EP3198368A1 - Procédé et interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile - Google Patents

Procédé et interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile

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Publication number
EP3198368A1
EP3198368A1 EP15753736.6A EP15753736A EP3198368A1 EP 3198368 A1 EP3198368 A1 EP 3198368A1 EP 15753736 A EP15753736 A EP 15753736A EP 3198368 A1 EP3198368 A1 EP 3198368A1
Authority
EP
European Patent Office
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speed
haptic feedback
movable element
haptic
magnetic field
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15753736.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc Tissot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dav SA
Original Assignee
Dav SA
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1401768A external-priority patent/FR3010550B1/fr
Application filed by Dav SA filed Critical Dav SA
Publication of EP3198368A1 publication Critical patent/EP3198368A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Arrangement of adaptations of instruments
    • B60K35/10—
    • B60K35/25—
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • B60K2360/126—
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels

Definitions

  • the present invention relates to a control interface for a motor vehicle for transmitting a haptic feedback to a user to inform him of the taking into account of a command.
  • the invention also relates to a method of controlling said haptic feedback control interface.
  • the haptic feedback generated for example by the user manipulating a wheel is generally composed of resistance forces of variable values, creating hard points and bearings, corresponding to different commands for the devices controlled via the interface.
  • the haptic feedback is advantageous by car because it requires little attention from the driver, in particular, it does not require the driver to look away from the road.
  • Interfaces comprising a magnetorheological fluid capable of exerting a braking force on a moving element in the fluid when a magnetic field is applied to the fluid because the viscosity of the magnetorheological fluid changes with the intensity. applied magnetic field.
  • the magneto-rheological fluid interfaces can thus generate a haptic feedback similar to a mechanical notching to the user handling the moving element immersed in the magnetorheological fluid.
  • the haptic feedback informing the taking into account of a command may be less well perceived by the user. This phenomenon can be all the more important as the values of the braking forces exerted on the mobile element are of small amplitude. Indeed, the less effort is important and the more the user can quickly move the movable element.
  • the subject of the present invention is a haptic feedback control interface for a motor vehicle comprising a magnetorheological fluid module comprising a mobile element, a magnetorheological fluid in contact with the element mobile and a magnetic field application unit configured to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid and to modify the intensity of the applied magnetic field to generate a haptic feedback to the user moving the movable member by modification the magnetic field applied to the magnetorheological fluid, characterized in that it comprises a displacement speed sensor of the movable element and a control unit connected to the speed sensor and to the magnetic field application unit, the control unit being configured to driving the application unit of a magnetic field to change the value of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid as a function of the speed with which the movable member is moved.
  • the perception of the haptic feedback is thus adapted to the speed with which the moving element is displaced.
  • the haptic feedback can then be better differentiated, for example by being accentuated or on the contrary decreased, even inactivated, or shifted, depending on the speed of movement of the movable element.
  • This adaptation of the haptic feedback as a function of the moving speed of the movable element is generally not possible with a conventional mechanical button.
  • control unit is configured to generate a haptic feedback whose braking force exerted on the mobile element displaced at a displacement speed greater than a reference displacement speed is increased with respect to the braking force exerted on the movable element moved at the reference displacement speed.
  • the user then perceives an increase in the braking force when he quickly handles the moving element.
  • Increasing the value of the braking force thus makes it possible to improve the perception of haptic feedback at a higher speed.
  • This embodiment has the advantage of being easy to produce.
  • control unit is configured to generate a haptic feedback shifted upstream of a reference position in the moving direction of the moving element for a movement speed of the movable element higher than a moving speed reference generating a haptic feedback to the reference position.
  • the anticipated generation of fast-speed haptic feedback allows the user to perceive the haptic feedback at the same position as for a slower moving speed. It is thus possible to avoid any temporal offsets between the perception of a haptic feedback and a position to be indexed which would be associated with it. Such shifts could have occurred during handling at fast speed of the movable element, in particular because of the response time of the magnetorheological fluid module to generate a braking force and / or the response time necessary for the user to perceive said braking force generated.
  • control unit is configured to generate a haptic feedback whose shape of the haptic feedback exerted on the mobile element displaced at a speed greater or less than a reference displacement speed is distinct from the shape of the haptic feedback exerted on the moving element moved at the reference displacement speed.
  • the haptic feedback generated at more or less high speed can be better differentiated. Especially avoid situations for which the user would perceive more than a constant haptic feedback, without notches, instead of regular notches, for the rapid movement of the movable member.
  • the control interface comprises a visual and / or audible feedback unit controlled by the control unit and configured to generate a visual and / or audible feedback with the haptic feedback, offset upstream of a reference position in the moving direction of the movable element for a movable element moving speed higher than a reference displacement speed generating visual and / or sound feedback at the reference position or offset downstream of a position of reference in the direction of movement of the movable member for a moving speed of the movable member less than the reference displacement speed. It is thus possible to avoid possible temporal offsets between the perception of a haptic feedback and that of a visual and / or sound feedback that would be associated with it. Such shifts could have occurred during the fast-speed manipulation of the mobile element, in particular because of the response time necessary to generate a visual and / or audible feedback and / or the response time necessary for the user to perceive said visual and / or sound return.
  • the subject of the invention is also a method for controlling a haptic feedback control interface as described above, characterized in that the haptic feedback generated by the application of a magnetic field to the magnetomagnetic fluid is modified. rheological according to the speed with which the moving element is moved.
  • At least one modified haptic feedback parameter is chosen from: the number of haptic haptic feedback patterns, the shape of the haptic pattern, the position of the moving element to which the haptic feedback is generated, the duration and the intensity of the haptic feedback; magnetic field applied,
  • the braking force exerted on the mobile element displaced at a displacement speed greater than a reference displacement speed is increased with respect to the braking force exerted on the mobile element displaced at the reference displacement speed.
  • the braking force is increased by a value of between 0.05 Nm and 1.5 Nm
  • the generation of the haptic feedback is shifted upstream of a reference position in the moving direction of the moving element for a moving speed of the movable element higher than a reference displacement speed generating a haptic feedback at the reference position
  • the mobile element is rotatable and the generation of the haptic feedback is shifted by an angle of between 0.5 ° and 45 °,
  • the braking force exerted on the movable element displaced at a movement speed greater than a speed threshold is greater than 0.1 N.m.
  • the braking force exerted on the movable element displaced at a movement speed greater than a speed threshold is zero.
  • the movable member is thus released from any braking force so that no more haptic feedback is felt by the user moving the movable member quickly.
