Brevet FR2907063A1 — publié le 20080418

Dispositif d'évaluation du poids d'un occupant d'un siège d'un véhi-cule automobile La présente invention concerne un dispositif d'évaluation du poids d'un occupant d'un siège d'un véhicule automobile. II est connu d'évaluer le poids supporté par un siège, c'est-à-dire généralement le poids d'un utilisateur assis sur ce siège au moyen d'une nappe de capteurs de pression intégrée dans l'assise du siège. Toutefois, la nappe de capteurs est un composant supplémentaire qui augmente notablement le prix de revient du siège et ce d'autant plus que la forme de la nappe doit être adaptée spécifiquement à chaque siège. De plus, l'implantation de la nappe de capteurs dans l'assise du siège est incompatible avec certains procédés de fabrication de l'assise, notamment les procédés de fabrication où la mousse de l'assise est moulée directement à l'intérieur de la coiffe de cette assise. L'invention a pour but un dispositif d'évaluation du poids d'un occupant à faible coût. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'évaluation du poids d'un occupant d'un siège d'un véhicule automobile, le véhicule automobile comprenant au moins un siège, au moins un dispositif de déplacement d'au moins une partie de ce siège et un moteur électrique équipé d'un arbre de sortie rotatif pour entraîner le dispositif de déplacement, caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation comporte : - des moyens d'alimentation du moteur électrique, - des moyens de détermination de la durée d'au moins un tour de rotation de l'arbre de sortie du moteur, et - des moyens d'évaluation du poids de l'occupant du siège en fonc- tion de ladite durée du ou de chaque tour de rotation. Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif d'évaluation comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens d'alimentation sont propres à alimenter le moteur électrique par un signal d'alimentation modulé en largeur d'impulsions et à faire pivoter son arbre de sortie à une vitesse fonction du couple appliqué à l'arbre de sortie du moteur ; 2907063 2 -les moyens de détermination comprennent un capteur de position propre générer un signal de position périodique fonction de la position en rotation de l'arbre de sortie, et une unité de mesure propre à mesurer la du-rée d'au moins une période du signal de position ; 5 - la durée d'un tour de rotation de l'arbre de sortie du moteur correspond à la durée d'une période du signal de position ; - les moyens de détermination comprennent des moyens de surveillance propres à vérifier que la durée du ou de chaque tour de rotation soit déterminée uniquement pendant le déplacement de la ou de chaque partie 10 du siège ; - les moyens de surveillance comprennent des moyens de mémorisation d'une durée prédéfinie de récupération des jeux mécaniques du siège, une unité de détection d'une valeur prédéfinie du signal de position et une unité de comparaison, et l'unité de mesure est apte à mesurer la durée de 15 transition écoulée entre le temps de l'activation du moteur électrique et le temps de détection de la valeur prédéfinie du signal de position, l'unité de comparaison étant adaptée pour comparer la durée de récupération à la du-rée de transition et à autoriser la transmission de la durée de la période du signal de position uniquement lorsque la durée de transition est inférieure à 20 la durée de récupération ; - lorsque le dispositif de déplacement est commandé par un occupant du siège, les moyens d'alimentation sont propres à alimenter le moteur électrique par un signal d'alimentation continu, l'unité de mesure étant apte à mesurer la durée totale de rotation de l'arbre de sortie du moteur électrique, 25 et les moyens de détermination sont propres à compter le nombre de tours effectués par l'arbre de sortie du moteur électrique et à calculer la durée d'un unique tour de rotation par division de la durée totale de rotation par le nombre de tours effectués par l'arbre de sortie du moteur électrique ; - les moyens d'évaluation sont propres à classifier l'occupant du siège 30 dans une catégorie de poids en fonction du poids évalué, et les moyens d'évaluation comprennent des moyens de cartographie de catégories de poids de l'occupant en fonction de plages de durée d'un tour de rotation et 2907063 3 des moyens de sélection aptes à sélectionner une catégorie de poids à par-tir de la durée du tour de rotation déterminée ; et - une catégorie de poids correspond à l'absence d'occupant sur le siège de sorte que le dispositif est propre à être utilisé comme détecteur de 5 la présence d'un occupant sur le siège. