WO2013120840A1 - Système de commandes à molette manipulable - Google Patents

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Publication number
WO2013120840A1
WO2013120840A1 PCT/EP2013/052764 EP2013052764W WO2013120840A1 WO 2013120840 A1 WO2013120840 A1 WO 2013120840A1 EP 2013052764 W EP2013052764 W EP 2013052764W WO 2013120840 A1 WO2013120840 A1 WO 2013120840A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
shaft
directional
axis
neutral
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/052764
Other languages
English (en)
Inventor
François KORMANN
Roland Lobstein
Original Assignee
Delphi Technologies, Inc.
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 Delphi Technologies, Inc. filed Critical Delphi Technologies, Inc.
Priority to EP13703447.6A priority Critical patent/EP2815288B1/fr
Publication of WO2013120840A1 publication Critical patent/WO2013120840A1/fr

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Definitions

  • the invention relates to a movable wheel control device used in automobiles as a digital control interface.
  • the multiplicity of commands to which the driver of a modern vehicle has access is such that many interfaces are developed to activate functions without having to look at the command or his hands.
  • the user relies on digital feeling to control a function and can stay focused and keep their eyes on the road.
  • the control of many functions, including the navigation system, the radio, the telephone and all telematic functions, as well as the control of ventilation and air conditioning, is achieved through a control screen and a remote interface.
  • the most recently developed navigation interfaces are directional wheels placed on the center console between the front passengers of the vehicle.
  • Figure 1 illustrates in an orthogonal reference, longitudinal axis also called “front-rear”, transverse axis also called “right-left” and neutral axis, also called “vertical”, the possibilities of movement models with four degrees of freedom: longitudinal displacement front-back, right-left transverse displacement, main rotation by turning the wheel on itself and, to validate its choice the user can press the wheel which sinks slightly like a touch computer keyboard.
  • the movements of directional wheels for vehicles have very small amplitudes limited to a few millimeters or less.
  • the movements must be safe and precise so that the user focused on driving selects and validates easily and without error the function he is looking for.
  • a return means constantly urges the wheel to a neutral position, generally central.
  • the front-to-back and right-left movements of the wheel therefore require a light and pleasant effort necessary to overcome the recall.
  • the rotation of the wheel is accompanied by a small cyclical effort felt by the user.
  • Smartphones require in their cars interfaces that are simple, precise and flexible, that are caressed and return imperturbably in an immutable neutral position. The important restoring forces are no longer appreciated and the slightest inaccuracy in returning the wheel to the neutral position is an unacceptable defect.
  • Figure 2 shows the kinematics currently the most optimized for devices whose wheel has four degrees of freedom presented before.
  • An electronic card equipped with the circuits, switches and sensors necessary for the control of the functions is fixed at the bottom of a fixed box.
  • the sensors are conventionally arranged under protective elastic domes which also serve to generate the return forces necessary for the return of
  • the wheel in the neutral position, under the wheel, the mechanical part is organized around a pivoting shaft which extends along a main axis and whose lower part, close to the base, is in ball joint connection against a central sensor.
  • the wheel In the absence of biasing the wheel is placed in neutral position in which the main axis coincides with the neutral axis and the wheel is in the up position, not supported.
  • the displacements of the wheel being of small amplitude, the angular deviations of the main axis with the neutral axis are also very weak.
  • a pivoting plate is arranged in sliding connection with the shaft so as to be driven by it during rotations and pivoting but not when pressing on the wheel. Longitudinal and transverse pivoting of the shaft and the plate cause longitudinal and transverse sensors to be switched via vertical actuators. On the other hand, during the main rotation of the wheel, the plate rotates but without acting on the actuators or the sensors. These, solicited vertically by the elastic domes rub slightly against the plate they solicit towards the top of the housing. These first parasitic friction, even slight, are the main source of disruption of good operation of the device. Furthermore, the plate is the upper part of a universal joint called "high-gimbal", whose lower part called “low-gimbal” is pivotally connected along the neutral axis with the base and the housing.
  • the low-gimbal can be held in the housing by at least three flexible vertical uprights and defining a cylinder of revolution of neutral axis of a radius adjusted to that of the lower gimbal. Each amount is terminated by a lug directed towards the neutral axis so as to fall just above the lower gimbal when it is in place.
  • the low-gimbal is radially held in place by the uprights and vertically by the lugs.
  • the main rotation of the wheel rotates the shaft, the plate and the high-gimbal around the main axis and the low-gimbal around the neutral axis.
  • the plate urges the low-gimbal upwards which rotating on the neutral axis rubs against the holding pins, or any other device now vertically down -cardan.
  • the device is further provided with a discrete means of indexing the rotation.
  • a discrete means of indexing the rotation During rotations, an index biased by a spring against a notched crown provided in the lower gimbal moves notch notch.
  • the index When the rotation is stopped, the index must stop and position the wheel with precision.
  • the parasitic friction explained above disrupts the positioning of the index and the device stops while the index is not on the screen not at the bottom of a notch.
  • the wheel stops in an unstable position.
  • the slightest solicitation then causes a small displacement of the wheel bringing the index to the bottom of the notch. This causes an inappropriate displacement of a cursor on the control screen and this positioning blur related to parasitic friction of the mechanical part is now unacceptable.
  • the present invention solves the aforementioned problems by providing a mechanical control device whose internal friction has been minimized so as to bring the greatest satisfaction to the user.
  • the device according to the invention is intended to select and select functions in a vehicle and comprises a manipulable wheel.
  • the wheel is secured to the end of a shaft extending along a main axis.
  • the wheel may be in a neutral position, the main axis coinciding with a fixed neutral axis, or may be displaced in at least one direction orthogonal to the neutral axis, the shaft being then rotated and the main axis inclined by relative to the neutral axis.
  • This directional displacement is detected by at least one directional sensor.
  • the wheel and the shaft can rotate about the main axis and this main rotation is detected by a rotation sensor.
  • the sensors being connected to a steering unit of the vehicle functions.
  • the device further comprises a directional switch connected to the shaft, the contactor extending from the shaft to a distal zone of action in said at least one orthogonal direction. The distal zone cooperates with the directional sensor so that pivoting of the shaft rotates the switch and distal zone actuates the directional sensor.
  • the device is also provided with a discrete means of indexing the main rotation linked in rotation with the shaft. The means determines a plurality of stable positions of immobilization of the wheel. This has the double advantage on the one hand
  • the directional contactor and the shaft are pivotally connected along the main axis so that the main rotation of the wheel and the shaft does not cause the directional contactor to leave it immobile without friction. between the distal zone and the directional sensor.
  • the absence of friction advantageously ensures that the immobilization of the wheel at the stop of said main rotation is in one of the stable positions determined by the discrete means of indexing.
  • the device is further provided with means for returning the wheel to the neutral position.
  • the return means permanently exerts on the directional contactor a restoring force which, during directional displacements, is oriented in a direction opposite to the pivoting and which, in neutral position is oriented along the neutral axis.
  • the pivot connection between the directional contactor and the shaft is pivot-sliding type isolating the discrete means of indexing said restoring force.
  • this pivot-sliding connection only the radial component of the restoring force, component perpendicular to the main axis, acts on the shaft to oppose pivoting, the component along the main axis is only to it not transmitted to the tree and therefore not either by means of discreet indexing. This has the advantage of not creating additional parasitic friction at the indexing means and therefore to confirm that following a main rotation the wheel stops in one of the stable positions determined by the discrete means of indexing.
  • pressing the wheel along the main axis translates the wheel and the shaft.
  • This translation is detected by a validation sensor.
  • this feature can advantageously enable the validation of a function.
  • the shaft is slidably connected along the neutral axis with the discrete indexing means, so that, advantageously, the directional contactor and the discrete indexing means remain stationary when the wheel is seated on the wheel. pressing on the wheel being transmitted neither to one nor to the other.
