Brevet FR2983655A1 — publié le 20130607

L'invention concerne un procédé de placement d'un équipement mobile sur la surface de réception d'un support destiné par exemple à la charge sans contact de l'équipement mobile. Elle concerne également un tel support, en particulier destiné à équiper un véhicule automobile. Les équipements mobiles tels qu'un téléphone portable, un assistant personnel, un lecteur audio et/ou vidéo, une tablette graphique ou un dispositif de navigation disposent d'une batterie pour leur alimentation électrique. Celle-ci a besoin d'être régulièrement chargée. La plupart des équipements mobiles sont fournis avec un chargeur comportant un connecteur qui se branche sur une prise correspondante de l'appareil mobile. Quelquefois, le connecteur a la forme d'un berceau qui sert de support à l'appareil pendant la charge. Bien souvent, ces connecteurs sont spécifiques à chaque constructeur, voire à chaque modèle. Les chargeurs ne sont pas compatibles entre eux et chaque utilisateur doit se munir de son chargeur ou de plusieurs chargeurs, en particulier lorsqu'il voyage. Il a été proposé une technologie de charge des équipements mobiles sans contact direct. Cette technologie se base sur le couplage électromagnétique entre un émetteur du côté du chargeur et un récepteur du côté de l'équipement mobile. L'émetteur et le récepteur sont constitués en général chacun d'un enroulement de fil conducteur. Le document GB 2 416 633 A montre un exemple de téléphone portable rechargeable de cette manière. L'appareil portable comporte un identifiant qui est transmis à un support de manière à n'alimenter l'appareil que s'il correspond à un type prévu pour le support. Des normes concernant la technologie de charge des équipements mobiles sans contact direct prévoient maintenant également une technologie et un protocole de communication entre l'équipement mobile et le support, de manière à adapter le fonctionnement de l'émetteur aux capacités et aux besoins du récepteur et de l'équipement mobile. L'une de ces technologies propose par exemple de moduler la charge du récepteur, ce qui implique une modulation dans l'émetteur. L'équipement mobile effectue une mesure de l'amplitude du signal reçu de l'émetteur et informe le support de ce niveau pour par exemple moduler l'amplitude des émissions de l'émetteur ou pour arrêter la charge lorsque la batterie de l'équipement mobile est pleine. Le consortium « WIRELESS POWER » propose par exemple la norme « Qi » (marque déposée). L'efficacité du couplage électromagnétique entre l'émetteur et le récepteur dépend de leur bon alignement et d'une faible distance qui les sépare. Ainsi, on propose un support comportant une surface de réception plane sous laquelle l'émetteur est placé. L'équipement mobile se pose sur cette surface de réception par une face préférentielle, en général le dos de l'équipement mobile. Comme le support est destiné à être universel, le support n'a pas la forme d'un berceau. Un des problèmes de cet art antérieur est que l'alignement de l'émetteur et du récepteur n'est pas assuré mécaniquement. Il est ainsi prévu différentes solutions pour réaliser cet alignement. L'une d'elles consiste à prévoir un système comportant au moins un aimant permanent, le récepteur et l'émetteur comportant l'un de ces éléments de manière à guider l'utilisateur qui pose l'équipement mobile sur la surface de réception et qui le fait glisser jusqu'à sentir que les deux éléments s'attirent magnétiquement et sont alignés. Cette méthode de placement nécessite que la surface de réception soit glissante. Un tel support ne peut pas équiper un véhicule automobile. En effet, l'équipement mobile serait soumis à des accélérations latérales et l'attraction du système à aimant permanent ne serait pas suffisante pour éviter que l'équipement mobile ne glisse sur la surface de réception prévue glissante. L'invention vise à fournir un support et une méthode de placement d'un équipement mobile sur le support pour la charge sans contact de l'équipement mobile qui 20 puisse être utilisé à bord d'un véhicule. