Brevet FR2878369A1 — publié le 20060526

Titre de l'invention Bouton de commande à encodeur mécanique Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un bouton de commande destiné à un ensemble de commande d'un tableau de bord de véhicule automobile et plus particulièrement à une console centrale de pilotage d'un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile. Art antérieur Classiquement, de tels boutons de commande comportent des encodeurs rotatifs faisant appel à différentes techniques, par exemple optique, avec un faisceau incident qui est réfléchi vers un capteur optique par une piste réfléchissante munie par exemple d'une succession de "crans" radiaux disposés sur une ou plusieurs couronnes concentriques, ou bien encore mécanique, avec une ou plusieurs pistes électriquement conductrices et des contacteurs métalliques frottant sur lesdites pistes. Un inconvénient des encodeurs rotatifs de type mécanique, comme celui décrit dans le brevet US 3,736,390 est qu'ils présentent plusieurs pistes concentriques pour permettre de déterminer le sens de rotation et l'incrémentation du nombre de pas parcourus par l'encodeur. Cela engendre un encombrement important, plus précisément au niveau du diamètre de l'encodeur, des bruits de frottements plus fréquents à cause du nombre de pistes et de contacteurs, un déséquilibre de la partie mobile de l'encodeur autour de son axe de rotation car cette partie mobile ne présente qu'un seul contacteur par piste, et des faux contacts plus nombreux engendrant des erreurs de mesure. Or, dans le domaine particulier de l'industrie automobile, il existe une demande de plus en plus importante pour de tels boutons de commande présentant une grande précision de mesure, une fiabilité dans le temps, une facilité d'utilisation et un montage/démontage aisé. Leur utilisation est de plus ou plus fréquente, par exemple sur les consoles centrales de pilotage des appareils de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, où ils permettent notamment de régler des paramètres du flux d'air traité et distribué dans l'habitacle comme la température de l'habitacle ou le débit d'air circulant dans cet habitacle. 2878369 2 Objet et résumé de l'invention L'invention propose ainsi de réaliser un bouton de commande ayant un encodeur de type mécanique qui pallie les inconvénients de l'art antérieur et notamment dont l'encombrement et le nombre de composant est inférieur à ceux des boutons de commande à encodeurs rotatifs conventionnels de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objet un bouton de commande, notamment pour tableau de bord de véhicule automobile comprenant: - une platine comportant une ouverture, - une molette rotative montée sur la platine, - un circuit imprimé comportant une piste conductrice commune et au moins une piste conductrice de contact, et - une pièce d'encodage comportant une partie centrale de support fixée sur la piste conductrice commune du circuit imprimé et au moins un bras montés sur la partie centrale du support, chaque bras comportant à son extrémité libre une protubérance faisant office de contacteur et en ce que la molette rotative comporte à sa base une couronne comportant une pluralité de crans circulaires axiaux pour mettre en contact la protubérance avec une piste conductrice de contact qui lui fait face, de façon à délivrer pour une unité de commande une série d'impulsions fonction du sens et du déplacement angulaire de la molette rotative. Chaque bras peut comporter en son milieu une patte destinée à coopérer avec lesdits crans circulaires axiaux de la molette rotative. Ladite pièce d'encodage comporte deux bras sensiblement parallèles montés sur la partie centrale du support. Selon des modes préférés de réalisation de la présente invention lesdits crans circulaires axiaux sont répartis de telle sorte qu'il est possible de loger simultanément chacune des deux pattes sur un cran ou entre 30 deux crans adjacents. Ladite couronne de la molette rotative comporte en outre une pluralité de crans circulaires radiaux. Ladite pièce d'encodage comporte en outre un troisième bras s'étendant perpendiculairement depuis sensiblement le milieu de la partie centrale de support, le troisième bras étant replié vers la molette rotative en traversant la platine et destiné à coopérer avec lesdits crans circulaires 2878369 3 radiaux de la molette rotative pour permettre une rotation pas à pas de la molette rotative. Avantageusement, le bouton de commande comporte une touche de contact destinée à agir sur le circuit imprimé pour activer une fonction 5 déterminée. Ladite touche de contact