FR3046677B1 - SENSOR, SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING VARIATION OF A CAPACITY OF A MEASURING CAPACITOR - Google Patents

SENSOR, SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING VARIATION OF A CAPACITY OF A MEASURING CAPACITOR Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un capteur (10) de détection de variation de capacité d'un condensateur (21) de mesure, comportant une branche (20) de mesure et une branche (30) de référence. La branche (20) de mesure comporte le condensateur (21) de mesure et des moyens (22) de charge permettant de charger le condensateur de mesure à partir d'une source de tension continue. La branche (30) de référence comporte un condensateur (31) de référence et des moyens (32) de charge permettant de charger ledit condensateur de référence à partir de ladite source de tension continue. Ledit capteur (10) comporte en outre des moyens (40) de comparaison configurés pour comparer une tension de mesure, représentative de la tension aux bornes du condensateur (21) de mesure, et une tension de référence représentative de la tension aux bornes du condensateur (31) de référence.The present invention relates to a sensor (10) for detecting capacitance variation of a measurement capacitor (21), comprising a measurement branch (20) and a reference branch (30). The measurement branch (20) comprises the measuring capacitor (21) and charging means (22) for charging the measurement capacitor from a DC voltage source. The reference branch (30) includes a reference capacitor (31) and load means (32) for charging said reference capacitor from said DC voltage source. Said sensor (10) further comprises comparison means (40) configured to compare a measurement voltage, representative of the voltage across the measurement capacitor (21), and a reference voltage representative of the voltage across the capacitor. (31) of reference.

Description

La présente invention appartient au domaine des capteurs de mesure, et concerne plus particulièrement un capteur de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure.The present invention belongs to the field of measurement sensors, and more particularly to a capacitance detection sensor of a measuring capacitor.

La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le domaine des véhicules automobiles, en particulier pour détecter la présence d’un utilisateur d’un véhicule automobile à proximité dudit véhicule automobile.The present invention finds a particularly advantageous, although in no way limiting, application in the field of motor vehicles, in particular for detecting the presence of a user of a motor vehicle in the vicinity of said motor vehicle.

De nos jours, certains véhicules automobiles sont en effet équipés d'accès dits « mains libres >>, pour lesquels il n’est plus nécessaire d’utiliser une clé pour déverrouiller les portières et autres ouvrants (capot, coffre, etc.).Nowadays, some motor vehicles are indeed equipped with so-called "hands-free" access, for which it is no longer necessary to use a key to unlock the doors and other doors (hood, trunk, etc.).

Pour déverrouiller une portière, par exemple, un utilisateur du véhicule automobile approche une main de la poignée de la portière, qui est équipée d’un capteur de présence. Lorsque le capteur de présence détecte la main, il envoie un signal de détection de présence à un calculateur électronique (« Electronic Control Unit >> ou ECU dans la littérature anglo-saxonne).To unlock a door, for example, a user of the motor vehicle approaches a hand of the door handle, which is equipped with a presence sensor. When the presence sensor detects the hand, it sends a presence detection signal to an electronic calculator ("Electronic Control Unit" or ECU in the English literature).

Le calculateur électronique vérifie en parallèle que l’utilisateur est bien un utilisateur autorisé. A cet effet, le calculateur électronique envoie, par voie radio, une demande d’identification à un badge d’identification porté par l'utilisateur. Le badge d’identification répond en envoyant un code d'identification à destination du calculateur électronique. Si le calculateur électronique reconnaît le code d'identification comme celui autorisant l’accès au véhicule automobile, il déclenche le déverrouillage de la portière. Si, en revanche, le calculateur électronique n'a pas reçu de code d'identification, ou si le code d'identification reçu est erroné, la portière reste verrouillée.The electronic calculator checks in parallel that the user is an authorized user. For this purpose, the electronic computer sends, by radio, an identification request to an identification badge worn by the user. The identification badge responds by sending an identification code to the electronic calculator. If the electronic computer recognizes the identification code as that allowing access to the motor vehicle, it triggers the unlocking of the door. If, on the other hand, the electronic computer has not received an identification code, or if the identification code received is incorrect, the door remains locked.

Le capteur de présence, utilisé pour détecter la main de l’utilisateur, est généralement un capteur capacitif comportant un condensateur de mesure dont une première électrode est située dans la poignée de la portière à déverrouiller. Une seconde électrode du condensateur de mesure est reliée à la masse électrique. Lorsqu’une main s’approche de la première électrode du condensateur de mesure, ladite main se comporte en tant que seconde électrode du condensateur de mesure, ce qui entraîne une variation de la capacité du condensateur de mesure, en l’occurrence une augmentation de celle-ci, par rapport au cas où aucune main n’est présente à proximité de la première électrode. Par conséquent, pour détecter la présence d’une main à proximité de la poignée de la portière du véhicule automobile, il suffit de détecter une variation de la capacité du condensateur de mesure.The presence sensor, used to detect the hand of the user, is generally a capacitive sensor having a measuring capacitor having a first electrode located in the handle of the door to be unlocked. A second electrode of the measurement capacitor is connected to the electrical ground. When a hand approaches the first electrode of the measuring capacitor, said hand behaves as a second electrode of the measuring capacitor, which causes a variation of the capacitance of the measuring capacitor, in this case an increase of this, compared to the case where no hand is present near the first electrode. Therefore, to detect the presence of a hand near the door handle of the motor vehicle, it is sufficient to detect a change in the capacitance of the measuring capacitor.

Les capteurs capacitifs mis en œuvre pour de telles applications de détection de la présence d’un utilisateur d’un véhicule automobile sont généralement des capteurs capacitifs dits « à transfert de charge >>.Capacitive sensors implemented for such applications for detecting the presence of a user of a motor vehicle are generally capacitive sensors called "charge transfer".

De manière connue, un capteur capacitif à transfert de charge comporte deux condensateurs : • un condensateur de mesure dont on cherche à détecter la variation de capacité induite par la présence d’un utilisateur, • un condensateur de référence, de capacité constante.In a known manner, a capacitive charge transfer sensor comprises two capacitors: a measurement capacitor whose aim is to detect the capacitance variation induced by the presence of a user; a reference capacitor of constant capacitance.

Pour détecter la variation de la capacité du condensateur de mesure, on réalise, en commandant des moyens de commutation du capteur capacitif, une séquence de mesure comportant plusieurs charges / décharges dudit condensateur de mesure. Au cours d’une charge, les moyens de commutation sont commandés de sorte que le condensateur de mesure est chargé à partir d’une source de tension continue. Au cours d’une décharge, les moyens de commutation sont commandés de sorte que ledit condensateur de mesure se décharge dans le condensateur de référence, réalisant ainsi un transfert de charge du condensateur de mesure vers le condensateur de référence. Les charges / décharges du condensateur de mesure, au sein d’une séquence de mesure, se poursuivent jusqu’à ce que la tension entre les électrodes du condensateur de référence atteigne une valeur seuil fixe prédéfinie.In order to detect the variation of the capacitance of the measurement capacitor, a measurement sequence comprising several charges / discharges of said measuring capacitor is carried out by controlling the switching means of the capacitive sensor. During a load, the switching means are controlled so that the measurement capacitor is charged from a DC voltage source. During a discharge, the switching means are controlled so that said measuring capacitor discharges into the reference capacitor, thereby providing charge transfer from the measurement capacitor to the reference capacitor. The charges / discharges of the measuring capacitor, within a measurement sequence, continue until the voltage between the electrodes of the reference capacitor reaches a predefined fixed threshold value.

Le nombre de charges / décharges d’une séquence de mesure, nécessaire pour atteindre la valeur seuil, dépend de la capacité du condensateur de mesure et est représentatif de celle-ci. Par conséquent, une variation de la capacité dudit condensateur de mesure peut être détectée en comparant les nombres de charges / décharges du condensateur de mesure obtenus pour des séquences de mesure successives.The number of charges / discharges of a measurement sequence necessary to reach the threshold value depends on the capacitance of the measurement capacitor and is representative thereof. Therefore, a variation of the capacitance of said measuring capacitor can be detected by comparing the numbers of charges / discharges of the measurement capacitor obtained for successive measurement sequences.

Un inconvénient des capteurs capacitifs à transfert de charge est qu’ils sont susceptibles de poser des problèmes de compatibilité électromagnétique avec d’autres équipements d’un véhicule automobile, du fait notamment d’un rayonnement électromagnétique non maîtrisé induit par le grand nombre et la fréquence élevée des charges / décharges de chaque séquence de mesure.A disadvantage of capacitive charge-coupled sensors is that they are likely to pose problems of electromagnetic compatibility with other equipment of a motor vehicle, in particular because of uncontrolled electromagnetic radiation induced by the large number and high frequency of the charges / discharges of each measurement sequence.

