WO2016097562A1 - Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile Download PDF

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WO2016097562A1
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acceleration
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haptic
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Stéphanie DABIC
Nour-Eddine EL-OUARDI
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Dav
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Definitions

  • the present invention relates to a device and a control method for a motor vehicle.
  • buttons on the dashboard of a car cockpit results in an increase in the number of buttons on the dashboard of a car cockpit.
  • the number of buttons can not be increased to infinity, especially because of the complexity generated, limited space, accessibility or cognitive load.
  • the interaction of the driver with the systems in the car can reproduce a situation of attentional overload in which the driver can not handle at best all the information of the driving task, resulting in errors and a time of longer detection.
  • buttons are centralize by replacing them with a touch surface. This makes it possible to continue to increase the number of functions, these becoming programmable and reconfigurable and exposed temporarily or permanently depending on the context or the activated function.
  • the touch surface thus includes a possibility of multifunctionality, while dematerializing the buttons and being customizable.
  • An object of the present invention is to provide a control device which does not interfere with driving, which is well perceived and appreciated by users, and which can be discriminable from other signals.
  • the subject of the present invention is a control device for a motor vehicle comprising:
  • a touch surface for detecting a touch of a finger of a user, and a haptic feedback module configured to vibrate the touch surface, characterized in that it comprises a control unit configured to control the haptic feedback module to generate a haptic feedback in response to a touch on the touch surface, the haptic feedback being composed:
  • control device taken alone or in combination,
  • the variation of the maximum peak-to-peak value of the acceleration and / or the variation of the maximum peak-to-peak value of the displacement of the tactile surface follows a linear relation as a function of time.
  • the linear relationship defines a progressive increase in the value of the acceleration as a function of time such that the ratio between: the maximum peak-to-peak value of the acceleration of a determined individual haptic pattern, and
  • the maximum peak-to-peak value of the acceleration of the individual haptic pattern preceding the determined individual haptic pattern being between 0.6 and 0.95. This gives the user the feeling of increase, which allows him to better understand the function that the touched touch surface can achieve.
  • the linear relationship defines a progressive decrease in the value of the acceleration as a function of time such that the ratio between:
  • the maximum peak-to-peak value of the acceleration of the individual haptic pattern preceding the determined individual haptic pattern being between 1, 05 and 1, 4.
  • the linear relationship defines a progressive increase in the value of the acceleration as a function of time such that the ratio between:
  • the maximum peak-to-peak value of the acceleration of the individual haptic pattern preceding the determined individual haptic pattern being between 0.6 and 0.55.
  • the linear relationship defines a progressive decrease in the value of the acceleration as a function of time such that the ratio between:
  • the peak to peak acceleration value of the individual haptic pattern preceding the determined individual haptic pattern being between 1, 2 and 1, 3.
  • control device taken alone or in combination,
  • the individual haptic pattern is repeated between 3 and 10 times, the haptic feedback is generated over a predefined duration of between 3 and 5000 milliseconds,
  • a period without haptic feedback is between 5 and 200 milliseconds
  • the peak-to-peak value of the acceleration of the individual haptic patterns is between 0.5G and 15G
  • the frequency of the individual haptic patterns is between 60 Hz and 400 Hz. According to another embodiment:
  • the duration of the first individual haptic pattern is between 10 and 200 milliseconds
  • the predefined duration on which the individual haptic patterns are generated is less than 200 milliseconds
  • the inter-command duration between the beginning of a first control signal generating the first individual haptic pattern and the beginning of a second control signal generating the second individual pattern is between 20 and 200 milliseconds.
  • haptic feedback makes it possible to give the sensation of performing a validation on the tactile surface similar to a double click of the mouse. This effect can also be used to confirm an action.
  • control device comprises a display device disposed beneath the tactile surface to display a graphic element through the tactile surface and that the control unit is configured to control the haptic feedback module to generate a haptic feedback in response to a support in the area of the graphic element.
  • the subject of the invention is also a control method for controlling a device as described above in which a haptic feedback is generated in response to a touch on the tactile surface, the haptic feedback being composed of:
  • the variation of the maximum peak-to-peak value of the acceleration and / or the variation of the maximum peak-to-peak value of the displacement of the tactile surface follows a linear relation as a function of time.
  • FIG. 1 represents an example of a control device for a motor vehicle
  • FIG. 2 represents a curve showing the value of the acceleration of the displacement of the tactile surface as a function of time for an example of haptic feedback
  • FIG. 3 represents a curve showing the value of the acceleration of the displacement of the tactile surface as a function of time for another example of haptic feedback.
  • FIG. 1 represents a control device 1 for a motor vehicle, for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for order on-board vehicle systems such as air conditioning, radio, music, telephone, ventilation or navigation systems.
  • a control device 1 for a motor vehicle for example mounted in the dashboard or in a central console of the vehicle, for order on-board vehicle systems such as air conditioning, radio, music, telephone, ventilation or navigation systems.
  • the control device 1 comprises a tactile surface 2 and a haptic feedback module 4 configured to vibrate the tactile surface 2.
  • haptic a return by touch.
  • haptic feedback is a vibratory or vibrotactile signal.
  • the touch surface 2 is intended to detect a touch of a finger of a user on the touch surface 2 or any other activation means (for example a stylus) of a user having for example modified or selected a command.
  • the control device 1 may comprise a display device 3 disposed beneath the tactile surface 2 to display a graphic element through the tactile surface 2, which is then transparent, thus forming for example a touch screen.
