WO2016016520A1 - Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile - Google Patents

Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2016016520A1
WO2016016520A1 PCT/FR2015/000170 FR2015000170W WO2016016520A1 WO 2016016520 A1 WO2016016520 A1 WO 2016016520A1 FR 2015000170 W FR2015000170 W FR 2015000170W WO 2016016520 A1 WO2016016520 A1 WO 2016016520A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
braking force
maximum
magnetic field
force
zero
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/000170
Other languages
English (en)
Inventor
Marc Tissot
Original Assignee
Dav
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dav filed Critical Dav
Priority to EP15763386.8A priority Critical patent/EP3207440A1/fr
Publication of WO2016016520A1 publication Critical patent/WO2016016520A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/25—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using haptic output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/126—Rotatable input devices for instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/80—Arrangements for controlling instruments
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels

Definitions

  • the present invention relates to a control interface for a motor vehicle for transmitting a haptic feedback to a user to inform him of the taking into account of a command.
  • the invention also relates to a method for controlling a haptic feedback control interface.
  • the haptic feedback generated for example by the user manipulating a wheel, is generally composed of resistance forces of variable values, creating hard points and bearings, corresponding to different commands for the devices controlled via the interface.
  • the haptic feedback is advantageous by car because it requires little attention from the driver, in particular, it does not require the driver to look away from the road.
  • Interfaces having a magnetorheological fluid capable of creating a braking force to a rotating element in the fluid when a magnetic field is applied to the fluid because the viscosity of the magnetorheological fluid changes with the intensity of the fluid. magnetic field applied.
  • the magneto-rheological fluids can thus generate a braking force on the rotating element immersed in the fluid.
  • the fluidity increases or decreases, the user perceiving a change of effort.
  • the braking force generated by the magneto-rheological fluid interface can increase and then gradually decrease according to a substantially bell-shaped stress profile. It is when he perceives the maximum value that the user stops his rotation. However, it can be noted that this indexing may be inaccurate, since the feedback perceived by the user on the selected position may not be sufficiently clearly defined.
  • the subject of the present invention is a haptic feedback control interface for a motor vehicle comprising a magneto-rheological fluid module comprising a rotary element, a magnetorheological fluid in contact with the element.
  • rotary and a magnetic field application unit configured to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid and to modify the intensity of the applied magnetic field to generate a haptic feedback to the user moving the rotating member by modification of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid, characterized in that it comprises an angular sensor configured to measure the angular position of the rotary element and a control unit connected to the magnetic field application unit and to the angular sensor, the control unit being configured to control the magnetic field application unit in order to index at least one indexing position by generating a braking force to the rotating element according to a profile of effort presenting:
  • the maximum braking force being interposed between the non-zero braking force portion and the portion devoid of braking force.
  • the non-zero braking force portion comprises, in the direction of rotation, a braking force portion increasing up to the maximum braking force and / or decreasing from the force of effort. maximum braking.
  • the user perceives for example an almost total absence of braking after having passed a maximum braking force, causing a breaking effect.
  • the user who gradually increased his effort to continue the rotation of the rotating element suddenly feels it free from any constraint.
  • the user's hand is then driven by momentum for example towards the simulation of a next indexing position or a stop.
  • the user who rotates the rotating member suddenly perceives maximum braking force, leading it to stop the further rotation.
  • control unit is configured to control the application unit of a magnetic field so that the maximum braking force in the direction of clockwise rotation is angularly offset from the braking force. maximum in the anticlockwise rotation direction, the non-zero braking force portions overlapping over an overlapping angular range.
  • the same angular position can correspond to separate force values or to a force value identical but on an angular value too narrow to be well perceived. This can hinder the perception of the user who no longer identifies the indexing position as clearly as when he rotates the rotary element in the same direction. This floating situation can lead to the perception of a poor indexing quality.
  • the angular overlap of the maximum braking forces according to the direction of rotation of the rotating element, superimposing the haptic profiles in a clockwise and counterclockwise direction prevents the user from finding himself in this floating situation.
  • the non-zero braking force portion comprises a portion of force comprised in a range of 10% of the maximum braking force, preceding or following the maximum braking force in the direction of rotation, , the maximum braking force is no longer located on a single angular value but extends over an angular range, so it is more easily identifiable by the user.
  • the force profiles in the clockwise and counterclockwise rotation direction are symmetrical.
  • the subject of the invention is also a method of controlling a haptic feedback control interface as described above, in which at least one indexing position is indexed by generating a braking force on the rotating element according to a profile. of effort presenting:
  • the maximum braking force being interposed between the non-zero braking force portion and the portion devoid of braking force.
  • control method taken alone or in combination:
  • the non-zero braking force portion comprises, in the direction of rotation, a braking force portion increasing up to the maximum and / or decreasing braking force from the maximum braking force,
  • the maximum braking force in the direction of clockwise rotation is shifted angularly from the maximum braking force in the anticlockwise rotation direction, the non-zero braking force portions overlapping over an overlapping angular range,
  • the angular range of recovery of the force profiles is less than 15 °
  • the non-zero braking force portion comprises a portion of effort included in a range of 10% of the maximum braking force, preceding or following the maximum braking force in the direction of rotation,
  • FIG. 1 represents a schematic view of an exemplary embodiment of a haptic feedback control interface
  • FIG. 2 illustrates an example of a braking force profile in Nm as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation
  • FIG. 3 illustrates an exemplary braking force profile in Nm as a function of the angular position of the rotary element for counterclockwise rotation
  • FIG. 4 illustrates another example of a braking force profile in Nm as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation
  • FIG. 5 illustrates another example of a N.m braking force profile as a function of the angular position of the rotary element for a counterclockwise rotation
  • FIG. 6 illustrates another example of a N.m braking force profile as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation
