WO2004069590A2 - Systeme de detection capacitif, notamment pour interieur de vehicule automobile - Google Patents

Systeme de detection capacitif, notamment pour interieur de vehicule automobile Download PDF

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WO2004069590A2
WO2004069590A2 PCT/FR2004/000038 FR2004000038W WO2004069590A2 WO 2004069590 A2 WO2004069590 A2 WO 2004069590A2 FR 2004000038 W FR2004000038 W FR 2004000038W WO 2004069590 A2 WO2004069590 A2 WO 2004069590A2
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electrode
screen
detection system
capacitive sensor
electrodes
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PCT/FR2004/000038
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Gérard GAUMEL
Joaquim Da Silva
Philippe Parbaud
Claude Launay
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Faurecia Sieges D'automobile
Hitachi Computer Products (Europe S.A.S.)
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/015—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting the presence or position of passengers, passenger seats or child seats, and the related safety parameters therefor, e.g. speed or timing of airbag inflation in relation to occupant position or seat belt use
    • B60R21/01512—Passenger detection systems
    • B60R21/0153—Passenger detection systems using field detection presence sensors
    • B60R21/01532—Passenger detection systems using field detection presence sensors using electric or capacitive field sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/002—Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01G19/414—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups with provisions for indicating, recording, or computing price or other quantities dependent on the weight using electromechanical or electronic computing means using electronic computing means only
    • G01G19/4142—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups with provisions for indicating, recording, or computing price or other quantities dependent on the weight using electromechanical or electronic computing means using electronic computing means only for controlling activation of safety devices, e.g. airbag systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
    • G01G7/06—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electrostatic action

Definitions

  • Capacitive detection system especially for the interior of a motor vehicle.
  • the present invention relates to capacitive detection systems, in particular for interiors of motor vehicles.
  • the invention relates to a capacitive detection system comprising: at least one capacitive sensor comprising at least one first conductive electrode arranged to generate an electric field at least in a detection zone when said first electrode is subjected to an electrical potential, and an electronic control device connected at least to the first electrode, this control device being adapted to impose an electrical potential on the first electrode during at least one measurement period when electric charges accumulate on the first electrode and to read then, during a reading period, the electrical charges accumulated on said first electrode.
  • This type of seat is generally satisfactory, but has the disadvantage that when the surface of the seat is wet (for example when a wet towel is placed on the seat, or when a previous user had wet clothes whose water has been partially absorbed by the seat, or when water vapor has condensed on the seat), the signal delivered by the capacitive sensor can indicate the presence of a person even in the absence of a seated user on the seat. The same problem can arise when a conductive object is placed on the seat.
  • the present invention aims in particular to overcome this drawback, in particular to improve the reliability of the detection.
  • a detection system of the kind in question is characterized in that it further comprises at least one conductive screen which covers substantially the whole of the first electrode of the capacitive sensor opposite the zone of detection, said first electrode being electrically isolated from said screen, in that the control device is connected to said screen and is adapted to impose an electrical potential on the screen at least during the measurement period, and in that the first electrode is connected to the control device by a first conductor provided with a screen adapted to prevent this conductor from diffusing an electric field to the outside, the screen being in electrical contact with the screen of said conductor.
  • control device is adapted to electrically polarize the screen in the same direction as the first electrode relative to ground during the measurement period; the control device is adapted to impose the same electrical potential on the screen as on the first electrode during the measurement period;
  • the control device is adapted to connect the screen to earth during the reading period;
  • the capacitive sensor further includes a second conductive electrode adjacent to the first electrode, the control device being connected to the second electrode and being adapted to impose an electrical potential on said second electrode at least during the measurement period;
  • the first and second electrodes of the capacitive sensor are arranged on the same conductive screen, which is electrically isolated from said second electrode;
  • the first and second electrodes of the capacitive sensor are covered substantially entirely, opposite the detection zone, by two juxtaposed conductive screens which are electrically isolated from said first and second electrodes, each of the first and second electrodes having a distributed length " " substantially also on " the " two “ screens;
  • the two electrodes of the capacitive sensor are substantially parallel to each other and wound in a spiral;
  • the detection system further comprises a vehicle seat comprising at least one surface support intended to serve as a support for a user, the capacitive sensor being placed in the seat and the measurement zone being located outside the seat in front of the support surface;
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle comprising a detection system according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a plan view of a sensor capacitive usable in the device of Figure 1
  • Figure 3 is a detail view in section along line III-III of Figure 2, showing the capacitive sensor when it is in place in the seat
  • Figure 4 is a partial detail view of the control circuit of the capacitive sensors of the vehicle of Figure 1
  • Figures 5 to 8 are views similar to Figure 2, in four variants of the invention.
