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WO2015091950A2 - Capteur de presence pour ouvrant de vehicule automobile - Google Patents

Capteur de presence pour ouvrant de vehicule automobile Download PDF

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WO2015091950A2
WO2015091950A2 PCT/EP2014/078743 EP2014078743W WO2015091950A2 WO 2015091950 A2 WO2015091950 A2 WO 2015091950A2 EP 2014078743 W EP2014078743 W EP 2014078743W WO 2015091950 A2 WO2015091950 A2 WO 2015091950A2
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WO
WIPO (PCT)
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electrode
presence sensor
printed circuit
capacitive
face
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/078743
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English (en)
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WO2015091950A3 (fr
Inventor
Ciprian Musat
Original Assignee
Valeo Comfort And Driving Assistance
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Publication date
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Priority to JP2016541316A priority Critical patent/JP6567527B2/ja
Priority to CN201480069654.8A priority patent/CN106464252B/zh
Priority to US15/105,698 priority patent/US9797169B2/en
Priority to EP14816254.8A priority patent/EP3084962A2/fr
Publication of WO2015091950A2 publication Critical patent/WO2015091950A2/fr
Publication of WO2015091950A3 publication Critical patent/WO2015091950A3/fr

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Definitions

  • the present invention relates to a capacitive presence sensor adapted to be disposed in a handle of a motor vehicle door. It finds a particular but non-limiting application in the field of motor vehicles.
  • the capacitive sensor is generally connected to a management unit that triggers the locking or unlocking of the opening according to the information delivered by the electrode, that is to say according to the capacity variation of this last.
  • a disadvantage is that such a capacitive sensor has an electrode sensitive to the value of the capacity of the environment.
  • this sensor is disposed in a lever for gripping a handle which has a decorative conductive element, for example on the outer face of this lever, the sensitivity of the electrode is reduced by the presence of this decorative conductive element.
  • the decorative conductive element thus varies the electric field of the sensor.
  • a capacitive presence sensor disposed in the lever for gripping a motor vehicle opening handle comprising:
  • first capacitance measuring electrode defining a first detection zone and a second capacitance measuring electrode defining a second detection zone;
  • guard plane capable of minimizing a capacitive coupling between said first electrode and said second electrode
  • said sensor being connected to a processing unit connected to said first electrode, to said second electrode and to the guard plane, said processing unit being adapted to periodically and alternately position said guard plane at the same potential as said first electrode or at the same potential as said second electrode.
  • the two measurement electrodes are arranged perpendicularly to each other, one being oriented towards the opening of the vehicle, namely towards the area where one hand is to be detected, and the second being directed towards the upper part of the gripping lever.
  • handle which part can receive a decorative conductive element.
  • the second electrode which is a bi-electrode is an insert. It consists of a pair of metal bars welded. Subsequently, signal processing is required to separate the capacitive information from each of the electrodes.
  • a disadvantage of such a capacitive sensor is that it is bulky and requires a reported component which makes it mechanically fragile. Moreover, if the sensor incorporates a low frequency antenna, the performance thereof is reduced by the parasitic effect of the patch on the antenna. In this context, the present invention aims to solve the aforementioned drawback.
  • a capacitive presence sensor adapted to be disposed in the lever for gripping a motor vehicle opening handle comprising:
  • first capacitance measuring electrode defining a first detection zone and a second capacitance measuring electrode defining a second detection zone;
  • guard plane adapted to minimize a capacitive coupling between said first electrode and said second electrode
  • said sensor being connected to a processing unit connected to said first electrode, to said second electrode and to the guard plane, said processing unit being adapted to periodically and alternately position said guard plane at the same potential as said first electrode or at the same potential as said second electrode,
  • a printed circuit comprising a first face and a second face, said first electrode comprising a surface that extends along said first face and said second electrode comprising a surface that extends along said second face; and in that :
  • the guard plane is composed of a conductive track arranged between the first electrode and the second electrode, passing through the thickness of said printed circuit and comprising a first printed surface extending along said first face of the printed circuit and a second printed surface extending along said second face of the printed circuit.
  • this new sensor structure without insert removes mechanical problems, and at the same time unwanted spurious effects on a low frequency antenna.
  • the presence sensor may furthermore include one or more additional characteristics among the following:
  • the first surface of the conductive track is of length at least equal to the length of said second electrode, and the second surface of the conductive track is of length at least equal to the length of said first electrode.
  • the capacitive presence sensor further comprises a second second electrode arranged so that the second two electrodes are located on either side of the first electrode in a plane perpendicular to said presence sensor.
  • the first electrode is offset from the second electrode in a plane perpendicular to said printed circuit so as to obtain detection directions respectively corresponding to the first detection zone and the second detection zone which are oblique.
  • the first electrode is adapted to be positioned opposite said opening.
  • the second electrode is adapted to be positioned opposite a conductive element.
  • a motor vehicle opening handle comprising a gripping lever characterized in that it comprises a presence sensor disposed in said gripping lever, according to any one of the preceding features.
  • FIG. 1 is a diagram of a capacitive presence sensor disposed in the lever for gripping a handle of a motor vehicle opening according to a first non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagram of a diagram of a capacitive presence sensor disposed in the lever for gripping a handle of a motor vehicle leaf according to a second non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a perspective representation of the capacitive presence sensor of FIG. 2 incorporating an antenna
  • FIG. 4 shows a section of an opening comprising a handle provided with a gripping lever in which is integrated a capacitive presence sensor according to Figure 2 or according to Figure 3.
