Brevet FR3143486A1 — publié le 20240621

L’invention propose un dispositif d’activation (D’) d’une fonction véhicule destiné à être embarqué sur un véhicule (V) et comprenant au moins une antenne de communication en Ultra Large Bande (B1, B1’) et au moins une antenne de communication en champ proche (B2, B2’) afin de communiquer avec un équipement portable (SD) porté par un utilisateur (U), la fonction étant activée à partir d’une localisation dudit équipement (SD) par rapport au véhicule et d’une authentification du équipement, le dispositif (D) étant remarquable en ce que des enroulements (E1, E2, F1, F2) de l’antenne de communication en champ proche (B2, B2) délimitent un périmètre d’un logement (L1, L2) dans lequel se trouve l’antenne de communication en ultra large bande (B1, B1’). Figure pour l’abrégé : Fig. 3 DISPOSITIF D’ACTIVATION D’UNE FONCTION VEHICULE L’invention se rapporte au domaine automobile et concerne un dispositif d’activation d’une fonction véhicule, en particulier mais de manière non limitative à la fonction de verrouillage et de déverrouillage « mains libres » des ouvrants du véhicule. 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 sans avoir à appuyer physiquement sur des boutons d’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 selon l’intention de l’utilisateur, sans que l’utilisateur ait à manipuler physiquement une clé. Pour ce faire, lorsque l’utilisateur approche du véhicule, une communication est établie sur un lien de communication sans fil généralement en radiofréquence entre l’équipement portable, et un dispositif d’activation embarqué dans le véhicule afin d’authentifier ledit équipement grâce à son identifiant et de le localiser par rapport au véhicule. De nos jours cependant, il est de plus en plus fréquent d’utiliser un téléphone portable pour réaliser des fonctions d’authentification, ce qui permet d’éviter d’utiliser un badge électronique dédié et de limiter ainsi le nombre d’équipements. La plupart des téléphones portables ne possédant pas de moyens de communication en radio fréquence, il devient donc nécessaire d’adapter le système d’accès et/ou de démarrage « mains libres » à un véhicule afin qu’il puisse fonctionner également avec un téléphone portable équipé d’autres standards de communication, tels que, par exemple, l’« Ultra Wide Band en anglais ou UItra Large Bande en français. L’« ultra wide band » (UWB), ou Ultra Large Bande en français (ULB) est une technique de modulation radio qui est basée sur la transmission d'impulsions de très courte durée, souvent inférieure à la nanoseconde. Ainsi, la bande passante peut atteindre de très grandes valeurs. Cependant, la localisation de l’équipement portable par ultra large bande présente certains inconvénients, en l’occurrence, lorsque l’équipement portable est déchargé, c’est-à-dire lorsque sa batterie intégrée est vide, il ne peut plus communiquer en Ultra Large Bande avec le véhicule. Pour remédier à ce problème, il est connu d’intégrer dans la portière un lecteur NFC, « Near Field Communication » en anglais, ou de communication en champ proche. Ce lecteur NFC fonctionne à une fréquence de 13,56 MHz et présente l’avantage de pouvoir communique avec l’équipement portable lorsque celui-ci est déchargé. En effet le lecteur NFC étant relié électriquement à la batterie du véhicule, peut par induction électromagnétique charger la batterie de l’équipement portable, le temps nécessaire par exemple pour authentifier ce dernier et verrouiller/déverrouiller le véhicule. Il est donc fréquent d’intégrer dans la portière du véhicule, par exemple au niveau de la poignée, un antenne NFC qui juxtapose l’antenne Ultra Large Bande. L’antenne NFC A2 qui consiste en des enroulements de fils de cuivre est généralement située à une extrémité du dispositif d’activation D compris par exemple dans une poignée de portière P du véhicule V (cf. ), tandis que l’antenne Ultra Large Bande occupe une place conséquente dans la poignée. Il est connu d’intégrer deux antennes ultra large bande A1, A1’, disposées dans le dispositif D de part et d’autre du centre du dispositif, afin d’obtenir des diagrammes de rayonnements complémentaires couvrant une zone large et suffisante autour du véhicule pour communiquer avec l’équipement portable. En effet généralement le dispositif