WO2023030928A1 - Dispositif a transducteurs electromecaniques pour la detection d'approche et/ou de contact dans un vehicule automobile - Google Patents

Dispositif a transducteurs electromecaniques pour la detection d'approche et/ou de contact dans un vehicule automobile Download PDF

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WO2023030928A1
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vibration
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Bertrand Varoquie
Marina LABALETTE
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Vitesco Technologies GmbH
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Definitions

  • the invention relates to the field of the automobile and more particularly that of the detection of presence and / or contact in a motor vehicle, to detect a rimpedement and / or a direct physical contact between a motor vehicle and a target. such as an obstacle or an individual.
  • An object of the invention is to propose a solution which ultimately makes it possible to detect a contact and/or an approach of a motor vehicle, and which offers very low energy consumption.
  • a device for a contact and/or approach detection system on a motor vehicle comprising: a) a vibration generator, which comprises :
  • a first electromechanical transducer configured to generate a mechanical movement in response to an electrical excitation signal, and configured to be mounted on an external element of said motor vehicle;
  • an electrical signal generator configured to supply the electrical excitation signal to the first electromechanical transducer, the electrical excitation signal oscillating at an excitation frequency
  • a rechargeable energy storage device configured to supply electrical energy to the electrical signal generator
  • a vibration sensor consisting of a second electromechanical transducer which is configured to generate an electrical response signal in response to mechanical displacement and to be mounted on said external element of the motor vehicle; wherein an output of the vibration sensor is electrically connected to the rechargeable energy storage device, so that, in use, at least a portion of the electrical response signal recharges the rechargeable energy storage device.
  • the external element of the motor vehicle preferably denotes a mechanical part formed in one piece, forming in use at least part of the external surface of the motor vehicle. It is for example a bodywork element. As a variant, it may be a window. Preferably, said external element extends along a surface defined by a maximum width and a maximum length, with a ratio of between 1 and 5 between the length and the width, where the length and the width denote the dimensions along two orthogonal axes. of the same plane, with the length greater than or equal to the width.
  • the vibration generator In use, the vibration generator generates vibrations, which it transmits to the external element of the motor vehicle.
  • the vibrations of the external element of the motor vehicle are linked not only to the mechanical vibrations generated by the first electromechanical transducer, but also to the impact of the environment around the external element of the motor vehicle.
  • the vibration of the external element of the motor vehicle generates the emission of an acoustic wave in the environment surrounding the vehicle, which is reflected on any obstacles around the vehicle.
  • the reflected acoustic wave is phase-shifted relative to the emitted acoustic wave, with a phase shift which varies at the same time as the distance between the obstacle and the vehicle.
  • the reflected acoustic wave also has a frequency shift, linked to the speed of the obstacle relative to the speed of the vehicle (Doppler effect).
  • This acoustic wave, out of phase and shifted in frequency propagates to the external element of the motor vehicle and influences its mechanical vibration.
  • an electromechanical transducer configured to generate an electrical response signal in response to a mechanical displacement
  • the vibration sensor uses the vibration sensor not only to measure mechanical vibrations, but also to recharge a rechargeable energy storage device which powers the vibration generator.
  • a contact and/or approach detection device is thus produced, which ultimately has a very low energy consumption. Furthermore, the device according to the invention only uses inexpensive components. Finally, the device according to the invention is easy to integrate into a motor vehicle. It can be integrated entirely inside the vehicle, with the electromechanical transducers located on the external element of the motor vehicle and the interior side of the vehicle. This avoids any degradation or premature wear of the device according to the invention.
  • the vibrations generated by the first electromechanical transducer are low enough not to be perceived by a human operator, but sufficient to be perceived by the vibration sensor.
  • the device according to the invention further comprises a control unit, configured to monitor an energy level of the rechargeable energy storage device and to control the frequency of the electrical signal d excitation supplied to the first electromechanical transducer so that: a) when the energy level of the rechargeable energy storage device is below a predetermined threshold, the frequency of the electrical excitation signal is equal to a resonance frequency of the external element of the motor vehicle; b) when the energy level of the rechargeable device of energy storage is greater than said predetermined threshold, the frequency of the electrical excitation signal is distinct from said resonance frequency of the external element of the motor vehicle.
  • a control unit configured to monitor an energy level of the rechargeable energy storage device and to control the frequency of the electrical signal d excitation supplied to the first electromechanical transducer so that: a) when the energy level of the rechargeable energy storage device is below a predetermined threshold, the frequency of the electrical excitation signal is equal to a resonance frequency of the external element of the motor vehicle; b) when the energy level of the rechargeable device of energy storage is greater than said predetermined
  • a resonance frequency of the external element of the motor vehicle denotes the frequency of a natural mode of vibration of the latter, in particular the fundamental mode, or a harmonic mode.
  • the frequency of the electrical excitation signal, supplied at the input of the first electromechanical transducer, is equal to the frequency of the mechanical oscillation generated in response by the latter.
  • the frequency of the electrical excitation signal is equal to a resonance frequency of the mechanical element, this results in a resonance, and therefore a large amplitude of the vibrations of the mechanical element (excluding the influence of the environment outside).
  • the control unit controls the vibration of the vibration generator, at an excitation frequency equal to a resonance frequency of the external element of the motor vehicle.
  • the vibration of the external element of the motor vehicle then enters into resonance.
  • the amplitude of the vibration of the external member of the motor vehicle increases, which makes it possible to recover a large amount of energy to recharge the rechargeable energy storage device.
  • the excitation frequency used is the frequency of the fundamental mode of vibration of the external element of the motor vehicle.
  • the excitation frequency used is equal to the frequency of a harmonic mode of vibration of the external element of the motor vehicle, of the first or even second order
  • a mode of vibration of the external element of the vehicle automobile is defined by: - a mode along a first axis of a plane of said external element, and
  • the mode of vibration of the external element is said to be fundamental when the mode according to said first axis and the mode according to said second axis are both fundamental modes. In all other cases, the mode of vibration of the external element is said to be harmonic.
  • the order of a harmonic mode of vibration of the external element corresponds to the highest order among the order of the mode according to said first axis and the order of the mode according to said second axis.
  • the control unit sets the excitation frequency to a value distinct from that used in the previous mode of operation.
  • the vibration of the external element of the motor vehicle then has a limited amplitude, which makes it possible to avoid nuisances, in particular noise pollution, in the surrounding environment.
  • the counterpart is that the amplitude of the electrical response signal is also lower, so that the charging of the rechargeable energy storage device is slower.
  • the quantity of energy used to generate the vibrations is then greater than the quantity of energy recovered to recharge the rechargeable energy storage device.
  • the excitation frequency is then fixed at a value distinct from the frequency of the fundamental mode of vibration of the external element of the motor vehicle.
  • said excitation frequency is then fixed at a value distinct from the frequency of at least one harmonic mode of vibration of the external element of the motor vehicle, of the first and/or of the second order.
  • the device according to the invention further comprises a control unit, configured to monitor an energy level of the rechargeable energy storage device and to control the frequency of the electrical excitation signal so that : a) when the energy level of the rechargeable energy storage device is lower than a predetermined threshold, the frequency of the electric excitation signal is equal to a resonance frequency of the external element of the motor vehicle; b) when the energy level of the rechargeable energy storage device is above said predetermined threshold, the frequency of the signal electric excitation is distinct from said resonance frequency of the external element of the motor vehicle.
  • a control unit configured to monitor an energy level of the rechargeable energy storage device and to control the frequency of the electrical excitation signal so that : a) when the energy level of the rechargeable energy storage device is lower than a predetermined threshold, the frequency of the electric excitation signal is equal to a resonance frequency of the external element of the motor vehicle; b) when the energy level of the rechargeable energy storage device is above said predetermined threshold, the frequency of the signal electric excitation is distinct from said resonance frequency of the external element of the
  • Said resonance frequency of the external element of the motor vehicle is advantageously the frequency of the fundamental mode of vibration of the external element of the motor vehicle.
  • said resonance frequency of the external element of the motor vehicle may be the frequency of a harmonic mode of vibration of the external element of the motor vehicle.
  • the first electromechanical transducer advantageously comprises at least one piezoelectric element.
  • the second electromechanical transducer advantageously comprises at least one piezoelectric element (separate from a piezoelectric element forming the first electromechanical transducer, when said first electromechanical transducer comprises at least one piezoelectric element).
  • the external element of the motor vehicle is a bodywork element for a motor vehicle door.
  • the invention also covers an assembly comprising the device according to the invention, as well as the external element of the motor vehicle.
  • the invention also covers an assembly comprising the device according to the invention, as well as the external element of the motor vehicle, and in which the first electromechanical transducer is located at the level of an antinode of the vibration mode associated with said resonance frequency of the external element of the motor vehicle.
  • the second electromechanical transducer is located at at least one node of the vibration mode associated with said resonance frequency of the external element of the motor vehicle.
  • the invention also covers a contact and/or approach detection system on a motor vehicle, which comprises a device according to the invention, as well as a computer configured for:
  • said system further comprises an auxiliary detection unit, which has an active mode in which it is configured to implement a presence and/or contact detection, and a standby mode, and the computer is configured to supply a wake-up signal to the detection annex unit, when it is determined the existence of direct physical contact and/or or an approach of the vehicle, to switch the auxiliary detection unit from standby mode to active mode.
  • an auxiliary detection unit which has an active mode in which it is configured to implement a presence and/or contact detection, and a standby mode, and the computer is configured to supply a wake-up signal to the detection annex unit, when it is determined the existence of direct physical contact and/or or an approach of the vehicle, to switch the auxiliary detection unit from standby mode to active mode.
  • the additional detection unit advantageously comprises at least one of an ultrasound sensor and an image sensor.
