Brevet FR3092922A1 — publié le 20200821

Description Titre de l'invention : Dispositif de détection à distance d'un dispositif d'authentification Domaine technique [0001] L'invention concerne la communication entre un calculateur de véhicule automobile et un dispositif d'authentification d'un utilisateur et plus particulièrement un procédé et un module de communication entre un véhicule et un dispositif d'authentification. L'invention vise notamment à permettre une communication efficace entre un véhicule et un dispositif d'authentification afin d'activer des fonctions dudit véhicule. Technique antérieure [0002] De nos jours, les véhicules automobiles sont équipés d'un système permettant de détecter et d'authentifier à distance un dispositif d'authentification porté par l'utilisateur tel que, par exemple, un badge, une clé de contact électronique ou un smartphone, afin de mettre en oeuvre certaines fonctions du véhicule. [0003] Dans une solution existante, le système comprend plusieurs modules de commu- nication comportant chacun une antenne et un circuit de contrôle de ladite antenne, commandé par un module de commande, par exemple un microcontrôleur. Chaque module de communication est configuré pour émettre des signaux radiofréquences (RF) à destination du dispositif d'authentification ou recevoir des signaux envoyés par le dispositif d'authentification. [0004] De manière connue, le module de communication comprend également un faisceau de câbles permettant notamment d'alimenter le module de communication en énergie électrique, en le reliant électriquement à une batterie d'alimentation basse tension du véhicule, et/ou permettant de connecter le module de communication avec d'autres calculateurs ou éléments électroniques du véhicule. Ce faisant, des rayonnements électromagnétiques parasites du faisceau de câbles peuvent perturber le diagramme de rayonnement de l'antenne. [0005] Afin de remédier à cet inconvénient et réduire ces rayonnements parasites, il est connu de disposer des éléments en ferrite entre les câbles du faisceau et l'antenne. [0006] L'antenne est caractérisée par un diagramme de rayonnement. représentant la dis- tribution angulaire de son rayonnement électromagnétique. Or, de manière connue, l'utilisation d'une unique antenne conduit à un rayonnement électromagnétique qui n'est pas réparti de manière uniforme dans toutes les directions. Ainsi, afin de pallier au moins en partie cet inconvénient, il est connu d'utiliser plusieurs antennes, identiques ou non, placées selon des angles d'orientation différents de sorte que leurs diagrammes de rayonnement respectifs soient sensiblement complémentaires. 2 100071 Cependant, une telle diversité d'antennes présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, la surface requise sur le circuit imprimé du module de communication pour disposer les antennes est plus importante, ce qui augmente la complexité et le coût du module de communication et présente donc un inconvénient important. De plus, lorsqu'il y a plusieurs antennes, désignées antennes « externes », il faut relier chaque antenne au circuit de contrôle à l'aide de connecteurs. Or, les connecteurs utilisés en radiofréquences sont particulièrement coûteux, ce qui présente là encore un inconvénient important. [0008] Il existe donc le besoin d'une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients. Exposé de l'invention [0009] La présente invention vise un procédé de communication entre un module de com- munication d'un véhicule et un dispositif d'authentification d'un utilisateur, ledit module de communication étant configure pour communiquer avec ledit dispositif d'authentification sur un lien de communication radiofréquences et comprenant une unique antenne, un circuit de contrôle de ladite antenne, un faisceau de câbles apte à relier le module de communication à un module externe pour communiquer avec ledit module externe ou être alimenté en énergie électrique par ledit module externe, et un ensemble d'éléments en ferrite agencés de sorte à réduire les rayonnements électromagnétiques émis par ledit faisceau de câbles, ledit procédé étant remarquable en cc que, le module de communication comprenant un module de commutation apte à connecter électromagnétiquement ou non l'ensemble d'éléments