Brevet FR3144781A1 — publié le 20240712

Il est proposé un dispositif de commande (100) comprenant une partie fixe (110) comprenant une source lumineuse (111) et un capteur de lumière (112), une partie mobile (120) et un moyen de retour élastique interposé entre la partie mobile et la partie fixe, la partie mobile étant configurée pour se déplacer à l’encontre du moyen de retour élastique entre une première position et une seconde position selon une direction de déplacement (D’) ; la partie mobile comprend une portion réfléchissante (121) configurée pour réfléchir un pinceau lumineux provenant de la source lumineuse en direction du capteur de lumière lorsque la partie mobile est dans la première position et pour ne pas réfléchir en direction du capteur de lumière ledit pinceau lumineux lorsque la partie mobile est dans la seconde position. L’invention propose également une boite de vitesse automatique et un volant directionnel comprenant chacun un tel dispositif de commande. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif de commande, boite de vitesse automatique comprenant un dispositif de commande et volant directionnel comprenant un dispositif de commande La présente invention concerne le domaine technique de l’électronique, et notamment de l’envoi d’une commande à l’aide d’un signal optique. L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande comportant une partie fixe et une partie mobile et étant configuré pour envoyer un signal de commande. Elle concerne également une boite de vitesse automatique comprenant un tel dispositif de commande. Elle concerne également un volant directionnel comprenant un tel dispositif de commande. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la sélection de commande d’un véhicule automobile. Arrière-plan technologique Les véhicules automobiles offrent de plus en plus d’options réglables à leurs utilisateurs. Pour pouvoir commander ces réglages, de plus en plus de boutons, interrupteurs ou dispositifs de commande sont nécessaires dans l’habitacle du véhicule automobile. Ces dispositifs de commande ont souvent un fonctionnement mécanique. Le fonctionnement mécanique présente deux inconvénients. D’une part, le dispositif de commande s’use et se casse à force d’utilisation. D’autre part, le dispositif de commande est encombrant et ne permet pas d’être inséré dans des espaces restreints. Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un dispositif de commande fonctionnant grâce à une détection optique et utilisant un minimum de composant, permettant robustesse et utilisation dans des espaces restreints. Plus particulièrement, on propose selon l’invention un dispositif de commande comprenant une partie fixe, une partie mobile et un moyen de retour élastique interposé entre la partie mobile et la partie fixe, la partie mobile étant configurée pour se déplacer à l’encontre du moyen de retour élastique entre une première position et une seconde position selon une direction de déplacement, la partie fixe comprenant une source lumineuse et un capteur de lumière. La partie mobile comprend une portion réfléchissante configurée pour réfléchir un pinceau lumineux provenant de la source lumineuse en direction du capteur de lumière lorsque la partie mobile est dans la première position. La portion réfléchissante est configurée pour ne pas réfléchir en direction du capteur de lumière ledit pinceau lumineux lorsque la partie mobile est dans la seconde position. Ainsi, grâce à l’invention, le dispositif de commande utilise un signal optique. De plus, le dispositif de commande utilise peu d’élément, permettant un encombrement minimal. Selon un mode de réalisation, la source lumineuse et le capteur de lumière sont fixés sur une plaque de circuit imprimé. En outre, la direction de déplacement peut être parallèle à la plaque de circuit imprimé. De plus, le dispositif de commande peut être configuré pour envoyer un signal de commande lorsque la partie mobile est dans une des deux positions. Le signal de commande peut être envoyé lorsque le capteur de lumière détecte une variation de signal supérieure à une variation seuil. Dans un mode de réalisation, la source lumineuse et le capteur de lumière sont alignés selon la direction de déplacement. La source lumineuse peut avoir une direction principale d’éclairement perpendiculaire à la direction de déplacement. De plus, le capteur de lumière peut comprendre une surface photosensible parallèle à la direction de déplacement. La source lumineuse peut générer un cône d’éclairement autour de la direction principale d’éclairement. Par exemple, la portion réfléchissante peut se trouver dans ce cône d’éclairement lorsque la partie mobile est dans la première position et/ou en dehors de ce cône d’éclairement lorsque la partie mobile est dans la seconde position. En outre, la première position peut être une position