WO2015033033A1 - Interface de commande à retour haptique - Google Patents

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control interface
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magneto
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Stéphane Vanhelle
Jean-Marc Tissot
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Dav
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Definitions

  • the wheels In order to navigate menus and / or validate the selected functions, the wheels must often be coupled to other types of control.
  • a unit for applying a magnetic field to the magnetorheological fluid configured to modify the intensity of said magnetic field wherein said magnetorheological fluid module is movably mounted in a chassis of the interface according to a predefined movement.
  • control interface comprises an electronic circuit for managing the magneto-rheological fluid module fixed on the chassis of the control interface and connected to said module by a flexible electrical connection.
  • electronic circuit for managing the magneto-rheological fluid module comprises the at least one fixed sensor.
  • FIG. 4 represents a control interface according to the present invention comprising a magneto-rheological fluid module mounted mobile in translation on a chassis of the interface and coupled to a switch,
  • FIG. 7 represents an isometric view of a control interface according to the present invention comprising a magneto-rheological fluid module connected to a frame of the interface by two slide links having orthogonal axes,
  • FIG. 10 represents a slide connection architecture according to the present invention
  • FIGS. 11a and 11b show an example of a menu displayed on the vehicle screen when the control interface is activated
  • the magneto-rheological fluid module 5 also comprises, as represented in FIG. 3, a position sensor or encoder 21 of the rotary element 7 which makes it possible to know the angular position of the rotary element 7 so as to apply a return haptic through the application unit 9 according to the angular position of the rotary member 7.
  • the position encoder 21 may comprise for example a set of contacts and a brush in contact successively with some of said contacts when of the rotation of the element 7.
  • the intensity of the magnetic field can have a slot shape in which the intensity is zero or low except at the level of indexing positions where this intensity is strong so as to create a significant friction force at the passage of the indexing points.
  • the viscosity of the magnetorheological fluid varies under the effect of a variable magnetic field so that the friction force induced by the magnetorheological fluid is low when no magnetic field is applied and becomes moreover more important when the intensity of the magnetic field increases.
  • the application of a slot-shaped intensity makes it possible to create hard points at the indexing points for which the intensity is important.
  • the resistance forces can also be used to improve the accuracy of the displacement of the gripping member 3. For example, if a precise position within a range of positions has to be reached, the resistance force can be decreased or increased depending on the rotational speed of the gripping element 3, for example when scrolling a list by reducing the resistance and / or the spacing between the indexing points if the rotation of the gripping element 3 is fast and in increasing the resistance and spacing between indexing points when reducing speed or approaching the end of the list.
  • a very large force can also be produced by feeding the coil with a strong current to simulate a stop, for example at the beginning or at the end of a list.
  • pivot links are also coupled to at least one sensor for determining at least one tilting position of the lever module.
  • sensors may be made by membrane switches, hall effect sensors, optical sensors, magnetic sensors or any other type of sensor known to those skilled in the art and making it possible to detect a tilting position of the module 5 by relative to the chassis 11 of the control interface 1.
  • the magnetorheological fluid module 5 is mounted to move in translation relative to the chassis 11 of the control interface 1 in at least one direction substantially perpendicular to the axis. Z of module 5.
  • the support 27y has a central opening 29 into which the support 27x of the lugs 23 along the axis X is inserted.
  • the central opening 27y is wider than the width of the support 27x along the axis X leaving a space for moving the support 27y along the Y axis.
  • Figure 9 shows the support 27x along the X axis and the arrangement of the support 27y along the Y axis around the support 27x.
  • These sliding links 19 are also coupled to at least one sensor making it possible to determine at least one translation of the module 5 along the axis of a slide connection 19.
  • These sensors can be produced by membrane switches, hall effect sensors, optical sensors, magnetic sensors or any other type of sensor known to those skilled in the art and for detecting a tilting position of the module 5 relative to the frame 11 of the control interface 1.
  • the present invention also covers other modes of connection known to those skilled in the art such as a ball joint as shown in Figure 1 wherein the rotation along the Z axis is removed.
  • Guides may also limit the angular freedom of the ball joint, for example in two perpendicular directions.
