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WO2022162071A1 - Procede d'activation d'une fonction d'un vehicule automobile et dispositif d'activation associe - Google Patents

Procede d'activation d'une fonction d'un vehicule automobile et dispositif d'activation associe Download PDF

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Publication number
WO2022162071A1
WO2022162071A1 PCT/EP2022/051916 EP2022051916W WO2022162071A1 WO 2022162071 A1 WO2022162071 A1 WO 2022162071A1 EP 2022051916 W EP2022051916 W EP 2022051916W WO 2022162071 A1 WO2022162071 A1 WO 2022162071A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
activation
activation device
user
vehicle
ultra
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/051916
Other languages
English (en)
Inventor
Sylvain Godet
Rachid Benbouhout
Alexis Morin
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Priority to CN202280012335.8A priority Critical patent/CN116829976A/zh
Priority to US18/272,657 priority patent/US12145536B2/en
Publication of WO2022162071A1 publication Critical patent/WO2022162071A1/fr

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    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9316—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles combined with communication equipment with other vehicles or with base stations
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C2209/00—Indexing scheme relating to groups G07C9/00 - G07C9/38
    • G07C2209/60—Indexing scheme relating to groups G07C9/00174 - G07C9/00944
    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to the automotive field and relates more particularly to a method for activating a function of a motor vehicle.
  • the invention applies in particular to the function of locking and unlocking the openings of a motor vehicle.
  • a motor vehicle it is known to use presence detection devices in order to detect the presence of a hand or a foot of a user of the vehicle and thus allow the locking or unlocking of all or part of the openings of the vehicle, for example the doors or the trunk.
  • the detection of the presence of a user's hand on or in front of a door handle coupled with the recognition of an identifier of a "hands-free" access device carried by this user allows the locking and unlocking of these openings.
  • a so-called “hands-free” access system to a motor vehicle allows an authorized user to lock and/or unlock the openings of his vehicle without having to physically press buttons on a key.
  • the vehicle identifies portable equipment such as a badge or a remote control carried or even a key, by the user and if the badge or the remote control or the key is located in a predetermined area around the vehicle or in the vehicle and is identified as belonging to the vehicle, then the vehicle automatically locks/unlocks its openings according to the user's intention, without the user having to physically manipulate a key.
  • the access device for example an electronic badge or a mobile telephone
  • the detection device in order to authenticate said access device using its identifier.
  • the detection device comprises an antenna allowing the reception of the identifier sent by the access device.
  • the detection device is connected to an electronic computer of the vehicle ("ECU”: English abbreviation for "Electronic Control Unit”) to which it transmits the identifier.
  • the access device is generally an electronic badge.
  • the signal received by the antenna of the detection device including the identifier of the access device, is emitted via RF (Radio Frequency) or LF (Low Frequency) waves.
  • the precise localization of the portable equipment around the vehicle is carried out by a measurement of the intensity of the LF signal received by the portable equipment (via the antennas and the electronic control unit) coming from the vehicle, more commonly called measurements RSSI (“Received Signal Strength Indication” in English, or measurement of the power in reception of a signal received by an antenna).
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indication
  • the measurement of the power of the signal received by the portable equipment from each LF antenna is received and analyzed by a detection device, on board the vehicle, which thus determines the position of the portable equipment with respect to said LF antennas , that is to say with respect to the vehicle.
  • Ultra wideband (UWB), or Ultra Large Band in French (ULB) is a radio modulation technique which is based on the transmission of very short pulses, often less than a nanosecond. Thus, the bandwidth can reach very large values.
  • a detection device In order to detect the presence of the user's hand and allow the unlocking of the opening of the vehicle, such a detection device comprises in known manner a capacitive sensor.
  • a capacitive sensor is dedicated to a detection zone, and according to the prior art, there is a capacitive sensor for the unlocking zone and a capacitive sensor for the locking zone, the two zones being distinct.
  • such a capacitive sensor comprises a first capacitor charged and discharged periodically in a second capacitor. When discharging the first capacitor into the second capacitor, the charges balance between the two capacitors.
  • detection by capacitive sensors is incompatible with handles covered with metallic paint or comprising chrome surfaces, the presence of metal in the handle creating a coupling with the detection zones and inhibiting the detection of a user's presence.
  • the invention therefore proposes a method and device for activating a vehicle function making it possible to overcome the drawbacks of the prior art.
  • the activation method according to the invention allows the location and authentication of the access device by Ultra Wide Band communication, it therefore not only makes it possible to dispense with capacitive sensors and to eliminate the disadvantages of the prior art related to the use of the capacitive technology listed above, but also to reduce the cost of the activation device.
  • the presence of the user in a predetermined area is detected by determining a profile of reflected waves and comparing it with a predetermined profile.
  • the detection of the presence of the user in a predetermined zone comprises a detection of a profile of reflected waves corresponding to a predetermined movement of a member of the user.
  • a determination of a distance between the user and the activation device is carried out from a time corresponding to a maximum value of the profile of reflected waves.
  • the authentication may include determining a distance between the enabling device and the portable access device.
  • the distance is determined by a time of flight of messages exchanged between the portable device and the activation device in two-way communication during the authentication of the portable device.
  • the activation device may further comprise means for determining a distance between the user and the activation device from a time corresponding to a maximum value of the wave profile received.
  • the activation device may further comprise means for determining a distance between the portable access device and the activation device by calculating the time of flight of messages exchanged by ultra-wideband two-way communication between the device access and activation device.
  • an ultra-wideband wave frequency is between 5 GHz and 8 GHz.
  • the invention relates to any motor vehicle door, any motor vehicle door handle, or any motor vehicle comprising an activation device according to any one of the characteristics listed above.
