Brevet FR3097477A1 — publié le 20201225

Description Titre de l'invention : Equipement de commande pour véhicule au- tomobile [0001] La présente invention concerne un équipement d'habitacle d'un véhicule automobile destiné à commander une ou plusieurs fonctions dudit véhicule. [0002] L'habitacle d'un véhicule automobile constitue pour des utilisateurs - conducteur et éventuels passagers - un lieu de vie et d'interaction avec des commandes qui permettent de contrôler des fonctions du véhicule ; ces fonctions sont de nature très diverses et concernent le fonctionnement proprement dit du véhicule comme le frein de parking, les indicateurs de direction.., et concernent également le bien être des utilisateurs comme le système d' info-divertissement, le système de climatisation... [0003] Les commandes que l'on trouve typiquement à l'intérieur d'un véhicule et qui constituent l'interface pour contrôler les fonctions d'un véhicule sont notamment du type : [0004] - boutons poussoirs pour, par exemple, commander le verrouillage d'un véhicule, - boutons rotatifs pour, par exemple, commander le réglage de température du système de climatisation ; - boutons basculants pour, par exemple, commander le mécanisme d'ouverture/fermeture des vitres gâchette pour, par exemple, commander le mécanisme d'ouverture des portes - curseurs pour, par exemple, commander le réglage de température du système de climatisation [0005] L'habitacle de véhicule se trouve donc équipé d'une multitude d'organes de commandes. Ces organes de commandes - boutons, curseurs...- sont de type mécanique ou électromécanique. A cc titre, ces organes de commande sont, d'une part, relativement coutcux et d'autre part, présentent des contraintes d'implantation importantes dans l'habitacle du véhicule puisqu'ils ne peuvent être positionnés qu' à des emplacements qui permettent d'accueillir leurs mécanismes. Cette dernière contrainte réduit donc fortement la liberté de conception de l'habitacle puisque l'implantation de ces organes est dictée non pas selon des considérations ergonomiques mais selon des contraintes mécaniques qui peuvent être en contradiction avec les considérations d'ergonomie. [0006] En outre, l'habitacle des véhicules est, de plus, enrichi par des écrans numériques qui peuvent être disséminés dans l'habitacle, ces écrans étant associés à des interfaces de contrôle pour piloter des fonctions véhiculaires. Ces écrans peuvent être pilotés par des 2 interfaces tel que des pavés tactiles ou des molettes rotatives. Compte tenu du déploiement important des écrans numériques que l'on trouve non seulement dans la planche de bord mais également sur les dossiers des sièges, sur les cassettes de porte, sur les montants A, B ou C, la commande des écrans pose certains problèmes. Ces écrans peuvent être de petites tailles et hors de portée de l'accès direct des utilisateurs. [0007] Dans ce contexte technique, un but de l'invention est d'améliorer l'interface de commande de fonctions véhiculaires pour proposer un habitacle plus ergonomique et moins couteux. [0008] L'invention concerne un équipement d'habitacle de commande d'une fonction d'un véhicule automobile, caractérisé en que l'équipement comprend un corps dans lequel est ménagée une zone de commande comprenant des capteurs configurés pour générer un signal électrique en réponse à une action telle qu'une force ou une pression exercée sur au moins l'un des capteurs et pouvant être reliés à une Unité de Commande Electronique (ECU) du véhicule, un module de retour haptiquc pouvant être relié à l'ECU, adjacent à la zone de commande et des éléments de capotage recouvrant lesdits capteurs et ledit module de retour haptiquc, le signal électrique généré par les capteurs étant transmis à l'ECU pour y être analysé et converti en une commande d'une fonction du véhicule et du module de retour haptiquc. [0009] De plus, l'invention peut comprendre de manière isolée ou en combinaison les dis- positions suivantes : [0010] les capteurs sont constitués d'une matière conductrice qui permet de mesurer une variation de signaux électriques associée à des microdéformations de cette matière lors d'un contact ou une pression sur celle-ci. les capteurs agissent en mode capacitif ou en mode résistif. le corps comprend une coque