EP3256340A1 - Dispositif de retour haptique pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de retour haptique pour véhicule automobile

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EP3256340A1
EP3256340A1 EP16707186.9A EP16707186A EP3256340A1 EP 3256340 A1 EP3256340 A1 EP 3256340A1 EP 16707186 A EP16707186 A EP 16707186A EP 3256340 A1 EP3256340 A1 EP 3256340A1
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EP
European Patent Office
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haptic feedback
electrically operated
feedback device
vibratory actuator
actuator
Prior art date
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Pending
Application number
EP16707186.9A
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German (de)
English (en)
Inventor
Anthony Aubry
Nour-Eddine EL-OUARDI
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Dav SA
Original Assignee
Dav SA
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • 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
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/25—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using haptic output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B60K2360/1438—Touch screens

Definitions

  • the present invention relates to a haptic feedback device for a motor vehicle, generating a haptic feedback to the user in response to a touch on a touch surface.
  • touch-sensitive multifunction control interfaces are increasingly used to control electrical or electronic systems, such as an air conditioning system, an audio system or a navigation system.
  • Such interfaces may be associated with a display screen and allow navigation in pull-down menus comprising various commands relating to the systems to be controlled.
  • the haptic feedback is generally obtained by the action of a vibratory actuator fixed to the tactile surface and controlled by a control unit in order to vibrate the tactile surface in response to a contact.
  • the haptic feedback may not be perceived on the entire surface. Indeed, the more the point of contact of the user with the touch surface is away from the actuator and the more the haptic feedback is attenuated.
  • vibratory actuators can then be used to transmit a haptic feedback that can be felt on the entire touch surface. These actuators are controlled simultaneously. The larger the size of the touch surface, the more the number of actuators increases. For example, four vibratory actuators are provided to vibrate a nine inch touch surface and eight actuators to vibrate a fifteen inch touch surface.
  • Another disadvantage is the difficulty of implementing the control synchronization of this plurality of actuators.
  • Another solution is to substantially increase the size of the vibratory actuator.
  • the larger the touch surface the larger the actuator.
  • a large actuator makes it possible to increase the amplitude of the vibration of the tactile surface so that it can be felt even in areas far from the actuator.
  • such an actuator increases the size of the system. Moreover, it is more expensive.
  • An object of the present invention is to provide a haptic feedback device for tactile surfaces of relatively large size, having a moderate cost, a simple and compact architecture, easy to implement, can generate a haptic feedback of frank appearance that is felt well on the entire touch surface.
  • the subject of the present invention is a haptic feedback device for a motor vehicle comprising a tactile surface intended to detect a contact of a user and at least one electrically operated vibratory actuator intended to vibrate the tactile surface, characterized in that it comprises at least one passive resonator arranged at a distance from the electrically controlled vibratory actuator and configured to vibrate due to the vibration of the touch surface generated by the electrically operated vibratory actuator.
  • the passive resonator is an actuator having a resonant frequency of its own without power supply. This makes it possible to increase the amplitude of the vibration generated by the electrically operated vibratory actuator so that the haptic feedback can be felt on the entire tactile surface. In addition, it eliminates the problems of control synchronization.
  • the haptic feedback device is thus simplified and compact.
  • the haptic feedback device comprises a passive resonator and an electrically operated vibratory actuator disposed on a diagonal of the tactile surface
  • the haptic feedback device comprises a passive resonator and two electrically controlled vibratory actuators, arranged in a triangle, the two electrically controlled vibratory actuators being arranged in two corners of the tactile surface,
  • the haptic feedback device comprises two passive resonators and two electrically operated vibratory actuators arranged at the four corners of the tactile surface, the electrically operated vibratory actuator and the passive resonator have the same resonance frequency.
  • the generated vibration is thus homogeneous over the entire tactile surface,
  • the passive resonator has a resonant frequency of the order of that of the tactile surface.
  • the vibration of the passive resonator then makes it possible to amplify the haptic effect
  • the haptic feedback device comprises a control unit connected to the electrically operated vibratory actuator and the passive resonator comprises an electrically controlled vibratory actuator not connected to the control unit.