  • FIG. 7 illustrates another example of a N.m braking force profile as a function of the angular position of the rotary element for a counterclockwise rotation
  • FIG. 8 illustrates another example of a braking force profile in Nm as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation
  • FIG. 9 illustrates another example of a Nm braking force profile as a function of the angular position of the rotary element for counterclockwise rotation
  • FIG. 10 illustrates another example of a N.m braking force profile as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation
  • FIG. 11 illustrates another example of a N.m braking force profile as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation
  • FIG. 12 illustrates another example of a braking force profile in Nm as a function of the angular position of the rotary element for a clockwise rotation.
  • FIG. 1 represents a haptic feedback control interface 1 for a motor vehicle, for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for controlling on-board vehicle systems such as the air-conditioning system, radio system, telephone, ventilation or navigation.
  • a haptic feedback control interface 1 for a motor vehicle, for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for controlling on-board vehicle systems such as the air-conditioning system, radio system, telephone, ventilation or navigation.
  • the control interface 1 comprises a magneto-rheological fluid module 3, a control unit 18 and an angular sensor 21 connected to the control unit 18.
  • the magnetorheological fluid module 3 comprises a rotary element 6, a magnetorheological fluid 7 in contact with the rotary element 6 and a magnetic field application unit 8 configured to apply a magnetic field to the magnetomagnetic fluid. rheological 7 and to modify the intensity of the applied magnetic field.
  • the unit for applying a magnetic field 8 is connected to the control unit 18.
  • the magneto-rheological fluid module 3 may comprise a gripping element 5 integral with the rotary element 6, that is to say rigidly connected to the rotary element 6.
  • the gripping element 5 is for example made of material with the rotary member 6 or clipped on the rotary member 6 or fixed by pin or by any other known fastening means.
  • the gripping element 5 can be coupled to the element rotary 6 via a system of gears, chains, belts or any other mechanical means for ensuring a coupling between the gripping element 5 and the rotary element 6.
  • a haptic feedback is generated to the user who rotates the rotary element 6 via the gripping element 5, by changing the magnetic field applied to the magnetorheological fluid 7.
  • “Haptic” refers to a return by touch, such as braking force (or variable torque or resistance force).
  • the magnetorheological fluid 7 has the property that its viscosity varies under the effect of a variable magnetic field.
  • the friction force induced by the magnetorheological fluid 7 is low when no magnetic field is applied and becomes more and more important when the intensity of the magnetic field increases.
  • Magnetorheological fluids can thus be used as magneto-rheological brakes.
  • the application of a niche-shaped intensity makes it possible to create hard points generating indexing points for which the intensity is important.
  • the magneto-rheological fluid module 3 comprises a base 9 having a generally cylindrical shape extending along an axis of rotation Z of the module 3, closed at one of its ends by a fixed central axis 10 oriented according to the Z axis of rotation, defining an annular cavity 11.
  • the rotary member 6 is rotatably mounted on the base 9 fixed around the axis of rotation Z.
  • the cavity 11 is intended to receive on the one hand the magnetorheological fluid 7 and on the other hand an end of the rotary element 6.
  • the rotary element 6 is then partially immersed in the magnetorheological fluid 7.
  • base 9 also has an annular housing 12 which at least partially surrounds the cavity 11.
  • the annular housing 12 receives one or more coil (s) which, with its (their) feed (s) (not shown), forms unit for applying a magnetic field 8 to the magnetorheological fluid 7.
  • the magnetic field created by a coil being proportional to the current flowing through it, it is possible to vary the intensity of the magnetic field created in the center of the coil by varying the supply of the coil.
  • the variation of the intensity of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid 7 makes it possible to vary the viscosity of the fluid and thus the friction force exerted by the fluid. It is thus possible to vary the force with which the rotary element 6 can be rotated to generate a haptic feedback specific to the user handling the rotary element 6.
  • the friction force applied by the magnetorheological fluid 7 to the rotary element 6 varies as a function of the fluid surface in contact with the rotary element 6.
  • the end of the rotary element 6 contact with the magnetorheological fluid 7 may comprise a plurality of cylindrical and concentric end walls 13 extending along the axis of rotation Z, and facing complementary walls extending from the bottom of the cavity 11.
  • the base 9 comprises a complementary wall 14, which is interposed between the end walls 13 of the rotary element 6 to increase the facing surfaces between the rotary element 6 and the base 9 and thus increase the torque of force that can be exerted on the rotary member 6 with a given power supply.
  • the magnetorheological fluid module 3 further comprises seals 16, for example interposed on the one hand, between the cavity 11 and a cover 15 closing the cavity 11 and, on the other hand, between the cavity 11 and a shoulder of the rotary member 6.
  • the seals 16 seal to prevent leakage of the magnetorheological fluid 7 out of the cavity 11.
  • the cover 15 also comprises a housing receiving a bearing or ball bearing 17 which provides the connection in rotation between the base 9 and the rotary element 6.
  • the angular sensor 21 is configured to measure the angular position of the rotary element 6.
  • the position encoder can comprise for example a set of contacts and a brush in contact successively. with some of the contacts during the rotation of the element 6.
  • the position encoder may be an optical encoder comprising one or more optical forks or a piezoelectric device or any other position sensor known to the human being. job.
  • the position encoder may be located at different locations near the rotary member 6 and in particular on the side of the gripping element 5.
  • the position encoder may also be configured to determine the position of the position encoder. absolute angular position of the gripping element 5 with respect to a reference position.
  • the angular sensor 21 is furthermore connected to the unit for applying a magnetic field 8 in order to adapt the control of the unit for applying a magnetic field. 8 to the magnetorheological fluid 7 at the desired haptic return depending on the angular position of the rotary element 6.
  • the intensity of the magnetic field can have a slot shape in which the intensity is zero or low except at the indexing positions where this intensity is strong so as to create a significant friction force at the passage of the indexing points.
  • Other patterns or resistance strength profiles depending on the position are also possible, for example triangular or sawtooth profiles distributed around the indexing positions, so that these are perceived as a progressive hard point. to overcome, once to reach it, and once to get away from it or only to reach it.
  • the haptic feedback generated with the rotation of the mobile element 6 can for example index the navigation in a list of a drop-down menu displayed on a display screen, the rotation of the rotary element 6 controlling the scrolling of the list, the haptic feedback being generated at each indexing position for which a cursor points a choice from the drop-down menu.