  • the capacitive presence sensor 1 disposed in the gripping lever L of an opening handle 2 of a motor vehicle V is illustrated in FIGS. 1 to 4.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate the capacitive presence sensor 1 according to a cross-sectional view.
  • FIG. 1 represents a first nonlimiting embodiment of the capacitive presence sensor 1. According to this mode, it includes:
  • first capacitance measurement electrode E1 defining a first detection zone Z1 and a second capacitance measurement electrode E2 defining a second detection zone Z2;
  • a printed circuit 10 comprising a first face 101 and a second face 102, said first electrode E1 comprising a surface that extends along said first face 101 and said second electrode E2 comprising a surface that extends along said second face 102.
  • the printed circuit 10 is a PCB ("Printed Circuit Board").
  • the capacitive presence sensor 1 further comprises:
  • guard plane 13 able to minimize a capacitive coupling between said first electrode E1 and said second electrode E2;
  • the capacitive presence sensor 1 is furthermore connected to a processing unit UT of the vehicle V.
  • This processing unit UT is in particular connected to said first electrode E 1, to said second electrode E 2 and to the guard plane 13.
  • the processing unit UT is also adapted to positively and periodically and alternately to the guard plan. 13 at the same potential as said first electrode E1 or at the same potential as said second electrode E2.
  • the processing unit UT is formed by a microcontroller provided with means for measuring the electrical capacitance of the electrodes. The setting of a microcontroller can be changed in a simple way.
  • the first electrode E1 and the second electrode E2 are respectively lying on the two faces 102, 101 of the printed circuit 10, which makes it possible to reduce the bulk of the presence sensor 1.
  • the electrodes E1 and E2 are tracks printed on the printed circuit board 10.
  • first electrode E1 and the second electrode E2 are arranged such that said first zone Z1 and said second zone Z2 are offset in space.
  • first electrode E1 is shifted relative to the second electrode E2 in a plane perpendicular to said printed circuit 10 so as to obtain detection directions d1, d2 respectively corresponding to the first detection zone Z1 and to the second detection zone Z2 which are oblique.
  • the directions d1 and d2 are orthogonal with respect to each other.
  • the first detection zone Z1 corresponds to the zone where the hand will be inserted into the gripping lever L of the handle of the opening 2
  • the second detection zone Z2 corresponds to the zone where an element can be located.
  • conductor such as a decorative chrome element, namely for example the upper part (called side portion) of the handle lever L of the handle of the opening 2 (described later in the description).
  • Detection direction means a direction in which the gradient of the electric field is maximum, an electrode E1, E2 establishing magnetic field lines corresponding to a given detection area. Thanks to the different orientation of the detection directions d1, d2, and to the guard plane, a detection is made inside the handle and on its lateral face (s) (on the top and / or below). The detection zones (inside and opposite the chromed element) are therefore well differentiated;
  • the guard plane 13 is composed of a conductive track arranged between the first electrode E1 and the second electrode E2. It passes through the thickness e of the printed circuit 10 and has a first printed surface 130 which extends along said first face 101 of the printed circuit 10 and a second printed surface 131 which extends along said second face 102 of the printed circuit 10. printed circuit 10.
  • the potential of the conductive track 13 is positioned at the same level as that of the first electrode E1, or is positioned at the same level as that of the second electrode E2. We are talking about an active daycare plan.
  • each electrode E1, E2 is connected to the processing unit UT by means of a single connection C.
  • Each single connection C alternately forms the measuring input E adapted to measure the capacitance variation of the corresponding electrode or the control output S adapted to control the potential of the corresponding electrode.
  • the guard plane 13 is connected to the processing unit UT by means of a DC connection. It makes it possible to position the potential of the conductive track 13 at the potential of the electrode E1 or of the electrode E2.
  • the positioning of the potential is ensured in a periodic and alternating between the first electrode E1 and the second electrode E2, namely at the same potential as the electrode which makes a capacitive signal measurement.
  • the signal measurements are indeed acquired alternately by the electrode E1, then by the electrodes E2.
  • the presence sensor 1 alternately looks in the direction d1 and then in the direction d2. It recovers each signal measured on E1 and E2 separately.
  • the second electrode E2 when the first electrode E1 acquires the capacitive signal, the second electrode E2 is inactive, and when the second electrode E2 acquires the capacitive signal, the first electrode E1 is inactive.
  • the second electrode E2 when the first electrode E1 acquires the capacitive signal, the second electrode E2 is positioned as an output element of the processing unit UT at the same potential as the guard plane 13, namely at Same potential as the first electrode E1. In the same way, when the second electrode E2 acquires the capacitive signal, the first electrode E1 is positioned as an output element of the processing unit UT at the same potential as the guard 13, namely at the same potential as the second electrode E2. This implementation avoids having additional parasitic capacitances on the guard plan 13.
  • the voltage applied to the electrodes E1, E2 is alternative.
  • the voltage varies between 0V and 3V.
  • the guard plane 13 will thus follow the alternating voltage of the electrode to the potential of which it is positioned.
  • each electrode E1, E2 will deliver a signal (capacity value) representative of a hand, or raindrops, a signal that will no longer be parasitized by the coupling.
  • the guard plan prevents the chrome element from influencing the electric field around the lever L. This element does not interfere with the detection of the hand.
  • FIG. 2 represents a second nonlimiting embodiment of the capacitive presence sensor 1.
  • it further comprises a second second electrode E2 arranged so that the two second electrodes E2 are located on either side of the first electrode E1 in a plane perpendicular to said presence sensor 1.
  • a second second detection zone Z2 is created.
