FR3070706A1 - Dispositif de detection d'intention de verrouillage ou de deverrouillage d'une portiere de vehicule automobile par un utilisateur et poignee de portiere associee - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif de détection (D') d'intention de verrouillage ou de déverrouillage d'une portière (10') de véhicule automobile par un utilisateur, ledit dispositif (D') étant compris dans un boîtier étanche (B'), intégré dans une poignée (10') non étanche et dont la partie inférieure comprend des trous d'évacuation (t1, t2), une partie du boîtier (B') se trouvant immergée dans l'eau (e), ledit dispositif (D') comprenant: un capteur capacitif de détection d'approche et/ou de contact (100), comprenant au moins une électrode de détection (E2'), présentant une capacité de détection (Ce) variable représentative de l'approche de la main (M) d'un utilisateur, une capacité de charge/décharge (Cs), l'invention proposant l'ajout d'une électrode de protection Ep située dans la partie du boîtier qui est immergée dans l'eau, couplée électriquement à l'électrode de détection et connectée à une borne de la capacité de charge/décharge Cs de telle manière que l'électrode de protection Ep soit simultanément au même potentiel que la borne de la capacité de charge/décharge durant les différentes étapes de charge/décharge de la capacité de détection et de la capacité de charge /décharge qui sont nécessaires à l'estimation de la valeur de la capacité de détection.
Description
L’invention concerne un dispositif de détection d’intention de verrouillage ou de déverrouillage d’une portière de véhicule automobile par un utilisateur et une poignée de portière de véhicule comprenant ledit dispositif.
De nos jours, les poignées de portières de véhicule sont équipées de dispositifs de détection de la présence d’un utilisateur. La détection de la présence d’un utilisateur couplée à la reconnaissance d’un badge électronique « main libre >> de commande d’accès à distance, porté par cet utilisateur, permet le verrouillage et le déverrouillage à distance des ouvrants du véhicule. Ainsi lorsque l’utilisateur, portant le badge électronique correspondant et identifié par le véhicule souhaite déverrouiller le véhicule, il s’approche de la poignée ou touche la poignée de portière du véhicule et les ouvrants du véhicule sont alors automatiquement déverrouillés. En s’approchant ou en appuyant sur un endroit précis de la poignée de portière du véhicule, appelé « zone de déverrouillage», la portière (ou alternativement tous les ouvrants) est (sont) déverrouillée (déverrouillés) sans autre action de l’utilisateur. Inversement, lorsque l’utilisateur, portant toujours le badge nécessaire et identifié par le véhicule, souhaite verrouiller son véhicule, il ferme la portière de son véhicule et il s’approche ou appuie momentanément sur un autre endroit précis de la poignée, appelé « zone de verrouillage ». Ce geste permet de verrouiller automatiquement les ouvrants du véhicule.
Ces dispositifs de détection de présence comprennent généralement deux capteurs capacitifs, sous la forme de deux électrodes reliées électriquement à un circuit imprimé, intégrées dans la poignée de portière chacune dans une zone précise de verrouillage ou de déverrouillage. Généralement, une électrode est dédiée à chaque zone, c'est-à-dire une électrode est dédiée à la détection de l’approche et/ou du contact de la main de l’utilisateur dans la zone de verrouillage et une électrode est dédiée à la détection de l’approche et/ou du contact de la main de l’utilisateur dans la zone de déverrouillage.
Le dispositif de détection de présence comprend en outre une antenne radio fréquence, en général LF (abréviation anglaise pour « Low Frequency », Basse Fréquence). Le dispositif de détection est connecté au calculateur électronique du véhicule (ECU : abréviation anglaise pour « Electronic Control Unit ») et lui envoie un signal de détection de présence. Le calculateur électronique du véhicule a, au préalable, identifié l’utilisateur comme étant autorisé à accéder à ce véhicule, ou alternativement, suite à la réception de ce signal de détection de présence, il procède à cette identification. Pour cela, il envoie, par l'intermédiaire de l’antenne radiofréquence, une demande d’identification au badge (ou à la télécommande) porté(e) par l’utilisateur. Ce badge envoie en réponse, par ondes RF (radio fréquence), son code d'identification vers le calculateur électronique du véhicule. Si le calculateur électronique reconnaît le code d'identification comme celui autorisant l’accès au véhicule, il déclenche le verrouillage/déverrouillage de la portière (ou de tous les ouvrants). Si, en revanche, le calculateur électronique n'a pas reçu de code d’identification ou si le code d’identification reçu est erroné, le verrouillage ou déverrouillage ne se fait pas.