En outre, les capteurs capacitifs à transfert de charge présentent une faible immunité aux bruits sur la tension fournie par la source de tension continue à partir de laquelle le condensateur de mesure est chargé, ce qui impacte la précision de mesure de la variation de capacité du condensateur.In addition, capacitive charge-coupled sensors have low noise immunity on the voltage supplied by the DC voltage source from which the measurement capacitor is charged, which impacts the accuracy of measurement of the capacitance variation of the capacitor. capacitor.

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l’art antérieur, notamment celles exposées ci-avant. A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un capteur de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure, comportant une branche de mesure et une branche de référence comportant chacune une entrée et une sortie, les entrées respectives de ladite branche de mesure et de ladite branche de référence étant reliées entre elles et étant destinées à être reliées à une même source de tension continue, et dans lequel : • la branche de mesure comporte le condensateur de mesure, des moyens de charge permettant de charger ledit condensateur de mesure à partir de la source de tension continue et des moyens de décharge permettant de décharger ledit condensateur de mesure, • la branche de référence comporte un condensateur de référence, des moyens de charge permettant de charger ledit condensateur de référence à partir de la source de tension continue et des moyens de décharge permettant de décharger ledit condensateur de référence.The present invention aims to overcome all or part of the limitations of the solutions of the prior art, including those described above. For this purpose, and according to a first aspect, the invention relates to a sensor for detecting variation in capacitance of a measurement capacitor, comprising a measurement branch and a reference branch each comprising an input and an output, the respective inputs said measurement branch and said reference branch being interconnected and being intended to be connected to the same DC voltage source, and wherein: • the measurement branch comprises the measuring capacitor, charging means allowing charging said measuring capacitor from the DC voltage source and discharging means for discharging said measuring capacitor, • the reference branch comprises a reference capacitor, charging means for charging said reference capacitor from of the DC voltage source and discharge means for discharging said reference capacitor nce.

En outre, ledit capteur de détection comporte des moyens de comparaison, reliés aux sorties respectives de ladite branche de mesure et de ladite branche de référence, configurés pour comparer une tension de mesure, représentative de la tension aux bornes du condensateur de mesure, et une tension de référence représentative de la tension aux bornes du condensateur de référence.In addition, said detection sensor comprises comparison means, connected to the respective outputs of said measurement branch and said reference branch, configured to compare a measurement voltage, representative of the voltage across the measurement capacitor, and a reference voltage representative of the voltage across the reference capacitor.

Ainsi, le capteur de détection comporte un condensateur de mesure et un condensateur de référence. Toutefois, le condensateur de mesure et le condensateur de référence appartiennent à deux bras différents, respectivement le bras de mesure et le bras de référence, reliés tous deux à la même source de tension continue. Il en résulte que, contrairement aux capteurs capacitifs de transfert de charge, le condensateur de référence est chargé directement à partir de la source de tension continue. Par « chargé directement >>, on entend que le condensateur de référence n’est pas chargé à partir du condensateur de mesure, de sorte qu’aucun transfert de charge du condensateur de mesure vers le condensateur de référence n’est réalisé.Thus, the detection sensor comprises a measurement capacitor and a reference capacitor. However, the measuring capacitor and the reference capacitor belong to two different arms, respectively the measuring arm and the reference arm, both connected to the same DC voltage source. As a result, unlike capacitive charge transfer sensors, the reference capacitor is charged directly from the DC voltage source. By "directly loaded" is meant that the reference capacitor is not charged from the measurement capacitor, so that no charge transfer from the measurement capacitor to the reference capacitor is made.

Etant donné que le condensateur de référence est chargé directement à partir de la source de tension continue, il n’est pas nécessaire d’effectuer, au sein d’une même séquence de mesure, plusieurs charges / décharges successives du condensateur de mesure. Une séquence de mesure au moyen d’un tel capteur de détection peut en effet comporter une seule charge du condensateur de mesure et du condensateur de référence, de sorte que les problèmes de compatibilité électromagnétique sont réduits par rapport au cas où un capteur capacitif à transfert de charge est mis en œuvre.Since the reference capacitor is charged directly from the DC voltage source, it is not necessary to perform several successive charges / discharges of the measurement capacitor within the same measurement sequence. A measurement sequence by means of such a detection sensor can indeed comprise a single charge of the measuring capacitor and the reference capacitor, so that the problems of electromagnetic compatibility are reduced compared with the case where a capacitive transfer sensor load is implemented.

En outre, du fait que le condensateur de mesure et le condensateur de référence sont tous deux chargés par la même source de tension continue, en particulier du fait que le condensateur de référence est chargé directement à partir de la source de tension continue, les effets liés à la variation de la capacité du condensateur de mesure, à détecter, et ceux liés aux bruits sur la tension fournie par la source de tension continue sont dissociés.Moreover, since both the measuring capacitor and the reference capacitor are charged by the same DC voltage source, in particular because the reference capacitor is charged directly from the DC voltage source, the effects related to the variation of the capacitance of the measuring capacitor, to detect, and those related to the noise on the voltage supplied by the DC voltage source are dissociated.

Plus particulièrement, les effets liés à la variation de la capacité du condensateur de mesure n’impactent que la tension de mesure. Les effets liés aux bruits sur la tension fournie par la source de tension continue impactent eux à la fois la tension de mesure et la tension de référence. Par contre, ces effets liés aux bruits introduisent sensiblement le même biais sur la tension de mesure et sur la tension de référence, de sorte qu’ils n’affectent pas le résultat de la comparaison de ladite tension de mesure avec ladite tension de référence. Le capteur de détection présente donc une meilleure immunité aux bruits sur la tension fournie par la source de tension continue que les capteurs capacitifs à transfert de charge.More particularly, the effects related to the variation of the capacitance of the measuring capacitor only impact the measurement voltage. The effects of noise on the voltage supplied by the DC voltage source affect both the measurement voltage and the reference voltage. On the other hand, these effects related to noise introduce substantially the same bias on the measurement voltage and on the reference voltage, so that they do not affect the result of the comparison of said measurement voltage with said reference voltage. The detection sensor therefore has a better immunity to noise on the voltage supplied by the DC voltage source than the capacitive charge transfer sensors.

Dans des modes particuliers de réalisation, le capteur de détection peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.In particular embodiments, the detection sensor may further comprise one or more of the following characteristics, taken individually or in any technically possible combination.

Dans des modes particuliers de réalisation, la branche de mesure comporte, entre l’entrée de ladite branche de mesure et le condensateur de mesure, une source de courant adaptée à fournir un courant d’intensité continue au condensateur de mesure, à partir de la tension fournie par la source de tension continue.In particular embodiments, the measurement branch comprises, between the input of said measuring branch and the measurement capacitor, a current source adapted to supply a current of continuous intensity to the measurement capacitor, starting from the voltage supplied by the DC voltage source.

Dans des modes particuliers de réalisation, la branche de référence comporte, entre l’entrée de ladite branche de référence et le condensateur de référence, une source de courant adaptée à fournir un courant d’intensité continue au condensateur de référence, à partir de la tension fournie par la source de tension continue.In particular embodiments, the reference branch comprises, between the input of said reference branch and the reference capacitor, a current source adapted to supply a current of continuous intensity to the reference capacitor, starting from the voltage supplied by the DC voltage source.

Dans des modes particuliers de réalisation, la branche de référence comporte un composant résistif entre l’entrée de ladite branche de référence et le condensateur de référence.In particular embodiments, the reference branch comprises a resistive component between the input of said reference branch and the reference capacitor.

Dans des modes particuliers de réalisation, le capteur de détection comporte une source de courant entre la source de tension continue et les entrées respectives de la branche de mesure et de la branche de référence, ladite source de courant étant adaptée à former un courant d’intensité continue à partir de la tension fournie par la source de tension continue.In particular embodiments, the detection sensor comprises a source of current between the DC voltage source and the respective inputs of the measurement branch and of the reference branch, said current source being adapted to form a current of continuous current from the voltage supplied by the DC voltage source.

Dans des modes particuliers de réalisation, la branche de mesure comporte, entre le condensateur de mesure et la sortie de ladite branche de mesure, un circuit de type échantillonneur-bloqueur.In particular embodiments, the measurement branch comprises, between the measurement capacitor and the output of said measuring branch, a sample-and-hold circuit.

