Brevet FR3043965A1 — publié le 20170526

L'invention se rapporte au domaine de la localisation et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de communication pour l'activation à distance d'une fonction d'un véhicule automobile. Dans un véhicule automobile, il est connu d'utiliser une antenne à 5 rayonnement omnidirectionnel pour communiquer avec un équipement d'utilisateur dans une zone prédéterminée s'étendant autour du véhicule. Une telle détection peut être réalisée en utilisant la clé électronique de verrouillage du véhicule ou bien un téléphone mobile porté par l'utilisateur. Cette détection peut être réalisée notamment pour verrouiller l'accès au 10 véhicule lorsque l'utilisateur s'en éloigne ou bien pour activer un certain nombre de fonctions dans le véhicule lorsque l'utilisateur s'en approche telles que, par exemple, le déverrouillage de l'accès à l'habitacle ou le réglage de certains équipements tel que, par exemple, un préchauffage de l'habitacle, le réglage du siège du conducteur, le réglage des rétroviseurs, l'allumage d'éclairages etc. 15 Le diagramme de rayonnement d'une telle antenne dans le plan horizontal n'est pas circulaire mais varie autour d'un rayon moyen sur 360° en présentant généralement deux lobes contigus. Aussi, à distance égale de l'antenne, un utilisateur peut se trouver dans la zone de couverture de l'antenne pour une première direction et hors de la zone de 20 couverture de l'antenne pour une deuxième direction, correspondant par exemple à une position située entre les deux lobes, ce qui peut empêcher la communication entre le véhicule et l'équipement d'utilisateur et présente donc des inconvénients majeurs. Pour corriger en partie ce problème, une solution connue, appelée diversité d'antennes, consiste à utiliser une première antenne et une deuxième antenne disposées 25 perpendiculairement et qui émettent alternativement des ondes électromagnétiques de sorte que leurs diagrammes de rayonnement se superposent, une antenne compensant ainsi au moins partiellement les défauts de l'autre antenne. Les ondes électromagnétiques émises par la première antenne et la deuxième antenne ont toutes deux une composante majoritairement électrique ou toutes deux une 30 composante majoritairement magnétique. Dans ce dernier cas, les antennes peuvent être composées d'éléments métalliques afin de constituer des antennes dites « 3D ». Les antennes émettent alternativement à une fréquence suffisamment élevée pour s'assurer que l'utilisateur soit sensiblement au même endroit lors de deux émissions successives, respectivement de la première antenne et de la deuxième antenne. 3043965 2 Afin de simplifier l'architecture du système et notamment la synchronisation des antennes afin qu'elles émettent alternativement, il est connu d'intégrer les deux antennes sur un même circuit imprimé (« Printed Circuit Board » ou PCB en langue anglaise). Une telle intégration peut générer toutefois un phénomène de couplage entre les deux antennes. En effet, chaque antenne a son propre rayonnement et ce rayonnement influe sur l'autre antenne, ce qui réduit la surface globale de rayonnement du système et donc son efficacité. De plus, l'utilisation de deux antennes rend l'architecture du circuit électrique 10 complexe et coûteuse. En effet, la diversité d'antennes implique une occupation importante sur le circuit imprimé, ce qui a pour conséquence une intégration dans le véhicule qui peut s'avérer complexe et coûteuse. En outre, l'utilisation d'antennes à composante majoritairement magnétique de type 3D, augmente le coût du système, ce qui présente un autre inconvénient. 15 L'invention vise à remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution qui soit à la fois simple, fiable et efficace tout en permettant de couvrir une surface de rayonnement importante. A cette fin, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé de communication entre un dispositif d'un véhicule automobile et un équipement d'utilisateur pour l'activation 20 à distance d'au moins une fonction du véhicule, ledit dispositif comprenant une antenne configurée à la fois pour émettre et recevoir des ondes électromagnétiques, ledit procédé comprenant : - une première étape d'émission ou de réception par l'antenne, sur un premier intervalle de temps et sur une première surface de rayonnement, d'au moins une 25 première onde électromagnétique dont la composante principale est électrique, - une deuxième étape respectivement d'émission ou de réception par l'antenne, sur un deuxième intervalle de temps, d'au moins une deuxième onde électromagnétique dont la composante principale est magnétique, sur une deuxième surface de rayonnement au moins en partie complémentaire de la 30 première surface de sorte que la surface totale de rayonnement correspondant à la superposition de la première surface et de la deuxième surface soit plus importante que la première surface prise isolément ou que la deuxième surface prise isolément, - une étape de communication avec l'équipement d'utilisateur via l'antenne lorsque 35 ledit équipement se trouve dans la première surface ou dans la deuxième surface. 