Brevet FR2932258A1 — publié le 20091211

L'invention concerne, de façon générale, le domaine de capteurs capacitifs électriques. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de détection d'un paramètre d'environnement pour un véhicule automobile équipé d'un moyen de mise en 5 fonctionnement d'au moins un équipement parmi des équipements suivants : (a) toit ouvrant ; (b) vitre , le dispositif de détection comprenant au moins : - un calculateur comportant des moyens de mémorisation, - un premier capteur capacitif relié au calculateur, présentant une première capacité, et conçu pour délivrer un premier signal de sortie représentatif d'une 10 évolution temporelle de la première capacité en réponse à l'approche ou à la présence d'une première masse matérielle. Un tel dispositif de détection connu de l'homme du métier fait parti des systèmes embarqués d'accès et/ou de démarrage dits � mains libres � du véhicule. Ce dispositif peut être installé, par exemple, dans une porte extérieure du véhicule (ou, de manière 15 générale, un "ouvrant" du véhicule) et, en particulier, dans une poignée de la porte, pour réaliser une surveillance, de préférence continue, de la présence d'une main à proximité de la poignée. Après avoir détecté l'approche et/ou la présence de la main, le dispositif fournit un signal de commande, par exemple pour lancer, par l'intermédiaire du calculateur de bord, une identification d'une puce électronique propre à un utilisateur 20 habilité à pénétrer dans le véhicule (il peut s'agir, par exemple, d'un conducteur du véhicule). Un compromis délicat doit généralement être réalisé entre la surconsommation d'énergie pour maintenir inutilement le dispositif de détection en état de surveillance lorsque le l'utilisateur est installé à l'intérieur du véhicule à l'arrêt (et, plus encore, lorsque le véhicule est en mouvement) et la complexité structurelle du dispositif de détection 25 nécessitant un interrupteur sélectif supplémentaire, muni d'une intelligence artificielle opérant à des moments prédéterminés, par exemple pour éteindre le dispositif de détection après l'installation de l'utilisateur dans le véhicule et pour rallumer le dispositif de détection lorsque l'utilisateur quitte le véhicule. La présente invention, qui s'appuie sur cette observation originale, a 30 principalement pour but de proposer un dispositif de détection visant au moins à réduire une limitation précédemment évoquée. A cette fin, le dispositif de détection, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de comparaison conçu pour : 35 - recevoir le premier signal de sortie du premier capteur capacitif, détecter le franchissement, par le premier signal de sortie, d'une première limite préenregistrée, compter un premier nombre de franchissements pendant une première unité de temps préenregistrée, - comparer ledit premier nombre de franchissements à un premier seuil préenregistré, et fournir un premier signal de commande au moyen de mise en fonctionnement de l'un au moins des dits équipements, le premier signal de commande adoptant un état actif en fonction au moins du premier nombre de franchissements dépassant ledit premier seuil. Grâce à cet agencement, le dispositif de détection peut servir utilement à tout moment (indépendamment d'un état d'arrêt ou de marche du véhicule et/ou d'une présence ou non de l'utilisateur dans un habitacle du véhicule), pour commander de manière autonome (sans solliciter l'utilisateur) le moyen de mise en fonctionnement de l'un au moins desdits équipements en réponse à l'approche ou à la présence de la première masse matérielle telle que des gouttes d'eau. Ainsi, l'énergie nécessaire pour maintenir le dispositif de détection en état de surveillance n'est plus gaspillée. De même, aucun interrupteur sélectif supplémentaire rendant la structure du dispositif de détection plus complexe n'est nécessaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un schéma simplifié partiel d'un dispositif de détection selon l'invention embarqué sur un véhicule automobile et conçu pour commander un moyen de mise en fonctionnement d'au moins un équipement