Brevet FR3056468A1 — publié le 20180330

Interface pour véhicule automobile La présente invention concerne une interface pour la commande d'au moins une fonction d'un organe de véhicule automobile. Dans le domaine automobile, la commande d'organes électriques, comme le 5 dispositif de climatisation, est généralement réalisée au moyen d'un bouton rotatif mécanique. De façon classique, celui-ci comporte une molette dont le positionnement angulaire est déterminé par un capteur, par exemple de type optique, ou par un commutateur rotatif électrique. La position angulaire de la molette permet à une unité 10 de traitement de sélectionner une commande particulière et de commander par exemple un actionneur d'un volet dans le système de climatisation. On connait également un système de commande dans lequel on associe une molette à un écran tactile. Dans ce système, la détection de la position angulaire de la molette est réalisée par une dalle tactile capacitive qui détecte un plot capacitif porté 15 par la molette, le plot capacitif étant élastiquement sollicité contre l'écran tactile. La dalle tactile capacitive permet alors d'une part, la saisie tactile d'informations par détection de l'appui ou du déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la dalle et d'autre part, de mesurer la position angulaire de la molette. Cette association est intéressante car on peut programmer l'affichage de l'écran tactile en relation avec 20 plusieurs fonctions à commander. L'écran peut être programmé pour afficher la position des volets et la température du système de climatisation. Ce même écran avec molette peut servir à régler le volume du système audio du véhicule par exemple. Cependant dans ce système, la sensibilité de la détection est limitée par la dimension de la surface du plot capacitif en vis-à-vis de l'écran tactile qui est 25 généralement relativement faible. En outre, la rotation de la molette entraine le frottement du plot capacitif contre l'écran tactile. Ce frottement peut engendrer des problèmes de bruits, d'usure et de durabilité. Un des buts de la présente invention est de proposer une interface améliorée qui résolve au moins en partie cet inconvénient. 30 A cet effet, l'invention a pour objet une interface pour la commande d'au moins une fonction d'un organe de véhicule automobile, comportant : - un écran tactile et - un organe de commande comprenant : 3056468 -2- un organe rotatif, au moins un index conducteur mobile en rotation avec l'organe rotatif, un guide fixé sur l'écran tactile, l'organe rotatif étant guidé en rotation par le guide, caractérisée en ce que : l'organe rotatif comporte un rotor central réalisé en matériau transparent, l'index conducteur est porté par une extrémité du rotor central en regard de l'écran tactile, l'index conducteur étant excentré par rapport à l'axe de rotation de l'organe rotatif, l'index conducteur étant réalisé en oxyde indium - étain, tel qu'en encre ITO, le guide étant configuré pour ménager un interstice entre l'index conducteur et l'écran tactile. L'encre ITO est conductrice et transparente. Par conséquent, l'index conducteur peut présenter de grandes dimensions dans le plan de l'extrémité du rotor central sans gêner la visualisation des images affichées par l'écran tactile à travers le rotor central. II est ainsi possible d'augmenter la surface de détection capacitive sans perturber l'affichage au centre de l'organe de commande. La rotation sans contacts entre l'index conducteur et la dalle tactile capacitive permet d'éviter l'ensemble des problèmes habituels liés aux frottements de pièces en contact, tels que l'usure, le bruit et la moindre durabilité. La possible perte de sensibilité de détection qui peut être induite du fait de l'éloignement de l'index conducteur peut être compensée par de plus grandes dimensions de l'index du fait de sa transparence. Selon une ou plusieurs caractéristiques de l'interface, prise seule ou en combinaison : l'index conducteur s'étend sur une surface de détection supérieure ou égale à 50mm2, la dimension de l'interstice dans une direction parallèle à l'axe de rotation est comprise entre 0,1mm et 1mm, l'organe de commande comporte en outre un substrat transparent fixé à l'organe rotatif, l'index conducteur étant porté par une embase du substrat, l'embase étant fixée à une extrémité du rotor central en regard de l'écran tactile, le substrat est un film transparent en matériau plastique, 3056468 -3- l'embase du substrat fixée à l'extrémité