  • the same references designate identical or similar elements.
  • Figure 1 shows a motor vehicle 1 which has seats 2, one of which is visible in Figure 1, in this case the driver's seat.
  • the invention would also be applicable to the other seats of the vehicle.
  • the seat 2 has a seat 3 which has an upper support surface 4, and a backrest 5 which has a front support surface 6.
  • the seat 3 and the backrest 5 define a reception space 7 located above of the seat 2 and in front of the backrest 4, which reception space is intended to receive a user 8 of the seat.
  • the vehicle also comprises one or more inflatable safety bags (air bags), for example an inflatable safety bag 9 disposed in the central part 10 of the steering wheel 11 of the vehicle .
  • inflatable safety bags air bags
  • This inflatable safety bag can have several operating modes, for example two operating modes depending on whether one ignites one or the other of two explosive charges 12, 13 adapted to generate different volumes of gas at l inside the inflatable safety bag 9 during its deployment.
  • a control device 14 such an electronic microcontroller (CONTR.), based on information coming in particular from: a shock sensor 16 such as an accelerometer or the like (SENS.), and a capacitive measurement device 17.
  • This capacitive measurement device 17 may in particular be of the type described in document WO-A-00 / 25,098, and make it possible to perform a capacitive measurement of electrical permittivity in the reception area or detection area 7, so as to determine the presence and / or the position or posture of the user 8 on the seat, and / or its mass.
  • Such a measuring device 17, can comprise for example a central electronic unit 18 (CPU) such as a microcontroller or microprocessor, connected to at least one control circuit 19 (CTRL) itself connected to one or preferably several capacitive sensors 20 each comprising at least one electrode disposed in particular in the seat 3 and / or the backrest 5, in the vicinity of the bearing surfaces, 4, 6 on which rests user 8.
  • CPU central electronic unit
  • CTR control circuit 19
  • capacitive sensors 20 each comprising at least one electrode disposed in particular in the seat 3 and / or the backrest 5, in the vicinity of the bearing surfaces, 4, 6 on which rests user 8.
  • the control circuit 19 causes an electric field to be generated in space 1, by applying a DC voltage V between the electrodes of each sensor 20 for periods. At the end of each measurement period, the control user 19 cuts said DC voltage and measures the charge accumulated by capacitive effect between the electrodes of each sensor 20, which makes it possible to know the electrical permittivity of the detection zone constituted by the space 7.
  • control device 14 determines which of the loads 12, 13 it would trigger in order to deploy the inflatable safety bag 9 if the sensor 16 detected an impact suffered by the vehicle.
  • the information coming from the detection device can also be used in the management of commands from other parts of the vehicle.
  • this information could be taken into account, for example, in the context of the laws governing the control of various actuator devices such as vehicle suspensions, air conditioning, the brake distribution device, the attitude control device of the vehicle, etc.
  • At least some of these capacitive sensors 20 have their electrodes 21 entirely arranged on at least one conductive screen 22 which extends substantially parallel to the corresponding bearing surface 4, 6, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the two electrodes 21 of the capacitive sensor 20 are arranged towards the outside of the seat relative to the conductive screen 22, the assembly of the sensor 20 can advantageously be integrated into the padding 23 of the part of the seat where the sensor 20 is arranged (in this case, the seat 3 in the example of FIG. 3), a short distance below the outer covering cap 24 of this part of the seat .
  • the screen 22 can be constituted for example by a metallic, copper or other sheet, a few hundredths or tenths of a millimeter thick, and the electrodes 21 are electrically insulated from this conductive sheet, for example by means of insulating sheaths 25 surrounding said electrodes.
  • the electrodes 21 and the conductive screen 22 could also be produced by screen printing of a conductive material on insulating sheets made for example of polyester or other.
  • the two electrodes 21 of the sensor 20 are wound in a spiral, at a substantially constant distance from each other, on the same conductive screen 22.
  • each of these electrodes is connected to the control circuit 19 by two electrical conductors "'"" 26 "" which are '" do ' tes """ each " of a conductive shield 27 surrounding said electrical conductor 26 to prevent this conductor from generating an electric field out of the seat when it is energized.
  • the shield 27 is itself preferably surrounded by an insulating sheath 28, and the conductive screen 22 is connected to the shield 27 of at least one of the electrical conductors 26, by a link 29.
