Brevet FR2850615A1 — publié le 20040806

ELEMENT DE SIEGE DOTE D'UN CAPTEUR DE PRESENCE ET DISPOSITIF DE DETECTION POUR UN TEL ELEMENT DE SIEGE. La présente invention est relative aux éléments de 5 siège dotés de capteurs de présence, et aux dispositifs de détection pour de tels éléments de siège. Plus particulièrement, l'invention concerne un élément de siège comprenant - une structure, - une matelassure portée par la structure, présentant une face d'appui destinée à recevoir un occupant générant un champ de pression dans l'élément de siège selon une direction d'application, et - au moins un capteur de présence, présentant une 15 première face orientée vers la face d'appui et disposée pour être soumise au champ de pression exercé par l'occupant, et une deuxième face opposée à la première face, ce capteur étant adapté pour émettre un signal lorsque sa première face est soumise audit champ de 20 pression. De tels éléments de siège, tels des assises ou des dossiers de siège, sont connus et présentent des capteurs généralement implantés en surface dans l'élément de siège, directement sous une coiffe d'habillage souple, recouvrant 25 la matelassure et recevant l'occupant. Un occupant assis dans le siège génère un champ de pression dans l'élément de siège, et applique ainsi une pression sur les capteurs de présence, de sorte qu'un signal est émis par le capteur de présence, et ce signal détermine la présence d'un occupant 30 dans le siège. La sensibilité de ces capteurs est cependant telle qu'il est nécessaire de les positionner directement sous la coiffe. Ce mode d'intégration présente notamment les inconvénients suivants - il dégrade le confort du siège, - il diminue la tenue en endurance de la coiffe de l'élément de siège, et - le capteur présente une sensibilité variable suivant la nature de la coiffe d'habillage dont est revêtu l'élément de siège. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, on prévoit selon l'invention, un élément de siège qui, outre les caractéristiques déjà 10 mentionnées, est caractérisé en ce qu'il comprend un composant rigide, comportant une portion d'appui située à proximité de la deuxième face du capteur et adaptée pour exercer une réaction sur au moins une partie de la deuxième face du capteur, lorsque ledit champ de pression est généré 15 dans l'élément de siège, le capteur étant monté dans l'élément de siège entre le composant rigide et la face d'appui. Grâce à ces dispositions, il suffit d'appliquer une très faible pression sur le capteur pour que celui-ci 20 génère un signal, indépendamment des matériaux de coiffe utilisés. On peut alors envisager d'éloigner le capteur de présence de la surface d'appui, par exemple afin de placer directement sous la coiffe une nappe chauffante ou autre tout en évitant des interactions entre ladite nappe 25 chauffante et les capteurs, interactions qui pourraient nuire au bon fonctionnement du système. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le capteur et le composant rigide sont compris dans la matelassure et le composant rigide comporte un élément rigide étendu, adapté pour prendre appui sur la matelassure; - le composant rigide comprend en outre au moins 35 un élément rigide ponctuel en contact avec la matelassure, dont au moins une dimension dans un plan orthogonal à la direction d'application du champ de pression au niveau du capteur est d'étendue inférieure à l'étendue du capteur dans ce plan, de sorte que l'élément rigide étendu soit compris entre le capteur et l'élément rigide ponctuel; - le capteur et le composant rigide sont compris entre la matelassure et la structure de l'élément de siège, et le composant rigide comporte un élément rigide étendu, adapté pour prendre appui sur la structure; - la portion d'appui du composant rigide comporte au moins un élément rigide ponctuel, situé entre l'élément rigide étendu et le capteur et dont au moins une dimension dans un plan orthogonal à la direction d'application de la pression au niveau du capteur est d'étendue inférieure à 15 l'étendue du capteur dans ce plan; - l'élément