du rotor central présente une forme de disque, le substrat comporte une languette portant des pistes conductrices permettant de connecter l'index conducteur à des surfaces externes 5 métalliques de préhension de l'organe rotatif, les pistes électriques et l'index conducteur sont réalisées par une encre ITO, le rotor central présente un canal de guidage s'étendant axialement dans une bordure latérale du rotor central et une collerette agencée à l'extrémité 10 opposée de celle portant l'embase, la rainure de guidage recevant et guidant la languette entre la collerette et une molette de préhension de l'organe rotatif portant des surfaces externes métalliques de préhension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la 15 description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue d'une portion de l'habitacle intérieur d'un véhicule automobile comprenant une interface qui est installée à titre d'exemple au niveau du panneau avant du véhicule, 20 la figure 2 montre une vue partielle et en coupe de l'interface de la figure 1, et la figure 3 montre une vue éclatée de l'organe de commande de l'interface de la figure 2. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de 25 référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de 30 différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. La figure 1 montre des éléments d'une partie avant d'habitacle de véhicule 3056468 -4- automobile. L'habitacle comporte une interface 1 notamment propre à être logée dans le panneau avant du véhicule. Une telle interface 1 permet la commande d'au moins une fonction d'un organe 5 de véhicule automobile telle que la commande des fonctions d'un système de climatisation, d'un système audio, d'un système de téléphonie ou encore d'un système de navigation. Cette interface 1 peut également servir pour les commandes de lève-vitres, de positionnement des rétroviseurs extérieurs ou encore pour le déplacement de sièges motorisés ou pour commander des lumières intérieures, un verrouillage central, 10 un toit ouvrant, les feux de détresse ou les lumières d'ambiance. L'interface 1 permet par exemple à l'utilisateur le défilement parmi une liste, la sélection ou la validation d'une sélection. Elle permet par exemple à l'utilisateur de sélectionner une adresse postale de destination ou un nom dans un répertoire, les réglages du système de climatisation ou la sélection d'une piste musicale dans une 15 liste. L'interface 1 comporte au moins un organe de commande 2 et un écran tactile 30. L'écran tactile 30 comporte une dalle tactile capacitive 3 et un écran d'affichage 10. 20 La figure 2 montre une vue partielle et en coupe plus détaillée de l'interface 1. La dalle tactile capacitive 3 comprend au moins un capteur capacitif 31 et une plaque frontale 32 agencée sur le capteur capacitif 31. Le capteur capacitif 31 permet de détecter une variation de capacité au niveau de la surface de la plaque frontale 32. Le capteur capacitif 31 peut par exemple 25 détecter un contact ou un déplacement d'un doigt d'un utilisateur. Le capteur capacitif 31 permet également de déterminer les coordonnées spatiales du doigt sur la dalle 3. Le capteur capacitif 31 est par exemple formé d'un réseau d'électrodes s'étendant sur tout ou partie de la surface de la dalle. Les électrodes sont par exemple réalisées en ITO (oxyde indium - étain) qui permettent au capteur 31 d'être transparent. 30 La rigidité de la dalle tactile capacitive 3 est obtenue au moyen de la plaque frontale 32 (ou plaque de contact) rigide, telle qu'une plaque de verre. La plaque frontale 32 agencée sur le capteur capacitif 31 fait face à l'utilisateur une fois montée dans l'habitacle. La surface tactile de la dalle 3 est ainsi formée par la surface de la 3056468 -5- plaque frontale 32. Cette surface peut être plane ou courbe. L'écran d'affichage 10, tel qu'un écran TFT (« Thin-Film transistor » en anglais) ou un écran LED ou un écran LCD est configuré pour afficher des informations associées à la manipulation de l'interface 1. L'écran 10 est disposé sous le capteur 5 capacitif 31 de manière à former un écran tactile (« touchscreen » en anglais). Le capteur capacitif 31 et la plaque frontale 32 sont au moins partiellement transparents. L'interface 1 peut également comporter un capteur d'appui 11 configuré pour mesurer un paramètre représentatif d'une force d'appui exercée sur la dalle tactile capacitive 3. Cette information permet notamment de mieux interpréter les commandes 10 de l'utilisateur ayant touché la dalle tactile capacitive 3 ou de paramétrer le retour haptique généré sur l'écran tactile 30. Le capteur d'appui 11 est par exemple disposé à l'arrière de l'écran tactile 30 (figure 2). L'interface 1 comporte par exemple quatre capteurs d'appui 11, un capteur 11 étant agencé dans chaque coin de l'écran 30. 