  • the means for returning the wheel to the neutral position is completed to permanently exert on the shaft another restoring force which opposes the translation and urges the shaft and the wheel to a high position corresponds to the neutral position.
  • the neutral position is the position in which not only the main and neutral axes are merged but also the wheel and the shaft are pushed relative to the pressed position.
  • the sliding and pivot-sliding connections isolate the shaft from the discrete means of indexing and the directional contactor and therefore from any force oriented along the main axis. Said other restoring force is therefore without influence on the directional contactor and on the indexing means and therefore
  • the directional and validation sensors are electrical switches integrated into an electronic control board.
  • the switches each comprise an elastically deformable dome made of elastomer in which are arranged an electrically conductive mobile pellet integral with the top of the dome and a fixed electrical conductive pellet integral with the electronic control board.
  • the dome being not deformed, the pellets are moved away from each other and the corresponding control circuit is open, and active, the dome being deformed, the pellets are in contact with each other. other said corresponding control circuit being closed.
  • the deformation of the dome generates a biasing force opposing the deformation.
  • the shaft consists of a low section and a high section articulated with each other by a transmission joint such as a universal joint.
  • the lower section extends along the neutral axis in conjunction with the discrete indexing means and the upper section extends along the main axis in connection with the directional contactor, the wheel being attached to the end of the section. high.
  • the transmission joint is advantageously independent of both the directional switch and the discrete indexing means, so that the main rotation of the wheel causes the rotation along the main axis of the upper section as well as the rotation along the axis neutral of the low section and the discreet means of indexing and leaves the directional switch still.
  • the directional displacement of the wheel causes the pivoting of the upper section and the directional contactor, the low section and the discrete indexing means remaining stationary.
  • the device may further be provided with a translation limiter limiting to the neutral position the possibility of translation of the wheel and the shaft.
  • the discrete indexing means of the main rotation comprises an index biased by an elastic means such as a spring, against a notched indexing wheel, the wheel, respectively the index, being arranged in pivot connection along the axis neutral.
  • the positioning of the index at the bottom of a notch determines an angular position of stable immobilization of the wheel.
  • the wheel thus has as much stable immobilization position as the wheel is provided with notches.
  • the main rotation of the shaft drives the indexing wheel, respectively the index, in rotation according to the neutral axis, the index then moves notch notch relative to the wheel and, when stopping said main rotation the index is naturally positioned at the bottom of a notch thus immobilizing the wheel in a stable position .
  • the device may be provided with a rotation limiter limiting the possibility of rotation of the wheel to the neutral position.
  • the shaft may for example extend through a cross-shaped opening limiting to the branches of the cross the directional movements of the wheel.
  • the device may be such that the wheel can be moved orthogonally to the neutral axis in four directions corresponding to the two opposite orientations of two distinct directions, for example a longitudinal direction, also called front-rear and a transverse direction, also called right left.
  • the directional switch of such a device extends in the four directions, front, rear, right and left, up to four co-operating distal zones, front, rear, right and left, each with a directional sensor, front, rear, right and left, so that the movement of the wheel in any one of the four directions, front, rear, right or left, rotate the switch and the corresponding distal zone, front, rear, right and left, actuates the directional sensor corresponding, front, back, right and left, in the direction of movement.
  • Figure 1 is a general diagram indicating the possible movements of the wheel of a control device according to the invention.
  • Figure 2 is a kinematic diagram of a control device of the prior art.
  • Figure 3 is a kinematic diagram according to the present invention, the device being in a neutral position.
  • Figure 4 is the same kinematic diagram as that of Figure 3, the device being this time removed from the neutral position. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
  • the invention described is a control device 10 for selecting and selecting functions in a vehicle, these operations being performed by manipulating a movable wheel 12 located outside a fixed housing 14 located in a tri-axis orthogonal coordinate system. direct, longitudinal axis L, transverse axis T and neutral axis N.
  • the wheel 12 is fixed to the end of a shaft 16 extending along a main axis P which can be coincident with the neutral axis N, and then the wheel 12 is said PN neutral position, or spaced from the neutral axis N, the wheel 12 has been moved to any position.
  • a “bottom” orientation “up” such as along the neutral axis N of the figures can be used, the wheel 12 being at the top of the device 10.
  • the directions “right-left” and “front-rear” respectively can designate the directions along the transverse axes T and longitudinal L.
  • the terms “high”, “low”, “above”, “below”, “higher”, “Lower”, “right”, “left”, “forward”, “rear” and “horizontal” and “vertical” may serve the description without limiting the scope of the invention in particular in relation to the many possible facilities of the device in the vehicle.
  • the kinematic connections between the parts will be described respecting for the denomination and for the representation in the figures the standard NF EN 23952 / ISO 3952-1.
  • the possible displacements of the wheel 12 has four degrees of freedom which are a transverse movement, or right-left, DG, corresponding to a pivot about the longitudinal axis L, a
  • the front-rear movements AA and left-right DG are very small amplitudes too, although actually corresponding to pivoting, these movements can be perceived as small translations.
  • the vertical movement TP is of very small amplitude, equivalent to the depression of a computer keyboard key. Only the main rotation RP can be of great amplitude, even may not be limited, the wheel can rotate indefinitely around the main axis P.
  • the wheel 12 has the four degrees of freedom shown above.
  • the invention can also be applied to devices that do not include all these possibilities, in particular not having the translation support, the validation of a function being done for example by pressing a separate button, or having no only longitudinal and not transversal displacement.
  • FIGS. 3 and 4 The kinematics of the control device according to the invention is represented by FIGS. 3 and 4.
  • This device 10 enables a user who manipulates the wheel 12 to act on functions of the vehicle. It is common, but not essential, that the movements are independent of each other and can not be combined.
  • displacements is to limit the number of possibilities and thus to avoid errors to the user.
  • Various means known to those skilled in the art are implemented to limit or even prohibit these combinations of displacement.
  • an opening 18 in the form of a cross which limits the movements of the wheel 12 to the branches of the cross.
  • a fixed indentation in the casing 14 which, in the neutral position, is remote from a movable indentation integral with the wheel 12, the two indentations interlocking as soon as the wheel 12 is moved, the meshing thus preventing the rotation of the wheel 12 inclined positon.
  • a slight hollow in the housing 14 marking the location of the neutral position PN hollow in which one can press the knob 12, the surface of the housing rising slightly, but sufficiently around this neutral position PN and so prohibiting the translation of the wheel 12 combined with a displacement.
  • the support on the wheel which causes a vertical translation TP and the main rotation RP of the wheel 12 can be done only when the wheel 12 is in the neutral position PN, the main axis P coincides with the neutral axis N.
  • the main rotation RP will remain so called during the description.
  • the control device 10 is fixed on a base 20 which can be either the horizontal bottom of the housing 14 on which is arranged an electronic card or a printed circuit, or directly the electronic card, or the printed circuit.
  • On the electronic card 22 are provided switches and sensors 24, electrical or optical or any other technology, necessary for detecting the movements of the wheel 12 and the transmission of corresponding orders.
  • Each sensor 24 is placed under an elastic dome 26 made of elastomer which on the one hand protects the sensor 24 and on the other hand exerts a force F1 opposed to any deformation imposed on it.
  • the sensors are
  • a switch is formed by arranging face to face within the dome, a mobile chip secured to the top of the dome and a fixed chip integral with the electronic card.
  • the two pellets are made of an electrically conductive material such as copper or another metal. Pressing the dome deforms the pads into contact and closes an electrical control circuit. By stopping to press the dome, it returns to its original shape, and then the switch switches opening the control circuit, the mobile chip moving away from the fixed chip. It therefore appears that in this embodiment the elastomer dome is an integral part of the switch.
  • the housing 14 fixed on the horizontal base 20 is provided with an upper opening 18 from which the shaft 16 emerges.