  • the vibratory actuators with electric control can therefore be identical. This facilitates assembly and assembly of the haptic feedback device.
  • the haptic feedback device comprises a control unit connected to the electrically-controlled vibratory actuator and the passive resonator comprises an electrically-controlled vibratory actuator connected to the control unit, the control unit being configured to control the implementation of vibration of a single electrically operated vibratory actuator at a time, the vibratory actuator with unmanned electrical control forming the passive resonator.
  • the electrically operated vibratory actuators are identical,
  • At least one electrically operated vibratory actuator is of electromagnetic or piezoelectric type
  • the passive resonator comprises mass-spring resonator.
  • the cost and size of the passive resonator can be reduced and wiring simplified.
  • the diagonal of the touch surface is greater than 25.4 centimeters.
  • the subject of the invention is also a haptic feedback method for a motor vehicle haptic feedback device as described above, characterized in that the vibration control of a single electrically operated vibratory actuator is controlled at the same time to make vibrate the touch surface in response to contact of the touch surface.
  • FIG. 1 represents a schematic view of an example of a haptic feedback device for a motor vehicle
  • FIG. 2 represents a schematic view of the arrangement of electrically operated vibratory actuators and of a passive resonator under a tactile surface
  • FIG. 3 is a graph showing the amplitude of the acceleration as a function of the position of a user's finger along a dimension of the tactile surface, for a haptic feedback device (curve A) and for a system of the prior art (curve B),
  • FIG. 4 illustrates an exemplary embodiment of a passive resonator
  • FIG. 5 shows three examples of the elastic blade of the passive resonator of FIG. 4,
  • FIG. 6 illustrates another embodiment of a passive resonator
  • FIG. 7 represents a schematic view of another example of a haptic feedback device for a motor vehicle.
  • FIG. 1 represents an exemplary embodiment of a haptic feedback device 1 for a motor vehicle, for example arranged in a control panel of the vehicle.
  • the haptic feedback device 1 comprises a touch-sensitive surface 2, at least one electrically-controlled vibratory actuator 3 integral with the touch-sensitive surface 2, for example fixed to a support of the touch-sensitive surface 2, and a control unit 5 connected to the electric vibratory actuator 3.
  • the touch surface 2 is for example a flat surface. It comprises a sensor, such as resistive or capacitive, for detecting a contact of a user on the surface and determining the position of the contact.
  • the sensor is connected to the control unit 5.
  • the touch surface 2 allows a user to select, activate or validate a function, such as a function of the air conditioning system, navigation system, the car radio or scrolling and selecting a choice from a list, such as a phone list.
  • a function such as a function of the air conditioning system, navigation system, the car radio or scrolling and selecting a choice from a list, such as a phone list.
  • the touch surface 2 is for example associated with a display screen to form a touch screen and allow navigation in pull-down menus comprising various commands relating to the systems to be controlled.
  • the touch surface 2 may have large dimensions, the diagonal being for example greater than 10 inches (or 25.4 cm).
  • the control unit 5 is configured to control the vibration of the electrically operated vibratory actuator 3 in response to a contact of the tactile surface 2.
  • the vibration of the tactile surface 2 makes it possible to provide a haptic feedback to the user in response to a contact, such as a support or a rotation or a linear movement ... by his finger or any other activation means (for example a stylus).
  • the return is said to be "haptic" because it is perceptible by the touch of the tactile surface 2.
  • the haptic feedback device 1 furthermore comprises at least one passive resonator 4, arranged at a distance from the electrically-controlled vibratory actuator 3 and configured to vibrate due to the vibration of the tactile surface 2 generated by the vibratory actuator. electrically operated 3.
  • the passive resonator 4 is an actuator having a resonance frequency of its own without power supply. This makes it possible to increase the amplitude of the vibration generated by the electrically operated vibratory actuator 3 so that the haptic feedback can be felt on the entire tactile surface 2. In addition, the control synchronization problems are overcome. .
  • the haptic feedback device 1 is thus simplified and compact.
