EP3234758A1 - Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile

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Publication number
EP3234758A1
EP3234758A1 EP15823648.9A EP15823648A EP3234758A1 EP 3234758 A1 EP3234758 A1 EP 3234758A1 EP 15823648 A EP15823648 A EP 15823648A EP 3234758 A1 EP3234758 A1 EP 3234758A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
haptic
haptic feedback
individual
patterns
milliseconds
Prior art date
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Ceased
Application number
EP15823648.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Stéphanie DABIC
Nour-Eddine EL-OUARDI
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dav SA filed Critical Dav SA
Publication of EP3234758A1 publication Critical patent/EP3234758A1/fr
Ceased 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—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • 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
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • 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
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/143—Touch sensitive instrument input devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/014—Force feedback applied to GUI

Definitions

  • the present invention relates to a device and a control method for a motor vehicle.
  • buttons on the dashboard of a car cockpit results in an increase in the number of buttons on the dashboard of a car cockpit.
  • the number of buttons can not be increased to infinity, especially because of the complexity generated, limited space, accessibility or cognitive load.
  • the interaction of the driver with the systems in the car can reproduce a situation of attentional overload in which the driver can not handle at best all the information of the driving task, resulting in errors and a time of longer detection.
  • buttons are centralize by replacing them with a touch surface. This makes it possible to continue to increase the number of functions, these becoming programmable and reconfigurable and exposed temporarily or permanently depending on the context or the activated function.
  • the touch surface thus includes a possibility of multifunctionality, while dematerializing the buttons and being customizable.
  • An object of the present invention is to provide a control device which does not interfere with driving, which is well perceived and appreciated by users, and which can be discriminable from other signals.
  • the subject of the present invention is a control device for a motor vehicle comprising:
  • a touch surface intended to detect a touch of a user's finger
  • a haptic feedback module configured to vibrate the tactile surface, characterized in that it comprises a control unit configured to control the haptic feedback module to generate a haptic feedback in response to a touch on the touch surface, the return haptic being composed:
  • the periods without haptic feedback for which there is no perceptible displacement of the touch surface allow to create particular effects, such as the illusion that the touch surface has a sense in which the user must slide his finger or the illusion that the finger is sinking on the tactile surface.
  • control device comprises a display device disposed beneath the tactile surface to display a graphic element through the tactile surface and the control unit is configured to control the haptic feedback module to generate a haptic feedback in response to a support in the area of the graphic element. This gives an indication to the user on the function that can achieve the interaction with the graphical element affected.
  • the duration of a period without haptic feedback is between 10 and 240 milliseconds.
  • the peak-to-peak acceleration value of the individual haptic patterns is between 0.5G and 15G.
  • the frequency of the individual haptic patterns is between 60Hz and 400Hz the haptic feedback is generated as long as the finger is in contact with the tactile surface. This effect can be used as long as the finger is in contact with a graphic element of the display device to simulate the maintenance of the graphic element during its movement on the screen.
  • the duration of an individual haptic pattern is between 20 and 250 milliseconds
  • the peak-to-peak acceleration value of the individual haptic patterns is between 1 G and 4G, and
  • the inter-command duration between the beginning of a control signal generating an individual haptic pattern and the beginning of a next control signal is between 20 and 150 milliseconds.
  • the haptic feedback is generated over a predefined duration greater than or equal to 50 milliseconds
  • haptic feedback makes it possible to give the sensation of a depression on the tactile surface (in Z).
  • the user has the impression that his finger passes more through the tactile surface than the weak physical movement achieved. This effect can be used to simulate the actuation of a button to be pressed, corresponding to a long press.
  • the individual haptic pattern is repeated between 3 and 10 times
  • the peak-to-peak acceleration value of the individual haptic patterns is between 3G and 10G.
  • the inter-command duration between the beginning of a control signal generating an individual haptic pattern and the beginning of a next control signal is greater than or equal to 20 milliseconds
  • the haptic feedback is generated over a predefined duration greater than or equal to 50 milliseconds.
  • the subject of the invention is also a control method for controlling a device as described above, in which a haptic feedback vibrating is generated.
  • the tactile surface of the control device in response to a pressing on the tactile surface, the haptic feedback being composed of:
  • a graphical element is displayed through the tactile surface and a haptic feedback is generated in response to a support in the area of the graphic element
  • the duration of a period without haptic feedback is between 10 and 240 milliseconds
  • the peak-to-peak acceleration value of the individual haptic patterns is between 0.5G and 15G
  • the frequency of the individual haptic patterns is between 60 Hz and 400 Hz
  • the haptic feedback is generated as long as the finger is in contact with the tactile surface.