  • the shape of the haptic feedback exerted on the mobile element displaced at a speed greater or less than a reference displacement speed is distinct from the shape of the haptic feedback exerted on the moving element moved at the reference displacement speed
  • the haptic feedback exerted on the mobile element displaced at a reference displacement speed has a shape registering in a sinusoidal shape and the haptic feedback exerted on the movable element displaced at a speed that is greater or less than the speed of reference displacement has a triangular shape
  • a visual and / or sound return is generated with the haptic feedback and the generation of the visual and / or sound return is shifted upstream of a reference position in the moving direction of the moving element for a movement speed of the movable element which is higher than a reference displacement speed generating a visual and / or audible feedback at the reference position or is shifted downstream of a reference position in the direction of movement of the movable element for a moving speed of the moving element less than the reference displacement speed,
  • the visual and / or sound return is generated at the same time as the generation of the haptic feedback for a movement speed of the movable element that is higher than the reference displacement speed for which the visual and / or sound return is generated after the generation of the haptic feedback, - the haptic feedback exerted on the mobile element displaced at a displacement speed greater than a reference displacement speed, comprises a number of haptic patterns distinct from the number of haptic patterns of the haptic feedback of the element. mobile moved at the reference speed of travel,
  • the modification of the haptic feedback is defined by a correspondence table and / or by a rule having at least as a variable the speed of the mobile element.
  • FIG. 1 represents a schematic view of an exemplary embodiment of a haptic feedback control interface
  • FIG. 2a represents an example of a haptic pattern defined by a torque force in Nm as a function of the angular position generated on a rotating mobile element of a control interface rotated at a reference speed of rotation
  • a torque force in Nm as a function of the angular position generated on a rotating mobile element of a control interface rotated at a reference speed of rotation
  • FIG. 2b shows the haptic pattern of FIG. 2a modified for a rotation speed of the movable element that is higher than the reference rotation speed generating the haptic pattern of FIG. 2a;
  • FIG. 3a represents another example of a haptic pattern;
  • FIG. 3b shows the haptic pattern of FIG. 3a modified for a rotational speed of the movable element that is greater than that generating the haptic pattern of FIG. 3a;
  • FIG. 4a represents another example of a haptic pattern
  • FIG. 4b shows the haptic pattern of FIG. 4a modified for a rotational speed of the movable element higher than that generating the haptic pattern of FIG. 4a
  • FIG. 5a represents another example of a haptic pattern
  • FIG. 5b shows the haptic pattern of FIG. 5a modified for a rotational speed of the movable element that is greater than that generating the haptic pattern of FIG. 5a
  • FIG. 6a represents another example of a haptic pattern
  • FIG. 6b represents the haptic pattern of FIG. 6a modified for a rotational speed of the movable element that is greater than that generating the haptic pattern of FIG. 6a
  • FIG. 7a represents another example of a haptic pattern
  • FIG. 7b represents the haptic pattern of FIG. 7a modified for a rotational speed of the movable element that is greater than that generating the haptic pattern of FIG. 7a
  • Figure 8a shows another example of a haptic pattern
  • Figure 8b shows the haptic pattern of Figure 8a modified for a rotational speed of the movable member higher than that generating the haptic pattern of Figure 8a.
  • FIG. 1 represents a haptic feedback control interface 1 for a motor vehicle, for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for controlling on-board vehicle systems such as the air-conditioning system, radio system, telephone, ventilation or navigation.
  • a haptic feedback control interface 1 for a motor vehicle, for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for controlling on-board vehicle systems such as the air-conditioning system, radio system, telephone, ventilation or navigation.
  • the control interface 1 comprises a magneto-rheological fluid module 3.
  • the magnetorheological fluid module 3 comprises a mobile element 6, a magnetorheological fluid 7 in contact with the mobile element 6 and an application unit a magnetic field 8 configured to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid 7 and to change the intensity of the applied magnetic field.
  • the magnetorheological fluid module 3 may comprise a gripping element 5, integral with the movable element 6, that is to say rigidly connected to the movable element 6.
  • the gripping element 5 is for example made of material with the movable member 6 or clipped on the movable member 6 or fixed by pin or by any other known fastening means.
  • the gripping element 5 can be coupled to the movable element 6 via a gear system, chains, belts or any other mechanical means for ensuring a coupling between the gripping element 5 and the movable element 6.
  • the movable element 6 is for example mobile in rotation or in translation.
  • FIG 1 shows an exemplary embodiment of a rotating movable member 6.
  • the magneto-rheological fluid module 3 comprises a base 9 having a generally cylindrical shape extending along an axis of rotation Z of the module 3, closed at one of its ends by a fixed central axis 10 oriented along the axis of Z rotation, defining an annular cavity 11.
  • the movable element 6 is movably mounted on the base 9 fixed around the axis of rotation Z.
  • the cavity 11 is intended to receive on the one hand the magnetorheological fluid 7 and on the other hand an end of the movable element 6.
  • the mobile element 6 is then partially immersed in the magnetorheological fluid 7.
  • the base 9 also has an annular housing 12 which at least partially surrounds the cavity 11.
  • the annular housing 12 receives one or more coil (s) which, with its (their) power supply (s) (not shown), forms the unit of application of a magnetic field 8 on the magnetorheological fluid 7.
  • the magnetic field created by a coil being proportional to the current flowing through it, it is possible to vary the intensity of the magnetic field created in the center of the coil by varying the supply of the coil.
  • the variation of the intensity of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid 7 makes it possible to vary the viscosity of the fluid and thus the friction force exerted by the fluid. It is thus possible to vary the force with which the mobile element 6 can be rotated to generate a haptic feedback specific to the user handling the mobile element 6.
  • the friction force applied by the magnetorheological fluid 7 on the movable element 6 varies as a function of the fluid surface in contact with the movable element 6.
  • the end of the movable element 6 in contact with the magnetorheological fluid 7 can comprise several cylindrical and concentric end walls 13, extending along the axis of rotation Z, and coming opposite complementary walls extending from the bottom of the cavity 11.
  • the base 9 comprises a complementary wall 14, which is interposed between the end walls 13 of the mobile element 6 to increase the facing surfaces between the movable element 6 and the base 9 and thus increase the force torque that can be exerted on the movable element 6 with a given power supply.
  • the magnetorheological fluid module 3 further comprises seals 16, for example interposed on the one hand, between the cavity 11 and a cover 15 closing the cavity 11 and, on the other hand, between the cavity 11 and a shoulder of the movable element 6.
  • the seals 16 seal to prevent leakage of the magnetorheological fluid 7 out of the cavity 11.
  • the lid 15 also comprises a housing receiving a bearing or ball bearing 17 which ensures the connection in rotation between the base 9 and the movable element 6.
  • a haptic feedback is generated to the user who moves the movable element 6 via the gripping element 5, by modifying the magnetic field applied to the magnetorheological fluid 7.
  • haptic refers to a return by touch, such as that the braking force exerted on the movable member 6 (or torque force for a rotating movable member).
