Brevet FR2903638A1 — publié le 20080118

SIEGE DE PASSAGER COMPORTANT UN DETECTEUR D'OCCUPANT POUR VEHICULE AUTOMOBILE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif de siège de passager qui comprend un détecteur destiné à détecter si un siège est occupé, et à un procédé de fabrication de celui-ci. 2. Description de la technique apparentée Le document JP-A-2003-80 989 propose un dispositif destiné à détecter si un siège de passager d'un véhicule automobile est occupé ou non. Dans ce dispositif, un passager sur le siège est détecté sur la base des variations d'un champ électromagnétique alternatif à proximité du siège, en particulier au niveau d'une partie au-dessus du siège. Ce type de détecteur est appelé détecteur du type à capacité. Le détecteur comprend une électrode d'émission incorporée dans le siège pour former le champ électromagnétique et une électrode de réception incorporée dans un dossier de siège. Une impédance capacitive entre l'électrode d'émission et l'électrode de réception diminue lorsqu'un passager occupe le siège. Donc, le fait que le siège soit occupé ou non est détecté. Le détecteur du type à capacité décrit dans le document JP-A-2003-80 989 comprend également un dispositif de chauffage de siège incorporé dans le siège à une position sous l'électrode d'émission (appelée également électrode de détection). Lorsque à la fois le dispositif de chauffage de siège et le détecteur d'occupant sont incorporés dans un siège comme dans cet exemple, le dispositif de chauffage de siège présentant un potentiel pratiquement constant sous courant alternatif est positionné à proximité de l'électrode de détection et en dessous de celle-ci. Dans ce détecteur, il existe un problème en ce qu'une capacité importante (appelée capacité du dispositif de chauffage de siège) est formée entre l'électrode de détection et le dispositif de chauffage de siège du fait que les deux éléments sont positionnés près l'un de l'autre, en face l'un de l'autre dans une zone importante. Une impédance de courant alternatif destinée à détecter un passager est une impédance composée (en grande partie une capacité) composée d'une impédance entre l'électrode de détection et un passager et d'une autre impédance 2 2903638 entre le passager et un châssis de véhicule (potentiel de masse), les deux impédances étant reliées en série. Par conséquent, l'impédance composée devient considérablement importante par comparaison à une impédance due à la capacité du 5 dispositif de chauffage de siège. Du fait que l'impédance composée et l'impédance due à la capacité du dispositif de chauffage de siège sont connectées en parallèle à l'électrode de détection, la sensibilité de détection du détecteur est considérablement diminuée en raison 10 de la présence de l'impédance du dispositif de chauffage. De plus, le dispositif de chauffage de siège perturbe l'écoulement des lignes de flux électriques entre une surface inférieure de l'électrode de détection et un passager en raison d'un effet de blindage du dispositif de chauffage de siège. Le document 15 JP-A-2003-80 989 propose, pour pallier à ces problèmes, de disposer une électrode en feuille plate comportant un potentiel flottant entre l'électrode de détection et le dispositif de chauffage de siège. Cependant, il s'est avéré que la sensibilité de détection est à peine améliorée du fait que la capacité du 20 dispositif de chauffage de siège est diminuée faiblement par la présence de l'électrode en feuille comportant un potentiel flottant. RESUME DE L'INVENTION 25 La présente invention a été réalisée au vu du problème mentionné ci-dessus et un objectif de la présente invention consiste à fournir un dispositif de siège amélioré comportant un détecteur d'occupant qui présente une sensibilité élevée même s'il est incorporé dans un siège en même temps qu'un dispositif 30 de chauffage de siège. Un autre objectif de la présente invention consiste à fournir un procédé de fabrication d'un tel dispositif de siège. Le dispositif de chauffage conforme à la présente invention comprend une unité d'électrodes incorporée dans un siège de 35 passager