PROCEDE D’OUVERTURE D’UN OUVRANT DE VEHICULE AUTOMOBILE PAR DETECTION DE MOUVEMENT, UTILISANT UN RADAR DOPPLER ET DISPOSITIF DE

DETECTION ASSOCIE

[Domaine technique]

[0001] L’invention se rapporte à un procédé d’ouverture/fermeture d’ouvrant par détection de mouvement de membre inférieur d’utilisateur, utilisant un radar doppler, et permettant un accès main libre sécurisé.

[Etat de la technique antérieure]

[0002] L’application principale mais non exclusive de cette invention concerne l’ouverture de coffres de véhicule, pour permettre à l’utilisateur habilité d’ouvrir un coffre avec uniquement un mouvement de pied, l’utilisateur étant identifié par un badge ou une clé qu’il porte à l’aide d’un module de contrôle BCM (initiales de « body control module » en terminologie anglaise) situé dans le véhicule.

[0003] Jusqu’à présent, les demandes d’accès main libre comportent principalement le besoin de positionner une main pour confirmer une demande d’ouverture/fermeture d’ouvrant d’un véhicule, et ce processus comporte deux étapes principales : reconnaissance d’une clé ou d’un badge habilité à ouvrir ou fermer le véhicule à proximité de l’ouvrant par le BCM du système d’accès et, dans le cas d’une demande d’ouverture, détection de présence de la main sur une poignée.

[0004] La mise en œuvre de ce procédé nécessite des antennes pour la détection de clés ou des badges habilités, des capteurs de présence dans les poignées, en général des capteurs capacitifs, pour la détection de main, ainsi qu’un système centralisé de gestion des demandes d’accès main libre, qui peut être par exemple un calculateur entièrement ou partiellement dédié à cette fonction.

[0005] Concernant l’utilisation du pied pour une ouverture sans contact, une application connue concerne l’ouverture de porte d’une salle d’opération pour le personnel hospitalier. Le modèle d’utilité CN 202 143 044 propose par exemple d’équiper la porte d’un capteur à induction de détection de pied. Les personnes qui souhaitent entrer ou sortir de la salle étendent leur pied près du capteur et le signal détecté par le capteur est transmis à un dispositif de commande d’un mécanisme d’ouverture / fermeture de la porte.

[0006] Une utilisation du pied pour un accès main libre au coffre d’une voiture est présentée dans la demande internationale WO 2012/052210. Ce document propose une détection de mouvement d’une partie du corps de l’utilisateur, par exemple le pied, par un ensemble de détection capacitive à deux électrodes allongées. Ces électrodes s’étendent horizontalement sous le coffre, la plus longue sous la plus courte, et sont couplés à un dispositif de commande et d’évaluation. Les variations de capacité sont suivies par rapport à un potentiel de référence, et lorsque le mouvement est dans l’intervalle de détection, une activation est déclenchée, par exemple l’ouverture du coffre.

[0007] Cependant l’utilisation de capteurs capacitifs présente certains inconvénients majeurs. En l’occurrence, les capteurs capacitifs sont sensibles aux perturbations extérieures (pluie, neige, etc..). La gestion des ouvrants d’un véhicule dans le cadre des demandes d’accès main libre à détection de main a été améliorée pour lutter contre différentes perturbations. Par exemple, le document de brevet FR 2 827 064 vise à identifier les perturbations générées par les peintures métalliques des voitures par un module d’interprétation logique des durées des signaux reçus.

[0008] Une solution apportée au problème des perturbations électromagnétiques est décrite dans le document de brevet FR 2 915 331. Il est proposé un filtrage temporel des signaux émanant des capteurs des poignées des ouvrants, afin de valider ou non la présence d’une main sur une poignée avant de valider une demande d’ouverture.