  • the magnetorheological fluid 7 has the property that its viscosity varies under the effect of a variable magnetic field.
  • the friction force induced by the magnetorheological fluid 7 is low when no magnetic field is applied and becomes more and more important when the intensity of the magnetic field increases.
  • Magnetorheological fluids can thus be used as magneto-rheological brakes.
  • the application of a niche-shaped intensity makes it possible to create hard points generating indexing points for which the intensity is important.
  • the haptic feedback may thus comprise one or more haptic patterns defined by the braking force generated (FIGS. 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b) or the magnetic field applied to the magnetorheological fluid 7, as a function of the position and / or the variation of position, as a function of the angular position for a rotating mobile element 6.
  • the haptic pattern has for example a so-called simple shape: linear, square
  • the intensity of the magnetic field may have a slot shape in which the intensity is zero or low except generating indexing positions where this intensity is strong so as to generate a significant braking force generating points of rotation. indexing.
  • Other haptic patterns are also possible, for example triangular or sawtooth profiles distributed around the indexing positions, so that they are perceived as a progressive hard point to overcome.
  • the control interface 1 further comprises a speed sensor 21 for moving the mobile element 6 and a control unit 18 connected to the speed sensor 21 and to the unit for applying a magnetic field 8 (FIG. 1).
  • the speed sensor 21 can also be connected to the application unit of a magnetic field 8 in order to adapt the driving of the application unit of a magnetic field 8 to the magnetorheological fluid 7 for the desired haptic feedback.
  • the speed sensor 21 may for example comprise an angle sensor and a time measurement.
  • the speed sensor 21 may comprise for example a set of contacts and a brush in contact successively with some of the contacts during the displacement of the movable element 6.
  • the speed sensor 21 may be an optical encoder comprising one or more forks optical or piezoelectric device.
  • the speed sensor 21 may be located at different locations near the movable element 6 and in particular on the side of the gripping element 5.
  • the haptic feedback generated with the displacement of the mobile element 6 informs the user of the consideration of a command.
  • the haptic feedback can for example index the navigation in a drop-down menu of a display screen or the command of incrementations / decrementations of value of a parameter.
  • the control unit 18 is configured to drive the application unit of a magnetic field 8 in order to modify the value of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid 7 as a function of the speed with which the mobile element 6 is moved.
  • the perception of the haptic feedback is thus adapted to the speed with which the mobile element 6 is displaced.
  • the haptic feedback can then be better differentiated, for example by being accentuated or on the contrary decreased, even inactivated, or shifted, depending on the speed of movement of the mobile element 6.
  • This adaptation of the haptic feedback as a function of the speed of Moving the movable member 6 is generally not possible with a conventional mechanical button.
  • At least one modified haptic feedback parameter is chosen from: the number of haptic haptic feedback patterns, the shape of the haptic patterns, the position of the moving element to which the haptic feedback is generated, the duration and the intensity of the field magnetic applied.
  • the modification of the haptic feedback can be defined by a correspondence table.
  • the correspondence table corresponds to a haptic feedback having a value or range of values of the applied magnetic field and / or of the braking force generated as a function of the angular position, with at least variable speed and / or variation of moving speed of the movable element 6.
  • the modification of the haptic feedback can also be defined by a rule, for all the values or on certain ranges of the speed and / or variation of speed of the mobile element 6.
  • the rule can be a law or an algorithm.
  • the rule may be that the higher the speed, the higher the value of the braking force, ie the higher the magnetic field strength to be applied, and the higher the intensity of the magnetic field to be applied.
  • the generation of the haptic feedback is shifted with respect to a starting position associated with a reference displacement speed.
  • the generation of the haptic feedback is shifted upstream of a reference position in the direction of movement of the movable member 6 for a moving speed of the movable member 6 higher than a reference displacement speed generating a haptic feedback at the reference position.
  • the anticipated generation of fast-speed haptic feedback allows the user to perceive the haptic feedback at the same position as for a slower moving speed. It is thus possible to avoid any temporal offsets between the perception of a haptic feedback and an indexing position associated with it. Such shifts could have occurred during the fast-speed manipulation of the mobile element 6, in particular because of the response time of the magnetorheological fluid module 3 to generate a braking force and / or the response time required for the user to perceive said braking force generated.
  • the generation of the haptic feedback is shifted by an angle of between 0.5 ° and 45 °.
  • FIGS. 2a and 2b show a first exemplary embodiment for a rotating mobile element 6 and a generated haptic feedback comprising a triangular pattern.
  • the peak of the braking force exerted on the movable element 6 corresponds to an angular position of 90 ° of the mobile element 6 or reference position.
  • the angular position of this peak of effort is shifted to the angular position of 85 °, ie 5 ° upstream of the reference position of 90 ° in the direction of rotation of the movable element 6, for a rotational speed of the movable element 6 higher than that which generated the haptic feedback represented in FIG. 2a.
  • the braking force exerted on the movable element 6 moved at a displacement speed greater than a reference displacement speed is increased relative to the braking force exerted on the movable element 6 moved to the reference displacement speed.
  • the user then perceives an increase in the braking force when he quickly handles the movable member 6.
  • Increasing the value of the braking force thus makes it possible to improve the perception of haptic feedback at higher speed. high.
  • This embodiment has the advantage of being technically easier to achieve.
  • the braking force is increased by a value between 0.05
  • FIGS. 3a and 3b show a second exemplary embodiment for a rotating mobile element 6 and a generated haptic feedback comprising a pattern triangular.
  • the peak of the braking force exerted on the mobile element 6 is of the order of 0.27 N.m.
  • the intensity of this effort peak is 0.55 Nm, which is increased by 0.28 Nm for a rotational speed of the movable element 6 that is greater than that which generated the haptic feedback represented in FIG. Figure 3a.
  • the braking force exerted on the movable element 6 displaced at a displacement speed greater than a speed threshold is greater than 0.1 Nm, such that greater than 0.8 N.m.
  • a speed threshold of 3.6 ° / ms is defined for a movable element 6 with a diameter of 35 mm, beyond which the speed of rotation can be described as fast.
  • Figures 4a and 4b show a third embodiment for a rotating mobile element 6.
  • the haptic feedback generated comprises a triangular pattern whose peak of braking force exerted on the mobile element 6 is of the order of 0.27 N.m.
  • the haptic feedback generated comprises a square pattern whose peak of braking force exerted on the mobile element 6 is of the order of 0.85 Nm for a rotational speed of the movable element 6 plus higher than the one that generated the haptic feedback represented in FIG. 4a.
  • the braking force exerted on the movable member 6 moved at a movement speed greater than a speed threshold is zero.
  • the movable member 6 is thus released from any braking force so that no more haptic feedback is felt by the user moving the movable member 6 quickly.
  • Figures 5a and 5b show a fourth embodiment for a rotating movable member 6.