  • the shaft 16 comprises an upper part 28, the upper shaft, which extends along the main axis P, and a lower part 30, the lower shaft, which extends along the neutral axis N.
  • the upper shaft 28 and the lower shaft 30 are connected to the to one another by means of a universal joint type transmission joint 32 so that in neutral position PN, as in FIG. 3, the high shaft 28 and the low shaft 30 are aligned and the main axes P and neutral N coincide and that, following the longitudinal displacement AA of the wheel 12, as in Figure 4, the high shaft 28 is inclined and the main axis P away from the neutral axis N while the lower shaft 30 remains along the neutral axis N.
  • the upstanding shaft 28 is connected to a directional switch 34 extending perpendicularly to the main axis P from the top shaft 28 to four distal zones of action 36: 36A front and 36B rear aligned along the longitudinal axis L and right 36C and left 36D aligned along the transverse axis T.
  • the wheel 12 is limited to movements along the front-rear directions AA and right-left DG and a contactor 34 Cross-shaped with four perpendicular branches is therefore appropriate.
  • the distal zones of 36A front, rear 36B, right 36C and 36D left, are in the vicinity of the ends of the corresponding branches.
  • the contactor may also have the shape of a cross with more or less than four branches, or even the shape of a circular plate, the distal zones of 'action being in this case indistinctly integrated in the plateau.
  • the contactor 34 is provided with an orifice 38 through which the upper shaft 28 extends in pivot-sliding connection LPG along the main axis P.
  • the orifice 38 of the contactor 32 is in the center of the cross with four branches.
  • the transverse and longitudinal pivoting of the shaft 16 therefore rotate the switch 34 while the main translation TP and the main rotation RP do not move it.
  • a pivot-sliding connection LPG is currently carried out by means of two coaxial revolution cylinders, male for the high-shaft 28 and female for the orifice 38, whose diameters are adjusted so that the shaft can be easily inserted into the hole and that it can slip and run smoothly.
  • actuators 40, 40A front, 40B rear, right 40C and 40D left extend vertically each between a dome 26 capping a direction sensor 24 respectively right front 24A, rear 24B, right 24C and left 24D, and the distal zone d 36, 36A, 36A, rear 36B and 36D left, of the switch 34.
  • the switch 34 pivots around the longitudinal axis L, the rear distal zone 36D of the contactor 34 lowers and bears on the rear actuator 40D, the bottom of the rear actuator deforming the rear dome 26D and actuating the rear sensor 24D.
  • the contactor 34 is similar to a rudder making it possible to transform the small horizontal displacements of the upper shaft 28 into vertical displacements. thanks to the large lever arm of the 34 contactor arms.
  • the domes 26 constitute a return means 42 in the neutral position PN of the device.
  • the actuators 40 are a little longer than the space in which they are placed between a dome 26 and the contactor 34.
  • the domes 26 act very slightly on their respective actuators which exert on the switch 34 a vertical force Fl directed upwards.
  • the LPG pivot-sliding connection between the contactor 34 and the shaft 16 isolates the shaft and then ensures that this vertical force Fl is not transmitted to the shaft.
  • the lower shaft 30 In the vicinity of the base 20, the lower shaft 30 is in slide connection LG along the neutral axis N an indexing wheel 44 provided with a low central orifice 46, itself in pivot connection PV according to the neutral axis N with the housing 14.
  • a sliding link LG is easily made by means of two cylinders, male for the low-shaft 30 and female for the indexing wheel 44, of complementary sections but not circular, for example sections cross, star, or square. The sections are adjusted so that the low shaft 30 can be easily inserted into the hole 46 of the indexing wheel 44 and can slide smoothly there but can not rotate freely.
  • the lower shaft 30 passes through the bottom central orifice 46 and can slide freely therein, but the rotation of the lower shaft 30 causes the indexing wheel 44 to rotate around the neutral axis N .
  • the electronic card 22 is provided with a validation sensor 24F which, like the directional sensors, is placed under an elastic dome 26F.
  • a pressing on the wheel 12 causes a translation TP along the main axis P of the shaft 16, which slides in the orifice 46 of the indexing wheel 44, deforms the dome 26F and actuates the validation sensor 24F.
  • the dome 26F resumes its original shape by exerting on the shaft a vertical restoring force F2 which pushes the shaft 16 to a high neutral position PN.
  • the neutral position PN is then exactly defined by the alignment of the main axes P and neutral N and the wheel in the up position 26F dome is not deformed.
  • the biasing means 42 in the neutral position PN of the wheel 12 thus comprises the domes, or other elastic means, opposing the pivoting, and the central dome 26F, opposing the main translation TP.
  • the indexing wheel 44 may for example be arranged between uprights 48 forming vertical tongues defining a cylinder, the tongues 48 being provided at their upper end with lugs 50 horizontally being placed just above the indexing wheel 44 and thus keep it in position in the housing 14, while leaving it free to rotate around the neutral axis N.
  • the cylindrical side surface of the wheel of indexing is provided with a rotation sensor 24E, optical or phonic wheel or any other technology, intended obviously, to detect and generate a signal function of the rotations of the indexing wheel 44 and therefore the rotations of the wheel 12.
  • indexing wheel 44 is part of a discrete means
  • the indexing wheel 44 is provided on its underside with a notched crown 54 whose notches 56 extend radially.
  • An index 58 is vertically biased upwards by a spring 60 against the ring gear 54.
  • a main rotation RP of the wheel 12 causes the indexing wheel 44 to rotate and forces the index 58, held in a housing of the case 14, to go from notch 56 to notch 56 amount then down successively the flanks of the notches 56.
  • the rise of a blank is effected by compression of the spring 60 and therefore against it and the rotation in progress, while during the descent of a blank, the action of the spring 60 is driving and causes the rotation of the indexing wheel 44.
  • the indexing means 52 thus determines a finite number of angular positions of immobilization of the wheel 12, each stable position PS corresponding to the positioning of the index 58 at the bottom of a notch 56. In the case where the index 58 would stand still, not at the bottom, the position of the wheel 12 would be unstable and the slightest external stress would result in an immediate adjustment of position so that the index is at the bottom of a notch. This adjustment can be detected by the angle sensor and cause a boring movement of a cursor on a control screen.
  • the device 10 according to the invention is advantageously made of molded plastic parts and respects, during the main rotations RP of the wheel 12, a maximum torque of less than 5 N.cm. To do this, the surface conditions of the friction parts are carefully treated and the materials used chosen so as to minimize friction. With the index 58 going from notch 56 to notch 56, the rotation of the wheel 12 is pleasantly accompanied by a slight "click-click" and a cyclic force felt at the wheel 12. In the absence of parasitic friction, the rotation of the wheel 12 then always stops in one of the stable positions PS when the index 58 reaches the bottom of a notch 56.
  • the indexing wheel 44 can be fixed in the housing 14 and the index 58 movable and secured to the shaft 16.
  • the rotation sensor 24E can be arranged differently than on the wheel indexing 44 for example directly on the lower shaft 30.

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Abstract

Un dispositif (10) de commande comprend une molette (12) solidaire de l'extrémité d'un arbre (16) s'étendant selon un axe principal(P). L'arbre (16) peut être pivoté et l'axe principal (P) incliné par rapport à l'axe neutre(N). La molette (12) et l'arbre (16) peuvent de plus tourner. Le dispositif (10) comprend un contacteur (34) lié à l'arbre(16) s'en étendant perpendiculairement jusqu'à une zone distale d'action (36). La zone distale (36) coopère avec un capteur (24) et le pivotement de l'arbre (16) fait pivoter le contacteur (34) et actionne le capteur (24). Un moyen discret d'indexation (52) de la rotation principale (RP), est lié en rotation avec l'arbre (16)déterminant des positions stables (PS) d'immobilisation de la molette (12). Le contacteur directionnel (34) et l'arbre (16) sont en liaison pivot (LP) selon l'axe principal (P).