  • FIG. 1 represents an example of a control device for a motor vehicle
  • FIG. 2 represents a curve showing the acceleration of the tactile surface as a function of time for an example of haptic feedback.
  • FIG. 1 represents a control device 1 for a motor vehicle, for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for order on-board vehicle systems such as air conditioning, radio, music, telephone, ventilation or navigation systems.
  • a control device 1 for a motor vehicle for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for order on-board vehicle systems such as air conditioning, radio, music, telephone, ventilation or navigation systems.
  • the control device 1 comprises a tactile surface 2 and a haptic feedback module 4 configured to vibrate the tactile surface 2.
  • haptic a return by touch.
  • haptic feedback is a vibratory or vibrotactile signal.
  • the touch surface 2 is intended to detect a touch of a finger of a user on the touch surface 2 or any other activation means (for example a stylus) of a user having for example modified or selected a command.
  • the control device 1 may comprise a display device 3 disposed beneath the tactile surface 2 to display a graphic element through the tactile surface 2, which is then transparent, thus forming for example a touch screen.
  • a touch screen is an input device that allows users of a system to interact with it through touch. It allows the direct interaction of the user on the zone he wants to select for various uses such as, for example, the selection of a destination address or a name in a directory, the air conditioning system settings, enabling a dedicated function, selecting a track from a list, or generally scrolling through a list of choices, selection, validation, and error.
  • the touch surface 2 comprises a plate carrying a contact sensor to detect a pressing pressure or a movement of the finger or a stylus of the user.
  • the contact sensor is for example a pressure sensor, such as using the FSR technology for "Force Sensing Resistor” in English, that is to say using pressure-sensitive resistors.
  • SFR technology has a very good resistance and robustness, while having a high resolution. In addition, it is very reactive and precise, while being relatively stable over time. It can have a fairly long life, and can be used with any type of activation means, at a relatively low cost.
  • the senor operates by contacting two conductive layers for example by the action of the finger.
  • One of the embodiments consists in covering a glass slab with a layer of conductive ink, on which is superimposed a sheet of flexible polyester, itself covered on its inner face with a layer of conductive ink. Insulating and transparent pads isolate the slab from the polyester sheet. The activation on the tactile surface produces a slight depression of the polyester layer, which comes into contact with the conductive layer of the glass slab. The local contact of the two conductive layers causes a modification of the electric current applied to the slab, corresponding to a voltage gradient.
  • the contact sensor comprises flexible semiconductor layers sandwiched between for example a conductive layer and a resistive layer.
  • a conductive layer By exerting pressure or sliding on the FSR layer, its ohmic resistance decreases allowing, by applying a suitable voltage, to measure the pressure applied and / or the location of the place where the pressure is exerted.
  • the contact sensor is based on a capacitive technology.
  • the haptic feedback module 4 comprises at least one actuator connected to the plate of the touch surface 2, to generate the haptic feedback as a function of a signal from the contact sensor.
  • the haptic feedback is a vibratory signal such as a vibration produced by a sinusoidal control signal or by a control signal S1, S2, S3 ... Sn having one or a succession of pulses, sent to the actuator.
  • the vibration is for example directed in the plane of the tactile surface 2 or orthogonally to the plane of the tactile surface 2, in the direction Z, or directed according to a combination of these two directions.
  • the latter are arranged under the touch surface 2, in different positions (in the center or on one side) or in different orientations (in the direction of the support on the surface or in another axis).
  • the actuator is based on a technology similar to that of the speaker (in English: "Voice Coil”). It comprises a fixed part and a part movable in translation in a gap of the fixed part for example of the order of 200 ⁇ , between a first and a second position, parallel to a longitudinal axis of the movable part.
  • the moving part is for example formed by a movable magnet sliding inside a fixed coil or by a movable coil sliding around a fixed magnet, the movable part and the fixed part cooperating by electromagnetic effect.
  • the moving parts are connected to the plate so that the movement of the moving parts causes the translational movement of the plate to generate the haptic feedback to the user's finger.
  • This technology is easily controllable and can move large masses, such as a screen, at various frequencies and meets the strict automotive constraints that are low cost, good resistance to significant temperature variations, and ease of use. in place.
  • the control device 1 further comprises a control unit 5 configured to control the haptic feedback module 4 in order to generate a haptic feedback in response to a pressing on the tactile surface 2.
  • the haptic feedback is composed of the repetition of at least two identical haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn identical, successively generated and a period without haptic feedback B1, B2, interposed between two successive individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn.
  • control unit 5 sends control signals S1, S2, S3 ... Sn to the haptic feedback module 4 comprising for example a control socket sent to the actuator, for example square, triangle or sinusoidal.
