PROCEDE DE DETECTION D'UN OBJET D'IDENTIFICATION

DANS UN VEHICULE

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé de détection d'un objet d'identification dans une zone autour d'un dispositif d'antenne(s) et un système de détection mettant en oeuvre le procédé de détection.

Elle trouve une application particulière pour un véhicule automobile équipé d'un système de détection mains libres.

Etat de la techn ique

Selon un état de la technique connu, il existe un procédé de détection d'un objet d'identification tel qu'un badge qui fait office de récepteur-émetteur pour savoir s'il se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur de l'habitacle du véhicule. Si le badge se trouve à l'intérieur du véhicule, l'utilisateur est autorisé à démarrer le véhicule.

La détection du badge est basée sur un champ magnétique émis à partir d'une puissance constante à partir d'une régulation en tension du dispositif d'antennes.

Une telle solution présente l'inconvénient d'être difficile à mettre en oeuvre.

En effet, le dispositif d'antennes étant alimenté en tension par la tension batterie véhicule, à chaque variation de cette tension (dues à différentes actions telles qu'un démarrage véhicule, ou un arrêt moteur etc.), il est nécessaire de la réajuster pour permettre au dispositif d'antennes d'émettre à une puissance constante.

Objet de l'invention

L'invention a donc plus particulièrement pour but de permettre une détection d'un objet identifiant avec une solution plus simple.

Elle propose donc un procédé de détection d'un objet d'identification dans une zone autour d'un dispositif d'antenne(s), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :

- émettre un signal de calibrage en direction du dispositif d'antenne(s) pour déterminer une puissance de réglage,

- émettre un signal fonctionnel en direction du dispositif d'antenne(s) correspondant à la puissance de réglage de sorte que le dispositif d'antenne(s) émette un champ magnétique déterminé,

- mesurer le champ magnétique reçu par l'objet d'identification correspondant au champ magnétique émis et le comparer avec un champ magnétique nominal, - déterminer si l'objet d'identification se trouve dans la zone autour du dispositif d'antenne(s) en fonction de cette comparaison.

Ainsi, comme on le verra en détail plus loin, on aura une détection d'un objet identifiant grâce au calibrage du dispositif d'antenne(s) et à une comparaison avec un champ magnétique nominal sans avoir besoin de régulation en tension.

Selon des modes de réalisation non limitatifs, le procédé selon l'invention présente les caractéristiques supplémentaires suivantes.

- Le signal de calibrage est non intelligible par l'objet d'identification. Cela permet à l'objet d'identification de recevoir rapidement le signal fonctionnel par la suite.

- Le procédé comporte une étape supplémentaire selon laquelle :

- lors de l'envoi du signal de calibrage, on mesure un courant circulant dans le dispositif d'antenne(s), et

- on compare le courant mesuré à un courant initial de sorte à déterminer la puissance de réglage. Ainsi, le signal de calibrage dépend d'une mesure de courant qui est simple à mettre en oeuvre.

- Une puissance est réglée avec une tension de rapport cyclique donné. Cette régulation est simple à mettre en oeuvre. De plus, cela permet de compenser les variations de la tension d'alimentation du dispositif d'antenne(s).

- La tension est un signal symétrique. Cela permet de supprimer les harmoniques de rang pair dans le signal courant mesuré et d'obtenir ainsi une mesure plus précise du courant.

- Le rapport cyclique est égal à 1/3. Cela permet de supprimer les harmoniques de rang multiples de trois dans le signal courant mesuré et d'obtenir ainsi une mesure plus précise du courant.

- La tension est générée au moyen d'un étage de puissance avec commande à pont complet ou à demi-pont. Cela permet d'obtenir une plus grande gamme de courants.

- Le signal de calibrage est déclenché en fonction d'un événement particulier. Cela permet d'avoir régulièrement un signal de calibrage réactualisé et donc par la suite une mesure régulière et précise du champ magnétique émis par le dispositif d'antenne(s).

- Selon une première variante, l'événement particulier est un accès véhicule. Cela permet de prendre en compte les variations du champ magnétique émis dues à des événements extérieurs tel que des variations de température.

- Selon une deuxième variante, l'événement particulier est une variation de tension batterie. Cela permet de prendre en compte ces variations dans le calibrage.

- Le procédé comporte une étape initiale supplémentaire d'écriture d'une valeur de seuil fixe dans l'objet d'identification. Cela permet d'obtenir un champ fixe de réception à partir duquel l'objet d'identification peut recevoir des signaux du dispositif d'antenne(s) et communiquer avec un dispositif de commande associé.

- La valeur de seuil fixe est fonction d'un champ magnétique nominal. Cela permet à l'objet d'identification de répondre à un signal émis du dispositif d'antenne(s) lorsque il est dans la zone correspondant au champ magnétique nominal. .

- La zone autour du dispositif d'antenne(s) est définie par le champ magnétique nominal.

- La zone autour du dispositif d'antenne(s) correspond à un habitacle de véhicule. Ainsi, on détermine si l'objet d'identification se situe dans l'habitacle du véhicule pour autoriser un démarrage du véhicule.

Selon un deuxième objet, l'invention concerne un système de détection d'un objet d'identification dans une zone autour d'un dispositif d'antenne(s), comprenant un dispositif de commande, un dispositif d'antenne(s) et un objet d'identification, caractérisé en ce que : - le dispositif de commande est apte à :

- émettre un signal de calibrage en direction du dispositif d'antenne(s) pour déterminer une puissance de réglage, - émettre un signal fonctionnel en direction du dispositif d'antenne(s) correspondant à la puissance de réglage de sorte que le dispositif d'antenne(s) émette un champ magnétique déterminé,

- déterminer si l'objet d'identification se trouve dans la zone autour du dispositif d'antenne(s) en fonction d'une comparaison effectuée entre le champ magnétique reçu par l'objet d'identification et un champ magnétique nominal, - l'objet d'identification est apte à mesurer le champ magnétique reçu correspondant au champ magnétique émis et à le comparer avec le champ magnétique nominal.