  • the haptic feedback generated comprises a triangular pattern whose peak of braking force exerted on the mobile element 6 is of the order of 0.27 N.m.
  • no haptic feedback is generated for a rotational speed of the movable element 6 higher than that which generated the haptic feedback represented in FIG. 5a.
  • the shape of the haptic feedback exerted on the element movable 6 moved at a speed greater or less than a reference displacement speed is distinct from the shape of the haptic feedback exerted on the movable member 6 moved to the reference displacement speed.
  • the haptic feedback generated at more or less high speed can be better differentiated. Particularly avoid situations for which the user would perceive more than a constant haptic feedback, without notches, instead of regular notches, for the rapid movement of the movable member 6.
  • the haptic feedback exerted on the moving element 6 moved at a reference displacement speed has a shape registering in a sinusoidal shape and the haptic feedback exerted on the mobile element 6 moved at a lower or higher speed.
  • the reference displacement speed has a triangular shape.
  • FIGS. 6a and 6b a fifth exemplary embodiment for a rotating mobile element 6 is illustrated in FIGS. 6a and 6b.
  • the haptic feedback exerted on the movable element 6 moved at the reference displacement speed shown in FIG. 6b presents a pattern having a shape registering in a sinusoidal shape and the haptic feedback exerted on the movable element 6 moved to the Displacement speed less than the reference displacement speed shown in Figure 6a has a triangular pattern.
  • the control interface comprises a visual and / or audible feedback unit connected to the control unit 18 and configured to generate a visual and / or audible feedback with the haptic feedback.
  • the generation of the visual and / or sound return is shifted upstream of a reference position in the direction of movement of the movable element 6 for a moving speed of the movable element 6 higher than a moving speed of reference generating visual and / or audible feedback at the reference position, or, is shifted downstream of a reference position in the moving direction of the movable member 6 for a moving speed of the movable member 6 minus higher than the reference displacement speed.
  • FIGS. 7a and 7b show a sixth exemplary embodiment for a rotating mobile element 6 with a triangular haptic feedback pattern and a visual and / or audible feedback represented in the figures by a vertical arrow.
  • the visual and / or sound return is generated at the same time as the generation of the haptic feedback for a moving speed of the movable element 6 that is higher (FIG. 7b) than for a reference displacement speed of the mobile element 6 for which the visual and / or sound return is generated after the generation of the haptic feedback, for example at the peak braking effort ( Figure 7a).
  • the haptic feedback exerted on the moving element 6 moved at a displacement speed greater than a reference displacement speed comprises a number of haptic patterns distinct from the number of haptic patterns of the haptic feedback of the moving element. 6 moved to the reference displacement speed.
  • FIGS. 8a and 8b show a seventh exemplary embodiment for a rotating mobile element 6.
  • the haptic feedback generated comprises a single triangular pattern.
  • the generated haptic feedback has two triangular patterns.

Abstract

La présente invention concerne une interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile comportant un module de fluide magnéto-rhéologique (3) comprenant un élément mobile (6), un fluide magnéto-rhéologique (7) en contact avec l'élément mobile (6) et une unité d'application d'un champ magnétique (8) configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique (7) et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué afin de générer un retour haptique à l'utilisateur déplaçant l'élément mobile (6) par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique (7), caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur de vitesse (21) de déplacement de l'élément mobile (6) et une unité de pilotage (18) reliée au capteur de vitesse (21) et à l'unité d'application d'un champ magnétique (8), l'unité de pilotage (18) étant configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique (8) afin de modifier la valeur du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique (7) en fonction de la vitesse avec laquelle l'élément mobile (6) est déplacé.

Description

Procédé et Interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
La présente invention concerne une interface de commande pour véhicule automobile permettant de transmettre un retour haptique à un utilisateur pour l'informer de la prise en compte d'une commande. L'invention concerne également un procédé de commande de ladite interface de commande à retour haptique.
Le retour haptique généré par exemple à l'utilisateur manipulant une molette, est généralement composé de forces de résistance de valeurs variables, créant des points durs et paliers, correspondant à différentes commandes pour les dispositifs pilotés via l'interface. Le retour haptique est avantageux en voiture car il ne nécessite que peu d'attention de la part du conducteur, en particulier, il ne nécessite pas que le conducteur détourne son regard de la route.
On connaît des interfaces comportant un fluide magnéto-rhéologique capable d'exercer un effort de freinage à un élément mobile dans le fluide lorsqu'un champ magnétique est appliqué sur le fluide du fait que la viscosité du fluide magnéto- rhéologique change avec l'intensité du champ magnétique appliqué. Les interfaces à fluides magnéto-rhéologiques peuvent ainsi générer un retour haptique s'apparentant à un crantage mécanique à l'utilisateur manipulant l'élément mobile baignant dans le fluide magnéto-rhéologique.
Cependant, lorsque l'utilisateur manipule l'élément mobile très rapidement, par exemple au-delà de 3,6°/ms pour un élément rotatif de 35 mm de diamètre, le retour haptique informant de la prise en compte d'une commande, peut être moins bien perçu par l'utilisateur. Ce phénomène peut être d'autant plus important que les valeurs des efforts de freinage exercés sur l'élément mobile sont de faible amplitude. En effet, moins l'effort est important et plus l'utilisateur peut déplacer rapidement l'élément mobile.
Afin de résoudre au moins en partie cet inconvénient, la présente invention a pour objet une interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile comportant un module de fluide magnéto-rhéologique comprenant un élément mobile, un fluide magnéto-rhéologique en contact avec l'élément mobile et une unité d'application d'un champ magnétique configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué afin de générer un retour haptique à l'utilisateur déplaçant l'élément mobile par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur de vitesse de déplacement de l'élément mobile et une unité de pilotage reliée au capteur de vitesse et à l'unité d'application d'un champ magnétique, l'unité de pilotage étant configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique afin de modifier la valeur du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique en fonction de la vitesse avec laquelle l'élément mobile est déplacé.
On adapte ainsi la perception du retour haptique à la vitesse avec laquelle l'élément mobile est déplacé. Le retour haptique peut alors être mieux différencié, en étant par exemple accentué ou au contraire diminué, voire inactivé, ou décalé, en fonction de la vitesse de déplacement de l'élément mobile. Cette adaptation du retour haptique en fonction de la vitesse de déplacement de l'élément mobile n'est généralement pas possible avec un bouton mécanique classique.
Selon une ou plusieurs caractéristiques de l'interface de commande, prise seule ou en combinaison,
- l'unité de pilotage est configurée pour générer un retour haptique dont l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence est augmenté par rapport à l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile déplacé à la vitesse de déplacement de référence. L'utilisateur perçoit alors une augmentation de l'effort de freinage lorsqu'il manipule rapidement l'élément mobile. Le fait d'augmenter la valeur de l'effort de freinage permet ainsi d'améliorer la perception du retour haptique à vitesse plus élevée. Cet exemple de réalisation présente l'avantage d'être facile à réaliser.
