WO2018100283A1 - Procédé et dispositif de détection de présence pour véhicule automobile - Google Patents

Procédé et dispositif de détection de présence pour véhicule automobile Download PDF

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WO2018100283A1
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converter
analog voltage
sensor
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Xavier Hourne
Olivier Gerardiere
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Aumovio Germany GmbH
Aumovio France SAS
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Continental Automotive Technologies GmbH
Continental Automotive France SAS
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    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
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    • B60R25/31—Detection related to theft or to other events relevant to anti-theft systems of human presence inside or outside the vehicle
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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
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    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y2400/00—Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/80—User interfaces
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    • E05Y2400/856—Actuation thereof
    • E05Y2400/858—Actuation thereof by body parts, e.g. by feet
    • E05Y2400/86—Actuation thereof by body parts, e.g. by feet by hand

Definitions

  • the present invention relates to the field of the automobile and relates more particularly to a method and a presence detection device for a motor vehicle.
  • the invention applies in particular to the detection of the presence of a hand on a door handle of a motor vehicle to unlock the passenger compartment.
  • such a device comprises a sensor, mounted at least partially in the handle, a converter and a microcontroller.
  • the sensor generates a voltage signal representative of the presence or absence of a hand on the handle and the converter converts this analog signal into a digital value according to its amplitude so that the microcontroller can detect the presence of a hand on the handle and unlock the cockpit.
  • the senor comprises a first capacity called “reference capacity” which is periodically loaded and discharged in a second capacity called “storage capacity”. When the reference capacity is unloaded in the storage capacity, the charges are balanced between the two capacities.
  • the analog voltage signal generated by the sensor is representative of the value of the voltage measured at the terminals of the equilibrium storage capacity of the charges.
  • the load level of the reference capacity increases. This results in a greater discharge of the reference capacity in the storage capacity and therefore a higher level of balancing in the presence than in the absence of a hand on the handle.
  • the analogue to digital converter (“Analog to Digital Converter” or ADC) converts the analog voltage measured by the sensor representing the charge level of the storage capacity into a digital value coded from a voltage of reference.
  • each numerical value corresponds in known manner to a different interval of analog voltage values but of width equal to 1 LSB ("Least Significant Bit” or "significant bit”), the set of consecutive ranges of analog voltage values. extending over a range of voltage values whose width corresponds to the reference voltage of the converter.
  • an N-bit coding makes it possible to use 2 N numeric values (or levels) of coding.
  • an encoding can be carried out on 3 bits. Such coding thus makes it possible to use 2 3 , ie 8 numerical values, defined by bits of 000 to 1 1 1.
  • the input voltage value Vi belongs to a range of analog voltage values corresponding to the digital coding value 100 in the example of FIG.
  • the accuracy of the converter depends on the number of bits used to code the different numerical values.
  • the higher the number of bits the higher the converter resolution increases.
  • a problem arises when the variation of the capacity to be measured is small compared to the resolution of the converter.
  • remote measured values can be in the same range of analog voltage values and thus correspond to the same encoded digital value, thus preventing any detection.
  • a first known solution is to increase the number of coding bits of the converter, but this makes it more complex and more expensive, which has a disadvantage.
  • a second known solution is to perform an oversampling of the signal ("oversampling" in English) which increases the resolution but requires significant processing capabilities, which has another drawback.
  • a noise greater than 1 LSB is required at the input of the sensor to be able to use this oversampling technique, which is not the case in some types of sensor.
  • the resolution of the converter is not constant, which results in the fact that the coded digital values generated by the converter correspond to intervals of analog voltage values of different widths.
  • DNL Different non-linearity error
  • This differential non-linearity error is expressed in LSB.
  • the width of an analog voltage value range corresponding to a coded digital value is 1 LSB but in practice this value varies by a difference, for example between plus or minus 1, 5 LSB, which corresponds to the DNL error.
  • a DNL error of plus or minus 1.5 LSB on the set of numerical values causes numerical interval widths between -0.5 LSB (which corresponds in practice to a disappearance of the numerical value) and + 2.5 LSB, two and a half times the theoretical width of an interval.
  • the difference measured between the numerical values in the absence of a hand and the numerical values obtained in the presence of a hand must be greater than a predetermined value.
  • the predetermined value representative of the presence of a hand can be 2 LSBs, this value therefore representing a difference of two coded digital values.
  • two analog voltage values Vi and V 2 are respectively representative of the absence and the presence of a hand.
  • the two analog voltage values V 1 and V 2 belong to two different ranges of different analog voltage values corresponding to two different digital values (100 and 1 10 according to the example cited and presented in Figure 1).
  • the two numerical values being spaced by 2 LSB, this results in the unlocking of the vehicle door.
  • a converter may have a DNL error resulting in the appearance of analog voltage intervals of 2.5 LSB.
  • values V 1 and V 2 of analog output voltage of the sensor correspond in this case to the same level of digital output coding (100 according to the example cited). that they correspond in theory to two numerical values distant from 2 LSB (100 and 1 10 in Figure 1).
  • the object of the invention is to remedy at least part of these disadvantages by proposing a simple, reliable and effective solution making it possible to ensure the detection of the presence of a hand on or near a handful of a hand. motor vehicle.
  • the invention firstly relates to a method for detecting a human presence near a sensor mounted in a motor vehicle, said motor vehicle further comprising a converter and a microcontroller, said sensor being capable of supplying an analogue presence detection voltage signal to said converter, said converter being able to convert said analog voltage signal into a coded digital value and to supply said value digital encoded to the microcontroller, the converter being characterized by its predetermined finite number of successive coded digital values corresponding to a series of consecutive intervals of values of the analog voltage signal, the length of said series of consecutive intervals corresponding to a reference value of the converter, the method being remarkable in that it comprises:
  • Such a method ensures the detection of the presence of a hand, when it approaches the handle of a motor vehicle.
  • the method according to the invention makes it possible to eliminate the impact of the cases of digital conversion error of the analog voltage signal by performing conversions at various reference voltages.
  • a conversion error on a measurement has a low impact on the detection since the erroneous numerical value obtained will be diluted by its correlation with the other numerical values obtained. by conversion to different reference values.
  • the method thus makes it possible to ensure that the difference measured between the numerical values in the absence of a hand and the numerical values obtained in the presence of a hand is greater than a predetermined detection value so that the detection is reliable.
  • the method comprising consecutive intervals of values of the analog voltage signal characterized by a maximum width, the absolute difference between two values of the reference voltage is greater than said maximum width.
  • the sensor comprising a reference capacity and a storage capacity, the conversion steps of the analog voltage signal into a coded digital value are performed between a step of charging the storage capacity and a step of total discharge of the capacity storage.
  • the method comprises four steps of converting the analog voltage signal by the converter with four different reference voltages into four coded digital values, the absolute difference between two consecutive values of the reference voltage being greater than a threshold of predetermined detection.
  • the invention also relates to a device for detecting a human presence in the vicinity of a motor vehicle, said device comprising a detection sensor, capable of supplying an analog presence detection voltage signal, a converter able to convert said signal.
  • analog voltage device in at least one coded digital value and a microcontroller adapted to receive said coded digital value, said converter being characterized by its predetermined finite number of successive coded digital values corresponding to a series of successive intervals of values of the analog voltage signal , the length of said series of consecutive intervals corresponding to a reference value of the converter, the device being characterized in that the microcontroller is able to apply a plurality of different reference voltage values to the converter and in that the converter is configured to convert r, at said plurality of values of the reference voltage, an analog voltage signal supplied by the sensor in a plurality of coded digital values, said consecutive ranges of values of the analog voltage signal of the converter being characterized by a maximum width, the the absolute difference between two values of the reference voltage is greater than said maximum width, the micro
  • the microcontroller is able to control the conversion of the analog voltage signal into a coded digital value between a charge of the storage capacity and a total discharge of the storage capacity.
