FR2889304A1 - Capteur capacitif permettant une discrimination morphologique d'un occupant dans un siege automobile - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un ensemble de détection comprenant en combinaison d'une part un capteur (100) comportant trois électrodes : deux électrodes principales (110, 120) couvrant des zones différentes de l'espace et la troisième électrode (130), auxiliaire, entourant quasi-totalement les deux électrodes principales (110, 120), et d'autre part des moyens de traitement (200) reliés aux électrodes (110, 120, 130) pour alimenter celles-ci sous des niveaux de tension contrôlés, exploiter les signaux prélevés sur celles-ci sous forme de rapports entre deux signaux et délivrer pour une part des informations binaires représentatives du recouvrement ou du non recouvrement d'une électrode principale (110, 120) par comparaison du signal prélevé sur celle-ci avec un seuil prédéterminé et pour une autre part des informations analogiques représentatives du pourcentage de recouvrement d'au moins une électrode.

Description

La présente invention concerne le domaine des capteurs.

Plus précisément la présente invention concerne le domaine des capteurs capacitifs.

Plus précisément encore, la présente invention concerne un 5 capteur capacitif adapter pour permettre de faire une discrimination morphologique d'un passager dans un siège automobile.

La présente invention trouve notamment, mais non exclusivement, application dans la commande de déclenchement de coussins gonflables ou airbags selon la terminologie anglosaxonne, 10 dans un véhicule automobile.

D'une manière générale, jusqu'à ces dernières années, un coussin gonflable de véhicule automobile était déclenché en cas de choc, par un accéléromètre. Ce déclenchement basique ne tenait pas compte de la morphologie de l'occupant (enfant, adulte de petite corpulence ou de forte corpulence).

Il est à remarquer que le coussin gonflable était déclenché même si le siège était vide ou occupé par un siège enfant. Ce dernier cas, très grave, est la cause de nombreux décès.

C'est pour cette raison que certains véhicules sont désormais équipés d'un interrupteur permettant de désactiver à la demande le coussin gonflable lorsqu'un siège enfant est monté dans le siège automobile. Cet interrupteur est généralement associé à un voyant lumineux sur le tableau de bord permettant de visualiser l'état, actif ou non actif, du coussin gonflable.

Depuis 2003 une réglementation beaucoup plus contraignante est sortie aux Etats-Unis (la FMV SS 208) imposant pour au moins un tiers des véhicules, à partir de l'année 2005, d'être équipé de systèmes de détection de présence passager permettant de détecter si le siège est vide ou occupé. Le coussin gonflable ne doit pas être déclenché si le siège est vide.

Il est à remarquer que dans ce contexte la notion de siège vide englobe 1) le cas d'un siège inoccupé ou occupé par un siège enfant (avec ou sans enfant) et 2) le cas d'un siège occupé par un enfant de moins de 6 ans.

Indépendamment des législations qui vont s'imposer, des contraintes commerciales tant aux Etats-Unis, que dans le reste du monde, imposent aujourd'hui un déclenchement intelligent du coussin gonflable, à savoir: 1) non déclenchement du coussin gonflable en cas de siège vide, 2) non déclenchement du coussin gonflable en cas de siège occupé par un siège enfant (occupé ou pas), 3) non déclenchement du coussin gonflable pour un siège occupé par un enfant de moins de 6 ans et 4) déclenchement du coussin gonflable avec puissance contrôlée selon la morphologie de l'occupant.

Trois grandes classes de morphologie sont définies pour les adultes selon des distributions statistiques à savoir: les 5èmes percentiles (46-53 kg/1,4-1,65 m) correspondant principalement aux femmes et aux personnes de petite corpulence, les 50èmes percentiles (68-73 kg/1,7-1,8 m) correspondant à la majorité de la population et les 95èmes percentiles (94-98 kg/1,83-1,93 m) englobant les personnes de forte corpulence.

Plusieurs technologies permettent de détecter la présence et la morphologie d'un passager dans un siège automobile.

On connaît en particulier dans l'état de la technique a) des structures à base de jauges de contraintes placées sur les points de fixation de siège, b) des nappes de pression placées dans un siège, sous la coiffe, et c) des capteurs capacitifs placées dans un siège, sous la coiffe.

Dans cette dernière technologie, on peut distinguer deux grandes familles: 1) celle qui détecte la présence d'un individu par compression d'une mousse placée entre deux électrodes conductrices faisant office de condensateur variable et 2) celle à champ électrique variable ou à champ fixe.

Dans ce dernier cas, le capteur comprend généralement des électrodes coplanaires placées en dessous de la coiffe du siège. La présence d'un individu dans un siège automobile modifie la permittivité environnante modifiant ainsi la valeur de la capacité du capteur.

Le brevet WO-A-00/25098 décrit un exemple d'un tel capteur couplé à un système de détection de charges. Les moyens décrits dans ce document permettent de détecter la présence ou la position d'un passager dans un siège. Ce type de capteur donne généralement satisfaction. Cependant il présente certains inconvénients en présence d'élément humide posé sur le siège ou lorsque la mousse du siège s'est imprégnée de vapeur d'eau. Dans ces conditions, la permittivité environnante est modifiée par la présence de l'eau conduisant dans certaines conditions à faire des erreurs de classification et même à détecter la présence d'un passager alors que le siège est vide.

