Brevet FR3015382A1 — publié le 20150626

DISPOSITIF DE CONTROLE POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE DE COMMANDE La présente invention concerne un dispositif de contrôle pour véhicule automobile et un procédé de commande dudit dispositif de contrôle. Depuis ces dernières années, les voitures sont devenues plus faciles à manipuler avec 5 l'apparition de nouvelles technologies émergentes (par exemple direction assistée, ABS, régulateur de vitesse, radar de recul etc...). Paradoxalement toutefois, le nombre de fonctions à contrôler pendant la conduite a lui aussi beaucoup augmenté. Ceci peut induire une certaine complexité liée à la mauvaise connaissance de l'utilisation de ces fonctionnalités et à leur diversité. La voiture est devenue un véritable espace de vie, perçue comme un centre de 10 communication personnel et interconnecté : avec par exemple le lecteur MP3, le GPS, la connexion avec les téléphones portables. L'introduction de ces nouvelles fonctions se traduit par une augmentation du nombre de boutons sur le tableau de bord d'un cockpit de voiture. Cependant, le nombre de boutons ne peut pas être augmenté à l'infini, du fait notamment de la complexité engendrée, de l'espace 15 limité, de l'accessibilité ou de la charge cognitive. De plus, l'interaction du conducteur avec les systèmes embarqués dans la voiture peut reproduire une situation de surcharge attentionnelle dans laquelle le conducteur peut ne pas traiter au mieux toutes les informations de la tâche de conduite, se traduisant par des erreurs et un temps de détection plus long. Une possibilité est de centraliser les boutons en les remplaçant par un écran tactile. Ceci 20 permet de continuer à augmenter le nombre des fonctions, celles-ci devenant programmables et reconfigurables et exposées de façon temporaire ou permanente selon le contexte ou la fonction activée. L'écran inclut ainsi une possibilité de multifonctionnalité, tout en dématérialisant les boutons et en étant personnalisable. De plus, les écrans présentent trois autres avantages majeurs : ils permettent d'une part une interaction directe (la co-implantation 25 de l'affichage et de saisie), d'autre part ils sont souples (l'affichage peut être facilement configuré pour un certain nombre de fonctions), et enfin ils sont intuitifs (méthode d'interaction familière comme par exemple « pointer »). Cependant, contrairement au cas d'un bouton-poussoir, lorsque le conducteur interagit avec un écran tactile, il ne reçoit aucune rétroaction liée directement à son action sur l'interface, 30 autre que le simple contact de son doigt s'écrasant sur l'écran. -2- Afin de compenser la perte d'informations causée par la substitution d'interfaces mécaniques classiques par des écrans tactiles, il est prévu l'ajout d'un retour, tel que haptique, pour fournir une rétroaction du système à l'utilisateur. Ce retour permet d'éviter l'ambiguïté possible de la prise en compte de l'action de l'utilisateur par le système, susceptible de favoriser l'apparition de situations dangereuses. Il doit cependant en outre éviter de surcharger les voies visuelles et auditives déjà très sollicitées par la tâche de conduite. En effet, l'utilisation d'écrans tactiles dans un véhicule automobile ne doit pas gêner l'attention du conducteur. Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de contrôle et un procédé de commande dudit dispositif de contrôle, qui ne gêne pas la conduite, qui soit bien perçu et 10 apprécié par les utilisateurs, et qui puisse être discriminable des autres signaux pour une application d'écrans tactiles respectant les contraintes automobiles. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de contrôle pour véhicule automobile comportant une surface tactile et un module de retour haptique configuré pour faire vibrer la surface tactile en réponse à un contact de la surface tactile caractérisé en ce que la 15 vibration de la surface tactile générée est obtenue par des déplacements de la surface tactile d'amplitude comprise entre 5 et 110 ium avec une accélération du déplacement de la surface tactile comprise entre 2*G et 8*G. Les inventeurs ont en effet découvert que pour la conduite automobile, un retour haptique est mieux perçu par l'utilisateur si le ressenti est proche de celui d'une manipulation 20 d'un bouton-poussoir classique. La manipulation d'un bouton-poussoir classique nécessitant un enfoncement généralement de l'ordre