  • a fast rotational speed can allow a low resistance and a rimpedement of the hard points so as to quickly reach the end of the list, the module 5 then being reconfigured in real time according to the function of the rotational speed generated by the user, when the user slows the speed of rotation, the hard points are then spaced and more marked to separate two distinct selections.

Abstract

La présente invention concerne une interface de commande (1) à retour haptique, notamment pour véhicule automobile, destinée à prendre en compte une action d'un utilisateur en lui fournissant un retour haptique, comportant un module de fluide magnéto-rhéologique (5), ledit module (5) comprenant: un élément rotatif (7) autour d'un axe (Z) du module (5), ledit élément rotatif (7) étant en contact avec le fluide magnéto- rhéologique et destiné à être couplé avec un élément de préhension (3), une unité d'application (9) d'un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique configurée pour modifier l'intensité dudit champ magnétique,

Description

Interface de commande à retour haptique
La présente invention concerne une interface de commande et notamment une interface de commande rotative ou molette, en particulier pour un véhicule automobile, permettant de transmettre un retour haptique à un utilisateur, tel qu'une force de résistance variable.
Le retour haptique, sur des molettes par exemple, est composé de forces de résistance de valeurs variables, créant des points durs et paliers, qui correspondent à différentes commandes pour les dispositifs pilotés via l'interface en question. Le retour haptique est avantageux en voiture en ce qu'il ne nécessite que peu d'attention de la part du conducteur, en particulier, il ne nécessite pas que le conducteur détourne son regard de la route.
Cependant, une interface de commande avec un motif de retour haptique défini ne peut convenir que pour un nombre restreint de fonctions à commander, celles-ci devant avoir un même nombre de commandes possibles, égal par exemple au nombre de points durs sur un parcours complet d'un élément de préhension. Pour obtenir différents motifs de retour haptique, il faut multiplier le nombre d'éléments de commande.
Par ailleurs afin de naviguer dans des menus et/ou valider les fonctions sélectionnées, les molettes doivent souvent être couplées à d'autres types de commande.
Ainsi, pour obtenir une commande d'un ensemble de fonctions, les interfaces de commande de l'état de la technique présentent un fort encombrement et nécessitent de nombreux branchements dus aux différents éléments de commande.
Afin de réduire l'encombrement des interfaces de commande et faciliter leur branchements, l'invention a pour objet une interface de commande à retour haptique, notamment pour véhicule automobile, destinée à prendre en compte une action d'un utilisateur en lui fournissant un retour haptique, comportant un module de fluide magnéto-rhéologique, ledit module comprenant :
- un élément rotatif autour d'un axe du module, ledit élément rotatif étant en contact avec le fluide magnéto-rhéologique et destiné à être couplé avec un élément de préhension,
- une unité d'application d'un champ magnétique au fluide magnéto- rhéologique configurée pour modifier l'intensité dudit champ magnétique, dans laquelle ledit module de fluide magnéto-rhéologique est monté mobile dans un châssis de l'interface selon un mouvement prédéfini. Une telle interface permet d'obtenir un retour haptique variable par reconfiguration de l'unité d'application et permet de combiner une commande rotative à retour haptique reconfigurable avec un deuxième type de commande tout en étant compact et facile à alimenter. Dès lors un unique module d'interface permet de contrôler plusieurs fonctions du véhicule.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'unité d'application d'un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique est configurée pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué en fonction de la rotation de l'élément rotatif autour de l'axe du module.
Une telle interface permet d'appliquer un retour haptique reconfigurable.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, le module de fluide magnéto-rhéologique a une forme générale cylindrique et l'élément rotatif comprend un axe de sortie du module de fluide magnéto-rhéologique.
Une telle interface permet de prévoir une liaison intermédiaire entre l'axe de sortie et l'élément de préhension. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'interface de commande comprend en outre au moins un capteur fixe par rapport au châssis de l'interface et coopérant avec le module de fluide magnéto-rhéologique pour déclencher un signal de commande lors d'un mouvement prédéfini. Une telle interface permet d'obtenir un signal de validation ou de combiner plusieurs types de commandes.
Selon un autre aspect de la présente invention, le mouvement prédéfini correspond à un mouvement de translation selon l'axe du module.
Une telle interface permet de valider une commande sélectionnée si couplée avec un interrupteur.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, le mouvement prédéfini correspond à un mouvement de pivotement réalisé par une liaison pivot ou à un mouvement de pivotement selon deux axes orthogonaux réalisé par deux liaisons pivots.