En conclusion les différentes solutions jusqu'ici proposées pour la commande contrôlée de déclenchement de coussins gonflables pour véhicules automobiles ne donnent pas totalement satisfaction.

La présente invention a pour objectif principal de proposer un nouveau dispositif de détection qui permette une détection plus fiable de la morphologie d'un individu ou d'un objet placé sur un siège de véhicule automobile.

Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un ensemble de détection comprenant en combinaison d'une part un capteur comportant trois électrodes: deux électrodes principales couvrant des zones différentes de l'espace et la troisième électrode, auxiliaire, entourant quasi-totalement les deux électrodes principales, et d'autre part des moyens de traitement reliés aux électrodes pour alimenter cellesci sous des niveaux de tension contrôlés, exploiter les signaux prélevés sur celles-ci sous forme de rapports entre deux signaux et délivrer pour une part des informations binaires représentatives du recouvrement ou du non recouvrement d'une électrode principale par comparaison du signal prélevé sur celle-ci avec un seuil prédéterminé et pour une autre part des informations analogiques représentatives du pourcentage de recouvrement d'au moins une électrode.

Comme on l'explicitera plus en détail par la suite, l'exploitation de rapports entre deux signaux permet de s'affranchir de possibles dérives en fonction de la température ou du taux d'humidité de l'environnement.

La présente invention concerne également les sièges équipés 5 d'ensembles de détection précités ainsi que les capteurs en eux-mêmes intervenant dans ces ensembles.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 représente schématiquement la modélisation d'un corps humain par projection géométrique, - les figures 2a et 2b représentent une distribution statistique de population, - la figure 3 représente une vue en plan d'un capteur conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 4 représente une vue en plan d'un capteur conforme à un deuxième mode de réalisation de la présente invention.

- les figures 5 et 6 représentent schématiquement l'implantation de 20 capteurs sur la base ou assise et sur le dossier d'un siège de véhicule automobile, - la figure 7 représente les courbes de réponse obtenues en sortie de capteurs conformes à la présente invention pour différentes configurations d'alimentation ou d'exploitation, et - la figure 8 représente un tableau résumant la séquence d'alimentation et d'exploitation de signaux selon une mise en oeuvre préférentielle de la présente invention.

La démarche qui a conduit les inventeurs à concevoir la présente invention est la suivante.

La dérive d'un capteur capacitif est proportionnelle à la valeur de la capacité à vide dite capacité d'offset .

Par conséquent, il est souhaitable, pour minimiser les dérives de capteur, de raccourcir la longueur des électrodes de sondes capacitives.

Par ailleurs il est souhaitable de disposer de capteur élémentaire de taille suffisamment petite, pour être considéré comme un pixel élémentaire de façon à obtenir une information de détection binaire: présence ou non d'un passager recouvrant le capteur élémentaire.

Pour pouvoir mesurer la morphologie d'un occupant dans un siège, il est nécessaire de connaître les critères déterminants. Pour ce faire les inventeurs ont modélisé le corps humain, tel que schématisé sur la figure 1, par des projections géométriques et à partir de bases de données diverses, en particulier des bases de données de constructeurs automobiles de différents pays reflétant la distribution statistique des populations comme par exemple: 1) celle émise par la Highway safety research of Michigan intitulée Highway safety research of Michigan on 1977 including infants, children and youths to age 18 , 2) celle émise par le groupe PSA, plus précisément le Laboratoire de physiologie et de biomécanique de l'association Peugeot-Renault, et 3) celle émise par la SAE appelée Caesar qui concerne la population américaine de 18 à 79 ans.

Des courbes de distribution statistique de population ainsi retenues sont illustrées sur les figures 2a et 2b. Un examen de ces courbes montre que s'il est assez facile de distinguer une population d'enfants d'une population d'adultes, en revanche il es_ assez difficile de discriminer les adultes entre eux sur la base de critères morphologiques.

Cependant l'analyse qui précède a conduit les inventeurs à retenir principalement comme critères déterminants pour distinguer entre elles différentes sous populations d'individus, en particulier les enfants et les adultes d'une part, et les adultes entre eux (sème et 95ème percentile) d'autre part, quant à leur morphologie, la largeur des cuisses et du fessier, pour l'assise du siège et la largeur des épaules et la hauteur fessier-épaules pour le dossier.

Ces considérations conduisent par conséquent à positionner des capteurs sur les zones correspondantes de l'assise du siège et du dossier, comme schématisé sur les figures 5 et 6, lesquelles seront décrites plus en détail par la suite.

Plus précisément l'on peut souligner dès à présent que sur les bases qui précèdent, les inventeurs ont déterminé comme essentiel de positionner des capteurs dits pixels , c'est-à-dire des capteurs permettant une détection de présence tout ou rien, sur les parties latérales des sièges, après les coutures. Ces parties latérales, tant de l'assise que du dossier sont généralement dénommées bolster par les spécialistes.