  • a touch screen is an input device that allows users of a system to interact with it through touch. It allows the direct interaction of the user on the zone he wants to select for various uses such as, for example, the selection of a destination address or a name in a directory, the air conditioning system settings, enabling a dedicated function, selecting a track from a list, or generally scrolling through a list of choices, selection, validation, and error.
  • the touch surface 2 comprises a plate carrying a contact sensor to detect a pressing pressure or a movement of the finger or a stylus of the user.
  • the contact sensor is for example a pressure sensor, such as using the FSR technology for "Force Sensing Resistor” in English, that is to say using pressure-sensitive resistors.
  • SFR technology has a very good resistance and robustness, while having a high resolution. In addition, it is very reactive and precise, while being relatively stable over time. It can have a fairly long life, and can be used with any type of activation means, at a relatively low cost.
  • the senor operates by contacting two conductive layers for example by the action of the finger.
  • One of the embodiments consists in covering a glass slab with a layer of conductive ink, on which is superimposed a sheet of flexible polyester, itself covered on its inner face with a layer of conductive ink. Insulating and transparent pads isolate the slab from the polyester sheet. The activation on the tactile surface produces a slight depression of the polyester layer, which comes into contact with the conductive layer of the glass slab. The local contact of the two conductive layers causes a modification of the electric current applied to the slab, corresponding to a voltage gradient.
  • the contact sensor comprises flexible semiconductor layers sandwiched between for example a conductive layer and a resistive layer.
  • a conductive layer By exerting pressure or sliding on the FSR layer, its ohmic resistance decreases allowing, by applying a suitable voltage, to measure the pressure applied and / or the location of the place where the pressure is exerted.
  • the contact sensor is based on a capacitive technology.
  • the haptic feedback module 4 comprises at least one actuator (not shown) connected to the plate of the touch surface 2, to generate the haptic feedback as a function of a signal from the contact sensor.
  • the haptic feedback is a vibratory signal such as a vibration produced by a sinusoidal control signal or by a control signal comprising one or a succession of pulses sent to the actuator.
  • the vibration is for example directed in the plane of the touch surface 2 or orthogonally to the plane of the touch surface 2 or directed in a combination of these two directions.
  • the latter are arranged under the touch surface 2, in different positions (in the center or on one side) or in different orientations (in the direction of the support on the surface or in another axis).
  • the actuator is based on a technology similar to that of the speaker (in English: "Voice Coil”). It comprises a fixed part and a part movable in translation in a gap of the fixed part for example of the order of 200 ⁇ , between a first and a second position, parallel to a longitudinal axis of the movable part.
  • the moving part is for example formed by a movable magnet sliding inside a fixed coil or by a movable coil sliding around a fixed magnet, the movable part and the fixed part cooperating by electromagnetic effect.
  • the moving parts are connected to the plate so that the movement of the moving parts causes the translational movement of the plate to generate the haptic feedback to the user's finger.
  • This technology is easily controllable and can move large masses, such as a screen, at various frequencies and meets the strict automotive constraints that are low cost, good resistance to significant temperature variations, and ease of use. in place.
  • the control device 1 further comprises a control unit 5 configured to drive the haptic feedback module 4 in order to generate a haptic feedback in response to a pressing on the touch surface 2, for example at a graphic element of the device display 3, as an icon or pictogram.
  • a control unit 5 configured to drive the haptic feedback module 4 in order to generate a haptic feedback in response to a pressing on the touch surface 2, for example at a graphic element of the device display 3, as an icon or pictogram.
  • the haptic feedback is composed of at least two individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn having an identical appearance, with a period without haptic feedback B1, B2, interposed between two successive individual haptic patterns M1, M2, M3. .. Mn.
  • control unit 5 sends control signals to the haptic feedback module 4 comprising, for example, a control socket sent to the actuator, for example of square, triangle or sinusoidal shape.
  • Each control signal generates an individual haptic pattern.
  • FIG. 2 shows an example of a haptic feedback, illustrated by the measurement of the acceleration of the tactile surface 2 in Z, in a direction parallel to the direction of support of the finger on the tactile surface 2.
  • the value of measured acceleration for the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn generally has a sinus form damped. The same illustration can be obtained by measuring the displacement of the tactile surface 2 in Z.
  • the energy of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn varies with their repetition over time. For example, the energy of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn increases or decreases progressively over time.
  • the maximum peak-to-peak value of the acceleration A which varies with the repetition of the individual haptic pattern M1, M2, M3 ... Mn.
  • the peak-to-peak value of the acceleration A of the haptic patterns A1, A2, A3, A4 is for example between 0.5G and 15G.
  • the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn generated have the same pace
  • haptic M1, M2, M3 ... Mn is for example between 60Hz and 400Hz.
  • a period without haptic feedback B1, B2 is started during which there is no displacement of the touch surface 2.
  • a period without haptic feedback B1, B2 is a period for which no acceleration or displacement of the tactile surface 2 is perceived, because it is null (le) or less than the vibration of the moving vehicle. It is for example an acceleration lower than 1 G.
  • the duration of a period without haptic feedback B1, B2 is for example between 10 and 240 milliseconds.
  • the periods without haptic feedback B1, B2 repeated between the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn, may be identical or not.
  • the end of a period without haptic feedback B1, B2 is controlled by controlling the inter-command duration SOA between the beginning of a control signal generating an individual haptic pattern M1 and the beginning of a signal following order.
  • the duration of a period without haptic feedback B1, B2 is determined for example by measuring the duration from which the measured acceleration is less than a predetermined threshold.
  • the haptic feedback can be generated over a predefined duration D or can be generated as long as the finger is in contact with the touch surface 2.
