Brevet FR3120490A1 — publié le 20220909

Capteur (1) de proximité capacitif comprenant un microcontrôleur (20) configuré pour réaliser des mesures selon un schéma prédéterminé répétitif, ledit schéma comprenant une série de N mesures consécutives, N étant un nombre entier naturel supérieur ou égal à trois, dans laquelle, la durée entre deux conversions analogique-numérique consécutives de la première mesure de la série étant appelée durée de référence, la durée entre deux conversions analogique-numérique d’une mesure m de la série, m étant un nombre entier naturel compris entre 2 et N, est définie comme étant égale à la durée de référence additionnée du produit de (m-1) par une durée unitaire additionnelle prédéterminée. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Capteur capacitif à immunité au bruit optimisée La présente invention se rapporte au domaine des capteurs capacitifs et concerne notamment un capteur de proximité capacitif et un procédé de détection de présence utilisant un tel capteur. Dans un véhicule automobile, il est connu d’utiliser des capteurs capacitifs pour détecter une présence humaine et déclencher des fonctions du véhicule. Par exemple, il est connu de monter un capteur capacitif dans les poignées des ouvrants afin de détecter la présence de la main d’un utilisateur du véhicule et ainsi déverrouiller les ouvrants ou bien sous la malle du véhicule afin de détecter le passage d’un pied pour l’ouvrir. Une telle détection est possible du fait que la proximité d’une partie du corps humain augmente la valeur de capacitance d’un condensateur. Ainsi, dans une solution connue, dite « DCVD » (Differential Capacitive Voltage Divider ou diviseur de tension capacitif différentiel), le capteur capacitif comprend une électrode reliée à un circuit de détection comportant des condensateurs et des interrupteurs et un microcontrôleur permettant de commander les interrupteurs pour faire des mesures à partir d’instructions stockées dans sa zone mémoire. Une mesure se décompose en une série de conversions analogique numérique successives, par exemple 8. Les mesures sont réalisées par le microcontrôleur dès qu’il est disponible, c’est-à-dire lorsque le microcontrôleur n’est pas en train de traiter des instructions, le temps entre deux mesures n’étant donc pas prédéfini. A chaque mesure, le microcontrôleur commande les interrupteurs périodiquement en ouverture et en fermeture de sorte à remplir une capacité de détection puis à la vider dans une capacité de stockage avant de mesurer la tension aux bornes de la capacité de stockage pour en déterminer la valeur. A défaut de présence humaine à proximité du capteur, la valeur de la capacité de détection reste en-deçà d’un certain seuil pour un nombre prédéterminé de mesures consécutives, par exemple trois. En cas de présence humaine, la valeur de la capacité de détection dépasse le seuil pendant le nombre prédéterminé de mesures consécutives. Dans un véhicule automobile, les capteurs de proximité capacitifs peuvent soumis à des éléments extérieurs qui peuvent perturber les mesures tels que, notamment, d’autres signaux, l’eau, le soleil, etc. Il est donc nécessaire d’utiliser des moyens permettant de contrer ces effets de compatibilité électromagnétiques. Une solution connue consiste à ajouter un filtre RC de type passe-bas qui empêche les bruits hautes-fréquences de perturber les mesures. Ce type de filtre fonctionne efficacement tant que la fréquence du perturbateur est élevée par rapport à la fréquence de mesure, mais ce n’est plus le cas quand la fréquence du perturbateur devient plus basse. Dans ce cas, le filtre devient de plus en plus inopérant au fur et à mesure que la fréquence de mesure décroit, laissant alors le bruit perturber les mesures, notamment entre 1 et 100 kHz. On a représenté à la un exemple de réponse fréquentielle du bruit entre 1 et 100 kHz par un capteur de l’art antérieur. La fréquence f du bruit est représentée en abscisses et l’amplitude A du bruit après conversion numérique par le capteur en ordonnées. On constate que les pics de bruit sont aléatoires sur la bande de fréquences étudiée. Ainsi, les pics de bruits étant aléatoires, il peut arriver qu’une présence humaine soit détectée par erreur lors de plusieurs mesures consécutives, conduisant à une fausse détection n’étant due qu’au bruit présent pendant ces mesures consécutives. Il s’avère donc utile de remédier au moins en partie à ces inconvénients. L’invention vise donc à proposer