En théorie la démarche qui précède exige un grand nombre de capteurs sur le siège, pour pouvoir discriminer correctement les 10 différentes morphologies et entraîne des coûts prohibitifs.

Cependant la présente invention permet de minimiser le nombre de capteurs requis et par conséquent pallie à ces inconvénients.

La présente invention permet également de minimiser les dérives de capacités parasites d'offset.

On a illustré sur la figure 3 annexée un exemple de capteur conforme à la présente invention.

On aperçoit sur la figure 3 un capteur 100 comportant trois électrodes 110, 120 et 130.

En pratique cependant la présente invention n'est pas limitée à des capteurs comprenant trois électrodes. La présente invention peut s'appliquer à des capteurs comprenant un nombre supérieur d'électrodes.

Les électrodes 110 et 120 qui seront dénommées principales, sont destinées essentiellement à opérer une pixellisation, c'est-à-dire une détection tout ou rien de présence ou d'absence, à leur niveau.

L'électrode 130 qui sera dénommée auxiliaire, est destinée essentiellement à opérer une détection de type analogique, c'est-à-dire fournir une information représentative du pourcentage de son recouvrement par un individu ou un objet.

Chacune des électrodes principales 110 et 120 comprend selon la figure 3, un brin principal rectiligne 112, 122. Les brins 112 et 122 sont alignés.

En variante cependant les brins principaux 112 et 122 pourraient avoir une géométrie différente, par exemple une géométrie sinusoïdale, trapézoïdale, etc...

A leurs extrémités adjacentes, les brins principaux 112, 122 sont munis de tronçons de liaison 114, 124. Ceux-ci sont globalement orthogonaux aux brins principaux 112, 122. Les électrodes 110 et 120 ont ainsi chacune globalement une géométrie en L .

Les deux électrodes 110 et 120 présentent une symétrie par rapport à un plan médian référencé A sur la figure 3. Ce plan A est 10 perpendiculaire aux brins principaux 112, 122 et parallèle aux tronçons de liaison 114, 124.

L'électrode auxiliaire 130 a la forme générale d'une boucle ouverte 132 qui entoure quasi totalement les électrodes principales 110, 120. La boucle ouverte 132 est elle-même munie à l'une de ses extrémités d'un tronçon de liaison 134, parallèle aux tronçons précités 114 et 124. L'électrode auxiliaire 130 a ainsi la forme générale d'un T dont le pied est composé du tronçon de liaison 134 tandis que la tête est composée de la boucle ouverte 132. Plus précisément la boucle 132 est composée de trois tronçons rectilignes 1320, 1322, 1323 reliés entre eux, deux à deux, par des tronçons courbes 1321 et 1324. Les tronçons 1320 et 1323 ont des longueurs sensiblement identiques aux brins principaux 112, 122 des électrodes principales 110, 120. Le tronçon 1322 a une longueur sensiblement égale au double de celle des brins principaux 112, 122.

Le capteur composé des trois électrodes 110, 120 et 130 présente ainsi une symétrie générale par rapport à un plan B, parallèle au plan A précité, et passant par le tronçon médian de liaison 124 associé à l'électrode 120.

Il est important que les électrodes 110, 120 et 130 soient dans 30 des rapports respectifs de surface connus.

Pour ce faire de préférence les trois électrodes 110, 120 et 130 possèdent des largeurs identiques e, les brins principaux 112 et 122 ont des longueurs identiques L et les distances séparant les différents éléments d'électrodes 112, 122, 132, et 114, 124 et 134 sont identiques et constantes.

Les dispositions qui précèdent conduisent à définir des électrodes principales 110 et 120 de même surface et des électrodes principales 5 110, 120 qui ont une surface égale au quart de celle de l'électrode auxiliaire 130.

D'autres géométries d'électrodes 110, 120 et 130 peuvent cependant être retenues dans le cadre de la présente invention.

On peut par exemple utiliser des électrodes 110 et 120 possédant des surfaces identiques, mais des largeur et longueur différentes, par exemple une électrode 110 ayant une largeur double de celle de l'électrode 120, mais un longueur deux fois plus faible.

On peut encore utiliser des électrodes 110 et 120 de surfaces différentes, selon un rapport connu, par exemple une électrode 110 15 ayant une surface double de l'électrode 120.

A titre d'exemple non limitatif, dans le cadr..: de la présente invention, les brins principaux 112, 122 des électrodes principales 110, peuvent avoir des longueurs de l'ordre de 35 mm à 150 mm.

Le capteur 100 illustré sur la figure 3 et précédemment décrit 20 comporte ainsi 3 entrées 114, 124 et 134 reliées respectivement à 3 électrodes 110, 120 et 130. Par commodité par la suite on appellera ces trois électrodes respectivement pour l'électrode 110 pixel Cl , pour l'électrode 120 pixel C2 et pour l'électrode 130 électrode U .