Selon un second aspect, la présente invention concerne un système de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure comportant un capteur de détection selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention. Le système de détection comporte en outre un dispositif de contrôle configuré pour : • contrôler les moyens de charge respectifs de la branche de mesure et de la branche de référence de sorte à charger le condensateur de mesure pendant une durée prédéterminée et de sorte à charger le condensateur de référence jusqu’à obtenir une tension de référence égale à la tension de mesure obtenue après avoir chargé le condensateur de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • mesurer une durée, dite « durée de croisement », représentative de la durée nécessaire pour obtenir une tension de référence égale à la tension de mesure obtenue après avoir chargé le condensateur de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • contrôler les moyens de décharge respectifs de la branche de mesure et de la branche de référence de sorte à décharger le condensateur de mesure et le condensateur de référence après avoir mesuré la durée de croisement, • détecter une variation de la capacité du condensateur de mesure en fonction de durées de croisement mesurées pour des charges successives du condensateur de mesure et du condensateur de référence.According to a second aspect, the present invention relates to a capacitance variation detection system of a measurement capacitor comprising a detection sensor according to any one of the embodiments of the invention. The detection system further comprises a control device configured to: • control the respective load means of the measurement branch and the reference branch so as to charge the measurement capacitor for a predetermined duration and so as to charge the reference capacitor until a reference voltage equal to the measurement voltage obtained after having charged the measuring capacitor during said predetermined time, • measuring a duration, called "crossover duration", representative of the time required to obtain a measurement capacitor. reference voltage equal to the measurement voltage obtained after having charged the measuring capacitor during said predetermined time, • checking the respective discharge means of the measurement branch and the reference branch so as to discharge the measurement capacitor and the reference capacitor after measuring the crossover duration, detecting a variation in the capacitance of the measurement capacitor according to crossing times measured for successive charges of the measurement capacitor and the reference capacitor.

Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un véhicule automobile comportant un système de détection selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention.According to a third aspect, the present invention relates to a motor vehicle comprising a detection system according to any one of the embodiments of the invention.

Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un procédé de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure, au moyen d’un capteur de détection selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention, ledit procédé comportant des étapes, exécutées de manière récurrente, de : • charge du condensateur de mesure pendant une durée prédéterminée, • charge du condensateur de référence jusqu’à obtenir une tension de référence égale à la tension de mesure obtenue après avoir chargé le condensateur de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • mesure d’une durée, dite « durée de croisement >>, représentative de la durée nécessaire pour obtenir une tension de référence égale à la tension de mesure obtenue après avoir chargé le condensateur de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • décharge du condensateur de mesure et du condensateur de référence après avoir mesuré la durée de croisement.According to a fourth aspect, the present invention relates to a capacitance variation detection method of a measurement capacitor, by means of a detection sensor according to any one of the embodiments of the invention, said method comprising recurrent steps of: • charging the measuring capacitor for a predetermined time, • charging the reference capacitor until a reference voltage is obtained equal to the measurement voltage obtained after charging the measurement capacitor during said period of time predetermined duration, • measurement of a duration, called "crossover duration", representative of the time required to obtain a reference voltage equal to the measurement voltage obtained after charging the measurement capacitor during said predetermined duration, • discharging of the measuring capacitor and reference capacitor after measuring the duration of the ement.

Ledit procédé de détection comporte en outre une étape de détection de variation de la capacité du condensateur de mesure en fonction de durées de croisement mesurées pour des charges successives du condensateur de mesure et du condensateur de référence.Said detection method also comprises a step of detecting variation in the capacitance of the measurement capacitor as a function of measured crossover durations for successive charges of the measurement capacitor and the reference capacitor.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit procédé de détection comporte, avant chaque étape de charge du condensateur de référence, une étape de pré-charge dudit condensateur de référence, de sorte que la tension entre des électrodes dudit condensateur de référence est non nulle au début de l’étape de charge dudit condensateur de référence. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : - figure 1 : une représentation schématique d’un mode préféré de réalisation d’un capteur de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure, - figures 2 et 3 : des représentations schématiques de variantes de réalisation d’un capteur de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure, - figure 4 : un diagramme illustrant les principales étapes d’un procédé de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure, - figure 5 : des diagrammes temporels illustrant le principe de détection de variation de capacité d’un condensateur de mesure, dans le cas du capteur de détection de la figure 1,In particular modes of implementation, said detection method comprises, before each charging step of the reference capacitor, a step of pre-charging said reference capacitor, so that the voltage between the electrodes of said reference capacitor is not zero at the beginning of the charging step of said reference capacitor. The invention will be better understood on reading the following description, given by way of non-limiting example, and with reference to the figures which represent: FIG. 1: a schematic representation of a preferred embodiment of a capacitance variation detection sensor of a measurement capacitor, - figures 2 and 3: schematic representations of alternative embodiments of a capacitance detection sensor of a capacitor of measurement, - figure 4: a diagram illustrating the main steps of a capacitance variation detection method of a measurement capacitor, - FIG. 5: time diagrams illustrating the capacitance variation detection principle of a measurement capacitor, in the case of the capacitance sensor. detection of Figure 1,

Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire.In these figures, identical references from one figure to another designate identical or similar elements. For the sake of clarity, the elements shown are not to scale unless otherwise stated.

La figure 1 représente schématiquement un mode préféré de réalisation d’un capteur 10 de détection de variation d’une capacité d’un condensateur 21 de mesure.FIG. 1 schematically represents a preferred embodiment of a sensor 10 for detecting the variation of a capacitance of a measurement capacitor 21.

Tel qu’illustré par la figure 1, le capteur 10 de détection comporte une branche 20 de mesure et une branche 30 de référence comportant chacune une entrée et une sortie. Les entrées respectives de ladite branche 20 de mesure et de ladite branche 30 de référence sont reliées entre elles en un nœud 11 du capteur 10 de détection. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, le nœud 11 est relié à une source 50 de tension continue.As illustrated in FIG. 1, the detection sensor 10 comprises a measurement branch 20 and a reference branch 30 each having an input and an output. The respective inputs of said measurement branch 20 and said reference branch 30 are interconnected at a node 11 of the sensor 10. In the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the node 11 is connected to a source 50 of DC voltage.

La branche 20 de mesure comporte le condensateur 21 de mesure dont on cherche à détecter une variation de la capacité Cm. Le condensateur 21 de mesure comporte deux bornes formées par une première électrode 21a reliée au nœud 11 et par une seconde électrode 21 b reliée à la masse électrique.The measurement branch 20 comprises the measurement capacitor 21 whose variation of the capacitance Cm is to be detected. The measuring capacitor 21 comprises two terminals formed by a first electrode 21a connected to the node 11 and a second electrode 21b connected to the electrical ground.

La branche 20 de mesure comporte en outre des moyens de charge permettant de charger ledit condensateur 21 de mesure à partir de la source 50 de tension continue, par l’intermédiaire du nœud 11. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, les moyens de charge de la branche 20 de mesure comportent un interrupteur 22 agencé entre le nœud 11 et la première électrode 21a du condensateur 21 de mesure. Lorsque l’interrupteur 22 est fermé, le condensateur 21 de mesure est connecté au nœud 11, par l’intermédiaire duquel la source 50 de tension continue charge ledit condensateur 21 de mesure. Lorsque l’interrupteur 22 est ouvert, le condensateur 21 de mesure est déconnecté du nœud 11, de sorte que la source 50 de tension continue ne charge pas le condensateur 21 de mesure.The measurement branch 20 further comprises charging means for charging said measurement capacitor 21 from the DC voltage source 50 through the node 11. In the nonlimiting example illustrated in FIG. the load means of the measurement branch 20 comprise a switch 22 arranged between the node 11 and the first electrode 21a of the measurement capacitor 21. When the switch 22 is closed, the measurement capacitor 21 is connected to the node 11, through which the DC voltage source 50 loads said measurement capacitor 21. When the switch 22 is open, the measurement capacitor 21 is disconnected from the node 11, so that the DC voltage source 50 does not charge the capacitor 21 measurement.

La branche 20 de mesure comporte également des moyens de décharge permettant de décharger ledit condensateur 21 de mesure. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, les moyens de décharge de la branche 20 de mesure comportent un interrupteur 23 agencé entre la première électrode 21a du condensateur 21 de mesure et la masse électrique. Lorsque l’interrupteur 23 est fermé, le condensateur 21 de mesure se décharge. Lorsque l’interrupteur 23 est ouvert, le condensateur 21 de mesure ne se décharge pas.The measuring branch 20 also comprises discharge means for discharging said measuring capacitor 21. In the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the discharge means of the measurement branch 20 comprise a switch 23 arranged between the first electrode 21a of the measurement capacitor 21 and the electrical ground. When the switch 23 is closed, the measuring capacitor 21 is discharged. When the switch 23 is open, the capacitor 21 of measurement does not discharge.

Tel qu’illustré par la figure 1, la branche 30 de référence comporte un condensateur 31 de référence. Le condensateur 31 de référence comporte deux bornes formées par une première électrode 31 a reliée au nœud 11 et par une seconde électrode 31b reliée à la masse électrique.As illustrated in FIG. 1, the reference branch 30 comprises a reference capacitor 31. The reference capacitor 31 comprises two terminals formed by a first electrode 31a connected to the node 11 and by a second electrode 31b connected to the electrical ground.

