Brevet FR3092219A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : Procédé d'activation d'une fonction d'un véhicule par ultra haute fréquence avec un équipement portable d'utilisateur et dispositif d'activation d'une fonction associé Domaine technique 100011 L'invention concerne un procédé d'activation d'une fonction d'un véhicule au- tomobile par ultra haute fréquence avec un équipement portable d'utilisateur et un dispositif d'activation d'une fonction associé. 100021 L'invention s'applique plus particulièrement aux systèmes d'accès et/ou démarrage « mains libres » aux véhicules automobiles. Un système d'accès dits « mains libres » à un véhicule automobile permet à un utilisateur autorisé de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants de son véhicule ou de démarrer le véhicule sans utiliser une clé. Pour cela, le véhicule procède à l'identification d'un équipement portable tel qu'un badge ou d'une télécommande porté(e) par l'utilisateur et si le badge ou la télécommande est situé dans une zone prédéterminée autour du véhicule ou dans le véhicule et est identifié(e) comme appartenant au véhicule, alors le véhicule verrouille/ déverrouille automatiquement ses ouvrants ou démarre selon l'intention de l'utilisateur, sans que l'utilisateur ait à utiliser une clé. Technique antérieure [0003] Ce système d'accès « mains libres » 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 porté par l'utilisateur. [0004] Un échange d'identifiant entre l'équipement portable et le véhicule par l'intermédiaire des antennes RF et l'unité électronique de commande, permet l'identification de l'équipement portable par le véhicule et le déclenchement du verrouillage ou déverrouillage des ouvrants ou le démarrage du véhicule. [0005] L'identifiant peut être contenu dans un équipement portable autre qu'un badge ou qu'une télécommande, par exemple il peut être contenu dans un téléphone portable ou smartphone » en anglais (téléphone intelligent en français), ou une montre porté(e) par l'utilisateur. [0006] 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 en LF et l'équipement portable, s'il est situé dans la zone de réception dudit signal (i.c. : une 2 zone prédéterminée autour du véhicule), il renvoie au véhicule un message de présence en RF contenant son identifiant. [0007] La localisation précise de l'équipement portable autour du véhicule est réalisée par une mesure de l'intensité du signal LF reçu par l'équipement portable (via les antennes et l'unité électronique de commande) en provenance du véhicule, appelées plus communément 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 l'équipement portable en provenance de chaque antenne LF, est reçue et analysée par un dispositif de localisation embarqué dans le véhicule, qui détermine ainsi la position de l'équipement portable par rapport auxdites antennes LF, c'est-à-dire par rapport au véhicule. [0008] Selon la localisation de l'équipement portable identifié par le véhicule, dans lesdites zones de localisation certaines actions spécifiques aux dites zones de localisation sont automatiquement réalisées, démarrage du véhicule, déverrouillage/verrouillage ou mise en marche préalable de l'éclairage de l'habitacle (appelé également « welcome lighting » en anglais). [0009] La mesure RSSI permet de localiser précisément l'équipement portable dans les zones de localisation, c'est-à-dire autour et à l'intérieur du véhicule afin de permettre non seulement le verrouillage/déverrouillage des ouvrants mais également le démarrage du véhicule, lorsque l'équipement portable est détecté à l'intérieur du véhicule. [0010] Dans le cas où l'équipement portable est un téléphone portable, la communication avec le véhicule en RF (par exemple dans les bandes ISM) et LF (par exemple à 125 kHz) n'est pas toujours possible, car la plupart des téléphones portables ne possèdent pas de moyens de communications RF, ni LF, dont les fréquences sont compatibles avec celles utilisées lors de la communication avec un véhicule, telles que les fréquences de 315 MHz et (le 433.92 MHz pour la RF