  • the haptic feedback device 1 may thus comprise one or more electrically actuated vibratory actuator (s) 3 and one or more passive resonator (s) 4, with a similar or distinct number of control vibratory actuators. electrical 3 and passive resonators 4.
  • the vibratory actuators 3 and the passive resonators 4 are for example fixed to the tactile surface 2 in a regularly alternating manner.
  • the haptic feedback device 1 comprises, for example, a passive resonator 4 and an electrically operated vibratory actuator 3, for example arranged on either side of the tactile surface 2, opposite each other, for example example on the diagonal of the touch surface 2, in a respective corner.
  • the haptic feedback device 1 comprises a passive resonator 4 and two electrically operated vibratory actuators 3 arranged in triangle, the two electrically operated vibratory actuators 3 being arranged in two corners of the tactile surface 2.
  • the haptic feedback device 1 comprises two passive resonators 4 and two electrically controlled vibratory actuators 3, arranged at the four corners of the tactile surface 2, the passive resonators 4 being arranged on the same diagonal and the vibratory actuators at electrical control 3 being arranged on the other diagonal.
  • the electrically operated vibratory actuator 3 and the passive resonator 4 have for example the same resonance frequency.
  • the generated vibration is thus homogeneous over the entire tactile surface 2.
  • the passive resonator 4 has a resonant frequency of the order of that of the tactile surface 2. The vibration of the passive resonator 4 then makes it possible to amplify the haptic effect.
  • the passive resonator 4 comprises an electrically controlled vibratory actuator not connected to the control unit 5.
  • This non-controlled electrical vibratory actuator vibrates due to the vibration of the tactile surface 2.
  • the electrically actuated vibratory actuator 3 connected to the control unit 5 and the electrically operated vibratory actuator of the passive resonator 4 may therefore be identical. This facilitates assembly and assembly of the haptic feedback device 1.
  • Vibratory actuators with electrical control are for example of the electromagnetic type. They are based for example on a technology similar to that of the speaker (in English: “Voice-Coil”). Vibratory actuators with electrical control comprise for example an LRA (for "Linear Resonant Actuator” in English), also called “linear motor”.
  • LRA Linear Resonant Actuator
  • 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 electrically operated vibratory actuators are of the piezoelectric type.
  • piezoelectric type electrically controlled vibratory actuator with an electromagnetic type electrically controlled vibratory actuator, the piezoelectric type electrically controlled vibratory actuator being able to be the passive resonator 4 or the control vibratory actuator. 3 electric piloted.
  • the electrically operated vibratory actuator 3 and the passive resonator 4 are intended to vibrate the tactile surface 2, for example in a direction of vibration Z perpendicular to the plane of the tactile surface 2 ( Figure 1).
  • the amplitude of the vibration of the tactile surface 2 is increased (curve A in solid lines), compared to the amplitude of the variation of a tactile surface 2 to which n It is fixed that a single actuator (curve B in dashed lines), for a haptic return device 1 comprising two identical electrical vibratory actuators and therefore having the same resonance frequency.
  • the passive resonator 4 comprises a spring-type resonator 41; 42.
  • the mass-spring type resonator 41; 42 comprises an elastic element, such as a blade 6 and a weight 8 attached to the elastic element. It vibrates because of its mechanical structure and the vibration to which it is subjected.
  • FIG. 4 thus represents a first example of a spring-mass resonator
  • the mass-spring type resonator 41 comprises an elastic blade 6, having a substantially curved shape at rest (FIG. 5), fixed at its two ends to an upright 7 of the resonator 41.
  • the amount 7 is itself attached to the touch surface 2 or its support.
  • the resonator 41 further comprises a flyweight 8 fixed to the elastic blade 6, for example substantially in the center of the elastic blade 6.
  • the weight of the flyweight 8 and its position on the elastic blade 6 make it possible to adjust the resonance frequency of the resonator 41.
  • the upright 7 is fixed to the tactile surface 2 so that the weight 8 and the elastic blade 6 vibrate in the same direction of vibration Z as the touch surface 2, that is to say substantially perpendicular to the touch surface 2.
  • FIG. 6 represents another example of mass-spring type resonator 42.