de siège comprend en outre au moins un élément rigide latéral, agencé pour encadrer le capteur selon une direction orthogonale à la direction d'application du champ de pression; 20 - le capteur comprend: * une première couche, présentant une face externe de première couche, destinée à être soumise à la pression exercée par un occupant, et une face interne de première couche sur laquelle est monté un premier élément 25 conducteur, et * une deuxième couche, présentant une face interne de deuxième couche placée en regard de la face interne de la première couche, et sur laquelle est monté un deuxième élément conducteur, en regard du premier élément 30 conducteur, et une face externe de deuxième couche, le capteur étant adapté pour que le champ de pression généré par l'occupant soit exercé sur la face externe de première couche et la réaction soit exercée sur la face externe de deuxième couche et que ces deux champs 35 de pression amènent les deux éléments conducteurs en contact - l'élément de siège comprend au moins deux capteurs, inclus entre deux feuillets souples pour former une nappe de capteurs; - un élément rigide commun constitue la portion d'appui du composant rigide d'au moins deux capteurs; - les capteurs sont séparés par au moins un élément rigide intercalaire monté entre lesdits capteurs; - la nappe de capteurs comprend en outre un 10 élément souple situé à proximité de la face externe de la première couche, et agencé pour répartir la pression exercée par l'occupant sur une grande surface de la première face du capteur. Selon un autre aspect, l'invention concerne un 15 dispositif de détection pour un élément de siège comprenant: - au moins un capteur de présence, présentant une première face, et une deuxième face opposée à la première face, ce capteur étant adapté pour émettre un signal 20 lorsque sa première face est soumise à un champ de pression, et - au moins un composant rigide comportant une portion d'appui située à proximité de la deuxième face du capteur et adaptée pour exercer une réaction sur au moins 25 une partie de la deuxième face du capteur, lorsque ladite première face est soumise au champ de pression. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de plusieurs de ses modes de réalisation donnés à titre d'exemples non 30 limitatifs. L'invention sera également mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels: - la figure 1 représente un siège de véhicule équipé de capteurs de présence, - la figure 2 représente une nappe de capteurs, - les figures 3a, 3b et 3c représentent un capteur en cours d'utilisation, vu en coupe selon la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 représente un capteur pour un siège selon l'invention, - la figure 5 représente un deuxième exemple de capteur pour un siège selon l'invention, - la figure 6 représente une nappe de capteurs, selon un troisième exemple, destinée à être montée dans un 10 élément de siège selon l'invention, - la figure 7 représente un élément de siège selon l'invention selon un quatrième exemple, et - la figure 8 représente un élément de siège selon l'invention, selon un cinquième exemple. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un siège, comportant une assise 1 de siège sur laquelle un occupant 2 peut prendre place. Il faut noter que l'invention décrite ici n'est pas 20 limitée aux assises de siège, et s'applique à tout autre élément de siège susceptible d'être muni d'un capteur de présence, tel que par exemple un dossier de siège, un appui-tête de siège, un accoudoir ou autre. L'assise 1 comporte sur sa partie supérieure une 25 coiffe d'habillage souple 3, constituée de matériaux de types variables selon le siège considéré (par exemple textile, cuir, etc.) et recouvrant un garnissage 4 tel qu'une matelassure de mousse synthétique ou autre, qui est supportée par une structure résistante. Cette structure 30 résistante comprend, par exemple, une armature rigide (non représentée) sur laquelle est montée une nappe de suspension 21 élastique, réalisée par exemple en fils métalliques, qui porte le garnissage 