inférieure et des moyens de capotage entre lesquels sont disposés les capteurs et le module de retour haptique. les moyens de capotage comprennent une coque supérieure qui s'étend sur l'ensemble de la coque inférieure. les capteurs sont issus de moulage avec la coque supérieure. les moyens de capotage comprennent une peau souple complémentaire d'une coque supérieure qui s'étend partiellement sur la coque inférieure. le capteur présente au moins une partie plane sur laquelle un doigt d'un utilisateur peut s'appuyer. au moins un capteur forme une protubérance à la surface de la zone de commande sur laquelle un doigt d'un utilisateur peut s'appuyer. l'équipement appartient au groupe comprenant une poignée de porte, un élément de planche de bord, une console centrale, un accoudoir, un volant, un montant A, B ou C, une cassette de porte, un appui tête, un élément de siège. 3 [0011] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un équipement d'habitacle de commande d'une fonction selon l'une des caractéristiques précitées. [0012] Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence aux dessins ci- annexés représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation d'un équipement d'habitacle qui est une poignée de maintien pour les besoins de r illustration de l'invention. [0013] [fig.1] est une vue en perspective d'un équipement d'habitacle qui est une poignée de maintien latérale ; [0014] [fig.2] est une vue en perspective éclatée de l'équipement ; [0015] [fig.3] montre en perspective en vue de dessus l'équipement sur laquelle des composants ont été omis pour laisser apparaitre la structure interne dc l'équipement ; [0016] [fig.4] montre en perspective en vue de dessus l'équipement sur laquelle des composants ont été omis pour laisser apparaitre la structure interne dc l'équipement ; [0017] [fig.5] montre en perspective en vue de bout de l'équipement sur laquelle des composants ont été omis pour laisser apparaitre la structure interne dc l'équipement ; [0018] [fig.6] montre en perspective de l'équipement en vue de dessus sur laquelle des composants ont été omis pour laisser apparaitre la structure interne dc l'équipement ; [0019] [fig.7] montre en perspective en vue de l'équipement sur laquelle des composants ont été omis pour laisser apparaitre la structure interne de l'équipement ; [0020] [fig.8] est une vue de l'équipement utilisé pour contrôler un écran ; [0021] [fig.9] est une vue de l'équipement utilisé pour contrôler la montée et la descente d'une vitre ; [0022] [fig.10] est une vue de l'équipement utilisé pour contrôler le déverrouillage d'une porte ; [0023] [fig.11] illustre les actions effectuées sur l'équipement par un utilisateur pour contrôler un écran ; [0024] [fig.12] illustre les actions effectuées sur l'équipement par un utilisateur pour contrôler la montée et la descente d'une vitre ; [0025] [fig.13] illustre les actions effectuées sur l'équipement par un utilisateur pour contrôler le déverrouillage d'une porte. [0026] Les figures 1 à 7 montrent un équipement d'habitacle d'un véhicule selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, l'équipement est une poignée intérieure 1 que l'on trouve classiquement dans une cassette de porte d'un véhicule. [0027] Dans le cas présent, la poignée intérieure 1 présente un corps central 2 permettant la préhension par un utilisateur et deux axes 3 permettant la fixation de la poignée dans une cassette de porte. [0028] Comme on peut le voir sur cette figure, la poignée possède une zone de commande 5 de plusieurs fonctions du véhicule qui constitue une particularité de l'invention et qui va être plus particulièrement décrite maintenant. [0029] La figure 2 montre en perspective éclatée la poignée selon l'invention. [0030] Comme on le voit sur cette figure, le corps 2 comprend une coque inférieure 6 qui est, de préférence, en matière plastique injectée, les axes de fixation 3 étant venus de moulage avec la coque inférieure 6. [0031] La coque inférieure 6 est pourvue de logements qui accueillent un circuit imprimé 7 et un module de retour haptique 10. [0032] Le circuit imprimé 7 embarque une série de capteurs 11. Les capteurs 11 sont constitués d'un matériau conducteur qui présente au moins en partie, une surface configure° pour générer