  • the control unit 18 is configured to control the application unit of a magnetic field 8 in order to index at least one indexing position ⁇ 0 , to index the control of a function, by generating an effort of braking F to the rotary member 6 according to a force profile.
  • the force profile has a maximum braking force M at the indexing position ⁇ 0 ; O b ⁇ 2 , a portion devoid of braking force P2, P2 'and a non-zero braking force portion P1, P1', P3, P3 ', the maximum braking force M being interposed between the portion d non-zero braking force P1, P1 ', P3, P3' and the portion devoid of braking force P2, P2 '.
  • the force portion of non-zero braking P1, P1 ' has, in the direction of rotation, a braking force portion increasing until the maximum braking force M followed by a portion devoid of braking force P2, P2', l maximum braking force M being reached at said indexing position ⁇ 0 , ⁇ , ⁇ 2 .
  • the braking force F increases with the rotation of the rotary element 6 in a same direction of rotation, over an angular range ⁇ , ⁇ 2 , for example of the order of 25 °, preceding the indexing position ⁇ 0 .
  • the braking force F reaches a maximum M beyond which the braking force F becomes negligible or zero.
  • the user thus perceives an almost total absence of braking after having passed a maximum braking force M, causing a breaking effect.
  • the user's hand is then driven by momentum for example towards the simulation of a next indexing position or a stop. This rupture in the effort thus clearly indicates to the user the overtaking of an indexing position.
  • the force profile has in the direction of rotation of the movable member 6, a portion devoid of braking force P2, P2 ' followed by a maximum braking force M at the indexing position ⁇ 0 ⁇ , ⁇ 2 , followed by a non-zero braking force portion P3, P3 '.
  • the non-zero braking force portion P3, P3 ' comprises, for example, in the direction of rotation, a portion of decreasing braking force from the maximum braking force M over an angular range ⁇ ,, ⁇ 2 , for example of the order of 25 °.
  • the portions devoid of braking force P2, P2 ' make it possible to better differentiate the haptic feedback associated with respective indexing positions, in particular avoiding that the user stops the rotation of the movable element 6 in an intermediate position.
  • the portions of increasing or decreasing braking force P1, P1 ', P3, P3' allow to simulate the feel of a mechanical button, such as the progressive haptic feedback generated by the indexing cam ramp of the mechanical button, which improves the perception of quality of the product.
  • the increasing braking force portion P1, P1 'or decreasing P3, P3' with the rotation of the rotary member 6 in the same direction of rotation is for example at least partially in a sinusoidal curve, as for example on the angular range ⁇ 1; ⁇ 2 preceding the indexing position ⁇ 0 in FIGS. 2, 3, 4 and 5.
  • the non-zero braking force portion comprises, in the direction of rotation, a decreasing braking force portion P3 from the maximum braking force M, followed by a increasing braking force portion P5, followed by a decreasing braking force portion P6.
  • the braking force profile P1, P2 generated in the clockwise direction of the rotary element 6 is for example symmetrical to the braking force profile ⁇ 1 ', P2' generated in the anticlockwise rotation direction ( see for example Figures 2 and
  • the maximum braking force M in the clockwise direction of rotation is angularly offset from the maximum braking force M in the anticlockwise rotation direction, the portions of non-zero braking force P1, P1 ', P3, P3' overlapping over an overlapping angular range ⁇ ⁇ . There is thus a slight overlap of the braking force profiles at the maximum braking force M.
  • the angular range of recovery ⁇ ⁇ of the braking force profiles is for example less than 15 °, such as of the order of 5 °.
  • the offset is thus almost imperceptible for the user.
  • a braking force F is generated at the rotating element 6 increasing on a portion preceding a first indexing position, for example 182 °, in the direction of clockwise rotation for which the braking force is maximum M and at beyond which the braking force F becomes negligible or zero (FIG. 6).
  • a braking force F is generated at the rotary element 6 which is substantially increasing over a portion up to a second indexing position ⁇ 2 , for example 180 °, for which the braking force F is at most and beyond which the braking force F becomes negligible or zero (FIG. 7).
  • the first indexing position ⁇ ! is thus distinct from the second indexing position Q 2 , the first position and the second indexing position ⁇ , ⁇ 2 indexing the control of the same function.
  • the same angular position can correspond to distinct effort values or correspond to a value of identical effort but on an angular value too narrow to be well perceived. This can hinder the perception of the user who no longer identifies as clearly indexing position ⁇ 0 , as when turning the rotary member 6 in the same direction. This floating situation can lead to the perception of a poor indexing quality.
  • the offset can be generated automatically or depend for example on the angle at which the user rotates the movable member 6 in the opposite direction, the offset being then generated only if the user rotates the movable member 6 in the direction reverse while he has just crossed the maximum braking force M.
  • the force profile has a portion devoid of braking force P2, then a maximum braking force M, then a decreasing braking force on a braking force portion. not zero P3.
  • the maximum braking force M is reached for a first indexing position ⁇ ! eg 180 ° in the clockwise direction (Fig. 8).
  • the force profile has a portion devoid of braking force P2 ', then a maximum braking force M, then a decreasing braking force on a portion P3'.
  • the maximum braking force M is reached for a second indexing position ⁇ 2 , for example 182 °, in the direction of anti-friction rotation (FIG. 9).
  • the first indexing position ⁇ ! is thus distinct from the second indexing position ⁇ 2 , the first position and the second indexing position ⁇ ! , ⁇ 2 indexing the command of the same function.
  • the non-zero braking force portion P1, ⁇ 1 ', P3, P3' has a force portion P4 included in a range of 10% of the maximum braking force M, preceding or following the maximum braking force M in the direction of rotation.
  • the braking force is substantially constant, that is to say constant or slightly increasing or decreasing, the user perceiving a maximum braking force M constant.
  • the effort portion P4 extends over an intermediate angular range ⁇ ; preceding or following the first indexing position Qi in the clockwise rotation direction of the rotary element 6 (FIGS. 10 or 11) and / or preceding or following the second indexing position Q 2 in the counterclockwise rotation direction of the rotating element 6 (not shown).
  • for example extends over a range of between one and five degrees.
  • the maximum braking force M is no longer located on a single angular value but extends over an angular range, so it is more easily identifiable by the user.
  • the control remains maintained when the user slightly rotates the movable member 6 in both directions of rotation about this position.
  • a rounding effect is simulated for the maximum braking force M similar to the haptic return of a mechanical index cam ramp, which improves the perception of product quality.
  • portions of non-zero braking force P1, ⁇ 1 ', P3, P3' overlapping in the vicinity of the maximum braking forces M and on the other hand, portions of effort P4 included in a range of 10% of the maximum braking force M, allows the maximum braking force M to remain constant over an angular range large enough to generate a "rounded up” effect, without however adding up and giving the user a "sticking" effect of the finger when the user rotates the movable member 6 in one direction and then in the other at the maximum braking force M.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

