Brevet FR2866846A1 — publié le 20050902

Système de détection de la position de la tête d'un occupant par rapport à un appuie-tête d'un siège de véhicule automobile, et appuie-tête et siège munis d'un tel système de détection La présente invention est relative aux systèmes de détection de la position de la tête d'un occupant par rapport à un appuie-tête d'un siège de véhicule automobile et aux appuie-tête et sièges munis d'un tel système de détection. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de détection de la position de la tête d'un occupant par rapport à un appuie-tête d'un siège de véhicule automobile, ledit système comprenant au moins des premier et deuxième capteurs destinés à être intégrés dans ledit appuie-tête, lesdits premier et deuxième capteurs étant chacun adaptés pour émettre un signal représentatif d'une distance qui les sépare de la tête de l'occupant. Le document DE 199 16 804 décrit un exemple d'un tel système de détection, où les signaux émis par les deux capteurs, identiques, sont comparés pour évaluer la hauteur de la tête par rapport à l'appuie-tête. La hauteur de la tête par rapport à l'appuie-tête est une information qui peut en particulier être exploitée par une unité centrale lors d'un choc du véhicule, par exemple pour déclencher le gonflement d'un airbag (lors d'un choc avant ou latéral), ou pour activer un système de sécurité anti-coup du lapin , par exemple du genre rapprochant rapidement l'appuie-tête de la tête (en cas de choc arrière) en fonction, entre autres, de la hauteur de la tête. De tels capteurs ont cependant une portée limitée, et quand la tête est éloignée de l'appuie-tête, la détection de la distance de la tête à l'appuie-tête est peu fiable. Ceci est particulièrement dommageable dans la mesure où c'est justement quand la tête est très éloignée de l'appuietête qu'il est nécessaire de savoir avec précision sa position pour parer au mieux au coup du lapin en cas de choc arrière. Pour pallier cet inconvénient, on pourrait être tenté d'augmenter la portée des deux capteurs en particulier en augmentant leur superficie. Néanmoins, ceci présenterait des inconvénients majeurs en ce que, premièrement, la taille des capteurs est de toute façon limitée de sorte que les deux capteurs puisse rentrer dans l'appuie-tête, deuxièmement, les capteurs étant situés en position plutôt centrale de l'appuie-tête dans DE 199 16 804, l'augmentation de taille se fait principalement vers les extrémités supérieure ou inférieure et latérales de l'appuie-tête où la détection présente moins d'intérêt, et troisièmement, le coût du capteur va augmenter globalement proportionnellement à sa superficie. La présente invention a notamment pour but de pallier au moins un de ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, un système de détection du genre en question est essentiellement caractérisé en ce que le premier capteur est adapté pour émettre un signal représentatif d'une distance sur une première plage de distances et le deuxième capteur est adapté pour émettre un signal représentatif d'une distance uniquement sur une deuxième plage de distances inférieure à la première plage de distances. Grâce à ces dispositions, on peut n'utiliser qu'un seul (premier) capteur étendu pour repérer la position éloignée de la tête, et au moins un deuxième capteur de faible superficie pour détecter avec précision la position de la tête par rapport à l'appuie-tête quand celle-ci est proche de celui-ci. Dans des modes de réalisation préférés de 35 l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - lesdits premier et deuxième capteurs sont alignés selon une première direction, et le système de détection comprend en outre un troisième capteur, adapté pour émettre un signal représentatif d'une distance sur ladite deuxième plage de distances, lesdits premier et troisième capteur étant alignés selon une deuxième direction différente de la première direction; - le système de détection comprend en outre des quatrième et cinquième capteurs adaptés pour émettre un signal représentatif d'une distance sur ladite deuxième plage de distances, lesdits