une solution efficace permettant de limiter l’impact du bruit sur les mesures. Notamment, l’un des buts de l’invention est de fournir un capteur dont l’immunité au bruit basse-fréquence est augmentée. A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un capteur de proximité capacitif comprenant un circuit de détection, comprenant une capacité de détection, une capacité de stockage et des interrupteurs, et un microcontrôleur configuré pour commander les interrupteurs du circuit de détection afin de réaliser des mesures de détection ou non d’une présence humaine à proximité du capteur, chaque mesure comprenant l’alternance à période constante d’une première phase d’acquisition et d’une deuxième phase d’acquisition, ladite première phase d’acquisition comprenant la charge de la capacité de détection puis la décharge de la capacité de détection dans la capacité de stockage pour obtenir une valeur de tension aux bornes de la capacité de stockage par conversion analogique-numérique, ladite deuxième phase d’acquisition comprenant la charge de la capacité de stockage puis la décharge de la capacité de stockage dans la capacité de détection pour obtenir une valeur de tension aux bornes de la capacité de détection par conversion analogique-numérique, le microcontrôleur étant remarquable en ce qu’il est configuré pour réaliser des mesures selon un schéma prédéterminé répétitif, ledit schéma comprenant une série de N mesures consécutives, N étant un nombre entier naturel supérieur ou égal à trois, dans laquelle, la durée entre deux conversions analogique-numérique consécutives de la première mesure de la série étant appelée durée de référence, la durée entre deux conversions analogique-numérique d’une mesure m de la série, m étant un nombre entier naturel compris entre 2 et N, est définie comme étant égale à la durée de référence additionnée du produit de (m-1) par une durée unitaire additionnelle prédéterminée. L’utilisation d’une durée de référence périodique, au déphasage temporel prêt, permet de provoquer une réponse fréquentielle synchrone du bruit, c’est-à-dire que le signal de bruit présente une réponse fréquentielle de type « peigne ». Ainsi, en augmentant temporellement la durée entre deux mesures consécutives au fur et à mesure de la série, chaque nouvelle mesure se trouve décalée, empêchant alors de tomber plusieurs fois consécutivement sur un pic de bruit et évitant ainsi l’influence du bruit sur les mesures et notamment les fausses détections. Avantageusement, la série comprend entre quatre et huit mesures afin d’obtenir suffisamment de mesures hors des pics de bruit. Dans une forme de réalisation, chaque série comprend exactement huit mesures. Dans une forme de réalisation, la durée de référence est comprise entre 80 et 140 µs. Avantageusement, la durée unitaire additionnelle est comprise entre 1 et 10 % de la durée de référence, de préférence entre 3 et 5 %, afin de permettre un décalage faible d’une mesure à la suivante. De préférence, la durée unitaire additionnelle est égale à la moitié de la durée nécessaire pour décaler un pic de bruit de la moitié de sa largeur fréquentielle. Ainsi, on s’assure qu’au maximum deux mesures consécutives sont réalisées pendant un pic de bruit. L’invention concerne également un véhicule comprenant un capteur tel que présenté précédemment. L’invention concerne également un procédé de détection d’une présence humaine à proximité d’un capteur tel que présenté ci-avant, le procédé, mis en œuvre par ledit capteur, étant remarquable en ce qu’il comprend une série d’étapes de mesure réalisées selon un schéma prédéterminé, ledit schéma comprenant une série de N mesures consécutives, N étant un nombre entier naturel supérieur ou égal à trois, dans laquelle, la durée entre deux conversions analogique-numérique consécutives de la première mesure de la série étant appelée durée de référence, la durée entre deux conversions analogique-numérique d’une mesure m de la série, m étant un nombre entier naturel compris entre 2 et N, est définie comme étant égale à la durée de référence additionnée du produit de (m-1) par une durée unitaire additionnelle prédéterminée. Avantageusement, la série comprend entre quatre et huit mesures. Dans une forme de réalisation, chaque série comprend exactement huit mesures. Dans une forme de réalisation, la durée de référence est comprise entre 80 et 140 µs. Avantageusement, la durée unitaire additionnelle est comprise entre 1 et 10 % de la durée de référence, de préférence entre 3 et 5 %. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La est un exemple de réponse fréquentielle du bruit entre 1 et 100 kHz avec un capteur de l’art antérieur. La est un exemple de schéma électrique du capteur selon l’invention pendant la première phase d’acquisition de mesure. La est un exemple de schéma électrique du capteur selon l’invention pendant la deuxième phase d’acquisition de mesure. La illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention. La est un exemple de réponse fréquentielle du bruit entre 1 et 100 kHz avec un capteur selon l’invention. La est un exemple d’une série de huit mesures réalisées avec le procédé selon l’invention. Capteur (1) de proximité capacitif comprenant un circuit de détection (10), comprenant une capacité de détection (Ce), une capacité de stockage (Cext) et des interrupteurs (T1, T2, T3, T4, T5), et un microcontrôleur (20) configuré pour commander les interrupteurs (T1, T2, T3, T4, T5) du circuit de détection (Ce) afin de réaliser des mesures de détection ou non d’une présence humaine à proximité du capteur (1), chaque mesure comprenant l’alternance à période constante d’une première phase d’acquisition et d’une deuxième phase d’acquisition, ladite première phase d’acquisition comprenant la charge de la capacité de détection (Ce) puis la décharge de la capacité de détection (Ce) dans la capacité de stockage (Cext) pour obtenir une valeur de tension aux bornes de la capacité de stockage (Cext) par conversion analogique-numérique, ladite deuxième phase d’acquisition comprenant la charge de la capacité de stockage (Cext) puis la décharge de la capacité de stockage (Cext) dans la capacité de détection (Ce) pour obtenir une valeur de tension aux bornes de la capacité de détection (Ce) par conversion analogique-numérique, le microcontrôleur (20) étant caractérisé en ce qu ’il est configuré pour réaliser des mesures selon un schéma prédéterminé répétitif, ledit schéma comprenant une série de N mesures consécutives, N étant un nombre entier naturel supérieur ou égal à trois, dans laquelle, la durée entre deux conversions analogique-numérique consécutives de la première mesure de la série étant appelée durée de référence, la durée entre deux conversions analogique-numérique d’une mesure m de la série, m étant un nombre entier naturel compris entre 2 et N, est définie comme étant égale à la durée de référence additionnée du produit de (m-1) par une durée unitaire additionnelle prédéterminée. Capteur (1) selon la revendication 1, dans lequel la série comprend entre quatre et huit mesures afin d’obtenir suffisamment de mesures hors des pics de bruit. Capteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque série comprend exactement huit mesures. Capteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la durée de référence est comprise entre 80 et 140 µs. Capteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la durée unitaire additionnelle est comprise entre 1 et 10 % de la durée de référence, de préférence entre 3 et 5 %. Capteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la durée unitaire additionnelle est égale à la moitié de la durée nécessaire pour décaler un pic de bruit de la moitié de sa largeur fréquentielle. Véhicule comprenant un capteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de détection d’une présence humaine à proximité d’un capteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, le procédé, mis en œuvre par ledit capteur (1), étant caractérisé en ce qu ’il comprend une série d’étapes de mesure réalisées selon un schéma prédéterminé, ledit schéma comprenant une série de N mesures consécutives, N étant un nombre entier naturel supérieur ou égal à trois, dans laquelle, la durée entre deux conversions analogique-numérique consécutives de la première mesure de la série étant appelée durée de référence, la durée entre deux conversions analogique-numérique d’une mesure m de la série, m étant un nombre entier naturel compris entre 2 et N, est définie comme étant égale à la durée de référence additionnée du produit de (m-1) par une durée unitaire additionnelle prédéterminée. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la durée unitaire additionnelle est comprise entre 1 et 10 % de la durée de référence, de préférence entre 3 et 5 %. Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs du microcontrôleur d’un capteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconques des revendications 8 ou 9.