est entouré d’un boitier B qui occupe tout l’espace alloué dans la poignée P. Cependant, l’intégration de l’antenne NFC A2 supplémentaire réduit la place allouée au circuit électronique 10 intégré dans le dispositif D, ainsi que la place allouée aux deux antennes ultra large bande A1, A1’ comme illustré à la . De plus, la position du lecteur NFC à un endroit précis de la poignée contraint l’utilisateur à venir approcher son équipement portable à cet endroit précis afin que ledit équipement puisse communiquer avec le lecteur, ce qui n’est ergonomiquement pas idéal. L’invention propose un dispositif d’activation de fonction véhicule palliant les inconvénients de l’art antérieur, en l’occurrence, un dispositif qui permet d’allouer une plus grande place à l’électronique embarqué dans la poignée et qui permet également une plus grande zone de communication sur la poignée entre l’équipement portable et le lecteur NFC. L’invention concerne un dispositif d’activation d’une fonction véhicule destiné à être embarqué sur un véhicule et comprenant au moins une antenne de communication en Ultra Large Bande et au moins une antenne de communication en champ proche afin de communiquer avec un équipement portable porté par un utilisateur, la fonction étant activée à partir d’une localisation dudit équipement par rapport au véhicule et d’une authentification du équipement, le dispositif étant remarquable en ce que des enroulements de l’antenne de communication en champ proche délimitent un périmètre d’un logement dans lequel se trouve l’antenne de communication en ultra large bande. Dans un mode préférentiel de réalisation de l’invention, le dispositif comprend deux antennes de communication en champ proche entourant chacune une antenne de communication en ultra large bande. Judicieusement, les antennes de communication en ultra large bande sont disposées de part et d’autre par rapport à un centre du dispositif d’activation. Avantageusement, l’antenne de communication en champ proche et l’antenne de communication en ultra large bande sont connectées à un circuit imprimé et en ce que des plans de masse dudit circuit sont situés de part et d’autre du logement. L’invention concerne également toute poignée de portière de véhicule, toute portière de véhicule, tout montant de portière et finalement tout véhicule comprenant un dispositif d’activation selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment. 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 : : la , est un schéma représentant une poignée de portière de véhicule automobile comprenant un dispositif d’activation selon l’invention, : la est une vue en coupe représentant un boitier comprenant un dispositif d’activation selon l’art antérieur, : la est une vue en coupe représentant un boitier comprenant un dispositif d’activation selon l’invention : la est une vue en perspective représentant le dispositif d’activation selon l’invention, : la est un graphe représentant une intensité du champ électromagnétique des antennes en communication en champ proche dans le plan XY, avec et sans les antennes de communication en ultra large bande, : la comprend cinq diagrammes de rayonnement des antennes de communication en ultra large bande, dans le repère de la , à différentes fréquences avec et sans les antennes de communication en champ proche. Comme expliqué précédemment, le dispositif d’activation D de l’art antérieur avec l’antenne de communication en champ proche A2 déportée sur un coté du dispositif D réduit considérablement l’espace alloué aux antennes de communication en ultra large bande A1, A1’ et l’espace alloué au circuit imprimé 10. L’invention propose donc un dispositif d’activation D’ dans lequel, l’antenne NFC B2 se trouve au même endroit qu’une antenne ULB B1 et non plus déportée sur un côté. Plus précisément, selon l’invention, des enroulements E1, E2 de l’antenne NFC B2 définissent un logement L1 dans le dispositif D’ dans lequel se trouve l’antenne ULB B1 (cf. ). A la est représentée une vue en coupe du dispositif d’activation D’ de l’invention selon le plan ZY du repère orthonormé (O, x, y, z) également illustré à la . Le dispositif D’ est compris dans un boitier B’ généralement étanche et ledit dispositif comprend un circuit imprimé 10’ équipé de composants électroniques, ainsi qu’au