  • the resonator 42 comprises an elastic blade 6, having a substantially linear form at rest, a first end of which is fixed to an upright 7 of the resonator 42.
  • the upright 7 is itself fixed to the tactile surface 2 or to its support.
  • the resonator 42 further comprises a flyweight 8 fixed to the second end of the elastic blade 6.
  • the weight of the flyweight 8 and its position on the elastic blade 6 make it possible to adjust the resonance frequency of the resonator 42.
  • the amount 7 is fixed at the touch surface 2 so that the weight 8 and the elastic blade 6 vibrate in the same vibration direction Z as the touch surface 2, that is to say substantially perpendicular to the touch surface 2.
  • the passive resonator 4 comprises an electrically operated vibratory actuator 43 connected to the control unit 5.
  • the vibratory actuators with electrical control 3, 43 are for example identical.
  • the control unit 5 is then configured to drive the vibration of a single electrically operated vibratory actuator 3, 43 at a time, the unmanned electrical control vibratory actuator forming the passive resonator 4. It then retains the possibility of generating complex haptic feedback.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de retour haptique (1) pour véhicule automobile comportant une surface tactile (2) destinée à détecter un contact d'un utilisateur et au moins un actionneur vibratoire à commande électrique(3) destiné à faire vibrer la surface tactile(2), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un résonateur passif(4; 41; 42; 43), disposé à distance de l'actionneur vibratoire à commande électrique(3) et configuré pour entrer en vibration du fait de la vibration de la surface tactile (2) générée par l'actionneur vibratoire à commande électrique (3). L'invention concerne également un procédé de retour haptique pour dispositif de retour haptique (1) de véhicule automobile.

Description

DISPOSITIF DE RETOUR HAPTIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un dispositif de retour haptique pour véhicule automobile, générant un retour haptique à l'utilisateur en réponse à un contact sur une surface tactile.
Dans le domaine automobile, les interfaces de commande multifonctions à surface tactile sont de plus en plus utilisées pour commander des systèmes électriques ou électroniques, tels qu'un système de climatisation, un système audio ou encore un système de navigation. De telles interfaces peuvent être associées à un écran d'affichage et permettre une navigation dans des menus déroulants comportant différentes commandes relatives aux systèmes à commander.
Afin de compenser la perte d'informations par retour mécanique confirmant à l'utilisateur un contact sur la surface tactile, on prévoit la génération d'un retour haptique, comme rétroaction à l'utilisateur. Le retour haptique est généralement obtenu par l'action d'un actionneur vibratoire fixé à la surface tactile et piloté par une unité de pilotage afin de faire vibrer la surface tactile en réponse à un contact.
Cependant, lorsque la surface tactile présente de grandes dimensions, le retour haptique peut ne pas être perçu sur toute la surface. En effet, plus le point de contact de l'utilisateur avec la surface tactile est éloigné de l'actionneur et plus le retour haptique est atténué.
Plusieurs actionneurs vibratoires peuvent alors être utilisés pour transmettre un retour haptique qui puisse être ressenti sur toute la surface tactile. Ces actionneurs sont pilotés simultanément. Plus la dimension de la surface tactile est importante et plus le nombre d'actionneurs augmente. Par exemple, on prévoit l'emploi de quatre actionneurs vibratoires pour faire vibrer une surface tactile de neuf pouces et huit actionneurs pour faire vibrer une surface tactile de quinze pouces.
Un inconvénient de ces systèmes est qu'ils présentent une architecture complexe.
Un autre inconvénient est la difficulté de mise en œuvre de la synchronisation de commande de cette pluralité d'actionneurs.
Une autre solution consiste à augmenter sensiblement la dimension de l'actionneur vibratoire. Ainsi, plus la surface tactile présente de grandes dimensions et plus l'actionneur est volumineux. Un actionneur volumineux permet d'augmenter l'amplitude de la vibration de la surface tactile de sorte que celle-ci puisse être ressentie même dans les zones éloignées de l'actionneur. Cependant, un tel actionneur augmente l'encombrement du système. De plus, il est plus coûteux.