  • Each control signal S1, S2, S3 ... Sn generates an individual haptic pattern.
  • FIG. 2 shows an example of a haptic feedback, illustrated by the measurement of the acceleration of the tactile surface 2 in Z, in a direction parallel to the direction of support of the finger on the tactile surface 2.
  • the value of measured acceleration for the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn generally has a sinus form damped. The same illustration can be obtained by measuring the displacement of the tactile surface 2 in Z.
  • the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn are identical, or substantially identical.
  • the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn may differ slightly from each other with a margin of tolerance in which the differences are not perceptible, that is, the individual haptic patterns M1 , M2, M3 are perceived by the user as identical.
  • the identity of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn relates in particular to the pace (such as the damped sinus shape), the frequency, the phase shift, the amplitude, the duration.
  • the pace can for example be identified by the response time to reach 100% of the maximum amplitude.
  • the tolerance range applies for example to these parameters.
  • Mn comprise a response time to reach 100% of the maximum amplitude identical to +/- 5 milliseconds, the same frequency to +/- 15% , the same amplitude of acceleration at +/- 1 G for an amplitude of acceleration between 0.5G and 7G, the same amplitude of acceleration at +/- 2G for an amplitude of acceleration between 7G and 15G, a same duration at +/- 15 milliseconds for a duration of between 20 milliseconds and 100 milliseconds and / or the same duration at +/- 30 milliseconds for a duration of between 100 and 250 milliseconds.
  • the peak-to-peak acceleration value A of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn is for example between 0.5G and 15G.
  • the frequency of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn is for example between 60Hz and 400Hz.
  • a period without a haptic return B1 begins during which it There is no discernible movement of the touch surface 2.
  • a period without haptic feedback B1, B2 is a period for which no acceleration or displacement of the tactile surface 2 is perceived because it is zero or less than the vibrations of the rolling vehicle . It is for example an acceleration lower than 1 G.
  • the duration of a period without haptic feedback B1, B2 is for example between 10 and 240 milliseconds.
  • the periods without haptic feedback B1, B2 repeated between the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn, may be identical or not.
  • the end of a period without haptic feedback B1, B2 is controlled by controlling the inter-command duration SOA between the beginning of a control signal S1 generating an individual haptic pattern M1 and the beginning of a control signal S2 following.
  • the duration of a period without haptic feedback B1, B2 is determined for example by measuring the duration from which the measured acceleration is less than a predetermined threshold.
  • the periods without haptic feedback B1, B2 for which there is no perceptible displacement of the tactile surface 2 make it possible to create particular effects, such as the illusion that the tactile surface 2 has a direction in which the user must slide your finger or the illusion that the finger is sinking on the touch surface 2.
  • the haptic feedback can be generated over a predefined duration D or as long as the finger is in contact with the touch surface 2.
  • the individual haptic pattern M1, M2, M3 ... Mn is repeated at least 3 times
  • the predefined duration D on which the successive individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn are generated is greater than or equal to 50 milliseconds
  • the duration DS of an individual haptic pattern M1, M2, M3 ... Mn is between 20 and 250 milliseconds
  • the peak-to-peak acceleration value A of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn is between 1 G and 4G, and
  • the inter-command duration SOA between the beginning of a control signal S1 and the beginning of a next control signal S2, is between 20 and 150 milliseconds.
  • haptic feedback makes it possible to give the feeling of a depression on the tactile surface 2 (in Z).
  • the user has the impression that his finger passes more through the tactile surface 2 than the small physical displacement achieved. This effect can be used to simulate the actuation of a button to be pressed, corresponding to a long press.
  • the individual haptic pattern M1, M2, M3 ... Mn is repeated as long as the finger is in contact with the tactile surface 2,
  • the duration of a control signal S1, S2 generating the individual haptic pattern is between 20 and 60 milliseconds
  • the SOA inter-command duration between the beginning of a control signal S1 and the start of a next control signal S2 is between 50 and 150 milliseconds.
  • a graphic element can be moved with the finger on the display device 3 ("widget" in English). It is further provided that the control unit 5 is configured to drive the haptic feedback module 4 to generate a haptic feedback in response to a support in the area of the graphic element.
  • the haptic feedback thus makes it possible to simulate the maintenance of the graphic element by the finger during its movement on the screen.
  • the individual haptic pattern M1, M2, M3 ... Mn is repeated between 3 and 10 times
  • the peak-to-peak acceleration value A of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn is between 3G and 10G, and
  • the SOA inter-command duration between the start of a control signal S1 generating an individual haptic pattern and the start of a next control signal S2, is greater than or equal to 20 milliseconds, such as between 50 and 150 milliseconds ,
  • the haptic feedback is generated over a predefined duration D greater than or equal to 50 milliseconds.
