La présente invention concerne un procédé et un dispositif de diagnostic d'antenne.

La présente invention peut trouver son application par exemple, mais non exclusivement, dans un système d'accès « mains libres » pour un véhicule automobile. Un tel système permet d'accéder à un véhicule automobile, et éventuellement de le démarrer, sans avoir à utiliser de clé mécanique. L'utilisateur du véhicule est alors simplement muni d'une carte électronique (appelée aussi par la suite badge) qui est détectée et reconnue par un dispositif de commande et de gestion associé à des antennes disposées à bord du véhicule. Si le badge est identifié par le dispositif de commande et de gestion comme étant un badge autorisé pour le véhicule, l'utilisateur portant ce badge peut pénétrer à l'intérieur du véhicule en saisissant simplement une poignée de portière.

Dans le cas de l'accès à bord d'un véhicule, le dispositif de commande et de gestion comporte un circuit intégré basse fréquence. Ce dispositif est placé dans le véhicule et transmet un signal à l'aide d'une porteuse d'une fréquence de 125 kHz par exemple. Lorsque le badge reçoit un tel signal, il envoie à son tour un message de confirmation (par exemple un signal UHF de 433 MHz) avec un identifiant. Si cet identifiant est reconnu, le dispositif de commande et de gestion autorise le déverrouillage des portières du véhicule;

À chaque dispositif de commande et de gestion correspondent plusieurs antennes. À chaque antenne correspond un circuit RLC (Résistance, Inductance, Capacité), ou circuit résonnant. L'antenne proprement dit est formée par l'inductance du circuit correspondant. Dans la pratique, les résistances et les capacités des divers circuits résonnants sont disposées à l'intérieur d'un boîtier dans le véhicule et les inductances correspondantes sont disposées à distance dudit boîtier, par exemple au niveau d'une portière, du coffre...

Comme dans la plupart des systèmes électroniques, le dispositif de commande et de gestion correspondant aux antennes du système « mains libres » présente des moyens, intégrant le plus souvent un convertisseur analogique/digital, permettant de détecter des défauts de fonctionnement au niveau des antennes. Il est notamment possible de déterminer si tout le circuit résonnant associé à une antenne est en court-circuit avec la tension d'alimentation pu bien s'il est en court-circuit avec la masse.

Comme indiqué plus haut, l'inductance (ou self) d'un circuit résonnant est éloignée physiquement du reste du circuit résonnant. Il peut alors être intéressant de détecter un défaut qui apparaîtrait au niveau de l'antenne proprement dite, c'est-à-dire au niveau de l'inductance.

La présente invention a alors pour but de fournir un procédé et un dispositif de diagnostic d'antenne qui permette également de détecter des défauts au niveau de l'antenne proprement dite. La présente invention permettra notamment de détecter si l'inductance formant l'antenne est en court-circuit et/ou si cette inductance est en circuit ouvert. De préférence, le dispositif pourra facilement être intégré à un dispositif de commande et de gestion d'antenne d'un système « mains libres ».

À cet effet, elle propose un dispositif de diagnostic d'une antenne d'un circuit résonnant associé à un amplificateur comportant un premier transistor relié à une tension d'alimentation et un second transistor relié à une masse et une sortie d'amplificateur, le premier transistor et le second transistor étant montés symétriquement et la sortie d'amplificateur se trouvant entre les deux transistors, ledit dispositif comportant des moyens pour évaluer un courant circulant dans une connexion de chacun desdits transistors.

Selon la présente invention, il est proposé que ledit dispositif de diagnostic comporte en outre :

• des premiers moyens pour générer un signal d'entrée reliés au premier transistor,

· des seconds moyens pour générer un signal d'entrée reliés au second transistor, et

• des moyens électroniques présentant une sortie fournissant un signal de sortie représentatif de la différence de potentiel entre la première entrée et la seconde entrée.

