Brevet FR2969774A1 — publié le 20120629

Bouton et dispositif de commande multifonction La présente invention concerne un bouton de commande multifonction apte à commander plusieurs fonctions d'un véhicule automobile avec un seul organe de commande. La présente invention concerne également un dispositif de commande multifonction associé. 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 multifonction, c'est-à-dire aptes à commander plusieurs fonctions avec un seul organe de commande, sont de plus en plus utilisés du fait des avantages ergonomiques qui en résultent. Par exemple, à partir d'un seul organe de commande, réalisé sous la forme d'un joystick, associé à un écran d'affichage, on peut commander le système de navigation ou se déplacer dans des menus déroulants de l'écran d'affichage, pour commander les fonctions de climatisation comme la température ou l'intensité de la ventilation, du système audio comme le volume. Un des buts de l'invention est de proposer un bouton de commande multifonction amélioré par rapport à ceux de la technique, de structure simple, de faible encombrement et qui soit ergonomique. A cet effet, la présente invention a pour objet un bouton de commande multifonction comportant un socle et un organe mobile pouvant être déplacé entre une position de repos et au moins une position active à l'encontre d'une butée correspondante du socle, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de force présentant au moins une surface sensible à une pression d'appui apte à délivrer une information représentative de l'intensité de la force d'appui exercée sur la surface sensible, fixé dans une butée du socle face à un ergot d'actionnement de l'organe mobile de sorte que l'ergot d'actionnement contacte la surface sensible du capteur de force en butée dans la position active. On conçoit alors que les joysticks comprenant une multitude d'interrupteurs peuvent être remplacés par un dispositif de commande multifonction comportant un capteur de force. Le capteur de force permet d'accéder à une information supplémentaire : l'intensité de la force exercée par l'utilisateur pour pousser l'organe mobile en butée, déduite de la sortie analogique du capteur de force. Cette information supplémentaire peut être utilisée 10 15 20 25 30 pour paramétrer les commandes des organes du véhicule automobile. L'utilisateur peut ainsi doser l'intensité d'une fonction en dosant la force d'appui de l'organe mobile vers une butée, ce qui le rend ergonomique et facile d'emploi. En outre, le capteur de force est de structure simple, de faible encombrement et permet de simplifier la connectique électrique. Selon une ou plusieurs caractéristiques du bouton de commande multifonction, prise seule ou en combinaison, - ledit capteur de force est monté sur le chant de façon cylindrique dans le socle de manière à cercler au moins partiellement la périphérie d'une embase de l'organe mobile, le socle présente un logement annulaire cylindrique pour loger ledit capteur de force, ledit organe mobile peut être translaté vers quatre directions coplanaires et perpendiculaires, entre une position centrale de repos et au moins quatre positions actives à l'encontre de quatre butées respectives, ledit capteur de force présentant une surface sensible agencée au niveau de chaque butée, - l'organe mobile comporte une molette de préhension et une embase, la molette de préhension étant montée rotative dans l'embase et/ou mobile axialement dans un logement cylindrique de l'embase, ledit ergot d'actionnement comporte un matériau élastomère, le bouton de commande multifonction comporte un moyen de rappel de l'organe mobile en position centrale de repos formé d'une part, par un plongeur d'une extrémité de l'organe mobile et d'autre part, par un creux correspondant ménagé dans le socle, le plongeur étant élastiquement sollicité à l'encontre du creux conformé pour rappeler l'organe mobile en position centrale de repos, le creux présente une forme en croix à quatre branches, chaque branche étant parallèle à une direction de translation de l'organe mobile, chaque branche étant plus longue que la distance entre la position centrale de repos de l'organe mobile et la butée correspondante, le creux en croix présentant une profondeur maximale au centre de la croix, la profondeur du creux rétrécissant vers les extrémités des branches. L'invention a aussi pour objet un dispositif de commande pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un bouton de commande multifonction tel que décrit précédemment et une unité de traitement configurée pour modifier une commande en fonction de l'intensité de la pression de l'appui qui est exercé sur le capteur de force par l'organe mobile du bouton de commande multifonction. Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de commande prise seule ou en combinaison, le dispositif de commande comporte un écran et l'unité de traitement est également configurée pour modifier l'affichage dudit écran en fonction de l'intensité et de la direction de la pression de l'appui qui est exercé sur le capteur de force par l'organe mobile du bouton de commande multifonction, l'unité de traitement est configurée pour adapter le zoom de l'image affichée sur l'écran en fonction de l'intensité de la pression exercée par l'organe mobile, l'unité de traitement est configurée pour adapter la vitesse de déplacement de l'image affichée sur l'écran dans la direction sélectionnée en fonction de l'intensité de la pression exercée par l'organe mobile. 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique en coupe de côté d'un bouton de commande multifonction en position centrale de repos, 25 - la figure 2 représente une vue en coupe A-A du bouton de commande multifonction de la figure 1, la figure 3 représente un élément de l'organe mobile et une portion associée de socle du bouton de commande multifonction de la figure 1, la figure 4 représente un capteur de force logé dans un socle du bouton de 30 commande multifonction de la figure 1, 15 la figure 5 représente le capteur de force du bouton de commande multifonction de la figure 1 vu « à plat », et la figure 6 représente un exemple de dispositif de commande multifonction. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. 5 La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un bouton de commande multifonction 1, apte à commander plusieurs fonctions avec un seul organe mobile. Le bouton de commande multifonction 1 est destiné à la commande de fonctions d'au moins un organe de véhicule automobile, le bouton de commande étant notamment 10 propre à être logé dans un panneau de bord ou dans une façade rapportée de véhicule automobile. Plus précisément, un tel bouton de commande peut trouver une application pour les commandes se trouvant au niveau de la console centrale et 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 15 navigation. Egalement, le bouton de commande multifonction peut être logé dans le dôme du véhicule 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 bouton de commande peut également servir pour les commandes de lève-vitres, des commandes de positionnement des rétroviseurs 20 extérieurs ou encore des commandes de déplacement de sièges motorisés. Le bouton de commande multifonction 1 comporte un socle fixe 2, un organe mobile désigné par la référence générale 3, mobile par rapport au socle 2 et un capteur de force 4, fixé au socle 2. Le socle 2 peut être un élément distinct destiné à être monté dans le panneau de bord ou la façade du véhicule automobile ou peut faire parti intégrante du 25 panneau de bord ou de la façade. L'organe mobile 3 peut être déplacé entre une position de repos et au moins une position active à l'encontre d'une butée correspondante du socle 2. Par exemple et comme illustré sur la figure 1, l'organe mobile 3 peut être translaté par un utilisateur entre une position centrale de repos et au moins quatre positions actives dans quatre directions L1, L2, L3, L4 coplanaires et perpendiculaires. Dans les positions 30 actives, un ergot d'actionnement 5a, 5b, 5c, 5d de l'organe mobile 3 est translaté à l'encontre d'une butée 6a, 6b, 6c, 6d du socle 2 limitant la course en translation de l'organe mobile 3. Ainsi, l'organe mobile 3 présente quatre ergots d'actionnement 5a-5d angulairement espacés d'environ 90° et respectivement destinés à contacter une des quatre butées du socle 2 dans une des quatre positions actives. Les ergots d'actionnement 5a-5d comportent par exemple un matériau élastomère, tel 5 qu'un matériau EPDM (éthylène-propylène-diène monomère). Pour faciliter le guidage en translation, le socle 2 peut comporter des moyens de guidage en translation dans les quatre directions latérales L1, L2, L3, L4 coopérant avec des moyens de guidage en translation complémentaires de l'organe mobile 3. Par exemple, le socle 2 comporte quatre rainures de guidage (dont on distingue un côté d'une rainure de 10 guidage 7 sur la figure 1), parallèles aux directions latérales L1, L2, L3, L4. L'organe mobile 3 comporte quatre nervures complémentaires 17a, 17b, 17c, 17d (figure 3), pouvant coulisser dans une rainure de guidage associée 7 du socle 2 lorsque l'organe mobile 3 est translaté. Conformément au mode de réalisation de la figure 1, l'organe mobile 3 comporte une 15 molette de préhension 3a et une embase 3b, la molette de préhension 3a étant montée rotative dans l'embase 3b, dans les deux sens de rotation autour de l'axe longitudinal I-I du bouton de commande 1, voir flèche R sur la figure 1. La molette de préhension 3a présente une partie supérieure préhensible surmontant une partie inférieure tubulaire 8 s'insérant dans un logement cylindrique correspondant de l'embase 313, la partie supérieure 20 préhensible faisant saillie de l'embase 3b. La partie inférieure tubulaire 8 peut ainsi tourner dans le logement cylindrique de l'embase 3b par manipulation de la partie supérieure préhensible. Le bouton de commande multifonction 1 comporte également un capteur angulaire, tel qu'un encodeur rotatif, (non représenté) pour mesurer et associer une commande à la variation angulaire exercée par l'utilisateur. 