  • the is a schematic view representing a motor vehicle equipped with the activation device according to the invention
  • the is a graph representing a profile of ultra-wideband waves reflected during a predetermined movement of a member of the user's body towards the activation device according to a second embodiment of the invention
  • the is a flowchart representing the different steps of the activation method according to the invention.
  • vehicle function we mean the locking/locking of the openings of the vehicle V, such as the driver's door, or the rear boot of the vehicle V, but also the switching on of the heated seats, the switching on of the ceiling light (" welcome lighting” in English or welcome light), or even the presetting of seats or a radio station, even before the user U has entered the vehicle.
  • UWB ultra-wideband is meant a frequency band preferably between 5 GHz and 8 GHz over a frequency range preferably of 500 MHz.
  • the transmission/reception means M1 of ultra-wideband waves consist of a transmitter and a receiver, these means are known to those skilled in the art and will not be further detailed here.
  • Said transmitted waves are generated by voltage pulses at a predetermined frequency, for example every millisecond.
  • the antenna A and the transmission/reception means M1 make it possible to exchange ultra-wideband signals with the portable access device SD.
  • the means M2 for determining an ultra-wideband wave profile received comprise means for determining a parameter called CIR ("Channel Impulse Response" in English or impulse response), that is to say means for measurement of the received waves sampled according to time.
  • CIR Channel Impulse Response
  • the frequency measurements of the waves received are transformed by the inverse of a Fourier Transform in order to generate values in time units.
  • the amplitude of the CIR consists of the absolute value of the real part and the imaginary part of the values in time unit
  • the phase of the CIR consists of the arctangent of the ratio of the imaginary part divided by the part of the values in time unit.
  • the determination means M2 comprise a clock H making it possible to determine the amplitude or the phase CIR according to the time t. As will be specified below, the clock is started when the waves are transmitted by the activation device D.
  • the activation device D further comprises means M5 for determining (not shown) a distance d between the user U and the vehicle V.
  • the determination of the distance d is calculated from the instant tmax when the amplitude value CIR is maximum CIRmax, using the following formula:
  • the activation device D comprises a clock which is triggered during the emission of the waves.
  • the start instant of the time measurement t corresponds to the instant of emission of the waves by the activation device D.
  • the activation device further comprises the means for calculating M6 (not shown ) the distance d between the portable access device SD and the activation device D from the calculation of a time of flight tv of messages exchanged by said two-way communication in ultra-wideband UWB between the access device D and the activation device SD.
  • M6 the distance between the portable access device SD and the activation device D
  • UWB ultra-wideband
  • Detection means M3 are for example in the form of software means.
  • the M4 authentication means are for example in the form of software means, known per se.
  • the antenna A, the transmission/reception means M1, the determination means M2, the presence detection means M3 and the authentication means M4, the means M5 for determining a distance d and the calculation means M6 by a distance of can be located on a printed circuit 20 and connected to a microcontroller (not shown).
  • the activation device D is electronically connected to an electronic central unit 10 on board the vehicle, itself connected to means for triggering the function.
  • the central unit 10 according to the information it receives from the activation device D, presence or absence of a user U in a predetermined zone ZD, successful or failed authentication of the portable device SD, then controls the triggering means of unlocking/locking the doors, operating the heated seats, pre-adjusting the seats or the radio stations, etc.
  • the activation device D is preferably located in the opening or close to the opening if the function to be activated is the locking/unlocking of the opening, it can be located in a vehicle door handle V, in the door or a door pillar of the vehicle V, or else in the bumper or near the boot of the vehicle V.
  • the activation of such and such a function can be triggered.
  • the predetermined zone ZD located around the vehicle V in which the user U carrying the authenticated access device SD is located.
  • the activation of such and such a function can be triggered.
  • the triggering of the seat heating can be triggered if the user U carrying the authenticated SD access device is located in a zone ZD far from the vehicle, that is to say a few meters away, but the unlocking cannot be triggered only if the user U wearing the authenticated SD access device is close to the opening, that is to say a few centimeters away.
  • a first step E1 the activation device D is operated in ultra-wideband mode, called “reflective", more precisely voltage pulses are generated at a regular frequency, which causes the emission of ultra-wideband radio frequency waves, preferentially but not limiting in themselves, over a range of 500 Hz to a frequency between 5 MHz and 8 MHz.
  • these waves or signals transmitted in reflective UWB do not contain a message as such requiring a response from the SD portable access device, they only include an identifier specific to the transmitter/receiver of the activation device D, that is to say specific to the activation device D.
  • This identifier allows the activation device D when UWB waves are received by said device to recognize that said waves that it receives correspond to the waves that it has emitted, and that consequently said waves have indeed been reflected by any body present in their emission zone, in particular a user U.
  • a second step E2 it is checked whether the user U is in a predetermined zone ZD around the vehicle V.
  • the profile of the waves reflected and which are received by the activation device D is analyzed. is illustrated in , more precisely, the amplitude of the parameter CIR is determined according to time t, this parameter is well known to those skilled in the art, and will not be further detailed here.
  • To the a typical CIR amplitude profile of the waves received is shown according to time t when the waves have been reflected by a human body U.
  • the start time of the time measurement t corresponds to the time of emission of the waves by the activation device D.
  • a clock H included in the activation device D makes it possible to measure the time t between the emission of the waves and their reception.
  • Profile P1 presents a peak with a maximum amplitude value CIRmax.
  • the instant tmax where the amplitude value CIR is the maximum CIRmax makes it possible to determine the distance d between the activation device D and said human body,
  • Tmax the instant when the maximum value of the CIR amplitude is reached (Tmax is also called “tap” by those skilled in the art or listening in French in the radiofrequency domain).