La branche 30 de référence comporte en outre des moyens de charge permettant de charger ledit condensateur 31 de référence à partir de la source 50 de tension continue, par l’intermédiaire du nœud 11. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, les moyens de charge de la branche 30 de référence comportent un interrupteur 32 agencé entre le nœud 11 et la première électrode 31a du condensateur 31 de référence. Lorsque l’interrupteur 32 est fermé, le condensateur 31 de référence est connecté au nœud 11, par l’intermédiaire duquel la source 50 de tension continue charge ledit condensateur 31 de référence. Lorsque l’interrupteur 32 est ouvert, le condensateur 31 de référence est déconnecté du nœud 11, de sorte que la source 50 de tension continue ne charge pas le condensateur 31 de référence.The reference branch 30 further includes charging means for charging said reference capacitor 31 from the source 50 of DC voltage via the node 11. In the non-limiting example illustrated in FIG. the charging means of the reference branch 30 comprise a switch 32 arranged between the node 11 and the first electrode 31a of the reference capacitor 31. When the switch 32 is closed, the reference capacitor 31 is connected to the node 11, through which the DC voltage source 50 loads said reference capacitor 31. When the switch 32 is open, the reference capacitor 31 is disconnected from the node 11, so that the DC voltage source 50 does not charge the reference capacitor 31.

La branche 30 de référence comporte également des moyens de décharge permettant de décharger ledit condensateur 31 de référence. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, les moyens de décharge de la branche 30 de référence comportent un interrupteur 33 agencé entre la première électrode 31a du condensateur 31 de référence et la masse électrique. Lorsque l’interrupteur 33 est fermé, le condensateur 31 de référence se décharge. Lorsque l’interrupteur 33 est ouvert, le condensateur 31 de référence ne se décharge pas.The reference branch 30 also includes discharge means for discharging said reference capacitor 31. In the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the discharge means of the reference branch 30 comprise a switch 33 arranged between the first electrode 31a of the reference capacitor 31 and the electrical ground. When the switch 33 is closed, the reference capacitor 31 discharges. When the switch 33 is open, the reference capacitor 31 does not discharge.

Le capteur 10 de détection comporte en outre des moyens de comparaison, reliés aux sorties respectives de ladite branche 20 de mesure et de ladite branche 30 de référence. Les moyens de comparaison sont configurés pour comparer une tension de mesure, représentative de la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure, à une tension de référence représentative de la tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, la tension de mesure correspond directement à la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure et la tension de référence correspond directement à la tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence.The detection sensor 10 further comprises comparison means connected to the respective outputs of said measurement branch 20 and said reference branch. The comparison means are configured to compare a measurement voltage, representative of the voltage Vm across the capacitor 21 of measurement, with a reference voltage representative of the voltage Vr across the capacitor 31 of reference. In the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the measurement voltage corresponds directly to the voltage Vm across the capacitor 21 of measurement and the reference voltage corresponds directly to the voltage Vr across the capacitor 31 of reference.

Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, les moyens de comparaison comportent un circuit comparateur 40 à base d’amplificateur opérationnel, comportant : • une entrée non-inverseuse « + >> reliée à la première électrode 21a du condensateur 21 de mesure, • une entrée inverseuse «-«reliée à la première électrode 31 a du condensateur 31 de référence.In the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the comparison means comprise a comparator circuit 40 based on an operational amplifier, comprising: a non-inverting input "+" connected to the first electrode 21a of the capacitor 21 of measuring, • an inverting input "-" connected to the first electrode 31a of the capacitor 31 of reference.

De manière plus générale, d’autres types de moyens de comparaison peuvent être mis en œuvre, et le choix d’un type particulier de moyens de comparaison ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention.More generally, other types of comparison means can be implemented, and the choice of a particular type of comparison means is only a variant of implementation of the invention.

Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, la branche 20 de mesure comporte une source 24 de courant agencée entre l’interrupteur 22 et la première électrode 21a du condensateur 21 de mesure. La source 24 de courant est adaptée à fournir un courant d’intensité continue (c'est-à-dire sensiblement constante) au condensateur 21 de mesure, à partir de la tension fournie par la source 50 de tension continue. Par exemple, la source 24 de courant est un circuit du type miroir de courant. Lorsque l’interrupteur 22 est fermé, le condensateur 21 de mesure est chargé avec un courant d’intensité I0 continue par ladite source 24 de courant, qui dépend de la valeur Vcc de la tension fournie par la source 50 de tension continue. Par conséquent, la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure augmente progressivement, de manière linéaire, avec une pente qui dépend de la capacité Cm dudit condensateur 21 de mesure, selon l’expression suivante :In the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the measurement branch 20 comprises a current source 24 arranged between the switch 22 and the first electrode 21a of the measurement capacitor 21. The current source 24 is adapted to provide a DC current (i.e. substantially constant) to the measurement capacitor 21 from the voltage supplied by the DC voltage source 50. For example, the source 24 of current is a current mirror type circuit. When the switch 22 is closed, the measurement capacitor 21 is charged with a current of intensity I0 continuous by said source 24 of current, which depends on the value Vcc of the voltage supplied by the source 50 of DC voltage. Consequently, the voltage Vm across the capacitor 21 of measurement gradually increases, linearly, with a slope that depends on the capacitance Cm of said capacitor 21 for measuring, according to the following expression:

Vm(t) = IOt/CmVm (t) = IOt / Cm

En outre, dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 1, la branche 30 de référence comporte un composant résistif 34 agencé entre le nœud 11 et la première électrode 31a du condensateur 31 de référence. Par conséquent, lorsque l’interrupteur 32 est fermé, la tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence augmente progressivement et tend vers la valeur Vcc de la tension fournie par la source 50 de tension continue, selon l’expression suivante : r _t_\In addition, in the nonlimiting example illustrated in FIG. 1, the reference branch 30 comprises a resistive component 34 arranged between the node 11 and the first electrode 31a of the reference capacitor 31. Consequently, when the switch 32 is closed, the voltage Vr across the reference capacitor 31 increases progressively and tends towards the value Vcc of the voltage supplied by the DC voltage source 50, according to the following expression: r _t_ \

Vr{t) — VccX l-e RrxCr v y expression dans laquelle : • Rr est la résistance du composant résistif 34, • Cr est la capacité du condensateur 31 de référence.Vr (t) - VccX l-e RrxCr v y expression in which: • Rr is the resistance of the resistive component 34, • Cr is the capacitance of the reference capacitor 31.

Les figures 2 et 3 représentent schématiquement des variantes de réalisation du capteur 10 de détection représenté sur la figure 1.FIGS. 2 and 3 diagrammatically represent alternative embodiments of the detection sensor 10 shown in FIG.

Le capteur 10 de détection illustré par la figure 2 reprend les mêmes éléments que ceux du capteur 10 de détection de la figure 1, à l’exception du composant résistif 34 qui est remplacé par une source 35 de courant. La source 35 de courant est agencée entre le nœud 11 et la première électrode 31a du condensateur 31 de référence, et est adaptée à fournir un courant d’intensité continue au condensateur 31 de référence, à partir de la tension fournie par la source 50 de tension continue. La tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence augmente donc de manière linéaire au cours du temps, comme la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure.The detection sensor 10 illustrated in FIG. 2 uses the same elements as those of the detection sensor 10 of FIG. 1, with the exception of the resistive component 34 which is replaced by a current source 35. The current source 35 is arranged between the node 11 and the first electrode 31a of the reference capacitor 31, and is adapted to supply a current of continuous intensity to the reference capacitor 31, from the voltage supplied by the source 50 of the reference capacitor 31. DC voltage. The voltage Vr across the capacitor 31 of reference therefore increases linearly over time, as the voltage Vm across the capacitor 21 measurement.

Le capteur 10 de détection illustré par la figure 3 reprend les mêmes éléments que ceux du capteur 10 de détection de la figure 1, à l’exception de la source 24 de courant de la branche 20 de mesure et du composant résistif 34 de la branche 30 de référence. Par contre, le capteur 10 de détection de la figure 3 comporte une source 12 de courant entre la source 50 de tension continue et le nœud 11, ladite source 12 de courant étant adaptée à former un courant d’intensité continue à partir de la tension fournie par la source 50 de tension continue.The detection sensor 10 illustrated in FIG. 3 uses the same elements as those of the detection sensor 10 of FIG. 1, with the exception of the current source 24 of the measurement branch 20 and the resistive component 34 of the branch Reference. On the other hand, the detection sensor 10 of FIG. 3 comprises a source 12 of current between the DC voltage source 50 and the node 11, said current source 12 being adapted to form a DC current from the voltage supplied by the source 50 of DC voltage.