L'invention concerne une interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile comportant un module de fluide magnéto-rhéologique (3) comprenant un élément rotatif (6), un fluide magnéto-rhéologique (7) en contact avec l'élément rotatif (6) et une unité d'application (8) d'un champ magnétique configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique (7) et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué afin de générer un retour haptique à l'utilisateur déplaçant l'élément rotatif (6) par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique (7), caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur angulaire (21) configuré pour mesurer la position angulaire de l'élément rotatif (6) et une unité de pilotage (18) reliée à l'unité d'application d'un champ magnétique (8) et au capteur angulaire (21), l'unité de pilotage (18) étant configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique (8) afin d'indexer au moins une position d'indexage (Ω0; Ω1, Ω2) en générant un effort de freinage (F) à l'élément rotatif (6) suivant un profil d'effort présentant: - un effort de freinage maximum (M) à la position d'indexage (Ω0; Ω1, Ω2), - une portion dépourvue d'effort de freinage (P2, P2'), et - une portion d'effort de freinage non nul (P1, P1', P3, P3'), l'effort de freinage maximum (M) étant interposé entre la portion d'effort de freinage non nul (P1, P1', P3, P3') et la portion dépourvue d'effort de freinage (P2, P2'). L'invention concerne également un procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique.