  • the profile P1 corresponds to the predetermined profile, i.e. including a peak, then the waves have been reflected by a body.
  • the tmax it is thus possible to determine whether this body U is located in a predetermined zone ZD around the vehicle V.
  • the phase of the CIR parameter can be used instead of the amplitude of the CIR parameter.
  • step E3 If a body U is located in the predetermined zone ZD, and if the activation of a function F is possible in this zone, (step E3), then the portable device SD is authenticated (step E5), otherwise the profile of the reflected waves is compared with other predetermined profiles, as explained below.
  • the activation device D switches from reflective UWB mode to a bidirectional UWB communication mode.
  • the two-way communication mode in UWB allows the exchange of messages between the activation device D and the portable access device SD. More precisely, the activation device D sends a message in ULB to the portable access device SD comprising an authentication request. It is then checked whether the identifier returned by the portable device SD corresponds to an identifier pre-recorded by the vehicle V and previously paired with it (step E6).
  • step E7a If the portable SD access device is correctly authenticated then the function is activated (step E7a), otherwise the function is not activated (step E7b).
  • step E2 of determining the presence of the user U in the predetermined zone ZD If, at the end of step E2 of determining the presence of the user U in the predetermined zone ZD, no function F activation is possible in said zone (or even when a function F has been activated ), then the profile of the reflected waves is compared with other predetermined profiles P2, P3. This is illustrated in Figures 4 and 5.
  • step E7a the method can continue by performing step E4 and comparing the profile of the reflected waves with the other profiles P2, P3 in order to activate other functions, in particular the unlocking of the opening elements. This is illustrated by an arrow connecting step E7a to step E4.
  • This profile P2 comprises the exceeding of a threshold value S2 for a predetermined duration ⁇ t as well as a peak of maximum amplitude value CIRmax′ during said duration.
  • the profile P3 of the corresponds to a back and forth movement, also called a "kick" movement, of the lower leg of the user U in front of a bumper of the motor vehicle V in which the activation device D is located.
  • the profile P3 comprises the exceeding of a threshold value S3 for a predetermined duration ⁇ t' as well as two peaks of amplitude values CIRmax1 and CIRmax2 during said duration.
  • the CIR amplitude profile of reflected waves corresponds to this predetermined profile, it is then considered that the user U has performed the predetermined out-and-back movement with his leg in front of the bumper of his vehicle and that he wishes to open the trunk of his vehicle V.
  • the phase of the CIR can be used instead of the amplitude of the CIR.
  • the portable access device SD is authenticated in step E5 as described previously.
  • step E7a the function is activated (step E7a), in this example, the trunk of the vehicle V is opened, otherwise the function is not activated (step E7b).
  • the invention therefore makes it possible in an ingenious way, by the use of ultra-wideband in two different modes, the reflective mode and the two-way communication mode, to overcome the drawbacks of the prior art.
  • the invention allows access to his vehicle with his mobile phone, while doing away with capacitive approach detection sensors of the prior art, which are expensive and which present reliability problems.

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Abstract

L'invention propose un procédé d'activation d'une fonction d'un véhicule automobile (V) par un dispositif d'activation (D), à partir d'un dispositif d'accès portable (SD) porté par un utilisateur (U) l'activation de la fonction étant déclenchée par une détection de présence de l' utilisateur (U) dans une zone prédéterminée (SD) autour du véhicule (V), et en fonction d'un résultat d'authentification du dispositif portable d'accès (SD) par le véhicule (V), le procédé étant caractérisé en ce que : a) la détection de présence de l' utilisateur (U) dans la zone prédéterminée (SD) est réalisée par un profil prédéterminé (P1, P2, P3) d'ondes ultra large bande émises par le dispositif d'activation (D) dans un mode dit d'ultra large bande réflectif et réfléchies par l' utilisateur (U), b) V authentification du dispositif portable (SD) est réalisée par une communication en ultra large bande bidirectionnelle entre le dispositif d'activation (D) et le dispositif d'accès portable (SD).

Description

PROCEDE D’ACTIVATION D’UNE FONCTION D’UN VEHICULE AUTOMOBILE ET DISPOSITIF D’ACTIVATION ASSOCIE
La présente invention se rapporte au domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement un procédé d’activation d’une fonction d’un véhicule automobile. L’invention s’applique en particulier à la fonction de verrouillage et de déverrouillage des ouvrants d’un véhicule automobile.
Dans un véhicule automobile, il est connu d’utiliser des dispositifs de détection de présence afin de détecter la présence d’une main ou d’un pied d’un utilisateur du véhicule et permettre ainsi le verrouillage ou le déverrouillage de tout ou partie des ouvrants du véhicule, par exemple les portières ou le coffre. A titre d’exemple, la détection de la présence d’une main d’un utilisateur sur ou devant une poignée de portière couplée à la reconnaissance d’un identifiant d’un dispositif d’accès « mains libres » porté par cet utilisateur, permet le verrouillage et le déverrouillage de ces ouvrants.
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) ou même d’une clé, par l’utilisateur et si le badge ou la télécommande ou bien la clé 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 entre le dispositif d’accès, par exemple un badge électronique ou un téléphone mobile, et le dispositif de détection afin d’authentifier ledit dispositif d’accès grâce à son identifiant.
A cette fin, le dispositif de détection comporte une antenne permettant la réception de l’identifiant envoyé par le dispositif d’accès. Le dispositif de détection est connecté à un calculateur électronique du véhicule (« ECU »: abréviation anglaise pour « Electronic Control Unit ») auquel il transmet l’identifiant.
Selon l’état de la technique, le dispositif d’accès est généralement un badge électronique. Le signal reçu par l’antenne du dispositif de détection, comprenant l’identifiant du dispositif d’accès, est émis via des ondes RF (Radiofréquences) ou LF (« Low Frequency » en anglais ou basses fréquences). 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 détection, 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.