  • This second zone Z2 is placed facing the lower part of the gripping lever L and will thus make it possible to detect a hand that comes under said lever.
  • this makes it possible to carry out a front detection of the gripping lever L. It will be possible to detect a front-facing hand or any other object such as the body, a wall, etc.
  • the presence sensor 1 can be mounted on a gripping lever L which is located on a left or right door of the vehicle V.
  • FIG 3 is a perspective representation of the presence sensor 1 according to the mode shown in Figure 2 with an integrated antenna BF. As can be seen in this figure, the two electrodes E2 are arranged flat on the printed circuit 10. The volume of the presence sensor is thus reduced with respect to a sensor comprising electrodes arranged perpendicular to said printed circuit board 10.
  • a low frequency antenna 4 is positioned on the printed circuit 10 near the electrodes E1 and E2. Such an antenna may be necessary to ensure communication between the sensor 1 and an electronic card adapted to trigger the locking or unlocking of the opening 2 of the vehicle V.
  • the first surface 130 (illustrated by horizontal hatching) of the conductive track 13 is of length at least equal to the length of said second electrode E2, and the second surface 131 of the conductive track 13 is of length at least equal to the length of said first electrode E1. In the example taken, they are greater than the electrodes E1, E2.
  • the detection zones Z1 and Z2 thus do not overlap at all.
  • a signal measured by the electrode E1 comes to parasitize a signal measured by an electrode E2 and vice versa so as not to be able to distinguish the signal measured at the origin.
  • FIG. 4 illustrates a sectional view of an opening 2 (door, trunk) of a motor vehicle on which is mounted a handle comprising a gripping lever L.
  • the gripping lever L integrates the presence sensor 1 according to the second embodiment of FIG. production.
  • the user To open the opening 2, in the example taken, the user must pass his hand between the handle lever L and the opening 2 in the direction of the arrow F. The hand is positioned in the ES space.
  • the lever L comprises a conductive element 3 which is for example a decorative chrome element.
  • the decorative conductive element is for example electrically floating, that is to say that it is not connected to the mass of the vehicle, this reduces the manufacturing costs.
  • the first electrode E1 is adapted to be positioned facing the opening 2, while a second electrode E2 is adapted to be positioned opposite the conductive element 3 .
  • the processing unit UT (not shown in this figure) of the sensor 1 is connected to the first electrode E1 and the second electrodes E2 to detect their capacitance variations.
  • a triggering action on the opening of the motor vehicle is triggered according to the signatures of the capacitance variations of each of the two electrodes E1, E2 due to the approach of a hand of the two detection zones Z1, Z2.
  • the capacity signatures of each of the electrodes E1, E2 are complementary information that will enable the processing unit UT to determine whether it is a hand that fits into the handle L or if it is raining.
  • the capacitance variations of the electrodes E1, E2 are important since the hand in the ES space stimulates the detection zone Z2 and the detection zone Z1 at the same time.
  • the electrode E1 is not stimulated at the same time as the electrode E2 lying opposite the lateral part) because the raindrop is too small to stimulate the two electrodes at the same time.
  • the other second electrode facing the lower part is not stimulated.
  • the capacitance variations of the first electrode E1 and of this second electrode E2 are shifted in time because the raindrop falls either on the lateral part (top) of the gripping lever L, namely at the level of the detection zone Z2 either inside the lever L, namely at the detection zone Z1.
  • the capacitance variations of the first electrode E1 are greater than those of the second electrodes E2 because in a non-limiting embodiment, the electrode E1 has a larger area than the electrodes E2. It is recalled that the capacity is proportional to the surface.
  • the capacitance variations of the second electrodes E2 would be as great as those of the first electrode E1 and one could not differentiate the hand from the rain.
  • the capacitance variations of the electrodes E1, E2 are lower than those corresponding to a hand inserted into the lever L. It is the same, when there is a chromed element decorative and if the hand touches it or approaches it (or any other object such as the body or wall) without inserting it into the lever.
  • the signatures make it possible to filter unwanted phenomena such as the unlocking of a door in an untimely manner when the user is located near the sensor 1 that includes a vehicle but has not approached its door. hand of the sensor 1 and raining or that he simply put his hand on or in front of the handle L.
  • the description of the invention is not limited to the embodiments described above.
  • the conductive element 3 is not positioned facing the second electrode E2, but is positioned on the outer face of the gripping lever L and facing the first electrode E1.
  • the control unit UT has two connections respectively for the measurement input E and the control output S.
  • the described invention has the following advantages in particular: it makes it possible to overcome any mechanical problem related to mechanical attachment of lateral and metallic electrodes.
  • the side electrodes are replaced by tracks arranged on a plane parallel to the electrode E1;

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Abstract

La présente invention concerne un capteur de présence capacitif (1) disposé dans le levier de préhension (L) d'une poignée d'ouvrant (2) de véhicule automobile (V) caractérisé en ce qu'il comporte : - un circuit imprimé (10) comprenant une première face (101) et une deuxième face (102), une électrode (E1) comprenant une surface qui s'étend le long de ladite première face (101) et une deuxième électrode (E2) comprenant une surface qui s'étend le long de ladite deuxième face (102); et en ce qu'il comporte également : - un plan de garde (13) composé d'une piste conductrice agencée entre la première électrode (E1) et la deuxième électrode (E2), traversant l'épaisseur (e) dudit circuit imprimé (10) et comportant une première surface (130) imprimée s'étendant le long de ladite première face (101) du circuit imprimé (10) et une deuxième surface (131 ) imprimée s'étendant le long de ladite deuxième face du circuit imprimé (10).