Selon un troisième objet, l'invention concerne un dispositif d'antenne(s) apte à coopérer avec un objet d'identification, caractérisé en ce qu'il est apte à :

- recevoir un signal de calibrage correspondant à une puissance initiale déterminée,

- recevoir un signal fonctionnel correspondant à une puissance de réglage déterminée de sorte à émettre un champ magnétique déterminé, et

- transmettre le signal fonctionnel à l'objet d'identification, ce dernier recevant un champ magnétique fonction du champ magnétique émis par le dispositif d'antenne(s).

Selon un quatrième objet, l'invention concerne un dispositif de commande apte à coopérer avec un dispositif d'antenne(s) et avec un objet d'identification, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur de signaux pour :

- émettre un signal de calibrage en direction du dispositif d'antenne(s) pour déterminer une puissance de réglage, et

- émettre un signal fonctionnel en direction du dispositif d'antenne(s) correspondant à la puissance de réglage déterminée de sorte que le dispositif d'antenne(s) émette un champ magnétique déterminé.

Selon un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande comporte en outre un récepteur de signaux pour recevoir une réponse de

l'objet d'identification en fonction d'une comparaison effectuée entre un champ magnétique reçu et un champ magnétique nominal.

Selon un mode de réalisation non limitatif, la comparaison est effectuée par l'objet d'identification.

Selon un cinquième objet, l'invention concerne un véhicule automobile comprenant un habitacle dans lequel est disposé un dispositif de commande selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, un dispositif d'antenne(s) caractérisé selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, les deux dispositifs étant aptes à coopérer avec un objet d'identification.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description en regard des dessins, donnés à titre d'exemples non limitatifs, parmi lesquels :

- la Figure 1 est une vue de dessus d'un véhicule muni d'un système de détection mettant en oeuvre le procédé selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention;

- la Figure 2 est un diagramme représentatif d'une réception d'un objet d'identification détecté par le procédé selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention;

- la Figure 3 est une autre représentation de ce seuil limite de réception d'un objet d'identification détecté par le procédé selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention; - la Figure 4 est un diagramme d'un mode de réalisation non limitatif du procédé selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention;

- la Figure 5 est un mode non limitatif d'une communication utilisée entre un objet d'identification et un dispositif d'antennes dans le cadre du procédé de la Figure 4;

- la Figure 6 représente un spectre de fréquence d'un courant circulant dans un dispositif d'antennes et mesuré dans le cadre du procédé de la Figure 4;

- la Figure 7 représente un premier mode de réalisation d'un signal de tension appliqué au dispositif d'antennes dans le cadre du procédé de la

Figure 4 et un spectre de fréquence de courant associé;

- la Figure 8 représente un deuxième mode de réalisation d'un signal de tension appliqué au dispositif d'antennes dans le cadre du procédé de la Figure 4 et un spectre de fréquence de courant associé; - la Figure 9 représente un troisième mode de réalisation d'un signal de tension appliqué au dispositif d'antennes dans le cadre du procédé de la Figure 4 et un spectre de fréquence de courant associé;

- la Figure 10 représente un champ magnétique dans l'espace dont une composante correspond à un champ magnétique émis dans le cadre du procédé de la Figure 4;

- la Figure 11 représente un diagramme rapport cyclique-courant explicatif de certaines étapes exécutées par le procédé selon la Figure 4;

- la Figure 12 représente un mode de réalisation non limitatif d'un système de détection mettant en oeuvre le procédé de la Figure 4; - la Figure 13 représente un mode de réalisation non limitatif d'un étage de puissance compris dans le système de détection de la Figure 12;

- la Figure 14 représente un exemple non limitatif d'un signal tension généré par l'étage de puissance de la Figure 13 et un spectre de fréquence de courant associé; et - la Figure 15 représente un diagramme représentant des gammes de courants utilisé dans le procédé de la Figure 4.

Description détaillée de modes de réalisation non lim itatifs de l'invention

Sur la Figure 1 , est représenté un véhicule V muni d'un dispositif d'émission- réception DER de signaux permettant de contrôler un dispositif d'antennes A, et le dispositif d'antennes A comprenant, dans un exemple non limitatif une pluralité d'antennes, ici des antennes dites extérieures AX et des antennes dites intérieures AI, toutes ces antennes coopérant avec un récepteur-émetteur ID, le tout formant un système de détection décrit plus loin.

Dans l'exemple non limitatif de la Figure, sont représentées cinq antennes extérieures AX dont quatre AXl, AX2, AX3 et AX4 sont situées à l'extérieur de l'habitacle VH du véhicule V, ici sur les poignées des portières, et une AX5 dans le pare-choc arrière VC du véhicule. Par ailleurs deux antennes intérieures AIl, AI2 sont situées dans l'habitacle VH, ici à l'avant et à l'arrière du véhicule. Chaque antenne est alimentée en courant alternatif basse fréquence par le dispositif d'émission-réception DER et émet un champ magnétique Be, nommé Bel pour les antennes intérieures et BeX pour les antennes extérieures.

Au moyen de leur champ magnétique émis B respectif, les antennes extérieures AX permettent de détecter si le récepteur-émetteur ID se situe à proximité du véhicule V, dans un exemple non limitatif à une distance inférieure à 1,5 mm, tandis que les antennes intérieures AI permettent de détecter si le récepteur-émetteur ID est dans l'habitacle VH du véhicule.

Le récepteur-émetteur ID, dans cette application, est dans un exemple non limitatif, un objet d'identification ID porté par un utilisateur du véhicule V, par exemple un badge, une clef, un porte clef appelé en anglais «keyfob» etc. L'exemple du badge d'identification sera pris comme exemple dans la suite de la description.