15 La mesure de la force d'appui est par exemple obtenue à partir d'une mesure capacitive du faible déplacement de l'écran tactile 30 (non perceptible) résultant d'un appui exercé sur la dalle 3. La mesure capacitive du déplacement peut être réalisée par exemple au moyen d'une électrode fixée à l'arrière de l'écran tactile 30 et en regard d'une partie fixe métallisée ou inversement, la partie métallisée étant disposée à 20 l'arrière de l'écran tactile 30 face à une électrode de mesure fixe. La mesure de la force d'appui peut aussi être réalisée par mesure inductive ou par mesure ultrason ou par mesure de déformation au moyen de jauges de contrainte ou de capteurs FSR (pour « Force Sensing Resistor » en anglais). Une unité de traitement peut être reliée aux capteurs d'appui 11 et au capteur 25 capacitif 31. L'unité de traitement comporte un ou plusieurs microcontrôleurs ou ordinateurs, ayant des mémoires et programmes adaptés pour modifier l'affichage de l'écran d'affichage 10, pour recevoir les informations de position détectées par la dalle tactile capacitive 3 et pour recevoir les signaux de mesure des capteurs 11. C'est par exemple l'ordinateur de bord du véhicule automobile. L'unité de traitement peut être 30 configurée pour évaluer une force d'appui à partir des capteurs d'appui 11 notamment en additionnant les forces mesurées par chaque capteur 11. L'interface 1 peut aussi comporter au moins un actionneur vibratoire permettant de faire vibrer la surface de la dalle tactile capacitive 3 en réponse à la détection d'un 3056468 -6- contact ou d'un déplacement d'un doigt sur la dalle tactile capacitive 3. La possibilité de faire vibrer la dalle 3 peut permettre ici aussi de faire vibrer l'organe de commande 2 fixé sur la dalle 3. L'organe de commande 2 est par exemple positionné sur une ligne 5 sensiblement médiane de l'écran tactile 30, par exemple au milieu ou en bordure de celui-ci. L'interface 1 peut comporter plusieurs organes de commande 2, deux par exemple, un à destination du conducteur et l'autre à destination du passager. Un exemple d'organe de commande 2 est mieux visible sur la vue en coupe de la figure 2 ainsi que sur la vue éclatée de la figure 3. 10 On voit sur ces figures que l'organe de commande 2 comporte un organe rotatif 4, un guide 5 (ou palier), l'organe rotatif 4 étant guidé en rotation par le guide 5 et retenu axialement par le guide 5, un substrat 13, transparent, fixé à l'organe rotatif 4 et au moins un index conducteur 6 mobile en rotation avec l'organe rotatif 4 et porté par le substrat 13. 15 Le guide 5 est fixé sur la dalle tactile capacitive 3, par exemple par collage, tel qu'au moyen de rubans adhésifs double face 7. L'organe rotatif 4 est mobile en rotation autour d'un axe de rotation A perpendiculaire à la surface de la dalle tactile capacitive 3. L'organe rotatif 4 comporte un rotor central 12 réalisé en matériau transparent, 20 tel qu'en matériau plastique, comme en PMMA (polyméthacrylate de méthyle) ou PC (polycarbonate). Le rotor central 12 présente par exemple une forme générale cylindrique coaxiale à l'axe de rotation A, pleine ou présentant un creux borgne. Sur l'exemple de la figure 2, le rotor central 12 présente ainsi une forme générale cylindrique en creux borgne, une extrémité du rotor central 12 étant formée par le fond 25 plat 12a circulaire du creux borgne et l'extrémité opposée, côté ouverture, portant une collerette 12b. L'organe rotatif 4 peut également comporter une molette de préhension 8 en forme de bague, moletée par exemple, entourant le rotor central 12 en surmontant la collerette 12b. La collerette 12b est ainsi prise en sandwich entre la molette de 30 préhension 8 et une extrémité du guide 5. La molette de préhension 8 est fixée au rotor central 12 et est mobile en rotation avec celui-ci. L'organe rotatif 4 est retenu axialement au guide 5 par exemple par des butées axiales 14 du guide 5 (trois dans l'exemple) qui coopèrent avec la molette de 3056468 -7- préhension 8 pour retenir l'organe rotatif 4 en autorisant sa rotation. Le guide 5 peut également comporter des dispositifs de guidage et de centrage en rotation 15, au moins trois, par exemple six. Chaque dispositif 15 comprend ici une bille élastiquement sollicitée à l'encontre du rotor central 12 de l'organe rotatif 4. Les dispositifs de guidage 5 et de centrage en rotation 15 sont par exemple reçus dans le corps 5a du guide 5 par ailleurs réalisé en plusieurs parties 5a, 5b pour permettre l'assemblage des différents éléments. Le substrat 13 portant l'index conducteur 6 est par exemple un film transparent, tel qu'en matériau plastique. 