Les tronçons de liaison 114, 124 et 134 sont utilisés pour 25 connecter les électrodes 110, 120 et 130 à des moyens d'alimentation et de traitement schématisés sous la référence 200 sur la figure 3.

Ces moyens 200 comprennent de préférence des moyens d'alimentation et de prélèvement de charges conformes à l'enseignement du document WO-A00/25098.

Ainsi de préférence les moyens 200 comprennent des moyens d'alimentation électrique aptes à délivrer une tension électrique continue d'amplitude contrôlée, un étage intégrateur comprenant un système à commutation de capacité et des moyens de commande adaptés pour définir cycliquement, à une fréquence contrôlée, une suite de deux séquences: -une première séquence Ti au cours de laquelle les moyens d'alimentation électrique sont reliés à l'une des électrodes 110, 120, 130 5 pour appliquer un champ électrique sur celle-ci et accumuler des charges électriques sur cette électrode, - puis une seconde séquence T2 au cours de laquelle les moyens d'alimentation électrique sont déconnectés de l'électrode précitée formant sonde de mesure et celle-ci est reliée à un point de sommation de l'étage intégrateur pour transférer des charges dans l'étage intégrateur et obtenir en sortie de celui-ci un signal représentatif de la permittivité existant entre l'électrode ou la sonde de mesure et la masse.

Le capteur 100 peut être réalisé à l'aide de toute technologie 15 appropriée.

De préférence dans le cadre de la présente invention, les électrodes 110, 120 et 130 sont déposées par sérigraphie sur un substrat souple et mince en matériau thermoplastique adapté pour être intégré dans un siège de véhicule automobile. Avantageusement le substrat souple précité est formé de polyéthylènetéréphtalate (PET) ou de tout autre support similaire présentant une constante diélectrique relativement faible, typiquement E < 4 et stable en température et en humidité, ainsi qu'une très faible porosité pour éviter les absorptions d'eau.

L'étanchéité du capteur peut être assurée par tous moyens appropriés, par exemple en déposant un film étanche sur toute la surface du capteur, ou encore en l'enrobant dans un matériau ou une mousse étanche comme par exemple du polyéthylène (PE) qui présente une constante diélectrique relativement faible E < 4 et stable en température et en humidité.

Les moyens 200 définissent une séquence d'étapes d'alimentation des électrodes 110, 120 et 130 et de prélèvement de signaux sur ces électrodes, adaptée pour permettre d'obtenir des informations de pixellisation élémentaires ou combinées et/ou des informations analogiques.

Chaque étape de la séquence comprend l'application d'un champ électrique sur une ou plusieurs des électrodes Cl, C2 et U, en appliquant un potentiel de masse ou une tension de niveau contrôlé, typiquement égal à celui de l'électrode objet de la mesure, sur une ou plusieurs autres électrodes, puis la mesure des charges sur l'électrode en question.

Pour la suite de la description, on donnera à chaque mesure 10 respective le nom de l'électrode sur laquelle on procède à la mesure de charges.

Comme illustré sur la première partie du tableau de la figure 8, dans le cadre de la présente invention, les moyens 200 définissent ainsi un séquence de mesure comprenant des étapes dénommées Cl, C2, U, C1U, C2U, UC1, UC2, UC1C2 et C1+C2.

L'information Cl du premier pixel est obtenue en appliquant un champ électrique entre Cl et U, soit entre les électrodes 110 et 130, et en mesurant les charges électriques sur Cl (électrode 110) par rapport à u (électrode 130), le pixel C2 (électrode 120) étant connecté à la masse.

L'information C2 du deuxième pixel est obtenue en appliquant un champ électrique entre C2 et U, soit entre les électrodes 120 et 130, et en mesurant les charges électriques sur C2 (électrode 120) par rapport à u (électrode 130), le pixel Cl (électrode 110) étant connecté à la masse.

L'information analogique U est obtenue en appliquant un champ électrique sur l'électrode U, soit l'électrode 130, par rapport aux électrodes Cl et C2, soit les électrodes 110 et 120, connectées à la masse et en mesurant les charges électriques sur U (électrode 130).

L'information de pixel C1U est obtenue en appliquant un champ électrique entre Cl et U, soit entre les électrodes 110 et 130, et en mesurant les charges électriques sur Cl (électrode 110) par rapport à u (électrode 130) , le pixel C2 (électrode 120) étant connecté au champ électrique pour neutraliser son influence.

L'information de pixel C2U est obtenue en appliquant un champ électrique entre C2 et U, soit entre les électrodes 120 et 130, et en mesurant les charges électriques sur C2 (électrode 120) par rapport à u (électrode 130) , le pixel Cl (électrode 110) étant connecté au champ électrique pour neutraliser son influence.

L'information analogique UC1 est obtenue en appliquant un champ électrique sur l'électrode U, soit 130, par rapport à Cl, soit 110, et en mesurant les charges électriques sur U (électrode 130), le pixel C2 (électrode 120) étant connecté au champ électrique pour neutraliser son influence.

L'information analogique UC2 est obtenue en appliquant un champ électrique sur l'électrode U, soit 130, par rapport à C2, soit 120, et en mesurant les charges électriques sur U (électrode 130), le pixel Cl (électrode 110) étant connecté au champ électrique pour neutraliser son influence.