[0009] Le système d’ouverture/fermeture main libre dans l’état actuel de la technique offre donc un confort appréciable pour leurs utilisateurs, avec une confirmation d’ouverture/fermeture d’un ouvrant donné par la présence d’une main ou par un mouvement de pied. Cependant, des fausses détections comme celles résultant de perturbations provoquées par les phénomènes atmosphériques, en particulier la pluie, ou d’autres types (perturbations électromagnétiques, objets roulant sous le pare-choc, etc.) ne sont pas identifiées et déclenchent inopinément une fausse demande d’ouverture. Des solutions existent pour pallier certaines perturbations pour les ouvertures/fermetures par la main, mais aucune solution fiable n’existe pour des systèmes de détection de mouvements de pied. Même si, dans ce dernier cas, le système de détection est basé sur deux capteurs par ouvrant, le système n’est pas suffisamment fiabilisé dans un environnement bruité.

[0010] Il est donc connu d’utiliser à la place de capteurs capacitifs, un ou plusieurs radar doppler. La détection d’un mouvement prédéterminé d’un membre inférieur du corps d’un utilisateur est réalisée par l’émission des ondes radar dirigées vers l’arrière du véhicule (le radar peut, par exemple être situé dans le parechoc arrière du véhicule) et par une analyse des ondes réfléchies par la présence de l’utilisateur. L’analyse des ondes réfléchies permet une détermination dynamique du mouvement : distance de l’utilisateur par rapport au radar, vitesse et forme du mouvement. La détection du mouvement prédéterminé déclenche l’ouverture du coffre.

[0011] Cependant, un inconvénient majeur du radar doppler est une consommation électrique élevée, plus élevée que celle des capteurs capacitifs. Il est donc nécessaire d’instaurer des modes de veille du radar, en réduisant par exemple la fréquence de scrutation.

[0012] En mode dit de « détection », le radar doppler émet par exemple une onde (ou des ondes ?) d’une durée d’une dizaine de microsecondes, toutes les millisecondes, par exemple 40 ps toutes les 1 ms, soit un rapport cyclique de 4%. La consommation, pendant le mode de détection, est alors d’environ 10 mA. Cette consommation est trop élevée, et si le mode de détection est activé en continu, cela risque de décharger la batterie du véhicule. Il est donc connu d’instaurer des modes de veilles, pendant lesquelles la fréquence de scrutation est diminuée, par exemple, le radar émet des ondes d’une dizaine de microsecondes, toutes les centaines de millisecondes, par exemple 40 ps toutes les 100 ms, soit un rapport cyclique de 0,04%.

[0013] Avec une fréquence de scrutation réduite pendant le mode de détection, le risque majeur est de ne pas pouvoir détecter à temps le mouvement prédéterminé de l’utilisateur.

[0014] La présente invention propose donc un procédé d’ouverture d’ouvrant, utilisant un radar doppler permettant de pallier les inconvénients de l’art antérieur. En l’occurrence le procédé d’ouverture d’ouvrant selon l’invention permet l’alternance de modes de détection avec des modes de veille tout en assurant la détection du mouvement prédéterminé de l’utilisateur.

[Exposé de l’invention]

[0015] L’invention propose un procédé d’ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile, le véhicule étant équipé d’un dispositif de détection d’un mouvement prédéterminé d’une partie du corps d’un utilisateur, comprenant au moins un radar doppler, comprenant une antenne des moyens d’émission et de réception d’ondes radar, et des moyens de traitement des ondes radar réfléchies adaptés pour détecter le mouvement prédéterminé, le procédé comprenant des modes de détection ayant une fréquence d’émission et des modes de veille pendant lesquelles la fréquence d’émission des ondes est diminuée, le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend pendant les modes de veille les étapes suivantes : • Démodulation en phase des ondes radar réfléchies et détermination d’un premier signal représentant une variation de phase des ondes réfléchies selon le temps,

• Démodulation en décalage de phase des ondes radar réfléchies, et détermination d’au moins un deuxième signal représentant une variation de phase des ondes réfléchies décalée selon le temps,

• Comparaison entre un seuil prédéterminé et une valeur maximum des valeurs absolues du premier signal et du deuxième signal,

• Arrêt du mode de veille et déclenchement du mode détection si le maximum est supérieur au seuil prédéterminé,

• Ouverture de l’ouvrant si le mouvement prédéterminé est détecté pendant le mode de détection.

