Brevet FR3058439A1 — publié le 20180511

La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile, et plus particulièrement un dispositif anti-pincement, de type capteur capacitif, pour ouvrant de véhicule automobile. Un tel dispositif permet d'éviter le coincement d'un objet faisant obstacle entre l'ouvrant, et au moins un élément adjacent fixe lors de la fermeture de 5 l'ouvrant, en particulier dans le cas où cet objet est une partie du corps d'un utilisateur. On connaît des ouvrants arrière équipés de moteur destiné à réaliser les fonctions d'ouverture et de fermeture de l'ouvrant. De tels ouvrants peuvent être équipés de dispositifs anti-pincement intégrés directement au moteur. Ces dispositifs peuvent détecter une surintensité dans le 10 moteur, engendré par un obstacle lors de la fermeture de l'ouvrant. Une fois cette surintensité détectée, le dispositif permet d'inverser le couple moteur afin de stopper le pincement de l'obstacle et encore mieux, de pouvoir le dégager. De tels ouvrants peuvent également être équipés de dispositifs anti-pincement comportant des capteurs résistifs positionnés en périphérie de l'ouvrant, au niveau des 15 bords latéraux. De tels capteurs sont basés sur une variation de distance entre deux fils : en cas de rapprochement des fils conducteurs, provoqué par la présence d'un obstacle tel qu'un doigt, une main ou un membre quelconque du corps humain, le dispositif stoppe la fermeture du hayon. On connaît également des dispositifs anti-pincement comportant des capteurs 20 capacitifs. De nombreux capteurs capacitifs sont connus dans l'art antérieur. Par exemple, le document US 6377009 décrit un système destiné à empêcher le pincement ou le piégeage d'un objet étranger lors de la fermeture d'un élément d'un véhicule par l'utilisation de capteur capacitif. Un capteur capacitif permet de détecter à faible distance une variation de capacité 25 électrique due à la présence d'un objet ou la présence d'un objet dans le champ de détection du capteur. De façon générale, de tels capteurs détectent donc, par contact ou avant contact, la présence d'un objet entrant dans le champ de détection, par détection d'une variation de capacité électrique. Le dispositif stoppe alors la fermeture du hayon avant que 30 l'obstacle soit pincé entre l'ouvrant et la caisse du véhicule. De tels capteurs peuvent être utilisés pour détecter la présence d'obstacles dans de nombreux types de fermetures automobiles telles que les lève-vitres électriques, les toits ouvrants, les portes latérales, les portes coulissantes, les hayons. De tels capteurs capacitifs présentent l'avantage de pouvoir détecter à courte 35 distance la présence de tous types d'objets ou matériaux, car sensibles aux métaux et aux non-métaux. Un capteur capacitif est basé sur le principe du condensateur, dont la capacité 3058439 2 dépend notamment de la nature du milieu diélectrique séparant ses électrodes et de la distance les séparant. De façon générale, ce milieu diélectrique est de l'air. Ainsi tout objet ayant une constante diélectrique ou permittivité relative différente (celle de l'air est de 1) amené à proximité de l'électrode provoque une variation détectable (par exemple, la permittivité du corps humain, est très proche de celle de l'eau qui est de 81). Une détection de cette variation permet de détecter la présence de l'objet. Une des électrodes du condensateur formant le capteur peut être constitué de fils ou films conducteurs, en particulier métalliques. Cependant, la plupart des ouvrants de véhicule automobile comporte, dans la zone 10 sensible, des éléments perturbant le champ de détection du capteur capacitif. On appelle « zone sensible » la zone dans laquelle il existe un risque de pincement. Il s'agît notamment, pour un ouvrant arrière, de la zone située entre la périphérie de l'ouvrant et la caisse. Les éléments perturbant le champ de détection, et faisant partie du véhicule et plus 15 particulièrement de l'ouvrant, sont surtout des éléments perturbateurs (par exemple des éléments contenant un métal comme de l'acier, du cuivre ou du chrome). Il s'agît notamment pour un ouvrant arrière des zones charnières, de la zone serrure et des zones vérin. Pour s'affranchir de ce problème, on évite de disposer un capteur capacitif dans la 20 zone sujette à ces perturbations, c'est-à-dire à proximité des éléments perturbant le champ de détection. On réalise par exemple une interruption des fils formant les électrodes. Cette solution ne permet donc pas de détecter un objet dans l'ensemble de la zone sensible, car elle ne permet pas de détecter un objet dans les zones de perturbations. 