Brevet FR2871118A1 — publié le 20051209

Système et procédé de caractérisation de l'occupation d'un élément de siège de véhicule, et élément de siège pour un tel système La présente invention est relative aux systèmes et procédés de caractérisation de l'occupation d'un élément de siège de véhicule, et aux éléments de siège pour un tel système. En particulier, l'invention concerne un système de 10 caractérisation de l'occupation d'un élément de siège de véhicule automobile comprenant: - un élément de siège de véhicule comportant une face externe avec une portion d'occupation correspondant à une 15 surface prédéfinie d'appui pour un occupant ou un objet destiné à prendre place sur l'élément de siège et dont la forme est prédéterminée, une portion libre distincte de la portion d'occupation, et une portion frontière entre les portions libre et d'occupation, et - au moins un capteur de présence positionné dans l'élément de siège, chaque capteur générant un signal représentatif d'une présence au niveau de ce capteur, et - des moyens de traitement des signaux émis par chacun des capteurs. Depuis quelques temps, il a été proposé de détecter la présence d'un occupant d'un siège automobile, par exemple pour déclencher le gonflement d'un sac de sécurité 30 gonflable en cas de choc. Le document WO00/25,098 décrit un exemple d'un siège muni de tels éléments de siège avec des capteurs de présence en regard de zones caractéristiques par exemple 25 au niveau des jambes, du dos, des épaules et de la tête . Ainsi, de tels capteurs de présence ont été jusqu'à aujourd'hui placés directement dans une portion d'occupation du siège, celle là même qui est censée recevoir l'occupant. Ces capteurs de présence permettent généralement de détecter si oui ou non le siège est occupé, voire d'estimer le poids de l'occupant, ou au mieux un paramètre postural de l'occupant. Néanmoins, des problèmes se posent lorsque l'élément de siège est muni d'autres dispositifs dans la portion d'occupation. Par exemple, il existe des problèmes de compatibilité entre une nappe chauffante, placée dans la portion d'occupation, et de tels capteurs de présence. La présente invention a notamment pour but de pallier au moins partiellement ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, on prévoit un système de caractérisation tel que décrit plus haut essentiellement caractérisé en ce qu'au moins la portion frontière est munie d'au moins un capteur de présence. Grâce à ces dispositions, on obtient, sans problèmes de compatibilité, une information sur l'occupation de portions de sièges distinctes des portions normalement occupées et sur la forme de la surface d'appui de l'occupant ou de l'objet présent sur le siège. Il peut éventuellement en être déduit qui occupe le siège, que ce soit un objet lourd, un conducteur de taille ou poids moyen, un adolescent ou un enfant, etc. On peut alors par exemple paramétrer des mesures de sécurité ou de confort appropriées. Dans des modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la portion d'occupation et la portion libre sont également munies chacune d'au moins un capteur de présence; - les moyens de traitement sont adaptés pour réaliser une cartographie de l'occupation de l'élément de siège; - le système comprend au moins deux capteurs de présence, et chaque capteur comprend une première électrode et une deuxième électrode, chaque première électrode étant connectée aux autres pour générer un signal représentatif de l'occupation de l'élément de siège, - lesdits capteurs sont des capteurs capacitifs, - l'élément de siège comprend en outre une nappe chauffante dans la portion d'occupation, - les moyens de traitement sont adaptés pour 15 déterminer, à partir des signaux qu'ils reçoivent, une classe d'occupant de siège. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de caractérisation de l'occupation d'un élément de siège de véhicule comportant: - une face externe avec une portion d'occupation correspondant à une surface prédéfinie d'appui pour un occupant ou un objet destiné à prendre place sur l'élément de siège et dont la forme est prédéterminée, 25. une portion libre distincte de la portion d'occupation, et une portion frontière entre les portions libre et d'occupation, et - au moins un capteur de présence positionné dans l'élément de siège générant un signal représentatif d'une présence au niveau de ce capteur, et placé dans la portion frontière, ledit véhicule comprenant des moyens de traitement des signaux émis par chacun des capteurs pour réaliser une cartographie de l'occupation de l'élément de siège, ce procédé comprenant des étapes au cours desquelles (a) pour chaque capteur, on détecte un signal représentatif d'une présence dans le siège au niveau de ce capteur, et (b) on génère une cartographie d'occupation de l'élément de siège. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à la disposition suivante: - la cartographie générée est comparée à au moins un modèle de classe d'occupant de siège pour en déduire l'éventuelle appartenance de l'occupant ou de l'objet à cette classe. Selon un autre aspect, l'invention concerne un élément de siège de véhicule comportant: - une face externe avec une portion d'occupation correspondant à une surface prédéfinie d'appui pour un occupant ou un objet destiné à prendre place sur l'élément de siège et dont la forme est prédéterminée, une portion libre distincte de la portion d'occupation, et une portion frontière entre les portions libre et d'occupation, et - au moins un capteur de présence positionné dans l'élément de siège générant un signal représentatif d'une présence au niveau de ce capteur et placé dans la portion frontière, et - des moyens de connexion à des moyens de traitement des signaux émis par chacun des capteurs pour réaliser une cartographie de l'occupation de l'élément de siège. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue de côté partiellement écorchée d'un siège de véhicule recevant un occupant, - la figure 2 est une vue de détail en perspective d'une assise de siège selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique plane d'un capteur capacitif susceptible d'être utilisé dans le cadre de l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus d'un exemple d'implantation de capteurs selon l'invention, et - la figure 5 est un diagramme représentatif d'une unité centrale utilisable dans le cadre de l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente de côté un véhicule 1, tel qu'un véhicule automobile comprenant un siège 2 tel qu'un siège monoplace ou une banquette comprenant de manière générale une assise 3 et un dossier 4 éventuellement muni d'un appuie-tête 4a, dans lequel un occupant 5 peut venir s'asseoir. L'occupant 5, conducteur ou passager, a généralement ses jambes disposées sur l'assise 3, tandis que son dos repose sur le dossier 4, sa tête reposant éventuellement sur l'appuie-tête 4a. L'assise 2, comme le dossier 4, se compose généralement d'une structure rigide (non représentée) du type armature, baquet, ou autre, sur laquelle est déposée et fixée une matelassure 6 de type mousse de polyuréthane recouverte d'une coiffe d'habillage 7 de type cuir, textile, ou autre. Le dossier 4 présente généralement les mêmes éléments de matelassure 6 et de coiffe 7. L'assise peut être directement montée sur le plancher 8 du véhicule, ou par l'intermédiaire de glissières 9, une ou plusieurs paires de biellettes (non représentées), ou autre. La figure 2 représente en perspective la face externe 3a supérieure d'un élément de siège, ici l'assise 3. Celle-ci comporte par exemple un coussin central 10 disposé entre deux boudins latéraux lla, llb, tous en mousse polyuréthane, recouverts de la coiffe d'habillage 7 (non représentée). On représente en 12 la portion d'occupation géométrique de la surface externe 3a de l'assise 3 qui est destinée à être occupée par un occupant de taille et poids moyens positionné dans une position normale d'occupation du siège. Cet occupant correspond par exemple à un modèle standard prédéfini (par exemple un homme d'1 m 80 pour 80 kg, ou autre) pour lequel on prédétermine une forme de surface d'appui sur l'élément de siège considéré. La portion d'occupation est donc également prédéterminée. A des fins de compréhension, cette portion d'occupation 12 est délimitée par les traits 13 représentant le profil des jambes et du bassin de l'occupant. La partie extérieure à la portion d'occupation 12, ci-après appelée portion libre 14 correspond globalement à la partie de la surface externe 3a de l'assise 3 sur laquelle un occupant de siège de taille et poids moyens n'est pas censé se trouver en position normale d'occupation. Tous les occupants n'étant pas des adultes de taille et poids moyens, on peut en outre définir géométriquement une portion frontière 15 (matérialisée par des petits points sur la figure 2) située entre, d'une part, les traits 13 et les traits 16 sensiblement parallèles aux traits gras 13, en étant "décalés, vers l'extérieur" de quelques millimètres à quelques centimètres par rapport à ceux-ci. On définit ainsi géométriquement pour l'assise une portion d'occupation 12, une portion libre 14 et une portion frontière 13 pour un occupant adulte de taille moyenne. Bien entendu, le même découpage géométrique pourrait être effectué pour le dossier ou l'appuie-tête du siège. Dans le cadre de l'invention, on cherche à déterminer qui d'un occupant adulte, d'un enfant, d'un objet lourd, ou autre, occupe le siège, afin de commander la régulation automatique de certains paramètres confort du véhicule, d'adapter les paramètres de sécurité à l'occupant effectivement présent dans le siège, ou autre. A cette fin, on place dans l'assise 3 (le dossier 4, l'appuie-tête 4a, ou autre) une série de capteurs tels que le capteur capacitif représenté sur la figure 3. Ce type de capteur, de faible étendue, notamment dont la surface est très inférieure à celle d'une portion d'occupation 12, peut être facilement implanté entre la coiffe 7 et la matelassure 6, ou plus profondément dans ou sous la matelassure du siège. Un tel capteur capacitif se compose d'une première électrode 17 par exemple sous