un signal électrique en réponse à un déplacement d'un objet conducteur en particulier un doigt d'un utilisateur à travers celle-ci. [0033] Le matériau conducteur qui constitue les capteurs 11 est flexible et peut être, par exemple, un caoutchouc chargé de particules conductrices. Les capteurs 11 peuvent être, de préférence, obtenus par moulage. [0034] Les capteurs 11 sont ainsi moulés selon des formes spécifiques en fonction de leur application comme on va le voir. [0035] On peut se reporter aux figures 3 et 4 pour apprécier plus précisément les capteurs 11, leurs types et leurs positionnements. [0036] Dans l'exemple de réalisation de l'invention que l'on voit plus particulièrement sur la figure 4, le circuit imprimé 7 reçoit : [0037] quatre capteurs II la qui sont disposés en série le long d'une génératrice an- térieure du corps 2 de la poignée de manière à être accessible par plusieurs doigts d'un utilisateur lorsque celui-ci saisit la poignée. 11 s'agit de quatre éléments sensiblement parallélépipédiques dont la face externe (c'est-à-dire la face opposée à la face de fixation sur le circuit imprimé) présente une géométrie en portion de cylindre; un capteur 11 lb qui est disposé sur la face postérieure du corps 2 de la poignée de manière à être accessible à l'index d'un utilisateur lorsque celui-ci saisit la poignée. Le capteur Il lb présente une extrémité en forme de bec c'est-à-dire une extrémité dont la section s'amincie un capteur 111c qui est disposée sur la face antérieure du corps 2 de la poignée de manière à être accessible au pouce d'un utilisateur lorsque celui-ci saisit la poignée. Le capteur 111c présente également une extrémité en forme de bec dont l'extrémité s'amincie. [0038] Les capteurs 11 lb et 111c forment chacun une protubérance à la surface du corps 2. On voit la saillie que forme les capteurs II lb et 111c sur, notamment, la figure 7. [0039] La poignée 1 est également équipée d'un capteur 112 qui est formé du même matériau conducteur que celui des capteurs 111a,11111,111c. [0040] Comme on le montre sur les figures 5 et 6, le capteur 112 peut présenter une géométrie en disque, c'est-à-dire qu'il présente une face plane qui, comme on va le voir, sert d'appui au pouce d'un utilisateur. Dans l'exemple décrit, le capteur 112 est positionné sensiblement à l'aplomb d'un des axes de fixation 3. Le capteur 112 fonctionne au moins partiellement en mode capacitif et pour cela peut être doté de pistes capacitives 113 cc qui lui permet de détecter des déplacements, par exemple, de doigts à sa surface. [0041] Dans l'exemple de réalisation montré sur les figures (voir par exemple la figure 2), les moyens de capotage qui encapsulent les capteurs 11 et le module de retour haptique 10 sont de deux natures puisqu'une peau souple 12 recouvre les capteurs 11 et une coque supérieure 9 en matière plastique injectée forme le complément de la face antérieure du corps 2. [0042] Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la coque supérieure forme la totalité de la face antérieure apparent du corps 2, c'est-à-dire que la coque supérieure recouvre les capteurs 11 et le module de retour haptique 10. Les capteurs 11 peuvent alors être issus de moulage avec la coque supérieure. [0043] Dans l'exemple illustré, la zone de commande 5 dans laquelle sont disposés les capteurs 11 est donc gainée d'une peau souple 12 en matériau silicone. On note également la présence dans la coque inférieure 6 d'un module de retour haptique 10. Dans l'exemple illustré, le module de retour haptique 10 comprend trois actionneurs 13 qui sont fixés par des cavaliers 14 sur la coque inférieure 6. [0044] La coque supérieure 9 vient se fixer sur la coque inférieure 6. La coque supérieure 9 qui, dans le cas présent, est scindée en deux sous éléments ne recouvre pas la série de capteurs 11 ; les capteurs 11 sont, pour leur part, recouverts d'une peau 12 souple en silicone. La face apparente pour l'utilisateur de la poignée intérieure 1 est donc formée par la coque supérieure 9 (éventuellement en deux parties) en matière plastique et par la peau 12 en silicone qui matérialise l'emplacement des capteurs 11 et donc la zone de commande 5. [0045] L'ensemble des capteurs 11 et le module de retour haptique 10 sont reliés à une Unité de Commande