Par ailleurs, il peut s'avérer difficile d'obtenir des retours haptiques d'« aspect franc » avec ces solutions, c'est-à-dire présentant une forte accélération sur une courte durée.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de retour haptique pour surfaces tactiles de relativement grande dimension, présentant un coût modéré, une architecture simple et compacte, facile à mettre en œuvre, pouvant générer un retour haptique d'aspect franc qui soit bien ressenti sur toute la surface tactile.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de retour haptique pour véhicule automobile comportant une surface tactile destinée à détecter un contact d'un utilisateur et au moins un actionneur vibratoire à commande électrique destiné à faire vibrer la surface tactile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un résonateur passif, disposé à distance de l'actionneur vibratoire à commande électrique et configuré pour entrer en vibration du fait de la vibration de la surface tactile générée par l'actionneur vibratoire à commande électrique.
Le résonateur passif est un actionneur ayant une fréquence de résonance propre sans alimentation électrique. Cela permet d'augmenter l'amplitude de la vibration générée par l'actionneur vibratoire à commande électrique de sorte que le retour haptique puisse être ressenti sur toute la surface tactile. En outre, on s'affranchit des problèmes de synchronisation de commande. Le dispositif de retour haptique est donc simplifié et compact.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de retour haptique, prise seule ou en combinaison,
le dispositif de retour haptique comporte un résonateur passif et un actionneur vibratoire à commande électrique disposés sur une diagonale de la surface tactile,
le dispositif de retour haptique comporte un résonateur passif et deux actionneurs vibratoires à commande électrique, disposés en triangle, les deux actionneurs vibratoires à commande électrique étant agencés dans deux coins de la surface tactile,
- le dispositif de retour haptique comporte deux résonateurs passifs et deux actionneurs vibratoires à commande électrique, disposés aux quatre coins de la surface tactile, l'actionneur vibratoire à commande électrique et le résonateur passif présentent la même fréquence de résonnance. La vibration générée est ainsi homogène sur toute la surface tactile,
le résonateur passif présente une fréquence de résonnance de l'ordre de celle de la surface tactile. La vibration du résonateur passif permet alors d'amplifier l'effet haptique,
le dispositif de retour haptique comporte une unité de pilotage reliée à l'actionneur vibratoire à commande électrique et le résonateur passif comporte un actionneur vibratoire à commande électrique non relié à l'unité de pilotage. Les actionneurs vibratoires à commande électrique peuvent donc être identiques. Cela facilite l'assemblage et le montage du dispositif de retour haptique.
le dispositif de retour haptique comporte une unité de pilotage reliée à l'actionneur vibratoire à commande électrique et le résonateur passif comporte un actionneur vibratoire à commande électrique relié à l'unité de pilotage, l'unité de pilotage étant configurée pour piloter la mise en vibration d'un seul actionneur vibratoire à commande électrique à la fois, l'actionneur vibratoire à commande électrique non piloté formant le résonateur passif. On conserve alors la possibilité de générer des retours haptiques complexes, les actionneurs vibratoires à commande électrique sont identiques,
au moins un actionneur vibratoire à commande électrique est de type électromagnétique ou piézo-électrique,
le résonateur passif comporte résonateur de type masse-ressort. Le coût et l'encombrement du résonateur passif peuvent ainsi être réduits et le câblage simplifié.
la diagonale de la surface tactile est supérieure à 25,4 centimètres.
L'invention a aussi pour objet un procédé de retour haptique pour dispositif de retour haptique de véhicule automobile tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu'on pilote la mise en vibration d'un seul actionneur vibratoire à commande électrique à la fois pour faire vibrer la surface tactile en réponse à un contact de la surface tactile.
DESCRIPTION SOMMAIRE 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 une vue schématique d'un exemple de dispositif de retour haptique pour véhicule automobile,
- la figure 2 représente une vue schématique de l'agencement d'actionneurs vibratoires à commande électrique et d'un résonateur passif sous une surface tactile,
- la figure 3 est un graphique montrant l'amplitude de l'accélération en fonction de la position d'un doigt de l'utilisateur le long d'une dimension de la surface tactile, pour un dispositif de retour haptique (courbe A) et pour un système de l'art antérieur (courbe B),
- la figure 4 illustre un exemple de réalisation de résonateur passif,
- la figure 5 montre trois exemples de lame élastique du résonateur passif de la figure 4,
- la figure 6 illustre un autre exemple de réalisation de résonateur passif, et
la figure 7 représente une vue schématique d'un autre exemple de dispositif de retour haptique pour véhicule automobile.