Description

Système de commandes à molette manipulable DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne à un dispositif de commandes à molette déplaçable utilisé dans les automobiles en tant qu'interface digitale de commande.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
La multiplicité des commandes auxquelles a accès le conducteur d'un véhicule moderne est tel que de nombreuses interfaces sont développées permettant d'activer des fonctions sans avoir à regarder la commande ou ses mains. L'utilisateur ne se fie qu'au ressenti digital pour commander une fonction et peut ainsi rester concentré et garder les yeux sur la route. La commande de nombreuses fonctions, notamment le système de navigation, la radio, le téléphone et l'ensemble des fonctions télématiques, ainsi que le contrôle de la ventilation et de l'air conditionné, est réalisée au travers d'un écran de contrôle et d'une interface déportée. Les interfaces de navigation le plus récemment développées sont des molettes directionnelles placées sur la console centrale entre les passagers avant du véhicule.
La Figure 1 illustre dans un repère orthogonal, axe longitudinal également dénommé « avant-arrière », axe transversal également dénommé « droite-gauche » et axe neutre, également dénommé « vertical », les possibilités de déplacements des modèles à quatre degrés de liberté : déplacement longitudinal avant-arrière, déplacement transversal droite-gauche, rotation principale en faisant tourner la molette sur elle-même et, pour valider son choix l'utilisateur peut appuyer sur la molette qui s'enfonce légèrement à l'instar d'une touche de clavier d'ordinateur.
A la différence des manettes et joystick de jeux vidéo, les déplacements des molettes directionnelles pour véhicules ont de très petites amplitudes limitées à quelques millimètres voire moins. Les déplacements doivent être sûrs et précis de sorte que l'utilisateur concentré sur la conduite sélectionne et valide facilement et sans erreur la fonction qu'il recherche. Pour une utilisation plus précise et plus agréable, un moyen de rappel sollicite en permanence la molette vers une position neutre, généralement centrale. Les déplacements avant-arrière et droite-gauche de la molette demandent donc un léger et agréable effort nécessaire pour vaincre le rappel. La rotation de la molette est quant à elle accompagnée d'un petit effort cyclique ressenti par l'utilisateur. Ces molettes sont réalisées sans jeu de fonctionnement perceptible ce qui serait très désagréable.
Les utilisateurs éduqués et habitués à manipuler des baladeurs et autres
« smartphones » exigent dans leurs voitures des interfaces à la fois simples, précises et souples, qui se manient d'une caresse et reviennent imperturbablement en une immuable position neutre. Les forces de rappel importantes ne sont plus appréciées et la moindre imprécision dans le retour de la molette en position neutre est un défaut inacceptable.
La Figure 2 schématise la cinématique actuellement la plus optimisée pour les dispositifs dont la molette dispose des quatre degrés de liberté présentés par avant.
Une carte électronique, pourvue des circuits, interrupteurs et capteurs nécessaires à la commande des fonctions est fixée au fond d"un boîtier fixe. Les capteurs sont classiquement agencés sous des dômes élastiques protecteurs qui servent également à générer les forces de rappel nécessaires au retour de la molette en position neutre. Sous la molette, la partie mécanique est organisée autour d'un arbre pivotant qui s'étend selon un axe principal et dont la partie basse, proche de l'embase, est en liaison rotule contre un capteur central. En l'absence de sollicitation la molette se place en positon neutre dans laquelle l'axe principal est confondu avec l'axe neutre et la molette est en position haute, non appuyée. Les déplacements de la molette étant de petite amplitude, les écarts angulaires de l'axe principal avec l'axe neutre sont également très faibles.
Un plateau pivotant est agencé en liaison glissière avec l'arbre de sorte à être entraîné par celui-ci lors des rotations et des pivotements mais pas lors d'un appui sur la molette. Les pivotements longitudinaux et transverses de l'arbre et du plateau font commuter, via des actionneurs verticaux, des capteurs longitudinaux et transverses. Par contre, lors de la rotation principale de la molette, le plateau tourne mais sans agir sur les actionneurs ni les capteurs. Ceux-ci, sollicités verticalement par les dômes élastiques frottent légèrement contre le plateau qu'ils sollicitent vers le haut du boîtier. Ces premiers frottements parasites, même légers, sont la principale source de perturbation de bon fonctionnement du dispositif. Par ailleurs, le plateau constitue la partie haute d'un joint de cardan dit « haut-cardan », dont la partie basse dite « bas-cardan » est en liaison pivot selon l'axe neutre avec l'embase et le boîtier. A titre d'illustration, le bas-cardan peut être maintenu dans le boîtier par au moins trois montants verticaux souple et définissant un cylindre de révolution d'axe neutre d'un rayon ajusté à celui du bas-cardan. Chaque montant est terminé par un ergot dirigé vers l'axe neutre de sorte à se rabattre juste au-dessus du bas-cardan lorsque celui-ci est en place. Le bas-cardan est radialement maintenu en place par les montants et verticalement par les ergots.
Ainsi en place, la rotation principale de la molette entraîne en rotation l'arbre, le plateau et le haut-cardan autour de l'axe principal et le bas-cardan autour de l'axe neutre. De plus, sollicité vers le haut par les dômes et les actionneurs, le plateau sollicite à son tour le bas-cardan vers le haut qui en tournant selon l'axe neutre frotte contre les ergots de maintien, ou tout autre dispositif maintenant verticalement le bas-cardan. Ces seconds frottements parasites sont une autre source de perturbation de bon fonctionnement du dispositif.
Le dispositif est de plus pourvu d'un moyen discret d'indexation de la rotation. Lors des rotations, un index sollicité par un ressort contre une couronne crantée pourvue dans le bas-cardan se déplace de cran en cran. Lorsque la rotation est arrêtée, l'index doit arrêter et positionner la molette avec précision. Les frottements parasites ci-dessus expliqués perturbent le positionnement de l'index et le dispositif s'immobilise alors que l'index est à flan de cran et non au fond d'un cran. La molette s'arrête alors dans une position instable. La moindre sollicitation provoque alors un petit déplacement de la molette amenant l'index au fond du cran. Ceci entraîne un déplacement inopportun d'un curseur sur l'écran de contrôle et, ce flou de positionnement lié aux frottements parasites de la partie mécanique est maintenant inacceptable.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention résout les problèmes ci-dessus mentionnés en proposant un dispositif de commande mécanique dont les frottements internes ont été minimisés de sorte à apporter la plus grande satisfaction à l'utilisateur. Plus précisément le dispositif selon l'invention est destiné à choisir et sélectionner des fonctions dans un véhicule et il comprend une molette manipulable. La molette est solidaire de l'extrémité d'un arbre s'étendant selon un axe principal. La molette peut être en une position neutre, l'axe principal étant confondu avec un axe neutre fixe, ou peut être déplacée selon au moins une direction orthogonale à l'axe neutre, l'arbre étant alors pivoté et l'axe principal incliné par rapport à l'axe neutre. Ce déplacement directionnel est détecté par au moins un capteur directionnel. De plus, la molette et l'arbre peuvent tourner autour de l'axe principal et cette rotation principale est détectée par un capteur de rotation. Les capteurs étant reliés à une unité de pilotage des fonctions du véhicule. Le dispositif comprenant en outre un contacteur directionnel lié à l'arbre, le contacteur s'étendant depuis l'arbre jusqu'à une zone distale d'action selon ladite au moins une direction orthogonale. La zone distale coopère avec le capteur directionnel de sorte que le pivotement de l'arbre fasse pivoter le contacteur et que zone distale actionne le capteur directionnel. Le dispositif est également pourvu d'un moyen discret d'indexation de la rotation principale lié en rotation avec l'arbre. Le moyen détermine une pluralité de positions stables d'immobilisation de la molette. Ceci a le double avantage d'une part
d'accompagner la manipulation de la molette en rotation de l'agréable ressenti d'une légère force cyclique et d'autre part d'immobiliser la molette en une position stable assurant que celle-ci ne bougera d'elle-même ou suite à une vibration quelconque dans le véhicule. Ainsi l'utilisateur retrouvera la molette dans la position dans laquelle il l'a laissé lors de la rotation précédente.