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de placement d'un équipement mobile sur la surface de réception d'un support comportant un émetteur, l'équipement mobile comportant un récepteur qui se couple électromagnétiquement avec l'émetteur lorsqu'il est aligné avec l'émetteur et posé sur la surface de réception, procédé 25 selon lequel on commande l'interface entre le support et l'équipement mobile : - dans un premier état dans lequel l'équipement mobile glisse facilement sur le support lorsque l'équipement mobile est sur le support, et - dans un deuxième état dans lequel l'équipement mobile et le support 30 sont liés lorsque l'émetteur et le récepteur sont alignés. En modifiant l'état de l'interface entre le support et l'équipement mobile, on contrôle ainsi la liaison entre eux, de telle sorte que le placement de l'équipement mobile sur le support reste facile et qu'une fois le placement réalisé, la liaison est plus forte et l'équipement reste en place sur le support malgré les sollicitations (vibrations, à-coups..) 35 qu'il peut rencontrer, en particulier à bord d'un véhicule. Selon un premier mode de réalisation : - dans le premier état, on induit des vibrations mécaniques de la surface de réception pour diminuer l'adhérence de l'équipement mobile sur le support, et - on garde la surface de réception statique (sans vibrations) dans le deuxième état. En imprimant des vibrations mécaniques à la surface de réception, l'équipement mobile est décollé de la surface de réception par période, ce qui diminue l'adhérence apparente de celui-ci sur la surface de réception. Il glisse alors facilement sur la surface de réception, ce qui permet à l'utilisateur de chercher la bonne position en le guidant. Dès que l'équipement mobile est en bonne place, l'interface change d'état en supprimant les vibrations, et en obtenant l'adhérence sur la surface de réception au niveau normal. L'utilisateur est immédiatement renseigné et conscient de la bonne position atteinte par l'équipement mobile. On choisit l'adhérence normale avec un haut niveau de manière à assurer le maintien en position de l'équipement mobile dans les conditions d'utilisation du support dans un véhicule. Selon un deuxième mode de réalisation, on fait saillir des éléments ayant une première adhérence d'une surface de réception, ayant une deuxième adhérence différente de la première adhérence, de telle sorte que la surface de réception présente une adhérence plus faible lorsqu'elle est dans le premier état. Selon un perfectionnement du premier ou du deuxième mode de réalisation, on active en plus des moyens magnétiques pour lier l'équipement mobile et le support dans le deuxième état. L'activation des moyens magnétiques ajoute une force de liaison entre l'équipement mobile et le support, en plus de l'adhérence du support dans le deuxième état. Cette force de liaison est immédiatement perçue par l'utilisateur qui est ainsi informé de la bonne position atteinte par l'équipement mobile. Il peut donc le lâcher dans cette position. La force de liaison magnétique assure le maintien en position de l'équipement mobile dans les conditions d'utilisation du support dans un véhicule. L'invention a aussi pour objet un support d'équipement mobile comportant un émetteur destiné à être couplé électromagnétiquement au récepteur d'un équipement mobile lorsque l'équipement mobile est sur une surface de réception du support, et lorsque l'émetteur et le récepteur sont alignés, le support comportant des moyens de modulation pour commander l'état de l'interface entre le support et l'équipement mobile entre : - un premier état dans lequel l'équipement mobile glisse facilement sur le support, et - un deuxième état dans lequel l'équipement mobile et le support sont liés, le support comportant des moyens de commande pour piloter les moyens de modulation dans le deuxième état lorsque l'émetteur et le récepteur sont alignés. Selon un perfectionnement de l'invention, le support comporte : - des moyens de détection de la présence de l'équipement mobile sur la surface de réception, et les moyens de commande pilotent le premier état uniquement lorsque l'équipement mobile est présent. Le support est en état d'attente tant qu'aucun équipement mobile n'est présent. Le premier état, qui est consommateur d'énergie, n'est activé qu'en présence de l'équipement. Il reste également désactivé lorsque l'équipement mobile est présent mais en bonne position pour l'alignement du récepteur et de l'émetteur. Lorsque les moyens de détection détectent que l'équipement mobile a été repris hors du support, les moyens de commande ne pilotent plus le premier état. Le support passe alors dans un état d'attente. Les moyens de détection peuvent