De manière originale, il est proposé ici de générer un signal d'entrée au niveau d'un transistor et d'analyser la tension de sortie de l'amplificateur. Cette sortie étant reliée à un circuit résonnant, la tension de sortie de l'amplificateur ne variera pas de la même manière si l'inductance dudit circuit résonnant, c'est-à-dire l'antenne, est en circuit ouvert ou en court-circuit ou bien encore convenablement connectée. En outre, ce dispositif de diagnostic peut également être utilisé en envoyant un signal continu sur l'un puis sur l'autre des transistors pour déterminer s'il y a des problèmes de court-circuit au niveau plus global du circuit résonnant. Ces vérifications étaient déjà réalisées dans l'art antérieur . mais nécessitaient généralement la mise en œuvre d'un convertisseur analogique/digital qui n'est plus nécessaire avec le dispositif de diagnostic proposé par la présente invention.

Dans une forme de réalisation préférée d'un dispositif de diagnostic selon la présente invention, le premier transistor et le second transistor sont par exemple tous deux des transistors à effet de champ à métal oxyde semi-conducteur, connus sous l'appellation MOSFET.

Un dispositif selon l'invention est de préférence intégré dans un circuit et constitue alors un élément d'un circuit intégré à application spécifique.

La présente invention concerne également un dispositif de commande et de gestion d'au moins une antenne, comportant un dispositif de diagnostic tel que décrit ci- dessus. Un tel dispositif est de préférence un circuit intégré à application spécifique.

L'invention concerne en outre un système de gestion « mains libres », comportant un dispositif de commande et de gestion d'au moins une antenne défini au paragraphe précédent. Avantageusement, ce système comporte un dispositif de commande et de gestion et des circuits résonnants comportant chacun au moins une résistance, une capacité et une inductance, le dispositif de commande et de gestion se présente sous la forme d'un circuit intégré à application spécifique monté sur une carte, ladite carte porte également les résistances et les capacités de circuits résonnants, et l'au moins une inductance est déportée par rapport à ladite carte.

L'invention concerne aussi un véhicule automobile, comportant un système de gestion « mains libres » défini au paragraphe précédent.

L'invention propose enfin un procédé de diagnostic d'au moins une antenne d'un circuit résonnant associé à un amplificateur comportant un premier transistor relié à une tension d'alimentation et un second transistor relié à une masse et une sortie d'amplificateur, le premier transistor et le second transistor étant montés symétriquement et la sortie d'amplificateur se trouvant entre les deux transistors, ledit dispositif comportant des moyens pour évaluer un courant circulant dans une connexion de chacun desdits transistors, le procédé comportant les étapes suivantes :

· génération d'un signal par l'un seulement des transistors et excitation de l'antenne concernée par ledit signal, pendant une durée de temps prédéterminée,

• évaluation du courant dans chacune des connexions munies de moyens pour évaluer un courant,

· évaluation du potentiel en sortie d'amplificateur,

• réalisation d'un diagnostic en comparant les résultats des évaluations effectuées aux résultats correspondant aux mesures obtenues lorsque l'antenne concernée est dans des conditions de fonctionnement normales.

Un tel procédé peut être mis en œuvre avec un dispositif tel que ceux décrits ci-dessus. Il présente l'avantage de pouvoir, à moindre coût, réaliser un diagnostic complet d'un circuit résonnant comportant notamment une antenne. Dans un tel procédé, on prévoit avantageusement que trois signaux sont successivement générés, un premier signal continu par l'un des transistors, un second signal continu par l'autre transistor et un signal variable se présentant sous la forme d'au moins une pulsation par un seul transistor. De cette manière, il est possible de détecter un court-circuit au niveau de la sortie de l'amplificateur et aussi une anomalie au niveau de l'antenne.

Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels :

• la figure 1 est une vue schématique d'un circuit oscillant intégrant une antenne et d'un dispositif de commande et de gestion connus de l'art antérieur,

• la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif tel celui de la figure 1 auquel est appliquée la présente invention,

• la figure 3 illustre schématiquement des étapes de mise en œuvre d'un procédé selon la présente invention pour réaliser un diagnostic d'une antenne, et

• la figure 4 est un tableau illustrant les résultats que l'on peut obtenir lors de la mise en œuvre d'un procédé selon la présente invention.

La figure 1 représente un dispositif de commande et de gestion 2 d'une antenne. Sur la gauche de cette figure, on reconnaît le dispositif de commande et de gestion 2 proprement dit qui présente une sortie OUT à laquelle est connecté un circuit résonnant comportant une antenne L.