parallèle à un dispositif de chauffage de siège. A la fois l'unité d'électrodes et le dispositif de chauffage de siège sont plats et stratifiés l'un sur l'autre. L'unité d'électrodes composée d'une électrode supérieure, d'une électrode inférieure et d'un film isolant disposé entre les électrodes supérieure et 3 2903638 inférieure est située au-dessus du dispositif de chauffage de siège. Une tension alternative présentant une fréquence prédéterminée est fournie à l'électrode supérieure et une 5 tension variant en fonction de la tension fournie à l'électrode supérieure est fournie à l'électrode inférieure pour réduire la capacité entre l'électrode supérieure et le dispositif de chauffage de siège. Les conditions d'occupation, c'est-à-dire si un passager est assis sur le siège et si la personne assise est 10 un adulte, un enfant ou un siège pour enfant, sont détectées sur la base des variations de la capacité entre l'électrode supérieure et un élément mis à la masse sur le châssis du véhicule. Du fait que la capacité entre l'électrode supérieure et le 15 dispositif de chauffage de siège est réduite en fournissant à l'électrode inférieure la tension variant en fonction de la tension fournie à l'électrode supérieure, les conditions d'occupation sont détectées de façon précise et sûre sur la base des variations de la capacité entre l'électrode supérieure et 20 l'élément mis à la masse sur le châssis du véhicule. Une tension alternative peut être fournie entre l'électrode supérieure et l'électrode inférieure. Une unité dispositif de chauffage-électrodes qui comprend l'unité d'électrodes et le dispositif de chauffage de siège peut 25 être formée intégralement et alors l'unité dispositif de chauffage-électrodes peut être incorporée dans le siège. De cette manière, le dispositif de siège est fabriqué efficacement. Le dispositif de chauffage de siège peut être incorporé également dans un dossier de siège (une partie verticale) en 30 plus d'une partie horizontale du siège. Conformément à la présente invention, les conditions d'occupation sont détectées avec précision avec une sensibilité élevée sans perturbation par la capacité entre l'électrode supérieure et le dispositif de chauffage de siège. D'autres 35 objectifs et caractéristiques de la présente invention deviendront plus facilement évidents d'après une meilleure compréhension du mode de réalisation préféré décrit ci-dessous en faisant référence aux dessins suivants. 4 2903638 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant un dispositif de siège comportant un détecteur d'occupant conforme à la présente invention, 5 La figure 2 est un schéma synoptique représentant des connexions électriques dans le détecteur d'occupant en tant que premier mode de réalisation de la présente invention, La figure 3 est un schéma synoptique représentant des connexions électriques dans le détecteur d'occupant en tant que 10 second mode de réalisation de la présente invention, La figure 4 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant une unité dispositif de chauffage-électrodes utilisée dans le détecteur d'occupant en tant que troisième mode de réalisation de la présente invention, 15 La figure 5 est un schéma de circuit représentant un système d'alimentation dans le dispositif de siège en tant que quatrième mode de réalisation de la présente invention, La figure 6 est une vue simplifiée représentant un siège de passager comportant un détecteur d'occupant en tant que 20 cinquième mode de réalisation de la présente invention, et La figure 7 est une vue simplifiée représentant un siège de passager comportant un détecteur d'occupant en tant que sixième mode de réalisation de la présente invention. 