  • the system according to the invention may further comprise the external element of the motor vehicle.
  • FIG. 1 schematically represents a motor vehicle equipped with the device according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents a device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 schematically represents the device of FIG. 2, in use
  • FIG. 4B schematically illustrate, along the same time axis, the evolution of a state of charge of the rechargeable energy storage device, and the oscillations of the electrical excitation signal supplied to the first electromechanical transducer;
  • FIG. 5B schematically illustrate, along the same time axis, the movement of an individual coming into contact with a vehicle equipped with the device according to the invention, and the electrical response signal provided by the second electromechanical transducer;
  • FIG. 6C schematically illustrate, along the same time axis, a movement of an individual approaching then moving away from a vehicle equipped with the device according to the invention, the electrical response signal provided by the second electromechanical transducer, and a phase shift of said electrical response signal;
  • FIG. 7 schematically illustrates a device according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 8C schematically illustrate different possible positions of the first and second electromechanical transducers, on the external element of the motor vehicle associated with the device according to the invention
  • FIG. 9 schematically illustrates a first embodiment of a contact and/or approach detection system according to the invention.
  • FIG. 10 schematically illustrates a second embodiment of a contact and/or approach detection system according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a motor vehicle 1 comprising a device according to the invention.
  • the device notably comprises a first electromechanical transducer 111 and a second electromechanical transducer 131.
  • the first and second electromechanical transducers 121, 131 are arranged on an external element 10 of the motor vehicle.
  • the external element 10 of the motor vehicle designates more particularly a bodywork element of the motor vehicle. It may be a bodywork element belonging to a front door of the motor vehicle 1, on the driver's side. As a variant, it may be a bodywork element located on the hood, at the front of the vehicle, or at the rear of the vehicle, for example on the trunk, or on any other location on the motor vehicle. .
  • FIG. 2 schematically illustrates a device 100 according to a first embodiment of the invention.
  • the device 100 is intended to be part of a contact and/or approach detection system for a motor vehicle, as illustrated below.
  • the device 100 is intended to be embedded in said motor vehicle.
  • the device 100 comprises a vibration generator 110, a rechargeable device energy storage 120, and a vibration sensor 130.
  • the vibration generator 110 includes the first electromechanical transducer 111, as shown schematically in Figure 1, and an electrical signal generator 112.
  • the first electromechanical transducer 111 here consists of a piezoelectric actuator, configured to deform mechanically in real time in response to an electrical excitation signal received at the input.
  • the first electromechanical transducer 111 is configured to use the piezoelectric effect dynamically, with a frequency excitation electrical signal. At each instant, the current amplitude of the mechanical deformation is a function of the current amplitude of the electrical excitation signal.
  • the first electromechanical transducer 111 is mounted integral with the bodywork element 10 of the motor vehicle 1, preferably directly on said bodywork element 10. However, the bodywork element 10 is not part of the device 100 according to the 'invention.
  • the first electromagnetic transducer 111 can be based on a phenomenon other than the piezoelectric effect. It can in particular exploit an induction phenomenon, variations in current generating a displacement of a mobile element mounted integral with the bodywork element.
  • the electrical signal generator 112 is configured to generate the electrical excitation signal and supply it to the first electromechanical transducer. It is configured to supply a frequency electrical signal, oscillating at an excitation frequency f E .
  • the frequency electrical signal is for example, but not limited to, a sinusoidal signal, or a square signal.
  • the rechargeable energy storage device 120 consists of a battery or a cell. It is configured to electrically power the electrical signal generator 112, so as to supply it with the electrical energy necessary for the generation of the electrical excitation signal.
  • the vibration sensor 130 here consists of the second electromechanical transducer 131, as shown schematically in Figure 1.
  • the second electromechanical transducer 131 here consists of a piezoelectric sensor, configured to generate in real time a response electrical signal, in response to its mechanical deformation.
  • the second electromechanical transducer 131 is then configured to use the dynamic piezoelectric effect.
  • the amplitude current of the electric response signal is a function of the current amplitude of the mechanical deformation of the electromechanical transducer 131.
  • the first electromechanical transducer 111 is mounted integral with the bodywork element 10 of the motor vehicle 1, preferably directly on said element bodywork 10.
  • the current amplitude of the mechanical deformation of the electromechanical transducer 131 is then a function of the current amplitude of the deformation of the bodywork element 10.
  • the invention is not limited to a second electromechanical transducer 131 consisting of a piezoelectric sensor.
  • the second electromechanical transducer 131 can exploit an induction phenomenon, using a membrane configured to be mounted integral with the bodywork element 10, and placed in a magnetic field using at minus a magnet. The displacement of the membrane, produced by a displacement of the bodywork element, generates an induced current corresponding to the electrical response signal.
  • the second electromechanical transducer 131 can exploit a capacitive effect, using an electrically conductive membrane configured to be mounted integral with the bodywork element 10, and using an electrode forming a capacitor with said membrane.
  • the displacement of the membrane produced by a displacement of the bodywork element, generates a variation of the intensity at the terminals of the capacitor, said intensity forming the electrical response signal.
  • the second electromechanical transducer 131 is of the passive type, that is to say it does not require any external supply of energy to operate.
  • an electrical output of the vibration sensor 130 is connected to the rechargeable energy storage device 120, so that at least part of the electrical response signal supplied at the output of the vibration sensor 130 recharges electrically the rechargeable energy storage device 120.
  • Figure 3 schematically illustrates the device 100 in use. Figure 3 will be described in conjunction with Figures 4A and 4B.
  • FIG. 4A represents a charge level C of the rechargeable energy storage device 120, as a function of time t.
  • FIG. 4B illustrates the electrical excitation signal S E supplied as input to the first electromechanical transducer 111, as a function of time t.
  • the electrical signal generator 112 provides the first transducer electromechanical 111 the electrical excitation signal S E , as shown in Figure 4B, sinusoidal.
  • the first electromechanical transducer 111 generates mechanical vibrations at the frequency of the electrical excitation signal S E . These mechanical vibrations vibrate the bodywork element 10 on which the first electromechanical transducer 111 is mounted, as illustrated schematically in FIG. 3.
  • the second electromechanical transducer 131 is mounted on the same bodywork element 10. It is subjected to local vibrations of the bodywork element 10, where it is mounted. These local vibrations are a function not only of the stress by the first electromechanical transducer 111, but also of the influence of the external environment, in particular the influence of an individual approaching or in contact with the bodywork element 10 The mechanisms of this influence of the individual on the mechanical vibrations of the bodywork element 10 will be described below.
  • the second electromechanical transducer 131 In response to the local vibrations to which it is subjected, the second electromechanical transducer 131 generates an electrical response signal.
  • This electrical response signal therefore includes information relating to the external environment, in particular relating to an individual approaching or in contact with the bodywork element 10. This electrical response signal can therefore be analyzed, so as to extract these information.
  • this electrical response signal is also injected, all or part (preferably in full), at the input of the rechargeable energy storage device 120. It thus makes it possible to partially recharge the rechargeable device of energy storage 120. The discharge of the latter is therefore slowed down, part of the energy supplied to the first electromechanical transducer 111 to generate the electrical excitation signal being recovered via the second electromechanical transducer 131.
  • FIG. 4A illustrates this discharge slow motion of the rechargeable energy storage device 120.
  • Figures 5A and 5B relate to the case where the environment includes an individual coming into direct physical contact with the motor vehicle, at the level of the bodywork element receiving the first and second electromechanical transducers.
  • FIG. 5A shows this individual, who approaches the motor vehicle, establishes direct physical contact with the bodywork element, then ceases this contact.
  • Figure 5B shows the corresponding SRI response electrical signal as a function of time.
  • the electrical response signal SRI is a sinusoidal signal.
  • the amplitude of the electrical response signal SRI drops sharply, until it reaches zero here.
  • the SRI response electrical signal begins to oscillate again and the amplitude of the oscillations returns to its initial value. Analysis of the electrical response signal thus makes it possible to detect direct physical contact between an individual and the motor vehicle, for example to detect an attempt to break into and/or break into the vehicle.
  • Figures 6A, 6B and 6C relate to the case where the environment includes an individual who approaches and then moves away from a motor vehicle equipped with a device according to the invention.
  • Figure 6A shows this individual, who approaches the motor vehicle, then moves away.
  • FIG. 6B shows the corresponding electric response signal S R 2 , as a function of time.
  • the electrical response signal S R 2 is a sinusoidal signal, of substantially constant amplitude.
  • the electrical response signal S R 2 reproduces the mechanical vibrations of the bodywork element, at the location of the second electromechanical transducer 131.
  • the reflected acoustic wave is shifted in phase relative to the initial acoustic wave.
  • the value of this phase shift varies according to the distance between the device according to the invention and the individual on whom the acoustic wave is reflected.
  • the reflected acoustic wave also has a frequency shift relative to the initial acoustic wave (Doppler effect). This phase shift, and if necessary this frequency shift, are found on the mechanical oscillation induced by the reflected acoustic wave, and therefore on the electrical response signal S R 2.
  • the person skilled in the art will know how to process the electrical response signal S R 2, so as to extract from the latter information relating to this phase difference (and if necessary this frequency offset).
  • the processing can use a wavelet transformation, and/or a search for resemblance to an expected shape (determined during a preliminary calibration step), etc.
  • the frequency and the phase of the initial acoustic wave are respectively equal to the frequency and the phase of the electrical excitation signal S E .
  • FIG. 6C shows the phase shift A4) between the initial acoustic wave and the reflected acoustic wave, corresponding to a phase shift between the electrical response signal S R 2 and the electrical excitation signal S E .
  • phase shift A4 varies, here decreasing. Then, as the individual moves away from the vehicle and from the device according to the invention, the phase shift A> varies in the opposite way, here increasing.
