Brevet FR2798329A1 — publié le 20010316

La présente invention est relative un procédé et à un dispositif de commande associé au volant de direction d'un véhicule automobile. Les véhicules actuels comportent une multitude de fonctions pilotées électroniquement nécessitant l'action du conducteur sur des organes de commande comme des interrupteurs ou boutons poussoirs situés dans le poste de conduite. Pour des raisons de sécurité, afin de permettre au conducteur de quitter le moins possible la route des yeux, on a recherché à concentrer ces commandes près du volant, et plus particulièrement sur le volant lui-même. Ainsi, les véhicules de haut de gamme possèdent-ils parfois plus d'une dizaine de tels boutons sur le moyeu du volant, certains de ces boutons ou manettes ayant parfois plusieurs fonctions combinées. La multiplicité de ces organes de commandes (boutons, manettes, claviers ... ) crée une certaine insécurité lors de la conduite du véhicule. En effet, le conducteur doit pouvoir atteindre chacun de ces organes de commande alors même qu'il conduit, tout en se rappelant leur mode de fonctionnement spécifique et ceci de préférence sans quitter la route des yeux. Le but de la présente invention est de faciliter la commande du véhicule et de tous les dispositifs électroniques associés en minimisant le temps pendant lesquels le conducteur doit quitter la route des yeux. A cet effet, la présente invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif de commande associé au volant, qui permettent d'améliorer la sécurité du conducteur, en évitant la prolifération de tels boutons, manettes et claviers. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, au moyen d'un dispositif de commande associé au volant d'un véhicule automobile, du type surface tactile, de préférence implantée sur la partie centrale du volant. Cette surface tactile donne accès à toutes les fonctions de commande du véhicule et sert d'organe d'entrée de données pour le conducteur. Avantageusement, une seule surface tactile permet de piloter l'ensemble des fonctions du véhicule (auto radio, climatisation, clignotants, feux de détresse, téléphone, navigation etc ... ). Le fait que cette surface tactile soit placée sur la partie centrale du volant évite à l'utilisateur d'avoir à rechercher son emplacement sur la planche de bord ou sur le volant, comme c'est actuellement le cas. En outre, cette surface tactile est facilement accessible par l'utilisateur et ne nécessite pas que celui-ci détourne son regard de la route pour la retrouver. La présente invention concerne également un procédé de commande mettant en ceuvre un tel dispositif. Selon l'invention, le déplacement du doigt de l'utilisateur sur la surface tactile est interprété par un calculateur associé cette surface tactile comme le déplacement orthogonal le plus proche. De ce fait, même si le déplacement du doigt n'est pas rigoureusement effectue selon l'une des deux directions orthogonales du plan de la surface tactile (ce qui est fréquemment le cas dans un véhicule automobile en raison des vibrations dues au fonctionnement du moteur et / ou à l'état des routes), le calculateur interprète tout de même ce déplacement correctement. La surface tactile sert ainsi d'organe d'entrée de données (assimilable à une souris pour un micro ordinateur), ceci de manière simple et sans nécessiter du conducteur ni une grande attention, ni une grande précision dans le déplacement de son doigt. Avantageusement encore, chaque déplacement du doigt est interpreté comme un déplacement élémentaire quelque soit sa longueur. Ceci évite que le doigt du conducteur n'ait à réaliser des déplacements de direction et de longueur déterminées pendant la conduite du véhicule. Le conducteur peut ainsi effleurer la surface tactile tout en conduisant et simplement vérifier sur un écran associé qu'il a bien activé la bonne fonction. Avantageusement encore, les déplacements du doigt du conducteur peuvent être discontinus (dans ce cas, le conducteur lève son doigt de la surface tactile entre deux commandes de direction successives) ou continu (le conducteur effectue juste une pause entre deux commandes successives, sans lever son doigt de la surface tactile). On notera encore que le procédé selon l'invention est adapté pour détecter des mouvements erratiques du doigt et pour ne pas tenir compte de tels mouvements. Un tel cas se produit par exemple lorsque le conducteur laisse son doigt posé sur la surface tactile sans intention de l'utiliser. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique représentant un cockpit de véhicule automobile, tel que vu par le conducteur, montrant une surface tactile selon l'invention, mise en place sur la partie centrale du volant de direction, - la figure 2 est une vue schématique d'un écran montrant une suite de fonctions A à G affichées sur un écran et pouvant être activées, - la figure 3 est une vue schématique représentant le déplacement du doigt du conducteur sur la surface tactile selon l'invention, La figure 4 est une vue schématique représentant les déplacements effectués par le doigt du conducteur la figure 3, tels qu'interprétés par un calculateur associé à la surface tactile, et La figure 5 est une vue schématique montrant sur un cercle trigonométrique comment sont interprétés les déplacements du doigt du conducteur. Selon la forme de réalisation représentée aux figures 1 à 5, le dispositif de commande selon l'invention est associé au volant de direction 15 véhicule automobile. Ce dispositif de commande est constituée par une surface tactile 10. Selon l'invention cette surface tactile est disposée sur la partie centrale du volant de direction 15. On notera que la zone centrale du volant est constituée bien entendu par le centre du volant, mais aussi par toute la zone adjacente. Le volant 15 est à moyeu fixe. En variante, ce volant peut être à moyeu mobile comme cela sera expliqué plus loin. De manière classique, le volant 15 est mis en place dans le cockpit 16 véhicule automobile comportant par ailleurs (à titre d'exemple non limitatif) des cadrans d'indication de la vitesse 17, des témoins de clignotants 18, un indicateur de niveau de carburant 19 etc. La planche de bord peut également être munie d'un téléphone de voiture 20, d'un dispositif de climatisation, d'un équipement radio (non représentés)- et d'un écran d'affichage 14, situé dans le champs de vision du conducteur. La position de cet écran d'affichage n'est présentée sur la figure 1 qu'à titre indicatif. Ainsi, cet écran d'affichage pourrait tout aussi bien être situé en avant du volant près des autres cadrans 17, 18, 19 ou à leur place. La surface tactile 10 selon l'invention est reliée (trait en pointillés) de manière classique à un calculateur 13 dissimulé à l'intérieur de la planche de bord par exemple. Ce calculateur 13 est également relié (entre autre) à l'écran 14, aux indicateurs 17 à 19, aux dispositifs électroniques embarqués (tel que le téléphone 20), et aux capteurs présents sur le véhicule. Lorsque le conducteur désire activer une fonction quelconque, il peut, en déplaçant son doigt sur la surface tactile 10, faire déplacer un curseur 21 sur l'écran d'affichage 14 (figure 2). Par exemple, s'il désire activer la fonction G alors qu'il se trouve à la fonction A, il devra (dans l'exemple représenté) descendre quatre fois vers le bas puis se déplacer deux fois vers la droite, pour déplacer le curseur 21 de manière correspondante. Contrairement aux souris habituellement utilisées comme organe d'entrée de données pour les micro ordinateurs, il est souhaitable dans le domaine automobile de n'autoriser le déplacement continu du doigt du conducteur sur la surface tactile pour cheminer de manière continue de case en case que lorsque le véhicule est à l'arrêt. En effet, le véhicule est soumis à de nombreuses vibrations internes (moteur, suspension etc.) et externes (état de la route, conditions météorologiques, etc.) et un tel cheminement précis accapare trop l'attention du conducteur. Cependant un tel cheminement continu, même s'il n'est pas recommandé, peut être réalisé également pendant le déplacement du véhicule. Selon l'invention, le procédé de commande utilisant une surface tactile telle que précédemment décrite, est le suivant : - le conducteur touche la surface tactile avec son doigt et indique globalement un déplacement vers le bas de l'écran (dans le cas de l'exemple représenté, pour aller de la fonction A à la fonction G). Ce déplacement vers le bas (trait pointillé 12' figure 3) peut être de direction non directement parallèle l'un des deux axes orthogonaux (X, Y) de la surface tactile. Il suffit que le déplacement 12' indique globalement la direction du bas de la surface tactile ; - le calculateur 13 associé à cette surface