relâchée et la seconde position peut être une position appuyée. La partie mobile peut comprendre une ouverture configurée pour laisser passer la lumière provenant de la source lumineuse lorsque la partie mobile est dans la seconde position. Par exemple, l’ouverture peut être située en dehors du cône d’éclairement lorsque la partie mobile est dans la première position et/ou dans le cône d’éclairement lorsque la partie mobile est dans la seconde position. De plus, la portion réfléchissante peut être formée par du plastique blanc poli. Selon un mode de réalisation, il peut être prévu une lame d’air entre la partie fixe et la portion réfléchissante, la partie mobile peut alors comprendre une partie en saillie à une interface de la partie fixe et de la partie mobile configurée pour recouvrir au moins en partie la lame d’air. Le moyen de retour élastique peut comprendre des membranes en élastomère. L’invention concerne également une boite de vitesse comprenant au moins un dispositif de commande tel que proposé ci-dessus et configuré pour envoyer un signal de commande à une unité de commande d’un véhicule automobile. L’invention concerne également un volant directionnel comprenant au moins un dispositif de commande tel que proposé ci-dessus et configuré pour envoyer un signal de commande à une unité de commande d’un véhicule automobile. Les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Brève description des figures De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où : est une représentation schématique d’une partie d’un dispositif de commande selon un mode de réalisation de l’invention dans une première configuration, est une représentation schématique d’une partie du dispositif de commande de la dans une seconde configuration, est une représentation schématique du dispositif de commande de la , est une représentation schématique d’une boite de vitesse automatique selon un mode de réalisation de l’invention, est une courbe de calibration du dispositif de commande de la représentant une force nécessaire à passer de la première position à la seconde position en fonction du déplacement de la partie mobile, et est une courbe de calibration du dispositif de commande de la représentant le signal optique reçu par le capteur de lumière du dispositif de commande en fonction du déplacement de la partie mobile. Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Description détaillée Un dispositif de commande selon l’invention, tel que représenté schématiquement sur les figures 1, 2 et 3 et désigné dans son ensemble par la référence 100, est un dispositif permettant l’envoi d’un signal de commande. Le dispositif de commande 100 peut être implémenté dans une boite de vitesse automatique 200 d’un véhicule automobile, tel que représenté en . La boite de vitesse automatique 200 représentée comprend ici deux dispositifs de commande permettant l’envoi de signaux de commande permettant de déclencher des réglages de rapport de transmissions du véhicule. Les dispositifs de commande sont ici destinés à déclencher les positions « P » et « M » correspondant respectivement aux réglages des rapports de transmissions du véhicule du mode parking et du mode manuel. En variante, le dispositif de commande 100 peut, par exemple, être implémenté dans un volant directionnel du véhicule automobile. Le volant directionnel permet de diriger le véhicule automobile. Le volant directionnel peut comprendre au moins un dispositif de commande 100. Le dispositif de commande 100 peut être configuré pour envoyer un signal de commande à une unité de commande du véhicule automobile. Le signal de commande peut permettre le déclenchement de réglage ou d’option du véhicule, comme le contrôle du son ou des projecteurs par exemples. De manière générale, le dispositif de commande 100 peut être utilisé pour n’importe quelle application nécessitant au moins un réglage. Le dispositif de commande 100 comprend une partie fixe 110, une partie mobile 120 et un moyen de retour élastique 130. Le moyen de retour élastique 130 est interposé entre la partie mobile 120 et la partie fixe 110. Ainsi, le moyen de retour élastique 130 tend à déplacer la partie mobile 120 selon une direction de déplacement D’ et dans un sens particulier en l’absence d’autre sollicitation. Le moyen de retour élastique 130 comprend ici des membranes en élastomère. Ces membranes permettent également de définir un profil de pression agréable pour l’utilisateur lors de l’appui sur la partie mobile 120. Un exemple de profil de pression, c’est-à-dire la force F nécessaire à appliquer à la partie mobile 120 pour engendrer un déplacement d selon la direction de déplacement D’ et dans le sens inverse du sens particulier mentionné ci-dessus, en fonction du déplacement d est représenté en . En variante, le moyen de retour élastique 130 peut être un ressort. La partie fixe 110 