Brevet FR2905195A1 — publié le 20080229

Module de commande, en particulier pour véhicule automobile La présente invention est relative à un module de commande, en particulier pour véhicule automobile. Plus précisément, un tel module trouve une application avantageuse pour les commandes se trouvant au niveau de la console entre les deux sièges avant d'un véhicule automobile pour par exemple commander des fonctions de climatisation, d'un système audio, d'un système de téléphonie ou encore d'un système de navigation. L'invention peut aussi être appliquée dans une région du véhicule appelée le dôme qui se situe au niveau de l'emplacement habituel du rétroviseur intérieur, pour par exemple commander des lumières intérieures, un verrouillage central, un toit ouvrant, les feux de détresse ou les lumières d'ambiance. Ce module peut également servir pour les commandes de lève-vitres, des commandes de positionnement des rétroviseurs extérieurs ou encore des commandes de déplacement de sièges motorisés. Dans le domaine automobile, les commandes de divers organes électriques sont réalisées classiquement par des commutateurs / interrupteurs. Toutefois, au vu du nombre croissant d'organes électriques à commander, des dispositifs de commande multifonctions sont de plus en plus utilisés du fait des avantages ergonomiques qui en résultent. En effet, à partir d'un seul bouton de commande, réalisé par exemple sous forme d'un joystick, associé à un écran d'affichage, on peut naviguer dans des menus déroulants pour commander par exemple la climatisation, le système audio ou encore le système de navigation. Pour augmenter le confort ergonomique, l'utilisation d'une technologie à capteur tactile, seul ou en complément de tels boutons multifonctions, peut être considérée comme un développement intéressant. En effet, les capteurs tactiles, en particulier pour le domaine automobile, ont fait des progrès importants. Une technologie utilisant des résistances sensibles à la pression (également connu sous le nom capteur FSR pour Force Sensing Resistor ) devance de plus en plus d'autres technologies équivalentes, comme par exemple des technologies capacitives ou encore optiques grâce à sa facilité de mise en oeuvre et sa robustesse. 2905195 2 De tels capteurs sont par exemple connus sous le nom tablette digitalisante (dénomination anglaise "Digitizer pad") et on cite comme art antérieur les documents suivants : US 4,810,992, US 5,008,497, FR 2683649 ou encore EP 0 541 102. Ces capteurs comprennent des couches semi-conductrices souples prises en sandwich entre par 5 exemple une couche conductrice et une couche résistive. En exerçant une pression sur la couche FSR, sa résistance ohmique diminue permettant ainsi, par application d'une tension électrique adaptée, de mesurer la pression appliquée et / ou la localisation de l'endroit où la pression est exercée. Selon une conception différente de la technologie FSR, le capteur tactile comprend deux feuilles souples de support espacées l'une de l'autre par des entretoises élastiques et portant sur des faces 10 mutuellement en regard des éléments permettant de réaliser un contact électrique lors de la compression du capteur (voir par exemple EP 1 429 355 et EP 1 429 356). Toutefois, les capteurs connus sont de par leur conception généralement opaque, ce qui pose des problèmes pour l'éclairage des commandes pour la conduite de nuit dans un véhicule automobile. En effet, le rétro ù éclairage de symboles de signalisation, c'est-à-dire l'éclairage par la face 15 arrière, s'est imposé dans le domaine automobile pour ses avantages en termes d'ergonomie et de possibilités d'intégration au niveau d'une commande. Pour un bouton de commande, on prévoit par exemple sur sa face de commande un pictogramme montrant la fonction qui peut être commandée par ce bouton. Ce pictogramme est souvent réalisé en une matière plastique de couleur blanche laissant passer la lumière d'une diode électroluminescente placée derrière le pictogramme. Lors de la conduite 20 de jour, le conducteur aperçoit clairement le pictogramme blanc sur le bouton, et lors de la conduite de nuit, le rétro - éclairage permet au conducteur une localisation aisée de la commande. La présente invention vise à proposer un module de commande comprenant un capteur tactile sensible à une pression exercée sur ce capteur qui puisse bénéficier d'un rétro ù éclairage pour un meilleur repérage des fonctions à commander, en particulier lors de la conduite de nuit. 25 A cet effet, l'invention a pour objet un module de commande, comprenant au moins une surface de commande tactile réalisée par l'intermédiaire d'un capteur sensible à la pression exercée sur la surface tactile, et une couche souple de protection recouvrant ledit capteur et permettant de transmettre localement une pression au capteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support 2905195 3 mécanique rigide dans lequel sont ménagées des ouvertures permettant de laisser passer la lumière d'au moins une source lumineuse et définissant