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, déverrouillage/verrouillage ou mise en marche préalable de l’éclairage de l’habitacle (appelé également « welcome lighting » en anglais).
De nos jours cependant, il est de plus en plus fréquent d’utiliser un téléphone mobile 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 mobiles ne possédant pas de moyens de communication RF ou LF. 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 » an anglais ou UItra Large Band en français, et non plus uniquement par l’intermédiaire des ondes radio et basses fréquences (RF, LF). L’ultra wideband (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.
L’approche du dispositif de d’accès à proximité du dispositif de détection (moins de 10 cm) et la reconnaissance de l’identifiant reçu par le calculateur, couplée à la détection de la présence de la main de l’utilisateur, permet le verrouillage ou le déverrouillage de la portière.
Afin de détecter la présence de la main de l’utilisateur et permettre le déverrouillage des ouvrants du véhicule, un tel dispositif de détection comprend de manière connue un capteur capacitif. Généralement, un capteur capacitif est dédié à une zone de détection, et selon l’art antérieur, il y a un capteur capacitif pour la zone de déverrouillage et un capteur capacitif pour la zone de verrouillage, les deux zones étant distinctes.
Selon un exemple de mesure capacitive, un tel capteur capacitif comprend une première capacité chargée et déchargée périodiquement dans une deuxième capacité. Lors de la décharge de la première capacité dans la deuxième capacité, les charges s’équilibrent entre les deux capacités.
Lorsqu’une main est présente sur la poignée ou à proximité de la poignée, par exemple à moins de 10 mm, le niveau de charge de la première capacité augmente. Il en résulte une décharge plus importante de la première capacité dans la deuxième capacité et donc un niveau d’équilibrage plus élevé en présence qu’en l’absence d’une main sur la poignée. Un tel capteur permet ainsi de détecter l’intention d’un utilisateur de déverrouiller les ouvrants du véhicule.
Cependant, l’utilisation de capteurs capacitifs présente de nombreux inconvénients :
En l’occurrence, la détection de l’approche d’un utilisateur par des capteurs capacitifs n’est pas robuste et génère de fausses détections.
En particulier, dans certaines conditions environnementales, lorsque l’air ambiant est humide, ou lorsqu’il y a du sel sur les routes, qui se trouve projeté sur la carrosserie métallique du véhicule, il se crée un couplage capacitif entre les zones de détection et les parties métalliques du véhicule, ce qui empêche toute détection de présence d’un utilisateur par les capteurs capacitifs.
De plus, les gouttes de pluie ou les flocons de neige sur la poignée de portière augmentent la valeur de la capacité mesurée par les capteurs capacitifs, déclenchant ainsi de fausses détections.
Et finalement, la détection par des capteurs capacitifs est incompatible avec des poignées recouvertes de peintures métalliques ou comprenant des surfaces chromées, la présence de métal dans la poignée créant un couplage avec les zones de détection et inhibant la détection de présence d’un utilisateur.
Si pour certains véhicules, les fausses détections ne sont pas souhaitées, pour d’autres véhicules, les fausses détections ne sont pas tolérées.
C’est le cas, des véhicules équipés de poignées déployantes, c'est-à-dire le cas de poignées pour lesquelles la détection de la présence de l’utilisateur commande le mouvement d’une poignée motorisée, qui lorsqu’elle est au repos est complètement intégrée dans la portière et lorsqu’elle est activée se déploie et fait saillie en dehors de la portière. Pour ce type de poignée le déploiement ou la rétractation intempestive de la poignée due à une fausse détection par les capteurs capacitifs risque de heurter ou de pincer la main de l’utilisateur.
C’est également le cas, pour des véhicules, équipés d’une ouverture par assistance électrique, pour lesquels la détection de déverrouillage s’accompagne non seulement du déverrouillage de la portière mais également de son ouverture. Dans ce cas, les fausses détections engendrent des ouvertures intempestives de la portière.
Et finalement, l’utilisation de capteurs capacitifs dont les électrodes sont constituées de cuivre présente un inconvénient non négligeable en termes de coût.
L’invention propose donc un procédé et dispositif d’activation d’une fonction véhicule permettant de pallier les inconvénients de l’art antérieur. En l’occurrence, le procédé d’activation selon l’invention permet la localisation et l’authentification du dispositif d’accès par communication Ultra Wide Band, il permet donc non seulement de s’affranchir de capteurs capacitifs et d’éliminer les inconvénients de l’art antérieur liés à l’utilisation de la technologie capacitive listés ci-dessus, mais aussi de réduire le coût du dispositif d’activation.
L’invention propose un procédé d’activation d’une fonction d’un véhicule automobile à partir d’un dispositif d’accès portable porté par un utilisateur, par un dispositif d’activation, l’activation de la fonction étant déclenchée par une détection de présence de l’utilisateur dans une zone prédéterminée autour du véhicule, et en fonction d’un résultat d’authentification du dispositif portable d’accès par le véhicule, le procédé étant remarquable en ce que :
  1. la détection de présence de l’utilisateur dans la zone prédéterminée est réalisée par un profil prédéterminé d’ondes ultra large bande émises par le dispositif d’activation dans un mode dit d’ultra large bande réflectif et réfléchies par l’utilisateur,
  2. l’authentification du dispositif portable est réalisée par une communication en ultra large bande bidirectionnelle entre le dispositif d’activation et le dispositif d’accès portable.
Plus précisément, la présence de l’utilisateur dans une zone prédéterminée est détectée par une détermination d’un profil d’ondes réfléchies et une comparaison avec un profil prédéterminé.