Electronique (ECU selon l'acronyme anglais usuel) du véhicule qui, de manière conventionnelle, comprend un processeur, des mémoires ROM, EPROM, EEPROM et RAM et une interface Entrée/Sortie. L'ECU embarque un ou plusieurs logiciels. [0046] Les capteurs 11 sont reliés à un ECU, par exemple, par un bus CAN du véhicule de manière à ce que les données mesurées (variations de résistance des capteurs 11 en réponse à des microdéformations) soient transmisses à l'un des ECU. [0047] Dans le cas de la présente invention, l'ECU embarque un logiciel spécifique qui 6 traite les données en provenance des capteurs 11 et en fonction de leurs caractéristiques détermine quelle action est à accomplir dans le véhicule. [0048] Les figures 8 à 10 montrent trois fonctions qui peuvent être commandés par la poignée 1 qui, on peut le rappeler, ne possède aucune pièce mécanique en mouvement à l'exception du module de retour haptique 10 : [0049] La figure 8 montre la commande de la navigation dans un écran 16 de petite taille qui se trouve intégré dans la cassette de porte ; La figure 9 montre la commande de la montée et de la descente d'une vitre de la porte 17; La figure 10 montre la commande du déverrouillage de la porte 17. [0050] Ces trois fonctions bien distinctes sont contrôlées par l'utilisateur à partir de l'unique zone de commande 5. [0051] La figure 11 montre comment un utilisateur commande l'écran 16. Pour cela l'utilisateur enserre le corps 2 de la poignée et place son pouce à l'extrémité de la poignée au-dessus du capteur 112 ; la pression que les quatre doigts de l'utilisateur exercent sur le corps 2 est détectée par les capteurs 111a et le mouvement du pouce de l'utilisateur est détecté par le capteur 112. Les signaux électriques détectés par les capteurs 111a et 112 sont transmis à l'ECU. Selon l'analyse faite au niveau de l'ECU, une action est transmise à l'écran 16 (par exemple pour déplacer un pointeur sur l'écran 16 et sélectionner un menu affiché sur l'écran 16) et une action est transmise au module de retour haptique 10 pour que celui-ci émette une vibration, par exemple, lors de la sélection d'un menu sur l'écran 16. [0052] La figure 12 montre comment un utilisateur commande la montée et la descente d'une vitre. Pour cela, l'utilisateur enserre le corps de la poignée et place son pouce à l'extrémité de la poignée sur le capteur 11Ic qui forme une protubérance ; la pression que les quatre doigts de l'utilisateur exercent sur le corps 2 est détectée par les capteurs ii la et la pression du pouce qui, dans le cas où l'utilisateur cherche à faire monter ou descendre une vitre est typiquement une pression continue et modérée, est détectée pour la capteur 111c. Les signaux électriques créés par la déformation des capteurs Illa et 111c sont transmis à l'ECU. Selon l'analyse faite au niveau de l'ECU, une action est transmise au moteur logé dans la cassette de porte qui entraine la montée et la descente de la vitre et une action est transmise au module haptique 10 pour que celui-ci émette une vibration lors de la montée ou de la descente de la vitre qui évoque pour l'utilisateur la prise en compte de sa demande et de l'exécution de cette commande. [0053] La figure 13 montre comment un utilisateur commande le déverrouillage de la porte 17. Pour cela, l'utilisateur enserre le corps 2 de la poignée et place son index à l'extrémité de la poignée sur le capteur Il lb qui forme une protubérance ; la pression 7 que les quatre doigts de l'utilisateur exercent sur le corps 2 est détectée par les capteurs 111a et la pression de l'index qui, dans le cas où un utilisateur cherche à déverrouiller une porte est typiquement intense et brève, est détectée pour la capteur 111e. Les signaux électriques créés par la déformation des capteurs 111a et 111e sont transmis à l'ECU. Selon l'analyse faite au niveau de l'ECU, une action est transmise au moteur qui entrainc le déverrouillage de la porte et une action est transmise au module haptiquc 10 pour que celui-ci émette une vibration par exemple intense et brève qui évoque à l'utilisateur, par exemple, un mécanisme de tringlerie qui se met en mouvement. [0054] L'équipement d'habitacle selon l'invention permet des mouvements de manière intuitive pour l'utilisateur et permet un apprentissage