25 DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Un premier mode de réalisation de la présente invention sera décrit en faisant référence aux figures 1 et 2. Tout d'abord, en se référant à la figure 1, un dispositif de siège 1 comportant un détecteur d'occupant sera décrit. Le dispositif de siège 1 30 est positionné sur une structure métallique 3 d'un plancher 2 d'un véhicule automobile. Le siège de passager est constitué d'un siège 4 et d'un dossier de siège 5 qui supporte le dos d'un passager. Le siège 4 comprend un coussin rembourré 6 constitué d'un 35 matériau tel qu'une mousse d'uréthane dure fixé à la structure 3, un revêtement de coussin 7 recouvrant une surface supérieure du coussin rembourré 6, un dispositif de chauffage de siège 8 incorporé dans le coussin rembourré de façon sensiblement parallèle à la surface du siège et une unité d'électrodes 9 40 disposée entre le revêtement de coussin 7 et le dispositif de 5 2903638 chauffage de siège 8. Le dispositif de chauffage de siège 8 est constitué d'une feuille ayant une résistance électrique plane ou plusieurs fils à résistances et est disposé de façon sensiblement parallèle à la surface du siège. Le dispositif de 5 chauffage de siège 8 peut être étendu jusqu'au dossier de siège 5. La puissance de chauffage est fournie au dispositif de chauffage de siège 8 à partir d'une source d'alimentation en courant continu telle qu'une batterie embarquée. Il est également possible de chauffer le dispositif de chauffage de 10 siège 8 avec un courant alternatif tel qu'un courant alternatif triphasé généré dans un alternateur commandé par le moteur. L'unité d'électrodes 9 est composée d'un film isolant 10, d'une électrode supérieure 11 disposée sur une surface supérieure du film isolant 10 et d'une électrode inférieure 12 15 disposée sur une surface inférieure du film isolant 10. Le film isolant 10 peut être constitué d'un matériau de résine tel que du polytéréphtalate d'éthylène (PET) présentant une épaisseur d'environ 1 mm. L'unité d'électrodes 9 est disposée immédiatement en dessous du revêtement de coussin 7 et le 20 dispositif de chauffage de siège 8 est disposé sous l'unité d'électrodes 9 à plusieurs millimètres de distance. Lorsque la distance entre le dispositif de chauffage de siège 8 et l'unité d'électrodes 9 augmente, la capacité parasite formée entre eux diminue. Cependant, la distance entre la surface du siège et le 25 dispositif de chauffage de siège 8 augmente. En faisant référence à la figure 2, un circuit électrique dans le dispositif de siège 1 sera expliqué. Une tension alternative (tension AC) Vac présentant une fréquence appropriée, par exemple de plusieurs dizaines à plusieurs 30 centaines de kilohertz, est fournie entre l'électrode supérieure 11 et l'électrode inférieure 12 à partir d'une source d'alimentation en courant alternatif 13. La source d'alimentation en courant alternatif 13 est composée d'un oscillateur 13a et d'un transformateur isolant 13b. Le circuit 35 électrique représenté sur la figure 2 est un exemple et celui-ci peut être modifié de diverses manières. Un détecteur d'occupant 14, comme représenté sur la figure 2, comprend une résistance 15 destinée à détecter le courant la traversant, un circuit de redressement et de lissage 16, un 40 amplificateur 17, un convertisseur d'analogique en numérique 6 2903638 (convertisseur A-N) 18 et un microcalculateur 19. Un circuit électrique équivalent dans le dispositif de siège 1, lorsque la tension alternative Vac est appliquée entre l'électrode supérieure 11 et l'électrode inférieure 12, sera expliqué en 5 faisant référence à la figure 2. Cl représente la capacité entre l'électrode supérieure 11 et l'électrode inférieure 12 et C2 représente la capacité entre l'électrode inférieure 12 et le dispositif de chauffage de siège 8. Le dispositif de chauffage de siège 8 peut être considéré 10 comme étant globalement mis à la masse (pour un courant alternatif). Une impédance Z1 est une impédance entre l'électrode supérieure 11 et la masse sur le châssis du véhicule. L'impédance Z1 est globalement une composante de capacité mais elle inclut une faible valeur de composante de 15 résistance lorsqu'un passager est assis sur le siège. Une impédance Z2 est une impédance entre l'électrode inférieure 12 et la masse. L'impédance Z2 est globalement une composante de capacité mais elle inclut une faible valeur de composante de résistance lorsqu'un passager est assis. Les impédances Z1, Z2 20 varient en fonction des conditions d'occupation, c'est-à-dire si le siège est occupé ou non. Une impédance Z3 entre l'électrode supérieure 11 et l'électrode inférieure 12 varie également en fonction du fait que le siège est occupé ou non. Lorsque le siège est occupé par un passager, les impédances 25 Z1, Z2 et Z3 diminuent. Du fait que l'électrode supérieure 11 est la plus proche de l'occupant, l'électrode inférieure 12 suit l'électrode supérieure 11 et le dispositif de chauffage de siège 8 est le plus éloigné de l'occupant, une valeur de diminution d'impédance de Z1 et Z2 est plus importante que celle de Z3. 