Au moyen du courant alternatif, les antennes A communiquent avec le badge ID par transmission de données en émettant un signal basse fréquence BF et le badge ID répond en émettant un signal radiofréquence RF. Dans un exemple non limitatif, le signal basse fréquence BF se situe aux alentours de 125kHz et le signal radiofréquence RF se situe aux alentours de 433 MHz. On peut redescendre à 2OkHz pour le signal basse fréquence BF ou aller jusqu'au

GigaHz pour le signal radiofréquence RF en fonction des bandes de fréquences disponibles pour différents pays (315MHz pour l'Asie, 868Mhz pour certains pays d'Europe ou 915Mhz en Amérique etc.). En fonction de la réponse, les antennes A déterminent si le badge ID est autorisé à ouvrir les portières du véhicule, ou s'il est autorisé à démarrer le véhicule. On notera que dans un exemple non limitatif, pour que le badge ID soit autorisé à ouvrir les portières, l'utilisateur doit par exemple toucher une poignée de porte. A cet effet, les poignées comprennent des détecteurs appropriés. Les antennes extérieures AX permettent de déterminer une première zone de communication avec le badge ID pour autoriser un accès véhicule. Cette zone est définie par le champ magnétique émis par lesdites antennes. Les antennes extérieures AX doivent donc garantir au moins une distance minimale à partir de laquelle le badge ID est autorisé à accéder au véhicule. Les antennes intérieures AI permettent de déterminer une deuxième zone ZO de communication avec le badge ID pour autoriser un démarrage. Cette zone est définie par le champ magnétique émis par les antennes intérieures. Les antennes intérieures AI doivent donc garantir une zone fixe à partir de laquelle le badge ID est autorisé à démarrer le véhicule, cette zone étant l'habitacle VH du véhicule V.

On notera que en pratique, le champ magnétique émis par ces antennes intérieures AI a une couverture plus grande que l'habitacle VH mais est limité par la carcasse métallique de l'habitacle VH du véhicule V et déborde par les ouvertures des fenêtres.

La détection du badge ID dans la deuxième zone ZO est basé sur le fait que le badge est initialisé avec une valeur de seuil fixe SO fonction d'un champ magnétique reçu BO appelé champ nominal. De manière non limitative, cette valeur de seuil fixe SO est une puissance PO correspondant au champ nominal BO.

On rappelle qu'un champ magnétique reçu Br par le badge ID est fonction du champ magnétique émis Be du dispositif d'antennes A, ce dernier définissant la zone ZO autour de lui représentatif de son champ magnétique Be que l'on a appelé également zone de communication. La Figure 2 illustre la position du badge ID par rapport à une antenne A du dispositif d'antennes en fonction du champ magnétique Be de cette antenne A et donc du champ magnétique Br reçu correspondant.

On peut voir que plus le badge ID se situe loin d'une antenne A émettant un champ magnétique émis Be, plus le champ magnétique reçu Br correspondant est faible. Lorsque le badge ID se trouve au même endroit que l'antenne A, le champ magnétique reçu Br est théoriquement égal au champ magnétique émis Be.

Le champ magnétique nominal BO correspond donc à zone ZO de communication nominale dans laquelle un badge ID peut communiquer avec une antenne A et le dispositif d'émission-réception DER.

Lorsque le badge ID est en dehors de cette zone ZO (le champ magnétique reçu Br est inférieur au champ magnétique reçu nominal BO), le badge ID ne répond pas aux signaux envoyés par le dispositif d'antennes A ou envoie une réponse radiofréquence RF volontairement erroné. Cela veut dire qu'il se situe à l'extérieur de l'habitacle VH du véhicule. Dans le cas contraire, il répond en émettant un signal radiofréquence RF. On notera que ce champ magnétique nominal BO est fixé de manière à éviter les champs magnétiques parasites Bb provenant des perturbations radio comme illustré sur la Figure 2 et sa valeur est supérieure à la valeur des champs magnétiques parasites.

La Figure 3 illustre un exemple de positionnement du badge ID par rapport à une antenne intérieure AIl .

L'antenne AIl émet un champ magnétique Be à une puissance de 15 Watts. La valeur de seuil fixe SO est fixée à PO = 5 Watts. Le badge ID, lorsqu'il est à la position IDl, reçoit un champ magnétique BrI dont la puissance Pl est de 4,5 Watts et donc inférieure au seuil fixe SO; il se situe donc à l'extérieur de la

zone ZO définie par le seuil SO ne communiquera donc pas avec l'antenne AIl et le dispositif d'émission-réception DER.

Le badge ID, lorsqu'il est à la position ID2, reçoit un champ magnétique Br2 dont la puissance P2 est de 5,5 Watts et donc supérieure au seuil fixe SO; il se situe donc dans la zone de communication ZO et communiquera donc avec l'antenne AIl et le dispositif d'émission-réception DER.

Ainsi, le procédé de détection du badge ID pour savoir s'il se trouve dans la zone de communication ZO d'une antenne, en particulier une antenne intérieure AI s'effectue de la manière suivante comme illustré à la Figure 4.

Dans une étape initiale 0), lors de la fabrication du badge ID, on écrit la valeur de seuil fixe SO dans une mémoire du badge ID, par exemple une mémoire réinscriptible type EEPROM.

Puis, lors de l'utilisation du badge ID et du dispositif d'antennes A, c'est-à-dire en mode de fonctionnement,

Dans une première étape 1), on émet un signal de calibrage S CAL appelée également trame de calibrage en direction du dispositif d'antennes A à une puissance initiale PI déterminée pour déterminer une puissance de réglage PR pour le dispositif d'antennes A. Une telle émission de signal est illustrée à la Figure 5.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le signal de calibrage S CAL est déclenché en fonction d'un événement particulier. Dans un exemple non limitatif, l'événement particulier est un accès véhicule. En effet, un accès de véhicule est représentatif d'un changement de l'environnement du dispositif d'antennes A, qu'une variation de températures (dues par exemple aux différentes saisons), qui influe sur les composants du dispositif d'antennes et entraîne par conséquent une variation de son impédance Z et donc de son champ magnétique émis Be.

Dans un autre exemple non limitatif, l'événement particulier est une variation de tension d'alimentation, ici la tension batterie Ubat (qui peut varier après un démarrage moteur ou un arrêt moteur par exemple). Cela permet de prendre en compte ces variations dans le calibrage, ces variations influant sur le courant circulant dans le dispositif d'antennes. On compense ainsi ces variations de tensions batterie, puisque l'on mesure dans ce cas le courant Irm après une variation de tension batterie.

