Brevet FR2927574A1 — publié le 20090821

Dispositif d'interface homme-machine et véhicule automobile comprenant un tel dispositif La présente invention concerne un dispositif d'interface homme-machine, du type comprenant un support, des moyens pour détecter et localiser des impacts générés sur le support par un utilisateur, aptes à détecter de ondes mécaniques se propageant dans le support du fait des impacts. WO 03/107261 décrit un dispositif d'interface homme-machine comprenant un cadre muni d'un fond formant un support, une membrane tendue en travers du cadre et munie de picots pour générer des impacts sur le fond du support lorsqu'un utilisateur appuie sur la membrane, et des capteurs acoustiques pour mesurer les ondes sonores résultant des impacts des picots sur le fond du cadre. La membrane est divisée en zones chacune associée à une instruction. L'analyse des signaux de mesure fournis par les capteurs acoustiques permet de déterminer la zone du fond du cadre où s'est produit l'impact et la zone correspondante de la membrane sur laquelle l'utilisateur a appuyé, et d'y associer l'instruction correspondante. Les constructeurs de véhicule automobile souhaitent des dispositifs d'interface homme-machine ayant un aspect flatteur et un toucher agréable. Un but de l'invention est de proposer un dispositif d'interface homme- machine à détection d'impacts sur un support permettant une détection fiable tout en étant agréable au toucher. A cet effet, l'invention propose un dispositif d'interface homme-machine du type précité, caractérisé en ce que le support comprend une couche et un insert en contact avec la couche, l'insert étant maillé et réalisé en un matériau différent de celui de la couche et permettant une meilleure transmission des ondes mécaniques que le matériau de la couche. Selon d'autres modes de réalisation, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la couche est en matériau souple et l'insert en matériau rigide ; - le matériau de l'insert est plus homogène que le matériau de la couche ; - l'insert est disposé sur une face supérieure de la couche tournée vers la surface du support destiné à recevoir les impacts ; - au moins une partie de l'insert est noyée dans l'épaisseur de la couche ; - le support comprend une armature rigide, la couche recouvrant l'armature ; - le support comprend une peau d'aspect recouvrant la couche e ; - l'insert comprend une région disposée à l'interface entre la peau et la couche en regard de zones actives du support destinées à recevoir les impacts, et une région disposée à l'interface entre la couche et l'armature ; et - les moyens de détection et de localisation comprennent des capteurs en contact avec l'armature en regard de la région de l'insert disposée à l'interface entre la couche et l'armature. L'invention concerne également un habillage intérieur de véhicule automobile comprenant un dispositif d'interface homme-machine tel que défini ci- dessus. L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un habillage intérieur comprenant un dispositif d'interface homme-machine tel que défini ci-dessus. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de face d'une planche de bord d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif d'interface homme-machine conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe selon II-II sur la figure 1 du dispositif d'interface homme-machine ; - la figure 3 est une vue de dessus d'un insert d'un support du dispositif d'interface homme-machine de la figure 2 ; et - les figures 4 à 6 sont des vues analogues à celle de la figure 2, illustrant des variantes du dispositif d'interface homme-machine. Tel que représenté sur la figure 1, le véhicule 2 automobile comprend une planche de bord 4 possédant une console centrale 6 située de manière classique entre les places avant du véhicule 2. La console centrale 6 comprend un dispositif d'interface homme-machine 8 permettant à un utilisateur de commander certains organes fonctionnels du véhicule 2, tel qu'un système audio, un système de ventilation, de chauffage et de climatisation (HVAC), un système de localisation géographique, un ordinateur de bord... Le dispositif d'interface homme-machine 8 comprend un support 10 formant un habillage de la console centrale 6, et sur lequel sont définies des zones actives 12 réparties sur l'habillage 10. Chaque zone active 12 forme une touche associée à au moins une instruction de commande d'un organe fonctionnel, destinée à être exécutée lorsqu'un utilisateur tape avec un doigt sur la zone active 12. Tel que représentée sur la figure 2, le dispositif d'interface homme-machine 8 comprend le support 10 et un dispositif 14 pour détecter et localiser des impacts générés sur le support 10 par détection des ondes mécaniques se propageant dans le support 10 du fait des impacts. Le support 10 est multicouche et comprend une armature 16 rigide, une couche intermédiaire 18 recouvrant l'armature 16, et une peau 20 d'aspect recouvrant la couche intermédiaire 18. La couche intermédiaire 18 est disposée entre l'armature 16 et la peau 20. L'armature 16 a une fonction structurelle et définit la forme du support 10. La peau 20 est la couche visible et pouvant être touchée par l'utilisateur. Elle est choisie pour ses qualités visuelles et de toucher. La couche intermédiaire 18 est en matériau souple et apte à se déformer au toucher et confère au support 10 un toucher agréable. La