25 La fonction sécurité recherchée par l'utilisation d'un tel capteur capacitif, par exemple sur un hayon, n'est donc plus assurée, une personne pouvant se coincer le doigt dans la zone d'accroche du vérin par exemple. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un système anti-pincement pour ouvrant de véhicule automobile, permettant de détecter un objet 30 sur une plus grande partie de, voire toute, la bordure périphérique de l'ouvrant. Le système anti-pincement pour ouvrant comporte un capteur capacitif et au moins un dispositif de protection du champ de détection du capteur capacitif contre des perturbations induites par des éléments perturbateurs de l'ouvrant. Le dispositif de protection comporte un organe de contournement des éléments perturbateurs adapté à 35 éviter qu'un élément perturbateur ne se situe entre le capteur capacitif et la caisse lorsque le système est monté sur le véhicule. Ce système anti-pincement permet ainsi d'assurer un fonctionnement du capteur 3058439 3 capacitif même dans des zones comportant des éléments perturbateurs. Ce système permet donc une continuité de détection sur toute la bordure périphérique de l'ouvrant. De plus, ce système peut être monté simplement sur des ouvrants existants. Le système peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques 5 suivantes, prises seules ou en combinaison : - le système anti-pincement comporte un organe de mise à la masse des éléments perturbateurs ; - l'organe de contournement comporte un support destiné à être fixé sur un élément perturbateur, ledit support comportant au moins une face dite interne, en regard de l'élément perturbateur une fois monté sur l'élément perturbateur, et au moins une face dite externe ; - la face externe porte au moins une électrode du capteur capacitif générant un champ de détection, et la face interne porte l'organe de mise à la masse ; - le support forme un manchon apte à envelopper une extrémité de vérin de l'ouvrant ; 15 - le support est réalisé dans une matière permettant une isolation électrique de l'élément perturbateur sur lequel le support est fixé ; - l'organe de mise à la masse comporte au moins un fil relié aux éléments perturbateurs et à la masse du véhicule. L'invention concerne également un ouvrant de véhicule automobile, comportant au 20 moins un système anti-pincement selon l'invention. Selon un mode de réalisation l'ouvrant comporte un système anti-pincement selon l'invention pour chaque élément perturbateur de l'ouvrant placé dans le champ de détection généré par le capteur capacitif. Enfin, les éléments perturbateurs peuvent être choisis parmi au moins l'un des 25 éléments suivants : les zones charnières, les zones rotules, les vérins, et la zone serrure. L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : 30 - la figure 1 illustre, vu de profil, trois positions d'ouverture d'un hayon ; - les figures 2A et 2B illustrent le principe de fonctionnement d'un capteur capacitif monté sur un hayon ; - la figure 3 illustre un système anti-pincement conforme à l'invention ; et - la figure 4 illustre un exemple d'intégration du système anti-pincement en proximité 35 d'un vérin de hayon. On va décrire un exemple de réalisation d'un système anti-pincement 10 basé sur un 3058439 4 capteur capacitif, pour ouvrant 20 de véhicule automobile. Comme l'illustre la figure 1, un ouvrant 20 est mobile en rotation entre une position entièrement ouverte (c) et une position fermée (a), en passant par une position intermédiaire (b). 5 Les figures 2A et 2B illustrent le principe de fonctionnement d'un capteur capacitif monté sur un ouvrant 20 de véhicule automobile : lorsqu'un objet 30 entre dans le champ de détection 70 d'un capteur capacitif 40, cet objet 30 perturbe le champ de détection 70. Cette perturbation est détectée, permettant de stopper la fermeture de l'ouvrant 20 pour éviter un pincement de l'objet 30. 