De tels véhicules sont donc équipés de poignées de portière comprenant un dispositif de détection comprenant lui-même une antenne radiofréquence, généralement basse fréquence et deux électrodes reliées à un microcontrôleur, intégré dans un circuit imprimé et alimentées en tension.
Dans un but purement explicatif, il sera considéré ici un dispositif de détection D comprenant deux capteurs capacitifs sous la forme de deux électrodes, une électrode dédiée à la zone de déverrouillage et une électrode dédiée à la zone de verrouillage, lesdites deux électrodes étant reliées à un circuit imprimé comprenant un microcontrôleur, et une antenne LF. Un dispositif de détection D de l’art antérieur est décrit en regard de la figure 1.
A la figure 1 est représentée une poignée 10 de portière P de véhicule automobile (véhicule non représenté) dans laquelle se trouve un dispositif de détection D de présence d’un utilisateur. Ladite poignée 10 de portière P comprend une première surface extérieure S1 orientée en direction de la portière P et une deuxième surface extérieure S2, opposée à la première surface extérieure S1 et donc orientée du côté opposé au véhicule, plus précisément vers l’utilisateur (non représenté). Ce dispositif de détection D, se présentant généralement sous la forme d’un boîtierboîtier B étanche, comprend une première électrode E2 de déverrouillage dont une face se situe à proximité de la première surface extérieure S1, une antenne LF (non représentée) dont une face se situe à proximité de la deuxième surface extérieure S2, une deuxième électrode E1 de verrouillage dont une face se situe à proximité de la deuxième surface extérieure S2, ainsi que des moyens de contrôle 60 . La première et la deuxième électrode E1, E2 sont reliées aux moyens de contrôle 60. Ces moyens de contrôle 60 mesurent la capacité entre la borne de chaque première et deuxième électrode E1, E2 et la masse, constituée par la main de l’utilisateur qui approche, afin de détecter la présence (l’approche et/ou le contact) d’un utilisateur dans les zones de détection, c'est-à-dire dans une zone de verrouillage Z1 ou dans une zone de déverrouillage Z2 et sont par exemple constitués d’un microcontrôleur 60 intégré dans un circuit imprimé 80. L’antenne LF (non représentée) est, quant à elle, reliée à un calculateur électronique embarqué sur le véhicule (non représenté) du type BCM (« Body Controller Module >>, ou Module de contrôle du châssis) qui gère les demandes d’identification émises par ladite antenne LF. Lorsque la main M de l’utilisateur se rapproche de l’électrode E1 ou E2, l’utilisateur se comporte comme une deuxième électrode, reliée à la Terre, qui augmente la valeur de capacitance de la capacité de détection à une valeur de capacitance supérieure à la valeur de capacitance nominale de la capacité de détection « au repos >> (i.e. en l’absence d’utilisateur).
Le passage de la valeur de capacitance au-dessus d’un seuil valide la détection d’approche de la main de l’utilisateur.
Cependant, ce dispositif de détection D de l’art antérieur présente des inconvénients majeurs.
En l’occurrence, la détection de l’approche d’un utilisateur par les capteurs capacitifs (première et deuxième électrode E1 et E2) n’est pas robuste.
Les poignées 10 de portière P ne sont pas étanches, de l’eau e peut donc s’y infiltrer. Pour évacuer l’eau e infiltrée, la poignée 10 comprend des trous d’évacuation t1, t2 qui, par soucis d’esthétique sont petits, et qui n’évacuent pas rapidement l’eau e infiltrée. Ceci est d’autant plus vrai, lorsqu’il s’agit d’eau e salée, plus visqueuse, qui est de densité plus élevée que l’eau e de pluie.
Il se produit aussi des phénomènes de capillarités, c'est-à-dire d’adhésion chimique de l’eau e au plastique du boîtier qui freinent l’évacuation de l’eau e.