  • the electrical conductors 26 and their respective shields 27 could be produced by screen printing on polyester or other insulating sheets, each electrical conductor 26 then being in the form of a conductive line disposed between two larger superimposed conductive strips which form the shield, said conductive strips being isolated from the conductive line by interposition of insulating synthetic material.
  • the control circuit 19 can impose a predetermined potential E on at least one of the two electrodes 21, on the electrical conductor corresponding 26, and where appropriate to the shielding 27 of the two electrical conductors 26, so that the conductive screen 22 is always at potential E when at least one of the two electrodes is at said potential E.
  • the control device formed by the electronic central unit 18 and the control circuit 19 can be adapted to carry out four measurements sequentially, in any order: a first measurement in which it measures the charges accumulated on one of the two electrodes 21 , said first electrode, after imposing the electrical potential E on said first electrode for a predetermined time during / that the second electrode is connected to ground, 1 - "a second" measure "during” "which” measure the electric charges accumulated on the other electrode 21, called the second electrode, after having imposed the electric potential E on said second el ectrode for a predetermined period while the first electrode is connected to ground, a third measure in which it measures the electrical charges accumulated on the first electrode 21 after having imposed the potential E on the two electrodes for a predetermined period, - and a fourth measurement during which it measures the electrical charges accumulated on the second electrode 21 after having imposed the potential E on the two electrodes for a predetermined period (the predetermined durations during which the electrical potential E is imposed on one or two of the electrode
  • control device 19 could for example be of the type of that shown diagrammatically in FIG. 4.
  • This control device 19 can comprise for example an internal microcontroller or microprocessor ⁇ C 35 which controls, for each electrode 21: - a switching device 31 (transistor or other) adapted to connect the screen 22 either to ground or to the electrode 21, a switching device 32 adapted to connect the electrode 21 either to ground, or to a potential èrêctrlqué " predetermined V, "'" ⁇ and a switching device 33 adapted to connect or not the electrode 21 to an electrical charge counting device 34 (CNT) which can be read by the microcontroller 35.
  • the capacitive sensor 20 may be different from that shown in FIGS. 2 and 3.
  • the sensor 20 can comprise several conductive screens 22a, 22b, for example two conductive screens, which would be electrically isolated from each other and connected for example each to the shield 27 of one electrical conductors 26 electrodes, via electrical connections 29.
  • each electrode 21 has a length distributed substantially equally over the two conductive screens 22a, 22b as symmetrically as possible between these two screens.
  • each shield 27 can always be equal to the potential of the electrical conductor 26 correspondent.
  • the electrodes 21, 22 can be arranged other than in a rounded spiral spiral: for example, the electrodes 21 can also be arranged in a spiral at right angles which can for example form an elongated strip having a relatively small width e of for example between 2 and 5 cm and a length L of for example between 10 and 30 cm, the length L of the sensor 20 can be arranged either in the direction of the
  • the capacitive sensor 20 could comprise a single electrode 21, arranged as in the previous embodiments on ''" the screen 22, being """"” electrically isolated “ from this " screen.
  • the screen 22 is connected to the control device 17 so as to be set to the same electrical potential (not zero) as the electrode 21 during the measurement periods when electrical charges accumulate on said electrode, and to ground during the periods reading where the control device reads the electric charge accumulated on the electrode 21 during the reading period.
  • the external medium in particular the user 8, when it is present
  • the screen 22 is a conductive sheet which has a zigzag shape according to the shape of the conductive electrode.
  • the screen 22 is connected to the control circuit 19 by a separate wire 30 including the aforementioned connection conductor 29, which connection conductor 29 can be connected to the circuit 19 as in the other modes. of embodiment (this arrangement would also be possible in the other embodiments of the invention).
  • seat 2 has several capacitive sensors 20, these sensors may be of different types, and not all of them be produced in accordance with the present invention.
  • the detection system formed by at least one of the aforementioned capacitive sensors and the control device, could be used in other applications than in a vehicle seat.
  • this detection system could be integrated into a vehicle dashboard, a vehicle roof, a steering wheel, a door, etc.
  • the electrode (s) 21 of the capacitive sensor may not be placed against the conductive screen 22.
  • the screen 22 could be " 15 ""”” arranged “ a few " centimeters (for example " 3 to 8 cm) below the electrode (s) 21, said screen then being separated from the electrode (s) for example by a thickness of synthetic foam belonging to the padding of the seat.
  • the conductive screen 20 could possibly be formed by the elastic suspension ply of the corresponding part of the seat.
  • the screen 22 could be constituted by any conductive member (conductive sheet, grid
  • conductive, conductive mesh, conductive fabric, conductive foam, etc. which has a certain surface generally greater than the surface occupied by the electrode (s) 21, 0 - which covers substantially all of the electrode (s) 21 of the capacitive sensor opposite the detection zone 7, and which is electrically isolated from the electrode (s) 21.

