ou à la deuxième impédance Z2, ou à la troisième impédance Z3), reliée électriquement à la masse, de valeur prédéterminée et située à une distance prédéterminée (respectivement à une première distance L1, à une deuxième distance L2, à une troisième distance L3) dudit 5 émetteur récepteur 10'. Par exemple, à la figure 3a, le premier interrupteur S1 est dans la première position, il relie électriquement l'émetteur récepteur 10' à la première impédance Z1 du premier module d'atténuation M1, située à une première distance Ll de l'émetteur récepteur 10'. Dans cette première configuration, l'émetteur récepteur 10' émet un signal 10 en ultra haute fréquence, ce signal se propage dans le circuit imprimé dudit émetteur récepteur 10' et rend le circuit imprimé résonant à ladite fréquence. Le signal UHF se propage également dans la ligne de communication 20' jusqu'à la première impédance Z1 puis à la masse. La portée maximale des ondes UHF ainsi générées par le dispositif de localisation D', dépend de la première distance prédéterminée Ll entre le premier module 15 d'atténuation M1 et l'émetteur récepteur 10' ainsi que de la valeur prédéterminée de la première impédance Zl. Dans cette première configuration, la première distance Ll et la valeur de la première impédance Z1 sont choisies de telle façon que la portée des ondes UHF ainsi émises est limitée à une première zone de localisation Al située dans le véhicule V (cf. figure 4). 20 A la figure 3b, le premier interrupteur S1 est dans la deuxième position, il relie électriquement l'émetteur récepteur 10' au deuxième module d'atténuation M2. Le deuxième interrupteur S2, quant à lui est dans la première position, il relie électriquement le premier module d'atténuation M1, lui-même connecté à l'émetteur récepteur 10' à la deuxième impédance Z2, situé à une deuxième distance L2 de l'émetteur récepteur 10'. 25 Dans cet exemple, la deuxième impédance Z2 est de valeur égale à la première impédance Z1, et la deuxième distance L2 est plus grande que la première distance L1. Dans cette deuxième configuration du dispositif de localisation D' de l'invention, la portée des ondes UHF ainsi émises est plus grande que celle de la 30 première configuration et définit une zone extérieure proche du véhicule V, que l'on appellera deuxième zone de localisation A2, ladite deuxième zone de localisation A2 est centrée sur le véhicule, plus grande que la première zone de localisation Al et couvre la première zone de localisation Al (cf. figure 4). A la figure 3c, le premier interrupteur S1 et le deuxième interrupteur S2 sont 35 dans la deuxième position. Le deuxième interrupteur S2 relie électriquement le deuxième module d'atténuation M2, lui-même relié électriquement à l'émetteur récepteur 10' par le premier interrupteur, à la troisième impédance Z3. Le troisième interrupteur S3 est dans la 3040551 6 première position, il relie électriquement, le deuxième module d'atténuation M2 (c'est-à-dire l'émetteur récepteur 10') à la troisième impédance Z3, située à une troisième distance L3 de l'émetteur récepteur 10'. Dans cet exemple, la troisième impédance Z3 est de valeur égale à la 5 deuxième impédance Z2 et la troisième distance L3 est plus grande que la deuxième distance L2. Dans cette troisième configuration du dispositif de localisation D' de l'invention, la portée des ondes UHF ainsi émises est plus grande que celle de la deuxième configuration et définit une troisième zone de localisation A3, c'est-à-dire une 10 zone centrée sur le véhicule, plus grande que la deuxième zone de localisation A2 et couvrant la première et deuxième zones de localisation Al et A2 (cf. figure 4). Bien sûr, une quatrième configuration consiste à basculer tous les interrupteurs (S1, S2, S3) dans la deuxième position, dans ce cas là, l'émetteur récepteur 10' est relié à l'antenne A', et la portée d'émission du dispositif de 15 localisation D' est maximale, égale à la portée du Bluetooth®. Bien sûr, les valeurs de la première, deuxième et troisième impédances Z1, Z2, Z3 