tactile interprète tout déplacement comme celui le plus proche d'une des deux directions X ou Y et tient compte du sens du déplacement. Ainsi, le déplacement 12' effectué par le doigt du conducteur est-il interprété comme un déplacement 12 vers le bas (figure 4) parallèle à l'axe Y. En fait, tant que l'angle a formé entre la direction du déplacement du doigt et l'un des axes X ou Y est inférieur à 450 de part et d'autre de cet axe, le déplacement du doigt est interprété par le calculateur comme étant dans la direction de l'axe orthogonal le plus proche. Comme cela est mieux visible à la figure 5, tant que le déplacement du doigt du conducteur reste dans un angle de 450 de part et d'autre des axes X ou Y, il est interprété comme étant parallèle à ces axes. Ainsi, le conducteur dispose d'un angle de 900 dans chaque direction pour indiquer un déplacement vers la droite, vers le haut, vers la gauche ou vers le bas. Ceci permet au conducteur de donner une indication correcte de direction malgré les vibrations ou autres perturbations liées au déplacement ou au fonctionnement du véhicule automobile. En outre, quelle que soit la longueur du déplacement 12' (dans le cas représenté la figure 3, ce déplacement présente une faible longueur), il est interprété par le calculateur comme une demande de déplacement unitaire, c'est-à-dire comme une demande du passage de la case A à la case B. Lorsque le conducteur a effectué quatre fois ce déplacement unitaire, le curseur 21 trouve sur la case E. Le conducteur effectue alors un déplacement vers la droite, peu importe que ce déplacement Ill' soit rigoureusement parallèle à l'axe X. Le calculateur 13 interprète en effet tout mouvement vers le droite, présentant un angle de divergence Ot inférieur à 450 de part et d'autre de l'axe X, comme un déplacement 11 vers la droite parallèlement à l'axe X. Comme précédemment, la longueur du déplacement n'est pas prise en compte et est interprétée par le calculateur comme une demande de déplacement du curseur 24 d'une case vers la droite (case F). En procédant ainsi de case en case, le conducteur arrive sur la fonction G qu'il désire activer. Lorsque le conducteur désire activer une fonction, il lui suffit de tracer sur la surface tactile un signe prédéterminé de validation. En effet, la surface tactile est adaptée, de manière classique, en association avec le calculateur 13, pour reconnaître un signe d'annulation ou de remise à zéro et ou d'autres signes non orthogonaux. Cependant, cette reconnaissance de caractères ne peut être effectuée pendant le mode de déplacement du curseur. En effet, pendant le mode de déplacement du curseur, tout déplacement sur la surface tactile est considéré comme un déplacement et non comme un caractère. Pour pallier cet inconvénient, ces deux modes de fonctionnement (reconnaissance de déplacement et reconnaissance de caractères) sont utilisés dans des contextes tout à fait dissociés. Ainsi, le mode de reconnaissance de caractères n'est actif que lorsque le curseur se trouve dans un champs de saisies de données par exemple. En variante, la validation d'une commande est effectuée par appui sur une touche validation 22. Cette touche validation est disposée de préférence au voisinage de la surface tactile. De même, des touches annulation 23 ou remise à zéro 24 peuvent etre prévues au voisinage de la surface tactile. Ainsi, le déplacement du curseur 21 est commandé par le déplacement du doigt du conducteur sur la surface tactile. Chaque déplacement du doigt étant interprété, par le calculateur 13 associé, comme une demande de déplacement orthogonalement aux axes X ou Y (l'axe orthogonal le plus proche) en fonction de l'angle (x entre le déplacement du doigt et la direction de l'axe X ou Y. La longueur du déplacement n'est pas prise en compte et équivaut à un déplacement unitaire d'une case à une autre. Chaque levé de doigt est détecté, ce qui permet de distinguer deux changements de case successifs. Ceci dans la mesure où dispositif selon l'invention fonctionne en mode discontinu. En variante, lorsque la surface tactile et son calculateur associé fonctionnent en mode continu, le conducteur n'est pas obligé lever son doigt de la surface tactile à chaque fois qu'un ordre de déplacement élémentaire est donne. En effet dans ce cas, le conducteur réalise une pause temporelle à la fin de chaque indication de direction sans lever