Brevet FR2911970A1 — publié le 20080801

Dispositif de commande électrique La présente invention concerne un dispositif de commande électrique par surface tactile, par exemple d'un mécanisme motorisé d'ouverture et / ou de fermeture d'au moins un ouvrant, tel qu'une vitre motorisée, un toit ouvrant, un coffre à assistance de fermeture / ouverture motorisé, un hayon motorisé ou encore une porte latérale coulissante motorisée. L'invention s'applique également à un dispositif de commande électrique par surface tactile d'un organe électronique pour un écran multimédia ou un système de climatisation. On a proposé, plus récemment, d'utiliser pour ces commandes des surfaces tactiles permettant de détecter un appui simple du doigt du conducteur et, en fonction de la position de l'appui détecté et/ou du déplacement ultérieur de cet appui sur la surface, de déclencher un type particulier d'action ou de commande d'organe du véhicule. On pourra se référer par exemple aux documents FR 2 798 329, FR 2 800 885 et US 6 157 372. Ces surfaces tactiles peuvent être de tout type et utiliser différentes technologies. Ainsi par exemple la 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 à sa robustesse. 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 prises en sandwich entre par 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 adaptée, de mesurer la pression appliquée et / ou la localisation de l'endroit où la pression est exercée. BRT 0040 (SFR 5088) Ces capteurs sont intégrés dans les dispositifs de commande par la connexion de leurs entrées / sorties électriques à une carte à circuit imprimé. La carte à circuit imprimé permet notamment l'alimentation et le traitement des signaux du capteur pour déterminer la position et/ou la pression d'un appui. Toutefois, l'assemblage et la fabrication de ces dispositifs de commande est délicate. En particulier, la connexion entre la carte à circuit imprimé et le capteur est fragile et vulnérable du fait des fines connexions électriques du capteur. La surface tactile du capteur et les connexions électriques peuvent alors être détériorées lors de l'assemblage et la fonctionnalité du capteur détruite ou sa durée de vie réduite. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de commande électrique qui rend le dispositif de commande moins fragile et qui facilite sa manipulation lors des procédés d'assemblage. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande électrique par surface tactile comprenant un capteur à surface tactile, une carte à circuit imprimé, des moyens de connexion assurant la liaison électrique entre le capteur à surface tactile et la carte à circuit imprimé, le dispositif est caractérisé en ce que le capteur à surface tactile et la carte à circuit imprimé sont portés par les faces opposées d'un support commun. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de commande selon l'invention, intégré dans un boitier, la figure 2 est une vue en perspective du dispositif éclaté de la figure 1, la figure 3a est une vue de desssus en perspective d'un élément du dispositif de commande selon l'invention, - la figure 3b est une vue de dessous en perspective de l'élément de la figure 3a, la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de commande assemblé selon l'invention. BRT 0040 (SFR 5088) Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. La figure 1 montre un dispositif de commande 1 selon l'invention intégré dans un boitier. Ce dispositif 1 est par exemple apte à commander un mécanisme motorisé (non représenté) d'ouverture et/ou de fermeture d'un ouvrant, tel que par exemple une vitre d'un véhicule automobile, un toit ouvrant ou encore le coffre / hayon / porte coulissante motorisé d'un véhicule. Bien entendu, ce type de dispositif peut être adapté à toute autre commande électrique de véhicule automobile comme une commande de siège électrique ou des commandes de lumière telles qu'une liseuse de plafonnier ou un éclairage d'ambiance. IO Le boitier, en matériau plastique par exemple, est formé d'un couvercle 3 et d'un fond 5 s'emboitant l'un dans l'autre et maintenus assemblés via des vis de fixation 7, telles que des vis auto-taraudeuses, coopérant avec des trous associés 9 ménagés sur les faces extérieures transversales du pourtour du couvercle 3 après leur passage au travers de collerettes 11 réalisées dans les faces extérieures transversales du pourtour du fond 5 15 du boitier. Comme on le voit à gauche sur la figure 1, la partie inférieure 12 du fond 5 du boitier forme un raccord 13 pour un connecteur électrique mâle de connexion au mécanisme motorisé par exemple. Des clips 15 sont insérés sur les faces extérieures transversales du pourtour du 20 couvercle 3 du