25 En outre, la molette de préhension 3a peut être montée mobile axialement dans le logement cylindrique de l'embase 313, dans une direction axiale I-I perpendiculaire au plan défini par les directions latérales de déplacement en translation L1, L2, L3, L4 (flèche F sur la figure 1) de sorte que l'extrémité 18 de la partie inférieure tubulaire 8 actionne un commutateur 19 fixé dans le logement cylindrique de l'embase 3b en regard de l'extrémité 30 18. Le commutateur peut être couplé à un cloquant pour générer un retour haptique (non représenté). Le bouton de commande multifonction 1 peut également comporter un moyen de rappel de l'organe mobile 3 d'une position active en translation vers la position centrale de repos. Par exemple, une extrémité 9 de l'embase 313 de l'organe mobile 3 comporte un plongeur 10 élastiquement sollicité par un ressort de rappel 11 à l'encontre d'un creux correspondant 12 ménagé dans un fond du socle 2. Le plongeur 10 est élastiquement sollicité à l'encontre du creux 12 conformé pour rappeler l'organe mobile 3 en position centrale de repos lors du déplacement de celui-ci en translation vers une position active. Le creux 12 présente par exemple une forme générale en croix à quatre branches (figure 3). Chaque branche est parallèle à une direction de translation L1, L2, L3, L4 de l'organe mobile 3, chaque branche étant plus longue que la distance entre la position centrale de repos de l'organe mobile 3 et la butée correspondante 6a-6d. La profondeur maximale du creux 12 correspond à la position centrale de repos de l'organe mobile 3, la profondeur du creux rétrécissant vers les extrémités des branches. Ainsi, lorsque l'organe mobile 3 est déplacé en position active, le plongeur 10 se déplace dans la branche correspondante du creux 12. Puis, lorsque l'utilisateur relâche l'organe mobile 3, le ressort de rappel 10 pousse l'extrémité 9 à l'endroit le plus profond de la croix, rappelant l'organe mobile 3 en position centrale de repos. Le capteur de force 4 présente au moins une surface sensible à une pression d'appui apte à délivrer une information représentative de l'intensité de la force d'appui exercée sur la surface sensible, fixée dans une butée du socle 2, face à un ergot d'actionnement 5a-5d de l'organe mobile 3. Conformément à l'exemple des figures 1 à 4, le capteur de force 4 comporte ainsi quatre surfaces sensibles 4a, 4b, 4c, 4d disposées respectivement dans les quatre butées 6a-6d du socle 2, face aux quatre ergots d'actionnement respectifs 5a-5d de l'organe mobile. Ainsi, pour chacune des quatre positions actives pouvant être prise par l'organe mobile 3, l'ergot d'actionnement 5a-5d contacte une surface sensible associée 4a-4d du capteur de force 4, interposé entre l'organe mobile 3 et la butée 6a-6d. Plus précisément, le socle 2 comporte un logement annulaire cylindrique au niveau des butées 6a-6d pour loger le capteur de force 4. Le capteur de force 4 est monté sur le chant, de façon cylindrique dans le logement, de manière à cercler au moins partiellement la périphérie de l'embase 3b de l'organe mobile 3. Le logement annulaire cylindrique peut également comporter des pattes de retenue pour maintenir les bordures du capteur de force 4. Les surfaces sensibles du capteur de force 4 utilisent des résistances sensibles à la pression (également connu sous le nom capteur FSR pour « Force Sensing Resistor ») permettant de détecter un appui simple d'un utilisateur et, en fonction de l'intensité de l'appui exercé sur la surface sensible, de déclencher un type particulier de commande. 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. Ces capteurs de force 4 présentent l'avantage d'être minces et souples. Ils permettent que le dispositif de commande soit compact et que l'organe mobile puisse actionner une commande avec une faible course d'actionnement. Les surfaces sensibles 4a-4d du capteur de force 4 se rejoignent sur une nappe de fils 13 destinée à être connectée à une unité de traitement. La technologie employée pour les surfaces sensibles du capteur de force est par exemple celle décrite dans le document US 4, 810, 992 ou FR 2683649 ou US 5, 008, 497. Les surfaces sensibles du capteur de force comportent une couche isolante muni sur un premier côté d'une première couche conductrice et d'une deuxième couche conductrice sur