4. Directement sous la coiffe 3, ou placées à 35 l'intérieur du garnissage 4, se trouvent une ou plusieurs nappes 5 de capteurs de présence. Les capteurs de présence sont traditionnellement agencés en de telles nappes 5, d'épaisseur inférieure au millimètre, telles que représentées sur la figure 2, mais pourraient aussi bien 5 être agencés individuellement à différents endroits de l'assise 1. La figure 2 représente une telle nappe 5 de capteurs, vue de haut sur la figure 1, et munie de plusieurs capteurs 6, par exemple au nombre de six, et 10 pouvant notamment présenter chacun une forme cylindrique aplatie dont les faces sont sensiblement parallèles à la face d'appui de l'élément de siège (en l'occurrence, la face supérieure). Dans l'exemple représenté ici, ces capteurs sont 15 reliés entre eux par un premier fil électrique 7, relié au pôle plus d'un générateur électrique, et par un deuxième fil électrique 8, relié au pôle moins du générateur électrique. L'un ou l'autre de ces fils peut également être relié à un ohmmètre. Au repos, lorsqu'ils ne sont pas 20 sollicités, les capteurs de présence 6 présentent une importante résistance, de sorte qu'aucun courant ne peut passer à travers ces capteurs. Le principe de fonctionnement de ces capteurs est représenté selon une vue en coupe, selon la ligne III-III, 25 sur les figures 3a à 3c. Ces figures représentent un type particulier de capteurs, mais d'autres types de capteurs pourraient être utilisés selon l'invention, notamment du type permettant de mettre en contact des éléments conducteurs sous l'action d'une pression. La figure 3a représente un capteur 6 au repos. Ce capteur est par exemple de forme cylindrique, ou autre, et d'épaisseur comprise environ entre 0,1 mm et 0,5 mm. Il se compose entre autres: - d'une première couche 9, constituée par exemple 35 d'un matériau synthétique souple, destinée à recevoir sur sa face externe 29, d'étendue Sie, une pression selon une direction globalement normale à la surface de cette première couche 9, et raccordée à l'enveloppe 17 de la nappe 5 de capteurs, et présentant en outre une face 5 interne 24, orientée vers l'intérieur du capteur 6, d'étendue Sli, - d'une deuxième couche 10, constituée par exemple d'un matériau synthétique souple, présentant une face externe d'étendue S2e, et une face interne d'étendue 10 S2i, orientée vers l'intérieur du capteur 6, et - d'une couche intercalaire 11, constituée par exemple d'un matériau synthétique souple, placée entre les première 9 et deuxième 10 couches; cette couche intercalaire peut par exemple être annulaire et d'étendue 15 inférieure aux première et deuxième couches de sorte qu'elle permet de définir un espace de recouvrement 27 dans lequel à la fois la première 9 et la deuxième 10 couches sont en contact avec la couche intercalaire 11, et un espace interne libre 12 dans lequel les faces internes de 20 la première couche et de la deuxième couche 24, 26 ne sont pas en contact avec la couche intercalaire et sont normalement écartées l'une de l'autre. Les faces internes des première et deuxième couches 24, 26 sont respectivement munies d'un premier 13 et d'un 25 deuxième 14 éléments conducteurs au niveau de l'espace interne libre. Ces premier 13 et deuxième 14 éléments conducteurs, d'étendues respectives Si, et S2c sont par exemple d'étendue inférieure ou égale à l'étendue de l'espace interne libre 12. Ils sont de plus respectivement 30 reliés au premier 7 et au deuxième 8 fils électriques. Par exemple, dans le cas d'un capteur cylindrique, le capteur 6 est constitué par l'empilement d'une première couche cylindrique 9, de la couche intercalaire 11, en forme de couronne, et de la deuxième couche 10 cylindrique 35 de sorte que l'espace creux situé au centre de la couronne de la couche intercalaire 11 constitue l'espace interne libre 12, de forme également cylindrique, et dont les faces circulaires sont constituées en tout ou partie par les premier 13 et deuxième 14 éléments conducteurs. Bien 5 entendu, toute forme de capteur permettant de mettre en regard à une distance donnée