Lorsque de l’eau e s’infiltre dans la poignée et qu’elle stagne à l’intérieur, dans la partie inférieure de la poignée 10, c'est-à-dire entre le boîtierboîtier B, qui est étanche et qui comprend les électrodes E1 et E2, et la surface intérieure de la poignée 10, il se produit un couplage capacitif entre l’eau e conductrice, l’une ou les électrode(s) E1, E2 et le circuit imprimé 80 et plus particulièrement la masse de ce dernier. Ceci est illustré aux figures 1 et 2. A la figure 2, de l’eau e est présente dans la poignée 10 entre le boîtierboîtier B (du côté des électrodes E1 et E2) et le circuit imprimé 80. Le couplage électrique C entre la première électrode E1 ou la deuxième électrode E2 et le plan de masse P du circuit imprimé 80 par l’eau e détériore le fonctionnement du (des) capteur(s) capacitif(s), celui-ci (ceux-ci) ne fonctionne(nt) plus. La zone de verrouillage Z1 ou respectivement la zone de déverrouillage Z2 est réduite, voire elle n’existe plus.
Une solution de l’art antérieur consiste à multiplier les trous d’évacuation t1, t2 ou d’augmenter leur taille. Cependant, dans un souci d’esthétique de la poignée, cela n’est pas souhaitable. De plus, cela ne résout pas le problème d’évacuation d’eau e qui est lié aux phénomènes de capillarités.
Une autre solution de l’art antérieur consiste à rendre la poignée P étanche. Le procédé de fabrication de la poignée P devient alors plus coûteux que celui d’une poignée P non étanche, ce qui n’est pas souhaitable non plus.
L’invention propose un dispositif de détection d’intention de verrouillage ou de déverrouillage destiné à être intégré dans une poignée de portière non étanche palliant ce problème.
En l’occurrence, le dispositif selon l’invention permet la stagnation d’eau e dans la partie inférieure de la poignée 10 sans impacter le fonctionnement du ou des capteur(s) capacitif(s).
L’invention propose un dispositif de détection d’intention de verrouillage ou de déverrouillage d’une portière de véhicule automobile par un utilisateur, ledit dispositif (D’) étant compris dans un boîtier étanche, intégré dans une poignée non étanche et dont la partie inférieure comprend des trous d’évacuation définissant une ligne d’évacuation d’eau infiltrée, une partie du boîtier se trouvant immergée dans l’eau, ledit dispositif comprenant:
• un capteur capacitif de détection d’approche et/ou de contact, comprenant au moins une électrode de détection, présentant une capacité de détection variable représentative de l’approche de la main d’un utilisateur, • une capacité de charge/décharge, • un microcontrôleur, relié à un plan de masse et à une source de tension, mesurant une valeur de capacité de détection, • des premiers moyens de commutation reliés au microcontrôleur et à une première borne de la capacité de charge/décharge, • des deuxièmes moyens de commutation reliés au microcontrôleur, à une deuxième borne de la capacité de charge/décharge, et à l’électrode de détection, • les premiers et deuxièmes moyens de commutation étant adaptés pour charger/décharger la capacité de détection et la capacité de charge/décharge, ledit dispositif étant remarquable en ce que :
• l’électrode de détection et le plan de masse sont disposés au-dessus de la ligne d’évacuation, et en ce que le dispositif comprend en outre au moins une électrode de protection comprise dans la partie du boîtierboîtier qui est immergée dans l’eau, disjointe de l’électrode de détection de telle manière qu’il existe un couplage électrique entre l’électrode de protection et l’électrode de détection, l’électrode de protection étant reliée électriquement aux premiers moyens de commutation simultanément à la première borne de la capacité de charge/décharge
Préférentiellement, le microcontrôleur et le plan de masse sont intégrés dans un circuit imprimé.
L’invention concerne également un procédé de détection d’intention de verrouillage ou de déverrouillage d’une portière de véhicule automobile par un utilisateur, comprenant un dispositif de détection, ledit dispositif étant compris dans un boîtierboîtier étanche, intégré dans une poignée non étanche, et dont la partie inférieure comprend des trous d’évacuation, une partie du boîtierboîtier se trouvant immergée dans l’eau, ledit dispositif comprenant:
• un capteur capacitif de détection d’approche et/ou de contact, comprenant au moins une électrode de détection, présentant une capacité de détection variable représentative de l’approche de la main d’un utilisateur • une capacité de charge/décharge, • une source de tension, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- -étape E1 : charge de la capacité de détection,
- -étape E2 : décharge de la capacité de détection dans la capacité de charge/décharge,
- -étape E3 : mesure de la tension aux bornes de l’électrode de détection
- -étape E4 : décharge de la capacité de charge/décharge et de la capacité de détection,
- -étape E5 : charge simultanée de la capacité de charge/décharge, et de la capacité de détection formant un pont diviseur capacitif,
- -étape E6 : mesure de la tension aux bornes de l’électrode de détection,
- -étape E7 : calcul d’une différence entre la mesure de tension réalisée à l’étape E3 et la mesure de tension réalisée à l’étape E6
- -étape E8 ; validation de l’approche si la différence est supérieure à un seuil prédéterminé, le procédé étant remarquable en ce que l’on connecte préalablement à l’étape E1 une capacité de protection à une première borne de la capacité de charge/décharge, de telle manière que lors des étapes E1 à E6 ladite capacité de protection soit reliée de manière simultanée au même potentiel que la première borne de la capacité de charge/décharge, la capacité de protection étant couplée électriquement avec la capacité de détection.