L'information analogique UC1C2 est obtenue en appliquant un champ électrique sur les électrodes U, Cl et C2, soit 130, 110 et 120, et en mesurant les charges électriques sur U (électrode 130). Cette mesure reflète directement la capacité entre l'électrode U et une cible (par exemple un passager).

En additionnant les informations C1U et C2U dans les moyens 200, on obtient un troisième pixel correspondant à la longueur Cl + C2.

Cette information redondante est utilisée pour augmenter la fiabilité et la finesse de la détection conforme à la présente invention.

L'homme de l'art comprendra que le capteur conforme à la présente invention permet d'obtenir soit des informations dites de pixellisation, tout ou rien, de présence ou d'absence d'individu ou d'objet à la verticale des électrodes Cl, C2 concernées soit des mesures analogiques représentatives du pourcentage de recouvrement des électrodes.

Par ailleurs le capteur conforme à la présente invention permet d'obtenir avec seulement trois entrées 114, 124 et 134, 5 informations de pixellisation Cl, C2, C1U, C2U, C1+C2 et 4 informations analogiques U, UC1, UC2 et UC1C2, voire plusieurs informations dérivées.

Ces différentes réponses sont combinées entre elles sous forme de rapports afin de minimiser les dérives dues à la température et à l'humidité. Les surfaces des électrodes 110, 120 et 130 étant proportionnelles entre elles à un coefficient Kn près connu, en combinant certains rapports comme par exemple C1/U, C2/U ou (C1+C2)/U, on minimise les dérives dues aux capacités parasites naturelles entre Cn et U car les dérives apparaissant simultanément au numérateur et au dénominateur, se compensent.

Les réponses ainsi obtenues permettent ensuite aux moyens 200 de discriminer morphologiquement certaines classes de passagers. En effet la combinaison des informations ainsi obtenues à partir des différents capteurs placés sur un siège (et dont une configuration préférentielle sera décrite par la suite en regard des figures 5 et 6) permet de déterminer notamment la position du passager (et le cas échéant corriger les mesures brutes obtenues si un positionnement latéral décalé du passager est décalé) et un ordre de grandeur de la largeur des cuisses et du fessier, de la largeur des épaules et de la hauteur fessier-épaule, paramètres déterminants comme indiqués précédemment pour opérer une discrimination.

Les différentes réponses obtenues à l'aide du capteur précédemment décrit conforme à la présente invention sont simulées sur la figure 7 annexée. Les courbes illustrées sur la figure 7 correspondent aux réponses obtenues pour les différentes étapes de la séquence précédemment décrite, en recouvrant progressivement les électrodes à l'aide d'un objet de longueur égale à la longueur totale du capteur et venant de la gauche.

Comme on le voit sur les figures 5 et 6 annexées, de préférence l'assise du siège, ainsi que le cas échéant le dossier de celui-ci, sont équipés de plusieurs capteurs conformes à la présente invention. On va décrire ultérieurement une implantation préférentielle de ces différents capteurs.

De préférence dans le cadre de la présente invention, les moyens 200 sont adaptés pour réitérer une séquence additionnelle de mesures, dénommée globale , comprenant des étapes similaires aux étapes précédemment décrites Cl, C2, U, C1U, C2U, UC1, UC2, UC1C2 et Cl+C2 (dénommées séquences normale ), respectivement sur chacun de ces capteurs, en portant cependant les autres capteurs simultanément non pas à la masse, mais au potentiel de mesure.

La séquence d'étapes ainsi réalisées est schématisée sur le bas de la figure 8. Ces étapes sont référencées Clg, C2g, Ug, C1Ug, C2Ug, UC1g, UC2g, UC1C2g et Clg+C2g.

La mise en oeuvre d'une telle séquence globale a plusieurs conséquences.

En premier lieu, elle permet de neutraliser l'influence des capteurs autres que celui sur lequel est opérée la mesure.

En second lieu, elle permet de déterminer si le passager touche une partie métallique du véhicule. En effet dans ce cas, son potentiel est imposé à la masse et il n'y a alors aucune différence entre les valeurs obtenues pour la séquence dite normale et la séquence dite globale. Au contraire si le passager ne touche pas à une partie métallique du véhicule, la séquence dite globale permet de forcer son potentiel qui est dit flottant et dans ces conditions les valeurs obtenues avec la séquence normale et avec la séquence globale sont différentes. Cette caractéristique très importante permet de lever l'ambiguïté entre l'état passager flottant et l'état passager à potentiel fixe et de détecter également la présence d'un obstacle humide par la variation de la flottabilité.

Comme on l'a indiqué précédemment dans le cadre de la présente invention, les informations prélevées sur les électrodes 110, 120 et 130 sont des charges électriques converties en tension par les moyens 200, de préférence à l'aide de moyens conformes aux dispositions définies dans le document WO-A-00/25098.

On va maintenant décrire la variante de capteur 100 illustrée sur la figure 4.