des régions de rétro ûéclairage de la surface tactile, et une plaque en un matériau incompressible et laissant passer de la lumière qui est placée en sandwich entre le support mécanique et le capteur, et qui définit au niveau de la surface tactile une surface continue lisse, 5 et en ce que le capteur ainsi que la couche souple de protection sont réalisés de manière à laisser passer de la lumière au moins partiellement au niveau des régions de rétro û éclairage. L'invention a en outre pour objet un dispositif de commande multifonctions pour commander les fonctions d'au moins un ensemble d'organes électriques ou électroniques d'un véhicule automobile, tel qu'un système de climatisation, d'un système audio, d'un système de navigation, d'un système de 10 téléphonie, des commandes de lèves-vitres motorisés, des commandes de réglages de rétroviseurs extérieurs, des commandes de réglage en position d'un toit ouvrant, des commandes d'éclairage d'intérieur, des commandes de réglages d'un siège de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un module tel qu défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, 15 donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 montre une vue en perpective d'un module selon l'invention à l'état assemblé, la figure 2 montre une vue éclatée en perspective de la figure 1, - la figure 3 montre une vue en coupe transversale selon la ligne III û III de la figure 1, la figure 4 est une vue de principe d'un capteur tactile du module selon un premier mode de 20 réalisation, - la figure 5 est une vue de principe d'un capteur tactile selon un second mode de réalisation, et - la figure 6 est un schéma synoptique d'un dispositif de commande multifonctions comprenant un module selon l'invention. Un exemple de réalisation non limitatif de l'invention pour une application de commandes 25 multifonctions sera décrit par la suite en relation aux figures annexées. La figure 1 montre un module de commande 1 selon l'invention qui se présente sous une forme générale parallélépipédique, destiné à être monté dans un véhicule automobile, de préférence au niveau de la console du milieu entre les deux sièges avant. Bien entendu, d'autre formes et d'autres emplacements peuvent être envisagés en fonction des 30 commandes à réaliser et leur emplacement habituel. 2905195 4 Le module comprend une surface de commande tactile 3 indiquée en traits pointillés et, de manière facultative, un logement 5 pour recevoir par exemple un bouton multifonctions tel qu'un joystick . A l'intérieur de la surface de commande tactile 3 sont définies six zones tactiles de sélection 5 d'organes électriques ou électroniques 11 ( par exemple MENU GENERAL RADIO , CD , NAVIGATION , TELEPHONE et CLIMATISATION ) ainsi qu'un clavier alphanumérique classique 13 à douze touches tactiles (les chiffres 0 à 9 ainsi que les symboles # et * ). Chaque zone ou touche comporte un symbole ou une inscription de lettre(s) ou de chiffre(s) en rapport avec la fonction à commander qui, comme cela sera décrit plus loin, peut être visible en permanence 10 selon un premier mode de réalisation ou, selon un second mode de réalisation, seulement si un rétro ù éclairage est appliqué. Comme on le voit mieux en référence aux figures 2 et 3, le module de commande 1 comprend un support mécanique 15 rigide, par exemple réalisé en matière plastique, avec deux parois latérales 17 et une partie horizontale légèrement bombée / galbée 19 soutenue par les parois 17. 15 Entre les parois 17 est maintenue une carte à circuit imprimé 23 portant des sources lumineuses 25, telles que des diodes électroluminescentes ( LED pour light emitting diodes , c'est-à-dire des diodes d'émission de lumière). Dans la partie 19 du support 15 sont ménagées des ouvertures 27 (voir figure 3) permettant de laisser passer la lumière provenant des sources lumineuses 25 et définissant des régions de rétro ù 20 éclairage des symboles ou inscriptions de lettre(s) ou de chiffre(s) de la zone tactile 3. De préférence, on prévoit une source lumineuse 25 par région de rétro ù éclairage, celle-ci étant entourée de parois de séparation 28 pour permettre un éclairage sélectif d'une ou de plusieurs zones tactiles et pour obtenir un résultat d'éclairage optimal. La forme des ouvertures 27 est avantageusement de forme circulaire, au moins pour les touches 25 tactiles du clavier alphanumérique 13, ou de forme ovale, en particulier pour une zone aux dimensions allongées. Etant donné que les diodes électroluminescentes émettent en général un cône de lumière, cette forme circulaire ou ovale permet d'obtenir un éclairage assez homogène et uniforme. Sur le support 15 est placée une plaque 29 réalisée en un matériau incompressible, laissant passer la lumière. Par incompressible, on entend qu'un utilisateur ne peut pas en diminuer l'épaisseur en 30 appuyant sur la plaque. Pour laisser passer la lumière à travers, la plaque est réalisée en un matériau transparent ou translucide, de préférence en polycarbonate. 