et de 125 kHz pour la LF. [0011] En revanche, les téléphones portables disposent dorénavant du standard de commu- nication Bluetooth® ou Bluetooth Low Energy « BLE », c'est-à-dire de communication à Ultra Haute Fréquence (UHF) de 2402 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 et LF actuels dont la fréquence de fonctionnement diffère selon les pays. [0012] 11 devient donc nécessaire (l'adapter le système d'accès et/ou de démarrage « mains libre » à un véhicule afin qu'il puisse fonctionner également avec un téléphone portable équipé du standard de communication Bluetooth 0 et non plus uniquement par l'intermédiaire des ondes radio et basses fréquences (RF, LF). 3 100131 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 précisément la présence de l'équipement portable à de plus courtes distances. Par exemple, lorsque l'équipement portable se trouve à l'intérieur du véhicule et que l'utilisateur souhaite démarrer son véhicule, la localisation précise de l'équipement portable qui était possible avec le dispositif de communication de l'art antérieur, fonctionnant sur un échange par ondes RF et LF, n'est plus possible par Bluetooth®. En effet, la mesure RSS1 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 l'équipement portable, dont la position est fixe, est à 5 m, ou 10 m ou 40 m ou plus du véhicule. [0014] Il n'est donc plus possible d'activer une fonction telle que démarrer le véhicule en utilisant la communication Bluetooth0, puisque le démarrage ne doit être autorisé que lorsque l'équipement portable se trouve à l'intérieur du véhicule, et à quelques centimètres des antennes UHF du véhicule. Etant donnée la grande variation du RSST du Bluctooth®, la détection dudit équipement portable à quelques centimètres des antennes UHF n'est pas possible. [0015] L'invention propose un procédé d'activation d'une fonction d'un véhicule par com- munication ultra haute fréquence avec un équipement portable d'utilisateur ainsi qu'un dispositif d'activation d'une fonction associé permettant de pallier ces inconvénients. [0016] En l'occurrence, l'invention propose un procédé d'activation d'une fonction par ondes ultra haute fréquence permettant de localiser précisément l'équipement portable d'utilisateur à l'intérieur du véhicule. Exposé de l'invention [0017] L'invention propose un procédé d'activation d'une fonction d'un véhicule au- tomobile par ultra haute fréquence avec un équipement portable d'utilisateur comprenant un magnétomètre et communiquant par ultra haute fréquence avec ledit véhicule, ledit procédé étant remarquable en cc que l'on équipe le véhicule d'un dispositif d'activation d'une fonction, comprenant : une surface de pose dudit équipement, au moins deux sources d'émission de champ magnétique disposées à des positions prédéterminées distinctes, des moyens d'activation desdites sources d'émissions, [0018] le procédé comprenant les étapes suivantes : dépose l'équipement sur la surface de pose , demande d'activation d'une fonction du véhicule , réception de la demande par le véhicule , émission à une première position prédéterminée d'un premier champ magnétique à destination dudit équipement , mesure d'une première position du nord magnétique par l'équipement, émission à une deuxième position prédéterminée d'un deuxième champ magnétique à destination dudit équipement , mesure d'une deuxième intensité de champ magnétique par l'équipement, comparaison entre les positions de nord magnétique ainsi mesurées et des valeurs prédéterminées, validation d'activation de la fonction, en fonction du résultat de la comparaison. [0019] Selon un mode particulier de réalisation du procédé selon l'invention, le procédé comprend en outre après la dépose de l'équipement portable sur la surface de pose et avant l'étape de comparaison, au moins une étape de vérification que l'équipement est posé sur la surface de pose. [0020] Par exemple l'équipement portable d'utilisateur comprenant un accéléromètre, la vé- rification que l'équipement portable est posé sur la surface de pose consiste en la mesure d'au moins une