  • the individual haptic pattern M1, M2, M3 ... Mn is repeated between 3 and 10 times over a predefined duration D, for example between 10 and 5000 milliseconds, such as between 10 and 3000 milliseconds.
  • a period without haptic feedback B1, B2 is for example between 5 and 200 milliseconds.
  • a haptic feedback generated in response to a support on the tactile surface 2, having a repetition of several haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn has thus been represented.
  • a first period without haptic feedback B1 is interposed between two first individual haptic patterns M1 and M2.
  • a second period without haptic feedback B2 is interposed between the individual haptic patterns M2 and M3, and so on ...
  • the progressive increase or decrease in the value of the acceleration is such that the evolution of the maximum peak-to-peak value of the acceleration A1, A2, A3, A4 of the haptic patterns follows a linear relation L as a function of time t.
  • the increase or the progressive decrease in the value of the displacement of the tactile surface 2 is such that the evolution of the maximum peak-to-peak value of the displacement of the tactile surface 2 follows a linear relationship L as a function of time t.
  • This linear relationship L is, for example, such that the ratio between the maximum peak-to-peak acceleration value A2 of an individual haptic pattern N and the maximum peak-to-peak acceleration value A1 of a previous individual haptic pattern N-1 between 0.6 and 0.95.
  • This relationship can for example be associated with a button-shaped graphic element. This gives the user a feeling of increase, which enables him to better understand the function of the graphic element.
  • this linear relationship L is such that the ratio between the maximum peak-to-peak acceleration value A2 of an individual haptic pattern N and the maximum peak-to-peak acceleration value A1 of a previous individual haptic pattern.
  • N-1 ranging from 1, 05 to 1, 4.
  • This relationship can for example be associated with a button-shaped graphic element. This gives the user a feeling of diminution, which enables him to better understand the function of the graphic element.
  • the haptic feedback is generated over a predefined duration D, such as between 500 and 5000 milliseconds.
  • the associated function allows for example the fast incrementation / decrementation of a function.
  • a graphic element representing a large fan may increase the ventilation directly to the maximum value.
  • the user who presses a graphic element representing a small fan can directly decrease the ventilation to the minimum value.
  • the duration DM1 of the first individual haptic unit M1 is between 10 and 200 milliseconds
  • the maximum peak-to-peak value of acceleration A2 of the second individual haptic pattern M2 is between 0.25 and 4,
  • the predefined duration D on which the individual haptic patterns M1, M2 are generated is less than 200 milliseconds
  • haptic feedback makes it possible to give the sensation of carrying out a validation on the tactile surface 2 similar to a double click of the mouse. This effect can also be used to confirm an action. Thus it can be expected in parallel that the control unit 5 is waiting for the confirmation of an action.
  • the linear relationship L is such that the ratio between the maximum peak-to-peak acceleration value A2 of the tactile surface 2 of an individual haptic pattern N and the maximum peak-to-peak value d A1 acceleration and / or displacement of the touch surface 2 of a previous individual haptic pattern N-1, between 0.6 and 0.55.
  • This relationship can for example be associated with a graphic element in the form of cursor, rotary or rectilinear. This reinforces the sensation perceived by the user sliding his finger on the touch surface 2. This allows to give the illusion of a sense of sliding.
  • the progressive decrease in the value of the acceleration and / or displacement of the tactile surface 2 of the individual haptic patterns M1, M2, M3 ... Mn follows a linear relation L such that the ratio between the value peak-to-peak acceleration A2 of an individual haptic pattern N and the maximum peak-to-peak value of acceleration A1 and / or displacement of the tactile surface 2 of a previous individual haptic pattern N-1 is between 1 , 2 and 1, 3. This reduces the sensation perceived by the user sliding his finger on the touch surface 2. This allows to give the illusion of a sense of sliding.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande (1) pour véhicule automobile comportant : - une surface tactile (2) destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur, et - un module de retour haptique (4) configuré pour faire vibrer la surface tactile (2), caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) configurée pour piloter le module de retour haptique (4) pour générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile (2), le retour haptique étant composé: - d'au moins deux motifs haptiques individuels (M1, M2, M3…Mn) présentant une allure identique, générés successivement, avec - une période sans retour haptique (B1, B2), intercalée entre deux motifs haptiques individuels (M1, M2, M3…Mn) successifs, - l'énergie des motifs haptiques individuels (M1, M2, M3…Mn) variant avec leur répétition. La présente invention concerne également un procédé de commande pour la commande d'un tel dispositif.

Description

Dispositif et procédé de commande pour véhicule automobile
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de commande pour véhicule automobile.
Depuis ces dernières années, les voitures sont devenues plus faciles à manipuler avec l'apparition de nouvelles technologies émergentes (par exemple direction assistée, ABS, régulateur de vitesse, radar de recul etc.). Paradoxalement toutefois, le nombre de fonctions à contrôler pendant la conduite a lui aussi beaucoup augmenté. Ceci peut induire une certaine complexité liée à la mauvaise connaissance de l'utilisation de ces fonctionnalités et à leur diversité. La voiture est devenue un véritable espace de vie, perçue comme un centre de communication personnel et interconnecté : avec par exemple le lecteur MP3, le GPS, la connexion avec les téléphones portables.