D'un point de vue cinématique, le contacteur directionnel et l'arbre sont en liaison pivot selon l'axe principal de sorte que la rotation principale de la molette et de l'arbre n'entraine pas le contacteur directionnel le laissant immobile sans frottement entre la zone distale et le capteur directionnel. L'absence de frottement assure avantageusement que l'immobilisation de la molette à l'arrêt de ladite rotation principale se fait en une des positions stables déterminées par le moyen discret d'indexation.
Le dispositif est de plus pourvu d'un moyen de rappel de la molette vers la position neutre. Le moyen de rappel exerce en permanence sur le contacteur directionnel une force de rappel qui, lors des déplacements directionnels est orientée dans une direction opposée au pivotement et qui, en position neutre est orientée selon l'axe neutre.
De plus, la liaison pivot entre le contacteur directionnel et l'arbre est de type pivot-glissant isolant le moyen discret d'indexation de ladite force de rappel. Effectivement, grâce à cette liaison pivot-glissant seule la composante radiale de la force de rappel, composante perpendiculaire à l'axe principal, agit sur l'arbre pour s'opposer aux pivotements, la composante selon l'axe principal n'est quant à elle pas transmise à l'arbre et donc pas non plus au moyen discret d'indexation. Ceci à l'avantage de ne pas créer de frottements parasites supplémentaires au niveau du moyen d'indexation et donc de conforter que suite à une rotation principale la molette s'immobilise en une des positions stables déterminées par le moyen discret d'indexation.
Par ailleurs, un appui sur la molette selon l'axe principal fait translater la molette et l'arbre. Cette translation est détectée par un capteur de validation. Par exemple, cette fonctionnalité peut avantageusement permettre la validation d'une fonction. Du point de vue cinématique l'arbre est en liaison glissière selon l'axe neutre avec le moyen discret d'indexation de sorte qu'avantageusement, le contacteur directionnel et le moyen discret d'indexation restent immobiles lors des appuis sur la molette, l'appui sur la molette n'étant transmis ni à l'un ni à l'autre.
Dans le cas de dispositif pourvu de cette fonctionnalité d'appui et de translation, le moyen de rappel de la molette vers la position neutre est complété pour exercer en permanence sur l'arbre une autre force de rappel qui s'oppose à la translation et sollicite l'arbre et la molette vers une position haute correspond à la position neutre. Dans le cas de ce dispositif, la position neutre est la position dans laquelle non seulement les axes principal et neutre sont confondus mais de plus la molette et l'arbre sont repoussés par rapport à la position appuyée. Du point de vue cinématique, les liaisons glissières et pivot-glissant isolent l'arbre du le moyen discret d'indexation et du contacteur directionnel et donc de toute force orientée selon l'axe principal. Ladite autre force de rappel est donc sans influence sur le contacteur directionnel et sur le moyen d'indexation et donc
avantageusement des frottements sont éliminés de sorte qu'en dehors de tout appui sur la molette, celle-ci revient automatiquement se positionner en position neutre haute. Dans un mode de réalisation préféré, les capteurs directionnels et de validation sont des interrupteurs électriques intégrés à une carte électronique de commande. Les interrupteurs comprennent chacun un dôme élastiquement déformable réalisé en élastomère sous lequel sont agencées une pastille mobile conductrice électrique solidaire du sommet du dôme et une pastille fixe conductrice électrique solidaire de la carte électronique de commande. Ainsi, au repos le dôme n'étant pas déformé, les pastilles sont éloignées l'une de l'autre et le circuit de commande correspondant est ouvert, et actif, le dôme étant déformé, les pastilles sont en contact l'une avec l'autre ledit circuit de commande correspondant étant fermé. De plus, la déformation du dôme engendre une force de rappel opposée à la déformation.
De plus, l'arbre est constitué d'une section basse et d'une section haute articulées l'une avec l'autre par un joint de transmission tel un joint de cardan. La section basse s'étend selon l'axe neutre en liaison avec le moyen discret d'indexation et la section haute s'étend selon l'axe principal en liaison avec le contacteur directionnel, la molette étant fixée à l'extrémité de la section haute. Le joint de transmission est avantageusement indépendant à la fois du contacteur directionnel et du moyen discret d'indexation, de sorte que la rotation principale de la molette entraîne la rotation selon l'axe principal de la section haute ainsi que la rotation selon l'axe neutre de la section basse et du moyen discret d'indexation et laisse immobile le contacteur directionnel. De plus, le déplacement directionnel de la molette entraîne le pivotement de la section haute et du contacteur directionnel, la section basse et le moyen discret d'indexation restant immobiles.
Le dispositif peut de plus être pourvu d'un limiteur de translation limitant à la position neutre la possibilité de translation de la molette et de l'arbre.
Plus précisément, le moyen discret d'indexation de la rotation principale comprend un index sollicité par un moyen élastique tel un ressort, contre une roue d'indexation crantée, la roue, respectivement l'index, étant agencée en liaison pivot selon l'axe neutre. Le positionnement de l'index au fond d'un cran détermine une position angulaire d'immobilisation stable de la molette. La roue dispose donc d'autant de position stable d'immobilisation que la roue est pourvue de crans. Lors de la rotation principale de la molette, la rotation principale de l'arbre entraine la roue d'indexation, respectivement l'index, en rotation selon l'axe neutre, l'index se déplace alors de cran en cran relativement à la roue et, lors de l'arrêt de ladite rotation principale l'index se positionne naturellement au fond d'un cran immobilisant ainsi la molette en une position stable.
Par ailleurs, le dispositif peut être pourvu d'un limiteur de rotation limitant à la position neutre la possibilité de rotation de la molette. Dans ce cas, l'arbre peut par exemple, s'étendre au travers d'une ouverture en forme de croix limitant aux branches de la croix les déplacements directionnels de la molette.
Egalement, le dispositif peut être tel que la molette puisse être déplacée orthogonalement à l'axe neutre dans quatre sens correspondants aux deux orientations opposées de deux directions distinctes, par exemple une direction longitudinale, également dénommée avant-arrière et une direction transversale, également dénommée droite-gauche. Le contacteur directionnel d'un tel dispositif s'étend dans les quatre sens, avant, arrière, droite et gauche, jusqu'à quatre zones distales coopérant, avant, arrière, droite et gauche, chacune avec un capteur directionnel, avant, arrière, droite et gauche, de sorte que le déplacement de la molette dans un quelconque des quatre sens, avant, arrière, droite ou gauche, fasse pivoter le contacteur et que la zone distale correspondante, avant, arrière, droite et gauche, actionne le capteur directionnel correspondant, avant, arrière, droite et gauche, au sens de déplacement.
DESCRIPTION DES FIGURES
Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit par l'intermédiaire des figures suivantes.
La Figure 1 est un schéma général indiquant les déplacements possibles de la molette d'un dispositif de commandes selon l'invention.
La Figure 2 est un schéma cinématique d'un dispositif de commande de l'art antérieur.
La Figure 3 est un schéma cinématique selon la présente invention, le dispositif étant en une position neutre.
La Figure 4 est le même schéma cinématique que celui de la Figure 3, , le dispositif étant cette fois écarté de la position neutre. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PRÉFÉRÉS
L'invention décrite est un dispositif 10 de commande destiné à choisir et sélectionner des fonctions dans un véhicule, ces opérations se faisant en manipulant une molette 12 déplaçable située à l'extérieur d'un boîtier 14 fixe repéré dans un repère orthogonal tri-axe direct, axe longitudinal L, axe transversal T et axe neutre N. La molette 12 est fixée à l'extrémité d'un arbre 16 s'étendant selon un axe principal P qui peut être confondu avec l'axe neutre N, et alors la molette 12 est dite en position neutre PN, ou bien écarté de l'axe neutre N, la molette 12 ayant été déplacée en une position quelconque.