10 On se réfère maintenant à la figure 3 qui décrit un système anti-pincement 10 pour ouvrant 20 de véhicule automobile. Ce système 10 permet de déterminer la présence d'un objet 30 sur le trajet, ou à proximité, de l'ouvrant 20. Pour faciliter la compréhension, on décrit un exemple particulier de réalisation dans lequel l'ouvrant 20 est un hayon de véhicule automobile. Le système anti-pincement 10 comporte un capteur capacitif 40, et au moins un dispositif de protection 50 du champ de détection du capteur capacitif contre des perturbations induites par des éléments perturbateurs 60 de l'ouvrant, placés dans le champ de détection 70 généré par le capteur capacitif 40. Le dispositif de protection 50 comporte un organe de contournement 80 des 20 éléments perturbateurs 60 adapté à éviter qu'un élément perturbateur 60 ne se situe entre le capteur capacitif 40 et la caisse 90 lorsque le système 10 est monté sur le véhicule. Le dispositif de protection 50 peut également comporter un organe de mise à la masse 100 des éléments perturbateurs 60. 25 Le capteur capacitif 40 Le capteur capacitif 40 est d'un type connu, et ne sera pas décrit plus en détail dans la description. On notera juste que le capteur capacitif 40 comporte généralement deux électrodes 30 42 et 44, présentant une différence de potentiel engendrant un champ électrique (constituant le champ de détection) 70 autours des électrodes 42 et 44. Ces deux électrodes 42, 44 du circuit capacitif ainsi créé peuvent être des fils. Le capteur capacitif 40 peut comporter une seule électrode. Dans ce cas, on détecte une variation de capacité entre l'électrode et la terre (par exemple une personne 35 s'approchant de l'électrode). 3058439 5 Le dispositif de protection du champ de détection 50 Le dispositif de protection 50 du champ de détection permet d'éviter des perturbations, notamment électriques, induites par des éléments perturbateurs 60 du véhicule 20 placés dans ou à proximité du champ de détection 70 généré par le capteur 5 capacitif 40. Ces éléments sont par exemple, pour un hayon de véhicule automobile, les zones charnières 62, les zones rotules 64 (des vérins), les vérins 66 du véhicule, et la zone serrure 68. Ces éléments constituent des masses métalliques. On note également que les deux derniers éléments cités sont à la fois des masses métalliques, mais contiennent aussi un actionneur (moteur) alimenté électriquement donc mis sous 10 tension et générant des champs électromagnétiques perturbateurs. Le dispositif de protection 50 comporte un organe de contournement 80 des éléments perturbateurs 60. Selon un mode de réalisation, le dispositif de protection 50 comporte également un organe de mise à la masse 100 des éléments perturbateurs 60. 15 L'organe de contournement 80 des éléments perturbateurs 60 La fonction de cet organe 80 est d'éviter qu'un élément perturbateur 60 ne se situe entre le capteur capacitif 40 et la caisse 90. Selon un mode de réalisation, l'organe de contournement 80 forme un support 20 destiné à être fixé sur un élément perturbateur 60 via une face 82, et à recevoir les électrodes 42, 44 du capteur sur une face opposée 84 ou dans l'épaisseur, entre les deux faces 82 et 84. Selon l'exemple utilisé pour la description, le support 80, une fois le système anti-pincement 10 monté sur le hayon 20, est fixé sur le vérin 66, à l'extrémité située proche de la zone rotule 64, située sur le côté du hayon 20. 25 Le support 80 comporte une face 82, ou en ensemble de faces, dites internes, en regard de l'élément perturbateur 60 une fois monté sur l'élément perturbateur 60. A l'inverse, le support 80 comporte une face 84, ou en ensemble de faces, dites externes. Dans le cas particulier où l'élément perturbateur est un vérin 66, le support 80 est avantageusement réalisé sous forme d'un manchon, en matière plastique ou à base 30 d'un élastomère permettant un montage simple (par enfilage, emboitement,...) sur le vérin 66. Ce support 80 est apte à envelopper une extrémité du vérin 66, où se situent généralement une des rotules et le moteur d'assistance à l'ouverture. Le