Description

CAPTEUR DE PRESENCE POUR OUVRANT DE VEHICULE
AUTOMOBILE
DOMAI N E TECH N I Q U E D E L' I NVE NTI ON
La présente invention concerne un capteur de présence capacitif apte a être disposé dans une poignée d'un ouvrant de véhicule automobile. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans le domaine des véhicules automobiles.
AR R I È R E- P LAN TECH NOLOG I Q U E D E L' I NV E NTI ON
Il est connu de l'homme du métier d'intégrer des capteurs capacitifs de présence dans le levier de préhension de poignées d'ouvrant de véhicule automobile.
Ceci permet de détecter la présence d'un objet tel qu'une main d'un utilisateur du véhicule automobile lorsqu'il s'apprête à saisir le levier de préhension de la poignée en vue d'une ouverture de l'ouvrant, et ainsi de lancer le déverrouillage dudit ouvrant.
L'approche du doigt ou de la main de l'utilisateur vers l'électrode du capteur capacitif fait varier sa capacité.
Le capteur capacitif est généralement relié à une unité de gestion qui déclenche le verrouillage ou le déverrouillage de l'ouvrant en fonction de l'information délivrée par l'électrode, c'est-à-dire en fonction de la variation de capacité de cette dernière.
Un inconvénient est qu'un tel capteur capacitif comporte une électrode sensible à la valeur de la capacité de l'environnement. Ainsi, lorsque ce capteur est disposé dans un levier de préhension d'une poignée qui présente un élément conducteur décoratif, par exemple sur la face externe de ce levier, la sensibilité de l'électrode est diminuée par la présence de cet élément conducteur décoratif. L'élément conducteur décoratif fait ainsi varier le champ électrique du capteur. Lorsque la main passe sur la face avant du levier de préhension de la poignée, elle est alors considérée comme étant à l'intérieure de la poignée et donc interprétée comme une action de l'utilisateur de verrouillage ou de déverrouillage de l'ouvrant.
De même, lors d'une averse de pluie, un filet d'eau peut ruisseler sur la poignée. Dans ce cas de figure, la capacité de l'électrode varie également et cette variation est interprétée à tort par l'unité de gestion comme une action de l'utilisateur de verrouillage ou de déverrouillage de l'ouvrant.
Aussi, selon un autre état de la technique connu de l'homme du métier, pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé un capteur de présence capacitif disposé dans le levier de préhension d'une poignée d'ouvrant de véhicule automobile comprenant :
- une première électrode de mesure de capacité définissant une première zone de détection et une deuxième électrode de mesure de capacité définissant une deuxième zone de détection ;
- un plan dit de garde apte à minimiser un couplage capacitif entre ladite première électrode et ladite deuxième électrode ; et
ledit capteur étant relié à une unité de traitement connectée à ladite première électrode, à ladite deuxième électrode et au plan de garde, ladite unité de traitement étant adapté pour positionner de façon périodique et alternative ledit plan de garde au même potentiel que ladite première électrode ou au même potentiel que ladite deuxième électrode.
Les deux électrodes de mesure sont disposées perpendiculairement entre elles, l'une étant orientée vers l'ouvrant du véhicule, à savoir vers la zone où l'on doit détecter une main, et la seconde étant orientée vers la partie supérieure du levier de préhension de la poignée, partie qui peut recevoir un élément conducteur décoratif.
Afin de les disposer perpendiculairement l'une par rapport à l'autre, la deuxième électrode (ou électrode latérale) qui est une bi-électrode est une pièce rapportée. Elle est composée d'une paire de barreaux métalliques soudés. Par la suite, il faut effectuer un traitement de signal qui permet de séparer les informations capacitives provenant de chacune des électrodes.
Un inconvénient d'un tel capteur capacitif est qu'il est volumineux et qu'il nécessite un composant rapporté ce qui le rend fragile au niveau mécanique. Par ailleurs, si le capteur intègre une antenne basse fréquence, la performance de celle-ci se trouve diminuée par l'effet parasite de la pièce rapportée sur l'antenne. Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l'inconvénient précédemment mentionné.
D ESC R I PTI ON G E N E RALE D E L' I NV E NTI ON
A cette fin l'invention propose un capteur de présence capacitif apte a être disposé dans le levier de préhension d'une poignée d'ouvrant de véhicule automobile comprenant :
- une première électrode de mesure de capacité définissant une première zone de détection et une deuxième électrode de mesure de capacité définissant une deuxième zone de détection ;
- un plan dit de garde adapté pour minimiser un couplage capacitif entre ladite première électrode et ladite deuxième électrode ;
ledit capteur étant relié à une unité de traitement connectée à ladite première électrode, à ladite deuxième électrode et au plan de garde, ladite unité de traitement étant adapté pour positionner de façon périodique et alternative ledit plan de garde au même potentiel que ladite première électrode ou au même potentiel que ladite deuxième électrode,
ledit capteur étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- un circuit imprimé comprenant une première face et une deuxième face, ladite première électrode comprenant une surface qui s'étend le long de ladite première face et ladite deuxième électrode comprenant une surface qui s'étend le long de ladite deuxième face ; et en ce que :
- le plan de garde est composé d'une piste conductrice agencée entre la première électrode et la deuxième électrode, traversant l'épaisseur dudit circuit imprimé et comportant une première surface imprimée s'étendant le long de ladite première face du circuit imprimé et une deuxième surface imprimée s'étendant le long de ladite deuxième face du circuit imprimé.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, cette nouvelle structure de capteur sans pièce rapportée permet de s'affranchir des problèmes mécaniques, et dans le même temps des effets parasites indésirables sur une antenne basse fréquence.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le capteur de présence, peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes :
- La première surface de la piste conductrice est de longueur au moins égale à la longueur de ladite deuxième électrode, et la deuxième surface de la piste conductrice est de longueur au moins égale à la longueur de ladite première électrode.