le côté opposé. Selon un premier exemple, au moins une des deux couches conductrices est une couche de serai-conducteur sensible à une variation de pression. Une variation de contact entre les couches entraîne une modification de la résistance à travers la couche semi-conductrice. Selon un deuxième exemple, au lieu d'appliquer une couche conductrice contre la couche FSR, on peut utiliser une pellicule résistive portant un réseau conducteur déposé sur la pellicule sous forme de deux peignes d'électrodes en disposition interdigitale. Cette pellicule est alors scellée à la couche FSR de manière que les peignes d'électrodes affleurent la couche serai-conductrice FSR. Si aucune force n'est appliquée à une telle structure, la résistance entre les bornes des peignes d'électrodes est très élevée. Par contre, lorsque le FSR est soumis à une force, la couche FSR shunte les électrodes et la résistance diminue proportionnellement à l'intensité de la force. Selon un troisième exemple, le capteur de force comporte une couche FSR prise en sandwich entre une couche résistive et une couche conductrice. 2969774 s Selon un autre exemple de technologie, les surfaces sensibles du capteur de force sont celles décrites par exemple dans les documents EP 1 429 356 ou EP 1 429 355. Le capteur de force comporte deux feuilles souples de support espacées l'une de l'autre par des entretoises dans lesquelles des trous définissant des zones actives (les surfaces sensibles) du 5 capteur de force sont ménagées. Dans ces zones actives, les feuilles souples de support portent sur des faces mutuellement en regard des éléments sensibles à une variation de pression, telle qu'une encre résistive imprimée, comme du carbone, permettant de réaliser un contact électrique lors de la compression du capteur. Les entretoises, par exemple élastiques, comportent une colle ou un adhésif à double face. 10 Le bouton de commande multifonction 1 est par exemple monté dans un dispositif de commande pour véhicule automobile comportant en outre une unité de traitement configurée pour modifier une commande en fonction de l'intensité de la pression de l'appui qui est exercé sur le capteur de force 4 par l'organe mobile 3 du bouton de commande multifonction. 15 Selon un exemple d'utilisation représenté en figure 5, le dispositif de commande 14 comporte en outre un écran 16 et l'unité de traitement 15 est configurée pour modifier l'affichage de l'écran 16 en fonction de l'intensité et de la direction de la pression de l'appui qui est exercé sur le capteur de force 4 par l'organe mobile 3. Par exemple, l'unité de traitement 15 est configurée pour adapter le zoom de l'image affichée sur l'écran 16 en 20 fonction de l'intensité de la pression exercée par un utilisateur sur l'organe mobile 3. Selon un autre exemple, l'unité de traitement 15 est configurée pour adapter la vitesse de déplacement de l'image affichée sur l'écran 16 dans la direction sélectionnée en fonction de l'intensité de la pression exercée par l'organe mobile 3. Le déplacement axial de l'organe mobile 3 peut par exemple faire office 25 d'interrupteur de validation de la sélection d'une fonction et/ou de la mise en marche ou arrêt du dispositif de commande 14, la rotation de l'organe mobile 3 permet par exemple le déplacement dans des menus de l'écran pour sélectionner une fonction, le déplacement en translation vers les directions L1 et L2 permet par exemple de déplacer l'image de l'écran 16 à droite ou à gauche et le déplacement en translation vers les directions L3, L4, permet 30 d'enclencher l'agrandissement ou le rétrécissement de l'image. En outre, la vitesse de déplacement (ou défilement) de l'image affichée sur l'écran 16 dans la direction sélectionnée (à droite ou à gauche par exemple) et/ou la vitesse d'agrandissement ou de rétrécissement de l'image, varie avec l'intensité de la force exercée par l'utilisateur à l'encontre de la butée correspondante. Le dispositif de commande peut alors être utilisé pour la commande d'un système de navigation, l'image affichée correspondant à une carte de navigation. L'utilisateur peut alors visualiser directement l'impact de son actionnement de l'organe mobile 3. Il peut donc doser l'intensité de la force d'appui qu'il exerce sur celui-ci en fonction du résultat visualisé sur l'image affichée sur l'écran. On conçoit alors que les joysticks comprenant une multitude d'interrupteurs peuvent être remplacés par un bouton de commande multifonction 1 comportant un capteur de force 4. Le capteur de force 4 permet d'accéder à une information supplémentaire : l'intensité de la force exercée par l'utilisateur pour pousser l'organe mobile 3 en butée, déduite de la sortie analogique du capteur de force 4. Cette information supplémentaire peut être utilisée pour paramétrer les commandes des organes du véhicule