L'introduction de ces nouvelles fonctions se traduit par une augmentation du nombre de boutons sur le tableau de bord d'un cockpit de voiture. Cependant, le nombre de boutons ne peut pas être augmenté à l'infini, du fait notamment de la complexité engendrée, de l'espace limité, de l'accessibilité ou de la charge cognitive. De plus, l'interaction du conducteur avec les systèmes embarqués dans la voiture peut reproduire une situation de surcharge attentionnelle dans laquelle le conducteur peut ne pas traiter au mieux toutes les informations de la tâche de conduite, se traduisant par des erreurs et un temps de détection plus long.
Une possibilité est de centraliser les boutons en les remplaçant par une surface tactile. Ceci permet de continuer à augmenter le nombre des fonctions, celles-ci devenant programmables et reconfigurables et exposées de façon temporaire ou permanente selon le contexte ou la fonction activée. La surface tactile inclut ainsi une possibilité de multifonctionnalité, tout en dématérialisant les boutons et en étant personnalisable.
Cependant, contrairement au cas d'un bouton-poussoir, lorsque le conducteur interagit avec une surface tactile, il ne reçoit aucune rétroaction liée directement à son action sur l'interface, autre que le simple contact de son doigt s'écrasant sur la surface.
Afin de compenser la perte d'informations causée par la substitution d'interfaces mécaniques classiques par des surfaces tactiles, il est prévu l'ajout d'un retour, tel que haptique, pour fournir une rétroaction du système à l'utilisateur. Ce retour permet d'éviter l'ambiguïté possible de la prise en compte de l'action de l'utilisateur par le système, susceptible de favoriser l'apparition de situations dangereuses. Il doit cependant en outre éviter de surcharger les voies visuelles et auditives déjà très sollicitées par la tâche de conduite. En effet, l'utilisation de surfaces tactiles dans un véhicule automobile ne doit pas gêner l'attention du conducteur.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande qui ne gêne pas la conduite, qui soit bien perçu et apprécié par les utilisateurs, et qui puisse être discriminable des autres signaux.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de commande pour véhicule automobile comportant :
une surface tactile destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur, et un module de retour haptique configuré pour faire vibrer la surface tactile, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage configurée pour piloter le module de retour haptique pour générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile, le retour haptique étant composé:
d'au moins deux motifs haptiques individuels présentant une allure identique, générés successivement, avec
- une période sans retour haptique, intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs,
l'énergie des motifs haptiques individuels variant avec leur répétition. Les périodes sans retour haptique pour lesquelles il n'y a aucun déplacement perceptible de la surface tactile, permettent de créer un effet incrémental/décrémentai pour l'utilisateur manipulant la surface tactile. On donne ainsi une indication à l'utilisateur sur la fonction que peut permettre de réaliser l'interaction avec la surface tactile touchée.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de commande, prise seule ou en combinaison,
- l'énergie des motifs haptiques individuels augmente ou diminue de façon monotone avec leur répétition,
- c'est la valeur maximale pic à pic de l'accélération et/ou c'est la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile qui varie de façon monotone avec la répétition,
- la variation de la valeur maximale pic à pic de l'accélération et/ou la variation de la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile suit une relation linéaire en fonction du temps.
Selon un premier exemple de réalisation, la relation linéaire définit une augmentation progressive de la valeur de l'accélération en fonction du temps telle que le rapport entre : - la valeur maximale pic à pic de l'accélération d'un motif haptique individuel déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération du motif haptique individuel précédent le motif haptique individuel déterminé, soit comprise entre 0,6 et 0,95. On donne ainsi la sensation d'augmentation à l'utilisateur, ce qui lui permet de mieux comprendre la fonction que peut réaliser la surface tactile touchée.
Selon un autre exemple de réalisation, la relation linéaire définit une diminution progressive de la valeur de l'accélération en fonction du temps telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération d'un motif haptique individuel déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic d'accélération du motif haptique individuel précédent le motif haptique individuel déterminé, soit comprise entre 1 ,05 et 1 ,4.
On donne ainsi la sensation de diminution à l'utilisateur, ce qui lui permet de mieux comprendre la fonction que peut réaliser la surface tactile touchée.
Selon un autre exemple de réalisation, la relation linéaire définit une augmentation progressive de la valeur de l'accélération en fonction du temps telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération d'un motif haptique individuel déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic d'accélération du motif haptique individuel précédent le motif haptique individuel déterminé, soit comprise entre 0,6 et 0,55.
On renforce ainsi la sensation perçue par l'utilisateur glissant son doigt sur la surface tactile. Cela permet de donner l'illusion d'un sens au glissement.
Selon un autre exemple de réalisation, la relation linéaire définit une diminution progressive de la valeur de l'accélération en fonction du temps telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic d'accélération d'un motif haptique individuel déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic d'accélération du motif haptique individuel précédent le motif haptique individuel déterminé, soit comprise entre 1 ,2 et 1 , 3.
On diminue ainsi la sensation perçue par l'utilisateur glissant son doigt sur la surface tactile. Cela permet de donner l'illusion d'un sens au glissement.
Selon encore une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de commande, prise seule ou en combinaison,
- le motif haptique individuel est répété entre 3 et 10 fois, - le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie comprise entre 3 et 5000 millisecondes,
- une période sans retour haptique est comprise entre 5 et 200 millisecondes,
- la valeur pic à pic de l'accélération des motifs haptiques individuels est comprise entre 0,5G et 15G,
- la fréquence des motifs haptiques individuels est comprise entre 60Hz et 400Hz. Selon un autre exemple de réalisation :
- un premier et un deuxième motifs haptiques individuels successifs sont générés,
- la durée du premier motif haptique individuel est comprise entre 10 et 200 millisecondes,
- le rapport entre :
o la valeur maximale pic à pic d'accélération du premier motif haptique individuel avec
o la valeur maximale pic à pic d'accélération du deuxième motif haptique individuel est compris entre 0,25 et 4,
- la durée prédéfinie sur laquelle sont générés les motifs haptiques individuels est inférieure à 200 millisecondes, et
- la durée inter-commandes entre le début d'un premier signal de commande générant le premier motif haptique individuel et le début d'un deuxième signal de commande générant le deuxième motif individuel est comprise entre 20 et 200 millisecondes.