Description

Interface et procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
La présente invention concerne une interface de commande pour véhicule automobile permettant de transmettre un retour haptique à un utilisateur pour l'informer de la prise en compte d'une commande. L'invention concerne également un procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique.
Le retour haptique, généré par exemple à l'utilisateur manipulant une molette, est généralement composé de forces de résistance de valeurs variables, créant des points durs et paliers, correspondant à différentes commandes pour les dispositifs pilotés via l'interface. Le retour haptique est avantageux en voiture car 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.
On connaît des interfaces comportant un fluide magnéto-rhéologique capable de créer un effort de freinage à un élément rotatif dans le fluide lorsqu'un champ magnétique est appliqué sur le fluide du fait que la viscosité du fluide magnéto- rhéologique change avec l'intensité du champ magnétique appliqué. Les fluides magnéto-rhéologiques peuvent ainsi générer un effort de freinage sur l'élément rotatif baignant dans le fluide. La fluidité augmente ou diminue, l'utilisateur percevant un changement d'effort.
Afin de reproduire le crantage mécanique d'un bouton rotatif mécanique classique indexant une position angulaire, l'effort de freinage généré par l'interface à fluide magnéto-rhéologique peut augmenter puis diminuer progressivement selon un profil d'effort sensiblement en cloche. C'est lorsqu'il perçoit la valeur maximum que l'utilisateur arrête sa rotation. On constate cependant que cette indexation peut manquer de précision, le retour perçu par l'utilisateur sur la position sélectionnée pouvant ne pas être assez clairement défini.
Afin de résoudre au moins en partie cet inconvénient, la présente invention a pour objet une interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile comportant un module de fluide magnéto-rhéologique comprenant un élément rotatif, un fluide magnéto-rhéologique en contact avec l'élément rotatif et une unité d'application d'un champ magnétique configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué afin de générer un retour haptique à l'utilisateur déplaçant l'élément rotatif par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur angulaire configuré pour mesurer la position angulaire de l'élément rotatif et une unité de pilotage reliée à l'unité d'application d'un champ magnétique et au capteur angulaire, l'unité de pilotage étant configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique afin d'indexer au moins une position d'indexage en générant un effort de freinage à l'élément rotatif suivant un profil d'effort présentant:
- un effort de freinage maximum à la position d'indexage,
- une portion dépourvue d'effort de freinage, et
- une portion d'effort de freinage non nul, l'effort de freinage maximum étant interposé entre la portion d'effort de freinage non nul et la portion dépourvue d'effort de freinage.
On prévoit par exemple que la portion d'effort de freinage non nul comporte, dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage croissant jusqu'à l'effort de freinage maximum et/ou décroissant à partir de l'effort de freinage maximum.
Ainsi, l'utilisateur perçoit par exemple une absence quasiment totale de freinage après avoir franchi un effort de freinage maximum, provoquant un effet de rupture. L'utilisateur qui augmentait progressivement son effort pour poursuivre la rotation de l'élément rotatif, sent soudain celui-ci libéré de toute contrainte. La main de l'utilisateur est alors entraînée par élan par exemple vers la simulation d'une position d'indexage suivante ou d'une butée. Selon un autre exemple, l'utilisateur qui tourne l'élément rotatif perçoit soudainement un effort de freinage maximum, le conduisant à arrêter la poursuite de la rotation. Ces ruptures dans l'effort de freinage généré permettent ainsi d'indiquer clairement à l'utilisateur le franchissement d'une position d'indexage.
Selon un exemple de réalisation, l'unité de pilotage est configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique de manière que l'effort de freinage maximum dans le sens de rotation horaire soit décalé angulairement de l'effort de freinage maximum dans le sens de rotation antihoraire, les portions d'effort de freinage non nul se recouvrant sur une plage angulaire de recouvrement. En effet, lorsque l'utilisateur manipule l'élément rotatif dans un sens puis dans l'autre au voisinage de la position d'indexage, une même position angulaire peut correspondre à des valeurs d'effort distinctes ou correspondre à une valeur d'effort identique mais sur une valeur angulaire trop étroite pour être bien perçue. Cela peut gêner la perception de l'utilisateur qui n'identifie plus aussi nettement la position d'indexage, que lorsqu'il tourne l'élément rotatif dans un même sens. Cette situation de flottement peut induire la perception d'une mauvaise qualité de l'indexage. Le recouvrement angulaire des efforts de freinage maximum en fonction du sens de rotation de l'élément rotatif, superposant les profils haptiques en sens horaire et antihoraire, empêche l'utilisateur de se retrouver dans cette situation de flottement.
On peut prévoir que la portion d'effort de freinage non nul comporte une portion d'effort compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum, précédant ou suivant l'effort de freinage maximum dans le sens de rotation, Ainsi, l'effort de freinage maximum n'est plus localisé sur une seule valeur angulaire mais s'étend sur une plage angulaire, il est donc plus facilement repérable par l'utilisateur.
Selon un exemple de réalisation, les profils d'efforts dans le sens de rotation horaire et antihoraire sont symétriques.
L'invention a aussi pour objet un procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique telle que décrite précédemment, dans lequel on indexe au moins une position d'indexage en générant un effort de freinage à l'élément rotatif suivant un profil d'effort présentant:
un effort de freinage maximum à la position d'indexage,
- une portion dépourvue d'effort de freinage, et
- une portion d'effort de freinage non nul, l'effort de freinage maximum étant interposé entre la portion d'effort de freinage non nul et la portion dépourvue d'effort de freinage.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de commande, prise seule ou en combinaison :
- la portion d'effort de freinage non nul comporte, dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage croissant jusqu'à l'effort de freinage maximum et/ou décroissant à partir de l'effort de freinage maximum,
- l'effort de freinage maximum dans le sens de rotation horaire est décalé angulairement de l'effort de freinage maximum dans le sens de rotation antihoraire, les portions d'effort de freinage non nul se recouvrant sur une plage angulaire de recouvrement,
- la plage angulaire de recouvrement des profils d'effort est inférieure à 15°
- la portion d'effort de freinage non nul comporte une portion d'effort compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum, précédant ou suivant l'effort de freinage maximum dans le sens de rotation,
- les profils d'efforts dans le sens de rotation horaire et antihoraire sont symétriques.
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 vue schématique d'un exemple de réalisation d'une interface de commande à retour haptique,
la figure 2 illustre un exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire,
la figure 3 illustre un exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens antihoraire,
la figure 4 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire,
la figure 5 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens antihoraire,
la figure 6 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire,
la figure 7 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens antihoraire,
la figure 8 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire, la figure 9 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens antihoraire,
la figure 10 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire,
la figure 11 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire, et
- la figure 12 illustre un autre exemple de profil d'effort de freinage en N.m en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif pour une rotation en sens horaire.
Sur toutes les figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence.
La figure 1 représente une interface de commande 1 à retour haptique pour véhicule automobile, par exemple montée dans le tableau de bord ou dans une console centrale du véhicule, pour commander des systèmes embarqués du véhicule tels que le système de climatisation, de radio, du téléphone, de ventilation ou de navigation.