  • the monitoring of the phase shift A> makes it possible to detect the approach of an individual relative to the device and to the vehicle according to the invention. If necessary, the value of the phase shift A> can be compared with a threshold value>s, to identify the presence of an object or an individual in the immediate vicinity of the device and of the vehicle according to the invention.
  • the invention makes it possible to detect the approach of an animal or of a non-living obstacle, possibly immobile in the terrestrial frame of reference but mobile relative to the moving vehicle.
  • the invention thus makes it possible to implement no longer presence detection, but rather obstacle detection, for example in an assisted driving context.
  • the frequency of the electrical excitation signal S E is distinct from the frequency of the fundamental mode of vibration of the bodywork element 10. Even more advantageously, the excitation frequency f E , is distinct from the respective frequencies of the modes of first-order or even second-order vibration of the bodywork element 10. This avoids a resonance phenomenon amplifying the mechanical resonance of the bodywork element, and likely to produce discomfort in the environment (strong vibrations and/or or disturbing acoustic signal).
  • the frequency of the electrical excitation signal S E is equal to the frequency of a mode of vibration of the bodywork element (fundamental mode, or harmonic mode, in particular a first-order harmonic mode or even second order).
  • This variant makes it possible to amplify the mechanical resonance of the bodywork element, and therefore the amplitude of the electrical response signal generated by the vibration sensor 130.
  • This variant makes it possible to maximize the recharging of the rechargeable energy storage device 112 .
  • the device 200 further comprises a control unit 240.
  • the control unit 240 is configured for:
  • the device 200 is configured for:
  • the first excitation frequency value, f E i is for example equal to the frequency of the fundamental mode of vibration of the bodywork element 10.
  • f Ei can be equal to the frequency of a mode vibration harmonic of the bodywork element 10, for example a first-order mode, or even a second-order mode.
  • the second excitation frequency value, f E ? is distinct from f Ei .
  • it is distinct not only from the frequency of the fundamental mode of vibration of the bodywork element 10, but also from the frequencies of the harmonic modes of the first order, even of the second order, or even of higher orders.
  • Figures 8A to 8C illustrate different arrangements of the first and second electromechanical transducers on the bodywork element 10, in a device as shown in Figure 7.
  • the bodywork element 10 is here square or rectangular.
  • a gray level represents a normalized vibration amplitude at the location considered on the bodywork element 10.
  • the gray level scale is shown on the right.
  • the first excitation frequency value, f Ei is equal to the frequency of the fundamental mode of vibration of the bodywork element. This frequency is for example 3 Hz.
  • This fundamental mode is denoted [0;0], where the number 0 corresponds to the fundamental mode according to a first axis of a plane of the bodywork element, and the number 0 corresponds to the fundamental mode along a second axis of said plane of the bodywork element, orthogonal to said first axis.
  • the first electromechanical transducer 211A here consists of a single piezoelectric element, positioned in the center of the bodywork element 10, at the level of an antinode of the fundamental mode vibration.
  • This positioning at the level of a vibration antinode makes it possible to maximize the amplitude of the mechanical vibration induced by the first electromechanical transducer 211A. This maximizes the signal (mechanical or acoustic ⁇ interacting with the external environment, and therefore improves approach and/or contact detection.
  • the second electromechanical transducer 231A here consists of four piezoelectric elements 2311A, positioned at the four corners of the bodywork element 10, at the level of a vibration node of the bodywork element 10.
  • This positioning at a vibration node makes it possible to minimize the influence, on the vibration measured by the second electromechanical transducer 231A, of the vibration induced directly by the first electromechanical transducer 211A. This maximizes the relative influence of the environment, in particular the influence of a reflected acoustic wave. The signal-to-noise ratio is therefore improved.
  • the first excitation frequency value, f E i is equal to the frequency of a harmonic mode of vibration of the bodywork element, denoted [0;1], where the number 0 corresponds to the fundamental mode along a first axis of a plane of the bodywork element, and the number 1 corresponds to the first order harmonic along a second axis of said plane of the bodywork element, orthogonal to said first axis.
  • This frequency is here 19 Hz.
  • the second electromechanical transducer 231B here consists of a single piezoelectric element, positioned in the center of the bodywork element 10 and at a vibration node of said bodywork element 10.
  • the first electromechanical transducer 211B here consists of two piezoelectric elements 2111B, positioned on either side of the second electromechanical transducer 231B, along an axis parallel to two opposite edges of the bodywork element 10 and passing through the center of the bodywork element 10. These two piezoelectric elements 2111B extend at the level of two respective antinodes of the vibration of the bodywork element 10.
  • the first electromechanical transducer 211B is located at the level of at least one vibration antinode of the bodywork element 10 and the second electromechanical transducer 231B is located at the level of at least one vibration node of the bodywork element 10.
  • the first excitation frequency value, f Ei is equal to the frequency of a harmonic mode of vibration of the bodywork element, denoted [1;1] (where the number 1 corresponds to the first order harmonic along a first axis of a plane of the bodywork element, and the number 1 corresponds to the first order harmonic along a second axis of said plane of the bodywork element, orthogonal to said first axis).
  • the first electromechanical transducer 211C here consists of four elements piezoelectric 2111C, positioned at the four corners of a square, along the two diagonals of the bodywork element 10, at the level of four respective antinodes of the vibration of the bodywork element 10.
  • the second electromechanical transducer 231C here consists of a single piezoelectric element, positioned in the center of the bodywork element 10, at the level of a vibration node of said bodywork element 10.
  • the first electromechanical transducer 211C is located at the level of at least one vibration antinode of the bodywork element 10 and the second electromechanical transducer 231C is located at the level of at least one node of the element body 10.
  • the second electromechanical transducer is located at or near a vibration antinode of the bodywork element 10, in order to increase the amplitude of the mechanical vibration measured by the latter, and thus the magnitude of the electrical response signal used to recharge the rechargeable energy storage device.
  • first and second electromechanical transducers will know how to optimize the arrangement of the first and second electromechanical transducers, as well as the number of piezoelectric elements that they comprise, depending in particular on the oscillation frequencies available for the electrical signal of excitation, vibration modes of the bodywork element, and a need to prioritize the efficiency of recharging the rechargeable energy storage device (via a second electromechanical transducer close to a vibration belly) or a good signal-to-noise ratio on approach and/or contact detection (via a second electromechanical transducer close to a vibration node).
  • the invention thus covers an assembly comprising a device according to the invention, in particular according to the first or the second embodiment of the invention, as well as the bodywork element receiving the first and second electromechanical transducers, and in which :
  • the first electromechanical transducer is located in a central region of the bodywork element; And - the second electromechanical transducer is located in a plurality of peripheral regions of the bodywork element.
  • the invention covers an assembly comprising a device according to the invention, in particular according to the first or the second embodiment of the invention, as well as the bodywork element receiving the first and second electromechanical transducers, and in which:
  • the second electromechanical transducer is located in a central region of the bodywork element
  • the first electromechanical transducer is located in two regions located on either side of the second electromechanical transducer.
  • the invention covers an assembly comprising a device according to the invention, in particular according to the first or the second embodiment of the invention, as well as the bodywork element receiving the first and second transducers electromechanical, and in which:
  • the second electromechanical transducer is located in a central region of the bodywork element
  • the first electromechanical transducer is located in a plurality of regions located around the second electromechanical transducer.
  • a contact and/or approach detection system 1000 which comprises:
  • a device according to the invention here a device 100 according to the first embodiment of the invention.
  • a computer 150 configured to receive at least part of the electrical response signal from the vibration sensor 130 as input, to analyze this signal, and to provide as output information 151 relating to an approach and/or direct physical contact with the vehicle.
  • the computer 150 includes at least one processor.
  • the signal analysis implemented by the computer 150 is described with reference to FIGS. 5A and 5B, respectively 6A to 6C.
  • the signal analysis can include signal damping detection, associated with direct physical contact between the bodywork element 10 and an individual.
  • the signal analysis comprises a phase shift measurement, associated with a movement of an individual near the bodywork element 10.
  • the information item 151 can include data relating to the detection of direct physical contact with the bodywork element and/or data relating to the detection of an individual approaching the bodywork element. This data can be transmitted to the vehicle's logbook.
  • this datum can be used by ancillary systems in the motor vehicle, for example to trigger an alarm which emits an audible signal to alert the surroundings in the event of an intrusion.
  • the device according to the invention is a device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a second embodiment of a contact and/or approach detection system 2000 according to the invention.
  • System 2000 will only be described for its differences relative to the system of Figure 9.
  • the system 2000 further comprises an auxiliary detection unit 160, configured to receive, from the computer 150, information relating to an approach and/or direct physical contact with the vehicle.
  • the additional detection unit 160 is capable of implementing contact and/or approach detection, based for example on image acquisition using a camera, or on laser detection. , or on ultrasonic detection.
  • the additional detection unit 160 is in a standby mode, in which it does not perform detection, and consequently consumes very little electrical energy.
  • the additional detection unit 160 is configured to switch from standby mode to an active mode when it receives information relating to an approach and/or direct physical contact with the vehicle.
  • the information relating to an approach and/or a direct physical contact with the vehicle thus forms a wake-up signal for the auxiliary detection unit 160.
  • the additional detection unit 160 In the active mode, the additional detection unit 160 carries out approach and/or contact detection, which makes it possible to confirm or invalidate the detection implemented on the basis of the vibration measurements, at the using the device 100 according to the invention. After it has confirmed or invalidated the information provided by the computer 150, the additional detection unit 160 returns to standby mode.
  • This embodiment makes it possible to consolidate approach and/or contact detection, using an additional detection unit that can provide more precise information. than the device according to the invention. Furthermore, this consolidation of information does not result in a much higher energy consumption, since the detection annex unit 160 remains in standby mode most of the time.