Alternativement, la détection de présence de l’utilisateur dans une zone prédéterminée comprend une détection d’un profil d’ondes réfléchies correspondant à un mouvement prédéterminé d’un membre de l’utilisateur.
Dans un mode préférentiel de réalisation du procédé selon l’invention, une détermination d’une distance entre l’utilisateur et le dispositif d’activation est réalisée à partir d’un instant correspondant à une valeur maximale du profil d’ondes réfléchies.
L’authentification peut comprendre une détermination d’une distance entre le dispositif d’activation et le dispositif d’accès portable.
Plus précisément, la distance est déterminée par un temps de vol de messages échangés entre le dispositif portable et le dispositif d’activation en communication bidirectionnelle lors de l’authentification du dispositif portable.
L’invention concerne également un dispositif d’activation, d’une fonction véhicule à partir d’un dispositif d’accès portable porté par un utilisateur, le dispositif d’activation étant destiné à être embarqué dans ledit véhicule automobile, l’activation de la fonction étant déclenchée par la détection de présence de l’utilisateur dans une zone prédéterminée autour du véhicule, et en fonction d’un résultat d’authentification du dispositif portable d’accès, le dispositif d’activation étant caractérisé en ce qu’il comprend :
  1. Une antenne reliée à des moyens d’émission et de réception d’ondes en ultra large bande,
  2. Des moyens de détermination d’un profile d’ondes ultra large bande reçues et de comparaison avec un profil prédéterminé,
  3. Des moyens de détection de la présence de l’utilisateur dans une zone prédéterminée autour du véhicule en fonction du résultat de la comparaison,
  4. Des moyens d’authentification du dispositif d’accès portable par communication bidirectionnelle en ultra large bande.
Le dispositif d’activation peut comprendre en outre des moyens de détermination d’une distance entre l’utilisateur et le dispositif d’activation à partir d’un instant correspondant à une valeur maximale du profil d’ondes reçues.
Le dispositif d’activation peut comprendre en outre des moyens de détermination d’une distance entre le dispositif d’accès portable et le dispositif d’activation par un calcul de temps de vol de messages échangés par communication bidirectionnelle en ultra large bande entre le dispositif d’accès et le dispositif d’activation.
Préférentiellement, une fréquence des ondes ultra large bande est comprise entre 5 GHz et 8 GHz.
L’invention concerne toute portière de véhicule automobile, toute poignée de portière de véhicule automobile, ou tout véhicule automobile comprenant un dispositif d’activation selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.
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 une vue schématique représentant un véhicule automobile équipé du dispositif d’activation selon l’invention,
 : la est une vue schématique représentant une poignée de portière de véhicule automobile comprenant le dispositif d’activation selon l’invention,
 :la est un graphe représentant un profil d’ondes ultra large bande réfléchies lors de la présence d’un utilisateur,
 : la est un graphe représentant un profil d’ondes ultra large bande réfléchies lors d’une approche d’une main d’un utilisateur vers le dispositif d’activation selon un premier mode de réalisation de l’invention,
 : la est un graphe représentant un profil d’ondes ultra large bande réfléchies lors d’un mouvement prédéterminé d’un membre du corps de l’utilisateur vers le dispositif d’activation, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
 : la est un logigramme représentant les différentes étapes du procédé d’activation selon l’invention.
A la est représenté un véhicule automobile V comprenant un dispositif d’activation D d’une fonction véhicule selon l’invention. Le dispositif d’activation D selon l’invention permet de :
  1. détecter la présence d’un utilisateur U dans une zone prédéterminée ZD autour du véhicule V,
  2. d’authentifier le dispositif d’accès portable SD porté par l’utilisateur,
afin d’activer une fonction véhicule.
On entend par fonction véhicule, le verrouillage/verrouillage des ouvrants du véhicule V, comme la portière du conducteur, ou le coffre arrière du véhicule V mais aussi la mise en marche des sièges chauffants, la mise en marche de la lumière du plafonnier (« welcome ligthing » en anglais ou lumière de bienvenue), ou encore le préréglage des sièges ou d’une station radio et cela avant même que l’utilisateur U n’ait pénétré dans le véhicule.
Dans ce but, le dispositif d’activation D comprend :
  1. Une antenne A reliée à des moyens d’émission et de réception M1 d’ondes en ultra large bande,
  2. Des moyens de détermination M2 d’un profile d’ondes ultra large bande reçues et de comparaison avec un profil prédéterminé P1, P2, P3,
  3. Des moyens de détection de la présence M3 de l’utilisateur U dans une zone prédéterminée ZD autour du véhicule V en fonction du résultat de la comparaison,
  4. Des moyens d’authentification M4 du dispositif d’accès portable SD par communication bidirectionnelle en ultra large bande.
On entend par ultra large bande ULB, une bande de fréquence préférentiellement comprise entre 5 GHz et 8 GHz sur une plage de fréquence préférentiellement de 500 MHz.
Les moyens d’émission/réception M1 d’ondes en ultra large bande consistent en un émetteur et un récepteur, ces moyens sont connus de l’homme du métier et ne seront pas plus détaillés ici. Lesdites ondes émises sont générées par des pulses de tension à une fréquence prédéterminée, par exemple toutes les millisecondes.
L’antenne A et les moyens d’émission/réception M1 permettent d’échanger des signaux en ultra large bande avec le dispositif d’accès portable SD.