  • the frequency of the individual haptic patterns M1, M2, M3... Mn is for example between 60 Hz and 400 Hz, such as between 60 and 200 Hz.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande (1) pour véhicule automobile comportant : - une surface tactile (2) destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur, et - un module de retour haptique (4) configuré pour faire vibrer la surface tactile (2), caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) configurée pour piloter le module de retour haptique (4) pour générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile (2), le retour haptique étant composé: - de la répétition d'au moins deux motifs haptiques individuels (M1, M2, M3 … Mn) identiques, générés successivement, et - d'une période sans retour haptique (B1, B2), intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs (M1, M2, M3…Mn). L'invention concerne également un procédé de commande pour la commande d'un tel dispositif.

Description

Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de commande pour véhicule automobile.
Depuis ces dernières années, les voitures sont devenues plus faciles à manipuler avec l'apparition de nouvelles technologies émergentes (par exemple direction assistée, ABS, régulateur de vitesse, radar de recul etc.). Paradoxalement toutefois, le nombre de fonctions à contrôler pendant la conduite a lui aussi beaucoup augmenté. Ceci peut induire une certaine complexité liée à la mauvaise connaissance de l'utilisation de ces fonctionnalités et à leur diversité. La voiture est devenue un véritable espace de vie, perçue comme un centre de communication personnel et interconnecté : avec par exemple le lecteur MP3, le GPS, la connexion avec les téléphones portables.
L'introduction de ces nouvelles fonctions se traduit par une augmentation du nombre de boutons sur le tableau de bord d'un cockpit de voiture. Cependant, le nombre de boutons ne peut pas être augmenté à l'infini, du fait notamment de la complexité engendrée, de l'espace limité, de l'accessibilité ou de la charge cognitive. De plus, l'interaction du conducteur avec les systèmes embarqués dans la voiture peut reproduire une situation de surcharge attentionnelle dans laquelle le conducteur peut ne pas traiter au mieux toutes les informations de la tâche de conduite, se traduisant par des erreurs et un temps de détection plus long.
Une possibilité est de centraliser les boutons en les remplaçant par une surface tactile. Ceci permet de continuer à augmenter le nombre des fonctions, celles-ci devenant programmables et reconfigurables et exposées de façon temporaire ou permanente selon le contexte ou la fonction activée. La surface tactile inclut ainsi une possibilité de multifonctionnalité, tout en dématérialisant les boutons et en étant personnalisable.
Cependant, contrairement au cas d'un bouton-poussoir, lorsque le conducteur interagit avec une surface tactile, il ne reçoit aucune rétroaction liée directement à son action sur l'interface, autre que le simple contact de son doigt s'écrasant sur la surface.
Afin de compenser la perte d'informations causée par la substitution d'interfaces mécaniques classiques par des surfaces tactiles, il est prévu l'ajout d'un retour, tel que haptique, pour fournir une rétroaction du système à l'utilisateur. Ce retour permet d'éviter l'ambiguïté possible de la prise en compte de l'action de l'utilisateur par le système, susceptible de favoriser l'apparition de situations dangereuses. Il doit cependant en outre éviter de surcharger les voies visuelles et auditives déjà très sollicitées par la tâche de conduite. En effet, l'utilisation de surfaces tactiles dans un véhicule automobile ne doit pas gêner l'attention du conducteur.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande qui ne gêne pas la conduite, qui soit bien perçu et apprécié par les utilisateurs, et qui puisse être discriminable des autres signaux.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de commande pour véhicule automobile comportant :
- une surface tactile destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur, et
- un module de retour haptique configuré pour faire vibrer la surface tactile, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage configurée pour piloter le module de retour haptique pour générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile, le retour haptique étant composé:
- de la répétition d'au moins deux motifs haptiques individuels identiques, générés successivement, et
- d'une période sans retour haptique, intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs.
Les périodes sans retour haptique pour lesquelles il n'y a aucun déplacement perceptible de la surface tactile, permettent de créer des effets particuliers, tels que l'illusion que la surface tactile présente un sens dans lequel l'utilisateur doit faire glisser son doigt ou l'illusion que le doigt s'enfonce sur la surface tactile.
Selon une ou plusieurs des caractéristiques du dispositif de commande, prise seule ou en combinaison,
- le dispositif de commande comporte un dispositif d'affichage disposé sous la surface tactile pour afficher un élément graphique au travers de la surface tactile et l'unité de pilotage est configurée pour piloter le module de retour haptique pour générer un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique. On donne ainsi une indication à l'utilisateur sur la fonction que peut permettre de réaliser l'interaction avec l'élément graphique touché.