[0016] Avantageusement, la démodulation en décalage de phase est une démodulation en quadrature de phase avec un décalage d’angle compris entre 0° et 180°.

[0017] Préférentiellement, la démodulation en décalage de phase est une démodulation en quadrature de phase avec un décalage d’angle égal à 90°.

[0018] L’invention concerne également un dispositif de détection d’un mouvement prédéterminé d’une partie du corps d’un utilisateur, destiné à être embarqué dans un véhicule automobile et comprenant au moins un radar doppler, une antenne, des moyens d’émission et de réception d’ondes radar, et des moyens de traitement des ondes radar réfléchies adaptés pour détecter le mouvement prédéterminé, et ledit dispositif pouvant fonctionner alternativement dans deux modes, un mode de détection ayant une fréquence d’émission et un mode de veille pendant lequel la fréquence d’émission des ondes est diminuée, ledit dispositif étant remarquable en ce qu’il comprend en outre :

· Des moyens de démodulation en phase des ondes radar réfléchies et de détermination d’un premier signal représentant une variation de phase des ondes réfléchies,

• Des moyens de démodulation en décalage de phase des ondes radar réfléchies, et de détermination d’au moins un deuxième signal représentant une variation de phase des ondes réfléchies décalée selon le temps,

• Des moyens de comparaison entre un seuil prédéterminé et une valeur maximum des valeurs absolues du premier signal et du deuxième signal, • Des moyens d’arrêt du mode de veille et de déclenchement du mode de détection en fonction de la comparaison ci-dessus ;

• Des moyens d’ouverture de l’ouvrant, si le mouvement prédéterminé est détecté pendant le mode de détection.

[0019] Avantageusement, les moyens de démodulation en décalage de phase sont des moyens de démodulation avec un décalage d’angle de valeur comprise entre 0° et 180°.

[0020] Préférentiellement, les moyens de démodulation en décalage de phase sont des moyens de démodulation en quadrature de phase, avec un décalage d’angle de valeur égale à 90°.

[0021] L’invention concerne également tout véhicule automobile comprenant un dispositif selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.

[Description des dessins]

[0022] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

[Fig. 1] : la figure 1 représente schématiquement un véhicule équipé d’un dispositif de détection d’un mouvement prédéterminé d’une partie du corps d’un utilisateur comprenant un radar doppler, selon l’invention,

[Fig. 2] : la figure 2 représente schématiquement le dispositif de détection, et ses composants électroniques,

[Fig. 3] : la figure 3 représente schématiquement les moyens d’émission et de réception des ondes radar, comprenant en outre des moyens de démodulation en phase et en décalage de phase, selon l’invention,

[Fig. 4] : la figure 4 représente le premier signal représentant une variation de phase des ondes réfléchies, et le deuxième signal représentant une variation de phase décalée des ondes réfléchies selon le temps t,

[Fig. 5] : la figure 5 est un logigramme représentant les différentes étapes du procédé d’ouverture des ouvrants selon l’invention.

[Description des modes de réalisation]

[0023] A la figure 1 , est représenté un véhicule automobile V, équipé d’un dispositif de détection D d’un mouvement prédéterminé d’une partie du corps d’un utilisateur, destiné à déclencher l’ouverture d’un ouvrant, en l’occurrence dans cet exemple du coffre du véhicule V. Ledit dispositif est compris, de manière préférentielle, mais nullement limitative dans le pare choc arrière du véhicule V. Plus particulièrement ledit dispositif comprend un radar doppler, c’est-à-dire une antenne A, des moyens d’émission et de réception des ondes radar par l’antenne A et des moyens de traitement des ondes radar réfléchies afin de détecter le mouvement prédéterminé.

[0024] Le mouvement prédéterminé peut consister en un « kick » ou mouvement d’aller/retour du bas de la jambe d’un utilisateur.