boitier pour raccorder le boitier au véhicule. Chaque face longitudinale transversale du couvercle 3 comporte en son milieu une entaille de centrage 17 (voir aussi sur la figure 2) coopérant avec une nervure 19 correspondante disposée au milieu de chacune des faces longitudinales transversales du fond 5 du boitier de manière à centrer le couvercle 3 sur le fond 5 du boitier lors de 25 I'assemblage. Une entaille 20 (voir figure 2) peut être ménagée sur une des faces latérales transversales du fond 5 du boitier pour coopérer avec le dispositif de commande 1, de telle sorte qu'il n'y ait qu'un seul sens possible pour assembler le dispositif de commande 1 sur le fond 5 du boitier. BRT 0040 (SFR 5088) Le couvercle 3 du boitier comporte une ouverture 21 dans laquelle est inséré un revêtement 23. Ce revêtement 23 est par exemple une peau, réalisée en une matière élastique, de préférence en caoutchouc ou en silicone. D'autres matières plus rigides, non élastiques mais déformables, telles que le polycarbonate ou des matières à base de mélange de métal et de silicone, peuvent être utilisées. La peau 23 présente une bordure périphérique 24 et deux nervures transversales 25a, 25b pour délimiter trois zones actives 26a, 26b et 26c. La zone active 26a, peut servir pour une commande de fermeture de l'ouvrant en mode dit manuel . La zone active 26b est par exemple, une zone active dite glissante , c'est-à-dire que l'on détecte non seulement l'appui d'un doigt de l'utilisateur, mais aussi son mouvement, en particulier la direction de déplacement d'un doigt de l'utilisateur pour une commande d'ouverture ou de fermeture de l'ouvrant en mode dit automatique . La zone active 26c peut servir pour une commande d'ouverture de l'ouvrant en mode dit manuel . Les zones actives 26a, 26b et 26c comportent des pictogrammes 27a, 27b, 27c, 27d qui peuvent être gravés dans la peau 23. Chaque pictogramme 27a, 27b, 27c, 27d correspond à une fonction spécifique de commande. Ces pictogrammes 27a, 27b, 27c, 27d sont translucides, c'est-à-dire qu'ils laissent passer la lumière, par rapport au reste de la peau 23 généralement opaque, ce qui permet de rendre les pictogrammes visibles par un rétroéclairage qui sera décrit plus en détail plus loin. Directement sous le revêtement 23 et enfermés dans le boitier, sont disposés les différents éléments du dispositif de commande 1 selon l'invention. Ces différents éléments, représentés en particulier sur la figure 2, comprennent un capteur à surface tactile 29, un support 31 pour le capteur à surface tactile 29 et une carte à circuit imprimé 33. De préférence, on utilise un capteur tactile 29 utilisant des résistances sensibles à la pression (également connu sous le nom de capteur FSR pour Force Sensing Resistor ). BRT 0040 (SFR 5088) Le capteur à surface tactile 29 comporte trois zones actives adjacentes 35, 36 et 37 corresponant aux zones actives 26a, 26b et 26c pour commander dans ces zones la fonction électrique spécifique décrite ci-dessus. De préférence, au niveau des nervures transversales 25a, 25b, la surface tactile 29 5 comporte deux régions latérales inactives 39, également appelées zones mortes. Ces zones mortes sont traversées par des passages 41 du signal du capteur 29. La surface tactile du capteur 29 comprend des moyens de connexion 42 à son extrémité, pour assurer la liaison électrique avec la carte à circuit imprimé 33. Avantageusement, on prévoit que non seulement le capteur à surface tactile 29, mais aussi les moyens de connexion 42, soient souples. Ainsi, on peut envisager que les moyens de connexion 42 soient formés par une prolongation du capteur 29. De même, on peut avantageusement prévoir des moyens de guidage tels qu'une protubérance de guidage 44 réalisée d'une seule pièce sur une face latérale du support 31 pour guider les moyens de connexion 42, que l'on décrira plus loin. Le capteur 29 est de préférence collé sur la face supérieure pleine 43 du support 31. Le support 31 de hauteur D et représenté sur les figures 3a et 3b, supporte également la carte à circuit imprimé 33 sur sa face longitudinale inférieure 46, opposée à la face 43. Pour cela, on prévoit des moyens de fixation amovibles tels que des moyens de clipsage 47 de la carte à circuit imprimé 33 sur le support 31. Les moyens de clipsage 47 peuvent comporter deux encoches latérales 45 ménagées sur les faces opposées des cotés de la carte à circuit imprimé 33 (voir figure 2) et des bras élastiques de clipsage 48 associés, portés par le support 31. Avantageusement, la longueur des encoches latérales 45 est légèrement supérieure à la largeur des bras élastiques de clipsage 48 du support 31 de sorte qu'un certain mouvement coulissant sur une course de