Le dispositif de commande et de gestion 2 est par exemple réalisé sous la forme d'un circuit intégré à application spécifique, appelé également ASIC, acronyme anglais de Application Spécifie Integrated Circuit.

Le circuit résonnant présente, comme déjà mentionné, l'antenne L ainsi que des résistances et des capacités. Le circuit représenté sur la figure 1 est un circuit classique dans une configuration en demi-pont d'une antenne. Le circuit résonnant correspondant est un circuit RLC dans lequel la résistance est réalisée par deux résistances Rs1 et Rs2 mises en parallèle. De même la capacité est formée d'une capacité Cs1 et d'une capacité Cs2 montées en parallèle. On reconnaît également sur la figure 1 une capacité d'isolation Cfitl . Un tel circuit résonnant est connu de l'homme du métrer et n'est pas décrit plus en détails ici.

On remarque que la figure 1 montre un seul circuit résonnant avec une seule antenne L. Toutefois, le dispositif de commande et de gestion 2 peut comporter plusieurs sorties à chacune desquelles serait raccordé un circuit résonnant comportant une antenne. À titre d'exemple illustratif non limitatif, on peut par exemple prévoir six sorties semblables à la sortie OUT illustrée sur la figure 1 pour un dispositif de commande et de gestion destiné à un système mains libres pour véhicule automobile.

La figure 2 montre un dispositif de commande et de gestion 2' intégrant un dispositif de diagnostic selon la présente invention. Ce dispositif de commande et de gestion 2' intègre également un pilote basse fréquence, connu également sous l'appellation « LF Driver ». De même que pour la forme de réalisation de l'art antérieur montrée sur la figure 1 , on retrouve une sortie ici appelée OUT1 à laquelle est connecté un circuit résonnant de type RLC avec une résistance R, une inductance formée par l'antenne L et une capacité C.

L'antenne L est connectée entre deux points de connexion, un premier point de connexion N1 et un second point de connexion N2. La résistance R est quant à elle connectée entre la sortie OUT1 et le point de connexion N1 tandis que la capacité C est connectée entre le point de connexion N2 et la masse. On retrouve donc ici un montage en demi-pont comme sur la figure 1. De même que pour la figure 1 , on a représenté ici une seule antenne L associée au dispositif de commande et de gestion 2' mais ce dispositif de commande et de gestion est avantageusement muni de plusieurs sorties, non représentées, à chacune desquelles est raccordé un circuit résonnant tel le circuit résonnant RLC illustré sur la figure 2.

Dans une forme de réalisation préférée, le dispositif de commande de gestion 2' est un circuit intégré à application spécifique, ou ASIC, monté sur une carte de circuit imprimé. Cette carte de circuit imprimé, appelée PCB sur la figure 2 (acronyme anglais « Printed Circuit Board »). Comme illustré sur la figure 2, la carte PCB reçoit également la résistance R et la capacité C. L'antenne L quant à elle est par exemple intégrée à une portière d'un véhicule automobile.

La figure 2 illustre également de manière schématique un étage de sortie du dispositif de commande et de gestion 2'. L'homme du métier reconnaît sur cette figure un montage symétrique, appelé également montage de type « push-pull », de deux transistors. Dans la forme de réalisation représentée, un premier transistor HS1 est un transistor à effet de champ à métal oxyde semi-conducteur (connu aussi sous le nom « MOSFET »). Ce premier transistor HS1 est de type PNP à canal P. Le drain de ce premier transistor HS1 est relié à l'alimentation du dispositif de commande et de gestion 2'. La source de ce premier transistor HS1 est reliée à la sortie OUT1.

Symétriquement à ce premier transistor HS1 , un second transistor LS1 est prévu. Ce second transistor LS1 est également un transistor MOSFET. Toutefois il s'agit ici d'un transistor NPN à canal N. La source de ce second transistor LS1 est reliée à la masse tandis que le drain de ce second transistor LS1 est relié à la sortie OUT1. Le montage « push-pull » du premier transistor HS1 avec le second transistor LS1 réalise un amplificateur pour un signal appliqué aux grilles de ces transistors. Les moyens permettant de générer ce signal sont intégrés dans le dispositif de commande et de gestion 2' mais ne sont pas représentés sur la figure 2.