Une telle interface permet d'obtenir une commande supplémentaire permettant une validation ou une possibilité supplémentaire pour naviguer dans les menus.
Selon un autre aspect de la présente invention, le mouvement prédéfini correspond à un mouvement de translation selon un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe du module réalisé par une liaison à glissière ou à un mouvement de translation selon deux axes orthogonaux et sensiblement perpendiculaires à l'axe du module réalisé par deux liaisons glissières.
Une telle interface permet d'obtenir une commande supplémentaire permettant une validation et/ou une possibilité supplémentaire pour naviguer dans les menus. Selon un autre aspect de la présente invention, le, au moins un, capteur est un interrupteur à membrane.
Une telle interface permet d'obtenir un signal de validation et d'avoir un retour haptique de validation.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, le, au moins, un capteur est un capteur à effet hall. Une telle interface permet d'obtenir un signal de validation.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'élément rotatif est couplé à un encodeur optique configuré pour fournir un signal représentatif de la position angulaire de l'élément rotatif.
Une telle interface permet de connaître la position angulaire de l'élément de commande rotatif pour pouvoir appliquer le retour haptique, en particulier en fonction de la position angulaire et/ou de la vitesse de rotation. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le module de fluide magnéto-rhéologique comprend une cavité contenant le fluide magnéto-rhéologique et l'unité d'application d'un champ magnétique comprend une bobine disposée autour de ladite cavité. Une telle interface est compacte et facile à intégrer dans un châssis.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'interface de commande comprend un circuit électronique de gestion du module de fluide magnéto-rhéologique fixé sur le châssis de l'interface de commande et relié audit module par une liaison électrique souple. Selon un aspect additionnel de la présente invention, le circuit électronique de gestion du module de fluide magnéto-rhéologique comprend le, au moins un, capteur fixe.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une interface de commande selon la présente invention comprenant un module de fluide magnéto-rhéologique relié à un châssis de l'interface par une liaison rotule,
- la figure 2 représente une vue en coupe d'un module de fluide magnéto-rhéologique et un élément de préhension associé,
- la figure 3 représente un module de fluide magnéto-rhéologique comprenant un indicateur optique de position.
- la figure 4 représente une interface de commande selon la présente invention comprenant module de fluide magnéto-rhéologique monté mobile en translation sur un châssis de l'interface et couplé à un interrupteur,
- la figure 5 représente une interface de commande selon la présente invention comprenant module de fluide magnéto-rhéologique relié à un châssis de l'interface par une liaison pivot,
- la figure 6 représente une interface de commande selon la présente invention comprenant module de fluide magnéto-rhéologique relié à un châssis de l'interface par une liaison glissière,
- la figure 7 représente une vue isométrique d'une interface de commande selon la présente invention comprenant module de fluide magnéto-rhéologique relié à un châssis de l'interface par deux liaisons glissière ayant des axes orthogonaux,
- les figures 8 et 9 représentent un exemple de réalisation des supports permettant d'obtenir deux liaison glissières perpendiculaires,
- la figure 10 représente une architecture de liaison glissière selon la présente invention, - les figures l ia et 11b représentent un exemple de menu affiché sur l'écran du véhicule lorsque l'interface de commande est activée,
- la figure 12 représente un exemple de menu concernant un équipement de téléphone. Sur toutes les figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence.
L'invention concerne une interface de commande à retour haptique 1 comme représenté sur la figure 1, par exemple pour un tableau de bord de véhicule automobile, ou encore pour une console centrale de véhicule automobile, permettant de commander des systèmes embarqués du véhicule. L'interface de commande 1 comprend un module de fluide magnéto-rhéologique 5 pouvant transmettre un retour haptique à un utilisateur sous forme d'une force de résistance appliquée sur un élément de préhension 3. De plus, ce module 5 est monté mobile sur un châssis 11 de l'interface 1 de manière à permettre une commande supplémentaire à la commande en rotation procurée par le module 5, par exemple une liaison rotule 15 bloquée en rotation selon l'axe Z dans le cas de la figure 1.