peuvent être différentes entres elles selon les dimensions des zones de localisation souhaitées. A la figure 4, à titre d'exemple uniquement, un dispositif portable (T) par 20 exemple un téléphone portable est situé dans la troisième zone de localisation A3. Lorsque le dispositif de localisation D' est dans la troisième configuration et émet une demande d'identification par ondes UHF, le dispositif portable (T) situé dans la troisième zone de localisation A3 reçoit la demande d'identification en provenance de l'émetteur récepteur 10' et renvoie à son tour son identifiant audit émetteur récepteur 10'. 25 L'identifiant reçu par l'émetteur récepteur est transmis aux moyens de détermination de la localisation 40 du dispositif portable T. Lesdits moyens de détermination 40 étant connectés aux moyens de contrôle 30, lesdits moyens de détermination reçoivent une information concernant la configuration du dispositif de localisation D', plus particulièrement la position des moyens de commutation et par 30 conséquent la zone de localisation ciblée, ici la troisième zone de localisation A3. Si l'identifiant reçu est validé (s'il correspond à un identifiant d'un dispositif portable T appairé au véhicule V) alors les dits moyens de localisation 40 déduisent la présence du dispositif portable T dans la troisième zone de localisation A3. Les moyens de contrôle 30, l'émetteur récepteur 10' et les moyens de 35 détermination 40 peuvent être des moyens logiciels intégrés dans une unité de commande (non représentée), de type BCM (« Body control Module », en anglais, ou module électronique de contrôle de l'habitacle). 3040551 7 La figure 5 représente graphiquement l'atténuation des ondes UHF en décibels (dBi) en fonction de en fonction de chaque distance (Li), de la première distance L1, de la deuxième distance L2, de la troisième distance L3 (entre l'émetteur récepteur 10' et le premier module d'atténuation M1, le deuxième module 5 d'atténuation M2, le troisième module d'atténuation M3).A chaque distance (L1, L2, L3) , correspond une atténuation des ondes UHF (dB1, dB2, dB3) et une zone de localisation (A1, A2, A3) du dispositif portable. L'atténuation dBi des ondes UHF en fonction de la distance Li est donnée par la formule suivante : 10 DBi = A x ln(Li) + B Ou également : et Li = el A Avec : c 4X f X \IEPCB+EAIR 2 15 Li : distance prédéterminée DBi : atténuation en décibels A : coefficient supérieur à zéro f: fréquence d'émission EPCB : la permittivité relative du circuit imprimé du dispositif de localisation D' 20 EAIR : la permittivité de l'air C : célérité A la première distance L1, correspond une première atténuation forte dB1 de la portée des ondes UHF émises et donc une première zone de localisation A1. A la deuxième distance L2, correspond une deuxième atténuation dB2, plus 25 faible que la première atténuation, définissant une deuxième zone de localisation A2 plus grande que la première zone de localisation A1. A la troisième distance L3, correspond une atténuation faible dB3 de la portée des ondes, et donc une troisième zone de localisation A3 plus grande que la deuxième zone de localisation A2. 30 Nous avons donc : Al REVENDICATIONS1. Procédé de localisation par ultra haute fréquence d'un dispositif portable (T) d'accès « main libre » à un véhicule (V), par un dispositif de localisation (D') embarqué sur le véhicule (V), ledit dispositif de localisation (D') comprenant un émetteur récepteur (10') ultra haute fréquence, une source d'alimentation électrique (Vcc) et une antenne (A'), ledit procédé de localisation étant caractérisé en ce que l'on déconnecte l'émetteur récepteur (10') de l'antenne (A'), et que l'on connecte l'émetteur récepteur (10') à un module d'atténuation (M1, M2, M3) situé à une distance prédéterminée (L1, L2, L3) de l'émetteur récepteur (10') et comprenant une impédance (Z1, Z2, Z3) de valeur prédéterminée connectée à la masse, la distance prédéterminée (L1, L2, L3) entre l'émetteur récepteur (10') et le module d'atténuation (M1, M2, M3) ainsi que la valeur prédéterminée de l'impédance (Z1, Z2, Z3) définissant une zone de localisation (A1, A2, A3) du dispositif portable (T) autour du véhicule (V). 