Dans des modes particuliers de réalisation, la branche 20 de mesure peut comporter en outre, entre le condensateur 21 de mesure et la sortie de ladite branche 20 de mesure, un circuit de type échantillonneur-bloqueur. Ceci est avantageux, notamment, si l’impédance d’entrée des moyens de comparaison n’est pas très élevée, de sorte que le condensateur 21 de mesure est susceptible de se décharger vers les moyens de comparaison en entraînant une diminution progressive de la tension de mesure. L’utilisation d’un circuit de type échantillonneur-bloqueur, entre le condensateur 21 de mesure et les moyens de comparaison, permet de conserver, après avoir chargé ledit condensateur 21 de mesure, une tension de mesure constante en entrée des moyens de comparaison pendant la charge du condensateur 31 de référence. En outre, le condensateur 21 de mesure se comporte comme une antenne, de sorte que la tension de mesure est également susceptible d’évoluer, après avoir chargé ledit condensateur de mesure, sous l’influence de bruits extérieurs mesurés par ledit condensateur 21 de mesure. L’utilisation d’un circuit de type échantillonneur-bloqueur, entre le condensateur 21 de mesure et les moyens de comparaison, permet de limiter la durée, pendant laquelle la tension de mesure est sensible aux bruits extérieurs, à la durée de charge dudit condensateur 21 de mesure.In particular embodiments, the measurement branch 20 may further comprise, between the measurement capacitor 21 and the output of said measurement branch 20, a sample-and-hold circuit. This is advantageous, in particular, if the input impedance of the comparison means is not very high, so that the measurement capacitor 21 is likely to be discharged towards the comparison means by causing a progressive decrease in the voltage measurement. The use of a sample-and-hold circuit, between the measurement capacitor 21 and the comparison means, makes it possible to keep, after having loaded said measurement capacitor 21, a constant measurement voltage at the input of the comparison means during the charge of the capacitor 31 of reference. In addition, the measuring capacitor 21 behaves like an antenna, so that the measuring voltage is also likely to change, after charging said measuring capacitor, under the influence of external noise measured by said measuring capacitor 21 . The use of a sample-and-hold circuit between the measurement capacitor 21 and the comparison means makes it possible to limit the duration during which the measurement voltage is sensitive to external noise, to the charging duration of said capacitor. 21 of measurement.

Le capteur 10 de détection est destiné à être mis en œuvre dans un système de détection, comportant ledit capteur 10 de détection, et comportant en outre un dispositif de contrôle (non représenté sur les figures).The detection sensor 10 is intended to be implemented in a detection system, comprising said detection sensor 10, and further comprising a control device (not shown in the figures).

Le dispositif de contrôle du système de détection est adapté à contrôler les moyens de charge et les moyens de décharge de la branche 20 de mesure et de la branche 30 de référence. Le dispositif de contrôle est en outre relié aux moyens de comparaison 40 du capteur 10 de détection, de sorte que ledit dispositif de contrôle est informé du résultat de la comparaison entre la tension de mesure Vm et la tension de référence Vr.The control device of the detection system is adapted to control the charging means and the discharge means of the measurement branch 20 and the reference branch. The control device is further connected to the comparison means 40 of the detection sensor 10, so that said control device is informed of the result of the comparison between the measurement voltage Vm and the reference voltage Vr.

Le dispositif de contrôle comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre les différentes étapes d’un procédé 60 de détection de variation de capacité Cm du condensateur 21 de mesure. Dans une variante, le dispositif de contrôle comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en œuvre tout ou partie des étapes du procédé 60 de détection de variation de capacité du condensateur 21 de mesure.The control device comprises for example one or more processors and storage means (magnetic hard disk, electronic memory, optical disk, etc.) in which is stored a computer program product, in the form of a set of program code instructions to be executed to implement the different steps of a capacitance variation detection method Cm of the measurement capacitor 21. In a variant, the control device comprises one or more programmable logic circuits (FPGA, PLD, etc.), and / or one or more specialized integrated circuits (ASIC), and / or a set of discrete electronic components, etc., adapted to implement all or part of the steps of the capacitance detection process 60 of the measuring capacitor 21.

En d’autres termes, le dispositif de contrôle comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour mettre en œuvre les étapes du procédé 60 de détection de variation de capacité du condensateur 21 de mesure.In other words, the control device comprises a set of means configured in software (specific computer program product) and / or hardware (FPGA, PLD, ASIC, discrete electronic components, etc.) to implement the steps of the capacitance detection detection method 60 of the measurement capacitor 21.

La figure 4 représente les principales étapes d’un procédé 60 de détection. Tel qu’illustré par la figure 4, le procédé 60 de détection exécute une séquence de mesure comportant des étapes de : • 61 charge du condensateur 21 de mesure pendant une durée ÔT prédéterminée. • 62 charge du condensateur 31 de référence jusqu’à obtenir une tension de référence Vr égale à la tension de mesure Vm obtenue après avoir chargé le condensateur 21 de mesure pendant la durée ôT, • 63 mesure d’une durée, dite « durée de croisement >>, représentative de la durée nécessaire pour obtenir une tension de référence Vr égale à la tension de mesure Vm obtenue après avoir chargé le condensateur 21 de mesure pendant ladite durée ôT, • 64 décharge du condensateur 21 de mesure et du condensateur 31 de référence après avoir mesuré la durée de croisement.Figure 4 shows the main steps of a detection method. As shown in FIG. 4, the detection method 60 executes a measurement sequence comprising steps of: • charging the measuring capacitor 21 for a predetermined duration δT. The charge of the reference capacitor 31 up to obtain a reference voltage Vr equal to the measurement voltage Vm obtained after having charged the measurement capacitor 21 for the duration δT, measurement of a duration, called the "duration of crossover >>, representative of the time required to obtain a reference voltage Vr equal to the measurement voltage Vm obtained after charging the measurement capacitor 21 during said duration δT, • 64 discharging the measurement capacitor 21 and the capacitor 31 of reference after measuring the crossing time.

Du fait que le condensateur 21 de mesure est chargé pendant une durée δΤ fixe prédéterminée, la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure (et donc la tension de mesure), à l’issue de l’étape 61 de charge, dépend principalement de la capacité du condensateur 21 de mesure et diminue lorsque ladite capacité du condensateur 21 de mesure augmente.Since the measuring capacitor 21 is charged for a predetermined fixed duration δΤ, the voltage Vm at the terminals of the measurement capacitor 21 (and therefore the measuring voltage), at the end of the charging step 61, depends mainly on the capacity of the measuring capacitor 21 and decreases as said capacitance of the measuring capacitor 21 increases.

La capacité du condensateur 31 de référence est constante au cours du temps, de sorte que la durée de croisement dépend principalement de la valeur de la tension de mesure Vm que la tension de référence Vr doit atteindre, et augmente avec ladite tension de mesure Vm. Etant donné que la tension de mesure Vm diminue lorsque la capacité du condensateur 21 de mesure augmente, la durée de croisement diminue également lorsque ladite capacité Cm du condensateur 21 de mesure augmente. En d’autres termes, une augmentation (respectivement une diminution) de la capacité Cm du condensateur 21 de mesure entraîne une diminution (respectivement une augmentation) de la durée de croisement.The capacity of the reference capacitor 31 is constant over time, so that the crossing time depends mainly on the value of the measurement voltage Vm that the reference voltage Vr must reach, and increases with said measurement voltage Vm. Since the measurement voltage Vm decreases as the capacitance of the measurement capacitor 21 increases, the crossover duration also decreases as said capacitance Cm of the measurement capacitor 21 increases. In other words, an increase (respectively a decrease) in the capacitance Cm of the measurement capacitor 21 causes a decrease (respectively an increase) in the crossing time.

La séquence de mesure décrite ci-dessus est donc exécutée de manière récurrente, en considérant à chaque fois la même durée δΤ de charge du condensateur 21 de mesure, afin de mesurer l’évolution au cours du temps de la durée de croisement, pour pouvoir détecter les variations de ladite durée de croisement. Le procédé 60 de détection comporte alors une étape 65 de détection de variation de la capacité du condensateur 21 de mesure en fonction de mesures successives de la durée de croisement, obtenues au cours de séquences de mesure successives. Une variation de capacité du condensateur 21 de mesure étant détectée lorsqu’un critère prédéterminé de détection est vérifié. Si le critère de détection est vérifié (référence 650 sur la figure 4), le dispositif de contrôle peut par exemple interrompre l’exécution du procédé 60 de détection. Dans le cas contraire (référence 651 sur la figure 4), le dispositif de contrôle réalise une nouvelle séquence de mesure, etc.The measurement sequence described above is therefore executed recurrently, considering in each case the same duration δΤ of charge of the capacitor 21 of measurement, in order to measure the evolution over time of the crossing time, in order to be able to detecting variations in said crossing time. The detection method 60 then comprises a step 65 for detecting variation in the capacitance of the measurement capacitor 21 as a function of successive measurements of the crossing time, obtained during successive measurement sequences. A capacitance variation of the measuring capacitor 21 is detected when a predetermined detection criterion is verified. If the detection criterion is checked (reference 650 in FIG. 4), the control device may, for example, interrupt the execution of the detection method 60. In the opposite case (reference 651 in FIG. 4), the control device carries out a new measurement sequence, etc.

