Brevet FR3067377A1 — publié le 20181214

L'invention concerne un dispositif de détection d'intention de verrouillage ou de déverrouillage d'une portière de véhicule automobile par un utilisateur et une poignée de portière de véhicule comprenant ledit dispositif. De nos jours, les poignées de portières de véhicule sont équipées de dispositifs de détection de la présence d'un utilisateur. La détection de la présence d'un utilisateur couplée à la reconnaissance d'un badge électronique « main libre » de commande d'accès à distance, porté par cet utilisateur, permet le verrouillage et le déverrouillage à distance des ouvrants du véhicule. Ainsi lorsque l'utilisateur, portant le badge électronique correspondant et identifié par le véhicule souhaite déverrouiller le véhicule, il s'approche de la poignée ou touche la poignée de portière du véhicule et les ouvrants du véhicule sont alors automatiquement déverrouillés. En s'approchant ou en appuyant sur un endroit précis de la poignée de portière du véhicule, appelé « zone de déverrouillage », la portière (ou alternativement tous les ouvrants) est (sont) déverrouillée (déverrouillés) sans autre action de l'utilisateur. Inversement, lorsque l'utilisateur, portant toujours le badge nécessaire et identifié par le véhicule, souhaite verrouiller son véhicule, il ferme la portière de son véhicule et il s'approche ou appuie momentanément sur un autre endroit précis de la poignée, appelé « zone de verrouillage ». Ce geste permet de verrouiller automatiquement les ouvrants du véhicule. Ces dispositifs de détection de présence comprennent généralement deux capteurs capacitifs, sous la forme de deux électrodes reliées électriquement à un circuit imprimé, intégrées dans la poignée de portière chacune dans une zone précise de verrouillage ou de déverrouillage. Généralement, une électrode est dédiée à chaque zone, c'est-à-dire une électrode est dédiée à la détection de l'approche et/ou du contact de la main de l'utilisateur dans la zone de verrouillage et une électrode est dédiée à la détection de l'approche et/ou du contact de la main de l'utilisateur dans la zone de déverrouillage. Le dispositif de détection de présence comprend en outre une antenne radio fréquence, en général LF (abréviation anglaise pour « Low Frequency », Basse Fréquence). Le dispositif de détection est connecté au calculateur électronique du véhicule (ECU : abréviation anglaise pour « Electronic Control Unit ») et lui envoie un signal de détection de présence. Le calculateur électronique du véhicule a, au préalable, identifié l'utilisateur comme étant autorisé à accéder à ce véhicule, ou alternativement, suite à la réception de ce signal de détection de présence, il procède à cette identification. Pour cela, il envoie par l'intermédiaire de l'antenne radiofréquence, une demande 2 d'identification au badge (ou à la télécommande) porté(e) par l'utilisateur. Ce badge envoie en réponse, par ondes RF (radio fréquence) son code d'identification vers le calculateur électronique du véhicule. Si le calculateur électronique reconnait le code d'identification comme celui autorisant l'accès au véhicule, il déclenche le 5 verrouillage/déverrouillage de la portière (ou de tous les ouvrants). Si, en revanche, le calculateur électronique n'a pas reçu de code d'identification ou si le code d'identification reçu est erroné, le verrouillage ou déverrouillage ne se fait pas. De tels véhicules, sont donc équipés de poignées de portière comprenant un dispositif de détection comprenant lui-même une antenne radiofréquence, généralement 10 basse fréquence et deux électrodes reliées à un microcontrôleur, intégré dans un circuit imprimé et alimentées en tension. Dans un but purement explicatif, il sera considéré ici un dispositif de détection D comprenant deux capteurs capacitifs sous la forme de deux électrodes, une électrode dédiée à la zone de déverrouillage et une électrode dédiée à la zone de 15 verrouillage, lesdites deux électrodes étant reliées à un circuit imprimé comprenant un microcontrôleur, et une antenne LF. Un dispositif de détection D de l'art antérieur est décrit en regard de la figure 1. A la figure 1, est représentée une poignée de portière 10 de véhicule automobile (véhicule non représenté) dans laquelle se trouve un dispositif de détection D 20 de présence d'un utilisateur. Ladite poignée de portière 10 comprend une première surface extérieure 51 orientée en direction de la portière P et une deuxième surface extérieure S2, opposée à la première surface extérieure 51 et donc orientée du côté opposé au véhicule, plus