3043965 3 Par les termes « composante principale », on entend que l'amplitude maximale de cette composante représente plus de 50 % de l'amplitude maximale du champ émis. Par les termes « émission ou réception » et « émettre ou recevoir », on 5 entend dans la présente description émission et/ou réception et émettre et/ou recevoir. L'utilisation d'une unique antenne permet de supprimer le phénomène de couplage (généré par l'utilisation de plusieurs antennes). De plus, l'utilisation d'une unique antenne majoritairement électrique ou magnétique permet d'obtenir deux surfaces de rayonnement, définissant la zone de rayonnement, dont la superposition est plus large 10 que chacune des deux surfaces prise isolément, ce qui améliore la taille et la précision de la couverture de l'antenne et permet d'assurer une communication avec un équipement d'utilisateur se trouvant dans l'une des surfaces de rayonnement mais pas dans l'autre. Enfin, l'utilisation d'une unique antenne, et donc l'absence de couplage, permet d'obtenir une précision et un gain supérieurs à ceux obtenus par un système 15 formé de deux antennes couplées tout en améliorant avantageusement la surface de rayonnement radio. Selon un aspect de l'invention, la première étape de génération et la deuxième étape de génération sont réalisées alternativement et successivement, ce qui permet d'alterner les premiers intervalles de temps et les deuxièmes intervalles de temps. 20 De préférence, la première étape de génération et la deuxième étape de génération sont réalisées alternativement à une fréquence supérieure à un seuil prédéterminé de sorte qu'une communication soit possible entre l'équipement d'utilisateur et le véhicule dans le but d'activer à distance au moins une fonction du véhicule. Avantageusement, l'antenne émet alternativement à une fréquence suffisamment élevée 25 pour s'assurer que l'utilisateur soit sensiblement au même endroit lors de deux émissions successives, respectivement sur le premier intervalle de temps et sur le deuxième intervalle de temps. Le seuil de commutation de fréquence est de préférence supérieur ou égale à la fréquence d'émission des trames échangées entre le véhicule et le dispositif. Par exemple, si les signaux entre le véhicule et le dispositif sont émis sous forme de 30 « burst » comprenant trois trames espacées de 90 ms et d'une durée (par trame) de 10 ms, il faudra que la commutation soit réalisé au minimum toutes les 100 ms. Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape d'activation d'au moins une fonction du véhicule consécutivement à une communication entre l'équipement d'utilisateur et le véhicule, par exemple afin déverrouiller l'accès à l'habitacle ou effectuer 35 le réglage de certains équipements du véhicule tel que, par exemple, un préchauffage de l'habitacle, le réglage du siège du conducteur, le réglage des rétroviseurs, l'allumage d'éclairages etc. 3043965 4 L'invention concerne également un dispositif destiné à être monté dans un véhicule automobile pour la communication avec un équipement d'un utilisateur dudit véhicule pour l'activation à distance d'au moins une fonction du véhicule, ledit dispositif comprenant : 5 - une unique antenne configurée pour émettre ou recevoir au moins une première onde électromagnétique, dont la composante principale est électrique, sur une première surface de rayonnement et au moins une deuxième onde électromagnétique, dont la composante principale est magnétique, sur une deuxième surface de rayonnement au moins en partie complémentaire de la première surface de sorte que la surface totale de rayonnement correspondant à la superposition de la première surface et de la deuxième surface soit plus importante que la première surface prise isolément ou que la deuxième surface prise isolément, - un module de gestion configuré pour commander ladite antenne de sorte qu'elle émette ou reçoive alternativement la première onde électromagnétique et la deuxième onde électromagnétique, - un module d'alimentation configuré pour alimenter le module de gestion et l'antenne en énergie électrique, et - un module de communication configuré pour communiquer avec l'équipement d'utilisateur via l'antenne lorsque ledit équipement se trouve dans la première surface ou dans la deuxième surface. L'utilisation d'une seule antenne nécessite moins de composants qu'une solution à deux antennes, ce qui rend avantageusement le dispositif moins volumineux. De préférence, le module de gestion est configuré pour adapter l'impédance 25 de sortie de l'antenne afin qu'elle génère alternativement la première onde électromagnétique et la deuxième onde électromagnétique. A cette fin, dans une forme de réalisation préférée, le module de gestion comprend une première capacité variable comprenant une première borne, reliée électriquement à une masse, et une deuxième borne, une première bobine inductive 30 comprenant une première borne et une deuxième borne et une deuxième capacité variable comprenant une première borne et une deuxième borne reliée électriquement à la masse, la deuxième borne de la première capacité variable étant reliée électriquement à la première borne de la première bobine inductive, la deuxième borne de la première bobine inductive étant reliée électriquement à la première borne de la deuxième capacité 35 variable et à l'antenne. 