deux éléments conducteurs, peut être utilisée dans le cadre de l'invention. Comme représenté sur la figure 3b, lorsqu'une forte pression s'exerce sur le capteur 6, celui-ci se déforme et 10 l'espace intérieur libre 12 est comprimé jusqu'à ce que les premier 13 et deuxième 14 éléments conducteurs entrent en contact, ce qui permet à un courant de circuler entre le premier 7 et le deuxième 8 fil électrique. L'ohmmètre détecte alors une chute de résistance de la nappe, ce qui 15 signifie que le siège est occupé. Néanmoins, et comme représenté sur la figure 3c, lorsqu'une pression trop faible s'exerce sur le capteur 6, la première couche 9 n'est pas suffisamment déformée pour compenser le déplacement ou les déformations de la deuxième 20 couche 10, de sorte que les premier 13 et deuxième 14 éléments conducteurs ne rentrent pas en contact, et qu'aucun courant ne passe. Ce phénomène est fréquent chez les capteurs de l'art antérieur. Pour obtenir un fort degré de sensibilité du 25 capteur 6, même lorsqu'une pression faible lui est appliquée, l'élément de siège se compose, outre le capteur 6 précédemment décrit, d'un composant rigide 15, placé à proximité de la deuxième couche du capteur 10. Ce composant rigide 15 est par exemple monté sur la matelassure 4 du 30 siège ou relié à la structure de l'élément de siège, comme explicité par la suite. Ainsi, lorsqu'une pression s'exerce sur la première couche 9 du capteur 6, le déplacement du capteur 6 dans la direction de pression amène la deuxième couche du capteur 6 au contact du composant rigide 15, peu 35 mobile, qui applique une pression de réaction sur la deuxième couche 10 du capteur, dans un sens opposé au sens d'application de la première pression, de sorte que les premier 13 et deuxième 14 éléments conducteurs soient amenés en contact. Dans le premier exemple de la figure 4, le composant rigide 15 comporte un élément rigide étendu 16, par exemple présentant une forme cylindrique de rayon environ égal au rayon du capteur 6, mais pouvant être moins étendu, ou encore une plaque de forme non cylindrique. Cet 10 élément rigide étendu 16 est monté à proximité de la deuxième couche 10 et peut être placée dans la matelassure 4 ou sous celle-ci. Le composant rigide 15 peut comporter en outre un élément rigide ponctuel 18a situé, dans ce premier mode de réalisation, entre l'élément rigide étendu 15 16 et la deuxième couche 10 du capteur 6, et présentant par exemple une forme bombée, d'épaisseur maximale au niveau de l'espace intérieur libre 12. Cet élément rigide ponctuel 18a peut éventuellement être fixé à l'élément rigide étendu 16. Eventuellement, les éléments rigides étendu 16 et 20 ponctuel 18a sont constitués par une pièce unique. Ces éléments rigides peuvent être réalisés à partir de matériaux plastiques durs, voire de métal. La figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'une partie d'un élément de siège selon 25 l'invention. Dans ce mode de réalisation, le composant rigide 15 comporte, outre l'élément rigide étendu 16 et l'élément rigide ponctuel 18a, un élément latéral 20, placé entre le capteur 6 et le bord de la nappe de capteurs 5. La figure 6 représente un troisième mode de 30 réalisation de l'invention. La figure 6 représente plus spécifiquement deux capteurs 6 intégrés côte à côte dans une nappe 5 de capteurs. Chaque capteur 6 présente un élément souple 19, optionnel, situé à proximité de la première couche 9 du capteur 6, et destiné à homogénéiser 35 la pression sur lesdites cellules. Les autres éléments constitutifs du capteur 6 situé sur la gauche de la figure 6 ont déjà été décrits sur la figure 5. Le capteur de droite sur la figure 6 présente un élément rigide ponctuel 18b différent, par exemple sphérique, ou cylindrique dans 5 une direction perpendiculaire au plan de la coupe de la figure 6, et n'étant pas nécessairement situé en regard du centre de l'espace intérieur 12. Ainsi, tout type d'élément rigide ponctuel 18a, 18b est susceptible d'être utilisé. Les deux capteurs sont de plus séparés par un élément 10 rigide intercalaire 20, directement