  • the device according to the invention is a device according to the second embodiment.
  • the invention can be implemented for all sorts of values of the frequency of the electrical excitation signal, preferably values below 20 Hz to limit acoustic discomfort.
  • the device according to the invention can have a standby mode, in which the first electromechanical transducer is not electrically powered, and an active mode in which it is on the contrary electrically powered.
  • the device according to the invention can then be configured to switch to active mode only when the vehicle engine is switched off and/or when a parking mode of the vehicle is activated.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the prevention of vandalism. It makes it possible to carry out a prediction and/or a detection of intrusion on the motor vehicle. Other applications are also possible, in particular obstacle detection in an autonomous driving context.

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Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif (100) pour détection de contact et/ou d'approche sur un véhicule automobile, qui comporte : - un générateur de vibrations (110), comprenant un premier transducteur électromécanique (111) configuré pour être monté sur un élément externe (10) dudit véhicule automobile, et un générateur de signal électrique (112) qui fournit au premier transducteur électromécanique un signal électrique oscillant à une fréquence d'excitation; - un dispositif rechargeable de stockage d'énergie (120), pour alimenter le générateur de signal électrique; et - un capteur de vibrations (130), constitué d'un second transducteur électromécanique (131) configuré pour être monté sur l'élément externe du véhicule automobile; dans lequel une sortie du capteur de vibrations (130) est reliée au dispositif rechargeable de stockage d'énergie (120), pour qu'une partie au moins du signal électrique de réponse recharge le dispositif rechargeable de stockage d'énergie.

Description

DISPOSITIF A TRANSDUCTEURS ELECTROMECANIQUES POUR LA DETECTION D'APPROCHE ET/OU DE CONTACT DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE
Domaine technique
[0001] L'invention concerne le domaine de l'automobile et plus particulièrement celui de la détection de présence et/ou de contact dans un véhicule automobile, pour détecter un rapprochement et/ou un contact physique direct entre un véhicule automobile et une cible telle qu'un obstacle ou un individu.
Etat de la technique
[0002] On connaît dans l'art antérieur des systèmes de détection de contact ou d'approche d'un véhicule automobile, basés sur l'utilisation d'une caméra. L'analyse des images acquises permet de déterminer des informations sur l'environnement autour du véhicule, pour détecter une approche ou une intrusion. En variante, on peut utiliser la rétro-réflexion d'un signal laser ou ultrason pour repérer un élément se rapprochant du véhicule. Ces solutions présentent cependant diverses limitations, notamment leur coût, leur complexité d'installation sur le véhicule, et surtout leur consommation d'énergie élevée.
[0003] Un objectif de l'invention est de proposer une solution permettant in fine de détecter un contact et/ou une approche d'un véhicule automobile, et offrant une très faible consommation en énergie.
Exposé de l'invention
[0004] Cet objectif est atteint avec un dispositif pour un système de détection de contact et/ou d'approche sur un véhicule automobile, le dispositif étant configuré pour être monté sur ledit véhicule et comportant : a) un générateur de vibrations, lequel comprend:
- un premier transducteur électromécanique, configuré pour générer un mouvement mécanique en réponse à un signal électrique d'excitation, et configuré pour être monté sur un élément externe dudit véhicule automobile ; et
- un générateur de signal électrique, configuré pour fournir le signal électrique d'excitation au premier transducteur électromécanique, le signal électrique d'excitation oscillant à une fréquence d'excitation ; b) un dispositif rechargeable de stockage d'énergie, configuré pour alimenter en énergie électrique le générateur de signal électrique ; et c) un capteur de vibrations, constitué d'un second transducteur électromécanique qui est configuré pour générer un signal électrique de réponse en réponse à un déplacement mécanique et pour être monté sur ledit élément externe du véhicule automobile ; dans lequel une sortie du capteur de vibrations est reliée électriquement au dispositif rechargeable de stockage d'énergie, pour que, en utilisation, une partie au moins du signal électrique de réponse recharge le dispositif rechargeable de stockage d'énergie.
[0005] L'élément externe du véhicule automobile désigne de préférence à une pièce mécanique formée d'un seul tenant, formant en utilisation une partie au moins de la surface externe du véhicule automobile. Il s'agit par exemple d'un élément de carrosserie. En variante, il peut s'agir d'une vitre. De préférence, ledit élément externe s'étend selon une surface définie par une largeur maximale et une longueur maximale, avec un rapport compris entre 1 et 5 entre la longueur et la largeur, où la longueur et la largeur désignent les dimensions selon deux axes orthogonaux d'un même plan, avec la longueur supérieure ou égale à la largeur.
[0006] En utilisation, le générateur de vibrations génère des vibrations, qu'il transmet à l'élément externe du véhicule automobile.
[0007] Les vibrations de l'élément externe du véhicule automobile sont liées non seulement aux vibrations mécaniques générées par le premier transducteur électromécanique, mais également à l'impact de l'environnement autour de l'élément externe du véhicule automobile.
[0008] Par exemple, un contact physique direct entre l'élément externe du véhicule automobile et un opérateur humain se traduit par une forte atténuation de la vibration de l'élément externe du véhicule automobile.
[0009] Selon un autre exemple, la vibration de l'élément externe du véhicule automobile génère l'émission d'une onde acoustique dans l'environnement entourant le véhicule, laquelle se réfléchit sur les éventuels obstacles autour du véhicule. L'onde acoustique réfléchie est décalée en phase relativement à l'onde acoustique émise, avec un déphasage qui varie en même temps que la distance entre l'obstacle et le véhicule. L'onde acoustique réfléchie présente en outre un décalage en fréquence, lié à la vitesse de l'obstacle relativement à la vitesse du véhicule (effet Doppler). Cette onde acoustique, déphasée et décalée en fréquence, se propage jusqu'à l'élément externe du véhicule automobile et influence sa vibration mécanique. [0010] On comprend donc qu'une mesure des vibrations mécaniques de l'élément externe du véhicule automobile permet de détecter un contact physique direct avec le véhicule automobile et/ou une approche relativement audit véhicule. Dans l'invention, cette mesure est mise en oeuvre par le capteur de vibrations.
[0011] L'une des idées à la base de l'invention consiste à :
- utiliser, en tant qu'élément sensible du capteur de vibrations, un transducteur électromécanique, configuré pour générer un signal électrique de réponse en réponse à un déplacement mécanique ; et
- utiliser le capteur de vibrations non seulement pour mesurer des vibrations mécaniques, mais également pour recharger un dispositif rechargeable de stockage d'énergie qui alimente le générateur de vibrations.
Ainsi, une partie au moins de l'énergie utilisée pour générer les vibrations est récupérée, et utilisée pour générer de nouvelles vibrations. In fine, la décharge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie est fortement ralentie.
[0012] On réalise ainsi un dispositif de détection de contact et/ou d'approche, qui présente in fine une très faible consommation en énergie. En outre, le dispositif selon l'invention n'utilise que des composants peu onéreux. Enfin, le dispositif selon l'invention est facile à intégrer sur un véhicule automobile. Il peut être intégré entièrement à l'intérieur du véhicule, avec les transducteurs électromécaniques situés sur l'élément externe du véhicule automobile et côté intérieur du véhicule. On évite ainsi toute dégradation ou usure précoce du dispositif selon l'invention.
[0013] De préférence, les vibrations générées par le premier transducteur électromécanique sont suffisamment faibles pour ne pas être perçues par un opérateur humain, mais suffisantes pour être perçues par le capteur de vibrations.
[0014] Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le dispositif selon l'invention comporte en outre une unité de pilotage, configurée pour surveiller un niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie et pour piloter la fréquence du signal électrique d'excitation fourni au premier transducteur électromécanique de sorte que : a) lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie est inférieur à un seuil prédéterminé, la fréquence du signal électrique d'excitation est égale à une fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile ; b) lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie est supérieur audit seuil prédéterminé, la fréquence du signal électrique d'excitation est distincte de ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[0015] Il s'agit ainsi de suivre en temps réel un niveau de charge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie, et de comparer en temps réel ce niveau de charge avec un seuil prédéterminé.
[0016] Dans tout le texte, une fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile désigne la fréquence d'un mode propre de vibration de ce dernier, notamment le mode fondamental, ou un mode harmonique.
[0017] La fréquence du signal électrique d'excitation, fourni en entrée du premier transducteur électromécanique, est égale à la fréquence de l'oscillation mécanique générée en réponse par ce dernier. Ainsi, lorsque la fréquence du signal électrique d'excitation est égale à une fréquence de résonance de l'élément mécanique, cela se traduit par une résonance, et donc une grande amplitude des vibrations de l'élément mécanique (hors influence de l'environnement extérieur).
[0018] Lorsque le niveau de charge est inférieur audit seuil prédéterminé, on considère que le dispositif rechargeable de stockage doit être rechargé. Dans ce cas, l'unité de pilotage commande la vibration du générateur de vibration, à une fréquence d'excitation égale à une fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile. La vibration de l'élément externe du véhicule automobile entre alors en résonance. L'amplitude de la vibration de l'élément externe du véhicule automobile augmente, ce qui permet de récupérer une grande quantité d'énergie pour recharger le dispositif rechargeable de stockage d'énergie.
[0019] Ce mode de fonctionnement n'est mis en œuvre que ponctuellement, lorsque le niveau de charge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie le requiert. On évite ainsi d'avoir en permanence de fortes amplitudes de vibrations mécanique, susceptibles de générer des nuisances.
