FR3026866A1 - Dispositif et procede de commande pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande pour véhicule automobile comportant : une surface tactile (2) destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur et la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile (2), et un module de retour haptique et/ou sonore (4) configuré pour faire vibrer la surface tactile (2) et/ou pour générer un retour sonore à l'utilisateur, en réponse à un contact de la surface tactile (2), caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) configurée pour piloter le module de retour haptique et/ou sonore (4) afin de générer un retour haptique et/ou sonore dont au moins un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile (2). L'invention concerne également un procédé de commande.

Description

-1- Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif de contrôle pour véhicule automobile et un procédé de commande dudit dispositif de contrôle. Depuis ces dernières années, les voitures sont devenues plus faciles à manipuler avec l'apparition de nouvelles technologies émergentes (par exemple direction assistée, ABS, régula-5 teur 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 10 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 15 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 un écran tactile. Ceci permet de continuer à augmenter le nombre des fonctions, celles-ci devenant programmables 20 et reconfigurables et exposées de façon temporaire ou permanente selon le contexte ou la fonction activée. L'écran inclut ainsi une possibilité de multifonctionnalité, tout en dématérialisant les boutons et en étant personnalisable. De plus, les écrans présentent trois autres avantages majeurs : ils permettent d'une part une interaction directe (la co-implantation de l'affichage et de saisie), d'autre part ils sont souples (l'affichage peut être facilement configuré pour 25 un certain nombre de fonctions), et enfin ils sont intuitifs (méthode d'interaction familière comme par exemple « pointer »). Cependant, contrairement au cas d'un bouton-poussoir, lorsque le conducteur interagit avec un écran 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 l'écran. 30 Afin de compenser la perte d'informations causée par la substitution d'interfaces méca- niques classiques par des écrans tactiles, il est prévu l'ajout d'un retour, tel que haptique, pour -2- 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 5 d'écrans 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 contrôle et un procédé de commande dudit dispositif de contrôle, qui ne gêne pas la conduite, qui soit bien perçu et apprécié par les utilisateurs, et qui puisse être discriminable des autres signaux pour une application d'écrans tactiles respectant les contraintes automobiles. 10 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 la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile, et - un module de retour haptique et/ou sonore configuré pour faire vibrer la surface 15 tactile et/ou pour générer un retour sonore à l'utilisateur, en réponse à un contact de la surface tactile, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage configurée pour piloter le module de retour haptique et/ou sonore afin de générer un retour haptique et/ou sonore dont au moins un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la 20 direction de déplacement du doigt sur la surface tactile. On peut ainsi simuler différentes textures de la surface tactile. L'utilisateur peut ainsi percevoir par exemple en fonction de la direction de déplacement du doigt un relief différent, par exemple plus rugueux ou moins, un relief simulant des nervures, ou de petit monticules etc. Ces retours haptiques différents mettent en relief de façon différente 25 la perception de l'utilisateur qui peut ainsi s'orienter tout en gardant par exemple les yeux sur la route. Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de commande, prise seule ou en combinaison, - un retour haptique et/ou sonore distinct est généré au moins pour deux directions 30 perpendiculaires, - la zone de la surface tactile autour de la position du doigt est divisée en secteurs angulaires et un retour haptique et/ou sonore distinct est généré selon que le doigt de l'utilisateur se déplace dans l'une ou l'autre des zones, -3- - la zone de la surface tactile autour de la position du doigt est divisée en quadrants, - le dispositif de commande comporte un dispositif d'affichage disposé sous la surface tactile pour afficher des images au travers de la surface tactile, - un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la vitesse de déplacement du doigt sur la surface tactile, - un paramètre du retour sonore est choisi parmi l'intensité du volume, la phase, la fréquence, la durée, la durée entre deux signaux identiques et/ou un paramètre du retour haptique est choisi parmi l'intensité de l'accélération, la fréquence, l'amplitude, la durée, la durée entre deux signaux identiques, la phase. L'invention a aussi pour objet un procédé de commande d'un dispositif de commande pour véhicule automobile tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on détecte un contact d'un doigt d'un utilisateur et la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile, et - on génère un retour haptique et/ou sonore dont au moins un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile. Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de commande, prise seule ou en 20 combinaison, - un retour haptique et/ou sonore distinct est généré au moins pour deux directions perpendiculaires, - la zone de la surface tactile autour de la position du doigt est divisée en secteurs angulaires et un retour haptique et/ou sonore distinct est généré selon que le 25 doigt de l'utilisateur se déplace dans l'une ou l'autre des zones, - un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la vitesse de déplacement du doigt sur la surface tactile. DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS 30 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 : -4- - la figure 1 représente un exemple de dispositif de commande pour véhicule automobile, et - la figure 2 représente un exemple de surface tactile. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE La figure 1 représente un dispositif de commande pour véhicule automobile 1. Le dispositif de commande 1 comporte une surface tactile 2 et un module de retour 10 haptique et/ou sonore 4. La surface tactile 2 est destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur et la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile 2. Le module de retour haptique et/ou sonore 4 est configuré pour faire vibrer la surface tactile 2 en réponse à un contact de la surface tactile 2 par un doigt ou tout autre moyen 15 d'activation (par exemple un stylet) d'un utilisateur ayant par exemple modifié ou sélectionné une commande et/ou pour générer un retour sonore à l'utilisateur, en réponse à un contact de la surface tactile 2. On désigne par « haptique », un retour par le toucher. Ainsi, le retour haptique est un signal vibratoire ou vibrotactile. 20 Le dispositif de commande 1 peut comporter un dispositif d'affichage disposé sous la surface tactile 2 pour afficher des images au travers de la surface tactile 2, alors transparente, formant ainsi un écran tactile. Un écran tactile est un périphérique d'entrée ou interface permettant aux utilisateurs d'un système d'interagir avec celui-ci grâce au toucher. Il permet l'interaction directe de l'utilisateur 25 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. 30 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 -5- 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 (non représenté) 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 comportant un ou une succession de pulses, 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 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 200pm, entre une première et une deuxième position, parallèlement à un axe longitudinal de la partie mobile. La -6- 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 10 piloter le module de retour haptique et/ou sonore 4 afin de générer un retour haptique et/ou sonore dont au moins un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la direction de déplacement du doigt sur la surface tactile 2. Le déplacement du doigt, tel qu'un glissement, comporte l'information de la localisation du doigt sur au moins deux coordonnées spatiales successives sur la surface tactile 2.
15 Un paramètre du retour sonore peut être choisi parmi l'intensité du volume, la phase, la fréquence, la durée, la durée entre deux signaux identiques. Un paramètre du retour haptique peut être choisi parmi l'intensité de l'accélération, la fréquence, l'amplitude, la durée, la durée entre deux signaux identiques, la phase. On peut ainsi par exemple simuler différentes textures de la surface tactile, tel que 20 différentes rugosités de surface ou des structures comme des nervures, des reliefs etc. Selon une forme de réalisation, on prévoit que la zone de la surface tactile autour de la position du doigt soit divisée en secteurs angulaires. Un retour haptique et/ou sonore distinct est généré selon que le doigt de l'utilisateur se déplace dans l'une ou l'autre des zones. La zone de la surface tactile 2 autour de la position du doigt est par exemple divisée en 25 quadrants (90°) autour de la position du doigt P1. Ainsi, on a représenté quatre zones Z1, Z2 , Z3, Z4 sur la figure 2. Dans cet exemple, si l'utilisateur déplace son doigt verticalement, vers le haut, dans la première zone Z1, un premier retour haptique et/ou sonore sera généré. Si l'utilisateur déplace son doigt vers la droite, dans la deuxième zone Z2, un deuxième 30 retour haptique et/ou sonore, distinct du premier retour haptique, sera généré. Le deuxième retour haptique dans les directions horizontales (dans les zones Z2 et Z4 sur la figure 2), peut par exemple présenter une durée plus courte, une amplitude moins forte et une durée plus courte entre deux motifs haptiques que le premier retour haptique dans les -7- directions verticales (Z1 et Z3). On peut ainsi simuler une texture anisotropique de la surface tactile. On peut prévoir en outre d'afficher sur le dispositif d'affichage des motifs correspondants aux retours haptiques et/ou sonore. Ainsi, par exemple comme on peut le voir sur la figure 2, une première image affichée sous la surface tactile 2 représente des motifs marqués, telles des micro-bosses. Le retour haptique et/ou sonore dans cette zone peut être le même dans toutes les directions. Une deuxième image affichée représente une surface métallique lisse d'aspect anisotropique. On peut en outre prévoir qu'un paramètre du retour haptique et/ou sonore varie avec la 10 vitesse de déplacement du doigt sur la surface tactile 2. Par exemple, la durée entre les motifs de retour haptiques et/ou sonores diminuent avec l'augmentation de la vitesse. On renforce la simulation de perception d'une texture particulière.
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