La figure 5 représente schématiquement des diagrammes temporels illustrant le principe de détection de variation de capacité du condensateur 21 de mesure, en considérant de manière non limitative le cas du capteur 10 de détection représenté sur la figure 1.FIG. 5 diagrammatically represents time diagrams illustrating the capacitance detection detection principle of the measurement capacitor 21, considering in a nonlimiting manner the case of the detection sensor 10 represented in FIG. 1.

Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le système de détection est mis en œuvre dans un véhicule automobile (non représenté sur les figures), pour détecter la présence d’une main d’un utilisateur à proximité d’un équipement dudit véhicule automobile. Par exemple, l’équipement est une poignée d’une portière du véhicule automobile, auquel cas la première électrode 21a du condensateur 21 de mesure est de préférence installée à l’intérieur de ladite poignée.In the remainder of the description, one places oneself in a nonlimiting manner in the case where the detection system is implemented in a motor vehicle (not shown in the figures), to detect the presence of a user's hand. near an equipment of said motor vehicle. For example, the equipment is a handle of a door of the motor vehicle, in which case the first electrode 21a of the measuring capacitor 21 is preferably installed inside said handle.

La figure 5 représente l’évolution au cours du temps de la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure (en trait continu) et de la tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence (en traits discontinus).FIG. 5 represents the evolution over time of the voltage Vm at the terminals of the measurement capacitor 21 (in solid lines) and of the voltage Vr at the terminals of the reference capacitor 31 (in broken lines).

La partie a) de la figure 5 représente une séquence de mesure dans le cas où aucune main n’est présente à proximité de la poignée, tandis que la partie b) représente une séquence de mesure dans le cas où une main est présente à proximité de ladite poignée.Part a) of FIG. 5 represents a measurement sequence in the case where no hand is present near the handle, while part b) represents a measurement sequence in the case where a hand is present in the vicinity. of said handle.

Tel qu’illustré par la partie a) de la figure 5, au début de la séquence de mesure, la tension Vm est nulle, c'est-à-dire que le condensateur 21 de mesure est entièrement déchargé. A un instant TO, le dispositif de contrôle ferme l’interrupteur 22 (l’interrupteur 23 étant ouvert), ce qui provoque le début de l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure, au cours de laquelle la tension Vm croît de manière linéaire au cours du temps. A un instant T1 (T1 = ΤΟ + δΤ), le dispositif de contrôle ouvre l’interrupteur 22, ce qui provoque la fin de la charge du condensateur 21 de mesure. A l’instant T1, la tension Vm a atteint une valeur VO égale à : 70As illustrated by part a) of FIG. 5, at the beginning of the measurement sequence, the voltage Vm is zero, that is to say that the measurement capacitor 21 is completely discharged. At a time TO, the control device closes the switch 22 (the switch 23 being open), which causes the start of the step 61 of charging the capacitor 21 of measurement, during which the voltage Vm increases by linear way over time. At a time T1 (T1 = ΤΟ + δΤ), the control device opens the switch 22, which causes the end of the charge of the capacitor 21 measurement. At time T1, the voltage Vm has reached a value VO equal to: 70

Cm expression dans laquelle : • I0 est l’intensité du courant fourni par la source 24 de courant, • Cm est la capacité du condensateur 21 de mesure, en l’absence de main à proximité de la poignée.An expression in which: • I0 is the intensity of the current supplied by the source 24 of current, • Cm is the capacitance of the capacitor 21 of measurement, in the absence of a hand near the handle.

Au début de la séquence de mesure, la tension Vr est également nulle dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 5. A l’instant T1, le dispositif de contrôle ferme l’interrupteur 32 (l’interrupteur 33 étant ouvert), ce qui provoque le début de l’étape 62 de charge du condensateur 31 de référence, au cours de laquelle la tension Vr croît progressivement au cours du temps jusqu’à atteindre, à un instant T2, la valeur VO.At the beginning of the measurement sequence, the voltage Vr is also zero in the nonlimiting example illustrated in FIG. 5. At the instant T1, the control device closes the switch 32 (the switch 33 being open), this causes the start of the step 62 of charging the capacitor 31 of reference, during which the voltage Vr increases gradually over time until reaching, at a time T2, the value VO.

Il est à noter que, dans le cas du capteur 10 de détection de la figure 1, la tension maximale aux bornes du condensateur 31 de référence correspond à la tension Vcc fournie par la source 50 de tension continue. Par contre, la tension aux bornes du condensateur 21 de mesure n’est théoriquement pas bornée. Par conséquent, la durée δΤ de charge du condensateur 21 de mesure doit être préalablement calibrée de sorte à assurer que la valeur maximale de la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure, à la fin de l’étape 61 de charge, est toujours inférieure à Vcc, pour que la tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence puisse atteindre la même valeur que la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure.It should be noted that, in the case of the detection sensor 10 of FIG. 1, the maximum voltage at the terminals of the reference capacitor 31 corresponds to the voltage Vcc supplied by the DC voltage source 50. On the other hand, the voltage at the terminals of the measurement capacitor 21 is theoretically not limited. Therefore, the charging duration δΤ of the measuring capacitor 21 must be previously calibrated so as to ensure that the maximum value of the voltage Vm across the capacitor 21 of measurement, at the end of the charging step 61, is always less than Vcc, so that the voltage Vr across the capacitor 31 of reference can reach the same value as the voltage Vm across the capacitor 21 measurement.

La durée de croisement mesurée est égale à ΔΤ et correspond, dans l’exemple illustré par la figure 5, au temps écoulé entre le début de l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure (instant TO) et l’instant auquel la tension Vr atteint la même valeur que la tension Vm (instant T2).The crossed crossing time measured is equal to ΔΤ and corresponds, in the example illustrated in FIG. 5, to the time elapsed between the beginning of step 61 of charging the capacitor 21 of measurement (instant TO) and the instant at which the Voltage Vr reaches the same value as voltage Vm (instant T2).

Il est à noter cependant que d’autres événements peuvent être considérés pour l’instant du début de la durée de croisement, dès lors que le même événement est considéré pour chacune des séquences de mesure. Par exemple, la durée de croisement mesurée peut de manière équivalente correspondre au temps écoulé entre la fin de l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure (instant T1 = ΤΟ + δΤ) et l’instant auquel la tension Vr atteint la même valeur que la tension Vm (instant T2).It should be noted, however, that other events can be considered for the moment at the beginning of the crossing time, since the same event is considered for each of the measurement sequences. For example, the measured crossover duration may equivalently correspond to the time elapsed between the end of the step 61 of charging the capacitor 21 of measurement (instant T1 = ΤΟ + δΤ) and the instant at which the voltage Vr reaches the same value than the voltage Vm (instant T2).

Tel qu’indiqué précédemment, la partie b) représente le cas où une main est présente à proximité de ladite poignée, entraînant une augmentation ACm de la capacité dudit condensateur 21 de mesure. La capacité dudit condensateur 21 de mesure est donc égale à (Cm + ACm).As indicated above, part b) represents the case where a hand is present near said handle, causing an increase ACm of the capacitance of said capacitor 21 measurement. The capacitance of said capacitor 21 of measurement is therefore equal to (Cm + ACm).

Tel qu’illustré par la partie b) de la figure 5, à un instant TO’, le dispositif de contrôle ferme l’interrupteur 22 (l’interrupteur 23 étant ouvert), ce qui provoque le début de l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure, au cours de laquelle la tension Vm croît de manière linéaire au cours du temps. A un instant TT (TT = TO’ + ÔT), le dispositif de contrôle ouvre l’interrupteur 22, ce qui provoque la fin de la charge du condensateur 21 de mesure. A l’instant TT, la tension Vm a atteint une valeur VO’ égale à :As illustrated by part b) of FIG. 5, at a time TO ', the control device closes the switch 22 (the switch 23 being open), which causes the start of step 61 of charging measuring capacitor 21, during which the voltage Vm increases linearly over time. At a time TT (TT = TO '+ ÔT), the control device opens the switch 22, which causes the end of the charge of the capacitor 21 measurement. At the moment TT, the voltage Vm has reached a value VO 'equal to:

70’ = IOxST (Cm + Δ Cm)70 '= IOxST (Cm + Δ Cm)

Avec TO’ < TO A l’instant TT, le dispositif de contrôle ferme l’interrupteur 32 (l’interrupteur 33 étant ouvert), ce qui provoque le début de l’étape 62 de charge du condensateur 31 de référence, au cours de laquelle la tension Vr croît progressivement au cours du temps jusqu’à atteindre, à un instant T2’, la même valeur VO’ que la tension Vm.With TO '<TO At the moment TT, the control device closes the switch 32 (the switch 33 being open), which causes the start of the step 62 of charging the capacitor 31 of reference, during which the voltage Vr increases gradually over time until reaching, at a time T2 ', the same value VO' as the voltage Vm.