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant au moins un siège, au moins un dispositif de déplacement d'au moins une partie de ce siège et un moteur électrique équipé d'un arbre de sortie rotatif pour entraîner le dispositif de déplacement, caractérisé en ce qu'il 10 comporte en outre comprenant un dispositif d'évaluation du poids d'un occupant d'un siège selon l'une quelconque des caractéristiques mentionnées ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- 15 sins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'avant d'un véhicule équipé d'un dispositif d'évaluation selon l'invention ; - la figure 2 est un graphe représentatif d'un signal de position généré par un capteur de position, lorsque le signal de position débute après une 20 durée de récupération des jeux mécaniques d'un siège et d'un dispositif de rehausse ; - la figure 3 est un graphe représentatif d'un signal de position généré par un capteur de position, lorsque le signal de position débute avant la du-rée de récupération des jeux mécaniques du siège et du dispositif de rehausse ; et - la figure 4 est un graphe représentatif de l'évolution de la durée de la période du signal de position en fonction de l'évolution du poids de l'occupant du siège. Un véhicule automobile 2 est illustré partiellement sur la figure 1. 30 Il comporte un siège 4 constitué d'un dossier 6 et d'une assise 8, le dossier étant articulé par rapport à l'assise autour d'un axe d'articulation 10. 2907063 4 L'assise 8 est supportée par un plancher 12 par l'intermédiaire d'un dispositif de rehausse 14 permettant de relever ou d'abaisser l'assise 8 par rapport au plancher 12 selon une direction verticale. Le dispositif de rehausse 14 est apte à être entraîné par un moteur 5 électrique 16 équipé d'un arbre de sortie 18. Le moteur électrique 16 est par construction propre tourner son arbre de sortie 18 à une vitesse fonction du couple appliqué à l'arbre de sortie 18, pour une même commande d'alimentation du poids. Le dispositif 19 d'évaluation du poids d'un occupant selon l'invention 10 comporte un dispositif d'alimentation 20 du moteur électrique 16 commandé par un clavier de commande 21 ou par une console centrale 22 de gestion des fonctions électriques du véhicule 2. Le dispositif d'alimentation 20 est propre également à alimenter le moteur électrique 16 par une tension continue lorsque l'occupant du siège 15 commande le déplacement de celui-ci par le clavier 21. Le dispositif d'alimentation 20 est propre à alimenter le moteur électrique 16 par une tension modulée en largeur d'impulsions, de fréquence et rapport cyclique fixes, lorsque le déplacement du siège 4 est commandé par la console central 22 pour l'évaluation du poids de l'occupant. 20 Par exemple, une tension d'alimentation ayant un rapport cyclique de 80% et une fréquence de hachage de 90 Hz est utilisée. Le dispositif d'alimentation 20 est propre à être actionné par la console centrale 22 d'une manière périodique et/ou événementielle. Par exemple, cet actionnement est effectué au moment du franchis- 25 sement des 15 km/h puis est répété de manière périodique afin de recouper entre eux les résultats des évaluations et par conséquent gagner en précision. Le dispositif 19 d'évaluation du poids d'un occupant selon l'invention comporte des moyens 23 de détermination de la durée T2 d'un tour de rota-30 tion de l'arbre de sortie 18 du moteur et des moyens 24 d'évaluation du poids de l'occupant du siège 4 en fonction de la durée de ce tour de rotation. Les moyens 23 de détermination de la durée d'un tour de rotation comprennent un capteur de position 26, une unité de détection 27 connec-2907063 5 tée au capteur de position 26 