L’invention s’applique également à toute poignée de portière ou véhicule automobile, comprenant un dispositif de détection selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.
D’autres objets, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre à titre d’exemple non limitatif et à l’examen des dessins annexés dans lesquels :
• la figure 1 représente une poignée 10 de portière P de véhicule automobile comprenant un dispositif de détection D de l’art antérieur, • la figure 2 représente une vue en coupe de la poignée 10 de portière P de véhicule automobile comprenant un dispositif de détection D selon l’art antérieur, illustrant le phénomène d’infiltration d’eau e dans la poignée, et le couplage électrique C entre l’électrode de déverrouillage E1 et le plan de masse P compris dans le circuit imprimé 80, • la figure 3 est une illustration schématique du dispositif de détection D’ selon l’invention, comprenant une capacité de protection Cep, • la figure 4 est une vue en coupe de la poignée 10’ comprenant le dispositif de détection D’ de l’invention, avec l’électrode de protection Ep, située dans la partie inférieure de la poignée 10’ dont une partie se situe sous la ligne d’évacuation / d’eau e, • la figure 5 représente une vue de face de la poignée 10’ comprenant le dispositif de détection D’ de l’invention.
Comme expliqué précédemment, le dispositif de détection D de l’art antérieur représenté aux figures 1 et 2, présente l’inconvénient majeur de ne plus être fonctionnel, lorsque de l’eau e s’infiltre dans la poignée P non étanche et vient se loger dans la partie inférieure de la poignée 10 créant un couplage électrique C entre soit l’électrode de verrouillage E1, soit l’électrode de déverrouillage E2, soit les deux dites électrodes et le plan de masse P du circuit imprimé 80. Ce couplage électrique C rend le capteur capacitif 100 moins sensible, voire inopérant. Ce phénomène de couplage électrique existe bien que le boîtier B dans lequel se situent les électrodes E1, et E2 et le circuit imprimé 80 et son plan de masse P soit étanche.
La détection d’approche et/ou de contact n’est plus fiable, voire impossible.
L’invention propose un dispositif de détection D’ permettant de pallier à cet inconvénient.
Selon l’invention, le dispositif de détection D’ d’intention de verrouillage ou de déverrouillage est destiné à être intégré dans une poignée 10’ non étanche.
On entend par poignée 10’ non étanche, une poignée 10’ dans laquelle de l’eau e de pluie, de la glace, ou de la neige peuvent s’infiltrer, et venir stagner dans une partie inférieure de la poignée 10’ de manière temporaire, jusqu’à ce qu’elle s’évacue vers l’extérieur par des trous d’évacuation t1, t2 formés dans la poignée 10’ et prévus à cet effet.
Les trous d’évacuation t1, t2 de l’eau e infiltrée sont généralement situés de part et d’autre de la poignée 10’ afin de faciliter l’écoulement de l’eau evers l’extérieur.
L’eau equi s’infiltre dans la partie inférieure de la poignée 10’ va s’accumuler jusqu’à un niveau maximal dans la poignée 10’ qui correspond à un équilibre entre la quantité d’eau e qui s’infiltre et la quantité d’eau e qui s’évacue simultanément par les trous d’évacuation t1, t2.
Nous appellerons ce niveau maximal, la ligne d’évacuation d’eau /. Ladite ligne d’évacuation d’eau / dépend de la rapidité d’infiltration et d’évacuation de l’eau e mais aussi de sa densité (l’eau salée, par exemple, a une plus forte densité et s’écoule plus lentement que l’eau non salée) et également de sa température et de la disposition des trous d’évacuation t1, t2.
La ligne d’évacuation d’eau / est déterminable préalablement par des tests.
L’invention sera ici décrite en étant appliquée à l’électrode de verrouillage E2’, mais peut bien sûr s’appliquer à toute électrode de détection, située dans un boîtier B’ étanche, comprenant un plan de masse P’, compris dans une poignée 10’ non étanche.