Le but de cette étape est donc de prendre en compte les variations de l'impédance Z du dispositif d'antennes A dans la détermination du champ magnétique émis Be par le dispositif d'antennes A et par conséquent dans la détermination d'une puissance de réglage PR à appliquer au dispositif d'antennes A.

On prend ainsi en compte les variations d'impédance Z qui apparaissent au cours de l'utilisation du dispositif d'antenne(s) dans le véhicule, donc lors de son fonctionnement.

On notera que le signal de calibrage S C AL est inintelligible par l'objet d'identification ID. Ainsi, bien que l'objet d'identification ID le reçoive, il ne répond pas à ce signal S CAL. Cela évite au badge une période d'activation- désactivation supplémentaire pour recevoir ce signal. Ainsi, le badge ID recevra plus rapidement les données comprises dans le signal fonctionnel S_FONC qu'il va recevoir par la suite.

Ainsi, dans une première sous-étape la), on détermine une puissance initiale

PI, pour envoyer le signal de calibrage S CAL.

La puissance initiale PI est obtenue au moyen d'une tension de calibrage UC de rapport cyclique initial αl correspondant à un courant initial théorique Ith.

On notera que ce courant initial théorique Ith est déterminé de façon expérimentale par des essais sur véhicules. Sa valeur varie selon le type de véhicule V.

Dans un mode de réalisation non limitatif, cette tension est carrée. Cela permet d'éviter une dissipation d'énergie dans l'étage de puissance permettant d'appliquer cette tension décrite plus loin. En effet, il existe une consommation d'énergie calorifique uniquement lors des phases de transitions contrairement à une tension type sinusoïdale où la consommation est nettement plus importante. . Cet étage de puissance ne chauffe donc pas trop.

Dans une deuxième sous-étape Ib), lors de l'envoi du signal de calibrage S CAL, on mesure le courant réel Irm circulant dans le dispositif d'antennes A. En effet, bien que l'on applique une puissance initiale PI correspondant au courant initial théorique Ith, en raison de l'impédance Zr du dispositif d'antennes A, le courant circulant dans ledit dispositif n'est en pratique pas égal au courant initial théorique Ith. La mesure du courant Irm circulant dans le dispositif d'antennes A peut être effectuée de manière simple par un détecteur d'amplitude crête C décrit plus loin. Ce courant Irm est un courant alternatif dont le spectre de fréquence comporte des harmoniques h. Dans la Figure 6, les harmoniques de rang 1 à 5 sont représentées dans un exemple simplifié et non limitatif.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif d'antennes A est accordé à la fréquence d'émission (la fréquence étant par exemple de 125kHz). Cela permet d'émettre un champ magnétique plus important en amplitude à la fréquence d'émission, et d'avoir un filtre passe-bande FL. Le filtre passe-bande FL permet ainsi de réduire l'amplitude des harmoniques h (sauf pour l'harmonique de rang 1).

En effet, à l'émission, du côté du dispositif d'antennes A, la valeur du courant Irm circulant dans le dispositif d'antennes A est égale à la somme des harmoniques h qui sont présentes dans la bande passante du filtre compris dans le dispositif d'antennes A. Selon la sélectivité du filtre, on aura toutes les harmoniques si le filtre est large bande tel que représenté en FLl sur la Figure 6, ou une partie seulement des harmoniques si le filtre est bande étroite tel que

représenté en FL2 sur la Figure 6. A l'émission donc, la valeur du champ émis Be est fonction de ce courant Irm avec des harmoniques h.

A la réception, du côté du badge ID, la valeur du courant Irm qui est prise en compte est égale uniquement à l'harmonique hl de rang 1 appelé fondamental. En effet, le champ magnétique reçu Br (et par conséquent la valeur de seuil fixe SO) correspond au champ magnétique émis Be à la valeur du fondamental uniquement et non à la somme des harmoniques.

II est donc nécessaire de déterminer précisément la puissance émise sur l'harmonique hl de rang 1 pour permettre d'émettre un champ magnétique émis Be correspondant précisément au champ nominal BO et donc au seuil fixe SO du badge ID. On doit par conséquent effectuer une mesure de courant Irm de manière à éliminer le plus possible les harmoniques autres que le fondamental h 1.

Ceci est effectué au moyen de la tension de calibrage UC de rapport cyclique initial αl qui permet d'obtenir la puissance initiale PL

Lorsque la tension de calibrage UC est un signal carré quelconque, toutes les harmoniques du courant mesuré Irm peuvent être présentes telles qu'illustrées à la Figure 6.

Dans un premier mode de réalisation non limitatif, la tension de calibrage UC est une tension symétrique. Comme on peut le voir sur la Figure 7, dans ce cas, les harmoniques de rang pair du courant mesuré Irm ont été supprimées. Comme on peut le voir, la tension UC est symétrique par rapport au point PT. La tension UC symétrique va permettre d'obtenir une génération précise et une mesure précise de la puissance initiale PI correspondante sur l'harmonique hl de rang 1 en supprimant des courants parasites dus aux autres harmoniques.

En effet, lors d'une représentation en fréquence, une harmonique de rang n est représentée par le terme a _n cosnωt + b _n sinnωt.

La tension UC est une fonction impaire, soit f(-x) = -f(x), son développement en série de Fourier ne comporte donc que des termes en sinus, les coefficients a _n étant nuls.

Ainsi, en sachant que Cn = j J f(x) e ^"Jnωx dx et Cn = ₂ (an-jbn) on obtient Cn = j (2E/πn) sin (nπαl).sin(n(π/2)) et bn = (4E/πn).sin (nπαl).sin(n(π/2))

avec ω = 2π/T, avec T la période et E l'amplitude de la tension d'alimentation Ubat du dispositif d'antennes.

La série de Fourier correspondant au signal tension symétrique UC est donc égale à : f(x) = σ (4E/πn).sin (nπαl).sin(n(π/2)).sin nωx, avec n = 1, ...,∞ soit

f(χ) = σ (4E/(π(2p+l))).sin ((2p+l) παl).sin((2p+l)(π/2)).sin (2p+l) ωx, avec p = 0, ...,∞ ce qui donne le spectre avec les harmoniques à la Figure 7.