Dans un souci de clarté et de simplification de la lecture, une orientation de « bas » en « haut » telle que selon l'axe neutre N des Figures pourra être utilisée, la molette 12 se trouvant en haut du dispositif 10. Egalement, les directions « droite-gauche » et « avant-arrière » pourront respectivement désigner les directions selon les axes transversal T et longitudinal L. Ainsi, les termes « haut », « bas », « dessus », « dessous », « supérieur », « inférieur », « droite », « gauche », « avant », « arrière » ainsi que « horizontal » et « vertical » pourront servir la description sans pour autant limiter la portée de l'invention notamment par rapport aux nombreuses installations possibles du dispositif dans le véhicule. Enfin, les liaisons cinématiques entre les pièces seront décrites en respectant pour la dénomination et pour la représentation sur les figures la norme NF EN 23952 / ISO 3952-1.
Selon la Figure 1 , les déplacements possibles de la molette 12 dispose de quatre degrés de liberté qui sont un déplacement transversal, ou droite-gauche, DG, correspondant à un pivotement autour de l'axe longitudinal L, un
déplacement longitudinal, ou avant-arrière, AA, correspondant à un pivotement autour de l'axe transversal T, une rotation principale RP de la molette 12 autour de l'axe principal P, et une translation TP selon l'axe principal P correspondant à un appui déplaçant verticalement la molette 12. Les déplacements avant-arrière AA et droite-gauche DG sont de très petites amplitudes aussi, bien que correspondants réellement à des pivotements, ces déplacements peuvent être perçus comme de petites translations. De même, le déplacement vertical TP est de très petite amplitude, équivalent à l'enfoncement d'une touche de clavier d'ordinateur. Seule la rotation principale RP peut être de grande amplitude, voire peut ne pas être limitée, la molette pouvant indéfiniment tourner autour de l'axe principal P.
Dans le dispositif 10 décrit la molette 12 dispose des quatre degrés de liberté ci-dessus présentés. Cependant l'invention peut également s'appliquer à des dispositifs ne comprenant pas toutes ces possibilités, notamment ne disposant pas de la translation par appui, la validation d'une fonction se faisant par exemple par appui sur un bouton séparé, ou bien ne disposant que du déplacement longitudinal et non pas du transversal.
La cinématique du dispositif de commande selon l'invention est représentée par les Figures 3 et 4. Ce dispositif 10 permet à un utilisateur qui manipule la molette 12 d'agir sur des fonctions du véhicule. Il est fréquent, mais non indispensable, que les déplacements soient indépendants les uns des autres et ne puissent être combinés. L'un des avantages de l'indépendance des
déplacements est de limiter le nombre de possibilité et ainsi d'éviter des erreurs à l'utilisateur. Divers moyens connus de l'homme du métier sont mis en œuvre pour limiter voire interdire ces combinaisons de déplacement. Nous noterons par exemple une ouverture 18 en forme de croix qui limite les déplacements de la molette 12 aux branches de la croix. Egalement, une indentation fixe dans le boîtier 14 qui, en position neutre, est éloignée d'une indentation mobile solidaire de la molette 12, les deux indentations s 'engrenant dès que la molette 12 est déplacée, l'engrènement interdisant alors la rotation de la molette 12 en positon inclinée. Enfin, un léger creux dans le boîtier 14 marquant l'emplacement de la position neutre PN, creux dans lequel on peut appuyer sur la molette 12, la surface du boîtier s 'élevant légèrement, mais suffisamment, autour de cette position neutre PN et ainsi interdisant la translation de la molette 12 combinée à un déplacement.
Sans préciser davantage ces moyens, notons cependant que dans le cas de dispositif ne permettant pas la combinaison des mouvements, l'appui sur la molette qui entraine une translation verticale TP et la rotation principale RP de la molette 12 ne peuvent se faire que lorsque la molette 12 est en position neutre PN, l'axe principal P étant confondu avec l'axe neutre N. La rotation principale RP restera ainsi dénommée au cours de la description. Le dispositif 10 de commande est fixé sur une embase 20 pouvant être soit le fond horizontal du boîtier 14 sur lequel est agencée une carte électronique ou un circuit imprimé, soit directement la carte électronique, ou le circuit imprimé. Sur la carte électronique 22 sont pourvus des interrupteurs et capteurs 24, électriques ou optiques ou selon toute autre technologie, nécessaires à la détection des déplacements de la molette 12 et à la transmission des ordres correspondants.
Chaque capteur 24 est placé sous un dôme élastique 26 réalisé en élastomère qui d'une part protège le capteur 24 et d'autre part exerce une force Fl opposée à toute déformation qui lui est imposée.
Dans un mode particulier de réalisation, les capteurs sont des
interrupteurs électriques réalisés à l'instar des contacts de clavier d'ordinateur. Un interrupteur est formé en agençant face à face à l'intérieur du dôme, une pastille mobile solidaire du sommet du dôme et une pastille fixe solidaire de la carte électronique. Les deux pastilles sont réalisées en un matériau conducteur électrique tel du cuivre ou un autre métal. Un appui sur le dôme le déformant met les pastilles en contact et ferme un circuit électrique de commande. En arrêtant d'appuyer sur le dôme, celui-ci reprend sa forme initiale, et alors l'interrupteur commute ouvrant le circuit de commande, la pastille mobile s'éloignant de la pastille fixe. Il apparaît donc que dans ce mode de réalisation le dôme en élastomère fait intégralement parti de l'interrupteur.
La description continuera à se référencer de manière générale, et sans limiter l'invention à une technologie particulière, à des capteurs.
Selon les Figures 3 et 4, le boîtier 14 fixé sur l'embase 20 horizontale est pourvu d'une ouverture 18 haute de laquelle sort l'arbre 16. L'arbre 16 comprend une partie haute 28, l'arbre-haut, qui s'étend selon l'axe principal P, et une partie basse 30, l'arbre-bas, qui s'étend selon l'axe neutre N. L'arbre-haut 28 et l'arbre- bas 30 sont reliés l'un à l'autre au moyen d'un joint de transmission 32 de type joint de cardan de sorte qu'en position neutre PN, telle que sur la Figure 3, l'arbre- haut 28 et l'arbre-bas 30 sont alignés et les axes principal P et neutre N confondus et que, suite au déplacement longitudinal AA de la molette 12, telle que sur la Figure 4, l'arbre-haut 28 est incliné et l'axe principal P écarté de l'axe neutre N alors que l'arbre-bas 30 demeure selon l'axe neutre N. Par ailleurs, l'arbre-haut 28 est lié à un contacteur directionnel 34 s'étendant perpendiculairement à l'axe principal P depuis l'arbre-haut 28 jusqu'à quatre zones distales d'action 36 : avant 36A et arrière 36B alignées selon l'axe longitudinal L ainsi que droite 36C et gauche 36D alignées selon l'axe transversal T. Dans la description présente, la molette 12 est limitée à des déplacements selon les directions avant-arrière AA et droite-gauche DG et un contacteur 34 en forme de croix à quatre branches perpendiculaires est donc approprié. Les zones distales d'action avant 36A, arrière 36B, droite 36C et gauche 36D, sont au voisinage des extrémités des branches correspondantes. D'autres arrangements sont possibles selon les possibilités de déplacement de la molette 12. Ainsi, le contacteur peut également avoir la forme d'une croix à plus ou moins de quatre branches, voire la forme d'un plateau circulaire, les zones distales d'action étant dans ce cas indistinctement intégrées dans le plateau.