[0025] Le traitement des ondes radar réfléchies par la présence du corps de l’utilisateur permet de déterminer si le dit utilisateur a effectué le mouvement prédéterminé et donc s’il souhaite ouvrir le coffre de son véhicule. Si le mouvement prédéterminé est détecté, alors l’ouverture du coffre est déclenchée, cela est connu de l’homme du métier et ne sera pas plus détaillé ici.

[0026] A la figure 2 est représenté le dispositif de détection D, qui comprend une antenne A reliée à des moyens d’émission et de réception 10, eux-mêmes reliés à une unité de contrôle 20. L’unité de contrôle 20 Et les moyens d’émission/réception 10 sont alimentés en tension Vcc, par directement ou indirectement la tension de la batterie du véhicule V. Des moyens de commutation S1 , permet d’alimenter les moyens d’émission/réception 10.

[0027] Selon l’invention, comme illustré à la figure 3, le dispositif de détection D comprend en outre un coupleur directionnel 101 connecté à l’antenne A ; deux démodulateur reliés à une sortie du coupleur directionnel, un premier démodulateur 102 adapté pour fournir en sortie un premier signal I représentant les variations de phase des ondes réfléchies et reçues par l’antenne A, et un deuxième démodulateur 103 adapté pour fournir en sortie un deuxième signal Q représentant les variations de phase décalée des ondes réfléchies et reçues par l’antenne A. Pour cela un déphaseur 104 est connecté au deuxième démodulateur 103. Le coupleur directionnel 101 permet aux moyens d’émission/réception 10 de fonctionner en émission et en réception. Et permet de séparer le signal d’émission, du signal de réception, c’est-à-dire l’onde radar émise de l’onde radar reçue. Une sortie du premier démodulateur 102 et une sortie du déphaseur 104 sont reliées à une entrée du coupleur directionnelle 101 , ainsi qu’à un oscillateur 105, générant le signal d’émission à destination de l’antenne A.

[0028] Le premier signal I et le deuxième signal Q sont alors fournis à l’unité de contrôle

20 qui analyse les dits signaux. L’unité de contrôle 20 comprend également : des moyens de comparaison M 1 entre un seuil prédéterminé S et une valeur absolue du maximum entre le premier signal G et le deuxième signal Q’, des moyens d’arrêt du mode de veille et de déclenchement du mode de détection M2 en fonction de la comparaison ci-dessus; et des moyens d’ouverture de l’ouvrant M3, si le mouvement prédéterminé est détecté pendant le mode de détection P1.

[0029] Les moyens de comparaison M1 , les moyens d’arrêt du mode de veille et de déclenchement du mode de détection M2, des moyens d’ouverture de l’ouvrant M3 sont des moyens logiciels, intégrés par exemple dans un circuit imprimé de l’unité de contrôle 20.

[0030] L’unité de contrôle 20 et les moyens d’émission/réception 10 sont adaptés pour permuter entre deux modes, un mode de détection P1 ayant une fréquence d’émission des ondes radar élevée, par exemple, une onde radar d’une dizaine de microsecondes est envoyée toutes les millisecondes, et un mode de veille P2, pendant laquelle la fréquence d’émission des ondes radar est diminuée par rapport au mode de détection, par exemple une onde radar d’une dizaine de microsecondes est envoyée toutes les cent millisecondes. Les modes de veille et de détection ont des durées prédéterminées et/ou réglages. Une fois l’onde envoyée, si un utilisateur se trouve à proximité, l’onde est réfléchie par le corps de l’utilisateur et reçue par l’antenne A et les moyens d’émission/réception 10. L’onde réfléchie est alors analysée par l’unité de contrôle 20.

[0031] L’invention propose que lorsque le dispositif de détection D est en mode de veille, l’onde radar réfléchie est démodulée en phase par le premier démodulateur 102 afin de produire en sortie le premier signal I mais est également démodulée en décalage de phase par le deuxième démodulateur 103 et le déphaseur 104 afin de produire deuxième signal Q. Le premier signal I et le deuxième signal Q sont alors envoyés à l’unité de contrôle 20 pour traitement selon l’invention, comme cela sera décrit après.