- Le capteur de présence capacitif comporte en outre une seconde deuxième électrode disposée de sorte que les deux deuxièmes électrodes se situent de part et d'autre de la première électrode selon un plan perpendiculaire audit capteur de présence.
- La première électrode est décalée par rapport à la deuxième électrode selon un plan perpendiculaire audit circuit imprimé de sorte à obtenir des directions de détection correspondant respectivement à la première zone de détection et à la deuxième zone de détection qui sont obliques.
- La première électrode est adaptée pour être positionnée en regard dudit ouvrant. - La deuxième électrode est adaptée pour être positionnée en regard d'un élément conducteur.
Il est en outre proposé une poignée d'ouvrant de véhicule automobile comprenant un levier de préhension caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de présence disposé dans ledit levier de préhension, selon l'une quelconques des caractéristiques précédentes.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui
l'accompagnent.
- la figure 1 est un schéma d'un capteur de présence capacitif disposé dans le levier de préhension d'une poignée d'un ouvrant de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation non limitatif de l'invention ;
- la figure 2 est un schéma d'un schéma d'un capteur de présence capacitif disposé dans le levier de préhension d'une poignée d'un ouvrant de véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation non limitatif de l'invention ;
- la figure 3 est une représentation en perspective du capteur de présence capacitif de la figure 2 intégrant une antenne ;
- la figure 4 représente une coupe d'un ouvrant comportant une poignée muni d'un levier de préhension dans lequel est intégré un capteur de présence capacitif selon la figure 2 ou selon la figure 3. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Le capteur de présence capacitif 1 disposé dans le levier de préhension L d'une poignée d'ouvrant 2 de véhicule automobile V est illustré sur les figures 1 à 4.
On notera que les figures 1 et 2 illustrent le capteur capacitif de présence 1 selon une vue en coupe droite.
La figure 1 représente un premier mode de réalisation non limitatif du capteur de présence capacitif 1 . Selon ce mode, il comprend :
- une première électrode E1 de mesure de capacité définissant une première zone de détection Z1 et une deuxième électrode E2 de mesure de capacité définissant une deuxième zone de détection Z2 ;
- un circuit imprimé 10 comprenant une première face 101 et une deuxième face 102, ladite première électrode E1 comprenant une surface qui s'étend le long de ladite première face 101 et ladite deuxième électrode E2 comprenant une surface qui s'étend le long de ladite deuxième face 102. Le circuit imprimé 10 est une plaque PCB (« Printed Circuit Board » en anglais).
Le capteur de présence capacitif 1 comporte en outre :
- un plan dit de garde 13 apte à minimiser un couplage capacitif entre ladite première électrode E1 et ladite deuxième électrode E2 ;
Le capteur de présence capacitif 1 est en outre relié à une u n ité de traitement UT du véh icu le V.
Cette u n ité de traitement UT est en parti cu l ier co n nectée à ladite p rem iè re électrode E 1 , à lad ite deuxième électrode E2 et au plan de garde 1 3.
L'u n ité de traitement UT est égale ment adaptée pou r positio n ne r de faço n périod ique et alternative led it plan de garde 13 au même potentiel que ladite première électrode E1 ou au même potentiel que ladite deuxième électrode E2. Dans une réalisation non limitative, l'unité de traitement UT est formée par un microcontrôleur muni de moyens de mesure de la capacité électrique des électrodes. Le paramétrage d'un microcontrôleur peut être modifié de façon simple.
Dans un mode de réalisation alternatif, on peut envisager de disposer également l'unité de traitement UT dans le levier de préhension L d'une poignée de l'ouvrant 2
Les différents éléments sont décrits plus en détail ci-après.
Comme on peut le voir sur la figure 1, la première électrode E1 et la deuxième électrode E2 sont couchées respectivement sur les deux faces 102, 101 du circuit imprimé 10 ce qui permet de réduire l'encombrement du capteur de présence 1.
Les électrodes E1 et E2 sont des pistes imprimées sur le circuit imprimé 10.
Dans le mode de réalisation non limitatif de la figure 1, il n'existe qu'une seule deuxième électrode E2. La première électrode E1 et la deuxième électrode E2 sont agencées de sorte que ladite première zone Z1 et ladite deuxième zone Z2 soient décalées dans l'espace. Ainsi, la première électrode E1 est décalée par rapport à la deuxième électrode E2 selon un plan perpendiculaire audit circuit imprimé 10 de sorte à obtenir des directions de détection d1, d2 correspondant respectivement à la première zone de détection Z1 et à la deuxième zone de détection Z2 qui sont obliques. Dans un mode de réalisation non limitatif, les directions d1 et d2 sont orthogonales l'une par rapport à l'autre.