précisément vers l'utilisateur (non représenté). Ce dispositif de détection D, se présentant généralement sous la forme d'un boitier, comprend une 25 première électrode E2 de déverrouillage dont une face se situe à proximité de la première surface extérieure 51, et des moyens de contrôle 60 et une antenne LF (non représentée) dont une face se situe à proximité de la deuxième surface extérieure S2, une deuxième électrode El de verrouillage dont une face se situe à proximité de la deuxième surface extérieure S2, ainsi que des moyens de contrôle 60 . La première et la deuxième 30 électrode El, E2 sont reliées aux moyens de contrôle 60. Ces moyens de contrôle 60 mesurent la capacité entre la borne chaque première et deuxième électrode El, E2 et la masse, constituée par la main de l'utilisateur qui approche, afin de détecter la présence (l'approche et/ou le contact) d'un utilisateur dans les zones de détection, c'est-à-dire dans une zone de verrouillage Z1 ou dans une zone de déverrouillage Z2 et sont par exemple constitués d'un microcontrôleur 60 intégré dans un circuit imprimé 80. L'antenne LF (non représentée) est, quant à elle, reliée à un calculateur électronique embarqué sur le véhicule (non représenté) du type BCM (« Body Controller Module », ou Module de 3 contrôle châssis) qui gère les demandes d'identification émises par ladite antenne LF. Lorsque la main M de l'utilisateur se rapproche de l'électrode El ou E2, l'utilisateur se comporte comme une deuxième électrode, reliée à la Terre, qui augmente la valeur de capacitance de la capacité de détection à une valeur de capacitance supérieure à la 5 valeur de capacitance nominale de la capacité de détection « au repos » (i.e. en l'absence d'utilisateur). Le passage de la valeur de capacitance au-dessus d'un seuil valide la détection d'approche de la main de l'utilisateur. Cependant, ce dispositif de détection D de l'art antérieur présente des 10 inconvénients majeurs. En l'occurrence, la détection de l'approche d'un utilisateur par les capteurs capacitifs (première et deuxième électrode El et E2) n'est pas robuste. En particulier, les poignées de portière n'étant pas étanches, lorsque de l'eau e s'infiltre entre une des électrodes El ou E2 (comprises ou non dans le boitier) et la 15 surface intérieure de la poignée située en vis-à-vis de la dite électrode, l'eau joue alors le rôle d'écran de blindage et la détection d'approche n'est plus assurée. Ceci est illustré à la figure 1. A la figure 1, de l'eau e est présente entre l'électrode de verrouillage El et la poignée 10 plus précisément entre l'électrode de déverrouillage El et la deuxième surface intérieure S2i de la poignée 10. 20 La poignée 10 comprend des trous d'évacuation qui, par soucis d'esthétique sont petits, et qui n'évacuent pas rapidement l'eau infiltrée. Ceci est d'autant plus vrai, lorsqu'il s'agit d'eau salée, plus visqueuse, qui est de densité plus élevée que l'eau de pluie. La présence d'eau e à cet endroit impacte la détection d'approche réalisée par 25 l'électrode de verrouillage El, en réduisant nettement voire totalement la zone de détection de verrouillage Zl. Une des solutions possible est d'insérer une mousse étanche, entre le boitier et la surface interne de la poignée, mais ceci est coûteux et nécessite une étape supplémentaire dans le procédé de fabrication de la poignée. De plus, la mousse possède 30 une constante diélectrique faible, proche de celle de l'air elle a donc une propriété isolante et réduit la zone de détection de l'électrode. Là[msiiimsimssi présence de la mousse ne garantit pas toujours l'étanchéité, car la mousse peut finir par se décoller. L'invention propose donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de détection D insensible à la présence d'eau entre l'électrode et 35 la surface intérieure de la poignée. 4 L'invention propose un dispositif de détection d'intention de verrouillage ou de déverrouillage d'une portière de véhicule automobile par un utilisateur, ledit dispositif étant intégré dans une poignée, comprenant: - un capteur capacitif de détection d'approche et/ou de contact d'une 5 main de l'utilisateur sur la poignée, comprenant au moins une électrode, située à proximité d'une surface de détection de la poignée, apte à détecter l'approche de la main d'un utilisateur vers la surface de détection, - un microcontrôleur, 10 - une source de tension, ledit dispositif étant remarquable en ce que l'au moins une partie de l'électrode se présente sous une forme continue de succession d'arches, aptes à laisser s'écouler de l'eau, reliées entre elles à leur base par des jonctions, lesdites jonctions étant appuyées contre la surface de détection réalisant ainsi une interface étanche. 