On retrouve sur cette figure un capteur 100 comprenant deux électrodes principales 110, 120, et une électrode auxiliaire 130. La géométrie des électrodes représentées sur la figure 4 est adaptée de sorte que ce capteur 100 présente une parfaite symétrie par rapport à un plan C passant par le tronçon de liaison 134 de l'électrode auxiliaire 130.

Cette électrode 130 qui a la forme générale d'un T comprend un pied composé du tronçon de liaison rectiligne 134 et d'une tête composée de deux boucles ouvertes 132a, 132b symétriques par rapport au plan C. Chacune des boucles 132a, 132b est composée de deux tronçons rectilignes 1320a, 1320b, 1322a, 1322b, perpendiculaires au plan de symétrie C, connectés par des tronçons incurvés 1321a, 1321b.

Les électrodes principales 110, 120 ont chacune une forme en L. Elles sont symétriques par rapport au plan C. Chaque électrode principale 110, 120 comprend un tronçon principal 112, 122, de préférence rectiligne (bien qu'une forme en sinusoïde, trapèze ou autres soit possible), et un tronçon de liaison orthogonal 114, 124.

Les brins principaux 112, 122, sont de préférence alignés entre eux, orthogonaux au plan C et s'étendent dans des directions opposées à partir de celui-ci. Ils sont par ailleurs entourés respectivement par l'une des boucles 132a, 132b. Les tronçons de liaison 114, 124 sont parallèles au plan de symétrie C et aux tronçons de liaison 134. On va maintenant décrire une implantation préférentielle des capteurs

conformes à la présente invention sur un siège de véhicule automobile, en regard des figures 5 et 6.

On a représenté sur la figure 5, l'assise 200 d'un siège de véhicule 30 automobile comportant une partie centrale 210 et des parties latérales 220, 222, séparées de la partie centrale 210 par des coutures 221, 223.

Les parties latérales 220, 222 sont généralement dénommées bolster .

Comme on le voit sur la figure 5, selon l'invention, l'assise 200 du siège est de préférence équipée: de capteurs 10051, 10056, sur chacune des deux parties latérales 220, 222, perpendiculairement aux coutures 221, 223 et dans l'axe 5 médian du siège intermédiaire entre l'avant et l'arrière, de capteurs 10052, 10055, placés sur la partie centrale 210, de l'autre côté des coutures 221, 223, soit vers le centre de l'assise; les capteurs 10052 et 10055 sont décalés vers l'avant respectivement par rapport aux capteurs 10051 et 10056, - un capteur 10053 de longueur égale à la largeur de la partie centrale 210 comprise entre les coutures 221, 223 et placé vers l'arrière de l'assise au 2/3 de la longueur de celle-ci prise entre l'avant et l'arrière, et - un capteur 10054 de longueur égale à la largeur de la partie centrale 210 comprise entre les coutures 221, 223 et placé vers l'avant de l'assise au 1/3 de la longueur de celle-ci prise entre l'avant et l'arrière.

Dans le cadre de l'invention, on peut envisager de n'équiper que l'assise du siège comme illustré sur la figure 5.

Cependant, de préférence, le dossier du siège est également équipé de capteurs. Qui plus est de préférence, l'implantation des capteurs sur le dossier est identique à l'implantation sur l'assise.

On aperçoit ainsi sur la figure 6, un dossier 250 de siège comprenant une partie centrale 260 et des parties latérales 270, 272, séparées de la partie centrale 260 par des coutures 271, 273. Les parties latérales 270, 272 sont généralement dénommées bolster .

Ce dossier 250 est équipé : - de capteurs 10051, 10056, sur chacune des deux parties latérales 270, 272, perpendiculairement aux coutures 271, 273, sensiblement 2/3 du dossier vers le haut, - de capteurs 10052, 10055, placés sur la partie centrale 260, de l'autre côté des coutures 271, 273, soit vers le centre du dossier; les capteurs 10052 et 10055 sont décales vers le bas respectivement par rapport aux capteurs 10051 et 10056, soit sensiblement dans l'axe médian de la hauteur du dossier 250, - un capteur 10053 de longueur égale à la largeur de la partie centrale 260 comprise entre les coutures 271, 273 et placé vers le bas du dossier sensiblement au 1/3 de la hauteur de celu-ci, et - un capteur 10054 de longueur égale à la largeur de la partie centrale 260 comprise entre les coutures 271, 273 et placé vers le haut du dossier sensiblement 2/3 de celui-ci.

Chacun des capteurs 10051, 10052, 10053, 10054, 10055, 10056, comprend trois électrodes 110, 120, 130 conforment aux dispositions précédemment décrites. De préférence tous les capteurs 10051, 10052, 10053, 10054, 10055, 10056, sont reliés à des moyens de traitement 200 commun.

Les moyens 200 peuvent aisément déterminer la morphologie type de l'individu détecté sur le siège en comparant les informations pixels et analogiques obtenues sur la base du traitement des signaux prélevés sur les électrodes 110, 120 et 130 avec des informations contenues dans un fichier de référence, pour commander en conséquence un coussin gonflable ou airbag.