est une touche de contact centrale introduite dans la molette rotative. Ladite pièce d'encodage comporte un bras supplémentaire comportant à une extrémité libre une protubérance faisant office de contacteur pour sous l'action d'un appui d'un utilisateur sur ladite touche de contact centrale mettre en contact la protubérance avec une piste conductrice supplémentaire du circuit imprimé. ledit bras supplémentaire est disposé parallèlement aux deux bras depuis sensiblement le milieu de la partie centrale de support. Le bouton de commande comporte en outre des moyens de rétro éclairage pour éclairer des symboles inscrits sur ladite touche centrale et associés à ladite fonction déterminée. Il peut être associé à un écran d'interface pour afficher un retour d'informations concernant l'action du bouton de commande. Ladite fonction déterminée est choisie dans le groupe des fonctions suivantes: climatisation, ventilation, chauffage, écoute radiophonique, lecture de cassettes, lecture de CD, navigation, télécommunications. L'invention a également pour objet un ensemble de commande, par exemple pour appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile, comportant un bouton de commande tel que défini précédemment. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description de modes particuliers de réalisation, faite en référence aux dessins annexés et sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle d'un tableau de bord de véhicule automobile comportant un bouton de commande selon 35 l'invention, 2878369 4 - la figure 2A est une vue de détail en perspective éclatée du bouton de commande, - la figure 2B est une variante de la figure 2A, - les figures 3A et 3B sont deux vues en perspective du bouton de commande dans deux positions angulaires distinctes, - la figure 4 est une vue montrant l'encodeur mécanique du bouton de commande, - les figures 5A à 5D sont des chronogrammes explicitant le fonctionnement de l'encodeur de la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe d'un organe de crantage du bouton de commande, et - la figure 7 est une vue de détail en perspective éclatée du bouton de commande selon une variante de réalisation. Description détaillée de modes de réalisation On se réfère maintenant à la figure 1 qui représente un exemple d'un bouton de commande 10 d'un tableau de bord de véhicule automobile dont la fonction principale est la commande des dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation et qui comporte un mode de fonctionnement permettant un réglage de la température de l'habitacle de ce véhicule automobile. Ce bouton est associé à un écran d'affichage 12 placé à proximité, en général au dessus, et sur lequel s'affiche les différents paramètres associés au mode de fonctionnement de cette fonction et éventuellement d'autres fonctions du véhicule automobile. Bien évidemment, d'autres fonctions peuvent être associées à un tel bouton de commande parmi lesquels: vitesse pulseur, distribution de l'air, dispositif radiophonique, lecture de cassettes, lecture de CD, navigation, télécommunications, etc.. Selon l'exemple de réalisation, la fonction principale associée au bouton de commande peut être activée ou désactivée en appuyant sur une touche de contact 14, sachant que l'activation de la fonction en question est visualisée par l'allumage de décors ou symboles lumineux 140, 142 inscrits sur cette touche de contact et identifiant cette fonction. Par ailleurs, à chaque fonction est associé un nombre fini de valeurs différentes, commandées séquentiellement par une molette rotative 16 lors de sa rotation angulaire et correspondant dans l'exemple 2878369 5 illustré à un réglage de température. Un témoin lumineux 120 est prévu au niveau de l'écran d'affichage 12 pour symboliser les différentes valeurs associées à ce réglage de température. Toutefois, d'autres témoins lumineux 122, 124, 126 et 128 peuvent aussi être prévus pour représenter d'autres modes de fonctionnement. Lorsqu'un mode particulier de fonctionnement est activé, seul le témoin lumineux associé à ce mode particulier s'allume. Comme le montre plus en détail la figure 2A, le bouton de commande selon l'invention comporte outre la touche de contact 14 et la molette rotative 16 précitées, une platine 18, une pièce d'encodage 20 et un circuit imprimé 22. La platine 18 qui forme la structure support du bouton de commande comporte un socle horizontal 180 muni d'une ouverture 182 ayant une partie tubulaire 184 formée en saillie. Cette partie tubulaire est destinée à supporter la molette rotative 16 qui présente à sa base une couronne 160 crantée à