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Abstract

Système de détection capacitif comprenant un capteur capacitif (20) ayant une électrode conductrice (21) disposée pour générer un champ électrique dans une zone de détection lorsque l'électrode est soumise à un potentiel électrique, et un dispositif de commande électronique relié au moins à la première électrode. La première électrode du capteur capacitif est disposée sensiblement en totalité sur un écran conducteur (22) relié au dispositif de commande.

Description

Système de détection capacitif, notamment pour intérieur de véhicule automobile.
La présente invention est relative aux systèmes de détection capacitifs, notamment pour intérieurs de véhicules automobiles .
Plus particulièrement, l'invention concerne un système de détection capacitif comprenant : au moins un capteur capacitif comprenant au moins une première électrode conductrice disposée pour générer un champ électrique au moins dans une zone de détection lorsque ladite première électrode est soumise à un potentiel électrique, et un dispositif de commande électronique relié au moins à la première électrode, ce dispositif de commande étant adapté pour imposer un potentiel électrique à la première électrode pendant au moins une période de mesure où des charges électriques s'accumulent sur la première électrode et pour lire ensuite, pendant une période de lecture, les charges électriques accumulées sur ladite première électrode.
Le document WO-A-00/25098 décrit un exemple d'un tel système de détection, dont les capteurs capacitifs permettent de détecter la présence ou la posture d'un utilisateur assis sur un siège, par exemple pour contrôler le fonctionnement d'un sac à air gonflable ( "air-bag") , ou autre .
Ce type de siège donne généralement satisfaction, mais présente l'inconvénient que, lorsque la surface du siège est humide (par exemple lorsqu'une serviette humide est posée sur le siège, ou lorsqu'un utilisateur précédent avait des vêtements humides dont l'eau a été partiellement absorbée par le siège, ou encore lorsque de la vapeur d'eau s'est condensée sur le siège), le signal délivré par le capteur capacitif peut indiquer la présence d'une personne même en l'absence d'utilisateur assis sur le siège. Le même problème peut se poser lorsqu'un objet conducteur est posé sur le siège.
La présente invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient, notamment pour améliorer la fiabilité de la détection.
A cet effet, selon l'invention, un système de détection du genre en question est caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un écran conducteur qui recouvre sensiblement toute la première électrode du capteur capacitif à l'opposé de la zone de détection, ladite première électrode étant isolée électriquement dudit écran, en ce que le dispositif de commande est relié audit écran et est adapté pour imposer un potentiel électrique à l'écran au moins pendant la période de mesure, et en ce que la première électrode est reliée au dispositif de commande par un premier conducteur doté d'un blindage adapté pour empêcher que ce conducteur ne diffuse un champ électrique vers l'extérieur, l'écran étant en contact électrique avec le blindage dudit conducteur. Grâce à ces dispositions, on a pu constater expérimentalement que le signal donné par le capteur capacitif permettait une détection fiable même en présence d'humidité dans la zone de détection.
Dans des modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : le dispositif de commande est adapté pour polariser électriquement l'écran dans le même sens que la première électrode par rapport à la masse pendant la période de mesure ; le dispositif de commande est adapté pour imposer le même potentiel électrique à l'écran qu'à la première électrode pendant la période de mesure ;
- le dispositif de commande est adapté pour relier l'écran à la masse pendant la période de lecture ; le capteur capacitif comporte en outre une deuxième électrode conductrice adjacente à la première électrode, le dispositif de commande étant relié à la deuxième électrode et étant adapté pour imposer un potentiel électrique à ladite deuxième électrode au moins pendant la période de mesure ; les première et deuxième électrodes du capteur capacitif sont disposées sur le même écran conducteur, qui est isolé électriquement de ladite deuxième électrode ; les première et deuxième électrodes du capteur capacitif sont recouvertes sensiblement en totalité, à l'opposé de la zone de détection, par deux écrans conducteurs juxtaposés qui sont isolés électriquement desdites première et deuxième électrodes, chacune des première et deuxième électrodes présentant une longueur répartie""sensiblement également sur "les " deux "écrans ; les deux électrodes du capteur capacitif sont sensiblement parallèles l'une à l'autre et enroulées en colimaçon ; le système de détection comporte en outre un siège de . véhicule comprenant au moins une surface d'appui destinée à servir de support pour un utilisateur, le capteur capacitif étant disposé dans le siège et la zone de mesure étant située à l'extérieur du siège devant la surface d'appui ; - le capteur capacitif est situé au voisinage de ladite surface d'appui du siège.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints .
Sur les dessins : la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule comprenant un système de détection selon une forme de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en plan d'un capteur capacitif utilisable dans le dispositif de la figure 1, la figure 3 est une vue de détail en coupe selon la ligne III-III de la figure 2, montrant le capteur capacitif lorsqu'il est en place dans l'assise du siège, - la figure 4 est une vue de détail partielle du circuit de contrôle des capteurs capacitifs du véhicule de la figure 1, et les figures 5 à 8 sont des vues similaires à la figure 2, dans quatre variantes de l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 représente un véhicule automobile 1 qui comporte des sièges 2 dont l'un est visible sur la figure 1, en l'occurrence le siège du conducteur. Bien entendu, l'invention serait également applicable aux autres sièges du véhicule.
Le siège 2 comporte une assise 3 qui présente une surface d'appui supérieure 4, et un dossier 5 qui présente une surface d'appui avant 6. L'assise 3 et le dossier 5 définissent un espace d'accueil 7 situé au-dessus de l'assise 2 et devant le dossier 4, lequel espace d'accueil est destiné à recevoir un utilisateur 8 du siège.
Pour protéger cet utilisateur 8 en cas d'accident de la route, le véhicule comporte en outre un ou plusieurs sacs de sécurité gonflables (air-bags) par exemple un sac de sécurité gonflable 9 disposé dans la partie centrale 10 du volant 11 du véhicule.
Ce sac de sécurité gonflable peut présenter plusieurs modes de fonctionnement, par exemple deux modes de fonctionnement selon que l'on met à feu l'une ou l'autre de deux charges explosives 12, 13 adaptées pour générer des volumes de gaz différents à l'intérieur du sac de sécurité gonflable 9 lors de son déploiement.
La mise à feu de l'une ou l'autre des deux charges 12, 13 est effectuée par un dispositif de contrôle 14 tel qu'un microcontrôleur électronique (CONTR.), en fonction d'informations provenant notamment : d'un capteur de choc 16 tel qu'un accéléromètre ou similaire (SENS.), - et d'un dispositif de mesure capacitif 17.
Ce dispositif de mesure capacitif 17 peut notamment être du type de celui décrit dans le document WO- A-00/25 098, et permettre d'effectuer une mesure capacitive de permittivité électrique dans l'espace d'accueil ou zone de détection 7, de façon à déterminer la présence et/ou la position ou posture de l'utilisateur 8 sur le siège, et/ou sa masse.
Un tel dispositif de mesure 17, qui ne sera pas décrit à nouveau en détail ici, peut comprendre par exemple une unité centrale électronique 18 (CPU) telle qu'un microcontrôleur ou microprocesseur, relié à au moins un circuit de contrôle 19 (CTRL) lui-même relié à un ou de préférence plusieurs capteurs capacitifs 20 comprenant chacun au moins une électrode disposée notamment dans l'assise 3 et/ou le dossier 5, au voisinage des surfaces d'appui, 4, 6 sur lesquelles vient s'appuyer l'utilisateur 8.
Comme expliqué dans le document WO-A-00/25 098 susmentionné, le circuit de contrôle 19 fait générer dans l'espace 1 un champ électrique, en appliquant par périodes une tension continue V entre les électrodes de chaque capteur 20. A la fin de chaque période de mesure, l'utilisateur de contrôle 19 coupe ladite tension continue et mesure la charge accumulée par effet capacitif entre les électrodes de chaque capteur 20, ce qui permet de connaître la permittivité électrique de la zone de détection constituée par l'espace d'accueil 7.
Comme cette permittivité varie en fonction de la présence ou non de l'utilisateur 8, de sa posture et de sa masse, comme enseigné notamment dans le document FR-A-2 813 054, les mesures effectuées au moyen des différents capteurs permettent de déterminer la présence de l'utilisateur 8 et/ou un paramètre de position de l'occupant 8 et/ou un paramètre lié à la masse de l'utilisateur.
Ces différents paramètres sont pris en compte par le dispositif de commande 14 pour déterminer laquelle des charges 12, 13 il déclencherait afin de déployer le sac de sécurité gonflable 9 si le capteur 16 détectait un choc subi par le véhicule.
Les informations provenant du dispositif de détection peuvent être également utilisées dans la gestion de commande d'autres organes du véhicule. Ainsi, ces informations pourraient être prises en compte, par exemple, dans le cadre des lois de pilotage de divers dispositifs actionneurs tels que les suspensions du véhicule, la climatisation, le dispositif de répartition du freinage, le dispositif de contrôle de l'assiette du véhicule, etc.