Tel qu’illustré par la partie b) de la figure 5, la durée de croisement mesurée est égale ΔΤ’, et est inférieure à la durée de croisement ΔΤ mesurée en l’absence de main à proximité de la poignée et illustrée à la partie a).As illustrated by part b) of FIG. 5, the measured crossing time is equal to ΔΤ ', and is smaller than the crossing time ΔΤ measured in the absence of a hand near the handle and illustrated in part at).

Il est donc possible de détecter la présence de la main en fonction des mesures successives de la durée de croisement, et ce quel que soit le mode de réalisation considéré pour le capteur 10 de détection mis en œuvre.It is therefore possible to detect the presence of the hand according to the successive measurements of the crossing time, and whatever the embodiment considered for the detection sensor 10 implemented.

Si la durée de croisement diminue entre deux séquences de mesure, et si cette diminution est importante, alors cela signifie qu’une main s’est rapprochée de ladite première électrode 21a du condensateur 21 de mesure. Par exemple, si l’on considère deux mesures ΔΤ et ΔΤ’ de la durée de croisement, mesurées pour deux séquences de mesure consécutives à des instants respectifs T2 et T2’ (T2’ > T2), alors le critère de détection est par exemple vérifié si (ΔΤ - ΔΤ’) > C1, expression dans laquelle C1 est une valeur seuil positive prédéterminée. Suivant un autre exemple, le critère de détection peut être considéré comme vérifié lorsque ΔΤ/ΔΤ’ > C2, expression dans laquelle C2 est une valeur seuil positive prédéterminée, etc.If the crossing time decreases between two measurement sequences, and if this decrease is important, then it means that a hand has moved closer to said first electrode 21a of the measurement capacitor 21. For example, if we consider two measures ΔΤ and ΔΤ 'of the crossing time, measured for two consecutive measurement sequences at respective times T2 and T2' (T2 '> T2), then the detection criterion is for example checked if (ΔΤ - ΔΤ ')> C1, where C1 is a predetermined positive threshold value. According to another example, the detection criterion can be considered as verified when ΔΤ / ΔΤ '> C2, expression in which C2 is a predetermined positive threshold value, etc.

Il est à noter qu’il est également possible, suivant d’autres exemples, de considérer un critère de détection qui ne prend en compte qu’une mesure de la durée de croisement. En effet, il est possible, par une calibration préalable du capteur 10 de détection, de déterminer la valeur théorique de la durée de croisement en l’absence de main. Il est alors possible de définir une valeur seuil C3 positive pour la durée de croisement, inférieure à ladite valeur théorique de la durée de croisement en l’absence de main, correspondant à une valeur maximale de la durée de croisement en présence d’une main. Par conséquent, si la durée de croisement mesurée au cours d’une séquence de mesure est inférieure à la valeur seuil C3, cela signifie qu’une main se trouve à proximité de la poignée de la portière du véhicule automobile. L’étape 64 de décharge du condensateur 21 de mesure et du condensateur 31 de référence (non représentée sur la figure 5) consiste, dans le cas des capteurs 10 de détection des figures 1 à 3, à fermer les interrupteurs 23 et 33 (les interrupteurs 22 et 32 étant ouverts).It should be noted that it is also possible, according to other examples, to consider a detection criterion which only takes into account a measure of the crossing time. Indeed, it is possible, by a prior calibration of the detection sensor 10, to determine the theoretical value of the crossing time in the absence of hand. It is then possible to define a positive threshold value C3 for the crossing time, less than said theoretical value of the crossing time in the absence of a hand, corresponding to a maximum value of the crossing time in the presence of a hand. . Therefore, if the crossing time measured during a measurement sequence is less than the threshold value C3, it means that a hand is close to the handle of the door of the motor vehicle. The step 64 of discharging the measurement capacitor 21 and the reference capacitor 31 (not shown in FIG. 5) consists, in the case of the detection sensors 10 of FIGS. 1 to 3, in closing the switches 23 and 33 (the switches 22 and 32 being open).

Dans l’exemple illustré par la figure 5, l’étape 62 de charge du condensateur 31 de référence débute immédiatement après la fin de l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, de débuter l’étape 62 de charge du condensateur 31 de référence à d’autres instants, y compris au cours de l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure. Par contre, l’événement qui déclenche le début de l’étape 62 de charge du condensateur 31 de référence doit être le même d’une séquence de mesure à une autre.In the example illustrated in FIG. 5, the charging step 62 of the reference capacitor 31 starts immediately after the end of step 61 of charging the measurement capacitor 21. However, according to other examples, nothing makes it possible to start the step 62 of charging the reference capacitor 31 at other times, including during step 61 of charging the capacitor 21 for measurement. On the other hand, the event that triggers the start of the charging step 62 of the reference capacitor 31 must be the same from one measurement sequence to another.

Il est à noter qu’il est avantageux d’avoir, au cours de l’étape 62 de charge du condensateur 31 de référence, une tension Vr qui augmente lentement à l’instant auquel ladite tension Vr atteint la même valeur que la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure. De telles dispositions permettent en effet de détecter des variations plus faibles de la capacité du condensateur 21 de mesure. Toutefois, plus l’augmentation de la tension Vr est lente, et plus la durée de la séquence de mesure est importante et rend difficile de détecter rapidement la présence d’une main à proximité de la poignée.It should be noted that it is advantageous to have, during step 62 of charging the capacitor 31 of reference, a voltage Vr which increases slowly at the instant at which said voltage Vr reaches the same value as the voltage Vm at the terminals of the capacitor 21 of measurement. Such arrangements make it possible to detect smaller variations in the capacitance of the measurement capacitor 21. However, the more the increase in the voltage Vr is slow, and the longer the duration of the measurement sequence is important and makes it difficult to quickly detect the presence of a hand near the handle.

Afin de réduire la durée de la séquence de mesure, pour permettre une détection plus rapide d’une main à proximité de la poignée, il est possible de pré-charger le condensateur 31 de référence avant le début de l’étape 62 de charge dudit condensateur 31 de référence. Ainsi, la tension Vr aux bornes du condensateur 31 de référence n’est pas nulle au début de l’étape 62 de charge, de telle sorte qu’elle atteindra plus rapidement la même valeur que la tension Vm aux bornes du condensateur 21 de mesure. Par exemple, chaque séquence de mesure peut comporter une étape de précharge (non représentée sur les figures) du condensateur 31 de référence à une valeur prédéfinie pour la tension Vr, l’étape de pré-charge étant par exemple exécutée préalablement à l’étape 61 de charge du condensateur 21 de mesure. Il est également possible, suivant d’autres exemples, de ne décharger que partiellement ledit condensateur 31 de référence au cours de l’étape 64 de décharge, jusqu’à ladite valeur prédéfinie pour la tension Vr.In order to reduce the duration of the measurement sequence, to allow faster detection of a hand near the handle, it is possible to pre-charge the reference capacitor 31 before the start of step 62 of charging said capacitor 31 of reference. Thus, the voltage Vr across the capacitor 31 of reference is not zero at the beginning of the charging step 62, so that it will reach more quickly the same value as the voltage Vm across the capacitor 21 of measurement . For example, each measurement sequence may comprise a precharging step (not shown in the figures) of the reference capacitor 31 to a predefined value for the voltage Vr, the pre-charge step being for example executed before the step 61 of the capacitor 21 of measurement. It is also possible, according to other examples, to only partially discharge said reference capacitor 31 during the discharge step 64, to said predefined value for the voltage Vr.

De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en œuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.More generally, it should be noted that the modes of implementation and realization considered above have been described by way of non-limiting examples, and that other variants are therefore possible.