couche intermédiaire 18 est par exemple réalisée en mousse. Le support 10 comprend en outre un insert 22 noyé dans la couche intermédiaire 18. L'insert 22 est réalisé dans un matériau rigide, plus rigide que le matériau de la couche intermédiaire 18. L'insert 22 est également réalisé dans un matériau plus homogène que le matériau de la couche intermédiaire 18. L'insert 22 est avantageusement réalisé en grillage métallique. Dans le mode de réalisation illustré, l'insert 22 est situé à distance de la peau 20 et de l'armature 16, et s'étend sensiblement parallèlement à la peau 20 et à l'armature 16. Tel que représenté sur la figure 3, l'insert 22 est maillé. Il en résulte que l'insert 22 est complètement entouré par la couche intermédiaire 18, et qu'il affecte peu la souplesse de la couche intermédiaire 18 au toucher. Les zones actives 12 sont délimitées sur la peau 20 par des rainures 24. En option ou en variante, la peau 20 est munies de motifs ou de pictogramme délimitant les zones actives 12 et identifiant l'instruction associée à chaque zone active 12. Le dispositif 14 de détection et de localisation comprend des capteurs 26 pour détecter des ondes mécaniques résultant d'impacts subis par le support 10 et se propageant à l'intérieur du support 10. Les capteurs 26 sont disposés contre l'armature 10, sur la surface arrière 25 du support 10. Dans le mode de réalisation décrit, les capteurs 26 sont des capteurs acoustiques (ou micros) aptes à détecter les ondes acoustiques. En variante, les capteurs sont des accéléromètres aptes à détecter les vibrations du support 12 dans une gamme de fréquence recouvrant ou non la gamme des fréquences acoustiques. Le dispositif 14 de détection et de localisation comprend une unité de traitement 28 reliée aux capteurs 26 pour traiter les signaux de mesure émis par les capteurs 26, et déterminer en fonction de ces signaux de mesure la zone du support 10 dans laquelle l'impact s'est produit, et y associer le cas échéant l'instruction correspondante. En fonctionnement, tel que représenté sur la figure 2, lorsqu'un utilisateur tape sur une zone active 12 avec son doigt, l'impact du doigt sur la zone active 12 produit des ondes mécaniques, et notamment des ondes acoustiques, qui se propagent dans le support 10. Les ondes mécaniques se propagent de la zone d'impact 12 jusqu'aux capteurs 26 à travers la peau 20, la couche intermédiaire 18, l'insert 22 et l'armature 16. Les capteurs 26 mesurent ces ondes acoustiques, et transmettent des signaux de mesure correspondants à l'unité de traitement 28 qui localise la zone du support 10 qui a subi l'impact. L'unité de traitement 28 peut ainsi déterminer si la zone est bien une des zones actives 12, et le cas échéant, faire exécuter l'instruction associée à cette zone active 12. Le traitement des mesures pour localiser l'impact sur le support 10 est par exemple effectué conformément à l'enseignement de FR 2 863 070, FR 2 874 274 et/ou WO 03/107261. En particulier, un impact sur une zone active 12 du support 10 génère un signal acoustique spécifique à chaque zone active 12 pour chaque capteur 26. Ainsi, dans un mode de réalisation, en cas d'impact, l'unité de traitement 28 compare le signal de mesure fourni par chaque capteur 26 à une table de signaux préenregistrés dans une mémoire de l'unité de traitement 28, associe aux signaux mesurés par les capteurs 26 la zone active 12 correspondante, et exécute l'instruction correspondante. La couche intermédiaire 18 est disposée entre les zones actives 12 et les capteurs 26. Néamoins, la couche intermédiaire 18 en mousse est peu homogène du fait de la présence de bulles d'air incluses dans la mousse, ce qui nuit à la bonne transmission des ondes mécaniques et en particulier des ondes acoustiques. En outre, la couche intermédiaire 18 est souple, et atténue les ondes mécaniques, notamment les ondes acoustiques. Les ondes acoustiques se propagent d'autant mieux dans un milieu que ce celui-ci est rigide et homogène. L'insert 22 en matériau plus rigide et plus homogène que celui de la couche intermédiaire 18, transmet mieux les ondes mécaniques, et notamment les ondes acoustiques. L'insert 22 ainsi réalisé dans un matériau permettant une meilleure transmission des ondes mécaniques, et en particulier acoustiques, et noyé dans la couche intermédiaire 18, permet donc d'améliorer la transmission des ondes mécaniques des zones actives 12 vers les capteurs 26, en servant de guide d'onde pour les ondes mécaniques, et en particulier les ondes acoustiques, au travers du support 10. De préférence, l'insert 22 s'étend en regard des zones actives 12 et des capteurs 26. L'insert 22 maillé permet une bonne transmission des ondes mécaniques (acoustiques) tout en préservant la souplesse de la couche intermédiaire 18, et donc du support 10, au toucher. En effet, l'insert 22 maillé présente une certaine souplesse au toucher tout en transmettant efficacement les ondes mécaniques résultant d'un impact, et en particulier les ondes acoustiques, et la couche intermédiaire 18 peut se comprimer au travers des mailles de l'insert 22. Le dispositif d'interface homme-machine 8 à détection et localisation d'impacts sur un support requiert un nombre très limité de connections électriques : seuls un ou plusieurs capteurs suffisent pour un nombre beaucoup plus important de zones actives 12. Ceci est particulièrement avantageux dans un véhicule automobile. Le