  • the absolute difference between two consecutive values of the reference voltage is greater than a predetermined detection threshold in order to ensure that the conversions are carried out in intervals with different nonlinearity errors and thus avoid errors. detection.
  • the invention finally relates to a motor vehicle comprising a device for detecting a human presence as presented above.
  • FIG. 3 schematically shows an embodiment of a detection device according to the invention.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the detection method according to the invention.
  • FIGS. 5A and 5B graphically illustrate the conversion of an analog voltage signal value into two different digital values at two different reference voltage values.
  • FIG. 6 diagrammatically represents an adaptation circuit making it possible to adapt the reference voltage of the converter of the device of FIG. 3.
  • the device for detecting a presence according to the invention is intended to be mounted in a motor vehicle, for example in connection with a door opening handle of the vehicle to allow the unlocking of the passenger compartment of the vehicle. It goes without saying that the detection device according to the invention could be mounted at any other suitable place of the vehicle, for example at the trunk to unlock it.
  • the device 1 comprises a detection sensor 10, a converter 20 and a microcontroller 30.
  • the sensor 10 provides the converter 20 with an analog voltage signal representative of the absence or the presence of a hand, for example less than 10 mm near the handle.
  • the sensor 10 comprises a so-called “reference” capacitor Ci and a so-called “storage” capacitor C 2 .
  • the senor 10 In operation of the sensor 10, it is configured for periodically:
  • the analog output voltage signal of the sensor 1 0 then corresponds to the voltage measured across the storage capacitor C 2 .
  • the value of the voltage measured by the sensor 1 0 is substantially constant.
  • the maximum load level of the reference capacitor Ci increases.
  • the level of balancing between the two capacities Ci, C 2 resulting from the discharge of the reference capacitor Ci in the storage capacitor C 2 , in turn increases.
  • Such an assembly is called a capacitive voltage divider 1 1 0, designated CVD (for "Capacitive Voltage Divider” in English).
  • CVD Capacitive Voltage Divider
  • this assembly also comprises, in a known manner, switches and control means for said switches, known per se, and which will therefore not be further detailed here.
  • the senor 10 may be in the form of an assembly called “divider 1 1 0 of differential capacitive voltage", or DCVD (for "Differential Capacitive Voltage Divider” in English).
  • DCVD differential Capacitive Voltage Divider
  • the sensor 10 periodically charges and discharges the reference capacitor Ci in the storage capacitor C 2 to be measured, as in the CVD circuit, but also performs a second inverse step. More precisely, when the voltage at the terminals of the storage capacitor C 2 has been measured and the two capacitors Ci and C 2 have been discharged, the storage capacitor C 2 is charged to its maximum level and then discharged into the capacitance reference Ci.
  • the converter 20 is electrically connected to the sensor 10 to receive the analog voltage signal supplied by the sensor 10.
  • the converter 20 is an analog-to-digital converter (ADC) which makes it possible to convert the analog voltage signal supplied by the sensor 10 into a digital value from a voltage of reference so that the microcontroller 30 can use it to detect whether or not the presence of a hand on the handle.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the converter 20 generates a numerical value coded on an N number of bits, making it possible to use 2 N numerical values.
  • each numerical value corresponds to a different interval of analog voltage values but of width equal to 1 LSB ("Least Significant Bit").
  • the set of consecutive analog voltage value ranges extends over a range of voltage values whose width corresponds to the reference voltage of the converter 20.
  • the width difference between two consecutive intervals is called a Differential Nonlinearity (DNL) error.
  • DNL Differential Nonlinearity
  • LSB the width of a range of analog voltage values corresponding to a coded digital value is 1 LSB but in practice this value varies by a difference, for example between plus or minus 1, 5 LSB, which corresponds to the DNL error.
  • a DNL error of plus or minus 1.5 LSB results in numerical interval widths of between -0.5 LSB (which in practice corresponds to a disappearance of the numerical value) and + 2.5 LSB.
  • the present invention makes it possible to ensure that the difference measured between the numerical values in the absence of a hand and the numerical values obtained in the presence of a hand is greater than a predetermined detection value, for example 4 LSBs.
  • the converter 20 is configured to convert the analog voltage signal provided by the sensor 10 over a predetermined time interval to a plurality of different reference voltage values so as to obtain a plurality of different digital values.
  • the microcontroller 30 is electrically connected to the converter 20 to receive the digital values output by the converter 20.
  • the converter 20 and the microcontroller 30 are in the form of two separate physical entities electrically connected.
  • the converter 20 could be integrated in the microcontroller 30 in a known manner, i.e. the converter 20 and the microcontroller 30 form a single physical entity.
  • the microcontroller 30 is configured to:
  • the presence of a hand is detected on the handle when the difference between the calculated value N and a predetermined value N re f representative of a human absence near the sensor is greater than a predetermined detection threshold, for example 4 LSB.
  • a CVD sensor 10 and four different values of reference voltage V re fi, re V f2, V f3 re, V re f4 will be used in the example described below.
  • the example cited in this document presents the invention for four different values of reference voltage, but it goes without saying that any number of voltage values can be used if it is greater than or equal to two.
  • the microcontroller 30 controls firstly applying a first reference voltage V fi to the converter 20 in a preliminary step E00.
  • the storage capacity C 2 is initially totally discharged in a step ⁇ 0 ⁇ .
  • the reference capacitance Ci of the sensor 10 is then loaded in a step E1A and then discharged into the storage capacitor C 2 in a step E2A, thus defining a first value Vi of analog voltage across the storage capacitor C 2 in a step E3A.
  • This first value Vi is then read by the converter 20 in a step E4A which converts it in a step E5A to a first digital value coded Ni starting from the first reference voltage V re fi -
  • This first digital value coded Ni is then stored by the microcontroller 30.
  • the microcontroller 30 controls the application of a second reference voltage V to the converter 20 in a step E6A.
  • the storage capacity C 2 is then completely discharged in a step ⁇ 0 ⁇ .
  • the reference capacitance Ci of the sensor 10 is then loaded in a step E1 B and then discharged into the storage capacitor C 2 in a step E2B, thus defining a second analog voltage value V 2 across the storage capacitor C 2 in a step E3B.
  • This second value V 2 is then read by the converter 20 in a step E4B which converts it in a step E5B into a second coded digital value N 2 from the second reference voltage V different from the first reference voltage V re ti -
  • Changing the reference voltage of the converter 20 modifies the conversion scale so that the width of the set of measurement intervals of the converter 20 is different for two different reference voltages.
  • a first coded digital value Ni and a second coded digital value N 2 are obtained.
  • This second value N 2 is then stored by the microcontroller 30.
  • the microcontroller 30 controls the application of a third reference voltage V to the converter 20 in a step E6B.
  • the storage capacity C 2 is then completely discharged in a step
  • the reference capacitance Ci of the sensor 10 is again loaded in a step E1 C and then discharged into the storage capacitor C 2 in a step E2C, defining thus a third value V 3 of analog voltage across the storage capacitor C 2 in a step E3C.
  • This third value V 3 is then read by the converter 20 in a step E4C which converts it in a step E5C into a third digital value N 3 from the third reference voltage V re f3, different from the first reference voltage V re fi and the second reference voltage Vref2.
  • the change of the reference voltage of the converter 20 again changes the conversion scale so that the width of the set of measurement intervals of the converter 20 is different from that of the first reference voltage Vred and the second reference voltage V re f2.
  • a first coded digital value Ni, a second coded digital value N 2 and a coded digital value N 2 are obtained.
  • third different digital coded value N 3 is then stored by the microcontroller 30.
  • the microcontroller 30 controls the application of a fourth reference voltage V re f4 to the converter 20 in a step E6C.
  • the storage capacity C 2 is then totally discharged in a step E0D.