- l'unité de pilotage est configurée pour générer un retour haptique décalé en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour haptique à la position de référence. La génération anticipée du retour haptique à vitesse rapide permet à l'utilisateur de percevoir le retour haptique à la même position que pour une vitesse de déplacement moins rapide. On peut ainsi éviter d'éventuels décalages temporels entre la perception d'un retour haptique et une position à indexer qui lui serait associée. De tels décalages auraient pu survenir lors de la manipulation à vitesse rapide de l'élément mobile, notamment du fait du temps de réponse du module de fluide magnéto-rhéologique pour générer un effort de freinage et/ou du temps de réponse nécessaire à l'utilisateur pour percevoir ledit effort de freinage généré.
- l'unité de pilotage est configurée pour générer un retour haptique dont la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse supérieure ou inférieure à une vitesse de déplacement de référence est distincte de la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à la vitesse de déplacement de référence. Le retour haptique généré à plus ou moins grande vitesse peut ainsi être mieux différencié. On évite notamment les situations pour lesquelles l'utilisateur ne percevrait plus qu'un retour haptique constant, sans crans, au lieu de crantages réguliers, pour le déplacement rapide de l'élément mobile.
- l'interface de commande comporte une unité de retour visuel et/ou sonore pilotée par l'unité de pilotage et configurée pour générer un retour visuel et/ou sonore avec le retour haptique, décalé en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour visuel et/ou sonore à la position de référence ou décalé en aval d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile moins élevée que la vitesse de déplacement de référence. On peut ainsi éviter d'éventuels décalages temporels entre la perception d'un retour haptique et celle d'un retour visuel et/ou sonore qui lui serait associé. De tels décalages auraient pu survenir lors de la manipulation à vitesse rapide de l'élément mobile, notamment du fait du temps de réponse nécessaire pour générer un retour visuel et/ou sonore et/ou du temps de réponse nécessaire à l'utilisateur pour percevoir ledit retour visuel et/ou sonore.
L'invention a aussi pour objet un procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique telle que décrite précédemment, caractérisé en ce qu'on modifie le retour haptique généré par l'application d'un champ magnétique sur le fluide magnéto-rhéologique en fonction de la vitesse avec laquelle l'élément mobile est déplacé.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de commande prise seule ou en combinaison,
- au moins un paramètre du retour haptique modifié est choisi parmi : le nombre de motifs haptiques du retour haptique, la forme du motif haptique, la position de l'élément mobile à laquelle le retour haptique est généré, la durée et l'intensité du champ magnétique appliqué,
- l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence est augmenté par rapport à l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile déplacé à la vitesse de déplacement de référence,
- l'effort de freinage est augmenté d'une valeur comprise entre 0, 05 N.m et 1 ,5 N.m,
- la génération du retour haptique est décalée en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour haptique à la position de référence,
- l'élément mobile est rotatif et la génération du retour haptique est décalée d'un angle compris entre 0, 5° et 45°,
- l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à un seuil de vitesse, est supérieur à 0,1 N.m. Ainsi, lorsque l'élément mobile est déplacé rapidement, le module de fluide magnéto-rhéologique ralentit, voire bloque complètement le déplacement de l'élément mobile en générant un effort de freinage important.
- l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à un seuil de vitesse, est nul. L'élément mobile est ainsi libéré de tout effort de freinage de sorte que plus aucun retour haptique n'est ressenti par l'utilisateur déplaçant l'élément mobile rapidement.
- la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse supérieure ou inférieure à une vitesse de déplacement de référence est distincte de la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à la vitesse de déplacement de référence,
- le retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse de déplacement de référence présente une forme s'inscrivant dans une forme sinusoïdale et le retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse plus ou moins élevée que la vitesse de déplacement de référence présente une forme triangulaire,
- un retour visuel et/ou sonore est généré avec le retour haptique et la génération du retour visuel et/ou sonore est décalée en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour visuel et/ou sonore à la position de référence ou est décalée en aval d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile moins élevée que la vitesse de déplacement de référence,
- le retour visuel et/ou sonore est généré en même temps que la génération du retour haptique pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile plus élevée que la vitesse de déplacement de référence pour laquelle le retour visuel et/ou sonore est généré après la génération du retour haptique, - le retour haptique exercé sur l'élément mobile déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence, comporte un nombre de motifs haptiques distinct du nombre de motifs haptiques du retour haptique de l'élément mobile déplacé à la vitesse de déplacement de référence,
- la modification du retour haptique est définie par une table de correspondance et/ou par une règle ayant au moins comme variable la vitesse de l'élément mobile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 représente une vue schématique d'un exemple de réalisation d'une interface de commande à retour haptique, la figure 2a représente un exemple de motif haptique défini par un effort de couple en N.m en fonction de la position angulaire généré sur un élément mobile rotatif d'une interface de commande tourné à une vitesse de rotation de référence,
la figure 2b représente le motif haptique de la figure 2a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que la vitesse de rotation de référence générant le motif haptique de la figure 2a, la figure 3a représente un autre exemple de motif haptique,
la figure 3b représente le motif haptique de la figure 3a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que celle générant le motif haptique de la figure 3a,
la figure 4a représente un autre exemple de motif haptique,
la figure 4b représente le motif haptique de la figure 4a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que celle générant le motif haptique de la figure 4a,
la figure 5a représente un autre exemple de motif haptique,
la figure 5b représente le motif haptique de la figure 5a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que celle générant le motif haptique de la figure 5a,
la figure 6a représente un autre exemple de motif haptique,
la figure 6b représente le motif haptique de la figure 6a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que celle générant le motif haptique de la figure 6a,
la figure 7a représente un autre exemple de motif haptique,
la figure 7b représente le motif haptique de la figure 7a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que celle générant le motif haptique de la figure 7a,
la figure 8a représente un autre exemple de motif haptique, et la figure 8b représente le motif haptique de la figure 8a modifié pour une vitesse de rotation de l'élément mobile plus élevée que celle générant le motif haptique de la figure 8a.
toutes les figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de La figure 1 représente une interface de commande 1 à retour haptique pour véhicule automobile, par exemple montée dans le tableau de bord ou dans une console centrale du véhicule, pour commander des systèmes embarqués du véhicule tels que le système de climatisation, de radio, du téléphone, de ventilation ou de navigation.
L'interface de commande 1 comporte un module de fluide magnéto-rhéologique 3. Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 comporte un élément mobile 6, un fluide magnéto-rhéologique 7 en contact avec l'élément mobile 6 et une unité d'application d'un champ magnétique 8 configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique 7 et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué.
Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 peut comporter un élément de préhension 5, solidaire de l'élément mobile 6, c'est-à-dire rigidement lié à l'élément mobile 6. L'élément de préhension 5 est par exemple fait de matière avec l'élément mobile 6 ou clipsé sur l'élément mobile 6 ou fixé par goupille ou par tout autre moyen de fixation connu. Alternativement, l'élément de préhension 5 peut être couplé à l'élément mobile 6 via un système d'engrenages, chaînes, courroies ou tout autre moyen mécanique permettant d'assurer un couplage entre l'élément de préhension 5 et l'élément mobile 6.
L'élément mobile 6 est par exemple mobile en rotation ou en translation.
La figure 1 présente un exemple de réalisation d'un élément mobile 6 rotatif. Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 comporte une embase 9 présentant une forme générale cylindrique s'étendant selon un axe de rotation Z du module 3, obturée à l'une de ses extrémités par un axe central fixe 10 orienté selon l'axe de rotation Z, définissant une cavité annulaire 11 . L'élément mobile 6 est monté mobile sur l'embase 9 fixe, autour de l'axe de rotation Z.
La cavité 11 est destinée à recevoir d'une part le fluide magnéto-rhéologique 7 et d'autre part une extrémité de l'élément mobile 6. L'élément mobile 6 est alors partiellement immergé dans le fluide magnéto-rhéologique 7. L'embase 9 présente également un logement annulaire 12 qui entoure au moins partiellement la cavité 11 . Le logement annulaire 12 reçoit une ou plusieurs bobine(s) qui, avec son (leurs) alimentation(s) (non représentée(s)), forme l'unité d'application d'un champ magnétique 8 sur le fluide magnéto-rhéologique 7. Le champ magnétique créé par une bobine étant proportionnel au courant qui la traverse, on peut faire varier l'intensité du champ magnétique créé au centre de la bobine en faisant varier l'alimentation de la bobine. La variation de l'intensité du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique 7, permet de faire varier la viscosité du fluide, et ainsi la force de frottement exercée par le fluide. On peut ainsi faire varier la force avec laquelle l'élément mobile 6 peut être tourné pour générer un retour haptique spécifique à l'utilisateur manipulant l'élément mobile 6.
En outre, la force de frottement appliquée par le fluide magnéto-rhéologique 7 sur l'élément mobile 6 varie en fonction de la surface de fluide en contact avec l'élément mobile 6. Ainsi, l'extrémité de l'élément mobile 6 en contact avec le fluide magnéto-rhéologique 7 peut comporter plusieurs parois d'extrémité 13 cylindriques et concentriques, s'étendant selon l'axe de rotation Z, et venant en regard de parois complémentaires s'étendant depuis le fond de la cavité 11 . Par exemple, l'embase 9 comporte une paroi complémentaire 14, venant s'intercaler entre les parois d'extrémité 13 de l'élément mobile 6 pour augmenter les surfaces en regard entre l'élément mobile 6 et l'embase 9 et ainsi augmenter le couple de force que l'on peut exercer sur l'élément mobile 6 avec une alimentation donnée.
Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 comporte en outre des joints 16, par exemple intercalés d'une part, entre la cavité 11 et un couvercle 15 fermant la cavité 11 et d'autre part, entre la cavité 11 et un épaulement de l'élément mobile 6. Les joints 16 assurent l'étanchéité pour éviter toute fuite du fluide magnéto-rhéologique 7 hors de la cavité 11 . Le couvercle 15 comprend également un logement recevant un palier ou roulement à billes 17 qui assure la liaison en rotation entre l'embase 9 et l'élément mobile 6.
Un retour haptique est généré à l'utilisateur qui déplace l'élément mobile 6 via l'élément de préhension 5, par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique 7. On désigne par « haptique » un retour par le toucher, tel que l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 (ou effort de couple pour un élément mobile rotatif).
En effet, le fluide magnéto-rhéologique 7 présente la propriété que sa viscosité varie sous l'effet d'un champ magnétique variable. Ainsi, la force de frottement induite par le fluide magnéto-rhéologique 7 est faible lorsqu'aucun champ magnétique n'est appliqué et devient de plus en plus importante lorsque l'intensité du champ magnétique augmente. Les fluides magnéto-rhéologiques peuvent ainsi être utilisés en tant que freins magnéto-rhéologique. Par exemple, l'application d'une intensité en forme de créneau permet de créer des points durs générant des points d'indexage pour lesquels l'intensité est importante.
Le retour haptique peut ainsi comporter un ou plusieurs motifs haptiques définis par l'effort de freinage généré (figures 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b) ou le champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique 7, en fonction de la position et/ou de la variation de position, telle qu'en fonction de la position angulaire pour un élément mobile 6 rotatif.
Le motif haptique présente par exemple une forme dite simple : linéaire, carré
(figure 4b), demi-sinus (figure 6b), triangle (figures 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 5a, 6a, 7a, 7b, 8a, 8b), etc ou une forme dite complexe comportant une combinaison de formes simples ou une courbe. Différents motifs haptiques peuvent ainsi être obtenus. Par exemple, l'intensité du champ magnétique peut avoir une forme en créneau dans laquelle l'intensité est nulle ou faible sauf générant des positions d'indexage où cette intensité est forte de manière à générer un effort de freinage important générant des points d'indexage. D'autres motifs haptiques sont également possibles, par exemple des profils triangulaires ou en dents de scie répartis autour des positions d'indexage, de sorte que celles-ci soit perçues comme un point dur progressif à surmonter.
L'interface de commande 1 comporte en outre un capteur de vitesse 21 de déplacement de l'élément mobile 6 et une unité de pilotage 18 reliée au capteur de vitesse 21 et à l'unité d'application d'un champ magnétique 8 (figure 1 ).
Le capteur de vitesse 21 peut en outre être relié à l'unité d'application d'un champ magnétique 8 afin d'adapter le pilotage de l'unité d'application d'un champ magnétique 8 au fluide magnéto-rhéologique 7 pour le retour haptique souhaité.
Le capteur de vitesse 21 peut par exemple comporter un capteur d'angle et une mesure du temps.
Le capteur de vitesse 21 peut comprendre par exemple un ensemble de contacts et un balai en contact successivement avec certains des contacts lors du déplacement de l'élément mobile 6. Alternativement, le capteur de vitesse 21 peut être un encodeur optique comportant une ou plusieurs fourches optiques ou un dispositif piézo-électrique. Le capteur de vitesse 21 peut être situé à différents endroits à proximité de l'élément mobile 6 et notamment du côté de l'élément de préhension 5. Le retour haptique généré avec le déplacement de l'élément mobile 6 informe l'utilisateur de la prise en compte d'une commande. Le retour haptique peut par exemple indexer la navigation dans un menu déroulant d'un écran d'affichage ou la commande d'incrémentations/décrémentations de valeur d'un paramètre.