15 Les jonctions entre deux arches successives peuvent être soit ponctuelles, soit linéaires continues. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif de détection étant compris dans un boitier, ledit boitier présente également sur un fond des arches reliées entre elles à leur base par des jonctions pour recevoir ladite électrode, de telle 20 manière qu'au moins une partie des jonctions de l'électrode se trouvent appuyées contre les jonctions du fond du boitier, lesdites jonctions du fond du boitier étant elles-mêmes appuyées contre la surface de détection réalisant une interface étanche. De manière similaire, les jonctions du fond du boitier peuvent être soit ponctuelles, soit jonctions linéaires continues. 25 L'invention s'applique à toute poignée de portière comprenant un dispositif de détection selon l'une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus. Finalement, l'invention concerne tout véhicule automobile comprenant un dispositif de détection selon l'une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment. 30 D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : - la Figure 1 représente une poignée 10 de portière P de véhicule automobile comprenant un dispositif de détection D de l'art antérieur, illustrant le 35 phénomène d'infiltration d'eau e entre les électrodes El, E2 et les surfaces intérieures S2i, Sli de la poignée P. 5 - la Figure 2 représente une poignée 10' de portière P de véhicule automobile comprenant un dispositif de détection D' selon l'invention, - la Figure 3, représente plus particulièrement l'électrode de déverrouillage E2' selon l'invention comprise dans un boitier B' comprenant le dispositif de 5 détection D' selon l'invention, - la Figure 4, représente les lignes de champ électrique autour des points de contact Pc entre l'électrode de déverrouillage E2' selon l'invention et la première surface intérieure Sli, - la Figure 5 représente l'électrode de déverrouillage E2' selon un premier mode 10 de réalisation de l'invention, - la Figure 6 représente l'électrode de déverrouillage E2' selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Comme expliqué précédemment, le dispositif de détection D de l'art antérieur représenté à la figure 1, présente l'inconvénient majeur de ne plus être fonctionnel, 15 lorsque de l'eau e s'infiltre dans la poignée P et vient se loger entre une électrode, (soit l'électrode de verrouillage El, soit l'électrode de déverrouillage E2, soit les deux dites électrodes) et la surface intérieure de la poignée 10 se trouvant en vis-à-vis avec ladite électrode, (respectivement, la deuxième surface intérieure S2i, et la première surface intérieure Si i). 20 L'eau infiltrée e entre l'électrode El, E2 et la surface intérieure de la poignée S2i, Si i, agit comme un écran de blindage reliée à la masse située devant l'électrode El, E2 et impacte la détection d'approche de la main d'un utilisateur vers ladite électrode El, E2 qui n'est plus fiable. La zone de détection Z1, Z2 est alors fortement réduite en taille, voire ladite zone de détection Z1, Z2 n'existe plus. 25 L'invention propose un dispositif de détection D' permettant de pallier cet inconvénient. Selon l'invention, le dispositif de détection D' d'intention de verrouillage ou de déverrouillage d'une portière de véhicule automobile par un utilisateur est intégré par exemple dans une poignée, il peut également être intégré dans le pare choc d'une voiture 30 afin de détecter l'intention d'ouvrir le coffre du véhicule. On entend par portière, tous les ouvrants du véhicule, et par verrouillage /déverrouillage, également l'ouverture mécanique de l'ouvrant. Ledit dispositif D' comprend - un capteur capacitif de détection d'approche et/ou de contact 100 d'une 35 main de l'utilisateur sur la poignée 10' comprenant au moins une électrode, par exemple une électrode de déverrouillage E2', situé à proximité d'une surface de détection, dans notre exemple à proximité de la première 6 surface de détection Si. Ledit capteur capacitif 100 est apte à détecter l'approche ou le contact de la main de l'utilisateur vers la première surface de détection Si. Le procédé de détection est connu de l'homme du métier et ne sera pas détaillé ici. 5 - Un microcontrôleur 60', relié au capteur capacitif 100, et contrôlant ledit capteur, - Une source de tension Vcc, alimentant le microcontrôleur 60', ainsi que le capteur 100. L'invention sera expliquée ici pour l'électrode de déverrouillage E2, qui détecte 10 l'approche et/ou le contact de la main de l'utilisateur vers la première surface de détection Si, mais l'invention s'applique à toute électrode comprise dans le véhicule, détectant l'approche et/ou le contact vers une surface de détection. Selon l'invention, l'électrode de déverrouillage E2' n'est pas plane comme dans l'art antérieur, mais présente une forme particulière. 