valeur d'accélération dudit équipement, l'activation de la fonction n'étant validée que si la valeur d'accélération est inférieure à une valeur prédéterminée. [0021] Dans un mode préférentiel de réalisation du procédé, le dispositif d'activation comprend trois sources d'émissions de champ magnétique disposées à des positions prédéterminées distinctes et en ce que le procédé comprend en outre : l'émission à une troisième position prédéterminée d'un troisième champ magnétique à destination dudit équipement, la mesure d'une troisième position du nord magnétique par l'équipement, la comparaison entre la troisième position de nord magnétique ainsi mesurée et une position prédéterminée afin de valider l'activation de la fonction. [0022] Les positions de nord magnétique mesurées peuvent être envoyées par l'équipement portable vers une unité de contrôle embarquée dans le véhicule par ultra haute fréquence, et en ce que la comparaison entre les dites positions de nord magnétique ainsi mesurées et des valeurs prédéterminées est effectuée par l'unité de contrôle afin de valider l'activation de la fonction en fonction du résultat de la comparaison. [0023] L'au moins une valeur d'accélération peut être envoyée par l'équipement portable vers l'unité de contrôle embarquée dans le véhicule par ultra haute fréquence, afin de valider l'activation de la fonction si la valeur d'accélération est inférieure à un seuil prédéterminé. [0024] L'invention concerne également un dispositif d'activation d'une fonction d'un véhicule automobile par ultra haute fréquence avec un équipement portable d'utilisateur comprenant un magnétomètre et communiquant par ultra haute fréquence avec ledit véhicule, ledit dispositif comprenant : une surface de pose apte à recevoir ledit équipement , au moins deux sources d'émissions de champ magnétique disposées à des positions prédéterminées distinctes. des moyens d'activation desdites sources d'émissions. [0025] Les sources d'émissions peuvent comprendre des aimants, des bobines ou des antennes radio fréquence. [0026] L'invention s'applique également à tout chargeur inductif d'équipement portable (P) comprenant un dispositif d'activation d'une fonction selon la caractéristique précédente. [0027] Les sources d'émissions de champ magnétique peuvent comprendre des bobines de chargement inductif [0028] L'invention s'applique à tout véhicule automobile, comprenant un dispositif d'activation d'une fonction ou un chargeur inductif selon l'une quelconque des caractéristiques respectives énumérées précédemment . Brève description des dessins [0029] 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 : [Fig. I] : la figure 1 est un logigramme représentant les différentes étapes du procédé d'activation d'une fonction selon 11' invention, [Fig. 2] : la figure 2 représente schématiquement le dispositif d'activation d'une fonction selon l'invention, relié au véhicule par une unité de contrôle ainsi qu'un équipement portable d'utilisateur, [fig.3] : la figure 3 représente schématiquement aux figures 3a, 3h, 3c des étapes d'activation des sources de champ électromagnétiques selon le procédé d'activation d'une fonction selon l'invention et les mesures de positions de nord magnétiques correspondantes par l'équipement portable d'utilisateur, [fig.4] : la figure 4 représente schématiquement le dispositif d'activation d'une fonction sur lequel est posé l'équipement portable d'utilisateur. Description des modes de réalisation [00301 Comme expliqué précédemment, il n'est pas possible de démarrer le véhicule en utilisant la communication Bluetooth®, celle-ci se révélant trop imprécise sur la position exacte de l'équipement portable par rapport au véhicule. ]00311 L'invention propose un procédé d'activation d'une fonction d'un véhicule au- tomobile, illustré à la figure 1, et un dispositif d'activation d'une fonction illustré aux 6 figures 2, 3 et 4. [0032] Aux figures 2 et 4, le dispositif d'activation d'une fonction D, selon l'invention comprend une surface de pose S, sur laquelle est posé l'équipement portable d'utilisateur