  • the reference capacitance Ci of the sensor 10 is again loaded in a step E1 D and then discharged into the storage capacitor C 2 in a step E2D, thereby defining a fourth analog voltage value V 4 across the storage capacitor C 2 in a step E3D.
  • This fourth value V 4 is then read by the converter 20 in a step E4D which converts it in a step E5D into a fourth digital value coded N 4 from the fourth reference voltage V re f 4 , different from the first voltage of reference V re fi, the second reference voltage Vref 2 and the third reference voltage V ref 3.
  • first analog voltage value Vi the second analog voltage value V 2 , the third analog voltage value V 3 and the fourth analog voltage value V 4 are theoretically equal, but to the electronic noise, which makes them in practice substantially equal but not necessarily strictly equal. Indeed, for a given state of presence or absence in the vicinity of the vehicle, the converted analog voltage signal is unique but its value may vary slightly in time depending on the electronic noise.
  • the change of the reference voltage of the converter 20 again changes the conversion scale so that the width of the set of measurement intervals of the converter 20 is different from that of the first reference voltage Vred, the second reference voltage V re f 2 , the third reference voltage V re f 3 and the fourth reference voltage V re f 4 .
  • a first analog voltage value Vi a second analog voltage value V 2 , a third value V 3 of analog voltage and a fourth analog voltage value V 4 of the same order
  • a first coded digital value Ni, a second coded digital value N 2 , a third coded digital value N 3 and a fourth coded digital value N 4 are obtained. different.
  • This fourth value N 4 is then stored by the microcontroller 30.
  • the microcontroller 30 applies a mathematical function to these four values in a step E7 in order to deduce a correlative value N. For example, the microcontroller 30 can add the four values Ni, N 2 , N 3 , N 4 and divide them by two to obtain a doubled average allowing to double the sensitivity with respect to the converter 20.
  • the microcontroller 30 performs steps E00 to E7 periodically, the correlative N values obtained being of the same order, for example to plus or minus 4 LSB of maximum deviation, as long as no hand is present on the door handle of the vehicle .
  • the microcontroller 30 compares, in a step E8, the correlative value calculated in the absence of a hand (reference value N re f) and the correlative N value calculated in the presence of hand and detects a hand on the handle, in a step E9, when the difference between the correlative N value calculated in the presence of a hand and the correlative reference value N re f calculated in the absence of a hand is greater than a predetermined threshold, for example 4 LSBs.
  • a predetermined threshold for example 4 LSBs.
  • Resistors R1 and R2 set the default value of the divider bridge. This divider bridge is powered by an input / output (I / O) of the microcontroller 30 to be turned off when no measurement. These resistors R1 and R2 will set the initial value of the reference voltage V re f. This reference voltage V re f is set as low as possible while ensuring that it never reaches saturation.
  • V re fi, re V f2, V f3 re, V re f4 are added two resistors R3 and R4 connected to the microcontroller 30. The latter are alternately connected to ground M or supply voltage Vcc of microcontroller 30, four different combinations.
  • V re fi, re V f2, V f3 re, V re f4 are chosen different values for the resistors R3 and R4.
  • R3 and R4 are calculated so that the minimum jump of the measured digital value is 4 LSBs.
  • R1 and R2 are first adjusted without considering R3 and R4.
  • the resistors R1 and R2 constitute the main divider bridge which will define the voltage around which the different reference voltage values V re fi, re V f2, V f3 re, V re f4 will evolve.
  • V re f The reference voltage V re f as a function of the supply voltage Vcc is then given by:
  • the choice of the resistors R1 and R2 depends on the supply voltage V cc , for example 3 V, and on a desired reference voltage value V re f central, for example 2.5 V.
  • V re fi voltages V re f2, V re f3, f4 V re we slightly modify the values of R1 and R2. To do this, two resistors R3 and R4 are added in parallel and the ports of the microcontroller 30 to which they are connected are alternately connected to 0 (ground) or 1 (Vcc), which gives four combinations.
  • reference voltage V is chosen R3 »R1 (« »» meaning of use "much higher"), R3 »R2, R4» R1 and R4 »R2.
  • Vref Vref + AVref Vin is the input voltage of the converter 20
  • V ref is the reference voltage applied to the converter 20
  • AV ref is the difference between two reference voltages A
  • LSB is the predetermined minimum number of LSBs to detect a presence on the handle.
  • the input voltage V in min corresponds to the minimum expected voltage according to the tolerances of the different capacities of the circuit.
  • the reference voltage Vref is greater than a maximum input voltage Vin max, which corresponds in known manner to the maximum voltage expected according to the tolerances. different capacities of the circuit.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de détection d'une présence à proximité d'un capteur monté dans un véhicule automobile, ledit procédé comprenant : une pluralité d'étapes (E5A, E5B, E5C, E5D) de conversion, à une pluralité de valeurs différentes de la tension de référence (Vref1, Vref2, Vref3, Vref4), d'un signal de tension analogique en une pluralité de valeurs numériques codées (N1, N2, N3, N4) différentes; une étape de corrélation desdites valeurs numériques codées (N1, N2, N3, N4) permettant d'obtenir une valeur de corrélation (N); une étape de comparaison de la valeur de corrélation (N) obtenue avec une valeur de référence prédéterminée (Nref); une étape de détection d'une présence humaine à proximité du capteur lorsque la différence entre la valeur de corrélation (N) obtenue et la valeur de référence (Nref) prédéterminée est supérieure à un seuil de détection prédéterminé.

Description

Procédé et dispositif de détection de présence pour véhicule automobile
La présente invention se rapporte au domaine de l'automobile et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de détection de présence pour véhicule automobile. L'invention s'applique en particulier à la de détection de la présence d'une main sur une poignée de portière d'un véhicule automobile afin d'en déverrouiller l'habitacle.
Dans un véhicule automobile, il est connu d'utiliser un dispositif de détection de la présence d'une main humaine sur la poignée d'une portière du véhicule afin d'en déverrouiller l'accès à l'habitacle.
De manière connue, un tel dispositif comprend un capteur, monté au moins en partie dans la poignée, un convertisseur et un microcontrôleur. En fonctionnement du dispositif, le capteur génère un signal de tension représentatif de la présence ou de l'absence d'une main sur la poignée et le convertisseur convertit ce signal analogique en une valeur numérique en fonction de son amplitude de sorte que le microcontrôleur puisse détecter la présence d'une main sur la poignée et déverrouiller l'habitacle.
Dans une solution connue de mesure dite « capacitive », le capteur comprend une première capacité appelée « capacité de référence » qui est chargée et déchargée périodiquement dans une deuxième capacité appelée « capacité de stockage ». Lors de la décharge de la capacité de référence dans la capacité de stockage, les charges s'équilibrent entre les deux capacités. De manière connue, le signal de tension analogique généré par le capteur est représentatif de la valeur de la tension mesurée aux bornes de la capacité de stockage à l'équilibre des charges.
Lorsqu'une main humaine est présente sur la poignée ou à proximité de la poignée, par exemple à moins de 10 mm, le niveau de charge de la capacité de référence augmente. Il en résulte une décharge plus importante de la capacité de référence dans la capacité de stockage et donc un niveau d'équilibrage plus élevé en présence qu'en l'absence d'une main sur la poignée.
Le convertisseur analogique/numérique (« Analog to Digital Converter » ou ADC en langue anglaise) permet de convertir la tension analogique mesurée par le capteur représentant le niveau de charge de la capacité de stockage en une valeur numérique codée à partir d'une tension de référence. En théorie, chaque valeur numérique correspond de manière connue à un intervalle différent de valeurs de tension analogique mais de largeur égale à 1 LSB (« Least Significant Bit » en anglais ou Bit significatif), l'ensemble des intervalles de valeurs de tension analogique consécutifs s'étendant sur une plage de valeurs de tension dont la largeur correspond à la tension de référence du convertisseur. De manière connue, un codage sur N bits permet d'utiliser 2N valeurs numériques (ou niveaux) de codage. A titre d'exemple et en référence à la figure 1 , un codage peut être réalisé sur 3 bits. Un tel codage permet ainsi d'utiliser 23, soit 8 valeurs numériques, définies par des éléments binaires de 000 à 1 1 1 . Dans cet exemple, la valeur de tension d'entrée Vi appartient à un intervalle de valeurs de tension analogique correspondant à la valeur numérique de codage 100 dans l'exemple de la figure 1.