en ferrite entre le faisceau de câbles et le module de communication, il comprend une étape de commutation entre un premier mode de fonctionnement, dans lequel le faisceau de câbles est relié électriquement au module de communication via l'ensemble d'éléments en ferrite, et un deuxième mode de fonctionnement, dans lequel l'ensemble d'éléments en ferrite est court-circuité de sorte que le faisceau de câbles est relié électriquement et directement au module de communication. [0010] Avantageusement, par « directement », on entend sans passer par l'ensemble d'éléments en ferrite, ce dernier étant court-circuité. [0011] Le procédé selon l'invention permet de répondre à la problématique de rayonnement électromagnétique non réparti de manière uniforme dans toutes les directions avec une unique antenne. Le procédé selon l'invention permet avantageusement de combiner le rayonnement de l'antenne avec le rayonnement du faisceau en alternance avec le seul rayonnement de l'antenne. Une telle alternance permet d'obtenir un rayonnement global du module de communication réparti davantage uniformément qu'avec les modules de communication à antenne unique de l'art antérieur, ce qui permet 3 notamment d'optimiser la réception de messages par l'antenne. Autrement dit, le module de communication selon l'invention permet d'obtenir une diversité de rayonnements sans intégrer une seconde antenne. De manière avantageuse, le module de communication selon l'invention permet un gain d'espace lorsqu'il est embarqué dans un véhicule et un coût moindre qu'un module de communication de l'art antérieur, puisque seule une antenne est nécessaire. Avantageusement, le module de communication selon l'invention est intégrable sur un large panel de véhicules puisque ledit module de communication s'adapte à des environnements différents par l'homogénéité spatiale de la réception. [0012] De manière avantageuse, l'étape de commutation du procédé de communication permet au module de communication de fonctionner alternativement et périodiquement selon le premier mode de fonctionnement et le deuxième mode de fonctionnement. [0013] Dans un mode de réalisation, le module de communication fonctionne pério- diquement pendant un état d'éveil comprenant un premier intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le premier mode de fonctionnement, suivi immédiatement d'un deuxième intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le deuxième mode de fonctionnement. [0014] Dans un autre mode de réalisation, le module de communication fonctionne pério- diquement pendant un état d'éveil comprenant un premier intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le deuxième mode de fonctionnement, suivi immédiatement d'un deuxième intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le premier mode de fonctionnement. [0015] L'invention concerne également un module de communication pour véhicule, ledit module de communication étant configuré pour communiquer avec un dispositif d'authentification d'un utilisateur sur un lien de communication radiofréquences, ledit module de communication comprenant une unique antenne, un circuit de contrôle de ladite antenne, un faisceau de câbles apte à relier le module de communication à un module externe pour communiquer avec ledit module externe ou être alimenté par ledit module externe, et un ensemble d'éléments en ferrite agencés de sorte à réduire les rayonnements électromagnétiques émis par ledit faisceau de câbles, ledit module de communication étant remarquable en ce qu'il comprend un module de commutation apte à connecter l'ensemble d'éléments en ferrite entre le faisceau de câbles et le module de communication dans un premier mode de fonctionnement et à court-circuiter l'ensemble d'éléments en ferrite entre le faisceau de câbles et le module de communication dans un deuxième mode de fonctionnement. [0016] De manière avantageuse, le module de communication peut mettre en oeuvre le procédé selon l'invention aussi bien en réception qu'en émission des signaux. [0017] Avantageusement, le module de commutation comprend une pluralité d'interrupteurs, chaque interrupteur étant connecté en dérivation avec un élément en ferrite. [0018] Dc préférence le module de communication est configuré pour fonctionner alterna- tivement