dispositif d'interface homme-machine 8 est intégré facilement à la console centrale 6 en utilisant comme support pour les impacts l'habillage de la console centrale 6. Le dispositif d'interface homme machine 8 est ainsi obtenu facilement et à faible coût, et préserve l'esthétique de la console centrale 6. Dans une variante illustrée sur la figure 4, l'insert 22 est disposé sur une face supérieure de la couche intermédiaire 18 tournée vers la surface du support 10 destiné à recevoir les impacts. En d'autres termes, l'insert 22 est disposée à l'interface entre la peau 20 et la couche intermédiaire 18. Du fait du placement de l'insert 22 sur le dessus de la couche intermédiaire 18, les ondes mécaniques résultant d'un impact sur une des zones actives 12 sont peu ou pas atténuées par la couche intermédiaire 18 avant d'atteindre l'insert 22. Ceci permet une meilleure transmission des ondes par l'insert 22. Dans une variante illustrée sur la figure 5, l'insert 22 comprend deux régions décalées : une région 30 disposée à l'interface entre la peau 20 et la couche intermédiaire 18 en regard des zones actives 12, et une région 32 disposée à l'interface entre la couche intermédiaire 18 et l'armature 16 en regard des capteurs 26. Ceci permet de mieux préserver la souplesse du support 10 au toucher en dehors des zones actives 12, tout en améliorant la transmission des ondes résultant d'un impact sur les zones actives 12 vers les capteurs 26 par rapport aux modes de réalisation des figures 2 et 4. Dans une variante, la région 30 en regard des zones actives 12 est disposée à distance de la peau 20, comme dans la variante de la figure 2, et la région 32 est disposée en contact avec l'armature 16, comme dans la variante de la figure 5. La variante illustrée sur la figure 6 diffère de celle de la figure 2 en ce que les capteurs 26 sont mis en contact avec l'insert 22. Pour ce faire, le support 10 est muni de trous 34 de réception des capteurs 26 s'étendant depuis une surface arrière 36 du support 10 jusqu'à l'insert 22. Il est possible de combiner les différentes variantes décrites ci-dessus pour obtenir un support possédant une souplesse au toucher satisfaisante, tout en permettant une bonne transmission des ondes mécaniques, et notamment des ondes acoustiques. Le dispositif 16 de détection et de localisation comprend un ou plusieurs capteurs 26. L'augmentation du nombre de capteurs augmente la fiabilité de la détection et facilite la localisation par une comparaison des signaux de mesure des capteurs. L'invention s'applique aux planches de bord de véhicule automobile, et de manière plus générale, à tout habillage intérieur de véhicule automobile, tel qu'un accoudoir de portière. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'interface homme-machine, du type comprenant un support (10), des moyens (14) pour détecter et localiser des impacts générés sur le support (10) par un utilisateur, par détection d'ondes mécaniques se propageant dans le support (10) du fait des impacts, caractérisé en ce que le support (10) comprend une couche (18) et un insert (22) en contact avec la couche (18), l'insert (22) étant maillé et réalisé en un matériau différent de celui de la couche (18) et permettant une meilleure transmission des ondes mécaniques que le matériau de la couche (18). 2.- Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 1, dans lequel la couche (18) est en matériau souple et l'insert (22) en matériau rigide. 3.- Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau de l'insert (22) est plus homogène que le matériau de la couche (18). 4.- Dispositif d'interface homme-machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'insert (22) est disposé sur une face supérieure de la couche (18) tournée vers la surface du support (10) destiné à recevoir les impacts. 5.- Dispositif d'interface homme-machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une partie de l'insert (22) est noyée dans l'épaisseur de la couche (18). 6.- Dispositif d'interface homme-machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support comprend une armature (16) rigide, la couche (18) recouvrant l'armature (16). 7.- Dispositif d'interface homme-machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (10) comprend une peau d'aspect (22) recouvrant la couche (18). 8.- Dispositif d'interface homme-machine selon les revendications 6 et 7, dans lequel l'insert (22) comprend une région (30) disposée à l'interface entre la peau (20) et la couche (18) en regard de zones actives (12) du support destinées à recevoir les impacts, et une région (32) disposée à l'interface entre la couche (18) et l'armature (16). 9.- Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 8, dans lequel les moyens (14) de détection et de localisation comprennent des capteurs en contact avec l'armature (16) en regard de la région (32) de l'insert (22) disposée à l'interface entre la couche (18) et l'armature (16). 10.- Dispositif d'interface homme-mahcine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (14) de détection et de localisation comprennent des capteurs acoustiques. 11.- Habillage intérieur de véhicule automobile comprenant un dispositif d'interface homme-machine selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes. 12.- Véhicule automobile comprenant un habillage intérieur comprenant un dispositif d'interface homme-machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.