Sur ces figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de retour haptique 1 pour véhicule automobile, par exemple agencé dans un tableau de commande du véhicule.
Le dispositif de retour haptique 1 comporte une surface tactile 2, au moins un actionneur vibratoire à commande électrique 3 solidaire de la surface tactile 2, par exemple fixé à un support de la surface tactile 2, et une unité de pilotage 5 reliée à l'actionneur vibratoire à commande électrique 3.
La surface tactile 2 est par exemple une surface plane. Elle comporte un capteur, tel que résistif ou capacitif, pour détecter un contact d'un utilisateur sur la surface et déterminer la position du contact. Le capteur est relié à l'unité de pilotage 5.
La surface tactile 2 permet notamment à un utilisateur de sélectionner, d'activer ou de valider une fonction, telle qu'une fonction du système de climatisation, de navigation, de l'autoradio ou le défilement et la sélection d'un choix parmi une liste, telle qu'une liste téléphonique. La surface tactile 2 est par exemple associée à un écran d'affichage pour former un écran tactile et permettre une navigation dans des menus déroulants comportant différentes commandes relatives aux systèmes à commander.
La surface tactile 2 peut présenter de grandes dimensions, la diagonale étant par exemple supérieure à 10 pouces (ou 25,4cm).
L'unité de pilotage 5 est configurée pour piloter la mise en vibration de l'actionneur vibratoire à commande électrique 3 en réponse à un contact de la surface tactile 2. La vibration de la surface tactile 2 permet de fournir un retour haptique à l'utilisateur en réponse à un contact, tel qu'un appui ou une rotation ou un déplacement linéaire... par son doigt ou tout autre moyen d'activation (par exemple un stylet). Le retour est dit « haptique », car il est perceptible par le toucher de la surface tactile 2.
Le dispositif de retour haptique 1 comporte en outre au moins un résonateur passif 4, disposé à distance de l'actionneur vibratoire à commande électrique 3 et configuré pour entrer en vibration du fait de la vibration de la surface tactile 2 générée par l'actionneur vibratoire à commande électrique 3.
Le résonateur passif 4 est un actionneur ayant une fréquence de résonance propre sans alimentation électrique. Cela permet d'augmenter l'amplitude de la vibration générée par l'actionneur vibratoire à commande électrique 3 de sorte que le retour haptique puisse être ressenti sur toute la surface tactile 2. En outre, on s'affranchit des problèmes de synchronisation de commande. Le dispositif de retour haptique 1 est donc simplifié et compact.
Le dispositif de retour haptique 1 peut ainsi comporter un ou plusieurs actionneur(s) vibratoire(s) à commande électrique 3 et un ou plusieurs résonateur(s) passif(s) 4, avec un nombre similaire ou distinct d'actionneurs vibratoires à commande électrique 3 et de résonateurs passifs 4.
Les actionneurs vibratoires 3 et les résonateurs passifs 4 sont par exemple fixés à la surface tactile 2 de manière régulièrement alternée.
Le dispositif de retour haptique 1 comporte par exemple un résonateur passif 4 et un actionneur vibratoire à commande électrique 3, par exemple disposés de part et d'autre de la surface tactile 2, à l'opposé l'un de l'autre, par exemple sur la diagonale de la surface tactile 2, dans un coin respectif.
Selon un autre exemple illustré sur la figure 2, le dispositif de retour haptique 1 comporte un résonateur passif 4 et deux actionneurs vibratoires à commande électrique 3, disposés en triangle, les deux actionneurs vibratoires à commande électrique 3 étant agencés dans deux coins de la surface tactile 2.