- la durée d'une période sans retour haptique est comprise entre 10 et 240 millisecondes.
- la valeur pic à pic d'accélération des motifs haptiques individuels est comprise entre 0,5G et 15G.
- la fréquence des motifs haptiques individuels est comprise entre 60Hz et 400Hz - le retour haptique est généré tant que le doigt est en contact avec la surface tactile. On peut utiliser cet effet tant que le doigt est en contact avec un élément graphique du dispositif d'affichage pour simuler le maintien de l'élément graphique au cours de son déplacement sur l'écran.
Selon un exemple de réalisation,
- la durée d'un motif haptique individuel est comprise entre 20 et 250 millisecondes,
- la valeur pic à pic d'accélération des motifs haptiques individuels est comprise entre 1 G et 4G, et
- la durée inter-commandes entre le début d'un signal de commande générant un motif haptique individuel et le début d'un signal de commande suivant est comprise entre 20 et 150 millisecondes.
On peut en outre prévoir que :
- le motif haptique individuel est répété au minimum 3 fois,
- le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie supérieure ou égale à 50 millisecondes,
Ces caractéristiques du retour haptique permettent de donner la sensation d'un enfoncement sur la surface tactile (en Z). L'utilisateur a l'impression que son doigt traverse davantage la surface tactile que le faible déplacement physique réalisé. On peut utiliser cet effet pour simuler l'actionnement d'un bouton à enfoncer, correspondant à un appui long.
Selon un autre exemple de réalisation :
- le motif haptique individuel est répété entre 3 et 10 fois,
- la valeur pic à pic d'accélération des motifs haptiques individuels est comprise entre 3G et 10G, et
- la durée inter-commandes entre le début d'un signal de commande générant un motif haptique individuel et le début d'un signal de commande suivant est supérieure ou égale à 20 millisecondes, et
- le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie supérieure ou égale à 50 millisecondes.
Cela permet d'indiquer à l'utilisateur qu'il effectue une manipulation interdite, une erreur ou une action impossible.
L'invention a aussi pour objet un procédé de commande pour la commande d'un dispositif tel que décrit précédemment, dans lequel on génère un retour haptique faisant vibrer la surface tactile du dispositif de commande en réponse à un appui sur la surface tactile, le retour haptique étant composé:
- de la répétition d'au moins deux motifs haptiques individuels identiques, générés successivement, et
- d'une période sans retour haptique, intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de commande prise seule ou en combinaison,
- on affiche un élément graphique au travers de la surface tactile et on génère un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique,
- la durée d'une période sans retour haptique est comprise entre 10 et 240 millisecondes,
- la valeur pic à pic d'accélération des motifs haptiques individuels est comprise entre 0,5G et 15G,
- la fréquence des motifs haptiques individuels est comprise entre 60Hz et 400Hz,
- le retour haptique est généré tant que le doigt est en contact avec la surface tactile.
DESCRI PTION SOMMAI RE DES DESSINS
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que sur les figures annexées qui représentent un exemple de réalisation non limitatif de l'invention et sur lesquelles :
- la figure 1 représente un exemple de dispositif de commande pour véhicule automobile, et
- la figure 2 représente une courbe montrant l'accélération de la surface tactile en fonction du temps pour un exemple de retour haptique.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. DESCRI PTION DÉTAILLÉE
La figure 1 représente un dispositif de commande 1 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, de musique, du téléphone, de ventilation ou de navigation.
Le dispositif de commande 1 comporte une surface tactile 2 et un module de retour haptique 4 configuré pour faire vibrer la surface tactile 2. On désigne par « haptique », un retour par le toucher. Ainsi, le retour haptique est un signal vibratoire ou vibrotactile.
La surface tactile 2 est destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur sur la surface tactile 2 ou tout autre moyen d'activation (par exemple un stylet) d'un utilisateur ayant par exemple modifié ou sélectionné une commande.
Le dispositif de commande 1 peut comporter un dispositif d'affichage 3 disposé sous la surface tactile 2 pour afficher un élément graphique au travers de la surface tactile 2, alors transparente, formant ainsi par exemple un écran tactile.
Un écran tactile est un périphérique d'entrée permettant aux utilisateurs d'un système d'interagir avec celui-ci grâce au toucher. Il permet l'interaction directe de l'utilisateur sur la zone qu'il veut sélectionner pour des utilisations diverses comme par exemple, la sélection d'une adresse de destination ou d'un nom dans un répertoire, les réglages du système de climatisation, l'activation d'une fonction dédiée, la sélection d'une piste parmi une liste, ou d'une manière générale le défilement parmi une liste de choix, la sélection, la validation, et l'erreur.