de plus d'un millimètre, les inventeurs ont constaté qu'en maîtrisant d'une part les valeurs d'accélération de la surface tactile et d'autre part les amplitudes des déplacements de la surface tactile, la vibration ressentie donnait l'illusion de la manipulation du bouton physique. Ce sont en effet la modification de ces deux paramètres 25 physiques du retour vibratoire, entre 5 et 110 µm pour les déplacements de la surface tactile et entre 2*G et 8*G pour l'accélération du déplacement de la surface tactile, qui sont les plus pertinents pour agir sur le ressenti des utilisateurs, permettant au retour vibratoire d'être perçu comme un bouton et ainsi d'être mieux discriminé par l'utilisateur, évitant sa distraction au cours de la conduite. 30 Selon un exemple de réalisation, le module de retour haptique est configuré pour générer des amplitudes de déplacements de la surface tactile : - comprises entre 5 et 38 km pour une accélération du déplacement de la surface tactile comprise entre 4,5*G et 8*G, et/ou -3- - comprises entre 54 et 110 p.m, pour une accélération du déplacement de la surface tactile comprise entre 2*G et 4,5*G. On constate en effet qu'il est préférable pour se rapprocher du « ressenti bouton-poussoir » que l'accélération augmente avec l'augmentation de l'amplitude de déplacement pour les faibles déplacements (inférieurs à 3811m). Pour des déplacements d'amplitude supérieure, au-delà de 541m, l'accélération est également augmentée avec l'augmentation du déplacement mais à des valeurs moins importantes que pour les faibles déplacements. La durée de la vibration de la surface tactile est par exemple inférieure à 200 ms. La fréquence de la vibration de la surface tactile est par exemple comprise entre 60 et 200Hz. L'invention a aussi pour objet un procédé de commande d'un dispositif de contrôle pour véhicule automobile tel que décrit précédemment caractérisé en ce qu'on fait vibrer la surface tactile en réponse à un contact de la surface tactile en déplaçant la surface tactile sur une amplitude comprise entre 5 et 110 1.1,m avec une accélération du déplacement de la surface tactile comprise entre 2*G et 8*G. Selon un exemple de réalisation, on génère des amplitudes de déplacements de la surface tactile : - comprises entre 5 et 38 grn pour une accélération du déplacement de la surface tactile comprise entre 4,5*G et 8*G, et/ou - comprises entre 54 et 110 gn, pour une accélération du déplacement de la surface tactile comprise entre 2*G et 4,5*G. Selon un exemple de réalisation, l'amplitude de déplacement de la surface tactile et l'accélération du déplacement de la surface tactile présentent des valeurs interdépendantes. Par exemple, l'augmentation de la valeur de l'amplitude de déplacement de la surface tactile est sensiblement proportionnelle à l'augmentation de la valeur de l'accélération du déplacement de la surface tactile. DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de 30 l'invention, ainsi que sur les figures annexées qui représentent un exemple de réalisation non limitatif de l'invention et sur lesquelles : - La figure 1 représente un exemple de dispositif de contrôle pour véhicule automobile, et -4- - la figure 2 représente les valeurs d'accélération de la surface tactile en nombre de G, en fonction des valeurs de déplacements en .t.m de la surface tactile. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La figure 1 représente un dispositif de contrôle pour véhicule automobile 1, par exemple agencé dans un tableau de commande du véhicule. Le dispositif de contrôle 1 comporte une surface tactile 2 et un module de retour haptique 10 4 configuré pour faire vibrer la surface tactile 2 en réponse à un contact de la surface tactile 2 par un doigt ou tout autre moyen d'activation (par exemple un stylet) d'un utilisateur ayant par exemple modifié ou sélectionné une commande. On désigne par « haptique », un retour par le toucher. Ainsi, le retour haptique est un signal vibratoire ou vibrotactile. 