Dans un premier temps, le module de fluide magnéto-rhéologique 5 sera décrit en détails puis les différents modes de réalisation du montage du module 5 sur le châssis 11 de l'interface 1 seront également décrits en détails.
La figure 2 représente un exemple de module de fluide magnéto-rhéologique 5 de forme cylindrique selon un axe Z du module 5. Le module 5 comporte une structure de forme générale cylindrique et obturée à l'une de ses extrémités qui comprend un axe central fixe 6 orienté selon l'axe Z autour duquel est monté l'élément rotatif 7 et une cavité 23 destinée à recevoir d'une part le fluide magnéto-rhéologique et d'autre part une extrémité de l'élément rotatif 7. L'élément rotatif 7 est alors partiellement immergé dans le fluide magnéto-rhéologique. La structure comprend également un logement circulaire 8 qui entoure au moins partiellement la cavité 23. Le logement circulaire 8 reçoit une ou plusieurs bobine(s) qui avec son (leurs) alimentation(s) (non représentée(s)) forme(nt) une unité d'application 9 d'un champ magnétique sur le fluide magnéto-rhéologique.
En effet, le champ magnétique créé par une bobine est proportionnel au courant qui la traverse de sorte qu'en faisant varier l'alimentation de la bobine, on peut faire varier l'intensité du champ magnétique créé au centre de la bobine et donc du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique, ce qui permet de faire varier la viscosité du fluide.
Par ailleurs, la force de frottement appliquée par le fluide magnéto-rhéologique sur l'élément rotatif 7 varie en fonction de la surface de fluide en contact avec l'élément mobile 7. Ainsi, l'élément rotatif 7 peut comprendre plusieurs parois 16 qui viennent en regard de parois de la cavité 23. La cavité 23 peut notamment comprendre une paroi centrale 18 qui vient s'intercaler entre les parois 16 de l'élément rotatif 7 pour augmenter la surface en regard entre l'élément rotatif 7 et les parois 16, 18 fixes de la cavité 23 et ainsi augmenter le couple de force que l'on peut exercer sur l'élément rotatif 7 avec une alimentation donnée .
D'autre part, dans le mode de réalisation de la figure 2, la cavité 23 est fermée par un couvercle 20 qui vient comprimer un joint 22 assurant l'étanchéité de manière à éviter toute fuite du fluide magnéto-rhéologique. Le couvercle 20 comprend également un logement pour accueillir un palier ou roulement à bille 24 qui assure la liaison avec l'élément rotatif 7 et son mouvement en rotation.
Par ailleurs, dans l'exemple représenté sur la figure 2, l'élément de préhension 3 est solidaire, c'est à dire rigidement lié à l'élément rotatif 7. L'élément rotatif 7 présentant un axe de sortie 41 qui relie le module 5 à l'élément de préhension 3. L'élément de préhension 3 est par exemple fait de matière avec l'élément rotatif 7 ou clipsé sur l'élément rotatif 7 ou fixé par une goupille ou par tout autre moyen de fixation connu de l'état de la technique.
Alternativement, l'élément de préhension 3 peut être couplé à l'élément rotatif 7 via un système d'engrenages, chaînes, courroies ou tout autre moyen mécanique permettant d'assurer un couplage en rotation entre l'élément de préhension 3 et l'élément rotatif 7. Un système d'engrenages permet notamment de créer une démultiplication entre la rotation de l'élément de préhension 3 et l'élément rotatif 7 pour permettre un contrôle en rotation plus précis.
Le module 5 de fluide magnéto-rhéologique comporte également, comme représenté sur la figure 3, un capteur ou encodeur de position 21 de l'élément rotatif 7 qui permet de connaître la position angulaire de l'élément rotatif 7 de manière à appliquer un retour haptique par le biais de l'unité d'application 9 en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif 7. L'encodeur de position 21 peut comprendre par exemple un ensemble de contacts et un balai en contact successivement avec certains desdits contacts lors de la rotation de l'élément 7.
Alternativement, l'encodeur de position 21 peut être un encodeur optique comportant une ou plusieurs fourches optiques ou un dispositif piézo-électrique ou tout autre capteur de position connu de l'homme du métier. L'encodeur de position 21 peut être situé à différents endroits à proximité de l'élément rotatif 7 et notamment du côté de l'élément de préhension 3.