Les moyens de détermination M2 d’un profil d’ondes ultra large bande reçues comprennent des moyens de détermination d’un paramètre appelé CIR (« Channel Impulse Response » en anglais ou réponse impulsionnelle), c’est-à-dire des moyens de mesure des ondes reçues échantillonnées selon le temps. Il est à noter que soit l’amplitude du CIR, soit la phase du CIR peut être utilisée. Dans cet exemple les mesures fréquentielles des ondes reçues sont transformées par l’inverse d’une Transformée de Fourier afin de générer des valeurs en unité temporelle. L’amplitude du CIR consiste en la valeur absolue de la partie réelle et de la partie imaginaire des valeurs en unité temporelle La phase du CIR consiste en l’arc tangente du ratio de la partie imaginaire divisée par la partie des valeurs en unité temporelle. Le calcul de l’amplitude ou de la phase du CIR sont bien connus de l’homme du métier et ne seront pas plus détaillés ici. Dans l’exemple illustré aux figures 3, 4 et 5, le paramètre considéré est l’amplitude du CIR, mais l’invention s’applique mutatis mutandis en considérant la phase du CIR. Les moyens de détermination M2 comprennent une horloge H permettant de déterminer l’amplitude ou la phase CIR selon le temps t. Comme cela sera précisé plus bas, l’horloge est enclenchée lors des émissions des ondes par le dispositif d’activation D.
Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le dispositif d’activation D comprend en outre des moyens de détermination M5 (non représentés) d’une distance d entre l’utilisateur U et le véhicule V. Lors de la phase de détection de présence en ultra large bande ULB dit « réflectif », la détermination de la distance d est calculée à partir de l’instant tmax où la valeur d’amplitude CIR est maximale CIRmax, en utilisant la formule suivante :
Figure pctxmlib-appb-M000001
Dans ce but, le dispositif d’activation D comprend une horloge qui est déclenchée lors de l’émission des ondes. L’instant de démarrage de la mesure de temps t correspond à l’instant d’émission des ondes par le dispositif d’activation D.
Lors de la phase d’authentification en communication bidirectionnelle, le dispositif d’activation comprend en outre les moyens de calculs M6 (non représentés) de distance d ’ entre le dispositif portable d’accès SD et le dispositif d’activation D à partir du calcul d’un temps de vol tv de messages échangés par ladite communication bidirectionnelle en ultra large bande ULB entre le dispositif d’accès D et le dispositif d’activation SD. En multipliant le dit temps de vol tv avec la célérité du son c, on obtient la distance d’ entre le dispositif portable d’accès SD et dispositif d’activation D.
Des moyens de détection M3 se présentent par exemple sous la forme de moyens logiciels.
Les moyens d’authentification M4 se présentent par exemple sous la forme de moyens logiciels, connus en soi.
L’antenne A, les moyens d’émission/réception M1, les moyens de détermination M2, les moyens de détection de présence M3 et les moyens d’authentification M4, les moyens de détermination M5 d’une distance d et les moyens de calcul M6 d’une distance d’ peuvent être situés sur un circuit imprimé 20 et reliés à un microcontrôleur (non représenté).
Le dispositif d’activation D est relié électroniquement à une unité centrale électronique 10 embarquée dans le véhicule, elle-même reliée à des moyens de déclenchement de la fonction. L’unité centrale 10, selon les informations qu’elle reçoit du dispositif d’activation D, présence ou non d’un utilisateur U dans une zone prédéterminée ZD, authentification réussie ou échouée du dispositif portable SD, commande alors les moyens de déclenchement de déverrouillage/verrouillage des ouvrants, de mise en fonctionnement des sièges chauffants, de préréglage des sièges ou des stations radio etc...
Le dispositif d’activation D est préférentiellement situé dans l’ouvrant ou près de l’ouvrant si la fonction à activer est le verrouillage/déverrouillage de l’ouvrant, il peut être situé dans une poignée de portière de véhicule V, dans la portière ou un montant de portière du véhicule V, ou encore dans le parechoc ou à proximité du coffre du véhicule V.
Selon la zone prédéterminée ZD située autour du véhicule V, dans laquelle se situe l’utilisateur U portant le dispositif d’accès SD authentifié, l’activation de telle ou telle fonction peut être déclenchée. A la il n’a été représenté qu’une zone prédéterminée ZD, mais bien sûr il peut y avoir plusieurs zones prédéterminées autour du véhicule, chacune à une distance différente du véhicule et chacun déclenchant l’activation d’une fonction particulière.
Ainsi, le déclenchement du chauffage des sièges peut être déclenché si l’utilisateur U portant le dispositif d’accès SD authentifié se situe dans une zone éloignée ZD du véhicule, c’est-à-dire à quelques mètres, mais le déverrouillage ne peut être déclenché que si l’utilisateur U portant le dispositif d’accès SD authentifié se trouve à proximité de l’ouvrant, c’est-à-dire à quelques centimètres.
Le procédé d’activation selon l’invention et illustré à la va maintenant être décrit.
Dans une première étape E1, le dispositif d’activation D en mis en fonctionnement en mode d’ultra large bande, dit « réfléctif », plus précisément des pulses de tension sont générés à une fréquence régulière, ce qui entraine l’émission d’ondes radiofréquences en ultra large bande, de manière préférentielle mais non limitative en soi, sur une plage de 500 Hz à une fréquence comprise entre 5MHz et 8MHz. Par rapport à un mode d’ultra large bande dit « de communication », ces ondes ou signaux émis en ULB réflectif ne contiennent pas de message en tant que tel nécessitant une réponse de la part du dispositif d’accès portable SD, elles comportent uniquement un identifiant propre à l’émetteur/récepteur du dispositif d’activation D c’est-à-dire propre au dispositif d’activation D. Cet identifiant permet au dispositif d’activation D lors de la réception d’ondes en ULB par ledit dispositif de reconnaitre que lesdites ondes qu’il reçoit correspondent bien aux ondes qu’il a émis, et que par conséquent lesdites ondes ont bien été réfléchies par tout corps présents dans leur zone d’émission, en particulier un utilisateur U.