La précision du convertisseur dépend du nombre de bits utilisés pour coder les différentes valeurs numériques. Ainsi, plus le nombre de bits est élevé, plus la résolution du convertisseur augmente. Un problème se pose lorsque la variation de la capacité que l'on souhaite mesurer est faible en comparaison de la résolution du convertisseur. Il en résulte que des valeurs mesurées éloignées peuvent se retrouver dans le même intervalle de valeurs de tension analogique et correspondre ainsi à une même valeur numérique codée, empêchant alors toute détection. Il existe plusieurs manières de remédier à ce problème. Une première solution connue consiste à augmenter le nombre de bits de codage du convertisseur, mais cela le rend plus complexe et plus onéreux, ce qui présente un inconvénient. Une deuxième solution connue consiste à réaliser un sur-échantillonnage du signal (« oversampling » en langue anglaise) qui augmente la résolution mais nécessite des capacités de traitement importantes, ce qui présente un autre inconvénient. De plus, un bruit supérieur à 1 LSB est nécessaire à l'entrée du capteur pour pouvoir utiliser cette technique de suréchantillonnage, ce qui n'est pas le cas dans certains types de capteur.
Par ailleurs, en pratique, on observe généralement que la résolution du convertisseur n'est pas constante, ce qui se traduit par le fait que les valeurs numériques codées générées par le convertisseur correspondent à des intervalles de valeurs de tension analogique de largeurs différentes.
L'écart de largeur entre deux intervalles consécutifs est appelé de manière connue erreur de non-linéarité différentielle ou DNL (« Differential Non Linearity » en langue anglaise). Cette erreur de non-linéarité différentielle est exprimée en LSB. Théoriquement, comme mentionné précédemment, la largeur d'un intervalle de valeurs de tension analogique correspondant à une valeur numérique codée vaut 1 LSB mais en pratique, cette valeur varie d'un écart, par exemple compris entre plus ou moins 1 ,5 LSB, qui correspond à l'erreur de DNL. Ainsi, une erreur de DNL de plus ou moins 1 ,5 LSB sur l'ensemble des valeurs numériques entraine des largeurs d'intervalles numériques comprises entre -0,5 LSB (qui correspond en pratique à une disparition de la valeur numérique) et + 2,5 LSB, soit deux fois et demie la largeur théorique d'un intervalle.
Afin de détecter la présence d'une main sur une poignée de portière du véhicule de manière certaine, l'écart mesuré entre les valeurs numériques en l'absence d'une main et les valeurs numériques obtenues en présence d'une main doit être supérieur à une valeur prédéterminée. A titre d'exemple, la valeur prédéterminée représentative de la présence d'une main peut être de 2 LSB, cette valeur représentant donc un écart de deux valeurs numériques codées.
En référence à la figure 1 , deux valeurs de tension analogique Vi et V2 sont respectivement représentatives de l'absence et de la présence d'une main. Dans le cas théorique d'un convertisseur présentant une résolution constante, les deux valeurs Vi et V2 de tension analogique appartiennent à deux intervalles de valeurs de tension analogique différents correspondant à deux valeurs numériques différentes (100 et 1 10 d'après l'exemple cité et présenté à la figure 1 ). Les deux valeurs numériques étant espacées de 2 LSB, il en résulte le déverrouillage de la portière du véhicule.
Aussi, lorsque l'erreur de DNL est importante sur une valeur numérique codée, plusieurs valeurs de tension analogique d'entrée appartenant à des intervalles de valeurs de tension analogique différents peuvent correspondre, en sortie, à cette même valeur numérique. Autrement dit, lorsque l'écart prédéterminée de détection d'une main sur la portière du véhicule, par exemple 2 LSB, est inférieure à la valeur maximum de l'erreur de DNL (par exemple 2,5 LSB), des valeurs de tension analogique mesurées avec ou sans la main peuvent se retrouver avec une même valeur numérique à la sortie du convertisseur, ce qui empêche la détection de la main sur la poignée et présente donc un inconvénient majeur. A titre d'exemple, en référence à la figure 2, un convertisseur peut présenter une erreur de DNL entraînant l'apparition d'intervalles de tension analogique de largeur 2,5 LSB. Ainsi, des valeurs Vi et V2 de tension analogique de sortie du capteur, identiques à l'exemple de la figure 1 , correspondent dans ce cas à un même niveau de codage numérique de sortie (100 d'après l'exemple cité) alors qu'elles correspondent en théorie à deux valeurs numériques éloignées de 2 LSB (100 et 1 10 sur la figure 1 ).
Selon l'état de la technique, lorsque l'écart entre deux valeurs numériques est faible, par exemple 2 LSB, il est possible de réaliser un sur-échantillonnage du signal afin d'augmenter la sensibilité du système. Cependant, un tel sur-échantillonnage ne permet pas de résoudre les inconvénients liés à l'erreur de DNL. De plus, comme expliqué précédemment, un bruit est nécessaire à l'entrée du capteur pour réaliser un tel échantillonnage, supérieur à 1 LSB, pour détecter un écart de 2 LSB, ce qui n'est pas le cas dans certains capteurs.
L'invention a pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable et efficace permettant de s'assurer de la détection de la présence d'une main sur ou à proximité d'une poignée d'un véhicule automobile.
A cette fin, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé de détection d'une présence humaine à proximité d'un capteur monté dans un véhicule automobile, ledit véhicule automobile comprenant en outre un convertisseur et un microcontrôleur, ledit capteur étant apte à fournir un signal de tension analogique de détection de présence audit convertisseur, ledit convertisseur étant apte à convertir ledit signal de tension analogique en une valeur numérique codée et à fournir ladite valeur numérique codée au microcontrôleur, le convertisseur étant caractérisé par son nombre fini prédéterminé de valeurs numériques codées successives correspondant à une série d'intervalles consécutifs de valeurs du signal de tension analogique, la longueur de ladite série d'intervalles consécutifs correspondant à une valeur de référence du convertisseur, le procédé étant remarquable en ce qu'il comprend :
· une pluralité d'étapes de conversion par le convertisseur, à une pluralité de valeurs différentes de la tension de référence, d'un signal de tension analogique en une pluralité de valeurs numériques codées différentes,
• une étape de corrélation desdites valeurs numériques codées permettant d'obtenir une valeur de corrélation,
· une étape de comparaison de la valeur de corrélation obtenue avec une valeur de référence prédéterminée,
• une étape de détection d'une présence humaine à proximité du capteur lorsque la différence entre la valeur de corrélation obtenue et la valeur de référence prédéterminée est supérieure à un seuil de détection prédéterminé.
Un tel procédé permet de s'assurer de la détection de la présence d'une main, lorsque celle-ci s'approche de la poignée d'un véhicule automobile. En effet, le procédé selon l'invention permet d'éliminer l'impact des cas d'erreur de conversion numérique du signal de tension analogique en réalisant des conversions à diverses tensions de référence. Ainsi, pour une même valeur du signal de tension analogique (au bruit près), une erreur de conversion sur une mesure a un faible impact sur la détection étant donné que la valeur numérique erronée obtenue sera diluée par sa corrélation avec les autres valeurs numériques obtenues par conversion à différentes valeurs de références. Le procédé permet ainsi de s'assurer que l'écart mesuré entre les valeurs numériques en l'absence d'une main et les valeurs numériques obtenues en présence d'une main est supérieur à une valeur de détection prédéterminée de sorte que la détection soit fiable.