Par ailleurs, de manière alternative, l'encodeur de position 21 peut également être configuré pour déterminer la position angulaire absolue de l'élément de préhension 3 par rapport à un point de référence. L'unité d'application 9 d'un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique est donc reliée à l'encodeur de position 21 et est configurée pour produire le retour haptique désiré en fonction du signal fourni. Cette unité d'application 9 est configurée pour recevoir un signal de l'encodeur de position 21 et pour déterminer une position prédéterminée de l'élément de préhension 3 en fonction du signal reçu, par exemple un certain nombre de positions d'indexage, et pour modifier l'intensité du champ magnétique lorsqu'une position d'indexage est atteinte.
Différentes formes ou profils de retour haptique peuvent être obtenus en fonction de la configuration de l'unité d'application 9. Par exemple, l'intensité du champ magnétique peut avoir une forme en créneau dans laquelle l'intensité est nulle ou faible sauf au niveau des positions d'indexage où cette intensité est forte de manière à créer une force de frottement importante au passage des points d'indexage. En effet, la viscosité du fluide magnéto-rhéologique varie sous l'effet d'un champ magnétique variable de sorte que la force de frottement induite par le fluide magnéto-rhéologique est faible lorsqu'aucun champ magnétique n'est appliqué et devient de plus en plus importante lorsque l'intensité du champ magnétique augmente. Ainsi, l'application d'une intensité en forme de créneau permet de créer des points durs au niveau des points d'indexage pour lesquels l'intensité est importante.
D'autres motifs ou profils de force de résistance en fonction de la position sont également possibles, par exemple des profils triangulaires ou en dents de scie répartis autour des positions d'indexage, de sorte que celles-ci soit perçues comme un point dur progressif à surmonter, une fois pour l'atteindre, et une fois pour s'en éloigner ou seulement pour l'atteindre.
L'unité d'application 9 peut être reconfigurée presque instantanément en appliquant un profil différent ce qui permet en particulier de faire varier la position et/ou le nombre de points durs. Ainsi le module 5 peut être utilisé pour plusieurs fonctions différentes, avec des nombres différents de positions d'indexage et des profils ou formes de retour haptique différents.
Les forces de résistance peuvent aussi être utilisées pour améliorer la précision du déplacement de l'élément de préhension 3. Par exemple si une position précise dans une gamme de positions doit être atteinte, la force de résistance peut être diminuée ou augmentée en fonction de la vitesse de rotation de l'élément de préhension 3, par exemple lors du défilement d'une liste en réduisant la résistance et/ou l'espacement entre les points d'indexage si la rotation de l'élément de préhension 3 est rapide et en augmentant la résistance et l'espacement entre les points d'indexage lorsque l'on réduit la vitesse ou que l'on approche de la fin de la liste. Une force très importante peut également être produite en alimentant la bobine par un fort courant pour simuler une butée, par exemple au début ou à la fin d'une liste.
La résistance du retour haptique peut également être ajustée par l'utilisateur selon s'il désire un retour haptique plus ou moins marqué par exemple en ajustant un paramètre de résistance dans un menu indiquant les réglages. Ainsi, un tel module de fluide magnéto-rhéologique 5 permet d'obtenir un module de commande en rotation via une molette ou bouton rotatif correspondant à l'élément de préhension 3 qui est compact et facile à alimenter puisqu'il suffit d'alimenter l'unité d'application 9 et le capteur de position 21. Ainsi un tel module 5 peut aisément être couplé à un autre type de commande comme décrit ci-dessous.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 4, le module de fluide magnéto-rhéologique 5 est monté mobile en translation par rapport au châssis 11 de l'interface de commande 1 dans une direction correspondant sensiblement à l'axe du module 5 noté Z. Le mouvement en translation peut être obtenu par des moyens de guidage situés au niveau du châssis 11 de l'interface et permettant le coulissement du module selon l'axe Z.
De manière alternative, le mouvement en translation peut être obtenu par une liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire à l'axe Z et qui suffisamment éloigné de l'axe Z du module 5 pour produire un mouvement de quasi-translation du module 5.