être par exemple un capteur capacitif, inductif ou optique. Et, - les moyens de commande comportent des moyens de communication pour recevoir au moins une information de bon couplage électromagnétique entre l'émetteur et le récepteur, en provenance de l'équipement mobile, les moyens de commande activant les moyens de modulation dans le deuxième état lorsque les moyens de commande reçoivent l'information de bon couplage électromagnétique. Le niveau de couplage entre l'émetteur et le récepteur est surveillé par l'équipement mobile qui transmet cette information au support. Cette information existe déjà en général dans le protocole de communication entre l'équipement mobile et le support. Celle-ci est exploitée par le support pour déterminer l'état dans lequel il doit commander les moyens de modulation. Dans le premier mode de réalisation, les moyens de modulation induisent des vibrations mécaniques de la surface de réception pour diminuer l'adhérence de 30 l'équipement mobile sur le support dans le premier état, et gardent la surface de réception statique dans le deuxième état. Selon une disposition constructive, les moyens de modulation comportent au moins un actionneur choisis parmi des électroaimants, des actionneurs piézoélectriques ou des bandes piézoélectriques. Un ou plusieurs électroaimants peuvent être placés sous 35 la surface de réception afin de mettre en mouvement celle-ci, soit par déformation, soit dans un mouvement d'ensemble. Des acteurs piézoélectriques peuvent aussi jouer le même rôle. Les bandes piézoélectriques peuvent se placer parallèlement à la surface de réception de manière sous-jacente, et fléchir en étant soumise à une tension d'alimentation. En alternant la tension d'alimentation, ces bandes induisent des vibrations à la surface de réception. Selon un deuxième mode de réalisation, des éléments ayant une première 5 adhérence sont prévus pour faire saillie d'une surface de réception ayant une deuxième adhérence différente de la première adhérence, de telle sorte que la surface de réception présente une adhérence plus faible lorsqu'elle est dans le premier état. Les éléments faisant saillie peuvent avoir une première adhérence plus faible que la deuxième adhérence. Dans ce cas, ils font saillie dans le premier état pour que l'appareil mobile 10 puisse glisser facilement sur la surface des éléments en saillie. Dans le deuxième état, les éléments sont en retrait et l'appareil repose sur la surface de réception qui est plus adhérente, de manière à éviter le glissement de l'appareil. Dans un autre cas, les qualités d'adhérence peuvent être inversées, de telle sorte que le premier état est obtenu lorsque les éléments sont en retrait et le deuxième état est obtenu lorsque les éléments font 15 saillie. La surface de réception est par exemple portée par un matériau de haute adhérence, tel qu'un tapis en élastomère. Une telle surface de réception présente en général un coefficient d'adhérence élevé, favorable au maintien de l'équipement mobile dans le deuxième état. De plus, lorsque la surface de réception est soumise à des 20 vibrations, cette matière favorise le rebond de l'équipement mobile, ce qui garantit l'efficacité des vibrations pour obtenir le premier état. Selon un perfectionnement du premier ou deuxième mode de réalisation, les moyens de modulation comportent en plus des moyens magnétiques pour lier l'équipement mobile et le support dans le deuxième état. Et les moyens magnétiques 25 comportent au moins un électroaimant destiné à coopérer avec au moins un élément en matériau paramagnétique de l'équipement mobile. Bien souvent, l'équipement mobile comporte un élément paramagnétique, par exemple un noyau destiné à coopérer avec un aimant permanent. L'utilisation d'un électroaimant permet d'obtenir une plus grande force de maintien de l'équipement mobile sans pour autant gêner la phase de placement. 30 L'élément paramagnétique peut aussi être une partie du boîtier de l'équipement mobile. L'invention s'applique en particulier lorsque l'émetteur et le récepteur sont prévus pour la charge sans contact de l'équipement mobile. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence 35 aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un support conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, représenté avec un équipement mobile en position alignée, - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, l'équipement mobile étant en position décalée, - la figure 3 est une vue d'une bande piézoélectrique utilisée dans le support de la figure 1, - la figure 4 est une vue schématique en coupe de l'interface entre le support et l'équipement mobile, - la figure 5 est une vue de dessus du support de la figure 1, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5, - les figures 7 et 8 sont des vues similaires aux figures 5 et 6 d'une variante du support, - la figure 9 est une vue similaire à la figure 6 d'un perfectionnement de l'invention, - la figure 10 est une vue similaire à la figure 9 d'une variante du support, - la figure 11 est une vue en coupe du support, selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, avec des éléments en saillie de la surface de réception, - la figure 12 est une vue en coupe du support, selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, avec des éléments en retrait de la surface de réception, - la figure 13, est une vue de dessus du support, selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 6 montrent un support 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le support 1, destiné à charger électriquement un équipement mobile 2 sans contact, comporte une paroi 11 de réception qui présente une surface de réception 10 vers le haut, et un cadre 13 dans lequel la paroi 11 de réception est montée par l'intermédiaire d'un joint souple 14. Le support 1 comporte un émetteur 12 comportant un enroulement 120 de conducteur et un blindage 121 qui permet de limiter les émissions électromagnétiques et de renforcer l'efficacité de l'émetteur 12. L'émetteur 12 est supporté par le cadre 13. La paroi 11 de réception comporte des moyens de modulation modifiant l'adhérence de la surface de réception 10, c'est-à-dire modifiant l'interface entre le support 1 et l'équipement mobile 2. Ces moyens de modulations sont par exemple, une bande 110 piézoélectrique fixée par exemple par collage entre la paroi 11 et l'émetteur 12. Comme le montre la figure 3, la bande 110 est apte à osciller en flexion entre les positions extrêmes I et II. Ces oscillations sont transmises à la paroi 11 lorsque l'interface entre la surface de réception 10 et l'équipement mobile 2 est dans un premier état. La fréquence d'oscillation est de l'ordre de quelques dizaines de hertz. La paroi 11 comporte du côté de la surface de réception 10 un tapis en élastomère, à haute adhérence, par exemple en silicone. Le support 1 comporte des moyens de commande, non représentés, pour piloter les moyens de modulation et des moyens de détection, non représentés, qui reconnaissent la présence ou la proximité de l'équipement mobile 2. Ceux-ci sont basés sur un protocole de communication dans lequel l'émetteur 12 envoie régulièrement un message de détection (appelé « ping » en anglais). Tant qu'aucun appareil ne répond à cette demande, aucune présence n'est détectée. Par contre, lorsque l'équipement mobile 2 reçoit ce message de détection, il communique avec le support 1 de manière à signaler sa présence. Un tel protocole est décrit par exemple dans la norme du consortium « Wireless Power ». Les moyens de commande pilotent alors la bande 110 piézoélectrique pour mettre la surface de réception 10 en vibration. Ainsi, l'appareil 2, posé sur la surface de réception 10, n'est en contact avec la surface de réception 10 qu'une partie du temps a, laissant ainsi la possibilité de glisser facilement le reste du temps b, comme schématisé sur la figure 4. La surface de réception 10 présente alors une adhérence moindre que lorsqu'elle est dans un état statique. L'équipement mobile 2 comporte un dispositif de détection du couplage électromagnétique entre l'émetteur 12 et le récepteur 20, non représenté, qui permet de déterminer si son récepteur 20 est bien aligné avec l'émetteur 12 du support 1. Un tel dispositif est connu par exemple sous le sigle « RSSI », pour « received signal strength indication ». Ce dispositif de détection de couplage transmet cette information de bon couplage électromagnétique à des moyens de communication inclus dans les moyens de commande du support 1. Les moyens de commande arrêtent alors les moyens de modulation pour que l'interface soit dans un deuxième état, sans vibration, c'est-à-dire avec un haut niveau d'adhérence entre la surface de réception 10 et l'équipement mobile 2. L'équipement mobile 2 repose alors sur