Ces caractéristiques du retour haptique permettent de donner la sensation de réaliser une validation sur la surface tactile similaire à un double clic de souris. Cet effet peut également être utilisé pour confirmer une action.
On peut en outre prévoir que le dispositif de commande comporte un dispositif d'affichage disposé sous la surface tactile pour afficher un élément graphique au travers de la surface tactile et que l'unité de pilotage soit configurée pour piloter le module de retour haptique pour générer un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique.
L'invention a aussi pour objet un procédé de commande pour la commande d'un dispositif tel que décrit précédemment dans lequel on génère un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile, le retour haptique étant composé:
- d'au moins deux motifs haptiques individuels présentant une allure identique, générés successivement, avec - une période sans retour haptique, intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs,
- l'énergie des motifs haptiques individuels variant avec leur répétition.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de commande, prise seule ou en combinaison,
- l'énergie des motifs haptiques individuels augmente ou diminue de façon monotone avec leur répétition,
- c'est la valeur maximale pic à pic de l'accélération et/ou c'est la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile qui varie de façon monotone avec la répétition,
- la variation de la valeur maximale pic à pic de l'accélération et/ou la variation de la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile suit une relation linéaire en fonction du temps.
DESCRI PTION SOMMAI RE DES DESSINS
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que sur les figures annexées qui représentent un exemple de réalisation non limitatif de l'invention et sur lesquelles :
- La figure 1 représente un exemple de dispositif de commande pour véhicule automobile,
- la figure 2 représente une courbe montrant la valeur de l'accélération du déplacement de la surface tactile en fonction du temps pour un exemple de retour haptique, et
- la figure 3 représente une courbe montrant la valeur de l'accélération du déplacement de la surface tactile en fonction du temps pour un autre exemple de retour haptique.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
DESCRI PTION DÉTAILLÉE
La figure 1 représente un dispositif de commande 1 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, de musique, du téléphone, de ventilation ou de navigation.
Le dispositif de commande 1 comporte une surface tactile 2 et un module de retour haptique 4 configuré pour faire vibrer la surface tactile 2. On désigne par « haptique », un retour par le toucher. Ainsi, le retour haptique est un signal vibratoire ou vibrotactile.
La surface tactile 2 est destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur sur la surface tactile 2 ou tout autre moyen d'activation (par exemple un stylet) d'un utilisateur ayant par exemple modifié ou sélectionné une commande.
Le dispositif de commande 1 peut comporter un dispositif d'affichage 3 disposé sous la surface tactile 2 pour afficher un élément graphique au travers de la surface tactile 2, alors transparente, formant ainsi par exemple un écran tactile.
Un écran tactile est un périphérique d'entrée permettant aux utilisateurs d'un système d'interagir avec celui-ci grâce au toucher. Il permet l'interaction directe de l'utilisateur sur la zone qu'il veut sélectionner pour des utilisations diverses comme par exemple, la sélection d'une adresse de destination ou d'un nom dans un répertoire, les réglages du système de climatisation, l'activation d'une fonction dédiée, la sélection d'une piste parmi une liste, ou d'une manière générale le défilement parmi une liste de choix, la sélection, la validation, et l'erreur.
La surface tactile 2 comporte une plaque portant un capteur de contact pour détecter une pression d'appui ou un déplacement du doigt ou d'un stylet de l'utilisateur.
Le capteur de contact est par exemple un capteur de pression, tel qu'utilisant la technologie FSR pour « Force Sensing Resistor » en anglais, c'est-à-dire utilisant des résistances sensibles à la pression. La technologie SFR présente une très bonne résistance et robustesse, tout en ayant une résolution élevée. De plus, elle est très réactive et précise, tout en étant relativement stable dans le temps. Elle peut avoir une durée de vie assez longue, et est utilisable avec tout type de moyen d'activation, à un coût relativement faible.
Selon une conception de la technologie FSR, le capteur fonctionne en mettant en contact deux couches conductrices par exemple par l'action du doigt. Une des réalisations consiste à recouvrir une dalle de verre d'une couche d'encre conductrice, sur laquelle est superposée une feuille de polyester souple, elle-même recouverte sur sa face interne d'une couche d'encre conductrice. Des plots isolants et transparents isolent la dalle de la feuille polyester. L'activation sur la surface tactile produit un léger enfoncement de la couche polyester, qui vient en contact avec la couche conductrice de la dalle de verre. Le contact local des deux couches conductrices entraîne une modification du courant électrique appliqué sur la dalle, correspondant à un gradient de tension.
Selon un autre exemple, le capteur de contact comprend des couches semi-conductrices souples prises en sandwich entre par exemple une couche conductrice et une couche résistive. En exerçant une pression ou un glissé sur la couche FSR, sa résistance ohmique diminue permettant ainsi, par application d'une tension électrique adaptée, de mesurer la pression appliquée et / ou la localisation de l'endroit où la pression est exercée.