L'interface de commande 1 comporte un module de fluide magnéto-rhéologique 3, une unité de pilotage 18 et un capteur angulaire 21 relié à l'unité de pilotage 18.
Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 comporte un élément rotatif 6, un fluide magnéto-rhéologique 7 en contact avec l'élément rotatif 6 et une unité d'application d'un champ magnétique 8 configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique 7 et pour modifier l'intensité du champ magnétique appliqué. L'unité d'application d'un champ magnétique 8 est reliée à l'unité de pilotage 18.
Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 peut comporter un élément de préhension 5, solidaire de l'élément rotatif 6, c'est-à-dire rigidement lié à l'élément rotatif 6. L'élément de préhension 5 est par exemple fait de matière avec l'élément rotatif 6 ou clipsé sur l'élément rotatif 6 ou fixé par goupille ou par tout autre moyen de fixation connu. Alternativement, l'élément de préhension 5 peut être couplé à l'élément rotatif 6 via un système d'engrenages, chaînes, courroies ou tout autre moyen mécanique permettant d'assurer un couplage entre l'élément de préhension 5 et l'élément rotatif 6.
Un retour haptique est généré à l'utilisateur qui tourne l'élément rotatif 6 via l'élément de préhension 5, par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique 7. On désigne par « haptique » un retour par le toucher, tel qu'un effort de freinage (ou couple ou force de résistance variable).
En effet, le fluide magnéto-rhéologique 7 présente la propriété que sa viscosité varie sous l'effet d'un champ magnétique variable. Ainsi, la force de frottement induite par le fluide magnéto-rhéologique 7 est faible lorsqu'aucun champ magnétique n'est appliqué et devient de plus en plus importante lorsque l'intensité du champ magnétique augmente. Les fluides magnéto-rhéologiques peuvent ainsi être utilisés en tant que freins magnéto-rhéologique. Par exemple, l'application d'une intensité en forme de créneau permet de créer des points durs générant des points d'indexage pour lesquels l'intensité est importante.
En outre, le module de fluide magnéto-rhéologique 3 comporte une embase 9 présentant une forme générale cylindrique s'étendant selon un axe de rotation Z du module 3, obturée à l'une de ses extrémités par un axe central fixe 10 orienté selon l'axe de rotation Z, définissant une cavité annulaire 11. L'élément rotatif 6 est monté rotatif sur l'embase 9 fixe, autour de l'axe de rotation Z.
La cavité 11 est destinée à recevoir d'une part le fluide magnéto-rhéologique 7 et d'autre part une extrémité de l'élément rotatif 6. L'élément rotatif 6 est alors partiellement immergé dans le fluide magnéto-rhéologique 7. L'embase 9 présente également un logement annulaire 12 qui entoure au moins partiellement la cavité 11. Le logement annulaire 12 reçoit une ou plusieurs bobine(s) qui, avec son (leurs) alimentation(s) (non représentée(s)), forme l'unité d'application d'un champ magnétique 8 sur le fluide magnéto-rhéologique 7.
Le champ magnétique créé par une bobine étant proportionnel au courant qui la traverse, on peut faire varier l'intensité du champ magnétique créé au centre de la bobine en faisant varier l'alimentation de la bobine. La variation de l'intensité du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique 7, permet de faire varier la viscosité du fluide, et ainsi la force de frottement exercée par le fluide. On peut ainsi faire varier la force avec laquelle l'élément rotatif 6 peut être tourné pour générer un retour haptique spécifique à l'utilisateur manipulant l'élément rotatif 6.
En outre, la force de frottement appliquée par le fluide magnéto-rhéologique 7 sur l'élément rotatif 6 varie en fonction de la surface de fluide en contact avec l'élément rotatif 6. Ainsi, l'extrémité de l'élément rotatif 6 en contact avec le fluide magnéto- rhéologique 7 peut comporter plusieurs parois d'extrémité 13 cylindriques et concentriques, s'étendant selon l'axe de rotation Z, et venant en regard de parois complémentaires s'étendant depuis le fond de la cavité 11. Par exemple, l'embase 9 comporte une paroi complémentaire 14, venant s'intercaler entre les parois d'extrémité 13 de l'élément rotatif 6 pour augmenter les surfaces en regard entre l'élément rotatif 6 et l'embase 9 et ainsi augmenter le couple de force que l'on peut exercer sur l'élément rotatif 6 avec une alimentation donnée.
Le module de fluide magnéto-rhéologique 3 comporte en outre des joints 16, par exemple intercalés d'une part, entre la cavité 11 et un couvercle 15 fermant la cavité 11 et d'autre part, entre la cavité 11 et un épaulement de l'élément rotatif 6. Les joints 16 assurent l'étanchéité pour éviter toute fuite du fluide magnéto-rhéologique 7 hors de la cavité 11. Le couvercle 15 comprend également un logement recevant un palier ou roulement à bille 17 qui assure la liaison en rotation entre l'embase 9 et l'élément rotatif 6.
Le capteur angulaire 21 est configuré pour mesurer la position angulaire de l'élément rotatif 6.
C'est par exemple un encodeur de position qui permet de connaître la position angulaire de l'élément rotatif 6 autour de l'axe de rotation Z. L'encodeur de position peut comprendre par exemple un ensemble de contacts et un balai en contact successivement avec certains des contacts lors de la rotation de l'élément 6. Alternativement, l'encodeur de position 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 peut être situé à différents endroits à proximité de l'élément rotatif 6 et notamment du côté de l'élément de préhension 5. Par ailleurs, de manière alternative, l'encodeur de position peut également être configuré pour déterminer la position angulaire absolue de l'élément de préhension 5 par rapport à une position de référence.
Le capteur angulaire 21 est en outre relié à l'unité d'application d'un champ magnétique 8 afin d'adapter le pilotage de l'unité d'application d'un champ magnétique 8 au fluide magnéto-rhéologique 7 au retour haptique souhaité en fonction de la position angulaire de l'élément rotatif 6.
Différentes formes ou profils de retour haptique peuvent ainsi être obtenus en fonction de la configuration de l'unité d'application 8. 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. 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.
Le retour haptique généré avec la rotation de l'élément mobile 6 peut par exemple indexer la navigation dans une liste d'un menu déroulant affiché sur un écran d'affichage, la rotation de l'élément rotatif 6 contrôlant le défilement de la liste, le retour haptique étant généré à chaque position d'indexage pour laquelle un curseur pointe un choix du menu déroulant.
L'unité de pilotage 18 est configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique 8 afin d'indexer au moins une position d'indexage Ω0, pour indexer la commande d'une fonction, en générant un effort de freinage F à l'élément rotatif 6 suivant un profil d'effort. Le profil d'effort présente un effort de freinage maximum M à la position d'indexage Ω0 ; Ob Ω2, une portion dépourvue d'effort de freinage P2, P2' et une portion d'effort de freinage non nul P1 , P1', P3, P3', l'effort de freinage maximum M étant interposé entre la portion d'effort de freinage non nul P1 , P1 ', P3, P3' et la portion dépourvue d'effort de freinage P2, P2'.
Selon un premier exemple de réalisation représenté sur les figures 2, 3, 6, 7 et 10, représentant des exemples de profils d'effort de freinage en fonction de la position angulaire Q de l'élément rotatif 6, la portion d'effort de freinage non nul P1 , P1 ' présente, dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage croissant jusqu'à l'effort de freinage maximum M suivi d'une portion dépourvue d'effort de freinage P2, P2', l'effort de freinage maximum M étant atteint à ladite position d'indexage Ω0,Ωι, Ω2.
Comme on peut le voir sur les courbes des figures 2 et 3 sur une portion des profils, l'effort de freinage F est croissant avec la rotation de l'élément rotatif 6 dans un même sens de rotation, sur une plage angulaire ΔΩι, ΔΩ2, par exemple de l'ordre de 25°, précédant la position d'indexage Ω0. A la position d'indexage n0; par exemple 180° sur les figures 2 et 3, l'effort de freinage F atteint un maximum M au-delà duquel l'effort de freinage F devient négligeable ou nul.
L'utilisateur perçoit ainsi une absence quasiment totale de freinage après avoir franchi un effort de freinage maximum M, provoquant un effet de rupture. L'utilisateur qui augmentait progressivement son effort pour poursuivre la rotation de l'élément rotatif 6, sent soudain celui-ci libéré de toute contrainte. La main de l'utilisateur est alors entraînée par élan par exemple vers la simulation d'une position d'indexage suivante ou d'une butée. Cette rupture dans l'effort indique ainsi clairement à l'utilisateur le dépassement d'une position d'indexage.
