Brevet FR2785703A1 — publié le 20000512

DISPOSITIF POUR DETECTER LA PRESENCE D'UN INDIVIDU ET SYSTEME DE DEVEROUILLAGE D'OUVRANT (S) DE VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE, COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention est relative aux dispositifs pour détecter la présence d'un individu. Elle trouve avantageusement application dans les systèmes de déverrouillage d'ouvrants de véhicules, notamment automobiles, et en particulier dans les systèmes de type mains libres permettant à un utilisateur (conducteur ou autres personnes) de commander le deverrouillage du coffre ou des portières d'un véhicule sans avoir à effectuer d'autres opérations que celle consistant à manipuler une poignée d'ouvrant, les systèmes mains libres étant totalement transparents pour les utilisateurs. De tels systèmes utilisent classiquement des transpondeurs qui sont portés par les utilisateurs et qui sont interrogés par des moyens d'émission/réception du véhicule pour permettre la vérification d'un code d'authentification. Toutefois, pour des raisons tenant notamment à la pollution électromagnétique que cela pourrait engendrer, ainsi qu'a la consommation d'énergie que cela représenterait, il n'est pas possible d'envisager de laisser les moyens d'émission/réception du véhicule émettre en permanence un signal d'interrogation à destination des transpondeurs susceptibles de se trouver à proximité du véhicule. C'est pourquoi il est généralement prévu sur le véhicule un dispositif qui permet de détecter la présence d'un individu à proximité d'une portière ou du coffre et qui déclenche le réveil des moyens d'émission/reception interrogeant les transpondeurs lorsqu'il détecte une telle présence. De nombreux dispositifs de détection de présence ont déjà été proposés. En particulier, on connaît notamment des capteurs dits capacitifs, qui comportent un condensateur dont la capacité varie lorsqu'un individu vient interposer sa main entre deux électrodes, qui sont par exemple disposées l'une sur l'ouvrant proprement dit, I'autre sur la poignée de celui-ci. La modification de la capacité du condensateur entraîne la modification de la fréquence d'un oscillateur dans lequel ce condensateur est intégré. Cette modification de fréquence est détectée dans des étages intégrateur et comparateur en aval du circuit oscillateur. Un but de invention est de proposer un dispositif de détection de type capacitif qui est d'un coût moindre que les dispositifs de détection déjà connus et qui permet en outre de simplifier les opérations relatives à son montage sur un véhicule. On notera par ailleurs qu'une difficulté rencontrée à ce jour avec les dispositifs capacitifs connus tient en ce que ! a capacité résiduel entre les deux électrodes doit tre relativement faible devant celle ramenée par la main de l'individu. Un autre but de l'invention est de proposer un capteur présentant une grande sensibilité. L'invention propose quant à elle un dispositif de détection de présence comportant un oscillateur, des moyens qui permettent une modification d'une valeur capacitive de l'oscillateur lorsqu'un individu rapporte sa main sur lesdits moyens, ainsi que des moyens de traitement permettant de détecter la variation de fréquence générée par cette variation de valeur capacitive, caractérisé en ce que les moyens qui permettent une modification d'une valeur capacitive de l'oscillateur comportent une électrode, cette électrode et étant montés de telle sorte que la fréquence d'oscillation de celui-ci est modifiée lorsque des moyens capacitifs sont rapportés entre ladite électrode et la masse. Un tel dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : -les moyens de traitement permettent de détecter une variation de fréquence générée par une variation de valeurs capacitives de quelques pico-farads, -le dispositif comporte un deuxième oscillateur qui est de fréquence fixe, ainsi qu'un mélangeur qui reçoit en entrée les signaux en sortie de l'un et l'autre des deux oscillateurs ; -le deuxième oscillateur est un oscillateur à ; -le mélangeur est constitué par une porte logique de type NON ET ; -le dispositif comporte un filtre passe-bas en sortie du mélangeur permettant de ne conserver du signal en sortie du mélangeur qu'une composante à une fréquence correspondant à la difference de fréquence entre les signaux générés par les deux oscillateurs, -le filtre passe-bas est un filtre de type Butterworth à quatre pôles, -les moyens de traitement comportent des moyens de conversion fréquence/tension, ainsi qu'un montage comparateur de tension à seuil adaptatif recevant la tension en sortie desdits moyens de ; -I'électrode est montée