déplacement longitudinale prédéfinie (C) soit possible entre la carte à circuit imprimé 33 et le support 31. Les bras élastiques de clipsage 48 peuvent avantageusement comporter des 30 nervures 61 qui coopèrent avec des rainures de centrage 64 correspondantes, disposées BRT 0040 (SFR 5088) au milieu des faces longitudinales transversales du pourtour du couvercle 3 pour guider celui-ci sur le dispositif de commande 1 lors de l'assemblage final. Selon un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, les moyens de clipsage 47 comportent au moins un trou oblong ménagé dans la carte à circuit imprimé 33 associé à un pion en forme de rivet comportant au moins une paire de bras élastiques escamotables, porté par le support 31. Le pion est inséré dans le trou oblong associé. Pendant l'insertion, des parties d'extrémité de chaque paire de bras élastiques du pion s'engagent et s'enclenchent dans le trou oblong. En revenant à la figure 2, la carte à circuit imprimé 33 comporte de façon avantageuse, sur un angle, un trou oblong 51 coopérant avec un pion de positionnement 53 associé porté par le support 31 pour positionner la carte à circuit imprimé 33 sur le support 31. La longueur du trou oblong 51 correspond à la course de déplacement prédéfinie du mouvement coulissant entre la carte à circuit imprimé 33 et le support 31. Le mouvement coulissant permet de laisser un léger jeu entre la carte à circuit imprimé 33 et le fond 5 du boitier, ce qui facilite ensuite l'assemblage des deux parties 3 et 5 du boitier. On peut également prévoir un chanfrein 55 dans un angle de la carte à circuit imprimé 33, de manière à détromper la carte à circuit imprimé 33 sur le support 31 à 20 l'aide de la partie 57 chanfreinée associée du support 31. Ensuite, pour que le support 31 soit bien positionné par rapport au fond 5 du boitier, celui-ci comporte également des parties évidées latérales 59 qui coopèrent avec les bras élastiques de centrage 48 du support 31. A cet effet, les bras élastiques de centrage 48 du support 31 dépassent légèrement 25 de la carte à circuit imprimé 33 lorsque celle-ci est assemblée au support 31. Des parties en retrait 62 et 63 peuvent également être prévus sur les faces transversales du support 31 et de la carte à circuit imprimé 33 de manière à correspondre aux trous 9 ménagés sur les faces extérieures transversales du pourtour du couvercle 3 du boitier pour guider le dispositif de commande 1 dans le boitier lors de 30 l'assemblage final. BRT 0040 (SFR 5088) 7 La carte à circuit imprimé 33 ( Printed Circuit Board ou PCB en anglais) comporte d'une part les circuits pour l'alimentation et le traitement des signaux du capteur 29 et le cas échéant, des composants pour le déclenchement d'une action spécifique correspondante. La carte à circuit imprimé 33 permet notamment d'envoyer les signaux du capteur 29 vers les réseaux de communication du véhicule tel le réseau CAN. La face supérieure 60 de la carte à circuit imprimé 33 comporte au moins une source lumineuse telle qu'une diode électroluminescente 38 pour le rétroéclairage du dispositif de commande 1, que l'on décrira en détail plus loin. La carte à circuit imprimé 33 comporte en outre, sur sa face inférieure 64, des broches de connexion 40 qui s'enfichent dans le raccord du connecteur électrique mâle 13 de la partie inférieure 12 du fond 5 du boitier. L'insertion des broches de connexion 40 de la carte à circuit imprimé 33 dans le raccord du connecteur électrique mâle 13 permet également de guider le dispositif de 15 commande 1 dans le fond 5 du boitier. Pour réaliser la connexion électrique entre la carte à circuit imprimé 33 et le capteur à surface tactile 29, on prévoit que les moyens de connexion 42 soient formés par une languette de connexion 67, ellemême formée par la prolongation de la surface tactile du capteur 29. 20 Avantageusement, cette languette de connexion 67 est guidée par la protubérance de guidage 44 formée sur une face latérale du support commun 31 pour être reliée à des contacts 69 de la carte à circuit imprimé 33 par des connecteurs à montage en force 71 associés qui permettent une connexion sans soudure. De façon avantageuse, la languette de connexion 67 se raccorde sur la face 25 inférieure 64 de la carte à circuit imprimé 33, ce qui facilite le montage. Une fois le capteur à surface tactile 29 maintenu préférentiellement par collage sur la face supérieure pleine 43 du support 31 et la carte à circuit imprimé 33 clipsée sur la face inférieure 46, on comprend que le support 31 est commun aussi bien au capteur à surface tactile 29 qu'à la la carte à circuit imprimé 33, chacun étant porté par les faces 30 opposées du support commun 31. BRT 0040 (SFR 5088) 8 