deuxième, troisième, quatrième et cinquième capteurs étant disposés pour former un quadrilatère, et ledit premier capteur étant disposé à l'intérieur dudit quadrilatère; - lesdits capteurs sont des capteurs capacitifs; - le système de détection comprend une nappe de détection souple comprenant au moins un feuillet souple sur 20 lequel sont fixés lesdits capteurs; - le système de détection comprend en outre une unité centrale, lesdits capteurs transmettant à ladite unité centrale lesdits signaux, et ladite unité centrale étant adaptée pour déterminer la position de la tête de l'occupant à partir desdits signaux. Selon un autre aspect, l'invention concerne un appuie-tête pour siège de véhicule comprenant un tel système de détection. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, 30 on peut éventuellement avoir recours en outre à la disposition suivante: - ledit appuie-tête comprend au moins une broche sur laquelle est montée une matelassure souple, ladite matelassure souple étant recouverte d'une coiffe d'habillage dont une portion forme une surface d'appui pour la tête de l'occupant, et dans lequel ladite nappe est insérée entre ladite matelassure et ladite coiffe. Selon un autre aspect, l'invention concerne un siège pour un véhicule comprenant un tel système de détection, ledit siège comprenant: - un dossier muni d'une portion fixe, - un appuie-tête monté mobile par rapport à ladite portion fixe, et dans lequel lesdits capteurs sont intégrés, au moins un dispositif motorisé apte à déplacer ledit appuie-tête par rapport à ladite portion fixe, le dispositif motorisé étant commandé par ladite unité centrale pour déplacer ledit appuie-tête par rapport à ladite portion fixe en fonction de ladite position de la tête déterminée par l'unité centrale. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à la disposition suivante: - l'appuie-tête est monté mobile par rapport à ladite portion fixe au moins le long d'un axe de translation, essentiellement vertical et autour d'un axe de rotation, essentiellement transversal, le dispositif motorisé étant commandé pour déplacer ledit appuie-tête par rapport à ladite portion fixe le long dudit axe de translation et autour dudit axe de rotation, de sorte que ledit appuie-tête suive ladite tête. 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 d'un siège selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une structure d'appuie-tête de siège de la figure 1, - la figure 3 représente une vue schématique en coupe le long de la ligne III-III de la figure 2, la figure 4 est une vue schématique plane d'un exemple de réalisation d'une nappe de capteurs utilisée dans le cadre de l'invention, - la figure 5 est un exemple d'une variante de capteur principal de la nappe de capteurs de la figure 4. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un siège de véhicule, notamment un siège avant de véhicule automobile, qui comporte d'une part, une assise 2 montée sur le plancher 3 du véhicule, et d'autre part, un dossier 4 qui porte un appuietête 5, et qui peut être monté pivotant sur l'assise 2 autour d'un axe horizontal transversal Y1 au moyen d'un mécanisme d'articulation (non représenté) qui permet de régler l'inclinaison d'ensemble du dossier 4. Le dossier 4 comporte une structure rigide 6, dont une partie est visible sur la figure 2, et sur laquelle est monté un garnissage souple 7, par exemple en mousse synthétique ou autre, recouvert vers l'extérieur du siège par une coiffe d'habillage.8 en textile, cuir ou autre. La structure rigide 6 peut comporter en particulier une traverse supérieure 9, dans la partie supérieure du dossier, s'étendant principalement horizontalement dans une direction transversale du dossier. L'appuie-tête 5 est monté sur la structure rigide 6, par exemple par deux broches 10 qui sont montées coulissantes sur la traverse supérieure 9. Ces deux broches 10 présentent chacune dans l'appuie-tête une extrémité en forme de bague 10a dans laquelle est inséré un axe 14 portant l'appuie-tête 5. Cet axe 14 est monté libre en rotation dans les deux bagues 10a des broches 10. L'appuie-tête 