P. [0033] Dans un but purement illustratif, le dispositif d'activation d'une fonction D a une forme parallélépipédique. Bien sûr, d'autres formes sont envisageables, cependant la forme du dispositif d'activation d'une fonction D doit comprendre une surface de pose S adaptée pour recevoir l'équipement portable P, afin que celui-ci soit maintenu en contact avec le dispositif d'activation d'une fonction D, que cela soit par la gravité, ou par l'intermédiaire d'un maintien mécanique ou électromécanique ou autre. [0034] On entend par équipement portable d'utilisateur, un smartphone (ou téléphone in- telligent en français), une tablette ou tout objet connecté à un réseau de communication ou à un serveur. [0035] Dans un but purement explicatif, l'invention sera ici expliquée en utilisant la commu- nication en BLE comme moyen de communication Ultra Haute Fréquence, mais bien sur l'invention s'applique à toute communication Ultra Haute Fréquence, située entre 30 MHz et 3 GHz, voir 5 GHZ pour le WifiTM (nom donné à un ensemble de protocoles de communication sans fil) c'est-à-dire toute communication ultra haute fréquence ne permettant pas une localisation précise par l'utilisation de la mesure RSSI. [0036] L'équipement portable d'utilisateur P comprend de manière connue en soi, un ma- gnétomètre M (cf figure 2), mesurant l'intensité du champ magnétique dans les trois dimensions, en l'occurrence le champ magnétique terrestre et indiquant donc la position du nord magnétique terrestre, des moyens de communication Bluetooth BLEO, plus précisément une antenne BLE2 et des moyens d'émission/réception 70 permettant de communiquer avec le véhicule V. Le véhicule V comprend lui-même comprend de manière similaire des moyens de communication BLE, c'est-à-dire une antenne BLE1 et des moyens d'émission/réception 40 en BLE. [0037] Selon l'invention, le dispositif d'activation d'une fonction D comprend aux moins deux sources d'émission de champ magnétique AI, A2, comme par exemple des aimants ou des bobines, reliés chacun à un circuit RLC, « Résistance, Inductance, Capacitance », et situées à des positions prédéterminées dans le dispositif et distinctes l'une de l'autre. [0038] Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif d'activation d'une fonction D est compris dans un chargeur inductif d'équipement portable d'utilisateur, par exemple un chargeur compatible avec le standard WPC (« Wireless Power Consortium » en anglais) ou avec le standard PMA (« Power Matter Alliance » en anglais), et les sources d'émission de champ magnétique AL A2 comprennent des 7 bobines de chargement inductif. [0039] Aux figures 2, 3 et 4 sont illustrées trois sources d'émission de champ magnétique Al, A2, A3, comprenant respectivement chacune une bobine Bl, B2, B3, chaque bobine étant reliée respectivement à un circuit RLC 10, 20, 30 dédié. Elles sont situées chacune dans le dispositif d'activation D à une position prédéterminée distincte des positions des autres sources. [0040] La première source Al est située à la première position Pl, qui se trouve sur un côté latéral I du dispositif d'activation d'une fonction D (cf. figure 4). [0041] La deuxième source A2 est située à la deuxième position P2, qui se trouve sur un premier côté longitudinal Ll du dispositif d'activation d'une fonction D (cf. figure 4). [0042] La troisième source A3 est située à la troisième position P3, qui se trouve sur un deuxième côté longitudinal L2 du dispositif d'activation d'une fonction D (cf. figure 4). [0043] De préférence, mais de manière nullement limitative, les sources d'activation de champ magnétique Al, A2, A3 sont situées en dessous de la surface de pose S, et à la périphérie dudit dispositif D. [0044] La disposition des sources Al, A2, A3 dans le dispositif d'activation D doit être telle que les orientations des champs magnétiques émis par lesdites sources AI, A2, A3 diffèrent entre elles. [0045] Le dispositif d'activation d'une fonction D comprend en outre des moyens d'activations desdites sources de champ électromagnétique afin que celles-ci émettent chacune un