comprend ici une plaque de circuit imprimé 113, une source lumineuse 111 et un capteur de lumière 112. La source lumineuse 111 et le capteur de lumière 112 sont ici directement fixés sur la plaque de circuit imprimé 113. La source lumineuse 111 et le capteur 112 sont représentés dans un ensemble commun. La plaque de circuit imprimé 113 est une surface plane qui s’étend selon deux directions principales perpendiculaires. Une des directions principales est ici parallèle à la direction de déplacement D’ de la partie mobile 120. L’autre direction principale est ici perpendiculaire à la direction de déplacement D’. La source lumineuse 111 et le capteur de lumière 112 sont ici alignés selon la direction de déplacement D’. La source lumineuse 111 émet un faisceau lumineux ayant une direction principale d’éclairement perpendiculaire à la direction de déplacement D’. La source lumineuse 111 est ici une diode électroluminescente (communément appelée DEL). Le capteur de lumière 112 est par exemple une photodiode. Le capteur de lumière 112 peut être tout autre instrument permettant de transformer un signal optique OS en signal électrique. Le signal électrique sortant du capteur de lumière 112 est appelé le signal de commande. Le capteur de lumière 112 comprend une surface photosensible parallèle à la direction de déplacement D’. La partie mobile 120 peut se déplacer à l’encontre du moyen de retour élastique 130 entre une première position et une seconde position selon la direction de déplacement D’. La partie mobile 120 comprend ici un élément tubulaire creux 125, une plaque principale 124 et un élément extérieur 126. La plaque principale 124 comprend une portion réfléchissante 121. La plaque principale 124 est fixée à l’élément tubulaire 125 grâce à un clip et comporte une partie qui vient obturer le passage évidé formé par l’élément tubulaire 125. La plaque principale 124 est ici en contact avec les membranes des moyens de retour élastique 130. La plaque principale est ici réalisée (d’une pièce) en matière plastique, par exemple par moulage. La portion réfléchissante 121 est ici formée par du plastique blanc (le même que celui de la plaque principale) avec un haut niveau de polissage (par exemple, un polissage miroir). Ce polissage permet d’obtenir un haut taux de réflexion. La portion réfléchissante 121 peut par exemple avoir un taux de réflexion supérieur à 90%. En variante, la portion réfléchissante 121 peut être un miroir ou tout autre surface permettant de réfléchir la lumière. La portion réfléchissante 121 est configurée pour réfléchir un pinceau lumineux provenant de la source lumineuse 111 en direction du capteur de lumière 112 lorsque la partie mobile 120 est dans la première position. Le pinceau lumineux est inclus dans le faisceau lumineux sortant de la source lumineuse. La portion réfléchissante 121 est configurée pour ne pas réfléchir en direction du capteur de lumière 112 le pinceau lumineux provenant de la source lumineuse 111 en direction du capteur de lumière 112 lorsque la partie mobile 120 est dans la seconde position. Autrement dit, lorsque la partie mobile 120 est dans la seconde position, la portion réfléchissante 121 se trouve en dehors du chemin optique. Par exemple, la source lumineuse 111 peut générer un cône d’éclairement. La portion réfléchissante 121 peut être située dans le cône d’éclairement lorsque la partie mobile 120 est dans la première position. De même, la portion réfléchissante 121 peut être située en dehors du cône d’éclairement lorsque la partie mobile 120 est dans la seconde position. En variante, la portion réfléchissante 121 peut réfléchir des rayons du faisceau lumineux sortant de la source lumineuse dans d’autres directions que le capteur de lumière 112. Certains rayons lumineux peuvent être réfléchis par le reste de la partie mobile 120 et engendrer un signal optique OS parasite au niveau du capteur de lumière 112. Par conséquent, la partie mobile 120 comprend ici une ouverture 122 positionnée sur le trajet optique de la source lumineuse 111 lorsque la partie mobile 120 est dans la seconde position. L’ouverture 122 permet de laisser passer la lumière provenant de la source lumineuse 111 et ainsi d’éviter au mieux un signal optique parasite dans le capteur de lumière 112. Afin que la partie mobile 120 puisse se déplacer sans frottement entre les deux positions, il est prévu un espace appelé lame d’air entre la partie fixe 110 et la portion réfléchissante 121. Le déplacement de la partie mobile 120 peut ici être actionné par la poussée d’un utilisateur sur l’élément extérieur 126 de la partie mobile 120 selon la direction de déplacement D’ à l’encontre des moyens de retour élastique. La partie mobile peut par exemple former un bouton poussoir. En variante, le déplacement d pourrait également être engendré par un dispositif mécanique. Pour éviter une