3043965 5 Avantageusement, le module de gestion comprend en outre une capacité d'entrée connectée, d'une part, au module d'alimentation et, d'autre part, à la première borne de la première bobine inductive. Dans une autre forme de réalisation, l'antenne comprend une première 5 branche et une deuxième branche, ladite première branche comprenant une première diode, une deuxième bobine inductive et une première résistance connectées en série, ladite deuxième branche comprenant une deuxième diode, une troisième bobine inductive et une deuxième résistance connectées en série. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un 10 dispositif de communication tel que présenté précédemment. L'invention concerne un système comprenant un véhicule automobile tel que présenté ci-avant et au moins un équipement d'utilisateur configuré pour communiquer avec le dispositif de communication du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la 15 description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. - La figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation du système selon l'invention. 20 - La figure 2 illustre schématiquement le dispositif selon l'invention. - La figure 3 illustre schématiquement une forme de réalisation du dispositif selon l'invention. - La figure 4 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l'invention. - La figure 5 illustre schématiquement un exemple de diagramme de rayonnement obtenu avec le dispositif selon l'invention. Le système selon l'invention va tout d'abord être décrit ci-après en référence à la figure 1. Le système 1 comprend un véhicule 2 automobile et un équipement 3 porté 30 par un utilisateur (non représenté) du véhicule 2 situé, dans cet exemple illustratif, dans une zone prédéterminée 4 autour du véhicule automobile 2. Le véhicule 2 comprend un dispositif 20 apte à communiquer avec l'équipement d'utilisateur 3 afin d'activer à distance une ou plusieurs fonctions du véhicule 2 telles que, par exemple, le déverrouillage de l'accès à l'habitacle ou le réglage 35 de certains équipements du véhicule 2 tel que, par exemple, un préchauffage de l'habitacle, le réglage du siège du conducteur, le réglage des rétroviseurs, l'allumage d'éclairages etc. 3043965 6 En référence à la figure 2, le dispositif de communication 20 comprend une unique antenne 210, un module de gestion 220, un module d'alimentation électrique 230 et un module de communication 240. L'antenne 210 est configurée pour émettre et recevoir au moins une première 5 onde électromagnétique, dont la composante principale est électrique, sur une première surface de rayonnement (on dit alors que l'antenne fonctionne en « mode électrique »). L'antenne 210 est également configurée pour émettre et recevoir au moins une deuxième onde électromagnétique, dont la composante principale est magnétique, sur une deuxième surface de rayonnement (on dit alors que l'antenne fonctionne en 10 « mode magnétique »). La deuxième surface de rayonnement est au moins en partie complémentaire de la première surface de sorte que la surface totale correspondant à la superposition de la première surface et de la deuxième surface soit plus importante que la première surface prise isolément ou que la deuxième surface prise isolément. 15 Dans l'exemple de la figure 1, on considère que la superposition de la première surface et de la deuxième surface correspond sensiblement à la zone prédéterminée 4. Le module de gestion 220 est configuré pour commander l'antenne 210 de sorte qu'elle émette ou passivement reçoive alternativement la première onde 20 électromagnétique, sur un premier intervalle de temps, et la deuxième onde électromagnétique, sur un deuxième intervalle de temps, consécutif au premier intervalle de temps. Dans la forme de réalisation préférée illustrée à la figure 3, le module de gestion 220 se présente sous la forme d'une structure d'adaptation d'impédance, 25 commune aux deux modes de fonctionnement de l'antenne. Cette structure commune comprend une capacité d'entrée fixe Co, une première capacité variable Cl, une bobine L1, une deuxième capacité variable C2, un interrupteur 11 et des moyens de commande de l'interrupteur 11 (non représentés). La capacité d'entrée fixe Co est reliée par une première borne au module 30 d'alimentation 230 et par sa deuxième borne à une première borne de la première capacité variable C1 et à une première borne de la bobine L1. La première capacité variable C1 est reliée à la masse M par sa deuxième borne. La deuxième borne de la bobine L1 est reliée à une première borne de la 35 deuxième capacité variable C2, à l'antenne 210 et à une première borne de l'interrupteur 11. 