parmi des équipements suivants : (a) toit ouvrant ; (b) vitre en fonction d'une détection sélective d'un paramètre d'environnement, - la figure 2 illustre schématiquement un mode de traitement d'un signal de sortie d'un capteur capacitif du dispositif de détection selon l'invention conduisant à une commande conditionnelle de l'un au moins des équipements suivants : (a) toit ouvrant ; (b) vitre. Comme annoncé précédemment et illustré sur les figures 1-2, l'invention concerne un dispositif de détection d'un paramètre d'environnement pour un véhicule automobile 1 équipé d'un moyen de mise en fonctionnement 20 d'au moins un équipement 2, 200 parmi des équipements suivants (par exemple, à entrainement électrique ou fluidique) du véhicule automobile 1 : (a) toit ouvrant 2 ; (b) vitre 200. Le dispositif de détection est embarqué au bord du véhicule 1 et comprend au moins un calculateur 3, de préférence muni d'une unité centrale de traitement dite CPU (acronyme anglais pour "Central Processing Unit"), par exemple multitâches, et des moyens de mémorisation 4 pour enregistrer des données et/ou des informations. En outre, le dispositif de détection comporte un premier capteur capacitif 5 relié au calculateur 3 et conçu pour délivrer un premier signal de sortie Co représentatif d'une évolution temporelle de la capacité C, du capteur 5 en réponse à l'approche (par exemple, à une distance prédéterminée d) ou à la présence d'une première masse matérielle 6 (la distance d étant mesurée, par exemple, entre le premier capteur capacitif 5 et un centre de masse n de la première masse matérielle 6). Selon l'invention, le dispositif de détection comprend un moyen de comparaison 7 conçu pour : recevoir le premier signal de sortie Ct, du premier capteur capacitif 5, - détecter le franchissement, par le premier signal de sortie Cm, d'une première limite CL, préenregistrée par les moyens de mémorisation 4, compter un premier nombre de franchissements N, pendant une première unité de temps i, préenregistrée par les moyens de mémorisation 4, - comparer ledit premier nombre de franchissements N, à un premier seuil No, préenregistré par les moyens de mémorisation 4 (No1 = 5 sur la figure 2), et - fournir un premier signal de commande au moyen de mise en fonctionnement 20 de l'un au moins des dits équipements 2, 200, le premier signal de commande adoptant un état actif A en fonction au moins du premier nombre de franchissements N, dépassant ledit premier seuil No1. De préférence, le moyen de comparaison 7 est conçu pour définir une première tolérance T, du premier nombre de franchissements N, en appliquant au moins une première règle préenregistrée (par les moyens de mémorisation 4), propre au premier capteur capacitif 5. Grâce à cet agencement, il est possible d'ajuster une sensibilité du premier capteur capacitif 5 en fonction, par exemple, de son emplacement dans le véhicule 1 et, en particulier, des propriétés physiques et/ou d'une forme géométrique propres à des moyens du véhicule 1 qui entourent le premier capteur capacitif 5 (par exemple, qui servent à le fixer sur le véhicule 1). Le dispositif de détection peut comprendre un moyen de pilotage 51 du premier capteur capacitif 5. De préférence, le moyen de pilotage 51 peut être lié au calculateur 3. De manière alternative, le moyen de pilotage 51 et le calculateur 3 peuvent être confondus. Le calculateur 3 peut être conçu pour ordonner au premier capteur capacitif 5, par l'intermédiaire du moyen de pilotage 51, de délivrer le premier signal de sortie Cä avec une fréquence de scrutation v, préenregistrée par les moyens de mémorisation 4. La fréquence de scrutation v, définit celle de délivrance, par le premier capteur capacitif 5, du premier signal de sortie Cm. En d'autres termes, la fréquence de scrutation v, détermine la fréquence avec laquelle le dispositif de détection réalise une surveillance de l'approche ou de la présence de la première masse matérielle 6 à proximité du premier capteur capacitif 5. Grâce à cet agencement, le calculateur 3 peut imposer la fréquence de scrutation v, unique non sélective car indépendante