L'homme de l'art comprendra que la présente invention permet une détection précise autorisant une discrimination quant à la morphologie de différents passagers, avec un faible nombre de capteurs et par conséquent un coût réduit.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de 25 réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.

Claims (1)

17 REVENDICATIONS

1. Ensemble de détection comprenant en combinaison d'une part un capteur (100) comportant trois électrodes: deux électrodes principales (110, 120) couvrant des zones différentes de l'espace et la troisième électrode (130) , auxiliaire, entourant quasi-totalement les deux électrodes principales (110, 120), et d'autre part des moyens de traitement (200) reliés aux électrodes (110, 120, 130) pour alimenter celles-ci sous des niveaux de tension contrôlés, exploiter les signaux prélevés sur celles-ci sous forme de rapports entre deux signaux et délivrer pour une part des informations binaires représentatives du recouvrement ou du non recouvrement d'une électrode principale (110, 120) par comparaison du signal prélevé sur celle-ci avec un seuil prédéterminé et pour une autre part des informations analogiques représentatives du pourcentage de recouvrement d'au moins une électrode.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux électrodes principales (110, 120) comprennent des brins principaux (112, 122) qui s'étendent dans des directions opposées par rapport à un plan général de symétrie.

3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les électrodes principales (110, 120) ont chacune une forme en L et l'électrode auxiliaire (130) est en forme de T comprenant un pied (134) et une tête (132) formée d'une boucle ouverte qui entoure des brins principaux (112, 122) des électrodes principales (110, 120).

4. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les électrodes principales (110, 120) ont chacune une forme en L et l'électrode auxiliaire (130) est en forme de T comprenant un pied (134) et une tête (132) formée de deux boucles ouvertes (132a, 132b) qui entourent respectivement des brins principaux (112, 122) des électrodes principales (110, 120).

5. Ensemble selon l'un des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les électrodes principales (110,120) comprennent des brins principaux (112, 122) rectilignes et alignés entre eux.

6. Ensemble selon l'un des revendications 1 à 4, caractérisé par 5 le fait que les électrodes principales (110,120) comprennent des brins principaux (112, 122) non rectilignes.

7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les électrodes (110, 120, 130) sont placées sur un support souple.

8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les électrodes (110, 120, 130) sont placées sur un support en matériau thermoplastique.

9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les électrodes (110, 120, 130) sont placées sur un support en 15 un matériau stable en température et en humidité.

10. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les électrodes (110, 120, 130) sont placées sur un support présentant une permittivité E < 4.

11. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé 20 par le fait que le capteur (100) est revêtu d'un film étanche, stable en température et en humidité et de faible permittivité.

12. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (200) sont adaptés pour appliquer un champ électrique sur une ou plusieurs des électrodes (110, 120, 130; Cl, C2 et U), en appliquant un potentiel de masse ou une tension de niveau contrôlé, typiquement égal à celui de l'électrode objet de la mesure, sur une ou plusieurs autres électrodes (110, 120, 130), puis la mesure des charges sur l'électrode en question.

13. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé 30 par le fait que les moyens de traitement sont adaptés pour obtenir une information (Cl) d'un premier pixel en appliquant un champ électrique entre une électrode principale (Cl, 110) et l'électrode auxiliaire (U, 130), et en mesurant les charges électriques sur l'électrode principale (Cl, 110) par rapport à l'électrode auxiliaire (U, 130), le pixel de la seconde électrode principale (C2, 120) étant connecté à la masse, une information (C2) d'un deuxième pixel en appliquant un champ électrique entre la deuxième électrode principale (C2, 120) et l'électrode auxiliaire (U, 130), et en mesurant les charges électriques sur cette deuxième électrode principale (C2, 120) par rapport à l'électrode auxiliaire (U, 130), le pixel de la première électrode principale (Cl, 110) étant connecté à la masse, une information analogique (U) en appliquant un champ 10 électrique sur l'électrode auxiliaire (U, 130), par rapport aux électrodes principales (Cl, C2; 110, 120), connectées à la masse et en mesurant les charges électriques sur l'électrode auxiliaire (U, 130), une information de pixel (C1U) en appliquant un champ électrique entre une première électrode principale (Cl) et l'électrode auxiliaire (U), et en mesurant les charges électriques sur la première électrode principale (Cl, 110) par rapport à l'électrode auxiliaire (U, 130), la seconde électrode principale (120) étant connectée au champ électrique pour neutraliser son influence, une information de pixel (C2U) en appliquant un champ électrique entre une deuxième électrode principale (C2) et l'électrode auxiliaire (U), et en mesurant les charges électriques sur la deuxième électrode principale (C2, 120) par rapport à l'électrode auxiliaire (U, 130), la première électrode principale (110) étant connectée au champ électrique pour neutraliser son influence, 25. une information analogique (UC1) en appliquant un champ électrique sur l'électrode auxiliaire (U, 130), par rapport à une première électrode principale (Cl, 110), et en mesurant les charges électriques sur l'électrode auxiliaire (U, 130), la deuxième électrode principale (120) étant connectée au champ électrique pour neutraliser son influence, 30. une information analogique (UC2) en appliquant un champ électrique sur l'électrode auxiliaire (U, 130), par rapport à la deuxième électrode principale (C2, 120), et en mesurant les charges électriques sur l'électrode auxiliaire (U, 130), la première électrode principale (110) étant connectée au champ électrique pour neutraliser son influence, une information analogique (UC1C2) en appliquant un champ électrique sur les électrodes principales et auxiliaire (U, Cl, C2; 130, 110 et 120), et en mesurant les charges électriques sur l'électrode auxiliaire (U, 130).

14. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que les moyens de traitement sont adapté' pour procéder à des additions d'informations (C1U et C2U).

15. Ensemble selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs capteurs (100) et que les moyens de traitement (200) sont adaptés pour réitérer une séquence de mesure successivement sur chaque capteur (100) en portant les autres capteurs à un potentiel de mesure.

16. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (200) sont adaptés pour opérer une mesure de pixellisation à l'aide d'électrodes principales (110, 120) globalement rectilignes.

17. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (200) sont adaptés pour opérer une mesure analogique à l'aide de l'électrode auxiliaire (130).

18. Capteur caractérisé par le fait qu'il comprend trois électrodes: deux électrodes principales (110, 1220) couvrant des zones différentes de l'espace et la troisième électrode (130), auxiliaire, entourant quasitotalement les deux électrodes principales (110, 120), pour la réalisation d'un ensemble conforme à l'une des revendications 1 à 17.

19. Siège de véhicule automobile caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un ensemble conforme à l'une des revendications 1 30 à 17.

20. Siège selon la revendication 19, caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble conforme à l'une des revendications 1 à 17 comprenant plusieurs capteurs (100).

21. Siège selon la revendication 20, caractérisé par le fait que les capteurs (100) sont reliés à des moyens de traitement (200) commun.

22. Siège selon l'une des revendications 19 à 21, caractérisé par le fait qu'il comprend des capteurs (100) sur l'assise (200).

23. Siège selon l'une des revendications 19 à 22, caractérisé par le fait qu'il comprend des capteurs (100) sur le dossier (250).

24. Siège selon l'une des revendications 19 à 23, caractérisé par le fait qu'il comprend des capteurs (100) sur les parties latérales (220, 222; 270, 272) de l'assise (200) et/ou du dossier (250).

25. Siège selon la revendication 24, caractérisé par le fait qu'il comprend des capteurs (100) sur la partie centrale (210, 260) de l'assise (200) et/ou du dossier (250).

26. Siège selon l'une des revendications 19 à 23, caractérisé par le fait que l'assise (200) du siège est équipée: - de capteurs (10051, 10056), sur chacune des deux parties latérales (220, 222), perpendiculairement aux coutures (221, 223) et dans l'axe médian du siège intermédiaire entre l'avant et l'arrière, - de capteurs (10052, 10055), placés sur la partie centrale (210), de l'autre côté des coutures (221, 223), soit vers le centre de l'assise; les capteurs (10052 et 10055) étant décalés vers l'avant respectivement par rapport aux capteurs (10051 et 10056), - un capteur (10053) de longueur égale à la largeur de la partie centrale (210) comprise entre les coutures (221, 223) et placé vers l'arrière de l'assise au 2/3 de la longueur de celle-ci prise entre l'avant et l'arrière, et un capteur (10054) de longueur égale à la largeur de la partie centrale (210) comprise entre les coutures (221, 223) et placé vers l'avant de l'assise au 1/3 de la longueur de celle-ci prise entre l'avant et l'arrière.

27. Siège selon l'une des revendications 19 à 26, caractérisé par le fait que le dossier (250) est équipé : de capteurs (100S1, 100S6), sur chacune des deux parties latérales (270, 272), perpendiculairement aux coutures (271, 273), sensiblement 2/3 du dossier vers le haut, - de capteurs (10052, 100S5), placés sur la partie centrale (260), de l'autre côté des coutures (271, 273), soit vers le centre du dossier; les capteurs (100S2 et 100S5) étant décalés vers le bas respectivement par rapport aux capteurs (100S1 et 100S6), soit sensiblement dans l'axe médian de la hauteur du dossier (250), - un capteur (100S3) de longueur égale à la largeur de la partie centrale (260) comprise entre les coutures (271, 273) et placé vers le bas du dossier sensiblement au 1/3 de la hauteur de celu-ci, et - un capteur (100S4) de longueur égale à la largeur de la partie centrale (260) comprise entre les coutures (271, 273) et placé vers le haut du dossier sensiblement 2/3 de celui-ci.

28. Siège selon l'une des revendications 19 à 27, caractérisé par le fait qu'il comprend des capteurs (100) positionnés pour mesurer la largeur des cuisses et du fessier d'un passager.

29. Siège selon l'une des revendications 19 à 28, caractérisé par le fait qu'il comprend des capteurs (100) positionnés pour mesurer la 20 largeur des épaules et la hauteur fessier-épaule d'un passager.