Brevet FR3026867A1 — publié le 20160408

-1- Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile 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 communi10 cation 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 de l'affi- 25 chage 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. 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 -2- 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 5 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 apprécié par les utilisateurs, et qui puisse être discriminable des autres signaux pour une application d'écrans tactiles respectant les contraintes automobiles. 10 A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de commande pour véhicule automobile comportant : - une surface tactile destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur et le déplacement du doigt sur la surface tactile, et - un module de retour haptique et/ou sonore configuré pour faire vibrer la surface 15 tactile et/ou pour générer un retour sonore à l'utilisateur, en réponse à un contact de la surface tactile, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage configurée pour piloter le module de retour haptique et/ou sonore, afin de générer un motif de retour haptique et/ou sonore lorsqu'un déplacement du doigt est détecté sur une frontière séparant 20 deux zones de la surface tactile. Par frontière séparant deux zones, on entend une frontière ou limitation prédéfinie sur la surface tactile par l'intermédiaire par exemple du programme d'ordinateur ou logiciel chargé dans l'unité de pilotage. Il s'agit donc d'une frontière définie par logiciel et non d'une frontière physique ou identifiée par des marquages. 25 On peut ainsi simuler grâce au retour haptique et/ou sonore, une frontière physique ou une limitation entre deux zones alors que la surface tactile en est dépourvue et généralement toute lisse. Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de commande, prise seule ou en combinaison, 30 - aucun retour haptique n'est généré une fois que le doigt a franchi la frontière, - la surface tactile comporte au moins une première zone délimitée par une surface fermée, et au moins une deuxième zone entourant ladite première zone. On peut ainsi simuler par exemple une touche de clavier, -3- - un premier retour haptique et/ou sonore est généré lorsqu'un déplacement du doigt entrant dans la première zone délimitée par une surface fermée est détecté et un deuxième retour haptique et/ou sonore, est généré lorsqu'un déplacement du doigt sortant dans ladite première zone est détecté. On peut simuler le ressenti d'un utilisateur enfonçant, puis relâchant une touche, - le deuxième retour haptique et/ou sonore est distinct du premier retour haptique et/ou sonore, - l'unité de pilotage commande une fonction lorsqu'un contact est détecté dans la zone située derrière la frontière, - un paramètre du retour sonore est choisi parmi l'intensité du volume, phase, fréquence, durée et/ou un paramètre du retour haptique est choisi parmi l'intensité de l'accélération, fréquence, amplitude, durée, la phase. L'invention a aussi pour objet un procédé de commande d'un dispositif de commande pour véhicule automobile tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte les 15 étapes suivantes : - on détecte un contact d'un doigt d'un utilisateur et le déplacement du doigt sur une surface tactile, et - on génère un motif de retour haptique et/ou sonore lorsqu'un déplacement du doigt est détecté sur une frontière séparant deux zones de la surface tactile. 20 Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de commande prise seule ou en combinaison, - aucun retour haptique n'est généré une fois que le doigt a franchi la frontière, - la surface tactile comporte au moins une première zone délimitée par une surface fermée, et au moins une deuxième zone entourant ladite première zone, 25 - un premier retour haptique et/ou sonore est généré lorsqu'un déplacement du doigt entrant dans une première zone est détecté et un deuxième retour haptique et/ou sonore, est généré lorsqu'un déplacement du doigt sortant dans ladite première zone est détecté, - le deuxième retour haptique et/ou sonore est distinct du premier retour haptique 30 et/ou sonore, - on commande une fonction lorsqu'un contact est détecté dans la zone située derrière la frontière. -4- DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de 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 commande pour véhicule automobile, et - la figure 2 représente un exemple de surface tactile. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La figure 1 représente un dispositif de commande pour véhicule automobile 1. Le dispositif de commande 1 comporte une surface tactile 2 et un module de retour 15 haptique et/ou sonore 4. La surface tactile 2 est destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur et le déplacement du doigt sur la surface tactile 2. Le module de retour haptique et/ou sonore 4 est 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 20 d'activation (par exemple un stylet) d'un utilisateur ayant par exemple modifié ou sélectionné une commande et/ou pour générer un retour sonore à l'utilisateur, en réponse à un contact de la surface tactile 2. On désigne par « haptique », un retour par le toucher. Ainsi, le retour haptique est un signal vibratoire ou vibrotactile. 25 Le dispositif de commande 1 peut comporter un dispositif d'affichage disposé sous la surface tactile 2 pour afficher des images au travers de la surface tactile 2, alors transparente, formant ainsi 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 30 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, 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. -5- 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 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. 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 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 (non représenté) 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. 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, 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). -6- Selon un exemple de réalisation, l'actionneur 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 une première et une deuxième position, parallèlement à un axe longitudinal de la partie mobile. La 5 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 plaque pour générer le retour haptique au doigt de l'utilisateur. Cette technologie est facilement contrôlable 10 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. Le dispositif de commande 1 comporte en outre une unité de pilotage 5 configurée pour piloter le module de retour haptique et/ou sonore 4 afin de générer un motif de retour haptique 15 et/ou sonore lorsqu'un déplacement du doigt est détecté sur une frontière 6 séparant deux zones Z1, Z2 de la surface tactile 2. Bien entendu, la frontière 6 n'est pas matérialisée sur la surface tactile 2. Le déplacement du doigt, tel qu'un glissement, comporte l'information de la localisation du doigt sur au moins deux coordonnées spatiales successives sur la surface tactile 2. 20 Un paramètre du retour sonore peut être choisi parmi l'intensité du volume, la phase, la fréquence, la durée. Un paramètre du retour haptique peut être choisi parmi l'intensité de l'accélération, la fréquence, l'amplitude, la durée, la phase. On peut ainsi simuler grâce au retour haptique et/ou sonore, une frontière physique entre 25 deux zones. La frontière présente par exemple une forme de ligne, par exemple au moins partiellement rectiligne. On peut prévoir en outre qu'aucun retour haptique ne soit généré une fois que le doigt a franchi la frontière 6. 30 On peut également prévoir que l'unité de pilotage 5 commande une fonction, par exemple pour commander des systèmes embarqués du véhicule tels que le système de climatisation, de radio, de musique, du téléphone, de ventilation ou de navigation, lorsqu'un contact est détecté dans la zone Z1 située derrière la frontière 6. -7- Selon un exemple de réalisation représenté sur la figure 2, la surface tactile 2 comporte au moins une première zone Z1 délimitée par une surface fermée, par exemple sensiblement carrée, et au moins une deuxième zone Z2 entourant la première zone Z1. On peut également prévoir que l'unité de pilotage 5 commande une fonction lorsqu'un 5 contact est détecté dans la zone fermée Z1. On peut ainsi simuler par exemple une touche de clavier. Ainsi, lorsque le doigt de l'utilisateur franchit la frontière 6, il ressent un retour haptique l'informant de ce passage, simulant par exemple l'enfoncement d'une touche. On peut prévoir en outre qu'un premier retour haptique et/ou sonore soit généré lorsqu'un déplacement du doigt entrant dans une zone fermée Z1 est détecté et qu'un deuxième retour 10 haptique et/ou sonore soit généré lorsqu'un déplacement du doigt sortant dans ladite zone fermée Z1 est détecté. Le deuxième retour haptique peut être distinct du premier retour haptique de sorte que l'on peut simuler le ressenti d'un utilisateur enfonçant, puis relâchant une touche.