Notamment, l’invention a été décrite en considérant que le condensateur 21 de mesure était chargé par l’intermédiaire d’une source de courant continu, de sorte que la tension Vm aux bornes dudit condensateur 21 de mesure augmente de manière linéaire avec le temps. Rien n’exclut, suivant d’autres exemples, de charger le condensateur 21 de mesure autrement que par l’intermédiaire d’une source de courant continu, par exemple en intercalant simplement un composant résistif entre le nœud 11 et la première électrode 21a dudit condensateur 21 de mesure.In particular, the invention has been described by considering that the measurement capacitor 21 was charged via a direct current source, so that the voltage Vm across said measuring capacitor 21 increases linearly with time. . According to other examples, nothing excludes charging the measurement capacitor 21 other than via a direct current source, for example simply by inserting a resistive component between the node 11 and the first electrode 21a of said source. capacitor 21 of measurement.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Capteur (10) de détection de variation de capacité d’un condensateur (21) de mesure, comportant une branche (20) de mesure et une branche (30) de référence comportant chacune une entrée et une sortie, les entrées respectives de ladite branche (20) de mesure et de ladite branche (30) de référence étant reliées entre elles et étant destinées à être reliées à une même source (50) de tension continue, et dans lequel : • la branche (20) de mesure comporte le condensateur (21) de mesure, des moyens (22) de charge permettant de charger ledit condensateur de mesure à partir de la source de tension continue et des moyens (23) de décharge permettant de décharger ledit condensateur de mesure, • la branche (30) de référence comporte un condensateur (31) de référence, des moyens (32) de charge permettant de charger ledit condensateur de référence à partir de la source de tension continue et des moyens (33) de décharge permettant de décharger ledit condensateur de référence, ledit capteur (10) comportant en outre des moyens (40) de comparaison, reliés aux sorties respectives de ladite branche (20) de mesure et de ladite branche (30) de référence, configurés pour comparer une tension de mesure (Vm), représentative de la tension aux bornes du condensateur (21) de mesure, et une tension de référence (Vr) représentative de la tension aux bornes du condensateur (31) de référence, ledit capteur étant caractérisé en ce que la branche (20) de mesure comporte, entre l’entrée de ladite branche de mesure et le condensateur (21) de mesure, une source (24) de courant adaptée à fournir un courant d’intensité continue au condensateur de mesure, à partir de la tension fournie par la source (50) de tension continue.1. Sensor (10) for detecting capacitance variation of a measurement capacitor (21), comprising a measurement branch (20) and a reference branch (30) each having an input and an output, the respective inputs of said measurement branch (20) and said reference branch (30) being connected to one another and being intended to be connected to the same source (50) of DC voltage, and in which: • the measuring branch (20) comprises the measuring capacitor (21), charging means (22) for charging said measuring capacitor from the DC voltage source and discharge means (23) for discharging said measuring capacitor; 30) comprises a reference capacitor (31), charging means (32) for charging said reference capacitor from the DC voltage source and discharge means (33) for discharging said capacitor. reference, said sensor (10) further comprising comparator means (40), connected to the respective outputs of said measurement branch (20) and said reference branch (30), configured to compare a measurement voltage (Vm ), representative of the voltage at the terminals of the measurement capacitor (21), and a reference voltage (Vr) representative of the voltage at the terminals of the reference capacitor (31), said sensor being characterized in that the branch (20) device comprises, between the input of said measurement branch and the measurement capacitor (21), a source (24) of current adapted to supply a current of continuous intensity to the measurement capacitor, starting from the voltage supplied by the source (50) of DC voltage. 2. Capteur (10) selon la revendication précédente, dans lequel la branche (30) de référence comporte, entre l’entrée de ladite branche de référence et le condensateur (31) de référence, une source (35) de courant adaptée à fournir un courant d’intensité continue au condensateur de référence, à partir de la tension fournie par la source (50) de tension continue.2. Sensor (10) according to the preceding claim, wherein the reference branch (30) comprises, between the input of said reference branch and the reference capacitor (31), a current source (35) adapted to provide a DC current to the reference capacitor from the voltage supplied by the DC voltage source (50). 3. Capteur (10) selon la revendication 1, dans lequel la branche (30) de référence comporte un composant résistif (34) entre l’entrée de ladite branche de référence et le condensateur (31) de référence.The sensor (10) according to claim 1, wherein the reference branch (30) comprises a resistive component (34) between the input of said reference branch and the reference capacitor (31). 4. Capteur (10) selon la revendication 1, comportant une source (12) de courant entre la source (50) de tension continue et les entrées respectives de la branche (20) de mesure et de la branche (30) de référence, ladite source de courant étant adaptée à former un courant d’intensité continue à partir de la tension fournie par la source de tension continue.4. The sensor (10) according to claim 1, comprising a source (12) of current between the DC voltage source (50) and the respective inputs of the measurement branch (20) and of the reference branch (30). said current source being adapted to form a DC current from the voltage supplied by the DC voltage source. 5. Capteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche (20) de mesure comporte, entre le condensateur (21) de mesure et la sortie de ladite branche de mesure, un circuit de type échantillonneur-bloqueur.5. A sensor (10) according to any one of the preceding claims, wherein the measuring arm (20) comprises, between the measuring capacitor (21) and the output of said measurement branch, a sample-and-hold circuit. . 6. Système de détection de variation de capacité d’un condensateur (21) de mesure, caractérisé en ce qu’il comporte un capteur (10) de détection selon l’une quelconque des revendications précédentes, et un dispositif de contrôle configuré pour : • contrôler les moyens de charge respectifs de la branche (20) de mesure et de la branche (30) de référence de sorte à charger le condensateur (21) de mesure pendant une durée (δΤ) prédéterminée et de sorte à charger le condensateur (31) de référence jusqu’à obtenir une tension de référence (Vr) égale à la tension de mesure (Vm) obtenue après avoir chargé le condensateur de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • mesurer une durée, dite « durée de croisement », représentative de la durée nécessaire pour obtenir une tension de référence (Vr) égale à la tension de mesure (Vm) obtenue après avoir chargé le condensateur (21) de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • contrôler les moyens de décharge respectifs de la branche (20) de mesure et de la branche (30) de référence de sorte à décharger le condensateur (21) de mesure et le condensateur (31) de référence après avoir mesuré la durée de croisement, • détecter une variation de la capacité du condensateur (21) de mesure en fonction de durées de croisement mesurées pour des charges successives du condensateur (21) de mesure et du condensateur (31) de référence.6. System for detecting variation in capacitance of a measurement capacitor (21), characterized in that it comprises a detection sensor (10) according to any one of the preceding claims, and a control device configured for: • control the respective load means of the measuring branch (20) and the reference branch (30) so as to charge the measuring capacitor (21) for a predetermined duration (δΤ) and so as to charge the capacitor ( 31) to obtain a reference voltage (Vr) equal to the measurement voltage (Vm) obtained after charging the measuring capacitor during said predetermined time, • measuring a representative duration, called "crossover duration" the time required to obtain a reference voltage (Vr) equal to the measurement voltage (Vm) obtained after charging the measurement capacitor (21) during said predetermined time, the respective discharge means of the measurement branch (20) and of the reference branch (30) so as to discharge the measuring capacitor (21) and the reference capacitor (31) after measuring the crossover duration, Detecting a variation of the capacitance of the measurement capacitor (21) as a function of measured crossover times for successive charges of the measurement capacitor (21) and the reference capacitor (31). 7. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un système de détection selon la revendication 6.7. Motor vehicle, characterized in that it comprises a detection system according to claim 6. 8. Procédé (60) de détection de variation de capacité d’un condensateur (21) de mesure au moyen d’un capteur (10) de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte des étapes, exécutées de manière récurrente, de : • (61) charge du condensateur (21) de mesure pendant une durée (δΤ) prédéterminée, • (62) charge du condensateur (31) de référence jusqu’à obtenir une tension de référence égale à la tension de mesure obtenue après avoir chargé le condensateur (21) de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • (63) mesure d’une durée, dite « durée de croisement », représentative de la durée nécessaire pour obtenir une tension de référence (Vr) égale à la tension de mesure (Vm) obtenue après avoir chargé le condensateur de mesure pendant ladite durée prédéterminée, • (64) décharge du condensateur (21) de mesure et du condensateur (31) de référence après avoir mesuré la durée de croisement, ledit procédé (60) comportant en outre une étape (65) de détection de variation de la capacité du condensateur (21) de mesure en fonction de durées de croisement mesurées pour des charges successives du condensateur (21) de mesure et du condensateur (31) de référence.8. Method (60) for detecting variation in capacitance of a measurement capacitor (21) by means of a detection sensor (10) according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that it comprises recurrent steps of: • (61) charging the measuring capacitor (21) for a predetermined time (δΤ), • (62) charging the reference capacitor (31) until a reference voltage is obtained equal to the measuring voltage obtained after having charged the measuring capacitor (21) during said predetermined duration, • (63) measuring a duration, called "crossover duration", representative of the time required to obtain a reference voltage (Vr) equal to the measurement voltage (Vm) obtained after charging the measuring capacitor during said predetermined time, • (64) discharging the measurement capacitor (21) and the reference capacitor (31) after measuring the duration e), said method (60) further comprising a step (65) for detecting variation in the capacitance of the measurement capacitor (21) as a function of measured crossover durations for successive charges of the measurement capacitor (21). of the capacitor (31) of reference. 9. Procédé (60) selon la revendication 8, comportant, avant chaque étape (62) de charge du condensateur (31) de référence, une étape de pré-charge dudit condensateur (31) de référence, de sorte que la tension aux bornes dudit condensateur (31) de référence est non nulle au début de l’étape (62) de charge dudit condensateur (31) de référence.9. Method (60) according to claim 8, comprising, before each step (62) of charging the capacitor (31) of reference, a step of pre-charging said capacitor (31) of reference, so that the voltage at the terminals said reference capacitor (31) is non-zero at the beginning of the charging step (62) of said reference capacitor (31).
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