15 La surface tactile 2 est par exemple celle d'un écran tactile. Un écran tactile est un périphérique d'entrée permettant aux utilisateurs d'un système d'interagir avec celui-ci grâce au toucher. Il permet l'interaction directe de l'utilisateur sur la zone qu'il veut sélectionner pour des utilisations diverses comme par exemple, la sélection d'une adresse de destination ou d'un nom dans un répertoire, les réglages du système de climatisation, l'activation d'une fonction dédiée, 20 la sélection d'une piste parmi une liste, ou d'une manière générale le défilement parmi une liste de choix, la sélection, la validation, et l'erreur. La surface tactile 2 comporte une plaque portant un capteur de contact pour détecter une pression d'appui ou un déplacement du doigt ou d'un stylet de l'utilisateur. Le capteur de contact est par exemple un capteur de pression, tel qu'utilisant la 25 technologie FSR pour « Force Sensing Resistor » en anglais, c'est-à-dire utilisant des résistances sensibles à la pression. La technologie SFR présente une très bonne résistance et robustesse, tout en ayant une résolution élevée. De plus, elle est très réactive et précise, tout en étant relativement stable dans le temps. Elle peut avoir une durée de vie assez longue, et est utilisable avec tout type de moyen d'activation, à un coût relativement faible. 30 Selon une conception de la technologie FSR, le capteur fonctionne en mettant en contact deux couches conductrices par exemple par l'action du doigt. Une des réalisations consiste à recouvrir une dalle de verre d'une couche d'encre conductrice, sur laquelle est superposée une feuille de polyester souple, elle-même recouverte sur sa face interne d'une couche d'encre -5- conductrice. Des plots isolants et transparents isolent la dalle de la feuille polyester. L'activation sur la surface tactile produit un léger enfoncement de la couche polyester, qui vient en contact avec la couche conductrice de la dalle de verre. Le contact local des deux couches conductrices entraîne une modification du courant électrique appliqué sur la dalle, correspondant à un gradient de tension. Selon un autre exemple, le capteur de contact comprend des couches semi-conductrices souples prises en sandwich entre par exemple une couche conductrice et une couche résistive. En exerçant une pression ou un glissé sur la couche FSR, sa résistance ohmique diminue permettant ainsi, par application d'une tension électrique adaptée, de mesurer la pression appliquée et / ou la localisation de l'endroit où la pression est exercée. Selon un autre exemple, le capteur de contact est basé sur une technologie capacitive. Le module de retour haptique 4 comporte au moins un actionneur 3 relié à la plaque de la surface tactile 2, pour générer le retour haptique en fonction d'un signal issu du capteur de contact. Le retour haptique est un signal vibratoire tel qu'une vibration produite par un signal de commande sinusoïdal ou par un signal de commande comportant un ou une succession de pulses, envoyé à l'actionneur 3. La vibration est par exemple dirigée dans le plan de la surface tactile 2 ou orthogonalement au plan de la surface tactile 2 ou encore dirigée selon une combinaison de ces deux directions. Dans le cas de plusieurs actionneurs, ces derniers sont agencés sous la surface tactile 2, 20 dans différentes positions (au centre ou sur un côté) ou dans différentes orientations (dans la direction de l'appui sur la surface ou dans un autre axe). Selon un exemple de réalisation, l'actionneur 3 repose sur une technologie similaire à celle du Haut-Parleur (en anglais : « Voice Coil »). Il comporte une partie fixe et une partie mobile en translation dans un entrefer de la partie fixe par exemple de l'ordre de 200pm, entre 25 une première et une deuxième position, parallèlement à un axe longitudinal de la partie mobile. La partie mobile est par exemple formée par un aimant mobile coulissant à l'intérieur d'une bobine fixe ou par une bobine mobile coulissant autour d'un aimant fixe, la partie mobile et la partie fixe coopérant par effet électromagnétique. Les parties mobiles sont reliées à la plaque de manière que le mouvement des parties mobiles engendre le mouvement en translation de la 30 plaque pour générer le retour haptique au doigt de l'utilisateur. Cette technologie est facilement contrôlable et permet de déplacer de fortes masses, comme celle d'un écran, à diverses fréquences et respecte les contraintes automobiles très strictes que sont un faible coût, une bonne résistance aux variations de températures importantes, et une facilité de mise en place. -6- Le module de retour haptique 4 est configuré pour faire vibrer la surface tactile 2 en réponse à un contact de la surface tactile 2 de sorte que la vibration de la surface tactile 2 générée déplace la surface tactile 2 sur une amplitude de déplacement dR comprise entre 