d'un état de fonctionnement du véhicule 1 et/ou d'une présence à son bord d'un utilisateur tel qu'un conducteur du véhicule 1. Cela rend le dispositif de détection plus simple et, donc, plus robuste tout en assurant un compromis raisonnable entre la détection fiable de la première masse matérielle 6 et une consommation électrique nécessaire pour alimenter le premier capteur capacitif 5 (notamment lorsque l'énergie est puisée à partir d'une batterie du véhicule 1 avec un moteur à l'arrêt). De préférence, le calculateur 3 est conçu pour : détecter un changement d'au moins une première consigne propre au fonctionnement du véhicule automobile 1, - corriger la fréquence de scrutation préenregistrée v, en appliquant au moins une deuxième règle préenregistrée (par les moyens de mémorisation 4) propre au changement d'au moins ladite première consigne. Grâce à cet agencement, il est possible de corriger par le calculateur 3 la fréquence de scrutation v1 de manière à la rendre sélective, par exemple en fonction d'une vitesse du véhicule, de l'état de fonctionnement du moteur, de l'état de charge de la batterie etc. Par exemple, lorsque le véhicule 1 est en mouvement, le calculateur 3 peut augmenter la fréquence de scrutation v, de manière à rendre le dispositif de détection plus discriminant vis-à-vis de la première masse matérielle 6 à détecter. Le calculateur 3 peut être conçu pour ordonner au premier capteur capacitif 5, 20 par l'intermédiaire du moyen de pilotage 51, de limiter sa charge en énergie électrique à un taux de charge El préenregistrée par les moyens de mémorisation 4. Ainsi, le calculateur 3 peut imposer le taux de charge E, en énergie électrique unique non sélective car indépendant de l'état de fonctionnement du véhicule 1 et/ou de la présence à son bord de l'utilisateur. Cela rend le dispositif de détection plus simple et, 25 donc, plus robuste tout en assurant le compromis raisonnable entre la détection fiable de la première masse matérielle 6 et la consommation électrique nécessaire pour alimenter le premier capteur capacitif 5 (notamment lorsque l'énergie est puisée à partir de la batterie du véhicule 1 avec le moteur à l'arrêt). Le calculateur 3 est conçu pour : 30 - détecter un changement d'au moins une deuxième consigne propre au fonctionnement du véhicule automobile 1, et - corriger le taux de charge E, préenregistrée (par les moyens de mémorisation 4) en appliquant au moins une troisième règle préenregistrée (par les moyens de mémorisation 4) propre au changement d'au moins ladite deuxième consigne. 35 Grâce à cet agencement, il est possible de corriger par le calculateur 3 le taux de charge E, de manière à la rendre sélective, par exemple, en fonction de la vitesse du véhicule, de l'état de fonctionnement du moteur, de l'état de charge de la batterie, des propriétés physiques et/ou de la forme géométrique propres aux moyens du véhicule 1 qui entourent le premier capteur capacitif 5 (par exemple, qui servent à le fixer sur le véhicule 1), etc. Par exemple, lorsque le véhicule 1 est en mouvement, le calculateur 3 peut augmenter le taux de charge E, de manière à augmenter une pénétration des champs électriques vers l'extérieur du véhicule 1. Cela permet d'augmenter un rayon dmax d'une zone de détection 500 de la première masse matérielle 6, par exemple, au fur et à mesure que la vitesse du véhicule 1 augmente. Ainsi, il est possible de compenser un effet répulsif (vers l'extérieur du véhicule 1) d'une couche d'air entourant le véhicule 1 sur la première masse matérielle 6 approchant le premier capteur capacitif 5. Ainsi, il est possible d'ajuster la capacité du dispositif de détection en fonction de la vitesse du véhicule. De préférence, le paramètre d'environnement est propre à un état de pluie à l'extérieur d'un habitacle 10 du véhicule automobile 1, et au moins le premier capteur capacitif 5 est disposé dans une porte extérieure 52 du véhicule automobile 1. De la sorte, il est possible d'utiliser le dispositif de détection pour détecter la pluie à l'aide du premier capteur capacitif 5 qui peut en même temps faire partie des systèmes