Le châssis 11 de l'interface de commande 1 comprend également un capteur permettant de détecter le déplacement en translation du module 5. Le capteur est par exemple réalisé par un interrupteur 13, le déplacement en translation du module 5 venant fermé l'interrupteur 13 en mettant en contact le conducteur 13B lié au module 5 avec les contacts 13 A solidaires du châssis 11 lorsque l'utilisateur appuie sur le module 5 dans la direction de l'axe Z. Un tel interrupteur 13 permettant par exemple d'obtenir une commande de validation couplée à la commande de sélection procurée par le module 5. L'interrupteur 13 est par exemple un interrupteur à membrane qui peut alors permettre un retour en position du module lorsque l'utilisateur relâche sa pression selon l'axe Z et fournir un retour haptique de validation ou un capteur à effet hall ou tout autre capteur connu de l'homme du métier et permettant de détecter un mouvement de translation du module 5. Un ressort peut également être couplé au capteur pour permettre le retour en position du module lorsque l'utilisateur relâche son effort selon l'axe Z. Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 5, le module 5 de fluide magnéto-rhéologique 5 est monté mobile en rotation par rapport au châssis 11 de l'interface de commande 1 dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe Z du module 5 par le biais d'une liaison pivot 17 autour de l'axe X.
Dans ce cas d'une liaison pivot 17 unique comme représenté sur la figure 5, le module 5 peut s'incliner dans une seule direction, dans un sens ou dans les deux sens formant un levier pouvant basculer pour fournir une commande supplémentaire.
Alternativement, la liaison est réalisée par deux liaisons pivots 17 ayant des axes sensiblement perpendiculaires entre eux. Dans ce cas, le module peut être incliné dans toutes les directions, ou dans certaines directions privilégiées, formant ainsi un levier de commande de type « joystick ».
Ces liaisons pivots (unique ou double) sont également couplées à au moins un capteur permettant de déterminer au moins une position d'inclinaison du module 5 formant levier. Ces capteurs peuvent être réalisés par des interrupteurs à membranes, des capteurs à effet hall, des capteurs optiques, des capteurs magnétiques ou tout autre types de capteurs connus de l'homme du métier et permettant de détecter une position d'inclinaison du module 5 par rapport au châssis 11 de l'interface de commande 1.
Selon un troisième mode de réalisation représenté sur les figures 6 à 10, le module de fluide magnéto-rhéologique 5 est monté mobile en translation par rapport au châssis 11 de l'interface de commande 1 dans au moins une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe Z du module 5.
La liaison peut être réalisée par une seule liaison glissière 19 comme représenté sur la figure 6. Dans ce cas là, le module 5 peut se déplacer dans une seule direction correspondant à l'axe X, dans un sens ou dans les deux sens pour fournir une commande supplémentaire.
Alternativement, la liaison est réalisée par deux liaisons glissières 19 ayant des axes notés X et Y sensiblement perpendiculaires entre eux et à l'axe du module 5 comme représenté sur la figure 7. Le guidage des liaisons glissières 19 est par exemple réalisé par quatre ergots 23 destinés à coulisser dans quatre rainures complémentaires 24. Des ressorts de rappels 25 sont prévus entre les extrémités des ergots 23 et les extrémités des rainures 24 pour repositionner le module 5 en position centrale, c'est à dire au centre des deux liaisons glissières 19, lorsque l'utilisateur n'applique pas d'efforts dans l'une ou l'autre des directions des axes X et Y. Les deux liaisons glissières 19 sont configurées pour coulisser l'une par rapport à l'autre comme représenté sur les figures 8 et 9. La figure 8 représente les ergots 23 et leur support 27 selon l'axe Y noté 27y. Le support 27y comporte une ouverture centrale 29 dans laquelle vient s'insérer le support 27x des ergots 23 selon l'axe X. De plus, l'ouverture centrale 27y est plus large que la largeur du support 27x selon l'axe X de manière à laisser un espace pour le déplacement du support 27y selon l'axe Y. La figure 9 représente le support 27x selon l'axe X et l'agencement du support 27y selon l'axe Y autour du support 27x.
Ces liaisons glissières 19 sont également couplées à au moins un capteur permettant de déterminer au moins une translation du module 5 selon l'axe d'une liaison glissière 19. Ces capteurs peuvent être réalisés par des interrupteurs à membranes, des capteurs à effet hall, des capteurs optiques, des capteurs magnétiques ou tout autre types de capteurs connus de l'homme du métier et permettant de détecter une position d'inclinaison du module 5 par rapport au châssis 11 de l'interface de commande 1.