La valeur du fondamental hl est donnée par : hl = (4E/π).sin παl. sin ωx

Par ailleurs, on notera que le fait d'avoir une tension carrée évite une dissipation d'énergie dans les transistors de l'étage de puissance P. En effet, il existe une consommation d'énergie calorifique uniquement lors des phases de transitions contrairement à une tension type sinusoïdale où la consommation est nettement plus importante. Cet étage de puissance P ne chauffe donc pas trop.

On notera que la valeur du rapport cyclique αl ajustable permet de régler la valeur de la puissance initiale PL

Ainsi, la tension symétrique carré permet d'une part de régler la puissance initiale émise PI à une valeur voulue correspondant à la zone de communication ZO voulue (et donc de générer de façon précise la puissance émise PI) et d'autre part d'obtenir une mesure précise de la puissance réelle émise PI correspondant à la puissance reçue effective du badge ID car les harmoniques de rang pair sont supprimées.

Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, la tension de calibrage UC comporte un rapport cyclique de 1/3 qui correspond à un décalage de π /3 du signal tension UC. Comme on peut le voir à la Figure 8, dans ce cas, les harmoniques de rang multiples 3 du courant mesuré Irm ont été supprimées.

On notera que les deux modes de réalisation peuvent se combiner. Dans ce cas, comme on peut le voir à la Figure 9, il ne reste plus que les harmoniques de rang 1 et 5, cette dernière étant négligeable.

Ainsi, on obtient une mesure précise du courant Irm circulant dans le dispositif d'antennes A. Le courant mesuré Irm est donc dans ce cas représentatif de l'amplitude du fondamental du champ magnétique émis.

Par conséquent, on peut en déduire la puissance initiale émise PI (et donc le champ magnétique émis Be) par le dispositif d'antennes A correspondant précisément à la puissance reçue Pr en sachant que le champ magnétique émis Be est proportionnel au courant mesuré Irm.

On rappelle que de manière connue de l'homme du métier, un champ magnétique B comporte trois composantes dans un espace orthogonal x, y, z telles qu'illustrées à la Figure 10 qui sont les suivantes.

B _μ = (Ae Im/2πd ³ ) * cos θ, B _θ = (Ae Im/4πd ³ ) * sin θ, et

Bφ = 0.

avec Ae la surface effective d'une antenne par laquelle s'écoule le champ magnétique B, d la distance qui permet une mesure du champ magnétique B à partir du centre de l'antenne.

On rappelle également que Ae = N _w *A*μ _rod avec N _w le nombre de spires dans l'antenne _, A la section transversale de la ferrite des spires, et μ _rod la perméabilité apparente de la ferrite.

On notera que la tension de calibrage UC peut être obtenue au moyen d'un étage de puissance P à pont en H avec commande à pont complet décrit plus loin.

Dans une troisième sous-étape Ic), le courant mesuré Irm est comparé au courant initial théorique Ith. La différence va permettre de déterminer l'impédance réelle Zr du dispositif d'antennes A et par conséquent de déterminer la puissance de réglage PR à appliquer au dispositif d'antennes A.

On rappellera que pour obtenir une zone ZO autour du dispositif d'antennes A correspondant à l'habitacle du véhicule VH, on détermine un champ émis Be correspondant à une puissance PR. Ce champ que l'on veut obtenir dont la valeur est donc connue correspond donc à un courant Iv connu. Pour alimenter le dispositif d'antennes A avec ce courant Iv connu et voulu, il faut régler la puissance PR dudit dispositif d'antennes en prenant en compte son impédance Zr. La puissance de réglage PR est réglée au moyen d'une tension fonctionnelle UF de rapport cyclique de réglage α2.

Dans une quatrième sous-étape Id), on détermine donc un rapport cyclique de réglage α2.

Le calcul du rapport cyclique de réglage α2 se déduit de la manière suivante. On a Irm = (Ubat *sin(αlπ)) /Zr, d'où Zr = (Ubat *sin (αl π ))/Irm et Iv = (Ubat sin(α2 π)) /Zr

d'où sin(α2π ) = (Zr*Iv)/Ubat = (Ubat*sin (αlπ )*Iv)/(Iτm*Ubat)

= sin (αl π)*(Iv/Irm) d'où α2 = (1/π ) * Arcsin ( sin (αlπ )*(Iv/Irm) ) [1]

On peut remarquer qu'en pratique, dans le calcul [1] du rapport cyclique de réglage α2, l'impédance réelle Zr du dispositif d'antennes A n'intervient plus.

Dans un premier mode de réalisation non limitatif, le rapport cyclique de réglage α2 est calculé au moyen d'un microprocesseur du dispositif d'émission-réception DER décrit plus loin.

Dans un deuxième mode de réalisation plus simple et plus rapide, le rapport cyclique de réglage α2 est défini en fonction d'une table de correspondance pré-remplie (non représentée) en utilisant la formule sin (αl π)/sin (α2 π) = Irm/Iv [2]. Dans cette table, à chaque différence entre le courant mesuré Irm circulant dans le dispositif d'antennes lors de l'envoi d'un signal de calibrage S CAL et le courant théorique Ith, on récupère dans la table le rapport cyclique de réglage α2 correspondant à un courant fonctionnel voulu Iv et qui prend en compte les variations de l'impédance Zr du dispositif d'antennes A. Une telle table se présente de la manière suivante :

Avec IvI, Iv2, Iv3 etc.. les différentes valeurs du courant voulu Iv, Irml, Irm2, Irm3 etc.. , les différentes valeurs du courant mesuré Irm circulant dans le dispositif d'antennes A et α21 π _... α2 ₂₁ ...α2 ₃₁ etc...les différentes valeurs de rapport cyclique de réglage correspondantes.

L'application de la formule [1] ou encore Le choix du rapport cyclique de réglage α2 dans cette table de correspondance revient à utiliser une courbe CZ représentative de l'impédance réelle Zr pour déterminer le rapport cyclique de réglage α2 à appliquer au dispositif d'antennes A, comme illustré sur le diagramme de la Figure 11 dans un exemple non limitatif.