15 L'électrode de déverrouillage E2' se présente, au moins sur une partie, sous la forme continue de succession d'arches, reliées entre elles par des jonctions ponctuelles. Ceci est illustré à la figure 6. L'électrode E2' est constituée de trois arches Ai, A2, A3. Deux arches successives, par exemple Al et A2 sont reliées entre elles par deux points de jonction Pc. A la figure 6, les jonctions J entre les quatre arches Ai, A2, A3, A4 20 sont toutes continues et linéaires, se présentent sous la forme d'arêtes qui s'étendent sur toute la largeur I entre chaque arche. On entend par « arche », une forme en arc de cercle, arrondie ou ovoïde ne présentant pas de point anguleux et présentant un rayon de courbure élevé, par exemple supérieure à 2 cm. 25 A la figure 6, les quatre arches Ai, A2, A3, A4 sont de taille et de forme identique. Ceci n'est donné qu'à titre illustratif et n'est aucunement limitatif. Les arches peuvent être de taille et de forme (rayon de courbure) différents. Les jonctions qui sont soit ponctuelles, soit linéaires J, Pc, sont appuyées contre la première surface de détection Si de manière à réaliser une interface électrode /surface 30 de détection étanche. Ceci est illustré à la figure 4. L'électrode de déverrouillage E2' est donc en contact avec la première surface de détection Si par les jonctions linéaires J ou ponctuelles Pc. Les jonctions sont appuyées contre la première surface de détection Si, en l'occurrence contre la face interne de cette surface, la première surface intérieure Si i, afin 35 que l'interface entre l'électrode de déverrouillage E2' et la première surface de détection Si soit étanche. Ainsi, de l'eau ne peut pas venir s'infiltrer entre l'électrode de déverrouillage E2' et la première surface de détection Si auxdites jonctions Pc J. La zone 7 de détection générée par l'électrode de déverrouillage E2' aux jonctions J, Pc est donc fiable. De plus, la forme des arches et la forme en « V» des jonctions entre deux arches successives, qui constituent l'électrode de déverrouillage E2', engendrent une 5 concentration du champ électrique aux jonctions Pc, J. Ceci est illustré à la figure 4.Les lignes de champ électriques Lc provenant des jonctions J, Pc créent une zone de déverrouillage Z2' homogène autour de la première surface de détection Si. L'efficacité et la sensibilité du capteur capacitif sont donc améliorées au niveau des jonctions Pc, Z, puisque lesdites jonctions sont au contact direct de la première surface de détection Si, 10 ce qui n'était pas possible dans l'art antérieur. Bien sûr, il est possible de modifier la taille et la forme de la zone de déverrouillage Z2 en adaptant la taille et la forme de chacune des arches Ai, A2, A3, ainsi qu'en adaptant la distribution des jonctions Pc, J le long de l'électrode de déverrouillage E2'. Les arches Ai, A2, A3, A4 quant à elles sont formées de telle manière, que les 15 parties de l'électrode E2' formant les arches sont situées en retrait par rapport à la première surface de détection Si. Les arches Ai, A2, A3, A4 permettent donc de laisser s'écouler de l'eau qui serait infiltrée à l'intérieur de la poignée 10. Les arches Ai, A2, A3, A4 sont des cavités qui permettent à l'eau e de s'évacuer. 20 D'autres modes de réalisation sont envisageables, par exemple, l'électrode de déverrouillage E2' peut présenter des arches Ai, A2, A3, A4 sur une face inférieure orientée du côté de la première surface de détection Si et présenter une surface supérieure plane, du côté opposé à la première surface de détection Si. Les jonctions Pc, J sont alors réalisées sur l'épaisseur de l'électrode de 25 déverrouillage E2' entre deux arches successives, et se présentent sous la forme d'arêtes, orientées du côté de la première surface de détection Si, qui sont appuyées contre ladite surface de détection. Aux figures 2 et 3 est illustré un deuxième mode de réalisation de l'invention dans laquelle le dispositif de détection D' est compris dans un boitier B' intégré dans la 30 poignée 10'. Dans ce mode de réalisation, un fond F du boitier B' est adapté pour recevoir l'électrode de déverrouillage E2'. En l'occurrence, le fond F du boitier