On remarque également sur la figure 2 des premiers moyens permettant de mesurer le courant circulant dans le drain du premier transistor HS1. Ces premiers moyens comportent une résistance R_HS1 et un premier dispositif de mesure 4 permettant de mesurer le potentiel aux bornes de la résistance R_HS1. Cette mesure effectuée par le premier dispositif de mesure 4 aux bornes d'une résistance de valeur connue permet de déterminer la valeur du courant traversant cette résistance R_HS1. Si ce courant est en-dessous d'un seuil prédéterminé, un signal l_HS1 en sortie du dispositif de mesure 4 prend la valeur 0 tandis qu'il prend la valeur 1 sinon.

De manière similaire, on a des seconds moyens permettant de mesurer le courant au niveau de la source du second transistor LS1. On retrouve ici une résistance R_LS1 montée entre la source du second transistor LS1 et la masse et aux bornes de laquelle un second dispositif de mesure 6 vient mesurer la tension de manière à déterminer le courant traversant la résistance R_LS1 et donc aussi la source du second transistor LS1. Un signal l_LS1 correspondant au courant circulant au niveau de la source du second transistor LS1. Ce signal prend une valeur nulle (0) si le courant a une intensité inférieure à un seuil prédéterminé et une valeur 1 dans le cas contraire.

Le dispositif de diagnostic intégré au dispositif de commande et de gestion 2' représenté présente, outre les premiers moyens et seconds moyens de mesure de courant, un comparateur 8 qui fournit un signal V_DIAG.

Le comparateur 8 présente deux bornes d'entrée, une borne + et une borne - ainsi qu'une sortie. La borne + est reliée ici à la tension d'alimentation du dispositif de commande et de gestion 2'. La borne - du comparateur 8 est reliée dans la présente forme de réalisation à la sortie OUT1. La sortie du comparateur 8 délivre le signal V_DIAG. Ce dernier est illustratif de la différence de potentiel entre une tension de référence correspondant à la tension d'alimentation du dispositif de commande et de gestion 2' et la tension V_OUT1 de la sortie OUT1. Si la tension V_OUT1 est supérieure à la tension de référence, le signal V_DIAG vaut 1 , et 0 sinon.

L'interrupteur 10 est utilisé pour relier la sortie OUT1 au comparateur s , lorsqu'un diagnostic est réalisé. Les figures 3 et 4 illustrent un procédé de diagnostic selon la présente invention qui va être décrit ci-après en référence à ces figures.

Le procédé de diagnostic proposé ici est tout d'abord destiné à déterminer, comme les procédés de diagnostic connus de l'art antérieur, si la sortie, dans le cas de la figure 2 la sortie OUT1 , est en court-circuit à la tension d'alimentation ou bien si l'un des points de connexion N1 et/ou N2 est en court-circuit. De façon innovante, le procédé propose également de réaliser un test au niveau de l'antenne L pour déterminer si celle-ci est en circuit ouvert ou bien au contraire si ses deux points de connexion N1 et N2 sont en court-circuit.

Le procédé proposé ici commence par exemple par une étape S1 correspondant à un état de repos du dispositif de diagnostic (figure 3) dans lequel l'interrupteur 10 (figure 2) est ouvert. Lorsque le dispositif de diagnostic sort de son état de repos, il est proposé de réaliser une première étape de diagnostic, appelée étape pulsel , ayant pour but de déterminer si le point de connexion N1 et/ou le point de connexion N2 est en court-circuit à la masse.

Pour réaliser ce premier test de diagnostic, le premier transistor HS1 est commandé en continu (position ON) pendant un temps prédéterminé. Pendant cette période, le second transistor LS1 ne reçoit pas de signal (position OFF). Dans des conditions de fonctionnement normales, le signal l_HS1 , permettant d'évaluer le passage d'un courant dans le drain du premier transistor HS1 , doit être nul. Par contre, en cas de court-circuit à la masse du point de connexion N1 ou bien du point de connexion N2, un courant circule dans la résistance R_HS1 en sortie du drain du premier transistor HS1 , et le signal l_HS1 vaut alors 1. Pour réaliser l'évaluation de la tension V_OUT1 au niveau de la sortie OUT1 d'amplificateur, l'interrupteur 10 est en position fermée.