Le dispositif de détection D’, situé dans un boîtier B’ étanche, dont au moins une partie est située dans la partie inférieure de la poignée 10, sous la ligne d’évacuation / et donc immergée dans l’eau infiltrée e, comprend comme dans l’art antérieur au moins un capteur capacitif de détection d’approche et/ou de contact 100 d’une main de l’utilisateur sur la poignée 10’, comprenant lui-même :
• au moins une électrode de détection E2’, située à proximité d’une surface de détection S1 de la poignée 10’, formant avec la main de l’utilisateur une capacité de détection variable Ce, représentative de l’approche de la main M d’un utilisateur vers la surface de détection S1, • un microcontrôleur 60’, relié à un plan de masse P, le microcontrôleur 60’ et le plan de masse étant intégrés dans un circuit imprimé 80, • une capacité de charge/décharge Cs, apte à charger/décharger la capacité de détection Ce, • une source de tension Vcc, • des premiers moyens de commutation Sw1 reliés à une première borne de la capacité de charge/décharge Cs, et reliés au microcontrôleur 80 ‘ permettant d’ajuster la tension aux bornes de ladite capacité de charge/décharge Cs, • des deuxièmes moyens de commutation Sw2 reliés à une deuxième borne de la capacité de charge/décharge Cs et reliés à l’électrode de détection E2’, permettant d’ajuster la tension de l’électrode de détection E2’ simultanément à la tension de la deuxième borne de la capacité de charge/décharge Cs, • les premiers et deuxièmes moyens de commutation S1, S2 étant adaptés pour charger/décharger la capacité de détection Ce et la capacité de charge/décharge (Cs), une variation de tension Ve, Ve’ de l’électrode de détection E2’ permettant de valider la détection de l’approche de la main M de l’utilisateur, comme cela est détaillé ciaprès, • des moyens de mesure de la tension aux bornes de l’électrode de détection E2’ (non représentés), intégrés dans le microcontrôleur 60’
Ceci est illustré à la figure 3.
Le microcontrôleur 60’ comprend des moyens de contrôle (non représentés) des premiers et deuxièmes moyens de commutation Sw1, Sw2.
Les premiers et deuxièmes moyens de commutation Sw1, Sw2, permettent de connecter la première borne de la capacité de charge/décharge Cs ou respectivement la deuxième borne de la capacité de charge/décharge Cs et l’électrode de détection E2’ (qui forme une capacité Ce variable avec la main M de l’utilisateur):
• dans une première position : à une tension non nulle, par exemple à la tension d’alimentation Vcc, • dans une deuxième position à la masse électrique et • dans une troisième position, en circuit ouvert, plus précisément à un potentiel laissé flottant.
Le capteur capacitif 100 de l’art antérieur fonctionne de la manière suivante :
dans une première étape (étape E1 ), les premiers et deuxièmes moyens de commutation Sw1, Sw2 sont dans la première position, c'est-à-dire reliés à la source de tension Vcc, non nulle (par exemple 3,3V). Lors de cette première étape la capacité de détection Ce se charge. Dans une deuxième étape (étape E2), les deuxièmes moyens de commutation Sw2 sont dans la troisième position (circuit ouvert) et les premiers moyens de commutation Sw1 sont dans la deuxième position (reliés à la masse) ; dans cette configuration, la capacité de détection Ce se décharge partiellement dans la capacité de charge/décharge Cs jusqu’à ce qu’un équilibre de charge entre les deux capacités soit atteint. Une fois l’équilibre atteint, la tension Ve aux bornes de l’électrode de détection est mesurée (étape E3). Pratiquement, ladite tension Ve est mesurée entre la masse et les deuxièmes moyens de commutation Sw2, car la différence de potentiel aux bornes de la résistance R est nulle (le courant est nul une fois l’équilibre atteint, cf. figure 3).
Puis dans une quatrième étape E4, les deux moyens de commutation Sw1, Sw2 sont dans la deuxième position, (reliés à la masse) et les deux capacités de détection Ce et de charge/décharge Cs se déchargement complètement.