Afin d'éviter que les mesures des capteurs capacitifs 20 ne soient perturbées par la présence d'humidité ou d'objets conducteurs notamment au niveau des surfaces d'appui 4, 6, au moins certains de ces capteurs capacitifs 20 ont leurs électrodes 21 entièrement disposées sur au moins un écran conducteur 22 qui s'étend sensiblement parallèlement à la surface d'appui 4, 6 correspondante, comme représenté sur les figures 2 et 3.
Comme on peut le voir sur la figure 3, les deux électrodes 21 du capteur capacitif 20 sont disposées vers l'extérieur du siège par rapport à l'écran conducteur 22, l'ensemble du capteur 20 pouvant avantageusement être intégré dans la matelassure 23 de la partie du siège où est disposé le capteur 20 (en l'occurrence, l'assise 3 dans l'exemple de la figure 3), à une faible distance au-dessous de la coiffe d'habillage extérieure 24 de cette partie du siège.
L'écran 22 peut être constitué par exemple par une feuille métallique, de cuivre ou autre, de quelques centièmes ou dixièmes de millimètres d'épaisseur, et les électrodes 21 sont isolées électriquement de cette feuille conductrice, par exemple au moyen de gaines isolantes 25 entourant lesdites électrodes.
On notera que les électrodes 21 et l'écran conducteur 22 pourraient être réalisés également par dépôt sérigraphique d'une matière conductrice sur des feuilles isolantes réalisées par exemple en polyester ou autre. Dans l'exemple des figures 2 et 3, les deux électrodes 21 du capteur 20 sont enroulées en colimaçon, à une distance sensiblement constante l'une de l'autre, sur un même écran conducteur 22. De plus, chacune de ces électrodes est reliée au circuit de contrôle 19 par deux conducteurs électriques"'" "26 " "qui sont ' "do'tes""" chacun" d'un blindage conducteur 27 entourant ledit conducteur électrique 26 pour empêcher que ce conducteur ne génère un champ électrique vers l'extérieur du siège lorsqu'il est sous tension. Le blindage 27 est lui-même de préférence entouré par une gaine isolante 28, et l'écran conducteur 22 est connecté au blindage 27 d'au moins un des conducteurs électriques 26, par une liaison 29.
En variante, les conducteurs électriques 26 et leurs blindages respectifs 27 pourraient être réalisés par sérigraphie sur des feuilles isolantes en polyester ou autre, chaque conducteur électrique 26 se présentant alors sous la forme d'une ligne conductrice disposée entre deux bandes conductrices superposées plus larges qui forment le blindage, lesdites bandes conductrices étant isolées de la ligne conductrice par interposition de matière synthétique isolante .
Avantageusement, au cours de chaque mesure effectuée au moyen du capteur capacitif 20, le circuit de contrôle 19 peut imposer un potentiel prédéterminé E à au moins une des deux électrodes 21, au conducteur électrique correspondant 26, et le cas échéant au blindage 27 des deux conducteurs électriques 26, de sorte que l'écran conducteur 22 se trouve toujours au potentiel E lorsqu'au moins une des deux électrodes se trouve audit potentiel E. Selon une forme de réalisation, le dispositif de commande formé par l'unité centrale électronique 18 et le circuit de contrôle 19 peut être adapté pour effectuer séquentiellement quatre mesures, dans un ordre quelconque : une première mesure dans laquelle il mesure les charges accumulées sur l'une des deux électrodes 21, dite première électrode, après avoir imposé le potentiel électrique E sur ladite première électrode pendant une durée prédéterminée pendant /que la deuxième électrode est reliée à la masse, 1 - "une deuxième "mesure au "cours de" " laquelle il" mesure les charges électriques accumulées sur l'autre électrode 21, dite deuxième électrode, après avoir imposé le potentiel électrique E à ladite deuxième électrode pendant une durée prédéterminée alors que la première électrode est reliée à la masse, une troisième mesure dans laquelle il mesure les charges électriques accumulées sur la première électrode 21 après avoir imposé le potentiel E aux deux électrodes pendant une durée prédéterminée, - et une quatrième mesure au cours de laquelle il mesure les charges électriques accumulées sur la deuxième électrode 21 après avoir imposé le potentiel E aux deux électrodes pendant une durée prédéterminée (les durées prédéterminées au cours desquelles le potentiel électrique E est imposé à l'une des électrodes ou deux électrodes sont avantageusement les mêmes pour les quatre mesures) .