Ainsi, on obtient le dispositif de commande 1 assemblé comme représenté sur la figure 4, facile à intégrer dans le boitier et qui évite tous les inconvénients des dispositifs de l'état de la technique en proposant une connexion entre la carte à circuit imprimé 33 et le capteur à surface tactile 29 sans pliage à angle droit de la connectique et pour laquelle la connectique est maintenue en position. Le dispositif de commande 1 constitue alors une unité de fabrication compacte et robuste, qui peut être manipulée de façon indépendante lors des phases d'assemblage des procédés de fabrication et pour laquelle les précontraintes appliquées sur la connectique sont limitées. Puis, lorsque le dispositif de commande 1 est assemblé sur le fond 5 du boitier, on dispose le revêtement 23 sur la surface tactile du capteur 29 de telle sorte que les nervures 25a, 25b en surface délimitent les zones actives de commande 35, 36 et 37. Il suffit ensuite d'assembler le Couvercle 3 sur le fond 5 du boitier et de fixer les vis 7 dans les trous 9 correspondants pour obtenir le dispositif de commande 1 intégré dans son boitier comme représenté en figure 1. Ainsi, la protection du dispositif de commande 1 est encore améliorée. En effet, ainsi intégré dans le boitier, aucune connexion ou élément fragile ne dépasse, à l'exception des broches de connexions 40 elles-mêmes protégées par le raccord du connecteur électrique mâle 13. Selon le mode de réalisation illustré par les figures 3a et 3b, on voit que la protubérance de guidage 44 qui permet de guider la languette de connexion 67 est formée par des ailettes 73a, 73b et 73c disposées en parallèles. On dispose de préférence trois ailettes 73a, 73b et 73c en parallèle, de telle sorte que leurs chants supportent la languette de connexion 67. La forme de chaque ailette 73a, 73b et 73c est particulièrement adaptée pour que la languette de connexion 67 épouse parfaitement la forme de la protubérance de guidage 44 lorsque la languette de connexion 67 est connectée à la carte à circuit imprimé 33. Pour ce faire, les chants de chaque ailette 73a, 73b et 73c comportent une 30 première partie arrondie 75, qui se prolonge par une deuxième partie droite 76, puis par BRT 0040 (SFR 5088) une troisième partie arrondie 77 dont l'angle de courbure correspond à l'angle de courbure de la première partie arrondie 75. Les parties arrondies 75 et 77 permettent d'éviter des connexions à angles droits qui pourraient endommager le capteur 29. La hauteur des parties droites des ailettes 76 est choisie relativement à la hauteur D du support commun 31, de la carte à circuit imprimé 33 et de la connectique, la connectique étant notamment liée à la hauteur des connecteurs à montage en force 71. De manière avantageuse, chaque ailette extérieure 73a, 73c comporte une paroi latérale extérieure de centrage 79a, 79b pour éviter que la languette de connexion 67 ne se décale latéralement sur la protubérance de guidage 44. Selon un mode de réalisation particulier, on réalise le rétroéclairage des pictogrammes 27a, 27b, 27c, 27d en prévoyant des diodes électroluminescentes 38 sur la face longitudinale supérieure 60 de la carte à circuit imprimé 33 pour éclairer la face arrière de la face longitudinale pleine 43 du support commun 31. De préférence, on dispose une diode électroluminescente 38 pour chaque pictogramme 27a, 27b, 27c, 27d. On prévoit également que la face 43 du support commun 31 supportant le capteur 29 soit transparente ou translucide de même que la surface tactile du capteur 29 pour que la lumière émise par les diodes 38, puisse éclairer les pictogrammes 27a, 27b, 27c, 27d. La hauteur D du support commun 31 est prévue de telle sorte que la lumière émise par chaque cone d'émission de chaque diode électroluminescente 38 de la carte à circuit imprimé 33 forme une tache lumineuse de taille supérieure ou équivalente à la taille d'un pictogramme associé 27a, 27b, 27c ou 27d à éclairer de sorte que l'éclairage des pictogrammes 27a, 27b, 27c, 27d soit homogène. On comprend donc que le dispositif de commande électrique 1 par surface tactile selon la présente invention, dont le capteur à surface tactile 29 et la carte à circuit imprimé 33 sont portés par les faces opposées d'un support commun 31 résoud les problèmes de l'art antérieur. En effet, le support commun 31 permet d'obtenir une unité de fabrication facilement manipulable lors des phases d'assemblage. BRT 0040 (SFR 5088) 10 De plus, lorsque le dispositif comporte des moyens de fixation amovibles pour fixer la carte à circuit imprimé 33 sur une des faces du support commun 31, le dispositif est en outre adapté pour faciliter les phases de maintenance. D'autre part, lorsque les moyens de