[0020] Avantageusement, la fréquence d'excitation utilisée est la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément externe du véhicule automobile. En variante, la fréquence d'excitation utilisée est égale à la fréquence d'un mode harmonique de vibration de l'élément externe du véhicule automobile, du premier voire du second ordre De préférence, un mode de vibration de l'élément externe du véhicule automobile est défini par : - un mode selon un premier axe d'un plan dudit élément externe, et
- un mode de vibration selon un second axe dudit élément externe, orthogonal audit premier axe.
Le mode de vibration de l'élément externe est dit fondamental lorsque le mode selon ledit premier axe et le mode selon ledit second axe sont tous deux des modes fondamentaux. Dans tous les autres cas, le mode de vibration de l'élément externe est dit harmonique. L'ordre d'un mode harmonique de vibration de l'élément externe correspond à l'ordre le plus élevé parmi l'ordre du mode selon ledit premier axe et l'ordre du mode selon ledit second axe.
[0021] Lorsque le niveau de charge est supérieur au seuil prédéterminé, on considère que le dispositif rechargeable de stockage est suffisamment chargé. Dans ce cas, l'unité de pilotage fixe la fréquence d'excitation à une valeur distincte de celle utilisée dans le mode de fonctionnement précédent. La vibration de l'élément externe du véhicule automobile présente alors une amplitude limitée, ce qui permet d'éviter des nuisances notamment sonores dans le milieu environnant. La contrepartie est que l'amplitude du signal électrique de réponse est également plus faible, de sorte que la charge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie est plus lente. En particulier, la quantité d'énergie utilisée pour générer les vibrations est alors plus importante que la quantité d'énergie récupérée pour recharger le dispositif rechargeable de stockage d'énergie.
[0022] De préférence, dans ce mode de fonctionnement, la fréquence d'excitation est alors fixée à une valeur distincte de la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément externe du véhicule automobile. En complément ou en variante, ladite fréquence d'excitation est alors fixée à une valeur distincte de la fréquence d'au moins un mode harmonique de vibration de l'élément externe du véhicule automobile, du premier et/ou du second ordre.
[0023] De préférence, le dispositif selon l'invention comporte en outre une unité de pilotage, configurée pour surveiller un niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie et pour piloter la fréquence du signal électrique d'excitation de sorte que : a) lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie est inférieur à un seuil prédéterminé, la fréquence du signal électrique d'excitation est égale à une fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile; b) lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie est supérieur audit seuil prédéterminé, la fréquence du signal électrique d'excitation est distincte de ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[0024] Ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile est avantageusement la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément externe du véhicule automobile.
[0025] En variante, ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile peut être la fréquence d'un mode harmonique de vibration de l'élément externe du véhicule automobile.
[0026] Le premier transducteur électromécanique comporte avantageusement au moins un élément piézoélectrique.
[0027] Le second transducteur électromécanique comporte avantageusement au moins un élément piézoélectrique (distinct d'un élément piézoélectrique formant le premier transducteur électromécanique, lorsque ledit premier transducteur électromécanique comporte au moins un élément piézoélectrique).
[0028] De préférence, l'élément externe du véhicule automobile est un élément de carrosserie pour une portière de véhicule automobile.
[0029] L'invention couvre également un ensemble comportant le dispositif selon l'invention, ainsi que l'élément externe du véhicule automobile.
[0030] L'invention couvre également un ensemble comportant le dispositif selon l'invention, ainsi que l'élément externe du véhicule automobile, et dans lequel le premier transducteur électromécanique est situé au niveau d'un ventre du mode de vibration associé à ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[0031] De préférence, le second transducteur électromécanique est situé au niveau d'au moins un nœud du mode de vibration associé à ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[0032] L'invention couvre également un système de détection de contact et/ou d'approche sur un véhicule automobile, qui comprend un dispositif selon l'invention, ainsi qu'un calculateur configuré pour :
- recevoir une partie au moins du signal électrique de réponse généré par le capteur de vibrations,
- analyser ce signal, et
- déterminer une information relative à un contact physique direct avec le véhicule et/ou une information relative à une approche relativement au véhicule.
[0033] De préférence, ledit système comprend en outre une unité annexe de détection, laquelle présente un mode actif dans lequel elle est configurée pour mettre en œuvre une détection de présence et/ou de contact, et un mode veille, et le calculateur est configuré pour fournir un signal de réveil à l'unité annexe de détection, lorsqu'il est déterminé l'existence d'un contact physique direct et/ou d'une approche du véhicule, pour passer l'unité annexe de détection du mode veille au mode actif.
[0034] L'unité annexe de détection comporte avantageusement l'un au moins parmi un capteur à ultrasons et un capteur d'images.
[0035] Le système selon l'invention peut comporter en outre l'élément externe du véhicule automobile.
Description des figures
[0036] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[0037] [Fig. 1] représente de manière schématique un véhicule automobile équipé du dispositif selon l'invention ;
[0038] [Fig. 2] représente de manière schématique un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
[0039] [Fig. 3] représente de manière schématique le dispositif de la figure 2, en utilisation ;
[0040] [Fig. 4A] et
[0041] [Fig. 4B] illustrent de manière schématique, selon un même axe temporel, l'évolution d'un état de charge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie, et les oscillations du signal électrique d'excitation fourni au premier transducteur électromécanique ;
[0042] [Fig. 5A] et
[0043] [Fig. 5B] illustrent de manière schématique, selon un même axe temporel, le déplacement d'un individu venant au contact d'un véhicule équipé du dispositif selon l'invention, et le signal électrique de réponse fourni par le second transducteur électromécanique ;
[0044] [Fig. 6A],
[0045] [Fig. 6B] et
[0046] [Fig. 6C] illustrent de manière schématique, selon un même axe temporel, un déplacement d'un individu se rapprochant puis s'éloignant d'un véhicule équipé du dispositif selon l'invention, le signal électrique de réponse fourni par le second transducteur électromécanique, et un déphasage dudit signal électrique réponse ;
[0047] [Fig. 7] illustre de manière schématique un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
[0048] [Fig. 8A],
[0049] [Fig. 8B] et
[0050] [Fig. 8C] illustrent de manière schématique différents positionnements possibles des premier et second transducteurs électromécaniques, sur l'élément externe du véhicule automobile associé au dispositif selon l'invention ;
[0051] [Fig. 9] illustre de manière schématique un premier mode de réalisation d'un système de détection de contact et/ou d'approche selon l'invention ; et
[0052] [Fig. 10] illustre de manière schématique un deuxième mode de réalisation d'un système de détection de contact et/ou d'approche selon l'invention.
Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
[0053] La figure 1 illustre un véhicule automobile 1 comportant un dispositif selon l'invention. Le dispositif comporte notamment un premier transducteur électromécanique 111 et un second transducteur électromécanique 131. Les premier et second transducteurs électromécaniques 121, 131 sont disposés sur un l'élément externe 10 du véhicule automobile. Dans les exemples développés dans la suite, mais de manière non limitative, l'élément externe 10 du véhicule automobile désigne plus particulièrement un élément de carrosserie du véhicule automobile. Il peut s'agir d'un élément de carrosserie appartenant à une portière avant du véhicule automobile 1, côté conducteur. En variante, il peut s'agir d'un élément de carrosserie situé sur le capot, à l'avant du véhicule, ou à l'arrière du véhicule, par exemple sur la malle arrière, ou sur tout autre emplacement sur le véhicule automobile.
[0054] La figure 2 illustre, de façon schématique, un dispositif 100 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 100 est destiné à faire partie d'un système de détection de contact et/ou d'approche pour un véhicule automobile, comme illustré dans la suite. Le dispositif 100 est destiné à être embarqué sur ledit véhicule automobile.
[0055] Le dispositif 100 comporte un générateur de vibrations 110, un dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120, et un capteur de vibrations 130.
[0056] Le générateur de vibrations 110 comporte le premier transducteur électromécanique 111, tel que représenté schématiquement à la figure 1, et un générateur de signal électrique 112.
[0057] Le premier transducteur électromécanique 111 est constitué ici d'un actuateur piézoélectrique, configuré pour se déformer mécaniquement en temps réel en réponse à un signal électrique d'excitation reçu en entrée. Le premier transducteur électromécanique 111 est configuré pour utiliser l'effet piézoélectrique en dynamique, avec un signal électrique d'excitation fréquentiel. A chaque instant, l'amplitude courante de la déformation mécanique est fonction de l'amplitude courante du signal électrique d'excitation. En utilisation le premier transducteur électromécanique 111 est monté solidaire de l'élément de carrosserie 10 du véhicule automobile 1, de préférence directement sur ledit élément de carrosserie 10. Pour autant, l'élément de carrosserie 10 ne fait pas partie du dispositif 100 selon l'invention.
[0058] Dans des variantes, le premier transducteur électromagnétique 111 peut être basé sur un autre phénomène que l'effet piézoélectrique. Il peut notamment exploiter un phénomène d'induction, des variations de courant générant un déplacement d'un élément mobile monté solidaire de l'élément de carrosserie.
[0059] Le générateur de signal électrique 112 est configuré pour générer le signal électrique d'excitation et le fournir au premier transducteur électromécanique. Il est configuré pour fournir un signal électrique fréquentiel, oscillant à une fréquence d'excitation fE. Le signal électrique fréquentiel est par exemple, mais de manière non limitative, un signal sinusoïdal, ou un signal créneau.
[0060] Le dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120 est constitué d'une batterie ou d'une pile. Il est configuré pour alimenter électriquement le générateur de signal électrique 112, de manière à lui fournir l'énergie électrique nécessaire à la génération du signal électrique d'excitation.