2. Procédé de localisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on fait varier la distance prédéterminée (L1, L2, L3) entre l'émetteur récepteur (10') et le module d'atténuation (M1, M2, M3) et/ou la valeur prédéterminée de l'impédance (Z1, Z2, Z3) afin de définir plusieurs zones de localisation (A1, A2, A3) du dispositif portable (T) autour du véhicule (V). 3. Dispositif de localisation (D') par ultra haute fréquence d'un dispositif portable (T) d'accès « main libre », ledit dispositif de localisation (D') étant embarqué dans un 20 véhicule automobile (V) et comprenant : - une source d'alimentation électrique (Vcc), - un émetteur récepteur (10') à ultra haute fréquence, comprenant un circuit imprimé connecté à, - une antenne (A') par une ligne électrique de communication (20'), 25 ledit dispositif de localisation (D') ultra haute fréquence étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - sur la ligne électrique de communication (20'), au moins un module d'atténuation (M1), situé à une distance prédéterminée (L1) de l'émetteur récepteur (10'), comprenant un moyen de commutation (S1), et une 30 impédance (Z1) de valeur prédéterminée, reliée à la masse, - des moyens de contrôle 30) du module d'atténuation, 3040551 10 - des moyens de détermination (40) de la localisation du dispositif portable (T), reliés électriquement à l'émetteur récepteur (10') et aux moyens de contrôle (30) du module d'atténuation, ledit moyen de commutation (S1) ayant : 5 - une première position dans laquelle l'émetteur récepteur (10') est déconnecté de l'antenne (A') et est relié électriquement à l'impédance (Z1) associée audit moyen de commutation (S1), - une deuxième position dans laquelle le moyen de commutation (S1) relie électriquement, l'émetteur récepteur (10') à l'antenne (A'). 10 4. Dispositif de localisation (D'), selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend : - sur la ligne électrique de communication (20'), une pluralité de modules d'atténuation (M1, M2, M3) en série, - des moyens de contrôle (30) desdits modules d'atténuation, 15 - des moyens de détermination (40) de la localisation du dispositif portable (T), reliés électriquement à l'émetteur récepteur (10') et aux moyens de contrôle (30) des modules d'atténuation chaque module d'atténuation (M1, M2, M3) étant à une distance prédéterminée (L1, L2, L3) de l'émetteur récepteur (10'), et comprenant chacun un moyen de commutation (S1, 20 S2, S3) et une impédance (Z1, Z2, Z3) de valeur prédéterminée reliée à la masse, lesdits moyens de commutation (S1, S2, S3) ayant chacun : - une première position dans laquelle l'émetteur récepteur (10') ou le module d'atténuation précédent (M1, M2) est déconnecté de l'antenne (A') et est relié électriquement à l'impédance (Z1, Z2, Z3) associée audit moyen de 25 commutation (S1, S2, S3), - une deuxième position dans laquelle le moyen de commutation (S1, S2, S3) relie électriquement, l'émetteur récepteur (10') ou le module d'atténuation précédent (M1, M2) à l'antenne (A') ou au module d'atténuation suivant (M2, M3). 30 5. Dispositif de localisation (D'), selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance prédéterminée (Li) entre l'émetteur récepteur (10') et le module d'atténuation (M1, M2, M3) est donnée par : (()Bi-B)'\ Li = el A 3040551 11 Avec : c 4X f X\IEPCB+EAIR 2 Li : distance prédéterminée (mm) DBi : atténuation (dB) 5 A : coefficient supérieur à zéro f: fréquence d'émission EPCB : la permittivité relative du circuit imprimé du dispositif de localisation D' EAIR : la permittivité de l'air C : célérité 10 6. Dispositif de localisation (D') selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée de l'impédance (Z1, Z2, Z3) est comprise entre 0 et 100 kf) 7. Véhicule automobile (V) comprenant un dispositif de localisation (D') par ultra haute fréquence selon l'une quelconque des revendications 3 à 6. B=