sur une poignée de véhicule, notamment automobile. L'invention propose en outre un système de déverrouiiiage d'ouvrants de véhicule, notamment automobile, de type"mains libres", comportant un dispositif de détection de présence, ainsi que des moyens pour l'émission d'un signal d'interrogation qui sont réveillés lorsque ledit dispositif détecte la présence d'un individu, caractérisé en ce que ledit dispositif est un dispositif de détection de présence du type précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit tre lue en regard des dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est un schéma illustrant le principe d'un mode de réalisation possible pour l'invention ; -la figure 2 est un schéma illustrant de façon détaillée un mode de réalisation possible pour l'invention. Le dispositif illustré sur la figure 1 comporte une électrode 1, qui est une broche insérée dans une poignée de portière de véhicule automobile. Cette électrode 1 est reliée à un circuit oscillateur 2, qui peut tre un oscillateur à circuit LC ou RC. Le montage de cet oscillateur est tel que sa fréquence est modifiée lorsqu'on relie l'électrode 1 à la masse par l'intermédiaire de moyens capacitifs. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte en outre des moyens de traitement 3 en entrée desquels est injectée une tension de sortie de l'oscillateur 2, ces moyens de traitement 3 étant aptes à détecter les variations de fréquence dudit oscillateur 2. Lorsqu'un individu s'approche de la poignée et la saisit, il se met en contact avec la broche que constitue l'électrode 1. Or, le corps humain peut tre modélisé par un circuit équivalent comportant une résistance et un condensateur montés en parallèle et reliés la masse. En approchant, puis en posant sa main sur l'électrode 1, l'individu modifie la capacité du condensateur de l'oscillateur 2. Cette variation de capacité-qui est de quelques pico-farads-se traduit par une variation de la fréquence de l'oscillateur, laquelle est détectée par l'unité de traitement 3. Les moyens que comportent l'unité de traitement 3 peuvent tre constitués, de façon connue en soi, par un étage de conversion fréquence/tension suivi d'un étage comparateur. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation possible, qui permet une plus grande sensibilité. Le dispositif illustré sur la figure 2 comporte une broche 1 formant électrode, un oscillateur 2 de fréquence variable relié à l'électrode 1, un oscillateur de fréquence fixe 4, un mélangeur de fréquence 5 qui reçoit des tensions en sortie de l'oscillateur variable 2 et de l'oscillateur de fréquence fixe 4, un filtre passe bas 6 en entrée duquel est injectée la tension en sortie du mélangeur 5, un convertisseur fréquence-tension 7 en entrée duquel est injectée la tension en sortie du mélangeur 5, ainsi qu'un comparateur de tension 9 recevant sur l'une de ses entrées la tension en sortie du convertisseur 7 et sur l'autre de ses entrées la tension générée par un montage de seuil adaptatif 8. L'électrode 1 est par exemple constituée par une plaque métallique de dimension 60mm x 3mm. Elle est insérée dans la poignée de la portière conducteur ou du coffre du véhicule de telle façon qu'un individu qui voudrait ouvrir cette portière ou ce coffre positionne nécessairement sa main de façon à ce qu'elle vienne en contact avec cette électrode 1. L'oscillateur 2 comporte une porte logique 10 de type NON ET dont une entrée reçoit une tension de référence Vcc et dont l'autre entrée est reliée d'une part à l'électrode 1 et d'autre part à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur C1. II comporte également une résistance R1 qui est montée entre la sortie de la porte logique 10 et t'entrée de ladite porte à laquelle est reliée l'électrode 1 et le condensateur C1. L'oscillateur 4 est un oscillateur qui est piloté par un cristal de quartz 12 et qui est constitué par un montage d'un type connu en soi qui comprend une porte logique 13, ainsi que des moyens résistifs et capacitifs R2, C2. Le mélangeur 5 est constitué par une porte logique 14 de type NON ET, qui reçoit sur ses entrées les tensions en sortie de la porte logique 10 et de la porte logique 13. Le filtre passe-bas 6 sur lequel est envoyé la sortie du mélangeur 5 est un filtre de type Butterworth à quatre pôles. Le convertisseur fréquence-tension 7 qui reçoit la sortie de ce filtre 6 est un convertisseur à circuit intégré de type CMOS-4046. La tension en sortie de l'étage 6-proportionnelle à la variation de fréquence-est injectée sur t'entrée inverseuse du comparateur 9. L'entrée non inverseuse dudit comparateur 9 reçoit une tension de seuil adaptative, qui comporte un