2905195 5 Si on souhaite utiliser des diodes lumineuses de faible puissance, une plaque transparente est préféree car elle ne diminue pas la puissance lumineuse emtse par les sources 25. Si on souhaite obtenir un éclairage plus uniforme et homogène, en particulier si la taille de la zone de rétro ù éclairage est importante par rapport à la taille de la source lumineuse, on préfère une 5 plaque translucide, voir laiteuse pour homogéniser la lumière émise par les sources 25. La plaque 29 est prise en sandwich entre le support 15 d'une part et un capteur 31 sensible à la pression exercée dans la zone tactile 3 d'autre part. Ces capteurs 31 sont sensibles à une compression qui en diminue légèrement leur épaisseur et qui se traduit par un signal électrique exploitable pour connaître l'endroit de l'appui et/ ou la pression appliquée. 10 Ce capteur 31 est de préférence un capteur à technologie FSR tel que décrit par exemple dans les documents US 4,810,992, US 5,008,497, FR 2683649, EP 0 541 102, ou encore les documents EP 1 429 355 et EP 1 429 356. Il est à noter que la plaque 29 est au moins au niveau de la surface de commande tactile 3 continue et parfaitement lisse. Par cela, on comprend qu'elle ne comporte aucune aspérité ou trou au 15 niveau de la surface tactile 3. En effet, des bords d'un trou ou des aspérités sur la surface pourraient provoquer des signaux de commandes erronés et conduire à une détérioration prématurée du capteur par une compression répété contre un bord ou une aspérité. On comprend donc que la plaque 29 permet à la fois de protéger le capteur 31 pour le placer 20 dans des conditions de travails optimales et de laisser passer la lumière des sources lumineuses 25, soit directement (plaque transparente) soit en homogénéisant le flux lumineux (plaque translucide/laiteuse). Une couche souple de protection 33 recouvre le capteur 31 et permet de transmettre localement une pression à celui-ci. Le capteur 31 ainsi que la couche souple de protection 33 sont réalisés de manière à laisser 25 passer de la lumière au moins partiellement au niveau des régions de rétro ù éclairage. A cet effet, on envisage selon un premier mode de réalisation (voir vue de principe de la figure 4) de réaliser un capteur 31 avec des trous 32 de manière à laisser passer de la lumière au moins partiellement au niveau des régions de rétro ù éclairage. Si on prend par exemple le capteur décrit dans les documents EP 1 429 355 et EP 1 429 356, il suffit de réaliser le bord des trous 34 comme des bords 30 extérieurs du capteur 31. On choisit la taille de ces trous de préférence plus petite que l'empreinte d'un 2905195 6 doigt d'un utilisateur. De façon surprenante, il a été constaté que le fonctionnement d'un tel capteur n'est pas affecté par ces discontinuités telles que des trous, dans la surface tactile. Selon un second mode de réalisation (voir vue de principe de la figure 5), le capteur comprend deux feuilles souples réalisées en un matériau laissant passer la lumière et des pistes actives prises en 5 sandwich entre ces feuilles souples, les pistes formant une grille 34 et la lumière passe au travers de la grille 34. En ce qui concerne la couche souple 33, celle-ci présente au niveau des régions de rétro ù éclairage des symboles / signes sous forme de pictogrammes de commande ou d'inscriptions de lettre(s) ou de chiffre(s). Ces symboles sont réalisés en un matériau laissant passer de la lumière au 10 moins partiellement. Selon une première variante, la couche souple 33 est par exemple réalisée en silicone. Selon une seconde variante, cette couche souple 33 est réalisée suivant la technologie Black Panel (c'est-à-dire une technologie dite du panneau noir ) qui est décrite dans les documents DE2613024, DE19702957, DE19705536, DE19935386, EP0803711, ou W02005035299. Dans ce cas, 15 les symboles / signes tels que les chiffres, lettres ou pictogrammes sont réalisés de manière qu'ils ne sont visbiles qu'en cas de rétro ù éclairage. Par conséquent, en absence d'une source lumineuse, la couche de protection 33 apparaît uniforme sans aucune indication ou écriture au niveau de la surface tactile 3. Dans ce cas, la couche souple 33 de protection est réalisée avantageusement en une feuille de polycarbonate d'une épaisseur comprise entre 0,lmm et 0,5mm, de préférence égale à environ 0,2mm. 20 Grâce à sa faible épaisseur, la feuille de polycarbonate est apte à transmettre localement un appui sur le capteur 31. En revenant à la figure 1, le module 1 peut recevoir dans sa partie centrale 35 de son logement 5 par exemple un bouton de commande multifonctions, réalisé sous forme d'un joystick et dans ses parties latérales 37 des touches de commandes. 