En abscisse, est représenté le rapport cyclique α et en ordonnée le courant I. Comme on peut le voir, pour un courant initial théorique Ith, on applique une tension de rapport cyclique initial αl . La correspondance entre ce rapport cyclique initial αl et le courant initial théorique Ith se situe sur une courbe CZth représentative de l'impédance théorique Zth du dispositif d'antennes A. On mesure le courant réel Irm circulant dans le dispositif à ce rapport cyclique initial αl . La correspondance entre ce rapport cyclique αl et le courant réel mesuré Irm se situe sur une courbe représentative de l'impédance réelle Zr du dispositif d'antennes A. Deux courbes maximum CZrmax et minimum CZrmin de cette impédance réelle Zr sont représentées. Dans l'exemple, on a pris la courbe CZmax correspondant au maximum de l'impédance réelle Zrmax. Enfin, on détermine pour un courant voulu Iv le rapport cyclique de réglage correspondant α2 en prenant la courbe de l'impédance réelle Zr, soit ici CZrmax et en faisant une projection sur l'axe des abscisses.

On a donc trouvé le rapport cyclique de réglage α2 de manière à appliquer la tension fonctionnelle UF voulue pour obtenir une puissance voulue PR dans le dispositif d'antennes A. On notera que la tension fonctionnelle UF peut être obtenue au moyen d'un étage de puissance P à pont en H avec commande à pont complet et à demi- pont décrit plus loin.

Cette première étape 1) de calibration correspond donc à une auto-calibration du système de détection SYS pour déterminer la puissance de réglage PR. En effet, aucun appareil de mesure extérieur n'est nécessaire à cette calibration.

De plus, cette auto-calibration est dynamique car elle est lancée pendant le

fonctionnement du dispositif d'antenne(s), et non pas lors de sa mise au point du dispositif d'antenne(s) en usine par exemple.

Dans une deuxième étape 2), après avoir envoyé le signal de calibrage S CAL, on émet donc un signal fonctionnel S FONC appelée également trame fonctionnelle en direction du dispositif d'antennes A, comme illustré à la

Figure 5, à la puissance de réglage PR déterminée ci-dessus de sorte que le dispositif d'antennes A émette un champ magnétique Be déterminé correspondant à la zone ZO voulue et plus particulièrement à l'habitacle véhicule VH dans l'exemple pris de l'application véhicule.

Dans une troisième étape 3), on mesure le champ magnétique reçu Br par l'objet d'identification ID correspondant au champ magnétique émis Be du dispositif d'antennes A. Cette mesure est effectuée au moyen d'un dispositif de mesure type RSSI d'un amplificateur («Received Signal Strength Indication») bien connu de l'homme du métier compris dans l'objet d'identification ID.

Dans une quatrième étape 4), on compare le champ magnétique reçu Br avec le champ magnétique nominal BO. Cette comparaison est effectuée dans l'objet d'identification ID.

Dans une cinquième étape 5), on détermine si le badge ID se trouve dans la zone ZO autour du dispositif d'antennes A en fonction de cette comparaison. Ainsi, le badge ID se trouve dans la zone ZO autour du dispositif d'antennes A, et donc à l'intérieur de l'habitacle VH véhicule, si le champ magnétique reçu Br est supérieur au champ magnétique nominal BO. Le badge ID renvoie donc une réponse affirmative REPOK à un dispositif de commande DC du dispositif d'émission-réception DER, comme illustré à la Figure 5. Ce dernier autorise donc un démarrage véhicule par exemple. Par contre, le badge ID se trouve à l'extérieur de la zone ZO, et donc en dehors de l'habitacle VH véhicule, si le champ magnétique reçu Br est inférieur au

champ magnétique nominal BO. Dans ce cas, soit le badge ID ne renvoie aucune réponse, il fait comme s'il n'avait pas reçu le signal fonctionnel S FONC du dispositif d'antennes A, soit il renvoie une réponse REPNOK négative au dispositif de commande DC, comme illustré à la Figure 5. Ce dernier interdit donc tout démarrage véhicule par exemple.

Dans une autre variante, qu'il soit à l'intérieur ou à l'extérieur de la zone ZO, le badge ID envoie systématiquement une réponse REP comprenant le résultat de la comparaison.

Le procédé qui a été décrit est mis en oeuvre par un système de détection SYS illustré dans un mode de réalisation non limitatif à la Figure 12 et comprenant

- un dispositif d'émission-réception DER comprenant :

- un dispositif de commande DC, - un étage de puissance P,

- un dispositif de mesure de courant C,

- un récepteur RE de signaux pour notamment recevoir une réponse REPOK, REPNOK du badge d'identification ID en fonction de la comparaison effectuée entre le champ magnétique reçu Br et le champ magnétique nominal BO.

- le dispositif d'antennes A, et

- un récepteur-émetteur, ici, le badge d'identification ID.

On notera que selon un mode de réalisation non limitatif, tous les éléments du dispositif d'émission-réception DER se trouvent sur une même carte électronique. Cela permet un dialogue plus rapide et plus fiable entre ces différents éléments. Au contraire, lorsque ces éléments sont séparés, les liaisons de communication les reliant peuvent être plus facilement perturbés et les débits de ces liaisons peuvent être plus faibles.

Le badge d'identification ID étant connu de l'homme du métier, il n'est pas décrit ici.

Les autres éléments sont décrits plus en détail ci-après.

« Le dispositif d'antennes A.

Dans un premier mode de réalisation non limitatif, le dispositif d'antennes A est composé d'un circuit RL. Ce dernier nécessite d'amplifier la tension d'alimentation du dispositif d'antennes pour permettre une émission de champ magnétique approprié. Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, le dispositif d'antennes A est composé d'un circuit RLC. Ce dernier permet à partir de la tension d'alimentation du dispositif d'antennes A, qui est ici la tension batterie Ubat du véhicule V, d'amplifier directement le courant I circulant dans le dispositif d'antennes A pour permettre une émission de champ magnétique approprié, sans utiliser d'asservissement en tension contrairement au premier mode de réalisation. C'est donc une solution plus simple à mettre en oeuvre pour obtenir une amplification. Ce circuit RLC fait également office de filtre passe- bande comme vu précédemment.