Dans une deuxième étape E2, il est vérifié si l’utilisateur U se trouve dans une zone prédéterminée ZD autour du véhicule V. Dans ce but, on analyse le profil des ondes réfléchies et qui sont reçues par le dispositif d’activation D. Ceci est illustré à la , plus précisément, on détermine l’amplitude du paramètre CIR selon le temps t, ce paramètre est bien connu de l’homme du métier, et ne sera pas plus détaillé ici. A la est représenté un profil typique d’amplitude CIR des ondes reçues selon le temps t lorsque les ondes ont été réfléchies par un corps humain U. L’instant de démarrage de la mesure de temps t correspond à l’instant d’émission des ondes par le dispositif d’activation D. Une horloge H comprise dans le dispositif d’activation D permet de mesurer le temps t entre l’émission des ondes et leur réception. Le profil P1 présente un pic avec une valeur maximum d’amplitude CIRmax. L’instant tmax où la valeur d’amplitude CIR est la maximale CIRmax permet de déterminer la distance d entre le dispositif d’activation D et ledit corps humain, en utilisant la formule suivante :
Figure pctxmlib-appb-M000002
Avec, c, célérité du son 3x108 m/s.
Et Tmax, l’instant où la valeur maximale de l’amplitude CIR est atteinte (Tmax est appelé aussi « tap » par l’homme de l’art ou écoute en français dans le domaine radiofréquence).
Il est considéré que si le profil P1 correspond au profil prédéterminé, c’est-à-dire comprenant un pic, alors les ondes ont été réfléchies par un corps. En calculant tmax, on peut ainsi déterminer si ce corps U est situé dans une zone ZD prédéterminée autour du véhicule V. il est à noter qu’à la place de l’amplitude du paramètre CIR, la phase du paramètre CIR peut être utilisé.
Si un corps U se situe dans la zone prédéterminée ZD, et si l’activation d’une fonction F est possible dans cette zone, (étape E3), alors il est procédé à l’authentification du dispositif portable SD (étape E5), sinon le profil des ondes réfléchies est comparé à d’autres profils prédéterminés, comme ceci est expliqué plus bas.
A l’étape E5, le dispositif d’activation D passe du mode ULB réflectif à un mode de communication bidirectionnelle en ULB. A la différence du mode ULB réflectif, dans lequel les signaux envoyés ne comprennent pas de message mais seulement un identifiant propre à l’émetteur/récepteur (ou au dispositif d’activation D) et dont le fonctionnement s’apparente à celui d’un radar, le mode de communication bidirectionnelle en ULB permet l’échange de messages entre le dispositif d’activation D et le dispositif d’accès portable SD. Plus précisément, le dispositif d’activation D envoie un message en ULB à destination du dispositif d’accès portable SD comportant une demande d’authentification. Il est alors vérifié si l’identifiant renvoyé par le dispositif portable SD correspond à un identifiant pré-enregistré par le véhicule V et préalablement appairé avec celui-ci (étape E6).
Si le dispositif portable d’accès SD est correctement authentifié alors la fonction est activée (étape E7a), sinon la fonction n’est pas activée (étape E7b).
Il est à noter que pendant cette phase de communication bidirectionnelle, il peut être effectuée une détermination de la distance d’ séparant le dispositif d’activation D et le dispositif d’accès portable SD. La détermination de la distance d’ est alors réalisée en calculant le temps de vol tv correspondant à la durée entre l’instant d’émission du message envoyé par le dispositif d’activation D, et l’instant de réception du message de réponse par le dispositif d’activation D en provenance du dispositif d’accès portable SD. En multipliant ce temps de vol tv par la célérité du son c, on obtient la distance d’ entre lesdits deux dispositifs. Il peut donc être ainsi vérifié pendant la phase d’authentification que le dispositif portable d’accès SD se situe bien à proximité du véhicule V.
Si, à l’issue de l’étape E2 de détermination de la présence de l’utilisateur U dans la zone prédéterminée ZD, aucune activation de fonction F n’est possible dans ladite zone (ou quand bien même une fonction F a été activée), alors il est procédé à la comparaison du profil des ondes réfléchies avec d’autres profils P2, P3 prédéterminés. Ceci est illustré aux figures 4 et 5.
Il est à noter , que même si une fonction a été activée à l’issue des étapes précédentes (étape E7a) et suite à la détection de l’utilisateur U dans la zone prédéterminée ZD, le procédé peut continuer en réalisant l’étape E4 et comparer la profil des ondes réfléchies aux autres profils P2, P3 afin d’activer d’autres fonctions, en particulier le déverrouillage des ouvrants. Ceci est illustré par une flèche reliant l’étape E7a à l’étape E4.
A la est représenté un profil d’amplitude CIR P2 des ondes réfléchies selon le temps t correspondant à l’approche d’une main près du dispositif d’activation D près d’une poignée P de portière de véhicule V, dans le cas où le dispositif est situé dans ladite poignée P. Ce profil P2 typique de ce genre d’approche, comprend le dépassement d’une valeur seuil S2 pendant une durée prédéterminée Δt ainsi qu’un pic de valeur maximale d’amplitude CIRmax’ pendant ladite durée.