La surface tactile 2 comporte une plaque portant un capteur de contact pour détecter une pression d'appui ou un déplacement du doigt ou d'un stylet de l'utilisateur.
Le capteur de contact est par exemple un capteur de pression, tel qu'utilisant la technologie FSR pour « Force Sensing Resistor » en anglais, c'est-à-dire utilisant des résistances sensibles à la pression. La technologie SFR présente une très bonne résistance et robustesse, tout en ayant une résolution élevée. De plus, elle est très réactive et précise, tout en étant relativement stable dans le temps. Elle peut avoir une durée de vie assez longue, et est utilisable avec tout type de moyen d'activation, à un coût relativement faible.
Selon une conception de la technologie FSR, le capteur fonctionne en mettant en contact deux couches conductrices par exemple par l'action du doigt. Une des réalisations consiste à recouvrir une dalle de verre d'une couche d'encre conductrice, sur laquelle est superposée une feuille de polyester souple, elle-même recouverte sur sa face interne d'une couche d'encre conductrice. Des plots isolants et transparents isolent la dalle de la feuille polyester. L'activation sur la surface tactile produit un léger enfoncement de la couche polyester, qui vient en contact avec la couche conductrice de la dalle de verre. Le contact local des deux couches conductrices entraîne une modification du courant électrique appliqué sur la dalle, correspondant à un gradient de tension.
Selon un autre exemple, le capteur de contact comprend des couches semi-conductrices souples prises en sandwich entre par exemple une couche conductrice et une couche résistive. En exerçant une pression ou un glissé sur la couche FSR, sa résistance ohmique diminue permettant ainsi, par application d'une tension électrique adaptée, de mesurer la pression appliquée et / ou la localisation de l'endroit où la pression est exercée.
Selon un autre exemple, le capteur de contact est basé sur une technologie capacitive. Le module de retour haptique 4 comporte au moins un actionneur relié à la plaque de la surface tactile 2, pour générer le retour haptique en fonction d'un signal issu du capteur de contact. Le retour haptique est un signal vibratoire tel qu'une vibration produite par un signal de commande sinusoïdal ou par un signal de commande S1 , S2, S3 ... Sn comportant un ou une succession de puises, envoyé à l'actionneur. La vibration est par exemple dirigée dans le plan de la surface tactile 2 ou orthogonalement au plan de la surface tactile 2, dans la direction Z, ou encore dirigée selon une combinaison de ces deux directions.
Dans le cas de plusieurs actionneurs, ces derniers sont agencés sous la surface tactile 2, dans différentes positions (au centre ou sur un côté) ou dans différentes orientations (dans la direction de l'appui sur la surface ou dans un autre axe).
Selon un exemple de réalisation, l'actionneur repose sur une technologie similaire à celle du Haut-Parleur (en anglais : « Voice Coil »). Il comporte une partie fixe et une partie mobile en translation dans un entrefer de la partie fixe par exemple de l'ordre de 200μηι, entre une première et une deuxième position, parallèlement à un axe longitudinal de la partie mobile. La partie mobile est par exemple formée par un aimant mobile coulissant à l'intérieur d'une bobine fixe ou par une bobine mobile coulissant autour d'un aimant fixe, la partie mobile et la partie fixe coopérant par effet électromagnétique. Les parties mobiles sont reliées à la plaque de manière que le mouvement des parties mobiles engendre le mouvement en translation de la plaque pour générer le retour haptique au doigt de l'utilisateur. Cette technologie est facilement contrôlable et permet de déplacer de fortes masses, comme celle d'un écran, à diverses fréquences et respecte les contraintes automobiles très strictes que sont un faible coût, une bonne résistance aux variations de températures importantes, et une facilité de mise en place.
Le dispositif de commande 1 comporte en outre une unité de pilotage 5 configurée pour piloter le module de retour haptique 4 afin de générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile 2.
Il y a un appui sur la surface tactile 2 tant que le doigt reste en contact avec la surface tactile 2. Lorsque l'utilisateur relâche son doigt et appuie à nouveau sur la surface tactile 2, un nouveau retour haptique est généré. Un retour haptique est ainsi généré pour chaque appui.
Le retour haptique est composé de la répétition d'au moins deux motifs haptiques individuels M1 , M2, M3...Mn identiques, générés successivement et d'une période sans retour haptique B1 , B2, intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs M1 , M2, M3...Mn.
Pour cela, l'unité de pilotage 5 envoie des signaux de commande S1 , S2, S3... Sn au module de retour haptique 4 comportant par exemple un puise de commande envoyé à l'actionneur, par exemple de forme carré, triangle ou sinusoïdal.
Chaque signal de commande S1 , S2, S3... Sn génère un motif haptique individuel.