la surface de réception 10, qui ne vibre plus, et qui présente un haut degré d'adhérence avec l'équipement mobile 2. Dans une variante du premier mode de réalisation du support 1', montré sur les figures 7 et 8, la paroi 11' de réception ne comporte pas de bande piézoélectrique, mais les moyens de modulations comprennent quatre actionneurs 112 répartis au bord de la paroi 11'. Chaque actionneur 112 comporte un noyau 1120 fixé à la paroi 11' et un enroulement 1121 fixé sur le cadre 13, le noyau 1120 étant inséré au centre de l'enroulement 1121. Les enroulements 1121 sont reliés électriquement aux moyens de commande. En fonctionnement, les enroulements 1121 sont alimentés en courant alternatif de manière à provoquer des vibrations dans la paroi 11' de réception et donc à provoquer des vibrations sur la surface de réception 10'. Les autres fonctions sont identiques à celles de l'exemple précédent. Dans une variante, non représentée, les électroaimants sont remplacés par des actionneurs piézoélectriques. Dans un deuxième mode de réalisation (cf. Figures 11 à 13), le support 14 comporte un plateau fixe 114 revêtu d'un tapis en élastomère, par exemple en silicone. Le plateau 114 est fixe et est percé d'une pluralité de trous 110 par lesquels des éléments 150 peuvent faire saillie. Ces éléments 150 sont montés sur une platine 15 mobile en translation selon une direction perpendiculaire à la surface de réception 104 du plateau 114. La partie saillante des éléments 150 a une première adhérence faible, par exemple en étant en PTFE. La surface de réception 104 du plateau 114 présente une deuxième adhérence, plus importante que la première. Le support 14 comporte en outre au moins deux actionneurs 16 pour, dans un premier état, placer la platine 15 contre le plateau 114, de telle sorte que les éléments font saillie du plateau 114, et dans une deuxième état, éloigner la platine 15 du plateau 114 pour rétracter les éléments 150 en-dessous de la surface de réception du plateau 114. Dans ce troisième mode de réalisation, les moyens de modulation comprennent donc des éléments 150 pouvant faire saillie, une platine 15 mobile, et actionneurs 16. Selon un perfectionnement du premier ou du deuxième mode de réalisation, 20 représenté sur la figure 9, le support 1" comporte en outre des électroaimants 14 placés au centre de l'émetteur 12 et pilotés par les moyens de commande. En fonctionnement, lorsque l'équipement mobile 2 est placé sur la surface de réception 10" du support 1", et que l'émetteur 12 et le récepteur 20 sont alignés, l'équipement mobile 2 informe les moyens de commande que l'alignement est réalisé. Les 25 moyens de commande pilotent alors les électroaimants 14 pour qu'ils créent un champ magnétique. Le champ magnétique interagit alors avec une partie métallique de l'équipement mobile 2 tel qu'un écran 201 placé derrière l'enroulement 200 du récepteur 20. Ainsi, l'équipement mobile 2 est maintenu sur le support 1" par la force magnétique ainsi créée en plus de l'adhérence de la surface de réception 10". 30 Dans une variante de ce perfectionnement, montrée sur la figure 10, les électroaimants 14"' sont placés à l'extérieur de l'enroulement 120 de l'émetteur 12 et fixés sous la paroi 11"'. Le fonctionnement est identique à celui décrit ci-dessus. Les électroaimants 14"' interagissent avec d'autres parties métalliques paramagnétiques de l'équipement mobile 2 telle qu'un blindage 21. 35 L'invention permet donc de placer un équipement mobile facilement sur un support de chargeur, situé à bord d'un véhicule, puis de maintenir cet équipement mobile sur la surface de réception du chargeur, pour y être chargé sans risque de glissement suite aux sollicitations (vibrations, à-coups) subies par le chargeur dans le véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé de placement d'un équipement mobile (2) sur la surface de réception (10,10%10-1 4) d'un support (1) comportant un émetteur (12), l'équipement mobile (2) comportant un récepteur (20) qui se couple électromagnétiquement avec l'émetteur (12) lorsqu'il est aligné avec l'émetteur (12) et posé sur la surface de réception (10,10',10"',14), procédé caractérisé en ce qu'on commande l'interface entre le support (1) et l'équipement mobile (2) : - dans un premier état dans lequel l'équipement mobile (2) glisse facilement sur le support (1) lorsque l'équipement mobile (2) est sur le support (1), et - dans un deuxième état dans lequel l'équipement mobile (2) et le support (1) sont liés lorsque l'émetteur (12) et le récepteur (20) sont alignés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - dans le premier état, on induit des vibrations mécaniques de la surface de réception (10,10',10"',14) pour diminuer l'adhérence de l'équipement mobile (2) sur le support (1), et - on garde la surface de réception (10,10',10"',14) statique dans le deuxième état. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le premier état, on fait saillir des éléments ayant une première adhérence d'une surface de réception (10,10',10"',14) ayant une deuxième adhérence différente de la première adhérence, de telle sorte que la surface de réception (10,10',10"',14) présente une adhérence plus faible lorsqu'elle est dans le premier état. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que on active en plus des moyens magnétiques (14, 14"') pour lier l'équipement mobile (2) et le support (1) dans le deuxième état. 5. Support d'équipement mobile (2) comportant un émetteur (12) destiné à être couplé électromagnétiquement à un récepteur (20) d'un équipement mobile (2) lorsque l'équipement mobile (2) est sur une surface de réception (10,10',10"',14) du support (1), et lorsque l'émetteur (12) et le récepteur (20) sont alignés, caractérisé en ce que le support (1) comporte des moyens de modulation (110,112,14,14"',15,16,150,114) pour commander l'état de l'interface entre le support (1) et l'équipement mobile (2) entre : - un premier état dans lequel l'équipement mobile (2) glisse facilement sur le support (1), et- un deuxième état dans lequel l'équipement mobile (2) et le support (1) sont liés, le support (1) comportant des moyens de commande pour piloter les moyens de modulation (110, 112, 14) dans le deuxième état lorsque l'émetteur (12) et le récepteur (20) sont alignés. 6. Support selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de détection de la présence de l'équipement mobile (2) sur la surface de réception (10,10',10"',14), et que les moyens de commande pilotent les moyens de modulation (110,112,14,14',15,16,150,14) dans le premier état uniquement lorsque l'équipement mobile (2) est présent, et - les moyens de commande comportant des moyens de communication pour recevoir au moins une information de bon couplage électromagnétique entre l'émetteur (12) et le récepteur (20) en provenance de l'équipement mobile (2), les moyens de commande activant les moyens de modulation (110,112,14,14"',15,16,150, 14) dans le deuxième état lorsque les moyens de commande reçoivent l'information de bon couplage électromagnétique. 7. Support selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de modulation (110,112) induisent des vibrations mécaniques de la surface de réception (10,10') pour diminuer l'adhérence de l'équipement mobile (2) sur le support (1) dans le premier état, et gardent la surface de réception (10,10') statique dans le deuxième état. 8. Support selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de modulation (110,112) comportent au moins un actionneur choisi parmi des électroaimants (112), des actionneurs piézoélectriques ou des bandes (110) piézoélectriques. 9. Support selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que, dans le premier état, des éléments (150) ayant une première adhérence sont prévus pour faire saillie d'une surface de réception (14) ayant une deuxième adhérence différente de la première adhérence, de telle sorte que la surface de réception (14) présente une adhérence plus faible lorsqu'elle est dans le premier état. 10. Support selon les revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la surface de 30 réception (10,10',10"',14) est constituée par matériau de haute adhérence, tel qu'un élastomère. 11. Support selon les revendications 5 à 11, caractérisé en ce que : - les moyens de modulation (110,112) comportent en outre des moyens magnétiques (14, 14"') pour lier l'équipement mobile (2) et le support (1) dans 35 le deuxième état, et- les moyens magnétiques (14, 14"') comportent au moins un électroaimant (14, 14"') destiné à coopérer avec au moins un élément (201, 21) en matériau paramagnétique de l'équipement mobile (2). 12. Support selon l'une des revendications 5 à 11, dans lequel l'émetteur (12) et le récepteur (20) sont prévus pour la charge sans contact de l'équipement mobile (2).