A la est représenté un profil d’amplitude CIR P3 typique des ondes réfléchies selon le temps t correspondant à un mouvement prédéterminé du corps de l’utilisateur U en face du dispositif d’activation D. Plus précisément, le profil P3 de la correspond à un mouvement d’aller-retour, appelé aussi mouvement « kick » en anglais du bas de la jambe de l’utilisateur U devant un parechoc du véhicule automobile V dans lequel se situe le dispositif d’activation D. Le profil P3 comprend le dépassement d’une valeur seuil S3 pendant une durée prédéterminée Δt’ ainsi que deux pics de valeurs d’amplitude CIRmax1 et CIRmax2 pendant ladite durée. Si le profil d’amplitude CIR de ondes réfléchies correspond à ce profil prédéterminé, il est alors considéré que l’utilisateur U a réalisé le mouvement prédéterminé d’aller-retour avec sa jambe devant le parechoc de son véhicule et qu’il souhaite ouvrir le coffre de son véhicule V. De même, il est à noter que pour les figures 4 et 5, la phase du CIR peut être utilisée à la place de l’amplitude du CIR.
Si le mouvement prédéterminé a été détecté, alors il est procédé à l’authentification du dispositif d’accès portable SD à l’étape E5 comme décrit précédemment.
Si le dispositif portable SD est authentifié, il est procédé à l’activation de la fonction (étape E7a), dans cet exemple, à l’ouverture du coffre du véhicule V, sinon la fonction n’est pas activée (étape E7b).
L’invention permet donc de manière ingénieuse, par l’utilisation de l’ultra large bande dans deux modes différents, le mode réflectif et le mode de communication bidirectionnelle de pallier les inconvénients de l’art antérieur. En particulier, l’invention permet l’accès à son véhicule avec son téléphone portable, tout en s’affranchissant de capteurs capacitifs de détection d’approche de l’art antérieur, qui sont coûteux et qui présentent des problèmes de fiabilité.

Claims (10)

  1. Procédé d’activation d’une fonction d’un véhicule automobile (V) par un dispositif d’activation (D), à partir d’un dispositif d’accès portable (SD) porté par un utilisateur (U) l’activation de la fonction étant déclenchée par une détection de présence de l’utilisateur (U) dans une zone prédéterminée (ZD) autour du véhicule (V), et en fonction d’un résultat d’authentification du dispositif portable d’accès (SD) par le véhicule (V), le procédé étant caractérisé en ce que :
    1. la détection de présence de l’utilisateur (U) dans la zone prédéterminée (ZD) est réalisée par un profil prédéterminé (P1, P2, P3) comprenant au moins un pic, d’ondes ultra large bande émises dans un mode dit d’ultra large bande réflectif, par le dispositif d’activation (D) et réfléchies par un corps, les dites ondes comportant uniquement un identifiant propre à un émetteur récepteur du dispositif d’activation,
    2. détermination d’une distance (d) entre le dit dispositif d’activation (D) et le corps à partir d’un instant (tmax) correspondant à une amplitude maximum du pic,
    3. Si le corps se situe dans la zone prédéterminée (ZD), alors,
    4. l’authentification du dispositif portable (SD) est réalisée par une communication en ultra large bande bidirectionnelle entre le dispositif d’activation (D) et le dispositif d’accès portable (SD) permettant un échange de messages entre ledit dispositif d’activation (D) et le dispositif d’accès portable (SD).
  2. Procédé d’activation, selon la revendication précédente caractérisé en ce que la détection de présence de l’utilisateur (U) dans une zone prédéterminée (ZD) comprend une détection d’un profil d’ondes réfléchies (P2, P3) correspondant à un mouvement prédéterminé d’un membre de l’utilisateur (U).
  3. Procédé d’activation, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’authentification comprend une détermination d’une distance (d’) entre le dispositif d’activation (D) et le dispositif d’accès portable (SD).
  4. Procédé d’activation, selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la distance (d’) est déterminée par un temps de vol (tv) de messages échangés entre le dispositif portable (SD) et le dispositif d’activation (D) en communication bidirectionnelle lors de l’authentification du dispositif portable (SD).
  5. Dispositif d’activation (D), d’une fonction véhicule à partir d’un dispositif d’accès portable (SD) porté par un utilisateur (U), le dispositif d’activation (D) étant destiné à être embarqué dans ledit véhicule automobile (V), l’activation de la fonction étant déclenchée par la détection de présence de l’utilisateur (U) dans une zone prédéterminée (ZD) autour du véhicule (V), et en fonction d’un résultat d’authentification du dispositif portable d’accès (SD), le dispositif d’activation (SD) étant caractérisé en ce qu’il comprend :
    1. Une antenne (A) reliée à des moyens d’émission et de réception (M1) d’ondes en ultra large bande,
    2. Des moyens de détermination (M2) d’un profile d’ondes ultra large bande reçues et de comparaison avec un profil prédéterminé (P1, P2, P3) comprenant un pic,
    3. Des moyens de détection (M3) de la présence d’un corps dans une zone prédéterminée (ZD) autour du véhicule (V) en fonction du résultat de la comparaison,
    4. des moyens de détermination (M5) d’une distance (d) entre le corps et le dispositif d’activation (D) à partir d’un instant (tmax) correspondant à une valeur maximale (CIRmax) du pic,
    5. Des moyens d’authentification (M4) du dispositif d’accès portable (SD) par communication bidirectionnelle en ultra large bande.
  6. Dispositif d’activation (SD) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens de détermination (M6) d’une distance (d’) entre le dispositif d’accès portable (SD) et le dispositif d’activation (D) par un calcul de temps de vol (tv) de messages échangés par communication bidirectionnelle en ultra large bande entre le dispositif d’accès (D) et le dispositif d’activation (SD).
  7. Dispositif d’activation (D), selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce qu’une fréquence des ondes ultra large bande est comprise entre 5 GHz et 8 GHz.
  8. Portière de véhicule automobile (V) caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif d’activation (D) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7.
  9. Poignée (P) de portière de véhicule automobile (V), caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif d’activation (D) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7.
  10. Véhicule automobile (V) caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’activation (D) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7.
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