Sur la figure 3, une boucle d'attente 12, adjacente à l'étape pulsel , illustre de fait que le signal continu est appliqué au premier transistor HS1 pendant une période de temps prédéterminée. À la fin de cette période de temps, une étape S2 permet de transférer les résultats de mesure et/ou évaluation effectuées à l'étape pulsel . À cette étape S2 est également associée une boucle d'attente 12 prévue pour s'assurer que le circuit résonnant soit au repos avant de réaliser une deuxième mesure/évaluation.

La deuxième étape de mesure est appelée étape pulse2 sur la figure 3. Lors de cette étape de mesure, on applique un signal au niveau de la. grille du second transistor LS1 tandis que le premier transistor HS1 reste « au repos ». De manière similaire au diagnostic réalisé à l'étape pulsel , on doit observer un signal l_LS1 nul (pas de courant dans R_LS1) si le circuit est dans des conditions normales de fonctionnement. Toutefois, s'il y a un court-circuit à la tension d'alimentation au niveau de la sortie OUT1 , le signal l_LS1 prendra la valeur 1.

De même que pour l'étape pulsel , on trouve une boucle d'attente 12 associée à l'étape pulse2 qui est suivie d'une étape S3. Au cours de cette dernière, les résultats des évaluations/mesures réalisées au cours de l'étape puise 2 sont transmis et un temps d'attente symbolisé par une boucle d'attente 12 est prévu pour permettre au circuit résonnant de revenir dans un état de repos. Une troisième étape de mesure, appelée étape pulse3, est réalisée. Cette étape de mesure (ou d'évaluation) propose, de manière originale, d'appliquer en entrée du transistor HS1 au moins une pulsation. Avantageusement, on prévoira d'appliquer en entrée du premier transistor HS1 une dizaine de pulsations, par exemple sous la forme de créneaux. D'autres formes de pulsations que celle illustrée sur la figure 4 peuvent être envisagées. Ici aussi, une boucle d'attente 12 illustre le temps nécessaire pour appliquer le signal en entrée du premier transistor HS1. La fréquence des impulsions est par exemple de 125 kHz qui correspond par exemple à la fréquence des signaux du pilote basse fréquence (LF Driver) du dispositif de commande et de gestion 2 ^* . Le signal en entrée du premier transistor HS1 est amplifié et injecté dans le circuit RLC résonnant. Si le circuit résonne normalement, l'antenne L est a priori correctement connectée. Toutefois si l'antenne L est en court-circuit, on observe une ou deux pulsations et pas de résonnance. Si l'inductance correspondant à l'antenne L est en circuit ouvert, le signal oscillant est fortement atténué. On arrive ainsi à déterminer l'état de l'antenne en observant la tension V_OUT1 à l'aide du comparateur 8. Sur la figure 3, une étape S4 correspond à la mesure et l'analyse de la tension V_OUT1 et la transmission des . résultats.

Après cette troisième étape de mesure, il est prévu de mettre fin au procédé de diagnostic ou bien de refaire un diagnostic. On peut par exemple prévoir de retourner au mode de repos (étape S1) si aucune anomalie n'a été constatée. Au contraire, si une anomalie a été constatée un nouveau diagnostic peut-être réalisé. Dans ce dernier cas, il peut être prévu, avant de recommencer le procédé de diagnostic, un temps d'attente. Ce temps d'attente constitue l'étape S5 de la figure 3 qui est associée elle-aussi à une boucle d'attente 12 et il permet tout d'abord au circuit résonnant de se mettre au repos. Il convient également, pour une meilleure gestion du système, d'attendre au cours de cette étape S5 un signal du dispositif de commande et de gestion 2' pour relancer un diagnostic du système.

. Le tableau de la figure 4 est un tableau récapitulatif qui, pour chaque situation, indique les résultats attendus au niveau des signaux l_HS1 , l_LS1 et pour la mesure de la tension V_OUTl , évaluée par le signal V_DIAG.