la fois à sa périphérie et à son extrémité libre. Plus précisément, cette couronne comporte à sa périphérie une pluralité de crans circulaires radiaux 162 et à son extrémité libre une pluralité de crans circulaires axiaux 164. En outre, la touche de contact 14 peut être introduite dans la partie tubulaire 184 pour former une touche de contact centrale 14 immobile en rotation par rapport à la platine 18. Le circuit imprimé 22 comprend des moyens de rétro éclairage de type diodes 220, 222 et un interrupteur ou bouton poussoir 224 réceptifs à des actions mécaniques de la touche de contact 14. Plus précisément, le bouton poussoir ou cloque 224 est affecté à la validation de la fonction et au contrôle des deux diodes 220, 222 indiquant l'état de validation de cette fonction en éclairant les symboles 140, 142 inscrits sur cette touche. Le circuit imprimé est bien entendu commandé par une unité de contrôle électronique (non représentée) intégrée par exemple dans un boîtier du tableau de bord et permettant la mise en fonctionnement de la fonction validée. Le circuit imprimé comporte également des pistes de contact planes électriquement conductrices, par exemple réalisées en métal tel que le cuivre, formant avec la pièce d'encodage 20 un encodeur à trois voies avec un commun (piste conductrice commune 226) et deux 2878369 6 sorties indépendantes l'une de l'autre (pistes conductrices de contact 228, 230). La pièce d'encodage 20 destinée à coopérer avec la molette rotative 16, manipulable par un utilisateur tel que le conducteur ou le passager avant du véhicule automobile, et le circuit imprimé 22 est une pièce métallique conductrice, généralement en bronze, et réalisée de préférence par découpe et emboutissage. Elle présente une forme générale en U avec une partie centrale de support 200 fixée sur la piste conductrice commune 226 du circuit imprimé 22 et au moins un bras, par exemple deux bras sensiblement parallèles 202, 204 montés aux deux extrémités de cette partie centrale de support. Ces bras sont relevés par rapport à la partie centrale de support de sorte que, dans une position de repos, ils ne sont pas en contact avec le circuit imprimé. Chaque bras comporte à son extrémité libre une protubérance 206, 208, avantageusement bombée, faisant office de contacteur et en son milieu une patte 210, 212 repliée vers la molette rotative 16, traversant le socle 180 de la platine 18, et destinée à coopérer avec les crans circulaires axiaux 164 de la molette rotative pour mettre en contact l'une ou l'autre ou les deux protubérances bombées 206, 208 avec les deux pistes conductrices de contact 228, 230 qui leur font face. Cette patte est avantageusement arrondie à son extrémité et emboutie pour permettre un meilleur appui des crans axiaux de la molette rotative. De préférence, la pièce d'encodage comporte en outre, disposé perpendiculairement au milieu de sa partie centrale de support 200 un troisième bras 214 replié vers la molette rotative 16 en traversant également la platine 18 et destiné à coopérer avec les crans circulaires radiaux 162 de la molette rotative pour permettre une rotation pas à pas de la molette rotative et assurer ainsi un crantage et délivrer un ressenti dans la rotation de la molette. Ce bras remplace l'habituelle lame de crantage ou un plongeur avec ressort ou tout autre billage. Le passage d'un cran à un autre est favorisé par la présence d'une protubérance 216, avantageusement bombée, à l'extrémité libre de ce troisième bras dont le réglage de la largeur permet de jouer sur la dureté du crantage (voir la figure 6). Toutefois, la figure 2B montre que le troisième bras peut être associé à un autre circuit imprimé 23 disposé perpendiculairement au 2878369 7 circuit imprimé 22 et comportant une troisième piste conductrice de contact 231. En effet, le troisième bras 214 comporte une protubérance 217, avantageusement bombée, faisant office de contacteur de sorte que lorsque la molette rotative 16 vient à tourner d'un pas, un cran circulaire radial 162 coopère avec la protubérance 216 pour mettre en contact la protubérance contacteur 217 avec la troisième piste conductrice de contact 231. Le fonctionnement du bouton de commande selon l'invention est le suivant. Tout d'abord, lorsqu'un utilisateur appuie sur la touche de contact centrale 14, il provoque l'actionnement du bouton poussoir 224 engendrant, lorsque la fonction particulière associée au bouton n'est pas activée, l'activation de cette fonction ainsi que l'allumage des diodes 220, 222 qui permet la visualisation de cet état d'activation de la fonction (dans l'exemple illustré