• Le dispositif de commande DC comporte quant à lui :

- un émetteur EM de signaux pour notamment :

- émettre les signaux de calibrage S CAL en direction du dispositif d'antennes A,

- émettre les signaux fonctionnels S FONC en direction du dispositif d'antennes A,

- émettre des signaux de commande en direction de l'étage de puissance P pour fournir la tension d'alimentation Ubat au dispositif d'antennes A,

- un comparateur CMP de courant Irm, Ith, et

- un organe de calcul CALC (par exemple un microprocesseur ou un ASIC) permettant notamment d'adapter les rapports cycliques αl et α2 des tensions de calibrage UC et fonctionnelle UF.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de commande DC peut en outre comporter : le récepteur RE de signaux pour notamment recevoir une réponse REPOK, REPNOK du badge d'identification ID en fonction de la comparaison effectuée entre le champ magnétique reçu Br et le champ magnétique nominal BO.

• L'étage de puissance P.

Il fournit la tension de calibrage UC permettant de régler la puissance initiale PI et la tension fonctionnelle UF permettant de régler la puissance de réglage PR du dispositif d'antennes A.

Dans un mode de réalisation non limitatif, l'étage de puissance P est à pont en H avec commande à pont complet ou à demi -pont. Il est illustré à la Figure 13. Il comporte en particulier quatre interrupteurs Sl à S4.Ces interrupteurs sont dans un exemple non limitatif des transistors type MOSFET.

Afin de fournir une tension, l'étage de puissance P fonctionne en pont complet de la manière suivante. L'exemple est pris pour une tension symétrique tel qu'illustré à la Figure 7.

- Entre les intervalles tO-tl et t2-t3, soit tous les interrupteurs sont ouverts, soit les interrupteurs S2 et S4 sont fermés, soit les interrupteurs Sl et S3 sont fermés, les autres étant ouverts. La tension UC est nulle.

- Entre l'intervalle tl-t2, les interrupteurs S1-S4 sont fermés, les autres étant ouverts. La tension UC est positive.

- Entre l'intervalle t3-t4, les interrupteurs S2-S3 sont fermés, les autres étant ouverts. La tension UC est négative.

Les deux diagonales du pont sont commandées par deux signaux de commande retardés l'un par rapport à l'autre d'une demi-période permettant ainsi d'obtenir la symétrie.

Lorsque l'étage de puissance P fonctionne en pont complet, la tension obtenue permet d'obtenir une première gamme de courants Gl = [111 - 112].

L'étage de puissance P fonctionne de la manière suivante en demi-pont tel qu'illustré à l'exemple de la Figure 14. On notera que l'interrupteur S4 est toujours fermé. - Entre les intervalles tO-tl et t2-t3, soit les trois autres interrupteurs S1-S2-S3 sont ouverts, soit l'interrupteur S2 est fermé, les deux autres S1-S3 étant ouverts. La tension UC/UF est nulle.

- Entre l'intervalle tl-t2, l'interrupteur Sl est fermé, les deux autres S2-S3 étant ouverts. La tension UC/UF est positive. Ou l'interrupteur S2 est fermé, les deux autres S1-S3 étant ouverts. La tension UC/UF est négative.

Lorsque l'étage de puissance P fonctionne en demi-pont, la tension obtenue permet d'obtenir une deuxième gamme de courants G2 = [ 121 - 122] plus petite que la première gamme et notamment deux fois plus petite.

Ainsi, l'étage de puissance P est utilisé pour obtenir la puissance initiale PI via la tension de calibrage UC mais également la puissance de réglage PR via la tension fonctionnelle UF.

Ainsi, selon le courant voulu Iv que l'on veut obtenir, on utilise l'étage de puissance P en pont complet (grande gamme de courants Gl) ou à demi-pont (petite gamme de courants G2).

Cela permet d'obtenir un champ magnétique Be via le dispositif d'antennes A régulé selon le type de véhicule voulu. En effet, par exemple pour les véhicules type familial, on utilisera un pont complet pour fournir un champ magnétique émis Be correspondant à une zone ZO délimitant l'habitacle VH de ce véhicule familial, tandis que pour des véhicules type coupé dont

l'habitacle est plus petit, on utilisera un demi-pont pour fournir un champ magnétique émis Be correspondant à cet habitacle différent et plus petit. Ainsi, grâce à ce fonctionnement en pont complet ou demi-pont, on a une couverture de champ adapté selon le type de véhicule sans changer de circuit RLC dans le dispositif d'antennes A et donc sans avoir besoin d'adapter la résistance R de ce circuit. Le dispositif de commande DC sera juste programmé selon le type de véhicule V pour faire fonctionner l'étage de puissance P de manière adéquate.

Par ailleurs, on notera que pour un même véhicule on peut également avoir besoin d'une large gamme de courants, par exemple dans le cas où il existe une grande variation de la tension batterie Ubat du véhicule. En effet, la puissance de réglage PR nécessaire pour envoyer les signaux fonctionnels S_FONC est fonction de cette tension batterie et de l'impédance du dispositif d'antennes Zr. Afin de compenser les variations de la tension batterie Ubat, on règle le rapport cyclique de réglage α2 de façon adéquate. Par exemple, pour une forte tension batterie, on fait fonctionner l'étage de puissance P en demi-pont, tandis que pour une faible tension batterie, on le fait fonctionner à pont complet. Afin d'obtenir une plage continue entre les deux gammes de courants Gl et G2, dans un mode de réalisation non limitatif, le rapport cyclique de réglage α2, est compris dans l'intervalle [1/6 - 1/2]. Ceci est illustré à la Figure 15 représentant un diagramme rapport cyclique - courant. En abscisse est représenté le rapport cyclique α, en ordonnée le courant I. En ordonnée, on peut voir les limites respectives 111, 112 et 121, 122 des deux gammes Gl et G2. Lorsque le rapport cyclique α2 varie dans l'intervalle [1/6 - 1/2], on peut voir que lorsque l'on fonctionne à demi-pont 1/2H, on se trouve sur la courbe CG2 de la deuxième gamme de courant G2. Par contre lorsque l'on fonctionne à pont complet H, on se trouve sur la courbe CGl de la première gamme Gl . Enfin, on peut voir que lorsque l'on passe du fonctionnement demi-pont à pont complet, on passe de la gamme G2 à Gl de façon continue, c'est-à-dire sans saut dans les valeurs de courant I.