La figure 10 représente un exemple de réalisation dans lequel au moins un interrupteur 35, un pour chaque ergot 23 dans le cas présent, est monté sur le châssis 11 de l'interface de commande 1 et dans lequel les supports 27 des ergots 23 comporte des chanfreins formant des rampes de contact 33 qui viennent appuyer sur l'interrupteur 35 lorsque le module 5 est déplacé selon l'axe de la liaison glissière 19 dans la direction de l'interrupteur 35. Les interrupteurs 35 peuvent être montés sur un circuit imprimé ou circuit électronique 37 qui assure également l'alimentation du module 5, par exemple par le biais d'une connexion souple 39.
En effet, dans tous les modes de réalisation décrits précédemment, l'alimentation et la gestion du module 5 (pour l'unité d'application 9, l'encodeur de position 21 et les éventuels autres équipements montés sur le module 5) peuvent être réalisées par un circuit électronique 37 situé au niveau du châssis 11 et relié au module par le biais d'une liaison électrique ou connexion souple 39. Les capteur fixes peuvent alors être montés directement sur le circuit électronique 37. De plus, ce circuit électronique 37 peut également être connecté via une interface de communication à une unité de gestion centrale du véhicule. L'interface de communication est par exemple un bus de type réseau local de commande (Controller Area Network (CAN) en anglais) ou de type réseau d'interconnection local (Local Interconnect Network (LIN) en anglais).
La présente invention couvre également d'autres modes de liaison connu de l'homme du métier comme par exemple une liaison à rotule telle que représentée sur la figure 1 dans laquelle la rotation selon l'axe Z est supprimée. Des guidages peuvent également limités la liberté angulaire de la liaison rotule, par exemple dans deux directions perpendiculaires.
La présente invention concerne également une combinaison des modes de liaison décrits précédemment comme par exemple un ensemble comprenant deux liaisons pivots 17 et une liaison en translation selon l'axe Z du module 5 permettant une multitude de commandes visant par exemple à sélectionner ou activer des commandes.
Afin de mieux comprendre la présente invention, un exemple de fonctionnement à partir d'un module 5 monté en translation selon l'axe du module 5 et couplé à un interrupteur 13 va maintenant être décrit en détails. Le module 5 étant monté sur une interface de commande 1 située au niveau de la console centrale du véhicule et destiné à commander les différents équipements du véhicule.
La figure l ia représente un exemple de menu de base affiché sur l'écran du véhicule lorsque l'interface de commande pour les équipements du véhicule est activée. Le menu comprend cinq équipements : la climatisation, la radio, le téléphone, la ventilation et le volume. L'équipement situé en haut de la liste (la climatisation dans le cas présent) est sélectionné (représenté par l'écriture en gras) par défaut et l'utilisateur peut passer d'un équipement à l'autre en tournant la molette correspondant à l'organe de préhension 3 du module 5. Le passage d'un équipement au suivant est marqué par un point dur correspondant à une résistance plus forte au niveau de la molette de sorte que l'utilisateur sait qu'il passe de la sélection d'un équipement à un autre. Lorsque l'utilisateur a sélectionné l'équipement désiré par exemple le téléphone dans le cas présent comme représenté sur la figure 11b en passant deux points durs, il appuie alors sur le module de manière à actionner l'interrupteur 13 associé au module 5. L'actionnement de l'interrupteur 13 provoque la validation de l'équipement sélectionné (le téléphone dans le cas présent) et le passage dans un nouveau menu dédié au téléphone comprenant quatre rubriques (contacts, composer, réglages et messagerie) comme représenté sur la figure 12. La rubrique contacts étant sélectionnée, l'utilisateur peut appuyer ou cliquer sur le module 5 pour valider la commande et entrer dans le menu des contacts. Le menu contacts comprend alors une liste de noms pouvant être très importante. Dans ce cas, la résistance et la position de point durs induits par le retour haptique peut dépendre de la vitesse de rotation de l'élément de préhension 3 ou molette. En effet, une vitesse de rotation rapide peut permettre une faible résistance et un rapprochement des points durs de manière à accéder rapidement à la fin de la liste, le module 5 étant alors reconfiguré en temps réel en fonction de la fonction de la vitesse de rotation engendrée par l'utilisateur, lorsque l'utilisateur ralentit la vitesse de rotation, les points durs sont alors plus espacés et plus marqués pour bien séparer deux sélections distinctes.