Dans une cinquième étape (étape E5), les deuxièmes moyens de commutation Sw2 sont dans la troisième position (circuit ouvert) et les premiers moyens de commutation Sw1 sont dans la première position (reliés à la source de tension d’alimentation Vcc), la capacité de charge/décharge Cs et la capacité de détection Ce se chargent. Dans cette configuration, la capacité de charge/décharge Cs et la capacité de détection Ce forment un pont diviseur capacitif. Une fois la charge terminée, on mesure alors la tension Ve’ aux bornes de l’électrode de détection (soit entre la masse et les deuxièmes moyens de commutation S2), celle-ci est également donnée par la relation mathématique (sixième étape E6) :
r Vcc x Cs (Cs + Ce)
Cette nouvelle mesure de la tension aux bornes de l’électrode Ve’ réalisée à la sixième étape E6 est soustraite à la mesure de la tension aux bornes de l’électrode effectuée auparavant, Ve, lors de la troisième étape E3. On obtient ainsi une différence N, égale à :
N = Ve- Ve'
Si la main de l’utilisateur M s’est approchée de l’électrode de détection E2’, la capacité de détection Ce a augmenté, et par conséquent, la tension aux bornes de l’électrode Ve mesurée lors de la troisième étape E3 a augmenté et la tension aux bornes de l’électrode Ve’ mesurée lors de la sixième étape E6 e’ a diminué. Par conséquent, la détection de l’approche de la main M est validée, lorsque la différence N dépasse un seuil prédéterminé.
La détection d’approche et/ou de contact est validée lorsque la différence N entre la tension aux bornes de l’électrode de détection Ve mesurée à la troisième étape et celle Ve’ mesurée lors de la sixième étape E6 est supérieure à un seuil, soit :
N > Th
Ce procédé de détection d’intention de verrouillage ou de déverrouillage par un capteur capacitif est connu de l’homme du métier et ne sera pas plus détaillé ici.
L’invention propose que l’électrode de détection E2’ et le plan de masse soient disposés au-dessus de la ligne d’évacuation /, et que le dispositif D’ comprenne en outre au moins une électrode de protection Ep.
Cependant, l’invention propose que cette électrode de protection Ep soit disposée dans la poignée 10’ de manière particulière et contraire à l’art antérieur.
En effet, l’invention propose que l’électrode de protection Ep soit comprise dans le boîtier B’, dans la partie inférieure de la poignée 10’, située en dessous de la ligne d’évacuation I. En d’autres termes, l’électrode de protection Ep est située en partie dans la partie du boîtier B’ qui est immergée dans l’eau infiltrée e.
L’électrode de protection Ep est disjointe de l’électrode de détection E2’ et du plan de masse P, elle présente une capacité de protection Cep. Ladite électrode de protection Ep est suffisamment proche de l’électrode de détection E2’ pour qu’il existe un couplage électrique entre la capacité de protection Cep et la capacité de détection Ce (cf. figure 3). La surface de l’électrode de protection Ep est plus petite que celle de l’électrode de détection E2’, l’électrode de protection Ep n’étant pas reliée en amont à une résistance, la variation de capacité de protection Cep à l’approche d’une main est négligeable et sera négligée dans le procédé de détection de l’invention.
On entend par couplage électrique, un couplage capacitif parasite entre les deux capacités, Ce et Cep.
L’électrode de protection Ep est, selon l’invention, reliée électriquement aux premiers moyens de commutation Sw1 de manière simultanée à la première borne de la capacité de charge/décharge Cs. En d’autres termes, la capacité de protection Cep et la première borne de la capacité de charge/décharge Cs sont au même potentiel de manière simultanée durant les étapes E1 à E6 du procédé de détection. Cela est détaillé ci-après.
Le procédé de de détection d’intention de verrouillage/déverrouillage va maintenant être décrit.
Lors de la première étape (étape E1), les premiers et deuxièmes moyens de commutation Sw1, Sw2 sont dans la première position, c'est-à-dire reliés à la source de tension Vcc, non nulle (par exemple 3,3 V). Lors de cette première étape, la capacité de détection Ce se charge, les deux bornes de la capacité de charge/décharge Cs sont au même potentiel, ladite capacité de charge/décharge Cs reste déchargée et l’électrode de protection est à la tension d’alimentation Vcc. L’électrode de protection Ep joue alors le rôle de blindage à la tension Vcc de l’électrode de détection E2’ vis-à-vis de l’eau e. L’électrode de protection Ep évite ici le couplage potentiel entre l’électrode de détection E2’ et le plan de masse P’ par l’intermédiaire de l’eau e et diminue la capacité de l’électrode de détection E2’, ce qui non seulement accélère la charge de l’électrode de détection E2’ mais aussi augmente la sensibilité de détection de l’électrode de détection E2’.