Dans le tableau de la figure 4, les colonnes indiquent, respectivement et successivement de gauche à droite :

• l'état du circuit sur lequel le diagnostic est réalisé,

• l'étape de mesure (pulsel , pulse2, pulse3),

· le signal appliqué au premier transistor HS1 ,

• le signal appliqué au second transistor LS1 ,

• le signal l_HS1 mesuré, • la tension V_OUT1 mesurée,

• le signal l_LS1 obtenu.

Les lignes du tableau correspondant alternativement à des conditions normales de mesure, c'est-à-dire à un circuit ne présentant pas de défaut et correctement connecté, et à un circuit présentant une panne. On définit ainsi les états suivants (cf. première colonne de gauche du tableau de la figure 4) :

• CN : condition normale,

• GND N1/N2 : court-circuit à la masse au niveau du point de connexion N1 ou au niveau du point de connexion N2,

· CCBAT : court-circuit à la tension d'alimentation,

• CO : circuit ouvert,

• GND N1 : court-circuit à la masse au niveau du point de connexion N1 ,

• CCL : court-circuit au niveau de l'antenne L.

Dans ce tableau, pour les différents états, le signal l_HS1 et le signal l_LS1 prennent soit la valeur 0, soit la valeur 1.

En ce qui concerne le signal V_OUT1 correspondant à la tension au niveau de la sortie OUT1 , on a les cas de figure suivants :

Dans les conditions normales lors de l'étape pulsel , on observe au niveau de la tension V_OUT1 une tension positive, proche de la tension de déclenchement. Par contre, dans le cas d'un court-circuit à la masse du point de connexion N1 ou du point de connexion N2, la tension V_OUT1 est proche de 0 V.

Lors de l'étape puise 2, dans les conditions normales, la tension V_OUT1 est nulle (0 V) tandis que s'il y a un court-circuit à la tension d'alimentation la tension V_OUT1 sera positive ou nulle.

Dans le cas de l'étape pulse3, dans les conditions normales, la tension

V_OUT devient négative après la pente descendante du signal. Par contre, en cas de circuit ouvert, cette tension V_OUT1 sera positive ou nulle. Elle sera également positive ou nulle dans le cas d'un court-circuit à la masse au niveau du point de connexion N1.

Enfin, dans le cas d'un court-circuit au niveau de l'antenne L, la tension V_OUT sera positive après la pente descendante du signal.

Les différents résultats issus des étapes de mesures effectuées (pulsel , pulse2, pulse3) sont envoyés à des moyens d'analyse se trouvant au niveau du dispositif de commande et de gestion 2' ou bien au sein d'un microcontrôleur associé à ce nouveau dispositif de commande et de gestion 2'. En utilisant la table proposée à la figure 4, il est ainsi possible de diagnostiquer les diverses pannes prévues dans cette fable.

La présente invention permet donc, par rapport à l'art antérieur, de diagnostiquer un plus grand nombre de pannes. En outre, pour les pannes déjà diagnostiquées dans l'état de la technique, il n'est plus nécessaire de synchroniser les mesures de courant réalisées. En outre, alors que les dispositifs de l'art antérieur prévoyaient l'utilisation d'un convertisseur analogique/digital, on remarque que la mise en œuvre de la présente invention telle que proposée ci-dessus ne nécessite pas l'utilisation d'un tel convertisseur.

On remarque également dans la description qui précède que les moyens permettant de réaliser le diagnostic peuvent être intégrés entièrement dans le dispositif de commande et de gestion 2', au sein d'un circuit intégré de type ASIC _;

Un dispositif pour la réalisation de diagnostic au niveau d'une antenne et le dispositif de commande et de gestion décrits ci-dessus peuvent être utilisés au sein d'un système mains libres d'un véhicule automobile. Le dispositif de commande et de gestion décrit pourra prendre place au niveau d'un boîtier électronique tandis que les antennes seront avantageusement réparties à l'interface entre l'intérieur et l'extérieur du véhicule de manière à pouvoir détecter et communiquer avec un badge d'un utilisateur.

La présente invention peut toutefois être mise en œuvre pour d'autres applications. Elle n'est pas non plus limitée à des antennes pilotées en basse fréquence (125 kHz) ou autres mais peut également être utilisée dans d'autres plages de fréquences, basses ou hautes.

La présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation préférée décrite ci-dessus et représentée sur le dessin. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier.