[Domaine technique]

[0001] L’invention concerne un procédé de détection des ouvrants d’un véhicule automobile et un dispositif de détection associé.

[Etat de la technique antérieure]

[0002] De nos jours, la détection d’ouverture des ouvrants (portière, coffre) d’un véhicule automobile est réalisée par la détection d’un capteur dédié dans chaque ouvrant, capteur de détection de contact, capteur à effet hall, etc...

[0003] L’intégration de cinq capteurs dédiés (4 portières, un coffre) représente un coût additionnel non négligeable sur le véhicule.

[0004] L’invention propose un procédé de détection et un dispositif de détection beaucoup moins coûteux, fiable et simple à implémenter.

[Exposé de l’invention]

[0005] L’invention concerne un procédé de détection d’ouverture des ouvrants d’un véhicule automobile par un dispositif de détection, le dispositif de détection comprenant au moins deux modules de communication en ultra haute fréquence, situés respectivement chacun sur un ouvrant différent et reliés à un calculateur électronique, le dispositif de détection permettant l’accès « mains libres » au véhicule, le procédé étant remarquable en de que, les modules étant aptes à s’identifier mutuellement entre eux, un angle d’ouverture d’un premier ouvrant est déterminé en fonction : a. d’une première distance entre un point de rotation du premier ouvrant sur lequel est situé un premier module de communication et une position d’un deuxième module lorsque les deux ouvrants associés auxdits deux modules sont fermés, b. d’une deuxième distance entre un point de rotation du premier ouvrant et une position du premier module sur ledit ouvrant, c. d’une distance entre les deux modules, lorsque les deux ouvrants associés aux deux modules sont fermés, d. d’une distance entre les dits modules, ladite distance étant déterminée par un temps de vol des ondes ultra haute fréquence échangées entre les deux modules.

[0006] Préférentiellement, la distance entre les deux modules, lorsque les deux ouvrants sont fermés, ainsi que la première et la deuxième distance sont déterminées au préalable lors d’une phase de calibration.

[0007] L’invention concerne également un dispositif de détection d’ouverture des ouvrants d’un véhicule automobile comprenant au moins deux modules de communication en ultra haute fréquence, situés chacun sur un ouvrant différent du véhicule et reliés à un calculateur électronique, le dispositif de détection permettant l’accès « mains libres » au véhicule, le dispositif étant remarquable en ce qu’il comprend en outre : a. Des moyens d’identification des modules entre eux, b. Des moyens d’estimation d’une distance entre un premier module situé sur un premier ouvrant et au moins un deuxième module situé sur un deuxième ouvrant, à partir d’un temps de vol des ondes ultra large bande échangées entre les deux modules, c. Des moyens de détermination d’ouverture du premier ouvrant associé au premier module, en fonction de la distance ainsi estimée et des positions du premier module et du deuxième module sur le véhicule, lorsque le premier et le deuxième ouvrants sont fermés.

[0008] Avantageusement, les positions du premier et deuxième module sur le véhicule consistent en : a. une première distance entre un point de rotation d’un premier ouvrant sur lequel est situé un premier module de communication et une position d’un deuxième module lorsque le premier et deuxième ouvrants associés auxdits deux modules sont fermés, b. une deuxième distance entre un point de rotation du premier ouvrant et une position du premier module sur ledit ouvrant, c. une distance entre les deux modules lorsque les deux ouvrants associés aux deux modules sont fermés, [0009] L’invention s’applique également à tout véhicule automobile comprenant un dispositif de détection selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment.

[Description des dessins]

[0010] 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 automobile comprenant un dispositif de détection selon l’invention,

[Fig. 2] : la figure 2 est un logigramme représentant le procédé de détection selon l’invention.

[Description des modes de réalisation]

[0011] A la figure 1 est représentée un véhicule automobile V équipé d’un dispositif de détection D selon l’invention.

[0012] Le véhicule est équipé d’un dispositif de détection D comprenant au moins deux modules de communication en UWB, 10,20 dans l’exemple illustré à la figure 1 on considérera trois modules 10, 20,30 en UWB, (« Ultra Wide Band » en anglais) ou en Bande Ultra Large, qui permettent l’accès et /ou le démarrage « mains libres » du véhicule V par l’utilisateur. Deux modules de communication, un premier module 10, et un troisième module 30 sont situés dans les deux portières P1 , P3 avant du véhicule V, et un deuxième module de communication 20 est au niveau du hayon P2 du coffre du véhicule V. Le dispositif de détection D comprend également un calculateur électronique 100 qui communique avec les modules de communication 10, 20, 30 afin d’envoyer et de recevoir des informations avec lesdits modules.