et une unité de mesure 28 connectée à l'unité de détection 27. Le capteur de position 26 est constitué, par exemple, par un capteur à effet hall 30 disposé en vis-à-vis de l'arbre de sortie 18 du moteur électrique 5 et d'un élément ferrique ou magnétique 32 monté uniquement sur la moitié du pourtour de l'arbre de sortie 18. Le signal de sortie du capteur de position 26 est représenté sur les figures 2 et 3. Ce signal de position est un signal carré périodique alterné. La durée T2 de la période du signal de position correspond à un tour de rotation 10 de l'arbre de sortie 18 du moteur. Cette durée T2 varie en fonction du couple appliqué à l'arbre de sortie 18 du moteur. L'unité de détection 27 est propre à recevoir le signal de position généré par le capteur de position 26 et à détecter la présence d'un premier front montant ou descendant F1 dans celui-ci. 15 L'unité de détection 27 est apte à transmettre un signal de signale-ment de la présence d'un premier front montant ou descendant FI à l'unité de mesure 28. L'unité de mesure 28 comprend une première entrée pour recevoir un signal indiquant l'activation du moteur électrique 16 et une seconde entrée 20 pour recevoir le signal de signalement généré par l'unité de détection 27. L'unité de mesure 28 est adaptée pour mesurer la durée de transition T1 écoulée entre l'arrivée du signal d'indication de l'activation du moteur électrique et l'arrivée du signal de signalement d'un premier front montant ou descendant F1. 25 Lorsque le dispositif d'alimentation 20 alimente le moteur par une tension modulée en largeur d'impulsions, les moyens de détermination 23 sont aptes à mesurer une période T2 du signal de position uniquement pendant le déplacement du siège 4. Les moyens de détermination 23 sont propres à attendre que le mo-30 teur électrique 16 a effectué une rotation permettant de rattraper tous les jeux mécaniques du siège 4 et du dispositif de rehausse 14. 2907063 6 A cet effet, les moyens de détermination 23 comprennent également des moyens de mémorisation 34 et une unité de comparaison 35 reliée aux moyens de mémorisation 34 et à l'unité de mesure 28. Les moyens de mémorisation 34, par exemple de type mémoire EE- 5 PROM, sont propres à stocker une durée de récupération Tmin préenregis- trée. La durée de récupération Tmin est le temps nécessaire pour récupérer les jeux mécaniques du siège 4 et du dispositif de rehausse 14 entre l'instant où la commande d'activation du moteur 16 est envoyée et celui où 10 la première rotation de l'arbre de sortie 18 du moteur est détectée. Ce paramètre est variable selon le type et l'usure du siège 4 et du dispositif de rehausse 14 utilisés. L'unité de comparaison 35 est apte à comparer la durée de transition T1 avec la durée de récupération Tmin. 15 Lorsque la durée de transition T1 est supérieure à la durée de récupération Tmin, comme visible sur la figure 2, l'unité de comparaison 35 est adaptée pour transmettre un signal de commande à l'unité de mesure 28 afin que celle-ci transmette aux moyens d'évaluation 24 la durée T2 de la période du signal de position mesurée directement après le premier front 20 montant ou descendant FI. Lorsque la durée de transition T1 est inférieure au temps de récupération Tmin, comme visible sur la figure 3, l'unité de comparaison 35 ne transmet pas immédiatement un signal de commande à l'unité de mesure 28. 25 L'unité de détection 27 est apte à détecter la présence d'un second front montant ou descendant F2 et transmet un second signal de signale-ment de la présence d'un second front montant ou descendant F2 à l'unité de mesure 28. L'unité de mesure 28 est adaptée pour recevoir d'une part un signal 30 d'indication de l'activation du moteur électrique 16 et d'autre part le second signal de signalement. 