support 80 peut être réalisé en toute matière permettant une isolation électrique de l'élément perturbateur 60 sur lequel le support est fixé. 35 Le support 80 comporte sur une de ces faces externes 84 destinée à être tournée vers la caisse 50, les électrodes du capteur capacitif. De cette façon, l'élément perturbateur 60 ainsi chaussé ne se situe plus entre les électrodes 42, 44 et la caisse 3058439 6 50, donc dans la zone dans laquelle on souhaite détecter la présence d'un objet 30. Grâce à cet organe de contournement 80, les électrodes 42, 44 du capteur 40 peuvent être positionnés en périphérie de l'ouvrant 20, y compris au niveau de zones comportant des éléments perturbateurs 60. 5 L'organe de mise à la masse 100 des éléments perturbateurs 60. Des éléments conducteurs, même non situés entre le capteur 40 et la caisse 50, peuvent perturber le champ de détection 70 lorsqu'ils sont situés suffisamment près du capteur 40. De tels éléments constituent donc des éléments perturbateurs 60. 10 Ces éléments perturbateurs ne présentent pas toujours une continuité de masse suffisante, par exemple lorsqu'il y a des parties en mouvement, comme la rotule, ou des parties comportant des matériaux isolant (graisse par exemple). Dans ce cas, pour s'affranchir de ces perturbations, il peut s'avérer nécessaire de créer localement une mise à la masse spécifique locale. 15 On peut alors utiliser un organe de mise à la masse 100. La fonction de cet organe 100 est donc d'éviter qu'un tel élément perturbateur 60, ne puisse plus engendrer de perturbations du champ de détection 70 du capteur. Cet organe de mise à la masse 100 permet donc d'éviter la formation d'un champ électrique (lorsqu'il y a un moteur dans le vérin par exemple) perturbateur du champ de 20 détection 70 du capteur. Cet organe 100 est constitué d'au moins un fil relié aux éléments perturbateurs 60 perturbateurs et à la masse du véhicule. Selon un mode de réalisation, le support 80 de l'organe de contournement 80 comporte, sur une de ses faces internes 82 en contact avec le vérin 66, le fil lié à la 25 masse du véhicule, afin de mettre la zone rotule 64 et/ou le vérin 66 à la masse. Selon un mode de réalisation, le support 80 est chaussé sur le vérin, et les électrodes 42, 44 du capteur capacitif sont continus le long du bord du hayon 20, même au niveau du vérin 66. 30 Selon un autre mode de réalisation, le support 80 est chaussé sur le vérin 66, mais les électrodes 42, 44 du capteur capacitif 40 ne sont pas continus tout le long du bord du hayon 20 : ils sont interrompus au niveau des éléments perturbateurs 60, là où l'on positionne des dispositifs de protection 50. Selon ce mode de réalisation, le support 80 du dispositif de protection 50 comporte des moyens de connexion aux électrodes du 35 capteur capacitif, et à au moins un fil relié à la masse du véhicule. Selon un premier exemple de réalisation, le support 80 comporte en partie haute (partie du support la plus éloignée de la zone rotule 64), des moyens de connexions 3058439 7 aux électrodes du capteur. Des électrodes électriques suivent la périphérie du support 80, en restant en regard de la caisse 90 une fois le système 10 monté sur le véhicule, jusqu'à sa partie inférieure où se situent d'autres moyens de connexion. 5 L'invention concerne également un ouvrant 20 de type hayon à vérin d'assistance, comportant au moins un système anti-pincement 10 selon l'invention, de préférence un système 10 pour chaque élément perturbateur 60 du hayon 20 placé dans le champ de détection 70 généré par le capteur capacitif 40 : les zones des charnières 62, la zone de la serrure 68, les vérins 66 et les zones rotules 64. 