la forme d'une plaque métallique circulaire d'environ 1 centimètre de rayon sur laquelle est placée une deuxième électrode 18 sous la forme par exemple d'un fil métallique circulaire d'environ 1/2 centimètre de rayon isolés l'un de l'autre par un isolant tel qu'une gaine plastique isolante 19. On dispose, dans le siège ou ailleurs, dans le véhicule, de moyens de traitement tels qu'une unité centrale de calcul 20, par exemple sous la forme d'un microprocesseur adapté pour générer des différences de potentiels entre les électrodes 17, 18 de chaque capteur 21, de façon à générer un champ électrique vers l'extérieur du siège qui permette de détecter à l'exact emplacement du capteur 21 dans l'assise 3 la présence ou non de quelque chose sur l'assise. Chaque capteur 21 est connecté aux moyens de traitement 20 par l'intermédiaire de moyens de connexion 20a. Dans le cadre de l'invention, on pourrait bien entendu utiliser tous types de capteurs permettant, de manière très localisée, de détecter la présence ou non de quelque chose à la verticale de chacun de ces capteurs 21. Du fait de la présence ou non de quelque chose à la verticale du capteur, la permittivité de l'environnement du capteur est changée, et le signal mesuré en sortie du capteur en réponse à l'excitation provoquée par l'unité centrale 20 est relatif à la présence ou non de quelque chose au niveau du capteur, c'est-à-dire au droit de celui-ci ou dans son proche voisinage. Le signal est mesuré par une unité centrale, qui 20 est par exemple la même unité centrale 20 que celle émettant les signaux. La figure 4 représente maintenant de dessus l'assise 3 selon un mode illustratif d'implantation des capteurs. L'assise 3 est par exemple en outre munie d'une nappe chauffante 22 (délimitée par les pointillés 22a) s'étendant principalement dans la portion d'occupation de l'assise. On peut identifier trois catégories de capteurs sur la figure 4. Par exemple, les capteurs 21a les plus centraux sont situés dans la portion d'occupation 12 relative à un occupant de siège. Les capteurs 21b sont situés sur les bords du coussin central de l'assise et sont donc situés dans la portion frontière 13, juxtaposant la nappe chauffante 22. Enfin, les capteurs 21c sont situés à l'extérieur de la portion frontière, dans la portion libre 14. Selon un mode de réalisation, les premières électrodes 17 de chaque capteur sont toutes reliées entre elles, de sorte que le signal généré vers l'unité centrale 20 correspond à la somme des signaux émis par chacune des premières électrodes 17. Ce signal permet de déterminer la présence ou non de quelque chose dans le siège. En outre, les signaux fournis par chacune des deuxièmes électrodes 18 parviennent de manière indépendante à l'unité centrale 20, tel qu'explicité maintenant en faisant référence à la figure 5. A ce titre, l'unité centrale 20 comporte des moyens de détection 23 capables de lire les signaux émis par les différents capteurs 21a, 21b, 21c, des moyens de calculs 24 aptes à traiter les signaux lus par les moyens de détection 23 à partir de données relatives à chaque capteur contenues dans une première mémoire 25 contenant un ou plusieurs poids relatif à chaque capteur, des moyens de reconnaissance 26 adaptés pour former, à partir des calculs effectués par les moyens de calcul 24, une "image" de ce qui occupe le siège. On dispose en outre d'une deuxième mémoire 27 comprenant des modèles de classe de choses typiques susceptibles d'occuper le siège, tel que par exemple un adulte, un enfant, un siège bébé, ou autre. Au cours du procédé de caractérisation de l'état d'occupation du siège, au cours duquel on génère une cartographie du siège, les signaux lus par les moyens de détection 23 sont transmis à l'unité de calcul 24 qui applique aux différents signaux les pondérations contenues dans les premiers moyens de mémoire 25. Ces pondérations sont déterminées à l'avance en fonction, bien entendu, de la position du capteur dans le siège, mais également par exemple de la nature des matériaux de la matelassure, de la coiffe, et des propriétés électrostatiques du siège. Le calcul effectué par l'unité de calcul 24 permet de déterminer si oui ou non, ou avec quelle probabilité, quelque chose se situe directement à la verticale d'un capteur donné. Ces informations sont transmises à l'unité de reconnaissance 26 qui compare la cartographie établie par l'unité de calcul 24 à une série de cartographies présentes dans la deuxième mémoire 27, et correspondant chacune par exemple à un occupant, à un enfant, un adolescent, ou autre, tel que précédemment listé. Si l'unité de reconnaissance a fait le lien entre la cartographie calculée et les modèles présents dans la deuxième mémoire 27, elle détermine ainsi qu'un occupant, un enfant, un adolescent, ou autre, est présent dans le siège. Sinon, elle conclut à la présence par exemple d'un objet lourd dans le siège, ne nécessitant pas nécessairement le déclenchement d'un airbag en cas de choc. En n'utilisant qu'un nombre très limité de capteurs en des endroits soigneusement choisis pour permettre