La première zone de détection Z1 correspond à la zone où la main va s'insérer dans le levier de préhension L de la poignée de l'ouvrant 2, tandis que la deuxième zone de détection Z2 correspond à la zone où peut se trouver un élément conducteur tel qu'un élément chromé décoratif, à savoir par exemple la partie supérieure (appelée partie latérale) du levier de préhension L de la poignée de l'ouvrant 2 (décrit plus loin dans la description). Par direction de détection, on entend une direction dans lequel le gradient du champ électrique est maximum, une électrode E1 , E2 établissant des lignes de champ magnétique correspondant à une zone de détection donnée. Grâce à l'orientation différente des directions de détection d1 , d2, et au plan de garde, on effectue une détection à l'intérieur de la poignée et sur sa (ses) face(s) latérale(s) (sur le dessus et/ou en dessous). On différencie donc bien les zones de détection (intérieure et en regard de l'élément chromé) ;
Le plan de garde 13 est composé d'une piste conductrice agencée entre la première électrode E1 et la deuxième électrode E2. Il traverse l'épaisseur e du circuit imprimé 10 et comporte une première surface 130 imprimée qui s'étend le long de ladite première face 101 du circuit imprimé 10 et une deuxième surface 131 imprimée qui s'étend le long de ladite deuxième face 102 du circuit imprimé 10.
Afin d'effectuer la fonction dite de garde, le potentiel de la piste conductrice 13 est positionné au même niveau que celui de la première électrode E1 , ou est positionné au même niveau que celui de la deuxième électrode E2. On parle de plan de garde actif.
Dans un mode de réalisation non limitatif, chaque électrode E1 , E2 est connectée à l'unité de traitement UT au moyen d'une unique connexion C.
Chaque unique connexion C forme de façon alternative l'entrée E de mesure adaptée pour mesurer la variation de capacité de l'électrode correspondante ou la sortie S de commande adaptée pour commander le potentiel de l'électrode correspondante.
Par ailleurs, le plan de garde 13 est connecté à l'unité de traitement UT au moyen d'une connexion CC. Elle permet d'effectuer le positionnement du potentiel de la piste conductrice 13 au potentiel de l'électrode E1 ou de l'électrode E2.
En outre, le positionnement du potentiel est assuré de façon périodique et alternative entre la première électrode E1 et la deuxième électrode E2, à savoir au même potentiel que l'électrode qui fait une mesure de signal capacitif. Les mesures de signaux sont en effet acquises de façon alternée par l'électrode E1 , puis par les électrodes E2. Ainsi, le capteur de présence 1 regarde de façon alternative dans la direction d1 puis dans la direction d2. Il récupère de façon distincte chaque signal mesuré sur E1 et sur E2.
Dans un exemple de réalisation non limitatif, lorsque la première électrode E1 acquiert le signal capacitif, la deuxième électrode E2 est inactive, et lorsque la deuxième électrode E2 acquiert le signal capacitif, la première électrode E1 est inactive.
Dans un autre exemple non limitatif, lorsque la première électrode E1 acquiert le signal capacitif, la deuxième électrode E2 est positionnée en tant qu'élément de sortie de l'unité de traitement UT au même potentiel que le plan de garde 13, à savoir au même potentiel que la première électrode E1 , De la même manière, lorsque la deuxième électrode E2 acquiert le signal capacitif, la première électrode E1 est positionnée en tant qu'élément de sortie de l'unité de traitement UT au même potentiel que le plan de garde 13, à savoir au même potentiel que la deuxième électrode E2. Cette mise en œuvre évite d'avoir des capacités parasites supplémentaires sur le plan de garde 13.
On notera que la tension appliquée aux électrodes E1 , E2 est alternative. Dans un exemple non limitatif, la tension varie entre 0V et 3V. Le plan de garde 13 va ainsi suivre la tension alternative de l'électrode au potentiel de laquelle il est positionné.
Grâce au plan de garde 13, le couplage capacitif entre les deux électrodes E1 et E2 est réduit, et n'est ainsi plus gênant pour la fonction capacitive du capteur 1 . En effet, chaque électrode E1 , E2 va délivrer un signal (valeur de capacité) représentatif d'une main, ou de gouttes de pluie, signal qui ne sera plus parasité par le couplage.
De plus, le plan de garde évite que l'élément chromé n'influence le champ électrique autour du levier de préhension L. Cet élément ne gêne plus la détection de la main.
La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation non limitatif du capteur de présence capacitif 1 . Selon ce mode, il comprend en outre une seconde deuxième électrode E2 disposée de sorte que les deux deuxièmes électrodes E2 se situent de part et d'autre de la première électrode E1 selon un plan perpendiculaire audit capteur de présence 1 . Ainsi, une seconde deuxième zone de détection Z2 est créée. Cette deuxième zone Z2 est placée en regard de la partie inférieure du levier de préhension L et va ainsi permettre de détecter une main qui arrive par-dessous ledit levier. De plus, en combinaison avec l'autre deuxième électrode E2, cela permet d'effectuer une détection face avant du levier de préhension L. On va pouvoir détecter une main face avant ou tout autre objet tel que le corps, un mur etc. Enfin, grâce au montage symétrique des deux électrodes E2, on peut monter le capteur de présence 1 sur un levier de préhension L qui se trouve sur une portière gauche ou droite du véhicule V.
La figure 3 est une représentation en perspective du capteur de présence 1 selon le mode présenté à la figure 2 avec une antenne BF intégrée. Comme on peut le voir sur cette figure, les deux électrodes E2 sont disposées à plat sur le circuit imprimé 10. Le volume du capteur de présence est ainsi réduit par rapport à un capteur comprenant des électrodes disposées en perpendiculaires par rapport audit circuit imprimé 10.
Comme on peut le voir sur la figure 3 également, une antenne basse fréquence 4 est positionnée sur le circuit imprimé 10 à proximité des électrodes E1 et E2. Une telle antenne peut être nécessaire afin d'assurer la communication entre le capteur 1 et une carte électronique adaptée pour déclencher le verrouillage ou le déverrouillage de l'ouvrant 2 du véhicule V.