Dans un autre mode de réalisation, si le rapport cyclique α2 varie dans l'intervalle [1/6 - α max'] avec α max' inférieur à 1/2, comme illustré sur la Figure 15, on peut voir qu'il y a un saut dans les valeurs de courant lorsque l'on passe du demi-pont au pont complet. Dans ce cas, certaines valeurs de courant ne peuvent donc pas être prises en compte pour déterminer la puissance du dispositif d'antennes A. Ce sont celles comprises dans l'intervalle 122' et 122 hachuré. Dans ce dernier mode, afin d'assurer la continuité, il faut prendre la limite inférieure αmin de l'intervalle inférieur à 1/6.

• Le dispositif de mesure de courant C.

Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de mesure de courant est un détecteur d'amplitude crête. C'est un moyen simple pour mesurer le courant. Il permet de mesurer l'amplitude maximale du courant, ce qui suffit car les harmoniques gênantes ont été supprimées par la commande symétrique et le rapport cyclique de 1/3. Ainsi, cette mesure va donner la valeur du fondamental de ce courant. Il est composé de manière classique d'une diode et d'une capacité tel qu'illustré à la Figure 12.

Il envoie la valeur du courant mesuré Im à l'organe de calcul CALC tel qu'illustré à la Figure 12. Bien entendu d'autres moyens de mesure du courant peuvent être utilisés.

Par exemple, le dispositif de mesure de courant C peut être un dispositif d'échantillonnage numérique ou encore un dispositif qui effectue un redressement de courant puis une moyenne du courant redressé.

On notera que le dispositif d'antennes A comporte une ou plusieurs antennes. Dans l'exemple non limitatif décrit, il comporte une pluralité d'antennes comme vu précédemment. Dans ce cas pratique, pour chaque antenne du dispositif d'antennes A, on règle le courant dans l'antenne pour obtenir un champ magnétique nominal BO associé et correspondant à la zone ZO de communication entre le badge ID et l'antenne. Ainsi, le badge ID comporte

une pluralité de valeur de seuil fixe SO, associée à chaque antenne du dispositif d'antennes A.

On notera que l'exemple pris a été décrit avec une antenne intérieure. On pourra bien entendu appliquer le procédé à une antenne extérieure si nécessaire.

De plus, on notera que les exemples ont été pris avec un dispositif d'antennes A émettant des signaux basse fréquence et un objet d'identification ID émettant des signaux radiofréquence, mais bien entendu d'autres exemples peuvent être pris avec des émissions de signaux à d'autres fréquences.

Ainsi, l'invention présente les avantages suivants :

- Elle permet de maîtriser la valeur du champ magnétique émis par le dispositif d'antennes A en régulant la puissance à l'émission ce qui permet d'obtenir un seuil fixe pour l'objet d'identification et est plus simple à gérer qu'un seuil variable pour ledit objet;

- En programmant l'objet d'identification ID avec un seuil fixe déterminé, cela permet d'éviter les perturbations radio et donc les champs magnétiques parasites; - Par ailleurs, ce seuil est fixe pour tous les véhicules ce qui permet d'avoir un objet d'identification ID universel fonctionnant avec tous les véhicules, la zone de communication ZO étant adaptée seulement par la puissance d'émission Pe et donc par le courant I circulant dans le dispositif d'antennes A; - La puissance est régulée au moyen d'une régulation de rapport cyclique qui est moins coûteuse qu'une régulation en tension avec rapport cyclique fixe;

- La régulation de rapport cyclique se fait en fonction du courant qui est plus efficace et précis qu'un réglage en fonction de la tension batterie car les variations de l'impédance Zr du dispositif d'antennes A sont compensées contrairement à une solution qui effectuerait une régulation de la tension d'alimentation Ubat;

- La commande en pont en H symétrique permet de ne pas émettre les harmoniques paires et par conséquent de réduire les problèmes de compatibilité électromagnétiques appelées CEM;

- La commande de calibration symétrique avec un rapport cyclique de 1/3 permet de réaliser une mesure précise du courant avec un moyen simple de mesure tel que le détecteur amplitude crête;

- La commande avec une tension carrée permet d'éviter aux transistors de l'étage de puissance de trop chauffer;

- Elle permet d'obtenir une large gamme de courants si nécessaire, pour un même véhicule ou pour des véhicules différents, sans avoir besoin d'adapter le circuit du dispositif d'antennes A;

- L'étape de calibration, qui permet de déterminer une puissance de réglage afin de déterminer la valeur du champ magnétique émis par le dispositif d'antenne(s), est dynamique car elle se fait pendant le fonctionnement du dispositif d'antenne(s);

- L'étape de calibration dynamique ne nécessite aucun appareil de mesure supplémentaire externe, contrairement à des étapes de calibration statiques qui se font en amont, c'est-à-dire pendant le montage d'un dispositif d'antenne(s) (c'est-à-dire lors de sa mise au point) dans un véhicule (donc avant même la mise en production et en vente du véhicule);

- Elle permet de maîtriser la valeur du champ magnétique émis par le dispositif d'antennes lors de son utilisation dans un véhicule en prenant en compte les variations de l'impédance du dispositif d'antenne(s) de manière à obtenir un seuil fixe pour l'objet d'identification; ces variations d'impédance apparaissant au cours de l'utilisation du dispositif d'antenne(s);

- Le système de détection comprenant le dispositif d'antenne(s) et l'objet d'identification permet d'effectuer une auto-calibration de dispositif d'antenne(s) sans appareil de mesure extérieur.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'application décrite du véhicule automobile, mais peut être utilisée dans toutes applications faisant intervenir une antenne basse fréquence et un objet d'identification telle qu'une application domotique par exemple.