de déterminer la nature de l'occupant du siège, on minimise les problèmes de compatibilité par exemple avec des nappes chauffantes, car l'information pertinente obtenue est principalement obtenue aux endroits qui ne sont pas occupés par un occupant adulte de taille moyenne, et donc où la nappe chauffante n'est pas placée. Le nombre, la position des capteurs, ainsi que leur répartition dans les portions d'occupation, libre ou frontière, dépend du type de siège (siège avant ou arrière), du type d'élément de siège (assise, dossier, accoudoir, appui-tête), des zones de l'élément de siège que l'on souhaite sonder en relation avec les fonctions des équipements utilisant les informations d'occupation (un coussin gonflable latéral ne nécessite pas une répartition symétrique des capteurs dans un siège), etc. La cartographie accessible grâce aux informations issues des capteurs peut donc n'être que partielle par rapport à l'ensemble de l'élément de siège dans lequel les capteurs sont implantés. REVENDICATIONS 1. Système de caractérisation de l'occupation d'un élément de siège de véhicule automobile, comprenant: - un élément de siège de véhicule comportant une face externe (3a) avec une portion d'occupation (12) correspondant à une surface prédéfinie d'appui pour un occupant ou un objet destiné à prendre place sur l'élément de siège et dont la forme est prédéterminée, une portion libre (14) distincte de la portion d'occupation (12), et une portion frontière (13) entre les portions libre (14) et d'occupation (12), et - au moins un capteur de présence (21,21a,21b,21c) positionné dans l'élément de siège, chaque capteur (21,21a,21b,21c) générant un signal représentatif d'une présence au niveau de ce capteur, et - des moyens de traitement (20) des signaux émis 20 par chacun des capteurs, caractérisé en ce qu'au moins la portion frontière (13) est munie d'au moins un capteur de présence (21b). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel la portion d'occupation (12) et la portion libre (14) sont également munies chacune d'au moins un capteur de présence (21a, 21c). 3. Système selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les moyens de traitement (20) sont adaptés pour réaliser une cartographie de l'occupation de l'élément de siège. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins deux capteurs de présence, et dans lequel chaque capteur (21) comprend une première électrode et une deuxième électrode, chaque première électrode étant connectée aux autres pour générer un signal représentatif de l'occupation de l'élément de siège. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits capteurs (21) sont des capteurs capacitifs. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de siège comprend en outre une nappe chauffante dans la portion d'occupation (12). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de traitement (20) sont adaptés pour déterminer, à partir des signaux qu'ils reçoivent, une classe d'occupant de siège. 8. Procédé de caractérisation de l'occupation d'un élément de siège de véhicule comportant: - une face externe (3a) avec une portion d'occupation (12) correspondant à une surface prédéfinie d'appui pour un occupant ou un objet destiné à prendre place sur l'élément de siège et dont la forme est prédéterminée, une portion libre (14) distincte de la portion d'occupation (12), et une portion frontière (13) entre les portions 25 libre (14) et d'occupation (12), et - au moins un capteur de présence (21,21a,21b,21c) positionné dans l'élément de siège générant un signal représentatif d'une présence au niveau de ce capteur, et placé dans la portion frontière (13), ledit véhicule comprenant des moyens de traitement (20) des signaux émis par chacun des capteurs pour réaliser une cartographie de l'occupation de l'élément de siège, ce procédé comprenant des étapes au cours desquelles (a)pour chaque capteur, on détecte un signal représentatif d'une présence dans le siège au niveau de ce capteur, et (b)on génère une cartographie d'occupation de l'élément de siège. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la cartographie générée est comparée à au moins un modèle de classe d'occupant de siège pour en déduire l'éventuelle appartenance de l'occupant ou de l'objet à cette classe. 10. Elément de siège de véhicule automobile, comprenant: - une face externe (3a) avec une portion d'occupation (12) correspondant à une surface prédéfinie d'appui pour un occupant ou un objet destiné à prendre place sur l'élément de siège et dont la forme est prédéterminée, une portion libre (14) distincte de la portion d'occupation (12), et 20. une portion frontière (13) entre les portions libre (15) et d'occupation (12), et - au moins un capteur de présence (21,21a,21b,21c) positionné dans l'élément de siège générant un signal représentatif d'une présence au niveau de ce capteur, et placé dans la portion frontière (13), et - des moyens de connexion (20a) à des moyens de traitement (20) des signaux émis par chacun des capteurs pour réaliser une cartographie de l'occupation de l'élément de siège.