en contact avec la face latérale 23 des capteurs, et par exemple réalisé dans le même matériau que les éléments rigides étendu 16 ou ponctuel 18a, 18b. Cet élément rigide intercalaire est placé de façon optionnelle dans la nappe 5, et est destiné 15 à limiter la pression globale sur la nappe de capteurs 5. On peut bien sr imaginer que le capteur comporte en outre des éléments rigides latéraux 20, tels que représentés sur la figure 5, auquel cas l'élément rigide intercalaire 20 et l'élément rigide latéral 20 de la figure 5 peuvent être 20 constitués par un même élément. Dans cet exemple de réalisation, un élément rigide ponctuel 18b peut par exemple s'étendre indifféremment sous un seul capteur 6, ou sous plusieurs capteurs. Par exemple, l'élément rigide ponctuel 18b sur la droite de la figure 6 25 est cylindrique et s'étend jusqu'à un autre capteur 6 (non visible), situé derrière le capteur représenté sur la droite de la figure 6. La figure 7 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, outre les 30 capteurs 6, l'élément souple 19, optionnel, et l'élément rigide intercalaire 20, également optionnel, tous déjà décrits, l'élément de siège présente un élément rigide étendu 16, tel que décrit précédemment, mais présentant la particularité de s'étendre entre les éléments rigides 35 ponctuels 18a, 18b et la deuxième couche 10 de capteur. De même, les éléments ponctuels 18a, 18b ne sont pas nécessairement centrés sur les capteurs 6, ni sur les espaces intérieurs libres 12 des capteurs 6. La figure 7 représente en outre le positionnement 5 de la nappe de capteurs dans l'élément de siège, entre la coiffe 3 et la nappe de suspension 21 de l'élément de siège. Bien entendu, un tel positionnement d'une nappe de capteurs n'est pas spécifique à ce mode de réalisation, mais est valable pour tous les modes de réalisation 10 précédemment présentés. Bien entendu, tout ou partie de la nappe de capteurs peut être surmoulé de matière plastique de préférence souple, ou le cas échéant inclus dans la mousse formant la matelassure de l'élément de siège. On peut s'affranchir de fixer des éléments rigides ponctuels l8a, l8b dans la matelassure de l'élément de siège, en profitant avantageusement des discontinuités offertes par la structure du siège 21, tel que représenté sur la figure 8. En plaçant la nappe de capteurs en regard 20 de telles discontinuités, par exemple en adaptant la distance entre les capteurs à l'écart existant entre deux fils parallèles de la nappe de suspension 21 on peut utiliser les discontinuités locales de la structure du siège 21 comme des éléments rigides ponctuels l8b du 25 capteur. Il n'est néanmoins pas nécessaire que les capteurs soient situés très précisément vis-à-vis de la nappe de suspension. On réalise ainsi un élément de siège muni de capteurs de présence, par exemple disposés en nappe, et 30 sensibles à de très faibles gradients de pression à l'intérieur du siège. REVENDICATIONS 1. Elément de siège (1) comprenant - une structure (21), - une matelassure (4) portée par la structure 5 (21), présentant une face d'appui (28) destinée à recevoir un occupant générant un champ de pression dans l'élément de siège (1) selon une direction d'application, et - au moins un capteur de présence (6), présentant une première face (29) orientée vers la face 10 d'appui (28) et disposée pour être soumise au champ de pression exercé par l'occupant, et une deuxième face (25) opposée à la première face (29), ce capteur étant adapté pour émettre un signal lorsque sa première face (29) est soumise audit champ de pression, caractérisé en ce que l'élément de siège (1) comprend un composant rigide (15), comportant une portion d'appui située à proximité de la deuxième face (25) du capteur (6) et adaptée pour exercer une réaction sur au moins une partie de la deuxième face (25) du capteur (6), 20 lorsque ledit champ de pression est généré dans l'élément de siège, le capteur (6) étant monté dans l'élément de siège entre le composant rigide (15) et la face d'appui (28). 