2907063 7 L'unité de mesure 28 est propre à mesurer la durée de transition T3 écoulée entre l'arrivée du signal d'indication de l'activation du moteur électrique 16 et l'arrivée du second signal de signalement. L'unité de mesure 28 est apte à transmettre la durée de transition T3 5 à l'unité de comparaison 35. L'unité de comparaison 35 est propre à comparer la durée de transition T3 avec la durée de récupération Tmin. Si la durée de transition T3 est inférieure à la durée de récupération Tmin, comme visible sur la figure 3, l'unité de comparaison 35 est apte à générer alors un signal de commande à 10 l'unité de mesure 28 afin que celle-ci transmette aux moyens d'évaluation la durée T2 de la période du signal de position mesurée directement après le second front montant ou descendant F2. Ainsi, la durée T2 de la période du signal de position correspondant à un tour de rotation d'un moteur électrique 16 est mesurée uniquement lors- 15 que les jeux mécaniques du siège 4 et du dispositif de rehausse 14 ont été rattrapé. Les moyens de détermination 23 comportent en outre des moyens de paramétrage 36 aptes à modifier le temps de récupération Tmin en fonction de la vieillesse et du nombre d'utilisation du siège 4 et du dispositif de re- 20 hausse 14. Lorsque les moyens d'alimentation 20 alimentent le moteur électrique 16 par une tension d'alimentation à largeur d'impulsions, la durée d'un tour de rotation correspond à la durée T2 d'une période du signal de position. Lorsque les moyens d'alimentation 20 alimentent le moteur électrique 25 16 par une tension continue, la durée d'un tour de rotation correspond à la durée moyenne d'un tour de rotation, comme explicité ci-après. Les moyens d'évaluation 24 comprennent une cartographie 38 et des moyens de sélection 40. La cartographie 38 définit par une courbe 39 le poids de l'occupant du 30 siège en fonction de la durée d'un tour de rotation. Sur la figure 4, la courbe 39 a été obtenue au cours d'une phase de test réalisée avec une tension d'alimentation du moteur prédéfinie et pour un 2907063 8 certain type de siège 4 et de dispositif de rehausse 14 présentant une usure prédéfinie. A titre d'exemple, la figure 4 indique des résultats de mesures effectuées avec un signal d'alimentation du moteur électrique 16 présentant un 5 rapport cyclique de 80 % et une fréquence de hachage de 90 Hz sur un siège usagé. Le profil de cette courbe 39 est modifié par les moyens de paramétrage 36 au cours de la durée de vie du siège 4 et du dispositif de rehausse 14. 10 Les moyens de sélection 40 sont aptes à sélectionner le poids cor- respondant sur la courbe 39 à la durée T2 d'un tour de rotation. La cartographie 38 comprend en outre des catégories de poids d'occupant prédéfinies en fonction de plages de durée d'un tour de rotation. Les moyens de sélection 40 sont aptes à sélectionner une catégorie 15 de poids à partir de la durée du tour de rotation déterminée par les moyens de détermination 23. Par exemple, une catégorie de poids 42 compris entre 0 et 5 kg correspond à une plage d'une période 43 comprise entre 1.5 et 1.6 ms. Cette plage 43 est prédéfinie comme une absence d'occupant sur le siège. 20 Une catégorie de poids 44 compris entre 5 et 37 kg correspond à une plage d'une période 45 comprise entre 1.6 et 1.82 ms. Cette plage 45 est prédéfinie comme la présence d'un enfant dans un dispositif de retenue pour un enfant fixé sur le siège 4. Une catégorie de poids 46 compris entre 37 et 63 kg correspond à 25 une plage d'une période 47 comprise entre 1.82 et 2.05 ms. Cette plage 47 est prédéfinie comme la présence d'une femme sur le siège 4. Enfin, une catégorie de poids 48 compris entre 63 et 86 kg correspond à une plage d'une période 49 comprise entre 2.05 et 2.2 ms. Cette plage 43 est prédéfinie comme la présence d'un homme sur le siège 4. 30 En variante ou additionnellement, le poids d'un occupant du siège est déterminé lorsque l'occupant du siège actionne une commande pour effectuer un déplacement volontaire du siège par l'intermédiaire du clavier 21. 2907063 9 Le moteur électrique 16 est alimenté par un courant continu. L'imprécision de la mesure due à une commande non modulée en largeur d'impulsions est compensée par le fait que celle-ci est effectuée sur un nombre généralement important de périodes de rotation. 5 Le capteur de position 26 est propre à délivrer un signal de position pendant toute la durée du déplacement du siège 4. L'unité de mesure 28 est apte à mesurer la durée totale de déplace-ment du siège 4 écoulée entre l'arrivée du signal d'activation du moteur et la fin du signal de position délivré par le capteur de position 26. 