5 est monté mobile par rapport à la structure rigide 6 de dossier en présentant de manière générale par rapport à cette structure rigide de 1 à 5 degrés de liberté. L'appuie-tête peut en particulier pouvoir coulisser par rapport à la structure rigide verticalement, latéralement, et/ou d'avant en arrière, et peut également pouvoir pivoter par rapport à la structure rigide autour d'un axe vertical ou transversal, certains de ces mouvements de translation et de rotation étant éventuellement combinés. Le mode de réalisation ici présenté en relation avec la figure 2 permet à l'appuie-tête 5 d'effectuer, d'une part, un mouvement quasiment vertical le long d'un axe Z permettant de positionner l'appuie-tête en hauteur par rapport à la structure rigide 6 du dossier, et d'autre part, un mouvement de rotation de l'appuie-tête 5 par rapport à un axe de rotation Y2 transversal du siège 1 parallèle à Y1. Néanmoins, l'invention est susceptible de s'appliquer à tous types d'appuie-tête mobiles par rapport à une structure rigide du dossier, par des mouvements de translation et/ou de rotation, voire des mouvements combinés précédemment décrits. En outre, il n'est pas nécessaire que l'appuie-tête seul soit mobile par rapport à une structure rigide du dossier, mais il peut s'agir d'un siège dans lequel une partie supérieure de la structure rigide portant l'appuie- tête est mobile par rapport à une portion fixe de la structure rigide de dossier. Sur l'exemple de réalisation de la figure 2, les deux broches 10 de l'appuie-tête sont montées coulissantes par rapport à la traverse supérieure 9 de la structure rigide de dossier, et un premier moteur 11 peut commander le coulissement d'une tige 12 à l'intérieur d'un support 13 monté fixe sur la traverse supérieure 9. L'extrémité inférieure de la tige 12 est fixée sur un élément de liaison 12a sur lequel sont également fixées de manière solidaire les extrémités inférieures des broches 10. Le premier moteur 11 commande ainsi le déplacement quasi-vertical de l'appuie-tête 5 le long de l'axe Z. L'axe 14 situé dans l'appuie-tête 5 est apte à pivoter dans les extrémités supérieures 10a des broches 10 conformées en bagues. L'axe 14 est pourvu d'une couronne dentée 15 dont les dents viennent coopérer, dans une certaine plage angulaire, avec les dents d'une couronne dentée 16 montée sur un axe 16a lui-même supporté de manière rotative par les broches 10. Un deuxième moteur 17 commande la rotation dans un sens ou dans l'autre de l'axe 16a et donc de la deuxième couronne dentée 16, qui entraîne avec elle la première couronne dentée 15 et l'appuie-tête 5 en rotation autour de l'axe Y2. L'appuie-tête qui vient d'être décrit est représenté sur la figure 3 selon une coupe le long de la ligne III-III de la figure 2. L'appuie-tête en question se compose essentiellement d'une matelassure 18, de forme polygonale ou autre, dont une face avant 18a est orientée vers la tête d'un occupant du siège. Ladite face avant 18a reçoit une nappe de capteurs 19 faisant partie d'un système de détection de présence d'un occupant. Une coiffe d'habillage 20, par exemple en tissu, cuir, synthétique, ou autre, recouvre ladite nappe de capteurs 19 et présente une face d'appui 20a au contact de laquelle vient se placer la tête d'un occupant du siège, par exemple un passager d'un véhicule automobile, dans une position de repos. L'appuie-tête peut, en outre, présenter, intercalé entre la nappe de capteurs 19 et la coiffe d'habillage 20, un film protecteur 21 constitué par exemple d'un matériau étanche de type polyéthylène, ou autre, protégeant la nappe de capteurs 19 de l'humidité ou de variations importantes de température. Un tel agencement permet une industrialisation aisée d'un système de détection dans un appuie-tête. La figure 4 représente la nappe de capteurs 19 de la figure 3 déployée et posée à plat dans le plan Y2, Z. Une telle nappe de capteurs 19 comporte par exemple un film plastique souple 22 suffisamment flexible pour pouvoir envelopper la face avant 18a de la matelassure 18 de l'appuie- tête 5, et sur lequel sont fixés, par collage, couture