De manière avantageuse, le procédé comprenant des intervalles consécutifs de valeurs du signal de tension analogique caractérisés par une largeur maximale, la différence absolue entre deux valeurs de la tension de référence est supérieure à ladite largeur maximale. Ceci permet de s'affranchir du risque d'une mauvaise lecture de valeur numérique en cas de présence d'une erreur de non-linéarité. Avantageusement, le capteur comprenant une capacité de référence et une capacité de stockage, les étapes de conversion du signal de tension analogique en une valeur numérique codée sont réalisées entre une étape de charge de la capacité de stockage et une étape de décharge totale de la capacité de stockage.
De manière avantageuse, le procédé comprend quatre étapes de conversion du signal de tension analogique par le convertisseur à quatre tensions de référence différentes, en quatre valeurs numériques codées, la différence absolue entre deux valeurs consécutives de la tension de référence étant supérieure à un seuil de détection prédéterminé. Ceci permet d'augmenter la résolution du convertisseur, en obtenant ainsi une mesure plus précise.
L'invention concerne également un dispositif de détection d'une présence humaine à proximité d'un véhicule automobile, ledit dispositif comprenant un capteur de détection, apte à fournir un signal de tension analogique de détection de présence, un convertisseur apte à convertir ledit signal de tension analogique en au moins une valeur numérique codée et un microcontrôleur apte à recevoir ladite valeur numérique codée, ledit convertisseur étant caractérisé par son nombre fini prédéterminé de valeurs numériques codées successives correspondant à une série d'intervalles successifs de valeurs du signal de tension analogique, la longueur de ladite série d'intervalles consécutifs correspondant à une valeur de référence du convertisseur, le dispositif étant caractérisé en ce que le microcontrôleur est apte à appliquer une pluralité de valeurs différentes de tension de référence au convertisseur et en ce que le convertisseur est configuré pour convertir, à ladite pluralité de valeurs de la tension de référence, un signal de tension analogique fourni par le capteur en une pluralité de valeurs numériques codées, lesdits intervalles consécutifs de valeurs du signal de tension analogique du convertisseur étant caractérisés par une largeur maximale, la différence absolue entre deux valeurs de la tension de référence est supérieure à ladite largeur maximale, le microcontrôleur étant en outre configuré pour corréler lesdites valeurs numériques codées permettant d'obtenir une valeur de corrélation, comparer la valeur de corrélation obtenue avec une valeur de référence prédéterminée, et détecter une présence humaine à proximité du capteur lorsque la différence entre la valeur de corrélation obtenue et la valeur de référence prédéterminée est supérieure à un seuil de détection prédéterminé.
Avantageusement, le capteur comprenant une capacité de référence et une capacité de stockage, le microcontrôleur est apte à commander la conversion du signal de tension analogique en une valeur numérique codée entre une charge de la capacité de stockage et une décharge totale de la capacité de stockage. De préférence, la différence absolue entre deux valeurs consécutives de la tension de référence est supérieure à un seuil de détection prédéterminé afin de s'assurer d'effectuer les conversions dans des intervalles présentant des erreurs de non-linéarité, différents et éviter ainsi les erreurs de détection.
L'invention concerne enfin, un véhicule automobile comprenant un dispositif de détection d'une présence humaine tel que présenté précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
- La figure 1 (déjà commentée) représente graphiquement une conversion numérique d'une valeur de signal de tension analogique par un convertisseur ne présentant pas d'erreur de non-linéarité.
- La figure 2 (déjà commentée) représente graphiquement une conversion numérique d'une valeur de signal de tension analogique par un convertisseur présentant une erreur de non-linéarité.
- La figure 3 représente schématiquement une forme de réalisation d'un dispositif de détection selon l'invention.
- La figure 4 illustre un mode de réalisation du procédé de détection selon l'invention.
- Les figures 5A et 5B illustrent graphiquement la conversion d'une valeur de signal de tension analogique en deux valeurs numériques différentes à deux valeurs de tension de référence différentes.
- La figure 6 représente schématiquement un circuit d'adaptation permettant d'adapter la tension de référence du convertisseur du dispositif de la figure 3.
Le dispositif de détection d'une présence selon l'invention est destiné à être monté dans un véhicule automobile, par exemple en lien avec une poignée d'ouverture d'une portière du véhicule afin de permettre le déverrouillage de l'habitacle du véhicule. Il va de soi que le dispositif de détection selon l'invention pourrait être monté à tout autre endroit adapté du véhicule, par exemple au niveau du coffre afin de le déverrouiller.
En référence tout d'abord à la figure 3, le dispositif 1 selon l'invention comprend un capteur 10 de détection, un convertisseur 20 et un microcontrôleur 30.
Le capteur 10 permet de fournir au convertisseur 20 un signal de tension analogique représentatif de l'absence ou de la présence d'une main, par exemple à moins de 10 mm à proximité de la poignée. Dans ce but, toujours en référence à la figure 3, le capteur 10 comprend une capacité dite « de référence » Ci et une capacité dite « de stockage » C2.
En fonctionnement du capteur 10, celui-ci est configuré pour périodiquement :
• charger la capacité de référence Ci jusqu'à son niveau maximum de charge,
• la décharger dans la capacité de stockage C2 de sorte que les deux capacités Ci , C2 s'équilibrent,
• mesurer la tension aux bornes de la capacité de stockage C2, et
• décharger la capacité de stockage C2 (voire les deux capacités Ci , C2) avant de recommencer.
Le signal de tension analogique de sortie du capteur 1 0 correspond alors à la tension mesurée aux bornes de la capacité de stockage C2.
En l'absence de main sur la poignée, la valeur de la tension mesurée par le capteur 1 0 est sensiblement constante. Lorsqu'une main approche de la poignée, le niveau maximum de charge de la capacité de référence Ci augmente. Ce faisant, le niveau d'équilibrage entre les deux capacités Ci , C2, résultant de la décharge de la capacité de référence Ci dans la capacité de stockage C2, augmente à son tour. Il en résulte une mesure de tension aux bornes de la capacité de stockage C2 plus élevée permettant alors, lorsque l'écart avec une mesure de tension précédente est suffisamment important, de détecter la présence ou l'approche d'une main sur la poignée.
Un tel montage, est appelé diviseur 1 1 0 de tension capacitive, désigné CVD (pour « Capacitive Voltage Divider » en langue anglaise). Afin de fonctionner, ce montage comprend en outre de manière connue des interrupteurs et des moyens de commande desdits interrupteurs, connus en soi et qui ne seront donc pas davantage détaillés ici.
En variante, le capteur 10 peut se présenter sous la forme d'un montage appelé « diviseur 1 1 0 de tension capacitive différentiel » , ou DCVD (pour « Differential Capacitive Voltage Divider » en langue anglaise). Dans un montage DCVD, le capteur 10 charge et décharge périodiquement la capacité de référence Ci dans la capacité de stockage C2 à mesurer, comme dans le montage CVD mais réalise en outre une deuxième étape inverse. Plus précisément, lorsque la tension aux bornes de la capacité de stockage C2 a été mesurée et que les deux capacités Ci et C2 ont été déchargées, la capacité de stockage C2 est chargée jusqu'à son niveau maximum puis déchargée dans la capacité de référence Ci . Ainsi, lorsqu'une main se trouve à proximité de la capacité de référence Ci et que le niveau maximum de charge de cette dernière augmente, la décharge de la capacité de stockage C2 dans la capacité de référence Ci va aboutir à un niveau d'équilibrage plus bas, et donc à une mesure de tension plus faible que dans le cas de la première étape. En pratique, la différence deux à deux entre les valeurs des tensions mesurées à la première étape et à la deuxième étape est utilisée et on détecte une main sur la poignée lorsque cette différence dépasse une valeur prédéterminée. L'intérêt de ce montage DCVD par rapport au montage CVD réside dans le fait qu'il permet de s'affranchir du bruit, notamment à basses fréquences, et d'augmenter ainsi la qualité de la détection, l'invention s'appliquant indifféremment à un montage de type CVD ou de type DCVD.