25 Bien entendu, la combinaison d'un bouton multifonctions avec la surface de commande tactile n'est pas impérative. Pour la réalisation d'un module de commande simplifié par exemple pour des commandes de réglage de lève-vitres, de rétroviseurs, d'un toit ouvrant ou d'un siège motorisé, ce logement 5 du module n'est pas nécessaire et peut être omis. Sur la figure 4 est représenté un schéma synoptique d'un dispositif de commande 30 multifonctions 40 pour commander les fonctions d'au moins un ensemble d'organes électriques ou électroniques d'un véhicule automobile, tel qu'un système de climatisation, d'un système audio, d'un 2905195 7 système de navigation, d'un système de téléphonie, des commandes de lèves-vitres motorisés, des commandes de réglages de rétroviseurs extérieurs, des commandes de réglage en position d'un toit ouvrant, des commandes d'éclairages intérieurs, des commandes de réglages d'un siège de véhicule automobile. 5 Ce dispositif comprend un module de commande 1 tel que décrit en relation avec les figures 1 à 5 ainsi qu'un écran 42 d'affichage des fonctions à commander. Le module de commande 1 et l'écran 42 sont reliés à une unité de traitement 44 qui gère l'écran en fonction des commandes tactiles reçues du module 1. Cette unité 44 envoie par la suite les commandes définitives au système sélectionné (par exemple augmenter le volume pour un système 10 radio). On comprend donc que grâce à la plaque 29, on peut protéger le capteur des sollicitations mécaniques répétés ou trop importantes qui peuvent endomager le capteur et réduire considérablement la durée de vie de celui-ci. On obtient un module de commande compact, permettant de réaliser de nombreuses fonctions 15 qui sont ergonomiquement facilement compréhensible. 5 10 15 2. 3. 20 4. 5. 6. 25 7. 8. REVENDICATIONS 1. Module de commande, comprenant au moins une surface de commande tactile (3) réalisée par l'intermédiaire d'un capteur (31) sensible à la pression exercée sur la surface tactile (3), et une couche souple de protection (33) recouvrant ledit capteur (31) et permettant de transmettre localement une pression au capteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support (15) mécanique rigide dans lequel sont ménagées des ouvertures (27) permettant de laisser passer la lumière d'au moins une source lumineuse (25) et définissant des régions de rétro ùéclairage de la surface tactile (3), et une plaque (29) en un matériau incompressible et laissant passer de la lumière qui est placée en sandwich entre le support mécanique (15) et le capteur (31), et qui définit au niveau de la surface tactile (3) une surface continue lisse, et en ce que le capteur (31) ainsi que la couche souple de protection (33) sont réalisés de manière à laisser passer de la lumière au moins partiellement au niveau des régions de rétro ù éclairage. Module de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures (27) du support mécanique (15) présentent une forme ovale ou circulaire. Module de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque (29) est réalisée en un matériau transparent. Module de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque (29) est réalisée en un matériau translucide. Module de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque (29) est réalisée en polycarbonate. Module de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur (31) sensible à la pression est un capteur selon la technologie FSR. Module de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur comporte des trous de manière à laisser passer de la lumière au moins partiellement au niveau des régions de rétro ù éclairage. Module de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur 30 comprend deux feuilles souples réalisées en un matériau laissant passer la lumière et des 10 15 20 2905195 9 pistes actives prises en sandwich entre ces feuilles souples, les pistes formant une grille et en ce que la lumière passe au travers de la grille. 9. Module de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce la couche souple de protection (33) présente au niveau des régions de rétro û éclairage dessymboles ou signes de commande réalisés en un matériau laissant passer de la lumière au moins partiellement. 10. Module de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche souple (33) de protection est réalisée en silicone. 11. Module de commande selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les signes de commande sont réalisés de manière qu'ils ne sont visbiles qu'en cas de rétro û éclairage. 12. Module de commande selon la revendication 11, caractérisé en ce que la couche souple (33) de protection est réalisée en une feuille de polycarbonate d'une épaisseur comprise entre 0,lmm et 0,5mm, de préférence égale à environ 0,2mm. 13. Dispositif de commande multifonctions pour commander les fonctions d'au moins un ensemble d'organes électriques ou électroniques d'un véhicule automobile, tel qu'un système de climatisation, d'un système audio, d'un système de navigation, d'un système de téléphonie, des commandes de lèves-vitres motorisés, des commandes de réglages de rétroviseurs extérieurs, des commandes de réglage en position d'un toit ouvrant, des commandes d'éclairage d'intérieur, des commandes de réglages d'un siège de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un module selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre un écran d'affichage des fonctions à commander. 25