On a pu constater expérimentalement qu'en présence de l'écran conducteur 22, les combinaisons de ces quatre mesures permettaient de différencier les signaux obtenus avec ou sans utilisateur 8 assis sur le siège, même en présence d'une forte humidité ou d'un objet conducteur à la surface du siège, par exemple en présence d'une serviette mouillée posée sur le siège.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit comme dans les autres modes de réalisation de l'invention, le dispositif de commande 19 pourrait être par exemple du type de celui représenté schématiquement sur la figure 4.
Ce dispositif de commande 19 peut comporter par exemple un microcontrôleur ou microprocesseur interne μC 35 qui commande, pour chaque électrode 21 : - un dispositif de commutation 31 (transistor ou autre) adapté pour relier l'écran 22 soit à la masse, soit à l'électrode 21, un dispositif de commutation 32 adapté pour relier l'électrode 21 soit à la masse, soit à un potentiel èrêctrlqué" prédéterminé V," ' "~ et un dispositif de commutation 33 adapté pour relier ou non l'électrode 21 à un dispositif de comptage de charges électriques 34 (CNT) pouvant être lu par le microcontrôleur 35. Bien entendu, le capteur capacitif 20 peut être différent de celui représenté sur les figures 2 et 3.
Ainsi, comme représenté sur la figure 5, le capteur 20 peut comporter plusieurs écrans conducteurs 22a, 22b, par exemple deux écrans conducteurs, qui seraient isolés électriquement l'un de l'autre et reliés par exemple chacun au blindage 27 de l'un des conducteurs électriques 26 des électrodes, par l'intermédiaire de liaisons électriques 29. Dans ce cas, il est avantageux que chaque électrode 21 ait une longueur répartie sensiblement également sur les deux écrans conducteurs 22a, 22b de la façon la plus symétrique possible entre ces deux écrans.
Dans ce mode de réalisation, le circuit de contrôle
19 peut imposer des potentiels électriques différents aux deux blindages 27 pendant les phases de mesure : par exemple, le potentiel électrique de chaque blindage 27 peut être toujours égal au potentiel du conducteur électrique 26 correspondant .
Par ailleurs, comme représenté sur la figure 6, les électrodes 21, 22 peuvent être disposées autrement que selon un colimaçon en spirale arrondie : à titre d'exemple, les électrodes 21 peuvent également être disposées selon un colimaçon à angles droits qui peut par exemple former une bande allongée présentant une relativement faible largeur e comprise par exemple entre 2 et 5 cm et une longueur L comprise par exemple entre 10 et 30 cm, la longueur L du capteur 20 pouvant être disposée soit dans le sens de la
' largeur du siège, soit dans le sens de sa longueur.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, le capteur capacitif 20 pourrait comporter une seule électrode 21, disposée comme dans les précédents modes de réalisation sur' '"l'écran 22, en étant"""""isolée électriquement" de cet" écran. L'écran 22 est relié au dispositif de commande 17 pour être mis au même potentiel électrique (non nul) que l'électrode 21 pendant les périodes de mesure où des charges électriques s'accumulent sur ladite électrode, et à la masse pendant les périodes de lecture où le dispositif de commande lit la charge électrique accumulée sur l'électrode 21 pendant la période de lecture. Dans ce mode de réalisation, on peut considérer que le milieu extérieur (notamment l'utilisateur 8, lorsqu'il est présent) forme une deuxième électrode fictive du capteur capacitif.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, l'écran 22 est une feuille conductrice qui présente une forme en zigzag suivant la forme de l'électrode conductrice. De plus, dans ce mode de réalisation, l'écran 22 est relié au circuit de contrôle 19 par un- fil séparé 30 incluant le conducteur de liaison 29 susmentionné, lequel conducteur de liaison 29 peut être raccordé au circuit 19 comme dans les autres modes de réalisation (cette disposition serait également possible dans les autres modes de réalisation de l'invention).
On notera que, lorsque le siège 2 comporte plusieurs capteurs capacitifs 20, ces capteurs peuvent être de différents types, et ne pas tous être réalisés conformément à la présente invention.
Par ailleurs, on notera également que le système de 5 détection, formé par au moins un des capteurs capacitifs susmentionnés et le dispositif de commande, pourrait être utilisé dans d'autres applications que dans un siège de véhicule. Par exemple, ce système de détection pourrait être intégré dans une planche de bord de véhicule, un 10 pavillon de véhicule, un volant, une portière, etc.