et périodiquement selon le premier mode de fonctionnement et le deuxième mode de fonctionnement. [0019] Dc manière préférée, le module de communication est configuré pour fonctionner pé- riodiquement pendant un état d'éveil comprenant un premier intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le premier mode de fonctionnement, suivi immédiatement d'un deuxième intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le deuxième mode de fonctionnement. [0020] Dc manière avantageuse, le module de communication est configuré pour fonctionner périodiquement pendant un état d'éveil comprenant un premier intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le deuxième mode de fonctionnement, suivi immédiatement d'un deuxième intervalle de temps, pendant lequel le module de communication fonctionne selon le premier mode de fonctionnement. [0021] Avantageusement, le module de communication comprend un module de commande configuré pour commander le module de commutation afin que ledit module de commutation fonctionne dans le premier mode de fonctionnement ou dans le deuxième mode de fonctionnement. [0022] Avantageusement encore, le module de commande est configuré pour activer ou désactiver le circuit de contrôle. Lorsque le circuit de contrôle est activé, il est en état d'éveil, c'est-à-dire qu'il fonctionne en étant alimenté en énergie électrique. A l'inverse, lorsque le circuit de contrôle est désactivé, il est en état non éveillé et est éteint ou en mode veille. [0023] L'invention concerne également un véhicule comprenant au moins un module de communication, tel que présenté ci-avant, apte à communiquer avec un dispositif d'authentification d'un utilisateur dudit véhicule afin d'activer au moins une fonction du véhicule. [0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la des- cription 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. Brève description des dessins [0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : 100261 Ifig.11 : la figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation du module de com- munication selon l'invention, [0027] [fig.2] : la figure 2 illustre schématiquement un exemple de message radiofréquence échangé entre le dispositif d'authentification et le module de communication, [0028] [fig.3] : la figure 3 représente schématiquement un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, [0029] [fig.4] : la figure 4 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation du procédé selon l'invention. Description des modes de réalisation [0030] Le module de communication selon l'invention est destiné à âtre monté dans un véhicule, notamment automobile, et est configuré pour communiquer avec un dispositif d'authentification porté par un utilisateur dudit véhicule. Cc dispositif d'authentification peut par exemple se présenter sous la forme d'un badge, d'une clé de contact électronique ou d'un smartphone. [0031] En référence à la figure 1, le module de communication 1 comprend une unique antenne 11, un circuit de contrôle 12 connecté à ladite antenne 11, un faisceau 13 de câbles, un ensemble 14 d'éléments en ferrite, un module de commutation 15 et un module de commande 20. [0032] L'antenne 11 est configurée pour émettre des signaux radiofréquences (RF) à des- tination du dispositif d'authentification ou recevoir des signaux radiofréquences envoyés par ledit dispositif d'authentification. Notamment, l'antenne 11 est une antenne sérigraphiée électrique, mais peut également être une antenne magnétique, électrique, ou une antenne possédant une structure plus complexe de type tridimensionnel. [0033] Lc circuit de contrôle 12 est relié à l'antenne 11, et permet de transférer les signaux captés par l'antenne 11 vers le module de commande 20 et les signaux à émettre du module de commande 20 vers l'antenne 11. Le circuit de contrôle 12 est connu de l'homme du métier sous la dénomination de « circuit radiofréquence » et comporte un module de réception RF, permettant le décodage radio et le transfert des données décodées au module de commande 20, et un module d'adaptation de l'antenne 11, permettant d'adapter l'impédance propre de l'antenne 11 à l'impédance caractéristique du module de réception RF afin d'optimiser la réception ou l'émission d'un ou de plusieurs signaux. 