[0032] Le décalage de phase est de manière préférentiellement mais nullement limitative un décalage d’angle de valeur 90° (ou TT/2) entre le premier signal I et le deuxième signal Q. Mais il peut être envisagé toute autre valeur de décalage d’angle entre 0° et 180°.

[0033] Le procédé d’ouverture des ouvrants du véhicule, selon l’invention est illustré à la figure 5 et va maintenant être décrit.

[0034] Dans une étape préalable E0, le dispositif de détection se trouve dans un mode de veille P2, qui est caractérisée par l’envoi d’ondes radar à une fréquence d’émission basse ou réduite par rapport à la fréquence d’émission utilisée dans le mode de détection. Des ondes radar sont donc émises par le dispositif à destination de l’arrière du véhicule V.

[0035] Si un utilisateur se trouve à l’arrière du véhicule et dans la zone de propagation des ondes radar, alors lors de l’étape E1 , une onde réfléchie est reçue par le dispositif par l’intermédiaire de l’antenne A, et des moyens d’émission/réception 10, sinon si aucune onde réfléchie n’est reçue, alors le procédé revient à l’étape précédente, et reste dans le mode de veille P2.

[0036] Lorsque des ondes radar sont réfléchies (étape E1), alors le procédé selon l’invention propose une première démodulation en phase (étape E2) desdites ondes réfléchies ainsi reçues, afin de générer un premier signal I représentatif de la phase des ondes. Le premier signal I est représenté selon le temps sur le graphe illustré à la figure

4. Le premier signal I est un signal de forme sinusoïdale.

[0037] Le procédé selon l’invention propose de réaliser une deuxième démodulation en décalage de phase des dites ondes réfléchies ainsi reçues (étape E3), afin de générer un deuxième signal Q représentatif d’une phase décalée des ondes, plus précisément le deuxième signal est une image du premier signal décalé dans le temps t. Préférentiellement, mais de manière nullement limitative, le décalage de phase est un décalage d’angle de valeur 90°. Le deuxième signal Q est représenté selon le temps t sur le graphe illustré à la figure 4, le deuxième signal est donc également un signal de forme sinusoïdale.

[0038] L’invention propose alors, lors de l’étape E4 de comparer une valeur maximum des valeurs absolues du premier signal I et du deuxième signal Q à un seuil prédéterminé

5. En effet, les deux signaux sont centrés sur zéro. En prenant leur valeur absolue, le premier signal I et du deuxième signal Q n’ont alors que des valeurs positives. A la figure 4, sont illustrés par des pointillés, le premier signal G et le deuxième signal Q’ en valeur absolue pour les valeurs de premier signal I et du deuxième signal Q qui sont à l’origine négatives.

[0039] Le procédé selon l’invention propose alors de comparer à chaque instant t, la valeur maximum des signaux en valeur absolue G, Q’ à un seuil S. Si le maximum des valeurs absolues du premier signal I ou du deuxième signal Q dépasse le seuil prédéterminé S (étape E4), alors le dispositif de détection sort du mode de veille et se met en mode de détection P1 , lors de l’étape E5 avec une fréquence d’émission plus élevée, afin de détecter rapidement et à temps le mouvement prédéterminé d’une partie du corps de l’utilisateur. [0040] Si le mouvement prédéterminé a été détecté pendant le mode de détection (étape E6), le coffre est alors ouvert, sinon si aucun mouvement prédéterminé n’a été détecté pendant le mode de détection P1 , par exemple pendant une durée prédéterminée, alors le procédé revient à l’étape E0, et le dispositif de détection se remet en mode de veille P2.

[0041] L’invention permet donc, pendant le mode de veille de détecter rapidement la présence d’un utilisateur à l’arrière du véhicule, afin d’enclencher le mode de détection et détecter le mouvement prédéterminé à temps afin d’ouvrir le coffre.