Le fait de positionner la ou les deuxièmes électrodes E2 à plat sur le circuit imprimé, permet de les éloigner de l'antenne BF et ainsi de ne plus court-circuiter les ondes électriques émises par l'antenne en direction des électrodes E2. Il n'y a en effet plus de pièce métallique en regard et tout le long de l'antenne BF. Il n'y a donc plus de pertes calorifiques due aux ondes électriques qui étaient transformées en chaleur comme auparavant.
Afin d'optimiser la fonction de garde, la première surface 130 (illustrée par des hachures horizontales) de la piste conductrice 13 est de longueur au moins égale à la longueur de ladite deuxième électrode E2, et la deuxième surface 131 de la piste conductrice 13 est de longueur au moins égale à la longueur de ladite première électrode E1 . Dans l'exemple pris, elles sont supérieures aux électrodes E1 , E2.
Les zones de détections Z1 et Z2 ne se recouvrent ainsi pas du tout.
Ainsi, on évite qu'un signal mesuré par l'électrode E1 ne vienne parasiter un signal mesuré par une électrode E2 et vice et versa de sorte à ne plus pouvoir distinguer le signal mesuré à l'origine.
La figure 4 illustre une vue en coupe d'un ouvrant 2 (porte, coffre) de véhicule automobile sur lequel est monté une poignée comprenant un levier de préhension L. Le levier de préhension L intègre le capteur de présence 1 selon le deuxième mode de réalisation. Pour ouvrir l'ouvrant 2, dans l'exemple pris, l'utilisateur doit passer sa main entre le levier de préhension L et l'ouvrant 2 suivant le sens de la flèche F. La main est donc positionnée dans l'espace ES. Dans cette mise en œuvre particulière non limitative du levier de préhension L, le levier L comporte un élément conducteur 3 qui est par exemple un élément chromé décoratif. Dans ce cas, l'élément conducteur décoratif est par exemple électriquement flottant, c'est-à-dire qu'il n'est pas relié à la masse du véhicule, ceci permet de réduire les coûts de fabrication.
Comme on peut le voir dans ce mode de réalisation non limitatif, la première électrode E1 est adaptée pour être positionnée en regard de l'ouvrant 2, tandis qu'une deuxième électrode E2 est adaptée pour être positionnée en regard de l'élément conducteur 3. Pour rappel, l'unité de traitement UT (non représentée sur cette figure) du capteur 1 est connectée à la première électrode E1 et aux deuxièmes électrodes E2 pour détecter leurs variations de capacité.
Suite à la détection, une action de déclenchement sur l'ouvrant du véhicule automobile est déclenchée en fonction de signatures des variations de capacité de chacune des deux électrodes E1 , E2 dues à l'approche d'une main des deux zones de détection Z1 , Z2.
Les signatures de capacité de chacune des électrodes E1 , E2 sont des informations complémentaires qui vont permettre à l'unité de traitement UT de déterminer si c'est une main qui s'insère dans la poignée L ou s'il pleut.
Dans le cas où une main est insérée dans la poignée, les variations de capacité des électrodes E1 , E2 sont importantes puisque la main qui se situe dans l'espace ES stimule la zone de détection Z2 et la zone de détection Z1 en même temps.
Dans le cas où il pleut, l'électrode E1 n'est pas stimulée en même temps que l'électrode E2 se trouvant en regard de la partie latérale) car la goutte de pluie est trop petite pour stimuler les deux électrodes en même temps. L'autre deuxième électrode qui se trouve en regard de la partie inférieure n'est pas stimulée. Les variations de capacité de la première électrode E1 et de cette deuxième électrode E2 sont décalées dans le temps car la goutte de pluie tombe soit sur la partie latérale (dessus) du levier de préhension L, à savoir au niveau de la zone de détection Z2, soit à l'intérieur du levier L, à savoir au niveau de la zone de détection Z1 . Par ailleurs, on notera que dans le cas où la pluie ruisselle le long du levier de préhension L, les variations de capacité de la première électrode E1 sont supérieures à celles des deuxièmes électrodes E2 car dans un mode de réalisation non limitatif, l'électrode E1 comporte une plus grande surface que les électrodes E2. On rappelle que la capacité est proportionnelle à la surface.
Sans plan de garde 13, lorsqu'il pleut, les variations de capacité des deuxièmes électrodes E2 seraient aussi importantes que celles de la première électrode E1 et on ne pourrait par différencier la main de la pluie. Lorsque la main se trouve à l'extérieur du levier de préhension, les variations de capacité des électrodes E1 , E2 sont inférieures à celles correspondant à une main insérée dans le levier L. Il en est de même, lorsqu'il existe un élément chromé décoratif et si la main le touche ou s'en approche (ou tout autre objet tels que le corps ou un mur) sans s'insérer dans la le levier. En effet, comme il n'existe plus de couplage parasite entre l'électrode E1 et les électrodes E2 grâce au plan de garde 1 3, en prenant en compte la mesure sur les électrodes E2 et donc le couplage électrodes E2-élément chromé, on peut en déduire s'il y a un stimulus sur l'élément chromé uniquement. Dans ce cas, les variations de capacité des électrodes E2 sont plus faibles et différentes de celles correspondant à une main insérée dans le levier L.