La figure 2 montre un exemple d'un retour haptique, illustré par la mesure de l'accélération de la surface tactile 2 en Z, dans une direction parallèle à la direction d'appui du doigt sur la surface tactile 2. La valeur d'accélération mesurée pour les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn présente généralement une forme de sinus amorti. La même illustration peut être obtenue par la mesure du déplacement de la surface tactile 2 en Z.
Les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn sont identiques, ou sensiblement identiques. Autrement dit, les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn peuvent légèrement différer les uns des autres avec une marge de tolérance dans laquelle les différences ne sont pas perceptibles, c'est-à-dire que les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 sont perçus par l'utilisateur comme identiques. L'identité des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn porte notamment sur l'allure (telle que la forme en sinus amorti), la fréquence, le déphasage, l'amplitude, la durée. L'allure peut par exemple être identifiée par le temps de réponse pour atteindre 100% de l'amplitude maximale. La plage de tolérance s'applique par exemple sur ces paramètres. A titre d'exemple, les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn comportent un temps de réponse pour atteindre 100% de l'amplitude maximale identique à +/-5 millisecondes, une même fréquence à +/-15%, une même amplitude d'accélération à +/-1 G pour une amplitude d'accélération comprise entre 0.5G et 7G, une même amplitude d'accélération à +/-2G pour une amplitude d'accélération comprise entre 7G et 15G, une même durée à +/-15 millisecondes pour une durée comprise entre 20 millisecondes et 100 millisecondes et/ou une même durée à +/-30 millisecondes pour une durée comprise entre 100 et 250 millisecondes.
La valeur pic à pic d'accélération A des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn est par exemple comprise entre 0.5G et 15G. La fréquence des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3... Mn est par exemple comprise entre 60Hz et 400Hz.
A la fin de l'accélération et/ou du déplacement de la surface tactile 2, par exemple lorsque la valeur pic à pic de l'accélération A est inférieure à 1 G, débute une période sans retour haptique B1 au cours de laquelle il n'y a aucun déplacement perceptible de la surface tactile 2.
Une période sans retour haptique B1 , B2 est une période pour laquelle on ne perçoit pas d'accélération ou de déplacement de la surface tactile 2, parce qu'il/elle est nul(le) ou inférieur(e) aux vibrations du véhicule roulant. C'est par exemple une accélération inférieure à 1 G.
La durée d'une période sans retour haptique B1 , B2, est par exemple comprise entre 10 et 240 millisecondes. Les périodes sans retour haptique B1 , B2 répétées entre les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn, peuvent être identiques ou non.
Selon un exemple de réalisation, on maîtrise la fin d'une période sans retour haptique B1 , B2 en contrôlant la durée inter-commandes SOA entre le début d'un signal de commande S1 générant un motif haptique individuel M1 et le début d'un signal de commande S2 suivant.
Selon un autre exemple, on détermine la durée d'une période sans retour haptique B1 , B2 par exemple en mesurant la durée à partir de laquelle l'accélération mesurée est inférieure à un seuil prédéterminé.
Les périodes sans retour haptique B1 , B2 pour lesquelles il n'y a aucun déplacement perceptible de la surface tactile 2, permettent de créer des effets particuliers, telle que l'illusion que la surface tactile 2 présente un sens dans lequel l'utilisateur doit faire glisser son doigt ou l'illusion que le doigt s'enfonce sur la surface tactile 2.
Le retour haptique peut être généré sur une durée prédéfinie D ou tant que le doigt est en contact avec la surface tactile 2.
Par exemple et comme représenté sur la figure 2:
- le motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn est répété au minimum 3 fois,
- la durée prédéfinie D sur laquelle sont générés les motifs haptiques individuels successifs M1 , M2, M3 ... Mn, est supérieure ou égale à 50 millisecondes,
- la durée DS d'un motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn est comprise entre 20 et 250 millisecondes,
- la valeur pic à pic d'accélération A des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn est comprise entre 1 G et 4G, et
- la durée inter-commande SOA entre le début d'un signal de commande S1 et le début d'un signal de commande S2 suivant, est comprise entre 20 et 150 millisecondes.
Ces caractéristiques du retour haptique permettent de donner la sensation d'un enfoncement sur la surface tactile 2 (en Z). L'utilisateur a l'impression que son doigt traverse davantage la surface tactile 2 que le faible déplacement physique réalisé. On peut utiliser cet effet pour simuler l'actionnement d'un bouton à enfoncer, correspondant à un appui long.
Selon un autre exemple d'application,
- le motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn est répété tant que le doigt est en contact avec la surface tactile 2,
- la durée d'un signal de commande S1 , S2 générant le motif haptique individuel est comprise entre 20 et 60 millisecondes, et
- la durée inter-commandes SOA entre le début d'un signal de commande S1 et le début d'un signal de commande suivant S2, est comprise entre 50 et 150 millisecondes.