10 L'unité de détection 27 est adaptée pour compter le nombre de tours effectués par l'arbre de sortie 18 du moteur électrique par comptage du nombre de fronts montants et descendants. L'unité de détection 27 est également propre à calculer la période moyenne de rotation de l'arbre de sortie 18 du moteur en divisant la durée 15 totale du déplacement du siège 4 par le nombre total de tours de l'arbre de sortie 18 du moteur. Les moyens d'évaluation 24 sont aptes à évaluer le poids correspondant à la durée moyenne de rotation de l'arbre de sortie 18 du moteur. En variante, le dispositif de rehausse 14 est remplacé par un dispositif 20 de pivotement du dossier 6 ou de l'assise 8 autour de l'axe d'articulation 10. En variante, lorsque le signal de position n'est pas un signal carré, l'unité de détection 27 est propre à détecter la présence d'une valeur prédéfinie dans le signal de position. En variante, les moyens de mémorisation 34 et les moyens de para- 25 métrage 36 sont remplacés par des moyens de détection du déplacement du siège 4. En variante, le dispositif d'évaluation 19 est propre à effectuer deux mesures successives, chacune dans un sens de déplacement différent du siège 4 afin d'augmenter la précision des mesures et éviter que le dispositif 30 de rehausse 14 ne se dérègle. Le rapport cyclique utilisé est déterminé selon un compromis entre la précision de l'évaluation désirée et le ressenti de l'utilisateur. En effet, en 2907063 10 augmentant la durée de mesure, le ressenti de l'utilisateur est amplifié mais la précision de mesure est augmentée. Avantageusement, le dispositif d'évaluation selon l'invention est propre à être utilisé comme un détecteur de la présence d'un occupant sur le 5 siège 4. Le dispositif d'évaluation peut s'appliquer à de nombreux dispositifs de couple car le système s'adapte à toute stratégie de détection, caractérisation ainsi qu'à tout type d'actionneur. Ce dispositif d'évaluation permet de détecter la présence d'un oc- 10 cupant sur le siège et de classifier le type d'occupant. Ce dispositif d'évaluation est peu onéreux car il nécessite peu de modification logicielle. En effet, il est possible d'utiliser le calculateur de la console centrale 22 pour commander les moteurs électriques du siège et effectuer la détection et la caractérisation de l'occupant. 15 Ce dispositif d'évaluation répond aux normes réglementaires de la détection et de la classification d'occupants et aux exigences consuméristes. L'ajustement des seuils de détection/classification permet d'adapter les différentes stratégies au niveau des moyens de retenue en fonction des conditions d'utilisation, par exemple, pour l'airbag frontal, son activation ou 20 son inhibition ou son déploiement faible risque. De plus, la connaissance du poids de l'occupant permet d'adapter les réglages relatifs au confort postural, tels que les réglages automatiques du siège, l'adaptation des fonctions de massage, l'adaptation au confort thermique tels que l'ajustement de la climatisation et les autres adaptations tels 25 que l'inclinaison des feux ou le réglage des rétroviseurs. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'évaluation (19) du poids d'un occupant d'un siège (4) pour véhicule automobile (2), le véhicule automobile (2) comprenant au moins un siège (4), au moins un dispositif (14) de déplacement d'au moins une partie (4, 6, 8) de ce siège (4) et un moteur électrique (16) équipé d'un arbre de sortie rotatif (18) pour entraîner le dispositif de déplacement (14), caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens d'alimentation (20) du moteur électrique (16), - des moyens de détermination (23, 26, 27, 28, 34, 35) de la durée (T2) d'au moins un tour de rotation de l'arbre de sortie (18) du moteur (16), et - des moyens (24, 38, 39, 40) d'évaluation du poids de l'occupant du siège (4) en fonction de ladite durée (T2) du ou de chaque tour de rotation. 2.