10 Le vérin 66 d'assistance est motorisé, et monté au niveau d'une première extrémité 66A sur le hayon 20, par exemple au moyen d'une rotule et d'une platine support 65 (formant la zone rotule 64). L'autre extrémité 66B du vérin motorisé est destinée à être montée sur la caisse 90 du véhicule, par exemple au moyen d'une liaison rotule. Pour éviter que les éléments métalliques 60 du hayon, telles que les zones serrures 15 68, la zone rotule 64 et platine et le vérin de la zone vérin 66, ne perturbent le champ de détection 70 du capteur capacitif 40, il est recommandé que la distance entre le capteur 40 et ces parties métalliques 60 soit supérieure à 20mm. Le hayon 20 selon l'invention comporte donc au moins un système anti-pincement 10 pour ouvrant 20 de véhicule automobile, tel que décrit précédemment. L'organe de 20 contournement 80 permet d'éloigner les électrodes 42, 44 d'un élément perturbateur 60. La figure 4 illustre un tel système 10 au niveau des zones rotule 64 et vérin 66. L'organe de contournement 80 du système anti-pincement 10, permet d'éloigner le capteur 40 de ces zones, et de contourner le vérin afin que ce dernier ne se situe plus 25 entre le capteur 40 et la caisse 90. Le support 80 est fixé sur le vérin, de préférence à l'extrémité située proche de la rotule, du côté du hayon 20 et non du côté de la caisse 90. Les électrodes 42, 44 du capteur sont positionnés entre la doublure et la peau du hayon 20 en périphérie du hayon, à proximité du bord. 30 3058439 8 Liste des références 10 : système anti-pincement 10 : ouvrant de véhicule automobile 5 30 : objet 40 : un capteur capacitif 42 : électrode du capteur capacitif 44 : électrode du capteur capacitif 50 : un dispositif de protection 10 60 : éléments perturbateurs de l'ouvrant 62 : zones charnières 64 : zone rotule du véhicule 65 : platine support de la zone rotule 66 : vérin du véhicule 15 68 : zone serrure. 70 : champ de détection 80 : organe de contournement 82 : face interne du support 84 : face externe du support apte à recevoir les électrodes 42, 44 du capteur. 20 90 : caisse 100: organe de mise à la masse REVENDICATIONS1. Système anti-pincement (10) pour ouvrant (20) de véhicule automobile, comportant un capteur capacitif (40), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de protection (50) du champ de détection (70) du capteur capacitif (40) contre des perturbations induites par des éléments perturbateurs (60) de l'ouvrant (20), ledit dispositif de protection (50) comportant un organe de contournement (80) des éléments perturbateurs (60) adapté à éviter qu'un élément perturbateur (60) ne se situe entre le capteur capacitif (40) et une caisse (90) du véhicule lorsque le système (10) est monté sur le véhicule. 2. Système anti-pincement (10) selon la revendication 1, comportant un organe (100) de mise à la masse des éléments perturbateurs (60). 3. Système anti-pincement (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'organe de contournement (80) comporte un support (80) destiné à être fixé sur un élément perturbateur (60), ledit support (80) comportant au moins une face (82) dite interne, en regard de l'élément perturbateur (60) une fois monté sur l'élément perturbateur (60), et au moins une face (84) dite externe. 4. Système anti-pincement (10) selon la revendication 3, dans lequel la face externe (82) porte au moins une électrode (42, 44) du capteur capacitif (40) générant un champ de détection (70), et la face interne (82) porte l'organe de mise à la masse (100). 5. Système anti-pincement (10) selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel le support (80) forme un manchon apte à envelopper une extrémité de vérin de l'ouvrant (20). 6. Système anti-pincement (10) selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel le support (80) est réalisé dans une matière permettant une isolation électrique de l'élément perturbateur (60) sur lequel le support (80) est fixé. 7. Système anti-pincement (10) selon la revendication 2, dans lequel l'organe de mise à la masse (100) comporte au moins un fil relié aux éléments perturbateurs (60) et à la masse du véhicule. 8. Ouvrant (20) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système anti-pincement (10) selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Ouvrant (20) selon la revendication 8, comportant un système anti-pincement (10) selon l'une des revendications 1 à 7 pour chaque élément perturbateur (60) de l'ouvrant (20) placé dans le champ de détection (70) généré par le capteur capacitif (40) 10. Ouvrant (20) selon la revendication 9, dans lequel les éléments perturbateurs sont 3058439 10 choisis parmi au moins l'un des éléments suivants : les zones charnières, les zones rotules, les vérins, et la zone serrure.