Selon un autre exemple, le capteur de contact est basé sur une technologie capacitive. Le module de retour haptique 4 comporte au moins un actionneur (non représenté) relié à la plaque de la surface tactile 2, pour générer le retour haptique en fonction d'un signal issu du capteur de contact. Le retour haptique est un signal vibratoire tel qu'une vibration produite par un signal de commande sinusoïdal ou par un signal de commande comportant un ou une succession de puises, envoyé à l'actionneur. La vibration est par exemple dirigée dans le plan de la surface tactile 2 ou orthogonalement au plan de la surface tactile 2 ou encore dirigée selon une combinaison de ces deux directions.
Dans le cas de plusieurs actionneurs, ces derniers sont agencés sous la surface tactile 2, dans différentes positions (au centre ou sur un côté) ou dans différentes orientations (dans la direction de l'appui sur la surface ou dans un autre axe).
Selon un exemple de réalisation, l'actionneur repose sur une technologie similaire à celle du Haut-Parleur (en anglais : « Voice Coil »). Il comporte une partie fixe et une partie mobile en translation dans un entrefer de la partie fixe par exemple de l'ordre de 200μηι, entre une première et une deuxième position, parallèlement à un axe longitudinal de la partie mobile. La partie mobile est par exemple formée par un aimant mobile coulissant à l'intérieur d'une bobine fixe ou par une bobine mobile coulissant autour d'un aimant fixe, la partie mobile et la partie fixe coopérant par effet électromagnétique. Les parties mobiles sont reliées à la plaque de manière que le mouvement des parties mobiles engendre le mouvement en translation de la plaque pour générer le retour haptique au doigt de l'utilisateur. Cette technologie est facilement contrôlable et permet de déplacer de fortes masses, comme celle d'un écran, à diverses fréquences et respecte les contraintes automobiles très strictes que sont un faible coût, une bonne résistance aux variations de températures importantes, et une facilité de mise en place.
Le dispositif de commande 1 comporte en outre une unité de pilotage 5 configurée pour piloter le module de retour haptique 4 afin de générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile 2, par exemple au niveau d'un élément graphique du dispositif d'affichage 3, comme un icône ou pictogramme. II y a un appui sur la surface tactile 2 tant que le doigt reste en contact avec la surface tactile 2. Lorsque l'utilisateur relâche son doigt et appuie à nouveau sur la surface tactile 2, un nouveau retour haptique est généré. Un retour haptique est ainsi généré pour chaque appui.
Le retour haptique est composé d'au moins deux motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn présentant une allure identique, avec une période sans retour haptique B1 , B2, intercalée entre deux motifs haptiques individuels successifs M1 , M2, M3 ... Mn.
Pour cela, l'unité de pilotage 5 envoie des signaux de commande au module de retour haptique 4 comportant par exemple un puise de commande envoyé à l'actionneur, par exemple de forme carré, triangle ou sinusoïdal.
Chaque signal de commande génère un motif haptique individuel.
La figure 2 montre un exemple d'un retour haptique, illustré par la mesure de l'accélération de la surface tactile 2 en Z, dans une direction parallèle à la direction d'appui du doigt sur la surface tactile 2. La valeur d'accélération mesurée pour les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn présente généralement une forme de sinus amorti. La même illustration peut être obtenue par la mesure du déplacement de la surface tactile 2 en Z.
L'énergie des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn varie avec leur répétition dans le temps. Par exemple, l'énergie des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn augmente ou diminue progressivement dans le temps.
Plus précisément, c'est par exemple la valeur maximale pic à pic de l'accélération A qui varie avec la répétition du motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn. Selon un autre exemple, c'est la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile 2 qui varie avec la répétition du motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn.
La valeur pic à pic de l'accélération A des motifs haptiques A1 , A2, A3, A4 est par exemple comprise entre 0,5G et 15G.
Les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn générés présentent la même allure
(ou « forme »), la même fréquence et le même déphasage. La fréquence des motifs haptiques M1 , M2, M3 ... Mn est par exemple comprise entre 60Hz et 400Hz.
A la fin de l'accélération et/ou du déplacement de la surface tactile 2, par exemple lorsque la valeur de l'accélération de la surface tactile 2 est inférieure à 1 G, débute une période sans retour haptique B1 , B2 au cours de laquelle il n'y a aucun déplacement de la surface tactile 2.
Une période sans retour haptique B1 , B2 est une période pour laquelle on ne perçoit pas d'accélération ou de déplacement de la surface tactile 2, parce qu'il/elle est nul(le) ou inférieur(e) aux vibrations du véhicule roulant. C'est par exemple une accélération inférieure à 1 G.
La durée d'une période sans retour haptique B1 , B2, est par exemple comprise entre 10 et 240 millisecondes. Les périodes sans retour haptique B1 , B2 répétées entre les motifs haptiques individuels M1 , M2, M3 ... Mn, peuvent être identiques ou non.
Selon un exemple de réalisation, on maîtrise la fin d'une période sans retour haptique B1 , B2 en contrôlant la durée inter-commandes SOA entre le début d'un signal de commande générant un motif haptique individuel M1 et le début d'un signal de commande suivant.
Selon un autre exemple, on détermine la durée d'une période sans retour haptique B1 , B2 par exemple en mesurant la durée à partir de laquelle l'accélération mesurée est inférieure à un seuil prédéterminé.
Les périodes sans retour haptique B1 , B2, pour lesquelles il n'y a aucun déplacement de la surface tactile 2, permettent de créer un effet incrémental/décrémentai à l'utilisateur manipulant la surface tactile 2. On donne ainsi une indication à l'utilisateur sur la fonction que peut permettre de réaliser l'interaction avec la surface tactile 2 touchée.