connexion 42 assurant la liaison électrique entre le capteur à surface tactile 29 et la carte à circuit imprimé 33 et la surface tactile 29 du capteur sont souples, et qu'ils sont formés par une languette de connexion 67 telle qu'une prolongation de la surface tactile 29 du capteur, une face latérale du support commun 31. peut comporter une protubérance de guidage 44 de la languette de connexion 67. La connexion entre la carte à circuit imprimé et le capteur est alors protégée et renforcée, ce qui permet de diminuer les risques de rebus et d'augmenter la durée de vie des dispositifs de commande électrique. BRT 0040 (SFR 5088) REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande électrique (1) par surface tactile comprenant un capteur à surface tactile (29), une carte à circuit imprimé (33), des moyens de connexion (42) assurant la liaison électrique entre le capteur à surface tactile (29) et la carte à circuit imprimé (33), le dispositif est caractérisé en ce que le capteur à surface tactile (29) et la carte à circuit imprimé (33) sont portés par les faces opposées d'un support commun (31). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de fixation amovibles pour fixer la carte à circuit imprimé (33) sur une des faces du support commun (31). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation amovibles comportent des moyens de clipsage (47) de la carte à circuit imprimé (33) sur le support commun (31). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de clipsage comportent un trou oblong ménagé dans la carte à circuit imprimé et un pion en forme de rivet associé comportant au moins une paire de bras élastiques escamotables, porté par le support commun. 5, Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de clipsage (47) comportent deux encoches latérales (45) ménagées dans la carte à circuit imprimé (33) et deux bras élastiques de clipsage associés (48), portés par le support commun (31). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur des encoches latérales (45) est supérieure à la largeur des bras élastiques de clipsage (48) du support commun (31) de façon à permettre un mouvement coulissant (C) entre la carte à circuit imprimé (33) et le support commun (31). r 2911970 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de connexion (42) et la surface tactile (29) du capteur sont souples. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce les moyens de connexion (42) comprennent une languette de connexion (67). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la languette de connexion (67) est formée par une prolongation de la surface tactile (29) du capteur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une face latérale du support commun (31) comporte une protubérance de guidage (44) de la languette de connexion (67). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la protubérance de guidage (44) est formée d'au moins deux ailettes (73a, 73b, 73c) parallèles dont les chants supportent la languette de connexion (67). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le chant de chaque ailette (73a, 73b, 73c) comporte une première partie arrondie (75), une deuxième partie droite (76) et une troisième partie arrondie (77). 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque ailette extérieure (73a, 73c) comporte une paroi latérale extérieure de centrage (79a, 79b) de la languette de connexion (67). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de connexion se raccordent à la carte de circuit imprimé (33) par des connecteurs à montage en force (71). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de connexion se raccordent sur la face de la carte à circuit imprimé (33) opposée à la face en vis-à-vis de la face du support commun (31).16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface tactile (29) du capteur et la face (43) du support commun (31) supportant le capteur à surface tactile (29) est transparente ou translucide et en ce que la face de la carte à circuit imprimé (33) en vis-à-vis de la face (43) du support commun (31) comporte au moins une source lumineuse (38), telle qu'une diode électroluminescente. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que la hauteur (D) du support commun (31) soit telle que la lumière émise par chaque source lumineuse (38) de la carte à circuit imprimé (33) forme . one ..tache_ lumineuse de _taille supérieure ou équivalente à la taille d'un pictogramme associé (27a, 27b, 27c, 27d) à éclairer sur la surface tactile (29) du capteur, préférentiellement de sorte que l'éclairage des pictogrammes (27a, 27b, 27c, 27d) soit homogène. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur à surface tactile (29) est un capteur FSR.