Le convertisseur 20 est relié électriquement au capteur 10 afin de recevoir le signal de tension analogique fourni par le capteur 10.
Plus précisément, le convertisseur 20 est un convertisseur de type analogique-numérique (Analog to Digital Converter ou ADC en langue anglaise) qui permet de convertir le signal de tension analogique fourni par le capteur 10 en une valeur numérique à partir d'une tension de référence afin que le microcontrôleur 30 puisse l'utiliser pour détecter ou non la présence d'une main sur la poignée.
Le convertisseur 20 génère une valeur numérique codée sur un nombre N de bits, permettant d'utiliser 2N valeurs numériques.
En théorie, comme illustré à la figure 1 , chaque valeur numérique correspond à un intervalle différent de valeurs de tension analogique mais de largeur égale à 1 LSB (« Least Significant Bit »). L'ensemble des intervalles de valeurs de tension analogique consécutifs s'étend sur une plage de valeurs de tension dont la largeur correspond à la tension de référence du convertisseur 20.
En pratique, comme illustré à la figure 2, on observe toutefois que la longueur de chaque bit du convertisseur 20 n'est pas constante, ce qui se traduit par le fait que les valeurs numériques codées générées par le convertisseur 20 peuvent correspondre à des intervalles de valeurs de tension analogique de largeur différente.
L'écart de largeur entre deux intervalles consécutifs est appelé erreur de non- linéarité différentielle ou DNL (Differential Non Linearity en langue anglaise). Cette erreur de non-linéarité différentielle est exprimée en LSB. Théoriquement, la largeur d'un intervalle de valeurs de tension analogique correspondant à une valeur numérique codée vaut 1 LSB mais en pratique, cette valeur varie d'un écart, par exemple entre plus ou moins 1 ,5 LSB, qui correspond à l'erreur de DNL. Ainsi, une erreur de DNL de plus ou moins 1 ,5 LSB entraine des largeurs d'intervalles numériques comprises entre - 0,5 LSB (qui correspond en pratique à une disparition de la valeur numérique) et + 2,5 LSB.
Afin de détecter la présence d'une main sur la poignée du véhicule de manière certaine, la présente invention permet de s'assurer que l'écart mesuré entre les valeurs numériques en l'absence d'une main et les valeurs numériques obtenues en présence d'une main est supérieur à une valeur de détection prédéterminée, par exemple 4 LSB.
A cette fin, le convertisseur 20 est configuré pour convertir le signal de tension analogique fourni par le capteur 10 sur un intervalle de temps prédéterminé à une pluralité de valeurs de tension de référence différentes de sorte à obtenir une pluralité de valeurs numériques différentes.
Le microcontrôleur 30 est relié électriquement au convertisseur 20 afin de recevoir les valeurs numériques fournies en sortie par le convertisseur 20. Dans cet exemple non limitatif, le convertisseur 20 et le microcontrôleur 30 se présentent sous la forme de deux entités physiques distinctes reliées électriquement. Toutefois, en variante, on notera que le convertisseur 20 pourrait être intégré dans le microcontrôleur 30 de manière connue, i.e. le convertisseur 20 et le microcontrôleur 30 forment une seule entité physique.
Selon l'invention, le microcontrôleur 30 est configuré pour :
· commander successivement l'application d'une pluralité de valeurs de tension de référence différentes au convertisseur 20,
• lire les valeurs numériques codées fournies par le convertisseur 20 pour les différentes valeurs de tension de référence,
• calculer une valeur N de corrélation en appliquant une fonction mathématique à ladite pluralité de valeurs numériques codées, par exemple en calculant une moyenne, et
• comparer la valeur N calculée à une valeur prédéterminée Nref de détection de manière à détecter ou non la présence d'une main sur la poignée.
Par exemple, la présence d'une main est détectée sur la poignée lorsque la différence entre la valeur N calculée et une valeur prédéterminée Nref représentative d'une absence humaine à proximité du capteur est supérieure à un seuil de détection prédéterminé, par exemple 4 LSB.
L'invention va maintenant être décrite dans sa mise en œuvre en référence à la figure 4. Dans cet exemple, on considère que le convertisseur 20 est codé sur N = 10 bits, c'est à dire qu'il est divisé en 210, soit 1024 niveaux de codage (du niveau 0 au niveau 1023) correspondant à 1024 intervalles de valeurs de tension. Il va de soi qu'en variante tout codage sur un nombre de bits différent pourrait être utilisé.
En outre, un capteur 10 de type CVD et quatre valeurs différentes de tension de référence Vrefi , Vref2, Vref3, Vref4 seront utilisées dans l'exemple décrit ci-après. L'exemple cité dans ce document présente l'invention pour quatre valeurs différentes de tension de référence, mais il va de soi que tout nombre de valeurs de tension peut être utilisé s'il est supérieur ou égal à deux.
On considère qu'à l'état initial, aucune main humaine n'est présente sur la poignée du véhicule.
En référence aux figures 3 et 4, le microcontrôleur 30 commande tout d'abord l'application d'une première tension de référence Vrefi au convertisseur 20 dans une étape préliminaire E00.
La capacité de stockage C2 est initialement déchargée totalement dans une étape Ε0Α.
La capacité de référence Ci du capteur 10 est ensuite chargée dans une étape E1 A puis déchargée dans la capacité de stockage C2 dans une étape E2A, définissant ainsi une première valeur Vi de tension analogique aux bornes de la capacité de stockage C2 dans une étape E3A. Cette première valeur Vi est ensuite lue par le convertisseur 20 dans une étape E4A qui la convertit dans une étape E5A en une première valeur numérique codée Ni à partir de la première tension de référence Vrefi - Cette première valeur numérique codée Ni est alors stockée par le microcontrôleur 30. Le microcontrôleur 30 commande l'application d'une deuxième tension de référence V au convertisseur 20 dans une étape E6A.
La capacité de stockage C2 est ensuite déchargée totalement dans une étape Ε0Β. La capacité de référence Ci du capteur 10 est ensuite chargée dans une étape E1 B puis déchargée dans la capacité de stockage C2 dans une étape E2B, définissant ainsi une deuxième valeur V2 de tension analogique aux bornes de la capacité de stockage C2 dans une étape E3B. Cette deuxième valeur V2 est ensuite lue par le convertisseur 20 dans une étape E4B qui la convertit dans une étape E5B en une deuxième valeur numérique codée N2 à partir de la deuxième tension de référence V différente de la première tension de référence Vreti - Le changement de la tension de référence du convertisseur 20 en modifie l'échelle de conversion de sorte que la largeur de l'ensemble d'intervalles de mesures du convertisseur 20 soit différente pour deux tensions de référence différentes. Ainsi, pour une première valeur Vi de tension analogique et une deuxième valeur V2 de tension analogique du même ordre, on obtient une première valeur numérique codée Ni et une deuxième valeur numérique codée N2 différentes. Cette deuxième valeur N2 est alors stockée par le microcontrôleur 30. Le microcontrôleur 30 commande l'application d'une troisième tension de référence V au convertisseur 20 dans une étape E6B.