embarqués d'accès et/ou de démarrage dits � mains libres � du véhicule 1. De préférence, le dispositif de détection peut comprendre au moins un deuxième capteur capacitif 50 relié au calculateur 3 et conçu pour délivrer un deuxième signal de sortie Ct2 représentatif d'une évolution temporelle de la deuxième capacité C2 en réponse à l'approche ou à la présence d'une deuxième masse matérielle 60, et le moyen de comparaison 7 est conçu pour : - recevoir le deuxième signal de sortie Ct2 du deuxième capteur capacitif 50, détecter le franchissement, par le deuxième signal de sortie Ct2, d'une deuxième limite CL2 préenregistrée par les moyens de mémorisation 4, - compter un deuxième nombre de franchissements N2 dans une deuxième unité 25 de temps T2 préenregistrée par les moyens de mémorisation 4, - comparer ledit nombre de franchissements N2 à un deuxième seuil NO2 (NO2 = 5 sur la figure 2) préenregistré par les moyens de mémorisation 4, - fournir un deuxième signal de commande du moyen de mise en fonctionnement 20 de l'un au moins des dits équipements 2, 200, le deuxième 30 signal de commande adoptant l'état actif A en fonction d'au moins le deuxième nombre de franchissements N2 dépassant ledit deuxième seuil NO2. En couplant les états actif A provenant du premier 5 et du deuxième 50 capteur capacitif, il est possible d'augmenter une fiabilité du dispositif de détection jusqu'à un niveau prédéterminé, par exemple supérieur à 90%. 35 De préférence, le moyen de comparaison 7 est conçu pour définir une deuxième tolérance T2 du deuxième nombre de franchissements N2 en appliquant au moins une quatrième règle préenregistrée (par les moyens de mémorisation 4) propre au deuxième capteur capacitif 50. Grâce à cet agencement, il est possible d'ajuster une sensibilité du deuxième capteur capacitif 50 en fonction, par exemple, de son emplacement dans le véhicule 1 et, en particulier, des propriétés physiques et/ou de la forme géométrique propres à des moyens du véhicule 1 qui entourent le deuxième capteur capacitif 50 (par exemple, propres à la poignée qui sert à fixer le deuxième capteur capacitif 50 sur le véhicule 1). De préférence, le moyen de mise en fonctionnement 20 est conçu pour actionner le toit ouvrant 2 et/ou la vitre 200 à réception du premier signal de commande et du deuxième signal de commande lorsque les dits signaux sont simultanément dans leur état actif A. Grâce à ces agencements, il est possible d'utiliser les premier et deuxième capteurs capacitifs 5 et 50 des systèmes embarqués d'accès et/ou de démarrage dits � mains libres � du véhicule 1 pour commander le toit ouvrant 2 et/ou l'une au moins des vitres 200 du véhicule 1 indépendamment d'un capteur classique de détection de pluie (qui peut également être lié au calculateur 3) pouvant être installé sous un pare-brise. De ce fait, le capteur classique de détection de pluie en tant que tel n'est plus indispensable sur le véhicule 1 équipé du dispositif de détection selon l'invention. Il est à noter que le capteur classique de détection de pluie : consomme plus d'énergie que le dispositif de détection selon l'invention, présente un poids considérable, incommode l'utilisateur du fait de son emplacement sous le pare-brise perturbant 20 un champ visuel de l'utilisateur se trouvant dans l'habitacle 10, rend un assemblage du véhicule 1 plus long et complexe, coûte cher. De ce fait, le dispositif de détection selon l'invention remplaçant le capteur classique de détection de pluie permet de réaliser des gains : 25 en énergie (car on en consomme moins et, en plus, le véhicule 1 devient plus léger), en confort visuel pour l'utilisateur et, notamment, pour le conducteur (ce qui rend in fine le véhicule 1 plus sûr), en rapidité d'assemblage du véhicule 1 et 30 en économie des coûts du véhicule 1. Il est à noter que le gain en énergie est particulièrement important lorsque le véhicule 1 est à l'arrêt prolongé, en absence de l'utilisateur dans son habitacle 10. II peut s'agir, par exemple, du véhicule 1 du type décapotable garé sur un parking à ciel ouvert avec le toit ouvrant 2 et les vitres dans des états respectifs � ouverts � (ce cas est réalisé 35 lorsque, par exemple, le toit ouvrant 2 est plié et rangé dans un coffre du véhicule 1 et les vitres sont abaissés). Contrairement au capteur classique de détection de pluie qui, dans ces conditions, reste inactif, du fait de sa consommation énergétique élevée pour éviter un épuisement prématuré de la batterie du véhicule 1, le dispositif de détection selon l'invention en veille continue (ininterrompue par le moteur du véhicule 1 à l'arrêt) peut détecter la pluie et ordonner (de manière autonome en absence de l'utilisateur du véhicule 1) au moyen de mise en fonctionnement 20 une fermeture (au moins partielle) de l'habitacle 10 à l'aide du toit ouvrant 2 (qui sera alors mis dans un état � fermé �) et/ou des vitres 200 (qui seront alors remontées de manière à atteindre leur état � fermé �). Le véhicule 1 peut être équipé à la fois du capteur classique de détection de pluie et du dispositif de détection selon l'invention. Dans ces cas, grâce à l'indépendance de ces deux outils, le calculateur 3 peut continuer à commander le toit ouvrant 2 et/ou l'une au moins des vitres 200 à l'aide du dispositif de détection selon l'invention lorsque le capteur classique de détection de pluie sous le pare-brise tombe en panne. De même, le dispositif de détection selon l'invention peut servir pour calibrer le capteur classique de détection de pluie sous le pare-brise et vice versa. Cela contribue à augmenter la fiabilité du véhicule 1, en particulier, lors de son exploitation dans des conditions climatiques extrêmes (chaudes, poussiéreuses, humides).Optionnellement, les premier et deuxième capteurs capacitifs 5 et 50 peuvent présenter les mêmes caractéristiques structurelles et/ou physiques, de manière à faciliter leur montage sur le véhicule 1. De préférence, le calculateur 3 est conçu pour : - détecter un état prédéterminé propre à l'un au moins des dits équipements 2, 200, et - corriger au moins le premier signal de commande en appliquant au moins une cinquième règle préenregistrée propre audit état prédéterminé. Cet agencement contribue à rendre le dispositif de détection selon l'invention plus sélectif et, in fine, plus économique en énergie. En effet, il devient possible d'ajuster le fonctionnement du toit ouvrant 2 et/ou de la vitre 200 en fonction de leurs états respectifs. Par exemple, si le calculateur 3 détecte que le toit ouvrant 2 est dans l'état � fermé � et la vitre 200 est dans l'état � ouvert �, au moins le premier signal de commande sera corrigé de manière à ce que seule la vitre 200 soit actionnée après la détection de la pluie pour passer de son état � ouvert � à son état � fermé �. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection d'un paramètre d'environnement pour un véhicule automobile (1) équipé d'un moyen de mise en fonctionnement (20) d'au moins un équipement (2), (200) parmi des équipements suivants : (a) toit ouvrant (2) ; (b) vitre (200), le dispositif de détection comprenant au moins : - un calculateur (3) comportant des moyens de mémorisation (4), - un premier capteur capacitif (5) relié au calculateur (3), présentant une première capacité (C,), et conçu pour délivrer un premier signal de sortie (Co,) représentatif d'une évolution temporelle de la première capacité (C,) en réponse à l'approche ou à la présence d'une première masse matérielle (6), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de comparaison (7) conçu pour : - recevoir le premier signal de sortie (Co) du premier capteur capacitif (5), - détecter le franchissement, par le premier signal de sortie (Co), d'une première limite (Cu) préenregistrée, - compter un premier nombre de franchissements (N,) pendant une première unité 15 de temps (i,) préenregistrée, comparer ledit premier nombre de franchissements (N,) à un premier seuil (No1) préenregistré, et - fournir un premier signal de commande au moyen de mise en fonctionnement (20) de l'un (2), (200) au moins des dits équipements, le premier 20 signal de commande adoptant un état actif (A) en fonction au moins du premier nombre de franchissements (N,) dépassant ledit premier seuil (No1). 2. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de comparaison (7) est conçu pour définir une première tolérance (T,) du premier nombre de franchissements (N,) en appliquant au moins une première règle préenregistrée propre 25 au premier capteur capacitif (5). 3. Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de pilotage (51) du premier capteur capacitif (5), le moyen de pilotage (51) étant lié au calculateur (3), et en ce que le calculateur (3) est conçu pour ordonner au premier capteur capacitif (5), par l'intermédiaire du moyen de 30 pilotage (51), de délivrer le premier signal de sortie (Cté) avec une fréquence de scrutation (v,) préenregistrée. 4. Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes combiné à la revendication 3, caractérisé en ce que le calculateur (3) est conçu pour : - détecter un changement d'au moins une première consigne propre au 35 fonctionnement du véhicule automobile (1), et - corriger la fréquence de scrutation préenregistrée (v,) en appliquant au moins une deuxième règle préenregistrée propre au changement d'au moins ladite première consigne. 5. Dispositif de détection selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le calculateur (3) est conçu pour ordonner au premier capteur capacitif (5), par l'intermédiaire du moyen de pilotage (51), de limiter sa charge en énergie électrique à un taux de charge (E,) préenregistré. 6. Dispositif de détection selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le calculateur (3) est conçu pour - détecter un changement d'au moins une deuxième consigne propre au fonctionnement du véhicule automobile (1), corriger le taux de charge préenregistré (E,) en appliquant au moins une troisième règle préenregistrée propre au changement d'au moins ladite deuxième consigne. 7. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre d'environnement concerne un état de pluie à l'extérieur d'un habitacle (10) du véhicule automobile (1), et en ce qu'au moins le premier capteur capacitif (5) est disposé dans une porte extérieure (52) du véhicule automobile (1). 8. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un deuxième capteur capacitif (50) relié au calculateur (3), présentant une deuxième capacité (C2), et conçu pour délivrer un deuxième signal de sortie (Ct2) représentatif d'une évolution temporelle de la deuxième capacité (C2) en réponse à l'approche ou à la présence d'une deuxième masse matérielle (60), et en ce que le moyen de comparaison (7) est conçu pour : recevoir le deuxième signal de sortie (Ct2) du deuxième capteur capacitif (50), - détecter le franchissement, par le deuxième signal de sortie (Ct2), d'une deuxième 25 limite (CL2) préenregistrée, - compter un deuxième nombre de franchissements (N2) pendant une deuxième unité de temps (i2) préenregistrée, - comparer ledit nombre de franchissements (N2) à un deuxième seuil (NO2) préenregistré, 30 - fournir un deuxième signal de commande du moyen de mise en fonctionnement (20) de l'un (2), (200) au moins des dits équipements, le deuxième signal de commande adoptant un état actif (A) en fonction au moins du deuxième nombre de franchissements (N2) dépassant ledit deuxième seuil (NO2). 12. Dispositif de détection selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen 35 de comparaison (7) est conçu pour définir une deuxième tolérance (T2) du deuxième nombre de franchissements (N2) en appliquant au moins une quatrième règle préenregistrée propre au deuxième capteur capacitif (50). 13. Dispositif de détection selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le moyen de mise en fonctionnement (20) est conçu pour actionner le toit ouvrant (2) et/ou lavitre (200) à réception du premier signal de commande et du deuxième signal de commande lorsque ces signaux sont simultanément dans leur état actif (A). 11. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (3) est conçu pour : - détecter un état prédéterminé propre à l'un (2), (200) au moins des dits équipements, et - corriger au moins le premier signal de commande en appliquant au moins une cinquième règle préenregistrée propre audit état prédéterminé.