Enfin, on notera également que, dans tous les modes de réalisation de l'invention, la ou les électrodes 21 du capteur capacitif pourraient ne pas être disposées contre l'écran conducteur 22. En effet, l'écran 22 pourrait être "15""" "disposé" à quelques "centimètres (par exemple" 3 à 8 cm) au dessous de la ou des électrodes 21, ledit écran étant alors séparé de la ou des électrodes par exemple par une épaisseur de mousse synthétique appartenant à la matelassure du siège. Dans ce cas, l'écran conducteur 20 pourrait être éventuellement formé par la nappe de suspension élastique de la partie correspondante du siège.
Dans toutes les formes de réalisation de l'invention, l'écran 22 pourrait être constitué par une organe conducteur quelconque (feuille conductrice, grille
25 conductrice, treillis conducteur, tissu conducteur, mousse conductrice, etc.) : qui présente une certaine surface généralement supérieure à la surface occupée par la ou les électrodes 21, 0 - -qui- recouvre sensiblement la totalité de la ou des électrodes 21 du capteur capacitif à l'opposé de la zone de détection 7, et qui soit isolé électriquement de la ou des électrodes 21.

Claims

l12 REVENDICATIONS
1. Système de détection capacitif comprenant : au moins un capteur capacitif (20) comprenant au
5 moins une première électrode conductrice (21) disposée pour générer un champ électrique au moins dans une zone de détection (7) lorsque ladite première électrode est soumise à un potentiel électrique, et un dispositif de commande électronique (17) 10 relié au moins à la première électrode (21) , ce dispositif de commande étant adapté pour imposer un potentiel électrique à la première électrode pendant au moins une période de mesure où des charges électriques s'accumulent sur la première électrode et pour lire ensuite, pendant une 15 " période de lecture,' "les" charges électriques accumulées sur ladite première électrode, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un écran conducteur (22 ; 22a, 22b) qui recouvre sensiblement toute la première électrode (21) du capteur capacitif à l'opposé 0 de la zone de détection (7) , ladite première électrode (21) étant isolée électriquement dudit écran (22) , en ce que le dispositif de commande (17) est relié audit écran (22 ; 22a, 22b) et est adapté pour imposer un potentiel électrique à l'écran au moins pendant la période 5 de mesure, et en ce que la première électrode (21) est reliée au dispositif de commande (17) par un premier conducteur (28) doté d'un blindage (27) adapté pour empêcher que ce conducteur ne diffuse un champ électrique vers l'extérieur, 0 l'écran (22 ; 22a, 22b) étant en contact électrique avec le blindage (27) dudit conducteur.
2. Système de détection selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande (17) est adapté pour polariser électriquement l'écran (22 ; 22a, 22b) dans le 5 même sens que la première électrode (21) par rapport à la masse pendant la période de mesure.
3. Système de détection selon la revendication 2 , dans lequel le dispositif de commande (17) est adapté pour imposer le même potentiel électrique à l'écran (22 ; 22a, 22b) qu'à la première électrode (21) pendant la période de
5 mesure.
4. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commande (17) est adapté pour relier l'écran (22 ; 22a, 22b) à la masse pendant la période de lecture.
10 5. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur capacitif (20) comporte en outre une deuxième électrode conductrice (21) adjacente à la première électrode (21) , le dispositif de commande (17) étant relié à la deuxième "15" " électrode (21)"" et étant" aTdàptê" pour" imposer un potentiel" électrique à ladite deuxième électrode au moins pendant la période de mesure.
6. Système de détection selon la revendication 5, dans lequel les première et deuxième électrodes (21) du
20 capteur capacitif sont disposées sur le même écran conducteur (22) , qui est isolé électriquement de ladite deuxième électrodes .
7. Système de détection selon la revendication 4, dans lequel les première et deuxième électrodes (21) du
25 capteur capacitif sont recouvertes sensiblement en totalité, à l'opposé de la zone de détection, par deux écrans conducteurs juxtaposés (22a, 22b) qui sont isolés électriquement desdites première et deuxième électrodes, chacune des première et deuxième électrodes (21) présentant
30 une longueur répartie sensiblement également sur les deux écrans (22a, 22b) .
8. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel les deux électrodes (21) du capteur capacitif sont sensiblement parallèles l'une à 5 l'autre et enroulées en colimaçon.
9. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un siège de véhicule (2) comprenant au moins une surface d'appui (4, 6) destinée à servir de support pour un utilisateur, le capteur capacitif étant disposé dans le siège et la zone de mesure (7) étant située a l'extérieur du siège devant la surface d'appui (4, 6).
10. Système de détection selon la revendication 9, dans lequel le capteur capacitif (21) est situé au voisinage de la surface d'appui (4, 6) du siège.
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