ou autre, un premier capteur de présence 23 et un jeu de deuxièmes capteurs de présence 24a à 24d, différents du premier capteur 23. Ces capteurs sont par exemple du type capacitif et sont adaptés pour détecter les variations de la permittivité électrique de l'espace environnant, et en particulier de l'espace situé directement en avant de l'appuie-tête 5. Le premier capteur 23 se compose par exemple d'une première plaque électrique 23a, se présentant ici sous la forme d'un film métallique auquel on a donné la forme d'un peigne, et d'une deuxième plaque métallique 23b se situant à l'arrière de la première plaque électrique 23a, en étant éventuellement séparée de celle-ci par un film isolant (non représenté). Ces films métalliques sont également suffisamment souples pour que la nappe 19 puisse envelopper la matelassure 18 sans gêner le confort de l'occupant. Pendant une première phase, la plaque 23a, par exemple, est placée à un potentiel électrique donné par un générateur électrique (non représenté), puis, pendant une deuxième phase, le générateur électrique en question est coupé, de sorte que le condensateur formé par les plaques 23a et 23b du capteur se décharge, et émet un signal électrique, relevé par une unité centrale, non représentée, représentatif de la permittivité électrique du milieu environnant. En particulier, le signal émis dépend de la présence ou non de la tête d'un occupant du siège dans le voisinage du capteur. Selon une variante, on n'utilisera pas 35 nécessairement une deuxième plaque 23b, mais on pourra utiliser tout élément métallique formant une partie de la structure du siège. Dans le cadre de l'invention, le premier capteur 23 présente une portée importante, suffisante pour détecter la présence de la tête d'un occupant située même de manière relativement éloignée de l'appuie-tête, correspondant à une première plage de distances Ll telle que représentée sur la figure 3. On pense en particulier à un conducteur de véhicule qui conduit dans une posture active dans laquelle la tête se trouve à une certaine distance de l'appuie-tête 5. La portée accrue du premier capteur 23 est par exemple fournie par sa forme de peigne qui lui permet d'avoir un périmètre étendu tout en restant confiné dans un espace limité, ces deux paramètres étant des facteurs déterminant la portée d'un tel capteur de présence capacitif. Le premier capteur de présence 23 sera de préférence, comme représenté sur la figure 4, disposé au centre de la nappe de capteurs, présentant une largeur et une hauteur comprises entre environ '4 et 34 de la largeur, et de la hauteur, respectivement, de l'appuie-tête. Un tel premier capteur de présence 23 permet de détecter efficacement la distance entre la tête de l'occupant et l'appuie-tête 5 sur la première plage de distances L1, et de transmettre cette information à l'unité centrale (non représentée) qui peut utiliser cette information de diverses manières, par exemple en cas de choc pour paramétrer le déclenchement d'un airbag avant, ou latéral, du véhicule. La nappe de capteurs 19 comporte, en outre, au moins un deuxième capteur 24a, 24b, 24c, 24d ou, comme représenté, plusieurs deuxièmes capteurs de ce type, présentant une plus faible portée de détection que le premier capteur 23. Ces deuxièmes capteurs se présentent par exemple sous la forme d'un premier film électriquement conducteur 24a1 et d'un deuxième film électriquement conducteur 24a2 séparés par un film isolant 24a3, et sont aussi relativement souples. Ces deuxièmes capteurs sont du même type que le premier capteur, mais, ne présentant qu'une faible portée de détection, ils ne peuvent détecter avec fiabilité que la présence d'une tête d'un occupant très proche de l'appuie-tête 5 correspondant à une deuxième plage de distances L2 inférieure à la première plage de distances L1 du premier capteur 23. On pense en particulier, mais pas exclusivement, à un passager de siège d'un véhicule automobile ayant posé sa tête sur l'appuie-tête 5 en question. Le premier capteur 23 et le deuxième capteur 24a sont en particulier disposés le long d'un axe s, et l'étude par l'unité