- Dispositif (19) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (20) sont propres à alimenter le moteur électrique (16) par un signal d'alimentation modulé en largeur d'impulsions et à faire pivoter son arbre de sortie (18) à une vitesse fonction du couple appliqué à l'arbre de sortie (18) du moteur (16). 3.- Dispositif (19) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détermination (23, 26, 27, 28, 34, 35) comprennent un capteur de position (26) propre générer un signal de position périodique fonction de la position en rotation de l'arbre de sortie (18), et une unité de mesure (28) propre à mesurer la durée (T2) d'au moins une période du signal de position. 4.- Dispositif (19) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la durée (T2) d'un tour de rotation de l'arbre de sortie (18) du moteur (16) correspond à la durée (T2) d'une période du signal de position. 5.- Dispositif (19) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de détermination (23, 26, 27, 28, 34, 35) comprennent des moyens de surveillance (27, 34, 35) propres à vérifier que la durée du ou de chaque tour de rotation soit déterminée uniquement pendant le déplacement de la ou de chaque partie (4,6, 8) du siège. 2907063 12 6.- Dispositif (19) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4 prises en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de surveillance (27, 34, 35) comprennent des moyens de mémorisation (34) d'une durée prédéfinie (Tmin) de récupération des jeux mécaniques 5 du siège, une unité de détection (27) d'une valeur prédéfinie (FI, F2) du signal de position et une unité de comparaison (35), et en ce que l'unité de mesure (28) est apte à mesurer la durée de transition (T1, T3) écoulée entre le temps de l'activation du moteur électrique (16) et le temps de détection de la valeur prédéfinie (F1, F2) du signal de position, l'unité de comparaison 10 (35) étant adaptée pour comparer la durée de récupération (Tmin) à la durée de transition (Ti, T3) et à autoriser la transmission de la durée (T2) de la période du signal de position uniquement lorsque la durée de transition (Ti, T3) est inférieure à la durée de récupération (Tmin). 7.- Dispositif (19) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, 15 caractérisé en ce que lorsque le dispositif de déplacement (14) est commandé par un occupant du siège (4), les moyens d'alimentation (20) sont propres à alimenter le moteur électrique (16) par un signal d'alimentation continu, l'unité de mesure (28) étant apte à mesurer la durée totale de rotation de l'arbre de sortie (18) du moteur électrique (16), et en ce que les 20 moyens de détermination (23, 26, 27, 28, 34, 35) sont propres à compter le nombre de tours effectués par l'arbre de sortie (18) du moteur électrique (16) et à calculer la durée d'un unique tour de rotation par division de la du-rée totale de rotation par le nombre de tours effectués par l'arbre de sortie (18) du moteur électrique (16). 25 8.- Dispositif (19) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'évaluation (24, 38, 39, 40) sont propres à classifier l'occupant du siège (4) dans une catégorie de poids (42, 44, 46, 48) en fonction du poids évalué, et en ce que les moyens d'évaluation (24, 38, 39, 40) comprennent des moyens de cartographie (38) de catégories de 30 poids (42, 44, 46, 48) de l'occupant en fonction de plages (43, 45, 47, 49) de durée (T2) d'un tour de rotation et des moyens de sélection (40) aptes à sélectionner une catégorie de poids (42, 44, 46, 48) à partir de la durée (T2) du tour de rotation déterminée. 2907063 13 9.- Dispositif (19) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une catégorie de poids (42) correspond à l'absence d'occupant sur le siège (4) de sorte que le dispositif (19) est propre à être utilisé comme détecteur de la présence d'un occupant sur le siège (14). 5 10.- Véhicule automobile (2) comprenant au moins un siège (4), au moins un dispositif (14) de déplacement d'au moins une partie (4, 6, 8) de ce siège et un moteur électrique (16) équipé d'un arbre de sortie rotatif (18) pour entraîner le dispositif de déplacement (14), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif d'évaluation (19) du poids d'un occupant d'un 10 siège (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.