Le contacteur 34 est pourvu d'un orifice 38 au travers duquel s'étend l'arbre-haut 28 en liaison pivot-glissant LPG selon l'axe principal P. Dans le cas décrit, l'orifice 38 du contacteur 32 est au centre de la croix à quatre branches. Les pivotements transversaux et longitudinaux de l'arbre 16 font donc pivoter le contacteur 34 alors que la translation principale TP et la rotation principale RP ne le déplacent pas. A titre d'illustration, une liaison pivot-glissant LPG est couramment réalisée au moyen de deux cylindres de révolution coaxiaux, mâle pour l'arbre-haut 28 et femelle pour l'orifice 38, dont les diamètres sont ajustés de sorte que l'arbre puisse être facilement inséré dans l'orifice et qu'il puisse y glisser et y tourner sans heurt. Quatre actionneurs 40, avant 40A, arrière 40B, droit 40C et gauche 40D, s'étendent verticalement chacun entre un dôme 26 coiffant un capteur de direction 24 respectivement droite avant 24A, arrière 24B, droit 24C et gauche 24D, et la zone distale d'action 36, avant 36A, arrière 36B, droite 36C et gauche 36D, du contacteur 34. Par exemple, lorsque suite à une manipulation de la molette 12 vers la gauche, tel que sur la Figure 4, le contacteur 34 pivote autour de l'axe longitudinal L, la zone distale arrière 36D du contacteur 34 s'abaisse et appui sur l'actionneur arrière 40D, le bas de l'actionneur arrière déformant le dôme arrière 26D et actionnant le capteur arrière 24D.
Le contacteur 34 s'apparente à un palonnier permettant de transformer les petits déplacements horizontaux de l'arbre-haut 28 en déplacements verticaux et ce grâce à l'important bras de levier des bras du contacteur 34. Les
déplacements verticaux transmis aux actionneurs 40A-40D ont alors une amplitude suffisante pour agir sur les capteurs 24A-24D.
Lorsque l'action sur la molette 12 s'arrête, le dôme déformé reprend sa forme initiale en repoussant l'actionneur vers le haut qui à son tour fait basculer le contacteur 34 et replace le dispositif 10 en position neutre PN. Le principe de fonctionnement est bien évidemment similaire dans chacune des autres directions de manipulation de la molette 12.
En agissant de la sorte les dômes 26 constituent un moyen de rappel 42 en position neutre PN du dispositif. Dans le but de réaliser un mécanisme sans jeu, sources de bruits et d'imprécisions désagréable, les actionneurs 40 sont un peu plus longs que l'espace dans lequel ils sont placés entre un dôme 26 et le contacteur 34. Ainsi, même en position neutre PN du dispositif lorsque la molette 12 n'est pas sollicitée, les dômes 26 agissent très légèrement sur leurs actionneurs respectifs qui exercent sur le contacteur 34 une force verticale Fl dirigée vers le haut. La liaison pivot-glissant LPG entre le contacteur 34 et l'arbre 16 isole l'arbre et assure alors que cette force verticale Fl ne soit pas transmise à l'arbre.
La construction présentée avec actionneurs intermédiaires entre le contacteur 34 et les capteurs 24 peut toujours, selon le même principe de contacteurs basculant être réalisé sans actionneurs, le contacteur agissant directement sur les capteurs.
A proximité de l'embase 20, l'arbre-bas 30 est en liaison glissière LG selon l'axe neutre N une roue d'indexation 44 pourvue d'un orifice central bas 46, elle-même en liaison pivot PV selon l'axe neutre N avec le boîtier 14. A titre d'illustration, une liaison glissière LG est facilement réalisée au moyen de deux cylindres, mâle pour l'arbre-bas 30 et femelle pour la roue d'indexation 44, de sections complémentaires mais non circulaires, par exemple des sections en croix, en étoile, ou encore carrées. Les sections sont ajustées de sorte que l'arbre-bas 30 puisse être facilement inséré dans l'orifice 46 de la roue d'indexation 44 et qu'il puisse y glisser sans heurt mais ne puisse pas y tourner librement. L'arbre-bas 30 passe au travers de l'orifice central bas 46 et peut donc y coulisser librement mais, la rotation de l'arbre-bas 30 entraîne la rotation de la roue d'indexation 44 autour de l'axe neutre N. La carte électronique 22 est pourvue d'un capteur de validation 24F qui à l'instar des capteurs directionnels est placé sous un dôme élastique 26F. Un appui sur la molette 12 entraîne une translation TP selon l'axe principal P de l'arbre 16, qui coulisse dans l'orifice 46 de la roue d'indexation 44, déforme le dôme 26F et actionne le capteur de validation 24F. A l'arrêt de l'appui sur la molette 12, le dôme 26F reprend sa forme d'origine en exerçant sur l'arbre une force de rappel verticale F2 qui repousse l'arbre 16 en une position neutre haute PN. La position neutre PN est alors exactement définit par l'alignement des axes principal P et neutre N et la molette en position haute le dôme 26F n'étant pas déformé. Le moyen de rappel 42 en position neutre PN de la molette 12 comprend donc les dômes, ou autre moyen élastiques, s'opposant au pivotement, et le dôme central 26F, s'opposant à la translation principale TP.
Pour réaliser la liaison pivot PV de la roue d'indexation avec le boîtier, la roue d'indexation 44 peut par exemple être agencée entre des montants 48 formant languettes verticales définissant un cylindre, les languettes 48 étant pourvues en leur extrémité haute d'ergots 50 horizontaux venant se placer juste au-dessus de la roue d'indexation 44 et qui la maintiennent ainsi en position dans le boîtier 14, tout en la laissant libre de tourner autour de l'axe neutre N. La surface latérale cylindrique de la roue d'indexation est pourvue d'un capteur de rotation 24E, optique ou roue phonique ou de toute autre technologie, destiné à l'évidence, à détecter et générer un signal fonction des rotations de la roue d'indexation 44 et donc des rotations de la molette 12.
De plus, la roue d'indexation 44 est partie à un moyen discret
d'indexation 52 de la rotation. La roue d'indexation 44 est pourvue sur sa face inférieure d'une couronne 54 crantée dont les crans 56 s'étendent radialement. Un index 58 est verticalement sollicité vers le haut par un ressort 60 contre la couronne 54. Ainsi une rotation principale RP de la molette 12 entraîne la rotation de la roue d'indexation 44 et oblige l'index 58, maintenu dans un logement du boîtier 14, à passer de cran 56 en cran 56 montant puis descendant successivement les flans des crans 56. La montée d'un flan s'opère par compression du ressort 60 et donc à Γ encontre de celui-ci et de la rotation en cours, alors que lors de la descente d'un flan, l'action du ressort 60 est motrice et entraîne la rotation de la roue d'indexation 44. Le moyen d'indexation 52 détermine donc un nombre fini de positions angulaires d'immobilisation de la molette 12, chaque position stable PS correspondant au positionnement de l'index 58 au fond d'un cran 56. Dans le cas où l'index 58 s'immobiliserait à flan de cran, et non au fond, la position de la molette 12 serait instable et la moindre sollicitation extérieure entraînerait un ajustement immédiat de position de sorte que l'index se trouve au fond d'un cran. Cet ajustement pouvant être détecté par le capteur angulaire et entraîner un ennuyeux déplacement d'un curseur sur un écran de contrôle.
Le dispositif 10 selon l'invention est avantageusement réalisé en pièces plastiques moulées et respecte, lors des rotations principales RP de la molette 12, un couple maximum inférieur à 5 N.cm. Pour ce faire les états de surface des pièces en frottement sont soignés et les matériaux utilisés choisis de sorte à minimiser les frottements. Grâce à l'index 58 passant de cran 56 en cran 56, la rotation de la molette 12 est agréablement accompagnée d'un léger « clic-clic » ainsi que d'une force cyclique ressentie au niveau de la molette 12. En l'absence de frottements parasites, la rotation de la molette 12 s'arrête alors toujours en une des positions stable PS lorsque l'index 58 atteint le fond d'un cran 56.