10 Plus précisément, l'index conducteur 6 est porté par une embase 13a du substrat 13. L'embase 13a est fixée, par exemple par collage, à une extrémité du rotor central 12 en regard de la dalle tactile capacitive 3, c'est-à-dire au dos du fond plat 12a circulaire du creux borgne dans l'exemple. Cette embase 13a présente par exemple une forme de disque. Le diamètre du 15 disque peut être sensiblement égal ou légèrement inférieur au diamètre du fond plat 12a circulaire du rotor central 12. On assure ainsi un bon maintien du substrat 13 à l'organe rotatif 4 et on évite que les bords du substrat 13 soient apparents du fait de possibles différences de tons entre le substrat 13 et le rotor central 12. L'index conducteur 6 est excentré par rapport à l'axe de rotation A, c'est à dire 20 qu'il est agencé à l'écart de l'axe de rotation A de l'organe rotatif 4, pour que sa détection par la dalle tactile capacitive 3 permette de déterminer une position angulaire de l'organe rotatif 4. L'index conducteur 6 est en outre électriquement connecté à des surfaces métalliques externes de préhension 8a de l'organe rotatif 4 destinées à être 25 manipulées par l'utilisateur. Ces surfaces métalliques externes de préhension 8a peuvent être portées par la molette de préhension 8. Pour cela, la molette de préhension 8 peut être réalisée en matériau métallique ou peut comporter un revêtement agencé au niveau des surfaces externes de préhension, tel qu'une enveloppe métallique, par exemple chromée, connectée à l'index conducteur 6. 30 L'index conducteur 6 présente par exemple une forme d'anneau (figure 3) ou de disque. En outre, l'index conducteur 6 est réalisé par une encre ITO ou oxyde indium étain. L'encre ITO est conductrice et transparente. Par conséquent, l'index conducteur 3056468 -8- 6 peut présenter de grandes dimensions dans le plan de l'extrémité du rotor central 12 sans gêner la visualisation des images affichées par l'écran tactile 30 à travers le rotor central 12. L'index conducteur 6 s'étend par exemple sur une surface de détection S supérieure à 50mm2. Il est ainsi possible d'augmenter la surface de détection 5 capacitive sans perturber l'affichage au centre de l'organe de commande 2. Le guide 5 est en outre configuré pour ménager un interstice G entre l'index conducteur 6 et la dalle tactile capacitive 3 pour permettre la rotation de l'organe rotatif 4 sans frottements. La dimension de l'interstice G dans la direction parallèle à l'axe de rotation A est par exemple comprise entre 0,1mm et 1 mm, tel que compris entre 0,1mm 10 et 0,3mm (figure 2). La rotation sans contacts entre l'index conducteur 6 et la dalle tactile capacitive 3 permet d'éviter l'ensemble des problèmes habituels liés aux frottements de pièces en contact, tels que l'usure, le bruit et la moindre durabilité. La possible perte de sensibilité de détection qui peut être induite du fait de l'éloignement de l'index conducteur 6 peut être compensée par de plus grandes dimensions de la 15 surface de détection S de l'index conducteur 6 du fait de sa transparence. Selon un exemple de réalisation, le substrat 13 comporte en outre une languette 13b reliée à l'embase 13a, la languette 13b portant des pistes conductrices 16 qui connectent l'index conducteur 6 aux surfaces métalliques externes de préhension 8a. Les pistes conductrices 16 peuvent également être réalisées en encre 20 ITO. Par ailleurs, le rotor central 12 peut présenter un canal de guidage 12c s'étendant axialement dans une bordure latérale du rotor central 12. Le canal de guidage 12c est configuré pour recevoir et guider la languette 13b le long du rotor central 12 afin de relier les pistes conductrices 16 portées par la languette 13b aux 25 surfaces métalliques externes de préhension 8a. Ainsi, au niveau de l'extrémité de la languette 13b non reliée à l'embase 13a, la face de la languette 13b opposée à celle portant les pistes conductrices 16 est collée sur la collerette 12b du rotor central 12, par exemple au moyen d'une mousse adhésive 17. La