[0061] Le capteur de vibrations 130 est constitué ici par le second transducteur électromécanique 131, tel que représenté schématiquement à la figure 1. Le second transducteur électromécanique 131 est constitué ici d'un capteur piézo-électrique, configuré pour générer en temps réel un signal électrique de réponse, en réponse à sa déformation mécanique. Le second transducteur électromécanique 131 est configuré alors pour utiliser l'effet piézoélectrique en dynamique. A chaque instant, l'amplitude courante du signal électrique de réponse est fonction de l'amplitude courante de la déformation mécanique du transducteur électromécanique 131. En utilisation le premier transducteur électromécanique 111 est monté solidaire de l'élément de carrosserie 10 du véhicule automobile 1, de préférence directement sur ledit élément de carrosserie 10. L'amplitude courante de la déformation mécanique du transducteur électromécanique 131 est alors fonction de l'amplitude courant de la déformation de l'élément de carrosserie 10.
[0062] L'invention n'est pas limitée à un second transducteur électromécanique 131 constitué d'un capteur piézo-électrique. Par exemple, le second transducteur électromécanique 131 peut exploiter un phénomène d'induction, à l'aide d'une membrane configurée pour être monté solidaire de l'élément de carrosserie 10, et placée dans un champ magnétique à l'aide d'au moins un aimant. Le déplacement de la membrane, produit par un déplacement de l'élément de carrosserie, engendre un courant induit correspondant au signal électrique de réponse. Selon un autre exemple, le second transducteur électromécanique 131 peut exploiter un effet capacitif, à l'aide d'une membrane électriquement conductrice configurée pour être montée solidaire de l'élément de carrosserie 10, et à l'aide d'une électrode formant un condensateur avec ladite membrane. Le déplacement de la membrane, produit par un déplacement de l'élément de carrosserie, engendre une variation de l'intensité aux bornes du condensateur, ladite intensité formant le signal électrique de réponse. De préférence, le second transducteur électromécanique 131 est de type passif, c'est-à-dire qu'il ne nécessite aucun apport externe d'énergie pour fonctionner.
[0063] Selon l'invention, une sortie électrique du capteur de vibrations 130 est reliée au dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120, de manière qu'une partie au moins du signal électrique de réponse fourni en sortie du capteur de vibrations 130 recharge électriquement le dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120.
[0064] La figure 3 illustre de manière schématique le dispositif 100, en utilisation. La figure 3 sera décrite conjointement avec les figures 4A et 4B.
[0065] La figure 4A représente un niveau de charge C du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120, en fonction du temps t. La figure 4B illustre le signal électrique d'excitation SE fourni en entrée au premier transducteur électromécanique 111, en fonction du temps t.
[0066] En utilisation, le générateur de signal électrique 112 fournit au premier transducteur électromécanique 111 le signal électrique d'excitation SE, tel que représenté en figure 4B, de forme sinusoïdale. En réponse, le premier transducteur électromécanique 111 génère des vibrations mécaniques à la fréquence du signal électrique d'excitation SE. Ces vibrations mécaniques entraînent en vibration l'élément de carrosserie 10 sur lequel est monté le premier transducteur électromécanique 111, comme illustré schématiquement à la figure 3.
[0067] Le second transducteur électromécanique 131 est monté sur le même élément de carrosserie 10. Il est soumis aux vibrations locales de l'élément de carrosserie 10, à l'endroit où il est monté. Ces vibrations locales sont fonction non seulement de la sollicitation par le premier transducteur électromécanique 111, mais également de l'influence de l'environnement extérieur, notamment l'influence d'un individu s'approchant ou en contact avec l'élément de carrosserie 10. Les mécanismes de cette influence de l'individu sur les vibrations mécaniques de l'élément de carrosserie 10 seront décrites ci-après.
[0068] En réponse aux vibrations locales auxquelles il est soumis, le second transducteur électromécanique 131 génère un signal électrique de réponse. Ce signal électrique de réponse inclut donc des informations relatives à l'environnement extérieur notamment relatives à un individu s'approchant ou en contact avec l'élément de carrosserie 10. Ce signal électrique de réponse peut donc être analysé, de manière à en extraire ces informations.
[0069] Selon l'invention, ce signal électrique de réponse est en outre injecté, tout ou partie (de préférence en intégralité), en entrée du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120. Il permet ainsi de recharger partiellement le dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120. La décharge de ce dernier est donc ralentie, une partie de l'énergie fournie au premier transducteur électromécanique 111 pour générer le signal électrique d'excitation étant récupérée via le second transducteur électromécanique 131. La figure 4A illustre cette décharge lente du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 120.
[0070] Dans la suite, on décrit l'influence de l'environnement sur le signal électrique de réponse, dans deux cas particuliers.
[0071] Les figures 5A et 5B se rapportent au cas où l'environnement comporte un individu venant en contact physique direct avec le véhicule automobile, au niveau de l'élément de carrosserie recevant les premier et second transducteurs électromécaniques. La figure 5A montre cet individu, qui se rapproche du véhicule automobile, établit un contact physique direct avec l'élément de carrosserie, puis cesse ce contact. La figure 5B montre le signal électrique de réponse SRI correspondant, en fonction du temps. En l'absence de contact physique direct entre l'individu et l'élément de carrosserie, le signal électrique de réponse SRI est un signal sinusoïdal. Lorsque l'individu est en contact physique direct avec l'élément de carrosserie, l'amplitude du signal électrique de réponse SRI chute fortement, jusqu'à atteindre ici la valeur nulle. Lorsque le contact physique direct est relâché, le signal électrique de réponse SRI recommence à osciller et l'amplitude des oscillations revient à sa valeur initiale. L'analyse du signal électrique de réponse permet ainsi de détecter un contact physique direct entre un individu et le véhicule automobile, par exemple pour détecter une tentative d'intrusion et/ou d'effraction sur le véhicule.
[0072] Les figures 6A, 6B et 6C se rapportent au cas où l'environnement comporte un individu qui se rapproche puis s'éloigne d'un véhicule automobile équipé d'un dispositif selon l'invention. La figure 6A montre cet individu, qui se rapproche du véhicule automobile, puis s'éloigne.
[0073] La figure 6B montre le signal électrique de réponse SR2 correspondant, en fonction du temps. Le signal électrique de réponse SR2 est un signal sinusoïdal, d'amplitude sensiblement constante. Le signal électrique de réponse SR2 reproduit les vibrations mécaniques de l'élément de carrosserie, à l'emplacement du second transducteur électromécanique 131.
[0074] A chaque instant, ces vibrations sont la résultante de :
- l'oscillation mécanique induite directement par les vibrations mécaniques courantes du premier transducteur électromécanique 111, et
- l'oscillation mécanique induite par une onde acoustique réfléchie qui résulte de la réflexion, sur l'individu, d'une onde acoustique initiale produite par les vibrations mécaniques de l'élément de carrosserie à un instant précédent.
[0075] Le chemin optique parcouru par l'onde acoustique n'étant généralement pas un multiple entier de la longueur d'onde de l'onde acoustique initiale, l'onde acoustique réfléchie est décalée en phase relativement à l'onde acoustique initiale. La valeur de ce décalage en phase varie en fonction de la distance entre le dispositif selon l'invention et l'individu sur lequel l'onde acoustique se réfléchit. Lorsque l'objet sur lequel l'onde acoustique initiale se réfléchit est un objet en mouvement relativement au dispositif selon l'invention, l'onde acoustique réfléchie présente en outre un décalage en fréquence relativement à l'onde acoustique initiale (effet Doppler). Ce déphasage, et le cas échéant ce décalage en fréquence, se retrouvent sur l'oscillation mécanique induite par l'onde acoustique réfléchie, et donc sur le signal électrique de réponse SR2.
[0076] L'homme du métier saura traiter le signal électrique de réponse SR2, de manière à extraire de ce dernier une information relative à cette différence de phase (et le cas échéant ce décalage en fréquence). Le traitement peut utiliser une transformation en ondelettes, et/ou une recherche de ressemblance avec une forme attendue (déterminée lors d'une étape préliminaire de calibration), etc. Pour l'analyse du signal électrique de réponse SR2, on considère avantageusement que la fréquence et la phase de l'onde acoustique initiale sont respectivement égales à la fréquence et la phase du signal électrique d'excitation SE.
[0077] La figure 6C montre le déphasage A4) entre l'onde acoustique initiale et l'onde acoustique réfléchie, correspondant à un déphasage entre le signal électrique de réponse SR2 et le signal électrique d'excitation SE.
[0078] Au fur et à mesure que l'individu se rapproche du véhicule et du dispositif selon l'invention, le déphasage A4) varie, ici en diminuant. Puis, au fur et à mesure que l'individu s'éloigne du véhicule et du dispositif selon l'invention, le déphasage A > varie de façon contraire, ici en augmentant. Le suivi du déphasage A > permet de détecter l'approche d'un individu relativement au dispositif et au véhicule selon l'invention. Le cas échéant, on peut comparer la valeur du déphasage A > avec une valeur seuil >s, pour repérer la présence d'un objet ou d'un individu à proximité immédiate du dispositif et du véhicule selon l'invention.
[0079] On a pris ici l'exemple d'un individu s'approchant du dispositif et du véhicule selon l'invention. En complément ou en variante, l'invention permet de détecter l'approche d'un animal ou d'un obstacle non vivant, éventuellement immobile dans le référentiel terrestre mais mobile relativement au véhicule en mouvement. L'invention permet ainsi de mettre en oeuvre non plus une détection de présence, mais plutôt une détection d'obstacle par exemple dans un contexte de conduite assistée.
[0080] De manière avantageuse, la fréquence du signal électrique d'excitation SE, nommée fréquence d'excitation fE, est distincte de la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément de carrosserie 10. De manière plus avantageuse encore, la fréquence d'excitation fE, est distincte des fréquences respectives des modes de vibration du premier ordre voire même du second ordre de l'élément de carrosserie 10. On évite ainsi un phénomène de résonnance amplifiant la résonance mécanique de l'élément de carrosserie, et susceptible de produire une gêne dans l'environnement (fortes vibrations et/ou signal acoustique gênant).