6 [0034] L'antenne 11 et le circuit de contrôle 12 constituent un récepteur de signaux émis par un module émetteur du dispositif d'authentification et/ou un émetteur de signaux à transmettre à un module récepteur du dispositif d'authentification. [0035] Le faisceau 13 de câhlcs comprend une pluralité de câbles aptes à relier le module de communication 1 à un module externe pour communiquer avec ledit module externe, qui peut par exemple être dans ce cas un calculateur, et/ou être alimenté en énergie électrique par ledit module externe, qui peut par exemple dans ce cas être une batterie d'alimentation. Par exemple, le faisceau 13 comprend un câble d'alimentation de potentiel positif, un câble d'alimentation de potentiel négatif et des câbles de communication permettant la transmission de messages de et vers l'extérieur du module de communication 1, notamment permettant de connecter le module de communication 1 avec d'autres calculateurs ou équipements électroniques du véhicule. [0036] Dans cet exemple et de préférence, l'ensemble 14 d'éléments en ferrite comprend autant d'éléments en ferrites que de câbles dans le faisceau 13. L'ensemble 14 d'éléments en ferrite est agencé de sorte à réduire les rayonnements électromagnétiques émis par ledit faisceau 13 de câhlcs. Chaque élément en ferrite est connecté en série sur un des câbles du faisceau 13 afin de réduire les rayonnements électromagnétiques émis par le câble auquel il est relié. Cette réduction a pour but de rendre les rayonnements électromagnétiques des câbles du faisceau 13 suffisamment faibles pour éviter de perturber les rayonnements électromagnétiques de l'antenne 11. Un tel ensemble 14 d'éléments en ferrite étant connu en soi, il ne sera pas davantage détaillé ici. [0037] Le module de commutation 15 comprend une pluralité d'interrupteurs 115 dont le nombre est égal au nombre de câbles du faisceau 13. Les interrupteurs 115 utilisés sont avantageusement des relais faible puissance multivoies, ou des interrupteurs de faible puissance commandables ou encore un circuit de diodes ou de transistors. Chaque interrupteur 115 est monté sur un câble du faisceau 13 en dérivation avec l'élément en ferrite de l'ensemble 14 correspondant. Les interrupteurs 115 sont connectés les uns aux autres et sont commandés simultanément dans un état ouvert ou un état fermé. Le module de commutation 15 permet d'utiliser le module de communication 1 selon deux modes de fonctionnement. [0038] Dans un premier mode de fonctionnement Ml, dit « non court-circuitant », les inter- rupteurs 115 du module de commutation 15 sont à l'état ouvert de sorte que les éléments en ferrite de l'ensemble 14 ne soient pas court-circuités. Le faisceau 13 de câbles est alors relié électriquement au module de communication 1. L'antenne 11 est dans son rayonnement optimal car électromagnétiquement, le faisceau 13 n'a que très peu d'impact sur l'impédance de l'antenne 11. Autrement dit, l'ensemble 14 d'éléments en ferrite réduit significativement les rayonnements électromagnétiques 7 parasites des câbles du faisceau 13. [0039] Dans un deuxième mode de fonctionnement M2, dit « court-circuitant », les inter- rupteurs 115 du module de commutation 15 sont à l'état fermé de sorte que les éléments en ferrite de l'ensemble 14 soient court-circuités. Le faisceau 13 de câbles est alors relié électriquement et électromagnétiquement au module de communication 1 et influe sur l'impédance de l'antenne 11. Plus précisément, le rayonnement de ladite antenne 11 est dans ce cas impacté par le rayonnement électromagnétique parasite des câbles du faisceau 13. [0040] Le module de commande 20 est configure pour commander le module de com- mutation 15, notamment afin de commuter les interrupteurs 115, et pour commander le circuit de contrôle 12 afin de l'activer, autrement dit afin qu'il soit alimenté en énergie électrique et en état d'éveil, ou de le désactiver, c'est-à-dire afin qu'il ne soit pas alimenté en énergie électrique et ainsi être en état non éveillé. Le module de commande 20 est également relié au faisceau 13, afin de réaliser la liaison électrique entre ledit faisceau 13 et le circuit de contrôle 12, afin de permettre notamment l'alimentation en énergie électrique du circuit de contrôle 12. Le module de commande 20 