champ électromagnétique dirigé vers l'équipement portable P. [0046] Les moyens d'activation MI comprennent (cf. figure 2) : - des moyens de sélection des dites sources, sous la forme d'un interrupteur Si. Dans l'exemple illustré, le dispositif d'activation d'une fonction comprenant trois sources, Al, A2, A3 l'interrupteur est un interrupteur trois voies, permettant de sélectionner indépendamment chacune des trois voies reliées chacune à une source Al, A2, A3, un amplificateur opérationnel AOP relié à l'interrupteur SI, lui-même relié à, des moyens de commande 60, alimentés en tension VCC, et reliés par, par exemple, une liaison électrique Li, à une unité de contrôle 50 située dans le véhicule V. [0047] Les moyens de commande 60 peuvent bien sûr être alimentés en tension VCC par l'intermédiaire de l'unité de contrôle 50 qui est elle-même reliée à la batterie du véhicule V. [0048] Les moyens de commande, 60 permettent donc, sur instruction de l'unité de contrôle 50 de sélectionner une position de l'interrupteur Sl, afin de mettre sous tension une des sources de champ magnétique Al. A2 ou A3. 8 [0049] Le véhicule automobile V comprend également une unité d'activation d'une fonction du véhicule, par exemple une unité d'autorisation de démarrage 80, reliée entre autres aux moyens d'émission/réception BLE 40. [0050] Le procédé d'activation d'une fonction selon l'invention et illustré aux figures 1 et 3 va maintenant être décrit. [0051] Lors d'une étape préalable E0, l'équipement portable d'utilisateur P est déposé par l'utilisateur sur la surface de pose S du dispositif d'activation d'une fonction D. [0052] Lors d'une première étape El, l'utilisateur requiert l'activation d'une fonction du véhicule par exemple, le démarrage de son véhicule V en appuyant par exemple sur l'écran de son téléphone par l'intermédiaire d'une application dédiée et cette demande de démarrage est envoyée au véhicule V par communication sans fil, plus précisément par BlucTooth ®. [0053] La requête de demande de démarrage est reçue par le véhicule V (étape E2), qui active (étape E3) alors par l'intermédiaire de l'unité de contrôle 50, et des moyens de commande 60 une première source de champ magnétique Al, localisée à une première position PI. [0054] Ceci est illustré à la figure 3a, dans un but purement illustratif la première position Pl est située en alignement par rapport au nord magnétique N. [0055] La première source Al émet un champ magnétique venant influer sur la position du champ magnétique terrestre, mesurée par le magnétomètre M de l'équipement portable P. [0056] Une première position N(A1) du nord magnétique est ainsi mesurée par l'équipement portable (l'utilisateur P. A la figure 3a, le nord magnétique perçu par l'équipement portable P est situé à 360°, soit à 0°, la première source Al étant alignée avec le véritable nord magnétique terrestre. [0057] Puis lors d'une cinquième étape E5, le véhicule active une deuxième source de champ magnétique A2, localisée à une deuxième position P2. Au préalable, la première source Al a été désactivée. [0058] Ceci est illustré à la figure 3b. [0059] La deuxième source A2 émet un champ magnétique venant influer sur la position du champ magnétique terrestre, mesurée par le magnétomètre M de l'équipement portable P. [0060] Une deuxième position N(A2) (étape E6) du nord magnétique est ainsi mesurée par l'équipement portable (l'utilisateur P. A la figure 3b, le nord magnétique perçu par l'équipement portable P est orienté à 138°par rapport à la position de l'équipement portable (l'utilisateur P. [0061] Lors de la septième étape E7, on compare les positions de nord magnétique ainsi mesurées N(A1) et N(A2) avec des valeurs prédéterminées. 