Selon un autre exemple représenté sur les figures 4, 5, 8, 9, 11 et 12, le profil d'effort présente dans le sens de rotation de l'élément mobile 6, une portion dépourvue d'effort de freinage P2, P2', suivi d'un effort de freinage maximum M à la position d'indexage Ω0 Ωι, Ω2, suivi d'une portion d'effort de freinage non nul P3, P3'.
La portion d'effort de freinage non nul P3, P3' comporte par exemple dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage décroissant à partir de l'effort de freinage maximum M sur une plage angulaire ΔΩ,, ΔΩ2, par exemple de l'ordre de 25°.
Ainsi, en tournant l'élément rotatif 6, l'utilisateur perçoit soudainement un effort de freinage maximum M, le conduisant à arrêter la poursuite de la rotation. Cette rupture dans l'effort créé « un effet de mur » indiquant ainsi clairement à l'utilisateur le franchissement d'une position d'indexage Ω0ίΩ,, Ω2. Si l'utilisateur continue de tourner dans le même sens l'élément rotatif 6 au-delà de la position d'indexage Ω0, Ωι, Ω2, l'effort de freinage F diminue ensuite par exemple progressivement jusqu'à une nouvelle portion dépourvue d'effort de freinage P2, P2' précédant un nouvel effort de freinage maximum M.
On prévoit ainsi par exemple une série de positions d'indexage successives, reproduisant un indexage par crantage d'un bouton mécanique classique.
Les portions dépourvues d'effort de freinage P2, P2' permettent de mieux différencier les retours haptiques associés à des positions d'indexage respectives, en évitant notamment que l'utilisateur arrête la rotation de l'élément mobile 6 dans une position intermédiaire.
Les portions d'effort de freinage croissant ou décroissant P1 , P1 ', P3, P3' permettent de simuler le ressenti d'un bouton mécanique, tel que le retour haptique progressif généré par la rampe de came d'indexage du bouton mécanique, ce qui améliore la perception de qualité du produit.
La portion d'effort de freinage croissant P1 , P1' ou décroissante P3, P3' avec la rotation de l'élément rotatif 6 dans un même sens de rotation s'inscrit par exemple au moins partiellement dans une courbe sinusoïdale, comme par exemple sur la plage angulaire ΔΩ1; ΔΩ2 précédant la position d'indexage Ω0 sur les figures 2, 3, 4 et 5.
D'autres formes de réalisation de la portion d'effort de freinage non nul sont possibles.
Selon un autre exemple représenté en figure 12, la portion d'effort de freinage non nul comporte, dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage décroissant P3 à partir de l'effort de freinage maximum M, suivie d'une portion d'effort de freinage croissant P5, suivie d'une portion d'effort de freinage décroissant P6.
En outre, le profil d'effort de freinage P1 , P2 généré dans le sens de rotation horaire de l'élément rotatif 6 est par exemple symétrique au profil d'effort de freinage Ρ1', P2' généré dans le sens de rotation antihoraire (voir par exemple les figures 2 et
3).
Selon un exemple représenté sur les figures 6, 7, 8 et 9, l'effort de freinage maximum M dans le sens de rotation horaire est décalé angulairement de l'effort de freinage maximum M dans le sens de rotation antihoraire, les portions d'effort de freinage non nul P1 , P1', P3, P3' se recouvrant sur une plage angulaire de recouvrement ΔΩΓ. On observe ainsi un léger chevauchement des profils d'efforts de freinage au niveau des efforts de freinage maximum M.
La plage angulaire de recouvrement ΔΩΓ des profils d'effort de freinage est par exemple inférieure à 15°, tel que de l'ordre de 5°. Le décalage est ainsi quasiment imperceptible pour l'utilisateur.
Par exemple, on génère un effort de freinage F à l'élément rotatif 6 croissant sur une portion précédant une première position d'indexage par exemple 182°, dans le sens de rotation horaire pour laquelle l'effort de freinage est maximum M et au-delà duquel l'effort de freinage F devient négligeable ou nul (figure 6). De la même manière, dans l'autre sens, on génère un effort de freinage F à l'élément rotatif 6 sensiblement croissant sur une portion jusqu'à une deuxième position d'indexage Ω2, par exemple 180°, pour laquelle l'effort de freinage F est maxi mum et au-delà duquel l'effort de freinage F devient négligeable ou nul (figure 7). La première position d'indexage Ω! est ainsi distincte de la deuxième position d'indexage Q2, la première position et la deuxième position d'indexage Ωι, Ω2 indexant la commande d'une même fonction.
En effet, lorsque l'utilisateur manipule l'élément rotatif 6 dans un sens puis dans l'autre au voisinage de la position d'indexage Ω0, une même position angulaire peut correspondre à des valeurs d'effort distinctes ou correspondre à une valeur d'effort identique mais sur une valeur angulaire trop étroite pour être bien perçue. Cela peut gêner la perception de l'utilisateur qui n'identifie plus aussi nettement la position d'indexage Ω0, que lorsqu'il tourne l'élément rotatif 6 dans un même sens. Cette situation de flottement peut induire la perception d'une mauvaise qualité de l'indexage. Le recouvrement angulaire des efforts de freinage maximum M en fonction du sens de rotation de l'élément rotatif 6, superposant les profils haptiques en sens horaire et antihoraire, empêche l'utilisateur de se retrouver dans cette situation de flottement.
Le décalage peut être généré automatiquement ou dépendre par exemple de l'angle à partir duquel l'utilisateur tourne l'élément mobile 6 en sens inverse, le décalage n'étant alors généré que si l'utilisateur tourne l'élément mobile 6 en sens inverse alors qu'il vient de franchir l'effort de freinage maximum M.
Selon un autre exemple représenté sur les figures 8 et 9, le profil d'effort présente une portion dépourvue d'effort de freinage P2, puis un effort de freinage maximum M, puis un effort de freinage décroissant sur une portion d'effort de freinage non nul P3. L'effort de freinage maximum M est atteint pour une première position d'indexage Ω!, par exemple 180° dans le sens de rotation horaire (figure 8). Dans l'autre sens, le profil d'effort présente une portion dépourvue d'effort de freinage P2', puis un effort de freinage maximum M, puis un effort de freinage décroissant sur une portion P3'. L'effort de freinage maximum M est atteint pour une deuxième position d'indexage Ω2, par exemple 182°, dans le sens de rotation antiho raire (figure 9). La première position d'indexage Ω! est ainsi distincte de la deuxième position d'indexage Ω2, la première position et la deuxième position d'indexage Ω!, Ω2 indexant la commande d'une même fonction.
En outre, on peut prévoir que la portion d'effort de freinage non nul P1 , Ρ1', P3, P3' comporte une portion d'effort P4 compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum M, précédant ou suivant l'effort de freinage maximum M dans le sens de rotation.
Dans cette portion d'effort P4 compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum M, l'effort de freinage est sensiblement constant, c'est-à-dire constant ou légèrement croissant ou décroissant, l'utilisateur percevant un effort de freinage maximum M constant.
La portion d'effort P4 s'étend sur une plage angulaire intermédiaire ΔΩ; précédant ou suivant la première position d'indexage Qi dans le sens de rotation horaire de l'élément rotatif 6 (figures 10 ou 11) et/ou précédant ou suivant la deuxième position d'indexage Q2dans le sens de rotation antihoraire de l'élément rotatif 6 (non représenté).
La plage angulaire intermédiaire ΔΩ| s'étend par exemple sur une plage comprise entre un et cinq degrés.
Ainsi, l'effort de freinage maximum M n'est plus localisé sur une seule valeur angulaire mais s'étend sur une plage angulaire, il est donc plus facilement repérable par l'utilisateur. En outre, la commande reste maintenue lorsque l'utilisateur tourne légèrement l'élément mobile 6 dans les deux sens de rotation autour de cette position. On simule ainsi un effet d'arrondi pour l'effort de freinage maximum M similaire au retour haptique d'une rampe de came d'indexage mécanique, ce qui améliore la perception de qualité du produit.
La combinaison d'une part, de portions d'effort de freinage non nul P1 , Ρ1 ', P3, P3' se recouvrant au voisinage des efforts de freinage maximum M et d'autre part, de portions d'effort P4 compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum M, permet que l'effort de freinage maximum M reste constant sur une plage angulaire suffisamment grande pour générer un effet « d'arrondi maintenu», sans pour autant s'additionner et donner à l'utilisateur un effet « de collage » du doigt lorsque l'utilisateur tourne l'élément mobile 6 dans un sens puis dans l'autre au niveau de l'effort de freinage maximum M.