La capacité de stockage C2 est ensuite déchargée totalement dans une étape
E0C. La capacité de référence Ci du capteur 10 est de nouveau chargée dans une étape E1 C puis déchargée dans la capacité de stockage C2 dans une étape E2C, définissant ainsi une troisième valeur V3 de tension analogique aux bornes de la capacité de stockage C2 dans une étape E3C. Cette troisième valeur V3 est ensuite lue par le convertisseur 20 dans une étape E4C qui la convertit dans une étape E5C en une troisième valeur numérique codée N3 à partir de la troisième tension de référence Vref3, différente de la première tension de référence Vrefi et de la deuxième tension de référence Vref2. Le changement de la tension de référence du convertisseur 20 en modifie de nouveau l'échelle de conversion de sorte que la largeur de l'ensemble d'intervalles de mesures du convertisseur 20 soit différente de celle de la première tension de référence Vred et de la deuxième tension de référence Vref2. Ainsi, pour une première valeur Vi de tension analogique, une deuxième valeur V2 de tension analogique et une troisième valeur V3 de tension analogique du même ordre, on obtient une première valeur numérique codée Ni , une deuxième valeur numérique codée N2 et une troisième valeur numérique codée N3 différentes. Cette troisième valeur N3 est alors stockée par le microcontrôleur 30. Le microcontrôleur 30 commande l'application d'une quatrième tension de référence Vref4 au convertisseur 20 dans une étape E6C.
La capacité de stockage C2 est ensuite déchargée totalement dans une étape E0D. La capacité de référence Ci du capteur 10 est de nouveau chargée dans une étape E1 D puis déchargée dans la capacité de stockage C2 dans une étape E2D, définissant ainsi une quatrième valeur V4 de tension analogique aux bornes de la capacité de stockage C2 dans une étape E3D. Cette quatrième valeur V4 est ensuite lue par le convertisseur 20 dans une étape E4D qui la convertit dans une étape E5D en une quatrième valeur numérique codée N4 à partir de la quatrième tension de référence Vref4, différente de la première tension de référence Vrefi , de la deuxième tension de référence Vref2 et de la troisième tension de référence Vref3.
On notera que la première valeur Vi de tension analogique, la deuxième valeur V2 de tension analogique, la troisième valeur V3 de tension analogique et la quatrième valeur V4 de tension analogique sont en théorie égales, mais au bruit électronique près, ce qui les rend en pratique sensiblement égales mais pas nécessairement strictement égales. En effet, pour un état donné de présence ou d'absence humaine à proximité du véhicule, le signal de tension analogique converti est unique mais sa valeur peut légèrement varier dans le temps selon le bruit électronique.
Le changement de la tension de référence du convertisseur 20 en modifie de nouveau l'échelle de conversion de sorte que la largeur de l'ensemble d'intervalles de mesures du convertisseur 20 soit différente de celle de la première tension de référence Vred , de la deuxième tension de référence Vref2 , de la troisième tension de référence Vref3 et de la quatrième tension de référence Vref4. Ainsi, pour une première valeur Vi de tension analogique, une deuxième valeur V2 de tension analogique, une troisième valeur V3 de tension analogique et une quatrième valeur V4 de tension analogique du même ordre, on obtient une première valeur numérique codée Ni , une deuxième valeur numérique codée N2, une troisième valeur numérique codée N3 et une quatrième valeur numérique codée N4 différentes. Cette quatrième valeur N4 est alors stockée par le microcontrôleur 30.
Une fois que la première valeur numérique codée Ni , la deuxième valeur numérique codée N2, la troisième valeur numérique codée N3 et la quatrième valeur numérique codée N4 ont été stockées, le microcontrôleur 30 applique une fonction mathématique sur ces quatre valeurs dans une étape E7 afin d'en déduire une valeur N corrélative. Par exemple, le microcontrôleur 30 peut additionner les quatre valeurs Ni , N2, N3, N4 et les diviser par deux pour obtenir une moyenne doublée permettant de doubler la sensibilité par rapport au convertisseur 20.
Le microcontrôleur 30 effectue les étapes E00 à E7 périodiquement, les valeurs N corrélatives obtenues étant du même ordre, par exemple à plus ou moins 4 LSB d'écart maximum, tant qu'aucune main n'est présente sur la poignée de porte du véhicule.
Lorsqu'un utilisateur du véhicule approche suffisamment la main de la poignée de porte pour la déverrouiller, le niveau de charge de la capacité de référence Ci augmente, conduisant à une tension mesurée aux bornes de la capacité de stockage C2 plus importante qu'en l'absence de main comme expliqué ci-avant.
II en résulte des valeurs de tension Vi , V2, V3, V4 plus élevées et donc une valeur N corrélative calculée plus élevée également dans les étapes E00 à E7.
Le microcontrôleur 30 compare alors, dans une étape E8, la valeur corrélative calculée en l'absence de main (valeur de référence Nref) et la valeur N corrélative calculée en présence de main et détecte une main sur la poignée, dans une étape E9, lorsque la différence entre la valeur N corrélative calculée en présence de main et la valeur de référence Nref corrélative calculée en l'absence de main est supérieure à un seuil prédéterminé, par exemple 4 LSB.
Dans l'exemple donné aux figures 5A et 5B (entre lesquelles l'échelle de tension représentée en abscisse est différente du fait de tensions de référence Vreti et Vref2 différentes), on voit que pour une même valeur de tension du signal analogique Vi = V2, on obtient deux valeurs numériques différentes Ni et N2 espacées de 3 LSB : Ni = N2 + 3 LSB. Il s'avère ainsi que si l'une de ces valeurs numériques Ni et N2 est un bit présentant une erreur de DNL importante, la présence de l'autre valeur permettra de compenser l'erreur de sorte qu'une détection erronée ne sera pas réalisée, la corrélation entre les valeurs numériques N1 et N2 (par exemple sous forme de moyenne) réduisant l'erreur initiale. En référence à la figure 6, on a représenté un circuit d'adaptation de la tension de référence permettant de la modifier et ainsi de déterminer les quatre valeurs de tension de référence Vrefi , Vref2, Vref3, Vref4.
Les résistances R1 et R2 règlent la valeur par défaut du pont diviseur. Ce pont diviseur est alimenté par une entrée/sortie (I/O) du microcontrôleur 30 afin d'être éteint quand on ne fait pas de mesure. Ces résistances R1 et R2 vont fixer la valeur initiale de la tension de référence Vref. Cette tension de référence Vref est réglée la plus faible possible tout en s'assurant de ne jamais atteindre la saturation.
Afin d'utiliser plusieurs valeurs de tension de référence Vrefi , Vref2, Vref3 , Vref4, on ajoute deux résistances R3 et R4 connectées au microcontrôleur 30. Ces dernières sont reliées alternativement à la masse M ou à la tension d'alimentation Vcc du microcontrôleur 30, soit quatre combinaisons différentes.
Afin d'avoir quatre valeurs de tension de référence Vrefi , Vref2, Vref3, Vref4 différentes, on choisit des valeurs différentes pour les résistances R3 et R4.
Dans l'exemple qui suit, on calcule R3 et R4 pour que le saut minimum de la valeur numérique mesurée soit de 4 LSB.
Afin de fixer les valeurs des résistances R1 , R2, R3, R4, on règle dans un premier temps R1 et R2 sans considérer R3 et R4.
Les résistances R1 et R2 constituent le pont diviseur principal qui va définir la tension autour de laquelle les différentes valeurs de tension de référence Vrefi , Vref2, Vref3 , Vref4 vont évoluer.
La tension de référence Vref en fonction de la tension d'alimentation Vcc est alors donnée par :
Figure imgf000015_0001
Le choix des résistances R1 et R2 dépend de la tension d'alimentation Vcc, par exemple 3 V, et d'une valeur de tension de référence Vref centrale souhaitée, par exemple 2,5 V. Les résistances R1 et R2 constituant un pont diviseur de tension 1 10, on fixe par exemple R1 = 2 kQ et R2 = 10 kQ.
Afin de générer les tensions Vrefi , Vref2, Vref3 , Vref4, on modifie légèrement les valeurs de R1 et R2. Pour ce faire, on ajoute en parallèle deux résistances R3 et R4 et on relie les ports du microcontrôleur 30 auxquels elles sont connectées alternativement à 0 (masse) ou à 1 (Vcc), ce qui donne quatre combinaisons.