moins une antenne de communication en ultra large bande B1, B1’ et au moins une antenne de communication en champ proche B2, B2’. Le dispositif D’ peut se trouver intégré dans une poignée P de portière de véhicule V, mais aussi dans la portière elle-même, ou dans un montant M de portière ou dans tout élément de carrosserie se situant à côté d’un ouvrant du véhicule, par exemple à côté d’un coffre arrière. Dans l’exemple illustré à la , le dispositif D’ comprend de manière non limitative en soi deux antennes ULB B1, B1’ et deux antennes NFC B2, B2’. En effet, la demanderesse a constaté, que deux antennes ULB B1, B1’ permettait d’obtenir deux diagrammes de rayonnement qui sont complémentaires et qui améliorent la détection de l’équipement portable P dans une zone prédéterminée autour du véhicule V. Lesdites antennes NFC B2, B2’ et lesdites antennes ULB B1, B1’ sont connectées au circuit imprimé 10’ qui comprend les moyens de contrôles des dites antennes, c’est-à-dire les moyens d’émission/réception et les moyens de traitement des données qui sont envoyées et reçues par lesdites antennes, ceci est connu de l’homme du métier. Dans l’exemple illustré à la , les antennes de communication en ultra large bande B1, B1’ sont situées de part et d’autre d’un centre C du dispositif D’. Ce centre C est situé au milieu du circuit imprimé 10’ selon l’axe longitudinal Y. Lesdites antennes ULB B1, B1’, de manière connue en soi se présente sous la forme d’une surface de cuivre, ici de manière illustrative en forme de losange. Selon l’invention, les enroulements E1, DE2 d’une antenne NFC B2 délimitent un périmètre qui définit un logement L1 dans lequel se situe une antenne ULB B1. Ceci est visible à la , les enroulements E1, E2 de l’antenne NFC B2, selon la vue en coupe, se présentent sous une forme rectangulaire et définissent les contours d’un logement L1 rectangulaire entourant l’antenne ULB B1. De manière similaire les enroulements F1, F2 de l’antenne NFC B2’ délimitent un logement L2 rectangulaire entourant l’antenne ULB B1’. Dans la dimension 3D, les enroulements E1, E2 se prolongent selon l’axe transversal X (cf. ). Dans l’exemple de la , les enroulements E1, E2 de l’antennes NFC B2 sont de forme rectangulaire, mais ils peuvent être également de forme ronde, carré, ovale. De même, la forme des antennes ULB B1, B1’ en forme de losange n’est nullement limitative. De chaque côté du logement L1, selon l’axe vertical Z, se trouvent des plans de masse P1, P2, P1’, P2’ du circuit imprimé 10’. Lesdits plans de masse, évitent toute perturbation électromagnétique entre lesdites antennes NFC B2, B2’ et les antennes ULB, B1, B1’ avec les composants électroniques du circuit imprimé 10’. La demanderesse a constaté, que la présence des antennes ULB B1, B1’ à proximité des antennes NFC B2, B2’ impactait la performance des antennes NFC B2, B2’, mais que cet impact était négligeable. Ceci est illustré à la . Le graphe de la représente le champ électromagnétique (en ampère/mètre) selon l’axe longitudinal Y du dispositif D’ généré par les deux antennes NFC B1, B1’ dans deux configurations : Une première configuration C1 dans laquelle le dispositif D’ ne comprend pas d’antennes ULB B1, B1’, Une deuxième configuration C2, dans laquelle, le dispositif D’ comprend deux antennes ULB B1, B1’ , chacune étant disposée selon l’invention, c’est-à-dire entourée d’une antenne NFC B2, B2’. A la lecture du graphe de la , il apparait que le champ généré par les deux antennes NFC B2, B2’ se propage moins loin selon l’axe Z, avec la deuxième configuration C2 qu’avec la première configuration C1. En d’autres termes, la portée de détection selon l’axe Z des antennes NFC B2, B2’ se trouve diminuée par la présence des antennes ULB B1, B1’ qui les perturbent. Cependant, il a été constaté par la demanderesse que cette perturbation électromagnétique se traduit par une perte de dimension de la zone de détection de quelques millimètres seulement et peut être négligé. En revanche, la demanderesse a constaté que la présence des antennes NFC B2, B2’ autour des antennes ULB B1, B1’ améliorait l’homogénéité du champ électromagnétique produit par lesdites antennes ULB, B1, B1’. Ceci est illustré à la . A la sont représentés cinq diagrammes de rayonnement à différences fréquences d’émission 3,1 GHz, 