mousse adhésive 17 permet de plaquer les pistes conductrices 16 contre 30 l'arrière de la molette de préhension 8 en comblant le gap entre la collerette 12b et la molette de préhension 8 qui porte les surfaces métalliques externes de préhension 8a. On relie ainsi l'index conducteur 6 aux surfaces métalliques externes de préhension 8a. 3056468 -9- En manipulant la molette de préhension 8, l'utilisateur amène des charges électriques sur les surfaces métalliques externes de préhension 8a électriquement connectées à l'index conducteur 6. Ces charges sont transportées vers les pistes conductrices 16 par la molette de préhension 8 métallique, qui les transportent vers 5 l'index conducteur 6 en regard de la dalle tactile capacitive 3 de l'écran tactile 30. La détection de ces charges par la dalle 3 dans la zone de l'organe de commande 2 permet d'en déduire le contact de l'organe de commande 2 par l'utilisateur. La détermination des coordonnées de l'index conducteur 6 par la dalle tactile capacitive 3 permet de déterminer la position angulaire de l'index conducteur 6 10 mobile au-dessus de la dalle tactile capacitive 3. On comprend qu'avec une telle interface 1, l'index conducteur 6 peut présenter de grandes dimensions sans gêner la visualisation des images affichées par l'écran 10 à travers le rotor central 12. En outre, la rotation de l'organe rotatif 4 est réalisée sans contacts, ce qui permet d'éviter l'ensemble des problèmes habituels liés aux 15 frottements de pièces en contact, tels que l'usure, le bruit et la moindre durabilité, la possible perte de sensibilité de détection pouvant être compensée par de plus grandes dimensions de l'index 6. 20 REVENDICATIONS1. Interface (1) pour la commande d'au moins une fonction d'un organe de véhicule automobile, comportant : un écran tactile (30) et un organe de commande (2) comprenant : un organe rotatif (4), au moins un index conducteur (6) mobile en rotation avec l'organe rotatif (4), un guide (5) fixé sur l'écran tactile (30), l'organe rotatif (4) étant guidé en rotation par le guide (5), caractérisée en ce que : - l'organe rotatif (4) comporte un rotor central (12) réalisé en matériau transparent, l'index conducteur (6) est porté par une extrémité du rotor central (12) en regard de l'écran tactile (30), l'index conducteur (6) étant excentré par rapport à l'axe de rotation (A) de l'organe rotatif (4), l'index conducteur (6) étant réalisé en oxyde indium - étain, le guide (5) étant configuré pour ménager un interstice (G) entre l'index conducteur (6) et l'écran tactile (30). 2. Interface (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'index conducteur (6) s'étend sur une surface de détection (S) supérieure ou égale à 50mm2. 3. Interface (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dimension de l'interstice (G) dans une direction parallèle à l'axe de rotation (A) est comprise entre 0,1mm et 1mm. 4. Interface (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe de commande (2) comporte en outre un substrat (13) transparent fixé à l'organe rotatif (4), l'index conducteur (6) étant porté par une embase (13a) du substrat (13), l'embase (13a) étant fixée à une extrémité du rotor central (12) en regard de l'écran tactile (30). 5. Interface (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le substrat (13) est un film transparent en matériau plastique. 6. Interface (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que l'embase (13a) du substrat (13) fixée à l'extrémité du rotor central (12) présente 3056468 une forme de disque. 7. Interface (1) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le substrat (13) comporte une languette (13b) portant des pistes conductrices (16) permettant de connecter l'index conducteur (6) à des surfaces métalliques externes 5 de préhension (8a) de l'organe rotatif (4). 8. Interface (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les pistes électrique (16) et l'index conducteur (6) sont réalisées par une encre ITO. 9. Interface (1) selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que le rotor central (12) présente un canal de guidage (12c) s'étendant axialement dans une 10 bordure latérale du rotor central (12) et une collerette (12b) agencée à l'extrémité opposée de celle portant l'embase (13a), la rainure de guidage (12c) recevant et guidant la languette (13b) entre la collerette (12b) et une molette de préhension (8) de l'organe rotatif (4) portant des surfaces métalliques externes de préhension (8a). 15