Dans la deuxième étape (étape E2), les deuxièmes moyens de commutation Sw2 sont dans la troisième position (circuit ouvert) et les premiers moyens de commutation Sw1 sont dans la deuxième position (reliés à la masse), dans cette configuration, la capacité de détection Ce se décharge partiellement dans la capacité de charge/décharge Cs jusqu’à ce qu’un équilibre de charge entre les deux capacités soit atteint. Une fois l’équilibre atteint, la tension Ve aux bornes de l’électrode de détection est mesurée (étape E3). Dans cette deuxième étape E2, l’électrode de protection Ep est reliée à la masse. Il existe alors un faible couplage entre l'électrode de détection E2’ et l’électrode de protection Ep, mais qui n’impacte que faiblement la mesure de tension Ve.
Puis, dans une quatrième étape, les deux moyens de commutation Sw1, Sw2 sont dans la deuxième position (reliés à la masse) et les deux capacités de détection Ce et de charge/décharge Cs se déchargent complètement, l’électrode de protection Ep est également reliée à la masse ce qui n’a aucun effet sur la décharge desdites deux capacités, Ce et Cs.
Dans la cinquième étape (étape E5), les deuxièmes moyens de commutation Sw2 sont dans la troisième position (circuit ouvert) et les premiers moyens de commutation Sw1 sont dans la première position (reliés à Vcc), la capacité de charge/décharge Cs et la capacité de détection Ce se chargent partiellement jusqu’à un équilibre. Dans cette configuration, la capacité de charge/décharge Cs et la capacité de détection Ce forment un pont diviseur capacitif. Une fois la charge terminée, on mesure (étape E6) alors la tension Ve’ aux bornes de l’électrode de détection E2’ ; celle-ci est également donnée par la relation mathématique (sixième étape E6) :
f Vcc x Cs (Cs + Ce)
Cette nouvelle mesure de la tension aux bornes de l’électrode Ve’ est soustraite (étape E7) à celle effectuée auparavant, Ve, lors de la troisième étape E3, pour obtenir la différence N :
N = Ve — Ve'
Dans cette configuration de la cinquième étape (étape E5), l’électrode de protection Ep est reliée à la tension d’alimentation Vcc elle joue de nouveau le rôle de blindage pour l’électrode de détection E2’ vis-à-vis de l’eau e. De plus, l’électrode de protection Ep diminue la capacité de détection Ce et contribue à accélérer la décharge et à améliorer la sensibilité de détection de ladite électrode E2’.
Si la main de l’utilisateur M s’est approchée de l’électrode de détection E2’, la capacité de détection Ce a augmenté, et par conséquent, la tension aux bornes de l’électrode de détection Ve mesurée à la troisième étape E3 a augmenté, et la tension aux bornes de l’électrode de détection mesurée à la sixième étape E6 Ve’ a diminué. La détection de l’approche de la main est validée, lorsque la différence N dépasse un seuil prédéterminé (étape E8).
La détection d’approche et/ou de contact est validée lorsque la différence N entre la tension aux bornes de l’électrode de détection Ve mesurée à la troisième étape E3 et celle Ve’ mesurée lors de la sixième étape E6 est supérieure à un seuil, soit :
N > Th
La présence de l’électrode de protection Ep permet non seulement d’éviter le couplage à la masse de l’électrode de détection E2’, mais en étant au potentiel de charge Vcc pendant la charge de l’électrode de détection E2’, lors de la première étape E1, elle permet d’accélérer la charge de ladite électrode.
De même, l’électrode de protection Ep étant au potentiel de charge Vcc pendant la charge de l’électrode de charge/décharge Cs et de celle de l’électrode de détection E2’, lors de la cinquième étape E5, ladite électrode de protection Ep diminue la capacité de détection Ce et accélère par conséquent la charge de ladite électrode de détection E2’.
L’invention permet donc judicieusement par l’ajout d’une électrode de protection Ep reliée au même potentiel qu’une borne de la capacité de charge/décharge Cs, couplée électriquement à l’électrode de détection et disposée dans la partie du boîtier étanche qui est immergé dans l’eau infiltrée dans la poignée, non seulement d’éviter le couplage électrique entre l’électrode de protection et la masse par l’eau mais elle permet aussi d’améliorer la sensibilité de détection de l’électrode de détection E2’.