Le retour haptique peut être généré sur une durée prédéfinie D ou peut être généré tant que le doigt est en contact avec la surface tactile 2.
Par exemple, le motif haptique individuel M1 , M2, M3 ... Mn est répété entre 3 et 10 fois sur une durée prédéfinie D par exemple comprise entre 10 et 5000 millisecondes, tel qu'entre 10 et 3000 millisecondes.
Une période sans retour haptique B1 , B2 est par exemple comprise entre 5 et 200 millisecondes.
Sur l'exemple de la figure 2, on a ainsi représenté un retour haptique généré en réponse à un appui sur la surface tactile 2, présentant une répétition de plusieurs motifs haptiques M1 , M2, M3 ... Mn. Une première période sans retour haptique B1 est intercalée entre deux premiers motifs haptiques individuels M1 et M2. Une deuxième période sans retour haptique B2 est intercalée entre les motifs haptiques individuels M2 et M3, et ainsi de suite...
Selon un exemple de réalisation, l'augmentation ou la diminution progressive de la valeur de l'accélération est telle que l'évolution de la valeur maximale pic à pic de l'accélération A1 , A2, A3, A4 des motifs haptiques, suit une relation linéaire L en fonction du temps t. De la même manière, on peut prévoir que l'augmentation ou la diminution progressive de la valeur du déplacement de la surface tactile 2 soit telle que l'évolution de la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile 2 suit une relation linéaire L en fonction du temps t. Cette relation linéaire L est par exemple telle que le rapport entre la valeur maximale pic à pic d'accélération A2 d'un motif haptique individuel N et la valeur maximale pic à pic d'accélération A1 d'un motif haptique individuel précédent N-1 , soit comprise entre 0,6 et 0,95.
Cette relation peut par exemple être associée à un élément graphique en forme de bouton. On donne ainsi une sensation d'augmentation à l'utilisateur, ce qui lui permet de mieux comprendre la fonction de l'élément graphique.
Selon un autre exemple, cette relation linéaire L est telle que le rapport entre la valeur maximale pic à pic d'accélération A2 d'un motif haptique individuel N et la valeur maximale pic à pic d'accélération A1 d'un motif haptique individuel précédent N-1 , soit comprise entre 1 ,05 et 1 ,4.
Cette relation peut par exemple être associée à un élément graphique en forme de bouton. On donne ainsi une sensation de diminution à l'utilisateur, ce qui lui permet de mieux comprendre la fonction de l'élément graphique.
On peut prévoir pour ces deux exemples, que le retour haptique soit généré sur une durée prédéfinie D longue, telle que comprise entre 500 et 5000 millisecondes.
La fonction associée permet par exemple l'incrémentation/la décrémentation rapide d'une fonction. Par exemple, pour une fonction de ventilateur, l'utilisateur qui appuie sur un élément graphique représentant un gros ventilateur pourra augmenter directement la ventilation à la valeur maximum. De même, l'utilisateur qui appuie sur un élément graphique représentant un petit ventilateur pourra diminuer directement la ventilation à la valeur minimum.
Selon un autre exemple illustré sur la figure 3, on prévoit que :
- un premier et un deuxième motifs haptiques individuels M1 , M2 successifs sont générés,
- la durée DM1 du premier motif haptique individuel M1 est comprise entre 10 et 200 millisecondes,
- le rapport entre :
-la valeur maximale pic à pic d'accélération A1 du premier motif haptique individuel M1 avec
- la valeur maximale pic à pic d'accélération A2 du deuxième motif haptique individuel M2, est compris entre 0,25 et 4,
- la durée prédéfinie D sur laquelle sont générés les motifs haptiques individuels M1 , M2 est inférieure à 200 millisecondes, et
- la durée inter-commandes SOA entre le début d'un premier signal de commande générant le premier motif haptique individuel M1 et le début d'un deuxième signal de commande générant le deuxième motif individuel M2 est comprise entre 20 et 200 millisecondes.
Ces caractéristiques du retour haptique permettent de donner la sensation de réaliser une validation sur la surface tactile 2 similaire à un double clic de souris. Cet effet peut également être utilisé pour confirmer une action. Ainsi on peut prévoir parallèlement que l'unité de pilotage 5 soit en attente de la confirmation d'une action.
Selon un autre exemple de configuration, on prévoit que la relation linéaire L soit telle que le rapport entre la valeur maximale pic à pic d'accélération A2 de la surface tactile 2 d'un motif haptique individuel N et la valeur maximale pic à pic d'accélération A1 et/ou du déplacement de la surface tactile 2 d'un motif haptique individuel précédent N-1 , soit compris entre 0,6 et 0,55.
Cette relation peut par exemple être associée à un élément graphique en forme de curseur, rotatif ou rectiligne. On renforce ainsi la sensation perçue par l'utilisateur glissant son doigt sur la surface tactile 2. Cela permet de donner l'illusion d'un sens au glissement.
On peut également prévoir que la diminution progressive de la valeur de l'accélération et/ou du déplacement de la surface tactile 2 des motifs haptiques individuels M1 , M2, M3...Mn suit une relation linéaire L telle que le rapport entre la valeur maximale pic à pic d'accélération A2 d'un motif haptique individuel N et la valeur maximale pic à pic d'accélération A1 et/ou du déplacement de la surface tactile 2 d'un motif haptique individuel précédent N-1 soit comprise entre 1 ,2 et 1 , 3. On diminue ainsi la sensation perçue par l'utilisateur glissant son doigt sur la surface tactile 2. Cela permet de donner l'illusion d'un sens au glissement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de commande (1 ) pour véhicule automobile comportant :
- une surface tactile (2) destinée à détecter un contact d'un doigt d'un utilisateur, et
- un module de retour haptique (4) configuré pour faire vibrer la surface tactile (2), caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (5) configurée pour piloter le module de retour haptique (4) pour générer un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile (2), le retour haptique étant composé:
- d'au moins deux motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) présentant une allure identique, générés successivement, avec
- une période sans retour haptique (B1 , B2), intercalée entre deux motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) successifs,
- l'énergie des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) variant avec leur répétition.