[0081] En variante, la fréquence du signal électrique d'excitation SE est égale à la fréquence d'un mode de vibration de l'élément de carrosserie (mode fondamental, ou mode harmonique, notamment un mode harmonique du premier ordre voire du second ordre). Cette variante permet d'amplifier la résonance mécanique de l'élément de carrosserie, et donc l'amplitude du signal électrique de réponse généré par le capteur de vibrations 130. Cette variante permet de maximiser la recharge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 112.
[0082] On décrit ensuite, en référence à la figure 7, un dispositif 200 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 200 ne sera décrit que pour ses différences relativement au dispositif de la figure 2. Ici, le dispositif 200 comporte en outre une unité de pilotage 240. L'unité de pilotage 240 est configurée pour :
- surveiller un niveau d'énergie, ou taux de charge, du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 220 ; et
- piloter la fréquence du signal électrique d'excitation SE, envoyé au premier transducteur électromécanique 211 par le générateur de signal électrique 212.
[0083] Le dispositif 200 est configuré pour :
- lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 222 est inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, fixer la fréquence du signal électrique d'excitation SE à une première valeur de fréquence d'excitation, fEi, égale à une fréquence de résonance de l'élément de carrosserie 10.
- lorsque le niveau d'énergie (ou taux de charge) du dispositif rechargeable de stockage d'énergie 220 est supérieur audit seuil prédéterminé, fixer la fréquence du signal électrique d'excitation SE à une seconde valeur de fréquence d'excitation, fEz, distincte de ladite fréquence de résonance de l'élément de carrosserie 10.
[0084] Dans le premier cas, on privilégie l'efficacité de la recharge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie. Dans le second cas, on privilégie le confort dans le milieu environnant. Ce mode de réalisation offre ainsi un compromis optimal, permettant de privilégier l'un ou l'autre parmi le confort ou l'efficacité de la recharge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie, en fonction d'un état de charge dudit dispositif rechargeable de stockage d'énergie. [0085] La première valeur de fréquence d'excitation, fEi, est par exemple égale à la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément de carrosserie 10. En variante fEi peut être égale à la fréquence d'un mode harmonique de vibration de l'élément de carrosserie 10, par exemple un mode du premier ordre, voire même du second ordre.
[0086] La seconde valeur de fréquence d'excitation, fE?, est distincte de fEi. Dans une variante avantageuse, elle est distincte non seulement de la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément de carrosserie 10, mais également des fréquences des modes harmoniques du premier ordre, voire du second ordre, voire même d'ordres supérieurs.
[0087] Les figures 8A à 8C illustrent différents agencements des premier et second transducteurs électromécaniques sur l'élément de carrosserie 10, dans un dispositif tel que représenté à la figure 7. L'élément de carrosserie 10 est ici de forme carrée ou rectangulaire. Sur chaque figure, un niveau de gris représente une amplitude de vibration normalisée à l'emplacement considéré sur l'élément de carrosserie 10. L'échelle de niveaux de gris est représentée à droite.
[0088] A la figure 8A, la première valeur de fréquence d'excitation, fEi, est égale à la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément de carrosserie. Cette fréquence vaut par exemple 3 Hz. Ce mode fondamental est noté [0 ;0], où le chiffre 0 correspond au mode fondamental selon un premier axe d'un plan de l'élément de carrosserie, et le chiffre 0 correspond au mode fondamental selon un second axe dudit plan de l'élément de carrosserie, orthogonal audit premier axe.
[0089] Le premier transducteur électromécanique 211A est constitué ici d'un unique élément piézo-électrique, positionné au centre de l'élément de carrosserie 10, au niveau d'un ventre de la vibration du mode fondamental.
[0090] Ce positionnement au niveau d'un ventre de vibration permet de maximiser l'amplitude de la vibration mécanique induite par le premier transducteur électromécanique 211A. Cela permet de maximiser le signal (mécanique ou acoustique^ interagissant avec l'environnement extérieur, et donc d'améliorer la détection d'approche et/ou de contact.
[0091] Le second transducteur électromécanique 231A est constitué ici de quatre éléments piézo-électriques 2311A, positionnés aux quatre coins de l'élément de carrosserie 10, au niveau d'un nœud de vibration de l'élément de carrosserie 10.
[0092] Ce positionnement au niveau d'un nœud de vibration permet de minimiser l'influence, sur la vibration mesurée par le second transducteur électromécanique 231A, de la vibration induite directement par le premier transducteur électromécanique 211A. On maximise ainsi l'influence relative de l'environnement, notamment l'influence d'une onde acoustique réfléchie. Le rapport signal sur bruit est donc amélioré.
[0093] L'utilisation du mode fondamental permet en outre que le ventre et les noeuds de vibration soient physiquement très éloignés l'un de l'autre, ce qui diminue la précision requise sur le positionnement des premier et second transducteurs électromécaniques.
[0094] A la figure 8B, la première valeur de fréquence d'excitation, fEi, est égale à la fréquence d'un mode harmonique de vibration de l'élément de carrosserie, noté [0 ;1], où le chiffre 0 correspond au mode fondamental selon un premier axe d'un plan de l'élément de carrosserie, et le chiffre 1 correspond à l'harmonique de premier ordre selon un second axe dudit plan de l'élément de carrosserie, orthogonal audit premier axe. Cette fréquence vaut ici 19 Hz.
[0095] Le second transducteur électromécanique 231B est constitué ici d'un unique élément piézo-électrique, positionné au centre de l'élément de carrosserie 10 et au niveau d'un nœud de vibration dudit élément de carrosserie 10.
[0096] Le premier transducteur électromécanique 211B est constitué ici de deux éléments piézo-électriques 2111B, positionnés de part et d'autre du second transducteur électromécanique 231B, le long d'un axe parallèle à deux bords opposés de l'élément de carrosserie 10 et passant par le centre de l'élément de carrosserie 10. Ces deux éléments piézoélectriques 2111B s'étendent au niveau de deux ventres respectifs de la vibration de l'élément de carrosserie 10.
[0097] Là encore, le premier transducteur électromécanique 211B se trouve au niveau d'au moins un ventre de vibration de l'élément de carrosserie 10 et le second transducteur électromécanique 231B se trouve au niveau d'au moins un nœud de vibration de l'élément de carrosserie 10. On retrouve donc les avantages de l'agencement de la figure 8A, accessibles pour une autre valeur de fEi.
[0098] A la figure 8C, la première valeur de fréquence d'excitation, fEi, est égale à la fréquence d'un mode harmonique de vibration de l'élément de carrosserie, noté [1 ;1] (où le chiffre 1 correspond à l'harmonique de premier ordre selon un premier axe d'un plan de l'élément de carrosserie, et le chiffre 1 correspond à l'harmonique de premier ordre selon un second axe dudit plan de l'élément de carrosserie, orthogonal audit premier axe).
[0099] Le premier transducteur électromécanique 211C est constitué ici de quatre éléments piézo-électriques 2111C, positionnés aux quatre coins d'un carré, le long des deux diagonales de l'élément de carrosserie 10, au niveau de quatre ventres respectifs de la vibration de l'élément de carrosserie 10.
[0100] Le second transducteur électromécanique 231C est constitué ici d'un unique élément piézo-électrique, positionné au centre de l'élément de carrosserie 10, au niveau d'un nœud de vibration dudit élément de carrosserie 10.
[0101] Là encore, le premier transducteur électromécanique 211C se trouve au niveau d'au moins un ventre de vibration de l'élément de carrosserie 10 et le second transducteur électromécanique 231C se trouve au niveau d'au moins un nœud de l'élément de carrosserie 10. On retrouve donc les avantages de l'agencement de la figure 8A, accessibles pour une autre valeur de fEi.
[0102] Dans des variantes non représentées, le second transducteur électromécanique est situé au niveau ou à proximité d'un ventre de vibration de l'élément de carrosserie 10, afin d'augmenter l'amplitude de la vibration mécanique mesurée par ce dernier, et ainsi l'amplitude du signal électrique de réponse utilisé pour recharger le dispositif rechargeable de stockage d'énergie.
[0103] L'homme du métier saura optimiser l'agencement des premier et second transducteurs électromécaniques, ainsi que le nombre d'éléments piézo-électriques qu'ils comportent, en fonction notamment des fréquences d'oscillation disponibles pour le signal électrique d'excitation, des modes de vibration de l'élément de carrosserie, et d'un besoin de privilégier l'efficacité de la recharge du dispositif rechargeable de stockage d'énergie (via un second transducteur électromécanique proche d'un ventre de vibration) ou un bon rapport signal sur bruit sur la détection d'approche et/ou de contact (via un second transducteur électromécanique proche d'un nœud de vibration).
[0104] Les agencements décrits ci-dessus peuvent aussi s'appliquer à un dispositif selon le premier mode de réalisation, et dans lequel le signal électrique d'excitation SE présente toujours la fréquence d'un mode de vibration de l'élément de carrosserie.
[0105] L'invention couvre ainsi un ensemble comportant un dispositif selon l'invention, notamment selon le premier ou le second mode de réalisation de l'invention, ainsi que l'élément de carrosserie recevant les premier et second transducteurs électromécaniques, et dans lequel :
- le premier transducteur électromécanique est situé dans une région centrale de l'élément de carrosserie ; et - le second transducteur électromécanique est situé dans une pluralité de régions périphériques de l'élément de carrosserie.
[0106] En variante, l'invention couvre un ensemble comportant un dispositif selon l'invention, notamment selon le premier ou le second mode de réalisation de l'invention, ainsi que l'élément de carrosserie recevant les premier et second transducteurs électromécaniques, et dans lequel :
- le second transducteur électromécanique est situé dans une région centrale de l'élément de carrosserie, et
- le premier transducteur électromécanique est situé dans deux régions situées de part et d'autre du second transducteur électromécanique.