On obtient alors un nouveau pont diviseur dont on nomme les nouvelles résistances équivalentes R1 ' et R2' permettant de déduire :
Vref; =——— * Vcc
' l Rlr+R2 r
où i = 1 , 2, 3 ou 4. On remplace ensuite les valeurs des résistances R1 ', R2' par les données du tableau suivant (où « // » désigne un montage en parallèle par souci de concision) :
Figure imgf000016_0001
tension de référence V on choisit R3 » R1 (« » » signifiant d'usage « très supérieur »), R3 » R2, R4 » R1 et R4 » R2.
Par ailleurs R3 doit avoir une valeur différente de R4 sinon V = V
Ceci étant posé un grand nombre de couples de valeurs R3, R4 répondent au besoin. Par exemple, on choisit les valeurs R3 = 68 kQ et R4 = 100 kQ qui répondent à ces conditions. Les valeurs ainsi définies permettent d'obtenir les quatre valeurs de tensions de référence V suivantes :
- Vrefl = 2.4V
- Vref2 = 2.449V
- Vref3 = 2.472V
- Vref4 = 2.52V.
Afin de garantir un saut minimum du nombre de LSB permettant d'éviter des erreurs de DNL, on peut calculer un écart minimum AV entre deux valeurs consécutives de la tension de référence puis vérifier que les valeurs de tension de référence Vreti , V V V sont suffisamment espacées deux à deux consécutivement.
Pour un convertisseur 20 analogique numérique, on obtient l'équation suivante :
1023 *— - 1023 * — ≥ Δ LSB
Vref Vref+AVref où Vin est la tension d'entrée du convertisseur 20, Vref est la tension de référence appliquée au convertisseur 20, AVref est l'écart entre deux tensions de référence et A LSB est le nombre minimum prédéterminé de LSB permettant de détecter une présence sur la poignée.
Avec A LSB = 4, on détermine alors a :
4*Vref2
AVref min >
1023*(Vin min-4*Vref)
La tension d'entrée Vin min correspond à la tension minimum attendue en fonction des tolérances des différentes capacités du circuit. De plus, pour ne jamais atteindre la saturation du convertisseur 20, on doit s'assurer que la tension de référence Vref est supérieure à une tension d'entrée maximal Vin max, qui correspond de manière connue à la tension maximum attendue en fonction des tolérances des différentes capacités du circuit.
L'application numérique de l'exemple précédent donne, avec R1 = 2 kQ, R2 = 10 kQ, Vcc = 3 V et une tension d'entrée minimum V,n min de 1 .08 V, on en déduit AVref min = 23 fTlV.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de détection d'une présence humaine à proximité d'un capteur (10) monté dans un véhicule automobile, ledit véhicule automobile comprenant en outre un convertisseur (20) et un microcontrôleur (30), ledit capteur (10) étant apte à fournir un signal de tension analogique de détection de présence audit convertisseur (20), ledit convertisseur (20) étant apte à convertir ledit signal de tension analogique en une valeur numérique codée et à fournir ladite valeur numérique codée au microcontrôleur (30), le convertisseur (20) étant caractérisé par son nombre fini prédéterminé de valeurs numériques codées successives correspondant à une série d'intervalles consécutifs de valeurs du signal de tension analogique, la longueur de ladite série d'intervalles consécutifs correspondant à une valeur de référence (Vref) du convertisseur (20), le procédé comprenant :
• une pluralité d'étapes (E5A, E5B, E5C, E5D) de conversion par le convertisseur (20), à une pluralité de valeurs différentes de la tension de référence (Vrefl , Vref2, Vref3, Vref4), d'un signal de tension analogique en une pluralité de valeurs numériques codées (N1 , N2, N3, N4) différentes,
• une étape (E7) de corrélation desdites valeurs numériques codées (N1 , N2, N3, N4) permettant d'obtenir une valeur de corrélation (N),
• une étape (E8) de comparaison de la valeur de corrélation (N) obtenue avec une valeur de référence prédéterminée (Nref),
• une étape (E9) de détection d'une présence humaine à proximité du capteur (10) lorsque la différence entre la valeur de corrélation (N) obtenue et la valeur de référence (Nref) prédéterminée est supérieure à un seuil de détection prédéterminé,
le procédé étant caractérisé en ce que le capteur (10) comprenant une capacité de référence (C1 ) et une capacité de stockage (C2), les étapes (E5A, E5B, E5C, E5D) de conversion du signal de tension analogique en une valeur numérique codée sont réalisées entre une étape (E2A, E2B, E2C, E2D) de charge de la capacité de stockage (C2) et une étape (EOA, EOB, E0C, EOD) de décharge totale de la capacité de stockage (C2).
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, les intervalles consécutifs de valeurs du signal de tension analogique étant caractérisés par une largeur maximale, la différence absolue entre deux valeurs de la tension de référence (Vrefl , Vref2, Vref3, Vref4) est supérieure à ladite largeur maximale.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant quatre étapes (E5A, E5B, E5C, E5D) de conversion du signal de tension analogique par le convertisseur (20) à quatre tensions de référence (Vref 1 , Vref2, Vref3, Vref4) différentes, en quatre valeurs numériques codées (N1 , N2, N3, N4), la différence absolue entre deux valeurs consécutives de la tension de référence
(Vref 1 , Vref2, Vref3, Vref4) étant supérieure à un seuil de détection prédéterminé.
4. Dispositif (1 ) de détection d'une présence humaine à proximité d'un véhicule automobile, ledit dispositif (1 ) comprenant un capteur (10) de détection, apte à fournir un signal de tension analogique de détection de présence, un convertisseur (20) apte à convertir ledit signal de tension analogique en au moins une valeur numérique codée et un microcontrôleur (30) apte à recevoir ladite valeur numérique codée, ledit convertisseur (20) étant caractérisé par son nombre fini prédéterminé de valeurs numériques codées successives correspondant à une série d'intervalles successifs de valeurs du signal de tension analogique, la longueur de ladite série d'intervalles consécutifs correspondant à une valeur de référence (Vref) du convertisseur (20 et
• le microcontrôleur (30) étant apte à appliquer une pluralité de valeurs différentes de tension de référence au convertisseur (20) et
• le convertisseur (20) étant configuré pour convertir, à ladite pluralité de valeurs de la tension de référence, un signal de tension analogique fourni par le capteur (10) en une pluralité de valeurs numériques codées, lesdits intervalles consécutifs de valeurs du signal de tension analogique du convertisseur (10) étant caractérisés par une largeur maximale, la différence absolue entre deux valeurs de la tension de référence étant supérieure à ladite largeur maximale,
• le microcontrôleur (30) étant en outre configuré pour :
- corréler lesdites valeurs numériques codées (N1 , N2, N3, N4) permettant d'obtenir une valeur de corrélation (N),
- comparer la valeur de corrélation (N) obtenue avec une valeur de référence prédéterminée (Nref), et
- détecter une présence humaine à proximité du capteur (10) lorsque la différence entre la valeur de corrélation (N) obtenue et la valeur de référence (Nref) prédéterminée est supérieure à un seuil de détection prédéterminé, le dispositif étant caractérisé en ce que le capteur (10) comprenant une capacité de référence (C1 ) et une capacité de stockage (C2), le microcontrôleur (30) est apte à commander la conversion du signal de tension analogique en une valeur numérique codée entre une charge de la capacité de stockage (C2) et une décharge totale de la capacité de stockage (C2).
5. Dispositif (1 ) selon la revendication 4, la différence absolue entre deux valeurs consécutives de la tension de référence est supérieure à un seuil de détection prédéterminé afin de s'assurer d'effectuer les conversions dans des intervalles présentant des erreurs de non-linéarité, différents et éviter ainsi les erreurs de détection.
6. Véhicule automobile comprenant un dispositif (1 ) de détection d'une présence humaine selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5.
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