contamination du capteur de lumière 112 par de la poussière ou une chute de liquide par exemple, la partie mobile 120 peut comprendre une partie en saillie 123 formant une surface de protection au-dessus de la lame d’air. Ici, la partie en saillie est comprise dans la plaque principale. La partie en saillie 123 peut émerger de la plaque principale 124 de la partie mobile 120 et s’étendre en partie dans l’interstice formé entre la partie fixe 110 et la partie mobile 120. Cette partie en saillie 123 recouvrant au moins partiellement la lame d’air permet de protéger le capteur de lumière 112 de tout contaminant extérieur. Le dispositif de commande 100 est configuré pour envoyer le signal de commande lorsque la partie mobile 120 est dans une des deux positions. Ici, le dispositif de commande 100 est configuré pour envoyer le signal de commande lorsque la partie mobile 120 est dans la seconde position. Le signal de commande est envoyé lorsque le capteur de lumière 112 détecte une variation de signal supérieure à une variation seuil. Dans le mode de réalisation décrit ici, la première position est une position relâchée, c’est à dire qu’aucune force F n’est appliquée sur la partie mobile 120. Le dispositif de commande 100 est au repos. Dans ce même mode de réalisation, la seconde position est une position appuyée. C’est-à-dire qu’une force F est exercée sur la partie mobile 120 selon la direction de déplacement. Le dispositif de commande 100 est actif et les moyens de retour élastique sont en compression. Lorsqu’aucune force F n’est appliquée sur la partie mobile 120, la partie mobile 120 peut retourner automatiquement en position relâchée grâce au moyen de retour élastique 130. Dans cette configuration, lorsque le dispositif de commande 100 est au repos, le pinceau lumineux est réfléchi par la portion réfléchissante 121 vers le capteur de lumière 112. Le signal optique OS est donc maximal dans la première position (c’est-à-dire ici la position relâchée). Lorsque le dispositif de commande 100 est actif, la partie mobile 120 est déplacée selon la direction de déplacement D’, et la portion réfléchissante 121 est donc en dehors du chemin optique de la source lumineuse 111. Le déplacement d permet d’amener l’ouverture 122 sur le chemin optique de la source lumineuse 111. Le pinceau lumineux est alors transmis par l’ouverture 122 et n’atteint pas le capteur de lumière 112. Le signal optique OS diminue alors fortement lorsque la partie mobile 120 est dans la seconde position (c’est-à-dire ici la position appuyée). Le dispositif de commande 100 envoie alors un signal de commande lorsqu’il détecte une chute du signal optique OS. En variante, la première position pourrait être la position appuyée et la seconde position pourrait être la position relâchée. Dans ce cas, l’ouverture 122 serait sur le trajet optique du pinceau lumineux lorsque la partie mobile 120 est en position relâchée, et la portion réfléchissante 121 permettant de réfléchir le pinceau lumineux vers le capteur de lumière 112 serait positionnée sur le chemin optique du pinceau lumineux grâce au déplacement de la partie mobile 120. Dans ce cas, le dispositif de commande 100 envoie un signal de commande lorsqu’il détecte un signal optique OS et non lorsqu’il détecte une chute de signal. Afin de régler la valeur seuil Vs déclenchant l’envoi du signal de commande, on procède par exemple à une calibration du dispositif de commande 100. La calibration permet de prendre en compte notamment la variation du capteur (la valeur du signal nominal peut varier d’un capteur à un autre), la variation de l’intensité de la source lumineuse 111 ou encore des variations mécaniques (l’emplacement des composants les uns par rapport aux autres). Pour calibrer le dispositif de commande 100, il faut s’assurer que la courbe haptique, c’est-à-dire la courbe de la force F appliquée sur la partie mobile 120, en fonction du déplacement d de la partie mobile 120 et dont un exemple est illustré en , soit synchronisée avec la courbe du signal optique OS en fonction du déplacement d, telle que représentée en . Sur les courbes des figures 5 et 6, les points P0, P1, P2 et P3 permettent de vérifier la synchronisation des deux courbes. Au point P0, aucune force F n’est appliquée sur la partie mobile 120, le déplacement d est nul et le signal optique OS est maximal. Le dispositif de commande 100 est au repos. Au point P1, la force F exercée sur la partie mobile 120 est importante mais pas maximale, comme visible sur la , la partie mobile 120 n’est pas en position appuyée. Sur le graphique de la courbe 6, on observe bien une chute du signal optique OS au point P1, mais la valeur du signal optique OS se situe au-dessus de la valeur seuil Vs et ne déclenche pas l’envoi d’un signal de commande. Au point P2, on observe, sur la , un creux de la force F exercée sur la partie mobile 