[0107] Selon une autre variante, l'invention couvre un ensemble comportant un dispositif selon l'invention, notamment selon le premier ou le second mode de réalisation de l'invention, ainsi que l'élément de carrosserie recevant les premier et second transducteurs électromécaniques, et dans lequel :
- le second transducteur électromécanique est situé dans une région centrale de l'élément de carrosserie, et
- le premier transducteur électromécanique est situé dans une pluralité de régions situées autour du second transducteur électromécanique.
[0108] On décrit ensuite un système 1000 de détection de contact et/ou d'approche, qui comporte :
- un dispositif selon l'invention, ici un dispositif 100 selon le premier mode de réalisation de l'invention ; et
- un calculateur 150, configuré pour recevoir en entrée une partie au moins du signal électrique de réponse provenant du capteur de vibrations 130, pour analyser ce signal, et pour fournir en sortie une information 151 relative à une approche et/ou un contact physique direct avec le véhicule.
[0109] Le calculateur 150 comporte au moins un processeur. L'analyse de signal mise en œuvre par le calculateur 150 est décrite en référence aux figures 5A et 5B, respectivement 6A à 6C. En particulier, l'analyse de signal peut comprendre une détection d'amortissement de signal, associée à un contact physique direct entre l'élément de carrosserie 10 et un individu. En complément ou en variante, l'analyse de signal comprend une mesure de déphasage, associée à un déplacement d'un individu à proximité de l'élément de carrosserie 10. [0110] L'information 151 peut comprendre une donnée relative à la détection d'un contact physique direct avec l'élément de carrosserie et/ou une donnée relative à la détection d'un individu s'approchant de l'élément de carrosserie. Cette donnée peut être transmise au journal de bord du véhicule. En complément ou en variante, cette donnée peut être utilisée par des systèmes annexes dans le véhicule automobile, par exemple pour déclencher une alarme qui émet un signal sonore pour alerter l'entourage en cas d'intrusion.
[OU I] Dans une variante non représentée, le dispositif selon l'invention est un dispositif selon le deuxième mode de réalisation.
[0112] La figure 10 illustre enfin un deuxième mode de réalisation d'un système 2000 de détection de contact et/ou d'approche selon l'invention. Le système 2000 ne sera décrit que pour ses différences relativement au système de la figure 9.
[0113] Ici, le système 2000 comporte en outre une unité annexe de détection 160, configurée pour recevoir, en provenance du calculateur 150, l'information relative à une approche et/ou un contact physique direct avec le véhicule.
[0114] L'unité annexe de détection 160 est apte à mettre en oeuvre une détection de contact et/ou d'approche, basée par exemple sur une acquisition d'image à l'aide d'une caméra, ou sur une détection laser, ou sur une détection d'ultrasons.
[0115] Par défaut, l'unité annexe de détection 160 se trouve dans un mode de veille, dans lequel elle ne réalise pas de détection, et consomme par conséquent très peu d'énergie électrique.
[0116] L'unité annexe de détection 160 est configurée pour passer du mode veille à un mode actif lorsqu'elle reçoit une information relative à une approche et/ou un contact physique direct avec le véhicule. L'information relative à une approche et/ou un contact physique direct avec le véhicule forme ainsi un signal de réveil pour l'unité annexe de détection 160.
[0117] Dans le mode actif, l'unité annexe de détection 160 réalise une détection d'approche et/ou de contact, qui permet de venir confirmer ou infirmer la détection mise en oeuvre sur la base des mesures de vibrations, à l'aide du dispositif 100 selon l'invention. Après qu'elle a confirmé ou infirmé l'information fournie par le calculateur 150, l'unité annexe de détection 160 repasse dans le mode veille.
[0118] Ce mode de réalisation permet de consolider la détection d'approche et/ou de contact, à l'aide d'une unité annexe de détection pouvant fournir des informations plus précises que le dispositif selon l'invention. En outre, cette consolidation de l'information ne se traduit pas par une consommation d'énergie beaucoup plus élevée, puisque l'unité annexe de détection 160 reste en mode veille la plupart du temps.
[0119] Dans une variante non représentée, le dispositif selon l'invention est un dispositif selon le deuxième mode de réalisation.
[0120] De nombreuses variantes de l'invention peuvent être mises en oeuvre, notamment en combinant les différents exemples décrits ci-dessus. L'invention pourra être mise en oeuvre pour toutes sortes de valeurs de la fréquence du signal électrique d'excitation, préférentiellement des valeurs inférieures à 20 Hz pour limiter la gêne acoustique.
[0121] Dans une autre variante avantageuse, le dispositif selon l'invention peut présenter un mode veille, dans lequel le premier transducteur électromécanique n'est pas alimenté électriquement, et un mode actif dans lequel il est au contraire alimenté électriquement. Le dispositif selon l'invention peut alors être configuré pour passer en mode actif uniquement lorsque le moteur du véhicule est coupé et/ou lorsqu'un mode parking du véhicule est activé.
[0122] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la prévention du vandalisme. Elle permet de réaliser une prédiction et/ou une détection d'intrusion sur le véhicule automobile. D'autres applications sont également possibles, notamment la détection d'obstacle dans un contexte de conduite autonome.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif (100 ; 200) pour un système de détection de contact et/ou d'approche sur un véhicule automobile, le dispositif étant configuré pour être monté sur ledit véhicule et étant caractérisé en ce qu'il comporte : a) un générateur de vibrations (110), lequel comprend:
- un premier transducteur électromécanique (111 ; 211 ; 211A ; 211B ; 211C), configuré pour générer un mouvement mécanique en réponse à un signal électrique d'excitation, et configuré pour être monté sur un élément externe (10) dudit véhicule automobile ; et
- un générateur de signal électrique (112 ; 212), configuré pour fournir le signal électrique d'excitation au premier transducteur électromécanique, le signal électrique d'excitation oscillant à une fréquence d'excitation ; b) un dispositif rechargeable de stockage d'énergie (120 ; 220), configuré pour alimenter en énergie électrique le générateur de signal électrique ; et c) un capteur de vibrations (130), constitué d'un second transducteur électromécanique (131 ; 231A ; 231B ; 231C) qui est configuré pour générer un signal électrique de réponse en réponse à un déplacement mécanique et pour être monté sur ledit élément externe du véhicule automobile ; dans lequel une sortie du capteur de vibrations (130) est reliée électriquement au dispositif rechargeable de stockage d'énergie (120 ; 220), pour que, en utilisation, une partie au moins du signal électrique de réponse recharge le dispositif rechargeable de stockage d'énergie.
[Revendication 2] Dispositif (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité de pilotage (240), configurée pour surveiller un niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie (220) et pour piloter la fréquence du signal électrique d'excitation de sorte que : a) lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie (220) est inférieur à un seuil prédéterminé, la fréquence du signal électrique d'excitation est égale à une fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile b) lorsque le niveau d'énergie du dispositif rechargeable de stockage d'énergie (220) est supérieur audit seuil prédéterminé, la fréquence du signal électrique d'excitation est distincte de ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[Revendication 3] Dispositif (200) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile est la fréquence du mode fondamental de vibration de l'élément externe du véhicule automobile.
[Revendication 4] Dispositif (200) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile est la fréquence d'un mode harmonique de vibration de l'élément externe du véhicule automobile.
[Revendication s] Dispositif (100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier transducteur électromécanique (111 ; 211 ; 211A ; 211B ; 211C) comporte au moins un élément piézoélectrique.
[Revendication s] Dispositif (100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second transducteur électromécanique (131 ; 231A ; 231B ;231C) comporte au moins un élément piézoélectrique.
[Revendication 7] Dispositif (100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément externe du véhicule automobile (10) est un élément de carrosserie pour une portière de véhicule automobile.
[Revendication 8] Ensemble comportant le dispositif (100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 , ainsi que l'élément externe du véhicule automobile (10).
[Revendication 9] Ensemble comportant le dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications 2 à 1 , ainsi que l'élément externe du véhicule automobile (10), et dans lequel le premier transducteur électromécanique (211 ; 211A ; 211B ; 211C) est situé au niveau d'un ventre du mode de vibration associé à ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[Revendication 10] Ensemble selon la revendication 9, dans lequel le second transducteur électromécanique (213 ; 213A ; 213B ; 213C) est situé au niveau d'au moins un nœud du mode de vibration associé à ladite fréquence de résonance de l'élément externe du véhicule automobile.
[Revendication 11] Système (1000 ; 2000) de détection de contact et/ou d'approche sur un véhicule automobile, qui comprend un dispositif (100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ainsi qu'un calculateur (150) configuré pour :
- recevoir une partie au moins du signal électrique de réponse généré par le capteur de vibrations (130), - analyser ce signal, et
- déterminer une information relative à un contact physique direct avec le véhicule et/ou une information relative à une approche relativement au véhicule.
[Revendication 12] Système (2000) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité annexe de détection (160), laquelle présente un mode actif dans lequel elle est configurée pour mettre en oeuvre une détection de présence et/ou de contact, et un mode veille, et en ce que le calculateur (150) est configuré pour fournir un signal de réveil à l'unité annexe de détection (160), lorsqu'il est déterminé l'existence d'un contact physique direct et/ou d'une approche du véhicule, pour passer l'unité annexe de détection du mode veille au mode actif.
[Revendication 13] Système (2000) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité annexe de détection (160) comporte l'un au moins parmi un capteur à ultrasons et un capteur d'images.
[Revendication 14] Système (2000) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, comportant en outre l'élément externe (10) du véhicule automobile.
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