5 et 110 gm (figure 1) avec une accélération du déplacement de la surface tactile 2 comprise entre 2*G et 8*G, avec G correspondant sensiblement à 9,8 m/s2. Les inventeurs ont en effet découvert que pour la conduite automobile, un retour haptique est mieux perçu par l'utilisateur si le ressenti est proche de celui d'une manipulation d'un bouton-poussoir classique. La manipulation d'un bouton-poussoir classique nécessitant un enfoncement généralement de l'ordre de plus d'un millimètre, les inventeurs ont constaté qu'en maîtrisant d'une part les valeurs d'accélération de la surface tactile 2 et d'autre part les amplitudes des déplacements de la surface tactile 2, la vibration ressentie donnait l'illusion de la manipulation du bouton physique. Ce sont en effet la modification de ces deux paramètres physiques du retour vibratoire, entre 5 et 110 1.1.m pour les déplacements de la surface tactile 2 et entre 2*G et 8*G pour l'accélération du déplacement de la surface tactile 2, qui sont les plus pertinents pour agir sur le ressenti des utilisateurs, permettant au retour vibratoire d'être perçu comme un bouton et ainsi d'être mieux discriminé par l'utilisateur au cours de la conduite. Dans la plage de fonctionnement pour laquelle l'amplitude de déplacement est comprise entre 5 et 110 µm et l'accélération du déplacement est comprise entre 2*G et 8*G, on peut plus précisément définir deux sous-plages. On prévoit par exemple que le module de retour haptique 4 soit configuré pour générer des amplitudes de déplacements de la surface tactile 2 comprises entre 5 et 38 iirn pour une accélération de la surface tactile comprise entre 4,5*G et 8*G. On peut aussi prévoir que le module de retour haptique 4 soit configuré pour générer des amplitudes comprises entre 54 et 110 gm, pour une accélération du déplacement de la 25 surface tactile 2 comprise entre 2*G et 4,5*G. Selon un exemple de réalisation, le module de retour haptique 4 est configuré pour générer des amplitudes de déplacements de la surface tactile 2 comprises entre 5 et 38 grn pour une accélération de la surface tactile comprise entre 4,5*G et 8*G et comprises entre 54 et 110 pour une accélération du déplacement de la surface tactile 2 comprise entre 2*G et 30 4,5*G. Ainsi, selon le type de fonction sélectionnée par l'utilisateur, il est possible de générer un retour haptique distinct mais dont l'amplitude et l'accélération du déplacement restent comprises dans l'une des deux sous-plages. -7- On a représenté schématiquement ainsi deux groupements de points G1, G2 sur la figure 2. Un premier groupement de points G1 représente la première sous-plage pour laquelle l'amplitude de déplacement de la surface tactile 2 est comprise entre 5 et 38 gm et l'accélération de la surface tactile est comprise entre 4,5*G et 8*G. Un deuxième groupement de points G2 représente la deuxième sous-plage pour laquelle les amplitudes de déplacement sont comprises entre 54 et 110 1.1.m, pour une accélération du déplacement de la surface tactile 2 comprise entre 2*G et 4,5*G. Selon un exemple de réalisation, les valeurs d'amplitude de déplacements de la surface tactile et les valeurs d'accélération du déplacement de la surface tactile correspondantes forment au moins un groupement de points dont la forme s'inscrit dans une forme elliptique. La forme elliptique s'étend par exemple sensiblement le long de la diagonale de la plage de fonctionnement pour laquelle l'amplitude de déplacement est comprise entre 5 et 110 iirn et l'accélération du déplacement est comprise entre 2*G et 8*G. Dans l'exemple représenté en figure 2, les valeurs d'amplitude de déplacements de la surface tactile et les valeurs d'accélération du déplacement de la surface tactile correspondantes forment deux groupements de points G1, G2 dont la forme respective s'inscrit dans une forme elliptique s'étendant sensiblement le long de la diagonale P1, P2 de la sous-plage respective. En outre, on peut prévoir que l'amplitude de déplacement de la surface tactile et l'accélération du déplacement de la surface tactile présentent des valeurs interdépendantes, c'est-à-dire que la détermination de l'une implique la détermination de l'autre. Par exemple, l'augmentation de la valeur de l'amplitude de déplacement de la surface tactile est sensiblement proportionnelle à l'augmentation de la valeur de l'accélération du 25 déplacement de la surface tactile. Le choix de l'accélération de la