son doigt la surface. Le calculateur associé à la surface tactile est adapté pour reconnaître de telles pauses, par exemple de 0.3 à 0.5 s et considère dans ce cas que le déplacement suivant est un nouveau déplacement élémentaire. Un tel mode de fonctionnement permet plus de rapidité dans la succession d'ordres donnés par le conducteur. On notera que dans le cas d'un fonctionnement en mode continu, il est impératif que le conducteur effectue une pause entre chaque déplacement pour le calculateur puisse reconnaître qu'il s'agit de plusieurs déplacements rectilignes enchaînés. Ainsi, le calculateur peut faire la différence entre un mouvement rectiligne unique (pas de pause) et des mouvements rectilignes identiques (ou non) multiples (chaque mouvement est suivi d'une courte pause paramétrable). Il est à noter que la surface tactile 10 joue le rôle dispositif de navigation directionnel dans les menus affichés sur l'écran 14. Avantageusement, un tel procédé de commande utilisant une surface tactile 10 permet au conducteur de dérouler autant de menus nécessaire sur son écran d'affichage 14 sans pour autant accaparer toute son attention. L'activation d'une fonction spécifique (A à G dans l'exemple représenté) peut ainsi etre réalisée pendant la conduite du véhicule sans perturber la vigilance du conducteur. On notera que le procédé selon l'invention est adapté pour détecter le fait le conducteur pose son doigt sur la surface tactile sans bouger (c'est-à- dire sans intention de s'en servir pour donner un ordre de commande d'un dispositif électronique). A cet effet, un premier filtre est défini aux alentours immédiats de l'endroit où le conducteur pose son doigt. Tant que le doigt du conducteur ne sort pas de la surface couverte par ce premier filtre, le calculateur 13 considère que le conducteur ne donne pas d'indications de direction. Bien sûr, la dimension de la surface couverte par ce premier filtre est entièrement paramétrable. On notera que de manière classique, le déplacement du doigt du conducteur est déterminé par calcul continu de la position du doigt par rapport à la dernière position connue, et par mesure de l'angle du déplacement par rapport à un cercle trigonométrique classique (figure 5). Selon l'invention, le calcul de l'angle de chaque segment de droite parcouru par le doigt du conducteur permet non - seulement de connaître la direction de ce segment avec précision, mais encore de gérer implicitement toutes les erreurs de mouvements que pourrait commettre l'utilisateur. En variante, le moyeu du volant peut être solidaire du volant et mobile en rotation avec lui. Dans ce cas, la surface tactile est associée à un capteur d'angle volant 22, lui-même relié au calculateur 13. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi, la surface tactile 10 peut être située en dehors de la zone strictement centrale du volant dans la mesure où elle reste facilement accessible pour le conducteur. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande associé au volant (15) d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est constitué par une surface tactile (10) placée sur la partie centrale du volant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant est du type moyeu fixe. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant est du type à moyeu mobile et en ce que la surface tactile (Il 0) est associée à un capteur d'angle volant (22). 4. Procédé de commande d'un véhicule automobile du type mettant en ceuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dit procédé consistant à entrer des données de commande du véhicule automobile par déplacement du doigt d'un utilisateur sur une surface tactile (Il 0), le dit déplacement étant interprété par un calculateur (13) associé la surface tactile comme un déplacement orthogonal le plus proche de celui effectué par l'utilisateur. 5. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que quelle que soit la longueur du déplacement effectué par l'utilisateur, le calculateur (13) l'interprète comme un déplacement unitaire selon l'un des deux axes orthogonaux (X, Y) défini par le plan de la surface tactile (Il 0). 6. Procédé de commande selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'en mode de fonctionnement continu, des pauses temporelles paramétrables sont réalisées entre deux déplacements successifs du doigt du conducteur sur la surface tactile (Il 0).