centrale des signaux émis d'une part, par le premier capteur 23 et d'autre part, par le deuxième capteur 24a permet d'obtenir une information sur la position de la tête de l'occupant le long de l'axe s. Ainsi, l'étude simultanée de ces deux signaux permet d'obtenir une information relative à la position de la tête dans l'habitacle du véhicule. Une telle information peut également être utile, par exemple pour le déclenchement d'un ou plusieurs airbags. Si le capteur 24a est placé côté fenêtre, on comprend aisément qu'on obtiendra de la sorte une information relative à la position latérale de la tête de l'occupant, ce qui peut être déterminant lors du gonflage d'un airbag rideau situé dans la portière en cas de choc latéral. On peut en outre utiliser un deuxième capteur 24b, du type similaire au deuxième capteur 24a, de sorte que les capteurs 23, 24a et 24b ne soient pas alignés. Le capteur 23 et le capteur 24b s'étendent, par exemple, le long d'un axe t différent de l'axe s. Le traitement simultané par l'unité centrale des signaux émis par les capteurs 23, 24a et 24b permettra de déterminer avec encore plus de précision la position de la tête de l'occupant dans le plan (s;t). On peut ainsi disposer, comme représenté sur la figure 4, quatre capteurs 24a, 24b, 24c, 24d aux quatre coins de la nappe de capteurs 19, et traiter, à l'aide de l'unité centrale, les informations en provenance de chacun de ces capteurs pour déterminer avec précision la position de la tête par rapport à l'appuie-tête. On peut bien sûr utiliser plus de quatre deuxièmes capteurs. En outre, lorsqu'on dispose de nombreux deuxièmes capteurs, on n'utilisera plus nécessairement le signal émis par le capteur 23 lorsque la tête se situe à forte proximité de l'appuie-tête. Connaissant la position de l'appuie-tête dans le véhicule, on peut ainsi déterminer la position de la tête en trois dimensions dans l'habitacle du véhicule. L'information émise par les capteurs 23, 24a, 24b, 24c et 24d n'est pas nécessairement uniquement utilisée pour déclencher ou non le gonflement d'airbags, par exemple en cas de choc du véhicule. On peut en particulier prévoir que le signal émis par le premier capteur 23 permet à l'unité centrale de détecter la distance entre la tête de l'occupant et l'appuietête 5, et qu'en conséquence, si cette distance est jugée élevée par l'unité centrale, que celle-ci commande à l'un des moteurs 11, 17 (figure 2) de déplacer l'appuie-tête 5 par rapport à la structure rigide 6 du dossier, de manière à rapprocher l'appuie-tête 5 de la tête de l'occupant. A mesure que l'appuie-tête 5 se rapproche de la tête de l'occupant, le signal émis par le premier capteur 23, mais surtout, les signaux émis par les deuxièmes capteurs 24a, 24b, 24c et 24d deviennent plus fiables, et permettent de déterminer avec précision la position de la tête dans l'habitacle. Une fois une telle position déterminée par l'unité centrale, celle-ci peut émettre un signal commandant avec précision les moteurs 11, 17 (figure 2) pour guider avec précision l'appuie-tête dans une position optimale par rapport à la tête. On peut en particulier prévoir que l'appuie-tête ainsi commandé peut suivre les mouvements de la tête de l'occupant. On est ainsi assuré d'avoir toujours l'appuie-tête dans une position optimale à la fois pour le confort de l'occupant et pour la sécurité en cas de choc arrière. Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 5, le premier capteur 23 peut se présenter sous la forme d'un double peigne, par exemple symétrique par rapport à un axe correspondant à l'axe Y2 de l'appuie-tête. La largeur totale d'un tel capteur 23 est par exemple de 19 cm, et sa hauteur d'environ 15 cm. Selon une autre variante de réalisation, la sensibilité de la nappe de capteurs aux conditions extérieures sera réduite en plaçant derrière celle-ci une plaque métallique. Pour un appuie-tête à réglage d'inclinaison mécanique ou manuelle, on pourra en outre prévoir que le signal émis par chaque capteur primaire ou secondaire sera pondéré par un facteur prédéterminé lié à l'inclinaison angulaire de l'appuie-tête. L'inclinaison