permet à la fois de réaliser le changement de mode de fonctionnement du module de communication 1 en commandant le module de commutation 15, et de contrôler le circuit de contrôle 12 entre un état d'éveil et un état non éveillé ou inversement. Lc module de commande 20 peut par exemple se présenter sous la forme d'un micro-contrôleur. [0041] L'invention va maintenant être décrite dans sa mise en oeuvre en référence aux figures 2 à 4. [0042] Dans cet exemple non limitatif, on se place dans le cas où l'antenne 11 est en réception des signaux, et donc où le dispositif d'authentification porté par l'utilisateur est en émission. On notera toutefois que l'invention peut également s'appliquer dans le cas où l'antenne 11 est en émission des signaux et le dispositif d'authentification est en réception. A cette fin, le dispositif d'authentification porté par l'utilisateur comprend un module émetteur Tx de transmission de messages. En référence à la figure 2, ce module émetteur Tx est configuré pour envoyer un message, notamment au véhicule, via le module de communication 1. Ce message comprend un message de réveil, noté WUP (pour « Wake Up Pattern » en langue anglaise), et des données à transmettre, notées « DATA », ici au module de communication 1. Le message de réveil WUP a pour fonction de signifier au système de réception, ici le module de communication 1, de l'arrivée d'un message contenant des données DATA. [0043] Du point de vue de la réception, autrement dit du point de vue du module de commu- nication 1, l'antenne 11 et le circuit de contrôle 12 constituent le récepteur Rx des signaux émis par le module émetteur Tx du dispositif d'authentification. Afin de ne pas 8 consommer excessivement d'énergie électrique, le circuit de contrôle 12 n'est pas constamment allumé et sous tension, mais s'éveille et est alimenté périodiquement sur ordre du module de commande 20. De même, le module de commande 20 contrôle le module de commutation 15 de son premier mode de fonctionnement vers son deuxième mode de fonctionnement et inversement afin d'activer ou non la réduction des rayonnements électromagnétiques parasites du faisceau 13 de câbles. [0044] En référence à la figure 3, il est représenté un premier exemple de mise en oeuvre de l' invention. [0045] Plus précisément, cet exemple représente un premier signal Cl , décrivant le réveil du module de réception RF du circuit de contrôle 12, ou autrement dit du récepteur Rx, par le module de commande 20 en fonction du temps t, dans lequel un état « EE » représente un état non éveillé et un état « EV » représente un état d'éveil. Il est également représenté un deuxième signal C2, décrivant le contrôle du module de commutation 15, et notamment des interrupteurs 115, dans lequel un état non court-circuitant « NC » représente le premier mode de fonctionnement M1 du module de communication 1 et un état court-circuitant « CC » représente le deuxième mode de fonctionnement M2 du module de communication 1 en fonction du temps t. [0046] On rappelle ici que le réveil du module de réception RF du circuit de contrôle 12 et le module de commutation 15 sont commandés par le module de commande 20. [0047] Le premier signal Cl présente une succession d'états d'éveil EV, chaque état d'éveil EV étant défini sur une durée tl et les fronts montants de deux états d'éveil EV successifs étant séparés par une première période PI. La première période Pl est inférieure à la durée du message de réveil WUP afin de capter et recevoir plus efficacement un message de réveil WUP. Le deuxième signal C2 présente une succession d'états court-circuitant CC, chaque état court-circuitant CC étant également défini sur la durée tl et les fronts montants de deux états court-circuitant CC successifs étant séparés par une deuxième période P2 égale au double de la première période PI. Par ailleurs, le front montant de chaque état court-circuitant CC du deuxième signal C2 est configuré pour être réalisé simultanément à un tiont montant d'un état d'éveil EV du premier signal Cl. [0048] Selon le premier exemple de mise en oeuvre du module de communication 1, le module de communication 1 fonctionne périodiquement selon le premier mode de fonctionnement MI et le deuxième mode de fonctionnement M2, de préférence avec une fréquence de