aisé de l'utilisation de cet équipement de commande. [0055] Ces trois fonctions illustrées ne sont pas limitatives de l'invention ; l'équipement pouvant commander toutes les fonctions possibles présentes dans un habitacle et cornmandablcs et contrôlables par l'utilisateur à partir d'une unique zone de commande 5. [0056] L'invention fournit ainsi un équipement d'habitable qui est dépourvu de mécanisme et qui permet de commander des fonctions véhiculaires grâce à des capteurs sur lesquels un utilisateur exerce des actions manuelles sur un équipement unique qui imitent les actions manuelles traditionnellement faites par l'utilisateur sur une pluralité d'organes de commande mécanique. Cela permet de ne pas déstabiliser l'utilisateur en lui proposant d'effectuer des actions qui lui sont familières et intuitives en s'affranchissant de contraintes propres aux mécanismes traditionnels (couts et complexité de positionnement et d'intégration dans un habitacle automobile). [0057] L'invention est décrite plus particulièrement en référence à une poignée mais pourrait être par exemple appliquée à un volant dans lequel sont disposés des capteurs pour commander un avertisseur sonore ou des indicateurs de direction. 8 REVENDICATIONS[Revendication 1] Equipement d'habitacle de commande d'une fonction d'un véhicule au- tomobile, caractérisé en que l'équipement comprend un corps (2) dans lequel est ménagée une zone de commande (5) comprenant des capteurs (11) configurés pour générer un signal électrique en réponse à une action telle qu'une force ou une pression exercée sur au moins l'un des capteurs (11) et pouvant être reliés à une Unité de Commande Electronique (ECU) du véhicule, un module de retour haptique (10) pouvant être relié à l'ECU, adjacent à la zone de commande (5) et des éléments de capotage recouvrant lesdits capteurs (11) et ledit module de retour haptique (10), le signal électrique généré par les capteurs (11) étant transmis à l'ECU pour y être analysé et converti en une commande d'une fonction du véhicule et du module de retour haptique (10). [Revendication 2] Equipement d'habitacle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs (11) sont constitués d'une matière conductrice qui permet de mesurer une variation de signaux électriques associée à des microdéformations de cette matière lors d'un contact ou une pression sur celle-ci. [Revendication 3] Equipement d'habitacle selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les capteurs (11) agissent en mode capacitif ou en mode résistif. [Revendication 4] Equipement d'habitacle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps comprend une coque inférieure (6) et des moyens de capotage entre lesquels sont disposés les capteurs (11) et le module de retour haptique (10). [Revendication 5] Equipement d'habitacle selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de capotage comprennent une coque supérieure qui s'étend sur l'ensemble de la coque inférieure (6). [Revendication 6] Equipement d'habitacle selon la revendication 5 caractérisé en ce que les capteurs (11) sont issus de moulage avec la coque supérieure. [Revendication 7] Equipement d'habitacle selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de capotage comprennent une peau souple (12) complémentaire d'une coque supérieure (9) qui s'étend partiellement sur la coque inférieure (6). [Revendication 8] Equipement d'habitacle selon l'une des revendication 1 à 7, caractérisé en ce que le capteur (112) présente au moins une partie plane sur laquelle un doigt d'un utilisateur peut s'appuyer, 9 [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] Equipement selon la revendication 1 à 8, caractérisé en ce que au moins un capteur (11111,1 11c) forme une protubérance à la surface de la zone de commande (5) sur laquelle un doigt d'un utilisateur peut s'appuyer. Equipcment d'habitacle selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'équipement appartient au groupe comprenant une poignée de porte, un élément de planche de bord, une console centrale, un accoudoir, un volant, un montant A, B ou C. une cassette de porte, un appui tête, un élément de siège. Véhicule automobile comprenant un équipement d'habitacle de commande d'une fonction selon l'une des revendications précédentes.