5,5 GHz, 6,5 GHz, 8 GHz, et 10,6 GHz d’une antenne ULB B1, selon deux configurations : Une première configuration D1 sans la présence d’une antenne NFC B2 disposée selon l’invention, c’est-à-dire entourant l’antenne ULB B1, Une deuxième configuration D2, dans laquelle, une antenne NFC B2 entoure l’antenne ULB B1, selon l’invention. A la lecture des cinq diagrammes de rayonnement, il apparait que pour des fréquences égales à 3,1 GHz, 6,5 GHz, et 8 GHz, le diagramme de rayonnement de l’antenne ULB B1 selon la deuxième configuration D2 est plus homogène dans les deux directions Z et Y, que le diagramme de rayonnement de ladite antenne dans la première configuration D1. Pour la fréquence de 5,5 GHz, les diagrammes de rayonnement selon les deux configurations sont très proches, et il n’y a presque pas de différence. Uniquement à la très haute fréquence de 10,6 GHz, la tendance est inversée, et le diagramme de rayonnement selon la deuxième configuration D2 est moins homogène que le diagramme de rayonnement selon la première configuration D1. Ainsi, il est apparu à la demanderesse, et contrairement aux préjugés de l’homme du métier, que la proximité des deux types d’antennes, NFC B2, B2’ et ULB B1 ; B1’ ne détériorait pas la performance des deux types d’antennes de manière notable et au contraire améliorait grandement pour certaines fréquences les performances des antennes ULB B1, B1’. Ainsi, en disposant les antennes NFC B2, B2, autour des antennes ULB B1, B1’ et non plus de manière déportée à une extrémité du dispositif D’, l’espace alloué pour le circuit imprimé 10’ et pour les antennes ULB B1, B1’ est plus grand que celui qui existait dans le dispositif de l’art antérieur. De plus avec le dispositif d’activation D’ selon l’invention, la zone de communication et/ou de détection en Ultra large bande autour du véhicule V est plus homogène, ce qui est un avantage non négligeable. L’invention est particulièrement ingénieuse car elle va à l’encontre des préjugés de l’homme du métier qui ne disposerait pas deux antennes de type différent (NFC et ULB) à proximité l’une de l’autre car craignant des perturbations électromagnétiques. Dispositif d’activation (D’) d’une fonction véhicule destiné à être embarqué sur un véhicule (V) et comprenant au moins une antenne de communication en Ultra Large Bande (B1, B1’) et au moins une antenne de communication en champ proche (B2, B2’) afin de communiquer avec un équipement portable (SD) porté par un utilisateur (U), la fonction étant activée à partir d’une localisation dudit équipement (SD) par rapport au véhicule et d’une authentification du équipement, le dispositif (D) étant caractérisé en ce que des enroulements (E1, E2, F1, F2) de l’antenne de communication en champ proche (B2, B2) délimitent un périmètre d’un logement (L1, L2) dans lequel se trouve l’antenne de communication en ultra large bande (B1, B1’). Dispositif d’activation (D’) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend deux antennes de communication en champ proche (B2, B2’) entourant chacune une antenne de communication en ultra large bande (B1, B1’). Dispositif d’activation (D’) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les antennes de communication en ultra large bande (B1, B1’) sont disposées de part et d’autre par rapport à un centre (C) du dispositif d’activation (D’). Dispositif d’activation (D’), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’antenne de communication en champ proche (B2, B2’) et l’antenne de communication en ultra large bande (B1, B1’) sont connectées à un circuit imprimé (10’) et en ce que des plans de masse (P1, P2, P1’, P2’) dudit circuit sont situés de part et d’autre du logement (L1, L2). Poignée (P) de portière de véhicule (V), caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif d’activation (D’) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Portière de véhicule, caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif d’activation (D’) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4. Montant de portière, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’activation (D’) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4. Véhicule automobile (V), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’activation (D’) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.