[0013] Un système d’accès dits « mains libres » à un véhicule automobile V permet à un utilisateur autorisé de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants P1, P2, P3 de son véhicule V sans avoir à appuyer physiquement sur des boutons d’une clé. Pour cela, le véhicule procède à l’identification d’un équipement portable tel qu’un badge ou d’une télécommande porté(e) d’une clé, ou même d’un téléphone portable intelligent (appelé « smartphone » en anglais) par l’utilisateur et si le badge ou la télécommande, la clé ou bien le téléphone est situé dans une zone prédéterminée autour du véhicule V ou dans le véhicule V et est identifié(e) comme appartenant au véhicule V, alors le véhicule V verrouille/déverrouille automatiquement ses ouvrants selon l’intention de l’utilisateur, sans que l’utilisateur ait à manipuler physiquement une clé.

[0014] Pour ce faire, lorsque l’utilisateur approche du véhicule V, une communication est établie sur un lien de communication sans fil par exemple en Bande Ultra Large UWB entre le dispositif d’accès, par exemple un badge électronique ou un téléphone mobile, et le module de communication 10, 20, 30 afin d’authentifier ledit dispositif d’accès grâce à son identifiant.

[0015] A cette fin, le module de communication 10, 20, 30 comporte une antenne permettant la réception de l’identifiant envoyé par le dispositif d’accès. Chaque module de communication est connecté au calculateur électronique 100 du véhicule (« ECU »: abréviation anglaise pour « Electronic Control Unit ») auquel il transmet l’identifiant.

[0016] Selon la localisation de l’équipement portable identifié par le véhicule V, dans lesdites zones de localisation certaines actions spécifiques aux dites zones de localisation sont automatiquement réalisées, déverrouillage/verrouillage ou mise en marche préalable de l’éclairage de l’habitacle (appelé également « welcome lighting » en anglais).

[0017] L’ultra wideband (UWB), ou Ultra Large Bande en français (ULB) est une technique de modulation radio qui est basée sur la transmission d'impulsions de très courte durée, souvent inférieure à la nanoseconde. Ainsi, la bande passante peut atteindre de très grandes valeurs.

[0018] L’approche du dispositif de d’accès à proximité du module de communication 10, 20, 30 (moins de 10 cm) et la reconnaissance de l’identifiant reçu par le calculateur, couplée à la détection de la présence de la main de l’utilisateur, permet le verrouillage ou le déverrouillage de la portière.

[0019] Afin de détecter la présence de la main de l’utilisateur et permettre le déverrouillage des ouvrants P1 , P2, P3 du véhicule, il est connu d’utiliser un capteur capacitif. Généralement, un capteur capacitif est dédié à une zone.

[0020] Dans ce but, les modules de communications 10, 20, 30 sont généralement situés dans les ouvrants P1, P2, P3 et fonctionnent uniquement lorsque les ouvrants sont fermés ; a. Lors de l’approche de l’utilisateur afin de déverrouiller l’ouvrant P1 , P2, P3 qui a été au préalable fermé b. Lors de l’éloignement de l’utilisateur afin de verrouiller l’ouvrant P&, P2, P3 qui vient d’être fermé, c. Lorsque l’utilisateur est dans l’habitacle du véhicule V et qu’il souhaite démarrer son véhicule V, les ouvrants ont alors été préalablement fermés pour assurer la sécurité de l’utilisateur au démarrage du véhicule V.

[0021] Le fonctionnement des modules de communication 10, 20, 30 pour l’accès et/ou le démarrage « mains libres » est connu de l’homme du métier et ne sera pas plus détaillé ici.

[0022] Comme illustré à la figure 1 , chaque ouvrant, que cela soit les portières avant P1 et P3, ou le coffre arrière P2, sont équipés respectivement d’un module de communication 10, 30 et 20.

[0023] Chaque module de communication 10, 20, 30 comprend d’une manière connue en soi : a. Une antenne de communication en UWB, b. Un circuit émetteur/récepteur en UWB, c. Des moyens d’identification d’un équipement portable d’utilisateur, qui peuvent alternativement être compris dans le calculateur électronique 100.