9 [0062] Dans un mode de réalisation préférentiel du procédé selon l'invention, on vérifie qu'un écart calculé entre la première position N(A1) et la deuxième position N(A2) mesurées est compris dans une fenêtre d'écarts prédéterminés. Ainsi on calcule : [0063] [Math. 1] A P = Ar(1-1 2) - 1) En l'occurrence, dans l'exemple illustré : [0064] [Math. 2] A P = 1 38 ° - 360 ° - 2 2 2 ° Et si : [0065] [Math. 3] A P E [Nrn in, Nmax] Avec : N(A1) : première position du nord magnétique mesurée, N(A2) : deuxième position di nord magnétique mesurée, Nmin : valeur minimale prédéterminée d'écart entre les deux positions de nord magnétique, par exemple dans l'exemple illustré Nmin = -226', Nmax : valeur maximale prédéterminée d'écart entre les deux positions de nord magnétique, par exemple dans l'exemple illustré, Nmax = -216', alors l'autorisation de démarrage est validée (étape E8a). Sinon si l'écart ainsi calculé n'est pas compris dans la fenêtre de valeurs prédéterminées, alors l'autorisation de démarrage n'est pas validée, et le démarrage n'est pas autorisé (étape E8b). [0066] La fenêtre d'écarts prédéterminés correspond à l'écart physique en degrés entre les sources AI, A2 situées dans le dispositif d'activation, auquel une tolérance est appliquée. [0067] Le nombre de sources de champ magnétique n'est aucunement limité à deux, et par exemple peut être égal à trois. Dans ce cas, la troisième source A3 de champ magnétique est activée après la deuxième source A2 et une mesure d'une troisième position de champ magnétique est mesurée par l'équipement portable P, soit N(A3) (cf. figure 3c, N(A3) = 22°), et un deuxième écart de position est calculé AP2, soit par rapport à la deuxième position N(A2), soit par rapport à la première position N(A1), puis est ensuite comparé à une deuxième fenêtre d'écarts prédéterminés. [0068] Si les deux écarts de position AP, AP2 ainsi calculés sont compris dans leur fenêtre d'écarts prédéterminés respective, alors la fonction est activée, dans notre exemple le démarrage du véhicule est validé. Cependant, si l'au moins un écart n'est pas compris dans la fenêtre d'écart prédéterminé correspondant, alors le démarrage n'est pas autorisé. [0069] L'invention est donc judicieuse, dans la mesure où elle utilise le magnétomètre M embarqué dans l'équipement portable P. En activant séquentiellement des sources de champ magnétiques Al, A2 positionnées de manière prédéterminée autour de l'équipement portable P, celles-ci modifient la position du nord magnétique perçus par l'équipement portable P, en mesurant l'orientation de chaque nord magnétique perçu à chaque activation d'une source, on peut alors vérifier qu'elles correspondent bien aux positions physiques des sources dans le dispositif d'activation D, et en conséquence en déduire que l'équipement portable P est bien posé sur la surface de pose S dudit dispositif D . [0070] Cet écart de position AP en degrés doit correspondre, à une tolérance près, à l'écart de position physique entre les sources de champ magnétique Al, A2, A3 pour autoriser le démarrage. [0071] Dans un mode de réalisation perfectionné du procédé d'activation d'une fonction selon l'invention, il est proposé de vérifier que l'équipement portable d'utilisateur P est correctement posé sur la surface de pose S et qu'il n'a pas bougé entre la première mesure de position de nord magnétique N(A1) et la deuxième mesure de position de nord magnétique N(A2). [0072] En effet, tout mouvement de l'équipement portable P, fausserait lesdites mesures et le calcul de l'écart AP. [0073] Dans ce but, l'invention propose d'utiliser l'accéléromètre ACC (cf. figure 2) embarqué dans l'équipement portable d'utilisateur P. [0074] Par exemple, avant d'effectuer la première mesure de position N(A1) des premières valeurs d'accélération ACCI dudit équipement (cf. étape 20 à la figure 1) sont mesurées. [0075] De manière similaire, on mesure des deuxièmes valeurs d'accélération ACC2 dudit équipement après la deuxième mesure de position N(A2) (cf. étape E60 à la figure 1). [0076] Afin d'autoriser le démarrage, après l'étape de vérification des écarts de position (étapes E7), on vérifie que la première valeur et deuxième valeur d'accélération ACC1, ACC2 sont égales entres elles ou qu'un écart AACC entre les dites deux valeurs est inférieur à un seuil Ath (cf étape E70 à la figure 1), soit : [0077] [Math. 4] ACC1=ACC2 Ou [0078] [Math. 5] AACC=ACC2 -ACC1_ avec [0079] [Math. 6] AACC