On peut par exemple prévoir qu'un élément graphique peut être déplacé avec le doigt sur le dispositif d'affichage 3 (« widget » en anglais). On prévoit en outre que l'unité de pilotage 5 soit configurée pour piloter le module de retour haptique 4 pour générer un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique. Le retour haptique permet ainsi de simuler le maintien de l'élément graphique par le doigt au cours de son déplacement sur l'écran.
Selon un autre exemple d'application,
- le motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn est répété entre 3 et 10 fois,
- la valeur pic à pic d'accélération A des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn est comprise entre 3G et 10G, et
- la durée inter-commandes SOA entre le début d'un signal de commande S1 générant un motif haptique individuel et le début d'un signal de commande S2 suivant, est supérieure ou égale à 20 millisecondes, tel que comprise entre 50 et 150 millisecondes,
- le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie D supérieure ou égale à 50 millisecondes.
- la fréquence des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn est par exemple comprise entre 60Hz et 400Hz, telle qu'entre 60 et 200Hz.
Cela permet d'indiquer à l'utilisateur qu'il effectue une manipulation interdite, une erreur ou une action impossible.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de commande (1 ) pour véhicule automobile comportant :
- une surface tactile (2) destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur, et
- un module de retour haptique (4) configuré pour faire vibrer la surface tactile (2), caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) configurée pour piloter le module de retour haptique (4) pour générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile (2), le retour haptique étant composé:
- de la répétition d'au moins deux motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) identiques, générés successivement, et
- d'une période sans retour haptique (B1 , B2), intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs (M1 , M2, M3...Mn).
2. Dispositif de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'affichage (3) disposé sous la surface tactile (2) pour afficher un élément graphique au travers de la surface tactile (2) et en ce que l'unité de pilotage (5) est configurée pour piloter le module de retour haptique (4) pour générer un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique.
3. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée d'une période sans retour haptique (B1 , B2) est comprise entre 10 et 240 millisecondes.
4. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur pic à pic d'accélération (A) des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) est comprise entre 0,5G et 15G.
5. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) est comprise entre 60Hz et 400Hz
6. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le retour haptique est généré tant que le doigt est en contact avec la surface tactile (2).
7. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- la durée (DS) d'un motif haptique individuel (M1 , M2, M3 ... Mn) est comprise entre 20 et 250 millisecondes,
- la valeur pic à pic d'accélération (A) des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3
... Mn) est comprise entre 1 G et 4G, et
- la durée inter-commandes (SOA) entre le début d'un signal de commande (S1 ) générant un motif haptique individuel (M1 , M2, M3 ... Mn) et le début d'un signal de commande (S2) suivant est comprise entre 20 et 150 millisecondes.
8. Dispositif de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que :
- le motif haptique individuel (M1 , M2, M3 ... Mn) est répété au minimum 3 fois,
- le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie (D) supérieure ou égale à 50 millisecondes,
9. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que :
- le motif haptique individuel (M1 , M2, M3 ... Mn) est répété entre 3 et 10 fois,
- la valeur pic à pic d'accélération (A) des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) est comprise entre 3G et 10G, et
- la durée inter-commandes (SOA) entre le début d'un signal de commande (S1 ) générant un motif haptique individuel (M1 , M2, M3 ... Mn) et le début d'un signal de commande (S2) suivant est supérieure ou égale à 20 millisecondes, et
- le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie (D) supérieure ou égale à 50 millisecondes.
10. Procédé de commande pour la commande d'un dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on génère un retour haptique faisant vibrer la surface tactile (2) du dispositif de commande (1 ) en réponse à un appui sur la surface tactile (2), le retour haptique étant composé:
- de la répétition d'au moins deux motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) identiques, générés successivement, et
- d'une période sans retour haptique (B1 , B2), intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs (M1 , M2, M3...Mn).
1 1 . Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on affiche un élément graphique au travers de la surface tactile (2) et on génère un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique.
12. Procédé de commande selon l'une des revendications 10 ou 11 , caractérisé en ce que la durée d'une période sans retour haptique (B1 , B2) est comprise entre 10 et 240 millisecondes.
13. Procédé de commande selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la valeur pic à pic d'accélération (A) des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) est comprise entre 0,5G et 15G.
14. Procédé de commande selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la fréquence des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3 ... Mn) est comprise entre 60Hz et 400Hz
15. Procédé de commande selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le retour haptique est généré tant que le doigt est en contact avec la surface tactile (2).
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