[0024] L’invention propose que lesdits modules de communication soient également aptes à détecter l’ouverture d’ouvrants du véhicule et par conséquent que les dits modules de communication 10, 20, 30 contrairement à l’art antérieur, fonctionnement également lorsque les ouvrants P1, P2, P3 sont ouverts.

[0025] Dans la suite de la description, comme exemple il sera déterminé l’angle d’ouverture du premier ouvrant P1 sur lequel est situé le premier module 10 par le deuxième module 20 situé sur le deuxième ouvrant P2, mais bien sur l’invention s’applique mutatis mutandis aux autres ouvrants P2, P3 situés sur le véhicule V.

[0026] Dans ce but, selon l’invention, le dispositif de détection (D) comprend également : a. Des moyens d’identification M1 des modules 10, 20, 30 entre eux, b. Des moyens d’estimation M2 d’une distance d’ entre ledit module, appelé premier module 10 et au moins un deuxième module 20, à partir d’un temps de vol t’ des ondes ultra large bande échangées entre les deux modules 10,20, c. Des moyens de détermination M3 d’ouverture du premier ouvrant P1 associé au premier module 10, en fonction de la distance d’ ainsi estimée.

[0027] Les moyens d’identification M1 comprennent des moyens de comparaison entre un identifiant ID reçu de la part d’un autre module de communication 10, 20, 30 et des identifiants mémorisés afin de vérifier que l’identifiant reçu correspond à un module embarqué 10, 20, 30 sur le même véhicule V et d’associer ce module à un ouvrant et à une position prédéterminée sur le véhicule V, comme cela sera décrit après. Alternativement les moyens d’identification M1 peuvent être compris dans le calculateur électronique 100 qui centralise ces informations en provenance des modules de communication 10, 20, 30.

[0028] Les moyens d’estimation M2 d’une distance d’ entre un premier module 10 et au moins un deuxième module 20 embarqué, consistent en des moyens d’estimation d’un temps de vol t’ d’ondes échangées entre premier module 10 et le deuxième module 20. A partir du temps de vol t’ de l’onde qui réalise un aller-retour entre les deux modules, 10, 20 il est possible de calculer une distance d’ séparant les deux modules, à partir de la formule suivante :

[Math 1]

Avec : c, célérité de la lumière 3x10 ⁸ m/s, t’ : durée entre l’instant d’émission de l’onde par le premier module de communication 10 et l’instant de réception par ledit premier module 10 de l’onde réfléchie par le deuxième module de communication 20 ou inversement.

[0029] Les moyens de détermination M3 d’ouverture du premier ouvrant P1 comprennent des moyens de calcul d’un angle d’ouverture Q’ du dit premier ouvrant P1 par rapport à son montant fixe sur le véhicule en fonction de la distance d’ ainsi calculée et des moyens de comparaison avec un angle Q initial prédéterminé, comme cela sera décrit plus bas.

[0030] Ceci est illustré à la figure 1. Les modules de communication 10, 20, 30 sont initialement respectivement placés aux points P, O, Q sur les ouvrants P1 , P2, P3 du véhicule V. Le point N est défini comme le point de rotation du premier ouvrant P1, c’est-à- dire dans ce cas de la portière P1 qui comprend le premier module 10. [0031] Lorsque la portière P1 s’ouvre, le premier module 10 passe d’une première position P à une deuxième position P’, définissant un angle d’ouverture Q’ entre la portière et le montant fixe de la portière sur le véhicule V.

[0032] Lorsque le premier ouvrant P1 et le deuxième ouvrant P2 sont fermés, le point de rotation N, ainsi que la position P du premier module 10 ; et la position O du deuxième module 20 sur le véhicule V forment un premier triangle quelconque. On appellera angle initial Q, l’angle de sommet N dans ce premier triangle.

[0033] Lorsque le premier ouvrant P1 est ouvert, et le deuxième ouvrant P2 est fermé, le point de rotation N, ainsi que la nouvelle position P’ du premier module 10’ et la position O du deuxième module 10 forment un deuxième triangle quelconque. En considérant un angle Q’ comme l’angle d’ouverture du premier ouvrant P1, c’est-à-dire de la portière P1 par rapport à son montant fixe sur le véhicule, on appellera a, l’angle de sommet N dans ce deuxième triangle, avec a qui est égal à a=q+q’.

[0034] Les longueurs des côtés du premier et du deuxième triangle quelconque étant connues, on peut ainsi calculer l’angle initial Q et l’angle d’ouverture Q’, comme ceci va être décrit ci-dessous.

[0035] En effet, une première distance m entre le point de rotation N du premier ouvrant P1 et la position O du deuxième module 20 lorsque les deux ouvrants P1, P2 associés auxdits deux modules 10, 20 sont fermés, est connue. Cette première distance m peut être déterminée ou mesurée lors de la conception ou de la fabrication du véhicule V.

[0036] Une deuxième distance h entre le point de rotation P du premier ouvrant P1 et la position P dudit module associé 10 sur ledit ouvrant P1 , est également connue. De manière similaire, cette deuxième distance h peut être déterminée, mesurée lors de la conception ou de la fabrication du véhicule V. Bien sûr, cette deuxième distancer h ne varie pas selon le fait que le premier ouvrant P1 est ouvert ou fermé, puisqu’elle correspond à la position du premier module 10 sur le premier ouvrant P1 par rapport à l’axe de rotation N dudit premier ouvrant P1.

[0037] Également, lorsque les deux ouvrants P1, P2, sont fermés, la distance d séparant le premier module 10 du deuxième module 20 est connue, ladite distance peut être déterminée, mesurée lors de la conception ou de la fabrication du véhicule V ou encore par la mesure du temps de vol des ondes échangées entre les deux modules, et enregistrée dans chacun des modules 10, 20 ou dans le calculateur central 100. [0038] Avec ces distances connues, en appliquant les formules mathématiques pour les triangles quelconques, nous obtenons :

[Math 2] [0039] Ainsi l’angle initial Q est déterminé par, la première distance m, la deuxième distance h, et la distance d entre les deux modules 10, 20, avec les ouvrants correspondants P1 , P2 fermés.

[0040] Comme expliqué précédemment, lorsque le premier ouvrant P1 est ouvert, la nouvelle distance d’ entre les deux dits modules 10, 20 est déterminé par l’intermédiaire du temps de vol t’ des ondes UWB échangées entre les deux modules 10, 20 (cf. [Math 1]).

[0041] De manière similaire, en appliquant les formules mathématiques pour les triangles quelconques, nous obtenons :

[Math 3] [0042] Et donc :

[Math 4]

[0043] Ainsi, les moyens de détermination M3 d’ouverture du premier ouvrant M1 comprennent des moyens de calculs d’un angle d’ouverture Q’ à partir de : a. de la distance d séparant le premier et le deuxième module 20, lorsque les ouvrants correspondants c’est-à-dire le premier et deuxième ouvrants P1, P2 sont fermés, b. La première distance m entre le deuxième module 20, et ledit point de rotation N du premier ouvrant P1, lorsque les deux ouvrants P1, P2 sont fermés c. La deuxième distance h entre le premier module 10 et le point de rotation N de l’ouvrant associé, c’est-à-dire du premier ouvrant P1 sur lequel le premier module 10 est situé, d. La distance d’, entre les deux modules 10, 20, une fois le premier ouvrant P1 ouvert, et le deuxième ouvrant P2 fermé, déterminé à partir du temps de vol t’ des ondes UWB échangées entre les deux modules 10, 20.

[0044] Les moyens d’identification M1, les moyens d’estimation M2 et les moyens de détermination M3 se présentent préférentiellement sous forme logicielle, et sont intégrés dans chacun de modules 10, 20, 30 ou alternativement ils peuvent être compris dans le calculateur électronique 100 qui détermine l’angle d’ouverture Q’ de l’ouvrant en fonction des informations qu’il reçoit des modules de communication 10, 20, en l’occurrence le temps de vol t’ des ondes UWB échangées entre les deux modules, 10,20 et les identifiants ID1 , ID2 de chaque module 10, 20. Les autres distances, la première distance m, la deuxième distance h, et la distance d entre les deux modules lorsque les ouvrants P1 , P2, P3 sont fermés sont des données déterminées au préalable et mémorisées soit dans chaque module 10, 20, 30 soit dans le calculateur électronique 100.

[0045] Le procédé, illustré à la figure 2 va maintenant être décrit.

[0046] Dans une première étape E1 , lorsque les deux ouvrants P1 , P2 sont fermés, la première distance m entre le deuxième module 20 et le point de rotation N du premier ouvrant P1 (dont on souhaite déterminer l’ouverture) est connue, ainsi que le distance d entre les deux modules 10, 20. La deuxième distance h entre le point de rotation N et l’emplacement du premier module 10 sur la portière est également connue, comme expliqué précédemment.