Une fois le contact recherché sélectionné, l'utilisateur peut alors appuyer sur le module pour lancer l'appel ou ouvrir un nouveau menu donnant les différentes possibilités de l'équipement envers le contact sélectionné (appel, envoi d'un message électronique, envoi d'un message court (SMS),...). Ainsi, la présent invention permet d'obtenir une interface de commande compacte et aisée à monter du fait du nombre limité d'éléments à alimenter et permettant un grand nombre de commande avec un retour haptique reconfigurable et donc adapté à chaque commande.

Claims

REVENDICATIONS
Interface de commande (1) à retour haptique, notamment pour véhicule automobile, destinée à prendre en compte une action d'un utilisateur en lui fournissant un retour haptique, comportant
un module de fluide magnéto-rhéologique (5), ledit module (5) comprenant :
- un élément rotatif (7) autour d'un axe (Z) du module (5), ledit élément rotatif (7) étant en contact avec le fluide magnéto-rhéologique et destiné à être couplé avec un élément de préhension (3),
- une unité d'application (9) d'un champ magnétique au fluide magnéto- rhéologique configurée pour modifier l'intensité dudit champ magnétique, caractérisée en ce que ledit module (5) est monté mobile dans un châssis (11) de l'interface (1) selon un mouvement prédéfini.
Interface de commande (1) selon la revendication 1 dans laquelle l'unité d'application (9) d'un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique est configurée pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué en fonction de la rotation de l'élément rotatif (7) autour de l'axe (Z) du module.
Interface de commande (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le module de fluide magnéto-rhéologique a une forme générale cylindrique et dans laquelle l'élément rotatif (7) comprend un axe de sortie (41) du module de fluide magnéto-rhéologique (5).
Interface de commande (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'interface de commande (1) comprend en outre au moins un capteur fixe par rapport au châssis (11) de l'interface (1) et coopérant avec le module de fluide magnéto- rhéologique (5) pour déclencher un signal de commande lors d'un mouvement prédéfini.
5. Interface de commande (1) selon la revendication 4 dans laquelle le mouvement prédéfini correspond à un mouvement de translation selon l'axe (Z) du module.
6. Interface de commande (1) selon la revendication 4 dans laquelle le mouvement prédéfini correspond à un mouvement de pivotement réalisé par une liaison pivot (17) ou à un mouvement de pivotement selon deux axes orthogonaux réalisé par deux liaisons pivots (17).
7. Interface de commande (1) selon la revendication 4 dans laquelle le mouvement prédéfini correspond à un mouvement de translation selon un axe (X) sensiblement perpendiculaire à l'axe (Z) du module réalisé par une liaison à glissière (19) ou à un mouvement de translation selon deux axes (X et Y) orthogonaux et sensiblement perpendiculaires à l'axe (Z) du module réalisé par deux liaisons glissières (19).
8. Interface de commande (1) selon l'une des revendications 4 à 7 dans laquelle le, au moins un, capteur est un interrupteur à membrane.
9. Interface de commande (1) selon l'une des revendications 4 à 7 dans laquelle le, au moins, un capteur est un capteur à effet hall.
10. Interface de commande (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle l'élément rotatif (7) est couplé à un encodeur de position (21) configuré pour fournir un signal représentatif de la position angulaire de l'élément rotatif.
11. Interface de commande (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le module de fluide magnéto-rhéologique (5) comprend une cavité (23) contenant le fluide magnéto-rhéologique et dans laquelle l'unité d'application (9) d'un champ magnétique comprend une bobine disposée autour de ladite cavité (23).
12. Interface de commande (1) selon l'une des revendications précédentes comprenant un circuit électronique de gestion du module de fluide magnéto-rhéologique (5) fixé sur le châssis de l'interface de commande et relié audit module (5) par une liaison électrique souple.
13. Interface de commande selon l'une des revendications 5 à 11 en combinaison avec la revendication 12 dans laquelle le circuit électronique de gestion du module (5) comprend le, au moins un, capteur fixe.
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