angulaire de l'appuie-tête pourra être fournie à l'unité centrale par un capteur d'inclinaison, situé par exemple dans l'appuie-tête, détectant l'orientation de l'appuie- tête par rapport à une position prédéterminée de celui-ci. REVENDICATIONS 1. Système de détection de la position de la tête d'un occupant par rapport à un appuie-tête (5) d'un siège 5 de véhicule automobile, ledit système comprenant au moins des premier (23) et deuxième (24a) capteurs destinés à être intégrés dans ledit appuie-tête, lesdits premier et deuxième capteurs étant chacun adaptés pour émettre un signal représentatif d'une distance qui les sépare de la tête de l'occupant, caractérisé en ce que le premier capteur est adapté pour émettre un signal représentatif d'une distance sur une première plage de distances (L1) et le deuxième capteur (24a) est adapté pour émettre un signal représentatif d'une distance uniquement sur une deuxième plage de distances (L2) inférieure à la première plage de distances. 2. Système de détection selon la revendication 1, dans lequel lesdits premier (23) et deuxième (24a) capteurs sont alignés selon une première direction (s), et comprenant en outre un troisième capteur (24b), adapté pour émettre un signal représentatif d'une distance sur ladite deuxième plage de distances (L2), lesdits premier (23) et troisième (24b) capteur étant alignés selon une deuxième direction (t) différente de la première direction. 3. Système de détection selon la revendication 2, comprenant en outre des quatrième (24c) et cinquième (24d) capteurs adaptés pour émettre un signal représentatif d'une distance sur ladite deuxième plage de distances (L2), lesdits deuxième, troisième, quatrième et cinquième capteurs étant disposés pour former un quadrilatère, et ledit premier capteur étant disposé à l'intérieur dudit quadrilatère. 4. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits capteurs sont des capteurs capacitifs. 5. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une nappe de détection (19) souple comprenant au moins un feuillet (22) souple sur lequel sont fixés lesdits capteurs (23, 24a, 24b, 24c, 24d). 6. Système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une unité centrale, lesdits capteurs transmettant à ladite unité centrale lesdits signaux, et ladite unité centrale étant adaptée pour déterminer la position de la tête de l'occupant à partir desdits signaux. 7. Appuie-tête pour siège de véhicule comprenant un système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 8. Appuie-tête pour siège de véhicule comprenant un système de détection selon la revendication 5, ledit appuie-tête comprenant au moins une broche (10) sur laquelle est montée une matelassure (18) souple, ladite matelassure souple étant recouverte d'une coiffe d'habillage (20) dont une portion forme une surface d'appui (20a) pour la tête de l'occupant, et dans lequel ladite nappe (19) est insérée entre ladite matelassure (18) et ladite coiffe (20). 9. Siège pour un véhicule comprenant un système de détection selon la revendication 6, ledit siège comprenant: un dossier (4) muni d'une portion fixe (6), - un appuie-tête (5) monté mobile par rapport à ladite portion fixe (6), et dans lequel lesdits capteurs (23, 24a, 24b, 24c, 24d) sont intégrés, - au moins un dispositif motorisé (11, 17) apte à déplacer ledit appuie- tête (5) par rapport à ladite portion fixe (6), le dispositif motorisé (11, 17) étant commandé par 35 ladite unité centrale pour déplacer ledit appuie-tête par rapport à ladite portion fixe en fonction de ladite position de la tête déterminée par l'unité centrale. 10. Siège selon la revendication 9, dans lequel l'appuie-tête (5) est monté mobile par rapport à ladite portion fixe au moins le long d'un axe de translation (z), essentiellement vertical et autour d'un axe de rotation (Y2), essentiellement transversal, le dispositif motorisé (11, 17) étant commandé pour déplacer ledit appuie-tête (5) par rapport à ladite portion fixe (6) le long dudit axe de translation (Z) et autour dudit axe de rotation (Y2), de sorte que ledit appuie-tête suive ladite tête.