2. Dispositif de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'énergie des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) augmente ou diminue de façon monotone avec leur répétition.
3. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que c'est la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A1 , A2, A3...An) et/ou c'est la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile (2) qui varie de façon monotone avec la répétition.
4. Dispositif de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la variation de la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A1 , A2, A3... An) et/ou la variation de la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile (2) suit une relation linéaire (L) en fonction du temps (t).
5. Dispositif de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la relation linéaire (L) définit une augmentation progressive de la valeur de l'accélération (A1 , A2, A3... An) en fonction du temps (t) telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A2, A3... An) d'un motif haptique individuel (M2, M3...Mn) déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A1 , A2, A3...An-1 ) du motif haptique individuel (M1 , M2, M3...Mn-1 ) précédent le motif haptique individuel déterminé (M2, M3...Mn), soit comprise entre 0,6 et 0,95.
6. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la relation linéaire (L) définit une diminution progressive de la valeur de l'accélération (A1 , A2, A3... An) en fonction du temps (t) telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A2, A3... An) d'un motif haptique individuel (M2, M3...Mn) déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic d'accélération (A1 , A2, A3...An-1 ) du motif haptique individuel (A1 , A2, A3...An-1 ) précédent le motif haptique individuel (M2, M3...Mn) déterminé, soit comprise entre 1 ,05 et 1 ,4.
7. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la relation linéaire (L) définit une augmentation progressive de la valeur de l'accélération (A1 , A2, A3... An) en fonction du temps (t) telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A2, A3... An) d'un motif haptique individuel (M2, M3...Mn) déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic d'accélération (A1 , A2, A3...An-1 ) du motif haptique individuel (A1 , A2, A3...An-1 ) précédent le motif haptique individuel (A2, A3... An) déterminé, soit comprise entre 0,6 et 0,55.
8. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la relation linéaire (L) définit une diminution progressive de la valeur de l'accélération (A1 , A2, A3... An) en fonction du temps (t) telle que le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic d'accélération (A2, A3... An) d'un motif haptique individuel (M2, M3...Mn) déterminé, et
- la valeur maximale pic à pic d'accélération (A1 , A2, A3...An-1 ) du motif haptique individuel (A1 , A2, A3...An-1 ) précédent le motif haptique individuel (M2, M3...Mn) déterminé, soit comprise entre 1 ,2 et 1 , 3.
9. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif haptique individuel (M1 , M2, M3...Mn) est répété entre 3 et 10 fois.
10. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le retour haptique est généré sur une durée prédéfinie (D) comprise entre 3 et 5000 millisecondes.
1 1 . Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une période sans retour haptique (B1 , B2) est comprise entre 5 et 200 millisecondes.
12. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur pic à pic de l'accélération (A1 , A2, A3... An) des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) est comprise entre 0,5G et 15G.
13. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) est comprise entre 60Hz et 400Hz.
14. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que :
- un premier et un deuxième motifs haptiques individuels (M1 , M2) successifs sont générés,
- la durée (DM1 ) du premier motif haptique individuel (M1 ) est comprise entre 10 et 200 millisecondes,
- le rapport entre :
- la valeur maximale pic à pic d'accélération (A1 ) du premier motif haptique individuel (M1 ) avec
-la valeur maximale pic à pic d'accélération (A2) du deuxième motif haptique individuel (M2) est compris entre 0,25 et 4,
- la durée prédéfinie (D) sur laquelle sont générés les motifs haptiques individuels (M1 , M2) est inférieure à 200 millisecondes, et
- la durée inter-commandes (SOA) entre le début d'un premier signal de commande générant le premier motif haptique individuel (M1 ) et le début d'un deuxième signal de commande générant le deuxième motif individuel (M2) est comprise entre 20 et 200 millisecondes.
15. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'affichage (3) disposé sous la surface tactile (2) pour afficher un élément graphique au travers de la surface tactile (2) et en ce que l'unité de pilotage (5) est configurée pour piloter le module de retour haptique (4) pour générer un retour haptique en réponse à un appui dans la zone de l'élément graphique.
16. Procédé de commande (1 ) pour la commande d'un dispositif (1 ) selon l'une des revendications précédentes dans lequel on génère un retour haptique en réponse à un appui sur la surface tactile (2), le retour haptique étant composé:
- d'au moins deux motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) présentant une allure identique, générés successivement, avec
- une période sans retour haptique (B1 , B2), intercalée entre deux motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) successifs,
- l'énergie des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) variant avec leur répétition.
17. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'énergie des motifs haptiques individuels (M1 , M2, M3...Mn) augmente ou diminue de façon monotone avec leur répétition.
18. Procédé de commande selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que c'est la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A1 , A2, A3... An) et/ou c'est la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile (2) qui varie de façon monotone avec la répétition.
19. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la variation de la valeur maximale pic à pic de l'accélération (A1 , A2, A3... An) et/ou la variation de la valeur maximale pic à pic du déplacement de la surface tactile (2) suit une relation linéaire (L) en fonction du temps (t).
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