30 Ceci signifie qu'une valeur d'augmentation de courant de il et i2 en raison de l'occupation du siège est plus importante que celle de i3. En fonction de la diminution d'impédance de Z1 et Z2, les courants il et i2 sortant de l'électrode supérieure 11 augmentent. Ceci provoque une augmentation du courant i3 35 traversant la résistance 15, résultant en une augmentation de la chute de tension Vs (= r x i3) aux bornes de la résistance 15. La chute de tension Vs est une tension de signal indiquant les conditions d'occupation. La tension de signal Vs est redressée et lissée dans le circuit 16, amplifiée dans 40 l'amplificateur 17 et convertie en un signal numérique dans le 7 2903638 convertisseur A-N 18. Le signal numérique est fourni au microcalculateur 19. Le microcalculateur 19 détermine que le siège est occupé si le signal numérique dépasse un niveau prédéterminé. Il est également possible de déterminer si 5 l'occupant est un adulte ou un enfant, ou bien si un siège pour enfant est positionné sur le siège en fonction du niveau du signal numérique. Un second mode de réalisation de la présente invention sera décrit en faisant référence à la figure 3. Dans ce mode de 10 réalisation, la source d'alimentation alternative 13 du premier mode de réalisation est remplacée par une source d'alimentation 130. La source d'alimentation 130 est constituée d'un oscillateur 13a et d'un circuit suiveur de tension 13c. Les autres structures sont identiques à celles du premier mode de 15 réalisation. Une tension alternative Vac est fournie à l'électrode supérieure 11 et une tension, qui est rendue sensiblement égale à la tension Vac traversant le circuit suiveur de tension 13c, est fournie à l'électrode inférieure 12. De cette manière, l'impédance Z3 peut être négligée. Lorsque le 20 siège est occupé, l'impédance Z1 diminue, ce qui provoque l'augmentation du courant il. L'augmentation du courant il résulte en l'augmentation du courant i3 et en l'augmentation de la tension de signal Vs. Dans le second mode de réalisation, une valeur de variations de la tension de signal Vs en raison de 25 l'occupation du siège peut être rendue supérieure à celle du premier mode de réalisation. Un troisième mode de réalisation de la présente invention sera décrit en faisant référence à la figure 4. Dans ce mode de réalisation, une unité dispositif de chauffage-électrodes 100 30 est incorporée dans le siège. Les autres structures et fonctions sont identiques à celles du premier mode de réalisation. L'unité dispositif de chauffage-électrodes 100 comprend : l'unité d'électrodes 9 constituée de l'électrode supérieure 11, du film isolant 10 et de l'électrode inférieure 12, un dispositif de 35 chauffage de siège 8 et une couche isolante 20 disposée entre l'unité d'électrodes 9 et le dispositif de chauffage de siège 8. Tous ces composants sont formés de façon solidaire dans l'unité dispositif de chauffage-électrodes 100 en un seul corps. Le film isolant 10 et la couche isolante 20 peuvent être constitués du 40 même matériau présentant la même épaisseur. Cependant, il est 8 2903638 préférable de former la couche isolante 20 avec un matériau présentant une constante diélectrique relative la plus basse possible et une épaisseur plus importante que celle du film isolant 10. Ceci résulte en une diminution de la capacité C2 et 5 en une augmentation de la valeur de variations des tensions de signaux Vs en raison d'une occupation. L'unité dispositif de chauffage-électrodes 100 formée sous forme d'un corps intégral est montée dans le siège. Ceci simplifie le procédé de fabrication du dispositif de siège 1. 