120. Ce creux permet de maintenir une position d’appui avec une expérience utilisateur agréable. On constate sur la que le signal optique OS est nul au point P2. Le signal optique OS étant alors en dessous de la valeur seuil Vs, le dispositif de commande 100 envoie un signal de commande. Au point P3, le déplacement d est maximal (comme visible sur la ) et le signal optique OS est nul (comme visible sur la ). Le dispositif de commande 100 est actif. Pendant la calibration du dispositif de commande 100, la valeur seuil Vs du signal optique est définie afin d’être comprise entre les valeurs du signal optique OS aux positions P1 et P2. Le signal pouvant varier en fonction de paramètres extérieurs (comme la température ou le vieillissement des composants par exemple), il peut être prévu que le signal optique OS maximal soit mesuré lorsque le dispositif de commande 100 est au repos afin d’ajuster la valeur seuil Vs déclenchant le signal de commande. Autrement dit, le signal considéré pour comparaison à la valeur seuil Vs est une valeur relative par rapport à la valeur maximale mesurée précédemment et non une valeur absolue. Dispositif de commande (100) comprenant une partie fixe (110), une partie mobile (120) et un moyen de retour élastique (130) interposé entre la partie mobile (120) et la partie fixe (110), la partie mobile (120) étant configurée pour se déplacer à l’encontre du moyen de retour élastique (130) entre une première position et une seconde position selon une direction de déplacement (D’), la partie fixe (110) comprenant une source lumineuse (111) et un capteur de lumière (112), le dispositif de commande (100) étant caractérisé en ce que la partie mobile (120) comprend une portion réfléchissante (121) configurée pour réfléchir un pinceau lumineux provenant de la source lumineuse (111) en direction du capteur de lumière (112) lorsque la partie mobile (120) est dans la première position, et en ce que la portion réfléchissante (121) est configurée pour ne pas réfléchir en direction du capteur de lumière (112) ledit pinceau lumineux lorsque la partie mobile (120) est dans la seconde position. Dispositif de commande (100) selon la revendication 1, dans lequel la source lumineuse (111) et le capteur de lumière (112) sont fixés sur une plaque de circuit imprimé 113. Dispositif de commande (100) selon la revendication 2, dans lequel la direction de déplacement (D’) est parallèle à la plaque de circuit imprimé (113). Dispositif de commande (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de commande (100) est configuré pour envoyer un signal de commande lorsque la partie mobile (120) est dans une des deux positions. Dispositif de commande (100) selon la revendication 4, dans lequel le signal de commande est envoyé lorsque le capteur de lumière (112) détecte une variation de signal supérieure à une variation seuil. Dispositif de commande (100) selon l’une des revendication 1 à 5, dans lequel la source lumineuse (111) et le capteur de lumière (112) sont alignés selon la direction de déplacement (D’), la source lumineuse (111) a une direction principale d’éclairement perpendiculaire à la direction de déplacement (D’), et le capteur de lumière (112) comprend une surface photosensible parallèle à la direction de déplacement (D’). Dispositif de commande (100) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la première position est une position relâchée et la seconde position est une position appuyée. Dispositif de commande (100) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la partie mobile (120) comprend une ouverture (122) configurée pour laisser passer la lumière provenant de la source lumineuse (111) lorsque la partie mobile (120) est dans la seconde position. Dispositif de commande (100) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la portion réfléchissante (121) est formée par du plastique blanc poli. Dispositif de commande (100) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel il est prévu une lame d’air entre la partie fixe (110) et la portion réfléchissante (121), et dans lequel la partie mobile (120) comprend une partie en saillie (123) configurée pour recouvrir au moins en partie la lame d’air. Dispositif de commande (100) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le moyen de retour élastique (130) comprend des membranes en élastomère. Boite de vitesse automatique (200) comprenant au moins un dispositif de commande (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le dispositif de commande (100) étant configuré pour envoyer un signal de commande à une unité de commande d’un véhicule automobile. Volant directionnel comprenant au moins un dispositif de commande (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le dispositif de commande (100) étant configuré pour envoyer un signal de commande à une unité de commande d’un véhicule automobile.