Symétriquement à la construction décrite précédemment, la roue d'indexation 44 peut être fixe dans le boîtier 14 et l'index 58 mobile et solidaire de l'arbre 16. De plus le capteur de rotation 24E peut être agencé différemment que sur la roue d'indexation 44 par exemple directement sur l'arbre-bas 30.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) destiné à choisir et sélectionner des fonctions dans un véhicule, le dispositif (10) comprenant une molette (12) manipulable et solidaire de l'extrémité d'un arbre (16) s'étendant selon un axe principal (P), la molette (12) pouvant être en une position neutre (PN), l'axe principal (P) étant confondu avec un axe neutre (N) fixe, ou pouvant être déplacée selon au moins une direction orthogonale à l'axe neutre (N), l'arbre (16) étant alors pivoté et l'axe principal (P) incliné par rapport à l'axe neutre (N), ce déplacement directionnel (AA) étant détecté par au moins un capteur directionnel (24), la molette (12) et l'arbre (16) pouvant de plus tourner autour de l'axe principal (P), cette rotation principale (RP) étant détectée par un capteur de rotation (24E), les capteurs (24) faisant partie de circuits de commande reliés à une unité de pilotage des fonctions du véhicule, le dispositif (10) comprenant en outre
un contacteur directionnel (34) lié à l'arbre (16), le contacteur (34) s'étendant depuis l'arbre (16) jusqu'à une zone distale d'action (36) selon la direction orthogonale (AA), la zone distale (36) coopérant avec le capteur directionnel (24) de sorte que le pivotement de l'arbre (16) fasse pivoter le contacteur (34) et que la zone distale (36) actionne le capteur directionnel (24) et, un moyen discret d'indexation (52) de la rotation principale (RP), ledit moyen (52) étant lié en rotation avec l'arbre (16), ledit moyen (52) déterminant une pluralité de positions stables (PS) d'immobilisation de la molette (12),
caractérisé en ce que le contacteur directionnel (34) et l'arbre (16) sont en liaison pivot (LP) selon l'axe principal (P) de sorte que la rotation principale (RP) de la molette (12) et de l'arbre (16) laisse le contacteur directionnel (34) immobile sans frottement entre la zone distale (36) et le capteur directionnel (24), l'immobilisation de la molette (12) à l'arrêt de ladite rotation principale (RP) se faisant alors en une des positions stables (PS) déterminées par le moyen discret d'indexation (52).
2. Dispositif (10) selon la revendication précédente pourvu en outre d'un moyen de rappel (42) de la molette (12) vers la position neutre (PN), le moyen de rappel (42) exerçant en permanence sur le contacteur directionnel (34) une force de rappel (Fl) qui, lors des déplacements directionnels est orientée dans une direction opposée au pivotement et qui, en position neutre (PN) est orientée selon l'axe neutre (N) et,
la liaison pivot (PV) entre le contacteur directionnel (34) et l'arbre (16) étant de type pivot-glissant (LPG) isolant le moyen discret d'indexation (52) de ladite force de rappel (Fl) de sorte que suite à une rotation principale (RP) la molette (12) soit immobilisée en une des positions stables (PS) déterminées par le moyen discret d'indexation (52).
3. Dispositif (10) selon la revendication 2 dans lequel un appui sur la molette (12) selon l'axe principal (P) fait translater la molette (12) et l'arbre (16), cette translation (TP) étant détectée par un capteur de validation (24F) et dans lequel, l'arbre (16) est en liaison glissière (LG) selon l'axe neutre (N) avec le moyen discret d'indexation (52) de sorte que le contacteur directionnel (34) et le moyen discret d'indexation (52) restent immobiles lors des appuis sur la molette (12).
4. Dispositif (10) selon la revendication 3 dans lequel le moyen de rappel (42) de la molette (12) vers la position neutre (PN) exerce de plus en permanence sur l'arbre (16) une autre force de rappel (F2) qui s'oppose à la translation (TP) et sollicite l'arbre (16) et la molette (12) vers une position haute correspond à la position neutre (PN), les liaisons glissières (LG) et pivot-glissant (LPG) isolants respectivement le moyen discret d'indexation (52) et le contacteur directionnel (34) de ladite autre force de rappel (F2) de sorte qu'en dehors de tout appui sur la molette (12), celle-ci revienne automatiquement se positionner en position neutre haute (PN).
5. Dispositif (10) selon la revendication 4 dans lequel les capteurs (24) directionnels et de validation sont des interrupteurs électriques à dôme (26) élastiquement déformable réalisé en élastomère sous lequel sont agencées des contacts électriques de sorte qu'au repos le dôme n'étant pas déformé le circuit de commande est ouvert, et qu'actif le dôme étant déformé ledit circuit de commande est fermé, la déformation du dôme engendrant une force de rappel opposée à la déformation.
6. Dispositif (10) selon une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'arbre (16) est constitué d'une section basse (30) et d'une section haute (28) articulées l'une avec l'autre par un joint de transmission (32) tel un joint de cardan, la section basse (30) s 'étendant selon l'axe neutre (N) en liaison avec le moyen discret d'indexation (52) et la section haute (28) s'étendant selon l'axe principal (P) en liaison avec le contacteur directionnel (34), la molette (12) étant fixée à l'extrémité de la section haute (28), le joint de transmission (32) étant indépendant à la fois du contacteur directionnel (34) et du moyen discret d'indexation (52), de sorte que la rotation principale (RP) de la molette (12) entraîne la rotation selon l'axe principal (P) de la section haute (28) ainsi que la rotation selon l'axe neutre (N) de la section basse (30) et du moyen discret d'indexation (52) et laisse immobile le contacteur directionnel (24) et que, le déplacement directionnel (AA) de la molette (12) entraîne le pivotement de la section haute (28) et du contacteur directionnel (34), la section basse (30) et le moyen discret d'indexation (52) restant immobiles.
7. Dispositif (10) selon la revendication 6 pourvu en outre d'un limiteur de translation limitant à la position neutre (PN) la possibilité de translation de la molette (12) et de l'arbre (16).
8. Dispositif (10) selon une quelconque des revendications précédentes dans lequel le moyen discret d'indexation (52) de la rotation principale (RP) comprend un index (58) sollicité contre une roue d'indexation (44) crantée, la roue (44), respectivement l'index (58), étant agencée en liaison pivot (LP) selon l'axe neutre (N), le positionnement de l'index (58) au fond d'un cran (56) déterminant une position angulaires d'immobilisation stable (PS) de la molette (12), la rotation principale (RP) de l'arbre (16) entraînant la roue d'indexation (44),
respectivement l'index (58), en rotation selon l'axe neutre (N), l'index (58) se déplaçant alors de cran (56) en cran (56) relativement à la roue (44) et, lors de l'arrêt de ladite rotation principale (RP) l'index (58) se positionnant au
cran (56) immobilisant ainsi la molette (12) en une position stable (PS).
9. Dispositif (10) selon une quelconque des revendications précédentes pourvu en outre d'un limiteur de rotation limitant à la position neutre (PN) la possibilité de rotation de la molette (12).
10. Dispositif (10) selon une quelconque des revendications précédentes dans lequel la molette (12) peut être déplacée orthogonalement à l'axe neutre (N) dans quatre sens correspondants aux deux orientations opposées de deux directions distinctes (DG, AA), le contacteur directionnel (34) s'étendant dans les quatre sens jusqu'à quatre zones distales (36A-36D) coopérant chacune avec un capteur directionnel (24A-24D) de sorte que le déplacement de la molette (12) dans un quelconque des quatre sens fasse pivoter le contacteur (34) et que la zone distale(36A-36D) correspondante actionne le capteur directionnel (24A-24D) correspondant au sens de déplacement.
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