l'éclairage des termes AC et température) et engendrant, dans le cas contraire, la désactivation de cette fonction et l'extinction de ces deux diodes. Ensuite, l'utilisateur peut par la rotation de la molette 16 procéder au réglage de la température. Bien entendu, la présente invention ne saurait être limitée à un bouton de commande comportant une touche de contact 14. Notamment le bouton de commande peut être utilisé pour le réglage d'une fonction particulière déjà activée. La description de ce fonctionnement est maintenant effectuée en regard des figures 4 et 5. En effet, le fait de tourner la molette fait défiler successivement les creux et les bosses des crans circulaires axiaux de la molette rotative 16 sur les extrémités des pattes 210, 212 de la pièce d'encodage 20. Un creux n'a aucune action alors qu'une bosse en appuyant sur la patte correspondante provoque un contact entre la protubérance associée à cette patte et la piste conductrice de contact qui lui fait face, ce contact reliant alors cette piste à la piste commune 226 et générant une impulsion vers l'unité de contrôle électronique. Ainsi: lorsque les protubérances bombées 206, 208 des deux bras 202, 204, sont en contact avec les deux pistes conductrices 228, 230 (voir figure 5A), un signal binaire de sortie "11" est délivré sur les pistes conductrices du circuit imprimé 22, 2878369 8 - lorsque la protubérance bombée d'un bras, par exemple la protubérance 208 du bras 204, est en contact électrique avec la piste conductrice 230 et que la protubérance bombée 206 de l'autre bras 202 n'est pas en contact avec le circuit imprimé (voir figure 5B), un signal binaire de sortie "10 " est délivré sur les pistes conductrices du circuit imprimé 22, - lorsque les protubérances bombées 206, 208 des deux bras 202, 204 ne sont plus en contact électrique avec les deux pistes conductrices (voir la figure 5C), un signal binaire de sortie "00" est délivré 10 sur les pistes conductrices du circuit imprimé 22, et - lorsque la protubérance bombée d'un bras, par exemple la protubérance 206 du bras 202, est en contact électrique avec la piste conductrice 228 et que la protubérance bombée 208 de l'autre bras 204 n'est pas en contact avec le circuit imprimé (voir figure 5D), un signal binaire de sortie "01" est délivré sur les pistes conductrices du circuit imprimé 22. Suivant le sens des signaux binaires délivrés, et donc l'ordre des pistes conductrices mis en contact par les protubérances bombées, il est possible de déterminer le sens de rotation de la molette rotative. Ainsi n'importe laquelle des paires suivantes (1,1)(1,0) ; (1,0)(0,0) ; (0,0)(0, 1) ; (0,1)(1,1) donnent un même sens de rotation et n'importe laquelle des suivantes (1,1)(0,1) ; (0,1)(0,0) ; (0,0)(1,0) ; (1,0)(1,1) donne un sens de rotation inverse. En pratique, la détection du sens peut se faire sur un seul changement d'état. L'angle minimal de détection est donnée par la formule 180 / nombre de crans. Pour une molette comportant 10 creux et 10 bosses, l'angle minimal de détection est de 18 . La répétition des suites (le nombre d'impulsions) donne la valeur du paramètre considéré, en l'espèce la température. Comme le montre bien la figure 4, la répartition des crans circulaires axiaux 164 autour de la molette rotative est réalisée de telle sorte qu'il est possible de loger simultanément les deux pattes 210, 212 chacune sur un cran (i.e une bosse) ou chacune entre deux crans adjacents (i.e dans un creux comme illustré). Pour ce faire, ces deux pattes ne sont pas diamétralement opposées mais légèrement décalées par rapport à cet axe diamétral. 2878369 9 Toutefois, les deux pattes 210, 212 peuvent être disposées de manière diamétralement opposée en prévoyant un nombre impair de crans circulaires axiaux 164 autour de la molette rotative agissant ainsi sur les deux pattes 210, 212 de façon alternative. Ce bouton de commande à encodeur rotatif mécanique est peu onéreux car il ne présente pas de soudure ou d'assemblage contraignant et chers et utilise des pièces faciles à réaliser. Bien entendu, la présente invention ne saurait en aucune manière être limitée à la description précitée. Notamment, on peut tout à fait envisager de remplacer la cloque 224 par une simple piste conductrice 232 du circuit imprimé 22 actionnée par une protubérance bombée 219 d'un bras supplémentaire 218 de la pièce d'encodage 20 comme le montre la figure 7, ce bras pouvant être lui-même actionné directement par la touche centrale 14, plus précisément par une partie d'extrémité inférieure 140 de cette touche suite à un appui d'un utilisateur. Le bras est avantageusement