Claims (5)
1. Dispositif de détection (D’) d’intention de verrouillage ou de déverrouillage d’une portière (10’) de véhicule automobile par un utilisateur, ledit dispositif (D’) étant compris dans un boîtier étanche (B’), intégré dans une poignée (10’) non étanche et dont la partie inférieure comprend des trous d’évacuation (t1, t2) définissant une ligne d’évacuation (/) d’eau (e) infiltrée dans une partie du boîtier (B’) se trouvant immergée dans l’eau (e), ledit dispositif (D’) comprenant:
• un capteur capacitif de détection d’approche et/ou de contact (100), comprenant au moins une électrode de détection (E2’), présentant une capacité de détection (Ce) variable représentative de l’approche de la main (M) d’un utilisateur, • une capacité de charge/décharge (Cs), • un microcontrôleur (60’), relié à un plan de masse (P) et à une source de tension (Vcc), mesurant une valeur de capacité de détection (Ce), • des premiers moyens de commutation (Sw1) reliés au microcontrôleur (60’) et à une première borne de la capacité de charge/décharge (Cs), • des deuxièmes moyens de commutation (Sw2) reliés au microcontrôleur (60’), à une deuxième borne de la capacité de charge/décharge(Cs), et à l’électrode de détection (E2’), • les premiers et deuxièmes moyens de commutation (Sw1, Sw2) étant adaptés pour charger/décharger la capacité de détection (Ce) et la capacité de charge/décharge (Cs), ledit dispositif (D’) étant caractérisé en ce que :
• l’électrode de détection (E2’) et le plan de masse (P) sont disposés audessus de la ligne d’évacuation (/), et en ce que le dispositif comprend en outre :
• au moins une électrode de protection (Ep) comprise dans la partie du boîtier (B’) qui est immergée dans l’eau (e), disjointe de l’électrode de détection (E2’) de telle manière qu’il existe un couplage électrique entre l’électrode de protection (Ep) et l’électrode de détection (E2’), l’électrode de protection (Ep) étant reliée électriquement aux premiers moyens de commutation (Sw1 ) simultanément à la première borne de la capacité de charge/décharge (Cs).
2. Dispositif de détection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le microcontrôleur (60’) et le plan de masse (P) sont intégrés dans un circuit imprimé (80),
3. Procédé de détection (D’) d’intention de verrouillage ou de déverrouillage d’une portière de véhicule automobile par un utilisateur, comprenant un dispositif de détection (D’), ledit dispositif (D’) étant compris dans un boîtier étanche (B’), intégré dans une poignée (10’) non étanche, et dont la partie inférieure comprend des trous d’évacuation (t1, t2), une partie du boîtier (B’) se trouvant immergée dans l’eau (e), ledit dispositif comprenant:
• un capteur capacitif de détection d’approche et/ou de contact (100), comprenant au moins une électrode de détection (E2’), présentant une capacité de détection (Ce) variable représentative de l’approche de la main (M) d’un utilisateur, • une capacité de charge/décharge (Cs), • une source de tension (Vcc), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- -étape E1 : charge de la capacité de détection (Ce),
- -étape E2 : décharge de la capacité de détection (Ce) dans la capacité de charge/décharge (Cs),
- -étape E3 : mesure de la tension (Ve) aux bornes de l’électrode de détection (Ce),
- -étape E4 : décharge de la capacité de charge/décharge (Cs) et de la capacité de détection (Ce),
- -étape E5 : charge simultanée de la capacité de charge /décharge (Cs), et de la capacité de détection (Ce) formant un pont diviseur capacitif,
- -étape E6 : mesure de la tension (Ve’) aux bornes de l’électrode de détection (Ce),
- -étape E7 : calcul d’une différence (N) entre la mesure de tension (Ve) réalisée à l’étape E3 et la mesure de tension (Ve’) réalisée à l’étape E6,
- -étape E8 ; validation de l’approche si la différence (N) est supérieure à un seuil prédéterminé (Nth), le procédé étant caractérisé en ce que :
• on connecte préalablement à l’étape E1 une capacité de protection (Cep) entre une première borne de la capacité de charge/décharge (Cs), de telle manière que lors des étapes E1 à E6 5 ladite capacité de protection (Cep) soit reliée de manière simultanée au même potentiel que la première borne de la capacité de charge/décharge (Cs), la capacité de protection (Cep) étant couplée électriquement avec la capacité de détection (Ce).
4. Poignée de portière, caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de 10 détection selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2.
5. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de détection selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2.
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