L'unité de pilotage 18 est configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique 8 afin de modifier la valeur du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique 7 en fonction de la vitesse avec laquelle l'élément mobile 6 est déplacé.
On adapte ainsi la perception du retour haptique à la vitesse avec laquelle l'élément mobile 6 est déplacé. Le retour haptique peut alors être mieux différencié, en étant par exemple accentué ou au contraire diminué, voire inactivé, ou décalé, en fonction de la vitesse de déplacement de l'élément mobile 6. Cette adaptation du retour haptique en fonction de la vitesse de déplacement de l'élément mobile 6 n'est généralement pas possible avec un bouton mécanique classique.
Au moins un paramètre du retour haptique modifié est choisi parmi : le nombre de motifs haptiques du retour haptique, la forme des motifs haptiques, la position de l'élément mobile à laquelle le retour haptique est généré, la durée et l'intensité du champ magnétique appliqué.
La modification du retour haptique peut être définie par une table de correspondance. La table de correspondance fait correspondre un retour haptique ayant une valeur ou une plage de valeurs du champ magnétique appliqué et/ou de l'effort de freinage généré en fonction de la position angulaire, avec au moins comme variable la vitesse et/ou la variation de vitesse de déplacement de l'élément mobile 6.
La modification du retour haptique peut être également définie par une règle, pour toutes les valeurs ou sur certaines plages de la vitesse et/ou variation de vitesse de l'élément mobile 6.
La règle peut être une loi ou un algorithme.
Par exemple, la règle peut être que, plus la vitesse est élevée et plus la valeur de l'effort de freinage doit être élevée, c'est-à-dire plus l'intensité du champ magnétique à appliquer doit être élevée, et plus la génération du retour haptique est décalée par rapport à une position de départ associée à une vitesse de déplacement de référence.
Par exemple, la génération du retour haptique est décalée en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile 6 pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile 6 plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour haptique à la position de référence. La génération anticipée du retour haptique à vitesse rapide permet à l'utilisateur de percevoir le retour haptique à la même position que pour une vitesse de déplacement moins rapide. On peut ainsi éviter d'éventuels décalages temporels entre la perception d'un retour haptique et une position d'indexage qui lui serait associée. De tels décalages auraient pu survenir lors de la manipulation à vitesse rapide de l'élément mobile 6, notamment du fait du temps de réponse du module de fluide magnéto- rhéologique 3 pour générer un effort de freinage et/ou du temps de réponse nécessaire à l'utilisateur pour percevoir ledit effort de freinage généré.
Par exemple pour un élément mobile 6 rotatif, la génération du retour haptique est décalée d'un angle compris entre 0,5° et 45°.
Ainsi, les figures 2a et 2b représentent un premier exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif et un retour haptique généré comportant un motif triangulaire. Sur la figure 2a, le pic de l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 correspond à une position angulaire de 90° de l'élément mobile 6 ou position de référence. Sur la figure 2b, la position angulaire de ce pic d'effort est décalée à la position angulaire de 85°, soit 5° en amont de la position de référence de 90 ° dans le sens de rotation de l'élément mobile 6, pour une vitesse de rotation de l'élément mobile 6 plus élevée que celle ayant généré le retour haptique représenté en figure 2a.
Selon un autre exemple, l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence est augmenté par rapport à l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à la vitesse de déplacement de référence. L'utilisateur perçoit alors une augmentation de l'effort de freinage lorsqu'il manipule rapidement l'élément mobile 6. Le fait d'augmenter la valeur de l'effort de freinage permet ainsi d'améliorer la perception du retour haptique à vitesse plus élevée. Cet exemple de réalisation présente l'avantage d'être techniquement plus facile à réaliser.
Par exemple, l'effort de freinage est augmenté d'une valeur comprise entre 0,05
N.m et 1 ,5 N.m.
Ainsi, les figures 3a et 3b représentent un deuxième exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif et un retour haptique généré comportant un motif triangulaire.
Sur la figure 3a, le pic de l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 est de l'ordre de 0,27 N.m. Sur la figure 3b, l'intensité de ce pic d'effort est de 0,55 N.m, soit augmenté de 0,28 N.m pour une vitesse de rotation de l'élément mobile 6 plus élevée que celle ayant généré le retour haptique représenté en figure 3a.
Selon un autre exemple, l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à un seuil de vitesse, est supérieur à 0,1 N.m, tel que supérieur à 0,8 N.m. Ainsi, lorsque l'élément mobile 6 est déplacé rapidement, le module de fluide magnéto-rhéologique 3 ralentit, voire bloque complètement le déplacement de l'élément mobile 6 en générant un effort de freinage important.
On définit par exemple, un seuil de vitesse de 3, 6°/ms pour un élément mobile 6 de 35 mm de diamètre, au-delà de laquelle la vitesse de rotation peut être qualifiée de rapide.
Ainsi, les figures 4a et 4b représentent un troisième exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif.
Sur la figure 4a, le retour haptique généré comporte un motif triangulaire dont le pic d'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 est de l'ordre de 0,27 N.m. Sur la figure 4b, le retour haptique généré comporte un motif carré dont le pic d'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 est de l'ordre de 0,85 N.m pour une vitesse de rotation de l'élément mobile 6 plus élevée que celle ayant généré le retour haptique représenté en figure 4a.
Selon un autre exemple, l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à un seuil de vitesse, est nul. L'élément mobile 6 est ainsi libéré de tout effort de freinage de sorte que plus aucun retour haptique n'est ressenti par l'utilisateur déplaçant l'élément mobile 6 rapidement.
Ainsi, les figures 5a et 5b représentent un quatrième exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif. Sur la figure 5a, le retour haptique généré comporte un motif triangulaire dont le pic d'effort de freinage exercé sur l'élément mobile 6 est de l'ordre de 0,27 N.m. Sur la figure 5b, aucun retour haptique n'est généré pour une vitesse de rotation de l'élément mobile 6 plus élevée que celle ayant généré le retour haptique représenté en figure 5a.
Selon un autre exemple, la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse supérieure ou inférieure à une vitesse de déplacement de référence (la vitesse de déplacement de référence pouvant être définie par une plage de vitesses) est distincte de la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à la vitesse de déplacement de référence. Le retour haptique généré à plus ou moins grande vitesse peut ainsi être mieux différencié. On évite notamment les situations pour lesquelles l'utilisateur ne percevrait plus qu'un retour haptique constant, sans crans, au lieu de crantages réguliers, pour le déplacement rapide de l'élément mobile 6.
Par exemple, le retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse de déplacement de référence présente une forme s'inscrivant dans une forme sinusoïdale et le retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse moins ou plus élevée que la vitesse de déplacement de référence présente une forme triangulaire.