Selon un autre exemple, le dispositif de retour haptique 1 comporte deux résonateurs passifs 4 et deux actionneurs vibratoires à commande électrique 3, disposés aux quatre coins de la surface tactile 2, les résonateurs passifs 4 étant disposés sur une même diagonale et les actionneurs vibratoires à commande électrique 3 étant disposés sur l'autre diagonale.
L'actionneur vibratoire à commande électrique 3 et le résonateur passif 4 présentent par exemple la même fréquence de résonnance. La vibration générée est ainsi homogène sur toute la surface tactile 2.
Selon un autre exemple, le résonateur passif 4 présente une fréquence de résonnance de l'ordre de celle de la surface tactile 2. La vibration du résonateur passif 4 permet alors d'amplifier l'effet haptique.
Selon un premier exemple de réalisation, le résonateur passif 4 comporte un actionneur vibratoire à commande électrique non relié à l'unité de pilotage 5. Cet actionneur vibratoire à commande électrique non piloté entre en vibration du fait de la vibration de la surface tactile 2. L'actionneur vibratoire à commande électrique 3 relié à l'unité de pilotage 5 et l'actionneur vibratoire à commande électrique du résonateur passif 4 peuvent donc être identiques. Cela facilite l'assemblage et le montage du dispositif de retour haptique 1.
Les actionneurs vibratoires à commande électrique sont par exemple de type électromagnétique. Ils reposent par exemple sur une technologie similaire à celle du Haut- Parleur (en anglais : « Voice-Coil »). Les actionneurs vibratoires à commande électrique comportent par exemple un LRA (pour « Linear Résonant Actuator » en anglais), également appelé « moteur linéaire ». 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.
Selon un autre exemple, les actionneurs vibratoires à commande électrique sont de type piézoélectrique.
Il est aussi possible d'associer un actionneur vibratoire à commande électrique de type piézoélectrique avec un actionneur vibratoire à commande électrique de type électromagnétique, l'actionneur vibratoire à commande électrique de type piézoélectrique pouvant être le résonateur passif 4 ou l'actionneur vibratoire à commande électrique 3 piloté.
L'actionneur vibratoire à commande électrique 3 et le résonateur passif 4 sont destinés à faire vibrer la surface tactile 2, par exemple dans une direction de vibration Z perpendiculaire au plan de la surface tactile 2 (figure 1 ).
Ainsi et comme on peut le voir sur la figure 3, l'amplitude de la vibration de la surface tactile 2 est augmentée (courbe A en traits pleins), comparé à l'amplitude de la variation d'une surface tactile 2 à laquelle n'est fixé qu'un seul actionneur (courbe B en pointillés), pour un dispositif de retour haptique 1 comportant deux actionneurs vibratoires à commande électrique identiques et donc présentant la même fréquence de résonnance.
Selon un autre exemple de réalisation, le résonateur passif 4 comporte un résonateur de type masse-ressort 41 ; 42. Le résonateur de type masse-ressort 41 ; 42 comporte un élément élastique, tel qu'une lame 6 et une masselotte 8 fixée à l'élément élastique. Il entre en vibration du fait de sa structure mécanique et de la vibration à laquelle il est soumis.
La figure 4 représente ainsi un premier exemple de résonateur de type masse-ressort
41.
Le résonateur de type masse-ressort 41 comporte une lame élastique 6, présentant une forme sensiblement bombée au repos (figure 5), fixée à ses deux extrémités à un montant 7 du résonateur 41 . Le montant 7 est lui-même fixé à la surface tactile 2 ou à son support. Le résonateur 41 comporte en outre une masselotte 8 fixée à la lame élastique 6, par exemple sensiblement au centre de la lame élastique 6. Le poids de la masselotte 8 et sa position sur la lame élastique 6 permettent de régler la fréquence de résonnance du résonateur 41. Le montant 7 est fixé à la surface tactile 2 de sorte que la masselotte 8 et la lame élastique 6 vibrent dans la même direction de vibration Z que la surface tactile 2, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement à la surface tactile 2.
La figure 6 représente un autre exemple de résonateur de type masse-ressort 42.