[0047] Lors d’une deuxième étape E2, ; les modules communiquent leurs identifiants ID1 , ID2 entre eux (étape 1b) afin de savoir sur quel ouvrant ils sont situés et ainsi d’associer correctement la première distance m entre un module situé sur un ouvrant fermé et le point de rotation de l’ouvrant dont on cherche à déterminer l’ouverture et la distance d entre les deux modules concernés, c’est à dire le module situé sur l’ouvrant dont on cherche à déterminer l’ouverture, et un autre module situé sur un ouvrant fermé. Ainsi dans cet exemple, le deuxième module 20 et le premier module 10 échangent leur identifiant ID1, ID2.

[0048] Puis lors d’une troisième étape E3, l’angle initial Q est déterminé en fonction des distances m, h, d énumérées ci-dessus et selon la formule [Math 2] [0049] S’en suit alors, lors d’une quatrième étape E4, par l’intermédiaire du temps de vol t’ des ondes échangées entre les deux modules 10, 20, le calcul de la distance d’ séparant les deux modules 10 ,20 (cf. [Math 1]).

[0050] Puis lors d’une cinquième étape E5, les deux modules 10, 20 échangent leur identifiant ID1 ’, ID2’, afin de déterminer la première distance m, la deuxième distance h, et la distance d les séparant lorsque leurs ouvrants respectifs P1 , P2 sont fermés. Les étapes E4 et E5 peuvent être réalisées simultanément lors de la communication UWB entre les deux modules 10, 20.

[0051] A partir de cette distance d’ ainsi calculée et des distances m, h, d prédéterminées et mémorisées, il peut être calculé à la sixième étape E6, l’angle d’ouverture Q’, qui est comme expliqué précédemment l’angle de sommet le point de rotation N de l’ouvrant P1 et appartenant au triangle défini par le point de rotation N de l’ouvrant P1, la position P’ du module de communication 10 dans l’ouvrant P1 et la position O d’un autre module 20, lorsque le premier ouvrant P1 est ouvert, et le deuxième ouvrant P2 est fermé. [Math 5]

Avec : m: distance entre le point de rotation N du premier ouvrant P1 et le deuxième module 20 lorsque les deux ouvrants sont fermés, h : distance entre le point de rotation N et le premier module 10, d’ : distance entre les deux modules 10, 20 déterminés par le temps de vol t’, lorsque le premier ouvrant P1 est ouvert et le deuxième ouvrant P2 est fermé,

Q : angle initial, de sommet le point de rotation N de l’ouvrant P1 et appartenant au triangle défini par le point de rotation N de l’ouvrant P1, la position P du module de communication 10 dans l’ouvrant P1 et la position O du deuxième module 20 situé sur le même véhicule V, lorsque les deux ouvrants correspondants P1 , P2 ou associés auxdits deux modules 10, 20 sont fermés.

[0052] Ainsi l’angle d’ouverture Q’ du premier ouvrant P1 sur lequel se trouve le premier module 10, peut être déterminé grâce à : a. La première distance m entre le point de rotation N du premier ouvrant P1 et au moins un autre module 20 embarqué sur le même véhicule V, lorsque les deux ouvrants P1, P2 associés auxdits deux modules 10, 20 sont fermés, b. La distance d, entre les deux modules 10, 20 lorsque les deux ouvrants sont fermés, c. La deuxième distance h entre le point de rotation N du premier ouvrant P1 et ledit premier module 10, la première distance m et la deuxième distance h pouvant être déterminées au préalable lors par exemple de l’installation desdits deux modules 10, 20 sur le véhicule V, d. La distance d’ entre le dit premier module 10 et le deuxième module

20, déterminée par le temps de vol t’ des ondes UWB échangées entre lesdits deux modules 10, 20,

[0053] Plus précisément, l’ouverture du premier ouvrant P1 peut être déterminé par : a. Les positions des deux modules 10, 20 sur le véhicule, lorsque les ouvrants correspondants P1, P2 sont fermés, ce qui permet de déterminer la première distance m, la deuxième distance h et la distance d entre les deux modules, b. La distance d’ entre les deux modules déterminée par le temps de vol t’ des ondes UWB échangées entre les deux dits modules 10, 20. [0054] L’invention est donc ingénieuse dans la mesure ou elle permet de déterminer l’ouverture d’un ouvrant à partir de modules de communication embarqués dans le véhicule V , qui ont pour fonction initialement de gérer l’ouverture « mains libres » des ouvrants.

[0055] L’invention est d’autant plus intéressante car elle est peu coûteuse, et facile à implémenter.