3043965 7 La deuxième capacité variable C2 est reliée à la masse M par sa deuxième borne. L'impédance de sortie de cette structure commune est matérialisée par une impédance Zc disposée entre la deuxième borne de l'interrupteur 11 et la masse M. Cette 5 impédance Zc peut être un circuit d'adaptation ou une connexion directe à une charge de type masse permettant un rayonnement magnétique privilégié, par exemple un rayonnement à dominante magnétique, c'est à dire dont la composante magnétique représente plus de 50 % de l'onde électromagnétique totale. A titre d'exemple, les valeurs suivantes peuvent être utilisées : 10 - 0,1 pF REVENDICATIONS1. Procédé de communication entre un dispositif (20) d'un véhicule automobile (2) et un équipement d'utilisateur (3) pour l'activation à distance d'au moins une fonction du véhicule (2), ledit dispositif (20) comprenant une antenne (210) configurée à la fois pour émettre et recevoir des ondes électromagnétiques, ledit procédé étant 5 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - une première étape (El ) d'émission ou de réception par l'antenne (210), sur un premier intervalle de temps et sur une première surface de rayonnement, d'au moins une première onde électromagnétique dont la composante principale est électrique, 10 - une deuxième étape (E2) respectivement d'émission ou de réception par l'antenne (210), sur un deuxième intervalle de temps, d'au moins une deuxième onde électromagnétique, dont la composante principale est magnétique, sur une deuxième surface de rayonnement au moins en partie complémentaire de la première surface de sorte que la surface totale de rayonnement correspondant à 15 la superposition de la première surface et de la deuxième surface soit plus importante que la première surface prise isolément ou que la deuxième surface prise isolément, - une étape (E3) de communication avec l'équipement d'utilisateur (3) via l'antenne (210) lorsque ledit équipement (3) se trouve dans la première surface 20 ou dans la deuxième surface. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première étape (El) de génération et la deuxième étape (E2) de génération sont réalisées alternativement et successivement. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 25 ledit procédé comprend en outre une étape d'activation d'au moins une fonction du véhicule (2) consécutivement à une communication entre l'équipement d'utilisateur (3) et le véhicule (2). 4. Dispositif (20) destiné à être monté dans un véhicule automobile (2) pour la communication avec un équipement (3) d'un utilisateur dudit véhicule (2) pour l'activation 30 à distance d'au moins une fonction du véhicule (2), ledit dispositif (20) étant caractérisé en ce qu'il comprend : - une unique antenne (210) configurée pour émettre ou recevoir au moins une première onde électromagnétique, dont la composante principale est électrique, sur une première surface de rayonnement et au moins une deuxième onde 35 électromagnétique, dont la composante principale est magnétique, sur une 3043965 11 deuxième surface de rayonnement au moins en partie complémentaire de la première surface de sorte que la surface totale de rayonnement correspondant à la superposition de la première surface et de la deuxième surface soit plus importante que la première surface prise isolément ou que la deuxième surface prise isolément, - un module de gestion (220) configuré pour commander ladite antenne (210) de sorte qu'elle émette ou reçoive alternativement la première onde électromagnétique et la deuxième onde électromagnétique, - un module d'alimentation (230) configuré pour alimenter le module de gestion (220) et l'antenne (210) en énergie électrique, et - un module de communication (240) configuré pour communiquer avec l'équipement d'utilisateur (3) via l'antenne (210) lorsque ledit équipement (3) se trouve dans la première surface ou dans la deuxième surface. 5. Dispositif (20) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module de 15 gestion (220) est configuré pour adapter l'impédance de sortie de l'antenne (210) afin qu'elle génère alternativement la première onde électromagnétique et la deuxième onde électromagnétique. 6. Dispositif (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le module de gestion (220) comprend une première capacité variable (Cl) comprenant une première 20 borne, reliée électriquement à une masse (M), et une deuxième borne, une première bobine inductive (L1) comprenant une première borne et une deuxième borne et une deuxième capacité variable (C2) comprenant une première borne et une deuxième borne reliée électriquement à la masse (M), la deuxième borne de la première capacité variable (Cl) étant reliée électriquement à la première borne de la première bobine 25 inductive (L1), la deuxième borne de la première bobine inductive (L1) étant reliée électriquement à la première borne de la deuxième capacité variable (C2) et à l'antenne (210). 7. Dispositif (20) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de gestion (220) comprend en outre une capacité d'entrée (Co) connectée, d'une part, au 30 module d'alimentation (230) et, d'autre part, à la première borne de la première bobine inductive (L1). 8. Dispositif (20) selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'antenne (210) comprend une première branche et une deuxième branche, ladite première branche comprenant une première diode, une deuxième bobine inductive 35 et une première résistance connectées en série, ladite deuxième branche comprenant 3043965 12 une deuxième diode, une troisième bobine inductive et une deuxième résistance connectées en série. 9. Véhicule (2) automobile caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (20) de communication selon l'une quelconque des revendications 4 à 8. 5 10. Système (1) caractérisé en ce qu'il comprend un véhicule automobile (2) selon la revendication 9 et au moins un équipement d'utilisateur (3) configuré pour communiquer avec le dispositif de communication (20), selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, du véhicule (2).