Le résonateur 42 comporte une lame élastique 6, présentant une forme sensiblement linéaire au repos, dont une première extrémité est fixée à un montant 7 du résonateur 42. Le montant 7 est lui-même fixé à la surface tactile 2 ou à son support. Le résonateur 42 comporte en outre une masselotte 8 fixée la deuxième extrémité de la lame élastique 6. Le poids de la masselotte 8 et sa position sur la lame élastique 6 permettent de régler la fréquence de résonnance du résonateur 42. Le montant 7 est fixé à la surface tactile 2 de sorte que la masselotte 8 et la lame élastique 6 vibrent dans la même direction de vibration Z que la surface tactile 2, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement à la surface tactile 2.
On comprend que le coût et l'encombrement du résonateur passif peuvent ainsi être réduits et le câblage simplifié.
Selon un autre exemple de réalisation illustré sur la figure 7, le résonateur passif 4 comporte un actionneur vibratoire à commande électrique 43 relié à l'unité de pilotage 5. Les actionneurs vibratoires à commande électrique 3, 43 sont par exemple identiques.
L'unité de pilotage 5 est alors configurée pour piloter la mise en vibration d'un seul actionneur vibratoire à commande électrique 3, 43 à la fois, l'actionneur vibratoire à commande électrique non piloté formant le résonateur passif 4. On conserve alors la possibilité de générer des retours haptiques complexes.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif de retour haptique (1 ) pour véhicule automobile comportant une surface tactile
(2) destinée à détecter un contact d'un utilisateur et au moins un actionneur vibratoire à commande électrique (3) destiné à faire vibrer la surface tactile (2), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un résonateur passif (4 ; 41 ; 42 ; 43), disposé à distance de l'actionneur vibratoire à commande électrique (3) et configuré pour entrer en vibration du fait de la vibration de la surface tactile (2) générée par l'actionneur vibratoire à commande électrique (3).
Dispositif de retour haptique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un résonateur passif (4 ; 41 ; 42 ; 43) et un actionneur vibratoire à commande électrique (3) disposés sur une diagonale de la surface tactile (2).
Dispositif de retour haptique selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un résonateur passif (4 ; 41 ; 42 ; 43) et deux actionneurs vibratoires à commande électrique (3), disposés en triangle, les deux actionneurs vibratoires à commande électrique (3) étant agencés dans deux coins de la surface tactile (2).
Dispositif de retour haptique selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte deux résonateurs passifs (4 ; 41 ; 42 ; 43) et deux actionneurs vibratoires à commande électrique (3), disposés aux quatre coins de la surface tactile (2).
Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur vibratoire à commande électrique (3) et le résonateur passif (4 ; 41 ;
42 ; 43) présentent la même fréquence de résonnance.
Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le résonateur passif (4 ; 41 ; 42 ; 43) présente une fréquence de résonnance de l'ordre de celle de la surface tactile (2).
Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) reliée à l'actionneur vibratoire à commande électrique (3) et en ce que le résonateur passif (4) comporte un actionneur vibratoire à commande électrique non relié à l'unité de pilotage (5).
Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) reliée à l'actionneur vibratoire à commande électrique
(3) et en ce que le résonateur passif (4) comporte un actionneur vibratoire à commande électrique (43) relié à l'unité de pilotage (5), l'unité de pilotage (5) étant configurée pour piloter la mise en vibration d'un seul actionneur vibratoire à commande électrique (3, 43) à la fois, l'actionneur vibratoire à commande électrique (43) non piloté formant le résonateur passif (4).
9. Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les actionneurs vibratoires à commande électrique (3, 43) sont identiques.
10. Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un actionneur vibratoire à commande électrique (3, 43) est de type électromagnétique ou piézo-électrique.
1 1 . Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications 1 à 6 ou 10, caractérisé en ce que le résonateur passif (41 ; 42) comporte résonateur de type masse-ressort.
12. Dispositif de retour haptique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la diagonale de la surface tactile (2) est supérieure à 25,4 centimètres.
13. Procédé de retour haptique pour dispositif de retour haptique (1 ) de véhicule automobile selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'on pilote la mise en vibration d'un seul actionneur vibratoire à commande électrique (3, 43) à la fois pour faire vibrer la surface tactile (2) en réponse à un contact de la surface tactile (2).
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