Dans le cas où les deux signatures de variation de capacité sont typiques d'une main insérée dans le levier L, alors une action de verrouillage ou de déverrouillage est réalisée sur l'ouvrant du véhicule. A l'inverse, dans le cas où les deux signatures de variation de capacité sont typiques de la pluie, ou d'une main ou tout autre objet qui est à l'extérieur du levier L, alors aucune action de verrouillage ni même de déverrouillage n'est réalisée.
En d'autres termes, les signatures permettent de filtrer les phénomènes non désirés comme le déverrouillage d'une porte de manière intempestive lorsque l'utilisateur est situé à proximité du capteur 1 que comporte un véhicule mais qu'il n'a pas approché sa main du capteur 1 et qu'il pleut ou qu'il a simplement posé sa main sur ou devant la poignée L. Bien entendu la description de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
Dans un autre mode de réalisation non limitatif, l'élément conducteur 3 n'est pas positionné en regard de la deuxième électrode E2, mais est positionné sur la face externe du levier de préhension L et en regard de la première électrode E1 . Dans un autre mode de réalisation non limitatif, l'unité de commande UT comporte deux connexions respectivement pour l'entrée E de mesure et la sortie S de commande. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif, et il est entendu que les signatures décrites ne sont pas limitatives et d'autres types de signatures peuvent être utilisés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, l'invention décrite présente notamment les avantages suivants : - elle permet de s'affranchir de tout problème mécanique lié à une fixation mécanique d'électrodes latérales et métalliques. Les électrodes latérales sont remplacées par des pistes disposées sur un plan parallèle à l'électrode E1 ;
- elle permet de diminuer le volume du capteur de présence 1 grâce :
- à la nouvelle configuration (couchée) des électrodes E2 sur le circuit imprimé 10 ;
- au plan de garde 13 dont les surfaces sont imprimées sur le circuit imprimé ;
et ainsi de s'adapter au dimensionnement réduit d'un levier de préhension L d'une poignée d'ouvrant 2
- elle permet de ne plus avoir d'effet parasite des électrodes E2 sur l'antenne basse fréquence, puisque ces dernières ne sont plus métalliques ni positionnées en face de l'antenne ;
- elle réduit le coût et la complexité de fabrication d'un capteur de présence.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Capteur de présence capacitif (1 ) apte à être disposé dans le levier de préhension (L) d'une poignée d'ouvrant (2) de véhicule automobile (V) comprenant :
- une première électrode (E1 ) de mesure de capacité définissant une première zone de détection (Z1 ) et une deuxième électrode (E2) de mesure de capacité définissant une deuxième zone de détection (Z2) ;
- un plan dit de garde (13) adapté pour minimiser un couplage capacitif entre ladite première électrode (E1 ) et ladite deuxième électrode (E2) ;
ledit capteur (1 ) étant relié à une unité de traitement (UT) connectée à ladite première électrode (E1 ), à ladite deuxième électrode (E2) et au plan de garde (13), ladite unité de traitement étant adaptée pour positionner de façon périodique et alternative ledit plan de garde (13) au même potentiel que ladite première électrode (E1 ) ou au même potentiel que ladite deuxième électrode (E2) ;
caractérisé en ce que ledit capteur (1 ) comprend en outre :
- un circuit imprimé (10) comprenant une première face (101 ) et une deuxième face (102), ladite première électrode (E1 ) comprenant une surface qui s'étend le long de ladite première face (101 ) et ladite deuxième électrode (E2) comprenant une surface qui s'étend le long de ladite deuxième face (102) ;
et en ce que :
- le plan de garde (13) est composé d'une piste conductrice agencée entre la première électrode (E1 ) et la deuxième électrode (E2), traversant l'épaisseur (e) dudit circuit imprimé (10) et comportant une première surface (130) imprimée s'étendant le long de ladite première face (101 ) du circuit imprimé (1 0) et une deuxième surface (1 31 ) imprimée s'étendant le long de ladite deuxième face du circuit imprimé (1 0).
2. Capteur de présence capacitif (1 ) selon la revendication 1 , selon lequel la première surface (1 30) de la piste conductrice (1 3) est de longueur au moins égale à la longueur de ladite deuxième électrode (E2), et la deuxième surface (1 31 ) de la piste conductrice (1 3) est de longueur au moins égale à la longueur de ladite première électrode (E1 ).
3. Capteur de présence capacitif (1 ) selon la revendication 1 ou la revendication 2, selon lequel il comporte en outre une seconde deuxième électrode (E2) disposée de sorte que les deux deuxièmes électrodes (E2) se situent de part et d'autre de la première électrode (E1 ) selon un plan perpendiculaire audit capteur de présence (1 ).
4. Capteur de présence capacitif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la première électrode (E1 ) est décalée par rapport à la deuxième électrode (E2) selon un plan perpendiculaire audit circuit imprimé (1 0) de sorte à obtenir des directions de détection (d1 , d2) correspondant respectivement à la première zone de détection (Z1 ) et à la deuxième zone de détection (Z2) qui sont obliques.
5. Capteur de présence capacitif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la première électrode (E1 ) est adaptée pour être positionnée en regard dudit ouvrant (2).
6. Capteur de présence capacitif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la deuxième électrode (E2) est adaptée pour être positionnée en regard d'un élément conducteur (3).
7. Capteur de présence capacitif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, selon lequel le potentiel de la piste conductrice (13) est positionné au même niveau que celui de la première électrode (E1 ), ou est positionné au même niveau que celui de la deuxième électrode (E2).
8. Poignée d'ouvrant (2) de véhicule automobile (V) comprenant un levier de préhension (L) caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de présence (1 ) disposé dans ledit levier de préhension (L), selon l'une quelconques des revendications précédentes.
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