automobile. L'utilisateur peut ainsi doser l'intensité d'une fonction en dosant la force d'appui de l'organe mobile 3 vers une butée, ce qui rend le bouton de commande multifonction plus ergonomique et facile d'emploi. En outre, le capteur de force 4 est de structure simple, de faible encombrement et permet de simplifier la connectique électrique. REVENDICATIONS1. Bouton de commande multifonction comportant un socle (2) et un organe mobile (3) pouvant être déplacé entre une position de repos et au moins une position active à l'encontre d'une butée correspondante (6a, 6b, 6c, 6d) du socle (2), caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de force (4) présentant au moins une surface sensible à une pression d'appui (4a, 4b, 4c, 4d) apte à délivrer une information représentative de l'intensité de la force d'appui exercée sur la surface sensible, fixé dans une butée du socle (6a, 6b, 6c, 6d) face à un ergot d'actionnement (5a, 513, 5c, 5d) de l'organe mobile (3) de sorte que l'ergot d'actionnement (5a, 5b, 5c, 5d) contacte la surface sensible du capteur de force (4a, 4b, 4c, 4d) en butée dans la position active. 2. Bouton de commande multifonction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur de force (4) est monté sur le chant de façon cylindrique dans le socle (2) de manière à cercler au moins partiellement la périphérie d'une embase (313) de l'organe mobile (3). 3. Bouton de commande multifonction selon la revendication 2, caractérisé en ce que le socle (2) présente un logement annulaire cylindrique pour loger ledit capteur de force (4). 4. Bouton de commande multifonction selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe mobile (3) peut être translaté vers quatre directions coplanaires et perpendiculaires (L1, L2, L3, L4), entre une position centrale de repos et au moins quatre positions actives à l'encontre de quatre butées respectives(6a, 6b, 6c, 6d), ledit capteur de force (4) présentant une surface sensible (4a, 4b, 4c, 4d) agencée au niveau de chaque butée (6a, 6b, 6c, 6d). 5. Bouton de commande multifonction selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe mobile (3) comporte une molette de préhension (3a) et une embase (3b), la molette de préhension (3a) étant montée rotative dans l'embase et/ou mobile axialement dans un logement cylindrique de l'embase (3b). 6. Bouton de commande multifonction selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit ergot d'actionnement (5a, 5b, 5c, 5d) comporte un matériau élastomère. 7. Bouton de commande multifonction selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de rappel de l'organe mobile en position centrale de repos formé d'une part, par un plongeur d'une extrémité de l'organe mobile et d'autre part, par un creux correspondant ménagé dans le socle, le plongeur étant élastiquement sollicité à l'encontre du creux conformé pour rappeler l'organe mobile en position centrale de repos. 8. Bouton de commande multifonction selon la revendication 7, prise ensemble avec la revendication 4, caractérisé en ce que le creux (12) présente une forme en croix à quatre branches, chaque branche étant parallèle à une direction de translation (L1, L2, L3, L4) de l'organe mobile, chaque branche étant plus longue que la distance entre la position centrale de repos de l'organe mobile (3) et la butée correspondante (6a-6d), le creux (12) en croix présentant une profondeur maximale au centre de la croix, la profondeur du creux rétrécissant vers les extrémités des branches. 9. Dispositif de commande pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un bouton de commande multifonction (1) selon l'une des revendications précédentes et une unité de traitement (15) configurée pour modifier une commande en fonction de l'intensité de la pression de l'appui qui est exercé sur le capteur de force (4) par l'organe mobile (3) du bouton de commande multifonction (1). 10. Dispositif de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un écran (16) et en ce que l'unité de traitement (15) est également configurée pour modifier l'affichage dudit écran (16) en fonction de l'intensité et de la direction de la pression de l'appui qui est exercé sur le capteur de force (4) par l'organe mobile (3) du bouton de commande multifonction (1). 11. Dispositif de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'unité de traitement (15) est configurée pour adapter le zoom de l'image affichée sur l'écran (16) en fonction de l'intensité de la pression exercée par l'organe mobile (3). 12. Dispositif de commande selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que l'unité de traitement (15) est configurée pour adapter la vitesse de déplacement de l'image affichée sur l'écran (16) dans la direction sélectionnée en fonction de l'intensité de la pression exercée par l'organe mobile (3).