Claims

REVENDICATION
1. Interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile comportant un module de fluide magnéto-rhéologique (3) comprenant un élément rotatif (6), un fluide magnéto-rhéologique (7) en contact avec l'élément rotatif (6) et une unité d'application (8) d'un champ magnétique configurée pour appliquer un champ magnétique au fluide magnéto-rhéologique (7) et pour modifier l'inténsité du champ magnétique appliqué afin de générer un retour haptique à l'utilisateur déplaçant l'élément rotatif (6) par modification du champ magnétique appliqué au fluide magnéto-rhéologique (7), caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur angulaire (21) configuré pour mesurer la position angulaire de l'élément rotatif (6) et une unité de pilotage (18) reliée à l'unité d'application d'un champ magnétique (8) et au capteur angulaire (21), l'unité de pilotage (18) étant configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique (8) afin d'indexer au moins une position d'indexage (Ω0 ; Ω]; Ω2) en générant un effort de freinage (F) à l'élément rotatif (6) suivant un profil d'effort présentant:
- un effort de freinage maximum (M) à la position d'indexage (Ω0 ; Ω,, Ω2),
- une portion dépourvue d'effort de freinage (P2, P2'), et
- une portion d'effort de freinage non nul (P1 , P1 ', P3, P3'), l'effort de freinage maximum (M) étant interposé entre la portion d'effort de freinage non nul (P1 , P1', P3, P3') et la portion dépourvue d'effort de freinage (P2, P2').
2. Interface de commande selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la portion d'effort de freinage non nul (P1 , P1 ') comporte, dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage croissant jusqu'à l'effort de freinage maximum (M) et/ou décroissant à partir de l'effort de freinage maximum (M).
3. Interface de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de pilotage (18) est configurée pour piloter l'unité d'application d'un champ magnétique (8) de manière que l'effort de freinage maximum (M) dans le sens de rotation horaire soit décalé angulairement de l'effort de freinage maximum (M) dans le sens de rotation antihoraire, les portions d'effort de freinage non nul (P1 , P1 ', P3, P3') se recouvrant sur une plage angulaire de recouvrement (ΔΩΓ).
4. Interface de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la portion d'effort de freinage non nul (P3) comporte une portion d'effort compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum (M), précédant ou suivant l'effort de freinage maximum (M) dans le sens de rotation.
5. Interface de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les profils d'efforts dans le sens de rotation horaire et antihoraire sont symétriques.
6. Procédé de commande d'une interface de commande à retour haptique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on indexe au moins une position d'indexage (Ω0 ; Ω1; Ω2) en générant un effort de freinage (F) à l'élément rotatif (6) suivant un profil d'effort présentant:
un effort de freinage maximum (M) à la position d'indexage (Ω0 ; Ωι, Ω2),
- une portion dépourvue d'effort de freinage (P2, P2'), et
- une portion d'effort de freinage non nul (P1 , P1 ', P3, P3'), l'effort de freinage maximum (M) étant interposé entre la portion d'effort de freinage non nul (P1 , P1', P3, P3') et la portion dépourvue d'effort de freinage (P2, P2').
7. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la portion d'effort de freinage non nul (P1 , P1 ', P3, P3') comporte, dans le sens de rotation, une portion d'effort de freinage croissant (P1 , P1 ') jusqu'à l'effort de freinage maximum (M) et/ou décroissant à partir de l'effort de freinage maximum (M).
8. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'effort de freinage maximum (M) dans le sens de rotation horaire est décalé angulairement de l'effort de freinage maximum (M) dans le sens de rotation antihoraire, les portions d'effort de freinage non nul (P1 , P1 ', P3, P3') se recouvrant sur une plage angulaire de recouvrement (ΔΩΓ).
9. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plage angulaire de recouvrement (ΔΩΓ) des profils d'effort est inférieure à 15°.
10. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la portion d'effort de freinage non nul (P3) comporte une portion d'effort compris dans une plage de 10% de l'effort de freinage maximum (M), précédant ou suivant l'effort de freinage maximum (M) dans le sens de rotation
11. Procédé de commande selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les profils d'efforts dans le sens de rotation horaire et antihoraire sont symétriques.
PCT/FR2015/000170 2014-07-31 2015-07-31 Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile WO2016016520A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15763386.8A EP3207440A1 (fr) 2014-07-31 2015-07-31 Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1401771A FR3024562B1 (fr) 2014-07-31 2014-07-31 Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile
FR1401771 2014-07-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016016520A1 true WO2016016520A1 (fr) 2016-02-04

Family

ID=52450151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2015/000170 WO2016016520A1 (fr) 2014-07-31 2015-07-31 Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3207440A1 (fr)
FR (1) FR3024562B1 (fr)
WO (1) WO2016016520A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049443A2 (fr) * 1998-03-26 1999-09-30 Immersion Corporation Molettes et boutons de commande a retour d'effort
EP1349050A2 (fr) * 2002-03-29 2003-10-01 Alps Electric Co., Ltd. Dispositif à retour de force
US20060038781A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Levin Michael D Systems and methods for providing haptic effects
US20080158149A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Immersion Corporation Virtual Detents Through Vibrotactile Feedback

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049443A2 (fr) * 1998-03-26 1999-09-30 Immersion Corporation Molettes et boutons de commande a retour d'effort
EP1349050A2 (fr) * 2002-03-29 2003-10-01 Alps Electric Co., Ltd. Dispositif à retour de force
US20060038781A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Levin Michael D Systems and methods for providing haptic effects
US20080158149A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Immersion Corporation Virtual Detents Through Vibrotactile Feedback

Also Published As

Publication number Publication date
EP3207440A1 (fr) 2017-08-23
FR3024562A1 (fr) 2016-02-05
FR3024562B1 (fr) 2017-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4154090A1 (fr) Interface de commande à retour haptique
WO2015033034A1 (fr) Interface de commande à retour haptique
WO2015033033A1 (fr) Interface de commande à retour haptique
EP1375233B1 (fr) Pédale d'accélérateur à contrôle de force de rappel intégré
EP0835802A1 (fr) Dispositif d'aide au pilotage sur un aéronef à commande de vol électrique
WO2017046189A1 (fr) Sélecteur d'une boite de vitesse automatique de véhicule automobile et procédé de sélection du mode de conduite autonome
EP3271244B1 (fr) Dispositif de commande de vol d'un aeronef
EP3350014A1 (fr) Sélecteur de commande d'un véhicule automobile et procédé de sélection d'une commande de véhicule automobile
EP3198369B1 (fr) Procédé et interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
WO2016016589A1 (fr) Procédé et interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
EP3207440A1 (fr) Interface et procede de commande d'une interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile
FR3084940A1 (fr) Interface de commande a retour haptique
EP3198370B1 (fr) Interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
FR3026501A1 (fr) Procede et interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile
WO2014076247A1 (fr) Frein magnetique a hysteresis a crantage reduit
FR3010550B1 (fr) Procede et interface de commande a retour haptique pour vehicule automobile
EP3215911A1 (fr) Procédé et interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
FR3071473A1 (fr) Adaptation d’un gain de derivee en fonction du couple volant pour ameliorer le ressenti d’un systeme de direction assistee
EP3204836A1 (fr) Procédé et interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
EP3198371B1 (fr) Interface de commande à retour haptique pour véhicule automobile
FR3024197A1 (fr) Commande de boite de vitesses manuelle de vehicule automobile
FR3024196A1 (fr) Commande de boite de vitesses manuelle de vehicule automobile
EP0970839A1 (fr) Dispositif pour transformer au moins une commande à pied d'un véhicule en commande à main

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15763386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015763386

Country of ref document: EP