présente une forme similaire à celle de l'électrode de déverrouillage E2' et ledit fond F comprend également des arches ABi, AB2, AB3, AB4 (cf. figure 3) reliées entre elles à leur base par des jonctions ponctuelles PB ou 35 linéaires JB (s'étendant sur la largeur du fond F) pour recevoir ladite électrode de déverrouillage E2', de telle manière qu'au moins une partie des jonctions J, Pc de l'électrode de déverrouillage E2' se trouvent appuyées contre les jonctions PB, JB du fond 8 F du boitier B' et, que les dites jonctions PB, JB du fond F du boitier B' soient appuyées quant à elle contre la première surface de détection Si (c'est-à-dire contre la première surface intérieure Su) réalisant ainsi une interface étanche entre l'électrode de déverrouillage E2', le boitier B', et la première surface de détection Si. 5 Les arches du boitier AB1 AB2, AB3, AB4 permettent d'évacuer l'eau e qui se serait infiltrée entre ledit boitier B' et la surface de détection Si. De manière similaire au premier mode de réalisation, les jonctions J, Pc, JB, PB ainsi réalisées, empêchent l'eau de s'infiltrer entre l'électrode de déverrouillage E2', le boitier B', et la première surface de détection Si et garantissent ainsi une zone de 10 déverrouillage Z2 fiable. La distance entre chaque jonction J, Pc de l'électrode de déverrouillage E2' et la première surface de détection Si est prédéterminée (seulement séparée par l'épaisseur du fond F du boitier B') et est invariable même en cas d'infiltration d'eau e. L'électrode de déverrouillage selon l'invention peut être réalisée par pressage 15 dans un moule ou par emboutissage, ou encore par estampage. L'invention est donc ingénieuse, peu coûteuse et facile à implémenter. Par la seule modification géométrique de l'électrode, l'invention permet au dispositif de détection D' de d'intention de verrouillage ou de déverrouillage de fonctionner même en cas d'infiltration d'eau dans la poignée. 20 Le capteur capacitif intégrant l'électrode de l'invention est robuste et fiable et ne subit aucune dégradation de sa performance en cas d'infiltration d'eau REVENDICATIONS1. Dispositif de détection (D') d'intention de verrouillage ou de déverrouillage d'une portière de véhicule automobile par un utilisateur, ledit dispositif (D') étant intégré dans une poignée (10'), comprenant: - un capteur capacitif de détection d'approche et/ou de contact (100) d'une main de l'utilisateur sur la poignée (10'), comprenant au moins une électrode (E2'), située à proximité d'une surface de détection (Si) de la poignée (10'), apte à détecter l'approche de la main d'un utilisateur vers la surface de détection (Si), - un microcontrôleur (60'), - une source de tension (Vcc), ledit dispositif (D') étant caractérisé en ce que l'au moins une partie de l'électrode (E2') se présente sous une forme continue de succession d'arches (Ai, A2, A3, A4), aptes à laisser s'écouler de l'eau (e) reliées entre elles à leur base par des jonctions (Pc, J) , lesdites jonctions étant appuyées contre la surface de détection (Si) réalisant ainsi une interface étanche. 2. Dispositif de détection (D') selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, les jonctions entre deux arches successives sont ponctuelles (Pc). 3. Dispositif de détection (D') selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, les jonctions entre deux arches successives forment des jonctions linéaires (J) continues. 4. Dispositif de détection (D') selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, le dispositif (D') étant compris dans un boitier (B'), ledit boitier (B') présente également sur un fond (F) des arches (AB1, AB2, AB3...) reliées entre elles à leur base par des jonctions (PB, JB) pour recevoir ladite électrode (E2'), de telle manière qu'au moins une partie des jonctions (Pc, J) de l'électrode (E2') se trouvent appuyées contre les jonctions (PB, JB) du fond (F) du boitier (B') lesdites jonctions (PB, JB) étant elles-mêmes appuyées contre la surface de détection (Si) réalisant une interface étanche. 5. Dispositif de détection (D') selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, les jonctions du fond (F) du boitier (B') sont ponctuelles (PB). 6. Dispositif de détection (D') selon la revendication 4, caractérisé en ce que, les jonctions du fond (F) du boitier (B') forment des jonctions linéaires (JB) continues. 7. Poignée de portière (10') caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de détection (D') selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection (D') selon l'une quelconque des revendications précédentes.