disposé parallèlement aux deux bras 202, 204, sensiblement à égale distance de chacun d'eux. On peut également envisager que les pattes 210, 212 soient remplacées par des excroissances souples de la platine 18 s'abaissant au passage des crans de la molette et appuyant sur les bras 202, 204. De même, on peut inverser la position des fonctions: encodage en position latérale et crantage par-dessous. REVENDICATIONS 1. Bouton de commande (10), notamment pour tableau de bord de véhicule automobile comprenant: - une platine (18) comportant une ouverture (182), - une molette rotative (16) montée sur la platine (18), -un circuit imprimé (22) comportant une piste conductrice commune (226) et au moins une piste conductrice de contact (228, 230), et - une pièce d'encodage (20) comportant une partie centrale de support (200) fixée sur la piste conductrice commune (226) du circuit imprimé et au moins un bras (202, 204) montés sur la partie centrale du support, chaque bras comportant à son extrémité libre une protubérance (206, 208) faisant office de contacteur caractérisé en ce que la molette rotative (16) comporte à sa base une couronne (160) comportant une pluralité de crans circulaires axiaux (164) pour mettre en contact la protubérance (206, 208) avec une piste conductrice de contact (228, 230) qui lui fait face, de façon à délivrer pour une unité de commande une série d'impulsions fonction du sens et du déplacement angulaire de la molette rotative. 2. Bouton de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras (202, 204) comporte en son milieu une patte (210, 212) destinée à coopérer avec lesdits crans circulaires axiaux de la molette rotative. 3. Bouton de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce d'encodage (20) comporte deux bras sensiblement parallèles montés sur la partie centrale du support. 4. Bouton de commande selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits crans circulaires axiaux sont répartis de telle sorte qu'il est possible de loger simultanément chacune des deux pattes (210, 212) sur un cran ou entre deux crans adjacents. 2878369 11 5. Bouton de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couronne de la molette rotative comporte en outre une pluralité de crans circulaires radiaux (162). 6. Bouton de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce d'encodage comporte en outre un troisième bras (214) s'étendant perpendiculairement depuis sensiblement le milieu de la partie centrale de support (200), le troisième bras étant replié vers la molette rotative en traversant la platine et destiné à coopérer avec lesdits crans circulaires radiaux de la molette rotative pour permettre une rotation pas à pas de la molette rotative. 7. Bouton de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une touche de contact (14) destinée à agir sur le circuit imprimé 15 (22) pour activer une fonction déterminée. 8. Bouton de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que la touche de contact est une touche de contact centrale introduite dans la molette rotative. 9. Bouton de commande selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ladite pièce d'encodage comporte un bras supplémentaire (218) comportant à une extrémité libre une protubérance (219) faisant office de contacteur pour sous l'action d'un appui d'un utilisateur sur ladite touche de contact centrale mettre en contact la protubérance avec une piste conductrice supplémentaire (232) du circuit imprimé. 10. Bouton de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit bras supplémentaire (218) est disposé parallèlement aux deux bras (202, 204) depuis sensiblement le milieu de la partie centrale de support (200). 11. Bouton de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 35 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de rétro 2878369 12 éclairage (220, 222) pour éclairer des symboles (140, 142) inscrits sur ladite touche centrale et associés à ladite fonction déterminée. 12. Bouton de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est associé à un écran d'interface (12) pour afficher un retour d'informations concernant l'action du bouton de commande. 13. Bouton de commande selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que ladite fonction déterminée est choisie dans le groupe des fonctions suivantes: climatisation, ventilation, chauffage, écoute radiophonique, lecture de cassettes, lecture de CD, navigation, télécommunications. 14. Ensemble de commande pour appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile, comportant un bouton de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.