10 Un quatrième mode de réalisation de la présente invention sera décrit en faisant référence à la figure 5. Dans ce mode de réalisation, l'unité dispositif de chauffage-électrodes 100 et un bloc de circuit électrique 200 comprenant un détecteur d'occupant 201 et un contrôleur de dispositif de chauffage 202 15 sont reliés électriquement par l'intermédiaire d'un faisceau de câbles 300. Le détecteur d'occupant 201 comprend la source d'alimentation alternative 13 ou 130 et le circuit de détecteur 14. Le faisceau de câbles 300 est constitué de quatre câbles isolés liés intégralement. Un câble de mise à la masse peut être 20 prévu séparément du faisceau de câbles 300. En réalisant des connexions électriques de cette manière, le procédé de réalisation du dispositif de siège 1 est davantage simplifié. Les autres structures sont les mêmes que celles des modes de réalisation précédents. 25 Un cinquième mode de réalisation de la présente invention est représenté sur la figure 6. Un point de hanche, où le centre d'un passager est situé, est indiqué par 400. Le dispositif de chauffage de siège 8 est plus petit que l'unité d'électrodes 9 dans ce mode de réalisation. En d'autres termes, le dispositif 30 de chauffage de siège 8 est totalement recouvert par l'unité d'électrodes 9. De cette manière, la réduction d'une variation de potentiel de l'unité d'électrodes 9 en raison du dispositif de chauffage de siège 8 agissant comme corps de potentiel sensiblement constant peut être réalisée. L'unité d'électrodes 9 35 et le dispositif de chauffage de siège 8 peuvent être formés de façon séparée. L'électrode supérieure 11 et l'électrode inférieure 12 peuvent être réalisées séparément. Un sixième mode de réalisation de la présente invention est représenté sur la figure 7. Ce mode de réalisation est une forme 40 modifiée du cinquième mode de réalisation. Dans ce mode de 2903638 9 réalisation, le dispositif de chauffage de siège 8 est positionné pour ne pas recouvrir l'unité d'électrodes 9. De cette manière, la capacité parasite entre l'unité d'électrodes 9 et le dispositif de chauffage de siège 8 peut être 5 considérablement réduite. Il est préférable de positionner l'unité d'électrodes 9 exactement en dessous du point de hanche 400 pour obtenir une variation plus importante de la tension de signal en raison de l'occupation du siège. La présente invention n'est pas limitée aux modes de 10 réalisation décrits ci-dessus, mais elle peut être modifiée de façon diverse. Par exemple, bien que la charge de la source de tension alternative soit formée comme un circuit résistance-capacité (circuit CR) dans les modes de réalisation précédents, il est possible de former la charge comme un circuit comprenant 15 une inductance (circuit LCR). L'inductance peut être formée par une bobine connectant l'électrode supérieure 11 à l'électrode inférieure 12. Dans le circuit LCR, une variation plus importante de la tension de signal Vs peut être obtenue à proximité d'une fréquence de résonance série ou parallèle. 20 Bien que la présente invention ait été représentée et décrite en faisant référence aux modes de réalisation préférés précédents, il sera évident pour l'homme de l'art que des modifications de forme et de détail peuvent être apportées dans celle-ci sans s'écarter de la portée de l'invention telle 25 qu'elle est définie dans les revendications annexées. 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif de siège de passager (1) pour un véhicule automobile, comprenant : un dispositif de chauffage de siège (8) incorporé dans un siège (4) de façon parallèle à une surface de siège, un courant électrique étant fourni au dispositif de chauffage de siège de manière commandée à partir d'une source d'alimentation embarquée, une électrode supérieure (11) incorporée dans le siège au-dessus du dispositif de chauffage de siège (8) parallèlement à celui-ci, une source d'alimentation en courant alternatif (13) destinée à fournir une tension alternative présentant une fréquence prédéterminée à l'électrode supérieure (11), et un détecteur (14) destiné à détecter les conditions d'occupation du siège sur la base des variations de la capacité entre l'électrode supérieure (11) et un élément mis à la masse sur un châssis de véhicule, dans lequel : le dispositif de siège de passager comprend en outre une électrode inférieure (12) incorporée dans le siège entre l'électrode supérieure (11) et le dispositif de chauffage de siège (8) de façon parallèle à ceux-ci, et la source d'alimentation en courant alternatif (13) fournit à l'électrode inférieure (12) une tension alternative de protection qui varie en fonction de la tension alternative fournie à l'électrode supérieure (11). 2. Dispositif de siège de passager selon la revendication 1, 30 dans lequel : l'électrode supérieure (11) est disposée de façon fixe sur une surface supérieure d'un film isolant (10) et l'électrode inférieure (12) est disposée de façon fixe sur une surface inférieure du film isolant (10), en formant de cette manière une 35 unité d'électrodes intégrale (9). 3. Dispositif de siège de passager selon la revendication 1, dans lequel : 11 2903638 la source d'alimentation en courant alternatif (13) fournit une tension alternative entre l'électrode supérieure (11) et l'électrode inférieure (12). 5 4. Dispositif de siège de passager selon la revendication 1, dans lequel : la source d'alimentation en courant alternatif (130) comprend un circuit de tampon de courant (13c) présentant une faible impédance de sortie pour fournir à l'électrode inférieure 10 (12) un potentiel suivant les variations de potentiel de l'électrode supérieure. 5. Dispositif de siège de passager selon la revendication 1, dans lequel : 15 au moins l'une de l'électrode supérieure (11) ou de l'électrode inférieure (12) recouvre entièrement le dispositif de chauffage de siège (8) le long d'une surface du siège. 6. Dispositif de siège de passager selon la revendication 1, 20 dans lequel : les conditions d'occupation comprennent le fait que le siège est occupé ou non et les types d'occupant. 7. Dispositif de siège de passager selon la revendication 1, 25 dans lequel : le dispositif de chauffage de siège (8) est également incorporé dans un dossier de siège (5) du siège. 8. Procédé de fabrication d'un siège de passager (1) pour un véhicule automobile, le siège de passager comportant un dispositif de chauffage de siège (8) incorporé dans celui-ci, une électrode supérieure (11) incorporée dans le siège au-dessus du dispositif de chauffage de siège en parallèle à celui-ci, une source d'alimentation en courant alternatif (13) destinée à fournir une tension alternative présentant une fréquence prédéterminée à l'électrode supérieure (11) et un détecteur (14) destiné à détecter les conditions d'occupation du siège sur la base des variations de la capacité entre l'électrode supérieure (11) et un élément mis à la masse avec le châssis du véhicule, le procédé comprenant : 12 2903638 la formation d'une unité dispositif de chauffage-électrodes (100) comprenant intégralement au moins le dispositif de chauffage de siège (8) et l'électrode supérieure (11), tous deux étant disposés parallèlement l'un à l'autre avec une couche 5 isolante (20) disposée entre ceux-ci, et l'incorporation de l'unité dispositif de chauffage-électrodes (100) dans le siège de passager. 9. Procédé de fabrication d'un siège de passager selon la 10 revendication 8, dans lequel : un faisceau de câbles comprenant des câbles connectant l'électrode supérieure (11) à la source d'alimentation en courant alternatif (13) et au détecteur et un autre faisceau de câbles comprenant des câbles destinés à fournir une alimentation 15 au dispositif de chauffage de siège (8) sont formés intégralement au moins au niveau d'une partie des deux faisceaux de câbles. 10. Procédé de fabrication d'un siège de passager selon la 20 revendication 8, dans lequel : les câbles destinés à fournir une alimentation provenant d'une batterie embarquée au dispositif de chauffage de siège (8) sont utilisés communément comme des câbles pour fournir une alimentation à la source d'alimentation en courant 25 alternatif (13).