surface tactile en fonction de l'amplitude des déplacements de la surface tactile et vice-versa, permet d'améliorer le ressenti du retour haptique. Plus précisément, la correspondance entre le choix de l'amplitude des déplacements de 30 la surface tactile 2 avec le choix des valeurs d'accélération permet d'affiner la ressemblance avec un bouton-poussoir classique. On constate en effet qu'un déplacement d'amplitude moyenne, comprise entre 54 et 110 est mieux perçu et discriminé s'il est associé à une accélération faible comprise entre 2 et 4,5*G (P2 sur la figure 2). En revanche, un déplacement -8- d'amplitude faible, comprise entre 5 et 38 len, est mieux perçu et discriminé s'il est associé à une accélération moyenne comprise entre 4,5*G et 8*G (P1 sur la figure 2). Ainsi, pour se rapprocher du « ressenti bouton-poussoir », la valeur de l'accélération doit être augmentée avec l'augmentation de l'amplitude de déplacement pour les faibles déplacements (inférieurs à 3811m). Pour des déplacements d'amplitude supérieure, au-delà de 54grn, l'accélération est également augmentée avec l'augmentation du déplacement mais à des valeurs plus faibles que pour les faibles déplacements. Selon un exemple de réalisation, la durée de la vibration de la surface tactile 2 est courte, c'est-à-dire inférieure à 200 ms et de préférence comprise entre 70 et 200ms, telle que comprise entre 110 et 140 ms. Les signaux courts sont en effet mieux perçus dans ces plages de déplacement et d'accélération du déplacement de la surface tactile 2. La fréquence de la vibration de la surface tactile 2 est par exemple comprise entre 60 et 200Hz, telle que 120Hz. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle pour véhicule automobile comportant une surface tactile (2) et un module de retour haptique (4) configuré pour faire vibrer la surface tactile (2) en réponse à un contact de la surface tactile (2) caractérisé en ce que la vibration de la surface tactile (2) générée est obtenue par des déplacements de la surface tactile d'amplitude (dR) comprise entre 5 et 110 µm avec une accélération du déplacement de la surface tactile (2) comprise entre 2 et 8 G. 2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de retour haptique (4) est configuré pour générer des amplitudes (dR) de déplacements de la surface tactile (2) : - comprises entre 5 et 38 prn pour une accélération du déplacement de la surface tactile (2) comprise entre 4,5*G et 8*G, et/ou - comprises entre 54 et 110 pour une accélération du déplacement de la surface tactile (2) comprise entre 2*G et 4,5*G. 3. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de la vibration de la surface tactile (2) est inférieure à 200 ms. 4. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence de la vibration de la surface tactile (2) est comprise entre 60 et 200Hz. 5. Procédé de commande d'un dispositif de contrôle pour véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on fait vibrer la surface tactile (2) en réponse à un contact de la surface tactile (2) en déplaçant la surface tactile (2) sur une amplitude de déplacement (dR) comprise entre 5 et 110 µm avec une accélération du déplacement de la surface tactile (2) comprise entre 2*G et 8*G. 6. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on génère des amplitudes de déplacements de la surface tactile (2): - comprises entre 5 et 38 gm pour une accélération du déplacement de la surface tactile (2) comprise entre 4,5*G et 8*G, et/ou - comprises entre 54 et 110 jam, pour une accélération du déplacement de la surface tactile (2) comprise entre 2*G et 4,5*G. 7. Procédé de commande selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'amplitude de déplacement de la surface tactile (2) et l'accélération du déplacement de la surface tactile (2) présentent des valeurs interdépendantes.-10- 8. Procédé de commande selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'augmentation de la valeur de l'amplitude de déplacement de la surface tactile (2) est sensiblement proportionnelle à l'augmentation de la valeur de l'accélération du déplacement de la surface tactile (2). 9. Procédé de commande selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la durée de la vibration de la surface tactile (2) est inférieure à 200 ms. 10. Procédé de commande selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la fréquence de la vibration de la surface tactile (2) est comprise entre 60 et 200Hz.10