basculement élevée entre les deux modes (par exemple plusieurs fois par seconde) pour parvenir à simuler une diversité d'antennes à partir d'une unique antenne 11. [0049] Dans le premier mode de fonctionnement MI, l'antenne 11 rayonne en réception de signaux et le module de commutation 15 fonctionne selon l'état non court-circuitant 9 NC. Ainsi, selon le premier mode de fonctionnement Ml, seule l'antenne 11 rayonne en réception des signaux, l'ensemble 14 d'éléments en ferrite empêchant les câbles du faisceau 13 de rayonner. [0050] Dans le deuxième mode de fonctionnement M2, le module de commutation 15 fonctionne selon l'état court-circuitant CC, dans lequel l'antenne 11 rayonne en réception des signaux et les câbles du faisceau 13 participent au rayonnement, l'ensemble 14 d'éléments en ferrite ne les empêchant pas de rayonner. [0051] En référence à la figure 4, il est représenté un deuxième exemple de mise en oeuvre de l'invention. Plus précisément, cet exemple représente un troisième signal C3, décrivant le réveil du module de réception RF du circuit de contrôle 12, ou autrement dit du récepteur Rx, par le module de commande 20 en fonction du temps t, dans lequel un état « EE » représente un état non éveillé et un état « EV » représente un état d'éveil. Il est également représenté un quatrième signal C4, décrivant le contrôle du module de commutation 15, et notamment des interrupteurs 115, dans lequel un état non court-circuitant « NC » représente le premier mode de fonctionnement Ml du module de communication 1 et un état court-circuitant « CC » représente le deuxième mode de fonctionnement M2 en fonction du temps t. [0052] Le troisième signal C3 présente une succession périodique d'états d'éveil EV du module de réception RF du circuit de contrôle 12, chaque état d'éveil EV étant défini sur une deuxième durée t3 et les fronts montants de deux états d'éveil EV successifs étant séparés par une troisième période P3. [0053] Le quatrième signal C4 est identique au deuxième signal C2, mais défini par la troisième période P3. La troisième période P3 est inférieure à la durée du message de réveil WUP afin de capter et recevoir plus efficacement un message de réveil WUP. [0054] Chaque état d'éveil EV du module de réception RF du circuit de contrôle 12 comprend un premier intervalle de temps pendant lequel ledit module de communication 1 fonctionne selon le premier mode de fonctionnement MI, suivi immédiatement par un deuxième intervalle de temps pendant lequel le module de communication 1 fonctionne selon le deuxième mode de fonctionnement M2. De préférence, le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps sont égaux à la moitié de la deuxième durée t3. [0055] On notera que dans un troisième exemple de mise en oeuvre (non illustré), le module de communication 1 pourrait présenter périodiquement un état d'éveil EV du module de réception RF du circuit de contrôle 12 comprenant un premier intervalle de temps pendant lequel ledit module de communication 1 fonctionne selon le deuxième mode de fonctionnement M2 suivi immédiatement par un deuxième intervalle de temps pendant lequel le module de communication 1 fonctionne selon le premier mode de fonctionnement MI. De préférence, le premier intervalle de temps et le deuxième in- tervalle de temps sont égaux à la moitié de la deuxième durée t3. [0056] Lorsque le récepteur Rx est en état d'éveil EV selon le premier mode de fonc- tionnement Ml, respectivement le deuxième mode de fonctionnement M2, et qu'il capte un message, et notamment le message de réveil WUP dudit message, ledit récepteur Rx continue de fonctionner selon le premier mode de fonctionnement Ml, respectivement le deuxième mode de fonctionnement M2, pendant une durée nécessaire à la réception et au décodage de toutes les données DATA du message envoyé. [0057] Le procédé selon l'invention permet donc de réaliser une diversité d'antennes en utilisant une unique antenne 11, ce qui permet à la fois de réduire la complexité et le coût du module de communication 1. En particulier, l'utilisation contre-intuitive du rayonnement parasite des câbles du faisceau 13 permet avantageusement de modifier le rayonnement de l'antenne 11 pour simuler une diversité d'antennes. 11 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]