condensateur C3 monté entre la masse et ladite entrée, ainsi que plusieurs résistances R3, R4 et R5, la résistance R3 étant montée entre le condensateur C3 et l'entrée inverseuse du comparateur 9, la résistance R4 étant montée entre cette entrée inverseuse et la masse, la résistance R5 étant quant à elle montée entre t'entrée non inverseuse et la masse. Ainsi, le seuil de détection est fonction de l'environnement ambiant du capteur et prend en compte les dérives lentes qui peuvent apparaître sur le signal en sortie de l'oscillateur 2, du fait par exemple de modifications de températures, d'un vieillissement des composants, etc.. Le montage à deux oscillateurs qui vient d'tre décrit permet, par changement de fréquence, d'amétiorer la sensibilité de détection du dispositif. L'oscillation de fréquence F1 générée par l'oscillateur 2 et modifiée par la capacité ramenée par la main de l'individu est melangée à l'oscillation de fréquence F2 générée par le deuxième oscillateur, lequel est stabilisé en fréquence. Après filtrage par le filtre passe-bas 6, la composante de signal qui est envoyée sur les étages 7 à 9 est la composante du signal en sortie du mélangeur 5 qui oscille à la fréquence F2-F1. Si AF est la variation de fréquences sur F1, la sensibitité du capteur est AF/(F2-F1), de sorte que le capteur sera d'autant plus sensible que la différence F2-F1 sera faible. Par conséquent, par rapport à des solutions ne comportant pas d'oscillateur à une fréquence fixe, mais seulement un oscillateur à fréquence variable suivi d'un étage de conversion fréquence/tension et d'un étage comparateur, le dispositif proposé permet, par changement de fréquence, d'améliorer la sensibilité du capteur. Le dispositif qui vient d'tre décrit est avantageusement intégré dans un système de déverrouillage d'ouvrants de véhicule, notamment automobile, de type"mains libres". Un dispositif de ce type a par exemple été décrit dans les demandes de brevet de ! a demanderesse déposées en France sous les numéros 95 12640 et 96 09166 Le dispositif de détection de présence réveille les moyens pour rémission d'un signal d'interrogation, lorsqu'il détecte la présence d'un individu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de présence comportant un oscillateur (2), des moyens (1) qui permettent une modification d'une valeur capacitive de l'oscillateur lorsqu'un individu rapporte sa main sur lesdits moyens, ainsi que des moyens de traitement (3) permettant de détecter la variation de fréquence générée par cette variation de valeur capacitive, caractérisé en ce que les moyens qui permettent une modification d'une valeur capacitive de l'oscillateur comportent une électrode (1), cette électrode (1) et l'oscillateur (2) étant montés de telle sorte que la fréquence d'oscillation de celui-ci est modifiée lorsque des moyens capacitifs sont rapportés entre ladite électrode (1) et la masse. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement (3) permettent de détecter une variation de fréquence générée par une variation de valeurs capacitives de quelques pico-farads. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième oscillateur (4) qui est de fréquence fixe, ainsi qu'un mélangeur (5) qui reçoit en entrée les signaux en sortie de l'un et l'autre des deux oscillateurs. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième oscillateur (4) est un oscillateur à quartz. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le mélangeur (5) est constitué par une porte logique de type NON ET. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre passe-bas (6) en sortie du mélangeur permettant de ne conserver du signal en sortie du mélangeur qu'une composante à une fréquence correspondant à la différence de fréquence entre les signaux générés par les deux oscillateurs. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre passe-bas (6) est un filtre de type Butterworth à quatre pôles. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens de conversion fréquence/tension (7), ainsi qu'un montage comparateur de tension à seuil adaptatif recevant la tension en sortie desdits moyens de conversion. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode (1) est montée sur une poignée de véhicule, notamment automobile. 10 Système de déverrouillage d'ouvrants de véhicule, notamment automobile, de type"mains libres", comportant un dispositif de détection de présence, ainsi que des moyens pour l'émission d'un signal d'interrogation qui sont réveillés lorsque ledit dispositif détecte la présence d'un individu, caractérisé en ce que ledit dispositif est un dispositif de détection de présence selon l'une des revendications précédentes