2. Elément de siège selon la revendication 1, dans 25 lequel le capteur (6) et le composant rigide (15) sont compris dans la matelassure (4) et dans lequel le composant rigide (15) comporte un élément rigide étendu (16), adapté pour prendre appui sur la matelassure (4). 3. Elément de siège selon la revendication 2, dans 30 lequel le composant rigide (15) comprend en outre au moins un élément rigide ponctuel (18a, 18b) en contact avec la matelassure (4) , dont au moins une dimension dans un plan orthogonal à la direction d'application du champ de pression au niveau du capteur (6) est d'étendue inférieure 35 à l'étendue du capteur (6) dans ce plan, de sorte que l'élément rigide étendu (16) soit compris entre le capteur (6) et l'élément rigide ponctuel (18a, 18b). 4. Elément de siège selon la revendication 1, dans lequel le capteur (6) et le composant rigide (15) sont 5 compris entre la matelassure (4) et la structure (21) de l'élément de siège, et dans lequel le composant rigide (15) comporte un élément rigide étendu (16), adapté pour prendre appui sur la structure (21). 5. Elément de siège selon l'une quelconque des 10 revendications 2, 3 ou 4, dans lequel la portion d'appui du composant rigide (15) comporte au moins un élément rigide ponctuel (18a, 18b), situé entre l'élément rigide étendu (16) et le capteur (6) et dont au moins une dimension dans un plan orthogonal à la direction d'application de la 15 pression au niveau du capteur (6) est d'étendue inférieure à l'étendue du capteur (6) dans ce plan. 6. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un élément rigide latéral (20), agencé pour encadrer le 20 capteur (6) selon une direction orthogonale à la direction d'application du champ de pression. 7. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur (6) comprend: - une première couche (9), présentant une face externe de première couche (29), destinée à être soumise à la pression exercée par un occupant, et une face interne (24) de première couche sur laquelle est monté un premier élément conducteur (13), et - une deuxième couche (10), présentant une face interne (26) de deuxième couche placée en regard de la face interne de première couche (9), et sur laquelle est monté un deuxième élément conducteur (14), en regard du premier élément conducteur (13), et une face externe (25) de 35 deuxième couche, le capteur étant disposé pour que le champ de pression généré par l'occupant soit exercé sur la face externe de la première couche (9) et la réaction soit exercée sur la face externe de deuxième couche et que ces 5 deux champs de pression amènent les deux éléments conducteurs (13, 14) en contact. 8. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins deux capteurs (6), inclus entre deux feuillets souples pour 10 former une nappe (5) de capteurs. 9. Elément de siège selon la revendication 8, dans lequel un élément rigide commun constitue la portion d'appui du composant rigide (15) d'au moins deux capteurs (6). 10. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, dans lequel les capteurs (6) sont séparés par au moins un élément rigide intercalaire (20) monté entre lesdits capteurs (6). 11. Elément de siège selon l'une quelconque des 20 revendications 8 à 10, dans lequel la nappe (5) de capteurs comprend en outre un élément souple (19) situé à proximité de la face externe de la première couche (9), et agencé pour répartir la pression exercée par l'occupant sur une grande surface de la première face du capteur (6). 12. Dispositif de détection pour un élément de siège (1) selon la revendication 1, comprenant: - au moins un capteur de présence (6), présentant une première face (23) et une deuxième face (25) opposée à la première face (23), ce capteur étant adapté pour émettre 30 un signal lorsque sa première face (23) est soumise à un champ de pression, et - au moins un composant rigide (15) comportant une portion d'appui située à proximité de la deuxième face (25) du capteur (6) et adaptée pour exercer une réaction sur au 35 moins une partie de la deuxième face (25) du capteur (6), lorsque ladite première face est soumise au champ de pression.