Ainsi, un cinquième exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif est illustré sur les figures 6a et 6b. Le retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à la vitesse de déplacement de référence représenté sur la figure 6b présente un motif ayant une forme s'inscrivant dans une forme sinusoïdale et le retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à la vitesse de déplacement moins élevée que la vitesse de déplacement de référence représenté sur la figure 6a présente un motif de forme triangulaire.
Selon un autre exemple de réalisation, l'interface de commande comporte une unité de retour visuel et/ou sonore reliée à l'unité de pilotage 18 et configurée pour générer un retour visuel et/ou sonore avec le retour haptique. La génération du retour visuel et/ou sonore est décalée en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile 6 pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile 6 plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour visuel et/ou sonore à la position de référence, ou, est décalée en aval d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile 6 pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile 6 moins élevée que la vitesse de déplacement de référence. On peut ainsi éviter d'éventuels décalages temporels entre la perception d'un retour haptique et d'un retour visuel et/ou sonore qui lui serait associé. De tels décalages auraient pu survenir lors de la manipulation à vitesse rapide de l'élément mobile 6, notamment du fait du temps de réponse nécessaire pour générer un retour visuel et/ou sonore et/ou du temps de réponse nécessaire à l'utilisateur pour percevoir ledit retour visuel et/ou sonore.
Ainsi, les figures 7a et 7b représentent un sixième exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif avec un motif de retour haptique triangulaire et un retour visuel et/ou sonore représenté sur les figures par une flèche verticale.
Le retour visuel et/ou sonore est généré en même temps que la génération du retour haptique pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile 6 plus élevée (figure 7b) que pour une vitesse de déplacement de référence de l'élément mobile 6 pour laquelle le retour visuel et/ou sonore est généré après la génération du retour haptique, par exemple au moment du pic d'effort de freinage (figure 7a).
Selon un autre exemple, le retour haptique exercé sur l'élément mobile 6 déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence, comporte un nombre de motifs haptiques distinct du nombre de motifs haptiques du retour haptique de l'élément mobile 6 déplacé à la vitesse de déplacement de référence.
Ainsi, les figures 8a et 8b représentent un septième exemple de réalisation pour un élément mobile 6 rotatif. Sur la figure 8a, le retour haptique généré comporte un seul motif triangulaire. Sur la figure 8b, sur laquelle l'élément mobile 6 présente une vitesse de rotation plus élevée que pour la figure 8a, le retour haptique généré comporte deux motifs triangulaires.

Claims

REVENDICATION
Interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile comportant un module de fluide magnéto-rhéologique (3) comprenant un élément mobile (6), un fluide magnéto-rhéologique (7) en contact avec l'élément mobile (6) et une unité d'application d'un champ magnétique (8) configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique (7) et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué afin de générer un retour haptique à l'utilisateur déplaçant l'élément mobile (6) par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique (7), caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur de vitesse (21 ) de déplacement de l'élément mobile (6) et une unité de pilotage (18) reliée au capteur de vitesse (21 ) et à l'unité d'application d'un champ magnétique (8), l'unité de pilotage (18) étant configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique (8) afin de modifier la valeur du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique (7) en fonction de la vitesse avec laquelle l'élément mobile (6) est déplacé.
Interface de commande selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (18) est configurée pour générer un retour haptique dont l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence, est augmenté par rapport à l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à la vitesse de déplacement de référence.
Interface de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (18) est configurée pour générer un retour haptique décalé en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile (6) pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour haptique à la position de référence.
Interface de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de pilotage est configurée pour générer un retour haptique dont la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse supérieure ou inférieure à une vitesse de déplacement de référence est distincte de la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à la vitesse de déplacement de référence.
5. Interface de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une unité de retour visuel et/ou sonore pilotée par l'unité de pilotage (18) et configurée pour générer un retour visuel et/ou sonore avec le retour haptique, décalé en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile (6) pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour visuel et/ou sonore à la position de référence ou décalé en aval d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile (6) pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) moins élevée que la vitesse de déplacement de référence.
6. Procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on modifie le retour haptique généré par l'application d'un champ magnétique sur le fluide magnéto-rhéologique (7) en fonction de la vitesse avec laquelle l'élément mobile (6) est déplacé.
7. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un paramètre du retour haptique modifié est choisi parmi : le nombre de motifs haptiques du retour haptique, la forme du motif haptique, la position de l'élément mobile à laquelle le retour haptique est généré, la durée et l'intensité du champ magnétique appliqué.
8. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence est augmenté par rapport à l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à la vitesse de déplacement de référence.
9. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'effort de freinage est augmenté d'une valeur comprise entre 0, 05 N.m et 1 ,5 N.m.
10. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la génération du retour haptique est décalée en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile (6) pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour haptique à la position de référence.
1 1 . Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément mobile (6) est rotatif et la génération du retour haptique est décalée d'un angle compris entre 0, 5° et 45°.
12. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 11 , caractérisé en ce que l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à un seuil de vitesse, est supérieur à 0,1 N.m.
13. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 11 , caractérisé en ce que l'effort de freinage exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à un seuil de vitesse, est nul.
14. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse supérieure ou inférieure à une vitesse de déplacement de référence est distincte de la forme du retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à la vitesse de déplacement de référence.
15. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse de déplacement de référence présente une forme s'inscrivant dans une forme sinusoïdale et le retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse plus ou moins élevée que la vitesse de déplacement de référence présente une forme triangulaire.
16. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 15, caractérisé en ce qu'un retour visuel et/ou sonore est généré avec le retour haptique et la génération du retour visuel et/ou sonore est décalée en amont d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile (6) pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) plus élevée qu'une vitesse de déplacement de référence générant un retour visuel et/ou sonore à la position de référence ou est décalée en aval d'une position de référence dans le sens de déplacement de l'élément mobile (6) pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) moins élevée que la vitesse de déplacement de référence.
17. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le retour visuel et/ou sonore est généré en même temps que la génération du retour haptique pour une vitesse de déplacement de l'élément mobile (6) plus élevée que la vitesse de déplacement de référence pour laquelle le retour visuel et/ou sonore est généré après la génération du retour haptique.
18. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 17, caractérisé en ce que le retour haptique exercé sur l'élément mobile (6) déplacé à une vitesse de déplacement supérieure à une vitesse de déplacement de référence, comporte un nombre de motifs haptiques distinct du nombre de motifs haptiques du retour haptique de l'élément mobile (6) déplacé à la vitesse de déplacement de référence. 19. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que la modification du retour haptique est définie par une table de correspondance et/ou par une règle ayant au moins comme variable la vitesse de l'élément mobile (6).
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